普通本科畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書課題名稱 下蓋注塑模模具設(shè)計 學(xué) 院專 業(yè) 班 級學(xué) 號姓 名指導(dǎo)教師摘 要注塑模具就是將塑料進(jìn)行加熱之后變成熔體后添加到一個模子里冷卻取出成品的一個工具，注塑成型這個過程是制作塑件的過程的關(guān)鍵階段，沒有這個過程，就沒有塑件的產(chǎn)品。塑料模具越來越受到大眾的認(rèn)可，生活中隨處可見塑料產(chǎn)品的身影，如鼠標(biāo)外殼、電視遙控外殼、水杯、水桶、飾品等塑料制品，塑料制品在很多的家庭很多國家中被使用。這次塑料模具設(shè)計是根據(jù)企業(yè)提供的 CAD 名為“下蓋”的圖紙進(jìn)行建模然后設(shè)計一套注射模模具。通過對企業(yè)提供的圖紙進(jìn)行建模然后分析其工藝之后，最終目的是為了設(shè)計出一套能夠生產(chǎn)該產(chǎn)品的注塑模模具，以達(dá)到自動生產(chǎn)產(chǎn)品用于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。本次課題首先是對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝特性進(jìn)行分析，其次是對模具的結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，最后得出設(shè)計的總體方案。設(shè)計的過程中要做很多極其細(xì)致的校核，如推桿、側(cè)型芯、斜導(dǎo)柱的校核。 本次設(shè)計途中，需要查閱各種手冊，翻看各種模具設(shè)計實例，以及詢問指導(dǎo)老師相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計過程相對完整。【關(guān)鍵詞】下蓋 注射成型 塑料模具 分型面 工藝ABSTRACTInjection mould is to add plastic after heated to melt into a mold cooling out a tool， injection molding the process is the key stage of the process of production of plastic parts， without this process， there is no plastic products.Plastic mold is more and more be recognized by the masses， life can be seen everywhere the form of plastic products， such as the mouse shell， TV remote shell， water cup， bucket， jewelry and other plastic products， plastic products used in a lot of families in many countries.This plastic mould design is modeled after the CAD “l(fā)ower cover“ by the enterprise， and then designs a set of injection mould.By drawing modeling and analysis of the enterprise to provide the process after the final purpose is to design a set of injection mold mold can produce this product， in order to achieve automatic production of products used to improve the product's production.The first is the analysis of the structural characteristics of the product， then the construction of the structure of the mould， and finally the overall plan of the design.In the process of design， a lot of meticulous school core， such as push rod， side core， inclined guide column.In this design， you need to look up the various manuals ， look at the various molds design examples， and ask the relevant standards to guide the teachers. The design process is relatively complete.【Key words】Under the cover Injection molding Plastic mould The parting surface process目 錄1 前 言 .12 零件的工藝分析 .22.1 塑件材料特性 22.2 ABS 塑件材料成型性能 22.2.1 ABS 塑件成型工藝參數(shù)的確定 .22.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析 .32.3.1 下蓋的尺寸 42.3.2 下蓋的各項尺寸精度 42.3.3 下蓋的表面粗糙度 42.3.4 脫模斜度 .53 注射機(jī)的選用 .63.1 注射機(jī)的初選 .63.1.1 計算塑件的體積 63.1.2 計算下蓋塑件的質(zhì)量 73.1.3 選用合適的注射機(jī) .73.2 注射機(jī)的終選 .83.2.1 注射量的校核 83.2.2 模具閉合高度的校核 .83.2.3 模具安裝部分的校核 .83.2.4 模具開模行程的校核 93.2.5 鎖模力的校核 93.2.6 注射壓力的校核 104 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .114.1 分型面的選擇 .114.1.1 型腔數(shù)目的確定 .114.1.2 分型面分析 .114.1.3 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式的確定 134.1.4 塑件在模具中的位置 134.2 注塑模澆注系統(tǒng)的設(shè)計 .134.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 144.2.2 主流道的設(shè)計 144.2.3 分流道的設(shè)計 154.2.4 澆口的設(shè)計 164.2.5 冷料穴的設(shè)計 .174.3 澆口套的設(shè)計 .175 注塑模成型零件的設(shè)計 195.1 型芯、型腔工作尺寸的計算 195.1.1 模具成型零件的制造誤差 195.1.2 模具安裝配合的誤差 .195.2 確定整體式型腔的外形尺寸 195.2.1 確定整體式型腔的長、寬尺寸 205.2.2 整體式型腔的高度尺寸的確定 205.2.3 其他設(shè)計要點 .205.2.4 整體式的型腔表面粗糙度 205.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .215.3.1 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .215.3.2 型芯的緊固 .215.4 成型零件的尺寸計算 .216 注射模結(jié)構(gòu)件的設(shè)計 .246.1 模架的設(shè)計 246.1.1 模架的選用 246.1.2 動、定模板開框尺寸的設(shè)計 .256.2 模架中其他結(jié)構(gòu)件的設(shè)計 256.2.1 定位圈 .256.2.2 限位釘 .266.2.3 緊固螺釘 .266.2.4 彈簧 .276.2.5 定距螺釘 .277 注塑機(jī)脫模系統(tǒng)的設(shè)計 .287.1 脫模力的計算 .287.1.1 利用以下公式對側(cè)型芯脫模力進(jìn)行計算 287.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 .297.2.1 推桿位置的設(shè)計 297.2.2 推桿的直徑 .307.2.3 推桿固定形式及裝配要求 .317.3 推件板的設(shè)計 .317.3.1 推件板厚度的計算 .317.3.2 推件板位置的選擇 .327.3.3 推件板上的推桿設(shè)計 .328 注塑模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 348.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 .348.1.1 側(cè)抽芯距計算 .348.1.2 斜導(dǎo)柱直徑的計算 348.1.3 斜導(dǎo)柱的長度的計算 348.2 側(cè)滑塊的設(shè)計 .358.3 楔緊塊的設(shè)計 .368.4 彈簧擋釘定位設(shè)計 .379 注射模導(dǎo)向定位系統(tǒng)的設(shè)計 .389.1 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計 .389.1.1 導(dǎo)柱的設(shè)計 .389.1.2 導(dǎo)套的設(shè)計 .399.1.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝配合 .3910 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 4110.1 冷卻系統(tǒng)水管孔徑的計算 4110.1.1 塑料制品在固化時每小時釋放的熱量 Q.4210.1.2 求冷卻水道直徑 d.4210.2 冷卻水道的分布位置 .4211 注塑模排氣系統(tǒng)的設(shè)計 44總結(jié) .45致謝 .46參考文獻(xiàn) .471 前 言模具具有許多種類型，其主要類型有：沖壓模、塑料成型模、粉末冶金模、鍛造模、壓鑄成型模、玻璃模等各種模具。國家的模具行業(yè)一直處于很平穩(wěn)增長的發(fā)展的狀態(tài)，下面就我國塑料模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和模具的歷史發(fā)展趨勢分述如下。從很早以前我國就開始有了塑料制品的使用，我們以前用的臉盆、我們以前用的許多家居用品都是由塑料制作的，使用起來非常的方便，而且還便宜?，F(xiàn)在我們的生活中隨處都可以看到塑料做成的塑料產(chǎn)品，不僅應(yīng)用在家居上，還應(yīng)用于我們的工業(yè)上、我們的軍事上、我們的醫(yī)療事業(yè)上以及各種教育資源上，塑料塑件的應(yīng)用太廣了，廣到睜開眼就能看到塑料的存在。由于塑料的使用方面，現(xiàn)在好多的國家都在努力的制作能生產(chǎn)塑料制件的模具，剛開始的模具制作出來的塑料制件的粗糙度很大，人接觸時會傷害到皮膚，因此很多廠家投資了很多的資金用于改進(jìn)模具的精度，已達(dá)到符合人們使用的產(chǎn)品?，F(xiàn)在模具設(shè)計已經(jīng)達(dá)到一個發(fā)展高峰期，工廠規(guī)模有大有小，規(guī)格不一致，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品也各不相同，滿足了不同人群的需求，人們的生活質(zhì)量的提高與這些有著很大的關(guān)系。在工業(yè)生產(chǎn)中，有著很多的制造產(chǎn)品的設(shè)備，各個發(fā)展的都很快，模具在工業(yè)發(fā)展中占了很大的比重，但由于其他的設(shè)備的先進(jìn)性，導(dǎo)致模具行業(yè)的發(fā)展也受到了阻礙。現(xiàn)在工業(yè)越來越向自動化方向發(fā)展，模具也需要變成完全自動化的成型塑件，自動化程度越高，生產(chǎn)出來的塑件才會多，滿足人們需求的能力也就也高，除了自動化生產(chǎn)之外還要改進(jìn)模具設(shè)備的各項功能，這樣才能在工業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位?，F(xiàn)在開發(fā)出了許許多多的繪圖以及制作模具的軟件，比如AUTOCAD、 UG、PRO/E 等等，這些軟件也在不斷的更新當(dāng)中，幾乎每年都會更新一個版本，每個版本更新后也會使我們的模具設(shè)計更加容易，像 UG，前幾個版本還沒有增加在軟件中添加模架的功能，最新的幾個版本已經(jīng)可以了，現(xiàn)在進(jìn)行模具設(shè)計完全可以在軟件中完成全部的設(shè)計，最后再將圖紙導(dǎo)出來進(jìn)行加工?，F(xiàn)在加工模具的設(shè)備精度越來越高，生產(chǎn)出來的設(shè)備制造的塑件精度也極其高，我國模具行業(yè)前景是非常廣闊的，模具行業(yè)不會消失只會越來越好。2 零件的工藝分析 2.1 塑件材料特性 ABS 塑料是由丁二烯、苯乙烯、丙稀腈摻和在聚苯乙烯分子中混合然后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后而得到的一種性質(zhì)改變了的混合物體，丙烯腈與這些物質(zhì)的混合會在與化學(xué)物質(zhì)接觸時不會被腐蝕，這個混合物的硬度也會增加很多，丁二烯與這些物質(zhì)的混合會改變整體的強(qiáng)度，更加耐摩擦，苯乙烯與這些物質(zhì)的混合后生成的 ABS 更加容易進(jìn)行染上顏色，因此，ABS 材料的各項性能是極其好的，能抵抗很強(qiáng)的沖擊強(qiáng)度。具備一些良好的性能，如耐摩擦性能、耐寒冷性能、耐水性能以及耐油性能。有顏色、沒有毒、沒有味道，蘇簡單外表面有很好的的表面粗糙度，很光滑接觸時不傷害皮膚。但也有一些缺點，耐不了高溫，耐不了氣候，在紫外線的照射下容易變得堅硬、發(fā)脆。 2.2 ABS 塑件材料成型性能ABS 材料熔融后具有超強(qiáng)的粘稠度，會吸附在模具上很難脫離型芯，這個力就叫做包緊力，在脫模時就需要很大的脫模力來進(jìn)行脫模，選擇注塑機(jī)時就要選擇大的壓力的注射機(jī)，同時也要設(shè)計模具有一定的脫模曲線，不需要太大的曲線，稍微有一點就可以了；除此之外，熔體的黏度大，這會造成 ABS 塑件在澆口處會出現(xiàn)很大的難看的痕跡，所以設(shè)計澆注系統(tǒng)時要加大主流道的直徑減少凝料流入型腔的阻力，其阻力要很小才不會產(chǎn)生痕跡。ABS 材料很容易吸收水分，所以在成型加工之前要把材料給弄干燥。加工成型時，ABS 的尺寸很穩(wěn)定，不容易走型。2.2.1 ABS 塑件成型工藝參數(shù)的確定查由陳碧龍主編的《注塑模具設(shè)計原則、要點及實例解析》得到 ABS 塑件的主要參數(shù)如下表 2-1。表 2-1 ABS 塑件的主要參數(shù)密度收縮率預(yù)熱溫度料筒溫度 后段 150~170℃，中段 165~180℃，前段 80~200℃噴嘴溫度 170~180℃模具溫度 40~70℃注射壓力 56~176MPa成型時間 注射時間 20~90s，保壓時間 0~5s，冷卻時間 20~150s2.2.2 典型用途ABS 的各項使用性能都很有利于進(jìn)行注塑成型，因此被廣泛的使用，在機(jī)械行業(yè)中可以制造水箱外殼、管道、儀表殼、泵葉輪、軸承、蓄電池槽等產(chǎn)品；在汽車行業(yè)也被廣泛的利用，適于制造加熱器、汽車擋泥板，除了這些產(chǎn)品，還有水表殼家用電器外殼、玩具、電子琴、農(nóng)藥噴霧器等。2.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析 該塑件為下蓋，其外形尺寸屬于相對較大的塑件，且外部輪廓大多為各種樣條曲線和圓角構(gòu)成，有一部分形狀是對稱的，有一部分是不規(guī)則的形狀。型腔的內(nèi)部需要設(shè)計一些小凸臺成型一些圓孔，沒有其他多余的彎曲線條，但其中有一些復(fù)雜的突起不易成型；而型芯的內(nèi)部要設(shè)置多個規(guī)則的方塊，旁邊還有兩個形狀彎曲的結(jié)構(gòu)和突起。該塑件側(cè)邊還存在一個尺寸為的方孔，為了使塑件能從型芯中取出，需要設(shè)計一個側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)來完成脫模的過程。綜上所述，該塑件設(shè)計要求不是很高，結(jié)構(gòu)特征也比較符合塑件的各方面要求。該制品綜合性能好，以及尺寸精度也不錯，而且表面質(zhì)量相對較低。 圖 2-1 下蓋塑件二維圖2.3.1 下蓋的尺寸 塑件的最大外形尺寸長 x 寬的為 402mmx214mm，塑件最小尺寸達(dá)到 1mm，塑件中最小孔的直徑為 2.8mm，塑件中圓角相對較多，其中最小的圓角直徑是 6mm，最大的圓角直徑是 38mm，塑件最小厚度尺寸是 1mm。塑件的型芯型腔部分要完全符合塑件的內(nèi)外表面要求尺寸，這樣才能制造出良好的產(chǎn)品。 2.3.2 下蓋的各項尺寸精度 該塑件尺寸相對較大，其收縮變形量就會變大，尺寸的精度就很難達(dá)到很高，且該塑件圖未標(biāo)注尺寸精度，為了達(dá)到一定的工藝效果，從表 2-2 選用合理地公差等級，以適用、夠用、方便、方便模具加工為原則，選擇精度時選較低精度等級 MT5。表 2-2 常用材料成型塑件尺寸公差等級的選用公差等級材料代號 成型材料高精度 一般精度未注公差等級ABS （丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）共聚物MT2 MT3 MT52.3.3 下蓋的表面粗糙度 下蓋的表面各部分的表面粗糙度要求不一樣。由于下蓋的外部結(jié)構(gòu)會與手接觸，要求手感舒適，所以外部的表面粗糙度高于內(nèi)部粗糙度，外部粗糙度為 Ra，還需注意其他一些工藝缺陷，如造成飛邊、縮孔、毛刺、留痕等等缺陷。一般情形下，塑件表面粗糙度要求要比模具的高 1~2 級。因此塑件的表面粗糙度選擇 Ra，模具的型芯型腔為 Ra。2.3.4 脫模斜度 下蓋塑件在冷卻的過程中，由于塑件在收縮過程中，包緊力增大，會讓塑件包緊在模具的型芯上或者模具的型腔中的某些凸起部分上。為了防止下蓋塑件粘在型芯上，方便下蓋塑件能順利的從模具中脫出，在脫模方向上塑件內(nèi)外表面都應(yīng)該設(shè)計一定的傾斜角度。查表 2-2 中的資料得到，ABS 的脫模斜度為：型腔? ；型芯' 30′~40′。在本次設(shè)計下蓋中就有 3°的斜角，所以型腔和型芯的脫模斜度都大于 ABS 所要求的斜度，其余設(shè)置脫模斜度為 30′。表 2-2 塑料制品精度等級的選用脫模斜度塑料名稱型腔 型芯聚乙烯（PE）、聚丙烯(PP) 、軟聚氯乙烯（SPVC）、聚酰胺（PA）、氯化聚醚（CPT）硬聚氯乙烯（HPVC）、聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSU ）聚苯乙烯（PS）、有機(jī)玻璃（PMMA）、ABS、聚甲醛（ POM）熱固性塑料3 注射機(jī)的選用 3.1 注射機(jī)的初選 注射機(jī)是用于成型模具的重要設(shè)備，注射機(jī)根據(jù)不同特征可以分成多種注射機(jī)，根據(jù)注射裝置可以分為臥式注射成型機(jī)、立式注射成型機(jī)、角式注射成型機(jī)以及多模注射機(jī)等。選擇注射機(jī)時需要考慮多種因素，然后選擇最佳注射機(jī)機(jī)型。注塑機(jī)的選擇須與模具的大小相適應(yīng)，注塑機(jī)過大或過小都難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，因此要進(jìn)行計算選取注射機(jī)。3.1.1 計算塑件的體積利用 UG8.0 該三維軟件建模出下蓋的三維圖形如圖 3-1 所示，再通過軟件中的計算體積功能計算得出下蓋塑件的體積：V1=221403mm3又因為澆注系統(tǒng)會留有一定的凝料，占據(jù)一部分體積，根據(jù)塑件體積大致為澆注系統(tǒng)體積的 30％得到 V2=30％V1＝66420.9mm3故一次注射成型所需要的塑料總體積：V=V1+V2=287823.9mm3圖 3-1 下蓋注塑模三維圖3.1.2 計算下蓋塑件的質(zhì)量查《塑件成型方案擬定與模具設(shè)計》一書可知 ABS 的密度在一個范圍：g/cm3內(nèi)，本次設(shè)計中取密度為 1.05g/cm3。因此可以計算出塑件的質(zhì)量為：。澆注系統(tǒng)凝料質(zhì)量為：69.7（g）。下蓋塑件加上該澆注系統(tǒng)凝料質(zhì)量得到總的質(zhì)量為：3.1.3 選用合適的注射機(jī) 在上一步中已經(jīng)知道了塑件的體積 V1 和凝料的體積 V2，以及塑件和凝料的總體積 V=287.8cm3。查[22].屈華昌、吳夢陵.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京:高等教育出版社，2014.8 中表 5-1 注射成型機(jī)注射部分的基本參數(shù) 初選 XS-ZY-1000 型螺桿式注射成型機(jī)。XS-ZY-1000 型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表 3-1 所示。表 3-1 XS-ZY-1000 型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)項目 參數(shù) 項目 參數(shù)理論注射量 1000 cm3 最小模具厚度 300mm注射壓力 121MPa 定位孔的直徑鎖模力 4500kN 噴嘴球半徑 SR18mm拉桿內(nèi)間距 650mmX550mm 噴嘴孔直徑最大模具厚度 700mm 注射行程 260mm最大開合模行程 700mm3.2 注射機(jī)的終選注射機(jī)終選時需要對注射量的校核、模具閉合高度的校核、模具安裝部分的校核、模具開模行程的校核、鎖模力的校核、注射壓力的校核。3.2.1 注射量的校核進(jìn)行注射量的校核時可以根據(jù)公式：（3.1）式（3.1）中 ；前面計算出塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為 V=287.8cm3 ，注射機(jī)的理論注射量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該體積，因此注射量滿足使用要求。3.2.2 模具閉合高度的校核進(jìn)行模具閉合高度的校核時可以利用最大最小閉合高度進(jìn)行校核，即公式：（3.2）從繪好的裝配圖中我們可以得到該套模具的閉合高度，由表 3-2 得到注射機(jī)的最大模具厚度為，而最小模具厚度為，該套模具的閉合高度在注射機(jī)的模具厚度之間，因此，滿足要求。3.2.3 模具安裝部分的校核該套模具的最大外形尺寸的長 X 寬為：600mmX550mm注射成型機(jī)拉桿內(nèi)間距為 650mmX550mm該套模具的最大外形尺寸小于注射成型機(jī)拉桿內(nèi)間距，所以滿足要求。該套模具的澆口套的球面半徑為滿足要求。該套模具的澆口套的小端直徑為，滿足要求。3.2.4 模具開模行程的校核模具開模行程等于制件的推出距離、塑件的高度以及側(cè)抽芯在開模方向的距離的總和小于注射機(jī)移模的距離。其公式為：（3.3）該公式（3）中各字母的含義： m;模模 —模 具 的 開 模 行 程 ，H注 注 塑 成 型 機(jī) 的 移 模 行 程 ，1 ;制 件 的 推 出 距 離 ，2 ;—包 括 流 道 凝 料 在 內(nèi) 的 制 品 的 高 度 ，ma定 模 座 板 與 凹 模 分 離 的 距 離 ，代入數(shù)據(jù)后得到：滿足要求。3.2.5 鎖模力的校核鎖模力的校核就是利用注射機(jī)的額定鎖模力大于脫模時的力，可以利用如下公式進(jìn)行校核：（3.4）該公式（3.4）中各字母的含義： kF—注 塑 機(jī) 的 額 定 鎖 模 力 ， N;3cm,A制 件 和 流 道 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 之 和 ， 用 三 維 軟 件 算 得 ；mPMPa;型 腔 的 平 均 壓 力 ， K=1.~2K—安 全 系 數(shù) ， 通 常 取將各項數(shù)據(jù)代入上述公式（3.4）后得到：F=4500kN996kN，滿足要求。3.2.6 注射壓力的校核上述中已經(jīng)得到注射機(jī)的額定注射壓力，再通過計算得到注射成型時所需要的注射壓力，當(dāng)注射所需要的注射壓力小于額定注射壓力時，該注射壓力就滿足要求，可以利用如下公式進(jìn)行校核：（3.5）該公式（3.5）中各字母的含義：將各項數(shù)據(jù)代入上述公式（3.5）后得到：滿足要求。選擇使用 XS-ZY-1000 型螺桿式注射機(jī)完全符合該套模具的各項要求。4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計就是對整套模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，其中包含了多種結(jié)構(gòu)的設(shè)計。第一分型面的選擇，即塑件在什么部位進(jìn)行分型；第二 設(shè)計模具時型腔要做多少個，即模具中一次生產(chǎn)多少個塑件、如何分配位置、怎樣排列；第三 是冷卻水道結(jié)構(gòu)是什么和澆口放在分型面的哪里；第四 模具中工作的零件的外形尺寸的確定和設(shè)計；第五 側(cè)向分型機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)；第六 推出機(jī)構(gòu)如何選擇。4.1 分型面的選擇4.1.1 型腔數(shù)目的確定由型腔數(shù)目的多少可將模具分為單型腔模具和多型腔模具，單型腔模具和多型腔模具相比有許多的有點，但也有其缺點，優(yōu)點有：塑件的尺寸和形狀變化較小或者不變化、需要的工藝條件控制起來相對較容易許多、模具制造時需要花費的成本低、用時短；缺點是：大批量生產(chǎn)時，多型腔便于對模具的形式的安排，以及生產(chǎn)率高、成本低。綜合分析下蓋塑件圖，其外型尺寸為 402mmX214mm，精度要求不高，而且屬于相對較大的塑件，該塑件的結(jié)構(gòu)左右兩邊都有相同的結(jié)構(gòu)，屬于對稱的塑件，故選擇一模一腔結(jié)構(gòu)。4.1.2 分型面分析(1) 方案一分型面選在塑件的最大的面積的部位，就像圖 4-1 那樣。方案一的好處有以下幾點：（1）只設(shè)置單獨一個分型面，可以用兩板式的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡單易懂。（2）從上面的側(cè)方進(jìn)行進(jìn)料時能夠不影響到塑件的表面粗糙度，并且料流的距離很近，壓力可以保持穩(wěn)定，不易流失。方案一差的地方有以下幾點：（1）主流道中的凝料不容易拿出模具，所以開模時需要的力很大，不容易開模。（2）冷卻系統(tǒng)安放在哪都不利于冷卻塑件，同時在運用的過程中還會阻礙其他結(jié)構(gòu)的運動，模具體積也會大許多。（3）開模的時候塑件的包緊力會很大，這會導(dǎo)致塑件在脫模時改變原有的形狀。圖 4-1 一個分型面(2) 方案二不同于方案一，方案二采用兩個分型面進(jìn)行分型，其分型面位置如圖 4-2 所示。方案二的好處有以下幾點：（1）該塑件的側(cè)抽芯的距離很短，開模時的距離也很小；（2）第一個分型面分型時取出澆注系統(tǒng)中的凝料，第二個分型面分型時進(jìn)行側(cè)抽芯和推出塑件，方便凝料的取出；（3）冷卻系統(tǒng)安裝的位置更加便于達(dá)到好的效果；（4）推出塑件時很穩(wěn)定，塑件變形小或者沒有變形。綜合分析了上面說的優(yōu)點和缺點，最終選擇方案二作為最終方案。圖 4-2 兩個分型面4.1.3 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式的確定型腔內(nèi)部相對較大但相對不是很復(fù)雜，故使用整體式型腔，型芯相對較 復(fù)雜，故使用組合式的型芯結(jié)構(gòu)，其具有以下幾點優(yōu)點：（1）控制溫度時，能夠簡便有效，在進(jìn)行冷卻降溫時效果也好；（2）零件損壞時拆裝比較方便，故更換也方便；（3）制造一套模具所耗費的時間短。型腔和型芯的固定時采用的方式：臺肩式，其具有以下幾點優(yōu)點：（1）誤差不容易產(chǎn)生，所以產(chǎn)品好（2）制作臺肩式穩(wěn)固性能強(qiáng)，容易裝上模具4.1.4 塑件在模具中的位置 本次設(shè)計的下蓋塑件側(cè)邊有一個的孔存在，需要有側(cè)抽芯的機(jī)構(gòu)來進(jìn)行做出孔，所以會占據(jù)一些尺寸，但尺寸不大，所以塑件仍舊可以放在模具中心進(jìn)行注塑成型。4.2 注塑模澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模具的澆注系統(tǒng)主要由主流道、分流道、澆口、以及冷料穴這四個通道連結(jié)起來的一個長長的通道，各部分的作用很明確，其主要作用是將熔融后的塑料添加到模具型腔中，使其能成型。模具的澆注系統(tǒng)作為本次設(shè)計的重要部分，塑件的成型好與壞和模具的澆注系統(tǒng)有著巨大的關(guān)系。在設(shè)計澆注系統(tǒng)時要注意好幾個方面：（1）對塑件熔融后的流動性能要清楚、溫度的變化也要掌握的非常仔細(xì)；（2）澆口的位置很重要，澆口的好壞直接影響到熔接痕的產(chǎn)生與否；（3）熔融塑件在澆注系統(tǒng)中停留的時間越短越好，因此流程要選擇最短的；（4）澆注系統(tǒng)使用過后可能會出現(xiàn)一些瑕疵，因此需要設(shè)計的便于修整。 4.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計對塑料制品的外觀、性能和成型難易程度等有很大影響，澆注系統(tǒng)設(shè)計主要是對主流道的計算和分布，分流道的計算，澆口的選擇以及冷料穴的分布等四個方面的設(shè)計規(guī)劃。 4.2.2 主流道的設(shè)計 主流道是指連結(jié)注射機(jī)噴嘴與分流道的一個流動通道，它一般是裝在澆口套當(dāng)中進(jìn)行使用，它是熔體最先經(jīng)過模具的部分。不管是在立式還是臥式的注射機(jī)，主流道的分布都是與分型面相垂直分布的，這樣有利于熔體的順利充模。主流道設(shè)計為有斜度的錐型結(jié)構(gòu)，主要是為了將凝料從模具中取出，本次設(shè)計這個主流道的錐度為 3°，流道的表面粗糙度一般取值在，所以選擇表面粗糙度為，其材料選擇使用 T10A，熱處理淬火到硬度為。查《注塑模具設(shè)計原則，要點及實例解析》130 頁得到其他的一些重要的尺寸確定能夠利用下面所用的公式計算得到： 流道進(jìn)端口截面直徑：d=4~8mm ，取 d=4mm;澆口套凹球面半徑:Sr=SR+(1~2)，取 Sr=19mm;凹球面深度:L2=3~5mm，取 L2=3;澆口套圓錐孔小端直徑: d1=d+（0.5～1）=7.5+0.5mm=8mm；對接內(nèi)錐孔的小直徑:D=d+(0.5~1)=8mm;4.2.3 分流道的設(shè)計分流道是塑料熔體流入模具的一個必經(jīng)通道，這個通道一端連接主流道最后一端，另一端連接在澆口上，其主要的功能是讓熔體有正確的流經(jīng)方向，同時讓模具中每個型腔都能被熔體填充滿。設(shè)計的原則有幾個：熔體的熱量以及壓力在流經(jīng)各個通道時可能會造成損失，在設(shè)計時要盡量減少損失；進(jìn)料時要使熔體的速度穩(wěn)定，達(dá)到同時充滿型腔和同時凝固是最好的，這樣成型的塑件才會達(dá)到高的精度和表面粗糙度。根據(jù)這些設(shè)計原則，分流道的形狀采用梯形；分流道的長度設(shè)計的短一點，繞的彎少一點，壓力和熱量才能保持原來的大小，塑件面積較大，流過的距離非常長，故采用多流道的分流道；該塑件外部輪廓屬于矩形狀的，故采用一字圖形布置分流道的位置，排列時要使其間距小、其長度短、對稱排布。分流道的表面粗糙度不能太低也不用非常高，取就合適了。（1）分流道截面尺寸的計算水平的分流道的計算可以采用經(jīng)驗公式求出來，但需要知道塑件的壁厚、質(zhì)量等量，由給出的圖紙可以知道壁厚最大為 2mm，小于 3mm;塑件質(zhì)量為 232.5g，大于200g，所以得到：（4.1 ）（4.2 ）公式中字母含義為：由上面計算得到 m=232.5g，L=25mm 將各值代入之后得到：梯形的小底邊的尺寸計算：梯形斜度取 10°，根據(jù)梯形的特征可以有如下的公式：（4.3 ）將梯形的分流道的上底邊和高度進(jìn)行圓整后得到（2）垂直分流道的計算垂直分流道選擇圓形形狀，圓形的分流道阻力小，取出凝料時也很方便，根據(jù)梯形水平分流道的長度和高處，最后選擇直徑為 6mm 的圓形分流道。其形式如圖 4-3 所示：4.2.4 澆口的設(shè)計 澆口是澆注系統(tǒng)設(shè)計時最后需要設(shè)計的部分，它是處于分流道和型腔之間的一段流道，澆口設(shè)計的大小尺寸直接關(guān)系到熔體的流動速度，而且還能達(dá)到快速地充滿型腔的效果。設(shè)計時為了讓熔融塑料的冷卻時間縮短，減少塑料熔體從新流入流道，澆口的尺寸要短小一些，同時能夠容易進(jìn)行與產(chǎn)品分開，同時還不會導(dǎo)致熔接痕的出現(xiàn)，又由于本次模具為一模一腔結(jié)構(gòu)形式，且塑件具有相對較大的表面積，因此特別需要大的流量，以便快速使熔體充滿型腔。綜上所述，因此選擇點澆口形式進(jìn)行進(jìn)料。 （1）澆口位置的選擇原則有以下幾點： 1）澆口位置選擇在分型面上更加容易取出凝料，方便脫模； 2）澆口位置選擇在塑件具有最大壁厚的地方，這樣可以防止塑件損傷的可能； 3）澆口不要選擇在有特別細(xì)長型芯的地方，這樣不容易分離塑件； 4）澆口位置的選擇要考慮到排氣的問題，設(shè)計時要讓型腔的排氣順暢； 5 ）制品外觀的表面質(zhì)量和精度很重要，在選擇澆口位置時不要出現(xiàn)這種情況，上面講述到的個別原則可能會互相產(chǎn)生沖突和矛盾，設(shè)計時能夠最大化的滿足其中一些要求，做出性能好的產(chǎn)品就可以了。所以綜合考慮上面所說的這些原則后，澆口位置選擇在塑件的底部壁厚的地方，（2）點澆口的尺寸計算查《塑料成型工藝與模具設(shè)計》第三版屈華昌主編的第 110 頁可以確定出澆口選擇為有一個小臺階的形式，澆口長 l 為 1.5mm，直徑 d 為 1.5mm,如圖 4-3 所見：圖 4-3 澆口形式及尺寸4.2.5 冷料穴的設(shè)計 冷料穴是為了防止冷卻的凝料流入型腔中，造成塑件熔體充模困難，速度減慢而設(shè)置的一個存儲冷料的空間，冷料穴位置分布在主流道的末端。 冷料穴總共有四種分類形式：底部帶推桿的冷料穴、推板推出的冷料穴、無拉料桿的冷料穴、分流道冷料穴。 本設(shè)計中，采用點澆口形式的澆注系統(tǒng)，并且為三板式模具，因此本次設(shè)計不允許有拉料桿的存在，因為拉料桿的存在會阻礙定模部分進(jìn)行分型，模具也無法正常注塑。主流道冷料穴的設(shè)計：本次下蓋設(shè)計采用點澆口，有兩個分型面存在的模具，模具中有推料板的存在，就將冷料穴放在推料板上，采用半徑為 5 的半球形冷料穴，如圖 4-3；分流道冷料穴的設(shè)計：分流道的冷料穴的設(shè)計就是在分流道的最后再增加一些長度，冷料穴的各項尺寸和分流道的外形尺寸一樣，長度增加 10mm。4.3 澆口套的設(shè)計 澆口套是指連接模具與注塑機(jī)噴嘴的中間環(huán)節(jié)，主流道就是裝在澆口套的內(nèi)部孔中，澆口套可以起到定位的作用，同時澆口套在模具中禁止轉(zhuǎn)動，因此也需要進(jìn)行固定。澆口套應(yīng)該選擇優(yōu)質(zhì)鋼材加工，澆口套選擇標(biāo)準(zhǔn)件，材料選擇 T10A 鋼，熱處理要求淬火 28～32HRC 。查 《塑料模具課程設(shè)計指導(dǎo)與范例》楊占堯 58 頁本設(shè)計澆口套具體尺寸為，如，6-1 所示情況。 圖 4-4 澆口套形式及尺寸5 注塑模成型零件的設(shè)計 注塑模成型零件的設(shè)計就是對凸模、凹模和一些側(cè)型芯的設(shè)計，設(shè)計的這些零件就是成型零件，成型零件的精度和尺寸外形直接關(guān)系到塑件的精度和尺寸大小，因此成型零件的設(shè)計非常重要。 5.1 型芯、型腔工作尺寸的計算 5.1.1 模具成型零件的制造誤差 制造誤差就是成型零件在加工制造過程中造成的誤差，制造誤差的大小直接決定塑件的成型是否合格，因此制造誤差要盡量避免。在進(jìn)行型腔型芯等成型零件的計算時制造公差一般選取塑件的總公差的 1/3 或者 1/4 倍，設(shè)成型零件的制造公差為。 5.1.2 模具安裝配合的誤差 模具中各個零件進(jìn)行加工時會存在一定誤差，分型面由于注塑壓力的影響會有些許脹開而產(chǎn)生誤差，分型面上由于上一次注塑殘留下殘渣而造成誤差，還有各部件配合時留有的間隙的誤差，裝配誤差就是上述這些誤差之和。計算型芯型腔徑向尺寸時選擇公差值 要在上述各誤差之和范圍內(nèi)才是最好的，本次計算中 ABS 的收縮率是一個范圍，故取收縮率為平均收縮率進(jìn)行計算。5.2 確定整體式型腔的外形尺寸 整體式型腔外形尺寸的確定需要綜合考慮多種情況，首先需要考慮耐高壓，即需要有足夠的強(qiáng)度和剛度，注塑時注射機(jī)的注射壓力大；其次需要保證與塑件能夠配套使用；第三是要不阻礙其他機(jī)構(gòu)的運動。對于整體式型腔外形尺寸的計算我們可以采用兩種方法進(jìn)行計算，第一是經(jīng)驗法，經(jīng)驗法計算簡單；第二種是計算法，計算法計算相對較復(fù)雜，在實際應(yīng)用當(dāng)中大多采用經(jīng)驗法進(jìn)行計算。故在本次下蓋模具設(shè)計中采用經(jīng)驗法對整體式型腔的外形尺寸進(jìn)行計算。查《塑料成型方案擬定與模具設(shè)計》第 277 頁得到本次下蓋設(shè)計時整體式型腔的材料選用 Cr12，經(jīng)過淬火處理后硬度為54~58HRC。5.2.1 確定整體式型腔的長、寬尺寸 本次下蓋模具設(shè)計采用一模一腔結(jié)構(gòu)，型腔屬于矩形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部相對復(fù)雜。型腔深度和型腔壁厚成正比；型腔的外部尺寸設(shè)置成與其他板的尺寸一樣，設(shè)計為600mmx450mm 長和寬,內(nèi)部尺寸與要成型的塑件尺寸一致。5.2.2 整體式型腔的高度尺寸的確定 本設(shè)計中，型腔的厚度主要由塑件的厚度和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)以及澆注系統(tǒng)決定，在取厚度值時要綜合考慮這幾個方面的因素，盡量取小點，流道也會減少。經(jīng)過分析得到凹模除型腔外其底部厚度的尺寸為 Wa=42.2mm。在達(dá)到開合模的可能時，整體式型腔總體厚度尺寸選擇 H=60mm。5.2.3 其他設(shè)計要點 （1）分型面封料時， 主流道與分流道間需要設(shè)置一些空間，因為封料時凝料會多余，留有空間給這些凝料； （2）模具各成型結(jié)構(gòu)要安排合理的位置，防止產(chǎn)生干涉的現(xiàn)象； （3）冷卻水道在進(jìn)行冷卻作用時，用于緊固作用的螺釘和推出的裝置不能妨礙到冷卻水道進(jìn)行冷卻而達(dá)不到好的冷卻效果； （4）模具外形尺寸要設(shè)計合理，其中長和寬的尺寸要在 2 的比例之內(nèi)才能符合要求，分流道的尺寸也要合理，過大過小都會造成模具運行的不順暢。通過上面分析后查資料，本次下蓋注塑模設(shè)計模具整體式型腔長*寬*高=600mm×450mm×60mm。 5.2.4 整體式的型腔表面粗糙度 塑件的表面粗糙度和型腔的表面粗糙度是緊密相連的，兩個粗糙度需要設(shè)計的一樣，只要確定一下其中一個就可以了。 凹模成型表面粗糙度可以取粗糙度范圍為之內(nèi)，本次下蓋模具設(shè)計選取粗糙度；配合表面粗糙度為；其余表面為。5.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 5.3.1 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在選擇型芯時，要考慮到塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，型芯是用于成型塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個成型零件，型芯的精度直接與塑件的精度相一致，因此型芯的精度就選擇與塑件的一樣就好了，型芯有兩種形式的結(jié)構(gòu)可供選擇，該下蓋塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較多分塊結(jié)構(gòu)型芯相對較復(fù)雜，如果采用小型芯的話就會造成內(nèi)部極其復(fù)雜，同時精度也不能很好的保證，故采用整體嵌入式型芯，公差配合取 H7/m6。5.3.2 型芯的緊固 本次下蓋模具設(shè)計中整體嵌入式型芯采用通孔臺肩式，然后內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固，查《塑料模具課程設(shè)計指導(dǎo)與范例》楊占堯主編第 98 頁選取規(guī)格為 M30 內(nèi)六角平頭螺釘和圓柱銷緊固動模板和支承板。 5.4 成型零件的尺寸計算下蓋用的材料為 ABS，上述中已經(jīng)查出 ABS 的平均收縮率為 0.8%。分析塑件所給的尺寸公差，得出模具的制造公差可以是各項尺寸計算過程如表 5-1 所列出的。表 5-1 成型零件的尺寸計算已知條件：平均收縮率;模具的制造公差取; 修正系數(shù)取 0.5類別 零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯工作尺寸型芯型芯徑向尺寸計算小型芯型腔徑向尺寸計算 型腔型腔深度尺寸計算型芯高度尺寸計算中心距計算