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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 中號鉗柄注塑模具設(shè)計
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計及其自動化
班 級： 1102
學(xué)生姓名： 李金鵬
指導(dǎo)教師： 陳慧珍
論文提交日期： 2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 4 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)
1102班 學(xué)生：李金鵬
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：中號鉗柄注塑模具
畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容： 一號圖紙1張，號圖紙4張，(裝配圖，零件圖)； 計算說明書一份（A4紙，小4字30頁以上）
畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 注塑成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
起止時間：2015年3月10日——2015年6月4日
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
摘要
注塑模具是用來生產(chǎn)塑膠制品的工具；是用來賦予塑膠制品完整的結(jié)構(gòu)的，也是用來賦予塑膠制品精確尺寸的工具。
注塑模具可分為兩大類，一種是按成型特性區(qū)可分為熱固性塑膠模具和熱塑性塑膠模具，另外一種是按成型工藝區(qū)可分為吹塑模、傳塑模、熱成型模、鑄塑模、注射模、熱壓模（壓塑模）等，其中熱壓模以溢料方式又可以分為溢式、半溢式、不溢式三種類型，注射模以澆注系統(tǒng)又可以分為冷流道模和熱流道模兩種類型；以裝卸方式可以分為移動式和固定式兩種類型。
注塑模具是由兩部分組成，分別是動模和定模。注射機(jī)的移動模板上安裝動模，注射機(jī)的固定模板上安裝定模。澆注系統(tǒng)和型腔是在注射成型的時候動模與定模閉合構(gòu)成的，開模時動模和定模分開以便于取出塑料制品。
每個模具的基本結(jié)構(gòu)都是一致的，但是根據(jù)塑料的品種和性能、塑料制品的形狀及結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的種類等不同還是有差別的。模具的構(gòu)成是由澆注系統(tǒng)、調(diào)溫系統(tǒng)、成型零件以及結(jié)構(gòu)零件組成的。塑模中最復(fù)雜的，變化最大的，要求精度和光潔度最嚴(yán)格的是澆注系統(tǒng)和成型零件。因為他們是直接與塑料接觸的，并隨塑料和制品的變化而變化。
澆注系統(tǒng)是指塑料從注射機(jī)的射嘴進(jìn)入型腔之前的流道部分，是由主流道、分流道、冷料穴和澆口組成的。成型零件是指組成制品形狀的各種零件，是由動模、定模、型腔、型芯、成型桿和排氣口等組成的。
本次畢業(yè)設(shè)計的課題為中號鉗柄注塑模具的設(shè)計，通過對于塑料制品圖的分析，了解塑件的形狀大小、尺寸、公差和材料名稱、設(shè)計基準(zhǔn)、牌號、表面要求等要求。對注塑模具的6大基礎(chǔ)部分：分型面的設(shè)計，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，排氣系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行設(shè)計。正確制定注塑模具的加工工藝路線，合理的去選擇各個模板的加工工藝。最后對模具的結(jié)構(gòu)與注射成型機(jī)的匹配進(jìn)行校核。并且繪制了一套模具的裝配圖以及零件圖。
通過這次對鉗柄注塑模具的設(shè)計過程，我掌握了更多的模具設(shè)計和制造過程，為我將來的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: 鉗柄注塑模具； 注射成型； 模具設(shè)計
Abstract
Noting the Su molding tool is the tool used to produce a plastic product;It is also the tool of structure and accurate size that gives a plastic product integrity.
Note Su molding tool can is divided into 2 kinds: plastic molding tool of plastic hot solid molding tool and hot Su according to modeling characteristic area;Depending on to model craft area can is divided into to blow a Su mold, spread a Su mold, hot model a mold, the mold of Zhu Su, inject a mold, hot press mold(press a Su mold) etc., among them hot press mold by overflowing to anticipate again can is divided into an overflow type, half overflow type, not the overflow type is 3, inject the mold note by sprinkling system and can is divided into cold flow a mold and heat to flow a mold 2;Can is divided into ambulation type and fixed type 2 by packing to unload.
Note Su molding tool from move a mold and settle a mold what two parts constitute, move the mold gearing is in injecting the ambulation template of machine, settling the mold gearing is in injecting the fixed template of machine.Move while injecting to model mold with settle a mold to shut to match constitute to sprinkle to note system and type chamber, open the time of mold move a mold and settle the mold separate in order to take out a plastics product.
The structure of the molding tool although because of shape and structure of the species and function, plastics product of plastics and inject the category of machine etc. different but may have different variety, the basic structure is still consistent.Molding tool mainly from sprinkle to note system, adjust system and model spare parts and structure spare parts to constitute.Sprinkle to note system and model spare parts among them is with plastics directly get in touch with of part, and is the most complicated in the Su mold with the variety but variety of the plastics and the product, change the biggest, request to process the part of clean degree and tallest accuracy.
Sprinkle to note system to mean plastics from injects shooting of machine got into chamber of mouth before of flow a part, include essential way, reposition of redundant personnel way and cold etc. for anticipating cave and sprinkling a people among them.Model spare parts to mean to constitute various spare parts of product shape, include to move a mold and settle a mold, type chamber, type Xin, model pole and exhaust etc..
The topic that this graduation designs notes the design of Su molding tool for pliers handle and passes the analysis to the plastics product diagram, several shapes, size, business trip and material name of understand Su piece, design basis, card and surface to request etc. the technique request.Is reasonable design to note the 6 greatest foundations of Su molding tool part:The design of cent type noodles sprinkles the design of noting the system, the design of cooling system, exhaust the design of system.The exactitude establishment notes the processing of Su molding tool craft route, reasonable of choose processing of each template craft.Finally to the structure of the molding tool with inject to model matching of machine to carry on pit in the school.And drew a set of assemble diagram of molding tool and spare parts diagram.
The whole process passed to do a molding tool design and processed, I first step controled simple molding tool design and the process of manufacturing, lay good foundation for own development in the future.
Keyword: The pliers handle notes a Su molding tool; Inject to model; The molding tool designs
目 錄
第一章緒論 1
第二章塑料材料分析 2
2.1 基本特性 2
2.2 主要用途 2
2.3 成型特性 2
第三章分析塑料制品的工藝性 4
3.1 塑料制品公差和表面質(zhì)量粗糙度 4
3.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 4
3.2.1 塑件的幾何結(jié)構(gòu)主要包括 4
3.2.2 塑件在模具中成形結(jié)束時，可能會出現(xiàn)下列情況 4
3.2.3 脫模斜度 4
第四章注射機(jī)的選擇 5
4.1 塑料制品基本參數(shù)的計算及注射機(jī)選用 5
4.1.1 制品體積 5
4.1.2注射機(jī)選擇 5
4.2 澆口種類選擇 6
4.2.1 澆口設(shè)計 6
4.2.2 澆口選擇 6
4.2.3 澆口套設(shè)計 7
第五章澆注系統(tǒng)的確定 9
5.1 分型面的設(shè)計 9
5.2 型腔的數(shù)目和布局 10
5.2.1 確定型腔數(shù)目： 10
5.2.2 型腔的布局： 10
5.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 10
5.3.1 主流道的設(shè)計 11
5.3.2 分流道的設(shè)計 12
5.3.3 冷料穴的設(shè)計 12
第六章注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 14
6.1 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 14
6.1.1 型芯徑向尺寸計算 15
6.2 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計 17
6.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 21
6.3.1 型腔的設(shè)計 22
6.4 模套的設(shè)計 23
6.5 模具結(jié)構(gòu)圖 24
6.6 模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核 25
6.6.1 制品體積 25
6.6.2 流道體積 25
6.7 注射機(jī)的校核 27
6.7.1 最大注射量的校核 27
6.7.2 注射壓力的校核 27
6.7.3 鎖模力校核 27
6.7.4 拉桿間距的校核 27
6.7.5 開模行程的校核 27
6.7.6 模具厚度的校核 28
6.8 推出機(jī)構(gòu) 28
6.9 導(dǎo)向支承緊固復(fù)位機(jī)構(gòu) 28
6.10 冷卻系統(tǒng) 29
參考文獻(xiàn) 30
致謝 31
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論
第一章 緒論
本次畢業(yè)設(shè)計的課題為中號鉗柄（PVC）注塑模具設(shè)計，是通過對塑料制品圖的分析，了解塑件的大小形狀、尺寸、公差以及設(shè)計基準(zhǔn)、材料名稱、牌號和表面要求等技術(shù)要求。合理設(shè)計模具的基礎(chǔ)部分：分型面設(shè)計，澆注系統(tǒng)設(shè)計，冷卻系統(tǒng)設(shè)計，排氣系統(tǒng)設(shè)計等。正確制定模具的加工工藝路線，合理的選擇各個模板的加工工藝。最后對模具的結(jié)構(gòu)與注成型射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核。并繪制出一套模具的裝配圖和零件圖，來完成本次設(shè)計內(nèi)容。
見圖1為塑件基本結(jié)構(gòu)圖：
圖1 成型塑件
技術(shù)要求：制品材料PVC，大批量生產(chǎn)，表面：全部Ra1.6。
1
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 塑料材料分析
第二章 塑料材料分析
2.1 基本特性
聚氯乙烯（PVC）是氯乙烯單體在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑；或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。是無定型結(jié)構(gòu)的白色粉末。
可溶性和可熔性很差，加熱后塑性也很差，所以純的聚氯乙烯樹脂不能直接用作塑料，必須給加入添加劑。在聚氯乙烯樹脂中要加入少量增塑劑，才能制造出硬聚氯乙烯，硬聚氯乙烯在抗彎、抗拉、抗壓和抗沖擊的性能方面是較好的，可以單獨用作結(jié)構(gòu)材料。軟聚氯乙烯的在柔軟性、耐寒性以及斷后延長率相對來說較好，但是脆性、硬度、抗拉強(qiáng)度會降低。電氣絕緣性好，可以用作低頻絕緣材料，對有機(jī)和無機(jī)的酸、堿、鹽均穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性隨溫度升高而降低，但是正常情況下比較穩(wěn)定
2.2 主要用途
聚氯乙烯主要分為軟質(zhì)、半硬質(zhì)、硬質(zhì)塑料制品。聚氯乙烯主要應(yīng)用型材、管材、硬材、板材等，這些屬于塑料硬制品。還有包裝材料、涂層制品、聚氯乙烯膜。這些是塑料軟制品。還有一些日用消費品，包括人造革，體育用品之類都是用聚氯乙烯制造的。
2.3 成型特性
1 無定型、流動性很差、所以為了提高流動性，也為了防止有氣泡，可以預(yù)先干燥一下。模具的澆注系統(tǒng)不要細(xì)長，應(yīng)該粗短一些，澆口直徑要大一些，不要有死角，模具必須冷卻，表面需要鍍金屬烙。
2 由于其耐腐蝕性較好，流動性較差的特點，必須用專業(yè)設(shè)備和模具，必須按分類加入不同種類和數(shù)量的助劑。
3 熱穩(wěn)定性差，易熱分解，分解時有腐蝕性、刺激性氣體散出。成型溫度范圍較小
4 采用螺桿式注射成型機(jī)噴嘴時,孔徑要大,以防死角滯料.使之不帶鑲件,如有鑲件應(yīng)該先預(yù)熱。
32
第三章 分析塑料制品的工藝性
3.1 塑料制品公差和表面質(zhì)量粗糙度
1 公差：塑件的尺寸精度一般來說不高，在保證使用要求的前提下盡量選用低精度等級。從零件圖上分析，精度應(yīng)該選為MT6較為合適。
2 表面質(zhì)量粗糙度：塑件的使用要求和美觀要求是決定塑件制品粗糙度的，而塑件制品的粗糙度主要取決于模具型腔表面粗糙度，同時還與塑件品種及成型工藝有關(guān)。一般來說，模具表面的粗糙度要比塑件低1～2級，塑件表面粗糙度：Ra一般在0.8um～0.2um之間。模具在使用的過程中表面粗糙度會不斷增大，因為型腔在不斷磨損。所以應(yīng)隨時進(jìn)行拋光復(fù)原，以保證模具的精度。
3.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析
3.2.1 塑件的幾何結(jié)構(gòu)主要包括
形狀、壁厚、支撐面、圓角和孔等。
3.2.2 塑件在模具中成形結(jié)束時，可能會出現(xiàn)下列情況
（1）塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會使塑件抱住模具型芯或型腔中的凸起部分；
（2）如果塑件收縮率極小，那么已成型的塑件很可能緊緊的貼在模具腔體表面上；
（3）如果塑件粘附力很強(qiáng)的話并且模具型腔表面高度光潔時，已成型的塑件很可能緊緊的粘附在模具腔體的表面上。
3.2.3 脫模斜度
本制品無脫模斜度，因為這樣制品會對型芯有很大的包緊力，所以生產(chǎn)時可噴涂脫模劑的方法進(jìn)行脫模操作。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 注射機(jī)的選擇
第四章 注射機(jī)的選擇
4.1 塑料制品基本參數(shù)的計算及注射機(jī)選用
4.1.1 制品體積
中號鉗柄塑件的立體圖用SolidWorks軟件繪制出并進(jìn)行質(zhì)量屬性檢測。得知塑件體積為V ≈13.86cm
4.1.2注射機(jī)選擇
根據(jù)制品結(jié)構(gòu)選擇立式注射機(jī)，查《模具設(shè)計指導(dǎo)》書初步選用XS-Z-60注射機(jī)，主要參數(shù)見表1：
表4-1注射機(jī)的選擇
注射機(jī)型號
XS-Z-60
最大成型面積
130
額定注射量/ cm3
60
最大開合模行程
180
螺桿直徑/mm
38
模具最大厚度
200
注射壓力/Mpa
122
模具最小厚度
70
注射行程/mm
170
噴嘴圓弧半徑
12
注射方式
柱塞式
噴嘴孔直徑
4
鎖模力/kN
500
頂出形式
中心設(shè)有頂出，機(jī)械頂出
4.2 澆口種類選擇
4.2.1 澆口設(shè)計
（1）概念：澆口又稱進(jìn)料口，是鏈接型腔與分流道之間的細(xì)短通道（除直接交口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。
（2）澆口的作用：
型腔充滿后，因熔體在澆口處首先凝結(jié)，所以可防止倒流。
方便在澆口處切除澆注系統(tǒng)的凝料。
易于充型，因為當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率會增加，同時筒體的內(nèi)摩擦加劇，使塑料熔體的溫度升高，粘度減小，提高流動性。
澆口尺寸不應(yīng)該過小，如果過小的話這樣會影響塑件質(zhì)量。因為澆口尺寸過小會造成壓力損失增大，加快凝料速度，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象。
4.2.2 澆口選擇
（1）選擇：此模具應(yīng)該采用標(biāo)準(zhǔn)澆口，也就是側(cè)澆口，又稱之為邊緣澆口，邊緣澆口的斷面一般是矩形，側(cè)澆口一般在分型面上開設(shè)，充模時一般是從型腔側(cè)面開始的，改變?nèi)垠w充模時的剪切速率以及澆口的固化時間只需要改變截面的寬厚即可，在實踐中通常要把側(cè)澆口的厚度加工薄一些，這樣才可以在試模時方便及時修正，以調(diào)節(jié)澆口固化所需要的時間。
（2）側(cè)澆口的特點為：優(yōu)點是截面簡單，易于加工，對各種的塑料的成型適應(yīng)性較強(qiáng)；多應(yīng)用于中小型制品的多型腔模具中，缺點就是有澆口痕跡存在，注射壓力損失比較大，對深型腔制品排氣麻煩
（3）側(cè)澆口的尺寸設(shè)計：設(shè)定側(cè)澆口的厚度h=1mm，寬度B=3mm，澆口長度L=1mm，試模時修正。
圖2 澆口
4.2.3 澆口套設(shè)計
根據(jù)注射機(jī)選擇型號為XS-Z-60，主管道橫截面形狀采用圓形截面。為了便于流道凝料的脫出，把主管道設(shè)計成為圓錐形，其錐度取α=3°，內(nèi)壁表面粗糙度值為Ra=0.3um，小端直徑D大于注射機(jī)噴嘴直徑d=0.7mm為2.7mm，主流道前端球面半徑R大于噴嘴球面半徑r=2mm為14mm，主流道的長度L由定模座板厚度決定。主流道大端和分流道相接處應(yīng)有過渡圓角為r1=2mm，以減少材料流轉(zhuǎn)向時所受的阻力。
圖3 澆口套
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
第五章 澆注系統(tǒng)的確定
5.1 分型面的設(shè)計
分型面選擇的總體原則：
分型面的選取不僅關(guān)系到塑件的成型和脫模，而且涉及模具結(jié)構(gòu)和制造成本，因此，必須重視選擇分型面。一般來說，分型面選擇的總體原則主要有三：
A保證塑件質(zhì)量。這是最基本的一條，必須使塑件質(zhì)量符合預(yù)定要求。?
???B便于塑件脫模。易于脫模，可使生產(chǎn)率提高，塑件不易變形，提高正品率。?
???C簡化模具結(jié)構(gòu)。同樣一個塑件，因為分型面選擇的不同，使結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有很大不同，合理地選擇，即可簡化模具結(jié)構(gòu)。?
選擇分型，在模具的設(shè)計中，分型面的選擇決定了模具的結(jié)構(gòu)。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)分型面的選擇原則以及塑件的成型要求來選擇分型面。型腔與模具的關(guān)系基本上可分三類：型腔完全處于動模中；型腔完全處于定模中；型腔分別處于動、定模中。該塑件表面質(zhì)量沒有特殊要求，零件高度為12mm,而且垂直于軸線的截面形狀比較簡單和規(guī)范，所以選擇水平分型面就可以達(dá)到降低模具的復(fù)雜程度，又減少模具加工所需難度，又便于成型和脫模的需求，還方便脫模。
5.2 型腔的數(shù)目和布局
5.2.1 確定型腔數(shù)目：
模具設(shè)計時，應(yīng)先確定確定型腔數(shù)目，而確定型腔數(shù)目是根據(jù)塑件精度，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，注射機(jī)安裝尺寸來確定的。
故本制件采用一模兩件。
5.2.2 型腔的布局：
使制品質(zhì)量均一、穩(wěn)定，型腔分布必須滿足每一個型腔都同時充滿并且使每個型腔都能獲得相同的壓力。
型腔分布分為平衡式和非平衡式排布。
a）、平衡式：要求澆道的形狀大小、尺寸模具冷卻條件完全一致，從而實現(xiàn)均勻進(jìn)料且同時充滿。
b）、非平衡式：澆道長度不同不利于均勻進(jìn)料，但可縮補(bǔ)澆道長度實現(xiàn)同時充滿，做各個型腔澆道尺寸設(shè)計不一樣。
本制件采用平衡式型腔；
5.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
注射模的澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始到型腔為止所流經(jīng)的通道。它的作用是傳遞塑料，也負(fù)責(zé)排出型腔氣體，并在填充的過程中使型腔的各個部分都充滿壓力，以獲得組織致密、表面光潔、外形清晰和尺寸穩(wěn)定的塑件。
澆注系統(tǒng)的組成部分是由主流道、分流道、澆口以及冷料穴四部分組成。
澆注系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：
1 必須了解塑料的工藝性能；
2 盡量減少塑料的耗量和熔接痕；
3修改方便，并保證塑件的質(zhì)量；
4 采用更方便快捷的流程充滿型腔；
5 防止型芯和塑件變形；
6 要求熱量和壓力損失最??；
7 盡量澆注系統(tǒng)的容積達(dá)到最小；
5.3.1 主流道的設(shè)計
我們把澆注系統(tǒng)的注射機(jī)噴嘴和注塑模具澆口套連接處開始到分流道用來給塑料熔體流動的通道叫做主流道。塑料熔體流動速度取決于主流道的尺寸和形狀，沖模時間也取決如此，所以為了讓效率大，熔體的溫度降幅和壓力損失小，我們必須讓主流道垂直于分型面。
圖4 澆口套
根據(jù)注射機(jī)選擇型號為XS-Z-60，主管道橫截面形狀采用圓形截面。為了便于流道凝料的脫出，主管道設(shè)計成圓錐形，其錐度取α=3°，內(nèi)壁表面粗糙度值為Ra=0.3um，小端直徑D大于注射機(jī)噴嘴直徑d=0.7mm為2.7mm，主流道前端球面半徑R大于噴嘴球面半徑r=2mm為14mm，主流道的長度L由定模座板厚度決定，。主流道大端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角r1=2mm，以減少料流轉(zhuǎn)向時的阻力。
5.3.2 分流道的設(shè)計
我們把主流道和澆口之間的流動通道叫做分流道，它一般開設(shè)在分型面上，作用是分流和轉(zhuǎn)向。注塑模具型腔的總體布置和澆口的位置決定了分流道的長度。為了減少壓力和熱量以及流道凝料的損失，分流道應(yīng)該短一些，一般的分流道截面分為五種，分別是以下
圖5 常用流道截面形狀
查參考資料《塑料成型工藝與模具設(shè)計》中101頁表2-7可知，聚氯乙烯（PVC）塑料的分流道斷面直徑的推薦值為3.2mm～9.5，我們需要讓流道截面大一些，表面積小一些，以用來減少流道的壓力損失，也為了減少傳熱損失，因此，我們可以工作效率最高的正方形和圓形，工作效率是流道的截面積和周長的比值，但正方形的流道凝料脫模比較困難，所以選擇圓形流道。取斷面直徑為4mm，下面用經(jīng)驗公式做更精確確定。
5.3.3 冷料穴的設(shè)計
冷料穴的作用：是為了貯存為兩次注射間隔所產(chǎn)生的冷料以及熔體流動的前鋒冷料，防止它進(jìn)入型腔
設(shè)計要求：冷料穴底部必須是曲折的鉤形或者下陷的凹槽，這使冷料穴兼有分模時將主流道凝料從主流道襯套中拉出并滯留在動模一側(cè)的作用。冷料穴分為主流道冷料穴以及分流道冷料穴。主流道和分流道的末端一般是冷料穴的位置，因為這是塑料最先到達(dá)的部位。把冷料穴設(shè)計在這里是為了是防止在注射機(jī)注射時將冷料注入型腔之中，從而使塑料制品產(chǎn)生缺陷。而在開模的時候，冷料穴又起到將主流道的凝料從澆口套中拉出的作用。冷料穴的直徑一般應(yīng)該大于主流道大端的直徑。本模具為倒錐孔型冷料穴。
圖6 冷料穴
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
第六章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
通常注射機(jī)的實際注射量為注射機(jī)最大注射量的80%,即
V=V×80%=100×80%=80cm
聚氯乙烯收縮率（S）
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表1-5得聚氯乙烯的收縮率范圍為1.5-2.5﹪，換算成平均收縮率Scp﹪
Scp﹪=(1.5﹪+2.5﹪)/2=2﹪
6.1 型芯尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計
塑件有關(guān)的尺寸精度等級參數(shù)見表2：
表2 塑料尺寸公差表
尺寸公差mm
MT1A
MT2A
MT3A
MT4A
MT5A
MT6A
MT7A
公差數(shù)值/mm
>0—3
0.07
0.10
0.12
0.16
0.20
0.26
0.38
>3—6
0.08
0.22
0.14
0.18
0.24
0.32
0.48
>6--10
0.09
0.14
0.16
0.20
0.28
0.38
0.58
>10--14
0.10
0.18
0.20
0.28
0.38
0.54
0.78
>14--18
0.11
0.18
0.20
0.28
0.38
0.54
0.78
>50--65
0.20
0.30
0.40
0.56
0.74
1.10
1.54
>65--80
0.23
0.34
0.46
0.64
0.86
1.28
1.80
>80--100
0.26
0.38
0.52
0.72
0.86
1.28
1.80
>100--120
0.29
0.42
0.58
0.82
1.14
1.72
2.60
6.1.1 型芯徑向尺寸計算
圖7 成型塑件
型芯的徑向尺寸計算公式：
（6-1）
式中 ——塑件內(nèi)形徑向公稱尺寸（mm）
——塑件的平均收縮率（%）
——塑件的尺寸公差（mm）
—— 模具制造公差，取塑件尺寸公差的，在這里取
型芯的徑向尺寸計算
對于塑件的尺寸B3，公差取為MT6，：
=
=
型芯的高度尺寸計算公式：
（6-2）
式中 ——塑件內(nèi)形徑向公稱尺寸（mm）
——塑件的平均收縮率（%）
——塑件的尺寸公差（mm）
—— 模具制造公差，取塑件尺寸公差的，在這里取
型芯的高度尺寸計算
對于塑件的尺寸A4，公差取為MT6，
=
=115.39
圖8 型芯
6.2 型腔尺寸及結(jié)構(gòu)設(shè)計
型腔的徑向尺寸計算公式
（6-3）
式中 ——塑件內(nèi)形徑向公稱尺寸（mm）
——塑件的平均收縮率（%）
——塑件的尺寸公差（mm）
—— 模具制造公差，取塑件尺寸公差的，在這里取
對于塑件的尺寸B1，公差取為MT6，：
=
=7.875
對于塑件的尺寸B2，公差取為MT6，：
=
=12.915
對于塑件的尺寸B4，公差取為MT6，：
=
=12.915
對于塑件的尺寸A5，公差取為MT6，：
=
=1.85
對于塑件的尺寸A6，公差取為MT6，：
=
=0.825
型腔的深度尺寸計算公式
（6-4）
式中 ——塑件內(nèi)形徑向公稱尺寸（mm）
——塑件的平均收縮率（%）
——塑件的尺寸公差（mm）
—— 模具制造公差，取塑件尺寸公差的，在這里取
對于塑件的尺寸A1，公差取為MT6，：
=
=40.27
對于塑件的尺寸A2，公差取為MT6，：
=
=52.31
對于塑件的尺寸A3，公差取為MT6，：
=
=68.51
對于塑件的尺寸A4，公差取為MT6，：
=
=113.09
對于塑件的尺寸B5，公差取為MT6，：
=
=2.89
對于塑件的尺寸B6，公差取為MT6，：
=
=75.65
對于塑件的尺寸B7，公差取為MT6，：
=
=2.38
對于塑件的尺寸B8，公差取為MT6，：
=
=22.54
對于塑件的尺寸A7，公差取為MT6，：
=
=2.89
圖9 型腔
6.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
模具的結(jié)構(gòu)主要由以下部分組成：成型部分、側(cè)向分型以及抽芯部分、支承部分、推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、緊固定位部分、冷卻排氣系統(tǒng)。我們在模具設(shè)計的過程中，需要考慮塑料怎樣進(jìn)料，制品怎樣成型、制品怎樣脫出。從設(shè)計的制品結(jié)構(gòu)來說，主要是側(cè)面凸臺花紋的成型與脫出。
6.3.1 型腔的設(shè)計
由于塑件外表面有厚度為1mm的花紋和2mm的凸臺，塑件不能直接脫模，在制品脫模前必須抽出側(cè)型芯，故模具結(jié)構(gòu)必需采用側(cè)向分形機(jī)構(gòu)。
跟據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀分析，這里采用斜滑塊分型機(jī)構(gòu)，由兩斜滑塊組合成模具型腔。由于斜滑塊被推出時會因為推出力不均勻而使兩滑塊在垂直方向上產(chǎn)生不同的位移并且在復(fù)位時可能會出現(xiàn)兩滑塊不在同一時間復(fù)位，這樣會影響制品的質(zhì)量。為了防止這些情況的發(fā)生，在兩斜滑塊之間加一不同配合的銷釘。該模具為一模兩腔，在保證型腔的側(cè)壁厚度和底部厚度都符合計算要求的情況下初定模具型腔結(jié)構(gòu)圖如圖所示。
凹模結(jié)構(gòu)及尺寸如圖10所示：
圖10 型腔
凹模結(jié)構(gòu)的角度一般采用8°~12°。在設(shè)計此注塑模具時采用12°。在脫模時，凹模的設(shè)計只要能夠讓螺紋脫出即可，計算凹模在水平方向推出的距離
hH=13/2=12.5mm
在設(shè)計時將其設(shè)為13mm，角度為10°。則在垂直方向的運動長度hv為hv=13/tg10=56mm
但為了保證制品在脫出之后凹模件還有一部分在導(dǎo)滑槽中，將hv設(shè)計為60mm，將凹模件的長度設(shè)計為120mm，120mm的長度包括兩導(dǎo)軌5mm× 5mm的尺寸。
凹模在推出時，會因為推出力不均勻而使兩滑塊在垂直方向上產(chǎn)生不同的位移，并且在復(fù)位時會出現(xiàn)兩滑塊不在同一時間復(fù)位，這樣就會影響制品的質(zhì)量。為了防止這些情況的發(fā)生，在兩凹模之間加一不同配合的銷釘。
6.4 模套的設(shè)計
由于型腔是由兩斜滑塊組成的，所以要加一模套加以固定安裝，由斜滑塊的形狀可以分析出模套的基本形狀為矩形。
模套的形狀見圖11和圖12：
圖11 模套
圖12 模套
6.5 模具結(jié)構(gòu)圖
通過對模具成型零件的計算，模架的確定，得到模具的整體結(jié)構(gòu)。
模具結(jié)構(gòu)如圖13所示：
圖13 裝配圖
6.6 模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核
6.6.1 制品體積
Vi=13.86cm
6.6.2 流道體積
主流道體積
V主=1/3h(R+Rr+r) （6-5）
代入計算
V主=1/3h(R+Rr+r)
=1/3×3.14×46（4＋4×8.7＋8.7）
=1.7 cm
V主=1.7 cm
圖14 主流道簡圖
分流道體積
V分= （R＋r）×h （6-6）
= （3.14×1×28＋3.14×3×6）
=8.3 cm
V總= V主+V分
=10 cm
圖15 分流道簡圖
6.7 注射機(jī)的校核
6.7.1 最大注射量的校核
根據(jù)公式 KV0≥V
代入計算得V=36.9 cm
符合注射機(jī)的要求
6.7.2 注射壓力的校核
Po＞P
根據(jù)P=60-110MPa
符合所需要求
6.7.3 鎖模力校核
根據(jù)公式 F機(jī)≥（niA+A1）Pi （6-7）
經(jīng)過計算 A=306mm
A1=453 mm
代入計算 F=87KN
符合所須的注射要求
6.7.4 拉桿間距的校核
由表可知，注射機(jī)的拉桿間距為440×340，模具尺寸為230×310，符合所須的注射要求。
6.7.5 開模行程的校核
根據(jù)公式 S≥H1+H2+H3+(5~10)mm （6-8）
代入計算H1+H2+H3+(5~10)=76~85mm
符合所須的注射要求
6.7.6 模具厚度的校核
模具總厚度為240mm
符合Hmin≤240≤Hmax
6.8 推出機(jī)構(gòu)
概述:
推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計是為了把制品從型芯型腔中推出來，為下一次注射機(jī)的注射做準(zhǔn)備，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求有：
1.盡量使制品留在動模上。
2.保證制品不變形，不損壞。
3.保證制品外觀良好。
4.結(jié)構(gòu)要可靠。
推出機(jī)構(gòu):
要將制品合理推出，將要采用二次推出機(jī)構(gòu)。首先，將凹模機(jī)構(gòu)和制品同時推出，當(dāng)螺紋能從凹模中脫出時，凹模件停止推出，然后利用手工將制品從型芯上脫出。
制品推出裝置:
推出機(jī)構(gòu)一般有推桿、推管、推件塊等幾種，從制品的形狀、尺寸考慮，如果利用推管制品的壁厚太小不合適，采用直推桿，制品的受力面積太小，會損壞制品也不合適，所以本模具在凹模件下設(shè)推板推出。
6.9 導(dǎo)向支承緊固復(fù)位機(jī)構(gòu)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu):
為了使模具和模有正確的位置，所以我們需要設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以提高制品成型質(zhì)量。另外，這樣做還可以提高模具的使用壽命。一般注射模采用的導(dǎo)向零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套，在設(shè)計時選用標(biāo)準(zhǔn)件.。
支承零件:
在此模具中，起支承作用的零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、凹模固定板、支撐板等。
緊固件及其他附件:
上模部分:
1 固定定位圈螺釘選用M6×25。
2 固定上模座和型芯固定板的螺釘選用M10×20。
下模部分:
1 固定下模的螺釘選用M10×30。
2 固定推板的螺釘選用M8×30。
復(fù)位機(jī)構(gòu):
本模具采用拉簧復(fù)位。
6.10 冷卻系統(tǒng)
模具在注射時，我們要保證制品的精度要求就必須對模具溫度進(jìn)行良好的控制。因為塑件在成型時溫度很高，這就要求在模具內(nèi)需設(shè)計冷卻系統(tǒng)，但由于本零件不大，所以熱平衡我們可以通過自然冷卻保證。另外模具可以采用自然冷卻，可以不用設(shè)計冷卻水道，因為此制品是批量生產(chǎn)，成型的制品精度等級為一般的精度等級。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝
致謝
很認(rèn)真的忙活了這么長的時間，我終于把我的畢業(yè)設(shè)計完成了。一股油然而生的自豪感涌上了心頭。但是由于能力和時間的關(guān)系，我認(rèn)為我的畢業(yè)設(shè)計還有許多不盡人意的地方，譬如說外觀不好、功能差、設(shè)計精度不準(zhǔn)確，等等真是數(shù)不勝數(shù)?？墒牵吘刮彝瓿闪宋业漠厴I(yè)設(shè)計，心里還是有點小竊喜的，并且我認(rèn)為結(jié)果不是那么重要，重要的是在做畢業(yè)設(shè)計過程中的收獲。正所謂有一句話說的我個人認(rèn)為非常好：人生中，有太多的責(zé)任需要去完成，但是我們必須抱著享受過程的心態(tài)去完成目標(biāo)。通過這次的畢業(yè)設(shè)計，我感到我學(xué)到了很多，相當(dāng)?shù)牧私庾鳛橐幻O(shè)計人員所要具備的職業(yè)技能和知識，解決問題的能力。同時也讓我對我的專業(yè)知識了解的更加透徹，在設(shè)計的過程中對于CAD、Microsoft Word 等辦公軟件的使用更加熟練；我在設(shè)計之初時，面對從未涉及過的問題，感覺到十分棘手，也有些無從下手，但經(jīng)過了反復(fù)的思考、研究、查閱各種資料以及在老師的熱心指導(dǎo)和幫助下，同學(xué)之間也有許多的探討，發(fā)現(xiàn)并非是當(dāng)初想象中的那么困難。另外，查閱資料是本次設(shè)計的重點，有好多問題都是通過查閱質(zhì)料而解決的，又詢問了一些經(jīng)驗人士，我想實踐是最可靠的保證，經(jīng)驗是寶貴的財富。自己動手做學(xué)到的東西會更容易理解領(lǐng)悟！
我此次通過認(rèn)真而仔細(xì)的查閱資料和反復(fù)模擬軟件，特別是在陳老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求下，我確信這次畢業(yè)設(shè)計一定是成功的，在這對老師表示特別感謝！這次畢業(yè)設(shè)計也使我自己的專業(yè)知識和處理問題的能力增長了挺多。當(dāng)然，由于我還是缺乏經(jīng)驗和知識，設(shè)計中還是存在許多不理想的地方，但我通過做這次畢業(yè)設(shè)計，學(xué)到的東西將為我將來的工作打下了良好的基礎(chǔ)。我堅信在以后不管在工作中遇到什么樣的難題，我都能夠克服，都有能力去解決。最后我也為自己加油！