光碟盒的注射模具設(shè)計(jì)

1、鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）光碟盒的注射模具設(shè)計(jì) 班 級(jí) 模具812 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 所 在 系 機(jī)電工程系 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間2010 年12月20日至2011年6月18日摘要 本篇設(shè)計(jì)說(shuō)明書大體分為三大部分，第一部分是前言，內(nèi)容包括注塑模具的概述，注塑成型發(fā)展概況，塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)。第二部分是注塑模具的總體設(shè)計(jì), 內(nèi)容包括塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析，分型及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)方案的論證，主要零件的設(shè)計(jì)和設(shè)備的校核。第三部分主要是AutoCAD平面二維圖紙的繪制以及模具的試模和修模。第二三部分為設(shè)計(jì)的主要部分包含設(shè)計(jì)的原理思路和圖紙的繪制。其中內(nèi)容均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是

2、其抽芯力不大采用斜導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)抽芯分型，模具的熱處理工藝也出自工藝部要求?；灸＞卟捎镁€切割和電火花加工，生產(chǎn)周期短，表面質(zhì)量好且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞 ：注塑模具 注塑成型 AutoCAD 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 目 錄摘要2前言51. 概述62. 注塑成型發(fā)展概況63. 塑料成型模具的發(fā)展趨勢(shì)7第二章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析81 塑件的幾何形狀分析82 塑件原材料的成型特性分析83 鉸鏈的設(shè)計(jì)94 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析11（1）塑件的尺寸精度分析11（2）塑件的表面質(zhì)量分析125 初選注塑機(jī)12（1）計(jì)算塑件的體積或重量12（2）根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目12（3）確定注射成型的工

3、藝參數(shù)12（4）確定模具溫度13（5）確定成型設(shè)備13（6）制定塑件注射成型工藝卡14第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)151分型面的選擇152 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)162.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)162.2 澆口數(shù)目及位置16(1)主流道的設(shè)計(jì)17(2)分流道的設(shè)計(jì)17(3)澆口的設(shè)計(jì)18(4)冷料穴的設(shè)計(jì)18第四章 模具設(shè)計(jì)方案的論證201. 模具設(shè)計(jì)方案202. 排氣方式設(shè)計(jì)213脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)214側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)215合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)226冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)227冷卻參數(shù)的計(jì)算22第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)241成型零件尺寸的計(jì)算242型腔板厚度計(jì)算253型腔板側(cè)壁厚度計(jì)算25第六章 成型設(shè)備的校核261. 鎖

4、模力的校核262. 開模行程的校核26第七章 繪制模具裝配圖27第八章 模具的試模與修模271注射機(jī)選定272試模用注塑料273試模工藝284試模285修模28設(shè)計(jì)總結(jié)29參考文獻(xiàn)30致謝31前言1. 概述注塑成型是生產(chǎn)塑料制件最常用的制造方法之一，采用這種方法既可以生產(chǎn)小巧的電子器件和醫(yī)療用品，也可以生產(chǎn)大型的汽車配件和建筑構(gòu)件。隨著塑料材料技術(shù)和注塑成型加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，塑料注塑加工行業(yè)得以持續(xù)發(fā)展。塑料加工是將原材料變?yōu)橹破返年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有迅速的發(fā)展塑料加工業(yè)，才可能把各種性能優(yōu)良的高分子材料變成功能各異的制品，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域發(fā)揮作用。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，同時(shí)又

5、是原料和設(shè)備的“效益放大器”，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。因此，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”，模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造技術(shù)的重要標(biāo)志。塑料成型加工及模具技術(shù)不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高、成型設(shè)備成型機(jī)械的革新、成型工藝的成熟而進(jìn)步，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展。注塑成型作為一種重要的成型加工方法，在家電行業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等都有廣泛的應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一致性高、生產(chǎn)效率高和消耗低的特點(diǎn)，有很大的市場(chǎng)需求和良好的發(fā)展前景。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，注塑成

6、型廣泛應(yīng)用于磁盤存儲(chǔ)器的內(nèi)殼和外盒的生產(chǎn)。2. 注塑成型發(fā)展概況 注塑成型是一種注塑兼模塑的成型方法。早在工業(yè)革命末期，塑料、橡膠開始面世，而最初發(fā)明的成型方法就是注塑成型法。70年代以來(lái)是整個(gè)塑料工業(yè)發(fā)展的重要?dú)v史時(shí)期，從民用塑料開發(fā)轉(zhuǎn)向工程塑料是這個(gè)時(shí)期的主要特征之一。推動(dòng)這種轉(zhuǎn)變的重要因素是世界能源危機(jī)和金屬材料價(jià)格的上漲。因而迫使人們大力發(fā)展工程塑料，實(shí)現(xiàn)“以塑代木”、“以塑代鋼”、以塑料代替其他非金屬材料的愿望。這些新型高分子材料的誕生對(duì)注塑技術(shù)提出了更高的要求。近年來(lái)高分子材料的品種得到迅速的發(fā)展，而這些新型高分子材料的特性差別很大，普通注塑已不能適應(yīng)這些新材料的工藝要求，因此在通

7、用注塑成型基礎(chǔ)上又發(fā)展了其他許多注塑方法，主要有： (1) 熱固性塑料注塑 (2) 結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑 (3) 多組分注塑 (4) 反應(yīng)注射成型3. 塑料成型模具的發(fā)展趨勢(shì)從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)來(lái)看，塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾個(gè)方面： (1) 加深理論研究：在模具設(shè)計(jì)中對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論計(jì)算設(shè)計(jì)方面發(fā)展。尤其是擠出機(jī)頭的設(shè)計(jì)。這使擠出制品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。 (2) 高效率、自動(dòng)化：大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。如高效冷卻，以縮短成型周期；各種能可靠的自動(dòng)脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu)；熱流道澆注系統(tǒng)注射模具等。 (3) 大型、超小型極

8、高精度注塑模具的發(fā)展：目前在我國(guó)，大型、超小型和高精度塑料模具的制造技術(shù)已得到很大發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比卻相差甚遠(yuǎn)，因而還需要更大的發(fā)展。 (4) 革新模具制造工藝，發(fā)展快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)：為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中多品種、小批量生產(chǎn)的需要，加快模具的制造速度，降低模具制造成本、開發(fā)和應(yīng)用快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。目前，快速經(jīng)濟(jì)制模的主要途徑是采用專門的制模材料如低熔點(diǎn)合金、中熔點(diǎn)合金、鋅合金、高分子樹脂等，以鑄造成型或壓制成型的方法，取代傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法來(lái)制造模具。它簡(jiǎn)化了模具制造工藝、縮短了制造周期、降低了模具的成本。在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 (5) 標(biāo)準(zhǔn)化：開展模具標(biāo)準(zhǔn)化

9、工作，使模板、導(dǎo)柱等通用零件標(biāo)準(zhǔn)化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模的、成批的模具生產(chǎn)。第二章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析1 塑件的幾何形狀分析塑料磁盤盒用以保護(hù)磁盤，以免被劃傷、碰傷，因此其內(nèi)部應(yīng)有支撐磁盤的結(jié)構(gòu)。兩盒面閉合時(shí)應(yīng)有卡緊結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用兩條鉸鏈連接，要求能承受幾千次的彎折，因此應(yīng)為完全彈性鉸鏈。兩盒面閉合時(shí)無(wú)需配合，可降低模具的成本。塑件的外形尺寸為295 mm125 mm,平均壁厚1.30 mm。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)塑件尺寸公差（摘自GB/T14486-1993），塑件采用MT6級(jí)公差。塑件圖如下所示： 圖22 塑件圖2 塑件原材料的成型特性分析本塑件為較大平面的薄壁制品，為避免變形，要求材料的尺寸穩(wěn)

10、定性要好，各項(xiàng)收縮率差異??；由于有活動(dòng)鉸鏈，要求材料的耐彎折性要好；塑件有許多細(xì)小結(jié)構(gòu)，要求材料的熱收縮率小。塑件材料選用通用注射級(jí)聚丙烯。聚丙烯無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，密度僅為0.900.91g/cm3。它不吸水，光澤好，易著色。聚丙烯熔點(diǎn)為164170，耐熱性好，能在100以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌。聚丙烯的高頻絕緣性能好，絕緣性能不受濕度的影響，但在氧、熱、光的作用下極易老化，所以必須加入防老化劑。PP的尺寸穩(wěn)定性也較好，適于制造較大平面的薄壁制品。聚丙烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能，包括拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和硬度，突出的剛性和耐彎曲疲勞性能。用PP制作的活動(dòng)鉸鏈可承受7107以上的折疊彎曲而不破壞。與模具

11、設(shè)計(jì)有關(guān)的PP的性能參數(shù)有：密度： =0.90g/cm3成型收縮率： s=2.0% 泊松比： 0.32 拉伸強(qiáng)度： 29.4Mpa 斷裂伸長(zhǎng)率： 500%抗彎斷裂強(qiáng)度： b =67 Mpa 彎曲彈性模量： E=1.32Gpa 屈服強(qiáng)度： y=37Mpa 3 鉸鏈的設(shè)計(jì)塑料件的連接可分為可拆連結(jié)和不可拆連接，活動(dòng)鉸鏈和壓力裝配是塑料件裝配方法中的兩種不可拆連接，鉸鏈連接利用了聚合物的取向和抗彎曲疲勞的特性。塑料件的壓力裝配連接必須考慮時(shí)間、溫度和注塑件上熔合縫的影響。本設(shè)計(jì)的塑料件采用不可拆連接中的活動(dòng)鉸鏈連接。塑料鉸鏈?zhǔn)怯萌彳浀乃芰蠈?shù)個(gè)塑料零件連接在一起，并可繞著裝配軸線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。它能阻止非

12、轉(zhuǎn)動(dòng)方向的位移，又能承受上萬(wàn)次的彎折，還能有效的減少裝配零件的數(shù)目。此種活動(dòng)的塑料鉸鏈現(xiàn)已普遍使用，如塑料桶與蓋、盒殼與盒蓋、可開合的支架等。并非所用的塑料品種都能制成活動(dòng)鉸鏈。最常用的材料是聚丙烯和聚乙烯。他們有很好的抗彎曲疲勞能力。尤其是聚丙烯，在彎折失效前有百萬(wàn)次的彎曲能力。其他如聚酰胺和熱塑性的聚酯彈性體也有應(yīng)用。具有鉸鏈的塑料制品通常是大批量生產(chǎn)的模塑產(chǎn)品。活動(dòng)鉸鏈設(shè)計(jì)時(shí)必須經(jīng)周密的力學(xué)計(jì)算。鉸鏈的力學(xué)狀態(tài)有三種：完全彈性的鉸鏈彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)可保證在數(shù)千次以上；整個(gè)鉸鏈的厚度截面上，如果經(jīng)彎折后產(chǎn)生塑性變形，這類鉸鏈只能彎折數(shù)次；還有一種是鉸鏈截面的中央尚有部分彈性變形的厚度，即具有部分塑

13、性變形的鉸鏈。它具有數(shù)百次的彎折壽命。 正確的活動(dòng)鉸鏈設(shè)計(jì)是前提，但是不良的加工也會(huì)導(dǎo)致失敗。塑料鉸鏈的加工有注射模塑和壓力加工兩種方法。本設(shè)計(jì)采用注射模塑加工。模塑鉸鏈制品時(shí)，必須了解聚合物熔體在流體充模時(shí)取向的原理。當(dāng)塑料熔體通過(guò)窄小的成型鉸鏈通道時(shí)，剪切速率增大使聚合物有明顯的流動(dòng)取向排列。鉸鏈中間部位厚度為0.250.38mm，其長(zhǎng)度約0.5mm。鉸鏈的搭接長(zhǎng)度約1.5mm。過(guò)長(zhǎng)的薄鉸鏈，會(huì)使流體流經(jīng)時(shí)的壓力損失過(guò)大，使鉸鏈另一側(cè)的型腔沒(méi)有足夠的保壓和補(bǔ)縮。澆口必須安排在鉸鏈的一側(cè)，使熔體沿鉸鏈的縱向流動(dòng)，讓聚合物分子鏈在彎折方向取向排列。由于塑料鉸鏈的厚度很薄，要防止熔體流經(jīng)鉸鏈間隙

14、時(shí)，剪切應(yīng)力和剪切速率過(guò)高產(chǎn)生分子鏈的降解和斷裂。要避免在鉸鏈處產(chǎn)生過(guò)大的殘余應(yīng)力。因此應(yīng)在鉸鏈處入端設(shè)置必需的園角或過(guò)渡段。在注塑時(shí)應(yīng)有相應(yīng)的合理注射工藝，要避免熔體在鉸鏈處受阻而產(chǎn)生過(guò)大的型腔壓力峰值。帶鉸鏈的塑件從模具中取出后，趁熱立即若干次將鉸鏈彎折。彎折角度在90度到180度之間。這將使鉸鏈在長(zhǎng)度方向上延伸200%300%，使鉸鏈厚度從0.250.8mm拉薄到0.13mm左右。鉸鏈處的聚合物分子進(jìn)一步得到拉伸取向，有效的提高疲勞強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。對(duì)模塑鉸鏈進(jìn)行沖壓再加工，讓鉸鏈部位材料經(jīng)延伸后有進(jìn)一步取向，有效的改善鉸鏈的強(qiáng)度和彎曲彈性。圖21 完全彈性鉸鏈彎折前后的幾何參數(shù)L1活動(dòng)鉸

15、鏈的中性層長(zhǎng)度 t鉸鏈厚度的一半S槽的深度 R鉸鏈最外層的彎曲弧長(zhǎng)根據(jù)活動(dòng)鉸鏈的材料性能和工作條件，需反復(fù)計(jì)算和校核，以確定鉸鏈的L、t和S參量。預(yù)取： t=0.25mm S=0.80mm L=2.0mm r=0.5mm因轉(zhuǎn)動(dòng)角為90度，故LA=1.83mm 因?yàn)長(zhǎng)LA 所以為完全彈性鉸鏈。4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析（1）塑件的尺寸精度分析該塑件對(duì)尺寸公差沒(méi)有特殊要求，未注尺寸公差為自由尺寸，可按照一般公差MT6查取公差。部位尺寸尺寸公差外形尺寸2951251.319R6236.951內(nèi)形尺寸13829R6117中心尺寸980102150（2）塑件的表面質(zhì)量分析該塑件的表面要求無(wú)飛邊、毛刺，不允

16、許存在有害缺陷，無(wú)特別的表面質(zhì)量要求。5 初選注塑機(jī)（1）計(jì)算塑件的體積或重量經(jīng)計(jì)算，塑件的體積約為100cm3（含澆注系統(tǒng)凝料）。重量約為90g。（2）根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目由于該塑件上下兩端都有外凸，且有側(cè)向凹槽、凸臺(tái)需要抽芯，加上塑件的尺寸又大，故塑件采用一模一腔。（3）確定注射成型的工藝參數(shù)根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和PP的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見(jiàn)表2-3。表2-3 塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度80100成型時(shí)間/s注射時(shí)間1530時(shí)間 34h保壓時(shí)間1530料筒溫度/后段180200冷卻時(shí)間1530中段21

17、0230總周期5090前段180190螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）噴嘴溫度/180250后處理方法油、水、鹽水模具溫度/2060溫度/90100注射壓力/MPa7001200時(shí)間/h4（4）確定模具溫度PP為結(jié)晶性熱可塑性塑料，流動(dòng)性好，壁厚一般，因此在保證順利脫模的情況下，應(yīng)盡可能的保持一定的模溫，以防止原料冷卻結(jié)晶，從而提高生產(chǎn)率，所以控制熔體溫度為200，將成型模具溫度控制在40。（5）確定成型設(shè)備由于塑件采用注射成型加工，使用一模一腔分布，因此可計(jì)算出一次注射成型過(guò)程所用的塑料量為塑件的重量加澆注系統(tǒng)凝料。約為90g。根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料的品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝

18、參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)，初選SZ350/1600（臥）型注射機(jī)（上海第一塑料機(jī)械廠）記錄下SZ350/1600（臥）型注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，見(jiàn)表2-4.表2-4 SZ350/1600（臥 型注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值1螺桿直徑/mm2最大注射量/4163注射壓力/MPa1414鎖模力/kN16005最大模具厚度/mm5506最小模具厚度/mm1507最大開模行程/mm3608噴嘴前段球面半徑/mm189噴嘴孔直徑/mm710定位圈直徑/mm150（6）制定塑件注射成型工藝卡綜上所述，填寫塑件注射成型工藝卡，見(jiàn)表2-5.連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院塑料注射成型工藝

19、卡片資料編號(hào)SZ-350/1600車間 共 頁(yè) 第 頁(yè)零件名稱光盤盒材料牌號(hào)PP設(shè)備型號(hào)裝配圖號(hào)A0材料定額每模制件數(shù)1件零件圖號(hào)A3單件質(zhì)量90g工裝號(hào)零件圖材料干燥設(shè)備紅外線烘箱溫度（）80100時(shí)間（h）12料筒溫度（）料筒一區(qū)160180料筒二區(qū)180200料筒三區(qū)200205料筒四區(qū)205220模具溫度（）6090時(shí)間（s）注射2060保壓03冷卻2090壓力（Mpa）注射壓力70100保壓壓力背壓后處理時(shí)間定額（min）輔助0.5時(shí)間（h）單件1編制校隊(duì)審核組長(zhǎng)編制校隊(duì)審核第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1分型面的選擇該塑件為光盤盒，下端面兩側(cè)各有一凸臺(tái)和凹槽，上端面平滑，但下端面兩

20、側(cè)凸臺(tái)呈不對(duì)稱分布，且尺寸不同，形狀較復(fù)雜。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮到該塑件外形復(fù)雜，不影響塑件的內(nèi)孔質(zhì)量，便于清除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)及便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓最大處。在II分型面第一次分型，在IIII分型面第二次分型。但考慮到，下端面兩側(cè)凹槽和凸臺(tái)需側(cè)向分型抽芯但抽芯力不大，即選擇斜滑桿實(shí)現(xiàn)側(cè)向分型與抽芯。如下圖3-2。圖3-2塑件有側(cè)凹和側(cè)凸，因此有側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)；為保證塑件上的小結(jié)構(gòu)受力均勻，不影響產(chǎn)品質(zhì)量，采用推桿脫模；本模具采用拉桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)順序分型脫模。2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指

21、注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，它的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個(gè)部位。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2.2 澆口數(shù)目及位置為確保光盤盒的質(zhì)量及物料沿垂直于鉸鏈方向取向，決定在平行于鉸鏈方向的中心線上使用兩個(gè)點(diǎn)澆口進(jìn)料。圖3-3 點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì)(1)主流道的設(shè)計(jì)圖3-4 澆口套與定位圈的設(shè)計(jì)(2)分流道的設(shè)計(jì) 常用的分流道截面形狀為圓形、正方形、梯形、U形、半圓形和矩形等。圓形和正方形流道截面的比表面積最小，熱量損失小，流道的效率最高，但加工困難且

22、正方形、矩形截面流道不易脫模，所以實(shí)際生產(chǎn)中常用梯形、U形、半圓形截面。 本模具使用梯形截面。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，主流道B取9mm.則分流道如下圖(3)澆口的設(shè)計(jì)根據(jù)模具總體結(jié)構(gòu)安排及上面的計(jì)算，可決定澆注系統(tǒng)的布置和尺寸。分流道與澆口采用圓弧連接，這樣有利于塑料的流動(dòng)和填充，防止塑料流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生反壓力，消耗內(nèi)能。澆注系統(tǒng)如下圖所示： (4)冷料穴的設(shè)計(jì) 因?yàn)橐荒Ｒ磺凰芗矫鎻堥_很大無(wú)法使用拉料桿，所以在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上開一個(gè)錐形凹坑即使用底部無(wú)拉桿的冷料穴。如下圖：第四章 模具設(shè)計(jì)方案的論證1.模具設(shè)計(jì)方案 根據(jù)光盤盒的結(jié)構(gòu)特征，本模具采用一模一腔。由于塑件為薄壁制件，且沖模面積大，為實(shí)現(xiàn)平衡填充，

23、采用兩個(gè)點(diǎn)澆口；為保證鉸鏈部位的取向，澆口設(shè)在兩鉸鏈之間；塑件有側(cè)凹和側(cè)凸，因此有側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)；為保證塑件上的小結(jié)構(gòu)受力均勻，不影響產(chǎn)品質(zhì)量，采用推桿脫模；本模具采用拉桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)順序分型脫模。模具結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖23 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 動(dòng)作原理：開模時(shí)，在彈簧9的作用下，II分型面先打開，主流道凝料從主流道7中脫出；當(dāng)限位拉釘10起限位作用后，定模板8停止運(yùn)動(dòng)，由于塑件上有許多小凹槽，故塑件留在型腔板6一側(cè)，IIII分型面打開，點(diǎn)澆口被拉斷；頂出時(shí)，推板4帶動(dòng)頂桿5和斜滑桿1向上運(yùn)動(dòng)，將塑件頂出型腔板，兩個(gè)斜滑桿同時(shí)向左運(yùn)動(dòng)，完成內(nèi)抽芯和外抽芯動(dòng)作；由于限位螺釘12的作用，導(dǎo)滑槽3不會(huì)與動(dòng)模底板

24、2相碰；合模時(shí)，回程桿11使推板復(fù)位，完成一個(gè)成型周期。 2. 排氣方式設(shè)計(jì)當(dāng)塑料注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清、型腔不能完全充滿等弊病，同時(shí)還會(huì)因?yàn)闅怏w壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過(guò)高，黏度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。本塑件為小型塑件，且不須采用特殊的高速注射，故利用分型面和20根推桿的配合間隙排氣即可。3脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)鑒于本塑件有許多小槽，其在型腔板上的附著力不同，故采用推桿脫模，通過(guò)調(diào)整推桿的布置使塑件受力均勻，以免損壞。本模具采用復(fù)位桿復(fù)位。4側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本塑件的卡緊裝

25、置有側(cè)凸和側(cè)凹，且均較小，所學(xué)抽芯距不大，故采用斜滑桿抽芯。為防止脫模時(shí)滑座與動(dòng)模底板相碰，設(shè)有限位螺釘。另外，內(nèi)側(cè)抽芯斜滑塊的端面應(yīng)低于塑件的下端面0.050.10mm，以免斜滑塊端面陷入塑件底部。在推出塑件時(shí)阻礙斜滑塊的橫向移動(dòng)。抽拔距的校核： 已知所需抽拔距為S=1mm，為加工方便，暫定斜滑塊的傾斜角=，故最小開模行程為：H=Sctan =1ctan =8mm而實(shí)際開模行程大于8mm，故滿足要求。5合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由于保證動(dòng)模和定模兩個(gè)部分或模內(nèi)其他零部件的準(zhǔn)確對(duì)和，其定位和定向作用。本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱數(shù)量為4根。6冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成

26、型效率和制品的質(zhì)量影響很大。影響冷卻效果的因素很多，也很復(fù)雜。7冷卻參數(shù)的計(jì)算(1) 傳熱面積的計(jì)算如果忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射與注射機(jī)所散失的熱量，假設(shè)塑料熔體在模具內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水帶走，則模具冷卻時(shí)所需冷卻水的體積流量可按下式計(jì)算：V=式中： V冷卻水的體積流量(m3/min) G單位時(shí)間內(nèi)注入模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量(kg/h) h塑料成型時(shí)在模具內(nèi)釋放的熱含量(J/kg) C冷卻水的比熱容J/(kgK) 冷卻水的密度(kg/m3) t1冷卻水的出口溫度() t2冷卻水的進(jìn)口溫度()可查得：h =5.9105 J/kg C=4.2103 J/(kgK) =1000 kg/m3設(shè)冷

27、卻水出口溫度t1=25 進(jìn)口溫度t2=21 根據(jù)成型周期可求得G=9.337kg/h代入公式得：V=5.510-3 m3/min查表：冷卻水的最低流速為1.66m/s，則冷卻水孔的直徑取10mm。 冷卻水孔總傳熱面積A由下式計(jì)算：A=式中： A冷卻水孔總傳熱面積(m2)G單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量(kg/h)h塑料成型時(shí)在模腔內(nèi)釋放的熱量(J/kg)Tw模具溫度()T冷卻水的平均溫度()已知： Tw=40 T=23代入公式得：A=0.09 m2(2) 冷卻水孔總長(zhǎng)度計(jì)算由于傳熱面積A=dL式中：L冷卻水孔總長(zhǎng)度(m)則：L=2.8 m(3) 冷卻水孔數(shù)目計(jì)算每根水孔的長(zhǎng)度為0.22m，則冷

28、卻水孔數(shù)目n=12.7取n=13冷卻回路采用最簡(jiǎn)單的直流冷卻回路即可。第五章 主要零部件的設(shè)計(jì)1 成型零件尺寸的計(jì)算成型零部件直接與高溫高壓的塑料相接觸，他的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求他有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性，以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力，有足夠的精度和適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙?，以保證塑料制品表面的光亮美觀、容易脫模。一般來(lái)講，成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，或預(yù)硬化處理，使其具有HRC30以上的硬度。本塑件為一片狀制品，但上面有許多小的凹槽，可采用整體式凹模。且塑件所要求的精度不高，可按平均收縮率尺寸計(jì)算公式分別計(jì)算凹模成型部分尺寸Scp (收縮率)=0.02 X=3/4 , z=/4，

29、X=2/3成型零件尺寸計(jì)算見(jiàn)表5-1.類別塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸外形尺寸2950-3.8Lm=(Ls+ LsScp-3/4) +z0 298.05+0.9501250-1.96Lm=(Ls+ LsScp-3/4) +z0126.03+0.4901.30-0.26Hm=(Hs+ HsScp-2/3) +z01.153+0.0650190-0.62Lm=(Ls+ LsScp-3/4) +z0 18.915+0.1550R620-1.1Lm=(Ls+ LsScp-3/4) +z0 R 62.415+0.275030-0.26Hm=(Hs+ HsScp-2/3) +z02.89+0.06506.95

30、0-0.4Hm=(Hs+ HsScp-2/3) +z06.818+0.1010-0.26Lm=(Ls+ LsScp-3/4)+z00.825+0.0650內(nèi)形尺寸8+0.400Lm=(Ls+ LsScp+3/4) 0-z8.460-0.113+0.480Lm=(Ls+ LsScp+3/4) 0-z 13.620-0.126+0.320Lm=(Ls+ LsScp+3/4) 0-z 6.360-0.0829+0.700Lm=(Ls+ LsScp+3/4) 0-z30.1050-0.175R61+1.10Lm=(Ls+ LsScp+3/4) 0-zR63.0450-0.27517+0.540Lm=(

31、Ls+ LsScp+3/4) 0-z 17.7450-0.135中心距90.20(Cm)1/2z =(Cs+ CsScp) 1/2z9.180.1800.64(Cm)1/2z =(Cs+ CsScp) 1/2z81.60.321020.86(Cm)1/2z =(Cs+ CsScp) 1/2z104.040.431501.10(Cm)1/2z =(Cs+ CsScp) 1/2z1530.552型腔板厚度計(jì)算 本塑件為片狀薄壁塑件，型腔為整體矩形型腔，易發(fā)生翹曲變形，因此型腔板厚度按剛度條件計(jì)算。計(jì)算公式為： hs1/3式中： hs型腔板厚度(mm)C1系數(shù)p型腔壓力(MPa)L2短邊長(zhǎng)度(mm)

32、E模具材料的彈性模量(MPa)剛度條件，即允許變形量(mm)查得： C1=0.0277 E=2.1105MPa =0.04mm將各數(shù)據(jù)代入公式得： hs8.3mm而實(shí)際 hs=30mm 故滿足條件。3型腔板側(cè)壁厚度計(jì)算 由于側(cè)壁厚度非本設(shè)計(jì)主要矛盾，故取經(jīng)驗(yàn)尺寸即可。第六章 成型設(shè)備的校核1.鎖模力的校核根據(jù)式 P=kP0式中 P型腔壓力(MPa)P0注射壓力(MPa) K壓力損耗系數(shù) 取壓力損耗系數(shù)k為0.4，并設(shè)注射機(jī)使用的注射壓力為P0=100 MPa，則型腔壓力P=40MPa。 已知注射機(jī)最大鎖模力為1600 kN，而脹模力為塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積，即：F=

33、295mm125mm40MPa /1000=1475kN 1600 kN故滿足鎖模力的要求。2. 開模行程的校核該模具為雙分型面注射模，且塑件的高度較小，取塑件推出距離H1=5 mm，塑件高度H2=10mm，定模固定板與型腔板分開的距離 =50mm。則 H1+H2+（510）=7075mm s=360mm故滿足開模行程要求。第七章 繪制模具裝配圖第八章 模具的試模與修模試模是根據(jù)塑料制品所設(shè)計(jì)制造的模具在相應(yīng)塑料注射機(jī)上進(jìn)行試模的過(guò)程，它是模具制造過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，用以檢驗(yàn)?zāi)＞叩目缮a(chǎn)型、注射的制品是否符合質(zhì)量要求以及合格品率，并依據(jù)試模結(jié)構(gòu)對(duì)模具提出修改意見(jiàn)，同時(shí)也為模具投入正常生產(chǎn)運(yùn)行摸索最

34、佳工藝參數(shù)。1注射機(jī)選定 原則上試模必須在模具設(shè)計(jì)時(shí)選定的同型號(hào)規(guī)格的注射機(jī)上進(jìn)行，以保證試模與模具最終應(yīng)用的一致性。在實(shí)際生產(chǎn)中，如不能滿足上述要求，允許先用注射量稍大的注射機(jī)，但頂出方式和注射機(jī)類型必須一致，注射螺桿與注射機(jī)控制水平應(yīng)盡可能接近。對(duì)于壁厚特別厚、特別薄、透明的注塑件，以及表觀質(zhì)量、重量、力學(xué)性能要求高的注塑件，應(yīng)特別注意，試模用注射機(jī)與最終使用的注射機(jī)差別應(yīng)盡可能小。2試模用注塑料 試模用料應(yīng)力求于制品一致，但對(duì)于新開發(fā)產(chǎn)品，其原料配方往往尚未確定，此時(shí)可用同一類型原料中選取類似產(chǎn)品用途，想同原料特點(diǎn)（如保壓、玻纖增強(qiáng)等）的原料，但須特別關(guān)注原料的熔點(diǎn)、熔體指數(shù)、力學(xué)性能、

35、收縮率應(yīng)與制品要求相適應(yīng)。3試模工藝 首先烘干原料，然后參照上述的注射工藝條件，之后預(yù)熱模具。對(duì)于小模具不須加熱，注射幾次模溫即可升高，對(duì)于大型制品注塑模，為節(jié)省原料，提高試模效率，需設(shè)法將模具加熱，有條件者可采用全自動(dòng)模溫控制器，也可采用活動(dòng)電熱板夾在模具上臨時(shí)加溫，模具溫度一般應(yīng)小于50。4試模 在多數(shù)情況下，試模是一個(gè)需多次、反復(fù)進(jìn)行的過(guò)程，試模過(guò)程中可能出現(xiàn)任何問(wèn)題，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)作詳細(xì)地記錄和仔細(xì)分析，查找問(wèn)題原因，提出調(diào)整措施，逐漸調(diào)整修改直到制品合格。查找原因的次序?yàn)椋鹤⑸涔に嚄l件、注射機(jī)、原料，最后是模具，即出現(xiàn)問(wèn)題后首先從工藝、設(shè)備、原料方面找原因，先逐步調(diào)整工藝條件、調(diào)整設(shè)

36、備、處理或更換原料，最后無(wú)法解決時(shí)才從模具考慮，準(zhǔn)備修模。5修模 注塑模的修整是一件正常的事情，模具修改主要為結(jié)構(gòu)和尺寸修改，如頂出和脫模方向的修改、滑塊修改、軸孔位置與尺寸修改、型腔修改、壁厚修改、排氣修改、澆道與澆口修改、加強(qiáng)筋修改、粗糙度修改等。模具修改后再進(jìn)行試模，如果還不行，則再修改，直到試模合格。設(shè)計(jì)總結(jié)作為大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)最終和最重要的環(huán)節(jié)，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)我們?nèi)甏髮W(xué)生活學(xué)習(xí)內(nèi)容的綜合運(yùn)用，同時(shí)也是對(duì)這三年學(xué)習(xí)情況的一個(gè)總結(jié)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)又進(jìn)行了一次系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，通過(guò)對(duì)相關(guān)資料的查閱，大大的拓寬了我的知識(shí)面，對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)、公差配合與測(cè)量技術(shù)技術(shù)等各方面也

37、有了更深入的了解。本次設(shè)計(jì)遇到的最大問(wèn)題就是側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因?yàn)樗芗蓚?cè)各有一個(gè)凸臺(tái)而且方向一致，原本想選擇斜滑塊式的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。但兩個(gè)凸臺(tái)的方向一致，左側(cè)使用側(cè)抽芯可以直接分型而右側(cè)無(wú)法放置斜滑塊。最終在指導(dǎo)老師的提點(diǎn)下我查閱了很多相關(guān)書籍決定使用斜導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)抽芯分型，塑件的抽芯力不大非常適合此設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的過(guò)程中我查閱了很多資料書籍，感覺(jué)到中國(guó)在注塑模具方面并不算發(fā)達(dá)，可能只算是剛剛起步吧。在很多塑料原材料的相關(guān)參數(shù)上沒(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法，最終我選擇使用教材上的參數(shù)。在模具的導(dǎo)向上我主要選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套，其配合公差的選擇也都是在理解的基礎(chǔ)上參考其他書籍上推薦的最優(yōu)選擇。在冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算上我也投入

38、了極大的精力，公式和參數(shù)值也都出自于教材中。 在模具設(shè)計(jì)的最后我還提及了試模和修模。在工廠生產(chǎn)中這是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，試模的都是師傅級(jí)別的設(shè)計(jì)人員。他們要求不僅會(huì)試模而且能最直接的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并當(dāng)場(chǎng)解決問(wèn)題。修模在實(shí)際中是很常見(jiàn)的，可能是設(shè)計(jì)的問(wèn)題也可能是中國(guó)現(xiàn)在在裝配方面存在的問(wèn)題。本次模具設(shè)計(jì)中我所研究、探討的范圍還十分有限，需要我在今后的工作中不斷學(xué)習(xí)、求索。俗話說(shuō)的好，師傅領(lǐng)進(jìn)門，修行在個(gè)人。我要把學(xué)校和老師的教誨牢牢記住，把學(xué)習(xí)和事業(yè)聯(lián)系在一起，讓學(xué)到的知識(shí)在實(shí)踐中閃現(xiàn)光芒，以今后工作的優(yōu)異成績(jī)向?qū)W校匯報(bào)，向老師的辛勤培育進(jìn)行回報(bào)。參考文獻(xiàn)1 劉彥國(guó)主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京

39、：人民郵電出版社. 20092申樹義，高濟(jì)主編. 塑料模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1999 3 機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)化研究所主編. 形狀和位置公差原理及應(yīng)用. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 19904 何冰強(qiáng)，高漢華主編. 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料. 第2版. 北京：大連理工大學(xué)出版社， 20095 徐配弦編著. 塑料制品與模具設(shè)計(jì). 第1版. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，20016 吳宗澤，羅圣國(guó)主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè). 第2版. 北京：高等教育出版社， 20017 申開智主編. 塑料成型模具. 第2版. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社， 20038 黃虹主編. 塑料成型加工與模具. 第1版. 北京：化

40、學(xué)工業(yè)出版社， 20039 成都科技大學(xué)等合編. 塑料成型模具. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社， 199410 宋玉恒主編. 塑料注射模具實(shí)用手冊(cè). 北京：航空工業(yè)出版社，1994，47258111 張克惠編著. 注塑模設(shè)計(jì). 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1995，16016212 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 199413 李秦蕊主編. 塑料模具設(shè)計(jì). 西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社， 199714 唐志玉等主編. 塑料制品設(shè)計(jì)指南. 北京. 國(guó)防工業(yè)出版社， 199715 鄒立謙主編. 塑料制品設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1993，79680616 王善勤，劉萍，柳宗媛著. 塑料注射成型工藝與設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997致謝走的最快的總是時(shí)間，來(lái)不及感嘆，大學(xué)生活已近尾聲，三年的努力與付出，隨著本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，將要?jiǎng)澫峦昝赖木涮?hào)。本論文設(shè)計(jì)在張侃楞老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的設(shè)計(jì)過(guò)程，說(shuō)明書和圖紙的初稿與定稿無(wú)不凝聚著李建國(guó)老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，李老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，李老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)