塑料模塑成型畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、目 錄1 緒論12 塑件分析32.1 塑件的使用要求32.2 塑件的原料32.3 塑件的整體分析32.3.1 塑件的形狀32.3.2 塑件的壁厚33 注射機(jī)的選用53.1 澆注體積的確定53.1.1 零件體積的計(jì)算53.1.2 型腔數(shù)目的確定53.1.3 澆注系統(tǒng)的體積53.2 根據(jù)澆注體積選取注射機(jī)54 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)74.1 主流道和冷料穴的設(shè)計(jì)74.2 定位圈的設(shè)計(jì)84.3 分流道的設(shè)計(jì)94.4 側(cè)澆口的設(shè)計(jì)105 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算115.1 成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)115.1.1 凹模結(jié)構(gòu)115.1.2 分型面115.2 成型零件的工作尺寸計(jì)算125.2.1 型腔直徑計(jì)算125.2.2

2、 型芯直徑的計(jì)算155.2.3 型腔深度的計(jì)算175.2.4 型芯高度的計(jì)算185.2.5 圓心距的計(jì)算195.3 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算195.3.1 凹模壁厚的計(jì)算196 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)216.1 冷卻系統(tǒng)的分析計(jì)算217 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)237.1 脫模方式的總述237.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)238 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)249 標(biāo)準(zhǔn)件的選用259.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇259.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用269.2.1 導(dǎo)柱的計(jì)算269.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)279.3 拉料桿和推桿的計(jì)算289.3.1 小端拉料桿的計(jì)算289.3.2 大端推桿的計(jì)算289.4 彈簧的選擇289.5 銷釘?shù)倪x擇289.6 鑲

3、件的確定299.7 模具材料2910 注射機(jī)的校核3010.1 注射機(jī)的校核3010.1.1 最大注塑量的校核3010.1.2 注射壓力校核3010.2 鎖模力的校核3010.3 模具與注塑機(jī)合模部分相關(guān)尺寸的校核3110.4 開模行程的校核3111 總結(jié)33參考文獻(xiàn)35致謝37附錄39附錄1 緒論塑料工業(yè)由塑料原料生產(chǎn)和塑料制品生產(chǎn)兩大系統(tǒng)組成，二者相輔相成，缺一不可，而塑料制品生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)塑料原料自身價(jià)值的唯一手段。模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸制品的工具。塑料模具就是利用本身特定密封腔體去成型具有一定形狀和尺寸的立體形狀塑料制品的工具。而塑料在成型加工過程中會(huì)表現(xiàn)出的一系列特

4、性，也就是塑料的成型工藝特性，與塑料的品種、模具結(jié)構(gòu)等密切相關(guān)，設(shè)計(jì)者必須對(duì)塑料的成型工藝有充分的了解，這樣才有利于合理地選擇設(shè)計(jì)模具，達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的。塑料模塑成型的方法有很多，它主要的成型方法有注塑成型、吹塑成型、擠壓成型、壓縮成型、熱成型等。其中注塑成型是塑料加工中被廣泛應(yīng)用的方法之一，主要優(yōu)點(diǎn)是可以制造各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精密的成型制件、對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性強(qiáng)、成型周期短、可多腔成型等。注塑成型又稱注射成型，其成型的簡(jiǎn)單過程為：利用注塑機(jī)將粒狀或粉狀的塑料原料熔融后，通過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)使其快速進(jìn)入溫度較低的模具內(nèi)，充滿后經(jīng)過保壓和冷卻固化，形成與模腔形狀一致的塑料制品，然后

5、開啟模具取出之間。注塑成型在塑料制件成型中占有很大比重，約占塑料制品總量的2030，世界上注塑模具產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的50。用于注塑成型的通用塑料主要是ps、pe、pp、abs四種。其中abs塑料屬于高強(qiáng)度塑料，在注塑成型前需要預(yù)先干燥3 4。而且目前，模具市場(chǎng)仍供應(yīng)不求，可見研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的快慢具有特別重要的意義。在日本模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”，在德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)中的帝王”，在羅馬尼亞被視為“模具就是黃金”?？梢詳嘌?，隨著現(xiàn)代化技術(shù)的迅速發(fā)展，人們生存在“塑料世界”中，注塑模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中處于十分重要的地位。模具在

6、現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,模具材料是模具制造的基礎(chǔ),模具的承載能力、精度、使用壽命、生產(chǎn)成本、制造周期以及產(chǎn)品質(zhì)量在很大程度取決于材料的合理選擇和熱處理工藝。其發(fā)展受到兩方面的制約：一方面是模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)；另一方面是注塑成型工藝條件。前者影響模具的加工制造水平，后者影響模具的使用性能?，F(xiàn)代塑料制件生產(chǎn)中，合理的注塑成型工藝,先進(jìn)的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑設(shè)備是當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個(gè)重要因素。尤其是注塑成型模具對(duì)完成塑料加工工藝要求、塑料制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要作用，高效的、全自動(dòng)的設(shè)備也只有裝上自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具制造

7、和創(chuàng)新為前提的。由于塑料具有許多優(yōu)點(diǎn)，目前正逐漸成為金屬的良好代用材料，在很多領(lǐng)域都出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢(shì)。采用這種方法既可以生產(chǎn)小而精巧的電子器件和醫(yī)療用品，也可以生產(chǎn)大型的汽車配件或建筑構(gòu)件。隨著注塑制品的迅速推廣，其結(jié)構(gòu)及外觀的要求也日益提高，因此設(shè)計(jì)高效、合理的注塑模具就顯得尤為重要。本設(shè)計(jì)正是針對(duì)這一實(shí)際問題，通過對(duì)把手臂塑件的注塑模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，闡明注塑模具設(shè)計(jì)的一般過程，揭示復(fù)雜注塑模具設(shè)計(jì)的技巧與方法。由于本塑件形狀復(fù)雜，塑件脫出后不應(yīng)變形，根據(jù)塑件的形狀可知凹模的制造困難，在此處拉料桿和推桿的巧妙設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)。而如何設(shè)計(jì)能合理解決各部位的脫模和合模緊密受力平衡問題是本模具設(shè)計(jì)

8、的難點(diǎn)。2 塑件分析2.1 塑件的使用要求 該把手臂是中小型制件。小批量生產(chǎn)，模塑件尺寸公差為mt5，粗糙度取ra0.4m。塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。2.2 塑件的原料該塑件的原料為abs，不透明淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性。密度為g/cm3，成型收縮率為對(duì)水特別穩(wěn)定，但吸濕性很強(qiáng)，成型性好，收縮小。 成型性能：1非結(jié)晶料，吸濕性較大，成型前要進(jìn)行預(yù)熱處理，熱穩(wěn)定性較好，高溫情況下易降解，老化，必須加入穩(wěn)定劑。2.塑料流動(dòng)性一般，但收縮范圍及收縮值小。3.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度。模具溫度在溫度低易產(chǎn)生熔接痕，溫度高易產(chǎn)生翹曲變形。4.

9、制件的壁厚原則上要求一致，因?yàn)楸诤癫痪鶆颍诔尚蜁r(shí)會(huì)出現(xiàn)收縮不均勻，產(chǎn)成縮孔，以致發(fā)生變形或開裂。2.3 塑件的整體分析2.3.1 塑件的形狀 塑件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，塑件大端有較多的圓柱，小端有較多的方形，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故采用成型推桿、拉料桿和推桿開模47。2.3.2 塑件的壁厚 此塑件邊壁厚度為和,底部厚度如圖2.1所示 圖2.13 注射機(jī)的選用3.1 澆注體積的確定澆注體積由零件體積、型腔數(shù)目以及澆注系統(tǒng)體積而定。3.1.1 零件體積的計(jì)算塑件形狀較為復(fù)雜采用三維軟件計(jì)算塑件體積。3.1.2 型腔數(shù)目的確定采用的是一模兩件成型，型腔的布置一模二腔對(duì)稱分布，型腔采用整體鑲?cè)胧健?.1.3 澆注系統(tǒng)

10、的體積由于澆注系統(tǒng)尚未確定，其體積先按塑件體積的15%計(jì)算，待澆注系統(tǒng)確定后校核注射機(jī)參數(shù)時(shí)再對(duì)注射量進(jìn)行校核。澆注系統(tǒng)的體積估算為 （31）3.2 根據(jù)澆注體積選取注射機(jī)注射機(jī)最大注射量與制品的體積或重量有直接的關(guān)系，兩者必須相適應(yīng)，不然會(huì)影響產(chǎn)品的質(zhì)量。若最大注射量小于制品的重量，就會(huì)造成制品的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松、制品強(qiáng)度下降等缺陷；而注射量過大，注射機(jī)利用率降低，浪費(fèi)電能，而且可能導(dǎo)致塑料分解7。因此為了保證正常的注射成型，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)稍大于制品的重量或體積（包括澆注系統(tǒng)凝料和飛邊）。通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好在注射機(jī)的最大注射量的80%以內(nèi)。即 （32）故 v0v/k=(

11、211.09+3.327)/0.8=31.89 （33） 式中 注射機(jī)的最大注射量（即公稱注射量），；v制品的體積，；k注射機(jī)最大注射量的利用率，k=0.8。根據(jù)注射機(jī)的最大注射量31.89,應(yīng)選用最大注射量125的注射機(jī)：xs-zy-125型螺桿臥式注射機(jī)。該注射機(jī)的主要參數(shù)：(1)螺桿直徑：；(2)注射壓力：119mpa；(3)注射行程:；(4)最大成型面積：320cm；(5)注射時(shí)間：4s；(6)螺桿轉(zhuǎn)速：；(7)注射方式：螺桿式；(8)合模力：；(9)模板行程：；(10)合模方式：復(fù)位桿和彈簧；(11)電動(dòng)機(jī)功率：；(12)加熱功率：；(13)加熱功率：；(14)機(jī)器重量：。4 澆注系

12、統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始，到型腔入口的一段流道。澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)一般由主流道（分流道）、澆口組成1。 4.1 主流道和冷料穴的設(shè)計(jì)由于主流道要與注塑機(jī)噴嘴及高溫熔體反復(fù)接觸，所以注塑模中的主流道常設(shè)計(jì)成可拆卸的、可更換的主流道襯套，此處選用普通澆注系統(tǒng)b型主流道襯套（如圖4.1所示），據(jù)實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表20-33查得其尺寸如下： 表4-1 主流道襯套尺寸名稱與符號(hào)尺寸（計(jì)算）主流道小端直徑注射劑噴嘴直徑（4mm）+0.8mm=4.8mm主流道球面半徑噴嘴球面半徑（12mm）+1.5mm=13.5mm球面

13、配合高度主流道錐角主流道長(zhǎng)度m主流道長(zhǎng)度n主流道長(zhǎng)度l流道表面粗糙度拋光方向與拔模方向一致流道管外徑d 圖4.1 主流道襯套4.2 定位圈的設(shè)計(jì)定位圈是確定模具在注射機(jī)上的安裝位置，保證注射機(jī)噴嘴與模具澆口套對(duì)中的定位零件。主流道和塑料接觸的面積較大，其受到的型腔內(nèi)塑料的反壓力也較大，從而易退出模具，因此可增加定位圈，靠注塑機(jī)的固定板壓緊定位圈突出部分來固定主流道襯套。此處選用定位圈如下圖4.2所示，尺寸規(guī)格見課本表51。 如圖4.2定位圈4.3 分流道的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件厚度在3.2以下，塑件質(zhì)量不超過200g分流道直徑d在范圍內(nèi)，采用以下公式計(jì)算分流道直徑d： （41）式中：m-塑件的質(zhì)量，11.

14、65g； l-分流道的長(zhǎng)度，20mm; k-粘度系數(shù)。塑件材料為abs，所以取k=1.5。代入數(shù)據(jù)的d=4.8mm。分流道采用直徑為4.8mm的分流道。4.4 澆口的設(shè)計(jì)側(cè)澆口經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算側(cè)澆口尺寸： （42） l=(0.60.9)+b/2mm (43） 式中： b側(cè)澆口寬度 l側(cè)澆口厚度 a塑件外側(cè)表面積，系數(shù)（0.60.9）為塑料粘度系數(shù)，對(duì)于abs取0.8。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： 此處取2.5。側(cè)澆口如下圖4.3所示 圖4.3側(cè)澆口5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算5.1 成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、各種成型桿等。5.1.1 凹模結(jié)構(gòu)凹模是成型塑件外表面的主要零件。根據(jù)實(shí)用模具

15、設(shè)計(jì)手冊(cè)表15-23凹模的結(jié)構(gòu)分類。針對(duì)塑件需采用大面積鑲嵌式凹模。5.1.2 分型面塑件采用一模兩件，故型腔分布在模具對(duì)稱位置上，這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。一般情況下，分型面是與開模方向垂直的面，且必須開設(shè)在制件截面輪廓最大的地方才能使制件順利從型腔中脫出，故確定的主分型面如圖5.1所示。aa面為分型面 圖5.1分型面5.2成型零件的工作尺寸計(jì)算 圖5.2 塑件圖塑件選用公差等級(jí)mt5查模具設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)表13-11，對(duì)應(yīng)模具公差選it11,查使用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表123查得:abs的最大收縮率s1=0.7%，最小收縮率s2=0.4%abs的平均收縮率表示塑件制造公差值查塑料注射模具

16、設(shè)計(jì)手冊(cè)表3.5，表示模具制造公差值查機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè)表21，5.2.1 型腔直徑計(jì)算 （51） mm校核： d塑件的最大直徑 （52） 滿足要求 （53） mm校核： （54） 滿足要求 （55） mm校核： （56） 滿足要求 （57） mm校核： （58） 滿足要求 （59） mm校核： （510） 滿足要求 （511） mm校核： （512） 滿足要求 （513） mm校核： （514） 滿足要求 （515） mm 校核： （516） 滿足要求 （517） mm 校核： （518） 滿足要求 （519） 校核： （520） 滿足要求 （521） 校核： （522） 滿足要求5.2.2

17、型芯直徑的計(jì)算 （523） mm 校核： -型芯的最大尺寸 （524） 滿足要求 （525） 校核： （526） 滿足要求 （527） 校核： （528） 滿足要求 （529） 校核： （530） 滿足要求 （531） 校核： （532） 滿足要求 （533） 校核： （534） 滿足要求5.2.3型腔深度的計(jì)算 （535） 校核： h型腔深度最大尺寸 （536） 滿足要求 （537） 校核： （538） 滿足要求 （539） 校核： （540） 滿足要求 （541） 校核： （542） 滿足要求5.2.4 型芯高度的計(jì)算 （543） 校核： h型芯最大高度 （544） 滿足要求5.2.5 圓

18、心距的計(jì)算 （545） 5.3 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 模具側(cè)壁和底板應(yīng)有足夠的厚度，厚度過薄將會(huì)導(dǎo)致模具的剛度或強(qiáng)度不足。強(qiáng)度不夠會(huì)使模具發(fā)生塑性變形甚至破裂。而剛度不足將使模具產(chǎn)生過大的彈性變形，導(dǎo)致凹模尺寸擴(kuò)大并產(chǎn)生溢料的間隙。當(dāng)變形量大于制品收縮量時(shí)，制品成型后的彈性恢復(fù)會(huì)使凹模緊緊包住制品而造成開模困難5。 首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出型腔壁厚以及底板厚，再根據(jù)側(cè)壁及底板厚的強(qiáng)度及剛度要求進(jìn)行計(jì)算與校核。型腔的允許變形量由塑件的尺寸l和公差值來確定 （546）-與塑件的精度等級(jí)i行對(duì)應(yīng)的塑件尺寸公差；-塑件尺寸系數(shù)， 當(dāng)l1050時(shí)，k=3； 當(dāng)l50200時(shí)，k=5。保證塑件順利脫模

19、的條件是型腔允許的彈性變形量小于塑件壁厚的收縮值，即 （547）式中：-保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量，mm； -塑件厚度，mm； s塑件收縮率。5.3.1 凹模壁厚的計(jì)算由塑件的結(jié)構(gòu)可知，塑件的小端應(yīng)采用矩形整體式凹模，塑件的大端應(yīng)采用圓形整體式凹模。由實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表15-32，矩形整體式凹模的側(cè)壁厚度計(jì)算公式為： （548） 式中：m最大彎矩（nmm），經(jīng)計(jì)算得； 模具所用材料的需用應(yīng)力 （），鋼材的可取160mpa； 代入公式得：所以矩形整體式凹模的側(cè)壁厚度只需要大于24.5mm就可以滿足要求； 圓形整體式凹模的側(cè)壁計(jì)算公式為： （549）式中：r-型腔內(nèi)半徑（mm）；-模具材

20、料的許用應(yīng)力，鋼材的可取160mpa；p-型腔內(nèi)熔體的壓力（mpa），取70mpa。凹模側(cè)壁厚度： 將 代入公式得： 所以圓形整體式凹模的側(cè)壁厚度只需要大于10.8mm就可以滿足要求。6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)塑料abs成型時(shí)要求的模具溫度為5070,模具溫度要求較低（低于70），故可利用熔融塑料傳給模具的余熱來解決，不必在模具上另設(shè)加熱裝置。在注塑成型過程中，高溫塑料熔體轉(zhuǎn)變成塑料制品要放出潛熱和顯熱，其中約5%以輻射和對(duì)流的方式散發(fā)到大氣中，其余的95%由冷卻介質(zhì)帶走，模具的冷卻時(shí)間一般要占整個(gè)注射循環(huán)周期的以上，可見注射的生產(chǎn)效率取決于模具的冷卻時(shí)間；另外，冷卻系統(tǒng)對(duì)塑件的尺寸精度、表面質(zhì)量

21、及力學(xué)性能都有重要的影響，因此，必須設(shè)計(jì)高效、合理的冷卻系統(tǒng)。6.1 冷卻系統(tǒng)的分析計(jì)算 由產(chǎn)品圖可知，制品的最大厚度s為8mm，冷卻時(shí)間應(yīng)以此計(jì)算。設(shè)制品的出模溫度為65，模具溫度，注射溫度，制品截面內(nèi)平均溫度達(dá)到65時(shí)所需要的冷卻時(shí)間為 （61） 式中: 塑料擴(kuò)散率， abs為0.17mm2/s。該塑件開模時(shí)由由成型推桿和推桿將塑件推出，不需由工人取出，設(shè)開模取出的時(shí)間為20s，注射機(jī)公稱注射量為125，由使用模具技術(shù)手冊(cè)表1210查得注射時(shí)間為4s，故制件的成型周期為，單位時(shí)間（每小時(shí)）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/h）為 （62）又因?yàn)閍bs的單位熱流量，所以單位時(shí)間內(nèi)塑料制品在凝固時(shí)

22、所放出的熱量為： （63）冷卻所放出的熱量，由模具本身的散熱不能夠做到所以需要增加冷卻系統(tǒng)，由冷卻水帶走的熱量為： （64）熱傳導(dǎo)面積： （65）式中：熱傳導(dǎo)面積（） 冷卻水對(duì)其管壁的傳熱系數(shù)（） 模具型腔表面的平均溫度與冷卻水的平均溫度的差值（）其中 （66） 式中：冷卻水管直徑（mm） v冷卻水的流速（） 冷卻水的平均溫度（） 由此可得 冷卻水管總長(zhǎng)度： （67）采用直通式冷卻水管，設(shè)計(jì)兩個(gè)回路，這樣冷卻效果更好。將冷卻裝置安裝在定模板上。7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.1 脫模方式的總述開模時(shí)，模具從動(dòng)模板和定模板處分型，塑件從定模板上脫出留于動(dòng)模板上，同時(shí)成型推桿和推桿向上運(yùn)動(dòng)，使塑件與型芯和

23、定模板分離，至此全部脫模過程完成。7.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)一般由頂出，復(fù)位和頂出導(dǎo)向等零部件組成，其設(shè)計(jì)原則為：1) 盡量使塑件留于動(dòng)模；2) 確保塑件不變形、不損壞完整脫出；3) 盡量不損害塑件外觀；4) 機(jī)構(gòu)可靠。由于塑件形狀較為復(fù)雜，塑件小端有較多的方形，所以采用拉料桿和成型推桿推出的方式，將塑件分離出來。其主要特點(diǎn)是：制件受力均勻在推出時(shí)不產(chǎn)生變形，而且制件表面質(zhì)量不受影響，制造比較簡(jiǎn)單脫模也比較方便。8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有的氣體蒸汽等不能順利地排出，將在制件上形成氣孔、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)因氣體壓縮產(chǎn)生

24、高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過高，黏度下降，容易從分型面溢出，產(chǎn)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕；而且型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須充分地考慮排氣問題。最有效的排氣方法是在型腔周邊的分型面上開排氣槽。此制件采用一模兩件澆注，分型面較多，最厚充滿處為塑件的厚大部位為型腔主分型，利用分型面的配合間隙排氣，因此不需要專門設(shè)置排氣槽。 9 標(biāo)準(zhǔn)件的選用模具標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于提高模具時(shí)設(shè)計(jì)和制造水平、提高模具質(zhì)量、縮短制模周期、降低成本、節(jié)約材料和采用高新技術(shù)，都具有十分重要的意義。9.1標(biāo)準(zhǔn)模架

25、的選擇根據(jù)此制件的脫模方式，模具的動(dòng)、定模板首先分型，模架需定模板1塊，動(dòng)模板2塊，由于標(biāo)準(zhǔn)模架基本型均采用兩塊定模板，所以所需模架應(yīng)從派生型中選??；與基本型a1a4一一對(duì)應(yīng)的派生型p1p4去掉了定模板坐上的固定螺釘，此模架的特殊性恰可以將未固定的定模板作為動(dòng)模板，且制件是靠推桿和成型推桿推出，再根據(jù)模板的大概尺寸，宜選中小型模架p3型。此模架適用于薄壁類塑料制品的成形以及脫模力較大、表面不允許留有推出痕跡的注塑成形模具，根據(jù)塑件尺寸和類型可知選用180250系列中編號(hào)24的模架。選用的p3型模架的結(jié)構(gòu)如圖9.1所示。 圖9.1系列模架的主視圖和俯視圖 9.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有

26、導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，其作用如下：定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)、定模或上、下模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)、定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。承受一定的側(cè)向壓力：塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常生活。下面為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，而設(shè)計(jì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均布在模具的周圍或靠近邊緣的

27、部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。模具多采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置。模具導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角。在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。根據(jù)以上原則，粗略確定模架的結(jié)構(gòu)。9.2.1導(dǎo)柱的計(jì)算1）直徑和長(zhǎng)度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸已經(jīng)可以確定導(dǎo)柱的直徑，另外，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)亦可求其直徑：導(dǎo)柱的直徑在之間時(shí)，可按其直徑d和模板寬度b之比 來求取，圓整后取標(biāo)準(zhǔn)值

28、；考慮其開模行程、模板厚度及凸模的高度（導(dǎo)柱長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出68cm），確定其長(zhǎng)度。1) 形狀導(dǎo)柱的端部做成半球形的先導(dǎo)部分，此處選用帶頭導(dǎo)柱。2) 粗糙度固定段表面用，導(dǎo)向段表面用0.64 。3) 材料導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的芯部，此處采用20鋼滲碳（0.50.8mm深），經(jīng)淬火處理（5660hrc ）。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)柱主要尺寸見圖9.3 圖9.3帶肩導(dǎo)柱的主要要求9.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合用以確定動(dòng)、模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件，導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種,直導(dǎo)套（gb/4169.2-84）和帶頭導(dǎo)套（gb/416

29、9.3-84）。（1）結(jié)構(gòu)形式，采用帶頭導(dǎo)套（z）型，如下圖所示。（2）為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。（3）導(dǎo)套孔滑動(dòng)部分按h5/f7或間隙配合表面粗糙度為0.4um，導(dǎo)套外徑模板一端采用h5/k6配合，另一端采用h5/e7配合鑲?cè)肽０?。?）導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，該模具中采用t8a制造，其硬度一般應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。根?jù)塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)，查表1815帶頭導(dǎo)套尺寸，取，則，。導(dǎo)套的整體粗糙度取，導(dǎo)套應(yīng)具有應(yīng)而耐磨的表面，而且不易折斷，此處采用20鋼滲碳（），經(jīng)淬火熱處理，淬硬

30、。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套的主要尺寸見下圖9.4 圖9.4 9.3 拉料桿和推桿的計(jì)算拉料桿和推桿不是標(biāo)準(zhǔn)件，其形狀和尺寸應(yīng)該根據(jù)塑件的形狀和尺寸進(jìn)行計(jì)算，其長(zhǎng)度與莫家的選擇有關(guān)。9.3.1 小端拉料桿的計(jì)算此成型推桿分為兩部分，一部分是由計(jì)算得出，另一部分可以按標(biāo)準(zhǔn)件選取。因此非標(biāo)準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度為，標(biāo)準(zhǔn)部分的長(zhǎng)度為。由圖和模架的尺寸可知：，因此總長(zhǎng)度 。推桿與塑件接觸部分的形狀方形。9.3.2 大端推桿的計(jì)算大端部分由兩根推桿，一根為直徑為3mm的小孔的推桿，另外一根為直徑為5.8mm凸臺(tái)的推桿。兩推桿的長(zhǎng)度分為兩部分，其長(zhǎng)度和形狀根據(jù)模架和塑件圖有關(guān)。直徑為3mm的推桿的長(zhǎng)度：，。其與塑件接觸部分為

31、直徑3mm的圓形。直徑為5.8mm的推桿的長(zhǎng)度：，。與塑件接觸部分為直徑5.8mm的圓形。 9.4 彈簧的選擇 考慮到彈簧的彈力應(yīng)大于摩擦力而小于頂出機(jī)構(gòu)的頂出力，并綜合考慮頂出行程，本設(shè)計(jì)選擇三個(gè)一樣的彈簧，具體尺寸如下所示：線徑：，彈簧中經(jīng)：，節(jié)距：，自由高度：，有效圈數(shù)：，實(shí)驗(yàn)負(fù)荷：，展開長(zhǎng)度：。9.5 銷釘?shù)倪x擇 裝配時(shí)為了模板的固定，需要銷釘，銷釘是標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)師實(shí)用手冊(cè)查表113可得每一個(gè)銷釘?shù)某叽纾灿玫饺N釘，1）固定墊塊、支撐板和動(dòng)模板的銷釘：，。2）固定動(dòng)模固定板和墊塊的銷釘：，。3）固定定模固定板和定模板的銷釘：，。9.6 鑲件的確定由于塑件圖很復(fù)雜，在塑件制造

32、時(shí)為了使模具制造簡(jiǎn)單，而且使塑件內(nèi)部光滑，光潔度達(dá)到使用要求，在制造時(shí)需要鑲件的嵌入。1） 塑件小端有兩個(gè)鑲件，兩個(gè)鑲件的形狀是根據(jù)小端形狀而定，因?yàn)樾《瞬捎贸尚屯茥U，因此不需要凸凹模，而用鑲件代替。鑲件的材料是9cr18，形狀和尺寸將零件圖第7張和第8張。2) 此塑件除了小端需要鑲件外，整體凸模的制造很復(fù)雜，多方面考慮，應(yīng)該采用鑲件代替，整體大鑲件的形狀和尺寸見零件圖第10張。9.7 模具材料該套模具型芯及型腔的材料選用t8a，因?yàn)閠8a適用于形狀復(fù)雜，需要熱處理，變形小的型芯及型腔。支撐板、動(dòng)模和定模固定板應(yīng)采用45鋼，進(jìn)行淬火處理。推桿是推出塑件的重要組成部分，應(yīng)該采用t8a淬火，這樣可

33、以保證推桿的強(qiáng)度和耐高溫性能。導(dǎo)柱采用20cr滲碳淬火，這樣滿足了強(qiáng)度和剛度的要求。復(fù)位桿應(yīng)該采用45鋼淬火能夠滿足強(qiáng)度要求。10 注射機(jī)的校核10.1 注射機(jī)的校核10.1.1 最大注塑量的校核注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好為注塑機(jī)的最大注塑量的80。所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： （101）式中： 注塑機(jī)的最大注塑量，； 塑件的總體積，； 澆注系統(tǒng)的體積，；則所以注塑機(jī)的注塑量滿足要求10.1.2 注射壓力校核由使用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：，。注射機(jī)的公稱注射壓力應(yīng)大于塑料的成型壓力，因此有以上數(shù)據(jù)可知：故注射機(jī)公稱注射壓力

34、滿足要求。10.2 鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，這個(gè)壓力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料的現(xiàn)象。 （102）式中：熔融塑料在型腔內(nèi)的壓力，30； a塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和，經(jīng)pro/e系統(tǒng)計(jì)算得到， ?？煽闯鲦i模力足夠大，滿足要求。10.3 模具與注塑機(jī)合模部分相關(guān)尺寸的校核噴嘴尺寸主流道襯套的小端直徑d和球半徑r是根據(jù)注射機(jī)噴嘴前端孔徑d和球面半徑r設(shè)計(jì)的，即滿足下列關(guān)系： ， （103）最大、最小模厚校核模具閉合厚度h必須在注射機(jī)的模具最大厚度和最小厚度之間。，即，因此，此參數(shù)符合要求。10.4 開模行程的校核由使用模具設(shè)計(jì)手冊(cè)

35、查得開模行程的校核公式： （104）式中：s注射機(jī)的最大行程，。 塑料脫模距離，。 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度，。 故此滿足要求。機(jī)械工程學(xué)院3911 總結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是把手臂的注塑模具設(shè)計(jì)，按照了無紙化設(shè)計(jì)的一般流程，在完成本次設(shè)計(jì)的過程中，我熟悉并掌握了注塑模具設(shè)計(jì)的一般流程和步驟，設(shè)計(jì)過程中需大量運(yùn)用自己已學(xué)知識(shí)，因此很好的復(fù)習(xí)了已學(xué)知識(shí)，對(duì)自己的專業(yè)有了更深刻的鞏固。當(dāng)然在設(shè)計(jì)過程中也遇到了很多難題，一下為遇到的難題及解決方法：1)成型零件的分割問題 本注塑模具成型零件數(shù)目多，設(shè)計(jì)時(shí)將成型零件合理分割，在提高模具壽命、保證產(chǎn)品精度等方面都具有可行性。2)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本模具采用中心澆口