機(jī)械制造畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）茶杯蓋注射模設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱： 茶杯蓋注射模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 系 別： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械制造 指導(dǎo)教師： 2011 年 1 月 26 日1、主題詞、關(guān)鍵詞：2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容要求：名稱：茶杯蓋材料：abs，密度為1.05g/cm，收縮率取0.5。1）查閱塑料和注射模相關(guān)資料，了解塑料成型的特點(diǎn)，掌握注射模具的設(shè)計(jì)流程，掌握塑件的成形工藝方案。2）根據(jù)圓盒零件的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合理的塑料，用proe進(jìn)行三維造型，并考慮所選塑料的收縮率問題。3）根據(jù)制品的特點(diǎn)，確定分模面的合理位置，提出幾種成型方案，并從中選出合理的成型工藝方案。4）根據(jù)合理的成型方案，進(jìn)行模

2、具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出工作零件及特殊零件，掌握標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇，選擇合理的模架。 5）學(xué)會(huì)cad軟件和proe軟件，并用電腦軟件繪出裝配圖和相關(guān)零件圖。 6）查閱與畢業(yè)課題有關(guān)的英文資料，翻譯三千單詞以上的英文資料。 7）認(rèn)真閱讀湖南工業(yè)大學(xué)機(jī)械學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊，撰寫論文規(guī)范。3、文獻(xiàn)查閱指引：1)塑料模具設(shè)計(jì)手冊，cad和proe教程。2）學(xué)校圖書館數(shù)字資源中的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。3）有關(guān)塑料成型工藝及注射模設(shè)計(jì)方面的書籍。4）校園外的網(wǎng)絡(luò)資源。4、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：1）11.2012.20：查閱資料，撰寫開題報(bào)告；2）12.201.10：翻譯英文資料一篇,學(xué)習(xí)cad和proe軟件；3）2.

3、164.16：根據(jù)圓盒零件的形狀特點(diǎn)分析其工藝成型方案，并設(shè)計(jì)出合理的注射模具，畫出裝配圖及相關(guān)的零件圖，確定論文初稿；4）4.165.14：論文修改并裝訂，填寫相關(guān)表格及打印圖紙；5）5.155.20：論文答辯。教研室意見： 負(fù)責(zé)人簽名： 注：本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)教研室審批后一份下達(dá)給學(xué)生，一份交指導(dǎo)教師，一份留系里存檔。摘 要模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域.因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本文討論了應(yīng)用cad/cam技術(shù)輔助設(shè)計(jì)茶杯蓋注塑模具的設(shè)計(jì)方法。介紹了茶杯蓋注塑模具設(shè)計(jì)的流程，提出了合理高效的

4、設(shè)計(jì)方案；塑件選材為低密度abs。在此基礎(chǔ)上逐步分析了分型面的確定，澆注系統(tǒng)，計(jì)算了成型零部件的尺寸等，選擇了注射機(jī)，采用點(diǎn)澆口注射成型。利用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯，推桿頂料。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠。最后對模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核。并用autocad和pro/e繪制了一套模具裝配圖和零件圖。通過本設(shè)計(jì)，可以對注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。 關(guān)鍵詞：注塑模；cad/cam技術(shù)；茶杯蓋設(shè)計(jì)流程；注射機(jī)。abstractindustrial of die is an important part of the industrializat

5、ion of high technology in high-tech industry area. terefore, the study of plastic products make sense to understand the production process and improve product quality . in this thesis, we use cad / cam to design the injection mold of cup covered. we discuss the process of cup covered injection, and

6、make a reasonable and efficient proposed. we choose material abs which has low-density. on the basis of this we analysis the progressive type of identification, casting, the size of the molding components, the choice of injection machines, and the sprue gate of the injection molding. the use of the

7、ramps lead-oriented, and the top putting material is the characteristic of this design. so we could ensure that the mold work reliable. finally, we checked the match of the structure and the injection machine. under the help of autocad and pro / e we drew a assemble and parts plans. after this work,

8、 we have a deep understanding of the injection mold, and take more notes of the details of mold design.key words : injection mold；technology of cad/cam ; the process of mold design ;injection molding machine. 目 錄摘 要iiabstractiii1前言11.1 關(guān)于模具工業(yè)11.2注塑模具的發(fā)展趨勢11.3運(yùn)用模具cad/cam技術(shù)設(shè)計(jì)塑件22.茶杯蓋制件的設(shè)計(jì)32.1茶杯蓋的模具設(shè)計(jì)流

9、程32.2塑件分析42.3成型方法52.4茶杯蓋的三維圖53 茶杯盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì)53.1方案的選擇53.2分型面和型腔的選擇63.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.3.1主流道的設(shè)計(jì)63.3.2 澆口的設(shè)計(jì)73.4 溢料 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)83.5模具主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.5.1凹模工作尺寸的計(jì)算93.5.3 前模仁的設(shè)計(jì)113.6導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)133.7 選擇脫模方式143.7.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)143.7.2脫模力計(jì)算153.8 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)163.9.模架選用164.注射機(jī)的選擇174.1 注塑機(jī)基本參數(shù)174.2初選注塑機(jī)184.3 注射機(jī)的校核184.3.1 注射壓力的校核184.3.2 鎖模

10、力的校核194.3.4安裝部分相關(guān)尺寸的校核194.3.5 模具外形尺寸校核194.3.6 模具厚度校核194.3.7 模具安裝尺寸校核204.3.8 開模行程校核205.塑件的總裝圖21參考文獻(xiàn)22致謝詞23附錄24附1: cad部件圖24附2: 英文翻譯24vi1前言1.1 關(guān)于模具工業(yè)模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改

11、造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個(gè)模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一

12、個(gè)型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝

13、通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。11.2注塑模具的發(fā)展趨勢 隨著產(chǎn)品的集約化生產(chǎn)，型腔模具在各個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中越來越顯得重要，20世紀(jì)80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列政策的支持和引導(dǎo)下，再加之產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)的需要，我國模具工業(yè)，特別是塑料和壓鑄等型腔模具發(fā)展十分迅速。 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（

14、個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高，由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，因此，熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快，已十分普遍。許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具已有一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠使用率甚至已達(dá)80% 以上，效果十分明顯。 隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展，塑料件的精度分為尺寸精度、幾何形狀精度和外觀精度（即光譯、色調(diào)等），為了確保精度要求，模具生產(chǎn)企業(yè)將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝，以及注射壓縮成型工藝。在注射成型中，影響成型件

15、精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性，氣體輔助注射成型技術(shù)已比較成熟，它能改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，具有注射壓力低、制品變形小、易于成型壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn)，而且可以節(jié)約原料及提高制件生產(chǎn)率，從而大幅度降低成本。 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)的時(shí)代，21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視。例如研制各種超塑性材料來制作模具，用環(huán)氧（e）、聚酯（p）或其中填充金屬（m）、玻璃（g）等增強(qiáng)制制作簡易模具，這些模

16、具的主要特點(diǎn)是制造工藝簡單，精度易控制，收縮率較小，價(jià)格便宜，壽命較高。 隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求。 隨著以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)一步發(fā)展，塑料模的比例不斷提高，同時(shí)，由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模的要求也將越來越高。 模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來的模具工業(yè)發(fā)展趨勢。1.3運(yùn)用模具cad/cam技術(shù)設(shè)計(jì)塑件模具cad/cam技術(shù)在近兩年來發(fā)展很快，體現(xiàn)了模具cad/cam技術(shù)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢和技術(shù)進(jìn)步。隨著模具工業(yè)的飛速發(fā)展

17、以及cad/cam技術(shù)的重要性被模具界所認(rèn)可, 近幾年來cad/cam開發(fā)商投入了很大的人力和物力，將通用cad/cam系統(tǒng)改造為模具行業(yè)專用的cad/cam系統(tǒng)，針對各類模具的特點(diǎn)，推出了宜人化、集成化、和智能化的專用系統(tǒng)，受到了廣大模具工作者的好評。例如以色列cimafron公司推出的quick系列產(chǎn)品，能在統(tǒng)一的系列環(huán)境下，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，生成三維實(shí)體模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自動(dòng)分類，生成凸、凹模，完成模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能方便地對凸、凹模進(jìn)行自動(dòng)的nc加工。又如英國delcam公司推出的power shape系統(tǒng)，包括有ps-moldmaker模塊，是面向模具制造的模具總裝設(shè)計(jì)

18、專家系統(tǒng)，可自動(dòng)為復(fù)雜注塑模、吹塑模創(chuàng)建模具結(jié)構(gòu)及抽芯機(jī)構(gòu)、自動(dòng)產(chǎn)生分模面，加工信息被自動(dòng)封裝，并可直接輸出到power mill 模塊，自動(dòng)產(chǎn)生加工程序。日本造船信息系統(tǒng)株式會(huì)社的三維cad/cam系統(tǒng)space-e中也增加了專用于注塑模的設(shè)計(jì)模塊。日本unisys株式會(huì)社推出的專用于塑料模設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)的cad ceus 也頗具特色，該系統(tǒng)綜合了塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)從產(chǎn)品形狀設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)到模具生產(chǎn)所需要的全部功能，重點(diǎn)在于三維設(shè)計(jì)與二維視圖的關(guān)聯(lián)，體現(xiàn)了宜人化和集成化方面的技術(shù)進(jìn)步。隨著模具工業(yè)的科技進(jìn)步和國際競爭的日益激烈，模具界對cad/cam系統(tǒng)的要求也從單純的建模工具變?yōu)橐笾С謴脑O(shè)計(jì)、

19、分析、管理和加工全過程的產(chǎn)品信息管理集成化系統(tǒng)。如上海交通大學(xué)國家模具工程中心（上海模具技術(shù)研究所）在數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、反向工程、快速原型/模具以及計(jì)算機(jī)輔助應(yīng)用技術(shù)等方面已形成了全方位解決方案 的能力，能夠提供模具開發(fā)與工程服務(wù)的業(yè)務(wù)，全面地提高模具企業(yè)的水平和產(chǎn)品質(zhì)量。又如浙江大學(xué)旭日科技開發(fā)公司，能為企業(yè)提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)、三維造型與nc編程、逆向工程、三坐標(biāo)測量、模具設(shè)計(jì)與分析、技術(shù)培訓(xùn)以及模具cad/cae/cam技術(shù)開發(fā)的全方位技術(shù)支持。北京航天航空大學(xué)海爾軟件有限公司推出的caxa品牌系列cad/cae/cam也能夠?yàn)橛脩籼峁┯嘘P(guān)模具工程的全方位解決方案。2.茶杯蓋制件的設(shè)計(jì)2.1

20、茶杯蓋的模具設(shè)計(jì)流程本塑件的設(shè)計(jì)主要是確定裝配模型、設(shè)計(jì)分型面、澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)，準(zhǔn)確完成塑料模具核心部分的設(shè)計(jì)工作。再利用cad/cam 系統(tǒng)制作工程圖以及零件圖。茶杯蓋模具設(shè)計(jì)主要步驟如下：（1）選擇制品的分型面。（2）型腔布置。（3）確定澆注系統(tǒng)。（4）溢流、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。（5）選擇脫模方式。（6）側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。（7）模具主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（8）模具調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)置。（9）繪制圖紙，出模具裝配圖、爆炸圖和關(guān)鍵部件零件圖以及報(bào)表。22.2塑件分析塑件如圖1-1所示，選擇材料為abs，密度為1.05g/cm，收縮率0.4-0.7,取0.5。abs 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單

21、體合成。每種單體都具有不同特性,丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。abs 具有如下特性：綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電性能良好；與372 有機(jī)玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理；有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級別；流動(dòng)性比hips 差一點(diǎn)，比pmma、pc 等好，柔韌性好，適于制作一般機(jī)械零件，減磨耐磨零件。5abs成型的工藝條件見下表：預(yù)熱溫度8085c注射溫度2090c料筒前段溫度150170 c預(yù)熱時(shí)間23h高壓時(shí)間05s料筒中段溫度165180 c噴嘴溫度170180 c冷卻時(shí)間

22、2120s料筒后段溫度180200 c模具溫度5080 c總周期5220s單件體積為94.66,總高54mm,徑向最大長度近100mm，厚度10mm,內(nèi)部有螺紋， 該塑件茶杯蓋如圖1-1所示。圖 1-1茶杯蓋2.3成型方法主要依靠注射成型機(jī)（柱塞式和螺桿式）和注射模具來完成。abs 塑料的成型加工性能良好，選用柱塞式注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型。2.4茶杯蓋的三維圖在pro/e的零件（part）模塊中，通過旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建茶杯蓋的實(shí)體模型，如圖2-1所示。圖 2-1茶杯蓋三維圖3 茶杯盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì)3.1方案的選擇 分析茶杯蓋的結(jié)構(gòu)，由于其內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，則設(shè)計(jì)必須采用側(cè)抽心機(jī)構(gòu)，為保證其表面質(zhì)量，采用點(diǎn)澆口澆

23、注。方案1：直接分模方案2：斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯針對方案一，本設(shè)計(jì)產(chǎn)品含內(nèi)螺紋，無法直接拔模，其型心須采用雙滑塊側(cè)抽心機(jī)構(gòu)。為滿足產(chǎn)品所需表面質(zhì)量，開模時(shí)模具在彈簧作用下，點(diǎn)澆口分開。經(jīng)多方面考慮采用方案二，此方案結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便。3.2分型面和型腔的選擇考慮到塑件的幾何形狀,脫模方法，模具類型，以及澆口形式，可選擇水平分型面并且是雙分型面。如圖3-1選擇制件開口端面作為分型面。由于制件比較大，所以采用一模一件。定位后零件如圖3-1所示。 圖4-1 圖 3-1茶杯蓋三維圖 3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.3.1主流道的設(shè)計(jì)主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道

24、。主流道小端尺寸為3.54mm,一段主流道的設(shè)計(jì)，主流道圓錐角=26,內(nèi)壁粗糙度ra0.63m，主流道的大端呈圓角，半徑r=13mm ,以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。主流道襯套與定模板采用h7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用h9/f9間隙配合。主流道襯套一般選用t8、t10制造，熱處理強(qiáng)度為5256hrc。主流道襯套的形式，主流道小端入口處與流向機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。襯套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。襯套小端直徑的規(guī)格有12, 16、20等幾種9。主要參數(shù)： 錐角=3；內(nèi)表面粗糙

25、度ra=0.63。 圖3 -2襯套小端直徑d=d+(0.51)mm；半徑r=r+(12)mm；材料t8a；主流道襯套具體尺寸如圖4-2所示。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為150mm，內(nèi)徑為35 mm. 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。襯套小端直徑是5mm。具體固定形式如圖3-3所示：圖3-3襯套的固定形式3.3.2 澆口的設(shè)計(jì)一般模具設(shè)計(jì)采用普通澆注系統(tǒng)，但本塑料制品表面質(zhì)量要求比較高，則選用點(diǎn)澆口雙分型面的三板模具。點(diǎn)澆口的尺寸設(shè)計(jì)如圖3-4所示。 圖3-4點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料，一般可采用人工機(jī)

26、械手取出，但生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，為適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，可利用定模推板拉斷點(diǎn)澆口凝料機(jī)構(gòu)，如圖所示，在定模型腔板3內(nèi)鑲一推板5，開模時(shí)由定距分型機(jī)構(gòu)保證定模型腔板3與定模底座4首先沿a-a而分型，拉料桿2將主流道凝料從澆口套中拉出，當(dāng)開模到l距離十，限位釘1帶動(dòng)流道推板5使主流道凝料與拉料桿脫離，既實(shí)現(xiàn)b-b分型面，同時(shí)拉斷點(diǎn)澆口，澆注系統(tǒng)凝料便自動(dòng)脫離。 3.4 溢料 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時(shí)氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 通常，

27、選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；2）最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4）開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；5）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕；6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣。7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； 若制件具有高深的型腔，那么在脫模時(shí)需要對模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因?yàn)橹萍砻媾c型心表面之間在

28、脫模過程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，在開模時(shí)空氣無法進(jìn)入型腔與制件之間，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入引氣系統(tǒng)。本模具的排氣孔設(shè)計(jì)在分型面上。3.5模具主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)

29、根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對尺寸的要求比較高。成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算11；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證

30、尺寸精度。本設(shè)計(jì)采用平均值法。3.5.1凹模工作尺寸的計(jì)算 凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸與塑件尺寸的關(guān)系如圖5-1所示：1） 凹模徑向尺寸的計(jì)算 大端面徑向尺寸的計(jì)算: l=(1+s)l 凹模尺寸如下圖所示。 圖3-5凹模尺寸式中 l以最大端加工時(shí)凹模的徑向尺寸； 塑件的公差值；塑件尺寸公差根據(jù)gb/t144861993模塑件尺寸公差表取mt3a級，由尺寸段決定值的大小； 制造公差，=； s塑件的平均收縮

31、率，s=0.006。小端面徑向尺寸的計(jì)算： l=(1+s)l 式中 l以最小端加工時(shí)凹模的徑向尺寸；2）凹模深度尺寸的計(jì)算： h=(1+ s)h 式中 h塑件的凹模側(cè)高度尺寸，h=48 mm 。3.5.2 凸模工作尺寸的計(jì)算凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨損會(huì)使被包容尺寸變小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。1）凸模徑向尺寸的計(jì)算： l =(1+ s) l+ 凸模尺寸如圖5-2所示。 式中 l以小端加工時(shí)凸模的徑向尺寸； l=(1+ s) l+ 式中 l以大端加工時(shí)凸模的徑向尺寸

32、。 2）凸模高度尺寸的計(jì)算： 圖3-6凸模尺寸h=(1+ s) h+ 式中 h凹模深度減去塑件壁厚型芯的理論高度。 3.5.3 前模仁的設(shè)計(jì)型腔壁厚和底版厚度計(jì)算在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。 根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛

33、度校核原則：模具結(jié)構(gòu)形式 如圖圖5-3所示：側(cè)壁厚度計(jì)算公式： s1.15() 式中 c與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比h/l有關(guān)的系數(shù)；查表c=1； 模具結(jié)構(gòu)形式型腔壓力，取30mp； 型腔深度，=102；e模具材料的彈性模量（mp），e取2.110；剛度條件，即允許變形量(mm)，取=0.04;底板厚度計(jì)算公式：0.56（） 由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；查表=0.026；型腔壓力，取30mp；底邊長度(mm)，=120；e模具材料的彈性模量（mp），e取2.110； 圖5-3剛度條件，即允許變形量(mm)，取=0.04; 3.5.4成型零件的設(shè)計(jì)（1）模仁尺寸的確定因?yàn)椴捎玫氖钦w

34、式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為400400 mm。 （2）凸、凹模尺寸的確定凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進(jìn)行強(qiáng)度或剛度校核來確定。只要凹模長邊的寬度滿足12.85 mm就可以達(dá)到剛度要求，理論上只要取大于12.85 mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，實(shí)際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計(jì)中，在

35、長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為40mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為40 mm（實(shí)際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。所以凸、凹模尺寸為400400 mm。（3）模具高度尺寸的確定各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個(gè)尺寸需要注意：凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時(shí)型腔中有很大的成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時(shí)，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，厚度滿足26.8可滿足要求，為了安全，取底板厚度為50 mm，。凹模的底板因?yàn)槭桥c注塑機(jī)的工作臺(tái)接觸的，所受的

36、力傳遞到工作臺(tái)上，又型腔的深度為102mm,所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以。該計(jì)取凹模底板厚度為125 mm。 推板推出距離；在分模時(shí)塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為132 mm，黏結(jié)在型芯上的尺寸約102mm左右，所以當(dāng)推出距離為140 mm時(shí)就能使塑件和型芯分離。需要滿足關(guān)系：hh1h2h3h0 hc板高度；h1擋銷高度；h2推板厚度；h3推桿固定板厚度； h推出距離； 完成了以上的工作，確定模具尺寸為450400 mm，型腔厚度125 mm，型芯板厚度50 mm。3.6導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位以及承受

37、一定的側(cè)向壓力，其主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種，這里我們采用導(dǎo)柱導(dǎo)向式，如圖3-7所示。 圖3-7在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1）導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。2）導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯（凸模）端面的高度高出68mm。3）導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度，常采用20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.50.8mm，淬火4855hrc，也可采用t8a碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。4）導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。5）導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件。6）一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按h8/f8,導(dǎo)

38、柱和導(dǎo)套固定部分配合按h7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按h7/k6。 7）除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。8）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。3.7 選擇脫模方式3.7.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)，如圖3-8。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。 3）結(jié)構(gòu)合理可靠，機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)

39、確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度，便于制造和維護(hù)。4）保證塑件不變形、不損壞， 保證塑件外觀良好。本設(shè)計(jì)使用簡單的推桿式脫模機(jī)構(gòu)和成型零件的脫模機(jī)構(gòu)，如圖5-8所示。在彈簧的作用下，定模版帶動(dòng)以下機(jī)構(gòu)與定模座板分開，此為第一次分型，便于脫凝料。當(dāng)導(dǎo)套碰到定模版的下底面后定模做板就不動(dòng)了，滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下向里滑，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，在推桿的作用下，制件被頂出，此為脫模過程。圖3-83.7.2脫模力計(jì)算當(dāng)塑件收縮包緊型芯時(shí)，未脫模時(shí)，正壓力（f正）就是對型芯的包緊力，此時(shí)的摩擦阻力即為: f阻=ff正然而，由于型芯有錐度，故在脫模力（f脫）的作用下，塑件對型芯的正壓力降低了f脫sin，即變成了（

40、f正-f脫sin）5，所以此時(shí)的摩擦阻力為：f阻=f (f正-f脫sin)=ff正-ff脫sinf阻摩擦阻力（n）；f摩擦系數(shù)，一般取f=0.151.0;f正因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力（即包緊力）（n）;f脫脫模力（n）；脫模斜率，一般為12。根據(jù)受力圖可列出平衡方程式fx=0即：f脫+f正sin=f阻cos 3.8 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)是最常用的一種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、安全可靠等特點(diǎn)為保證在開模瞬間有一很小空程，使塑件在活動(dòng)型芯未抽出之前從型腔內(nèi)或型芯上獲得松動(dòng)，并使楔緊塊先脫開滑塊，以免干涉抽芯動(dòng)作。如圖38圖示 圖383.9.模架選用設(shè)計(jì)模具時(shí)，開始就要選定

41、模架。當(dāng)然選用模架時(shí)要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式，有抽芯的還要考慮滑塊的大小等等因素。本套模具選用標(biāo)圖3-9模架圖 圖39準(zhǔn)塑膠模架如圖39所示，其規(guī)格如下：細(xì)水口系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型，4540（即450 400 ），定模座板的厚度為32mm,凹模固定板的厚度為30mm,整體式凹模厚度為120mm,推件板厚度30mm,整體式凸模厚度為50mm,墊塊高度為106mm,動(dòng)模座板厚度為32mm，整個(gè)模具的厚度是400mm。模架的形狀及尺寸見說明書的附頁。一般導(dǎo)向分為動(dòng)、定模之間的導(dǎo)向，推板的導(dǎo)向，推件板的導(dǎo)向。一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間之后，其配合精度降低，會(huì)直接

42、影響制品的精度，因此對精度要求較高的制品必須另行設(shè)計(jì)精密導(dǎo)向定位裝置。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。4.注射機(jī)的選擇4.1 注塑機(jī)基本參數(shù)注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。(1)公稱注塑量：指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。(2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型

43、腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。(3)注射速率：為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。常用的注射速率如表4-1所示。5表4-1 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系注射量/cm 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/cm/s 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時(shí)間/s 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力：單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量，塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)

44、的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長成型周期。(5)鎖模力：注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。(6)合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動(dòng)模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等，這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7)開合模速度：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢到快再到停。(8)空循環(huán)時(shí)間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動(dòng)作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時(shí)

45、間。4.2初選注塑機(jī)由注射量選定注射機(jī)。由pro/e建模分析得（材料密度?。?總體積v=94.66cm；總質(zhì)量m=94.661.05=129.21g；流道凝料v=0.3v(流道凝料的體積)是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)手冊取0.3v(0.3m)來估算，塑件越小則比例可以取的越大。6實(shí)際注射量為:v=94.661.3=123.06 cm；實(shí)際注射質(zhì)量為m=1.3m=129.211.3=167.98g；根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8v v v= v/0.8 結(jié)合上面的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表42所示，查國產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取sz-160/1000，主要技術(shù)參數(shù)如下。5表4-2 國產(chǎn)注射機(jī)sz-500/200技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)360*260理論注射容積（cm）179移模行程(mm)280小螺桿(柱塞)直徑(mm)44最大模具厚度(mm)360注射