常州模具設計模流分析產品設計培訓

1、常州零度教育模具設計范本常州零度教育模具設計范本目次0 前言 101 塑料及塑料工業(yè)國內外研究概況及發(fā)展趨勢 10.1.1塑料模具 CAD/CAM 技術的現狀 10.1.2塑料模具 CAD/CAM 的發(fā)展趨勢 202塑料模具中新技術的應用 31、設計的內容、目的和意義 41.1 本課題設計內容 41.2 本課題設計的要求 41.3 本課題設計目的和意義 42、塑料成形條件和成形特性 52.1塑料成形條件 52.2成形特性 52.3無定形料 52.4吸濕性 62.5模具設計時要注意的要素 63、塑件的結構分析及模流優(yōu)化設計方案 73.1 塑件的結構分析 73.2精度和表面粗糙度 83.2.1塑件

2、的尺寸精度 83.2.2塑件表面粗糙度的確定 83.3模流分析優(yōu)化設計 83.3.1 網格劃分及修改結果 93.3.2最佳澆口位置的選擇 104、模具總體結構方案的擬定 184.1模具類型的選擇 184.2 分型面設計 184.3型腔數量的確定 194.4模具結構的總體方案的比較 194.5比較結果 19常州零度教育模具設計范本5設備的型號及選擇 205.1 注射成型工藝 205.2 注射機概述 205.3注射機的選用 205.3.1注射機類型的選擇 205.3.2注射機型號的確定 205.4注射機有關參數的校核 225.4.1按注射機的最大注射量校核型腔數量 235.4.2注射壓力的校核 2

3、35.4.3鎖模力的校核 235.4.4注射機安裝模具部分相關尺寸的校核 246、澆注系統(tǒng)的設計 256.1 澆注系統(tǒng)的作用 266.2確定澆注系統(tǒng)的設計原則 266.3流道的設計 266.3.1 塑件大小及形狀 266.3.2 模具成型體的型腔數 276.3.3制件的外觀 276.3.4成型效率 276.4主流道的設計要點 276.5主流道的設計 281、主流道形狀尺寸的確定 282、主流道襯套的形式 283、主流道剪切速率的校核 296.6 澆口設計 291、澆口的基本作用如下： 292、影響澆口設計的因素： 293、澆口形式選用 304、澆口截面尺寸的大小 305、澆口剪切速率的校核 3

4、06.7 排氣系統(tǒng)的設計 317 成型零部件的結構設計與計算 317.1成型零件的結構設計 31II常州零度教育模具設計范本7.1.1凹模 317.1.2凸模和型芯 317.2 成型零件的工作尺寸計算 327.2.1型腔的徑向尺寸計算 327.2.2型腔的深度尺寸計算 337.2.3 主型芯的徑向尺寸計算 337.2.4 主型芯的深度尺寸計算 347.2.5小型芯的徑向尺寸的計算 357.3合模導向定位結構 367.3.1導柱的布置 377.3.2導套設計 378、凹模型腔的強度效核 389、模架的確定 399.1標準模架的選用 399.2模架的尺寸確定 4010滑塊機構及其設計要點 4010

5、.1.1 抽拔距 S 4110.1.2抽拔力 4110.1.3 有效開模行程 4110.2斜導柱的設計 4210.2.1 斜導柱的組合形式 4210.2.2斜導柱的材料及配合 4210.2.3斜導柱的安裝角度 4210.2.4 斜導柱直徑計算 4210.2.5斜導柱的長度 4310.3滑塊及導滑槽的設計 4310.3.1滑塊的設計 4310.3.2導滑槽的設計 4310.4 壓緊楔塊設計 4411、脫模機構的設計 4511.1脫模機構的設計要點 4511.1.1脫模機構的原理 45III常州零度教育模具設計范本11.1.2 保證塑件不損壞變形 4611.1.3 頂出機構簡單可靠 4611.1.

6、4 保證良好的外觀 4611.2脫模力的計算 4611.3 頂桿的布置 4611.4 頂桿與頂桿孔的配合及固定 4711.4.1 頂桿與頂桿孔的配合 4711.4.2 頂桿的固定 4812、溫度調節(jié)系統(tǒng)（冷卻系統(tǒng)） 48（1）塑料傳給模具的熱量 49（2）由冷卻水帶走的熱量 49（3）熱傳導面積（冷卻水道表壁的面積） 49（4）冷卻水管總長度 50（5）冷卻水管的根數 5013塑料模具鋼的選用及熱處理 5113.1塑料模具用鋼的必要條件 5113.2模具設計考慮的因素 5113.3 模具鋼的選定 52結 論 53致 謝 54參考文獻 55IV常州零度教育模具設計范本0 前言塑料工業(yè)是當今世界上

7、增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類， 因此， 研究注塑模具對了解塑料產品的生產過程和提高產品質量有很大意義。 注塑成型是現 代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 , 世界上注塑模的產量約占塑料成型模具總產量的 50 %以上 , 尤其是家電盒型注塑產品需求量不斷增加，注塑成型能一次成型形狀復雜、尺寸 精確的制品 , 適合高效率、 大批量的生產方式 , 以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最 主要的成型加工方法， 注塑模具的設計與制造主要依賴于設計者的經驗和技師的制造技藝 , 一般需要經過反復調試和修模才能正式投入生產 , 這種傳統(tǒng)的生產方式不僅使產品的生產 周期延長 , 生產成本

8、增加 , 而且難以保證產品的質量， 要解決這些問題 , 必須以科學分析的 方法 , 研究各個成型過程的關鍵技術， 塑料注塑成型是一個復雜的加工與物理過程 , 為實現 注塑產品的更新換代 , 提高企業(yè)的競爭能力 , 必須進行注塑模具設計與制造及成型過程分 析的 CAD/ CAM/ CAE集成技術的研究國外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技術研究的成果有關統(tǒng)計 數據表明 :采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技術能使設計時間縮短 50 %, 制造時間縮短 30 %, 成 本下降 10 %,塑料節(jié)省 7 % 注塑模計算機模擬技術正朝著與 CAD/ CAE 無縫整體集成化方 向發(fā)展 , 注塑 C

9、AD 所構造的幾何模型為實現注塑模 CAE 技術提供了基本的幾何拓撲信息和 特征信息 , 注塑模 CAE 的目標是通過對塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和 分析 , 為塑料制品的設計、材料選擇、模具設計、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程 的控制提供科學依據?，F時國際上占主流地位的注射模CAD軟件有 Pro/E 、I-DEAS、UG、SolidWorks 等；結構分析軟件有 MSC、Analysis 等；注射過程數值分析軟件有 MoldFlow 等； 數控加工軟件有 MasterCAM、 Cimatron 等。01 塑料及塑料工業(yè)國內外研究概況及發(fā)展趨勢0.1.1 塑料模具 CAD

10、/CAM技術的現狀模具 CAD/CAM是在模具 CAD和模具 CAM分別發(fā)展的基礎上發(fā)展起來的， 它是計算機技術 在模具生產中綜合應用的一個新的飛躍。傳統(tǒng)的模具設計制造方法已很難適應對塑料制件及時更新換代和不斷提高的質量要求， 為了適應變化， 20世紀 60年代以來，國外一些大公司和研究院所，投入大量財力和物力， 開展 CAD/CAE/CAM技術的研究，取得較大成果，已開發(fā)出許多商品化軟件，并逐漸應用于設 計生產。先進國家的 CAD/CAM技術在 20世紀 80 年代中期已進入實用階段， 市場上已有商品 化的系列軟件出售。目前業(yè)界一些著名的 CAD/CAM軟件如 UG、Pro/E 、Cimat

11、ron 等都帶有獨 立的注塑模設計模塊。這里需要特別指出的是目前注塑模設計正從二維平臺向三位平臺轉 變，這是涉及的需要，也是制造的需要。利用計算機進行塑料模具設計（CAD），并初步實現了注射、擠出、中空吹塑等塑料成型工藝過程的計算機模擬分析（CAE），這方面軟件技術研究的進展， 已經在工程應用中取得了顯著效果。 利用 CAD/CAE技術顯著提高了模具設計常州零度教育模具設計范本的效率，減少了模具設計過程中的失誤，提高了模具和塑料制件的質量，縮短了生產周期， 降低了模具和塑料制件的成本。我國模具 CAD /CAM 技術的開發(fā)始于 20 世紀 70 年代末，發(fā)展也很迅速。中國注塑模 CAD的研究與

12、應用雖然相對國外來說起步較晚，但自 20 世紀 80 年代開展注塑模 CAD的研究 與應用以來，經過 20 多年的努力，已經得到了很大的發(fā)展，取得了一些較大成果，如華中 科技大學的注塑模 CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng) HCS、合肥工業(yè)大學的注塑模 CAD系統(tǒng) IPMCAD等， 并用于實際生產中。由于中國模具 CAD/CAM技術應用較晚，模具標準化程度不高，經驗設計 較多，與先進工業(yè)國家相比注塑模 CAD/CAM技術還比較落后。到目前為止，先后通過國家有 關部門鑒定的有精沖模、普通沖裁模、塑料注射模等 CAD /CAM 系統(tǒng)。但是直到現在這些系 統(tǒng)仍處于試用階段，尚未在生產中推廣使用。據統(tǒng)計，

13、我國 20 世紀 80 年代進口模具中， 均在不同程度上應用 CAD、CAM、CAD/ CAM 等技術。但在模具 CAD /CAM 技術方面，我們與 國外相比還有很大差距，主要表現在以下幾個方面： CAD /CAM沒 有商品化； CAM的 發(fā)展跟 不上 CAD 發(fā)展；引進過多過寬；國內 CAD /CAM 技術研究開發(fā)未能很好地有組織、有計劃、 有重點地進行，造成低水平的重復勞動，影響了軟件開發(fā)的進度和水平的提高。所以我們社 會各界應共同努力，加強這方面的研究和應用。0.1.2 塑料模具 CAD/CAM的發(fā)展趨勢CAD /CAM技 術發(fā)展趨勢主要體現在以下幾個方面：1. 集成化自從 20 世紀

14、80 年代以來，計算機集成制造( ComputerIntegrated Manufacture ，簡 稱 CIM )技術已成為制造工業(yè)應用計算機技術的主要發(fā)展方向。利用CIM 技術建立的計算機集成制造系統(tǒng) (CIMS)將制造工廠的產品設計、 加工制造和經營管理等各項活動集成起來， 其目的是在計算機輔助下，利用最小的制造和管理資源，最優(yōu)地實現企業(yè)的發(fā)展目標，獲得 最大的總體效益。 CIM 的核心技術是集成，包括物理集成、信息集成和功能集成等方面的內 容，其中信息集成是實現 CIM 的基礎和關鍵。2. 微型化CAD/CAM正 轉向采用超級微型計算機。 32 位超級微型計算機在單機功能上將達到小型

15、機和中型機的水平，多 CPU 并行處理時的功能將達到大型機的水平。以超級微型計算機為 基礎的 CAD /CAM 系統(tǒng)不斷增多，功能也在不斷擴大， 性能已日趨成熟，并已開始廣泛應用3. 網絡化微型計算機 CAD /CAM 系統(tǒng)發(fā)展的一條主要途徑是網絡化。由于微型機價格低廉，功能 較強，可將多臺微機工作站連成分布式 CAD /CAM 系統(tǒng)。常州零度教育模具設計范本4. 智能化人工智能技術是通向設計自動化的重要途徑。 近年來， 人工智能的應用主要集中在引入 知識工程，發(fā)展專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的發(fā)展可擴大 CAD /CAM 的功能，有利于創(chuàng)造更高級的 CAD /CAM系 統(tǒng)。5. 最優(yōu)化產品設計和工藝過

16、程的最優(yōu)化始終是人們追求的目標， 采用傳統(tǒng)的設計制造的模具可靠 性較差。 利用有限元和邊界元等方法分析塑性成形過程及模擬材料的流動， 從而可以檢驗設 計的模具是否可以制造出合乎質量要求的產品。 用計算機模擬技術檢驗設計結果， 排除不可 行方案，有助于獲得較佳的設計，提高模具的可靠性。6. 新型化用于 CAD /CAM 的新型外部設備將不斷問世。作為計算機外部存儲器的磁盤將被存儲密 度為其幾百倍甚至于幾千倍的光盤所代替。7. 綜合可視化利用虛擬現實技木， 多媒體技術及計算機仿真技術實現產品設計與制造過程的仿真， 采 用多種介質來存儲。02 塑料模具中新技術的應用以計算機為手段、 專用注塑模設計分

17、析軟件為工具設計模具。 軟件可直接調用數據庫中 模架型式尺寸、金屬材料數據、塑料材料及加工參數，通過幾何造型及圖形變換可得到模板 及模腔與型芯形狀尺寸，迅速完成注塑模設計。利用軟件分析功能讀設計的模具進行充模、 保壓、冷卻分析模擬，脫模后塑件內溫度分布、應力分布、收縮、翹曲變形預測及充模時缺 陷預測，依據分析模擬結果對設計的模具進行修改并反復模擬，待模具確定后，由繪圖機輸 出模具裝配圖及零件圖，由打印機輸出設計參數及模擬結果。模具 CAD技術是模具傳統(tǒng)設計方式的革命， 大大得提高了設計效率， 尤其是系列化或類 似塑料模的設計效率提高更為顯著。 但是注塑模 CAD過程尚未完全明了， 分布過程中仍

18、需人 工輸入大量參數， 并由設計者判斷結果的正確性與可靠性， 這一點取決與設計者對塑料原材 料及加工特性的認識水平與實踐經驗。常州零度教育模具設計范本1、設計的內容、目的和意義1.1 本課題設計內容 本次設計題目為 粒粒出果盒上蓋 注射模擬及注射模設計， 。該塑料件為一殼體薄壁件， 形狀為殼體，該殼體件幾何形狀較復雜。該塑件的結構難度適中，表面光滑。所用原料為 LDPE。根據塑件的結構特點進行模具方案論證，并進行模具總體裝配圖的設計，主要成型零 件的設計與計算，并完成裝配圖和零件圖的繪制。1.2 本課題設計的要求(1) 產品為大批量生產，模具壽命為 50 萬次，生產實現自動化。(2) 模具結構

19、合理，裝配圖及零件圖表達正確，標注完整。(3) 能夠應用工程軟件進行三維造型。(4) 翻譯一篇不少于 15000 個英文字符的英文資料，語句通順，翻譯準確。1.3 本課題設計目的和意義 進一步加深注塑模具設計知識的認識，掌握塑料模具設計的方法和步驟，具備塑料模具 設計的基本技能和運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊等有關技術資料的能力。了解塑料注射模具 行業(yè)在國內外發(fā)展狀況。 在學習了課本知識的基礎上達到理論與實際相結合的升華， 提高自 己的獨立動手能力。常州零度教育模具設計范本2、塑料成形條件和成形特性2.1 塑料成形條件表 2-1 塑料成形條件 6序號項目條件1塑料名稱丙烯晴 -丁二烯 - 苯乙烯2

20、縮寫ABS3注塑成形機類型螺桿式4密度（ g/cm3）0.735370.947815計算收縮率（ %）1.004-1.0076預熱溫度（ 0C）180280時間（ h）238料桶溫度（0C）后段150170中段165180前段180120011噴嘴溫度（ 0C）20025012模具溫度（ 0C）40 6013注射壓力 （MPa）6010014151617成型時間（s）注射時間2090高壓時間05冷卻時間20120總時間5022018螺桿轉速（ r/min）3019適用注射機類型螺桿、柱塞式均可20后處理方法紅外線燈、烘箱溫度（ 0C）70時間（ h）242.2 成形特性ABS 是丙烯腈、丁二烯

21、、苯乙烯 3 元單體共聚物，每種單體都有不同性能：丙烯腈 具有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性 ；丁二烯具有堅韌性 、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、 高光潔度、高強度的特性，因而 ABS 是具有“堅韌”、“質硬”、“剛性”的材料。從形 態(tài)上看， ABS 是非結晶型材料。三種單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙 烯 -丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。 ABS 的特性主要取決于三種單體的組 成比例及兩相中的分子結構，因此市場上產生了不同品質的 ABS 材料。如 ABS 與#372 有機 玻璃熔接性良好，可作雙色成型塑件。不同品質的材料提供不同的特性，如從中等到高等的 抗沖擊性，

22、從低到高的光潔度和高溫扭曲性能等 米的密常州零度教育模具設計范本2.3 無定形料其品種牌號很多， 各品種的機電性能及成形特性也各有差異， 應按品種確定成形方法及 成形條件。2.4 吸濕性 吸濕性強,含水量應小于 0.3%，必須充分干燥 ,要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干 燥。2.5 模具設計時要注意的要素(1) 澆注系統(tǒng)對料流阻力小。(2) 進料口處處外觀不良。(3) 容易產生熔接痕。(4) 應該注意選擇進料口位置、形式。(5) 頂出力過大時或機械加工時， 塑件外表面易呈現 “白色”痕跡(但在熱水中加熱可以消失) ，脫模斜度宜取 2以上常州零度教育模具設計范本3、塑件的結構分析及模流優(yōu)化設

23、計方案3.1 塑件的結構分析 本設計的制件為電器盒底板，結構比較復雜，形狀部分對稱，制件壁厚為2 3mm，表面粗糙度基本一致。對表面粗糙度要求不高。觀察本制件結構 , 本制件需要有側抽機構，但 其形狀并不特別復雜，且抽拔距較大需要油缸抽芯。制件結構如圖：圖 3-1a 電器盒底板上面圖 3-1b 電器盒底板下面常州零度教育模具設計范本3.2 精度和表面粗糙度3.2.1 塑件的尺寸精度 影響塑件尺寸精度因素十分復雜，主要有模具的制造精度、制模時由于工藝條件的變化 引起成型收縮率的波動，同時由于磨損等因素會造成模具尺寸的不斷變化，活動配合間隙的 變化以及模制件脫模斜度都會影響塑料制件的精度。塑件精度

24、的確定應該合理，在滿足使用 要求的前提下盡可能選用低精度等級。塑件精度過高必然會增加模具的制造成本，因此是不 恰當的。關于塑件的尺寸精度和公差的國家標準 GB/T14486-1993 中 ABS公差等級的選用如 下表 3-1:表 3-1 塑件公差等級 16材料代號材料名稱公差等級標注公差尺寸未注公差尺 寸高精度一般精度ABS丙烯烴 丁二烯 苯乙烯MT2MT3MT5綜合考慮上述因素、塑件基本尺寸以及模具的制造成本和加工，本設計塑件的尺寸精度 為一般精度 MT3。3.2.2 塑件表面粗糙度的確定 塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、波紋等疵點外，主要有模 具表面的粗糙度決定， 一

25、般塑件的表面粗糙度值比模具表面的粗糙度值低一級 。3.3 模流分析優(yōu)化設計 11 我國的塑料行業(yè)發(fā)展迅速度，在國民經濟中占十分重要的地位。塑料成型 CAE 軟 件可以以數值模擬方法， 協助技術人員預測產品成型質量， 從而改進產品的工藝和模具 設計方案，有效地縮短生產周期，降低生產成本。下面是我運用 moldflow 軟件對我的 電器盒底板進行模流優(yōu)化設計，找出最佳的優(yōu)化方案。常州零度教育模具設計范本3.3.1 網格劃分及修改結果9常州零度教育模具設計范本圖 3-1 網格劃分及修改結果 有網格狀態(tài)統(tǒng)計表格可以看出聯通域為 1，自由邊為 0，為定向單元為 0，交叉單元為 0， 網格匹配率大于 85

26、%，網格劃分及修改符合要求。 【6】3.3.2 最佳澆口位置的選擇 模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸， 無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設 位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構。總之要使塑件具有良好 的性能與外表 ，一定要認真考慮澆口位置的選擇 ，通常要考慮以下幾項原則 ：盡量縮短流動距離。 澆口應開設在塑件壁厚最大處。 必須盡量減少熔接痕。 應有利于型腔中氣體排出。通過 CAE 分析可以很好的選擇澆口的位置，如圖所示圖 3-2 最佳澆口位置 選擇澆口方案，方案一由于此制件投影面積較大

27、，因此我決定用直接澆口，澆口均勻分 布在正面中心，并 Fill 分析；選擇材料：牌號 Triax DP 3155 制造商 INEOS ABS分析結果如圖所示：注射時間： 熔接痕：10常州零度教育模具設計范本圖 3.2.1 注射時間流動前沿溫度：壓力：圖 3.2.2 熔接痕11常州零度教育模具設計范本圖 3.2.3 流動前沿溫度氣穴：圖 3.2.4 壓力1213常州零度教育模具設計范本圖 3.2.5 氣穴 方案二 我采用一出兩點澆口，均勻分布在背面 結果如圖所示： 注射時間 ： 熔接痕：常州零度教育模具設計范本圖 3.2.6 注射時間圖 3.2.7 熔接痕流動前沿溫度：壓力：14常州零度教育模具

28、設計范本圖 3.2.8 流動前沿溫度 圖 3.2.9 壓力氣穴：圖 3.2.10 氣穴15常州零度教育模具設計范本方案三 我采用一出二扇形澆口分布在側面 結果如圖所示：注射時間： 熔接痕：圖 3.2.11 注射時間圖 3.2.12 熔接痕壓力：流動前沿溫度：16常州零度教育模具設計范本圖 3.2.13 流動前沿溫度圖 3.2.14 壓力氣穴：圖 3.2.15 氣穴17常州零度教育模具設計范本表 3-2 對比分析：方案三方案一方案二T(s)0.90731.1541.371P( Mpa)12.0214.6832.16熔接痕很多很多很多波前溫度110230.0110230.0111230.7氣穴很多

29、很多很多綜合方案 由于此制件較復雜，結構較多，所以在分析的時候存在很多的氣穴和熔 接接痕，但是結合制件的的表面要求，所以我決定采用第三個方案。結論：此工件要求表面光滑，表面質量要求比較高，所以排除第一種方案，盡管方案三 在充填時間方面與前兩種有一定得差距， 但是利于模具的設計和制造， 第二種方案在背面對 于模具的制造存在一定的困難，所以也排除，于是我決定采用第三種方案。4、模具總體結構方案的擬定4.1 模具類型的選擇 【16】 塑料成型方法一般分為熔體成型和固相成型兩大類。 塑料的成型多是熔體成型，即把塑料加熱到熔點以上，使之處于熔融態(tài)進行成型加工的 一種方法。屬于這種方法的主要有注射成型，壓

30、縮成型，壓注成型，擠出成型等。本塑件所用的材料為 ABS，屬于熱塑性材料 ，其主要的成型方法有注射成型 ，擠出成型， 吹塑成型等。但是擠出成型適合生產管材、板材、棒材、片材、電線和電纜覆層等，吹塑成 型適合生產中空的薄壁件，所以這兩種都不適合于本件的生產，且注射成型的生產周期短、 生產效率高、模具使用壽命長、能大批量地生產形狀復雜、尺寸精度高的制件。綜合考慮本 塑件該選用注射成型的方法。4.2 分型面設計選擇分型面時應考慮以下原則：1、分型面應便于塑料制品的脫模；2、分型面的選擇應有利于側面分型與抽芯；3、分型面的選擇應有利于防止溢料；4、分型面的選擇應保證制品的質量；5、分型面的選擇應有利于

31、排氣；6、分型面的選擇應有利于盡量使成；7、分型面的選擇應考慮注射機的技術參數。 不論塑料制品的結構如何，采用何種設計方法都必須首先確定分型面，因為選取不同分 型面就使得模具結構有所不同。因此，模具結構很大程度上取決于分型面的選擇，分型面選 擇的合理與否將直接影響塑料制品膜塑成型工藝，同時也影響制品質量，注射機參數，成型 零件的加工工藝性等。18常州零度教育模具設計范本根據塑件結構形式，本設計分型面如圖 4-2 所示 :圖 4-2 分型面4.3 型腔數量的確定 由于此制件要求表面的質量完好，所以我決定要用側面澆口，為了提高生產效率，用一 模兩腔的結構。4.4 模具結構的總體方案的比較 由于本制

32、件所設計出的模具結構較為復雜 , 制件投影面積較大，表面質量要求比較高， 而且考慮到制件本身的特點， 加上模流分析所得到的優(yōu)化設計方案， 我決定本套模具采側澆 口形式。又由于制件需側抽芯，為了提高生產效率，我決定模具的模腔設計采用一模兩腔。此外, 在設計側抽芯時 , 方案中擬定兩種抽芯方式： 液壓式側抽芯斜導柱滑塊式側抽芯 機構。由于在設計的制件抽拔距一邊不大，一邊又比較大，而且精度要求不是很高 , ，所以 本設計采用斜導柱滑塊式側抽芯機構，和液壓式側抽芯。4.5 比較結果由各項比較的比較結果 , 本設計采用側澆口， 斜推桿推出，側抽采用斜導柱滑塊側抽。19常州零度教育模具設計范本5設備的型號

33、及選擇5.1 注射成型工藝 【9】 注射成型工藝是塑料成型的一種最常用的方法 。它將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射 機的料筒中，經過加熱到流動狀態(tài)，在注射機的柱塞或螺桿的推動下，以一定的流速，通過 噴嘴和閉合模具的澆注系統(tǒng)而充滿型腔，經過一定的時間的冷卻定型，打開模具，從模內取 出成型的塑件。5.2 注射機概述 【13】 注射機按其外形分為立式、臥式、直角式。按塑料在料筒的塑化方式可分為柱塞式注射 機和螺桿式注射機。5.3 注射機的選用5.3.1 注射機類型的選擇 根據塑料的品種、塑件的結構、成型方法、生產批量，選擇臥式螺桿注射機。5.3.2 注射機型號的確定 注塑機的型號是根據塑件的外形尺寸

34、、質量大小及型腔的數量和排列方式來確定的。在 確定模具結構形式及初步估算外形尺寸的前提下，應對模具所需塑料注射量、注射壓力、塑 件在分型面上的投影面積、成型時需用的鎖模力、模具厚度、拉桿距離、安裝固定尺寸及開 模行程等進行計算，這些參數都與注塑機的有關性能參數密切相關，如果兩者不匹配，則模 具無法安裝使用。因此，必須對兩者之間有關參數進行校核，并通過校核來設計模具與選擇 注射機型號。1、按照預選型腔數來選擇注射機：（ 1） 模具所需塑料熔體注射量20常州零度教育模具設計范本式 5-1m nm1 m2式中 m 一副模具所需塑料的質量或體積（ g/cm3）;n 初步選定的型腔的數量；m1 單個塑件

35、的質量或體積（g/cm3） ;m2 澆注系統(tǒng)的質量或體積（g/cm3） ;首先 m2 是個未知值，但是流動性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件質量或體積 的 15% 20%。若是流動性不太好或是精密塑件，據統(tǒng)計每個塑件所需澆注系統(tǒng)的質量或體 積是制件的 0.2 倍到 1 倍，當塑料熔體黏度高，塑件越小，壁越薄，型腔越多又作平衡式布 置時，澆注系統(tǒng)的質量或體積甚至還要大。設計中按：m=1.6n m1 =1.6*2*30g=96g（2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算 A nA1 A2式 5-2Fm （nA1 A2 ）p型式 5-3式中 A 塑件及流道凝料在分型面上的投影面積

36、（ mm2 ）A1單個塑件在分型面上的投影面積（ mm2 ）A2 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（ mm2 ）Fm 模具所需的鎖模力（ N）P型 塑料熔體對型腔的平均壓力 （Mpa） 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A2 在模具設計前是未知的。根據多型腔 模的統(tǒng)計分析，大致是每個塑件在分型面上投影面積 A1的0.2倍0.5倍，因此可用 0.35n A1 來估算。成型時塑件熔體對型腔的平均壓力，其大小一般是注射壓力的30 65，型腔壓力見表 5 1表 5-1 型腔壓力塑件特點P型舉例中等黏度塑件及有 精度要求的塑件35ABS、POM等有精度要求的零件，如殼類 等用 PRO/E

37、分析得 A1=8581.06mm，2 所以，22A nA1 A2 1.35 8581.06 2 8581.06mm2 28746.55mm2Fm （nA1 A2）p型 28746.55 35 1006129N 1006KN（3）選擇注射機型號根據上面計算得到的 m和 Fm值來選擇注射機，注射機的最大注射量（額定注射量G）和額定鎖模力 F 應滿足21常州零度教育模具設計范本式 5-4式中 注射系數，無定型材料取 0.85 ，結晶型材料取 0.75。由于 ABS屬于非結晶型材料，故取0.85，即m 96 3G 112.9g 103.7cm3 ；0.85F Fm 1006KN根據以上計算結果， 選擇

38、注塑機型號為 HTF150A。主要工藝參數如下表 5-2 ：表 5-2 HTF150A 注射機主要工藝參數 9序號參數項目1螺桿直徑（ mm）402螺桿長徑比22.53理論容量（ cm3）2504注射重量（ g）2305注射速率（ g/s）1226塑化能力（ g/s）157注射壓力（ Mpa）2018螺桿轉速（ rpm）1809合模力（ KN ）150010移模行程（ mm）35011拉桿內距（ mm）41041012最大模厚（ mm）38013最小模厚（ mm）18014頂出行程（ mm）8015頂出力（ KN ）3316噴嘴球面半徑（ mm）SR1517噴嘴直徑（ mm）35.4 注射機有

39、關參數的校核確定型腔核選擇注射機之后，這種注射機是否合適，還要對該機型的其他技術參數進行校核22常州零度教育模具設計范本5.4.1 按注射機的最大注射量校核型腔數量 在選取注射機型號后，再根據注射機的性能參數（注射機的塑化速率、最大注射量及 鎖模力）、塑件精度等級（在模具中每增加一個型腔，塑件精度要下降 4%）等來校核型腔的 數量。以下按注射機的最大注射量來校核型腔數量：式 5-5KG m2 nm1式中 K注射機最大注射量的利用系數，一般取 0.8 ； G注射機允許的最大注射量（ g 或 cm3）。KG m2 0.8 230 0.6 30n 2 5.53m130符合要求。5.4.2 注射壓力的

40、校核 該項工作是校核所選注射機的額定壓力 Pe能滿足塑件成型時所需要的注射力 Po ，塑 件成型時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結構和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決 定，在生產實踐中其值一般為 70Mpa150Mpa。設計中要求pe kpo式 5-6式中 k 注塑壓力安全系數，一般取 k 1.25 1.4取 k 1.3, Po 110Mpak po 1.3 110 143 201 （ Mpa） 符合要求。5.4.3 鎖模力的校核 鎖模力是指鎖模機構對模具所施加的最大加緊力。當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力。因此注射機的鎖模力必須大于該模的脹型力，即式 5-7F

41、k0 Ap型式中 p型 型腔的平均壓力，見表 51；k0 鎖模力的安全系數，一般取 k01.1 1.2k0Ap型1.2 1170 1404 1500(KN )符合要求。23常州零度教育模具設計范本5.4.4 注射機安裝模具部分相關尺寸的校核 不同型號的注射機安裝部位的形狀和尺寸各不相同， 設計模具時應對其相關尺寸加以校 核，以保證模具能順利安裝。需校核的主要內容有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大與最 小厚度及安裝螺釘孔等。（1）噴嘴尺寸 注射機噴嘴頭一般為球面， 其球面半徑 R 與相接觸的模具主流道始端凹球面半徑 R凹R+（12）mm。（ 詳見主流道設計 ）（2）定位圈尺寸 模具安裝在注射機上

42、必須使模具中心線和料筒、 噴嘴的中心線相重合， 定位圈與注射機 固定模板上的定位孔呈間隙配合（ H8/e8）。定位圈的高度，對小型模具為 8mm 10mm，對大 型模具為 10mm15mm。此外，對中小型模具一般只在定模座板上設置定位圈，對大型模具 可在定、動模座板上同時設置定位圈。本設計屬中小型模具，只在定模座板上設置定位圈。 （詳見定位圈與澆口套設計）（3）模具厚度 模具厚度 Hm也稱模具閉合高度，必須滿足 :HminHmHmax式中 Hmin注射機允許的最小閉合高度即動定模之間的最小開合距離 （ mm）；H m 模具閉合高度（ mm）； Hmax注射機允許的最大閉合高度（ mm）。即 1

43、80Hm380參見以下的設計結果 ,定模底板的厚度： 25mm 定模的厚度： 40mm 動模的厚度： 68mm 支撐板的高度： 32mm 墊塊的高度： 100mm動模底板的厚度： 25mm Hm=25+25+40+100+68+32=290mm 經計算符合要求。（4）模具長、寬尺寸與注射機拉桿距離的關系 模具安裝有兩種方式， 即從注射機上方直接吊入機內進行安裝， 或者先吊到側面再由側 面推入機內進行安裝，為安裝方便，應使模具尺寸與注射機拉桿間距離（拉桿中心距拉 桿直徑）小于 10mm。（5）模具與注射機的安裝關系 模具的安裝固定形式有壓板式和螺釘式兩種。 壓桿式安裝靈活而被廣泛采用， 而螺釘式

44、 需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安裝比較麻煩，但對于大型模具的安裝，這種安裝安24常州零度教育模具設計范本全可靠。本設計中采用前種安裝方式足以。（6）開模行程校核開模行程是指從模具中取出制件所需的最小開合距離，用 H表示，它必須小于注射機移 動模板的最大行程 S。即 ：SmaxH1+H2+（5 10）式 5-8式中 Smax 注射機的最大開模行程 （mm）； H1 塑件脫模所需頂出距離 （mm）； H2 塑件高度 （mm）。H1+H2+（510）=40+28+（510）=7378mm經查手冊 Smax 350mm所以符合要求由上述可知注塑機符合要求。6、澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是指塑料熔體自

45、注射機的噴嘴射出后到達入模具的型腔以前在模具內所流徑 的一段路程的總稱 , 澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng) 的設計是注射模具設計的一個很重要的環(huán)節(jié)， 它對獲得優(yōu)良的性能和理想外觀的塑料之間以 及最佳的成型效率有直接影響，是模具設計工作者十分重視的技術問題。 普通澆注系統(tǒng)主 要是由主流道、分流道、澆口、冷料穴和排氣槽或溢流槽等部分組成 12 .25常州零度教育模具設計范本6.1 澆注系統(tǒng)的作用（1）將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)的充滿型腔各處，同時是型腔里的氣體 能及時順利的排出。（2）在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效的傳遞到型腔的各個部位，以

46、獲得形狀完整、內在質量上優(yōu)良的塑料制件。6.2 確定澆注系統(tǒng)的設計原則 在設計澆注系統(tǒng)時，首先選擇澆口的位置，澆口位置選擇恰當與否，將直接關系到塑件 的成型質量及注射過程是否能順利進行。 澆道及澆口位置的選擇應遵循以下原則： （1）設計澆注系統(tǒng)時， 流道應盡量減少彎折， 表面粗糙度為 Ra0.8 m 1.6 m。（ 2）應考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應按型腔布局設計，盡量與模具中 心線對稱。（ 3）單型腔塑件投影面積較大時，在設計澆注系統(tǒng)時，應避免在模具的單面開設澆口，不 然會造成注射時模具受力不均。（ 4）設計澆注系統(tǒng)時， 應考慮去除澆口方便， 修正澆口時在塑件上不留痕跡。（

47、5）一模多腔時，應防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具中。（ 6）在設計澆口時，避免塑料熔體直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免發(fā)生彎曲、折斷或移 位。（ 7）在滿足成型排氣良好的前提下， 要選取最短的流程。 這樣可縮短冷卻時間。（ 8）能順利地引導塑料熔體填充各個部位，并在填充過程中不致產生塑料熔體渦流、紊流 現象，使型腔內地氣體順利排出模外。（ 9）在成批生產塑件時， 在保證產品質量的前提下， 要縮短冷卻時間及成型周期。（10）若是主流道型澆口，因主流道處有收縮現象，若塑件在這個部位要求精度較高時，主 流道應留有加工余量或修正余量。（ 11）澆口的位置應保證塑料熔體順利流入型腔， 即對著型腔中寬敞

48、、 厚壁部位。12）盡量避免使塑件產生熔接痕， 或使其熔接痕產生在塑件不重要的部位6.3 流道的設計6.3.1 塑件大小及形狀根據塑件大小 ,形狀壁厚 ,技術要求等因素 ,結合選擇分型面同時考慮設置澆注系統(tǒng)的形 式,進料口數量及位置 ,保證正常成形 , 還應注意防止流料直接沖擊嵌件及型態(tài)或型態(tài)受力不 均以及應充分估計可能產生的質量弊病和部位等問題 . 從而采取相應的措施或留有修整得當 的余地。26常州零度教育模具設計范本6.3.2 模具成型體的型腔數設計澆注系統(tǒng)還應考慮到模具型腔的布置， 考慮到生產效率和生產成本， 模具型腔選擇 一模一腔好還是一模多腔 , 本設計的是一模兩腔， 澆注系統(tǒng)需按型

49、腔布置根據一模兩腔的布 局設計。6.3.3 制件的外觀 設計澆注系統(tǒng)時應考慮到去除毛刺 , 修整進料口方便 . 同時不影響塑件的外觀美觀 . 以 獲得形狀完整，內外在質量上優(yōu)良的塑料制件。6.3.4 成型效率 在大量生產時設置澆注系統(tǒng)還應考慮到在保證成形質量前提下盡量縮短流程, 減少斷面積以縮短填充及冷卻時間 , 縮短成型周期 ,同時減少澆注系統(tǒng)損耗的塑料 . 在澆注間隔時間 , 噴嘴端部的冷料必須去除 , 防止注入型腔影響塑件質量 , 故設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料 的措施。6.4 主流道的設計要點（1）為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用2 4 的圓錐孔。對流動性較差的塑料也可取得稍

50、大一些，但過大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。本設計中 取 3 。（2） 澆口套與塑件注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑 D 應盡量選得小些。如果 D 過大，即澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內部壓力對澆口套的反坐力也將按比例增大， 到一定程度時澆口套則容易從模體中彈出。（3）澆口套的材料應選用優(yōu)質鋼 T8A，并應進行淬硬處理，為了防止注射機噴嘴不被碰 撞而損壞，澆口套的硬度應低于注射機噴嘴的硬度，錐孔內壁粗糙度Ra 為 0.63 m。以增加內壁的耐磨性，并減小注射中的阻力。圓錐孔大端處應有 1 2的過渡圓角，以減 小料流在轉向時的流動阻力。（ 4）澆口套與注射機噴嘴頭的接觸球面必須吻

51、合。由于注射機噴嘴頭是球面，半徑SR是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進人主流道而不溢出，應使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c 注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，一般地其半徑SrSR +（0.5 1）mm，而圓錐孔的小端直徑 d則應大于噴嘴的內孔直徑 d1，即 dd1 +（0.51）mm，端面凹球面深度 L2取 35 mm。球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。（ 5） 定位環(huán)是模體與注射機的定位裝置，它保證澆口套與注射機的噴嘴對中定位。定 位環(huán)的外徑 D1 應與注射機的定位孔間隙配合。其配合間隙為 0.05 0.15mm，定位環(huán)厚度 5 10mm，即小于注射機定位孔的深度。（6）澆口套端面應與定模相配合部分的平面高度一致。（7）在可能情況下澆口套長度 L 應盡量的短， L 越大其壓力損失越大，使物料降溫過 大，影響注射成型。主流道盡量不采用分級對接形式。若根據需要 L 必須加長時則應采用圖 61 的方法，即所對接的內錐