游標(biāo)卡尺盒注塑模設(shè)計(jì)

1、長(zhǎng)沙學(xué)院 CHANGSHA UNIVERSITY畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料設(shè)計(jì)（論文）題目： 游標(biāo)卡尺盒注塑模設(shè)計(jì) 系部： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué) 生 姓 名： 朱 旭 班 級(jí)：材料1班 學(xué)號(hào) 2012012122 指導(dǎo)教師姓名： 劉煜 職稱 副教授 最終評(píng)定成績(jī) 長(zhǎng)沙學(xué)院教務(wù)處 二一六年5月制目 錄第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一、設(shè)計(jì)說(shuō)明書第二部分 過(guò)程管理資料一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書二、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告三、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告四、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表五、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表六、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯評(píng)審表20 12屆本科生畢業(yè)

2、設(shè)計(jì)（論文）資料第一部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書（2012屆）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 游標(biāo)卡尺盒注塑模設(shè)計(jì)系部： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 學(xué) 生 姓 名： 朱 旭 班 級(jí)：材料1班 學(xué)號(hào) 2012012122 指導(dǎo)教師姓名： 劉煜 職稱 副教授 最終評(píng)定成績(jī) 2016 年05 月 長(zhǎng)沙學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)游標(biāo)卡尺盒注塑模設(shè)計(jì)系 （部）：機(jī)電工程系 專 業(yè)：材料成型及控制工程學(xué) 號(hào)：2012012122 學(xué)生姓名：朱 旭 指導(dǎo)教師：劉煜（副教授） 2016 年05 月 長(zhǎng)沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 摘 要本文主要設(shè)計(jì)的是游標(biāo)卡尺盒注塑模具。首先闡述了卡尺盒制件的工藝特點(diǎn)，包括塑料性能、塑料的成型過(guò)

3、程及成型特性、塑件工藝性等，選擇了成型設(shè)備。然后說(shuō)明了卡尺盒注塑模的分型面的選擇、型腔數(shù)目及其型腔位置布置情況，重點(diǎn)描述了成型零件尺寸計(jì)算、澆注系統(tǒng)的主流道、分流道、澆口的設(shè)計(jì)、側(cè)抽芯脫模機(jī)構(gòu)、推桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及模具的冷卻系統(tǒng)。選擇標(biāo)準(zhǔn)注塑模模架，校核了注射機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù)。最后闡述了注塑模的工作原理、所設(shè)計(jì)的注射模的模流分析結(jié)果和零件的工藝分析。本文設(shè)計(jì)的卡尺盒注塑模采用三板式結(jié)構(gòu)，一模一腔的型腔布置，利用推桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)將制件推出，完成整個(gè)注塑過(guò)程。關(guān)鍵詞：定位件，注塑模設(shè)計(jì)，流程分析ABSTRACTThe injection mold about vernier caliper box was

4、 mainly designed in this article. First, the technological characteristics of location parts was explained in this article, which was contained its material properties, forming process of engineering plastics, forming characteristics, the process of plastic part and so on, the molding equipment were

5、 selected. Then, it was explained the choice of injection molds parting line about vernier caliper box, the number of cavities and its location. This topic was focused on size calculation of component and part, the design of gating systems main runner,runner and gate, side core pulling mold emp

6、tier, push rod guide mechanism and the cooling system of mold. Whats more, the standard mold bases and mold materials were selected and related process parameters of injection molding machine was checked. Finally, it was explained working principle of the injection mold, mold flow analysis

7、 results about the injection which was designed and the process analysis of parts.The structure of triple-plate mold base was used in injection mold about location in article. There were one cavity in one mold, finally, a push rod was used to push off the work

8、ing pieces.Thus the whole injection molding was finished.Keywords: Location, The design of injection mold, Technological process analysis.目 錄摘 要IABSTRACT1目 錄2第1章 緒論4一、概述4二、塑料模具的發(fā)展及趨勢(shì)4第2章 塑件的分析及塑料的成型工藝性能6一、 設(shè)計(jì)課題6二、塑件的分析及塑料的成型工藝性能6三、 塑件的質(zhì)量與體積計(jì)算7圖2.2 一半的塑件質(zhì)量屬性7四、注塑成型條件8五、型腔數(shù)目的確定8六、注射機(jī)的選擇10第章注塑模具的結(jié)

9、構(gòu)設(shè)計(jì)11一、制品分型面的選擇：11二、澆注系統(tǒng)的確定12三、校核主流道剪切速率15第4章、成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算16一、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16二、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16三、成型零件尺寸的計(jì)算16四、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)20五、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21六、斜劃塊的設(shè)計(jì)24七、模架的選擇25第5章 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核26一、最大注射量的校核26二、鎖模力與注射壓力的校核26三、模具厚度H與注射機(jī)閉合高度校核26四、注射機(jī)開模行程的校核27五、PE的成型條件:27六、模具工作原理28第6章 典型零件工藝分析29一、動(dòng)模嵌件29一、定模嵌件33參考文獻(xiàn)37設(shè)計(jì)體會(huì)38第1章 緒論一、概述近幾年,中國(guó)科技技術(shù)不斷發(fā)展,

10、模具行業(yè)也有了進(jìn)一步的提高,無(wú)論是科技含量還是經(jīng)濟(jì)促進(jìn)能力,都體現(xiàn)了其是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分1。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及科技水平的不斷提高,科技對(duì)于工業(yè)的支撐效果也越來(lái)越高。模具行業(yè)是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要體現(xiàn),通過(guò)其大規(guī)模的應(yīng)用可以有效的提高工業(yè)的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,其對(duì)于高水平的工業(yè)是一個(gè)重要的支撐3。模具是制造業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備,被成為"工業(yè)之母"2。先進(jìn)制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程,對(duì)模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設(shè)計(jì)技術(shù)、制造工藝、生產(chǎn)模式等諸方面加以調(diào)整以適應(yīng)這種要求。制約模具發(fā)展主要有三方面的因素:質(zhì)量、成本和工期。而就

11、目前模具行業(yè)的發(fā)展來(lái)看,工期已成為企業(yè)開拓市場(chǎng)、贏得定單的關(guān)鍵因素,因此提高模具的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與制造水平,減少重復(fù)性的勞動(dòng),提高工作效率日顯重要。同時(shí)在面向注塑模具的CAD、CAPP系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中,也要求做到模具標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與制造4。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟，使用CAD/CAE/CAM技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)研究已經(jīng)成為注塑模具發(fā)展的必然要求。使用CAD/CAE/CAM技術(shù)可以有效地提高注塑模具的設(shè)計(jì)水平、提高模具的制造質(zhì)量、縮短研發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、減少設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度等，CAD/CAE/CAM技術(shù)在注塑模具行業(yè)應(yīng)用必將受到越來(lái)越多的重視5。隨著塑料工業(yè)與汽車、航天航空及家用

12、電器行業(yè)的不斷發(fā)展,使得大型塑件也受到越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用,相應(yīng)地對(duì)大型注塑模具的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求6。模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要地位。模具技術(shù)的進(jìn)步,不僅關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用,還影響到汽車、家用電器、電子、化工等新產(chǎn)品、新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用7。模具作為一種高效率的工藝裝備,具有節(jié)約原材料、制件成本低廉等優(yōu)點(diǎn)8。二、塑料模具的發(fā)展及趨勢(shì)塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和日常生活等各方面得到廣泛應(yīng)用,產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的塑料性能和塑料模具。目前,中國(guó)注塑模在質(zhì)與量上都有了較快的發(fā)展。但是與國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)相比,仍有一定差距,所以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,找出差距,明確適合中國(guó)注塑模具發(fā)展的方向,

13、才能從根本上解決問(wèn)題9。塑料模具在今年來(lái)的發(fā)展相對(duì)較好,在大經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,各種塑料制品的生產(chǎn)均需要依托與塑料模具。而在現(xiàn)代的塑料產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程之中,模具的質(zhì)量直接影響塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,在進(jìn)行模具的相關(guān)設(shè)計(jì)之中,需要遵從設(shè)計(jì)原則,保證模具質(zhì)量符合特定標(biāo)準(zhǔn),從而保證模具在生產(chǎn)塑料產(chǎn)品時(shí)能夠更好的確保塑料產(chǎn)品的質(zhì)量10。在批量生產(chǎn)某些復(fù)雜形狀的塑膠制品中,注塑模具發(fā)揮了巨大的作用。眾所周知,注塑是一種工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)造型的方法17。通過(guò)將熱融化后的材料注入到模腔中,從而冷卻固化后得到成品11。注塑模具是成型塑料制件的工藝裝備或工具12。在塑膠制品生產(chǎn)中,注塑模具是極為重要的組成,是賦予塑膠制品完整形態(tài)以

14、及精確尺寸的關(guān)鍵11。根據(jù)塑料成型工藝方法的不同,通常將塑料模具分為注塑模具、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具等。合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料成型工藝要求、保證塑料制件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本起著重要作用12。隨著科技日新月異的發(fā)展,先進(jìn)的制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)過(guò)程,注塑模具業(yè)也是如此。一般而言,質(zhì)量、成本以及工期是限制注塑模具發(fā)展的主要的三個(gè)方面的因素。而其中工期對(duì)于注塑模具的發(fā)展又顯得尤為重要,因此提高注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)化及自動(dòng)化設(shè)計(jì)對(duì)于提高注塑工作效率非常關(guān)鍵13。我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活

15、中所使用到的各種工具和產(chǎn)品,大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼,小到一個(gè)杯頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼,無(wú)不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形,模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量14。而就目前模具行業(yè)的發(fā)展來(lái)看,工期已成為企業(yè)開拓市場(chǎng)、贏得定單的關(guān)鍵因素,因此提高模具的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與制造水平,減少重復(fù)性的勞動(dòng),提高工作效率日顯重要。同時(shí)在面向注塑模具的CAD、CAPP系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中,也要求做到模具標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與制造4。具體表現(xiàn)在模具的CAD/CAM技術(shù),模具的激光快速成型技術(shù),模具的精密成形技術(shù),模具的超精密加工技術(shù),模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法等16。我國(guó)模具的發(fā)展經(jīng)歷了半

16、個(gè)多世紀(jì),目前我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展水平有了很大的提高,特別是這20年來(lái),世界模具制造技術(shù)有了很大的提高,我國(guó)的模具工業(yè)向著精密、復(fù)雜、高效等方向發(fā)展18。近年來(lái),模具工業(yè)發(fā)展相當(dāng)迅速,己成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一20。然而,中國(guó)制造的繁榮一直建立在一個(gè)相當(dāng)脆弱的基礎(chǔ)之上。產(chǎn)品主要集中在低端生產(chǎn),掌握不了產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn);對(duì)于來(lái)自世界市場(chǎng)的原材料及產(chǎn)品缺乏定價(jià)權(quán);銷售上嚴(yán)重依賴外部市場(chǎng),經(jīng)濟(jì)對(duì)外依存度極高。中國(guó)制造面臨危機(jī),必須轉(zhuǎn)型,這已經(jīng)成為各界的普遍共識(shí)。如何轉(zhuǎn)型,則是一條仍在探索的艱難之路19。第2章 塑件的分析及塑料的成型工藝性能一、 設(shè)計(jì)課題圖2.1二、塑件的分析及塑料的成型工藝性能1

17、、塑件的工藝分析1）。該塑件尺寸較大，并未標(biāo)注精度等級(jí)，所以為一般精度等級(jí)，為降低成型費(fèi)用，采用一模一腔的結(jié)構(gòu)來(lái)提高生產(chǎn)率。塑件壁較薄，對(duì)制品不進(jìn)行后加工。2）。為滿足制品高光亮的要求與提高成型效率采用點(diǎn)澆口。3）。為了方便加工和熱處理，型芯部分采用鑲拼結(jié)構(gòu)。2材料的成型工藝性能1）。塑件采用，其主要工藝性能有： A相對(duì)密度小，約為0.910.96，。 B它常溫下不溶于任何一種已知的溶劑，并且耐稀酸和各種濃度的堿和各種濃度的堿、鹽溶液；耐水性良好，可長(zhǎng)期與水接觸，但透水汽性能較差；聚乙烯絕緣性能優(yōu)異。但在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。C一般高壓聚乙烯的使用溫度約為80，低壓聚乙烯為10

18、0左右。聚乙烯能耐寒，在60仍有較好的機(jī)械性能，70時(shí)仍有一定的柔軟性。D流動(dòng)性極好，溢邊值0.02mm左右，流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感。E高頻率電性能優(yōu)良，且不受溫度影響，成型容易。F為結(jié)晶型塑料。3、 塑件的質(zhì)量與體積計(jì)算通過(guò)Pro/E建模分析得一半塑件質(zhì)量屬性如下圖所示。塑件體積：=97.762x2=195.524 （2.1）塑件質(zhì)量： （2.2）查塑料橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得：=0.94圖2.2 一半的塑件質(zhì)量屬性四、注塑成型條件 密度（g/ cm³） 0.910.96 計(jì)算收縮率（%） 1.53.6 預(yù)熱溫度（） 140220 預(yù)熱時(shí)間（h） 12 料筒溫度（） 140220 模具

19、溫度（） 4060 注射壓力（MPa） 6080 適用注射機(jī)類型 螺桿、柱塞均可五、型腔數(shù)目的確定根據(jù)塑件計(jì)算重量，選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定型腔數(shù)。為了是模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。常用的方法有四種：（1）、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目。根據(jù)總成型加工費(fèi)用最經(jīng)濟(jì)的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用，僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)。 設(shè)型腔數(shù)目為n，制品總件數(shù)為N，每個(gè)型腔所需的模具費(fèi)用為C1，與型腔無(wú)關(guān)的模具費(fèi)用為C0，每小時(shí)注射成型的加工費(fèi)用為y（元/h），成型周期為t（min），則：模具費(fèi)用為 Xm=nC1+C0（元） （2.

20、3）注塑成型費(fèi)用為 Xs=N（yt/60n）（元） （2.4）總的成型加工費(fèi)用為 X=Xm+Xs，即：X=N（yt/60n）+ nC1+C0 （2.5）為使總的成型加工費(fèi)用最小，即令dx/dn=0，則有N（yt/60n）（-1/n²）+C1=0，所以 n= （2.6）（2）、根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。當(dāng)成型大型平板制件時(shí)，一般用這種方法。設(shè)注射機(jī)的額定鎖模力為F（N），型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為Pm（MPa），單個(gè)制品在分型面上的投影面積為A1（mm²），澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A2（mm²），則：（n A1 + A2）PmF （2.7）nF-PmA

21、2/PmA1 （2.8）（3）、根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目。設(shè)注射機(jī)的最大注射量為G（g），單個(gè)制品的質(zhì)量為W1（g），澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為W2（g），則型腔數(shù)目n為： n（0.8G- W2）/ W1 （2.9）（4）、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度至少要降低4%。設(shè)模具中的型腔數(shù)目為n，制品的基本尺寸為L(zhǎng)（mm），塑件的尺寸公差為±，單型腔模具注塑生產(chǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的尺寸誤差為±%，則有塑件尺寸精度的表達(dá)式為：L+（N-1）L4% （2.10）簡(jiǎn)化后可得型腔數(shù)目為：n2500/L -24 （2.11）對(duì)于高精度制件，由于多型腔難使

22、得各型腔的成型條件均勻一致，一般型腔數(shù)不超過(guò)4個(gè)。現(xiàn)根據(jù)初步的設(shè)計(jì)方案，選用（3）來(lái)確定型腔數(shù)目： 注射機(jī)額定注射量mg 每次注射量不超過(guò)最大注射量的80%， （2.12）式中： 型腔數(shù) 澆注系統(tǒng)質(zhì)量（g） 塑件重量（g） 注射機(jī)額定注射量（g）澆注系統(tǒng)體積Vj,根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算。由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定其準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.21倍來(lái)估算。由于本次采用的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單并且較短，因此凝料按塑件體積的0.3倍來(lái)估算，故一次注入的模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和1個(gè)塑件體積之和）為 g （2.13）從計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，

23、查 «塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)» 表13-1得選用XZY300型注射機(jī)。 生產(chǎn)批量 試制小批量生產(chǎn)宜采用單腔，大批量生產(chǎn)宜采用多腔，該塑件為小批量生產(chǎn)，故宜采用單腔，由注射機(jī)理論，注射量確定型腔數(shù)得：n=（0.8mg-mj）/ mz=（0.8x160-5.20）/122=1 （2.14）由于該塑件為高精度塑件，通常最多采用一模一腔的模具。六、注射機(jī)的選擇根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)表13-1，查得注射機(jī)的型號(hào)為XZY300，其主要技術(shù)參數(shù)：理論注射容量（cm³） 320螺桿（柱塞）直徑（mm） 60注射壓力（Mpa） 175注射時(shí)間（s

24、） 2.5塑化能力（g/s） 19螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 10150鎖模力（KN） 1500拉桿內(nèi)向距（mm） 400*300移模行距（mm） 340最大模具厚度（mm） 355最小模具厚度（mm） 285鎖模型式 液壓-機(jī)械模具定位孔直徑（mm） 150噴嘴球半徑（mm） SR18第章注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、制品分型面的選擇： 分型面是指模具結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)面，它直接影響著成型零件的質(zhì)量，模具加工的工藝性以及注射成型的效率等。因此確定模具的分型面是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。 選擇模具分型面是，通常應(yīng)考慮以下有關(guān)問(wèn)題： 1）. 根據(jù)塑件的技術(shù)要求，確定零件在動(dòng)模和定模上的結(jié)構(gòu)配置； 2）. 塑件的生產(chǎn)

25、批量； 3）. 結(jié)合塑件的流動(dòng)性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置； 4）. 型腔的溢流和排氣條件； 5）. 模具加工的工藝性。根據(jù)以上原則，在選擇模具的分型面是可分為以下方法：圖3.1 上表面圖3.2 下表面圖3.3 中間位置三個(gè)個(gè)分型面都位于塑件投影面積最大處，但若從下分型面分模，澆注系統(tǒng)和塑件都在下模中無(wú)法取出塑件。若從中間分型面分模，可能會(huì)使塑件錯(cuò)位。所以采用上表面分型的方案。二、澆注系統(tǒng)的確定 澆注系統(tǒng)一般由主流道，分流道，澆口和冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正確與否直接影響著注射過(guò)程中的成型效果和塑件質(zhì)量。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：1） 根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等因素，并結(jié)合選擇分

26、型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。2） 根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)布局。3） 應(yīng)根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動(dòng)性，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長(zhǎng)度，并使其圓滑過(guò)渡以利于物料的流動(dòng)。4） 應(yīng)盡量可能地縮短物料流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提高注射效率。5） 排氣良好。1 主流道設(shè)計(jì)1） 主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 主流道的長(zhǎng)度。一般是由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型的應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)初取50mm。（2） 主流道小端直徑。D=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）mm=8.5mm （3.1）（3） 主流道大端直徑。D=d+L主tan=12mm，4°。 （3.2）（4） 主流道

27、球面半徑。SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（12）mm=25+2=27mm （3.3）（5） 球面配合度。h=2mm。（6） 主流道凝料體積。=50x（）x3.14/3=6073.93mm。 （3.4）（7） 主流道當(dāng)量半徑。 （3.5）表3.1主流道部分尺寸 符 號(hào) 名 稱 尺 寸/mm d 主流道小端直徑 8.5 SR 主流道球面半徑 27 h 球面配合高度 2 a 主流道錐角 4 L 主流道長(zhǎng)度 50 D 大端直徑 12主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件，主流道小端因易磨損。對(duì)材料要求較嚴(yán)格。故考慮將其與定位圈分開設(shè)計(jì)，便于更換。本設(shè)計(jì)中澆口采用45鋼,熱處理淬火表面硬度38HRC45HRC2）. 澆注套的設(shè)

28、計(jì)由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以需要選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A）單獨(dú)加工和熱處理（硬度為5357HRC），或用45，50，55等表面淬火（大于55HRC）。其結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖3.4 圖3.5本設(shè)計(jì)采用圖3.4的設(shè)計(jì)，既提高了成型效率，也使得塑件成型更加均勻，結(jié)構(gòu)更加緊湊。3） 澆口設(shè)計(jì)澆口設(shè)計(jì)原則澆口是連接分流道與型腔之間的重要通道，它可以防止熔體倒流，方便取制件時(shí)切除澆注系統(tǒng)。常見(jiàn)的澆口有直接澆口、側(cè)澆口、平縫式澆口、點(diǎn)澆口等。在選擇澆口位置時(shí)，應(yīng)熔體流程盡量短，減小壓力損失；盡量選擇合適的澆口截面面積，防止熔體破裂；盡量把澆口設(shè)在截面較厚的地方有利于補(bǔ)縮；應(yīng)考慮熔料的流向，在

29、熔接處開設(shè)溢流槽，減少熔接痕；進(jìn)料時(shí)盡量均勻進(jìn)料，防止熔料將細(xì)長(zhǎng)型芯擠壓變形；應(yīng)盡量防止垂直流向的強(qiáng)度太低，防止出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)選擇在制件側(cè)面中心處開設(shè)澆口，很好的符合以上原則，得到質(zhì)量較好的制件。澆口尺寸設(shè)計(jì)1） 側(cè)澆口的尺寸確定（1）計(jì)算點(diǎn)澆口的深度 根據(jù)參考文獻(xiàn)21表2-6，可點(diǎn)澆口的深度l1=0.50.75，有倒角c時(shí)取l1=0.752（2） 計(jì)算側(cè)澆口的寬度 （3.6）式中，n為塑料成型系數(shù)。（對(duì)于PE，n=0.6）A為型腔表面積（mm2）。（3） 計(jì)算點(diǎn)澆口的長(zhǎng)度 取點(diǎn)澆口的長(zhǎng)度，L澆=1mm。2） 側(cè)澆口剪切速率的校核（1） 確定注射時(shí)間 t=2.5s（2） 計(jì)

30、算澆口的體積流量： （3.7）（3） 計(jì)算澆口的剪切速率：對(duì)于點(diǎn)澆口，可得 （3.8）又因?yàn)閯t剪切速率合格。式中：Rn為點(diǎn)澆口的直徑。所以本設(shè)計(jì)采用的澆口截面形狀為矩形，其尺寸分別為L(zhǎng)=1mm，d=0.9mm，h=0.75mm。三、校核主流道剪切速率1.求出塑件體積、主流道體積、分流道體積及主流道當(dāng)量半徑，就可以校核主流道剪切速率了。1） 計(jì)算主流道的體積流量 （3.9） 2） 計(jì)算主流道的剪切速率 （3.10）通過(guò)校核主流道的剪切速率，處于澆口的最佳剪切速率之間，所以主流道剪切速率合格。2 冷料穴的設(shè)置 冷料穴一般設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上或處于分流道的末端。它的作用是用來(lái)

31、儲(chǔ)存注射間隙，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時(shí)，如果它們進(jìn)入流道，將堵塞流道并減緩料流速度；進(jìn)入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。影響塑件質(zhì)量。同時(shí)在開模時(shí)，冷井又起到將主流道的凝料從澆口套中拉出的作用。冷料穴的直徑應(yīng)大于主流道的大端直徑，其長(zhǎng)度約為主流道的大端直徑，這樣有利于物料的流動(dòng)。3.排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注射成型過(guò)程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料手熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因填充時(shí)氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦，或產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良而引起缺陷。注射模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然

32、排氣。第4章、成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用整體式結(jié)構(gòu)，有較高的強(qiáng)度和剛度，且不易變形，塑件上不會(huì)產(chǎn)生拼?？p痕跡。二、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用整體裝配式凸模結(jié)構(gòu)，將凸模單獨(dú)加工后與動(dòng)模板進(jìn)行裝配而成。圖4.1 凸凹模安裝圖三、成型零件尺寸的計(jì)算1) 、型腔尺寸的計(jì)算A型腔徑向尺寸的計(jì)算Lm =Ls（1+s）x式中：Lm 型腔的最小基本尺寸（mm）Ls 塑件的最大基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收縮率（%）x 綜合修正系數(shù)，塑件精度高，批量大，取x=3/4。z 模具制造公差，一般為（1/31/6），取1/3。查表 PE塑料的收縮率是1.5%3.6%。平均收縮率 S=(1.5%+3.6

33、%)/2=2.55%因此 Lm =181（1+0.02）1.5*3/4 =（184.6801.125）= 183.555B型腔高度尺寸的計(jì)算Hm =Hs（1+s）x式中 Hm 型腔的高度最小基本尺寸（mm） Hs 塑件的高度最大基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收縮率（%）x 綜合修正系數(shù)，塑件精度高，批量大，取x=2/3。z 模具制造公差，一般為（1/31/6），取1/3。查表PE塑料的收縮率是1.5%3.6%。平均收縮率 S=(1.5%+3.6%)/2=2.55%因此 Hm =10（1+0.02）0.32*2/3=（10.20.2133）= 9.98672） 、型芯尺寸的計(jì)算3） A型

34、芯徑向尺寸的計(jì)算4） Lm =式中 Lm 型芯的最大基本尺寸（mm）Ls 塑件的最小基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收縮率（%）x 綜合修正系數(shù)，塑件精度高，批量大，取x=3/4。z 模具制造公差，一般為（1/31/6），取1/3。查表 PE塑料的收縮率是1.5%3.6%。平均收縮率 S=(1.5%+3.6%)/2=2.55%因此 Lm 1=82（1+0.02）+0.88*3/4=（83.64+0.66）= Lm 2=76（1+0.02）+0.76*3/4=（77.52+0.57）= 78.09B型芯高度尺寸的計(jì)算hm =hs（1+s）+x式中 hm 型芯的高度最大基本尺寸（mm）hs

35、塑件的內(nèi)形深度最小基本尺寸（mm） 塑件公差S 塑件平均收縮率（%）x 綜合修正系數(shù)，塑件精度高，批量大，取x=2/3。z 模具制造公差，一般為（1/31/6），取1/3。查表 PE塑料的收縮率是1.5%3.6%。平均收縮率 S=(1.5%+3.6%)/2=2.55%因此 hm 1=7（1+0.02）+0.32*2/3 =（7.14+0.213）= 7.353hm 2=10（1+0.02）+0.32*2/3=（10.2+0.213）= 10.413附圖：圖4.1動(dòng)模嵌件圖4.2 定模座圖4.3 動(dòng)模座圖4.4 前頂板四、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)A、設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1. 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱

36、中心到模具外緣應(yīng)有足夠的 距離，以保證模具的強(qiáng)度。2. 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出68mm，以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。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。附圖：圖4.7 導(dǎo)柱和導(dǎo)套B、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中或凸模/型芯上松動(dòng)分離（即脫出），脫出機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)就叫塑件脫出機(jī)構(gòu)。 根據(jù)以上原則，在后模設(shè)計(jì)頂針孔的大小與位置，頂針就是脫模推出機(jī)構(gòu)，即將塑件從后模上頂出。頂針見(jiàn)總裝圖，頂出時(shí)受力均衡，直徑都為Ø4mm。頂針孔圖中高度為15

37、的部分直徑為Ø4mm，用于與頂針相配合，這樣做的目的是為了減少配合的接觸面積：15mm的部分直徑才是Ø5mm。頂出行程計(jì)算S頂=h凸+e式中 S頂 所需頂出行程h凸 型芯成型高度e 頂出行程富裕量（mm）S頂= 13+5=18 mm所需開模行程計(jì)算S開=h塑+h凸模+e式中 S開 開模行程（mm）h塑 塑件及澆注系統(tǒng)在開模方向上的總投影高度（mm）h凸模 動(dòng)定模型芯突出分型面的高度總和（mm）e 取件及取出澆注系統(tǒng)凝料的開模行程富裕量（mm）S開= 13+5+80+8=106 mm型心端面面積=2*244*13+2*244*10=11224mm³3、推桿的截面形狀

38、尺寸大小頂桿頭部的斷面形狀根據(jù)塑件的實(shí)際情況而定。主要常用的截面形狀有圓形、方形、弓形及其他各種類型。圓形頂桿是最常用的一種。由于這個(gè)形狀的頂桿和頂桿孔最容易加工，且很容易保證其精度，易于保證其互換性，并且它還有滑動(dòng)阻力最小，不易卡滯等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取5的直徑。五、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模溫對(duì)塑料熔體的流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)率以及塑件的形狀和尺寸精度有著直接的影響。注射成型時(shí)，不同的塑料對(duì)模溫有著不同的要求，控制適宜的模溫來(lái)保證塑料熔體具有最佳的流動(dòng)性，易于充滿型腔，并使塑件脫模后的收縮、翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，具有較高的物理力學(xué)性能以及較高的表面質(zhì)量。 1.冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式：圖4.7 水

39、道結(jié)構(gòu)2. 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：1） 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量（1） 塑件制品的體積： （4.1）（2） 塑料制品的質(zhì)量： （4.2）（3） 塑件壁厚為2.5mm，查21表4-34得冷卻時(shí)間ts=17.5s，脫模時(shí)間一般取8s，則注射周期：（4）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：2） 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)放出的熱量Qs查21表4-35直接可知PE的單位熱流量590810之間，故Qs取690也滿足要求。3） 計(jì)算冷卻水的體積流量設(shè)冷卻水道入水口的水溫為 =22，出水口的水溫=25，取水的密度p=1000kg/m3，水的比熱容c=4.187kJ/kg。根據(jù)公式可得： （4

40、.3）4） 確定冷卻水道的直徑d查21表4-30可知，當(dāng)時(shí)，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取冷卻水孔直徑12mm。5） 冷卻水道在管內(nèi)的流速： （4.4）6） 冷卻管道管壁與水的模轉(zhuǎn)熱系數(shù)平均水溫為23.5，查21表4-31的f=6.72，則： （4.5）7）冷卻水道導(dǎo)熱面積： （4.6）8） 冷卻水道總長(zhǎng)度： （4.7） 9） 冷卻水道根數(shù)：設(shè)每根水路長(zhǎng)約l=180mm冷卻水道的根數(shù)為： （4.8）所以，本次設(shè)計(jì)選為兩根冷卻水道。附圖：圖4.8 水道六、斜劃塊的設(shè)計(jì)圖4.9 斜劃塊的結(jié)構(gòu)利用成型塑件側(cè)孔的斜劃塊，在模具退出機(jī)構(gòu)的作用下沿斜導(dǎo)槽滑動(dòng)，從而使分型抽芯以及推出塑件同時(shí)進(jìn)行的一種形式。其

41、中：=10°（為滑塊傾斜角度）制品側(cè)孔深度h=1.4mm，抽芯距一般應(yīng)大于制品的側(cè)孔深度23mm，所以此時(shí)抽芯距為：S=h+（23）mm （4.9）這里取S=3.9mm。因?yàn)殚_模行程總距離為S開= 13+5+80+8=106 mm，其中頂出距離為S頂=18mm，所以滑塊高度取角度方向距離=88mm，為了便于加工，取80mm，下面加一8mm高的墊塊。如上圖結(jié)構(gòu)所示。七、模架的選擇根據(jù)所選設(shè)計(jì)的定模型腔的尺寸和設(shè)計(jì)的需要，采用塑料注射模中小型模架及技術(shù)要求中的型，其型號(hào)為： GB/T1255690其主要參數(shù)如下：凹模板厚度 =50mm凸模板厚度 =32mm墊塊厚度 =125mm模具的閉合

42、厚度 =341mm模板寬=500mm 長(zhǎng)=400mm座板寬=500mm 長(zhǎng)=400mm定模座板厚 =32mm動(dòng)模座板厚 =50mm墊塊寬度 =400mm推桿固定板 =20mm頂出底板厚度 =20mm頂出底板長(zhǎng)度 =148mm導(dǎo)柱 =30mm導(dǎo)套 =36mm推桿 =8mm第5章 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核一、最大注射量的校核K利G公G件+G廢式中 G公 注射機(jī)公稱質(zhì)量注射量K利 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，取0.8G件 塑件的質(zhì)量G廢 澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量塑件重量： （5.1）澆注系統(tǒng)重量： （5.2）則每次注射所需塑料量為：查表13.121注射機(jī)的最大注射量為：320g,故能滿足要求。二、鎖模力與注射

43、壓力的校核鎖模力可按FPm(nAz+Aj)校核式中 Pm 塑料注射壓力 Pm=80130Mpa,由于多腔注射，取Pm=130MpaAz 塑料在分型面上的投影面積（cm2）Aj 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）F 注射機(jī)額定鎖模力 XZY300注射機(jī)額定鎖模力為1500KN投影面積計(jì)算：估算：Az= （5.3）Aj=0.2Az=9122.4 （5.4）代入公式中得Pm=27x（45612+9122.4）=547.344KN由于F=6300KN，故滿足F>547.344KN，同樣X(jué)ZY-300的額定注射壓力175KN>130KN,也能滿足PMMA塑料的注射壓力要求。三、模具厚度H

44、與注射機(jī)閉合高度校核Hmin<H<Hmax式中Hmin 注射機(jī)允許最小模厚（285mm）Hmax 注射機(jī)允許最大模厚（355mm）預(yù)選模架500400，則模具閉合高度H=341mm。因?yàn)?55>341>285,所以能滿足要求。四、注射機(jī)開模行程的校核SKH1+H2+（510）mm式中 SK 注射機(jī)行程（SK=340mm）H1 脫模距離（頂出距離），H1=25H2 塑件高度+澆注系統(tǒng)高度H2=32+15=47 （5.5）則 H1+H2+10mm=47+25+10=82(mm)<340mm，故能滿足要求。五、PE的成型條件: 密度（g/ cm³） 0.910

45、.96 計(jì)算收縮率（%） 1.53.6 預(yù)熱溫度（） 140220 預(yù)熱時(shí)間（h） 12 料筒溫度（） 140220 模具溫度（） 4060 注射壓力（MPa） 6080 適用注射機(jī)類型 螺桿、柱塞均可六、模具工作原理游標(biāo)卡尺盒注塑模工作原理如圖5.1所示。其具體工作原理如下：圖5.1 模具裝配圖模具安裝在XZY-300的注射機(jī)上，首先動(dòng)定模先進(jìn)行合模。合模后，注射機(jī)通過(guò)噴嘴將PE熔料經(jīng)流道進(jìn)入型腔，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間保壓冷卻后塑件成型。開模時(shí)，動(dòng)模跟著動(dòng)模板運(yùn)動(dòng)，斜滑塊在動(dòng)模上，當(dāng)動(dòng)模往后運(yùn)動(dòng)時(shí)，斜滑塊通過(guò)接觸面帶動(dòng)滑塊橫向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)側(cè)孔的抽芯，當(dāng)動(dòng)模往后運(yùn)動(dòng)到一定距離時(shí)，推板被擋住，動(dòng)模繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，制件就被推桿從型芯上推出來(lái)，實(shí)現(xiàn)開模運(yùn)動(dòng)。合模時(shí)，在注射機(jī)的作用下，抽芯機(jī)構(gòu)通過(guò)過(guò)斜導(dǎo)柱和楔緊塊復(fù)位，脫模機(jī)構(gòu)通過(guò)復(fù)位桿復(fù)位，模具完全閉合后，完成合模，一個(gè)成型周期完成。第6章 典型零件工藝分析一、動(dòng)模嵌件圖6.1 動(dòng)模嵌件零件圖表6.1動(dòng)模嵌件加工流程序號(hào)工序名稱加工藝過(guò)程及要求工藝簡(jiǎn)圖1備料澆注T12的鋼錠，體積為1800的長(zhǎng)方形坯料。2鍛造鍛造至191mm×253mm×47mm方坯，每邊的留有5mm10mm的加工余量。3熱處理對(duì)鍛件進(jìn)行退火處理。