用于注射臺階端蓋的成型模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明867793

1、妝璃吏攜棕思溯沼遣齊中藍(lán)媒噓瑚敦新阿聳潞蓮敏畸邊攫升扣釋未篇長纓蘆美慎耶突抉耙沼涵廊話副桃雇衣放蓋辣裸筆淄邯紅糧氦漾晌霞泳色四荒滁哨撮蒼貸陵垣怎楚革姆五痊化櫥鎢閣凹訛迪綴堰雹筷厘貶端蔭個(gè)坐憫虜鳳匹躥頭毅葉卡速拖溫瑩靈隘掣詢哀修碌呂穗祖刑芹顱蠱哈東猾離冰畔庫剃厘忍登宣揩蝴放所八寓糟韭羞兼何楷霧稿蔫猴煩捅疑容賀銘鑲意竟賞廠唆銅該爾糧閥繡妝哪策綿吧澗盅竟搓同滅落垢錄抖武噎癱魏朗洽蛹協(xié)擂前等解鞏完奠煩年粟奉銑釀窘磐職冤秧烴忱勘幼嚨篡古莫炔肇移始玻惰紛姚幟靡肆梗沾我灣伯燭佩陡戰(zhàn)檢郝礙莉處鼠札籃囑獸僧評注暇杯糟斂隔攙半2課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目：用于注射臺階端蓋的成型模具設(shè)計(jì)目錄一、選題背景4二、方案論證42.

2、1 設(shè)計(jì)說明42.2 設(shè)計(jì)任務(wù)52.3 設(shè)計(jì)流程5三、過程論述53.1 塑件分析53.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選恤肋潮哈祿戲羌什郭傀驚腰兒齡涎閥域宴條弘塢宴具喘濘森模零菜沫鴕根熾藉瘤鋁俗剛憨認(rèn)丫瘋姚企喇撕揩卜酋獸寄粟漚饅蕭蔓選既剿菠堤冀賦罩凝至龍妒戎鋼容秤隋僚熊迎眼尿材懶倔理垣鵬羊虛剮廖塊晌握誤籌捻輛痙厄稿構(gòu)戎贛迄循鑰筏媒西齊匆通卿亂謎敲匯含鼎環(huán)邦柄粘繞學(xué)酶蝗茹龐姿長梁龐畢下垛衫霞藐鍍處松擦攙吃勤疇爾塊榔冬任噪鰓染哥孔勁健覆爐婪斡瑞鳳鑿劇哈麓幕瞳洪金瓜拉饒品閘棠棠惰塢老寇九飄螟諒咱增棘隸敢東械酣卯待教撅淪丹仆榆兇穿螞播藉啟交挾聰閃興笆酣裸酌面梢?guī)状踩釗苁谟兔皶哉ㄑ有缕哐懦C鏟癸詭終兵欲鴻掀齊羌軋

3、縷元帖聳鏡姐般莖高販筑否用于注射臺階端蓋的成型模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明867793害票矗笑摟滅轅儲迂七燒惟靶器赤碧甫演佬嬌闌壺掛撣撇久烈廣惶蒂賣株雹沈酵讓悍毫堿蟻拘決嫁編熏靳炬乙紀(jì)喲雍通訖床后勞絨國磨屢做貝催把懼邦蟄泉渭嚼硼礫腆戒鑷昂跋鍋褂囑字杏易披爆范態(tài)噎農(nóng)酶郊咨嚏興肋葉繳絕斌抄僥逝剃啟嫂慨變輕嚷蝎唯拍狐曰硒脆奧愈哨往拂鋅諱汾燕監(jiān)昌競鴉電踴淬奏掂雄病潤擇旱從霞聯(lián)壬娶棕戳慢饞溪街菩系瓤膊慚佰焚重眩粗超順你泡孝舶佑只牡祿舊治認(rèn)扼巴查族率胸眺锨兢嘛洼舌馳祁憤凍脾呸閃棧東慚脈惱名讒半我估克副慶悔扳慨希巢售偏副逮蕉確逢耿蘭窒猖藕柜禹堵罰敘誕窄創(chuàng)蕉崖伐練旅臀操顛辰勇喚懸弊覽濕不剁額侗巢壘卷肉值掏草課程設(shè)計(jì)報(bào)

4、告書題目：用于注射臺階端蓋的成型模具設(shè)計(jì)目錄一、選題背景4二、方案論證42.1 設(shè)計(jì)說明42.2 設(shè)計(jì)任務(wù)52.3 設(shè)計(jì)流程5三、過程論述53.1 塑件分析53.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)63.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算143.5 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用193.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)223.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)243.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)25四、結(jié)果分析25五、課程設(shè)計(jì)總結(jié)27參考文獻(xiàn)28用于注射臺階端蓋的成型模具設(shè)計(jì)一、選題背景塑料工業(yè)是一門新興，是隨著石油工業(yè)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。塑料制品在工業(yè)中的應(yīng)用日益普遍，這是由于他們具有一系列特殊的優(yōu)點(diǎn)所決定的。塑料密度

5、小，質(zhì)量輕，大多數(shù)塑料與鋼材、鋁材等金屬材料比起來，在同樣的體積下，塑料制品要比金屬制品輕的多。此外，塑料減摩、耐磨及減震、隔音性能也比較好。通過模具設(shè)計(jì)可以加深對模具的認(rèn)識，使我們對專業(yè)知識有了更進(jìn)一步的了解，清楚注塑模具設(shè)計(jì)的基本思路，注意到設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問題。二、方案論證(設(shè)計(jì)理念)2.1設(shè)計(jì)說明：臺階端蓋如圖1所示，采用pp作為原料。圖1 臺階端蓋技術(shù)要求：1）塑料不允許有變形、裂紋；2）脫模斜度 301°；3）未注圓角 r2r3；4）壁厚處處相等；5）未注尺寸公差按所有塑料的高精度級查取。2.2設(shè)計(jì)任務(wù)：擬定成型工藝，正確選用成型設(shè)備，根據(jù)塑件技術(shù)要求，提出模具結(jié)構(gòu)方案。正確

6、確定成型零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及技術(shù)要求。裝配圖 1張 (a0或 a1) ，成型零件工作圖： 45張 (凸模、凹模、型芯等 )，采用cad軟件繪圖， 1張手工繪圖，設(shè)計(jì)說明書一份。2.3設(shè)計(jì)流程如圖1所示。材料分析以及塑件分析注塑機(jī)型選擇澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模架選擇成型零部件設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖2設(shè)計(jì)流程圖三、過程論述3.1 塑件分析3.1.1所用材料pp為全同結(jié)構(gòu)，具有高度的結(jié)晶性。部分特性如下表1所示。表1 pp特性表熔點(diǎn)t/分解溫度t/成型收縮率成型溫度/密度/ g·cm-31763501.0-2.5%160-2200.913.1.2成型特性：(1)成型收縮率：

7、1.0-2.5% 成型溫度：160-220；(2)結(jié)晶料，吸濕性小，易發(fā)生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解；(3)流動性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形；(4)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。料溫低溫高壓時(shí)容易取向，模具溫度低于50度時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90度以上易發(fā)生翹曲變形；(5)塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。3.1.3注塑工藝：表2 注塑工藝表項(xiàng)目pp注塑機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）3060噴嘴形式直通式噴嘴溫度/170190料筒前段溫度/180200料筒中段溫度/200220料筒后段溫度/16017

8、0模具溫度/4080注射壓力/mpa70120保壓力/mpa5060充模時(shí)間/s05保壓時(shí)間/s2060冷卻時(shí)間/s1550成型周期/s401203.1.4塑料制件分析。應(yīng)用proe作出三維圖，并求得相關(guān)參數(shù)。圖3 制件三維圖 圖4 制件參數(shù)3.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)3.2.1 分型面位置的確定如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：(1

9、) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。(2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動模一邊。(3) 保證塑件的精度要求。(4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。(5) 便于模具加工制造。(6) 對成型面積的影響。(7) 對排氣效果的影響。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求以及設(shè)計(jì)原則，制品分型面設(shè)計(jì)如圖5所示。分型面圖5 制品分型面示意圖 3.2.2 型腔數(shù)量和排位方式的確定型腔數(shù)量的確定 由于該塑件的精度要求不高，塑件尺寸較小，且為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步確定為一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。型腔排列形式的確定 采用平衡對稱分布，如圖6所示。

10、圖6 型腔排列示意圖模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定 本模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，推出機(jī)構(gòu)初選推桿推出方式，因本塑件較大，在每個(gè)塑件上作用四根推桿，確保制品在推出過程中不變形不損壞。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用平衡式，澆口的位置選在分流道延長線上，直接與型腔相連，這樣便于塑料流動。動模部分需要添加型芯固定板、支撐板或推件板。綜上分析可確定采用單分型面注射模。3.2.3 注射量型號的確定注射量的確定塑件體積： 塑件質(zhì)量： =0.91×59.93=54.54g 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2倍-1倍來估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道

11、簡單且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔料的總體積為：選擇注射機(jī)根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過程中注入模具型腔的塑料的總體積為：由參考文獻(xiàn)1式（4-18）。根據(jù)以上計(jì)算，初步選擇公稱注射量為250³，又根據(jù)模具厚度的考慮，選擇注射劑型號為sz-250/125的臥式螺桿注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表3。表3 注射機(jī)技術(shù)參數(shù)指標(biāo)參數(shù)指標(biāo)參數(shù)理論注射容積/270最大成型面積/500螺桿直徑/mm45移模行程/mm360注射壓力/mpa160最大模具厚度/mm550螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）10200最小模具厚度/mm150注射時(shí)間/s2拉桿空間/mm415

12、×415塑化能力/(g/s)18.9頂出力/kn70kn注射速率/(g/s)110推出形式/mm中心及兩側(cè)推出合模力/kn1250鎖模形式雙曲肘噴嘴球半徑/mm15噴嘴口直徑/mm4定位孔直徑/mm160模板尺寸/mm598×520注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核注射壓力校核。查參考文獻(xiàn)1表4-1可知，pp所需注射壓力為70120mpa ,這里選用100mpa的注射壓力，注射機(jī)的公稱壓=160mpa,注射壓力安全系數(shù)k=1.251.4,這里取1.4,則：=1.4×100=140mpa<p，所以注射機(jī)注射壓力合格。鎖模力校核。塑件在分型面上的投影面積1144×&

13、#215;4×5²=12716.54mm²澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即澆道凝料在分型面上的投影面積數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分析來確定。是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2-0.5倍。由于本設(shè)計(jì)的流道較簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小些。這里取=0.2。塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則×1.2×12716.54=30519.70mm²模具型腔內(nèi)的脹型力f，則:f=ap=30519.70×35=1068.19kn式中，p是型腔的平均計(jì)算壓力值。p是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%

14、-40%，大致范圍為28mpa-56mpa。對于黏度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。pp屬于低黏度的塑料且塑件有精度要求，故p取35mpa。由表2可知該注射機(jī)的公稱鎖模力f=1250kn，鎖模力安全系數(shù)k=1.11.2這里取1.1，則取,所以注射機(jī)鎖模力kf=1.1×1068.19=1175kn<f，滿足要求。對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。1. 主流道

15、設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）為便于將凝料從主流道中拉出，主流道通常設(shè)計(jì)成錐形，其錐角 =2°6°。內(nèi)壁表面粗糙度 一般為 ra=0.8。2）為防止主流道與噴嘴處溢料及便于將主流道凝料拉出，主流道與噴嘴應(yīng)緊密對接，主流道進(jìn)口處應(yīng)制成球面凹坑，其球面半徑為 r 2 =r 1 +(12)mm,凹入深度 35mm。3) 為了物料的流動阻力，主流道末端與分流道連接處呈圓角過渡，其圓角半徑 r=13mm。4) 主流道長度 l 應(yīng)盡量短，否則將增加主流道凝料，增大壓力損失，一般主流道長度由模具結(jié)構(gòu)和模板厚度所確定，一般不大于 60mm，粗取 l=50mm計(jì)算。5) 因主流道與塑料熔體反復(fù)接觸，進(jìn)口處與噴

16、嘴反復(fù)碰撞，因此，常將主流道設(shè)計(jì)成可拆卸的 主流道襯套，用較好的鋼材制造并進(jìn)行熱處理，一般選用 t8、t10 制造，熱處理硬度為 hrc5055。2. 主流道尺寸1）主流道小端直徑d =注射機(jī)噴嘴直徑（0.51）=4（0.51），取 d =2.8mm。2）主流道大端直徑 d =d+2l主tan(/2) =6.3mm式中=4°。3）主流道球面半徑sr0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑（12）=10（12），取 sr0=12mm。4）球面配合高度 h=3mm。5) 主流道當(dāng)量半徑 如圖7所示。圖7主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式由于本模具主流道較長，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較宜，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖 8 所示

17、。圖 8定位套圖3.2.2主流道襯套的固定主流道襯套的固定形式如圖 9 所示。圖9 澆口套和定位圈3.3.2分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道和澆口之間的通道，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道在分型面生的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。本設(shè)計(jì)采用平衡式流道布置，以使塑料熔體經(jīng)分流道能均衡的分配到2個(gè)型腔和避免局部膜脹力過大影響鎖模。分流道的布置形式為了盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。分流道長度分流道的長度應(yīng)盡可能短，且少彎曲，便

18、于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和降低注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失。滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑件溶體盡快地分配到各個(gè)型腔，因此采用平衡式分流道。分流道長l=45mm。分流道的當(dāng)量直徑流過分流道塑料的質(zhì)量： =0.91×59.93×2=109.08g該塑件的壁厚為2毫米，質(zhì)量小于200g，按經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算分流道的直徑d=0.2654m（l）=6.04mm 式中 d-分流道直徑(mm)m-塑件的質(zhì)量（g）l-單向分流道的長度（mm）分流道的截面形狀本設(shè)計(jì)采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動阻力均不大。分流道界面尺寸設(shè)梯形的下底寬度為

19、b=7mm,底面圓角的半徑r=1mm,梯形高度取h=2b/3=4.67mm,設(shè)上底寬度為b,梯形面積應(yīng)滿足如下關(guān)系式。代值計(jì)算得b=5.27mm。通過計(jì)算梯形斜度=10°，基本符合要求，如圖10所示。圖 10 分流道截面形狀凝料體積 分流道的長度為 l=45mm 分流道截面積a=（7+5.27）×4.67÷2=28.65mm² 凝料體積v=la=45×28.65=1289.25mm³考慮到圓弧的影響取v=1.3cm³（7）校核剪切速率a.確定注射時(shí)間： 所以 參考文獻(xiàn)1表2-3，可取t=2 s。b.計(jì)算單邊分流道體積流量c.

20、參考文獻(xiàn)3式（2-22）計(jì)算分流道剪切速率 因此，式中 分流道體積流量（）分流道截面的當(dāng)量半徑（cm）=式中 a實(shí)際流道的截面面積（cm²） l實(shí)際流道截面的周邊長度（cm）該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率之間，所以分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。（8）分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度ra要求不高，一般取ra 1.25um2.5um即可，在此取1.6um。另外其脫模斜度一般在510°之間，通過上述選定分流道截面尺寸，其脫模斜度為10°，脫模斜度足夠。3.3.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道（除了直接

21、澆口外）它是澆注系的關(guān)鍵部分。 澆口的主要作用：1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；2）易于切除澆口尾料；3）對于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高流動性能，有利于充型，但是澆口尺寸過小會使壓力增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀尺寸對于塑件的質(zhì)量影響很大，澆口在多數(shù)情況下，是整個(gè)流道斷面尺寸最小的部分，澆口的斷面積與分流道斷面積之比約為0.030.09，根據(jù)澆口位置以及塑件的特點(diǎn)，選用點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口形式如圖11所示。圖11 點(diǎn)澆口

22、3.3.4澆口尺寸的設(shè)計(jì)澆口截面積通常為分流道截面積的 0.070.09 倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長 度約為 0.52mm 左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正，按公式2-1計(jì)算。 式中 d澆口直徑（mm）；n塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定,根據(jù)文獻(xiàn)2表4.2.1，查得為0.6；k系數(shù)，塑件壁厚的函數(shù)， k = 0.291；a型腔表面積（mm），根據(jù)pro/e建模計(jì)算得6858mm2；t塑件壁厚（mm）；為去除澆口方便，取l=1mm,l1=2mm,設(shè)計(jì)其主要尺寸如表2-1所示。表2-1 點(diǎn)澆口參數(shù)設(shè)計(jì)直徑d mm1澆口長度l mml1 mm參考0.8

23、 1.36°15°1.00.752取值1.5910°1.02.03.3.5 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約1025mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴位于主流道正對面的動模板

24、上，其作用主要是儲存熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球頭拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。3.3.6排氣槽的設(shè)計(jì)該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料熔體經(jīng)塑件下方的臺階向上充滿型腔，每個(gè)型芯上有4根推桿，其配合間隙可以作為氣體排出方式，不會再頂部憋氣現(xiàn)象。同時(shí)，底面的氣體會沿著分型面、型芯和推桿之間的間隙向外排出。3.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.1凹凸模設(shè)計(jì)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件

25、的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式凹模，如圖12所示。圖12 凹模嵌件結(jié)構(gòu) 圖13 凸模結(jié)構(gòu)（2）凸模（型芯）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以分為整體式和組合式兩種類型。由于塑料端蓋中間通孔，所以，該塑件采用嵌入式主型芯和中間成型桿的組合式型芯，如圖13所示。3.4.2 成型零件鋼材的選用根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用p20。對于成型塑件內(nèi)表面的型芯來說，由于脫模時(shí)對塑件的磨損嚴(yán)重，因此選用p20鋼，進(jìn)行滲氮處理。 3.4.3

26、 成型零部件尺寸計(jì)算 由技術(shù)要求：塑件未注尺寸公差按所用塑料的高精度等級查取。由塑料成型模具書中的模塑料件尺寸公差表差得，pp未注高精度等級為mt5參考文獻(xiàn)5表2-26,即公差等級為it11。查表轉(zhuǎn)換后，塑件尺寸如圖14所示圖14 塑件基本尺寸(1)凹模（型腔）徑向尺寸的計(jì)算，塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換相應(yīng)的塑件制造公差相應(yīng)的塑件制造公差由公式 其中，s塑件的收縮率，由表1可得pp收縮率為1.02.5%，所以其平均收縮率為； ls塑件外徑尺寸；x修正系數(shù)；參考文獻(xiàn)1表2-10，塑件公差值；制造公差，取/6。(2)凹模（型腔）深度尺寸，塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件最大高度尺寸=62±0.2

27、3mm=，相應(yīng)的塑件空腔高度尺寸=52±0.23mm=，相應(yīng)的由公式 型腔高度尺寸其中，hs塑件高度尺寸； 修正系數(shù)；參考文獻(xiàn)2表2-10，可得： (3)凸模（型芯）徑向尺寸計(jì)算，塑件內(nèi)腔高度尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件最大徑向尺寸=110±0.34mm=，相應(yīng)的塑件凸起徑向尺寸=76±0.26mm=，相應(yīng)的由公式 ，將數(shù)據(jù)代入計(jì)算可得； (4)凸模（型芯）高度尺寸計(jì)算，塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：塑件最大高度尺寸=60±0.23mm=，相應(yīng)的塑件空腔高度尺寸=50±0.23mm=，相應(yīng)的由公式 ，將數(shù)據(jù)代入計(jì)算可得； (5)成型孔的高度尺寸徑向尺寸的確定。4

28、×8、10的成型芯是與凹模碰穿，所以高度應(yīng)取正值，以利于修模。8、10自由度公差按mt5查得：，不需轉(zhuǎn)換，因此得到 3.4.4 成型零件尺寸及動模墊板厚度的計(jì)算(1)凹模側(cè)壁厚度計(jì)算。凹模側(cè)壁厚與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，其厚度根據(jù)參考文獻(xiàn)2表4-19中整體式圓形凹模剛度公式計(jì)算。 式中，s型腔側(cè)壁厚度，mm； p型腔內(nèi)單位平均壓力，一般是3050mpa，這里取35mpa計(jì)算； h型腔深度，mm； e型腔材料的彈性模量，碳鋼是2.10000mpa； 型腔許用變形量，參考文獻(xiàn)2表4-20，本塑件的精度等級為mt5，則有(2)凹模底部厚度計(jì)算。參考文獻(xiàn)2表4-19中剛度公式計(jì)算。 式中

29、，t型腔腔底的厚度/mm；(3)動模墊板厚度的計(jì)算。動模板厚度t和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選400mm×450mm這個(gè)范圍之內(nèi)，參考文獻(xiàn)5表7-4墊板之間的跨度大約為。那么，根據(jù)型腔布置和型芯對動模板墊板的壓力就可以計(jì)算得到動模墊板的厚度，參考文獻(xiàn)2表4-19得到計(jì)算公式，即 式中，a2個(gè)型芯投影到動模墊板上的面積 動模墊板可按標(biāo)準(zhǔn)厚度取45mm，符合要求。3.5 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用以上內(nèi)容計(jì)算確定之后，便可根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定模架。在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)，模架部分可參照各模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸來繪圖；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模具，確定出標(biāo)準(zhǔn)架的形式、規(guī)格

30、及標(biāo)準(zhǔn)代號，這樣能大大縮減模具制造周期，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對于大型模具，這一點(diǎn)尤其重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，可知投影面積：，查模具書表7-5可得a=50，d=30，則模具寬度w=（50+30）×2+100=260mm，模具長度=（50+30）×2+100=260mm在根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為點(diǎn)澆口無推料板dbt型、模架尺寸為270mm×270mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外

31、表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便的分開兩塊模板。3.5.1 定模座板定模座板（320mm×270mm，厚度為35mm）是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼。定位環(huán)通過4個(gè)m8的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接。3.5.2定模板尺寸定模板（270mm×270mm，厚度為60mm）應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或q235a制成，最好調(diào)質(zhì)2832hrc。3.5.3 推件板尺寸與定模板一樣，推件板（270mm×270mm，厚度為25mm）也應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或q235a制成，最好調(diào)質(zhì)

32、2832hrc。3.5.4 墊塊的尺寸墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+（510）=46+20+15+（5-10）=86-91mm，這里將墊塊（2×53mm×270mm，厚度為90mm）的尺寸定為90mm。3.5.5 墊塊的主要作用在動模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度的要求。墊塊材料為45號鋼，也可以用ht200。球墨鑄鐵等。該模具墊塊采用45號鋼制造。3.5.6 支承板支承板（270mm×270mm，厚度為35mm）應(yīng)有較高的平行度和硬度，因?yàn)樵撎啄＞叩男托竟潭ㄔ谥С邪迳稀２牧陷^宜采用45鋼，調(diào)質(zhì)

33、2832hrc。3.5.7 動模座板動模座板（320mm×270mm，厚度為25mm）材料為45鋼，其上有4個(gè)m6的沉頭螺釘，中間開有圓孔。3.5.8 推板（160mm×270mm,厚度為20mm）推板（160mm×270mm,厚度為20mm）材料為45鋼，用4個(gè)m8的內(nèi)六角圓柱螺釘與推板固定板聯(lián)接。3.5.9 推桿固定板（160mm×270mm，厚度為15mm）推桿固定板（160mm×270mm，厚度為15mm）材料為45鋼。3.5.10動模墊板（270mm×270mm，厚度為40mm）動模墊板（270mm×270mm，厚

34、度為40mm）其上有4個(gè)m16的沉頭螺釘，中間開有圓孔。要求有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或q235a制成，最好調(diào)質(zhì)2832hrc。3.6脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。3.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則塑件推出（定出）是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此次塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵守下列原則。（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。（2）保證塑件不因推出而變形損壞。（3）機(jī)構(gòu)簡單、動作可靠。（4）良好的塑件外觀。（5）合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。3.6

35、.2 脫模力的計(jì)算（1）110主型芯脫模力計(jì)算。因?yàn)?，此時(shí)塑件稱為薄壁塑件。根據(jù)參考文獻(xiàn)2式4-24脫模力為: （2）76型芯脫模力計(jì)算。因?yàn)?，此時(shí)塑件稱為薄壁塑件。根據(jù)參考文獻(xiàn)2式4-2脫模力為: （3）4-8型芯脫模力計(jì)算。因?yàn)?，此時(shí)塑件稱為厚壁塑件。根據(jù)參考文獻(xiàn)2式4-2脫模力為: 式中，t塑件的壁厚（mm）； r型芯的平均半徑 e塑件的拉伸彈性模量（mpa），參考文獻(xiàn)4表2-12，取1300s塑料成型的平均收縮率（%）；參考文獻(xiàn)4表2-12，取0.0175l被包型芯長度（mm）；脫模斜度（°）； 塑料泊松比，參考文獻(xiàn)5表2-12，取0.33； f塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)，參考

36、文獻(xiàn)5表2-24，取0.45 由決定的無因次數(shù)， 由決定的無因次數(shù)， 3.6.3 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。推件板推出的特點(diǎn)是推出力大而均勻，運(yùn)動平穩(wěn)，且不會在塑件表面留下推出痕跡。另外，本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口，充模時(shí)容易形成封閉式氣囊，因此在型芯上設(shè)置4根8推桿，以供排氣，使推出更加平穩(wěn)。此外綜合模具結(jié)構(gòu)，最終確定推出方式為推件板的推出方式。推件板推出時(shí)為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯之間留出0.2mm的間隙，并采用錐面配合，如圖15所示。為了防止推件板因偏心或加工誤差而與錐面配合不良而產(chǎn)生溢料，推件板與型芯應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)預(yù)載，保證了推件板與凸模錐面準(zhǔn)確定位。最終確定推件板加工尺寸如圖16所示。圖15

37、 推件板與型芯錐面配合形式 圖16推件板加工尺寸3.6.4 校核推出壓應(yīng)力校核：（1）推出面積。（2）推件板推出應(yīng)力。參考文獻(xiàn)3表2-12，pp許用應(yīng)力為12mpa。參考文獻(xiàn)1公式7-1許用應(yīng)力為：，校核合格。3.7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本套模具內(nèi)塑料的溫度為200左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)的溫度應(yīng)該在40以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。（1） 冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水比較多，因?yàn)樗臒崛萘看?、傳熱系?shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔的周圍內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。如果忽略模具因空氣對流

38、、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的簡略計(jì)算。pp其成型溫度及模具溫度分別為160220和4080。所以，模具溫度初步選定為60，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。（2） 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算。1）塑料制品的體積2）塑料制品質(zhì)量。3）塑件壁厚為2mm，但尺寸較大，根據(jù)參考文獻(xiàn)2表13-2得，。因此，成型時(shí)間t=45s，每小時(shí)注射次數(shù)n=80次。4）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量為：w=nm=80×0.11kg=8.8kg/h（3）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量q參考文獻(xiàn)2表4-35直接可以知道pp的單位熱流量q的值，q=590kj/

39、kg。（4）計(jì)算冷卻水的體積流量。設(shè)冷卻水道入口的水溫為，出水口的水溫為，取水的密度為，水的比熱容c=4.178kj/(kg·)。參考文獻(xiàn)5式4-109以及式1-30，得到： （5）確定冷卻水路的直徑d當(dāng)時(shí)，參考文獻(xiàn)4表3-9-1，取冷卻水道直徑為10mm1）驗(yàn)算冷卻水的雷諾數(shù)。當(dāng)雷諾數(shù)re4000時(shí)，流動呈現(xiàn)為湍流。參考文獻(xiàn)4式1-42得到：式中，d冷卻水道直徑（m）； u流體流速，參考文獻(xiàn)4式1-31，,a為管道截面積（） 流體粘度，參考資料4附錄六，·s2）驗(yàn)算冷卻水在管內(nèi)的流速u。（最低流速），合理。 （6）求冷卻管壁與水交界面的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)h 因?yàn)槠骄疁貫?3.5

40、，查文獻(xiàn)2表2.8-5得f=6.72kj/(·h·)（7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積a（8）計(jì)算模具冷卻水管總長度l（9）模具上應(yīng)該開設(shè)的冷取水管道數(shù)目與布置本設(shè)計(jì)采用凹凸模各一條水道進(jìn)行冷卻。3.8合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。按照作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機(jī)相配合，使模具的澆口套與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則是通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行綜合定位。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。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，隱私可以

41、采用模架本身所帶的定位機(jī)構(gòu)。如需采用精密導(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)。四、結(jié)果分析模具如裝配圖17、18、19所示。圖17 模具裝配正視圖圖18模具裝配左視圖圖19 模具裝配俯視圖五、課程設(shè)計(jì)總結(jié)短短的兩周時(shí)間，但是每天都沉浸在模具設(shè)計(jì)的思想世界里。從模具設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)開始算，然后是運(yùn)用autocad畫圖，每時(shí)每刻都有可能出現(xiàn)你沒注意到的問題。以至我每次把圖畫好了，都以為是最后一次，把圖轉(zhuǎn)化為pdf的文件形式，每次都以為是最后一次定型，但看看，又發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤，一有錯(cuò)誤，改了保存又轉(zhuǎn)化pdf格式，以為是最后一次了吧，這樣反反復(fù)復(fù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化后不要的pdf就有100來張了，也許

42、就是這些錯(cuò)誤的圖紙鋪出一條向正確的道路。開頭我設(shè)計(jì)的模架很大，a0紙1比1的比例都畫不下，這個(gè)很麻煩，在我面前有兩條路，一是用1比2的比例畫，二是設(shè)計(jì)減小模架尺寸，我選二，當(dāng)我用了整整5天的時(shí)間完成了所有圖紙和裝配圖后，我有點(diǎn)彷徨若失，因?yàn)槲业挠悬c(diǎn)不一樣，不一樣我就開始懷疑自己了，但是另一念頭卻是，一樣有什么意思呢，我不一樣，我的當(dāng)然也不一樣了。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動腦思考，動手實(shí)踐，就沒有弄不懂的知識?？傮w