鼠標上蓋注射模具設計

1、中山火炬職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)項目鼠標上蓋注射模具設計姓 名 鐘文平 班 級 模具（053）班 學 號 0503010331 所 在 系 光機電工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 指導教師 蘇開華 完成時間 2008 年 5 月 30 日摘要本課題主要是針對盒蓋的模具設計,通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細的設計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設計的主要任務是盒蓋注塑模具的設計。

2、也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點澆口的雙分型面注射模具。由于塑件內(nèi)側(cè)有四個小凸臺，無法設置斜導柱，固采用活動鑲件的結(jié)構(gòu)形式。其優(yōu)點在于簡化機構(gòu)，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本。通過模具設計表明該模具能達到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞： 塑料 模具 盒蓋目錄1前言12產(chǎn)品技術(shù)要求和工藝分析42.1產(chǎn)品技術(shù)要求42.2塑件的工藝分析42.2.1塑件結(jié)構(gòu)工藝性：42.2.2塑件工藝性分析42.3.塑件材質(zhì)工藝性42.4成型工藝性53擬定成型方案及動作原理63.1分型面位置的確定63.2成型方案的列出73.3成型方案的選定73

3、.4模具動作原理及結(jié)構(gòu)特點83.5澆注系統(tǒng)的設計84注塑機的選擇及成型零件的設計104.1注塑機的選擇104.2注塑機相關(guān)參數(shù)的校核114.3模具成型部分的結(jié)構(gòu)設計125脫模機構(gòu)設計155.1定距導柱機構(gòu)設計155.2型芯的結(jié)構(gòu)設計155.3推出機構(gòu)的設計165.4冷卻系統(tǒng)的設計165.5成型零件的加工工藝165.5.1動模型芯加工工藝過程165.5.2 活動鑲件11加工工藝過程175.5.3 活動鑲件加工工藝過程185.6模具的安裝調(diào)試及維護18結(jié)論20致謝21參考文獻221前言隨著中國當前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)

4、已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在

5、注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次畢業(yè)設計的主要任務是盒蓋注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設計，使我對點澆口雙分型面模具的設計有了較深的認識。同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準、期刊等，結(jié)合教材上的知識也對注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設計積累了一定的經(jīng)驗。注塑模亦稱注射模，其成型原理是將塑料從注塑機的料斗送進加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔化

6、呈流動狀態(tài)后，在柱塞和螺桿的推動下，熔融塑料被壓縮并向前移動，進而通過料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔之中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經(jīng)冷卻固化后即可保持模具腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。這樣在操作上完成了一個周期的生產(chǎn)過程。通常，一個成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等，時間的長短取決于塑件的大小、形狀和厚度、模具的結(jié)構(gòu)、注射機的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素。 盒蓋是流線形結(jié)構(gòu),使用二維繪圖難以描述，本課題采用Pro/E軟件對盒蓋制品及模具進行了三維造型，采用Pro/E的數(shù)值模擬技術(shù)和經(jīng)驗設計計算相結(jié)合的方法優(yōu)化設計,同時仿真了塑料熔體在型腔內(nèi)的充模流動以及冷卻

7、分析過程，預測了缺陷產(chǎn)生的臨界條件，優(yōu)化了工藝方案及工藝參數(shù)，降低了缺陷出現(xiàn)的可能性。利用參數(shù)化實體造型的方法，為更加高速、快捷的造型、生產(chǎn)提供了一種切實可行的辦法。生成的模型數(shù)據(jù)可以直接導入數(shù)控機床進行三維加工。目前，國內(nèi)在產(chǎn)品外觀零件設計制造方面的研究還處于初級階段，與發(fā)達國家的差距很大。由于電器產(chǎn)品美觀性的要求，零件外形多為復雜曲面，傳統(tǒng)的設計方法在對零件成形過程分析以及對產(chǎn)品存在缺陷的處理方面顯得無能為力，產(chǎn)品成形過程數(shù)值模擬技術(shù)跟不上的現(xiàn)狀己經(jīng)成為制約產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的一個瓶頸。面對日益激烈的國際競爭，必須緊跟國際先進水平，不斷提高產(chǎn)品外觀零件的質(zhì)量，降低設計和生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)周期。

8、因而，盒蓋成形技術(shù)的研究與開發(fā)具有相當重要的理論意義和實用價值。以此作為一個突破口，帶動和促進相關(guān)產(chǎn)品外觀零件注塑成形技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當快，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右，而在整個塑料模具市場以注塑模具需求量最大。隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展，許多企業(yè)開始追求提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,縮短設計周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力等目標。新興的模具CAD技術(shù)很大程度上實現(xiàn)了企業(yè)的愿望。近年來，CAD技術(shù)的應用越來越普遍和深入,大大縮短了模具設計周期, 提高了制模質(zhì)量和復雜模具的制造能力。當今社會產(chǎn)品的外形設計越來越重要。產(chǎn)品的包

9、裝外形對銷售市場的占有率越來越給商家重視，和消費者的青睞。據(jù)了解和數(shù)據(jù)顯示在產(chǎn)業(yè)不斷更新?lián)Q代的同時對附屬的硬件就如我現(xiàn)在所設計的盒蓋蓋要求也不斷提高.尤其國外企業(yè)在中國的需求更加廣泛了.怎樣能提鼠標上蓋的生產(chǎn)效率及質(zhì)量是重要環(huán)節(jié)瓶蓋的注射模具設計的好與壞起至關(guān)重要的作用,作為IT產(chǎn)業(yè)重要組成部分之一鼠標，它的結(jié)構(gòu)設計及質(zhì)量也是非常重要的。目前，主要采用注射成型的方法得到瓶，用這種方法生產(chǎn)的優(yōu)點是：成型周期短，能一次成型外形復雜的結(jié)構(gòu)，對各種塑料的適應性強，生產(chǎn)效率高。塑料飲料盒蓋蓋采用的材料主要有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等，常采用其作為塑料飲料瓶蓋材

10、料。在目前激烈的市場競爭中，產(chǎn)品投入市場的遲早往往是成敗的關(guān)鍵。模具是高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品生產(chǎn)工具，模具開發(fā)周期占整個產(chǎn)品開發(fā)周期的主要部分。因此客戶對模具開發(fā)周期要求越來越短，不少客戶把模具的交貨期放在第一位置，然后才是質(zhì)量和價格。因此，如何在保證質(zhì)量、控制成本的前提下縮短模具開發(fā)周期是值得認真考慮的問題。綜合以上情況，本論文主要是完成符合當今社會所需求的鼠標上蓋的設計.也是本人利用所學的知識和自己的創(chuàng)造力應當今IT企業(yè)對優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的要求所做出的貢獻。本文將對盒蓋成型的幾個關(guān)鍵問題:盒蓋制品外形的設計與建模、最佳成型方法的選擇，分析最佳成型工藝，模具設計并進行理論和試驗研究。1 瓶蓋制品外形設

11、計本課題利用PRO/ENGINEER軟件對盒蓋進行實體建模，PRO/E的圖形設計是基于三維的，它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。生成的模型直觀，立體感強，可以在任何角度進行觀察。另外系統(tǒng)還能計算出實體的表面積、體積、重量、慣性距、重心等。使設計者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立體圖生成三視圖，大大提高工作的效率和準確性。2 最佳成型方法的選擇比較幾種可用于成型鼠標外殼這種薄壁單分型面制品的常用塑料加工方法，根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)和使用要求選擇合理的成型方法。3 分析最佳成型工藝盒蓋為薄壁制件，比表面積大，可能的工藝方案較多，工藝方案的優(yōu)劣直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效率。本文在對塑

12、件進行分析的基礎上，確定并優(yōu)化了工藝方案。具體內(nèi)容如下：(1)對塑件成型工藝性進行分析，對可能的工藝方案進行比較分析，初步得出可能的工藝方案以及其可行的條件。案。4 模具設計1） 模具結(jié)構(gòu)分析和確定針對鼠標上蓋尺寸小，精度高的特點，根據(jù)工藝方案和零件的形狀特點、精度要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件、操作方便與安全的要求，對模具進行分析，確定模具的合理結(jié)構(gòu)。2）模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計根據(jù)模具結(jié)構(gòu)型式和特點，確定模具工作、導向以及固定等并確定模具主要零件的形式以及尺寸。(2)根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)及成型要求，確定工藝方本研究的主要目的是通過一個具有代表性模具的分析研究，從而達到掌握具有復雜曲面模具的設計制

13、造以及加工的方法。2產(chǎn)品技術(shù)要求和工藝分析2.1產(chǎn)品技術(shù)要求塑料零件的材料為PE(聚乙烯)乳白色，其表面要求無凹痕。此塑件上有三個尺寸有精度要求：零件上有多個尺寸有精度要求，分別是：68.2+0.75,5.2+0.28,66+0.52均為MT7級塑料精度，屬于中等精度等級，在模具設計和制造過程中要嚴格保證這些尺寸的精度要求。其余尺寸均無精度要求為自由尺寸，可按MT10級精度查取公差值。2.2塑件的工藝分析2.2.1塑件結(jié)構(gòu)工藝性：盒蓋尺寸見圖一、圖二整體尺寸71mm×52mm外部由長方形體并到角形成，內(nèi)部由一長方形腔但有四個寬度為1.2mm高1mm寬的長方形凸臺構(gòu)成，盒蓋屬于外部配件

14、，表面精度要求較高，尺寸精度要求不高。2.2.2塑件工藝性分析(1)該塑件尺寸較大且要求塑件表面精度等級較高，無凹痕。采用點澆口流道的雙分型面型腔注射模可以保證其表面精度。(2)該塑件為中小批量生產(chǎn)，且塑件的形狀較復雜。為了加工和熱處理，降低成本，該塑件采用活動鑲件的結(jié)構(gòu)，簡化結(jié)構(gòu)，降低模具的成本。2.3.塑件材質(zhì)工藝性此盒蓋是采用PE(聚乙烯)注塑成的。查相關(guān)手冊可知聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時采用的壓力不同可分為高壓、中壓和低壓三種。低壓聚乙烯比較硬、耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好。聚乙烯無毒、無味、呈乳白色。聚乙烯有一定的機械強度，但和其他塑料相比其機械強度低，表面硬度差

15、。聚乙烯有高度的耐水性。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。低壓聚乙烯的使用溫度為100左右。聚乙烯耐寒，在-60時仍有較好的機械性能，-70時仍有一定的柔軟性。常用熱塑性塑料成型特點聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向上的收率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強行脫模。2.4成型工藝性查模具設計與制造簡明手冊常用塑料注射成型工藝參數(shù)：預熱和干燥溫度：80-120，時間：1-2小時；料筒溫度：后段16

16、0-180，中段：180-200，前段200-220；模具溫度：80-90；注射壓力：700-1000公斤力/cm2；成型時間：注射時間20-60秒，保壓時間0-3秒，冷卻時間20-90秒，總周期50-160秒；螺桿轉(zhuǎn)速：48轉(zhuǎn)/分。不需后處理。3擬定成型方案及動作原理3.1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)設計、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應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：a)保證塑料制品能

17、夠脫模這是一個首要原則，因為我們設置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個原則，分型面應首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應呈縮小趨勢，不應有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。b)使型腔深度最淺模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響：1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時間越長，影響模具生產(chǎn)周期，同時增加生產(chǎn)成本。2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。3)型腔深度越深，在相同起模斜

18、度時，同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大，如圖2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時應盡可能使型腔深度最淺。c)使塑件外形美觀，容易清理盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應避免設在塑件光滑表面上。d)盡量避免側(cè)向抽芯塑料注射模具，應盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因為側(cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時耗財，制造成本顯著增加，故在萬不得己的情況下才能使用。e)使分型面容易加工分型面精度是整個模具精度的重要部

19、分，力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。g)使側(cè)向抽芯盡量短抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度。h)有利于排氣對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時應有利于排氣。按此原則，分型面應設在注射時熔融塑料最后到達的位置，而且不把型腔封閉。綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單

20、制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。3.2成型方案的列出對于設計盒蓋注塑模具，有以下三個成型方案可供選擇：方案一（1）分型面：A-A為第一分型面；B-B為第二分型面，動模型心和活動鑲件形成內(nèi)部形狀，定模型心形成外部形狀；分型面位置（2）型腔布置：采用一模一腔澆注系統(tǒng)：從中心進澆，（4）排氣：分型面排氣；（5）模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；（6）抽芯機構(gòu)：由主型芯和活動鑲件組成型芯，型芯自動脫出，活動鑲件由人工取出（7）脫模機構(gòu)：推板脫模,推B-B面。方案二（1）分型面：第一分型面；為第二分型面；（2）型腔布置：，采用一模兩腔；（

21、3）澆注系統(tǒng)：從側(cè)面進澆，（4）排氣：分型面排氣；（5）模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；（8）抽芯機構(gòu)：內(nèi)側(cè)抽芯斜機構(gòu)3.3成型方案的選定對比兩個成型方案，最終選定方案一。這是因為：方案二因為盒蓋屬于薄壁零件，從內(nèi)側(cè)直接進澆容易保證盒蓋表面光滑，但由于注射壓力直接作用在塑件上，容易在進料處產(chǎn)生較大的殘余應力而導致塑件翹起變形。且盒蓋屬于中小批量生產(chǎn)，節(jié)約成本。因而采用方案一另外，方案二的抽芯機構(gòu)不好設置。方案一可以采用自動推出塑件，再由人工取出活動鑲件和凝料，使塑件順利脫模，而方案二抽芯機構(gòu)雖然效率較高，但較復雜，很難實現(xiàn)自動抽芯，成本高。綜上所述，最終確定的成型方案為方案一。3.4模具動作原理及結(jié)構(gòu)特點

22、動作原理該注塑模具采用點澆口式雙分型面模具。開模時，第一次分型面在定距導柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時，推板由于推桿在液壓機構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動鑲件從動模上推下，活動鑲件隨塑料件一起被推出機構(gòu)推出模外，然后用手工或?qū)Ｓ霉ぞ邔⒒顒予偧乃芗腥〕觯榱讼乱来伟卜呕顒予偧?，推桿必須預先復位。）再將其放入模腔中進行下一次注射成型。結(jié)構(gòu)特點成型部分由動模型芯、活動鑲件和活動鑲件來形成塑件產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由定模板型腔6來形成塑件產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)：采用冷流道結(jié)構(gòu)，脫落澆注系統(tǒng)凝料需一定開模行程。注塑機暫停工作時，需要對冷流道凝料進行清除。脫模機構(gòu)：塑料件內(nèi)部有四個小

23、凸臺。所以無法設置斜導柱或斜滑塊。故采用活動鑲件，在合模前人工將鑲件定位與動模板中。開模時，第一次分型在定距導柱的作用下自動的將凝料拉出并拉斷在定模板中；第二次分型是活動鑲件隨塑件一起被推出機構(gòu)推出模外，然后用工具取出塑件和去除凝料，再將活動鑲件放入型腔中進行下一次注射成型。復位機構(gòu)：在合模的過程中，在復位彈簧的作用下，從而帶動復位桿推使桿固定板和推板復位。冷卻系統(tǒng)：此注塑模因塑件結(jié)構(gòu)較簡單，故設置了二個環(huán)形的冷卻水道。導向機構(gòu)：此注塑模中的導向部分主要有兩種：一是動、定模之間的導柱導套，二是定模座板和動模板之間的定距導柱。排氣系統(tǒng)：分型面排氣。3.5澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和

24、熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機噴嘴進入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。主流道的設計主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應嚴密接觸以避免高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1-2mm；主流道小端直徑應比噴嘴孔直徑約大0.5-1mm，常取4-8mm，視制品大小及補料要求決定。大端直徑應比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜過大，一般取2°6°。澆口設計澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、

25、輪輻澆口、點澆口、潛伏式澆口、護耳澆口、直澆口等。鑒于盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，選擇點澆口。對于設計的盒蓋，由于其內(nèi)形狀雖然規(guī)則但較復雜，屬于小批量生產(chǎn)。故宜采用雙分型面點澆口。故在安排型腔時，最好采用一模一腔的形式，以方便節(jié)約產(chǎn)品的成本，簡化機構(gòu)。設計的盒蓋注塑模具的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布及尺寸6點澆口因采用點澆口式澆注系統(tǒng)，所以不設冷料井。4注塑機的選擇及成型零件的設計4.1注塑機的選擇本次設計與實際在工廠中的設計有所不同。工廠中的注塑機是已有固定的，模具設計人員通常都是根據(jù)車間內(nèi)的注塑機來確定最大的之間產(chǎn)量，即是說廠中的注塑機選擇是有限的。而在本次設計中，我們選擇注塑即的原則則是按我們想象中的產(chǎn)品產(chǎn)量和

26、實際的塑件形狀來選擇任何一款注塑機，最后校核能滿足使用要求即可。這樣同樣也可以達到訓練的目的。盒蓋體積的計算根據(jù)塑件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到可得出盒蓋體積V盒蓋=15043mm3盒蓋質(zhì)量的計算查模具設計與制造簡明手冊.常用熱塑性塑料主要技術(shù)指標可知PE的密度為0.910.96g/cm3,計算可得盒蓋的質(zhì)量M盒蓋=16.043cm3×0.935g/cm315g.滿足注射量V機V塑件/0.8式中V機額定注射量（cm2）V塑件塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm2）V塑件/0.8=15.043/0.8=18.8cm3塑料注射機參數(shù)查模具設計與制造簡明手冊P.103.表2-33熱塑性塑

27、料注射機型號和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)（2）計算所得的總體積和質(zhì)量可初選XS-ZS-22機。塑料注射機參數(shù)的規(guī)格如下表-1螺桿(柱塞)直徑（mm）25、20噴嘴球半徑（mm）12注射容量（cm3或g）30、20孔直徑（mm）2注射壓力（/MPa）75、115頂出四側(cè)設有頂桿，機械頂出鎖模力（/kN）250最大注射面積（cm2）90模具厚度（mm）最大180拉桿空間（mm）235最小60定位孔直徑（mm）125+0.06表-1塑料注射機基本參數(shù)選標準模架根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查表選用：A3-160160-18-Z2定模板厚度：A=25mm動模板厚度：B=2

28、0mm墊快厚度：C=50mm模具厚度H=40+A+B+C=(56+25+20+50)mm=151mm模具外形尺寸160mm×160mm×151mm4.2注塑機相關(guān)參數(shù)的校核注塑壓力的校核查模具設計與制造簡明手冊P47表3-1常用熱塑性塑料注射成型工藝參數(shù)注射壓力80MPa<115MPa(選擇的注塑機實際注射壓力)，合乎要求。鎖模力的校核鎖模力是指當高壓熔體充滿模具型腔時，會在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個很大的力，力圖使模具分型面漲開，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總的投影面積乘以型腔內(nèi)塑料壓力。作用在這個面上的力應小于注塑機的額定鎖模力F.由（1）可知注射壓力P0=75115MP

29、a(取100)，實際的模具型腔及流道塑料熔體的平均壓力P=kP0(k為損耗系數(shù)，取值范圍1/31/4)，P0=0.3×100=30MPa塑件投影面積由圖-2可大概算出A1=52.84×71.9=3796mm2澆注系統(tǒng)投影面積，因為為點澆口澆注系統(tǒng)，故A20所以，注塑盒蓋時所需的鎖模力F=3796×25=94.9KN<115KN;所以，鎖模力合乎要求。模具與注塑機裝模部位相關(guān)尺寸的校核各種型號的注塑機安裝部位的形狀尺寸各不相同。設計模具時應校核的主要項目有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸等。現(xiàn)校核如下：a)、噴

30、嘴直徑：主流道始端口徑3mm>噴嘴孔直徑2mm;合乎要求b)、定位孔與定位圈的尺寸校核：定位圈直徑100mm<125mm；合乎要求；c)、最大模厚與最小模厚的校核：從模具裝配圖中可以看出:模具厚度為151mm(60,180),合乎要求。d)、模板平面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸校核：動模座板和定模座板的尺寸均是：160mm×160mm，均小于注塑機四根棱柱之間的尺寸值，合乎要求。開模行程和塑件推出距離的校核注塑機開模時的行程是有限的，取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機的最大開模距離。開模距離可分為兩類情況校核：一是注塑機最大開模行程與模厚無關(guān)；另一種是注塑機最大開模行

31、程與模厚有關(guān)。我的校核應該按照第一種情況來校核，其校核依據(jù)為SH1+H2+a+(510)mm其中，S注塑機最大開模行程,mm;(XS-Zs-22型注塑機S=160mm)H1塑件脫模（推出距離）距離；mmH2塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mma取出凝料所需要的最短距離mm參照盒蓋注塑模具裝配圖可知:H1=30mm，H2=11mm;顯然，S=160>30+11+33+10=84mm，合乎要求。到此，注塑機的各項相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過。4.3模具成型部分的結(jié)構(gòu)設計型腔是模具上直接成型塑料制件的部位。直接構(gòu)成模具型腔的所有零件的所有零件都稱為成型零件，通常包括：凹模、凸模、成型桿、成型環(huán)、各種型

32、腔鑲件等。凹、凸模結(jié)構(gòu)型腔分型面位置和形狀的確定：分型面，簡單地說，就是分開模具取出塑件的面。盒蓋注塑模的分型面選擇在H-H面。型腔和型芯的結(jié)構(gòu)特點鑒于盒蓋的特殊結(jié)構(gòu)，盒蓋注塑模具的成型零件包括：動模型芯、定模型芯、活動鑲件。這樣選擇的原因在于：盒蓋的外形狀雖然規(guī)則，但內(nèi)部較復雜。因此，宜采用活動鑲件，而用四個活動鑲件來形成其內(nèi)部四個小凸臺的結(jié)構(gòu)。模分開的同時相當于抽芯。四個活動鑲件從分型面用人工取下。這樣的好處在于：（1）、可以避免復雜的結(jié)構(gòu)來形成四個小的凸臺。主型芯會留在動模一邊，脫模完成后只需用人工將活動鑲件裝上即可。技術(shù)要求：活動鑲件與型芯之間的定位要保證。成型零件的工作尺寸計算影響塑

33、件尺寸精度的因素較為復雜，主要存在以下幾方面（1）、零件的制造公差；（2）、設計時所估計的收縮率和實際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時收縮率波動；（3）、模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：1、制造誤差：z=ai=a(0.45+0.001D)其中，D被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；z成型零件的制造公差值；i公差單位；a精度系數(shù)，對模具制造最常用的精度等級。2成型收縮率波動影響其中，塑件成型收縮率；LM模具成型尺寸；LS塑件對應尺寸。3型腔磨損對尺寸的影響為簡便計算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨

34、損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6（常取0.020.05mm），而對于大的模具則應取1/6以下。但實際上對于聚烯烴（如像PP）、尼龍等塑料來說對模具的磨損是很小的，對小型塑件來說，成型零件磨損量對塑件的總誤差有一定的影響，而對于大的塑件來說影響很小。在以上理論基礎上，下面按平均收縮率來計算成型尺寸：（1）型腔徑向尺寸的計算：查得聚乙烯（PP）的收縮率為Sq=（1.52.0）%,所以，平均收縮率為：Scp=1.75%考慮到實際的模具制造條件和工件的

35、實際要求，成型零件是公差等級取IT7級。型腔工作部位尺寸：型腔徑向尺寸：L+2m0=（1+s）Ls-X+20型腔深度尺寸：H+2m0=（1+s）Hs-X+20型芯徑向尺寸：l0m-2=（1+s）Ls+X0-2型芯高度尺寸：H0-2=（1+s）hs+X0-2式中Ls-塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）ls-塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）Hs-塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）hs-塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）X-修正系數(shù)取0.50.75-塑件公差z-模具制造公差一般?。?/31/4）a)、動模型芯的主要尺寸計算為了統(tǒng)一計算基準，按照一般習慣，規(guī)定型腔（孔）的最小尺寸為名

36、義尺寸LM，盒蓋的尺寸LS,模具的制造公差為Z=/3,則徑向：LM=(LS+LSScp3/4),=（36+36×2%3/4×0.16）=36.6長度方向：HM=(HS+HSScp2/3)=（47+47×2%2/3×0.16）,=47.74,其余局部尺寸按照收縮率相應地縮放。b)、定模型芯的主要尺寸計算徑向：LM=(LS+LSScp3/4)=（36+36×2%3/4×0.16）=36.6長度方向：HM=(HS+HSScp2/3)=（23+23×2%2/3×0.13）,=23.17,其余局部尺寸按照收縮率相應地縮放。c

37、)、活動型芯的主要尺寸計算徑向：HM=(HS+HSScp2/3)=（44+44×2%2/3×0.13）,=23.17,長度方向：LM=(LS+LSScp3/4),=（36+36×2%3/4×0.13）=36.63其余局部尺寸按照收縮率相應地縮放。5脫模機構(gòu)設計盒蓋的分型采用定距導柱的分模形式。這樣在分型面打開的同時，凝料也隨定模板一起運動，凝料離開澆口套。在定距導柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時，最后推板由于推桿在液壓機構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動鑲件從動模上推下，完成注塑的全過程。5.1定距導柱機構(gòu)設計a的計算為了保證開模后既能取出

38、塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對于雙分型面注射模具，需要在開模距離中增加定模板與中間板之間的分開距離a。a的大小應該保證可以方便地取出流道內(nèi)的凝料。凝料的長度為d=15+14+4=33mm。應此，a33mm定距導柱的選擇定距導柱的長度s=15+25+20=60mm定距導柱的余量空間k=60-4-5-10=41mm33mm所以滿足第一次分型面的要求。根據(jù)定距導柱的參數(shù)最大拉力查內(nèi)六角螺釘查模具實用技術(shù)設計綜合手冊1，可知對應的最大拉力選用M4的內(nèi)六角螺釘既可。確定定距導柱直徑：查模具設計與制造簡明手冊，可知斜導柱直徑d=20mm。5.2型芯的結(jié)構(gòu)設計成型塑件內(nèi)的表面的零件稱凸?；蛐托?，其主要有：主型

39、芯、小型芯、活動鑲件、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等。對于結(jié)構(gòu)簡單的容器、殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯或凸模，而將成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。根據(jù)盒蓋的結(jié)構(gòu)，它的型芯由一個主型芯和四個活動鑲件組成。主型芯的結(jié)構(gòu)設計按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。采用組合式型芯，可簡化結(jié)構(gòu)復雜的型芯的加工工藝，減少熱處理變形，便宜模具的維修，節(jié)省貴重的模具鋼。為了保證組合后的型芯尺寸的精度和裝配的牢固，要求鑲件的尺寸、形位公差等級較高，組合機構(gòu)必須牢固，鑲塊的機械加工工藝性要好。因此，選擇合理的組合式結(jié)構(gòu)是非常重要的。根據(jù)盒蓋的機構(gòu)選擇為盲孔式的結(jié)構(gòu)。盲孔式的結(jié)構(gòu)所示盲孔式的

40、組合型芯為了方便推出活動鑲件和塑件，主型芯下面周圍設計一個角度為3。5。的斜面，以保證配合間隙，它有利于活動鑲件的安裝定位?；顒予偧脑O計由于盒蓋的內(nèi)部由一長方形腔但有四個寬度為1.2mm高1mm寬的長方形凸臺構(gòu)成。因此需要采用四個活動鑲件，既兩對活動鑲件：活動鑲件1和活動鑲件2。考慮到活動鑲件在安裝的過程中，活動鑲件在模具中應該有可靠的定位，它和安放面的配合面，一般應設計為3。5。的斜面。以保證配合間隙?；顒予偧顒予偧?.3推出機構(gòu)的設計從盒蓋的具體形狀和結(jié)構(gòu)來看，其尺寸不大，因此，采用4桿推出即可。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點，確定在四個活動鑲件上設置四根普通的圓頂桿。由于塑料件的內(nèi)側(cè)有四個小的凸

41、臺，所以無法設置斜導柱或斜滑塊，固采用活動鑲件，在合模前人工將鑲件定位于動模板中。為了便宜安裝鑲件，應該使推出推出機構(gòu)先復位，為此，在四只頂桿上安裝了四個復位彈簧。圖11推桿固定板示意圖普通的圓形頂桿按GB/T4169.1-1984選用，均可以滿足要求。查表7-13，選用10mm×59mm型號的圓形頂桿2根；選用6mm×59mm型號的圓形頂桿2根.5.4冷卻系統(tǒng)的設計由于制品平均壁厚為1.1mm左右，制品尺寸較大,確定水孔的直徑為6mm。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計算比較困難。實際生產(chǎn)中，通常都

42、是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來確定冷水水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。由于動模中由型芯和固定板和件組成，受結(jié)構(gòu)限制，冷卻水路布置如5.5成型零件的加工工藝5.5.1動模型芯加工工藝過程序號工序名稱工序內(nèi)容1下料鋸床下料2鍛造鍛六方38mm×26mm×28mm3熱處理退火，硬度不大于229HRC銑銑上、下平面至尺寸22.4mm；以A面為基準，銑四側(cè)面至尺寸33mm、24mm；銑與垂直方向夾角為4度的四斜面，留磨余量0.1mm0.2mm5熱處理淬火，HRC52585磨平磨A、B面至尺寸成型磨四側(cè)面和四斜面至尺寸7表面處理表面鍍硬鉻8鉗拋光使表面Ra0.4um5.5.2凹模加工工藝過程序

43、號工序名稱工序內(nèi)容1下料鋸床下料2鍛造鍛六方164mm×164mm×30mm3熱處理退火，硬度不大于229HRC4刨刨六面至尺寸161mm×161mm×27mm5平磨磨六面至尺寸160.4mm×160.4mm×26mm；并保證A、B面、上、下平面四面垂直度0.02mm/100mm6數(shù)控銑（1）以A、B面為基準銑型腔，銑30mm的孔；（2）銑流道及進料口至尺寸7鉗研光澆口流道Ra（0.20.4）um8熱處理淬火，HRC54589平磨磨上下面尺寸到25.42±0.03mm型腔面磨光。注意保證各面垂直，垂直度誤差在0.02mm/1

44、00mm內(nèi)10銑以A、B面為基準，銑4×16mm的孔到要求；銑18mm的孔，留研磨量0.015mm11鉗鉆8M8mm螺紋底孔，并攻螺紋到要求，研磨型腔各型面達圖樣要求Ra0.1mm研磨澆口、流道達圖樣要求。5.5.2 活動鑲件11加工工藝過程序號工序名稱工序內(nèi)容1下料將坯料下成：30mm×40mm×30mm坯料2銑平面銑六個面成15mm×31.9mm×22.5mm；銑與垂直方向夾角為4度的斜面至尺寸；銑槽6mm×1.2mm×1mm。3熱處理淬火，HRC54584磨磨上下表面至尺寸22.3±0.060.02mm5表面

45、處理表面鍍硬鉻6鉗拋光表面Ra0.4um5活動鑲件15.5.3 活動鑲件加工工藝過程序號工序名稱工序內(nèi)容1下料將坯料下成：35mm×62mm×30mm坯料2銑平面銑六個面成20mm×52.8mm×22.5mm；銑與垂直方向夾角為4度的斜面至尺寸；銑槽6mm×1.2mm×1mm。3熱處理淬火，HRC54584磨磨上下表面至尺寸22.3±0.060.02mm5表面處理表面鍍硬鉻6鉗拋光表面Ra0.4um活動鑲件5.6模具的安裝調(diào)試及維護模具安裝（1）、清理模板平面定位孔及模具安裝表面上的污物、毛刺；（2）、因模具的外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面的兩根導軌上墊好板，模具從側(cè)面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應保證開閉模具