按鈕注塑模具設計說明書

1、 . PAGE35 / NUMPAGES40摘要針對游戲機帽按鈕，利用SolidWorks插件IMOLD進行了注塑模具設計。在確定注塑機型號的基礎上，進行了按鈕注塑模具各部件的設計，并對主流道和分流道的尺寸、頂桿的強度進行了校核。最后完成了模具三維造型的設計和工程圖的繪制，并制作了模具的拆裝爆炸視圖。關鍵詞：按鈕；注塑模具；SolidWorks；IMOLD；爆炸圖AbstractIn view of the game machine cap, ordinary button IMOLD plugin using SolidWorks for mould design. In determini

2、ng the type of machine based on the button injection mould design, and all parts of the mainstream and the size of the word shunt, plunger, the intensity of the check. Finally completed the three-dimensional modelling of mold design and engineering drawing, and make the mold of the explosion.Keyword

3、s:Button;injection mould;solidWorks; IMOLD;explosions目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263798882摘要 PAGEREF _Toc263798882 h IHYPERLINK l _Toc263798883Abstract PAGEREF _Toc263798883 h IIHYPERLINK l _Toc263798884第1章緒論1HYPERLINK l _Toc2637988851.1塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位1HYPERLINK l _Toc2637988861.2塑料模具的現(xiàn)狀1HYPE

4、RLINK l _Toc2637988871.3塑料成型模具的發(fā)展趨勢2HYPERLINK l _Toc263798888第2章塑件工藝性分析3HYPERLINK l _Toc2637988892.1塑件原材料分析4HYPERLINK l _Toc2637988902.2塑件的尺寸精度、表面質量分析5HYPERLINK l _Toc2637988912.2.1塑件的尺寸精度分析5HYPERLINK l _Toc2637988922.2.2塑件表面質量分析 PAGEREF _Toc263798892 h 9HYPERLINK l _Toc2637988932.3塑件的結構工藝分析5HYPERLI

5、NK l _Toc2637988942.4確定成型設備選擇與模具工藝規(guī)程編制6HYPERLINK l _Toc2637988952.5塑件的注射工藝參數(shù)的確定7HYPERLINK l _Toc2637988962.5.1聚苯乙烯注射成型工藝參數(shù)7HYPERLINK l _Toc2637988972.5.2塑件的結構工藝性分析8HYPERLINK l _Toc263798898第3章注射模的結構設計9HYPERLINK l _Toc2637988993.1分型面的選擇9HYPERLINK l _Toc2637989003.2型腔數(shù)目的確定與型腔布局10HYPERLINK l _Toc263798

6、9013.3澆注系統(tǒng)的設計10HYPERLINK l _Toc2637989023.3.1主流道的設計11HYPERLINK l _Toc2637989033.3.2分流道的設計 PAGEREF _Toc263798903 h 12HYPERLINK l _Toc2637989043.3.3澆口的設計 PAGEREF _Toc263798904 h 12HYPERLINK l _Toc2637989053.4型芯、型腔結構的確定 PAGEREF _Toc263798905 h 12HYPERLINK l _Toc2637989063.5冷料穴和拉料桿的設計 PAGEREF _Toc263798

7、906 h 13HYPERLINK l _Toc2637989073.6推出機構的選擇 PAGEREF _Toc263798907 h 13HYPERLINK l _Toc2637989083.7分模導向定位機構的設計 PAGEREF _Toc263798908 h 14HYPERLINK l _Toc2637989093.8標準模架的確定 PAGEREF _Toc263798909 h 14HYPERLINK l _Toc263798910第4章主要零部件的設計計算16HYPERLINK l _Toc2637989114.1成型零件工作尺寸計算16HYPERLINK l _Toc263798

8、9124.2模具型腔壁厚的確定17HYPERLINK l _Toc263798913第5章成型設備的校核計算20HYPERLINK l _Toc2637989145.1模具閉合高度的確定和校核20HYPERLINK l _Toc2637989155.1.1模具閉合高度的確定20HYPERLINK l _Toc2637989165.1.2模具閉合高度的校核 PAGEREF _Toc263798916 h 20HYPERLINK l _Toc2637989175.2鎖模力的校核 PAGEREF _Toc263798917 h 21HYPERLINK l _Toc2637989185.3模具安裝部分

9、的校核 PAGEREF _Toc263798918 h 21HYPERLINK l _Toc2637989195.4模具開合模行程的校核 PAGEREF _Toc263798919 h 21HYPERLINK l _Toc2637989205.5注射機注射量的校核 PAGEREF _Toc263798920 h 22HYPERLINK l _Toc263798921第6章成型零部件的加工 PAGEREF _Toc263798921 h 23HYPERLINK l _Toc2637989226.1精密注射模具的特點 PAGEREF _Toc263798922 h 23HYPERLINK l _T

10、oc2637989236.2模具制造鋼材特點 PAGEREF _Toc263798923 h 23HYPERLINK l _Toc2637989246.3模具機械加工要點 PAGEREF _Toc263798924 h 25HYPERLINK l _Toc2637989256.4型腔的加工工藝 PAGEREF _Toc263798925 h 25HYPERLINK l _Toc2637989266.5定模板的加工工藝 PAGEREF _Toc263798926 h 26HYPERLINK l _Toc2637989276.6動模板的加工工藝28HYPERLINK l _Toc263798928

11、第7章模具的試模與修模 PAGEREF _Toc263798928 h 30HYPERLINK l _Toc2637989297.1粘著模腔 PAGEREF _Toc263798929 h 30HYPERLINK l _Toc2637989307.2粘著模芯 PAGEREF _Toc263798930 h 30HYPERLINK l _Toc2637989317.3粘著主流道 PAGEREF _Toc263798931 h 31HYPERLINK l _Toc2637989327.4成型缺陷 PAGEREF _Toc263798932 h 31HYPERLINK l _Toc263798933

12、7.4.1注射填充不足 PAGEREF _Toc263798933 h 31HYPERLINK l _Toc2637989347.4.2溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） PAGEREF _Toc263798934 h 32HYPERLINK l _Toc2637989357.4.3制件尺寸不正確 PAGEREF _Toc263798935 h 32HYPERLINK l _Toc263798936結論 PAGEREF _Toc263798936 h 33HYPERLINK l _Toc263798937參考文獻 PAGEREF _Toc263798937 h 34HYPERLINK l _Toc263

13、798938致35第1章 緒 論 塑料成型模具在加工工業(yè)中的地位塑料成型所用的模具稱為塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。目前，塑料制件幾乎已經(jīng)進入了一切工業(yè)部門以與人們日常生活的各個領域，因此，對塑料模具生產不斷向前發(fā)展起著推動作用?，F(xiàn)代塑料成型生產中，塑料制件的質量與塑料成型模具、塑料成型設備和塑料成型工藝密切相關。其中，塑料成型模具的質量最為關鍵。要求塑料模具能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等方面均能滿足使用要求的優(yōu)質制品。從模具使用角度，要求高效率、自動化、操作簡便；從模具制造角度，要求結構合理、制造簡易、成本低廉。模具是決定最終產品性能、規(guī)格、形狀與尺寸精度

14、的載體，塑料成型模具是使塑料成型生產過程順利進行、保證塑料成型制件質量不可缺少的工藝裝備，是體現(xiàn)塑料成型設備高效率、高性能和合理先進塑料成型工藝的具體實施者，也是新產品開發(fā)的決定性環(huán)節(jié)。隨著我國經(jīng)濟與國際的接軌和國家經(jīng)濟建設持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，塑料制件的應用快速上升，模具設計與制造和塑料成型的各類企業(yè)日益增多，塑料成型工業(yè)在基礎工業(yè)中的地位和對國民經(jīng)濟的影響日益重要。 塑料模具的現(xiàn)狀從塑料模具的發(fā)展狀況看，中國的模具產品的10大類46個小類中，塑料模具占模具總量的40左右。如今，塑料在家電、汽車、電子、電器、通訊等產品中得到迅速而廣泛的應用，在此進程中，塑料模具在整個模具產業(yè)中的比重將占到半壁江山

15、，塑料模具在進出口中的比重更高達5060。據(jù)專家預測分析，今年進口模具依然以與汽車和家電配套大型的注塑模具、為集成電路配套的塑封模具、為電子信息產業(yè)和機械包裝配套的多層、多腔、多材質、多色、精密度高的塑料模具為主；與此同時，中低檔塑料模具出口將上升30左右。中國模具進口主要來源于日本、中國、國等，出口貨源和進口目的地以、居多，而中國塑料模具出口目的地比較分散，主要是輸往中國地區(qū)，其中不少為出口貿易。 塑料成型模具的發(fā)展趨勢目前為止，我國在塑料模的制造精度、模具標準化程度、制造周期、模具壽命以與塑料成型設備的自動化程度和精度等方面已經(jīng)有了長足的進步。從塑料成型模具的設計理論、設計實踐和制造技術出

16、發(fā)，實踐與制造大致有以下幾個方面的發(fā)展趨勢。（1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具:隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強模具標準件的應用:使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術:模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。（4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期:隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)，模具

17、的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術，高速銑削加工技術，以與自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。第2章 塑件工藝性分析零件名稱：按鈕生產批量：大批量材料：聚苯乙烯（PS）未注公差取MT5級精度要求設計按鈕模具(a)按鈕零件二維圖（b）按鈕零件三維圖圖2-1按鈕零件圖 塑件的工藝性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面質量和塑件的結構工藝分析，其具體分析如下。2.1 塑件原材料分析塑件原料使用聚苯乙烯，其特點見表2-2。表2-2塑件的原材料分析材料品種聚苯乙烯,屬于熱塑性塑料。結構特點無定形高聚物，透明。使用溫度只能在較低溫度下使用，熱變形溫度一般在

18、7098?；瘜W穩(wěn)定性有一定的化學穩(wěn)定性，能耐堿、硫酸、磷酸。10%30%的鹽酸、稀硝酸與其他有機酸，但不耐硝酸與氧化劑的作用等。性能特點電絕緣性（尤其是高頻絕緣性）優(yōu)良，無色透明，透光率僅次于有機玻璃，著色性、耐水性良好，機械強度一般。成型特點無定性料，吸濕性小，不易分解；流動性較好（溢邊值為0.03mm左右），可用螺桿或柱塞注射機成型；噴嘴用直通式或自鎖式，但應防止飛邊；易采用高料溫、高模溫、低注射壓力、延長注射時間，有利于降低應力，防止縮孔、變形。結論流動性好采用螺桿或柱塞式注射機成型，噴嘴用直通式或自鎖式；可采用各種形式的澆口，澆口和塑件應圓弧連接，防止去除澆口時損壞塑件；脫模斜度應大，

19、頂出均勻，以防脫模不良而發(fā)生開裂變形。溫度敏性高，對料溫應嚴格控制，否則會出現(xiàn)“銀絲”、透明性差現(xiàn)象。塑件壁厚均勻，最好不帶嵌件（如有嵌件應預熱），各面應圓弧連接，不宜有缺口、尖角。2.2 塑件的尺寸精度、表面質量分析2.2.1 塑件的尺寸精度分析該塑件標注的公差尺寸有，屬于一般精度要求，其他尺寸均為未標注公差的自由尺寸，可按MT5查取公差，表2-3為塑件的主要尺寸與其公差（單位均為mm）。表2-3 塑件主要尺寸的公差要求部位尺寸尺寸公差部位尺寸尺寸公差外 型 尺 寸 形 尺 寸3.5R1.8R34EQ60.5R22.2.2 塑件表面質量分析該塑件要求外形美觀，外表面沒有斑點與熔接痕，粗糙度可

20、取Ra1.6m,而塑件部沒有較高的表面粗糙度要求。2.3 塑件的結構工藝分析具體分析如下：(1)從圖紙上分析，該塑件基本上為回轉體，該塑件一端圓周均勻分布6個的半圓形凸起花紋，花紋部開了3.5mm的凹槽為工作部分，在花紋與大端接觸處設計脫模容易，且飛邊去除容易，設計合理。(2)該塑件另一端端部有R1.8mm的圓弧過渡，頂部有R34mm的球面凹陷，便于人手觸摸，設計合理。綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。2.4 確定成型設備選擇與模具工藝規(guī)程編制(1)計算塑件的體積 448.0316mm3。(2)計算塑件的質量 計算塑件的質量為了選擇注射機與確定模具型腔數(shù)。根據(jù)有關手冊查得=1.05g/cm3

21、。所以，塑件的質量為：根據(jù)塑件形狀與尺寸采用一模八腔的模具結構；考慮外形尺寸，對塑件與材料的分析與注塑時所需的壓力情況，參考模具設計手冊出初選柱塞式注射機：XS-Z-60。該注塑機的參數(shù)如表2-4所示。表2-4 注塑機的參數(shù)額定注射量/cm60螺桿直徑/mm38注射壓力/Mpa122注射行程/mm160注射方式柱塞式鎖模力/kN500最大成型面積/cm130最大開合模行程/mm148模具最大厚度/mm200模具最小厚度/mm55噴嘴圓弧半徑/mm24.5噴嘴孔直徑/mm4動定模固定板尺寸/mm196x196拉桿空間/mm196x92合模方式液壓-機械頂出方式中心頂出2.5 塑件的成型工藝的分析

22、2.5.1聚苯乙烯性能分析注射材料選擇低壓聚苯乙烯，英文縮寫為EPS。聚苯乙烯無毒、無臭、無色具有較好的熱穩(wěn)定性和耐光性。1. 使用性能綜合性能好，沖擊強度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐腐蝕性，絕緣性能良好，易于成型和機械加工，適合制作一般的機械零件、減摩零件、傳動零件和結構零件。2. 成型性能（1）無定形料,吸濕小,不須充分干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產生應力.流動性較好,可用螺桿或柱塞式注射機成型。（2）宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長注射時間有利于降低應力,防止縮孔.變形。（3）可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去處澆口時損壞塑件.脫模斜度大,頂出均勻.塑件壁厚均勻,最好

23、不帶鑲件,如有鑲件應預熱。3. EPS的主要性能指標其性能指標見表2-1。表2-1PE主要性能指標密度/gcm-31.041.07屈服強度/MPa6.19.6凝固放熱量/kJkg-1590690拉伸強度/MPa1.55.0吸水性/%0.030.05拉伸彈性模量/MPa80-1200熔點/80100抗彎強度/MPa54計算收縮率(%)0.10.6抗壓強度/MPa60比熱容/kg3200彎曲彈性模量/MPa610-13002.5.2 EPS的注射成型過程與工藝參數(shù)1. 注射成型過程(1) 成型前的準備,對EPS的色澤、粒度和均勻度等進行檢測，由于PE吸水性極小，成型前無需進行干燥；(2) 注射過程

24、,塑件在注射機料筒經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段；(3) 塑件的后處理。處理的介質為空氣和水，處理溫度為40-50，處理時間為1620s。2. 注塑工藝參數(shù)(1) 注塑機：螺桿式，螺桿轉速為28r/min。(2) 料筒溫度（）：后段140160； 中段160170； 前段170200。(3) 噴嘴溫度（）：160180。(4) 模具溫度（）： 6070。(5) 注射壓力（MPa）： 60100。(6) 成型時間（s）： 36（注射時間取2，冷卻時間22，輔助時間12）13。第3章 注射模的結構設計注射模結構設計主

25、要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定與型腔的排列，澆注系統(tǒng)設計，型芯型腔結構的確定，推件方式，側抽芯機構設計，模具結構零件設計等容。3.1 分型面的選擇根據(jù)塑件制品分型面的設計與選擇原則，分型面應該設計在零件截面最大的部位，且不影響零件的外觀。若采用如圖3-1（a）所示的分型方法A-A水平分型，箭頭朝向代表動模的位置；由于塑件凹槽包緊力的存在，塑件可能留在定模，為了使塑件脫模，必須設計定模退出機構，使模具結構變得復雜，模具的設計成本也相應提高；若采用圖3-1（b）所示的分型方法，A-A水平分型塑件，塑件就包緊在動模型芯一側，因而留在動模側，這使模具的結構變得簡單，因而選擇該方法為模具設計的

26、分型方案。(a)(b)圖3-1 分型面3.2 型腔數(shù)目的確定與型腔布局（1）若采用一模一腔，由于此零件的外型尺寸很小，模架相對于這個模具顯得特別大，這樣就會造成設備資源的浪費，且不適合大批量生產。（2）若采用一模多件，生產效率高，資源的利用率也高，這里選用的是一模八腔矩形分布，模具尺寸適中，適合大批量生產，這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。型腔分布如圖3-2所示。圖3-2型腔分布3.3 澆注系統(tǒng)的設計3.3.1 主流道的設計根據(jù)參考文獻1查得XS-Z-60型注射機噴嘴的有關尺寸如下：噴嘴半徑： =12mm；噴嘴孔直徑: =4mm；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系：mm；mm取主流道球面半徑：R

27、=14mm；取主流道的小端直徑：d=4.5mm；為了讓主流道凝料能順利地從澆口套中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為26,經(jīng)估算得主流道大端直徑D=12mm，同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計r =13mm的圓弧過渡，取r =2mm。取主流道長度L=55mm。3.3.2 分流道的設計分流道的形狀與尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度以與注射速率等因素有關。該塑件的體積比較小，形狀也不復雜，本設計采用U型斷面分流道，切削加工在動模上，加工易實現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不太大，查相關經(jīng)驗表格得U型分流道截面半徑R=3mm，h=3.75mm,長度L=35m據(jù)此，該模具的

28、分流道設計和U型分流道截面如圖3-3所示。（a）分流道（b）U型分流道截面圖3-3分流道設計3.3.3 澆口的設計1.若采用點澆口從塑件頂端進料,能保證塑件的質量很好,但模具結構復雜了,需采用三板兩開式模具結構才能實現(xiàn)點澆口。 2.若采用平衡式側澆口(見圖3-4)，只需兩開式模具結構就能實現(xiàn)開合模，而且所得到的型腔零件加工簡單，且澆口容易去除,不影響制品的使用性能和外觀質量，容易保證每個型腔塑件尺寸，因此本設計采用平衡式側澆口。圖3-4 側澆口3.4 型芯、型腔結構的確定型芯、型腔可采用整體式或組合式結構。整體式型腔是直接在型腔板上加工，有較高的剛度和強度。但零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難

29、。整體式型芯結構牢固，成型塑件質量好，但尺寸較大，消耗貴重模具鋼多，不便加工和熱處理。整體式結構適用于形狀簡單的中小型塑件。組合式型腔是由許多拼塊鑲制而成，機械加工和熱處理比較容易，能滿足大型塑件的成型需要。組合式型芯可節(jié)省貴重模具鋼，便于機加工和熱處理，修理更換方便。同時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。由于該塑件尺寸較小，最大只有13.5mm，且形狀簡單。若采用拼塊組合式型腔，比較麻煩，需要至少8塊拼塊組成。所以，型腔采用整體式結構。考慮加工和熱處理比較困難，型芯采用拼塊組合式結構。3.5 冷料穴和拉料桿的設計冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免影響塑件的質量。冷料穴是澆注系統(tǒng)

30、的結構組成之一，模具常用Z形拉料桿冷料穴。開模時，拉料桿頭部的Z字形鉤將主流道凝料鉤住，使得凝料從主流道中脫出；拉料桿的底部固定在推板上，在推出塑件時凝料一同被推出，最后連同塑件一起脫出模外。其結構如圖3-5所示。圖3-5 Z形拉料桿冷料穴3.6 推出機構的選擇1.若采用小推桿（圖3-6）推出，每個零件左右對稱布置兩個推桿，一模就需至少16個均布的小推桿，且中間的凹坑需設計成形的型芯。2.若采用推管推出，一模就需8個均布的推管，且中間的凹坑也需設計成形的型芯。3.由于零件的外形尺寸很小推出力也不大，可將頂桿直接設置凹坑的位置,頂桿參與成形，又起推出零件的作用，這就省去了成形的型芯，同時也簡化模

31、具的結構。圖3-6推桿3.7 分模導向定位機構的設計該塑件精度要求不算高，塑件形狀，型腔分布對稱，無明顯單邊注射側向力，可采用最為常見的導柱導套定位機構。在動模板、定模板間使用4對導柱、導套，便可滿足合模導向和閉模后的定位。3.8 標準模架的確定綜合考慮，本塑件采用一模八腔平衡布置、側澆口一次分型結構、型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小等多項因素。估算型腔模板的概略尺寸，查參考文獻3表選取標準模板的尺寸為196196181。模架結構如圖3-7所示。圖3-7 模架開模時定模板與動模板從分型面處分開,動模向后運動,z形拉料桿拉住澆注系統(tǒng)的冷凝料與塑料制品一起向后運動,當主流道中的凝料完全拉出一段距離后,

32、注射機上的頂出桿經(jīng)過動模座板中間的大孔,直接作用在推板上,使得澆注系統(tǒng)中的冷凝料和塑料按鈕制品,在z形拉料桿和頂桿的作用下一起推出,完成脫模過程（圖3-8）;合模時注塑機頂出桿復位,頂桿固定板在復位彈簧的作用下回到初始狀態(tài),動、定模板完全閉合回到成形位置,進入下一個工作循環(huán)。圖3-8 模具脫模過程第4章 主要零部件的設計計算4.1 成型零件工作尺寸計算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算。查參考文獻3得改性聚苯乙烯的收縮率為Q=0.4%0.7%，故平均收縮率為 S=(0.4%+0.7%)/2=0.55%=0.0055 根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取z=/3。成型零件尺寸計算見表4-1。

33、表4-1型芯型腔主要工作尺寸計算已知條件：平均收縮率Scp=0.3，模具制造公差z=/3類別零件圖號名稱塑件尺寸計算公式型芯或型腔工作部分尺寸型腔計算件2定模板13.2 13.03件3動模板10 9.98R2R1.86件2定模板R1.8R1.6621.88件3動模板43.86型芯計算件2定模板R34R34.610.50.656 6.24件3動模板3.53.684.2 模具型腔壁厚的確定塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應有足夠的強度和剛度，本模具的凹模采用的是整體嵌入式，因此可用整體式圓形型腔壁厚計算公式來確定型腔側壁厚S和型腔底板厚度T，如圖3-2所示。1.整體式圓形型腔側壁厚的計

34、算(1)按剛度條件計算時，其側壁厚為：（4-1）式中 S型腔的 側壁厚度，mm；P型腔單位面積熔體壓力,Mpa可取注射成型壓力的25%50%,則P取45。圖3-2塑料模具型腔h型腔高度，mm.本設計型腔高度為h=2mm；E型腔材料的彈性模量，Mpa(一般中碳鋼E=2.1105Mpa,預硬化塑料模具鋼E=2.2105Mpa)；型腔許用變形量，mm（查相關表得0.05mm，取=0.05mm）。將相關數(shù)據(jù)代入式（4-2）mm=0.463mm （4-2）（2)按強度條件計算，其側壁厚度為：mm （4-3）式中 型腔材料的許用應力,Mpa (一般地，未經(jīng)淬硬的鋼材的許用應力取=78.498Mpa，對淬硬

35、到HRC5358的鋼材，取=137.2156.8Mpa,本設計中取=147Mpa)。2.整體式圓形型腔底板厚度的計算（1)按剛度條件計算，其底板厚度為： （4-4） 式中：H型腔底板的厚度，mm；r型腔半徑，mm（本型腔半徑r =6.75mm)。將相關數(shù)據(jù)代入式（4-4）中，得：mm=1.143mm（2)按強度條件計算，其底板厚度為： （4-5）將相關數(shù)據(jù)代入式（4-5）中，得：mm=3.25mm根據(jù)以上剛度、強度計算得出型腔的壁厚要求為：型腔側壁厚度4.12mm；型腔底板厚度3.25mm。第5章 成型設備的校核計算5.1 模具閉合高度的確定和校核5.1.1 模具閉合高度的確定定模座板 =20

36、mm;定模板 =30mm;動模板 =36mm;支承板 =20mm;墊塊 =60mm;動模座板 =15mm;則該模具閉合高度(20+30+36+20+60+15)mm=181mm5.1.2 模具閉合高度的校核由于XS-Z-60型注射機所允許的模具最小厚度=70mm，模具最大厚度=200mm，而計算的模具閉合高度=181mm，所以模具閉合高度滿足的安裝條件。5.2 鎖模力的校核鎖模力是指注射機的合模機構對模具所施加的最大夾緊力，注射機鎖模力的校核關系式為： （5-1）式中：F注射機鎖模力，查相關表得XS-Z-60型柱塞式注射機鎖模力為500kN;K壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2;P型腔熔體的壓力

37、，本塑件P=45Mpa;A塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具中m2;將相關數(shù)據(jù)代入式（5-1）中，得：kN67mm，故該注射機的開模行程滿足要求。5.5 注射機注射量的校核在一個注射成型周期，注射模具所需的塑料熔體總量（mi）與模具澆注系統(tǒng)的熔體和型腔容積有關，其值用下式計算： （5-3）式中：N型腔數(shù)量；ms單個制品的質量或體積，g或cm3；澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質量或體積，g或cm3；已知N=8,ms0.448cm3，經(jīng)估算1.476cm3；將相關數(shù)據(jù)代入式（5-3）中，得：XS-Z-60型注射機的額定注射量為=60cm3，為使注射成型過程穩(wěn)定可靠，應有 mi=（0.10.8

38、）=648cm3因此,該注射機的注射量滿足模具的要求。以上分析證明：XS-Z-60型柱塞式注射機能滿足要求，故可以采用。第6章 成型零部件的加工6.1 精密注射模具的特點1.精度要求高精密注射模具是用來成型精密塑件的模具，因而對精密模具零件的尺寸精度要非常高，必須是以微米（m）為單位進行測量。2.手式加工對機械加工的比例極小精密模具的最主要的制造特點是除了拋光和組裝作業(yè)外，均不用手式加工。一般模具的機械加工和手式加工所占的百分比分別為60%70%和30%40%，而精密模具的機械加工和手式加工所占比例為90%10%。3.模具可進行淬火處理模具零件的硬度越高，則壽命也越高，為使淬火的模具零件具有高

39、精度，則必須采用磨削加工或電加工。如前所述，當模具需進行拼裝時，要求各拼塊具有很高的精度。根據(jù)成型塑件的差異，在每次注塑過程中，模具處于高溫曲，因而當對模具零件采用低溫回火后，在成型加工過程中，模具溫度有又對零件進行重復回火而使硬度降低。同時還需要考慮殘留奧氏體所引起的體積膨脹。一般回火溫度至少應是成型加工時模具溫度的兩倍以上，并適應地進行低溫處理以消除殘留的奧氏體。6.2 模具制造鋼材特點1.模具材料 模具工業(yè)要上水平，材料應用是關鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。 在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrwMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5 Cr4V2

40、，新型冷作模具鋼有65N6、012A1、CG-2、LD、GD、GM等；常用新型熱作模具鋼有美國H13、瑞典QRO 80M、QRO 90 SUPREME等；常用塑料模具鋼有預硬鋼（P20、SM1、B30）、時效硬化型鋼（P21、PMS、SM2、日本NAKS5等）、熱處理硬化型鋼（MnCrWV、日本S-STAR、瑞典一勝百S-136等）、粉末模具鋼（日本DEX40等）。多工位精密沖模硬質合金（YG20、YG25等）與鋼結硬質合金（TLW50、GW50等）。 在模具表面處理方面，其主要趨勢是：滲入單一元素向多元素共滲、復合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PVCD、離子滲入、離子注入等

41、方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：T:C、T:N、T:CN、T:AN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術也日益受到普遍重視9。2.材料與熱處理對退火鋼、調質鋼、預硬鋼、全淬硬鋼與析出鋼等材料來說，其加工工序都不一樣，使用鉻鉬鋼板時，為了提高其機械性能，必須進行調質處理，調質硬度約為30HRC。加工程序為：粗加工調質處理半精加工精加工。在使用預應用鋼時，根據(jù)鋼板厚度和材質，有時熱處理的效應沒有達到鋼板的中心部位。所以在粗加工后，需按照規(guī)定硬度再進行熱處理。使用全淬硬鋼時，則在粗加工后進行退火消除應力，然后按切屑加工、淬火、回火

42、、磨削、電加工與精加工的程序進行加工。至于析出硬化鋼、則需在機械加工后進行時效處理。對模具零件進行熱處理，特別是進行淬火時，根據(jù)零件的形狀將會產生不同程度的彎曲和變形，因而，粗加工后需進行退火處理，以消除殘余應力。對尺寸精度要求很高的模具零件，如不消除部應力，則精加工后常會出現(xiàn)變形。一旦在由淬火產生彎曲變形，則不宜使用壓力機等進行校直。3.材料硬度和加工的難易程度材料硬度為HRC40時，可進行銑削加工，高速銑削是目前切削技術中應用最多的一種工藝技術，是一種以高主軸轉速、快速進給 、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度數(shù)控加工方式。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩(wěn)、質量好、效率

43、高（為普遍銑削加工的510倍）與可加工硬質材料（60HRC）等諸多優(yōu)點，因而在模具加工中日益受到重視。高速銑削機床（HSM）一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、變速箱體壓鑄模、大型注塑模等曲面加工，其曲面加工精度可達0.01mm。國外高速加工機床主軸最高轉速已超過100000R/min，快速進給速度可達120m/min，加速度可達12g，換刀時間可提高到12s9。對淬火鋼必須使用磨屑加工或電加工。6.3 模具機械加工要點1.加工條件根據(jù)材料的硬度，可能采用的加工方法有一定的限制，加工效率也有高低。材料硬度為HRC40以下時可進行切削加工，切削加工的加工效率比磨削高。但表面粗糙度卻比

44、磨削加工差。材料硬度為HRC40以上時，則只能使用磨削加工或電加工。2.加工形狀按加工形狀決定采用的加工方法。對軸類加工、孔加工、鏜孔加工、平面加工、齒形加工與溝槽加工等所用的加工機械是有限制的。6.4 型腔的加工工藝1. 下料；2. 鍛造成37mm37mm27mm；3. 退火；4. 鉆孔5mm5. 粗精車尺寸至35mm35mm25mm；6. 淬火、回火，達到5458HRC；7. 磨型腔各端面，與定模板配作滿足要求；8. 鉗工精修 （a）型腔二維圖(b)型腔三維圖圖6-1 型腔6.5 定模板的加工工藝加工工藝：1. 下料；2. 鍛造200mm200mm32mm；3. 退火；4. 銑六面至尺寸1

45、96.5mm196.5mm30.5mm；5. 平磨六面至尺寸196mm196mm30mm；6. 粗精車（鏜）型腔；7. 鉆孔并留有0.5mm的精加工余量；8. 與導套、動模板、型腔配作保證要求；9. 調質達到HB230270；10. 鉗工精修。（a）定模二維圖（b）定模版三維圖圖6-2定模板6.6 動模板的加工工藝加工工藝：1. 下料；2. 鍛造200mm200mm38mm；3. 退火；4. 銑六面至尺寸銑六面至尺寸196.5mm196.5mm36.5mm；5. 平磨六面至尺寸196mm196mm36mm6. 粗精車（鏜、銑）型腔；7. 銑分流道；8. 鉆孔并留有0.5mm的精加工余量；9.

46、鉆4-M10螺紋孔，并攻絲到滿足要求；10. 與定模板、導套、型芯配合保證要求；11. 調質達到HB230270；12. 鉗工精修。(a) 動模板二維圖(b) 動模板三維圖圖 6-3動模板第7章 模具的試模與修模試模中所獲得的樣件是對模具整體質量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到樣件。常因塑件被粘附于模腔，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。7.1 粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔，致使模腔機構失效，制品無法取出的一種反常

47、現(xiàn)象。其主要原因是： 1.注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。2.注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。3.冷卻時間過短，物料未能固化。4.模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。5.型腔壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。7.2 粘著模芯1.注塑壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量沖模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。2.冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。3.模腔溫度過高，使制件在設定溫度不能充分固化。4.機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間完成固化。5.可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。7.3 粘著主流道1.閉模時間太短，使主流道物料來不

48、與充分收縮。2.料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間無法完成料道物料的固化。3.主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。4.主流道襯套孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.51mm。5.主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘膜發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。7.4 成型缺陷當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個改進，方可得到理想的樣件。下面就對塑模中常見的成型制品主要缺陷與其改進的措施進行分析。7.4.1 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠大的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：1.熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，