畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-保溫杯杯蓋注塑模具設(shè)計(jì)

PAGEXXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)題目名稱(chēng)：保溫杯杯蓋注塑模具設(shè)計(jì)年級(jí)：層次：□本科□專(zhuān)科學(xué)生學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：學(xué)生姓名：技術(shù)職稱(chēng)：學(xué)生專(zhuān)業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)學(xué)習(xí)中心名稱(chēng)：摘要模具是完成特定外形結(jié)構(gòu)尺寸產(chǎn)品的設(shè)備，是工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中都離不開(kāi)模具設(shè)計(jì)，資料統(tǒng)計(jì)工業(yè)制造中的模具產(chǎn)品比例高達(dá)60%以上，可以實(shí)現(xiàn)不同材料的加工要求。模具的技術(shù)水平也常被看做國(guó)家技術(shù)的標(biāo)致，尤其是很多發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)模具技術(shù)都比較重視。近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品的需求量不斷劇增，因此模具的需求也在增長(zhǎng)，模具市場(chǎng)發(fā)展空間很大，尤其是對(duì)高端高精度模具來(lái)說(shuō)，是未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)。本次設(shè)計(jì)的為帶孔塑料前后蓋注塑模具，此種蓋子為普通的殼體塑料件。設(shè)計(jì)從分析零件的工藝要求著手，采取三維PROE軟件對(duì)模具三維造型，以及通過(guò)CAD軟件繪制模具總裝圖和零件圖，主要完成模具的澆注系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，成型機(jī)構(gòu)以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。計(jì)算產(chǎn)品的注射量及模具鎖模力參數(shù)，合理選取注射機(jī)設(shè)備，以及對(duì)設(shè)備做出校核，最終完成本次設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；塑料蓋；澆注系統(tǒng)；注射機(jī)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411ABSTRACTMoldistheequipmenttocompletetheproductswithspecificshape,structureandsize,anditisanimportantbasisforindustrialproduction.Molddesignisindispensableintheproductionofvariousindustries.Accordingtostatistics,theproportionofmoldproductsinindustrialmanufacturingisashighas60%,whichcanmeettheprocessingrequirementsofdifferentmaterials.Moldtechnologylevelisoftenregardedasthenationaltechnology,especiallyinmanydevelopedcountries,themoldtechnologyismoreattention.Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofdomesticindustry,thedemandforindustrialproductsisincreasingrapidly,sothedemandformoldisalsogrowing.Themoldmarkethasalotofdevelopmentspace,especiallyforhigh-endhigh-precisionmold,whichisthemaindevelopmenttrendinthefuture.Thisdesignforthesideholeplasticcoverinjectionmold,thiskindofcoverisordinaryshellplasticparts.Thedesignstartsfromtheanalysisoftheprocessrequirementsoftheparts,adoptsthe3DPRORsoftwareforthe3Dmodelingofthemold,anddrawsthegeneralassemblydrawingandpartdrawingofthemoldthroPROEhtheCADsoftware.Itmainlycompletesthedesignofthegatingsystem,thepushingmechanism,theformingmechanism,theguidingmechanismandthecoolingsystemofthemold.Calculatetheinjectionvolumeandmoldlockingforceparametersoftheproduct,reasonablyselecttheinjectionmachineequipment,andchecktheequipment,andfinallycompletethedesign。Keyword:Molddesign;plasticcover;gatingsystem;injectionmachine目錄摘要 2第一章、緒論 6第二章、塑件工藝分析 82.1.明確塑件設(shè)計(jì)要求及選用的材料 82.1.1.選用材料 92.1.2.塑件的形狀 92.1.3.塑件的壁厚 92.1.4.塑件的圓角 92.1.5.脫模斜度 102.1.6.制品的表面質(zhì)量 102.2.明確塑件的生產(chǎn)批量 102.2.1.型腔數(shù)量的確定 102.2.2.注射量的計(jì)算 102.2.3.鎖模力的計(jì)算 12第三章、注射機(jī)的選用 133.1.注射機(jī)的兩種類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn) 133.2.注射機(jī)的選用 13第四章、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 144.1.分型面的位置選取 144.2.模具型腔數(shù)的確定 144.3.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 144.3.1.主流道設(shè)計(jì) 154.3.2.分流道設(shè)計(jì) 164.3.3.澆口的設(shè)計(jì) 164.3.4.澆口類(lèi)型的選擇 174.3.5.澆口的尺寸的確定 174.4.冷料穴的設(shè)計(jì) 174.4.1.主流道的冷料穴 174.5.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 184.6.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 194.6.1.設(shè)計(jì)原則 194.6.2.脫模機(jī)構(gòu)的選用 194.7.抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20第五章、成型零件的設(shè)計(jì) 235.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 235.1.1.凹模的結(jié)構(gòu) 235.1.2.凸模結(jié)構(gòu) 235.2.注射模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24第六章、模具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算 256.1.成型零件工作尺寸的的計(jì)算 256.1.1.影響工作尺寸的因素 256.1.2.凹、凸模工作尺寸的計(jì)算 256.2.側(cè)壁厚度及底板厚度的計(jì)算 286.2.1.側(cè)壁厚度計(jì)算 286.2.2.型腔底板厚度計(jì)算 28第七章、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30第八章、注射機(jī)參數(shù)的校核 328.1.最大注塑量的校核 328.2.注塑壓力的校核 328.3.模具安裝尺寸的校核 338.3.1.模具外形尺寸與注射機(jī)拉桿間距校核 338.3.2.模具閉合高度校合 338.4.開(kāi)模行程的校核 34設(shè)計(jì)小結(jié) 35參考文獻(xiàn) 36第一章、緒論模具是一種工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備，很多產(chǎn)業(yè)都需要用到模具，因此模具也常被叫做是“工業(yè)之母”，之所以叫做工業(yè)之母是有道理的，因此模具的產(chǎn)品覆蓋到各個(gè)方面，為各個(gè)產(chǎn)業(yè)提供了大量的產(chǎn)品，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)說(shuō)明，模具產(chǎn)品為全球工業(yè)超提供了60%以上，即隨處可見(jiàn)，都幾乎可以看到模具生產(chǎn)出來(lái)的東西。在汽車(chē)生產(chǎn)，電子電器，儀表儀器，以及家用電器生產(chǎn)當(dāng)中，都大量使用到模具，企業(yè)也都基本有模具研發(fā)部門(mén)。模具對(duì)于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也是有很大的關(guān)系，可以說(shuō)能夠直接促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，且對(duì)于現(xiàn)代文明進(jìn)步來(lái)說(shuō)，模具的貢獻(xiàn)也是非常大的。因此很多國(guó)家現(xiàn)在也是越來(lái)越重視模具產(chǎn)業(yè)，我國(guó)更是在十五計(jì)劃當(dāng)中，將模具產(chǎn)業(yè)納入到終點(diǎn)扶持企業(yè)，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行模具自主研發(fā)創(chuàng)新。模具能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜零件的快速成型，其主要的功能就是滿(mǎn)足不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的生產(chǎn)，可以達(dá)到高精度，快效率的生產(chǎn)要求，且還具備低能耗的特征，這種特性是模具所特有的，對(duì)于大批量的產(chǎn)品加工來(lái)說(shuō)，使用模具制造更是一種最優(yōu)的方式，相較于傳統(tǒng)制造加工來(lái)說(shuō)，模具的能耗低，成本低，符合企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和利益要求，更是一種可持續(xù)發(fā)展的方式，無(wú)論是在資源的利用和環(huán)境保護(hù)方面來(lái)說(shuō)，模具制造都代表著可持續(xù)發(fā)展方式，因此也是近些年來(lái)模具取得快速發(fā)展的一個(gè)重要的原因。模具也長(zhǎng)期被看做是一個(gè)國(guó)家技術(shù)先進(jìn)與否的標(biāo)致，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家更是重視模具產(chǎn)業(yè)，模具產(chǎn)業(yè)同時(shí)也是一種效益放大器，其作為一種生產(chǎn)手段和基礎(chǔ)設(shè)備，能夠帶來(lái)的社會(huì)效益和產(chǎn)值往往遠(yuǎn)大于自身的產(chǎn)值。隨著現(xiàn)在材料的快速研究和發(fā)明，模具的種類(lèi)也越來(lái)越多，可以快速適應(yīng)不同材料的加工制造要求。從金屬材料來(lái)看的話(huà)，能夠有加工鈑金材料的沖裁模具，以及合金材料加工的壓鑄模具，這些金屬零件加工中，還可以根據(jù)工序工藝不同，又分為各種不同類(lèi)型的模具，種類(lèi)較多。如果是塑料材料的話(huà)，也可采用塑料模具，塑料模具還有注塑模具，吹塑模具等不同的類(lèi)型，滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的制造要求。可能很多人對(duì)模具不是特別的熟悉，然而模具的產(chǎn)品卻長(zhǎng)期以來(lái)為我們服務(wù)，從人民的衣食住行各個(gè)方面來(lái)說(shuō)，都能夠隨處見(jiàn)到各種模具產(chǎn)品，比如家里的電器，隨處都在用的手機(jī)等，這些設(shè)備里面都有各種模具產(chǎn)品。尤其是汽車(chē)來(lái)說(shuō)，一輛汽車(chē)就必須用到上千副的模具，汽車(chē)的外部結(jié)構(gòu)覆蓋件，以及汽車(chē)的一些電器連接件，內(nèi)部的裝飾零件，也基本都是模具產(chǎn)品。故而可知，模具不僅僅服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)，更是服務(wù)于人們的生活，為我們的生活提供便利，為工業(yè)生產(chǎn)提供更好的產(chǎn)品。未來(lái)隨著各個(gè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，模具也終將會(huì)取得更好的發(fā)展，技術(shù)也會(huì)越來(lái)越先進(jìn)，其在自動(dòng)化和精度等方面也會(huì)有更大的發(fā)展和提升。第二章、塑件工藝分析2.1.明確塑件設(shè)計(jì)要求及選用的材料繪制工件圖，如下圖所示：圖2-1工件圖2D圖2-1工件圖3D2.1.1.本次的設(shè)計(jì)的是個(gè)保溫杯的杯蓋，這種塑料件是一種比較普通的殼體的塑料產(chǎn)品，尺寸一把，產(chǎn)品的要求為普通的要求，因此材料可以選取普通的ABS材料，這種材料是通過(guò)多種材料聚合而成。是為丙烯晴，丁二烯以及聚丙烯共同通過(guò)聚合所得，因此材料的綜合性能比較好，有較高的強(qiáng)度，同時(shí)材料的耐磨性比較好。ABS材料材料有絕緣性和耐腐蝕性，且成型的產(chǎn)品剛度和強(qiáng)度都比較好，可用在一些電子產(chǎn)品外殼，醫(yī)療器械，以及包裝容器當(dāng)中，是目前使用極為廣泛的一種材料。材料的工藝參數(shù)如下表2.1：注射機(jī)形式螺桿注射機(jī)保壓力50～70MPa噴嘴種類(lèi)直通注射時(shí)間3～5s螺桿轉(zhuǎn)速r/min30～60保壓時(shí)長(zhǎng)15～30s噴嘴溫度180～190C模溫50～70注射壓力70～90MPa冷卻時(shí)間15～30s成型周期40～60s2.1.2.塑件的形狀如上圖所示，產(chǎn)品外形不規(guī)則，工件單側(cè)有個(gè)缺口，缺口處無(wú)法直接成型，需要抽芯脫模，頂出工件，從工件圖形看，還是比較容易理解的，設(shè)計(jì)模具時(shí)需要考慮各個(gè)方面的因素。2.1.3.產(chǎn)品的壁厚要均勻合理，如果壁厚尺寸比較大的話(huà)，成型的時(shí)候就會(huì)有可能有翹曲和氣泡存在，因此冷卻的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，壁厚太小的話(huà)，又可能造成填充比較困難，很難填充滿(mǎn)，所以壁厚尺寸要合適合理，本次的零件產(chǎn)品的平均壁厚為3mm，因此屬于普通壁厚尺寸。2.1.4.塑料件的在轉(zhuǎn)角的位置進(jìn)行圓角過(guò)度，才能避免在轉(zhuǎn)角的位置出現(xiàn)應(yīng)力集中的問(wèn)題，避免產(chǎn)品出現(xiàn)破裂，通常需要對(duì)塑件進(jìn)行圓角過(guò)度處理，本次的零件外半徑為2.0mm。2.1.5.脫模斜度因?yàn)楫a(chǎn)品在成型冷卻的時(shí)候，會(huì)有存在一個(gè)收縮的過(guò)程，此時(shí)就可能對(duì)型芯有抱緊力，因此造成脫模比較困難，所以需要考慮設(shè)計(jì)脫模斜度，方便產(chǎn)品從型芯當(dāng)中脫出，有利于脫模。故而一般產(chǎn)品都設(shè)計(jì)相應(yīng)的脫模斜度，本次設(shè)計(jì)的工件，工件成型深度比較小，所以無(wú)需考慮其脫模角度。2.1.6.產(chǎn)品的表面粗糙度要求一般不可過(guò)高，如果太高的話(huà)，模具的難度會(huì)變大，因此成本也比較高，通常來(lái)說(shuō)模具的型腔表面粗糙度低于產(chǎn)品一到2級(jí)別，則本次產(chǎn)品的精度要求選取普通的MT5級(jí)別。2.2.明確塑件的生產(chǎn)批量2.2.1.型腔數(shù)量的確定型腔為模具一次成型所能注射成型的產(chǎn)品數(shù)目，型腔要跟模具的產(chǎn)能相符合，不僅僅要滿(mǎn)足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，還要符合生產(chǎn)的產(chǎn)量需求，通常來(lái)說(shuō)模具的型腔數(shù)目越大，效率越高，但是也會(huì)造成模具的尺寸更大，模具結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，制造成本高，且隨著型腔數(shù)量越多，產(chǎn)品的精度會(huì)降低。故而一般對(duì)于尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品可以采取多型腔的方式，如果尺寸大結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品則可以設(shè)計(jì)單個(gè)型腔的方式，因此需要合理的選取和綜合的分析，最終做出選定。本次的產(chǎn)品為一般尺寸的產(chǎn)品，本著考慮到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且要滿(mǎn)足高效率生產(chǎn)，同時(shí)還要兼顧模具不會(huì)過(guò)于復(fù)雜的要求，可以選取一模兩腔的生產(chǎn)方式進(jìn)行加工。2.2.2.注射量的計(jì)算產(chǎn)品的注射量計(jì)算，主要是根據(jù)產(chǎn)品的體積以及材料的密度做出計(jì)算，本次材料選取的是ABS材料，因此可知材料的密度是0.98～1.10，平均收縮率為0.5%?？梢酝ㄟ^(guò)使用PROE軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行體積測(cè)量，獲得產(chǎn)品的體積參數(shù)，這種方法比較簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)中計(jì)算產(chǎn)品的體積，可以通過(guò)粗略計(jì)算該工件的體積，體積計(jì)算公式為,其中——工件底面積，——工件高度由于工件形狀復(fù)雜，無(wú)法按以上公式詳細(xì)計(jì)算，所以可以采用軟件檢測(cè)其體積，如下圖所示：圖2-2工件體積工件體積=11118.0=11.118，流道凝料的體積計(jì)算：=3.14×2.62×82+3.14×2.52×44=1740.5648+863.5=2604.0648=2.604工件的質(zhì)量計(jì)算工件體積=1.1×11.118=12.23g凝料的質(zhì)量計(jì)算：=1.1×2.604=2.8644g本次的設(shè)計(jì)采取的是一模兩腔的方式，因此可知實(shí)際的注射量數(shù)值：=2×11.118+2.604=24.84,總質(zhì)量為=2×12.23+2.8644=27.3244g2.2.3.鎖模力的計(jì)算鎖模力是滿(mǎn)足對(duì)于模具的鎖緊的要求，因此模具在高壓注射的時(shí)候，會(huì)對(duì)模具的腔體有一個(gè)迫使他張開(kāi)的力，叫做脹型力。故而要確保模具能夠正常生產(chǎn)，不會(huì)出現(xiàn)漏料的情況，需要鎖模力大于這個(gè)脹型力，脹型力的數(shù)值是為產(chǎn)品和凝料與分型面的投影面積乘上型腔壓力數(shù)值。本次設(shè)計(jì)的澆口位置，設(shè)計(jì)在工件的中間孔的位置，采用四周流料，因此凝料在分型面上的面積幾乎忽略不計(jì)，所以：=2×2105.165+44×5=4430.33鎖模力的計(jì)算公式,其中P為型腔的單位壓力，取值30，所以計(jì)算：=4430.33×30=132909.9N=132.91KN第三章、注射機(jī)的選用3.1.注射機(jī)的兩種類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn)注射機(jī)是用與模具注射的關(guān)鍵設(shè)備，目前的注射機(jī)類(lèi)型主要有臥式和立式兩種基本結(jié)構(gòu)，不同類(lèi)型的注射機(jī)的性能也存在一定的差距，其中立式注射機(jī)占地比較小，但是操作比較困難，存在操作不便的情況，因此通常都是小型的立式注射機(jī)，臥式珠海市及的話(huà)，注射機(jī)構(gòu)跟鎖模機(jī)構(gòu)水平的方向上，則工作位置比較低，很好進(jìn)行操作，也是目前使用最為廣泛的，能夠滿(mǎn)足各種需求的模具生產(chǎn)。3.2.注射機(jī)的選用本次設(shè)計(jì)綜合操作要求和工作性能，選取臥式注射機(jī)結(jié)構(gòu)。注射機(jī)的是重要設(shè)備，需要根據(jù)實(shí)際注射量和鎖模力做出選取，有前面計(jì)算的注射量和鎖模力數(shù)值，初步選取的注射機(jī)型號(hào)為注射機(jī)，其參數(shù)如下表3.1表3.1注射機(jī)數(shù)參理論注射容量/104鎖模力/KN900螺桿直徑/㎜30拉桿內(nèi)間距/㎜260×360注射壓力MPa150移模行程/㎜300注射速率g/s20最大模厚/㎜300塑化能力㎏/h32最小模厚/㎜200螺桿轉(zhuǎn)速r/min10定位孔直徑/㎜100噴嘴球半徑/㎜12噴嘴孔直徑/㎜4第四章、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1.分型面的位置選取分型面是模具當(dāng)中的動(dòng)模及定模的接觸位置，產(chǎn)品也從分型面位置分開(kāi)，分型面的位置選取會(huì)影響到模具的結(jié)構(gòu)和難度，因此需要充分考慮產(chǎn)品的要求，做出合理的選取，對(duì)于分型面選取主要有如下的基本原則：（1）塑件脫模之后，產(chǎn)品處于模具的動(dòng)模位置，方便頂出產(chǎn)品。（2）分型面通常盡可能選取產(chǎn)品截面位置最大的地方。（3）要確保產(chǎn)品的精度符合需求。（4）分型面的位置要方便產(chǎn)品推出，同時(shí)有利于模具進(jìn)行排氣。（5）分型面的位置需要保證模具結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，且加工方便。本次分析零件的結(jié)構(gòu)要求，考慮到模具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，以及產(chǎn)品在分模之后位于模具的動(dòng)模位置，因此選取其分型面的位置在截面位置最大的地方，如下圖所示：圖4-1分型面選擇4.2.模具型腔數(shù)的確定本次的產(chǎn)品為一般尺寸的產(chǎn)品，本著考慮到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且要滿(mǎn)足高效率生產(chǎn)，同時(shí)還要兼顧模具不會(huì)過(guò)于復(fù)雜的要求，可以選取一模兩腔的生產(chǎn)方式進(jìn)行加工，對(duì)稱(chēng)分布生產(chǎn)。4.3.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)化是模具進(jìn)行注射物料的通道，將加熱好以后的溶體從注射機(jī)的噴嘴注射到型腔的過(guò)程，需要澆注系統(tǒng)作為一個(gè)通道來(lái)傳遞。因此澆注系統(tǒng)是非常重要的一部分，也是確保模具成型質(zhì)量的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成有主流道，分流道，澆口及冷料穴，本次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)是一模兩腔，兩腔之間設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)分流道，注射的溶料從分流道流入型腔。4.3.1主流道是連接注射機(jī)噴嘴到分流道的部分通道，此部分也是澆注系統(tǒng)的前面一段，其跟注射機(jī)噴嘴位于相同的軸線(xiàn)上，通常其截面是為圓形，且?guī)в邢鄳?yīng)的錐度，主流道通常還需要設(shè)計(jì)襯套，考慮到主流道跟注射機(jī)噴嘴是不斷碰撞接觸，因此容易損壞。故而通常是將主流道襯套做成分體的形式，方便更換。主流道的尺寸圖4-2主流道示意圖①主流道的半錐角通常是為1°～3°。在此選取的是為1°。②主流道徑向尺寸小端要大于注射機(jī)噴嘴孔直徑0.5～1.0㎜。式中：d—注射機(jī)噴嘴口直徑D—澆口套進(jìn)料口直徑，因此可知直徑為：=4+0.5=4.5mm③凹球面半徑得大于注射機(jī)噴嘴球徑大1～2mm，能夠確保更好的保證注射機(jī)跟流道接觸。=12+（1～2）=13～14mm④主流道的長(zhǎng)度尺寸不可以過(guò)長(zhǎng)，通常要保證長(zhǎng)度小于100mm，本次設(shè)計(jì)的主流道長(zhǎng)度為82mm。4.3.2.分流道設(shè)計(jì)分流道設(shè)計(jì)對(duì)注塑模來(lái)說(shuō)其實(shí)很重要，是溶料進(jìn)入型腔的必經(jīng)之路，而且分流道是在設(shè)計(jì)多腔時(shí)才會(huì)用到，分流道的大小與材料和溶料的體積大小有關(guān)，本次設(shè)計(jì)的課題，所選的材料為ABS，此類(lèi)材料流動(dòng)性能好，工件的體積也小，因此設(shè)計(jì)的分流道不需要那么大，直徑4-5mm即可，本次設(shè)計(jì)φ5mm的分流道，如下圖所示：圖4-3分流道示意圖4.3.3.澆口的設(shè)計(jì)澆口是流道的末端，尺寸比較細(xì)的一段，其主要的功能為快速凝結(jié)，避免物料回流，且還能方便取出產(chǎn)品以后對(duì)尾料進(jìn)行去除。澆口的設(shè)計(jì)要結(jié)合產(chǎn)品的要求做出選取。澆口的形式有很多，但是要根據(jù)具體情況來(lái)選擇。注射模常用澆口形式有以下幾種：側(cè)澆口重疊式澆口點(diǎn)澆口潛伏式澆口扇形澆口平衡式澆口4.3.4不同的澆口類(lèi)型使用的模具種類(lèi)不同，也要綜合產(chǎn)品需求做出分析，通常來(lái)說(shuō)側(cè)澆口和潛伏澆口用在多型腔模具當(dāng)中。本次的產(chǎn)品為一模兩腔的方式，因此可以根據(jù)要求選取的是點(diǎn)澆口的類(lèi)型，澆口位置設(shè)置在工件的單側(cè)，不能影響外觀。4.3.5澆口的橫截面積通常是分流道截面積0.07～0.09倍，主要有圓形或者是矩形的澆口種類(lèi)，其長(zhǎng)度通常是在0.5～2mm。具體的尺寸需要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)做出選取，本次設(shè)計(jì)澆口見(jiàn)CAD圖紙，澆口寬度設(shè)計(jì)1.0mm。4.4.冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴是澆注系統(tǒng)的一部分，通?？梢栽O(shè)計(jì)在主流道的末端位置，功能是能夠?qū)η岸说奈锪线M(jìn)行收集，避免冷料跑到模具的腔體中，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。4.4.1.常見(jiàn)的主流道冷料穴結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖4-4常用冷料穴與拉料桿形式主流道；2—冷料穴；3—拉料桿；4—推桿；5—脫模板；6—推塊以上視圖的結(jié)構(gòu)分析：（a）Z形推料桿的冷料穴；（b）倒錐孔冷料穴；（c）圓環(huán)槽冷料穴；（d）圓頭形冷料穴；（e）菌頭形冷料穴；（f）圓錐頭形冷料穴；（g）無(wú)拉料桿冷料穴，圖（a）～（c）是底部帶推桿的冷料穴；（d）～（f）是底部帶拉料桿的冷料穴，由于本次課題采用的是一模兩件，而且澆口位置設(shè)計(jì)在工件的中間，因此本次設(shè)計(jì)選擇（a）結(jié)構(gòu)，兩個(gè)工件之間，設(shè)計(jì)冷料穴，這樣的結(jié)構(gòu)更合理。4.5.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的功能是對(duì)模具內(nèi)部的氣體進(jìn)行排出的，因?yàn)槟＞咴谧⑸溥M(jìn)入很多的物料時(shí)候，這些加熱的物料會(huì)產(chǎn)生很多的氣體，且模具腔體本身還存在氣體，因此這些大量的氣體會(huì)留在模具腔體中，在注射保壓過(guò)程造成產(chǎn)品的內(nèi)部氣孔或者是表面燒焦的情況，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。排氣系統(tǒng)的種類(lèi)多是為設(shè)計(jì)排氣槽或者采取間隙排氣。排氣槽的話(huà)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多是用在大型模具當(dāng)中，間隙排氣則是依靠模具的合模間隙自動(dòng)排氣，故而用于中小模具使用。本次的產(chǎn)品模具結(jié)構(gòu)小，因此采取間隙排氣就可以符合要求了。4.6.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模具注射完以后，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)冷卻需要脫模取出，把塑件從型芯的位置取出來(lái)的結(jié)構(gòu)叫做脫模機(jī)構(gòu)，也叫做推出機(jī)構(gòu)，推出機(jī)構(gòu)需要保證其能夠運(yùn)動(dòng)順利，滿(mǎn)足產(chǎn)品和凝料順利的取出。脫模機(jī)構(gòu)的組成包括了固定板，推桿以及復(fù)位機(jī)構(gòu)等。4.6.1對(duì)于脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要綜合分析，要滿(mǎn)足幾個(gè)基本的設(shè)計(jì)原則：（1）產(chǎn)品在脫模之后位于模具的動(dòng)模部分，這樣能夠方便頂出。（2）要確保產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)變形損壞的情況，也是對(duì)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本需求。（3）要確保產(chǎn)品的外觀要求，需要確保頂出力平衡，不會(huì)因?yàn)轫敵隽Σ痪鶆蛟斐僧a(chǎn)品的外觀有較為明顯的痕跡。（4）要保證脫模機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)順利，且不會(huì)增加模具的難度。4.6.2本次的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且產(chǎn)品的壁厚均勻，因此產(chǎn)品在成型的過(guò)程不容易變形，故而可采取簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)的方式，通過(guò)推桿來(lái)推出產(chǎn)品。推桿的種類(lèi)有普通推桿或者是盤(pán)型的推桿，本次采取簡(jiǎn)單的普通推桿，采取在產(chǎn)品的不同位置設(shè)計(jì)多根推桿，保證頂出平衡的要求。圖4-5頂出機(jī)構(gòu)示意圖固定板是設(shè)計(jì)的為臺(tái)階的形式，將推桿安裝在固定板的位置，通過(guò)模具的開(kāi)模過(guò)程中頂棍的作用力，頂出推桿固定板，進(jìn)而帶動(dòng)推桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，完成產(chǎn)品的頂出要求。4.7.抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)楸敬蔚乃芰霞?，?cè)邊有缺口，如果直接強(qiáng)行頂出，對(duì)工件影響很大，會(huì)直接導(dǎo)致工件變形，缺料，所以抽芯機(jī)構(gòu)在這個(gè)模具結(jié)構(gòu)里，很重要，常見(jiàn)的抽芯，有液壓機(jī)構(gòu)和機(jī)械機(jī)構(gòu)，對(duì)于選擇哪種抽芯方式，要結(jié)合工件形狀，抽芯尺寸等參數(shù)決定。本次課題，產(chǎn)品比較小，屬于小型零件，側(cè)面的缺口深度不大，所以抽芯距離小，采用普通的機(jī)械機(jī)械抽芯就可以實(shí)現(xiàn)，結(jié)合設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱抽出方式。傾斜角的大小關(guān)系到斜導(dǎo)住所承受的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力，也關(guān)系到斜導(dǎo)住的工作長(zhǎng)度、抽心距和開(kāi)模行程。為保證一定的抽拔力及斜導(dǎo)住的強(qiáng)度，取小于，一般在之間取10°~20°，本設(shè)計(jì)的斜導(dǎo)住在動(dòng)模板部分頂出型腔，所以?xún)A角要適當(dāng)減小，傾角選了20°。以下是關(guān)于本次的抽芯距的計(jì)算：式中S——抽拔距離S1——塑件上的缺口深度，測(cè)量工件尺寸為5mm代入數(shù)據(jù)得：S=5+(2～3)=7mm～8mm,S取7mm。式中——型芯的抽拔力（N）；模外冷卻的塑件：P=24～39MPa；模內(nèi)冷卻的塑件P=8～12Mpa；——塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；取值0.2——型芯脫模斜度,前面分析本次設(shè)計(jì)脫模角度為0A=2×3.14×44×16.5=4559.28mm2,代入數(shù)據(jù),詳細(xì)計(jì)算：=4559.28×39×0.2=35562.384N=35.562KN。斜導(dǎo)柱的材料選用T10A，為了增加耐磨性，對(duì)斜導(dǎo)柱零件需要進(jìn)行熱處理，硬度達(dá)到HRC45～48，導(dǎo)柱表面的粗糙度值Ra達(dá)到0.8，設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的傾斜角為12度。斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度，代入數(shù)據(jù)得，L=7/sin12°=33.668mm，取34mm。開(kāi)模行程H=，代入數(shù)據(jù)得，H=7/tan12°=32.93mm，取值33mm。==35.562/cos12°=36.356KN=35.562×tan12°=7.56KN式中—抽芯作用時(shí)滑塊對(duì)斜導(dǎo)柱的側(cè)向力KN；—滑塊抽出需要的作用力KN；—側(cè)抽芯時(shí)模具的開(kāi)模力。本次設(shè)計(jì)選擇的斜導(dǎo)柱的工作部分直徑d=10mm，臺(tái)階直徑為D=10+5=15mm，固定部分厚度A=55mm,則斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度為：代入數(shù)據(jù)得L=75.06-80.06mm，抽出的活動(dòng)距離為7mm，結(jié)合工件形狀，斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度可以設(shè)計(jì)到100左右，抽芯過(guò)程中，斜滑塊不能脫離斜導(dǎo)柱，因此本次斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度選擇105mm，包括頭部的球頭R值。設(shè)計(jì)這樣的模具時(shí)，側(cè)抽芯滑塊脫離斜導(dǎo)柱時(shí)的定位方式有兩種，一種方法是將側(cè)滑塊設(shè)置在模具位置的上方，利用側(cè)滑塊的重力定位，另一種方法是當(dāng)側(cè)型芯安裝在下方時(shí)，在側(cè)滑塊的非成型段設(shè)置壓縮彈簧，在斜導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)束后，靠壓縮彈簧的彈力使滑塊緊靠動(dòng)模大型芯定位。本次設(shè)計(jì)選用的是第一種方法，如下圖所示：圖4-6斜導(dǎo)柱抽芯設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)第五章、成型零件的設(shè)計(jì)成型的零件是用于對(duì)產(chǎn)品成型的，也是直接組成模具的腔體的部件，故而對(duì)于模具來(lái)說(shuō)是非常重要的，直接關(guān)系產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和精度，以及生產(chǎn)的質(zhì)量。且成型零件接觸的物理是高溫的，所以容易造成磨損，因此成型零件需要耐磨性和強(qiáng)度都比較好，其主要包括了型芯，型腔機(jī)滑塊等機(jī)構(gòu)。5.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1.凹模的結(jié)構(gòu)本次的產(chǎn)品模具型腔復(fù)雜，屬于不規(guī)則的零件，因此設(shè)計(jì)采取的鑲拼結(jié)構(gòu)凹模形式即可，結(jié)構(gòu)如下圖所示，圖5-1凹模型腔零件結(jié)構(gòu)示意圖5.1.2.凸模結(jié)構(gòu)凸模的結(jié)構(gòu)是用于對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)成型的，因此要結(jié)合產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或者孔做出設(shè)計(jì)，凸模的種類(lèi)也有整體和組合鑲拼的凸模，整體的凸模比較簡(jiǎn)單，直接一個(gè)版塊加工，通過(guò)線(xiàn)切割就可以實(shí)現(xiàn)，組合的凸模需要設(shè)計(jì)不同的零部件，進(jìn)行組裝合成。凸模的結(jié)構(gòu)類(lèi)型如下圖所示；圖5-2凸模型芯零件結(jié)構(gòu)示意圖5.2.注射模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)每套模具都要有相應(yīng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其功能是保證模具的動(dòng)模和定模都在正確的位置，以及合模的正確要求，模具的腔體能夠有正確的外形，且導(dǎo)向機(jī)構(gòu)還可以保證動(dòng)模根據(jù)預(yù)定的順序進(jìn)行動(dòng)作，避免型芯在合模中受到損壞，以及承受相應(yīng)的側(cè)向力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通常是采取的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的形式，此種也為標(biāo)準(zhǔn)件，有很好的導(dǎo)向要求，能夠保證模具的位置精度，對(duì)于一些大型的深腔模具來(lái)說(shuō)，還要考慮考慮設(shè)計(jì)錐面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。本次的模具為中小型模具，采取的是導(dǎo)柱導(dǎo)套的形式即可符合需求。導(dǎo)柱導(dǎo)套為間隙配合，其配合為H7/h6的配合制，導(dǎo)套跟模板的固定為過(guò)度配合H6/k6。第六章、模具設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算6.1.成型零件工作尺寸的的計(jì)算成型零件是重要的部分，需要對(duì)成型零件的尺寸做出相應(yīng)的計(jì)算，因?yàn)槌尚土慵亲罱K成型產(chǎn)品的位置，故而需要根據(jù)產(chǎn)品的尺寸，以及對(duì)尺寸的影響因素做出分析和選取計(jì)算，主要包括了對(duì)成型零件凹模，凸模的徑向尺寸，深度和高度做出相應(yīng)的計(jì)算。6.1.1.影響工作尺寸的因素對(duì)成型零件的尺寸影響的主要包括有材料的收縮率，凹模凸模的制造公差，以及模具的磨損量，分型面間隙等，這些都是在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，會(huì)直接影響到工作尺寸的幾個(gè)重要部分。所以在工作尺寸計(jì)算中，需要合理的分析。（1）塑件收縮率的影響因?yàn)椴煌牟牧鲜湛s率不同，因此需要根據(jù)不同材料的收縮率做出分析?？紤]到產(chǎn)品具有熱障冷縮的功能，故而產(chǎn)品成型之后的尺寸是比模具型腔的尺寸要小。（2）凸、凹模工作尺寸的制造公差凸模和凹模的制造公差會(huì)影響到尺寸公差，一般來(lái)說(shuō)，凹模跟凸模尺寸公差是選的產(chǎn)品公差的，表面粗糙度取的是。（3）凸、凹模使用過(guò)程中的磨損量凸模跟凹模在成型的過(guò)程中，因?yàn)楣ぷ鞯拈L(zhǎng)期使用，會(huì)造成有一定的磨損，其中凹模會(huì)因?yàn)槟p變得越來(lái)越大，凸模的話(huà)會(huì)因?yàn)槟p變得越來(lái)越小。（4）模具在分型面的合模間隙因?yàn)樽⑸鋾r(shí)候是高壓注射，以及分型面的平面度的存在，因此動(dòng)定模有間隙存在，通常來(lái)說(shuō)，若是模具的分型面平面度高，且粗糙度低的時(shí)候，塑件飛邊就比較小。通常飛邊的厚度是。本次產(chǎn)品是選用的材料ABS,可查到ABS材料平均收縮率是0.5%,計(jì)算根據(jù)平均收縮率的均值法計(jì)算。6.1.2.凹模跟凸模的工作尺寸綜合分析產(chǎn)品的收縮率，及制造公差以及工作磨損的幾個(gè)因素，按照平均值的方法做出相應(yīng)的計(jì)算。型芯的徑向尺寸計(jì)算公式如下：式中：—型芯的徑向尺寸，；—塑件的平均收縮率；—塑件的外徑尺寸，；—修正系數(shù)，（），?。弧芗墓钪?，因尺寸的大小而變。—制造公差，取。=[44×（1+0.005）]=44.22mm=[11.2×（1+0.005）]=11.256mm=[11×（1+0.005）]=11.055mm=[0.99×（1+0.005）]=0.995=[40×（1+0.005）]=40.2=[2×（1+0.005）]=2.01型芯的高度尺寸計(jì)算公式如下=[12.78×（1+0.05）]=12.844=[2.0×（1+0.05）]=2.01定模型腔工作尺寸，塑件內(nèi)型腔尺寸公差為正值“+”，制造公差為負(fù)值“”。根據(jù)推導(dǎo)：型腔的徑向尺寸計(jì)算公式如下：==[50×（1+0.005）-0.75×0]=50.25=[42×（1+0.005）-0.75×0]=42.21=[22×（1+0.005）-0.75×0]=22.11=[16×（1+0.005）-0.75×0]=18.08定模型腔的高度尺寸計(jì)算公式如下==[9×（1+0.005）+0.75×0]=9.045=[10.53×（1+0.005）+0.75×0]=10.58=[3.45×（1+0.005）+0.75×0]=3.467=[15.78×（1+0.005）+0.75×0]=15.866.2.側(cè)壁厚度及底板厚度的計(jì)算6.2.1.側(cè)壁厚度計(jì)算本次課題的形狀外形為矩形，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具外形尺寸比較小，因此凹模可以設(shè)計(jì)成整體結(jié)構(gòu)，式中；—模具材料彈性模量（），碳鋼為；—與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比有關(guān)的系數(shù)，查表得0.76—單位型腔壓力，一般取25～30，取30—型腔深度，取值20mm—?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量（mm），可查表得0.025。計(jì)算過(guò)程：==6.9044mm因此計(jì)算出的凹模壁厚最小尺寸為8.857mm，本次設(shè)計(jì)取值要適當(dāng)大點(diǎn)，所以取值30mm，因此凹模型腔長(zhǎng)度尺寸為100+50.25+30+30=210.25mm,適當(dāng)取大值，湊整取220mm，寬度尺寸為50.25+30+30=110.25mm,適當(dāng)取大值，湊整取120mm。6.2.2.型腔底板厚度計(jì)算式中；—模具材料的彈性模量（），碳鋼為；—由板短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比決定的系數(shù)，可查表得0.24—單位型腔壓力，一般取25～30，取30—底板短邊的長(zhǎng)度，50mm—?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量（mm），可查表得0.025計(jì)算過(guò)程：==20.465mm本次設(shè)計(jì)取值很接近20.465mm，因此本次設(shè)計(jì)取值30mm，結(jié)合工件型腔厚度18.57mm，因此凹模型腔的總厚度取值H=30+18.57=48.57mm。第七章、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次的模具結(jié)構(gòu)為中小型的模具，澆口方式點(diǎn)澆口的形式，能夠在模具開(kāi)模之后讓凝料自動(dòng)脫落，模具的結(jié)構(gòu)為一模兩腔的生產(chǎn)方式。本次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，把當(dāng)中的導(dǎo)柱導(dǎo)套的位置空間，可設(shè)計(jì)凹模板的尺寸為350mm×250mm×90mm，此種模具為中小尺寸模具，可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架，目前的中小模具的模架都可以根據(jù)要求做出選取，因而可降低模具的生產(chǎn)周期，故本次的模具圖如下所示：圖7-1模具結(jié)構(gòu)示意圖模具的尺寸個(gè)產(chǎn)品的尺寸以及型腔的種類(lèi)相關(guān)，選取多大的模具尺寸，都要保證模具的強(qiáng)度和剛度符合要求，且盡可能在滿(mǎn)足生產(chǎn)需求下，模具的尺寸越小越緊湊更為好，不僅僅可以節(jié)約材料，也符合經(jīng)濟(jì)性要求。第八章、注射機(jī)參數(shù)的校核初步選取了注塑機(jī)以后，需要對(duì)注塑機(jī)的參數(shù)做出相應(yīng)的校驗(yàn)，確保注塑機(jī)能夠符合參數(shù)需求，以及安裝尺寸的要求。8.1.最大注塑量的校核最大注射量的校核是需要保證選取的注塑機(jī)的額定注射量80%要超過(guò)需要的注射量，才能保證注射符合要求。通常來(lái)說(shuō)可以有來(lái)那種校核的方式：產(chǎn)品材料為ABS（密度約為）的最大克數(shù)（g）為標(biāo)準(zhǔn)。而另一種為規(guī)定以注塑塑料的最大容積（）為標(biāo)準(zhǔn)。式中：—模具型腔和流道的最大容積（）?！付ㄐ吞?hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（），該注射機(jī)為125?！⑸湎禂?shù)，取0.75。M=125×0.75=93.75模具中的產(chǎn)品跟凝料要用到的塑料的量，不可以大于注射機(jī)的最大注射量，才能保證生產(chǎn)的要求，校核如下公式：式中：—產(chǎn)品和凝料的注塑量由定義可知即上節(jié)所講的，因此==27.3244g27.3244≤125×0.75=93.75結(jié)合以上計(jì)算，注射量校核能符合要求。8.2.注塑壓力的校核注射機(jī)的壓力是一個(gè)固定的數(shù)值，要保證其壓力能夠大于產(chǎn)品需要的壓力，通常來(lái)說(shuō)不同的產(chǎn)品類(lèi)型，其壓力的數(shù)值也不同。因此校核的公式如下：式中：—熔融塑料在型腔內(nèi)的單位壓力，，取；—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，；—塑件在分型面上的投影面積，；—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，；通過(guò)計(jì)算可得=2105.165=2×30×2105.165=126309.9N=126.31KN本次初步選取的壓力機(jī)，其鎖模力是126.31KN,由于126.31KN<900KN，則注塑機(jī)符合要求。8.3.模具安裝尺寸的校核8.3.1.模具外形尺寸與注射機(jī)拉桿間距校核模具是安裝在注射機(jī)的內(nèi)部的，因此需要確保模具能夠順利裝到注射機(jī)的內(nèi)部中，要滿(mǎn)足模具的外形尺寸小于注射機(jī)的拉桿尺寸，校核如下：模具的長(zhǎng)寬<拉桿尺寸本次模具外形尺寸是250mm×350mm，動(dòng)模墊板的尺寸為200mm×350mm，選取的注射機(jī)拉桿間距是260mm×360mm，尺寸基本接近，故而可以采用此注射機(jī)實(shí)現(xiàn)，選擇該注射機(jī)能滿(mǎn)足要求。8.3.2.模具閉合高度校合模具的閉合高度尺寸，需要保證閉合高度尺寸大于最小模具厚度，小于最大模具厚度。校核關(guān)系如下所示：而式中，—模具閉合后的總厚度，；—注射機(jī)允許的最小模具厚度，；—注射機(jī)允許的最大模具厚度，；—注射機(jī)移動(dòng)板的最小開(kāi)合距離，；當(dāng)<時(shí)，通常可設(shè)計(jì)墊塊來(lái)加大高度。。模具的實(shí)際厚度為260mm，=300mm=200mm由于<260<，因此