塑料盒的注塑模的設計

塑料盒的注塑模的設計,塑料盒,注塑,設計 摘 要 本次的畢業(yè)設計是塑料盒的注塑模的設計，該模具結構簡單，但側壁有側孔。依據產品的數量和塑料的工藝性能確定了以單分型面注塑模的方式進行設計。模具的型腔采用一模兩腔平衡布置，澆注系統(tǒng)采用側澆口成形，推出形式為推桿推出機構完成塑件的推出。塑件側孔利用斜導柱帶動滑塊完成其成型脫模。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)。本次的設計中參考了大量的文獻，還在互聯網上查找資料，設計過程比較完整。 關鍵詞：注塑模，側孔，滑塊 ，脫模 Abstract This graduation design is the design of the injection mould bracket, the die structure is simple, but the side wall of a side hole. Based on the process performance and the number of plastic products to determine the design in a single injection mold parting surface mode. The mould cavity using a mold two cavity balance layout, pouring system adopts the side gate forming, roll out in the form of pushing mechanism is a complete introduction of plastic parts. Plastic side hole using oblique guide pin drives the sliding block to complete its shaping and demoulding. Because the plastic parts of the process performance requirements of injection mold cooling system. The design of the reference literature, also on the Internet to find information, the design process is complete. Keywords: injection mold, side hole, slider, demoulding 目 錄 目 錄 III 第1章 緒 論 1 1.1 我國塑料模具的發(fā)展現狀 1 1.2國外塑料模的發(fā)展狀況 3 第2章 塑件分析 4 2.1 塑件工藝性分析 4 2.2 塑件材料分析 6 第3章 模具結構設計 8 3.1型腔數目的確定 8 3.2分型面的確定 8 3.2.1分型面的形式 8 3.2.1分型面的選擇原則 9 3.2.3本設計分型面的選擇 9 3.3 成型零件的尺寸計算 10 3.4澆注系統(tǒng)的設計 13 3.4.1主流道的設計 13 3.4.2分流道的設計 14 3.4.3 澆口的設計 15 3.5導向機構的設計 16 3.5.1導向機構的作用 16 3.5.2導柱的設計 16 3.5.3導套的設計 17 3.6排氣系統(tǒng)的設計 18 3.7冷卻系統(tǒng)的設計 18 第4章 模具總體結構 19 第5章 注射機的選擇 20 5.1注塑機概況 20 5.2注塑機的分類 20 5.3注塑機的選擇 20 5.4 注射機的校核 22 5.4.1 容量校核 22 5.4.2 合模力校核 23 5.4.3 模具厚度的校核 23 結論 24 參考文獻 25 致 謝 26 第1章 緒 論 80年代以來，在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產值為245億，至2000年我國模具總產值預計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 1.1 我國塑料模具的發(fā)展現狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距.　? 成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50～80%相比，差距較大。 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM Ⅰ、SMⅡ等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用，并且出現了一些國產的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。 據有關方面預測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數，所以，從減少進口、提高國產化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產品方面，除了彩電等音像產品外，筆記本電腦和網機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。【1】 整體來看，中國塑料模具無論是在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢?！?】 1.2國外塑料模的發(fā)展狀況 國外先進國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。專業(yè)化、標準化程度高、設計和工藝技術先進，如模具CAD/CAM技術采用普遍，加工設備數控化率高等，模具生產效率高、周期短。國外，70%以上是商品化的。工藝裝備水平CAE技術在歐美已經逐漸成熟。在注射模設計中應用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。CAE技術在模具設計中的作用越來越大，意大利COMAU公司應用CAE技術后，試模時間減少了50%以上。一些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來說，國內的材料很難達到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE?CAD?CAM.CAPP等軟件很多都是國外的。拿塑封模具來說，國外一次可以加工出上百個型腔的模具，還有熱流道技術、氣輔成型這些工藝應用都很普遍。德國的模具很多采用熱流道技術，使用熱流道技術，產品的質量好，成型周期短，精度高?！?】 第2章 塑件分析 2.1 塑件工藝性分析 結構分析：從零件圖上分析，此零件總體比較簡單，側壁有方孔。如下圖： 圖 2-1制件尺寸 圖 2-2 制件3d 尺寸精度：塑料有5、6、7三種精度等級，此設計取外表面為7級精度。塑料制品的表面光潔度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點外，主要由模具光潔度決定。一般模具表面光潔度要比塑料制品高一級。因此制件外表面取Ra6.3μm。 塑件壁厚分析：塑件壁厚的設計與塑件原料的性能、塑件結構、成型條件、塑件的質量及其使用要求都有密切的聯系。壁厚過小，會造成充填阻力增大，特別對于大型件、復雜制件將難于成型。塑件的厚度的最小尺寸應滿足以下要求：滿足塑件結構和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出機構等的沖擊和振動 制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度 保證貯存、搬運過程中強度所需的壁厚 滿足成型時熔體充模所需的壁厚。塑料制件規(guī)定有最小壁厚值，表2-1為熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值。 表2-1熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值 塑料類型 制件流程50mm的最小壁厚/mm 一般制件的壁厚/mm 大型制件的壁厚/mm 聚丙烯（pp） 0.85 2.45-2.75 >2.4-3.2 脫模斜度分析： 當塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復雜時，塑件的多個面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設脫模斜度。 一般來說，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結構復雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認真設計脫模斜度。 ①斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，須在塑件內外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。 ②脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。 塑件脫模斜度的選取應遵循以下原則： 1 塑料的收縮率大，壁厚，斜度應取偏大值，反之取偏小值。 2 塑件結構比較復雜，脫模阻力就比較大，應選用較大的脫模斜度。 3 當塑件高度不大（一般小于2mm）時，可以不設斜度；對型芯長或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。 4一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內表面的小些，有時也根據塑件的預留位置（留于凹模或凸模上）來確定制件內外表面的斜度。 5 熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應取小一些。 6 一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內。 綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設計中采用30′的脫模斜度。 表面粗糙度分析：塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應隨時給以拋光復原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關。一般，型腔表面粗糙度要求達到0.2~0.4mm。 2.2 塑件材料分析 該塑件采用ABS樹脂，起成型特點流動性中等，吸濕性打算，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件必須經過長時間的預熱干燥，溢邊值0.04毫米，適合取高料溫，高模溫，但是料溫過高容易分解，對精度的要求較高的塑件，模溫適合取50-60攝氏度，對光澤，耐熱塑件，模溫取60-80攝氏度。注射壓力高于聚苯乙烯。用螺桿式注射機成型時，料溫為180-230攝氏度，注射壓力也比較大。而且有很好的抗沖擊強度和良好的機械強度以及一定的耐磨性。收縮率為0.4%--0.7%。質量密度為1.09克每立方厘米。 塑件的原材料工藝性分析 1. 結晶料，濕性小，易發(fā)生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。 2. 流動性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔凹痕變形。 3. 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時容易取向，模具溫度低于50度時，塑件不光滑，易產生熔接不良，流痕，90度以上易產生翹曲變形。 4. 塑料壁厚均勻，避免缺膠，尖角，以防應力集中。 注塑模工藝條件 注塑機選用，對注塑機的選用沒有特殊要求。由于ABS具有高結晶性，需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機。鎖模力一般按3800t/m2 來確定，注射量20%-85%即可。 干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。 熔化溫度：ABS的熔點為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設定不能超過275℃，熔融段溫度最好在240℃。 模具溫度：模具溫度50-90℃。對于尺寸要求較高的用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。 注射壓力：采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時轉壓，用較長的保壓時間。 注射速度：為減少內應力及變形，應選擇高速注射，但有些等級的ABS和模具部不適用（出現氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現由澆口擴散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。 流道和澆口：流道直徑4.7mm，針形澆口長度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨筆并隨模腔內的熔流長度逐步增加。模具必須有良好的排氣性。排氣孔深0.0225mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0- 60%） 第3章 模具結構設計 3.1型腔數目的確定 注塑模的型腔數目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔數目的確定時，有以下幾個要求： (1) 按塑件經濟性確定型腔數； (2) 按注射機的最大注射量確定型腔數； (3) 按注射機額定鎖模力確定型腔數； (4) 按制品精度要求確定型腔數。 按注射機的鎖模力大小確定型腔數n n≦=≈3.9 F—?注射機的額定鎖模力；F=900 ??p?—?塑料熔體對型腔的平均成型壓力，p?=60 Mpa；查《模具設計指導》[4]表6-5塑料成型時的注射壓力=30~60Mpa ??A?—?單個塑件在模具分型面上的投影面積，mm2； A=60×60=3600mm3 ?Aj?—?澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2。 ?Aj?≈0.2A≈720mm3 分析結論：該模具設計型腔數目不能大于3.9個型腔，只能采用一模2腔。 3.2分型面的確定 3.2.1分型面的形式 分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件等有關，常見的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。 3.2.1分型面的選擇原則 1、復合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面應設在脫模方向最大的投影邊緣部位； 2、分型線不影響塑件外觀，即分型面應盡量不破壞塑件光滑的外表面； 3、確保塑件留在動模一側，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面； 4、確保塑件質量； 5、要你管盡量避免成型孔、側凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結構簡單，盡量避免定?；瑝K； 6、滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定動模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側向分型面；另外，分型面是曲面的，應加斜面鎖緊； 7、合理安排澆注系統(tǒng)特別是澆口位置，有利于開模； 3.2.3本設計分型面的選擇 通過對塑件結構形式的分析，同時根據以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖3-1所示： 圖 3-1分型面 3.3 成型零件的尺寸計算 該塑件的材料ABS是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。查手冊得的收縮率為0.4%~0.6%,故平均收縮率為0.5%。 公差數值表[5.9-11] 基本尺寸 精 度 等 級 公 差 數 值 精度等級表, 精度尺寸的選用[2-3、5] 類別 塑件種類 建議采用的精度等級 高精度 一般精度 低精度 ABS 根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級為級精度選取。 此產品采用4級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT７～IT８級，綜合參考，相關計算具體如下： 型腔凹模徑向尺寸計算： （相關公式參見《塑料制品成型及模具設計》[4]第79-80頁） (一)、型腔徑向尺寸的計算： LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz LＭ————凹模徑向尺寸（mm） LS————塑件徑向公稱尺寸（mm） Scp————塑料的平均收縮率（％） Δ—————塑件公差值（mm） δz ————凹模制造公差（mm） 由：LS1=14 mm Ls2=60 mm 又查表知4級精度時塑件公差值 Δ1= 0.18mm Δ2= 0.32 mm 實踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/3～1/4。為了保持較高精度選1/4。 由于： δz= 1/4Δ 得： δz1=1/4×0.18=0.045 mm δz2=1/4×0.32=0.08 mm 則： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz =[（1+0.5%）×14-3/4×0.18]+0.045 =13.9+0.045 mm LＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz =[（1+0.5%）×60-3/4×0.32]+0.08 =59.9+0.03 mm (二)、型腔深度尺寸的計算： 凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法： HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz HＭ————凹模深度尺寸（mm） δz————凹模深度制造公差（mm） 其余符號同上 由：HS1=25 mm 取4級精度時Δ1=0.24 mm 由δz=1/4Δ得： δz1=0.06 mm 則：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz =[（1+0.5%）×25-2/3×0.24]+0.06 =24.9 +0.06 mm (一) 型芯徑向尺寸的計算 運用平均收縮率法： LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm） δz———— 型芯徑向制造公差（mm） 其余符號同上 由：LS1=9mm LS2=57 mm 取4級精度時Δ1=0.16 mm Δ2=0.32 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz2= 0.08 mm 則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz =[（1+0.5%）×9+3/4×0.16]–0.04 =9.135–0.04 mm LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz =[（1+0.5%）×57+3/4×0.32]–0.08 =57.3–0.08 mm (二) 型芯高度尺寸的計算 運用平均收縮率法： HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz HＭ————型芯高度尺寸（mm） δz————型芯高度制造公差（mm） 其余符號同上 由：HＳ1=22.5mm 取4級精度時 Δ1=0.24 mm 由δz=1/4Δ得：δz1=0.06 mm 則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz =[（1+0.5%）×22.5+2/3×0.24]–0.06 =22.7–0.06 mm 3.4澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是塑料熔體由注塑機噴嘴通向模具型腔的流動通道，因此它應能夠順利的引導熔體迅速有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，內在質量優(yōu)良的塑件。 澆注系統(tǒng)組成是：主流道、分流道、澆口、冷料穴、塑件。 3.4.1主流道的設計 a.主流道尺寸 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為d=d1+(0.5～1）=3.5～4mm; b.主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。澆口套都是標準件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為14，所以澆口套的為R16。如圖3-2： 圖3-2澆口套 c.主流道襯套的固定 因為采用的有托澆口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為Φ100mm,內徑為Φ70mm固定。 3.4.2分流道的設計 a.分流道的設計 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 b. 主分流道形狀及尺寸 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形U形半圓形及矩形等，分流道的截面尺寸，應根據塑件的成型體積、壁厚、形狀，所用塑料的工藝性能，注塑速率以及分流道的長度等因素來確定。 對于壁厚小于3.2mm，重量在200g以下的塑件，可用下述經驗公式確定分流道的直徑（此時算出的分流道直徑僅限于3.2～9.5mm）： D== ≈6mm 式中 D為—分流道的直徑，mm； W為—塑件的質量，此零件為5.02g； L為—分流道的長度，約為20mm c.分流道的布置形式采用平衡式 圖 3-3分流道 3.4.3 澆口的設計 澆口是連接分流道和型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），是塑料熔體進入型腔的入口。澆口的形狀、數量、位置及尺寸對塑件的成型性能及成型質量影響很大。合理選擇澆口的位置是提高塑件質量的重要環(huán)節(jié)，澆口位置不同，也將直接影響模具的結構。因為該零件為圓柱桿類零件并且為一模兩腔結構所以澆口選擇為側澆口，側澆口應用廣泛，生產效率高。 綜合考慮塑件的形狀，該模具的分流道設在分型面上，采用圓形分流道D=5mm。側澆口尺寸為t=1mm，b=2mm，h=2mm； 圖3-4 側澆口 3.5導向機構的設計 3.5.1導向機構的作用 導向機構是保證塑料注射模具的動模與定模合模時正確定位和導向的重要零件，通常采用導柱導向，主要零件包括導柱和導套。其具體作用有： a、定位作用 b、導向作用 c、承載作用 d、保持運動平穩(wěn)作用 e、錐面定位機構作用 3.5.2導柱的設計 導柱導向是指導柱與導套（導向孔）采用間隙配合使導柱在導套（導向孔）內滑動，配合間隙一般采用H7/k6級配合。因為此塑件結構復雜，所以采用臺階式導柱。 在導柱的工作部分上開設油槽，可以改善導向條件，減少摩擦，但增加了成本，由于該模具要求不高，所以不再加油槽。故導柱采用不加油槽的階梯式導柱。根據國家標準選用直徑為30mm長度為125mm的導柱,材料為T8A淬硬鋼，導柱如圖3-4： 圖3-5-1導柱 3.5.3導套的設計 由于導柱已選定，且該模具較小，其導柱、導套配合之間模具結構較復雜，所以采用兩個導套接連使用達到模具要求，由塑料模具設計與制造可查得與之相配的導套為 I型帶頭導套，其直徑為42mm，長度分別為90mm。如圖3-5： 圖3-5-2導套 3.6排氣系統(tǒng)的設計 塑料在熔化時，會產生氣體，所以當塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣： （1） 利用配合間隙排氣； （2） 在分型面上開設排氣槽排氣； （3） 利用排氣守排氣； （4） 強制性排氣； 該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.03~0.05mm.它常用于中小型的簡單模具。 3.7冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質量。一般在型腔，型芯等部位設置合理的冷卻水路，通過調節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。 冷卻水孔開孔的原則： （1）冷卻水孔的數量應盡可能的多，直徑應盡量大； （2） 每個冷卻水孔至型腔表面的距離應相等，一般保持在0~15mm范圍內，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。 （3）水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。 （4）冷卻管路一般不宜設在型腔內塑料熔接的地方，以免影響塑件的強度。 （5）水管接頭應設在不影響操作的一側 該注塑模的冷卻系統(tǒng)設計為多支路單運水，具體分布方式見裝配圖所示: 第4章 模具總體結構 模具整體設計也就是模體的設計，隨著現代工業(yè)的發(fā)展，模體設計已接近標準化，可以從市場上購買相應的模體。標準模體一般包括定模板、動模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導柱、導套、復位桿等。標準模架有12種結構，15876種規(guī)格。在本次設計中，澆口套、導柱、導套、頂桿、水嘴都采用標準件，可以外購。總裝圖各視圖如圖4-1圖所示： 圖 4裝配圖 第5章 注射機的選擇 5.1注塑機概況 注射成型機（簡稱注射機或注塑機）是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設備。注射成型是通過注塑機和模具來實現的。注塑機如圖5-1所示： 圖5-1注塑機 5.2注塑機的分類 注塑機的類型有:立式、臥式、全電式，但是無論那種注塑機，其基本功能有兩個： （1）加熱塑料，使其達到熔化狀態(tài)； （2）對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。 5.3注塑機的選擇 1）注射量的計算 塑件體積為：V塑≈21 cm3 圖5-2 體積測量 2) 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前不能去定準確的數值，但是可根據經驗按照塑件體積的0.2倍到1倍來估算。由于本次設計采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和2個塑件體積之和）為 ： V總=1.2n V塑=1.2×2×21=50.4 3) 選擇注射機 根據以上的計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50.4，由參考文獻V公= V總/0.8=50.4/0.8=63。 一般而言，從事注塑行業(yè)多年的客戶多半有能力自行判斷并選擇合適的注塑機來生產。但是在某些狀況下，客戶可能需要廠商的協助才能決定采用哪一個規(guī)格的注塑機，甚至客戶可能只有產品的樣品或構想，然后詢問廠商的機器是否能生產，或是哪一種機型比較適合。 此外，某些特殊產品可能需要搭配特殊裝置如蓄壓器、閉回路、射出壓縮等，才能更有效率地生產。由此可見，如何決定合適的注塑機來生產，是一個極為重要的問題。 通常影響射出機選擇的重要因素包括模具、產品、塑料、成型要求等，通過以上各種因素和考慮到經濟效益的問題我選取了XS-ZY250(A型注射機。XS-ZY125型注射機，主要參數如下表： 表5-1SZ-XS-ZY-125(A型注射機參數） 項目 XS-ZY-125 結構形式 臥 理論注射容量/cm3 125 螺桿（柱塞）直徑/mm 32 注射壓力/Mpa 108 鎖模力/KN 900 拉桿內間距/mm 370×370 移模行程/mm 350 最大模具厚度/mm 300 最小模具厚度/mm 100 噴嘴球半徑/mm 14 噴嘴口孔徑/mm Ф3 5.4 注射機的校核 原則上試模必須在模具設計時選定的同型號規(guī)格的注射機上進行，以保證試模與模具最終應用的一致性。在實際生產中，如不能滿足上述要求，允許先用注射量稍大的注射機，但頂出方式和注射機類型必須一致，注射螺桿與注射機控制水平應盡可能接近。對于壁厚特別厚、特別薄、透明的注塑件，以及表觀質量、重量、力學性能要求高的注塑件，應特別注意，試模用注射機與最終使用的注射機差別應盡可能小。 5.4.1 容量校核 在一個注射周期內注塑模內所需要的塑料總容積應該是模具型腔總容積與模具澆注系統(tǒng)的容積之和，有以下計算公式： V=n×1.2× 式中 n——模腔數量； ——單個制品的體積； ——所需塑料體積。 帶入數值計算可得： V總=1.2n V塑=1.2×2×21=50.4 而所選的注射機的理論注射容積為0.8V公≧V 所以經驗算符合 5.4.2 合模力校核 為了保證產品的質量需要對合模力進行校核。按以下公式進行校核： F1=0.9F F1=（nPcA）10-3 式中 F1——工藝要求合模力（kN）；——注塑機最大合模力（kN）； n——模腔個數； PC——模腔平均壓力（Map），取90Mpa； A——開模方向最大投影面積（m2），其中澆道投影面積取為塑件的0.2倍。 A=60×60=3600mm3 以上帶入數據計算得：F1=2×90×3600≈648KN 所選的注射機的鎖模力為900kN，所以滿足要求。 5.4.3 模具厚度的校核 實際使用的模具厚度與注塑機所允許的安裝最大模具厚度和最小模具厚度之間要滿足以下條件：＜Hm＜，在設計中模具的厚度Hm=255mm，而所選注射機所允許安裝的最大模具厚度=300，最小模具厚度=100，所以完全符合要求。 結論 為期一個學期的畢業(yè)設計即將結束，也就意味著我的大學生活即將結束，但在這一個學期的時間里我學到了很多知識和技能。 雖然每學期都安排了課程設計或者實習，但是沒有一次像這樣的課程設計能與此次相比，設計限定了時間長，而且是一人一個課題要求更為嚴格，任務更加繁多、細致、要求更加嚴格、設計要求的獨立性更加高。要我們充分利用在校期間所學的課程的專業(yè)知識理解、掌握和實際運用的靈活度。在對設計的態(tài)度上的態(tài)度上是認真的積極的。 通過近一學期畢業(yè)設計的學習，給我最深的感受就是我的設計思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設計人員要設計出有創(chuàng)意而功能齊全的產品，就必須做一個生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個機械產品，只有這樣感性認識豐富了，才能使我們的設計思路具有創(chuàng)造性。 我選擇了塑料盒這一課題來作為我的畢業(yè)設計這是對我的三年知識能力考查，也是對我應用這些知識能力的考查，我盡力使自己的設計減少錯誤，但我知道由于許多知識和能力的欠缺，肯定有一定的錯誤。 通過本次設計我學到的不僅僅是對塑料盒的設計這單一方面的了解，讓我熟悉了設計的各個方面的流程，學會了把自己大學四年所學的知識運用到實際工作中的方法。從以前感覺學的許多科目沒有實際意義，到現在覺得以前的專業(yè)知識不夠扎實，給自己的設計過程帶來了很大的麻煩。特別感謝我的導師給我的悉心指導，還有其他老師給我在設計方面給予的幫助。我覺得通過這次設計，讓我了解了設計的整個流程，在設計過程中發(fā)現了自己的不足和不少的漏洞讓我自己能夠在以后加以改正在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學三年中的知識，在我能夠在以后的分工作中做的更好。 參考文獻 [1]屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].北京：高等教育出版社，2008.2 [2]張杰.塑料模設計及案例精選[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.1 [3]付偉.注塑模具設計原則要點及實例解析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.1 [4]何文.注塑模具設計實例詳解[M].遼寧：遼寧科學技術出版社, 2009.10． [5]李學鋒.塑料模具設計與制造[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.5 [6]盧秉恒.機械制造技術基礎[M] ．北京：機械工業(yè)出版社,2008． [7]吳光明. 塑料模具設計與數控加工技術[M]. 北京：化學工業(yè)出版社,2009．4 [8]王彪.數控加工技術[M]. 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