罩注射模設計

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1、 罩注射模 前 言 隨著中國當前的經濟形勢的日趨好轉，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)產品生產的發(fā)展和質量提高，并能獲得極大的經濟效益，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”。可見模具工業(yè)在國民經濟中重要地位。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《關于當前國家產業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務。 近年來，塑料模具的產

2、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，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內，塑料在其中固化成型。 本次畢業(yè)設計的主要任務是底座蓋注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生產底座蓋塑件產品，以實現(xiàn)自動化提高產量。針對底座蓋的具體結構，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，結合教材上的知識也對注塑模具的組成結構（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、模

3、溫調節(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驗 本次設計中得到了徐老師的指點。同時也非常感謝馬老師的精心教誨。 由于實際經驗和理論技術有限，設計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評指正。 摘要 本課題主要是針對罩注射模的模具設計, 罩注射模具有重量輕、易清潔、耐腐蝕老化、強度高、使用壽命長，制作方便、價格低廉等特點。通過對塑件

4、進行工藝的分析和比較,最終設計出一副注塑模。該課題從產品結構工藝性，具體模具結構出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數(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 塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用，應用極其廣泛。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應用范圍很廣。 注射成形是把塑料原料放入料筒中經過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高

5、壓力注入模具的型腔中，經過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 依據(jù)產品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定塑件采用注射成形法生產。該產品設計為大批量生產，故設計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動脫模，此外為保證塑件表面質量采用點澆口，因此選用單分型面注射模，點澆口自動脫模結構。模具的型腔采用一模八腔平衡布置，澆注系統(tǒng)采用點澆口成形，推出形式為十六推桿推出機構完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設計中也進行了設計。本次的設計中不僅參考了大量紙質文獻，而且在互聯(lián)網上查閱資料，設計過程比較完整。 關鍵詞：單分型面注射模具罩注射模 硬聚氯

6、 ABSTRACT The main topic is covered in mold design for the base, the base covered with a light weight, easy to clean, corrosion-resistant aging, high strength, long service life, making easy, low prices and so on. Through the process of plastic parts for analys

7、is and comparison, the final design of an injection mold. Process from the product structure of the project, specific mold structure starting on the casting mold system, mold forming part of the structure, the top out of the system, cooling system, the choice of injection molding machines and relate

8、d parameters of the check, there are detailed design, while and simple preparation of the mold process. Through the entire design process that can be achieved in the mold plastic parts required in this process Rich source of raw materials, plastic products, low price and excellent performance ch

9、aracteristics. It is in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, instrumentation, home appliances and communication products manufacturer has an irreplaceable role, the application is extremely broad. Pieces of molding thermoplastic injection molding is the main method, so a wide range of

10、 applications. Injection molding is the plastic material into the barrel through the heating and melting, making the high viscosity of the fluid pressure with a plunger or a screw as a tool to melt at a higher pressure through the nozzle into the mold cavity, after cooling, freezing stage, then

11、emerge from the mold, a plastic products. Based on the volume and determine the process performance of plastic injection molding method using plastic parts production. The product is designed for mass production, so the design of the mold have a high Zhusu efficiency, feed system to be able to a

12、utomatic ejection, in addition to ensure the quality of plastic surface using point gate, so we choose a single sub surface injection mold, points gate automatic ejection structure. Mold cavity eight-cavity mold with a balanced layout, gating system using point gate forming, introduced in the form o

13、f introduction agencies to complete sixteen putting the introduction of plastic parts. As performance requirements of plastic injection molding process in the cooling system, so also in the mold design to design. The only reference to the design of a large number of paper documents, and access to in

14、formation on the Internet, the design process is complete. Key words ：Single parting injection mould base cover Hard PVC 目 錄 前 言 ……………………………………………………………………I 中文摘要 ………………………………………………………………Ⅱ 英文摘要 ………………………………………………………………III 第一章 對塑料成型模具的認識 …………………………………………1 1.1模具在加工工業(yè)中的地位 ……

15、………………………………………1 1.2 模具的發(fā)展趨勢 …………………………………………………1 1.3 設計在學習模具制造中的作用 ……………………………………2 第二章 原始資料分析 …………………………………………………3 2.1塑件的工藝分析 ………………………………………………3 2.2罩注射模原料（PC）的成型特性與工藝參數(shù) ………………………3 2.3 塑件的結構工藝性 ……………………………………………4 2.4 注射機的選擇……………………………………………………5 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設計 ………………………………………7

16、 3.1 分型面的選擇 …………………………………………………7 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 ………………………………………………8 第四章 模具設計方案論證 ……………………………………………14 4.1 型腔的布置 …………………………………………………14. 4.2 成型零件的結構確定 …………………………………………14 4.3 導向定位機構設計……………………………………………14 4.4 推出機構的設計………………………………………………15 4.5 冷卻系統(tǒng)設計…………………………………………………15 4.6 模具加

17、熱系統(tǒng)的設計 …………………………………………16 4.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設 ……………………………………………16 第五章 主要零部件的設計計算 ………………………………………18 5.1 成型零件的成型尺寸 ……………………………………………18 5.2 模具型腔壁厚的確定 ……………………………………………19 5.3 推出機構的設計…………………………………………………19 5.4 標準模架的確定………………………………………………19 第六章 成型設備的校核計算 …………………………………………21 6.1 鎖模力的校核 ………………

18、…………………………………21 6.2 安裝尺寸的校核 ………………………………………………21 6.3 推出機構的校核 ………………………………………………21 6.4 開模行程的校核 ………………………………………………21 第七章 模 具 的 裝 配………………………………………………22 7.1 模具的裝配順序 ………………………………………………22 7.2 模具的維護 ……………………………………………………23 設計總結 ……………………………………………………………24 附錄：成型零件圖 ……………………………………………………25

19、 型芯三維視圖……………………………………………………30 裝配圖 …………………………………………………………31 致謝 …………………………………………………………………34 參考文獻 ……………………………………………………………35 第1章 對塑料成型模具的認識 1.1模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。

20、例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生

21、產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了

22、越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展 1.2模具的發(fā)展趨勢 近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： 低了成本。 （1） 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發(fā)展的一模多腔所致 （2）.在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍

23、可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成

24、型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）開發(fā)新的成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。 （5）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要

25、大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 （6）應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 （7）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提. 1.3 設計在學習模具制造中的作用 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以

26、達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。 2 第2章 原始資料分析 2.1塑件的工藝分析 塑件成型工藝分析 如圖1.1所示： 圖1.1 罩注射模 熟讀塑件圖樣，在頭腦中建立清晰的塑

27、件三維形狀，底座蓋的形狀簡單，兩邊帶有兩個孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度。外殼注塑材料首先選用PC。我們必須很好多處理底座蓋壁厚的均勻，譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調節(jié)收縮率。 2.2 罩注射模原料（PC）的成型特性與工藝參數(shù) 　PC化學名稱聚碳酸酯，是一種高性能工程塑料，廣泛應用于AV家電，OA機器、汽車標牌、顯示器等產品之上。其優(yōu)良的透明性能適于印刷加工之外，作為有高度耐熱性能的功能材料，還能滿足各種工業(yè)領域更高的規(guī)格要求。而且它是工程塑料片材，擁有多樣的厚度，外觀、色彩，可以生產出附加值更高的產

28、品。 ●優(yōu)良的耐熱性能 熱變形溫度135℃，適合設計規(guī)格100℃以上要求的高溫部位。 ●優(yōu)良的加工性能 可以進行印刷、沖孔、真空成形、膠合粘貼、彎曲等多樣加工。 ●優(yōu)良的透明性，總光通量達90％，擁有有機玻璃、PVC數(shù)十倍的抗沖擊性，可用于其它材料不適用的部位或者大面積要求的產品。 ●多彩的外觀和色調，外觀上，光面之外，還有中砂、啞光等；色調上有各種煙色。 ●可以提供卷材、片材之外，還有與連續(xù)印刷、連續(xù)成形匹配的卷材。 收縮率：0.4～0.7% 熔融溫度：230～275 成型溫度：138～160度 比重：0.902～0.906 成型壓力：3.4～1.4Mpa

29、 流比長：100～200 結晶性：半結晶性 射速：高速注射 。 2.3 塑件的結構工藝性 （1）塑件的尺寸精度分析 該塑件需標注公差的尺寸有Φ5,10 0 +0.1屬于一般精度要求，其他尺寸均為未標注公差的為自由尺寸，可按MT5查取有關尺寸公差。下表所列為塑件主要尺寸的公差要求。 塑件主要尺寸的公差要求 部位 塑件標注尺寸 塑件尺寸公差 外形尺寸 35 0 - 0.56 18 0 - 0.38 Φ15 0 - 0.38 10 0 +0.1 9 內形尺寸 R1 +0.2 0

30、R3.5 Φ10 12 +0.38 0 26 中心距 22 0.22 4 （2）塑件的表面質量分析 該塑件要去外觀光潔、色彩艷麗，不允許有成形斑點和熔接痕，塑件表面粗糙度無特殊要求。 （3）塑件的結構工藝性分析 ①從圖紙上看，該塑件的外形為四方殼，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。 ②由于該塑件無側孔和內凸，所以不用考慮側向分型抽芯裝置。 ③為使塑件順利脫模，可在塑件內部處增設1～2的拔模斜度。 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 (4

31、)塑件的生產批量 該塑件的生產類型是大批量生產，因此在模具設計中要提高塑件的生產率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模模具，以便降低生產成本。 2.4.注射機的選擇 （1）計算塑件體積和重量=4141.7903mm3=41.418cm3 塑件的質量計算：查有關手冊，取PC的密度為ρ=1.03g/cm,所以塑件的質量為M=Vρ=41.4181.2g/cm=49.7g。 （2）確定型腔數(shù)量 由于塑件的內孔有尺寸精度要求，不宜采用太多型腔數(shù)目，而該塑件的生產批量為大批量生產，為盡量提高生存率，決定采用一模八腔，型腔平衡布置在型腔板兩側，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡

32、（3）確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)以上所計算的結果，可選擇設備型號、規(guī)格、確定型腔數(shù)。注射機的額定注射量為Vb，每次的注射量不超過它的80%，即 n=(0.8-)/ 式中 n—型腔數(shù)； Vj—澆注系統(tǒng)的體積（g）； —塑件體積。 估算澆注系統(tǒng)的體積Vj： 根據(jù)澆注系統(tǒng)初步方案進行估算澆注系統(tǒng)體積。 =0.78 由于該塑件外形較小，且需要比較簡單的抽芯機構，因此采用一模八腔，即n=8 則 Vb=(nVg+Vj)/0.8= 415.155

33、 根據(jù)該塑件的結構特點和PC的成型性能，查有關資料初步確定塑件的注射成型 工藝參數(shù)，見下表： 塑件的注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內容 工藝參數(shù) 內容 預熱和干燥 溫度80～90℃ 成型時間/s 注射時間 3～5 時間2h 保壓時間 15～30 料筒溫度/℃ 后段 180～200 冷卻時間 15～30 中段 210～230 總周期 40～70 前 170～190 螺桿轉速/（r/min） 30～60 噴嘴溫度/℃ 180～190 后處理 方法

34、紅外線燈烘箱 模具溫度/℃ 60～80 溫度/℃ 70 注射壓力/MPa 70～90 時間/h 2～4 （4）確定模具溫度及冷卻方式 PC為非半結晶型塑料，流動性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下應盡量可能降低模溫，以縮短冷卻時間，從而提高生產率。所以模具應考慮采用適當?shù)难h(huán)水冷卻，成型模具溫度控制在60～80℃。 （5）確定成型設備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模兩八；腔分布，因此可計算出一次注射成型過程所用塑料量為：W=8w+w廢料=8X49.7+49.720%=407.54g。 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結構、生

35、產批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考設計手冊，初選SX—ZY-500型螺桿式注射機。記錄下SX—ZY-500型柱塞式注射機的主要技術參數(shù)，見下表： SX—ZY-500型柱塞式注射機的主要技術參數(shù) 序號 主要技術參數(shù)項目 參數(shù)數(shù)值 1 最大注射量/cm 500 2 注射壓力/MPa 1040 3 鎖模力/kN 1400 4 動、定模模板最大安裝尺寸/（mmmm） 620x520 5 最大模具厚度/mm 450 6 最小模具厚度/mm 300 7 最大開模行程/mm 500 8 噴嘴前端球面半徑/mm 12 9

36、 噴嘴孔直徑/mm 4 10 定位圈直徑/mm 125 第三章 分型面及澆注系統(tǒng)的設計 3.1分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： （1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔

37、模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （2）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。 （3）分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。 （4）分型面應有利于側向抽芯，但是此模具無須側向抽芯，此點可以不必考慮。 不論塑件的結構如何以及采用何種設計方法，都必須首先確定分型面，因為模具結構很大程度上取決于分型面的選擇。該塑件為外殼，外形表面質量要求較高。在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質量、便于清除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內的氣體、分模后塑件留在動模一側及便于取出塑件等因素，分型面應選

38、擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖所示。 7 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模八腔，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都 有直接的影響，設計時必須按如下原則： （1）型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。 （2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 （3）系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當（

39、太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 （4）對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 （5）滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 （6）澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。 考慮到塑件的外觀要求較高，以及一模八腔的布置、PC對剪切速率較為敏感等因素，澆口采用分便加工修整、凝料去除容易且不會在塑件外壁留下痕跡的側澆口，模具采用單分型面結構兩板模，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內。澆注系統(tǒng)的設計如圖

40、所示。 （1）主流道和定位圈的設計 主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套鑲入定模板內。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設計成錐形 主流道與注射機的高

41、溫噴嘴反復接觸碰撞，故應設計成獨立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質鋼材制作，并經熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設計，如圖所示： 查資料得到SZY-300型注射機與噴嘴的有關尺寸：噴嘴前端球面半徑SRο=12mm，噴嘴孔直徑d=4mm，定位圈直徑為Φ125mm。為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關系為：SR=SRο+(1～2),d=dο+0.5。因此，取主流道球面半徑SR=14mm（取標準值），主流道的小端直徑d=4.5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應將主流道設計成圓錐形，其斜度為2～4，計算其大端直徑約為Φ10 mm；為避免模內的高壓塑料產生

42、過大，取D=25 mm;同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計R2的圓弧過渡；為補償在注射機噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長度設計得比模板厚度短 9 0.02 mm；澆口套外圓盤軸肩轉角半徑R宜大一些，取R=3 mm，以免淬火開裂和應力集中。主流道的長度L一般控制在60mm之內，可取L=57mm。 定位圈是安裝模具時做定位用的，查資料得SZY-300型柱塞式注射機的定位圈直徑為Φ125 mm，一般定位圈高出定模座板表面5～10 mm. 由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的

43、通用件，所以設計者應盡量采用推薦尺寸的澆口套和定位圈。 （2）分流道的設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫 模，所以在實際生產中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。 分流道設計要點： （1）.在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉折處應以圓弧過度。 （2）.分流道較長時，在分流道

44、的末端應開設冷料穴。對于此模來說在分流道上不須開設冷料穴。 （3）.分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 （4）.分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過度。 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應力求縮短。 分流道的斷面尺寸應根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。 因ABS的推薦斷面直徑為4.5～9.5，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面

45、積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級分流道對熱損失及流動提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時可隔斷注射壓力對型腔內塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補塑。 本塑件采用U形斷面的分流道，在一塊模板上，切削容易實現(xiàn)，且比表面積

46、 11 不大，推薦直徑為4.8～9.5 mm，取Φ8mm，據(jù)此，該模具的分流道設計如圖所示： （3）澆口的設計 澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是： 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。 易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺

47、寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質量。澆口位置的選擇： <1>澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。 <2>澆口設置應有利于排氣和補塑。 <3>澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。 <4>澆口位置的設置應減少或

48、避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。 <5>澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。 因點口在脫開時會傷塑件的內表面在這里是可以的，考慮到點澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的

49、脫離，所以選取用點繞口 根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖所示的點澆口。從塑件的底側中部進料，去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。 l=(0.4～0.6)+b/2,取l=2 mm; 澆口深度t=0.5～2.0 mm,取t=1.0 mm; 澆口寬度b=(0.6～0.9)A /30 mm,取b=4 mm. (4)冷料穴的設計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 采用帶Z形頭

50、拉料桿的冷料穴，如圖所示，將其設置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側，稍做側向移動便可取出凝料的作用。 12 （5）排氣系統(tǒng)的設計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無

51、需設計排氣槽。 13 第四章 模具設計方案論證 4.1 型腔布置 對于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結構緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對稱、均衡、取件方便。本模具采用一模八腔，型腔平衡布置在型腔板兩側。 4.2成型零件的結構確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質量直接影響塑件的質量。該塑件的材料為PC工程材料，對表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，應選用優(yōu)質模具鋼制作，還應進行

52、熱處理一般使其具備50～55HRC的硬度。 （1） 型腔設計 采用整體嵌入式凹模，放在定模板一側，主要是從節(jié)省優(yōu)質模具鋼材料、方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮。 （2） 型芯設計 型芯結構設計也應用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內壁的大型芯裝在動模板上。 4.3 導向定位機構設計 導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導柱設在主型腔周圍。 如圖所示： 導向機構的主要作用有：定位、導向和承受一定側壓力。 定位作用： 為避免裝配時方位搞錯而損壞

53、模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔過程中會產生單向側壓力，或由于注射機的精度限制，使導柱工作中承受一不定的導向作用。 動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動定模正確閉合，避免凸模或型芯先進入型腔，產生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。由于塑件基本對稱且無單向側壓力，所以采用直導柱導向便可滿足合模導向及閉模后的定位。導柱要比主型芯高出6～8 mm。 4.4.推出機構設計 根據(jù)矩形外殼的形狀特點，其推出機構可采用推桿推出。其中推件板推出結構可靠

54、、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質量，但制造困難，成本高；推桿推出結構簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件內部型腔留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機構。如圖所示： 4.5.冷卻系統(tǒng)設計 該模具的凹模冷卻是在定模板上開出冷卻水道，采用冷卻水進行單向冷卻型腔。冷卻通路的設計，設計如圖所示： 15 4.6 模具加熱系統(tǒng)的設計 因在ABS要求的熔融溫度為200。而且流動性能為中性，同時在注射時模具溫度要求為50——70，所以該模具必須加熱。模具加熱方法

55、包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結構簡單、可調節(jié)范圍大，所以在該模具應用電加熱。 4.7 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求 不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫

56、度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。 （1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2）模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3）對結晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結晶現(xiàn)象，但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4）隨著結晶型聚合物的結晶度的提高，塑件的耐應力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑料的

57、內應力直接相關，因此提高模具溫度和充模，減少補料時間是有利的。 （5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質量。 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度 因外殼使用的塑料是PC，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內應力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 總之，要做到

58、優(yōu)質、高效率生產，模具必須進行溫度調節(jié)。 對溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求： （1）確定加熱或是冷卻； （2）模溫均一，塑件各部分同時冷卻； （3）采用的模溫，快速且大量通冷卻水； 溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。 17 德州科技職業(yè)學院畢業(yè)設計 第五章 主要零部件的設計計算 第五章 主要零部件的設計計算 5.1成型零件的成型尺寸 所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑

59、件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（包括矩形和異形型芯的長和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算，查有關手冊得PC的收縮率為0.4%～0.7%，故平均收縮率Scp=（0.4+0.7）%/2=0.55%，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取δz =1/3Δ，成型零件尺寸計算見下表： 類別 名稱 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 型腔計算 型腔的徑向尺寸 35 0 - 0.56 Lm=[（1+Scp）Ls-0.75Δ] 0+z 34.77+0.187 0 180 -0.38 17.81+0.127 0 Φ15 0

60、-0.38 Φ14.8+0.127 0 型腔的深度尺寸 10 0 -0.1 Lm=[（1+ Scp）Ls-0.67Δ] 0+z 9.99+0.033 0 9 0 -0.28 8.86+0.933 0 0.50 -0.18 0.38+0.06 0 型芯計算 型芯的徑向尺寸 R1+0.2 0 Hm= [（1+Scp）Hs+0.75Δ] R1.16 0 -0.067 R3.5+0.24 0 R3.7 0 -0.08 5+0.1 0 5.1 0 -0.033 10+0.28 0 10.270 -0.93 12+0.28 0

61、 12.280 -0.93 26+0.50 0 26.52 0 -0.167 型芯的高度尺寸 6 +0.28 0 Hm=[（1+Scp）Ls+0.75Δ] 6.24 0 -0.93 9+0.28 0 9.26 0 -0.93 9.5+0.28 0 9.76 0 -0.93 中心距 220.22 Cm=（1+Scp）Cs δz/2 22.120.11 5.2模具型腔壁厚的確定 如果是利用計算公式的話比較煩瑣，且不能保證在生產中的精確性，我們 可以根據(jù)書中的經驗值來取的。成型零件材料選擇。 為實現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應具有高耐磨性，高

62、耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導熱性。必須具有一定的強度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因為PC沒有腐蝕性。可以采用Cr12，經過調質，淬火加低溫回火，正火。HRC≥55。 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，因此采用經驗數(shù)據(jù)法查表9-26，依據(jù)短邊長度b=18mm查參考手冊得該型腔側壁厚厚度S為12mm和型腔底板厚度T為15mm。 5.3推出機構的設計 采用推管推出機構，由于該塑件的脫模力不是太大，推管的布置空間足夠，所以無須用繁瑣的計算方法確定推管的尺寸大小，可以根據(jù)經驗選取d=3 mm的國際推管，注意保

63、證推出距離略大于型芯的突出長度2～3mm，即推出距離大于17 mm。 5.4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、冷卻水道的布置等多項因素，估算型腔模板的概略尺寸，查表8-1選取標準模板的尺寸為300x300mmx25mm和300x300mmx25mm選取標準模架A3040—25x25x90(GB/T12555-2006)。如圖所示 19 第六章 成型設備的校核計算 6.1鎖模力的校核

64、 鎖模力是指注射機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力。注射機鎖模力的校核關系為 F≥kpA 式中F---注射機鎖模力，查參考設計手冊得SX—ZY-500型柱塞式注射機鎖模力為3500KN； k---壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2，取1.1； P---型腔內熔體的壓力，本塑件P=30Mpa； A---塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具A=1.4X10-2 計算得 kpA=1.1301061.410-2=462000N=462KN

65、25(GB/T12555-2006) 的標準模架，模具的外形尺寸為300 mm400 mm，模具閉合高度H=305mm. 查資料得SZY-500型注射機動、定模模板最大安裝尺寸為520 mm620mm，允許模具的最小厚度Hmin=300mm,最大厚度Hmax=450mm，即模具的外形尺寸不超過注射機動、定模模板最大安裝尺寸，模具閉合高度滿足Hmin≤H≤Hmax的安裝條件，故該模具滿足SZY-300型螺桿式注射機的安裝要求。 6.3推出機構校核 各種型號注射劑推出機構的設置情況及推出距離等各不相同，設計模具時，必須了解注射劑推出桿的直徑，推出形式，最大推出距離及雙推中心桿距等，以確保

66、模具推出機構與注射機的推出機構相適應。 6.4開模行程的校核 注射機的開模行程是有限的，取出制品所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，本模具為單分型面注射模具，SZY-500型螺桿式注射機的最大開模行程與模厚無關，校核關系為S>H1+H2+(5～10) 試中S---注射機的最大開模行程，查參考設計手冊得SX—ZY-500型柱塞式注射機的開模行程S=500mm； H1---塑件脫模所需的推出距離，該塑件的脫模推出距離為40mm H2---塑件的高度（不包括澆注系統(tǒng)高度），該塑件的高度為10mm； 計算得 H1+H2+(5～10)=40+10+10=60