機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）杯蓋注塑模具設(shè)計(jì)[全套圖紙sw三維]

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）杯蓋注塑模具設(shè)計(jì)[全套圖紙sw三維]》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）杯蓋注塑模具設(shè)計(jì)[全套圖紙sw三維]（49頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 QQ杯塑料模具設(shè)計(jì)及制造 THE DESIGN AND MANUFACTURE OF THE PLASTIC QQ CUP 學(xué)院（部）： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)設(shè)07-3班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2011 年 5 月 25 日 QQ杯塑料模具設(shè)計(jì)及制造 摘要 注塑模主要被用在成型熱塑性塑料制件，近年來也廣泛地用于成型熱固性塑料制件。由于注塑模是成型塑料制件的一種重要的工藝裝備，所以在塑料制

2、件的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用，而且塑件的生產(chǎn)與更新都是以模具的制造和更新為前提的。另外，注塑模具種類繁多，不僅不同的塑料注塑件成型可用不同結(jié)構(gòu)的模具，而且同一塑件也可用多種結(jié)構(gòu)的模具注塑。模具設(shè)計(jì)的好壞直接影響塑件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、材料利用率、工人勞動(dòng)強(qiáng)度、模具的使用壽命以及模具的制造成本等，因此，要求模具設(shè)計(jì)者從中選擇最佳的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，以達(dá)到最佳效益。 全套圖紙，加153893706 關(guān)鍵詞：注塑模具；塑料；SolidWorks； THE DESIGN AND MANUFACTURE OF THE PLASTIC QQ CUP ABSTRACT Inject

3、ion mold is mainly used in forming the thermoplastic compactions, widely used in recent years have thermosetting plastic molding parts. Because of injection mold is molding plastics an important parts of the process equipment, so in the production of plastic objects plays a key role, and plastics pr

4、oduction and update the manufacturing and mold is the premise of updates. In addition, injection mould variety, not only the different plastic injection parts molding of different structural mold, available in the same plastics also available many structure of mould injection. Mold design will have

5、a direct impact on the quality of plastic parts, production efficiency, material utilization, labor intensity, the service life of die and mould manufacturing cost, etc, therefore, request the mold designers choose best die structure design, in order to achieve the best results. KEYWARDS：Inject

6、ion mould，plastic, SolidWorks 目 錄 1 前言…………………………………………………………………………………………1 1.1設(shè)計(jì)的目的和意義…………………………………………………………………………1 1.2模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位……………………………………………………………1 1.3我國塑料模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀……………………………………………………………2 1.4軟件的介紹…………………………………………………………………………3 2 塑件成型工藝分析………………………………………

7、………………………………… 3 2.1 塑件的使用要求…………………………………………………………………………3 2.2 塑件的材料分析…………………………………………………………………………3 2.3 塑件的尺寸精度、塑件表面質(zhì)量、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析……………………………4 2.3.1 塑件的尺寸精度分析…………………………………………………………………4 2.3.2 塑件的表面質(zhì)量分析…………………………………………………………………4 2.3.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析………………………………………………………………4 3 成型設(shè)備的選擇與模塑工藝參數(shù)的編制……………………

8、……………………………5 3.1 塑件的體積和質(zhì)量………………………………………………………………………5 3.2 型腔數(shù)量確定……………………………………………………………………………5 3.3 澆注系統(tǒng)凝料的估算……………………………………………………………………5 3.4 注射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù)……………………………………………………………6 3.5 成型工藝參數(shù)……………………………………………………………………………7 4 模具結(jié)構(gòu)方案的確定………………………………………………………………………8 4.1 分型面位置確定………………………………………………………………

9、…………8 4.2 型腔數(shù)量的最后確定及型腔的排列形式………………………………………………8 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………………………9 4.3.1 主流道設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………9 4.3.2 分流道的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………11 4.3.3 澆口的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………12 4.4 成型零件結(jié)構(gòu)的確定……………………………………………………………………14 4.4.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………

10、…………14 4.4.2 凸模(型芯)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………15 4.5 排氣與引氣系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的確定……………………………………………………………15 4.6 冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì)……………………………………………………………………15 4.7 側(cè)凹部分的處理…………………………………………………………………………16 4.8 模具結(jié)構(gòu)形式的確定……………………………………………………………………17 5 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………………17 5.1 成型零件工作尺寸計(jì)算…………………………………………………

11、………………17 5.2 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算…………………………………………………18 5.2.1 凹模側(cè)壁厚度計(jì)算……………………………………………………………………19 5.2.2 凹模底部厚度計(jì)算……………………………………………………………………19 5.2.3 動(dòng)模墊板厚度計(jì)算……………………………………………………………………19 5.3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 20 5.4導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和精度要求…………………………………………………………………… 22 5.5推板的選擇………………………………………………………

12、……………………… 23 5.6 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇…………………………………………………………………………25 5.6.1 模架的確定……………………………………………………………………………25 5.6.2 各模板尺寸的確定……………………………………………………………………25 5.6.3 導(dǎo)柱長度確定…………………………………………………………………………26 5.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算…………………………………………………………………26 5.7.1 推出方式的確定………………………………………………………………………26 5.7.2 脫模力的計(jì)算………………………………

13、………………………………………26 5.7.3 推桿尺寸確定及校核…………………………………………………………………27 5.8斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………………… 29 5.9 模具冷卻系統(tǒng)的計(jì)算……………………………………………………………………31 5.9.1 冷卻介質(zhì)………………………………………………………………………………31 5.9.2 冷卻系統(tǒng)計(jì)算…………………………………………………………………………31 5.9.3 水路的布置形式………………………………………………………………………32 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核…………………

14、…………………………………………………33 6.1 注射量的校核……………………………………………………………………………33 6.2 注射壓力的校核…………………………………………………………………………34 6.3 合模力的校核……………………………………………………………………………34 7模具的三維圖…………………………………………………………………………34 8 成型零件的加工工藝設(shè)計(jì)………………………………………………………………38 8.1 整體式凹模加工工藝……………………………………………………………………38 8.2 動(dòng)模大型芯加工工藝………………………………

15、……………………………………38 9 繪制模具裝配圖及相關(guān)零件圖……………………………………………………………39 10 結(jié)束語……………………………………………………………………………………39 致謝……………………………………………………………………………………………40 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………41 1 前言 1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義 模具在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，社會(huì)上需要大批的模具從業(yè)人員。為了提高模具設(shè)計(jì)的知識(shí)水平，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和掌握計(jì)算機(jī)輔

16、助設(shè)計(jì)，增強(qiáng)自身競爭力，本次三角衣架塑料模設(shè)計(jì)將會(huì)以點(diǎn)帶線，以線帶面地將大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)貫穿起來，同時(shí)也可以了解到塑料模具設(shè)計(jì)的一般過程，為其它同類設(shè)計(jì)提供借鑒參考。 本設(shè)計(jì)是用Solidworks軟件進(jìn)行的塑料模具設(shè)計(jì)，又是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)這一抽象概念的一個(gè)具體體現(xiàn)，在此，可以了解到進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的具體操作步驟。在以往課本上學(xué)到的都是一些單純的理論知識(shí)，而這次設(shè)計(jì)，無論是塑件的分模還是模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，都實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)與實(shí)際操作的有機(jī)結(jié)合，這不僅有利于模具理論水平和軟件的應(yīng)用技能的提高，而且在老師指導(dǎo)下，通過獨(dú)立查找資料，更培養(yǎng)了分析問題、解決問題等綜合能力。 1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的

17、地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具

18、在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個(gè)模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。單一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具就達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車須要不斷換型，汽車換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國摩托

19、車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。 1.3 我國塑料模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，我國塑料模具制造水平已有較大提高，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了

20、用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了很大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá)6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高

21、，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無圖制造。隨著現(xiàn)代工業(yè)特別是汽車、家電等工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)咨分析認(rèn)為，我國模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的,未來的模具市場中, 注塑模具的發(fā)展速度將高于其它模具,并且在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年

22、仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 （1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)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(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 （3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具C

23、AD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 （4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具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(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。 1.4軟件的介紹 Solidworks是非常優(yōu)秀的三維設(shè)計(jì)軟件，其功能強(qiáng)大，易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點(diǎn)使得Solidworks成為國際上領(lǐng)先的，主流的三維機(jī)械CAD的解決方案，Solidworks能夠提供設(shè)計(jì)者不同的設(shè)計(jì)方法，減少設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。Solidworks在提供強(qiáng)大功能的同時(shí)，注重

24、保持軟件操作簡捷，易學(xué)易用的風(fēng)格。 2 塑件成型工藝分析 2.1 塑件的使用要求 該塑件（QQ杯蓋）作為日常用品，要具備安全無毒，化學(xué)穩(wěn)定性高，不易分解等特點(diǎn)和價(jià)格低廉的要求；同時(shí)，作為水杯的杯蓋，它應(yīng)具有一定的耐熱性和耐水性。 2.2 塑件的材料分析 根據(jù)2.1中對(duì)塑件的分析要求，同時(shí)考慮原材料價(jià)格要低廉，現(xiàn)決定選用應(yīng)用廣泛的PS(聚苯乙烯)工程塑料。PS無毒，無色透明，著色性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定行良好。其特點(diǎn)如下：（1）無定形料，吸濕性小，不易分解，但性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 （2）流動(dòng)性好 （3）易采用高料溫，高模溫，低壓注射壓力，延長注射時(shí)間

25、，有利于降低內(nèi)應(yīng)力 （4）可采用各種形式的澆口，澆口與塑件應(yīng)圓弧連接 （5）塑件應(yīng)壁厚均勻 2.3 塑件的尺寸精度、塑件表面質(zhì)量、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖1所示為QQ杯的零件圖，其壁厚為2.5mm。 圖1 塑件零件圖 2.3.1 塑件的尺寸精度分析 塑件的尺寸要求一般，根據(jù)GB/T 14486—1993，按MT3級(jí)塑料件精度來確定各尺寸的公差值。 2.3.2 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件為杯蓋，要求表面光亮美觀，塑件外表面應(yīng)無尖銳的毛刺、斑點(diǎn)和明顯的熔接痕。考慮到塑件表面質(zhì)量高時(shí)，其模具的加工成本也會(huì)增高，根據(jù)塑件的使用要求和模具加工成本綜合考慮，故

26、取其粗糙度為Ra1.6. 2.3.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 從零件圖（圖1）可看出，該塑件為殼類零件，其外形結(jié)構(gòu)簡單、對(duì)稱。腔體深35mm，除局部地方壁厚受結(jié)構(gòu)影響外，總體壁厚均勻?yàn)?.5mm，屬于厚壁塑件，這有利于減少塑料填充型腔時(shí)的阻力和收縮的均勻性。塑件的總體尺寸適中，成型性能良好。 PS的脫模性一般，脫模斜度通常取2°以上。此塑件中，脫模表面的脫模斜度設(shè)計(jì)成2°，塑件易于脫模避免頂壞。 3 成型設(shè)備選擇與模塑工藝參數(shù)的編制 圖2是根據(jù)塑件壁厚均勻要求，用Solidworks三維軟件做的一個(gè)QQ杯模型 圖2 塑件的Solidworks模型 3.1 塑件的體積和重量

27、 三角衣架的模型建好后，可以利用軟件的Solidworks評(píng)估——質(zhì)量屬性功能，方便地查出單個(gè)塑件的體積。現(xiàn)查得： 1. V0== 取材料的密度，于是可算得單個(gè)塑件質(zhì)量為： 3.2 型腔數(shù)量確定 考慮到該塑件為一般日常用品，需求量大，而且產(chǎn)品的形狀簡單，模腔布置方便，因此確定為大批量生產(chǎn)，模具應(yīng)采用一模多腔的結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼顧模具的制造成本，模具整體外形尺寸的大小關(guān)系（在滿足要求的前提下，盡量減少外形尺寸），模具零件加工的難易程度，現(xiàn)決定選用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)形式。 3.3 澆注系統(tǒng)凝料的估算 澆注系統(tǒng)的凝料體積，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2～1倍來估算。

28、同時(shí)考慮到模具只有一模兩腔，其流道會(huì)比較簡單，長度也比較短，澆注系統(tǒng)中的凝料是很少的，現(xiàn)采用按塑件體積的0.5倍來進(jìn)行澆注系統(tǒng)凝料體積的估算，所以對(duì)于確定的一模兩腔，注塑機(jī)一次注入模具型腔的注射量為： 3.4 注射機(jī)的選用及其技術(shù)參數(shù) 根據(jù)上面3.3中估算出的一次注入模具型腔塑料總體積，再按照注射機(jī)的每次注射量應(yīng)小于或等于其公稱注射量的80%估算，于是有： 根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果，現(xiàn)選定公稱注射量為，型號(hào)為XS—ZY—125螺桿式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表2所示。 表2 XS—ZY—125注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 值 標(biāo)稱注射量/

29、 125 螺桿直徑/mm 42 注射壓力/Map 150 注射行程/mm 160 螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min） 10～140 注射時(shí)間/s 1.8 注射方式 螺桿式 合模力/N 最大成型面積/ 360 模板最大行程/mm 300 模板最大厚度/mm 300 模板最小厚度/mm 200 拉桿空間/mm 260×360 合模方式 液壓—機(jī)械 推出形式 中心推出 電動(dòng)機(jī)功率/kW 11 噴嘴球半徑/mm 12 噴嘴孔直徑/mm 4 定位圈尺寸/mm 100 機(jī)器外形尺寸/m 3.34×0.75×1.55 3.5 成型工

30、藝參數(shù) 塑件注射成型工藝參數(shù)如下表所示，試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要調(diào)整。要保證塑件質(zhì)量合格及穩(wěn)定所必須的條件是準(zhǔn)確而穩(wěn)定的工藝參數(shù)，在調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)﹐原則上應(yīng)按壓力 —— 時(shí)間 —— 溫度的順序來調(diào)機(jī)，不應(yīng)該同時(shí)變動(dòng)兩個(gè)或以上參數(shù)，防止工藝條件紊亂造成塑件質(zhì)量不穩(wěn)定。 表3 PS塑料的注射成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 密度/g. 1.04-1.06 預(yù)熱和干燥時(shí)間/h 2～3 料筒溫度（后段）/℃ 140-160 料筒溫度（中段）/℃ - 料筒溫度（前段）/℃ 170-190 螺桿轉(zhuǎn)速r/min 48 模具溫度/℃ 32-65 成型時(shí)間/s

31、 注射時(shí)間 15-45 保壓時(shí)間 0～3 冷卻時(shí)間 15-60 成型周期 40-120 后處理方法（溫度/℃，時(shí)間/ s） 紅外線燈、烘箱 4 模具結(jié)構(gòu)方案的確定 4.1 分型面位置確定 為使產(chǎn)品順利從模具中取出，模具必須分成公母兩部分，此分界面被稱為分型面，有分模及排氣的作用，由于分型面受到塑件幾何形狀、尺寸精度、脫模方法、后處理工序、模具類型、排氣條件、嵌件位置、澆口形式等多種因素的影響，在選擇分型面時(shí)需要注意： ① 分型面不能選擇在影響產(chǎn)品外觀的表面（或精度要求高的表面）。 ② 分型后塑件應(yīng)盡可能留在動(dòng)模一側(cè)，以便方便取出塑件。 ③ 分型面選擇應(yīng)有利于成

32、型模具的加工制造。 ④ 對(duì)于同軸度要求高的產(chǎn)品或容易造成錯(cuò)位部分，要放置在分型面的同一側(cè)。 ⑤ 分型面應(yīng)選在塑件截面最大處，盡量取在料流末端，有利于排氣。 該塑件形狀簡單，原則上只需一個(gè)分型面就能順利取出塑件，根據(jù)分型面的選擇要求，現(xiàn)選取的分型面位置如下圖3中的A—A處。這樣有利于排氣，塑件表面的成型質(zhì)量會(huì)較好，也便與模具的加工。 圖3 分型面位置 4.2 型腔數(shù)量的最后確定及型腔的排列形式 綜合所選注射機(jī)的各參數(shù)，考慮到模架尺寸也不宜太大以免造成裝模困難，現(xiàn)最終確定型腔數(shù)量為一模兩腔。 在多型腔模具中型腔盡可能采用平衡式排列布置，且與澆口開設(shè)部位對(duì)稱，并在滿足剛度的條件

33、下盡可能緊湊以減少模具外形尺寸。同時(shí)這也有利于縮短分流道的長度，這對(duì)塑件的成型是非常有利的。因現(xiàn)確定的型腔數(shù)目是一模兩腔，故采用直線對(duì)稱排列。 參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，多腔模各型腔間距不小于25mm，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)中，凹模模腔是直接在定模固定板上加工而成（即為整體式），這種形式，模具的剛度是很容易滿足的，所以型腔的距離也可以適當(dāng)取小些，以便使熔料能更快充滿型腔，防止流道冷料。綜合考慮，現(xiàn)確定兩型腔距離為40mm。模腔的排布和間距如下圖4所示。 圖4 型腔排布 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.3.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接噴嘴與分流道入口處之間的一段通道。其尺寸大小與塑料流速和充模

34、時(shí)間的長短密切相關(guān)，若太大，則造成回收冷料過多，冷卻時(shí)間也會(huì)增長，而且容易產(chǎn)生渦流，使塑件質(zhì)量下降；若流徑太小，熱量損失增大，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，造成成型困難，而且塑件容易出現(xiàn)飛邊。主流道設(shè)計(jì)有以下要點(diǎn)： ① 澆口套內(nèi)孔錐度取值為3度，太大會(huì)造成壓力減少，太小會(huì)使流速增大，造成成型困難；粗糙度在之間。 ② 主流道大端與分流道交接處應(yīng)該倒圓角R=1～3mm，以減小料流阻力。 ③ 主流道盡量短，小型模具應(yīng)盡量小于60mm，以減少冷料回收，和熱量損失。 ④ 主流道與噴嘴接觸處通常設(shè)計(jì)成半球形凹坑，深度常取3～5mm。 （1）主流道尺寸確定 ① 主流道長度：根據(jù)主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)和對(duì)模具

35、尺寸估算，現(xiàn)初取L=60mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ② 主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）mm=（4+0.5）mm=4.5mm。 ③ 主流道球面半徑：SR=注射機(jī)噴嘴球半徑+（1～2）mm=（12+1）=13mm。 ④ 主流道錐角：取2.76o。 ⑤ 主流道大端直徑：。 ⑥ 半球形凹坑深度：取h=5mm。 ⑦ 主流道大端圓角：取R=2mm。 （2） 主流道的凝料體積 （3） 主流道當(dāng)量半徑 （4） 主流道澆口套形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，極易磨損，對(duì)材料的要求比較高，故將其分開設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理?，F(xiàn)

36、材料選用T10A，熱處理淬火表面硬度為50HRC－55HRC。同時(shí)為了防止轉(zhuǎn)，澆口套采用螺釘固定結(jié)構(gòu)。與澆口套相配的定位圈直徑取Φ100mm。各形狀如下圖5示。 圖5 澆口套、定位圈形狀 4.3.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道介于主流道和澆口之間，起著分流和轉(zhuǎn)向作用。設(shè)計(jì)時(shí)基本原則為： ① 在條件允許下，分流道截面面積應(yīng)盡量小，長度盡量短。 ② 分流道表面不要求過分光滑，通常。 ③ 流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先取較小尺寸，以便于試模后有修正余量。 （1）分流道的布置形式 本設(shè)計(jì)中，根據(jù)型腔的排列形式，只須要一級(jí)分流道就能滿足要求。同時(shí)根據(jù)塑件形狀，澆口要開設(shè)在定模一側(cè)，所以為了加工方便

37、分流道也設(shè)置在定模一側(cè)。 （2）分流道的長度 根據(jù)上面4.2中型腔的布形式及型腔間的距離，可確定單邊分流道長度為。 （3）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樗芗谋诤駷?.5mm<3mm，且其質(zhì)量也小于200g，因此分流道的當(dāng)量直徑可以用以下經(jīng)驗(yàn)公式確定。現(xiàn)計(jì)算有： 同時(shí)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，PS材料的圓形截面分流道直徑為4.0～4.5mm。計(jì)算結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)值差距較大，所以綜合理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)取。 （4）分流道的截面形狀 為了方便加工和凝料脫模，分流道需設(shè)計(jì)在分型面上并在定模一側(cè)。因分流道很短，熱量散失是次要因素，為了便于加工，現(xiàn)選用加工性能比較好的半圓形流道，表

38、面粗糙度取。 （5）分流道的截面尺寸 根據(jù)半圓形截面面積與當(dāng)量直徑為的圓面積的相等關(guān)系可得分流道直徑，有： （6）分流道的凝料體積 （7）剪切速率校核 ① 計(jì)算分流道體積流量： （注射時(shí)間為t，根據(jù)查表可確定t=1.6s，下同） ② 剪切速率： 由計(jì)算知，該分流道的剪切速率都處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 4.3.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、類型及尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。其作用是使塑料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔。它能很快適時(shí)冷卻，封閉，防止型腔內(nèi)塑料熔體倒

39、流。 該塑件外表面質(zhì)量要求較高，為了不影響外觀，現(xiàn)決定選用矩形側(cè)澆口，而且塑件體積小，型腔容易充滿，為避免產(chǎn)生更多熔接痕，澆口數(shù)目宜選一個(gè)，并開設(shè)在分型面上定模一側(cè)。其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，降低了模具制造成本。從型腔的邊緣進(jìn)料，去除澆口容易，澆口去除后不留明顯痕跡，對(duì)產(chǎn)品外觀影響很小。 （1）澆口尺寸的確定 ①估算側(cè)澆口深度 通過查手冊可以得到側(cè)澆口的深度計(jì)算公式，再根據(jù)塑件厚度t=2.5mm，同時(shí)PS材料的成型系數(shù)n=0.6。于是有： 查模具設(shè)計(jì)手冊又知，對(duì)于壁厚為2.5mm的塑件，PS材料對(duì)應(yīng)的澆口深度為1.0～1

40、.4mm之間，考慮到要預(yù)留一定的修模量（澆口深度常先取小值以便發(fā)現(xiàn)問題時(shí)修模），現(xiàn)取h=1.0mm。 ②側(cè)澆口寬度 由側(cè)澆口的寬度計(jì)算公式可得： 式中，A為凹模的內(nèi)表面積，由軟件方便地測出為。 ③側(cè)澆口長度 側(cè)澆口長度一般在0.7～2mm之間，在這里取。 （2）側(cè)澆口剪切速率的校核 ①澆口當(dāng)量半徑 根據(jù)截面面積相等有： ，即 ②計(jì)算澆口的體積流量 ③剪切速率計(jì)算 由計(jì)算結(jié)果知，該矩形側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 之間，所以，澆口的剪切速率校核合格，澆口尺寸理論上符合要求。

41、（3）主流道剪切速率校核 通過上面已經(jīng)確定了分流道尺寸，所以澆注系統(tǒng)的體積也已經(jīng)確定，因而，主流道的剪切速率就可以校核了。 ① 主流道的體積流量 ② 主流道剪切速率 由結(jié)果知，求得的主流道熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，所以，主流道的剪切速率也符合要求，尺寸確定合理。 圖6 澆注系統(tǒng)與塑件的三維模型 4.4 成型零件結(jié)構(gòu)的確定 4.4.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了加工方便，簡化加工工藝，和避免塑件上可能產(chǎn)生的拼接痕跡，型腔將直接在定模固定板上加工而成，即凹模做成整體式的結(jié)構(gòu)，如圖7所示。 圖7 整體式凹模 4.4.2 凸模（型

42、芯）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有一個(gè)，做成整體式。 型芯形狀如下圖8示。 圖8 型芯 4.5 排氣與引氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料等成型缺陷，還會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。 本設(shè)計(jì)中，塑件簡單，體積很小，所以模具成型空腔中的氣體是很少的，根據(jù)塑件形狀分析，其最后填充部位在分型面上，因此可利用分型面

43、、推桿活動(dòng)間隙、型芯嵌件間隙進(jìn)行排氣，就可保證塑件的質(zhì)量，同時(shí)也有利于減少加工成本和不必要的工時(shí)，提高了工作效率。 4.6 冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是捕足料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量；通過在冷料穴末端設(shè)置拉料桿，主流道冷料穴在開模時(shí)又能起到把主流道的凝料拉出的作用。 根據(jù)PS材料的性質(zhì)和加工方便為原則，主流道冷料穴決定選用Z形冷料穴，其圓柱體直徑通常取主流道的大端直徑或者比主流道大端直徑大1～2mm，在本設(shè)計(jì)中，冷料穴直徑取D=9mm。冷料穴尺寸確定及與拉料桿、模板之間配合關(guān)系如下圖9反映。而在本設(shè)計(jì)中，分流

44、道設(shè)計(jì)得比較短，不容易積存冷料，因此無須設(shè)置分流道冷料穴。 圖9 “Z”型拉料桿及其配合 4.7 側(cè)凸部分的處理 塑件是qq杯被蓋，蓋上有個(gè)嘴，且是側(cè)凸，不方便開模，故設(shè)計(jì)了一個(gè)斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。如圖是滑塊 4.8模具結(jié)構(gòu)形式的確定 通過上面的分析可知，塑件選用側(cè)澆口，而且塑件只有一個(gè)分型面，塑件體積很小，這就決定了模架應(yīng)選用中小型兩板模的大水口模架，同時(shí)因?yàn)槌尚退芗膭?dòng)模大型芯采用的是直通式結(jié)構(gòu)，所以模架中還要增加一塊墊板來做支承，而且通過墊板在背面用內(nèi)六角螺釘拉緊?？紤]塑件的形狀、高度、壁厚等，決定選用推桿推出方式實(shí)現(xiàn)塑件脫模。 5 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 成型

45、零件工作尺寸計(jì)算 該塑件的尺寸精度要求比較低，又沒有什么配合要求，所以各尺寸均未標(biāo)注公差。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了簡化計(jì)算，對(duì)于這類尺寸在計(jì)算時(shí)往往只加上它的收縮量，公差則按模具的經(jīng)濟(jì)制造精度取得?，F(xiàn)對(duì)該塑件的成型零件尺寸計(jì)算也按這樣的方式處理，公差按經(jīng)濟(jì)制造精度IT7級(jí)取得，而有配合要求的成型尺寸按配合精度（IT6級(jí)）取得。 表4 型腔成型尺寸 類型 塑件上的尺寸（mm） 計(jì)算公式 制造公差 收縮率Scp% 計(jì)算結(jié)果（mm） 型腔徑向尺寸 Φ75 ：IT7級(jí)精度 Scp%=0.55% Φ75+0.025 Φ30 Φ24 Φ10

46、 其它 Φ8 ：IT7級(jí)精度 Scp%=0.55% 20 15.46 16 高度尺寸 40 ：IT7級(jí)精度 Scp%=0.55% 5.2 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底部的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力[]時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛

47、度的計(jì)算，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。 5.2.1 凹模側(cè)壁厚度計(jì)算 根據(jù)塑件的外形尺寸，型腔側(cè)壁厚度按剛度計(jì)算比較合理。由公式有： 各參數(shù)取值如下分析： 型腔的尺寸大概為： （長），（寬），（深度）。 因?yàn)?，所?0.6； ； E為模具材料的彈性模量，為； 為許用變形量，； P為型腔熔體最大壓力，通常取注射壓力的20%~40%，大致為25~40MPa，塑件材料為ABS，其粘度中等，而且塑件要求精度不高，現(xiàn)取P=30MPa。 在實(shí)際模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，凹模是做成整體式的，所以型腔的側(cè)壁厚度要保證,這是很容易滿足要求。 5.2.2 凹模底部厚度計(jì)算 根據(jù)剛度公式有： 式中，其

48、它數(shù)值與5.2.1中相同。 因此，實(shí)際設(shè)計(jì)中也要保證。 5.2.3 動(dòng)模墊板厚度計(jì)算 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，通過下面5.3節(jié)中選定的FUTABA標(biāo)準(zhǔn)模架是300mm×450mm，其對(duì)應(yīng)的墊塊寬度是58mm，所以兩墊塊的跨度為：L=300mm－58×2mm=184mm。模具型腔內(nèi)的壓力在上面的計(jì)算中已取為30MPa?，F(xiàn)結(jié)合型腔的布置，通過公式計(jì)算，便可得到動(dòng)模墊板的厚度，有： 式中： 是動(dòng)模墊板剛度計(jì)算許用變形量，； 動(dòng)模墊板長度； A 為兩個(gè)型芯投影到動(dòng)模墊板上的面積，通過Pro/E軟件可以快速測得單個(gè)型芯的投影面積為： 兩個(gè)型芯的面積就為：

49、根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，計(jì)算出動(dòng)模墊板厚度過厚，這會(huì)使設(shè)計(jì)的模具過于笨重，為了減少模具重量和模架高度方向的尺寸，現(xiàn)考慮通過增加2根支承柱來對(duì)動(dòng)模墊板底部進(jìn)行支撐，支承柱的直徑取25mm，長度由墊塊高度決定為70mm，初定兩支承柱與模具中心對(duì)稱布置，布置距離為230mm。這樣，動(dòng)模墊板厚度可減少為： 最后，考慮到2支承柱的布置位置還會(huì)受到模具結(jié)構(gòu)影響，其作用位置不一定就是動(dòng)模墊板變形最大處。因此，為確保墊板強(qiáng)度，現(xiàn)取墊板厚度為：。 ５．３導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是不可少的部件，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，必須導(dǎo)向。導(dǎo)柱安裝在動(dòng)?；蛘叨?/p>

50、一邊均可。通常導(dǎo)柱設(shè)在模板四角。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要油定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓力三個(gè)作用。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動(dòng)模與定模的正確定位和導(dǎo)向的重要零件。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，其主要零件有導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱導(dǎo)向設(shè)計(jì)包括對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)向孔的要求和典型結(jié)構(gòu)導(dǎo)柱在模具上的位置等內(nèi)容。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則如下： （1）導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對(duì)稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度和防止模板發(fā)生變形。 （2）導(dǎo)柱（導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。 （3）導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸

51、度的要求。 （4）導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性。 （5）為了便于塑料制品的脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但有時(shí)也裝在動(dòng)模板上，這就要根據(jù)具體情況而定。 5.5.1導(dǎo)柱的尺寸 公稱直徑d d1 d1固定孔公差 D R 尺寸 公 差 尺 寸 公 差 尺寸 公 差 20 -0.020 -0.041 20 +0.025 +0.009 +0.025 0 25 0 -0.2 2.5 導(dǎo)柱材料為20鋼，淬火硬度為HRC50~55，導(dǎo)柱的長度L=600 -1.5mm。 6.5.2 導(dǎo)柱立體圖 ５．４導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和精度要求 由于

52、機(jī)上面板塑料注射模具屬于大型塑料注射模具，且導(dǎo)柱是無儲(chǔ)油槽導(dǎo)柱，所以選擇《使用注塑成型及模具設(shè)計(jì)》P125圖6-57（a）所示的導(dǎo)套結(jié)構(gòu)。 5.5.3 導(dǎo)套結(jié)構(gòu) 根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)》表3-14導(dǎo)套參考尺寸可得如下表格 5.5.2 導(dǎo)套尺寸 公稱直徑d d1 D L 尺寸 公 差 尺 寸 公 差 16 +0.021 0 24 +0.025 +0.009 28 30 6.6.4 導(dǎo)套立體圖 ５．５推板的選擇 這次推板固定板選

53、擇的厚度為12.5mm，推板的厚度選擇為16mm，他們的長和寬都為220mm×94mm，其三維圖如下 推板固定板 推板 5.６ 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 根據(jù)塑件尺寸和一模兩腔及生產(chǎn)量。查表選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。 5.６.1 模架的確定 在此之前已經(jīng)確定型腔數(shù)目為兩腔和布置形式為直線型，再根據(jù)上面計(jì)算出的型腔側(cè)壁厚度便可確定塑件在分型面上所占的寬和長（）大 約為160mm×250mm。 5.６.2 各模板尺寸的確定 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架確定各板得尺

54、寸，各板的尺寸如下圖 圖12 模板各尺寸 5.６.3 導(dǎo)柱長度確定 為滿足導(dǎo)向要求，導(dǎo)柱總長應(yīng)滿足。 所以，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，現(xiàn)確定導(dǎo)柱長度為50mm。 5.７ 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則： ①塑件滯留于動(dòng)模側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。 ②由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度部位。 ③ 結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)和能獲得良好的塑件外觀。 5.７.1 推出方式的確定 推

55、桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu)及斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯實(shí)現(xiàn)塑件脫模。因?yàn)樵撍芗姆中兔婧唵?，有一定壁厚，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推桿推出的脫模機(jī)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。 5.4.2 脫模力的計(jì)算 塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小，而將型芯或凸模包緊，在塑件脫模時(shí)必須克服這一包緊力，若制件不帶通孔，脫模時(shí)還要克服大氣壓力。 （1）動(dòng)模大型芯脫模力計(jì)算 由于塑件是球形薄壁，所以大型芯的截面形狀也是球形，Qe=Qc+Qb Qc是指制品對(duì)型芯包緊得脫模阻力，Qb是指使封閉殼體脫模所需克服的真空吸力

56、。 其中Qc=2∏E§thK／１－ｕ 內(nèi)徑是７５ｍｍ厚度是２．５ｍｍ，高３５ｍｍ。算得Ｑｅ＝Ｑｃ＝２５６２Ｎ 其中，E是材料彈性模量（MPa），查表確定值為； S是塑料平均收縮率，; 是脫模斜度，此處； 是ＰＳ材料與鋼材的摩擦系數(shù)，； 是塑料泊松比，； 一個(gè)無因次數(shù)，。 5.７.3 推桿尺寸確定及校核 本推出機(jī)構(gòu)選用的是圓形推桿，為了使塑件推出穩(wěn)定、可靠、受力均勻，每個(gè)模腔布置推桿的數(shù)目為4條，同時(shí)推桿的增多也更有利于排氣。 ①圓形推桿直徑的估算 由公式得： 其中，安全系數(shù)； 推桿長度（初步估算值）； F為單模腔總脫模力，為

57、２５６２N； 推桿數(shù)量n=４； 推桿材料的彈性模量。 在實(shí)際模具設(shè)計(jì)中，為了確保推桿的穩(wěn)定性，推桿直徑要比計(jì)算結(jié)果大，根據(jù)推桿的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，現(xiàn)取為。顯然這是滿足要求的。但是由于推桿推的是薄壁，薄壁厚度為一毫米。故上端推桿應(yīng)選擇直徑一毫米，但為了安全起見，可設(shè)計(jì)成圓弧狀。如下圖。 但為了安全起見，還應(yīng)該對(duì)推桿進(jìn)行強(qiáng)度校核。 若推桿材料選T8A，于是根據(jù)強(qiáng)度條件有： 所以ｄ＝８ｍｍ能滿足要求。 ②推桿固定及與模體的配合 推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。本設(shè)計(jì)采用推桿固定板固定，同時(shí)，因?yàn)轫敆U與塑件接觸處均為平

58、面，并無特定的方向，所以推桿無須設(shè)置止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。 推桿和模體的配合一般為H8/f8或H9/f9，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。配合長度一般為直徑的3~5倍，推桿端面應(yīng)和塑件成型面在同一平面或比塑件成型表面高出0.05~0.10mm，推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，其相對(duì)于固定板是浮動(dòng)的，各尺寸關(guān)系的確定如圖13所示。 圖13 推桿及其配合 ③推桿的布置 根據(jù)塑件推出的平穩(wěn)性等要求，現(xiàn)推桿在塑件上的布置如下圖14所示。 圖14 推桿的布置 5.８斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)計(jì)算 如上圖，是本設(shè)計(jì)的斜導(dǎo)柱，我選擇的斜導(dǎo)住的傾斜角為25°。塑件所需的抽芯距S為16.18mm根據(jù)S=H

59、tanθ得H=34.27mm故圖示尺寸完全滿足，這里斜導(dǎo)柱的直徑為8mm。 下圖是斜導(dǎo)柱的三維圖和其滑塊的三維圖 斜導(dǎo)柱 側(cè)型芯滑塊 5.９ 模具冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 5.９.1 冷卻介質(zhì) ＰS屬于中等黏度材料，其成型工藝要求的模溫不太高，為200，模具溫度為50~80。現(xiàn)模具溫度初步選定為50，同時(shí)由于水的比熱容大、傳熱系數(shù)高、成本低，所以決定選用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 5.5.2 冷卻系統(tǒng)計(jì)算 1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W ①塑料制品的體積 ②塑料制品的質(zhì)量

60、 ③塑件的壁厚為2．５mm，查表可以確定其冷卻時(shí)間，通過所選注射機(jī)注射量查表確定注射時(shí)間，取脫模時(shí)間。因此，注射周期。 由此得每小時(shí)注射的次數(shù)：N=(3600/20)次=180次。 ④單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量： 2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 查表知ABS的單位熱流量的值的范圍在，故取。 3）計(jì)算冷卻水的體積流量 設(shè)冷卻水道入水溫度為，出水口的水溫為，取水的密度，水的比熱容。則根據(jù)公式可得： 4）確定冷水路的直徑d 根據(jù)，通過查表可確定模具冷去水孔直徑為10mm。 5）冷卻水在管內(nèi)的流速 6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h

61、 因?yàn)槠骄疁貫?3.5,查表可得（按插值法確定）,則有： 7）)計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A 8）計(jì)算模具所需冷卻水管的總長度L 9）冷卻水路的根數(shù) 設(shè)每條水路的長度為300mm，則冷卻水路的根數(shù)為： 分析可知，計(jì)算結(jié)果顯然不符合實(shí)際，實(shí)際當(dāng)中，水路的布置往往受模具結(jié)構(gòu)和塑件形狀的影響。為使凹模和型芯能得到充分冷卻，需要根據(jù)兩模腔的實(shí)際布置情況來加以修改。 5.5.3 水路的布置形式 圖15 定模水路布置 為了防止漏水，水路在穿過兩模板之間應(yīng)該要可靠密封，根據(jù)水路直徑為8mm，按裝配技術(shù)要求選取標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為ΦD=16，Φd=2.5的“O”型密封圈

62、進(jìn)行密封。水路端部密封處用帶螺紋的管塞進(jìn)行可靠密封。其中孔處為布置水管處 6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 6.1 注射量的校核 通過上面的計(jì)算，澆注系統(tǒng)的尺寸已經(jīng)確定，現(xiàn)在就可以對(duì)注射量進(jìn)行校核了。 塑件連同澆注系統(tǒng)的實(shí)際總體積。 顯然。校核合格。 6.2 注射壓力的校核 查有關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊可知，ABS成型厚壁塑件時(shí)所需的注射壓力為80~110MPa，這里取所選的注射機(jī)的公稱注射壓力為150MPa，注射壓力安全系數(shù)k=1.25~1.4，現(xiàn)取k=1.3，所以有： ，故注射機(jī)壓力滿足要求。 6.3 合模力校核 ①單個(gè)塑件在分型面的投影面積可通過三維軟件測出，為。 ②單邊流道凝料在分

63、型面上的的投影面積。根據(jù)流道定出的尺寸有。 ③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，有： ④模具型腔內(nèi)的脹型力 該注射機(jī)的公稱鎖模力為,鎖模力安全系數(shù)為，這里取，則有：。 所以，注射機(jī)鎖模力合格。 7 模具的三維圖 整個(gè)模具是一模兩腔，選取A-A為分型面，選取標(biāo)注模架，澆注系統(tǒng)帶有交口套，定模底板，支架，動(dòng)模墊板通過4個(gè)螺栓緊固，螺栓尺寸選為直徑12mm。定模底板，定模，固芯板也是通過4個(gè)螺栓連接，螺栓直徑選為12mm。定模和固芯板間用導(dǎo)柱導(dǎo)向。導(dǎo)柱唱50mm，直徑16mm。推桿固定板和推板用2個(gè)螺栓連接（對(duì)角），螺栓直徑為8mm。并用銷釘對(duì)兩板定位，推板上設(shè)有復(fù)位推桿

64、，拉料桿，及推出塑件的推桿等。各部分圖如下 導(dǎo)套 復(fù)位推桿 緊定銷釘 斜導(dǎo)柱 裝配體爆炸圖 8 成型零件的加工工藝設(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢后，就可以進(jìn)行加工工藝的編寫（各零件圖如附件所示）。 8.１ 整體式凹模加工工藝 整體式凹模的坯料是直接從定制的標(biāo)準(zhǔn)模架上取下的A板，其加工工藝如表8。 表8 整體式凹模加工工藝 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 標(biāo)準(zhǔn)定模板，已備好加工基準(zhǔn) 2 數(shù)控銑 ① 鉆孔，鉆四周螺栓緊

65、固的孔，鉆孔直徑至深15mm；鉆兩側(cè)斜導(dǎo)柱孔，鉆至Φ8并貫穿.鉆中間導(dǎo)套孔至Φ30.鉆側(cè)面水道孔至Φ10。鉆導(dǎo)柱孔至Φ24 ② 銑兩側(cè)至24mm ③ 銑半圓形分流道及矩形澆口到要求； ④ 銑兩側(cè)至20mm 3 線切割 割型腔周邊型芯配合孔和澆口套配合孔到要求 4 數(shù)控銑 擴(kuò)Φ24和孔到要求 5 電火花 加工型腔中部凹槽 6 鉗工 ① 劃線，鉆螺紋孔到要求； ② 攻絲，攻水孔端口螺紋絲到要求； ③ 打磨型腔表面及線切割表面到要求。 8.２動(dòng)模大型芯加工工序 動(dòng)模大型芯的外形大致為圓柱，毛坯同樣采用鍛件，其加工工藝如表9。 表9 定模小型芯加工工藝 序號(hào)

66、 工序名稱 工序內(nèi)容 1 備料 毛坯尺寸 2 熱處理 退火：HB180～220；調(diào)質(zhì)：HRC28～32 3 車削 車到要求，車上下表面至到要求 4 端面磨削 磨小端端面到要求 5 數(shù)控銑 鉆四周推桿孔為鉆通；并鉸孔到要求，鉸孔深度為5； 6 電火花 加工出側(cè)面成型凸嘴到要求 7 線切割 線切割上端球形至要求 8 鉗工 打磨各加工面到圖樣要求 9 磨削 小型芯與凹模配合后，磨平大端面到要求 9 繪制模具裝配圖及相關(guān)零件圖 因?yàn)閍utoCAD中的線型和顏色豐富，視圖繪制表達(dá)更加自由，而且能夠表現(xiàn)尺寸。圖層管理更加方便，本設(shè)計(jì)中的CAD裝配圖及零件圖都是自己畫出來的。 CAD圖包括：模具總裝配圖、整體式凹模、動(dòng)模大型芯、側(cè)型芯滑塊、塑件圖、推桿和推桿固定板 10 結(jié)束語 本設(shè)計(jì)主要是借助solidworks三維軟件進(jìn)行的qq杯塑料模設(shè)計(jì)，是對(duì)以往所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，可以說是一次真正意義上的學(xué)以致用的實(shí)踐。模具的設(shè)計(jì)緊湊合理、加工方便、便于維修。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，都綜合運(yùn)用了以往所學(xué)過的理論知識(shí)，通過分析塑件的精度以及考慮到模具