幼兒玩具車接插件塑料注射模設(shè)計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 題目 幼兒玩具車接插件注塑模的設(shè)計 作者 專業(yè) 料成型與控制工程 學(xué)號 指導(dǎo)教師 二〇 一五 年 一 月 十四 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 摘 要 塑料成型制品是以塑料為主要結(jié)構(gòu)材料經(jīng)成型加工獲得的制品，又叫做塑料制件，簡稱塑件。塑料成型制品應(yīng)用廣泛，特別是在電子儀表、電器設(shè)備、通信工具等方面獲得大量應(yīng)用。如各種受力不大的殼體、支架、結(jié)構(gòu)件、裝飾件等；作為塑料制品的主要生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的塑料模具，在國民經(jīng)濟占有重要的地位，模具技術(shù)也已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志 。注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性的成型可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件，本次設(shè)計就是將幼兒玩具車接插件作為設(shè)計模型，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的整體設(shè)計過程。 本文設(shè)計的內(nèi)容就是幼兒玩具車接插件注塑模具，材料為 據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀特點以及通過對幼兒玩具車接插件成型工藝的正確分析，確定型腔的總體布局，選擇分型面，確定脫模方式，設(shè)計澆注系統(tǒng)等；同時本文對注塑模具進行簡要介紹，對注塑模具中的主要零件進行設(shè)計計算，在設(shè)計過程中著重考慮其生產(chǎn)實際中的經(jīng)濟性和合理性。 關(guān)鍵詞 ：注 塑模具；注射成型；分型面 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 as of to as in to a of as as of an to a of it is of is a be as of of is of to of of of 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 目 錄 摘要 ............................................................. I ......................................................... 一 章 前 言 ......................................................... 2 具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 ................................ 2 塑模具設(shè)計與制造技術(shù) ..................................... 3 .................................... .................................................... X 第二章 注 塑件的設(shè)計 ............................................... 能設(shè)計 .................................................. 料選擇 .................................................. 構(gòu)設(shè)計 ................................................. 件的尺寸精度及表面質(zhì)量 ................................ 三 章 塑件 3D 建模及注射成型工藝分析 ........................... D 模型 ............................................. ................................... .................................................... 四 章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................. ........................................... ............................................. .............................................. .......................................... ............................................ .......................................... 芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................. .............................................. .......................................... .......................................... ................................................. ......................................... 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 第 五 章 注射機的校核 ............................................. ......................................... ............................................ ........................................ ............................................ ....................................... ........................................... 六 章 模具總裝設(shè)計 ............................................. ....................................... ............................................. 論 .................................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 .......................................................... 謝 .............................................................. 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 第一章 前 言 國模具行業(yè)的發(fā)展方向和前景 經(jīng)過 1990 年代的高速發(fā)展，中國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。 到 2005年，全國模具生產(chǎn)廠點已達 3 萬多家，從業(yè)人員 50 多萬人；模具銷售總額高達 610 億元，比上年增長 25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽滿、訂單充足。 2006年，業(yè)界預(yù)測中國汽車的年度銷售數(shù)量將會比前一年增長 15%，年度銷售數(shù)量將會達到 640 萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可以預(yù)測汽車相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會有高速發(fā)展。 與 2004年相比， 2005 年中國的模具生產(chǎn)值增加了 125%，以 610 億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了 150%，達到了 前，國內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入“黃金期”。 近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精 密、復(fù)雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快。 在注塑模具方面， 2006 年，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過 50 噸，最精密的注塑模具精度已達到 2 微米。在 具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工 藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括 10 個方面： (1)模具日趨大型化。 (2)模具的精度將越來越高。 10 年前精密模具的精度一般為 5 微米，現(xiàn)已達到 2米， 1 微米精度的模具也將上市。 (3)多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求越來越高。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 (4)熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 (5)隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之 發(fā)展。 (6)標準件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 (7)快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊。 (8)隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 (9)以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 (10)模具技術(shù)含量將不斷提高。 從應(yīng)用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮 短影響；快速經(jīng)濟模具的開發(fā)將被重視，模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。 塑模具設(shè)計與制造技術(shù) 質(zhì)量、成本（價格）、時間（工期）已成為現(xiàn)代工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的核心因素，現(xiàn)代企業(yè)大都以高質(zhì)量、低價格、短周期為宗旨來參與競爭市場。先進制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，對模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設(shè)計技術(shù)、制造工藝、生產(chǎn)模式等諸方面加以調(diào)整以適應(yīng)這種要求。 塑模具的可視化設(shè)計 現(xiàn)在我們對 產(chǎn)品設(shè)計的要求是快速、準確。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)計（ 3D）的誕生使模具實現(xiàn)了可視化、面向裝配的設(shè)計。模具由二維設(shè)計（ 2D）到三維（ 3D 實現(xiàn)了模具設(shè)計技術(shù)的重大突破。 模具三維設(shè)計直觀再現(xiàn)了未來加工出的模具本體，設(shè)計資料可以直接用于加工，真正實現(xiàn)了 體化和少、無圖樣加工； 模具三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難以解決的一系列問題，如干涉檢查、模擬裝配、 析等； 模具三維設(shè)計能對模具的可制造性加以評價，大大減少了設(shè)計失誤。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 塑模具的快速制造 ⑴基于并行工程的模具快速制造 近些年 來，為了滿足工期的要求，模具企業(yè)大都在自覺與不自覺中應(yīng)用“并行”的概念來組織生產(chǎn)、銷售工作。并行工程應(yīng)用的明確提出是對現(xiàn)有模具制造生產(chǎn)模式的總結(jié)與提高。并行工程、分散化網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)為模具快速制造提供了有效的實施平臺。 并行工程的基礎(chǔ)是模具的標準化設(shè)計。標準化設(shè)計是由三方面要素組成：統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式是基礎(chǔ)；實現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享是關(guān)鍵；高速加工等先進制造工藝是必備條件。 （ 2）應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（ T） 在快速原型（ P）技術(shù)領(lǐng)域中，目前發(fā)展最迅 速、產(chǎn)值增長最明顯的就是快速模具 (T)技術(shù)。應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（ T），在最終生產(chǎn)模具之前進行新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，可以大大提高產(chǎn)品開發(fā)的一次成功率，有效地縮短開發(fā)時間、降低成本。這就是 （ 3）高速切削技術(shù)的應(yīng)用 高速切削（ 模具領(lǐng)域的應(yīng)用主要是在加工復(fù)雜曲面方面。其中高速銑削（也稱為硬銑削 M）可以把復(fù)雜形面加工得非常光滑，幾乎或者根本不再需要精加工，從而 節(jié)約了點火花（ 工和拋光時間及有關(guān)材料的消耗，及大地提高了生產(chǎn)效率，并且形面的精度不會遭到破壞。 造模式的改變 —— 信息流驅(qū)動的模具制造 先進制造生產(chǎn)模式對模具工業(yè)的影響主要體現(xiàn)在信息的流動。與制造活動有關(guān)的信息包括產(chǎn)品信息和制造信息，現(xiàn)代制造過程可以看作是原材料或毛坯所含信息量的增值過程，信息流驅(qū)動將成為制造業(yè)的主流。目前，面向模具開發(fā)的 絡(luò)集成等均是圍繞如何實現(xiàn)信息的提取、傳輸與物化，即使信息流得以暢通為宗旨。 G 模具 設(shè)計的基本流程 目前，國際上占主流地位的注射模 G、 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 等；結(jié)構(gòu)分析軟件有 ；注射過程數(shù)值分析軟件有 控加工軟件有 。本次是運用 下面簡單介紹以下 具設(shè)計流程。 具設(shè)計的基本流程如圖 件成品 ( 零件設(shè) 計 （ 零件裝配（ 模具裝配 （ 參照零件 （ 工件（ 模型檢驗 （ 厚度檢驗 （ 拔模檢驗（ 設(shè)置收縮率 （ 模流分析（ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 具設(shè)計的基本流程 題意 義 在傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計中，設(shè)計周期長，一般要二到三個月的時間；設(shè)計成本高，需要往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，對流體在模腔內(nèi)的流動狀態(tài)，冷卻狀況缺乏了解。 本文以 幼兒玩具車接插件 的注塑模具設(shè)計為例，運用 件智能分模，不但保證了模具的精確性，而且分模簡單，是設(shè)計者可以節(jié)約時間，集中精力拆模做型腔；運用 析功能，對塑料注塑過程進行模擬分析，包括充模流動模擬、保壓過程模擬、冷卻過程模擬及翹曲模擬分析。通過模擬分析可以預(yù)測制品填充不足、熔接線、氣泡和翹曲變形等缺陷，還可以測定最佳澆口數(shù)量和位置，測 定注塑時注射壓力以及注射時間，溶體流動前鋒的溫度變化等系列參數(shù)；運用專家模架系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計參數(shù)直接選取標準模架，構(gòu)造模具三維實體。這樣設(shè)計出來的模具具有更高的質(zhì)量，更大的準確性。 現(xiàn)代的模具設(shè)計在計算機的平臺上，運用 現(xiàn)代模具建立模具體積塊 (建立或分割 （ 模具開啟 （ 干涉檢驗 （ 專 家 模 具 系 （ 2程圖 (建立分模面 （ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 設(shè)計具有了高質(zhì)量，高效率，低成本等特點。 第二章 注塑件的設(shè)計 能設(shè)計 功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能 ,并達到一定的技術(shù)指標 兒玩具車接插件 ,承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動 ,摩擦等情況比較少 ;塑件的工作溫度是室溫 ,這 使得在材料選擇時對熱變形溫度 ,脆化溫度 ,分解溫度的要求降低 ;作為一種日用品 ,生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或大批大量生產(chǎn) ,這樣 ,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ,在材料的選擇時要綜合各種因素。 料選擇 通常選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求 ,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù) 要考慮的主要是材料的力學(xué)性能 ,如屈服應(yīng)力 ,彈性模量 ,彎曲強度 ,表面硬度等 有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。 脂是五大合成樹脂之一， 其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良， 還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電 鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè) 領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化 學(xué)藥 品性、染色性，成型加工和機械加工較好。 脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇 類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 具體有點有以下 6 點： 械強度高；抗沖擊能力強，低溫時也不會迅速下降；缺口敏感性較好；抗蠕 變性好，溫度升高時也不會迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓傷；耐磨性好，摩擦系數(shù)低； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 溫度、濕度、頻率變化影響小； 40℃； 、鹽、油、水； 刷、電鍍等方法對制品進行表面裝飾； 較寬的成型工藝范圍。 程塑料的主要缺點是熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。 選擇注射成型制品的材料，不僅應(yīng)能在一定的期限內(nèi)保證其使用功能和性能，還要考慮到加工成型、成本和供應(yīng)方面的問題。通過綜合考慮，本注塑件選用材料為 構(gòu)設(shè)計 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中 ,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu) ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度 ,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品 ;另一方面 ,模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析 ,弄清塑件生產(chǎn)的難點 ,為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。 厚 塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動阻力大。在此主要是分析壁厚對成型的影響，所以只驗證產(chǎn)品在脫模頂出時保證不變形。該產(chǎn)品的壁厚 范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 模斜度 由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮 ,使其緊箍在凸?；蛐托旧?,為了便于脫模 ,防止因脫模 力過大而拉壞塑件或使其表面受損 ,與脫模方向平行的塑件內(nèi) ,外表面都應(yīng)具有合理的斜度。在塑件的高度比較小時也可以不需要脫模斜度。 脫模斜度為 。， 1~30 ，由此確定塑件的脫模斜度。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 強肋 塑件上適當設(shè)置的加強肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強肋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。 角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng) 力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。 件的尺寸精度及表面質(zhì)量 寸精度 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動。另外，成型后的時效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級。 該 產(chǎn) 品 零 件 圖 所 有 尺 寸 為 未 注 公 差 尺 寸 ， 根 據(jù) 國 家 推 薦 標 準（ 14486定的 精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級。已注尺寸公差等級也在 C 的一般精度等級 圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達到此精度要求。表 2表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 表 2 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 件的表面質(zhì)量 塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素， 通常要比塑件高出一個等級。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，m。 第三章 塑件 3D 建模及注射成型工藝分析 件的 3D 模型 運用 圖軟件繪制塑件的 3D 圖，如圖 示下： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 幼兒玩具車接插件 件的注射成型工藝性分析 步分析 ⑴通過 3D 模型質(zhì)量屬性分析 分析結(jié)果：單件體積 = 3 單件投影面積 = 2 密度 = 單件質(zhì)量 = 塑件注射成型工藝性 析 利用 塑件進行最佳澆口分析，塑料流動性分析，冷卻質(zhì)量分析，縮痕分析等。 初始條件： 在 搜索到此材料 ， 可以查看材料的一些具體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模具溫度為 C。38 ，熔化溫度為C。240 ，材料融化溫度范圍： 。 280~200 ，模具溫度范圍： 。 57~20 ，塑料固體密度為 3，融化密度為 3，最大剪切應(yīng)力為 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 塑機 塑成型工藝參數(shù) 查模具設(shè)計手冊可知 注射成型的主要工藝參數(shù)如下表 3 3工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度 t/℃ : 80～ 95 成型時間 /s 注射時間 0～ 5 時間 /h: 4～ 5 保壓時間 15～ 30 料筒溫度 t/℃ 后段 150～ 170 冷卻時間 15～ 30 中段 165～ 180 總周期 40～ 70 前段 180～ 200 螺桿轉(zhuǎn)速n/( ) 30～ 60 噴嘴溫度 t/℃ 170～ 180 后處理 方法 紅外線燈烘箱 模具溫度 t/℃ 50～ 80 溫度 t/℃ 70 注射壓力p/0～ 100 時間 /h 2～ 4 塑機的選擇 由公稱注射量選定注射機 由 析已得出單個塑件體積 V=15144 ㎜ 3 ，流道凝料 V’ =4545 ㎜ 3實際注射量為 :51443 2+4545= 根據(jù)實際注射量應(yīng)小于 公稱注射量原則 , 即： = 由上計算初步確定注塑機為 0，查模具設(shè)計手冊注塑機主要技術(shù)參數(shù)如下表 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 3 表 3國產(chǎn)注射機 0技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (3203 520 理論注射容積（ 60 移模行程 (300 螺桿直徑 (40 最大模具厚度 (350 注射壓 (145 最小模具厚度 (170 注射速率 (g/s) 100? 鎖模形式 (液壓 塑化能力 (g/s) 具定位孔直徑 (125 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/20~200 噴嘴球半徑 (35 鎖模力 (600 噴嘴口直徑（ 4 第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟因素，初步確定該模具為一模兩腔。 型面的確定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時 應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 口的確定 的流動性好 ,可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,確定使用潛伏澆口。澆口位置已經(jīng)在 析中確定。 具材料的確定 現(xiàn)有模具模架已經(jīng)標準化 ,所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料 是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件 ,如果選材不當，則所有的精密加工所投入的工時 ,設(shè)備費用將浪費。 在選擇模具鋼時 ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是主要指標之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當承受沖擊載荷時還要考慮 折斷 ,崩刃問題 ,所以韌性也是一重要指標 ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮 :要熱加工工藝好 ,加工溫度范圍寬 ,冷加工性能如切削 ,銑削 ,拋光等加工性能好 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 要求材料來源廣 ,價格低。 模仁的材料為 普通優(yōu)質(zhì) 45碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調(diào)質(zhì)處理可獲得較高的硬度和較好的強韌性。 的優(yōu)點是價格便宜，切削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的 強韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。 材料預(yù)備熱處理： 斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500~560 C。 ，空冷，硬度為 25~33 注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)、外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具 設(shè)計中的重點內(nèi)容之一。 流道設(shè)計 主流道是一端與注塑機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動通道。根據(jù)注塑機型號設(shè)計主流道尺寸，具體尺寸詳見圖紙。 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。澆口套結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 示采用兩顆 20L 螺釘固定。由注塑機確定定位圈的尺寸，定位圈采用兩顆 20L 螺釘固定，如圖 示。 圖 口套 圖 4流道設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U 形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計越合理?？紤]熱量損失和澆道加工 性能等因素，查 [6] 4擇圓形截面的分澆道。具體詳見圖 示。 料井 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模具的冷料井設(shè)計錐形的冷料井。冷料井如圖 示： 口 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量 影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。該模具采用潛伏式澆口，已在 有以下特性 : ① 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； ② 試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改； ③ 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； ④ 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用圓形截面，與分流道的連接方式見圖 示。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 圖 主流道、分流道、澆口的連接情況 型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零 件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。以下是成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 根據(jù)產(chǎn)品特征，為了便于加工制造，型腔采用整體鑲嵌式，型腔靠用 8顆 40L 螺釘固定于型腔板，如圖 示；型芯也采用整體鑲嵌式，型芯用 8 顆30L 螺釘 固定，如圖 示； 圖 芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 內(nèi)側(cè)分型與抽芯機構(gòu)用來成型具有內(nèi)側(cè)凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因為抽芯機構(gòu)的注射模，其可動零件多，動作復(fù)雜。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 因此，側(cè)抽機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。示平面所示： 圖 設(shè)計采用斜頂結(jié)構(gòu)來成型內(nèi)側(cè)抽芯 斜頂有相對于其他零件的運動而且行位還是產(chǎn)品成型結(jié)構(gòu)部分，因此行位及與其想配合的零件不僅滿足一定的耐磨性要求還必須具有一定成型 零件的性能。 斜頂及其組件的具體性能必須滿足以下幾點： （ 1）高表面硬度：表面淬火或者滲碳或滲氮處理到 （ 2）各相配合的零件不可為相同材料以防粘著磨損。 （ 3）配合要求：與固定在 B 板上的耐磨片采用 H7/隙配合；與 B 板避空即可；與下模鑲件采用 H7/細的配合情況見模具總裝的配合要求。 b. 斜頂?shù)某叽缬嬎? （ 1）斜頂?shù)某樾揪嚯x 斜頂?shù)某樾揪嚯x為 以 S≥ 2）斜頂?shù)捻敵鲂谐? 由 H≥ S/ 解得： H≥ 15 式中： ? 5°。 斜頂?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如圖 示，其性能要求以及詳細尺寸見斜頂零件圖。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 架的選用 注射模標準模架共有兩個國家標準：一是使用于模板尺寸 B3 L≤ 56000中小型模架（ 1990）；二是使用于模板尺寸 B3 L 為 6306302502000大型模架（ 1990）。 塑料模具型腔在成型過程中承受著塑料熔體的高壓，如果側(cè)壁或底板的強度不足， 則可能產(chǎn)生開裂，如果強度不足，則可能產(chǎn)生過大的變形，造成溢料，使脫模困難，型腔側(cè)壁和底板厚度的計算方法有強度計算和剛度計算兩種，一般情況下，大尺寸型腔剛度不足是主要問題，應(yīng)按剛度條件計算，小尺寸型腔強度不足是主要問題，應(yīng)按強度條件計算。 根據(jù)制件的尺寸分析，本制件的成型型腔屬于較大尺寸，所以應(yīng)按剛度來計算，而型腔采用的是整體嵌入式，根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗，型腔的壁厚為55～ 160套壁厚 3～ 50 由此按經(jīng)驗參考標準模架，選取標準模架為 B/T 4架參數(shù)表 名稱 材料 尺 寸（ 定模座板 45鋼 600 3 5003 25 定模板 45鋼 200 3 4503 90 型芯板 45鋼 500 3 4403 50 墊塊 45鋼 500 3 403 130 動模座板 45鋼 250 3 4503 50 推板 45鋼 324 3 1983 30 推板固定板 45鋼 360 3 5003 25 向機構(gòu)的設(shè)計 注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于 動、定模之間的精密對中定位。 設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有： ⑴合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的 1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 ⑵導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。 ⑶導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/精度時可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/套外徑的配合精度采取 H7/合長度通常取配合直徑的 倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。 ⑷導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨＃O(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。 ⑸除了在動模和定模之間設(shè)置導(dǎo)柱，導(dǎo)套以外，還需要在推板與動模坐之間設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套，以保證推板的順利推出。 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)柱：由模架已經(jīng)確定基本尺寸為φ 20長 L=135細資料看零件圖紙； 導(dǎo)套：由導(dǎo)柱基本尺寸確定，長度 L=90細資料看零件圖紙。 出機構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。 本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機構(gòu)和利用斜頂設(shè)計推出機構(gòu)的類型為一次推出機構(gòu)。因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。頂出機構(gòu)如圖 示。 圖 推出結(jié)構(gòu) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 氣設(shè)計 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以 及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。 度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料如 求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流 動，增大流動剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。由前面分析可知道 48℃，模具溫度為 。 度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 ⑴采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； ⑵模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少 塑件的變形 ⑶對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 ⑴根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式； ⑵希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； ⑶采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； ⑷溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 卻系統(tǒng)設(shè)計： 由 分析得出，需要給模具設(shè)計冷卻系統(tǒng)，重點在上部球形面和直流道。 ⑴設(shè)計原則 ①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； ②冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好； ③盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗表明，冷卻水管中心距 卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為 小不要小于 10。 ④澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳； ⑤應(yīng)降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過 5℃ ⑥冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通 常沿寬度方向開設(shè)水孔。 ⑦合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機構(gòu)發(fā)生干涉。 該塑件屬于中等