塑料外殼注射模具設(shè)計【塑料頂蓋】

塑料外殼注射模具設(shè)計【塑料頂蓋】,塑料頂蓋,塑料,外殼,注射,模具設(shè)計,頂蓋 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 塑料外殼注射模具設(shè)計 摘 要 塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 本論文介紹了注射成型的基本原理，特別是雙分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計原則，詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計過程，并對模具強度要求做了說明。設(shè)計成型零部件以及設(shè)計合理的推出機構(gòu)。對設(shè)計進行驗證主要是對注射機的相關(guān)重要參數(shù)進行驗證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機的鎖模力等。在校驗合格后，進行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質(zhì)量，又要兼顧經(jīng)濟性。 最后則是模具的裝配環(huán)節(jié)，包括制定裝配步驟、明確注意事項等。通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設(shè)計中的某些細節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對AutoCAD的學(xué)習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。 關(guān)鍵詞：點交口，雙分型面，拉料桿 Plastic injection mold design shell ABSTRACT Plastic industry is grow now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts，reasonable drawing mechanism and so on． The design should be certification．Primarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes，the name distance，injection machine of the die draw force and so on．After，qualified in check，the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economy． Final assembly is part of the mold，which including the design of assembly steps，clear proceeding required attention．Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency. KEY WORDS: point intersection,dual-surface，sprue puller 目　錄 前 言 1 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 2 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 1.1 塑料原材料的成型特性分析 4 1.1.1 塑件零件圖 4 1.2 塑料原材料的成型特性分析 5 1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 5 1.4 塑件的生產(chǎn)批量 6 1.5 初選注射機 7 第2章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 8 2.1分型面的選擇 8 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9 2.2.1主流道的設(shè)計 9 2.2.2分流道的設(shè)計 10 2.2.4 冷料穴的設(shè)計 11 第3章 模具設(shè)計方案論證 12 3.1 型腔布置 12 3.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 12 3.2.1 凹模的設(shè)計 12 3.2.2 凸模的設(shè)計 12 3.3 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 13 3.4 推出機構(gòu)設(shè)計 13 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 13 第4章 主要零部件的設(shè)計計算 14 4.1 成型零件的成型尺寸 14 4.2模具型腔壁厚的確定 14 4.2.1 型腔側(cè)壁厚度S的計算 15 4.2.2 型腔底板厚度T的計算 15 4.3 推出機構(gòu)的設(shè)計 16 4.4標準模架的設(shè)計 16 第5章 成型設(shè)備的校核計算 17 5.1注射機注射壓力校核 17 5.2 注射量的校核 17 5.3 鎖模力的校核 17 5.4 安裝尺寸的校核 18 5.5 開模行程的校核 18 結(jié) 論 19 謝 辭 21 參考資料 22 21 前 言 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 塑料工業(yè)是世界上增長最快的工業(yè)之一。隨著科技日新月異的發(fā)展，塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，從而使塑料的數(shù)量也不斷上漲。當然塑料工業(yè)的發(fā)展離不開塑料模具設(shè)計，模具工業(yè)被譽為“工業(yè)之母”。隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的重要工藝設(shè)備。模具成型具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本的特點。因而，在國民經(jīng)濟各個部門得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強，力學(xué)性能高，自潤滑，耐磨及相對密度小等獨特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足:1、體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。2、開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。3、第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。4、專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。5、模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1）模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動化、智能化； 9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并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。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。  第1章 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1.1 塑料原材料的成型特性分析 1.1.1 塑件零件圖 圖1-1 名稱：塑料頂蓋 材料：ABS 數(shù)量：30萬件 精度等級：5級  1.2 塑料原材料的成型特性分析 ABS是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的工程塑料。ABS是不透明的非結(jié)晶性聚合物，無毒、無味，密度為1.02~1.05g/cm。ABS具有突出的力學(xué)性能，堅固、堅韌、堅硬;具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能；具有良好的尺寸穩(wěn)定性，易于成型和機械加工，成型塑件表面具有較好光澤，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性差，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度為93℃左右，但熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高；耐候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。ABS可采用注射、擠出、壓延、吹塑等多種成型加工方法。 ABS成型性能如下： (1) 易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理，表面光澤要求高的塑件應(yīng)長時間預(yù)熱干燥。 (2) 流動性中等，溢邊值為0.04mm左右。 (3) 壁厚和熔料溫度對收縮率影響極小，塑件尺寸精度高。 (4) 比熱容低，塑化效率高，凝固也快，固成型周期短。 (5) 表觀黏度對剪切速率的依賴性強，因此模具設(shè)計中大都采用點交口形式。 (6) 頂出力過大或機械加工時塑件表面會留下白色痕跡，脫模斜度易取2°以上。 (7) 易產(chǎn)生溶解痕，模具設(shè)計時應(yīng)盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。 (8) 宜采用高料溫、高模溫、高注射壓力成型。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50~60℃；而在強調(diào)塑件光澤和耐熱時，塑件模具溫度應(yīng)控制在60～80℃。 1.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 (1) 塑件的尺寸精度分析 該塑件屬一般精度要求，尺寸未注公差的尺寸按MT5查取公差。表1-1為主要尺寸的公差要求  表1-1 部位 尺寸 尺寸公差 2 外形尺寸 44 尺內(nèi)形寸 40 38 36 32 28 10 孔 Φ4 8 中心距 40.3 ±0.64 4 (2) 塑件的表面質(zhì)量分析 塑件的外觀無特殊要求，內(nèi)表面也無特殊要求。 (3) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1、從圖紙上看，該塑件外形為四方殼罩，圓角過度且無尖角存在，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求。 2、無側(cè)孔，不需要側(cè)抽芯機構(gòu)。 3、為使塑件順利脫模，可在塑件內(nèi)部增設(shè)1°~2°的拔模斜度。 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 1.4 塑件的生產(chǎn)批量 塑件的生產(chǎn)類型對注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價格在整個生產(chǎn)費用中所占的比例較小，提高生產(chǎn)率和注射模具壽命問題比較突出，所以可以考慮使用自動化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模具。該塑件為大批量生產(chǎn)，可以適合考慮采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不宜太長的模具，同時模具造價要適當控制。 1.5 初選注射機 （1）計算塑件體積 通過計算可獲得塑件的體積V=13.4855cm。 根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目 （2）由于該塑件精度要求不高，且無側(cè)孔，且為大批量生產(chǎn)，所以考慮一模四腔，型腔平均分布，以方便澆口排列和模具的平衡。 （3）確定模具溫度及冷卻方式 ABS為非結(jié)晶性塑料，流動性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下盡可能的降低模溫，用冷卻水冷卻，成型溫度控制在60~80℃。 （4）確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，由此可計算出一次注射成型中所用塑料量為：V=4 V+V=4×13.4855+6=61 cm。則注射機的最大注射量V≧V/k=61/0.8=76.25 cm。 根據(jù)以上一次注射量的分析及考慮塑料品種、塑料結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素。參考設(shè)計手冊，初選SZ-100/630型螺桿型注射機。相關(guān)技術(shù)參數(shù)如表1-2所示 表1-2 序號 主要技術(shù)參數(shù) 參數(shù)值 1 最大注射量/ cm 105 2 注射壓力/MPa 164.5 3 鎖模力/KN 630 4 動定模板最大安裝尺寸/（mm×mm） 370×320 5 最大模具厚度/mm 300 6 最小模具厚度/mm 150 7 最大開模行程/mm 270 8 噴嘴前端球面半徑/mm 15 9 噴嘴孔直徑/mm 4 10 定位圈直徑/mm 125 第2章 分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 2.1分型面的選擇 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵步驟。 分型面的設(shè)計原則： 1、分型面應(yīng)選在最大輪廓處； 2、分型面的選擇應(yīng)有利于分型; 3、分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度； 4、分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量； 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。 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計方法，都必須首先確定分型面，因為模具的結(jié)構(gòu)很大程度上取決與分型面的選擇。注射模具有的只有一個分型面，有的有多個分型面。為保證塑件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件外形的最大輪廓處。如圖2-1所示，方案A的塑件開模后留在定模一側(cè)，塑件不宜取出，頂出機構(gòu)設(shè)計復(fù)雜；方案B加工不方便，且塑件精度不易保證；方案A既保證了塑件外觀，且毛刺飛邊的清除也比較容易，因此選擇方案C。  圖2-1 2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)有主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成?？紤]到一模四腔的布置及塑件外壁留下微小痕跡的點交口，模具采用兩分型面結(jié)構(gòu)三模板，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內(nèi)。 對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般要遵循如下原則： 1、了解塑料的成型特性； 2、盡量避免或減少熔接痕; 3、有利于型腔中氣體的排出； 4、防止型芯的變形和嵌件的位移； 5、盡量采用較短的流程充滿型腔； 2.2.1主流道的設(shè)計 查資料得到SZ-100/630注射機與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑R=15mm，噴嘴孔直徑d=4mm。為保證模具主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR=R+（1~2），d=d+0.5。因此取主流道半徑SR=17mm，主流道的小端直徑d=5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計成錐形，其斜度為2℃~3℃，計算其大端直徑約為11mm；為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大的反壓力，配合段直徑D不宜過大，取直徑D=25mm。 2.2.2分流道的設(shè)計 分流道連接主流道和和澆口，其主要作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔料以較快速度送至澆口進行沖模。同時，在保證充滿型腔的條件下，要求分流道的容積要小，以減少回收的冷凝料。所以分流道截面要大小適宜。本案例采用半圓形分流道，切削加工在一塊模板上，加工易實現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不大。查有關(guān)經(jīng)驗表格得ABS的分流道直徑推薦值為4.8~9.5mm，據(jù)此，該模具的分流道設(shè)計如圖2-2所示： 圖2-2 2.2.3 澆口的設(shè)計 根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖2-3所示的點澆口： 圖2-3 2.2.4 冷料穴的設(shè)計 采用帶球頭頭拉料桿的冷料穴，如圖所示，將其設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼又開模分型時將凝料從主流道中拉出留在動模一側(cè)。 圖2-3 第3章 模具設(shè)計方案論證 3.1 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(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能的使模具型腔對稱、均衡、取件方便。因為型腔的排布應(yīng)使每個型腔都能通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時均勻的充填每一個型腔，從而使各個型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。生產(chǎn)經(jīng)驗表明，每增加一個型腔，塑件的尺寸將降低4﹪。成型高精度塑件時，型腔不宜過多，通常不超過4腔。本案例的模具采用一模四腔，型腔平均分布在型腔板兩側(cè)。這既在技術(shù)上充分保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，又保證了生產(chǎn)經(jīng)濟性。 3.2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響了制件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS工程塑料，對表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件具有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具剛制作，還應(yīng)進行熱處理以使其具備50 ～55HRC的硬度。 3.2.1 凹模的設(shè)計 采用整體式凹模，放在定模板一側(cè)，主要從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具剛材料、方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮。并且整體式凹模牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會使制品產(chǎn)生拼接線痕跡。經(jīng)常使用于形狀簡單的中小型模架。 3.2.2 凸模的設(shè)計 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)采用組合式，可節(jié)省貴重模具剛，減少加工工作量。成型塑件的大小型芯均固定在動模板上。 3.3 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 為了確保模具在閉合的時候準確定位，保護成型零件，提高塑件的精度，一般模具中都設(shè)有導(dǎo)向零件。最常見的是導(dǎo)柱導(dǎo)套。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的作用有一下三點： 1）定位作用 模具閉合后，保證動定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。 2）導(dǎo)向作用 合模時首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。 3）承受一定得側(cè)向壓力。 由于塑件對稱，且無單項壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。 3.4 推出機構(gòu)設(shè)計 根據(jù)矩形殼罩的形狀特點，其推出機構(gòu)可采用推件板推出或推桿推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量。所以采用推件板推出。 3.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 采用冷卻水冷卻，因為水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，而且成本低廉。這些冷卻介質(zhì)都要通過開設(shè)在型芯內(nèi)和型腔周圍到通道，在其中循環(huán)而帶走熱量，維持正常模溫。凹模冷卻水道采用通過型腔上布置的單層冷卻回路，水道開設(shè)時應(yīng)避開導(dǎo)柱及拉料桿。通常冷卻水孔的直徑取Φ8～Φ12mm，水孔壁離型腔表面的距離保持在10～20mm。本設(shè)計中，水孔直徑為Φ8mm，距型腔表面11mm。 第4章 主要零部件的設(shè)計計算 4.1 成型零件的成型尺寸 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計算，查有關(guān)手冊得ABS的收縮率為0.4﹪～0.7﹪，故平均收縮率S=（0.4+0.7）﹪/2=0.0055，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取=/3，成型零件尺寸計算見表4-1： 表4-1 類別 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸 型腔計算 44 = 38 32 8 10 4 型芯計算 40 = 83 28 4 中心距計算 40.3 =(1+)± 40.52±0.107 4.2模具型腔壁厚的確定 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強度和鋼度，本模具的凹模采用的是整體式凹模，因此可用整體式矩形型腔壁厚計算公式來確定型腔側(cè)壁厚S和型腔底板厚度T。  4.2.1 型腔側(cè)壁厚度S的計算 1、按剛度條件計算 ≧==2.01mm 式中 c——由h/l決定的系數(shù)，查相關(guān)表得c=0.93； P——型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的25％～50％，p取30MPa； h——型腔深度，h=38mm； E——磨具鋼的彈性模量，一般中碳鋼E=2.1×10MPa，預(yù)硬化塑料剛E=2.2×10MPa; ——模具剛度計算許用變形量，查表得=32.3mm。 2、按強度條件計算 ≥==21.55mm 式中p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，取p=30MPa； h——型腔深度，h=40mm； W——抗彎截面系數(shù)，由h/l決定，查相關(guān)表得W=0.108； ——矩形型腔的變長比，=b/l=44/32=0.67； ——模具強度計算許用應(yīng)力，一般中碳鋼=160MPa；預(yù)硬化塑料模具鋼=300MPa。 4.2.2 型腔底板厚度T的計算 1、按剛度條件計算 ≥==0.11mm 式中c′——由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)，查相關(guān)表得c′=0.024； p——型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的25﹪～50﹪，p取30MPa； b——矩形型腔短邊長度，b=32mm； E——模具鋼的彈性模量，取E=2.1×MPa; ——模具鋼計算許用變形量，查相關(guān)表得=32.3mm。 2、按強度條件計算 ≥==7.14mm 式中ˊ——由墊塊之間距離和型腔短邊長l/b所決定的系數(shù)，查相關(guān)表得ˊ=0.4975； P——型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的可取注射成型壓力的25﹪～50﹪，p取30MPa； b——矩形型腔短邊長度，b=32mm； ——模具強度計算許用應(yīng)力，一般中碳=160MPa；預(yù)硬化塑料模具鋼=300MPa。 根據(jù)以上剛度、強度的計算，得出型腔壁厚的要求為：型腔側(cè)壁厚度S≥21.55mm；型腔底板厚度T≥7.14mm。 4.3 推出機構(gòu)的設(shè)計 采用推件板推出機構(gòu)，推件板又名卸料板，它的脫模特點是推力均勻、推出力大、工作平穩(wěn)，塑件表面平整而且無推出痕跡。推桿的尺寸根據(jù)標準模架的標準選取直徑為12.5mm。 4.4標準模架的設(shè)計 綜合考慮本塑件采用一模四腔平衡布置、點澆口二次分型、行腔壁厚的要求、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，查相關(guān)表選取A4型標準模架，標記為：A4—200200—5—P4 GB/T125556.1—90。 第5章 成型設(shè)備的校核計算 5.1注射機注射壓力校核 最大注射壓力指的是注射劑料筒內(nèi)柱塞或螺桿施加于熔融塑料的單位面積上的壓力，它用于克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時的流動阻力。成型制品所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種、注射劑類型、噴嘴結(jié)構(gòu)形式、制品形狀的復(fù)雜度、制品的壁厚、精度、塑化方式、塑化溫度、模具溫度及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素有關(guān)。在確定制品成型所需的注射壓力時可利用類比法或參考各種塑料到注射成型工藝等數(shù)據(jù)，一般制品的成型壓力在70~150MPa范圍內(nèi)。注射機的最大注射壓力為164.5MPa，大于成型制品所需要的注射壓力，合格。 5.2 注射量的校核 由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，由此可計算出一次注射成型中所用塑料量為：V=4 V+V=4×13.4855+6=61 cm。則注射機的最大注射量V≧V/k=61/0.8=76.25 cm，合格。 5.3 鎖模力的校核 鎖模力是指注射劑合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射劑鎖模力的校核公式為：F≥kpA 式中F——注射劑鎖模力，查表的SZ—100/630型螺桿式注射劑的鎖模力為630KN； K——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2； P——型腔內(nèi)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=6.00×10㎡。  計算得: kpA=1.2×30×10×6×10×10=216kN﹤F=630kN 故注射機的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。 5.4 安裝尺寸的校核 本模具采用的型號為A4—200200—5—P4 GB/T125556.1—90的標準模架，模具的外形尺寸為200mm×200mm，模具閉合高度為H=282mm，查資料得SZ-100/630型注射機動、定模模版最大安裝尺寸為370mm×320mm，允許模具的最小壁厚=150mm，最大厚度=355mm，即模具到外型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≦H≦的安裝要求，故改模具滿足SZ-100/630型螺桿式注射機的安裝要求。 5.5 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，本模具為雙分型面注射模具，SZ-100/630型螺桿式注射機的最大開模行程與壁厚無關(guān)，校核關(guān)系式為：S＞＋＋a＋(5～10) 式中S——注射機的最大開模行程，查資料得SZ-100/630型桿式注射機的最大開模行程S=270mm； ——塑件脫模所需到推出距離，該塑件的脫模推出距離為38mm； ——塑件的高度為40mm； a——取出凝料所需要的距離為54mm。 計算得：＋＋a＋(5～10)=38+40+54+10=142mm﹤S=270mm。即所選注射機的開模行程足夠。 以上分析證明，SZ-100/630型螺桿式注射機能滿足要求，故可以采用。 結(jié) 論 模具是一種技術(shù)密集、資金密集型產(chǎn)品，在我國國民經(jīng)濟巾的地位也非常重要。模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點扶持產(chǎn)業(yè)。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進步，對人才的知識、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高。 1 計算機技術(shù)在注射模中的應(yīng)用領(lǐng)域 塑料產(chǎn)品從設(shè)計到成型生產(chǎn)是一個十分復(fù)雜的過程，它包括塑料制品設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等幾個工要方面。它需要產(chǎn)品設(shè)計師．模具設(shè)計師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來完成，它是一個設(shè)計、修改、再設(shè)計的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計已越來越難以滿足市場激烈競爭的需要。計算機技術(shù)的運用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。計算機技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)塑料制品的設(shè)計：基于特征的三維造型軟件為設(shè)計者提供了方便的設(shè)計平臺，而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設(shè)計和分析打下了良妤的基礎(chǔ)。 (2)結(jié)構(gòu)分析：利用有限元分析軟件可以對制品的強度、應(yīng)力等進行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 (3)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計軟件會提供相應(yīng)的設(shè)計步驟、參數(shù)選擇．計算公式以及標準模架等，最后給出全套模幾結(jié)構(gòu)設(shè)計圖。 (4)模具開合模運動仿真：運用CAD技術(shù)可對模具開模、合模以及制品被推出的全過程進行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理處，并及時更正，以減少修模時間。 (5)注射過程數(shù)值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程，其結(jié)果對改進模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重  要的指導(dǎo)意義，同時還可檢驗?zāi)＞叩膭偠群蛷姸?、制品的翹曲性、模壁的冷卻過程等。 (6)數(shù)控加工：利用數(shù)控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實時加工過程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，同時還可自動生成數(shù)控線切割指令、曲面的三軸，五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。 目前，國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。 2 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計模式 模具專業(yè)的學(xué)生要求綜合知識和實踐能力較強，它既是大學(xué)三年所學(xué)的機械制圖、工程材料、公差配合與技術(shù)測量、塑料成型工藝與設(shè)備等技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的綜合應(yīng)用，又需要了解大量的實踐經(jīng)驗。 通過畢業(yè)設(shè)計，使學(xué)生在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇；②一般塑料制品成型模具的設(shè)計能力；③塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進、塑料模具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的能力；④了解模具設(shè)計的常用商業(yè)軟件以及同實際設(shè)計的結(jié)合。 畢業(yè)設(shè)計是三年大學(xué)生活的里程碑。此次設(shè)計要綜合運用到大學(xué)三年里所學(xué)到的理論知識和專業(yè)知識，并為即將踏入社會奠定了堅實的基礎(chǔ)。 謝 辭 我所做的課題是塑料外殼注塑模具設(shè)計，是以往歷屆畢業(yè)生所沒做過的新課題。剛接到課題時，由于心中沒有底，感覺到很茫然，不知到如何入手。但在經(jīng)驗豐富的沈老師的指導(dǎo)下，先從確定零件的尺寸參數(shù)下手，從而邁開了艱難的第一步。經(jīng)沈老師的悉心指導(dǎo)，及時發(fā)現(xiàn)并正錯誤，避免了多走彎路，使設(shè)計能順利地進行。 在今次的設(shè)計過程中，有很多的問題需要獨立思考，在用常規(guī)的方法解決不了問題時，還要從反向去思考。從而使我的思維能力得到了很大的提高。設(shè)計中所涉及到一定的創(chuàng)新設(shè)計，給我提供了一個很好的提高應(yīng)變能力的訓(xùn)練機會。 設(shè)計時，經(jīng)過不斷的到校圖書館認真地查找和借閱相關(guān)的參考資料，不但提高了個人查閱資料的能力，還擴闊了我的知識視野。 本設(shè)計最關(guān)鍵的就是經(jīng)驗，而這正是我所缺乏的。因而在做畢業(yè)設(shè)計的時候，使我做了很多的無用功和走了很多的彎路。幸好得到了經(jīng)驗豐富的沈老師的指導(dǎo)，才能得以按時、按質(zhì)、按量地完成畢業(yè)設(shè)計。 　　在設(shè)計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是模具結(jié)構(gòu)、注射機只能靠想象，沒有實踐條件，不能根據(jù)實際的情況來作合適、客觀地修改，加上我自己的實踐經(jīng)驗又不多，這樣做出來的設(shè)計，難免有不足之處，希望老師能夠看待。 在畢業(yè)設(shè)計剛開始時，我感到無從下手，不知道該怎么做，經(jīng)過沈老師的指導(dǎo)，我的設(shè)計從有到無，慢慢的初具雛形，直到最后完成。期間和沈老師每周兩次的見面，每次沈老師都悉心指導(dǎo)，指出我設(shè)計中的錯誤和不足，這樣我不但改正了設(shè)計中的錯誤，使設(shè)計能順利進行下去，而且沈老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度也讓我明白了，設(shè)計是很嚴謹?shù)氖?，要實事求是，不能偷懶和亂造數(shù)據(jù)。 最后，衷心感謝沈老師對我的悉心指導(dǎo)，使我在大學(xué)里最后一段時間里學(xué)習到了很多有用的東西。  參考資料 [1] 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計 北京：高等教育出版社，2006 [2] 王鵬駒 塑料模具技術(shù)手冊 北京：機械工業(yè)出版社，2005 [3] 李德群 中國模具設(shè)計大典 第二卷 江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社， 1998 [4] 廖月瑩 塑料模具設(shè)計指導(dǎo)與資料匯編 大連：大連理工大學(xué)出版社，2007 [5] 楊成美 模具專業(yè)英語 大連：大連理工大學(xué)出版社，2007 [6] 王昆 機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 北京：高等教育出版社，1996 [7] 周兆元 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) 北京：機械工業(yè)出版社，2005 [8] 李明輝 模具設(shè)計制造 北京：機械工業(yè)出版社，1999 [9] 劉少年 機械制圖 北京：機械工業(yè)出版社，2005 [10] 楊占堯 注射模具典型結(jié)構(gòu)圖例 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [11] 王鵬駒 塑料模具技術(shù)手冊 北京：機械工業(yè)出版社，1997 [12] 李洪波 CAD工程設(shè)計 呼和浩特：遠方出版社，2005 [13] 吳其曄 注射成型手冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [14] 許發(fā)樾 實用模具設(shè)計與制造手冊 北京：機械工業(yè)出版社，2000 [15] 薛啓翔 模具實用技術(shù) 北京：機械工業(yè)出版社，2000