指示燈罩的注塑模具設計【一模兩腔注射模優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含6張CAD圖紙帶任務書+開題報告+文獻綜述+答辯ppt+外文翻譯】-zsmj38

指示燈罩的注塑模具設計【一模兩腔注射模優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含6張CAD圖紙帶任務書+開題報告+文獻綜述+答辯ppt+外文翻譯】-zsmj38【詳情如下】【需要咨詢購買全套設計請加QQ1459919609】中英文摘要.doc任務書和開題報告.doc動模板.dwg型芯.dwg外文翻譯定模板.dwg定模模仁.dwg導柱.dwg總裝圖-A0.dwg指示燈罩模具設計.doc文件清單.txt文獻綜述.doc答辯PPT.ppt設計說明書.doc摘    要    本次設計是塑料注塑模具設計，注塑件為帶有外螺紋的指示燈罩，其中的設計內(nèi)容有零件的工藝性編制：塑件的工藝性分析、塑件的體積和質(zhì)量計算及注射機參數(shù)的確定；結構設計：分型面選擇、型腔數(shù)確定、澆口設計、推出及復位機構方式確定；型芯、型腔尺寸計算；模具加熱和冷卻系統(tǒng)計算；斜滑塊行程和外形設計；注射機有關參數(shù)的校核。塑件尺寸較小，采用一模兩腔，雙分型面注射結構，把第一分型面選擇在塑件水平投影最大的截面上，第二分型面選擇在下端外螺紋上。斜滑塊裝置外側(cè)分型，同時完成塑件的推出動作。澆口位置設置在塑件下端，不影響外觀。如此設計出的結構可確保模具工作運用可靠。最后對模具結構與注射機的匹配進行了校核，并用CAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。關鍵字：注塑成型；結構設計；CAD；ABSTRACTplastic injection molding would be the mould design. Injection molding parts is a lampshade with external thread. Content for the design includes technic compilation for component, technics analysis for injection molding, calculation of  volumn and quanlity for injection molding and confirmation for specification for injection molding machine. Structural design includes alternative joint face, cavities confirmation, mould gate design, confirmation for pushout and reset design. Calculation for mold core, impression, size. Calculation for moulding with cooling and heatening.Technology trip and outlook design. Proofread for relative specification of Injection mold machine. Size of mold part would be relatively small, adopting double cavity mould and structure of biparting surface injection, making the first parting surface choose to  be above section of horizontal projection of mold part and making the second part surface at external thread. Angled-lift splits part outward, meanwhile, finishing pushout of mold part. Pouring gate woule be set to be underneath mold part ,which does not effect the outlook so that the structure could garauntee operation of the mould. Last but not least, the matching of structure of mould and injection machine would be proofreaded and assembliy drawing and detail drawing for a full set of mould would be made by CAD. Key word: injection moulding, physical design, CAD目    錄緒  論1第一章  塑料制件的分析31.1 成型塑料件的工藝性分析31.2 成型塑件的材料分析5   1.2.1設計思路步驟5   1.2.2方案選擇6第二章   塑件成型的基本過程8第三章 注塑設備的選擇.93.1估算塑件體積質(zhì)量93.2 注塑機的選擇9第四章  成型零件有關尺寸的計算124.1成型零件設計參數(shù)124.2型腔、型芯工作尺寸的計算144.3型腔壁厚選取16第五章. 澆注系統(tǒng)的設計185.1 定位圈設計185.2澆口套的選用185.3分流道的布置195.4澆口設計19第六章 合模導向機構的設計216.1導柱的設計21  6.2導套的設計.22第七章 推出機構的設計23第八章 側(cè)向分型和抽芯機構的設計24  8.1分型面的選擇24  8.2斜滑塊的設計24    8.2.1滑塊的行程24    8.2.2滑塊的動作設計26第九章  溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計27  9.1 模溫對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響27    9.1.1 溫度對制品質(zhì)量的影響27    9.1.2 溫度對制品生產(chǎn)效率的影響279.2 模具冷卻系統(tǒng)的設計279.2.1 冷卻水口的設計279.2.2 冷卻回路的設計28第十章  繪制裝配圖及定制零件明細表31第十一章  注射機的校核3311.1 注射機安裝模具部分的尺寸校核3311.1 注射量的校核3311.2 鎖模力的校核34結  論35參考文獻36致  謝37 注塑模具的設計與熱分析 摘 要 :本文介紹了用于生產(chǎn)熱變形測試樣品的注塑模具的設計，這種模具能為自身實現(xiàn)熱分析，從而得到模具的熱殘余應力的影響。文章對技術，理論，方法以及在注塑模型設計中需要的考慮的因素也進行了介紹。模具設計是通過商用計算機輔助設計軟件種用于分析因樣品不均勻冷卻產(chǎn)生的熱殘余應力的模具，已經(jīng)通過使用 且存在問題也已經(jīng)解決。該軟件通過繪制相應的時間反應曲線為模具提供了溫度分布等高 線圖以及注塑周期中的溫度的變化。結果表明，與其他區(qū)域相比，收縮可能更容易發(fā)生在冷卻渠道附近的區(qū)域。熱變形就是這種在模具的不同區(qū)域的不均衡降溫效果引起的。 關鍵詞 ： 注塑模具；設計；熱分析 1. 引言 塑料業(yè)是世界上發(fā)展最快的工業(yè)之一，被列入產(chǎn)值達數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。幾乎每一個在日常生活中使用的產(chǎn)品都涉及塑料的使用，這些產(chǎn)品大部分可通過注塑成型方法生產(chǎn) 1 。注塑成型工藝因其制造過程是以較低的成本生產(chǎn)各種形態(tài)和復雜幾何形狀的產(chǎn)品而眾所周知 2 。 注塑成型工藝是一個循環(huán) 工藝，整個過程分為四個重要的階段，即：充模，保壓，冷卻和噴射。在注塑成型過程是從漏斗中把樹脂和適當?shù)奶砑觿┳⑷氲阶⑺艹尚蜋C的加熱 /注射系統(tǒng)開始的 3 。這就是“充模階段”，在這個過程中，模腔填充了達到注射溫度的熱聚合物熔體。在模腔填充后的 “保壓”階段，更多的是聚合物熔體在更高的壓力下被裝進腔體，以補償因聚合物固化引起的預計萎縮。接下來便是冷卻階段，在此過程中模具會冷卻，直到有足夠的剛性部分被彈出。最后一個階段是“彈射階段”，這個階段模具被打開，成型部分被彈出，過后，模具會再次被關閉開始下一個循環(huán) 4 。 因為主要是靠經(jīng)驗，包括了實際工具的反復修改，所以設計和制造所需性能的注塑成型聚合物部件的過程很昂貴的。在模具設計任務中，由于包含了噴射和氣壓因素，通常來說，在核心區(qū)為模具設計特別附加的幾何結構是相當復雜 5 。 為了設計出模具，許多重要的設計因素必須加以考慮。這些因素是模具的大小，模腔的數(shù)量、布局，熱流道系統(tǒng)，門控系統(tǒng)，收縮和彈射系統(tǒng) 6 。 在模具的熱分析中，其主要目的是分析熱殘余應力或模壓對產(chǎn)品尺寸方面的影響。熱誘導應力主要發(fā)生在注塑零件的冷卻階段，主要是由于其較低的熱傳導率和熔融樹脂和模具之間的溫度差 異。在場冷卻過程中的產(chǎn)品腔的溫度是不平衡的 7 。 冷卻過程中，離冷卻通道越近的地方能更大程度的冷卻下來。這種溫度的不同引起了材料的異收縮，從而帶來熱應力。明顯的熱應力可能會引起變形問題。因此，在注射成型過程的冷卻階段對熱殘余應力場進行模擬是非常重要的 8 。通過了解熱殘余應力的分布特點，我們就可以預測熱殘余應力引起的變形。 在這篇論文中，為生產(chǎn)翹曲測試樣本設計的提出了這樣一種注塑模具設計：它能對模具實現(xiàn)熱殘余應力對其的影響實現(xiàn)熱分析。 2. 方法 曲測試樣本的設計 這一部分介 紹了用于注塑模具設計的翹曲測試樣本的設計。對于外殼很薄的產(chǎn)品來說，很明顯翹曲是存在其中的主要問題。因此，產(chǎn)品開發(fā)的主要目的就是設計一個塑件能為外殼很薄的注塑模具的翹曲問題確定影響因素。翹曲測試樣本是由薄塑料殼而開發(fā)的。樣本的總體尺寸是長 120 毫米，寬 50 毫米，厚 1 毫米。生產(chǎn)翹曲測試樣本所用材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯（ 塑的溫度、時間和壓力分別是 210 C, 3 s 和 60 1 表示翹曲測試樣本。 圖 1 翹曲測試樣本 曲測試樣本設計注塑模具 本節(jié)介紹了用于生產(chǎn)翹曲測試樣本 的模具的設計部分和設計中其他需要考慮的因素。用于生產(chǎn)翹曲測試樣本注塑模具的材料是美國國家鋼鐵學會的 1050碳鋼。在模具設計中考慮到的四個設計概念包括： I. 三板模具（概念 1）有兩個分模線單腔，由于成本高所以不適用。 二板模具（概念 2）有無澆注系統(tǒng)的一個分模線單腔。由于每注的低生產(chǎn)率而不適用。 二板模具（概念 3）有一分模線與門控噴射系統(tǒng)的雙腔。由于產(chǎn)品太薄，頂針可能損害它，因此也不適用。 二板模具（概念 4）有一分模線與有門控系統(tǒng)的雙腔，只用直澆口拉出器作為噴射器，來避免在噴射過程 中對產(chǎn)品的破壞。在翹曲樣本的模具設計中第四個設計概念已經(jīng)得到應用。 各種設計根據(jù)都已經(jīng)在設計中得到應用。 首先，模具的設計是基于所使用注塑機器的壓盤尺寸 (2D)。這個機器是有一定限制的，這就是兩個拉桿之間的距離定出的壓板機的最大面積在機器拉桿之間的距離為 254毫米。因此，模具板最大寬度應不能超過這個距離。此外，為了達到調(diào)定和處理模具的目的，在兩個拉桿和模具之間保留了 4毫米的空間。最終這使模具的最高寬度為250毫米。標準模具基地有 250 250毫米的使用面積。模具基底是用美得麗鉗安裝在模具基 座或模具壓板右上角和左下角的。其他相關模具板的尺寸見表 1。 設計了夾緊壓力的模具具有高于內(nèi)部空腔力（反應力）的夾緊力來避免發(fā)生突然的活動。 表 1 磨具板尺寸 部件 尺寸：寬度高度厚度 頂部壓緊板 250 250 25 腔板 200 250 40 核心板 200 250 40 側(cè)板，支撐板 37 250 70 排出維持板 120 250 15 推出器 120 250 20 底部固定板 250 250 25 基于標準模具系列給出的尺寸，寬度和核心板的高度分別是 200和 250毫米 這些尺寸使核心板兩腔的設計是水平放置的，因為腔板為空時有足夠的空間，為了填充熔融塑料，只是用澆口襯瓦來固定因此，在產(chǎn)品表面只設計了一個標準分型線。在模具打開的過程中，產(chǎn)品和滑行裝置放置在通過分型面的一個平面上，標準門或側(cè)門就是轉(zhuǎn)為這個模具設計的。門就處在滑道和產(chǎn)品之間。在門底部的土地，設計了 20傾斜，而且厚度只有 這個門還設計了四毫米寬 模具設計中，選擇了滑道的拋物 線交叉部分的類型，因為他有一個好處，那就是一模只需一半的簡單加工，即這一例子中的核心板。 盡管如此，與圓截面類型相比這種滑道有諸如更多的熱流失和廢料。這可能會引起熔融塑料更快的凝固。這個問題通過使用更短，直徑更大的滑道得以減少，它的直徑是6毫米。非常重要的一點是滑道的設計要同時在相同的壓力和溫度下把材料或熔融塑料分送到腔體中。由于這一點，腔體的布局設計成了對稱形式。設計中另一個需要考慮的方面就是通氣孔的設計。 為了防止發(fā)生滑動，核心和板腔之間的配合面板加工非常精細。但是，這可能導致在模具關閉 時空氣被封在里面，而使產(chǎn)品出現(xiàn)噴丸不足或部分不完整。為了確保鎖住的空氣能被排出來而避免部分不完整的發(fā)生，我們設計了足夠多的通氣孔。冷卻系統(tǒng)是沿著模具的長度鉆出來的，在與模具水平的位置使其更好的冷卻這些冷卻渠道在兩鉆腔和和核心板上都有。它們使模具在湍流的情況下能夠充分的被冷卻。圖 2 給出了通氣孔和核心板上的冷卻渠道在腔里的布局。 圖 2 氣孔在腔中的布局及冷卻通道 在這個模具設計中，彈射系統(tǒng)包括彈射版，直澆口拉出器以及噴射器。位于核心板中心位置的直澆口拉出器的作用不只是作為模具打開時固定產(chǎn)品位置的拉 出器，而且在噴射階段作為噴射器把產(chǎn)品從模具中推出來。在產(chǎn)品腔中沒有放置和使用附加的噴射器，因為產(chǎn)品生產(chǎn)的非常薄，即 1毫米。 產(chǎn)品腔中額外的注射器可能會在噴射階段給產(chǎn)品增加洞眼和損害。最后，要對尺寸容差進行足夠的考慮來補償材料的收縮。圖 3顯示了利用 圖 3 模具的三維實體建模和線框模型 圖 4 用于避免欠注的額外的通風孔 3. 結果和討論 產(chǎn)和調(diào)整產(chǎn)品的結果 從設計和制作的模具來看，生產(chǎn)的翹曲測試樣本在實驗跑中有一些缺陷。這些缺陷是短射，溢料和翹曲。短射隨后被彎道腔排氣孔的邊緣消除來使被困住的空氣能出來。與此同時，溢料也通過減少保壓機器的壓力得到降低。變形可以通過控制諸如注射時間，注射溫度和融融溫度等各種參數(shù)來得到控制。經(jīng)過這些修改，模具生產(chǎn)了高品質(zhì)低成本的翹曲測試樣本同時需要盡快完成小門控。圖 4顯示了模具的修改，正在加工消除短射的額外排氣孔。 具和產(chǎn)品的細節(jié)分析 模具和產(chǎn)品開發(fā)出來以后 , 就進行對模具和產(chǎn)品的分析 t. 在注塑成型額過程中 , 210度的熔融 卻發(fā)生后，產(chǎn)品就成型了 品的周期大約需要 35秒，而其中冷卻的時間就有 20秒。生產(chǎn)翹曲測試樣本的材料是 注塑溫度，時間，和壓力分別是 210度， 3秒和 60 模具選的材料是 1050碳鋼，這些材料的性能在有限元素分析開發(fā)的模具中決定溫度分布的方面是非常重要的。表 2顯示了 模具進行分析的關鍵部分在于腔體和核心板，因為這是產(chǎn)品成型的地方。 所以熱分析來知道溫度 分布和不同時間的不同溫度是通過采用商業(yè)有限元素分析軟件即所謂的 了研究在不同地區(qū)熱殘余應力對模具的影響，進行了二維的熱分析，由于是對稱的，熱分析只要通過垂直截面的上半部分或者在注射階段被夾住的兩腔的側(cè)面和核心板塊。圖 5顯示了用不規(guī)則網(wǎng)格分析的熱分析模型。 圖 5 熱分析模型 建模還涉及到性能分配和模型的程序或周期的時間。這使得有限求解分析模具模型建立，并且繪制了時間反應圖來顯示在特定階段的不同地區(qū)的溫度變化。對 于產(chǎn)品的分析，是通過利用 本上在被緊緊地加載在一端，而另一端是被鎖住的。負荷會一直增長知道模型達到可塑性。圖 6顯示了分析的加載模式。 表格 2 模具和產(chǎn)品的材料性能 圖 6 分析的加載模式 圖 7 不同時間間隔的二維熱分布等高線圖 模具和產(chǎn)品分析的結果和討論 對于模具分析來說，可以觀察到不同的時間間隔中的熱量分布。圖 7 顯示了一個完整注塑模型周期中不同時間間隔的熱分布二維分布等高線圖。 對于模具的分析來說，在不同熱量或熱 能分布等高線繪制圖上 ，熱量分布在一個完整的注塑周期中。為了實現(xiàn)對于模具的二維分析，繪制了時間反應曲線圖來分析熱殘余壓力對產(chǎn)品的影響。圖 8 顯示了為了繪制時間反應曲線選出的結點。 圖 8 時間反應曲線圖選出的結點 圖 示了圖 8 所示不同節(jié)點上的溫度分布曲線。 從繪制出的溫度分布曲線圖來看，圖 ，為繪制曲線圖選擇的每一個結點在溫度上會經(jīng)歷上升。即，從其周圍的溫度到比其周圍溫度高的特定溫度，然后在特定的一個時間里，在這個溫度上保持不變。這個溫度增長是由于熔融塑料被注入產(chǎn)品腔引起的。段特定的時間 度會進一步升高直到最高溫度，然后保持在那個溫度上。溫度增長歸因于引起高壓的保壓階段。這個階段上引起溫度上升。這個溫度會一直維持到冷卻階段開始，這個階段上把模具的溫度降并維持到一個較低的值。繪制的曲線由于沒有熔融塑料的注入率以及冷卻劑的制冷率，他是彎曲的。繪制的曲線只是顯示了在周期中能夠達到的最大值。熱殘余應力分析的最關鍵步驟是冷卻階段。這是因為，冷卻階段引起了材料從高于玻璃轉(zhuǎn)化溫度到低于它的轉(zhuǎn)化。材料經(jīng)歷了可能導致翹曲的引起熱應力的不同的收縮。從圖 示的冷卻以后的 溫度中，由于溫度進一步降低冷卻管附近的溫度會很明顯的受到更大的冷卻效果，而遠離冷卻管的地方則有較小的冷卻效果冷卻率越大，冷卻效果越多意味著在這個地方發(fā)生跟大的收縮。盡管如此，最遠的地方，第 284 結點，盡管遠離冷卻管，由于向環(huán)境中損失的熱量，經(jīng)歷更大的冷卻力。結果是，產(chǎn)品腔中心位置的冷卻管引起中間高于其他地方的部分的溫度不相同 .。由于更大程度的收縮，中間部分產(chǎn)生了壓縮，同時由于收縮不均等引起了翹曲。盡管如此，冷卻后，不同結點的溫度差異很小，翹曲影響也不明顯。 對設計師而言，設計一個有較少熱殘余應力及及有效的冷 卻系統(tǒng)的模具是非常重要的。對產(chǎn)品的分析，從開始進行分析注塑產(chǎn)品的階段，不同的負載因子在產(chǎn)品上的壓力分布在這兩個尺寸分析中得到觀察。圖 18 21 顯示了不同負荷應力增量的等高線圖。一個臨界點，即 127 節(jié)點上，產(chǎn)品的最大拉應力被選定出來進行分析。在圖 22 和 23 中繪制了這一點上的壓力應變曲線和負載應力曲線從圖 23 繪制的這一點上的負載應力曲線，很清楚的看到產(chǎn)品經(jīng)受很大的負荷，直到 23 的負載力，即 1150 牛。這意味著產(chǎn)品能夠承受最大在 1150 牛的拉伸力。高于這個值的負荷會引起產(chǎn)品的失靈。基于圖 23，失靈很可能會發(fā)生在 產(chǎn)品的固定端附近的區(qū)域，這里最大應力是 107 由于該產(chǎn)品的生產(chǎn)是以為了翹曲測試，也沒有分析與拉伸荷載的關系，所以其應力分析揭示的是很有限的信息。未來，盡管如此，建議產(chǎn)品服務條件應該確定，以便能夠進行各種其他的負載下的進一步分析。 圖 9 284 結點溫度分布圖 圖 10 213 結點的溫度分布圖 圖 11 302 結點的溫度分布圖 圖 12 290 結點的溫度分布圖 圖 13 278 結點的溫度分布圖 圖 14 1830 結點的溫度分布圖 圖 15 1904 結點的溫度分布圖 圖 16 1853 結點的溫度分布圖 圖 17 1866 結點的溫度分布圖 圖 18 在荷載增量為 1 時的等效應力圖 圖 19 在荷載增量為 14 時的等效應力圖 圖 20 在荷載增量為 16 時的等效應力圖 圖 21 在荷載增量為 23 時的等效應力圖圖 22 應力與應變曲線 圖 23 脂的應力與荷載增量曲線 4. 結論 設計的模具可以生產(chǎn)用于確定影響翹曲參數(shù)的高質(zhì)量的翹曲測試樣本。該測試樣本生產(chǎn)成本低，只涉及很少德控門的修整。注塑模具的熱分析提供了熱殘余應力對標本的變形后形狀的影響 的解釋另外對產(chǎn)品拉伸應力的分析成功的預測翹曲測試樣本在出現(xiàn)失靈之前的拉伸載荷。 鳴謝： 作者向發(fā)起本文出版的馬來西亞博特拉大學工程學院致謝。 參考文獻 1 1987, p. 110. 2 A on of J. 136 (2002) 1. 3 A a J. 11 (2002) 41. 4 O . of J. 128 (2002) 113. 5 1987, p. 83. 6 G. P. 1993, p 129. 7 2001, p. 1. 8 X. in J. 101 (1999) 注塑模具的設計與熱分析 摘 要 :本文介紹了用于生產(chǎn)熱變形測試樣品的注塑模具的設計，這種模具能為自身實現(xiàn)熱分析，從而得到模具的熱殘余應力的影響。文章對技術，理論，方法以及在注塑模型設計中需要的考慮的因素也進行了介紹。模具設計是通過商用計算機輔助設計軟件種用于分析因樣品不均勻冷卻產(chǎn)生的熱殘余應力的模具，已經(jīng)通過使用 且存在問題也已經(jīng)解決。該軟件通過繪制相應的時間反應曲線為模具提供了溫度分布等高 線圖以及注塑周期中的溫度的變化。結果表明，與其他區(qū)域相比，收縮可能更容易發(fā)生在冷卻渠道附近的區(qū)域。熱變形就是這種在模具的不同區(qū)域的不均衡降溫效果引起的。 關鍵詞 ： 注塑模具；設計；熱分析 1. 引言 塑料業(yè)是世界上發(fā)展最快的工業(yè)之一，被列入產(chǎn)值達數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。幾乎每一個在日常生活中使用的產(chǎn)品都涉及塑料的使用，這些產(chǎn)品大部分可通過注塑成型方法生產(chǎn) 1 。注塑成型工藝因其制造過程是以較低的成本生產(chǎn)各種形態(tài)和復雜幾何形狀的產(chǎn)品而眾所周知 2 。 注塑成型工藝是一個循環(huán) 工藝，整個過程分為四個重要的階段，即：充模，保壓，冷卻和噴射。在注塑成型過程是從漏斗中把樹脂和適當?shù)奶砑觿┳⑷氲阶⑺艹尚蜋C的加熱 /注射系統(tǒng)開始的 3 。這就是“充模階段”，在這個過程中，模腔填充了達到注射溫度的熱聚合物熔體。在模腔填充后的 “保壓”階段，更多的是聚合物熔體在更高的壓力下被裝進腔體，以補償因聚合物固化引起的預計萎縮。接下來便是冷卻階段，在此過程中模具會冷卻，直到有足夠的剛性部分被彈出。最后一個階段是“彈射階段”，這個階段模具被打開，成型部分被彈出，過后，模具會再次被關閉開始下一個循環(huán) 4 。 因為主要是靠經(jīng)驗，包括了實際工具的反復修改，所以設計和制造所需性能的注塑成型聚合物部件的過程很昂貴的。在模具設計任務中，由于包含了噴射和氣壓因素，通常來說，在核心區(qū)為模具設計特別附加的幾何結構是相當復雜 5 。 為了設計出模具，許多重要的設計因素必須加以考慮。這些因素是模具的大小，模腔的數(shù)量、布局，熱流道系統(tǒng)，門控系統(tǒng)，收縮和彈射系統(tǒng) 6 。 在模具的熱分析中，其主要目的是分析熱殘余應力或模壓對產(chǎn)品尺寸方面的影響。熱誘導應力主要發(fā)生在注塑零件的冷卻階段，主要是由于其較低的熱傳導率和熔融樹脂和模具之間的溫度差 異。在場冷卻過程中的產(chǎn)品腔的溫度是不平衡的 7 。 冷卻過程中，離冷卻通道越近的地方能更大程度的冷卻下來。這種溫度的不同引起了材料的異收縮，從而帶來熱應力。明顯的熱應力可能會引起變形問題。因此，在注射成型過程的冷卻階段對熱殘余應力場進行模擬是非常重要的 8 。通過了解熱殘余應力的分布特點，我們就可以預測熱殘余應力引起的變形。 在這篇論文中，為生產(chǎn)翹曲測試樣本設計的提出了這樣一種注塑模具設計：它能對模具實現(xiàn)熱殘余應力對其的影響實現(xiàn)熱分析。 2. 方法 曲測試樣本的設計 這一部分介 紹了用于注塑模具設計的翹曲測試樣本的設計。對于外殼很薄的產(chǎn)品來說，很明顯翹曲是存在其中的主要問題。因此，產(chǎn)品開發(fā)的主要目的就是設計一個塑件能為外殼很薄的注塑模具的翹曲問題確定影響因素。翹曲測試樣本是由薄塑料殼而開發(fā)的。樣本的總體尺寸是長 120 毫米，寬 50 毫米，厚 1 毫米。生產(chǎn)翹曲測試樣本所用材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯（ 塑的溫度、時間和壓力分別是 210 C, 3 s 和 60 1 表示翹曲測試樣本。 圖 1 翹曲測試樣本 曲測試樣本設計注塑模具 本節(jié)介紹了用于生產(chǎn)翹曲測試樣本 的模具的設計部分和設計中其他需要考慮的因素。用于生產(chǎn)翹曲測試樣本注塑模具的材料是美國國家鋼鐵學會的 1050碳鋼。在模具設計中考慮到的四個設計概念包括： I. 三板模具（概念 1）有兩個分模線單腔，由于成本高所以不適用。 二板模具（概念 2）有無澆注系統(tǒng)的一個分模線單腔。由于每注的低生產(chǎn)率而不適用。 二板模具（概念 3）有一分模線與門控噴射系統(tǒng)的雙腔。由于產(chǎn)品太薄，頂針可能損害它，因此也不適用。 二板模具（概念 4）有一分模線與有門控系統(tǒng)的雙腔，只用直澆口拉出器作為噴射器，來避免在噴射過程 中對產(chǎn)品的破壞。在翹曲樣本的模具設計中第四個設計概念已經(jīng)得到應用。 各種設計根據(jù)都已經(jīng)在設計中得到應用。 首先，模具的設計是基于所使用注塑機器的壓盤尺寸 (2D)。這個機器是有一定限制的，這就是兩個拉桿之間的距離定出的壓板機的最大面積在機器拉桿之間的距離為 254毫米。因此，模具板最大寬度應不能超過這個距離。此外，為了達到調(diào)定和處理模具的目的，在兩個拉桿和模具之間保留了 4毫米的空間。最終這使模具的最高寬度為250毫米。標準模具基地有 250 250毫米的使用面積。模具基底是用美得麗鉗安裝在模具基 座或模具壓板右上角和左下角的。其他相關模具板的尺寸見表 1。 設計了夾緊壓力的模具具有高于內(nèi)部空腔力（反應力）的夾緊力來避免發(fā)生突然的活動。 表 1 磨具板尺寸 部件 尺寸：寬度高度厚度 頂部壓緊板 250 250 25 腔板 200 250 40 核心板 200 250 40 側(cè)板，支撐板 37 250 70 排出維持板 120 250 15 推出器 120 250 20 底部固定板 250 250 25 基于標準模具系列給出的尺寸，寬度和核心板的高度分別是 200和 250毫米 這些尺寸使核心板兩腔的設計是水平放置的，因為腔板為空時有足夠的空間，為了填充熔融塑料，只是用澆口襯瓦來固定因此，在產(chǎn)品表面只設計了一個標準分型線。在模具打開的過程中，產(chǎn)品和滑行裝置放置在通過分型面的一個平面上，標準門或側(cè)門就是轉(zhuǎn)為這個模具設計的。門就處在滑道和產(chǎn)品之間。在門底部的土地，設計了 20傾斜，而且厚度只有 這個門還設計了四毫米寬 模具設計中，選擇了滑道的拋物 線交叉部分的類型，因為他有一個好處，那就是一模只需一半的簡單加工，即這一例子中的核心板。 盡管如此，與圓截面類型相比這種滑道有諸如更多的熱流失和廢料。這可能會引起熔融塑料更快的凝固。這個問題通過使用更短，直徑更大的滑道得以減少，它的直徑是6毫米。非常重要的一點是滑道的設計要同時在相同的壓力和溫度下把材料或熔融塑料分送到腔體中。由于這一點，腔體的布局設計成了對稱形式。設計中另一個需要考慮的方面就是通氣孔的設計。 為了防止發(fā)生滑動，核心和板腔之間的配合面板加工非常精細。但是，這可能導致在模具關閉 時空氣被封在里面，而使產(chǎn)品出現(xiàn)噴丸不足或部分不完整。為了確保鎖住的空氣能被排出來而避免部分不完整的發(fā)生，我們設計了足夠多的通氣孔。冷卻系統(tǒng)是沿著模具的長度鉆出來的，在與模具水平的位置使其更好的冷卻這些冷卻渠道在兩鉆腔和和核心板上都有。它們使模具在湍流的情況下能夠充分的被冷卻。圖 2 給出了通氣孔和核心板上的冷卻渠道在腔里的布局。 圖 2 氣孔在腔中的布局及冷卻通道 在這個模具設計中，彈射系統(tǒng)包括彈射版，直澆口拉出器以及噴射器。位于核心板中心位置的直澆口拉出器的作用不只是作為模具打開時固定產(chǎn)品位置的拉 出器，而且在噴射階段作為噴射器把產(chǎn)品從模具中推出來。在產(chǎn)品腔中沒有放置和使用附加的噴射器，因為產(chǎn)品生產(chǎn)的非常薄，即 1毫米。 產(chǎn)品腔中額外的注射器可能會在噴射階段給產(chǎn)品增加洞眼和損害。最后，要對尺寸容差進行足夠的考慮來補償材料的收縮。圖 3顯示了利用 圖 3 模具的三維實體建模和線框模型 圖 4 用于避免欠注的額外的通風孔 3. 結果和討論 產(chǎn)和調(diào)整產(chǎn)品的結果 從設計和制作的模具來看，生產(chǎn)的翹曲測試樣本在實驗跑中有一些缺陷。這些缺陷是短射，溢料和翹曲。短射隨后被彎道腔排氣孔的邊緣消除來使被困住的空氣能出來。與此同時，溢料也通過減少保壓機器的壓力得到降低。變形可以通過控制諸如注射時間，注射溫度和融融溫度等各種參數(shù)來得到控制。經(jīng)過這些修改，模具生產(chǎn)了高品質(zhì)低成本的翹曲測試樣本同時需要盡快完成小門控。圖 4顯示了模具的修改，正在加工消除短射的額外排氣孔。 具和產(chǎn)品的細節(jié)分析 模具和產(chǎn)品開發(fā)出來以后 , 就進行對模具和產(chǎn)品的分析 t. 在注塑成型額過程中 , 210度的熔融 卻發(fā)生后，產(chǎn)品就成型了 品的周期大約需要 35秒，而其中冷卻的時間就有 20秒。生產(chǎn)翹曲測試樣本的材料是 注塑溫度，時間，和壓力分別是 210度， 3秒和 60 模具選的材料是 1050碳鋼，這些材料的性能在有限元素分析開發(fā)的模具中決定溫度分布的方面是非常重要的。表 2顯示了 模具進行分析的關鍵部分在于腔體和核心板，因為這是產(chǎn)品成型的地方。 所以熱分析來知道溫度 分布和不同時間的不同溫度是通過采用商業(yè)有限元素分析軟件即所謂的 了研究在不同地區(qū)熱殘余應力對模具的影響，進行了二維的熱分析，由于是對稱的，熱分析只要通過垂直截面的上半部分或者在注射階段被夾住的兩腔的側(cè)面和核心板塊。圖 5顯示了用不規(guī)則網(wǎng)格分析的熱分析模型。 圖 5 熱分析模型 建模還涉及到性能分配和模型的程序或周期的時間。這使得有限求解分析模具模型建立，并且繪制了時間反應圖來顯示在特定階段的不同地區(qū)的溫度變化。對 于產(chǎn)品的分析，是通過利用 本上在被緊緊地加載在一端，而另一端是被鎖住的。負荷會一直增長知道模型達到可塑性。圖 6顯示了分析的加載模式。 表格 2 模具和產(chǎn)品的材料性能 圖 6 分析的加載模式 圖 7 不同時間間隔的二維熱分布等高線圖 模具和產(chǎn)品分析的結果和討論 對于模具分析來說，可以觀察到不同的時間間隔中的熱量分布。圖 7 顯示了一個完整注塑模型周期中不同時間間隔的熱分布二維分布等高線圖。 對于模具的分析來說，在不同熱量或熱 能分布等高線繪制圖上 ，熱量分布在一個完整的注塑周期中。為了實現(xiàn)對于模具的二維分析，繪制了時間反應曲線圖來分析熱殘余壓力對產(chǎn)品的影響。圖 8 顯示了為了繪制時間反應曲線選出的結點。 圖 8 時間反應曲線圖選出的結點 圖 示了圖 8 所示不同節(jié)點上的溫度分布曲線。 從繪制出的溫度分布曲線圖來看，圖 ，為繪制曲線圖選擇的每一個結點在溫度上會經(jīng)歷上升。即，從其周圍的溫度到比其周圍溫度高的特定溫度，然后在特定的一個時間里，在這個溫度上保持不變。這個溫度增長是由于熔融塑料被注入產(chǎn)品腔引起的。段特定的時間 度會進一步升高直到最高溫度，然后保持在那個溫度上。溫度增長歸因于引起高壓的保壓階段。這個階段上引起溫度上升。這個溫度會一直維持到冷卻階段開始，這個階段上把模具的溫度降并維持到一個較低的值。繪制的曲線由于沒有熔融塑料的注入率以及冷卻劑的制冷率，他是彎曲的。繪制的曲線只是顯示了在周期中能夠達到的最大值。熱殘余應力分析的最關鍵步驟是冷卻階段。這是因為，冷卻階段引起了材料從高于玻璃轉(zhuǎn)化溫度到低于它的轉(zhuǎn)化。材料經(jīng)歷了可能導致翹曲的引起熱應力的不同的收縮。從圖 示的冷卻以后的 溫度中，由于溫度進一步降低冷卻管附近的溫度會很明顯的受到更大的冷卻效果，而遠離冷卻管的地方則有較小的冷卻效果冷卻率越大，冷卻效果越多意味著在這個地方發(fā)生跟大的收縮。盡管如此，最遠的地方，第 284 結點，盡管遠離冷卻管，由于向環(huán)境中損失的熱量，經(jīng)歷更大的冷卻力。結果是，產(chǎn)品腔中心位置的冷卻管引起中間高于其他地方的部分的溫度不相同 .。由于更大程度的收縮，中間部分產(chǎn)生了壓縮，同時由于收縮不均等引起了翹曲。盡管如此，冷卻后，不同結點的溫度差異很小，翹曲影響也不明顯。 對設計師而言，設計一個有較少熱殘余應力及及有效的冷 卻系統(tǒng)的模具是非常重要的。對產(chǎn)品的分析，從開始進行分析注塑產(chǎn)品的階段，不同的負載因子在產(chǎn)品上的壓力分布在這兩個尺寸分析中得到觀察。圖 18 21 顯示了不同負荷應力增量的等高線圖。一個臨界點，即 127 節(jié)點上，產(chǎn)品的最大拉應力被選定出來進行分析。在圖 22 和 23 中繪制了這一點上的壓力應變曲線和負載應力曲線從圖 23 繪制的這一點上的負載應力曲線，很清楚的看到產(chǎn)品經(jīng)受很大的負荷，直到 23 的負載力，即 1150 牛。這意味著產(chǎn)品能夠承受最大在 1150 牛的拉伸力。高于這個值的負荷會引起產(chǎn)品的失靈?；趫D 23，失靈很可能會發(fā)生在 產(chǎn)品的固定端附近的區(qū)域，這里最大應力是 107 由于該產(chǎn)品的生產(chǎn)是以為了翹曲測試，也沒有分析與拉伸荷載的關系，所以其應力分析揭示的是很有限的信息。未來，盡管如此，建議產(chǎn)品服務條件應該確定，以便能夠進行各種其他的負載下的進一步分析。 圖 9 284 結點溫度分布圖 圖 10 213 結點的溫度分布圖 圖 11 302 結點的溫度分布圖 圖 12 290 結點的溫度分布圖 圖 13 278 結點的溫度分布圖 圖 14 1830 結點的溫度分布圖 圖 15 1904 結點的溫度分布圖 圖 16 1853 結點的溫度分布圖 圖 17 1866 結點的溫度分布圖 圖 18 在荷載增量為 1 時的等效應力圖 圖 19 在荷載增量為 14 時的等效應力圖 圖 20 在荷載增量為 16 時的等效應力圖 圖 21 在荷載增量為 23 時的等效應力圖圖 22 應力與應變曲線 圖 23 脂的應力與荷載增量曲線 4. 結論 設計的模具可以生產(chǎn)用于確定影響翹曲參數(shù)的高質(zhì)量的翹曲測試樣本。該測試樣本生產(chǎn)成本低，只涉及很少德控門的修整。注塑模具的熱分析提供了熱殘余應力對標本的變形后形狀的影響 的解釋另外對產(chǎn)品拉伸應力的分析成功的預測翹曲測試樣本在出現(xiàn)失靈之前的拉伸載荷。 鳴謝： 作者向發(fā)起本文出版的馬來西亞博特拉大學工程學院致謝。 參考文獻 1 1987, p. 110. 2 A on of J. 136 (2002) 1. 3 A a J. 11 (2002) 41. 4 O . of J. 128 (2002) 113. 5 1987, p. 83. 6 G. P. 1993, p 129. 7 2001, p. 1. 8 X. in J. 101 (1999) 摘 要 i 摘 要 本次設計是塑料注塑模具設計，注塑件為帶有外螺紋的 指示燈罩 ，其中的設計內(nèi)容有零件的工藝性編制：塑件的工藝性分析、塑件的體積和質(zhì)量計算及注射機參數(shù)的確定；結構設計：分型面選擇、型腔數(shù)確定、澆口設計、推出及復位機構方式確定；型芯、型腔尺寸計算；模具加熱和冷卻系統(tǒng)計算； 斜滑塊行程和外形設計 ；注射機有關參數(shù)的校核。塑件尺寸較 小 ，采用一模 兩 腔， 雙 分型面注射結構，把 第一分型面 選擇在塑件水平投影最大的截面上， 第二分型面選擇在下端外螺紋上。斜滑塊 裝置 外側(cè)分型 ， 同時完成塑件的 推出 動作。澆口位置設置在塑件下 端，不影響外觀。 如此設計出的結構可確保模具工作運用可靠。最后對模具結構與注射機的匹配進行了校核，并用 制了一套模具裝配圖和零件圖。 關鍵字： 注塑成型；結構設計； 摘 要 be is a of be of be of of at of be to be so of of of be a of be 一、設計（論文）原始依據(jù)（資料） 該塑料制品為 指示燈罩 ，塑件的結構以及表面形狀較為簡單，整個塑件近似呈筒狀，整個塑件高 35徑為 40厚不均勻， 下部有外螺紋 。作為實用零件對其尺寸公差沒有太嚴格的要求，故在本次設計中可以忽略此方面的考慮，以降低模具的加工制造成本。 材料的選擇： 該塑件在 透光性 上要求比較高 ,且在長期的使用過程中 是相對靜止的 ，在保證塑料制品的功能和性能的同時還要考慮到加工生產(chǎn)、成本和供應，綜合上述各方面的考慮和甄選以及結合工廠的實際生產(chǎn)，選用收縮率較小、綜合性能優(yōu)良、在工程技術中應用 廣泛的塑料 改性聚甲基丙烯酸甲酯 ） ，俗稱“有機玻璃” 。 成型特性： 有吸濕性因此加工前的干燥處理是必須的。建議干燥條件為 90C、 24 小時。熔化溫度： 240270C。 模具溫度： 3570C。 注射速度：中等 化學和物理特性 光的穿透性高達 92%。 品具有很低的雙折射，特別適合制作影碟等。 有室溫蠕變特性。隨著負荷加大、時間增長，可導致應力開裂現(xiàn)象。 有較好的抗沖擊特性。 由于 面硬度不高、易擦毛、抗 沖擊性能低、成型流動性能差等缺點， 改性相繼出現(xiàn)。 有較明顯的吸濕性，成型前必須干燥，干燥條件是 80 干燥 4 融粘度隨剪切速率增大會明顯下降，熔體粘度對溫度的變化也很敏感。因此，對于聚甲基丙烯酸甲酯的成型加工，提高成型壓力和溫度都可明顯降低熔體粘度，取得較好的流動性。 60，開始分解的溫度高于 270，具有較寬的加工溫度區(qū)間。 卻速率又較快，制品容易產(chǎn)生內(nèi)應力，因此成型時對工藝條件控制要求嚴格，制品成型后也需要進行后處理。 縮率及其變化范圍都較小，一般約在 有利于成型出尺寸精度較高的塑件。 型材可很容易地機加工為各種要求的尺寸。 二、設計（論文）內(nèi)容和要求：（說明書、專題、繪圖、試驗結果等） 根據(jù)老師布置的課題要求，本說明書對“ 指示燈罩 注塑模具”設計過程進行了詳細 分析及說明，內(nèi)容包括： （ 1）塑件造型設計 （ 2）型腔、型芯表面形狀的設計 （ 3）型腔方案及布局 （ 4）選擇標準模架 （ 5）模具裝配圖的設計 （ 6）模具零件圖的設計 （ 7）模具零件計算和校核 最后經(jīng)過校對檢測，本次對“ 指示燈罩 注塑模具”的設計是符合實際應用生產(chǎn)要求的。 開題報告 課題名稱 指示燈罩 注塑模具設計 學院名稱 專業(yè)名稱 學生姓名 指導教師 （ 1）在開始設計階段，收集和查閱有關本次設計的相關 資料； （ 2）測繪塑料件的產(chǎn)品圖； （ 3）進行塑件的特點分析和成型該塑件模具的結構分析，初步完成該制品模具設計的基本結構； （ 4）學習和熟練掌握計算機的 等軟件，完成本次模具設計所需的技術報告； （ 5）對前面所有的設計過程進行小結，完成畢業(yè)設計說明書。 這次我的課題是按鈕測繪建模與模具設計和制造。我感覺所需的知識已超出了課本的知識，但正是這樣，才更有鍛煉的價值。這其中要用大量的術， 造型。能夠讓我對一副模具的設計過程有了更深一個層次的了解，檢查我 對知識的掌握能力和動手能力，我想我在這次的設計中一定會盡全力做好的！ 3模具設計的程序 塑料模具的設計牽涉到方方面面 , 設計塑料模具應按一定的設計程序進行 , 并對幾個設計要點必須予以足夠重視 , 這樣才能保證模具的設計制造質(zhì)量 , 塑料模具設計不僅僅是結構設計還包括模具材料及其熱處理選擇 , 選擇正確與否對模具的使用性能及其壽命將產(chǎn)生重大影響模具設計與模具失效緊密相關 , 為了盡量避免模具失效 應充分研究分析塑料模具的失效機制 , 并在模具設計上采取相應的防范措施。 （ 1）塑料模具的設計程序 （ 2）塑料模具的設計要 點 （ 3）塑料模具的選材與熱處理 （ 4）塑料模具的失效形式與防護 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，是國民經(jīng)濟的基礎設備，是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標志。模具在電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、 家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。 模具是制造業(yè)的重要基礎裝備，是工業(yè)化國家實現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說，沒 有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產(chǎn)品。模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱。 我國進入實施國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的第十 二 個五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進入一個關鍵時期。在這一時期，模具行業(yè)的主要任務是，在黨中央關于把我國建設成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下，進一步推進改革，調(diào)整結構，開拓市場，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階。不斷提升模具制造水平，振興我國裝備制造業(yè)，今后我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；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）加強模具標準件的應用；使用模具標準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，模具標準件的應用必將日漸廣泛。 3）推廣 術；模具 術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具 術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。 4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(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，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。 世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具中產(chǎn)量的 50%以上。注塑成型能一次成型形狀復雜、尺寸精確的制品，適合高效率、大批量的生產(chǎn)方式，以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的成型加工方法，一般需要經(jīng)過反復調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn)，這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅是產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長，生產(chǎn)成本增加，而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。國外注塑模術研究的成果有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：采 用注塑模 0%，制造時間縮短 30%，成本下降 10%，塑料節(jié)省7%注塑模計算機模擬技術正朝著與 縫整體集成化方向發(fā)展， 注塑 術提供了基本的幾何拓撲信息和特征信息，注塑模 目標是通過對塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析，為塑料制品的設計、材料的選擇、模具設計、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程的控制提供科學依據(jù)。 5結語 塑料模具設計的內(nèi)容牽涉到很多方面，在設計模具的過程中必須根據(jù)具體情況 綜合考慮，突出重點，只有按科學合理的模具設計程序與設計方法進行設計，才能設計制造出高水平，高質(zhì)量的模具。總之，隨著模具技術的迅速發(fā)展及機械各類產(chǎn)品的多樣化、復雜化，模具應用的廣度和深度將不斷向縱深發(fā)展，模具需求增長速度將繼續(xù)高于國民經(jīng)濟總體發(fā)展的速度，供小于求的被動狀態(tài)將大有改變。因些，在模具設計及制造中，采用新技術、新工藝、新設備可持續(xù)發(fā)展模具工業(yè)，更將成為所有企業(yè)得以占據(jù)市場制高點的必由之路。 選題是否合適：是 否 課題能否實現(xiàn)：能 不能 指導老師（簽字 ） 年 月 日 選題是否合適：是 否 課題能否實現(xiàn)：能 不能 審題小組組長（簽字） 年 月 日 目 錄 I 目 錄 緒 論 . 1 第一章 塑料制件的分析 . 3 型塑料件的工藝性分析 3 型塑件的材料分析 5 計思路步驟 . 方案選擇 .二章 塑件成型的基本過程 . 8 第三章 注塑設備的選擇 . 算塑件體積質(zhì)量 9 塑機的選擇 9 第四章 成型零件有關尺寸的計算 . 12 型零件設計參數(shù) .腔、型芯工作尺寸的計算 .腔壁厚選取 .五章 . 澆注系統(tǒng)的設計 . 18 位圈設計 18 口套的選用 18 流道的布置 19 口設計 19 第六章 合模導 向機構的設計 . 21 柱的設計 .套的設計 .七章 推出機構的設計 . 23 第八章 側(cè)向分型和抽芯機構的設計 . 24 型面的選擇 24 滑塊的設計 24 目 錄 滑塊的行程 . 滑塊的動作設計 .九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 . 27 溫對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響 . 27 度對制品質(zhì)量的影響 27 度對制品生產(chǎn)效率的影響 27 具冷卻系統(tǒng)的設計 27 卻水口的設計 27 卻回路的設計 28 第十章 繪制裝配圖及定制零件明細表 . 31 第十一章 注射機的校核 . 33 射機安裝模具部分的尺寸校核 33 射量的校核 33 模力的校核 34 結 論 . 35 參考文獻 . 謝 . 37 緒 論 1 緒 論 模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，是國民經(jīng)濟的基礎設備，是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標志。模具在電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。 模具是制造業(yè)的重要基礎裝備，是工業(yè)化國家實現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來的高效率、低消耗、高一致性、高 精度和高復雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說，沒有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產(chǎn)品。模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱。 塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位 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、電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)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(jīng)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壓力注入 模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 塑料注射成形工藝的最大特點是復制，能夠復制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。雖然在設備上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常大，實屬一種經(jīng)濟快捷的生產(chǎn)方式，因此得到廣泛的應用和快速的發(fā)展。 模具在我國的發(fā)展歷程 過去在我國工業(yè)中，模具長期未受到重視。改革開放以來，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進入大批量生產(chǎn)，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各 個領域的應用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高。當今社會的進步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關系越來越緊密，如我們使用的電腦、手機、汽車等產(chǎn)品都要依靠模具。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設計、先進的模具制造設備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。 目前，我國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠緒 論 2 外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資 企業(yè)，獨資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。在廣東，一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。 我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進步，但是我們也要清醒地看到，我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后很多，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè) 技術裝備還比較落后，勞動生產(chǎn)率也較低；模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標準化程度也不夠高；模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進口，產(chǎn)品結構調(diào)整的任務很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等。可見，我國模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠。 前景展望 我國進入實施國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的第十一個五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進入一個關鍵時期。在這一時期，模具行業(yè)的主要任務是，在黨中央關于把我國建設成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下，進一步推進改革，調(diào)整結構，開拓市場，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國模具工業(yè)在 整體上再上一個新臺階。不斷提升模具制造水平，振興我國裝備制造業(yè)，今后 我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 1）注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；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）加強模具標準件的應用；使用模具標準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，模具標準件的應用必將日漸廣泛。 3）推廣 具 要里程碑。實踐證明，模具 顯著地提高模具設計制造水平。 4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(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，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。 第一章 塑料制件的分析 3 第一章 塑料制件的分析 型塑料件的工藝性分析 塑料制件主要根據(jù)使用要求進行設計 ,除考慮充分發(fā)揮所用塑料的性能特點外 ,還應考慮塑件的結構工藝性 ,塑件結構工藝性的主要內(nèi)容包括塑件的尺寸和精 度 ,表面粗糙度 ,形狀 ,壁厚 ,斜度 ,加強筋 ,支撐面 ,圓角 ,孔 ,螺紋 ,嵌件 ,鉸鏈 ,標記 ,符號和文字。據(jù)所給零件的結構 ,本設計從以下幾方面對其分析： 圖 1件圖 結構分析 從零件圖分析，該零件總體結構為圓環(huán)狀，并有一部分帶有外螺紋，這就為脫模增加難度，從塑件厚來看，總的來講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。 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(zhì)量及其使用要求都有密切的聯(lián)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，下表為熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值。 表 1塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值 塑料類型 最小壁厚 /型 制件的壁厚/ 型制件的壁厚/型制件的壁厚/一章 塑料制件的分析 4 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 25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。 斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，須在塑件內(nèi)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。 脫模斜度選取 :取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率。 料：凹模取35 1 30，凸模取 30 1。 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 2，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(nèi)表面的小些，有時也根據(jù)塑件的預留位置（留于凹?；蛲鼓Ｉ希﹣泶_定制件內(nèi)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(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般。 本設計中的凹模和凸模均采用 1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 12 級，塑料制件的表面粗糙度 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 本設計中的球面部分的表面粗糙度要求 余為 精度等級分析 該制品的外表要求光滑、無毛刺，球面部分要透光性能好，是比較容易實現(xiàn)生產(chǎn)的。通過以上分析可知，制品的總體要求不是很高，加工和成形都可以得到保證。因此得知塑件精度等級為 注尺寸都是按照這一精度查取的，屬于一第一章 塑料制件的分析 5 般精度的塑件。 型塑件的材料分析 圖 1罩尺寸外觀 計思路步驟 一般來說，現(xiàn)在國際上比較經(jīng)典的塑料模具設計步驟如下： 1) 首先了解塑料制品所用塑料的品種、塑料的特性、收縮率及塑料流動特性。 2) 然后 對塑料制品進行工藝分析，著重分析塑料制品的結構合理性及成型條件等。 3) 再 根據(jù)塑料制品的重量和塑料制品投影面積及模具結構類型等，選擇合適的注射成型機。 4) 進行模具結構設計 選擇塑料制品成型位置和模具分型面 ； 確定型腔數(shù)目和排列方式 ； 澆注系統(tǒng)設計 ； 成型零件結構設計 ； 第一章 塑料制件的分析 6 抽芯機結構設計和推出機構設計 ； 加熱系統(tǒng)設計和冷卻系統(tǒng)設計 ； 繪制模具結構圖。 在設計塑料模具的過程中可以部分參照其步驟，但是有些地方可能也會略有不同。 案選擇 該 塑件的大批量生產(chǎn)使 模具 壽命要長，使用壽命不少于 50 萬次， 塑件為指示燈罩，表面質(zhì)量要求高。 模具設計 要 合理，脫模 要 方便可靠， 還要經(jīng)濟實用。根據(jù)塑件成型工藝分析，擬定方案如下： 方案一：采用一模四腔 ； 方案二：采用一模兩腔。 方案一使用一模四腔，模具結構相對復雜，由于塑件存在外螺紋結構，不利于多腔脫模 ,型腔越多越容易損傷塑件 . 方案二塑件在生產(chǎn)過程中一模能生產(chǎn)兩個產(chǎn)品，模具機構相對簡單，加工難度較小，同時對塑件的影響較小 . 綜合上述兩種方案，最終選取方案二為本模具的設計依據(jù)。 改性聚甲基丙烯酸甲酯（ 俗稱有機玻璃。 性能： 透明度優(yōu)良，有突出的耐老化性；它的比重不到普通玻璃的一半，抗碎裂能力卻高出幾倍；它有良好的絕緣性和機械強度；對酸、堿、鹽有較強的耐腐蝕性能；且又易加工；可進行粘接、鋸、刨、 鉆、刻、磨、絲網(wǎng)印刷、噴砂等手工和機械加工，加熱后可彎曲壓模成各種亞克力制品。 用途： 1燈具、照明器材，例如各種家用燈具、熒光燈罩、汽車尾燈、信號燈、路標。 2 光學玻璃，例如制造各種透鏡、反射鏡、棱鏡、 電視機 熒屏、相機透光鏡片。 3制備各種儀器儀表表盤、罩殼、刻度盤。 4制備光導纖維。 5商品廣告櫥窗、廣告牌。 6飛機座艙玻璃、飛機和汽車的 防彈玻璃 （需帶有中間夾層材料）。 7各種醫(yī)用、軍用、建筑用玻璃。 注射成型工藝參數(shù) : 注塑機類型： 螺桿式 噴嘴形式： 通用式 料筒溫度： 160 180 噴嘴溫度： 210 240 第一章 塑料制件的分析 7 模具溫度： 40 60 注射壓力： 80 130壓壓力： 40 60塑時間： 20 60S 冷卻時間： 20 90S 總周期 : 50 150S 后處理 : 紅外線烘 箱 溫度 : 70 時間 : 4H 表 1料主要的性能指標 密度 (縮率 % 點 160 熱變形溫度 76 116 彎曲強度 0130 拉伸強度 077 第二章 塑料成型的基本過程 8 第二章 塑件成型的基本過程 注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料間當中，經(jīng)過加熱溶化使之成為高粘度的流體 得熔體通過噴嘴以 較高的壓力（約 80130溶入模具的型腔中經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 a 塑化過程 現(xiàn)代式的注射機基本上采取螺桿式的塑化設備，塑料原粒（稱為物料）自從送料斗以定容方式送入料筒，通過料筒外的點加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達到一定的溫度后即可注射，注射動作是由螺桿的推進來完成的。 b 充模過程 熔體自注射機的噴嘴噴出來后，進入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升到一定壓力，使溶體的密度增加，充實型腔的每一個角落。 充模過程是注射成型的最 主要的過程，由于塑料溶體的流動是非牛頓流動，而且粘度很大，所以在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量，因此充模過程的關鍵問題 代的設計方法已經(jīng)運用了計算機輔助設計以解決澆注系統(tǒng)設計中疑難問題。 c 冷卻凝固過程 熱塑性塑料的注射成型過程是熱交換過程，即： 塑化 注射充模 固化成型 加熱 理論上絕熱 散熱 熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量，模具設計時，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設計方法中也采用了計算機輔助 設計來解決問題。 d 脫模過程 塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個動作由脫模機構來完成。不合理的脫模機構對塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機構的設計也是注射模具設計的一個主要環(huán)節(jié)，由于標準化的推廣，許多標準化的脫模機構零部件也有商品供應。 由 a 至 d 形成了一個循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件。 第三章 注塑設備的選擇 9 第三章 注塑設備的選擇 算塑件體積質(zhì)量 建模，三維零件設計 利用 件。進行三維實體建模，并可直接通過軟件進 行測 量 圖 3型測量 體積說明 V=7811 由于 度 ( 所以 M=塑機的選擇 注射機的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結構型式可分為立式、臥式、直角式三類，國產(chǎn)臥式注射機已經(jīng)標準化和系列化。這三類不同結構形式的注射成型機各特點如下： 立式注射機的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，這種注射成型機主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模）。 安放嵌件，嵌件不易傾斜 或墜落。其缺點是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動操作，但附加機械手取產(chǎn)品后，也可以實現(xiàn)全自動操作，此第三章 注塑設備的選擇 10 類注射機注射量一般均在 60 克以下。 臥式注射機是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機，其注射柱塞或螺桿與合模運動均沿水平方向裝設，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點是機體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動墜落，故能實現(xiàn)全自動操作，機床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機均采用這種形式。缺點是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機床占地面積較大。 直角式注射機的 柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，主要優(yōu)點是結構簡單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模時絲杠的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點是機械傳動無準確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動較大。 根據(jù)實際情況，注塑機的實際注塑量是理論注塑量的 80左右。即有 V s a 中： 理論注塑容量， 實際注塑容量， g ; a 注塑系數(shù)，一般取值為 經(jīng)計算可 得 實際注塑量 V=2 7811 V 流 20注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。 當成型大型平板制件時，常用這種方法。設注射機的額定鎖模力大小為 F（ N），型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 個制品在分型面上的投影面積為 注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為 ： (2)F 設 P 取最大 130詢零件得 于 1252于 181 即： F（ 2 1252+181） 130 F 349050N 根據(jù)塑料制品及其成型模具設計表 選擇注射機 0 螺桿式注射機，其參數(shù)如下： 理論注射容積： 100 3螺桿直徑： 35射壓力： 150模力： 600板行程： 260具最大厚度： 340模具最小厚度： 170桿空間： 440 340三章 注塑設備的選擇 11 定位 孔直徑： 125模形式：雙曲軸 噴嘴球半徑： 12模方式：液壓 機械 第四章 成型零件有關尺寸的計算 12 第四章 成型零件有關尺寸的計算 型零件設計參數(shù) 1）、型芯的尺寸計算 型芯的尺寸按以下公式計算 (1+L+ 43 0Z式中 型芯外徑尺寸 S 塑件內(nèi)形尺寸 塑件公差值 塑料平均收縮率 Z 模具制造公差 ,?。?6）。 2)、型芯高度尺寸按以下公式計算 (1+H+ 32 0Z式中 型芯高度 S 塑件內(nèi)高度尺寸 塑件公差值 塑料平均收縮率 Z 模具制造公差 ,取（36）。 1）、型腔徑向尺寸按以下公式計算 (1+3 Z0式中 型腔的內(nèi)形尺寸 S 塑件外形基本尺寸 塑件公差值 塑料平均收縮率 Z 模具制造公差 ,?。?6）。 第四章 成型零件有關尺寸的計算 13 2)、型腔深度尺寸按以下公式計算 (1+2 Z0式中 型腔高度 S 塑件高度尺寸 塑件公差值 塑料平均收縮率 Z 模具制造公差 ,?。?6）。 1） 、螺紋型環(huán)的尺寸按一下公式 外(1+中0中=(1+中中0內(nèi)(1+內(nèi)中0式中 外 螺紋型環(huán)外徑公稱尺寸 中M 螺紋型環(huán)中徑公稱尺寸 內(nèi)D 螺紋型環(huán)內(nèi)徑公稱尺寸 外S 制品螺紋外徑公稱尺寸 中 制品螺紋中徑公稱尺寸 內(nèi)制品螺紋內(nèi)徑公稱尺寸 塑件公差值 塑料平均收縮率 中 模具制造公差 ,取4中。 1+T 1式中 型腔螺距公稱尺寸 塑件螺距公稱尺寸 塑件公差值 塑料平均收縮率 1 螺紋型環(huán)的螺距制造公差。 第四章 成型零件有關尺寸的計算 14 以型芯的表面粗糙度要求高。一般取 機床上加工，然后需要拋光才可以直接投入使用?？紤]模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取大值。而型腔則取大值，型腔的表面粗糟將 決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取 本次設計中，型腔、型芯的成型面取 腔、型芯工作尺寸的計算 要計算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取三級精度。根據(jù)“工程塑料模塑塑料件尺寸公差”（ 14483 93）塑件在三級精度下的公差值。 表 4份尺寸工差表 基本尺寸 公差 基本尺寸 公差 A 系列 B 系列 A 系列 B 系列 3 824 6 430 10 040 014 050 418 065 出塑料件具體尺寸的公差值，如圖所示： 圖 4罩的尺寸 則型腔尺寸及公差如下圖計算： 第四章 成型零件有關尺寸的計算 15 圖 4腔的尺寸 1、型腔寬度： （ 1+ 17 1=（ 1+ 3=（ 1+ 40 4=（ 1+ 、型腔深度： (1+ 3=(1+ 4=(1+ 、型芯寬度 （ 1+ 15+（ 1+ 4、 型芯深度 （ 1+ 、 螺紋型環(huán) 第四章 成型零件有關尺寸的計算 16 （ 1+ 2中 =（ 1+ 2內(nèi) =（ 1+ 腔壁厚選取 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計算是模具設計中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩類，但塑料模具要求既不許因強度不足而發(fā)生明顯變形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強度和剛度加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑件熔體的壓力，在塑件熔體的壓力作用下，型腔將發(fā)生內(nèi)應力及變形。如果型腔 側(cè)壁和底壁厚度不夠。當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過材料的許用應力時，型腔發(fā)生強度破壞，與此同時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對剛度和強度都有要求。 塑料注射模具的成型零件必須有足夠的強度和剛度，如壁厚度不夠表現(xiàn)剛度不足，即型腔產(chǎn)生過大的彈性變形，可能會發(fā)生溢料或使制品精度降低；也可表現(xiàn)為強度不夠，即型腔發(fā)生塑性變形甚至破裂。理論分析和實踐證明，對于大尺寸的型腔，主要為剛性不足為主，應按剛度條件計算；而小尺寸型腔則以強度不足為主，應按強度條件計算。剛度計算的條件則由于模具特 殊性，可以從以下幾方面加以考慮： （ 1）要防止溢料： （ 2）應保證塑件精度； （ 3）要有利于脫模。 上述要求在設計模具時其剛度條件應以這些項中最苛刻者（允許最小的變形值）為設計標準，但也不宜無根據(jù)地過分提高標準，以免浪費材料，增加制造困難。型芯的強度、剛度計算相當于桿類零件的校核計算。 若型腔剛度不足也會發(fā)生過大的彈性變形，因此導致溢料、影響塑件尺寸和精度、脫模困難。模塑過程中模具承受的力：設備（注塑機）施加的鎖模力；熔融塑料作用于型腔內(nèi)壁的壓力。型腔受內(nèi)壓力作用發(fā)生膨脹變形：影響塑件的尺寸精度；配合面處 產(chǎn)生溢料飛邊；小型腔的許用變形量小，壓力作用會導致其破壞。 型腔壁和底版厚度的計算比較復雜且繁瑣，為了簡化模具設計，一般采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)或查有關的模具設計手冊。 第四章 成型零件有關尺寸的計算 17 表 4型腔厚度參考值 表 4支承板厚度參考值 由于斜滑塊設計上的原因，型腔厚度遠大于表 4值，所以模具型腔厚度按照斜滑塊設計值即可。 根據(jù)表 4模具支承板應該選用厚度為 25慮到模具高度，支承板所承受的重量比較大，所以支承板選用厚度為 40 第五章 澆注系統(tǒng)的設計 18 第五章 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)它是獲 得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是主由流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑件制件。 澆注系統(tǒng)的設計的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設計應 該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進料。 位圈設計 定位環(huán)主要是用來固定澆口套，并且是連接模架和注塑機的零部件 ,是模體與注射機的定位裝置，以保證澆口套與注射機的噴嘴對中定位。定位環(huán)外徑應與注射機的定位孔間隙配合，其配合間隙為 位環(huán)厚度為 5 10模具安裝調(diào)試時，定位圈應插入注射機定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機的安裝定位。定位圈外徑比注射機定模板上的定位孔徑小 口套的選用 主流道通常位于模具 中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。 主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損，對材料要求較嚴格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設計，以便于拆卸更換。同時，也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理 。設計中常采用碳素工具鋼（ 熱處理淬火表面硬度為 50 55口套屬于標準件，在選夠澆口套時應注意：澆口套進料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖所示： 第五章 澆注系統(tǒng)的設計 19 圖 5口套 流道的布置 分流道是指主流道末端與澆口之間的通道。此副模具采用梯形的截面形狀，對于壁厚小于 3量在 200g 以下的塑件，截面的直徑可采用如下的的經(jīng)驗公式： B=2B/3 其中 B 是 分流道的高， L 是分流的長度， M 是塑件的質(zhì)量，此副模具選分流道的截面積為 B=于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料的熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度 求比較高，一般取 流道在分型面上的布置的形式，它必須遵循以下兩方面的原則，即一方面排列緊湊，縮小模具板面的尺寸，一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡，該模具采用平衡式的分流道。 口設計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關鍵的部位，也是最薄點。其形狀 、大小及位置應根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術要求等進行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開的作用 設計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴格的，初步試模，必要時還需要修改。因此澆 口的位置的開設，對成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置第五章 澆注系統(tǒng)的設計 20 時，需要根據(jù)塑件的結構工藝及特征，成型質(zhì)量和技術要求，綜合分析。一般要滿足以下原則： (1)盡量縮短流動距離。 (2)澆口應開設在塑件的壁厚。 (3)必須盡量減少或避免產(chǎn)生熔接痕。 (4)應有利于型腔中氣體的排除。 (5)考慮分子定向的影響。 (6)避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 (7)不在承受彎曲沖擊載荷的部位設置澆口。 (8)澆口位置的選擇應注意塑件的外觀質(zhì)量 。 本套模具澆口采用圓形澆口，澆口位置處于零件安裝的內(nèi)側(cè)表面，避免零件表面存在痕跡，造 成不美觀。如下圖： 圖 5具流道 然而，根據(jù)塑件的樣品圖、生產(chǎn)的批量等，采用一模兩腔結構。澆口采用牛角澆口，潛入到動模內(nèi)，具體尺寸見總裝圖。 第六章 合模導向機構的設計 21 第六章 合模導向機構的設計 導向機構對于塑料模具是必不可少的部件，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這一邊均可通常導柱設在主型芯周圍。導向機構的主要定位、導向、承受一定側(cè)壓力三個作用。在該設計中采用了導柱導向機構，而導柱導套為標準件。 柱的設計 導向機構的主要作用有：定位、導向和 承受一定側(cè)壓力。 定位作用：為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，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(chǎn)生單向側(cè)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?；蛐托鞠冗M入型腔，產(chǎn)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。 所以，以下為選用的導柱形式，如圖所示： 圖 6柱 導柱的技術要求 導柱的端面一般制成錐形或半球形的先導部分，以使導柱能順利地進入導向孔。導第六章 合模導向機構的設計 22 柱的長度需比凸模端面高出 6 8免導柱未導準方向而型芯先進入型腔與其可能相碰撞而損壞。導柱的表面應具有較好的耐磨性，而芯部堅韌，不易折斷。因此，多采用低碳鋼（ 20 鋼）經(jīng)滲碳淬火處理，或碳素工具鋼（ 淬火處理（硬度為50 55導柱固定部分表面粗糙度 般為 m，導柱配合部分的表面粗糙度 般為 m。導柱固定部分與模板之間一般采用 H7/ H7/ 過度配合。根據(jù)注射模具具體結構形狀和尺寸，導柱一般可設置 4 個，小型模具可以設置 2個，圓形模具可設置 3 個。導柱應合理均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具強度。 套的設計 導套的結構形式如圖 66示 ： 圖 6模導套示意圖 這種導套結構形式較復雜，用于精度要求高的場合，導套的固定孔便于與導柱的固定孔同時加工。為使導柱順利進入導套，在導套的前端應倒圓角。導套孔最好做成通孔，否則會由于孔中的氣體無法逸出而產(chǎn)生反壓，造成導柱導向困難。導套一般采用 淬火鋼或青銅等耐磨材料制造，其硬度應比導柱低，以改善摩擦，防止導柱或?qū)桌?。導套固定部分表面粗糙?般為 m。導套與模板固定部分采用 H7/ H7/過度配合。導柱與導套的配合精度通常采用 H7/ H8/ 第七章 推出機構的設計 23 第七章 推出機構的設計 每次注射模在注射機上合模注射結束后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出，完成推出脫模的機構稱為推出機構或脫模機構。推出機構的動作通常是由安裝在注射機上的頂桿或液壓缸來完成的 在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由 模具型腔中脫出，在該設計中，為了使符合脫模機構的要求： 1） 使塑件留于動模； 2） 塑件不變形損壞 這是脫模機構應當達到的基本要求。要做到這一點首先必須分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。 3） 良好的塑件外觀 頂出塑件的位置應盡量設在塑件內(nèi)部，以免損壞塑件的外觀。 4） 結構可靠 因此在本次模具設計中，根據(jù)裝配圖，其模具結構的脫模機構主要由斜導柱帶動滑塊向兩邊運動 完成外螺紋的橫向抽芯，然后由推板推動塑件使工件推出，還有在設計主型芯時也會有一定的 撥模作斜度 3 5 。 推出機構一般由推出、復位和導向三大部件組成。現(xiàn)以設計中的推出機構具體說明推出機構的組成與作用。 凡與塑件直接接觸并將塑件從模具型腔中或型芯上推出脫下的元件，成為推出元件，如推桿，它們固定在推桿固定板上。為了推出時推桿有效工作，在推桿固定板后設置推板，兩者之間用螺釘連接。推出機構進行推出動作后，在下次注射前必須復位，復位元件是為了使推出機構能回復到塑件被推出時的位置而設置的。在模具中還設有支承釘，支承釘使推板與動模座板間形成間隙，易保證平面度，并有利于廢料、雜物的去除，此外還可以減少動 模座板的機加工工作量和通過支承釘厚度的調(diào)節(jié)來調(diào)整推桿工作端的裝配位置等。 第八章 側(cè)向分型和抽芯機構的設計 24 第八章 側(cè)向分型和抽芯機構的設計 當塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔的零件做成可動的，在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再自模中通過頂桿頂出塑件。而此次的產(chǎn)品設計有外螺紋，因此，也需要采用了側(cè)向分型抽芯機構。又，該塑制品是大批量的生產(chǎn)，故也使用了機動側(cè)向分型抽芯。 型面的選擇 根據(jù)塑件制品分型面的設計與選擇原則，分型面應該設計在零件截面最大的部位，且不影響零件的外觀。若采用 如圖 8a）所示的位置作分型，由于動模側(cè)出現(xiàn)倒扣，必須在動模側(cè)在加一個垂直分型面，產(chǎn)品的透光表面可能會出現(xiàn)溢邊的痕跡，不利于產(chǎn)品的外觀；若采用圖 8b）所示的分型方法，塑件就上端完整保留在定模一側(cè)，而且容易脫模，而螺紋一側(cè)保留在動模，溢邊痕跡只會留在螺紋上，不影響工件表面。因而選擇該方法為模具設計的分型方案，選用斜滑塊外側(cè)分型結構。 8-1(a) 8-1(b) 圖 8型面 的選擇 滑塊的設計 斜滑塊的分析如下圖： 第八章 側(cè)向分型和抽芯機構的設計 25 圖 8滑塊側(cè)向行程 滑塊的角度必須小于 30，一般取 5 25。本設計斜滑塊的導向機構角度為25。因為產(chǎn)品的底圓和外圓存在倒扣，若要脫模，必須讓每一側(cè)滑塊向外移動 時為確保零件不會陷入到滑塊內(nèi)側(cè)使零件不能取出，滑塊不能移動超過 超過產(chǎn)品外徑?；瑝K跟零件預留 3安全距離，確保零件能夠順利取出，S= 1S+K=合使用要求。即 S=塊垂直方