塑料儀表盒面板注塑模設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

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1、 目錄前言11.塑件成型工藝性分析21.1 塑料材料21.1.1 材質(zhì)21.1.2 工藝參數(shù)21.1.3 成型性能21.1.4 制件要求22塑件成型方案及模具設(shè)計42.1分型面的選擇42.1.1 主分型面的選擇42.1.2 側(cè)分型面的選擇52.2 型腔數(shù)的確定52.3注射機(jī)及模架的選用62.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計62.4.1 澆注系統(tǒng)類型和位置的選擇62.4.2 主流道的設(shè)計82.4.3 分流道的設(shè)計92.4.4 冷料井的設(shè)計92.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計102.5.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計102.5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計102.5.3 型腔及型芯材質(zhì)的選擇112.5.4 重要成型零件的工作尺寸計算112.5.

2、5 模具型腔的側(cè)壁和底板厚度計算132.6 排氣方式162.7側(cè)向分型與抽心機(jī)構(gòu)的設(shè)計172.7.1抽芯距的確定172.7.2 抽芯力的計算172.7.3 斜導(dǎo)柱設(shè)計182.7.4 滑塊的設(shè)計212.8 脫模機(jī)構(gòu)的選擇232.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)253 注射機(jī)參數(shù)的校核283.1 注射量的校核283.2鎖模力校核283.3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核293.4 開模行程和塑件推出距離的校核29結(jié)語30致謝32參考文獻(xiàn)33附錄34II前言 目前，電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中，60%80%的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一

3、致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所無法比擬。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力。我國模具行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。近年來，中國塑料工業(yè)年均增長速度達(dá)到10%以上，塑料制品年產(chǎn)量位居世界第二。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。301.塑件成型工藝性分析1.1 塑料材料1.1.1 材質(zhì)ABS阻燃材料（以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物ABS為基體

4、樹脂，通過添加高效阻燃材料的復(fù)合體系，黑色）。ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。1.1.2 工藝參數(shù).成型收縮率：0.40.8，該制件取收縮率為0.6;.干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為8090C下最少干燥2小時； .成型溫度：前段180-200 ，中段165-180 ，后段150-170 ，噴嘴170-180 ；.模具溫度：4090 ；.注射壓力：60100MPa； .注射速度：中高速度。1.1.3

5、成型性能該材料具有保持ABS樹脂的韌性，并具有優(yōu)良的綜合性能。如良好的沖擊性，尺寸穩(wěn)定性好、流動性高、成型加工性好、加工性良好的電絕緣性能和耐環(huán)境應(yīng)力開裂，同時具有耐滲出、耐熱性高等特點(diǎn)。1.1.4 制件要求.面板表面粗糙度不得大于Ra0.8；.工件壁厚20.1mm,未標(biāo)注的圓角R0.5；.精度要求:與配件相配合部分的尺寸精度要求較高，裝配后無松動，相配件外輪廓形狀應(yīng)吻合，過渡平順。根據(jù)參考文獻(xiàn)1第158頁表8.5-59 由塑件材料ABS的未注公差尺寸得，塑件精度取MT5。拔模斜度：拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設(shè)計塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件的脫模

6、斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。根據(jù)參考文獻(xiàn)4第42頁表3-5得塑件材料ABS的型腔脫模斜度401020、型芯脫模斜度35 1。本設(shè)計中選擇脫模斜度為1。.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：產(chǎn)品外型尺寸為15780.631（單位毫米）； 體積v=3.0459529e+04立方毫米； 密度=1.05克/立方毫米； 質(zhì)量m=31.9825克；總結(jié)：產(chǎn)品成型結(jié)構(gòu)多、形狀較復(fù)雜。產(chǎn)品三維圖如圖1.1所示：圖1-1 產(chǎn)品三維圖2塑件成型方案及模具設(shè)計2.1分型面的選擇定模和動模相接觸的面稱為分型面，分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面等。結(jié)合分析塑件的形狀，可知分型面為曲面，而為了有利于脫模

7、，設(shè)置分型面時應(yīng)使塑件留在動模的一側(cè)。模具設(shè)計中,分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。為保證制件能順利地從型腔中脫出且便于模具加工，應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。，一般應(yīng)考慮以下幾種因素：.分型面必須開設(shè)在制件斷面輪廓最大的地方。.分型面處不可避免地會在塑件上留下溢料痕跡，故分型面最好不要選擇在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。從制件的推出裝置考慮，分型時要盡可能地使制件留在動模。為保證制件相關(guān)部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時最好把要求同心的部分放在分型面的同一側(cè)。有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動側(cè)向分型抽芯時，一般將抽芯或分型距離較長的一邊放在動定模

8、開模的方向上。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直且易于加工的分型面，且分型面的位置要有利于制品排氣、脫模。2.1.1 主分型面的選擇A-A分型面和B-B分型面如圖3.1所示：圖2-1 分型面圖.選在塑件最大輪廓面上可選A-A或B-B；.便于充模排氣可選A-A或B-B；.便于脫?？蛇xA-A；綜合考慮：選A-A為主分型面。2.1.2 側(cè)分型面的選擇產(chǎn)品兩側(cè)的結(jié)構(gòu)如圖2.2所示：圖2-2 制件兩側(cè)制件兩側(cè)的圓孔和倒扣通過滑塊的形式來抽取，在兩側(cè)建立次分型面。分型面如圖2.3所示：圖2-3 側(cè)分型面2.2 型腔數(shù)的確定本課題來自企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)課題，采用一模一腔注塑成型。企業(yè)考慮的因素：.與之相配的儀表

9、盒尺寸較大，采用的是一模一腔的結(jié)構(gòu)；.制件的生產(chǎn)批量不大。2.3注射機(jī)及模架的選用根據(jù)制件的質(zhì)量和注射機(jī)的理論注射量，初選注塑機(jī)型號為SZ-100/630。根據(jù)參考文獻(xiàn)3第7頁表2-1得注塑機(jī)的參數(shù)如下：注塑機(jī)最大注塑量：752 鎖模力：630KN注射速率：80g/s 塑化能力：11.8 g/s注塑壓力：164.5Mpa 最小模厚：150mm最大模厚：300mm 移模行程：270mm 噴嘴球半徑：15mm 噴嘴前端孔徑：3mm注塑機(jī)定位孔直徑： 125mm 注塑機(jī)拉桿的間距：370320(mmmm)選擇龍記標(biāo)準(zhǔn)模架2330，A板為35，B板為50。2.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具

10、設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響， 故設(shè)計時要使型腔布置和澆口開始部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，而澆口的位置也要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不影響塑件的外觀2.4.1 澆注系統(tǒng)類型和位置的選擇（一）.澆注系統(tǒng)類型的選擇.由于選擇A-A分型面，根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來考慮潛伏式澆口不可行；.若點(diǎn)澆口，為脫出流到凝料，模具需多開一次模，即采用三板式結(jié)構(gòu)，增加模具的復(fù)雜程度。同時考慮制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，點(diǎn)澆口不可行；.直澆口的優(yōu)點(diǎn)：壓力損失小，進(jìn)料速度快，成型比較容易，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便；缺點(diǎn)：

11、去除澆口困難，澆口痕跡明顯。應(yīng)此直澆口特別合適于大型、厚壁塑件和熔體粘度特別高的塑料品種的成型。由于制件為小制件，壁厚為2mm，且制件要求具備一定的美觀性，澆口痕跡不能太明顯。故不采用直澆口的形式。.邊緣澆口（又名標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口）的優(yōu)點(diǎn)是 便于機(jī)械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易修整，適于各種塑料品種，其最大的特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模的剪切速率和澆口封閉時間。同時澆口所產(chǎn)生的熔接痕不影響制件的美觀。綜合考慮：采用側(cè)澆口的形式。側(cè)澆口尺寸的設(shè)計：圖2-4 側(cè)澆口根據(jù)參考文獻(xiàn)5第62頁得：澆口深度H經(jīng)驗(yàn)計算公式如下：H=K=0.62=1.2 （2-1）式中 塑件厚度，； K材料系數(shù)，

12、ABS為0.6。澆口寬度經(jīng)驗(yàn)公式： W= （2-2）式中 A凹模邊型腔表面積，2；K材料系數(shù)，ABS為0.6。（二）澆口位置的設(shè)計.便于充模、排氣頂部進(jìn)料；.由于ABS的流動性好，且制件的體積不大，可以考慮用兩個澆口同時進(jìn)料；綜合考慮：采用頂部進(jìn)料的形式。2.4.2 主流道的設(shè)計主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道。通常和注射機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨(dú)設(shè)計成主流道襯套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。圖2-5 主流道設(shè)計.為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計成圓錐形，

13、錐角取4。，內(nèi)壁粗糙度Ra0.63。.主流道大端呈圓角，其半徑取2，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。.為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑，根據(jù)注射機(jī)噴嘴的尺寸可確定：凹坑半徑R=16，小端直徑D=3.5，凹坑深度取3。.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，所以主流道部分設(shè)計成可卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理。選用的結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖2-6 澆口套2.4.3 分流道的設(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)向的作用。分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形截面流

14、道的比面積最小（流道表面積與體積之比值稱為比表面積），塑料的溫度下降小，阻力亦小，流道的效率最高，缺點(diǎn)是需要同時在動模和頂模上切削加工，且要相互吻合，加工較困難。梯形斷面和U形斷面的分流道只切削加工在一個模板上，節(jié)省機(jī)械加工費(fèi)用，且熱量損失和阻力損失僅大于圓形截面的分流道，故為長用形式。由于本設(shè)計澆道只要在定模上切削加工，避開了圓形斷面分流道的缺點(diǎn)。從經(jīng)濟(jì)性和工廠的實(shí)際生產(chǎn)中考慮，本設(shè)計中選用的是圓形斷面分流道。根據(jù)參考文獻(xiàn)4第59頁表3-3-1得：根據(jù)表中的推薦直徑，選分流道的直徑為6。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及ABS材料的流動性較好的特點(diǎn)，綜合考慮，設(shè)計中采用兩個側(cè)澆口同時進(jìn)料的形式。結(jié)構(gòu)圖如下

15、圖所示：圖2-7 分流道2.4.4 冷料井的設(shè)計冷料井一般位于主流道對面的動模板上，其作用就是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，同時開模時又可將主流道中的凝料拉出。本設(shè)計中采用冷料井底部帶推料桿的形式：由冷料穴和頂桿組成，在冷料穴的底部設(shè)有一頂桿，頂桿固定在固定板上，與頂出系統(tǒng)聯(lián)動，選直徑6的拉料桿。這是在實(shí)際生產(chǎn)中最為常用的形式。結(jié)構(gòu)圖如下所示。圖2-8 拉料桿2.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.5.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型塑件外表面的部件。整體式凹模的特點(diǎn)是牢固、不易變形。對于形狀簡單、容易制造、或形狀雖然比較復(fù)雜，但可以采用中心加工、數(shù)控機(jī)床、仿形機(jī)床或電加工等特殊方法加工的場

16、合比較適宜。整體嵌入式凹模：為了便于加工，保證型腔沿主分型面分開的兩半在合模時的對中性，常將小型型腔對應(yīng)的兩半做成整體嵌入式，兩嵌塊的外輪廓斷面尺寸相同，分別嵌入相互對應(yīng)的動定模模板的通孔內(nèi)為保證兩通孔的對中性良好，可將動定模配合后一道加工，當(dāng)機(jī)床精度高時也可分別加工。結(jié)合制件的特點(diǎn)、分型面的位置及考慮到型腔的材料與模架的材料不同的特點(diǎn)，經(jīng)比較選用整體嵌入式凹模。凹模與相對應(yīng)的動定模模板采用過渡配合的形式，外加四個螺釘鎖緊。2.5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯是用來成型內(nèi)表面的零件，有整體式和組合式之分。由于本設(shè)計中的型芯形狀不復(fù)雜，且從節(jié)省貴重金屬的角度出發(fā)，選用組合式的型芯。型芯的固定方式采用軸

17、肩和固定板連接。對于圓形型芯，軸肩為圓臺；對于非圓形型芯，為了制造方便，則在型芯的一面做出個方形的軸肩結(jié)構(gòu)圖如下所示。圖2-9 型芯2.5.3 型腔及型芯材質(zhì)的選擇塑料模成型零件是在溫度周期變化的狀態(tài)中工作，注射是模溫高達(dá)200以上，脫模時溫度較底。成型時承受較高的壓力，合模時分型面反復(fù)碰撞，脫模時塑件與工作表面反復(fù)摩擦，同時成型是塑料中分解出Hcl、HF等氣體腐蝕模具表面。選擇合適的模具鋼在模具設(shè)計中是個重要的內(nèi)容。從三個方面來考慮：（一）工作條件要求：材料應(yīng)具有良好的耐磨性、高溫性能和耐蝕性。制件的材料為阻燃ABS，形狀較簡單，且尺寸不大，精度也不高，可采用40Cr、55鋼、40CrMnM

18、o、P20等。（二）工藝性能要求：材料應(yīng)具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應(yīng)具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向?？蛇x用40Cr、T8A、P20等。（三）經(jīng)濟(jì)性要求：在滿足使用性能的前提下，盡可能地降低制造成本。綜合考慮：P20鋼的純度高，具有良好的切削加工性能、焊接性，潔凈度高，具有良好的鏡面精加工性能，綜合性能好，且價格適中。所以選用P20材料。2.5.4 重要成型零件的工作尺寸計算由制件的收縮特性值6可得制件選用的一般精度的公差等級MT5，與之對應(yīng)的模具制造公差等級為IT11。由于在繪制裝配圖前，考慮到制件的收縮特性，已經(jīng)將制件按1.006倍進(jìn)行放大，所以在

19、這里不須對每個尺寸進(jìn)行計算。在這里只對面板與儀表盒配合及重要的尺寸進(jìn)行計算。根據(jù)參考文獻(xiàn)3第118、119頁中的公式3-32、3-33、3-34、3-35、3-36得:（一）凹模的工作尺寸計算： （2-3）式中 塑料外形公稱尺寸； K塑料的平均收縮率； 塑件的尺寸公差； z模具的制造公差； L凹模徑向的工作尺寸。表2-1 凹模的工作尺寸計算塑料外形公稱尺寸凹模徑向的工作尺寸LL1=110.4L2=147.2L3=150.3L4=70.8L5=73.8L6=3.25L8=24.85L9=4.85L10=85L11=139.2凹模的深度尺寸計算公式： （2-4）式中 H塑塑件高度方向的公稱尺寸；

20、K塑料的平均收縮率； 塑件的尺寸公差； z模具的制造公差； H凹模深度的工作尺寸。尺寸L7=8.8即高度方向公稱尺寸H7=8.8 則對應(yīng)凹模深度的工作尺寸H= = 尺寸L11=6.5即高度方向公稱尺寸H11=6.5 則對應(yīng)凹模深度的工作尺寸H= = （二）凸模的工作尺寸計算 （2-5）式中 l塑塑件內(nèi)形徑向方向的公稱尺寸； K塑料的平均收縮率； 塑件的尺寸公差； z模具的制造公差； l凸模徑向的工作尺寸。尺寸L13=26.2即塑件內(nèi)形徑向方向公稱尺寸l=26.2則對應(yīng)凸模徑向的工作尺寸l= =尺寸L12=13.8即塑件內(nèi)形徑向方向公稱尺寸l=13.8則對應(yīng)凸模徑向的工作尺寸l= = 2.5.5

21、 模具型腔的側(cè)壁和底板厚度計算塑料模型腔在成型過程中承受熔體的高壓作用，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果凹模和底版厚度過小，強(qiáng)度和剛度不足，會產(chǎn)生過大的變形，形成飛邊，降低塑件精度并影響正常脫模，甚至?xí)l(fā)生塑性變形和破壞。以下是通過強(qiáng)度和剛度的計算來確定凹模壁厚和底板厚度的計算。由于模具零件形狀教復(fù)雜，在計算中將其簡化為整體式的矩形凹模，括號內(nèi)的尺寸為實(shí)際設(shè)計中的尺寸。注射模型腔內(nèi)壁所受到的單位平均壓力根據(jù)塑件材料或塑件形狀不同而不同。一般來說，只有注射機(jī)及機(jī)筒壓力的2550。p=(2550) =(2550)164.5=41.2582.25MPa。 （2-6）（一）側(cè)壁厚度計算側(cè)壁厚度按剛度計算根據(jù)

22、參考文獻(xiàn)1第385頁公式9.436得： （2-7） 式中 S凹模壁厚(mm)； p模腔壓力(MPa),一般為3050 MPa，根據(jù)上面的計算所得，這里取p=50 MPa； E模具材料的彈性模量（MPa），在一般工作溫度下，P20為預(yù)硬化塑料模具鋼，取； 成型零件的許用變形量(mm), 根據(jù)參考文獻(xiàn)3第124頁表3-37得，ABS材料的對應(yīng)的許用變形量=0.040.05mm,這里取0.05； h凹模型腔深度尺寸(mm)，h=16.1mm；c由h/l而定的系數(shù)，根據(jù)h/l=0.1查參考文獻(xiàn)3 第124頁表3-38得c=0.93；側(cè)壁厚度按強(qiáng)度計算根據(jù)參考文獻(xiàn)1第385頁公式9.445b得： （2-

23、8） 式中 S凹模壁厚(mm)； p模腔壓力(MPa),一般為3050 MPa，根據(jù)上面的計算所得，這里取p=50 MPa；a由l/h而定的系數(shù)，查表3-40參考文獻(xiàn)2；模具材料的許用應(yīng)力（MPa），P20為預(yù)硬化塑料模具鋼，??；綜合考慮：S9.54符合要求。經(jīng)比較，在設(shè)計過程中所設(shè)計的尺寸均符合要求。（二）底板厚度計算 底板厚度按剛度計算根據(jù)參考文獻(xiàn)1第385頁公式9.438得 （2-9） 式中 H型腔底板厚度(mm)；由l/b而定的系數(shù)，根據(jù)l/b=151.1/74.24=2.04查參考文獻(xiàn)3 第124頁表3-39得=0.0277；p模腔壓力(MPa),一般為3050 MPa，根據(jù)上面的計

24、算所得，這里取p=50 MPa； E模具材料的彈性模量（MPa），在一般工作溫度下，P20為預(yù)硬化塑料模具鋼，??； 成型零件的許用變形量(mm), 根據(jù)參考文獻(xiàn)3第124頁表3-37得，ABS材料的對應(yīng)的許用變形量=0.040.05mm,這里取0.05； h凹模型腔深度尺寸(mm)，h=16.1mm；底板厚度按強(qiáng)度計算根據(jù)參考文獻(xiàn)1第385頁公式9.449得： （2-10）式中 H型腔底板厚度(mm)；由l/h而定的系數(shù)；b矩形凹模型腔短邊長度（mm）。 p模腔壓力(MPa),一般為3050 MPa，根據(jù)上面的計算所得，這里取p=50 MPa；模具材料的許用應(yīng)力（MPa），P20為預(yù)硬化塑料模

25、具鋼，??；綜合考慮：底板厚度H21.43符合要求。經(jīng)比較，在設(shè)計過程中所設(shè)計的尺寸均符合要求。2.6 排氣方式當(dāng)塑料熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地推出，將在制品上形成氣孔、接縫、型腔不能完全充滿等弊病，同時還會因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動前沿物料溫度過高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。在設(shè)計型腔時必須充分地考慮排氣問題。由于塑件為一般的小型塑件，且注射壓力為普通注射壓力，所以在這里是利用分型面或配合間隙排氣。主要是分型面排氣、推桿與推桿孔的配合間隙、型芯與型芯孔的配合間隙及滑塊的配合間隙等。2.7側(cè)向分型與抽心機(jī)構(gòu)的設(shè)計選用機(jī)動側(cè)向分

26、型與抽芯機(jī)構(gòu)。機(jī)動式側(cè)向分型與分型與，抽芯機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)的開模運(yùn)動，并對其方向進(jìn)行變換后，可將模具制向分型或把側(cè)型芯從制品中抽出。本設(shè)計選用運(yùn)用最廣泛的斜導(dǎo)柱式抽芯機(jī)構(gòu)。2.7.1抽芯距的確定抽芯距是指側(cè)型芯從成型位置抽到不妨礙制品取出位置時，側(cè)型芯在抽拔方向所移動的距離。抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大23mm。圖2-10 抽芯距根據(jù)參考文獻(xiàn)2第158頁得：S抽=S+23 （2-11）式中 S抽最小抽芯距，單位mm； S 側(cè)凹的深度，單位mm。由于S=8mm，所以取S抽=10mm2.7.2 抽芯力的計算將側(cè)型芯從制品中抽出所需的力叫抽芯力。根據(jù)參考文獻(xiàn)2第129頁公式347得：F=PA(fco

27、s+sin) （2-12）式中 p塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力，一般取812MPa,在這里取10 MPa； A塑料制品包緊型芯的側(cè)面積，單位mm2； f 摩擦系數(shù)，f=0.10.2，這里取0.18； F抽芯力，單位N； 脫模斜度，=2。圖2-11 收縮面積由proe軟件計算得：A1=22.807 mm2； A2=25.7871 mm2； A3=84.283mm2； A4=342 mm2； A5=224.17 mm2；F=PA總(fcos+sin) = P2（A1 +A2）+ A3+ A4 +A5 (fcos+sin)=10747.65（0.18cos2。+sin2。）=1605.88N2

28、.7.3 斜導(dǎo)柱設(shè)計常用的斜導(dǎo)柱截面有圓形和矩形。圓形截面加工方便，裝配容易，應(yīng)用較廣。其頭部可做成球形或錐臺形。矩形截面在相同截面積的條件下，具有較大的截面系數(shù)，能承受較大的彎矩，但是加工困難，裝配不便！由于本設(shè)計中彎矩不大，圓形截面的斜導(dǎo)柱已經(jīng)可以滿足要求，故選用圓形斜導(dǎo)柱，頭部采用錐臺形的形式。在這里斜導(dǎo)柱的材料選用T8。由于經(jīng)常與滑塊摩擦，應(yīng)進(jìn)行熱處理，硬度達(dá)55HRC。斜導(dǎo)柱與固定板之間用過渡配合H7/m6。由于斜導(dǎo)柱在工作中主要起驅(qū)動滑塊作往復(fù)運(yùn)動的作用，滑塊運(yùn)動的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的配合精度保證，合模時滑塊的最終準(zhǔn)確位置由壓緊塊決定，因此，為了運(yùn)動靈活，滑塊與斜導(dǎo)柱采用較松的

29、間隙配合，在這里取單邊間隙為0.5。（一）斜導(dǎo)柱傾角的確定斜導(dǎo)柱傾角是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的一個主要參數(shù)，其大小與開模所需的力、抽芯力及開模行程有關(guān)，如下圖所示： 圖2-12 斜導(dǎo)柱由于導(dǎo)柱與導(dǎo)滑孔間的摩擦力與導(dǎo)滑槽間的摩擦力相對抽芯力較小，在這里的計算中不考慮。F，W=FW=F/cos （2-13）Fk= F，W sin=Ftg （2-14）式中 F，W斜導(dǎo)柱作用于滑塊的正壓力，單位N； F抽芯力，單位N；Fk抽出側(cè)型芯所需的開模力；斜導(dǎo)柱傾角（。）。 可以看出，若增大是要獲得相同的抽芯力F，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力FW增大，開模力Fk也增大，應(yīng)此希望值小，但是若抽芯力s一定時，值減小，將導(dǎo)致斜導(dǎo)柱工

30、作部分長度L增大。L=s/ sin （2-15）H=scot （2-16）式中 L斜導(dǎo)柱工作長度，單位mm;H與抽芯距s對應(yīng)的開模行程，單位mm?？梢缘玫皆龃?，H、L減小，有利于減小模具尺寸。綜合考慮：取=15?？梢缘玫剑篎，W = FW =F/cos=1605.88/cos15。=1662.53N（二）斜導(dǎo)柱直徑的確定根據(jù)參考文獻(xiàn)2第162頁公式35得：M= FWLW， （2-17）式中 FW斜導(dǎo)柱承受的最大彎曲力，單位N；LW，斜導(dǎo)柱的彎曲力臂，單位m;M斜導(dǎo)柱所承受的彎矩。根據(jù)參考文獻(xiàn)2第129頁得：LW，=(H/2+Z/ sin)/ cos （2-18） =（37.32/2+0.5/s

31、in15。）/cos15。 =21.32mm式中 Z斜導(dǎo)柱與導(dǎo)柱孔的單邊間隙M= FWLW， （2-19） =1662.5321.3210-3 =35.45Pa根據(jù)參考文獻(xiàn)2第162頁公式354得：d= （2-20）在本設(shè)計中取d=14 mm根據(jù)參考文獻(xiàn)2第162頁得：斜導(dǎo)柱為圓形截面是的斷面系數(shù)為： W=d3/32=0.1 d3 （2-21） =0.1（1410-3）3 =2.74410-7mm 3根據(jù)參考文獻(xiàn)2第162頁公式353得： W=M/W （2-22） =35.45/2.74410-7 =129.19 Mpa=137.2 Mpa式中 斜導(dǎo)柱材料的許用彎曲應(yīng)力，斜導(dǎo)柱的材料選用的是碳

32、鋼， =137.2 Mpa； W斜導(dǎo)柱受到彎曲所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，單位Mpa; d斜導(dǎo)柱的直徑，單位; 所以當(dāng)d=14 mm時，可以完成抽芯工作。（三）斜導(dǎo)柱長度的確定L=L1+L2+L3+L4 （2-23） =Dtg/2+/cos+s/sin+510（取8）=19tg15。/2+35/ cos15。+10/ sin15。+8=85.94（取86）圖2-13斜導(dǎo)柱長度2.7.4 滑塊的設(shè)計（一）側(cè)型芯與滑塊的聯(lián)接形式圖2-14 抽芯位置滑塊分整體式和組合式兩種。于A1與A2部分的成型，采用的是組合式滑塊。，型芯穿過滑塊，通過緊定螺釘將型芯和滑塊固定在一起。這樣可以節(jié)省鋼材，且加工方便。結(jié)構(gòu)如下圖

33、所示：圖2-15 側(cè)型芯的固定形式對于A3部分的成型，采用的是整體式滑塊。（二）滑槽的設(shè)計 對導(dǎo)滑槽與滑塊的配合要求是運(yùn)動平穩(wěn)，不宜過分松動，也不宜過緊。燕尾槽精度較高，但制造比較困難，在這里不采用。本設(shè)計中采用的是T型導(dǎo)滑槽，由于本制件精度要求不高，且制件為小制件，所以選用整體式的結(jié)構(gòu)。圖2-16整體式結(jié)構(gòu)滑槽對滑塊的導(dǎo)滑部位采用間隙配合，配合特性采用H8/g7，其它各處均留有間隙。在這里取滑塊的滑動部分和滑槽導(dǎo)滑面的表面粗糙度Ra為Ra1.6。（三）楔緊塊的設(shè)計在制品注射成型過程中，滑塊在抽芯方向受到塑料較大的推力作用，這個里通過滑塊傳遞給導(dǎo)柱，而斜導(dǎo)柱為細(xì)長桿，受力后容易變形，因此必須設(shè)

34、置楔緊塊使滑塊不致產(chǎn)生位移，從而保證制品的精度和斜導(dǎo)柱。由于楔緊塊的位置定模板的邊緣，為了減小應(yīng)力集中，所以將楔緊塊的邊緣做成圓角的形式。為了避免擦傷和變形，楔緊塊應(yīng)有足夠的表面硬度，將楔緊塊熱處理HRC53。圖2-17 楔緊塊（四）滑塊定位裝置滑塊定位裝置用于保證開模后滑塊停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的位置上，是合模時斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊上的斜導(dǎo)孔內(nèi)，不致?lián)p壞模具。彈簧止動銷和彈簧鋼球定位在中小型模具中廣泛應(yīng)用。但是鋼球代替止動銷，不但結(jié)構(gòu)簡單，且將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，壽命較長。設(shè)計中選用的是彈簧鋼球定位裝置，到位后鋼球落入凹槽內(nèi)，起到止動的效果。如下圖所示：圖2-18 滑塊定位2.8 脫模機(jī)構(gòu)

35、的選擇在注射成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出。脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。對脫模機(jī)構(gòu)的要求：.結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行可靠。.不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞。.讓塑件留在動模：根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分型面的位置，不需經(jīng)過計算，可以判斷制件在開模過程中始終留在動模上。根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性，選用應(yīng)用最廣泛、最簡單的推桿脫模機(jī)構(gòu)。其所具有的優(yōu)點(diǎn)：推桿加工簡單、安裝方便、維修容易、使用壽命長、脫模效果好等特點(diǎn)。但是，它與塑件接觸面積一般比較小，設(shè)計不當(dāng)易引起應(yīng)力集中 因 而頂穿塑件或使塑件變形。應(yīng)此，合理的布置頂桿的位置是設(shè)計中的難點(diǎn)。（一）推桿數(shù)量及位置的確定.推桿的推出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力

36、大的地方，側(cè)壁是阻力較大的地方。.推桿不宜在塑件最薄處，以免塑件變形或損壞。.推桿端面應(yīng)和型腔在同一平面上，或比型腔的平面高出0.050.1，否則會影響制件的外觀和使用。.考慮到制件為面板式，且制件的形狀較復(fù)雜，設(shè)計中采用了兩種不同的圓形推桿和一種扁推桿。在制件四個邊角的位置（A1、A2、A3、A4），由于空間太小，同時又考慮到在推出過程中處于危險的位置，所以在四個角的位置加設(shè)四根直徑為3的圓形推桿。在A5、A6處由于該部制件的深度比較深，在推出過程中可能造成制件的損壞，為了保證順利的推出，分別在這兩個位置加設(shè)扁推桿。圖2-19 危險面推桿數(shù)量和位置分布如下圖所示：圖2-20 定桿布置（二）推

37、桿復(fù)位裝置 選用最常見的復(fù)位桿來完成復(fù)位動作。為了使推出制件過程中更加平穩(wěn)，在這里選用四根復(fù)位桿，與復(fù)位桿頭部接觸的頂模板應(yīng)淬火。為了避免復(fù)位過程中，復(fù)位桿和頂模板的過度接觸或碰撞，則采用彈簧復(fù)位的方法。在推桿固定板與動模板之間加設(shè)矩形彈簧，起到先復(fù)位的作用。如左圖所示。 圖2-21 矩形彈簧2.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)在注射成型中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。熱塑性塑料在注射成型過程中，根據(jù)其品種不同，對模溫的要求也有所不同。對于要求模溫較底的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS等，由于模具不斷地被注入的熔融塑料加熱，模具溫度升高，靠模具自身的散熱不能使模具保持較低的溫度，必須加

38、設(shè)冷卻裝置。對于要求模具溫度較高的塑料，如聚甲醛、聚砜、聚苯醚等，成型的塑料容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和表面缺陷，故宜采用較高的模溫。因此必須設(shè)置加熱裝置。由于本產(chǎn)品的材料為阻燃ABS，所要求的模具溫度5080，模具溫度較低，所以不必另外設(shè)置加熱裝置，但是必須加設(shè)冷卻裝置。（一）冷卻裝置的形式大體上可以分為三類：溝道式冷卻 直接在模具或模板上鉆孔或銑槽，通入冷水冷卻，這種冷卻方式用得多。管道式冷卻 模具或模板上鉆孔或銑槽，在孔或槽內(nèi)嵌入銅管。導(dǎo)熱桿式冷卻 在型芯內(nèi)插入金屬桿導(dǎo)熱，一般適用細(xì)長型芯的冷卻。設(shè)計中選用較為常用的溝道式冷卻，以鉆孔的形式加工冷卻水道?？紤]到冷卻效果，同時為了便于加工，水道的直徑取

39、8。（二）冷卻水道的布置在允許的條件下，冷卻水道距型腔壁不宜太遠(yuǎn)或太近，以免影響冷卻效果和模具強(qiáng)度，其距離一般為冷卻孔直徑的12倍。由于選用水道的直徑為8，所以距離為15。冷卻水管的數(shù)量愈多，對塑件的冷卻也就愈均勻。結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，產(chǎn)品為面板式結(jié)構(gòu)，則需對面板上下面進(jìn)行冷卻。由于模具型腔結(jié)構(gòu)為整體嵌入式，則可分別在動定模鑲塊上各開設(shè)兩個冷卻水道。如下圖所示。圖2-22 水道布置1由于模具需連續(xù)性工作，熔融塑料的不斷加入，澆口套及附近的工件所受的溫度一直都很高，為了提高模具的壽命急更好的的工作， 則在澆口套附近開設(shè)兩個水道。如下圖所示。圖2-23 水道布置2.由于模具型腔選用的是整體式嵌入，

40、要防止冷卻水道的冷卻水的外泄，則選用水嘴的螺紋部分應(yīng)足夠長，可直接與嵌入的動定模鑲塊連接，水嘴與水管連接必須密封。如下圖所示。圖2-24 水道連接33 注射機(jī)參數(shù)的校核3.1 注射量的校核注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量的80%。根據(jù)參考文獻(xiàn)4第39頁公式3-2-2得：M,=0.85Mso （3-1）式中 M,實(shí)際注射量，單位g; Mso最大注射量，單位g.由于阻燃ABS的密度與聚苯乙烯的密度較接近，所以可直接通過體積的比較來校核。通過PROE軟件計算可得：V澆道=2.143V產(chǎn)品=30.463 V總= V澆道+

41、 V產(chǎn)品=30.46+2.14=32.603注射機(jī)的最大注射量V=753則實(shí)際注射機(jī)的最大注射量V實(shí)際=V0.85=750.85=63.753經(jīng)比較可得：V實(shí)際V總所以在注射量要求上，注射機(jī)符合要求。3.2鎖模力校核鎖模力是注射機(jī)鎖模裝置施加于模具的最大夾緊力。鎖模力的作用在于平衡和克服模腔壓力產(chǎn)生的使模具沿分型面張開的力，保持模具緊密鎖和，防止溢料。根據(jù)參考文獻(xiàn)4第41頁公式3-2-9得： p=kp. （3-2）式中 p模具型腔及流道內(nèi)塑料熔體平均壓力，單位Mpa; p.注塑機(jī)料筒內(nèi)螺桿或柱塞施于塑料熔體的壓力，單位Mpa; K損壞系數(shù)。取p=50Mpa。根據(jù)參考文獻(xiàn)4第41頁公式3-2-1

42、0得： F=0.1 pA=0.15077.98=289.90KN （3-3）式中 F注塑機(jī)的額定鎖模力，單位KN； A產(chǎn)品家上澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，單位cm2，由軟件PROE計算得面積為77.98 cm2.經(jīng)比較得：FF注射機(jī)=630KN所以在鎖模力要求方面，注射機(jī)符合要求。3.3 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 模具閉和高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適合。即模具長寬拉桿面積。模具長寬為300280(mmmm)注塑機(jī)拉桿間距370320(mmmm)，故滿足要求模具閉和厚度校核模具閉和厚度H模=260mm注塑機(jī)：最大模具厚度H大=300mm最小模具厚度H小=150mm可以

43、得出H小H模H大所以模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸要求方面，注射機(jī)也符合要求。3.4 開模行程和塑件推出距離的校核注射機(jī)的開模行程是有限制的，取出產(chǎn)品所需要的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離。由于選用的注射機(jī)是肘桿式鎖模機(jī)構(gòu)。所以選用的是注射機(jī)最大開模行程與模厚無關(guān)的校核。根據(jù)參考文獻(xiàn)4第42頁公式3-2-12得：SH1+H2+510 （3-4）28+84.26+10122.26式中 H1塑件脫模距離，單位，這里取H1=28； H2塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，單位，這里H2=84.26； S注射機(jī)最大開模行程，單位， 注射機(jī)的移模行程為270。所以在開模行程和塑件推出距離的要求方面，注射機(jī)也

44、符合要求。結(jié)語通過對塑料儀表盒面板成型模具的設(shè)計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計計算方法，對獨(dú)立設(shè)計模具具有了一次較深入的鍛煉。在設(shè)計的整個過程中，主要用到了AUTOCAD及PROE軟件。在這過程中，熟悉了PROE軟件創(chuàng)建分型面及抽取體積塊等模具設(shè)計部分，通過繪制完整的模具裝配圖及成型零件圖，進(jìn)一部熟悉了AUTOCAD的基本操作，同時對PCCAD及燕秀工具箱的使用有了初步的認(rèn)識。在寫論文中主要是運(yùn)用Word軟件及幻燈片的制作，在這過程中自學(xué)了兩個軟件的基本操作。在整個設(shè)計過程中，指導(dǎo)老師許艷華，給了我許多新的獨(dú)到的觀點(diǎn)，給了我很大的

45、啟發(fā)。尤其根據(jù)模具加工的便捷性，來進(jìn)行設(shè)計，同時又滿足要求，這樣更符合實(shí)際生產(chǎn)。閩南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師許艷華。在畢業(yè)設(shè)計中給我的各個方面的細(xì)心指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計后期的工作中，工作量加大，許老師不僅要審核我的圖紙，還要修改論文中不足的地方。再次向許老師致以衷心的感謝和崇高的敬意!其次要感謝同是許艷華老師指導(dǎo)下的五位同組的同學(xué)和宿舍的同學(xué)，在設(shè)計過程中，我們都將自己的難點(diǎn)拿出來共同探討，不僅很好的將問題解決，增加了自己的專業(yè)知識 ，而且互相都受到了鼓舞，更好的完成任務(wù)。 最后感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎(chǔ)；

46、感謝閩南理工學(xué)院四年來對我的大力栽培；感謝父母對我二十多年來辛勤的養(yǎng)育！參考文獻(xiàn)1 中國機(jī)械工程學(xué)會 中國模具設(shè)計大典編委會.中國模具設(shè)計大典 第2卷 輕工模具設(shè)計.江西科學(xué)技術(shù)出版社.2002.2 王孝培.塑料成型工藝及模具設(shè)計簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.2006.3 程志遠(yuǎn)主編.實(shí)用塑料模具技術(shù)手冊. 中國輕工業(yè)出版社.2000.4 申開智.塑料成型模具（第二版）.中國輕工業(yè)出版社.2002.5 唐志玉.塑料模具設(shè)計師指南.國防工業(yè)出版社.1999. 6 鄒紀(jì)強(qiáng).塑料模具典型結(jié)構(gòu)圖冊.模具制造雜志社編輯出版7 蔣繼宏 王效岳.注塑模具典型結(jié)構(gòu)100列.中國輕工業(yè)出版社.2000.6.8 俞芙芳.新編簡明塑料模具實(shí)用手冊.福建科學(xué)技術(shù)出版社.2006.9 張克惠.注塑模設(shè)計.西北工業(yè)大學(xué)出版社.1995.10張玉 劉平.幾何量公差與測量技術(shù).東北大學(xué)出版社.2003.10.11傅建軍. 模具制造工藝.機(jī)械工業(yè)出版社.2000.12鄒紀(jì)強(qiáng).塑料模具設(shè)計參考資料匯編.清華大學(xué)出版社.2005.9.13翁其金主編.塑料模塑成型技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2002.11.14王鵬駒主編.塑料模具技術(shù)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社.2002.附錄圖 附錄-1 主視圖圖 附錄-2左視圖圖 附錄-3 俯視34