掛鉤注射模具設計【一模兩腔】【說明書+CAD】

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制造光碟的注射模定義了一個可打開的模具型腔和帶有信息的圓盤，該圓盤通過模具型腔中的真空在光碟上形成壓痕，這樣在必要時為了使嵌塊易于拆除和更換。該發(fā)明涉及的注塑模具，包括至少兩個模具零件,這兩個模具零件在封閉的空間內(nèi)可相互移動，在內(nèi)部形成一個空型腔。該型腔連通了一個壓力管道，用該壓力管道來給型腔中的高溫塑料加壓，在高壓下把塑料加熱。并且在該型腔的一個可打開的位置取出某形狀的產(chǎn)品，這個打開的位置在正對著至少一個用來固定嵌塊的空腔壁面上，通過保障方法在事先選定的位置上夾住嵌塊。這樣的注塑模具是眾所周知的。例如鑄模制造光碟的模具。這種光盤是帶中心孔的圓盤，上面以數(shù)字形式記錄音頻信息。音頻信息在光盤的平面上以螺旋形的凹陷軌道被排列，光碟上的壓痕與其他模具空腔的圓盤狀嵌塊的形狀是互補的。制造圓盤必須滿足高要求，即產(chǎn)品必須符合嚴格的尺寸精度的規(guī)范。帶有互補信息的圓盤要制造成嵌塊的形式，需要非常準確的定位和正對模具壁。在模具打開的時候，例如，取出一個光碟時，鎳制嵌塊也仍然保持正確的定位。在整個停滯期間內(nèi)有一個嵌塊準確和永久正確定位的方法，例如用于制造1000個單位的產(chǎn)品，一方面采取抓緊圓盤中央洞的圓邊的方法；另一方面在圓盤周圍抓緊圓盤，但是，它必須保證替換嵌塊不會損失過大，一方面是考慮縮短停滯時間，另一方面防止它轉(zhuǎn)形成另外一種類型的圓盤，換句話說，將改變一系列產(chǎn)品。塑料模具通常是昂貴的。但是，使用帶有采用特殊正確手段來安置并且在預先選定的位置固定的嵌塊的模具更昂貴。此外，嵌塊容易替換的力有助于進一步提高模具的價格。這項發(fā)明已經(jīng)為它的產(chǎn)品提供了注塑模具，這樣的模具可用于制造大量簡單且便宜的產(chǎn)品，然而仍保持準確的尺寸和穩(wěn)定的形狀。為了了解這一產(chǎn)品，該發(fā)明提出了一種類型注塑模具，序言中所提到的是采用連接一個低壓液體源來定位，部分是由于低壓或每個嵌塊正對相關(guān)的壁作為保障手段制造而成的。制造塑料薄片如圓盤形的或上面描述的光碟時，這種模具可以顯示嵌塊被安排正對平壁的特征，該壁顯示至少有一個凹槽連接了負壓源。該凹槽可以做成如環(huán)型槽的形式。在這種情況下，最好是每個凹槽可以延伸到壁的圓周區(qū)域內(nèi)，并且圍繞中心孔的區(qū)域也可能存在。在一個實際設備中制造出來的薄片模型有中央洞，同時通過機械手段能夾住薄片。當模具打開時，為了澆口的釋放容易完成，推薦的方法是壓力管道中的變體通過分開部分的模具出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)腔中。就具體的物體來說，是可取的，甚至是對帶中央洞的物體是非常重要的。為了這個目的采用的后處理是眾所周知的。然而，為了從形狀物件沖壓中心孔使用了最好的沖壓手段制造，這樣經(jīng)過后處理去掉殘留應力?？梢蕴貏e地制造使變體顯示它的特點，沖壓手段包括一個圓柱零件的組成部分是一個模具的部分零件，上述的圓柱零件前面有一個圓周邊緣的結(jié)構(gòu)適應從一個物體中被打出一個洞的形狀，正在軸心的零件移開，并且附著另一半的模具，而且調(diào)整的意味著來調(diào)整前周緣圓柱輕拍的形成和表面的位于它對面其他部分模具之間的距離。在這種情況下，整手段才能加以管制，當使用不同塑料時，以確保不同形狀的物體的最好的質(zhì)量，而這種方式也有可能實現(xiàn)這一目標，所以可以制成冷注射和熱注射。特別是著眼于確定沖壓手段中最佳的一擊的可能性，有一種可成型的變體，其中調(diào)整手段可以從外面操作?？梢允菆?zhí)行在注射過程中運轉(zhuǎn)，在注射成型中逐漸進展，例如從一個最高的位置距預先選定的位置的最小距離，例如O的距離，可以用具體設備造，在注射成型期間，該具體設備進行往復運動，加熱，成型，最后取出產(chǎn)品。傾向于一種設備，它顯示了型腔壁在壓力管口的對面顯出一個與該型腔會和的中央凹槽的特點，該凹槽的底部的形成是通過一個排出器的底表面，該排出器排出了從沖壓中心孔中脫離的一部分東西，由通道通向廢料區(qū)。進一步的發(fā)明已經(jīng)在此類型注射模之前為它的注塑產(chǎn)品描述過了。這樣一個產(chǎn)品的特點是在模具打開時驅(qū)動負壓源，進行加工。這項發(fā)明將在所附的幾個主觀選擇的實例的基礎上解釋，該發(fā)明不能全部解釋，不管怎樣是被限制的。在圖中：圖中1-5顯示根據(jù)發(fā)明在一個生產(chǎn)周期的不同階段是通過注塑模具縱切；圖中6顯示詳細的解釋了帶有機械和負壓手段的插入盤的穩(wěn)定性；圖中7根據(jù)圖6顯示了VII的細節(jié)；圖中8顯示了一個視角相當于圖6中的變體，其中插入盤由負壓單獨地夾住變體；當根據(jù)圖8時，圖中9顯示一個變體；圖中10顯示注塑模具的凹槽的細節(jié)，凹槽與吸的方法連接，用多孔材料充滿；圖中11和12顯示兩個注射模具的脫離模，其中包括外加工的沖壓調(diào)節(jié)手段和加工手段。根據(jù)發(fā)明圖中1顯示了注塑模具1，這包括前端模2和后模具3 。緊靠前表面4鎳盤5可以放在一個提供的中心孔6中，盤5可以通過一個閥座壓板7固定在前表面4。為此，閥座壓板7穩(wěn)固地與后模具3連接，用螺栓8和螺紋襯套9 。凸緣10，在圖7中可以更加清楚地看到它的形狀，抓緊中心孔6的邊緣。通過操作螺紋襯套9，通過一個齒輪聯(lián)軸器定一個直角，閥座壓板7朝箭頭13的方向可移動到相應模具3的型腔14，確保鎳盤5緊靠前表面4。模具1習慣用來制造光碟。針對圖中的左側(cè)是鎳盤5，為了制造光碟在表面上載有數(shù)字信息。制造成厚度0.300mm與寬度0.025mm。根據(jù)一個具體光盤的厚度，改變環(huán)16使圓盤的總厚度可以與腔14的肩部17的厚度持平。鎳盤5依靠閥座壓板7夾緊在盤5的中間。夾緊的盤進一步保證了與管道21連接的環(huán)形槽18。后模具3顯示一個為了冷卻流體的螺旋形的管道22。圖2顯示了模具2的結(jié)構(gòu)，以及與后模具3 之間的合作，共同約束一輪圓盤狀的形式腔23。因此，也可以明顯的是，圖2顯示了模具1封閉位置。這里的形式腔連接23通過壓力管道24，對不同的腔23，和注射噴嘴25。 箭頭27顯示了相對位移的表示，注射噴嘴25到達工作的位置。壓力管道24一直延伸到前面的模具2 的中心位置26。圖 3顯示如何由落后的流離失所，按照箭頭27注射噴嘴25通過的運作春季墊圈28日，中央位置是26轉(zhuǎn)移到左側(cè)，例如，一個29澆道圓錐形狀相應的，在不同的壓力管道24可釋放。 29表示，光盤30的澆道形狀脫離了后者的沖壓手段，可以安排在光盤30的中心孔。沖床是被做成沖壓元件31的形式，直徑在32前緣相當于與中央腔33在前面模具2，其中中央部分26。這樣凸緣32和沖孔機31共同操作，柱形空腔33的邊緣34位于它對面的一個核心部分，由光盤30的方式顯示在圖4上并且在中央形成一個洞。在沖壓機31是通過在壓力下輸送流體到壓力管道36，其中活塞37流離到左側(cè)?；钊?7是由兩半聯(lián)結(jié)圈與沖孔機31連接的。這里認為分開的聯(lián)結(jié)圈38，其中合作的兩個凸緣39，40的分別是活塞37和沖孔機31錐形面上的，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當于上述表面的形狀。表面上看，這種通過連接聯(lián)結(jié)圈38的兩半未抽出意味著一個非常簡單但可靠的嚙合關(guān)系在活塞37與沖孔機31之間獲得。圖5顯示中央部分35和錐形澆道29共同構(gòu)成一個整體被固定在沖孔機31的正表面上。這一情況的結(jié)果，即一個外表腔41在沖孔機31內(nèi)，當形成了光碟，引起部件42的形成，在中心光盤并延伸到腔41，該部件42由于逐漸形式的腔，與一個非釋放沖孔機連接。腔41的底部是由噴射器43的前表面組成，其中所取代左邊的箭頭根據(jù)45對壓力形成一個彈簧44可以套用釋放力針對部件42左側(cè)，即彈出廢料29,35,42。該型光碟30現(xiàn)在可以被機器人46與吸力墊47移除，按照圖示表明，為了進一步處理，該光碟被運送到另一工作臺進行加工，最后再運送到工作臺進行包裝。在負壓下吸力通道21與流體源連接。該流體源形成部分未被取用的注塑產(chǎn)品并且在里面通過控制手段被驅(qū)動，圖5所示的任何階段，即在處置澆道及相關(guān)材料和產(chǎn)品廢料的清除。根據(jù)此前討論的設備與閥座壓板7不一致，在其前圓柱49前表面上，圖6指出的閥座壓板48可以提供，即可直接形成理想的光碟的中心孔。附件2：外文原文（復印件）南京理工大學泰州科技學院學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表學生姓名 學 號指導教師選題情況課題名稱掛鉤注射模設計難易程度偏難適中偏易工作量較大合理較小符合規(guī)范化的要求任務書有無開題報告有無外文翻譯質(zhì)量優(yōu)良中差學習態(tài)度、出勤情況好一般差工作進度快按計劃進行慢中期工作匯報及解答問題情況優(yōu)良中差中期成績評定：良所在專業(yè)意見：該學生學習態(tài)度較為認真，能完成布置的任務，達到所要求的工作進度。 負責人： 年 月 日 南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計（論文）任務書系部：專 業(yè)：學 生 姓 名：學 號：設計(論文)題目：掛鉤注射模設計起 迄 日 期:2009年 3月 9日 6月 14日設計(論文)地點:指 導 教 師:專業(yè)負責人:發(fā)任務書日期: 2009年 2月 26日任務書填寫要求1畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、系部領(lǐng)導簽字后生效。此任務書應在第七學期結(jié)束前填好并發(fā)給學生；2任務書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；3任務書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及系部主管領(lǐng)導審批后方可重新填寫；4任務書內(nèi)有關(guān)“系部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學生的“學號”要寫全號；5任務書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 77142005文后參考文獻著錄規(guī)則的要求書寫，不能有隨意性；6有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 74082005數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書1本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的：通過對掛鉤注射模設計，培養(yǎng)學生檢索資料，綜合應用所學知識，并根據(jù)工程實際的要求解決工程實際問題的方法與能力，訓練學生模具設計制造的基本技能和模具CAD設計能力，提高獨立工作的能力，適應社會需求。將軟件知識和實際應用結(jié)合起來,培養(yǎng)學生獨立分析工程問題、解決工程技術(shù)問題的實際能力，同時鍛煉學生收集資料、綜述文獻、應用技術(shù)工具以及分析軟件和編制設計說明書的能力。2本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：本設計要求學生根據(jù)掛鉤實物，測繪零件圖紙，設計成型注射模具，并學習Pro/Engineer、UG或Solidworks等大型CAD軟件在模具設計中的應用，具體要求如下：1） 查閱資料（不少于15篇），翻譯一定量的外文資料（不少于3000漢字），撰寫開題報告及文獻綜述（不少于2000字）；2） 測繪塑件圖紙，完成其CAD三維造型設計；3） 完成塑件注射模具方案設計和相關(guān)設計計算；4） 完成該注射模具裝配圖設計和全部零件圖紙設計；5） 模具成型零件CAD三維造型設計；6） 完成該注射模具模板、成型零件等主要件的制造工藝設計；7） 撰寫設計說明書。畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書3對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等： 課題成果內(nèi)容包括：1) 塑件圖紙及CAD三維數(shù)據(jù)模型；2) 全套注射模具圖紙，成型零件三維造型；3) 全套模具制造工藝規(guī)程；4) 畢業(yè)設計論文。4主要參考文獻：1 成都科技大學，北京化工學院，天津輕工業(yè)學院合編.塑料成型模具M.北京：中國輕工業(yè)出版社，1982.2 胡石玉.模具制造技術(shù)M.南京：東南大學出版社，1997.3 駱志斌.模具工手冊M.南京：江蘇科學技術(shù)出版社，2000.4 林清安.Pro/ENGINEER零件設計（基礎篇上、下）M.北京：北京大學出版社，2000.5 成都科技大學等.塑料成型模具M. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1982.6 西德H.蓋斯特羅編著,王文展譯.注射模設計102例M. 北京：國防工業(yè)出版社，1990.7 日葉屋臣一等,許鶴峰等譯.注射模具設計和應用M. 北京：輕工業(yè)出版社，1989.8 成都科技大學.塑料成型工藝學M. 北京：輕工業(yè)出版社，1989.9 李明亮.基于Pro/E的插座盒注射模設計J.模具制造,2008,(6):4446.10 陳峰.Pro/E軟件在旋鈕三維造型及模具設計中的應用J.湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報,2008,8(3):910,31.畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書5本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2009年 3月 9日 3月18日 3月 19日 3月 29日3月30 日 4月5 日4月 6日 4月12日4月13日 4月26日4月27日 5月8日5月 9日 5月21日5月22 日 5月 30日5月31 日 6月 8日6月9 日 6月 10日6月11日 6月14日熟悉課題，查閱有關(guān)資料，完成資料翻譯完成文獻綜述，撰寫開題報告，學習注射模設計方法，熟悉Pro/Engineer或其它三維CAD軟件測繪塑件零件圖紙，熟悉Pro/Engineer或其它三維CAD軟件，完成塑件三維數(shù)據(jù)模型設計進行注射模結(jié)構(gòu)方案設計基本掌握CAD軟件操作，完成塑件注射模方案設計和基本計算塑件注射模結(jié)構(gòu)設計，利用Pro/Engineer或其它CAD軟件進行造型設計完成塑件注射模零件造型、裝配體設計和修改完善完成塑件注射模工程圖和裝配圖設計完成塑件注射模制造工藝設計，撰寫設計說明書修改并打印設計說明書和圖紙，整理相關(guān)資料，提交畢業(yè)設計成果論文答辯所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日系部意見：系部主任： 年 月 日南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計(論文)前期工作材料學生姓名:學 號：系部:專 業(yè):設計(論文)題目:掛鉤注射模設計指導教師: 材 料 目 錄序號名 稱數(shù)量備 注1畢業(yè)設計(論文)選題、審題表12畢業(yè)設計(論文)任務書13畢業(yè)設計(論文)開題報告含文獻綜述14畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯含原文15畢業(yè)設計（論文）中期檢查表12009年5月南京理工大學泰州科技學院本科生畢業(yè)設計（論文）選題、審題表系部指導教師姓 名 專業(yè)技術(shù)職 務課題名稱掛鉤注射模設計適用專業(yè)機械工程及自動化課題性質(zhì)ABCDE課題來源ABCD課題預計工作量大小大適中小課題預計難易程度難適中易課題簡介塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設計制造的社會需求也日益增長，而且要求越來越高。通過對掛鉤注射模設計，培養(yǎng)學生檢索資料，綜合應用所學知識，并根據(jù)工程實際的要求解決工程實際問題的方法與能力，訓練學生模具設計制造的基本技能和模具CAD設計能力，提高獨立工作的能力，適應社會需求。使學生將軟件知識和實際應用結(jié)合起來,可以培養(yǎng)學生獨立分析工程問題、解決工程技術(shù)問題的實際能力，同時鍛煉學生收集資料、綜述文獻、應用技術(shù)工具以及分析軟件和編制設計說明書的能力。課題應完成的任務和對學生的要求應完成的任務：課題調(diào)研，查閱資料，撰寫開題報告及外文翻譯； 總體方案論證及選擇； 掛鉤零件初步設計；塑料注射模具方案設計及相關(guān)計算；繪制注射模具裝配圖和零件圖；撰寫設計說明書。對學生的要求：先修課程包括：機械設計、機械制造、模具設計、計算機應用技術(shù)及設計繪圖軟件的使用，如AutoCAD、Pro/Engineer等； 獨立工作，善于思考； 勤奮向上，積極主動，認真負責。所在專業(yè)審定意見： 專業(yè)負責人(簽名)： 年 月 日注：本課題由 曹軍 同學選定，學號： 05010108 注：1該表由指導教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)負責人簽名后生效，作為該專業(yè)學生畢業(yè)設計（論文）選題使用；2有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應欄內(nèi)打“”； 3課題一旦被學生選定，此表須放在學生“畢業(yè)設計（論文）資料袋”中存檔。填 表 說 明1該表的填寫只針對1名學生做畢業(yè)設計（論文）時選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學選擇，應在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標題），并且在“設計（論文）要求”一欄中說明。2“課題性質(zhì)”一欄：A產(chǎn)品設計；B工程技術(shù)研究；C軟件開發(fā)；D研究論文或調(diào)研報告E其它。3“課題來源”一欄：A自然（社會）科學基金與?。ú浚?、市級以上科研課題；B企、事業(yè)單位委托課題；C校、院（系）級基金課題；D自擬課題。4“課題簡介”一欄：主要指該課題的背景介紹、理論意義或?qū)嵱脙r值。 南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計說明書(論文)作 者:學 號：系部:機械工程系專 業(yè):機械工程及自動化題 目:掛鉤注射模設計指導者： 評閱者： 2009 年 6 月畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視。模具技術(shù)已經(jīng)成被越來越多的人所推廣和學習。本論文是掛鉤注射模CAD設計，是對機械專業(yè)知識的綜合運用。該設計分為兩部分，一部分是對掛鉤測繪零件圖紙，用CAD軟件進行三維造型，完成塑件注射模具方案設計和相關(guān)設計計算；一部分是完成模具零件CAD三維造型設計，完成該注射模具裝配圖設計和全部零件圖紙設計，最后完成該注射模具的制造工藝設計。關(guān)鍵詞 模具設計 注射模 CAD 畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要Title The CAD Design of Injection Mould of Pothook AbstractMould industry is the foundation of the national economy industries，and it is the highly valued by government and the business community . Mould technology has been promoted and learned by more and more people. This paper is pothook injection mould CAD design, which is the integrated use of mechanical expertise. The design is divided into two parts, one for pothook mapping parts drawings, using CAD software for 3D modeling, assuming the completion of the program design and injection molding related design calculations; the other part is that completed mould parts CAD 3D shape design, the completion of the injection mold design and assembly of all parts of the design drawings, Final completing of the injection molding manufacturing processes design.Keywords Mould design Injection mould CAD 南京理工大學泰州科技學院畢業(yè)設計(論文)開題報告學 生 姓 名：學 號：專 業(yè)：設計(論文)題目：掛鉤注射模設計指 導 教 師: 2009年 3 月 22 日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；3“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；4有關(guān)年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告1結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述摘要 我國模具近年來發(fā)展迅速，特別是注塑模具，在我國的制造業(yè)中做出了一定的貢獻。但與發(fā)達國家仍有一定的差距，在某些方面差距還比較大。本文介紹了在工業(yè)生產(chǎn)中常用的幾種塑模，有壓縮模、壓注模、擠出模和注塑模。并著重介紹了注塑模的結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞 模具發(fā)展 注塑模具 結(jié)構(gòu)模具是在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機和裝在壓力機上的專用工具，通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需形狀的零件或制品，這種專用工具統(tǒng)稱為模具。我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機床的底座、機身外殼，小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。1 國內(nèi)外模具發(fā)展近況近幾年，我國模具業(yè)發(fā)展迅速，在我國模具工業(yè)總產(chǎn)值中，沖壓模具占50%，塑料模具占33%，壓鑄模具占6%，其它模具各占11%。模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應用，與其它加工制造業(yè)所無法比擬的。但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。低檔模具過剩，高檔模具供不應求，甚至有的依賴進口。（1）原材料問題。受售價限制，國產(chǎn)模具多采用2Cr13和3Cr13作精密熱處理，而國外則采用專用模具材料DINI、2316，其綜合機械性能，耐磨、耐腐蝕性能及拋光亮度均明顯優(yōu)于國產(chǎn)材料。這從根本上影響了國產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。（2）制造工藝水平。國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家，工藝條件參差不齊，差距很大。不少廠家由于設備不配套很多工作依賴手工完成，嚴重影響了精度和質(zhì)量1。（3）模具設計體系。國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家雖然也采用了計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造技術(shù)(CAM)，但依舊停留在引進、消化和吸收階段，難以形成具有成熟的理論指導和設計體系。因此，規(guī)范模具設計軟件系統(tǒng)的開發(fā)是當務之急2,3。（4）調(diào)試水平。模具就其本質(zhì)而言屬于工裝，生產(chǎn)出合格制品才是最終目的。因此，模具的質(zhì)量、性能依賴試模結(jié)果檢驗。國內(nèi)模具廠因交貨期短，試模設備局限，往往把質(zhì)量檢驗工作放在用戶處試模，易給用戶造成大量的損失和浪費。而且由于修模受時間，場地限制，往往難以調(diào)試出最佳狀態(tài)。而國外一些發(fā)展較好的企業(yè)都擁有自己的試模場所和設備，可以模擬用戶的工作條件試模，所以能在最短的時限達到很好的效果。（5）配套體系。我國模具生產(chǎn)企業(yè)習慣埋頭搞生產(chǎn)科研，而忽視了與其他設備供應商、原料供應商合作。無形中使用戶走了許多彎路。我們的模具廠必須和其他廠家及各大科研院所共同合作，為用戶創(chuàng)造最佳的制品，創(chuàng)造更大的利潤，才有希望為自己營造廣闊的發(fā)展空間。2 塑模材料的性能不斷提高，各行業(yè)的零件將以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，使用塑料模具的比例將日趨增大；塑料制品在機械、電子、航空、醫(yī)藥、化工、儀器儀表以及日用品等各個領(lǐng)域的應用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高4。2.1 常用塑模種類(1)壓縮成型的塑料模具(簡稱壓縮模，又稱壓塑?；蚍Q壓膠模)它是將塑料原料直接加入敞開的塑模型腔內(nèi)，當塑模閉合后，在加壓和熱的作用下，塑料成為流動狀態(tài)并充滿型腔，然后通過化學和物理變化使塑料硬化定型.(2) 壓入成型的塑料模具(簡稱壓注?；驍D塑模，又稱擠膠模)它是成型熱固性塑料或封裝電器組件等用的一種塑料成型模具，這種塑模設有單獨的加料室。成型及加料前先閉模，然后將塑料放入加料室內(nèi)預熱加壓成粘流狀態(tài)時.再使塑料通過塑模的澆注系統(tǒng)，以高速擠入塑模型腔中去，繼續(xù)加熱加壓，直到完成塑料的固化而成型。(3)擠出成型的塑料模具(簡稱擠出模)它是將放入料斗中的原料由螺旋送入加熱室，在加熱室的模具端，加熱成粘流狀態(tài)的塑料，在擠出機的高壓和高速作用下。通過具有一定斷面形狀的機頭(口模)和定型模(套)而擠出成型。它主要用于熱塑性塑料，個別也用于熱固性塑料的塑件成型。(4)注射(塑)成型的塑料模具(簡稱注射?；蜃⑺苣?它是將塑料原料注射在注射機的加熱料筒內(nèi)，受熱成熔融狀態(tài)，在注射機的螺桿或柱塞的推動下進入塑模型腔，使塑料在型腔內(nèi)硬化成型。此外 ，還有發(fā)泡成型塑模、吹塑成型塑模、真空成型塑模、玻璃纖維增強塑料成型塑模等，但這些塑模的設計是建立在以上所述常用的幾種塑模設計基礎上，且比較簡單。隨著塑料成型方法的不斷出現(xiàn)，必然會產(chǎn)生各種新型塑料的新型的成型模具。2.2 注塑模具的結(jié)構(gòu)簡介通過利用計算機輔助的設計，是設計的工作量大大的減少，同時也可以通過軟件的分析，使我們得到更加適合茶品制造的模具，使其結(jié)構(gòu)更加得簡單、合理，可以減少我們以往對模具進行的各種修改，在計算機上進行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化能更節(jié)省所需的人力物力，同時使結(jié)構(gòu)更加合理。利用UG軟件對注塑模具進行結(jié)構(gòu)設計是十分主流的軟件，通過模流分析可以獲得合理的模具結(jié)構(gòu)。我們可以用MPI分析注射成型工藝，確定澆口數(shù)量。MPI是專業(yè)模流軟件，可以模擬熱塑性塑料注射成型過程中的填充，和冷卻過程，并能輸出量化的過程參數(shù)、曲線和圖表。作為分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理、怎樣選擇合適的注射材料、怎樣確定合理的澆口位置、預測熔接痕的位置、最終制品質(zhì)量如何等的依據(jù)10。還可以進行保壓等的優(yōu)化設計11。在注塑成型工藝以及模具的設計過程中，澆口位置是一個很重要的設計變量，它與塑料性能、塑件形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝等很多因素有關(guān)。不合理的澆口將會使塑件產(chǎn)生缺料，翹曲，熔體破碎，熔接痕、縮孔、白斑、燒焦等一系列的質(zhì)量缺陷，甚至直接產(chǎn)生廢品，因此正確選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。對于模具澆口位置的確定，也有了很多好的方法，如：經(jīng)驗搜索法優(yōu)化澆口位置最簡單的是窮盡法，隨機搜索法和決策法也是經(jīng)常用的。經(jīng)驗搜索法是在搜索法和決策法的基礎上，融入設計者的經(jīng)驗提出的。既由設計者憑經(jīng)驗和澆口設計的使用準則給出可行方案，以這些方案為起點搜索出局部最優(yōu)；然后比較個局部最優(yōu)值得到全局最優(yōu)值12。還有基于注射成型模擬技術(shù)的塑料件澆口位置的優(yōu)化。運用成型軟件MPI可以合理的確定出澆口的位置,運用MPI中的最佳澆口分析模塊初步找到一個最佳澆口位置,然后對不同澆口位置和不同過程參數(shù)設置環(huán)境下的塑料成型過程進行模擬,比較其填充效果,綜合預測缺陷和工藝條件,從而達到制件澆口位置的優(yōu)化設計13. 現(xiàn)在模具設計完后，要進行大量的分析工作，然后對模具進行優(yōu)化，以達到最好的效果。利用MoldFlow,可以做到很好的分析。注塑制品的殘余應力和收縮是影響制件的主要因素，而注塑過程中的工藝參數(shù)對其有著直接的影響。通過分析，可以得出結(jié)論：在流動方向上無定型材料的收縮基本保持不變，殘余應力沿壁厚分布的形狀也基本相同，但流動末端處的應力值稍大于流動入口處；保壓壓力是影響制品收縮的關(guān)鍵因素，提高保壓壓力和注射溫度可以降低制品的最終收縮，而模具溫度對收縮的影響較小11。當需用注射成型結(jié)構(gòu)上難以脫模的塑件，如汽車輸油管、進氣排氣管和水泵支座等有復雜形狀的空芯塑件時，一般是將它們兩半成型，然后通過用螺釘、鉚接、粘接或焊接方法拼合起來，致使塑件的密封性較差。為了解決這類問題可熔型芯注射模具技術(shù)是一種很有效的方法?？扇坌托咀⑸涑尚偷幕驹硎窍扔玫腿埸c合金鑄造可熔型芯，然后把可熔型芯作為嵌件放入模具中進行注射，冷卻后把包含有型芯的制件從模腔中取出，再加熱將型芯熔化，為縮短型芯熔出時間，減少塑件變形和收縮，一般采用油和感應線圈同時加熱的方法，感應加熱使可熔型芯從內(nèi)向外熔化，油加熱則熔化殘存在塑件內(nèi)表面的合金表皮層14。模具的冷卻也有了很多新的技術(shù)，負壓水路使得裝置即可以解決漏水問題，又可以解決制冷問題，熱管也是一種很好冷卻裝置，在日本，目前，熱管已經(jīng)標準化，商品化，在注塑模具中已逐漸推廣。 參 考 文 獻1 許樹勤，王文平.模具設計與制造M. 北京: 北京大學出版社，2005.2 李得群.國外注射模CAD/CAN/CAE發(fā)展概況M.北京: 模具工業(yè),1994.3 吳崇峰.實用注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)M. 北京: 中國輕工業(yè)出版社,2000.4 郭新玲. 塑料模具設計M. 北京: 清華大學出版社,2006.5 易杰,婁美,田艷彬.基于Pro/E的復雜型面注射模具優(yōu)化設計J.湘潭師范學院學報,2008,30(2):9192. 6 柯曉華,陳冰冰,曾勇濤,安磊. 基于Pro/E的模具CAD/CAM技術(shù)J.上海工程技術(shù)大學學報,2008,22(2):113116. 7 奚建勝. 基于Pro/E的注射模分模技術(shù)J.模具工業(yè),2008,34(8):2628.8 何世松,賈穎蓮. 基于Pro/E的模具數(shù)控加工的研究與應用J.煤礦機械,2008,29(6):9798.9 王都，李志剛.歐美模具企業(yè)考察報告J.模具工業(yè)，2001，(3):1824.10 魏萬壁.塑料模具制造工藝M.廣州:廣東科技出版社,1998.11 邱建新，李發(fā)根，李國祿.模具工業(yè)發(fā)展趨勢綜述J.模具產(chǎn)業(yè)，2005，(2):37.12 王國中，申長雨.注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù)M.北京：中國標準出版社,1998.13 付建勛，陳波，吳銳等.模具設計與制作技術(shù)基礎M. 河南: 河南大學出版社,2003.14 屈華昌.塑料成型工藝與模具設計M.北京: 機械工業(yè)出版社,1998.15 段錫中，劉峰，陳雪剛.汽車尾燈燈罩電弧噴涂注射模設計J.塑料工業(yè)，2006，34(2):155156. 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：一、課題研究內(nèi)容塑料件在各行各業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設計制造的社會需要也日益增長，而且要求越來越高。掛鉤是以圓柱體為主，本課題是研究掛鉤的注射模設計。二、研究途徑1、測繪掛鉤圖紙，完成CAD三維造型設計。2、掛鉤的注塑模方案設計。（1）注塑模類型的選擇現(xiàn)擬采用普通注射模。（2）分型面的選擇 考慮到脫模的時候，使工件留在動模一邊，現(xiàn)擬采用以掛鉤的中間平面為分型面。（3）澆口的設計根據(jù)掛鉤的外觀情況，擬采用側(cè)澆口。3、注塑模具成型零件尺寸的計算。4、完成掛鉤的注塑模的裝配圖設計和全部零件的圖紙設計。5、完成該注塑模具模板、成型零件等主要件的制造工藝設計。 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1對“文獻綜述”的評語：通過對文獻資料的查詢與總結(jié)，著重介紹了國內(nèi)外模具工業(yè)的發(fā)展狀況、常用塑料模具的種類以及注塑模具的結(jié)構(gòu)。文獻綜述基本反映了我國模具制造業(yè)尤其是塑料模具制造的情況，通過分析完成了模具的初步設計方案，為課題的研究作了先期準備。2對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測：課題主要根據(jù)市售掛鉤進行測繪，按塑件成型完成模具設計與制造工藝，另外結(jié)合眾多模具企業(yè)已廣泛采用模具CAD技術(shù)的現(xiàn)狀這一社會需求，結(jié)合課題學習和運用模具制造中流行的CAD軟件，并完成一定的設計任務。課題具有較強的工程訓練性，塑件外形、結(jié)構(gòu)不太復雜，因此成型注射模具也不太復雜。設計要涉及模具設計、制造工藝及CAD等方面，涉及面較廣，難度適中，工作量適中，根據(jù)該學生的現(xiàn)有基礎，通過設計期間的努力可以較好地完成課題設計任務。 指導教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 35 頁 共 35 頁1 引言1.1 塑料模具的現(xiàn)狀和地位1.1.1 國外模具技術(shù)發(fā)展及目前的水平模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。西方發(fā)達國家為了適應工業(yè)產(chǎn)品多、更新快、市場競爭激烈的局面，加強了對低消耗、高效率、高一致性、高精度和高復雜度的模具產(chǎn)品的研發(fā)，近十多年來，國外先進國家的模具技術(shù)水平得到了飛速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)先進的快速模具制造技術(shù)得到廣泛的應用。該技術(shù)被稱為自數(shù)控技術(shù)以來的又一次革命，尤其對模具工業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動作用。RPM技術(shù)與RMT技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)進一步深入發(fā)展的方向。RPM技術(shù)與陶瓷型精密鑄造相結(jié)合，為模具型腔精鑄成型提供了新途徑。應用RPM/RMT技術(shù)從模具的概念設計到制造完成，僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3，成本的1/4左右，因而具有廣闊的發(fā)展前景1。(2)新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù)得到廣泛的應用。 新一代模具軟件應建立在從模具設計實踐中歸納總結(jié)出的大量知識上。這些知識經(jīng)過了系統(tǒng)化和科學化的整理，以特定的形式存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支持下，模具CAD不再是對傳統(tǒng)設計與計算方法的模仿，而是在先進設計理論的指導下，充分運用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識和成功經(jīng)驗，其設計結(jié)果必然具有合理性和先進性2。(3)模具專業(yè)化生產(chǎn)及標準化程度高。專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一，國外工業(yè)先進的國家模具專業(yè)化生產(chǎn)已達75%以上。標準化是實現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益的重要手段，是機械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路3。(4)模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快。目前國外先進國家的模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快。高速銑削加工、超精加工和復合加工技術(shù)、熱流道技術(shù)等已在國外先進國家得到了很好的應用4，5。這些先進的技術(shù)的應用極大的提高了這些國家模具產(chǎn)品的質(zhì)量、精度?？s短了生產(chǎn)周期，提高了經(jīng)濟效益，提高了產(chǎn)品的競爭力。1.1.2 國內(nèi)模具技術(shù)發(fā)展及目前的水平從起步到現(xiàn)在，我國模具工業(yè)經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進一步縮小。在精密模具方面，國內(nèi)多工位級進模、精沖模、精密塑料模的精度已達0.003 mm，甚至更高6。多工位的級進模設計和制造技術(shù)已日趨成熟，在引進技術(shù)及設備情況下，部分企業(yè)的此類模具已達到或接近國外先進水平。在大型模具方面，我國已能生產(chǎn)轎車覆蓋件模具、48英寸大屏幕彩電前殼及后蓋注射模具、6.5 kg大容量洗衣機全套塑料模、轎車儀表板形狀復雜的注射模、自動扶梯整體階梯壓鑄模及汽車變速箱體壓鑄模等。另外，為了提高生產(chǎn)率，采用了多工位及多模腔。在制造技術(shù)方面，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應用水平已上了一個新臺階。以高速發(fā)展的家電制造業(yè)為例，引進了美國、德國、日本、澳大利亞等國相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，取得了一定經(jīng)濟技術(shù)效益，促進和推動了我國CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。在過去的20年中，我國模具工業(yè)得到了長足的進步。但是，我國的模具工業(yè)與模具發(fā)達國家相比在模具的設計水平、模具的制造水平和模具的標準化水平方面還是有差距的。所以，今后我國模具工業(yè)的發(fā)展趨勢是現(xiàn)代設計方法與工藝設計相結(jié)合，在模具的開發(fā)和制造過程中，采用數(shù)控精密高效加工設備、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進制造技術(shù)，模具工業(yè)向著集團化、規(guī)?；较虬l(fā)展，走出一條自主開發(fā)模具的成功之路。1.2 本課題的要求本文主要闡述和說明掛鉤的造型設計和成形零件模具設計及其開模運動仿真的過程。通過運用模具設計基礎和PRO/E、CAD等這些課程的知識去做一次模具設計的實踐，并在這次實踐中鍛煉自己用理論知識來解決實際問題的能力。在這次模具設計的實踐中，我運用Pro/E軟件和CAD軟件對本產(chǎn)品造型進行了繪圖設計及Pro/E和CAD軟件間的3D與2D轉(zhuǎn)換，同時運用到模具知識對產(chǎn)品造型進行反饋，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加合理，也積極查找資料對掛鉤的模具成形零件進行設計。使我又進一步的了解注塑模具的知識，同時加深了對注塑模具的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理的理性知識；并掌握模具設計的關(guān)鍵要點和設計方法。2 注塑件的設計2.1 功能設計功能設計是要求塑件應具有滿足使用目的功能，并達到一定的技術(shù)指標。該塑件是日用品，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)批量應該是大批大量生產(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；此外，塑料都會老化，作為一種光學用品，還要考慮到材料的光氧化等問題。2.2 材料選擇通常，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)。對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說，要考慮的主要是材料的力學性能，如屈服應力，彈性模量，彎曲強度，表面硬度等。該塑件對材料的要求首先必須是透光性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟性問題，以下是對幾種透光性能較好材料的性能對比，如表2.1所示。表2.1 材料的特性PS PP PMMA拉伸強度/MPa51.9 6672彎曲強度/MPa11095113斷裂伸長率/%280100落球沖擊強度J/m16422洛氏硬度（M）11582101氧指數(shù)（OI）18。124.917.3熱變形溫度/ 85134100維卡軟化點/105153120馬丁耐熱溫度/112體積電阻率/cm101710192.1101010吸水率% 0.050.131.19透光度/%88929393霧度% 30.90.9折射率 1.5921.5861.492價格（元/噸）1150123033000410001950020700和機械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標準，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表2.2所示。表2.2 材料的性能和成型特性比較 塑料品種性能特點成型特點模具設計注意事項使用溫度主要用途聚苯乙烯（非結(jié)晶型）透明性好，電性能好，抗拉強度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強度差，化學穩(wěn)定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射時應防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應力，易開裂因流動性好，適宜用點澆口，但因熱膨脹大，塑件中 不宜有嵌件3080 裝飾制品，儀表殼，絕緣零件，容器，泡沫塑料，日用品等有機玻璃（非結(jié)晶型）透光率最好，質(zhì)輕堅韌，電氣絕緣性好/但表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂，化學穩(wěn)定性較好，但不耐無機酸，易溶于有機溶劑流動性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射時速度不能太高合理設計澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴格控制料溫與模溫，以防分解收縮率取0.352 擊穿強度(kVmm-1) 模具溫度t（C）2.3 結(jié)構(gòu)設計塑料制件的結(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，為模具設計和制造提供依據(jù)。 圖2.1 零件圖各種塑件，不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁，根據(jù)使用要求具有一定的厚度，以保證其力學強度。一般地說，在滿足力學性能的前提下厚度不宜過厚，不僅可以節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短，提高生產(chǎn)率;其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷，縮孔，夾心等質(zhì)量上的缺陷。以下是PP的壁厚推薦值：最小壁厚mm小型件壁厚mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm0.75 1.25 1.6 3.25.42.3.1 脫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)，外表面都應具有合理的斜度。以下是PP的脫模斜度推薦值： 制件外表面 制件內(nèi)表面 351.35 301塑件內(nèi)表面在造型時就有弧度，如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處，這不僅對脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。2.3.2 圓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。圓角的取值與應力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當R/T=0.6以后應力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值取到R3。加強肋的圓角半徑值關(guān)系如表2.4所示。表2.4 肋的圓角半徑值關(guān)系表肋的高度/mm6.56.513131919圓角半徑/mm0.81.51.53.02.55.036.5 塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個特征都有其設計原則和特殊功能，因為該塑件沒有涉及，所以就不一一介紹2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量2.4.1 尺寸精度(1) 尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應選擇高精度。根據(jù)精度等級選用表，PP的高精度為2級，一般精度為3級。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100120范圍內(nèi)，取MT2B級的公差數(shù)值為0.52 mm，MT3B級的公差數(shù)值為0.78 mm。(2) 尺寸精度的組成及影響因素：制品尺寸誤差構(gòu)成為：=+ 式中 制件總的成型誤差； 塑料收縮率波動所引起的誤差；模具成型零件制造精度所引起的誤差； 模具磨損后所引起的誤差；模具安裝，配合間隙引起的誤差；影響塑料制品尺寸精度的因素比較復雜，歸納有以下三個方面。(a) 模具 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。(b) 塑料材料 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。(c) 成型工藝 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。2.4.2 塑件的表面質(zhì)量表面質(zhì)量是一個相當大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學性質(zhì)兩方面技術(shù)指標，而不是單純的表面粗糙度問題。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10。該塑件要求對型腔拋光，所以對粗糙度的要求比較高，查表得PP拋光后順紋路方向的表面粗糙度為0.02mm，垂直紋路方向的表面粗糙度為0.26mm。3 注塑成型的準備3.1 注塑成型工藝簡介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作。 圖3.1 注塑成型壓力時間曲線（1）物料準備：成型前應對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進行檢驗，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標。對于吸濕性強的塑料，應根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進行適當?shù)念A熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進行適當?shù)念A熱，以避免收縮應力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過程：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（T=T1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值P0。從時間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）制件后處理：由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導致制件內(nèi)產(chǎn)生相應的結(jié)晶、取向和收縮應力，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴重時會開裂。故有的塑件需要進行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應力，此外，退火還可以對制件進行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的1020至熱變形溫度以下1020之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液，沸點為121，加熱溫度為100121，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取2h9h。3.2 注塑成型工藝條件(1)溫度：注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PP料與溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如表3.1所示。表3.1 溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)料筒溫度 /噴嘴溫度/模具溫度/熱變形溫度 /后段中段前段1.82MPa0.45MPa1502101702301902502402505756596(2)壓力：注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像PS流動性好的料，保壓力應該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，背壓的使用范圍約為3.4 MPa 27.5MPa。(3)時間：完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為3s5s，保壓時間一般為20s120s，冷卻時間一般為30s120s（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應的時間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗數(shù)值如表3.2所示。表3.2 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚/mm成型周期/s制件壁厚/mm成型周期/s0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0284.085經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表3.3所示。表3.3 制品成型工藝參數(shù)初步確定內(nèi)容 特性 內(nèi)容 特性注塑機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50噴嘴溫度() 230 后段溫度() 150210中段溫度() 170230 前段溫度() 190250 注射壓力MPa 90 保壓力MPa 80注射時間s 1.5 保壓時間 s 5冷卻時間s 20 其他時間s 3成型周期s 30 成型收縮(%) 0.6干燥溫度() 6080 干燥時間() 13 后處理溫度70，保溫時間2h。3.3 注塑機的選擇1956年制造出世界上第一臺往復螺桿式注塑機，這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破，目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%；注塑機的產(chǎn)量占整個塑料機械產(chǎn)量的50%。成為塑料成型設備制造業(yè)中增長最快，產(chǎn)量最多的機種之一。3.3.1 注塑機簡介注塑機的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法。常用的說法有：（1）按設備外形特征分類：臥式，立式，直角式，多工位注塑機；（2）按加工能力分類：超小型，小型，中型，大型和超大型注塑機。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類，但日常生活中用的較少。3.3.2 注塑機基本參數(shù)注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量，注射壓力，注射速度，塑化能力，鎖模力，合模裝置的基本尺寸，開合模速度，空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是設計，制造，購買和使用注塑機的主要依據(jù)。(1)公稱注塑量：指在對空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量，反映了注塑機的加工能力。(2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時的流動阻力，螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱為注射壓力。(3)注射速率：為了使熔料及時充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。常用的注射速率如表3.4所示。表3.4 注射量與注射時間的關(guān)系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力：單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會加長成型周期。(5)鎖模力：注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開。(6)合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉桿空間，模板間最大開距，動模板的行程，模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7)開合模速度：為使模具閉合時平穩(wěn)，以及開模，推出制件時不使塑料制件損壞，要求模板在整個行程中的速度要合理，即合模時從快到慢，開模時由慢到快在到停。(8)空循環(huán)時間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時間。3.3.3 選擇注塑機(1) 由公稱注射量選定注射機由注射量選定注射機。由Pro/E建模分析得：總體積V =82.6cm；總質(zhì)量M =86.8g；流道凝料V =0.5V(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù)，根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算，塑件越大則比例可以取的越小)11；實際注射量為：V=82.61.5=123.9 cm；實際注射質(zhì)量為M=1.5M=86.81.5=130.2g；根據(jù)實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則，如式（3.1）所示： 0.8V V （3.1） V= V/0.8 = 123.90.8= 154.9 cm；(2) 由鎖模力選定注射機，如式（3.2）所示：FF=AP （3.2） =2P=23010=569.91 （kN）式中 ：F注射機的鎖模力（N）； A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；P型腔壓力，取P=30MPa； D 取的是塑件的平均直徑；D =110.5，D 110mm ；結(jié)合上面兩項的計算，初步確定注塑機為表3.5所示，查國產(chǎn)注射機主要技術(shù)參數(shù)表取SZ-160/1000，主要技術(shù)參數(shù)如下。表3.5 國產(chǎn)注射機SZ-160/1000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(mm)360260理論注射容積（cm）179移模行程(mm)280螺桿(柱塞)直徑(mm)44最大模具厚度(mm)360注射壓力(MPa)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110鎖模形式(mm)液壓塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直徑(mm)120螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)10150噴嘴球半徑(mm)10鎖模力(KN)1000噴嘴口直徑-3.4 注射機的校核3.4.1 最大注塑量的校核為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應在公稱注塑量的35%75%范圍內(nèi)，最大可達80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設備的能力，選擇范圍通常在50%80%。 V =73.95 cm； V 179 cm； = 41.3%滿足要求。3.4.2 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力，如式（3.3）所示：FK AP （3.3）1.223010 683.892 kN 滿足要求。 式中：F注塑機額定鎖模力：1000kN； K安全系數(shù)，通常取1.11.2，取K =1.2； 3.4.3 塑化能力的校核 由3.2.3初定的成型周期為30s計算，實際要求的塑化能力為即：=2.465（g/s），小于注塑機的塑化能力10.5（g/s），說明注射機能完全滿足塑化要求。3.4.4 噴嘴尺寸校核在實際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機噴嘴球面半徑R1大1mm2 mm，主流道小端直徑D取比注射機噴嘴直徑d大0.5mm1mm，如圖3.2所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機噴嘴尺寸是標準，模具的制造以它為準則。 圖3.2 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系3.4.5 定位圈尺寸校核 注塑機固定模板臺面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺高度應小于定位孔深度。3.4.6 模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸應小于注塑機工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿間距相適應，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。3.4.7 模具厚度校核模具厚度必須滿足下式，如式（3.4）所示：H H H （3.4） 170301360 滿足要求。式中：H所設計的模具厚度 301 mm； H注塑機所允許的最小模具厚度170 mm；H注塑機所允許的最大模具厚度360 mm；3.4.8 模具安裝尺寸校核注塑機的動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動、定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。該模具外形尺寸為300400屬中、小型模具，所以采用壓板固定法（一般認為當尺寸在500500內(nèi)為中，小模具）。3.4.9 開模行程校核所選注塑機為全液壓式鎖模機構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。如式（3.5）所示：SH+H+（510）mm （3.5） 28092 滿足要求。 式中 S注塑機移模行程280 mm；H推出距離15 mm；H流道凝料與塑件高度67 mm。4 模具設計4.1 塑料配方說明塑料配方設計是塑料制品成型加工中在加工設備和工藝參數(shù)確定之后所必須進行的重要環(huán)節(jié)，設計水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣，也是應用現(xiàn)代技術(shù)對塑料進行改性的過程，其技術(shù)含量極高。一個成功配方的產(chǎn)生是多年實踐經(jīng)驗與應用高新技術(shù)的結(jié)局。塑料是以高分子聚合物為主要成分，加入一定量添加劑而組成的一種混合物，添加劑是由一系列為改變塑料的某些性能而添加的混合物，通常為填充劑，增塑劑，穩(wěn)定劑，潤滑劑，著色劑等。根據(jù)PP的特性及使用性能要求，配方中應含有以下添加劑。填充劑玻璃微珠；PP成型后易產(chǎn)生內(nèi)應力，添加玻璃微珠使塑料的流動性好，殘余內(nèi)應力分布均勻，使光的漫反射率為80%88%。增韌劑SBS，ABS，EPR；PP的沖擊性能很差，是一種十分脆的材料，增韌改性是必須的。光穩(wěn)定劑氧化鋅；塑料制品在日光或強熒光下，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應，導致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。潤滑劑硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面起潤滑作用，防止塑料在成型加工時黏模，同時提高塑料制品表面光潔度。著色劑粉紅色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有增加制品美感，以吸引消費者的購買欲望，提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實現(xiàn)的?？咕鷦┝姿徜喯点y離子抗菌劑；考慮到該產(chǎn)品人們可能會作為玩具把玩，因此需要做此設計。很多塑料制品的表面會滋生致病細菌，與人接觸后可能導致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結(jié)核等疾病的傳播。塑料抗菌改性是在樹脂中加入抗菌劑，其逸出塑料表面后，可將沾在塑料表面的細菌殺死或抑制細菌的繁殖，保持自身的清潔狀態(tài)。4.2 分型面的確定 分型面的選擇原則： (1)便于塑件脫模； (2)在開模時盡量使塑件留在動模； (3)外觀不遭到損壞；(4)有利于排氣和模具的加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，分型面確定在塑件的最大投影面積上。如圖4.1所示。圖4.1分型面4.3 型腔數(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，查手冊得塑件的經(jīng)濟精度推薦4級，這個產(chǎn)品是兩個殼件的組合，所以初定為一模兩腔最合理。4.4 澆口確定PP料的流動性好，可適用于各種澆口，為了不影響外觀，簡化模局結(jié)構(gòu)，確定使用側(cè)澆口。4.5 模具材料的選擇現(xiàn)有的模具模架已經(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19。如何合理的選擇模具鋼，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PP特性看，這三項指標是必須要滿足的，此外還有紅硬性，抗壓屈服強度和抗彎強度和熱疲勞能力的指標。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。另外從經(jīng)濟考慮，要求材料來源廣，價格低。查手冊選擇模仁的材料是4Cr13。屬馬氏體類型不銹鋼，該鋼機械加工性能較好，經(jīng)熱處理(淬火及回火)后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能，較高的強度和耐磨性，適于制造承受高負荷，高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具，透明塑料制品模具等。有關(guān)參數(shù)如下：物理性能：臨界溫度（）AC1：820；AC3：1100；線膨脹系數(shù)：10.5(在20100)熱導率：27.6W(M.K)-1(在20左右)彈性模量210000223500(20左右)4.6 澆注系統(tǒng)設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)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的主要內(nèi)容之一。4.6.1 主流道主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關(guān)。主要參數(shù)： 錐角=3；內(nèi)表面粗糙度Ra =0.00063mm；小端直徑D =d +(0.51)mm；半徑R=R+(12)mm；材料T8A；由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設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。4.6.2 分流道分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，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，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表4.1所示。表4.1流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑塑料名稱分流道斷面直徑mmABS，AS 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體4.89.51.69.5 1.69.5 3.510 810812.5510510810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。4.6.3 冷料穴冷料穴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，冷料穴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。 4.6.4 澆口 (1)澆口分類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，其有以下特性：(a)去除澆口方便，開模時料頭可以自動脫落，便于后處理加工；(b)試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改；(c)能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；(d)對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。(2)澆口尺寸(a)側(cè)澆口深度尺寸H的確定H =nt =0.61.6 = 0.96mm n塑料系數(shù)PP料取0.6； t塑件在澆口位置處的壁厚，該設計取殼體中間壁厚t=1.6 mm。經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，H的取值范圍在0.5mm2.0mm之間，若按澆口處壁厚計算則H =0.65=3mm，超出了經(jīng)驗值，而且由于澆口是易磨損部位，所以開始時取小值是有好處的，這有利于以后的修模。(b)側(cè)澆口寬度尺寸W的確定，如式（4.1）所示：W = （4.1） A型腔一側(cè)的表面積： A =V/t ；V澆注體積 ：V =53.910mm；t取平均壁厚=3.3mm 取3mm。 W =2.68 取3mm 4.6.5 剪切速率的校核 生產(chǎn)實踐表明，當注射模主流道和分流道的剪切速率R =510510s、澆口的剪切速率R =1010s時，所成型的塑件質(zhì)量最好。用公式：R = 式中：q體積流量（cm/s）；R澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（cm）。(1)主流道剪切速率校核Q =0.8Q/T=73.951.5=49.3（cm/s） 注射時間T =1.5(s)； R=0.27（cm） R主流道的平均當量截面半徑；d 主流道小端直徑 ， d =0.4 （cm）； d主流道大端直徑，d=0.68（cm）R= =2.6310 s (2)分流道剪切速率的校核 第一級分流道：Q=27（cm/s） R=0.3（cm）R= = =1.0510 s 第二級分流道：Q=（cm/s） 因為當量半徑和第一級，相同所以，R= R/2 510s(3)澆口剪切速率的校核R= =1.4210s Q= Q=13.5（cm/s）； 澆口面積S =13=3mm，當量面積S =R 取R=1mm。 從以上的計算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。4.7 模架的確定 4.7.1 型腔壁厚和底版厚度計算在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應力超過型腔材料本身的許用應力時，型腔將導致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定。根據(jù)大型模具按剛度條件設計，按強度校核；小型模具按強度條件設計，按剛度校核原則：側(cè)壁厚度計算公式如式（4.2）所示： S () （4.2） =() =20.91 mm式中：C與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比h/L有關(guān)的系數(shù)；查表C=1； 型腔壓力，取30MPa； 型腔深度，=40；E模具材料的彈性模量（MPa），E取2.110；剛度條件，即允許變形量(mm)，取=0.04;底板厚度計算公式如式（4.3）所示： （） （4.3） =（）=46.02mm由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；查表=0.026；型腔壓力，取30 MPa；底版短邊長度(mm)，=180；模具材料的彈性模量（MPa），E取2.110；剛度條件，即允許變形量(mm)，取=0.04；4.7.2 模架的選用注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者適用于模板尺寸為BL560mm900mm；后者的模板尺寸BL為（630mm630mm）（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設計采用龍記標準模架。(1)模仁尺寸的確定因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設計取模仁的大小為100250 mm。(2)凸、凹模尺寸的確定凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或剛度校核來確定。根據(jù)3.3.3的計算結(jié)果，只要凹模長邊的寬度滿足12 mm就可以達到剛度要求，理論上只要取大于12 mm的值就滿足設計要求，但考慮到導柱和導套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設計中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為50mm（實際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。所以凸、凹模尺寸為250500 mm。(3)模具高度尺寸的確定各塊板的厚度已經(jīng)標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：(a)凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時型腔中有很大的成型壓力，當塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，根據(jù)4.7.1知道，厚度滿足46可滿足要求，為了安全，取底板厚度為50 mm。凹模的底板因為是與注塑機的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該設計取凹模底板厚度為30 mm。(b)推板推出距離；在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為18 mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約15 mm左右，所以當推出距離為15 mm時就能使塑件和型芯分離。如果C板（即模腳）的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯，如圖4.5所示：圖4.5推出距離關(guān)系需要滿足關(guān)系：Hh1h2h3h0 HC板高度；h1擋銷高度；h2推板厚度；h3推桿固定板厚度； h推出距離； 完成了以上的工作，確定模具尺寸為250500 mm，A板厚度50 mm，B板厚度40 mm，C板厚度 50，為了保證凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1mm間隙。為了起吊模具，模具上都設有吊環(huán)。4.8 導向與定位機構(gòu)注射模的導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構(gòu)的運動導向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。導柱：國家標準規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應開設油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。若導柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導柱的直徑需要進行強度校核。導套：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導柱軸向固定容易。設計導柱和導套需要注意的事項有：(1)合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模具四角的危險斷面上。通常設在長邊離中心線的1/3處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。(2)導柱工作部分長度應比型芯端面高出6mm8mm，以確保其導向與引導作用。(3)導柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導柱固定部分配合精度采用H7/k6；導套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。(4)導柱可以設置在動模或定模，設在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊有利于塑件脫模。4.9 頂出系統(tǒng)設計 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)。脫模機構(gòu)的設計一般遵循以下原則：(1)塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。(2)由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大的部位。(3)結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護。本設計使用簡單的推桿脫模機構(gòu)，因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復雜，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。在對脫模機構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。4.9.1 脫模力的計算首先需要對塑件進行理想模型建模，如圖4.6所示：圖4.6塑件其中A段是塑件凹槽鎖位的長度，長度為5mm，B段是圓弧形殼體的理想建模，長度為10mm，原塑件的兩端斜