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編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目： 洗衣機(jī)波輪注塑模具
設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué)
姓 名：
職 稱(chēng)：
題目類(lèi)型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開(kāi)發(fā)
2014年5月26日
摘 要
本文是關(guān)于洗衣機(jī)波輪的注塑模具設(shè)計(jì)。通過(guò)生活實(shí)例和參考相關(guān)的資料確定波輪的尺寸參數(shù)，利用三維軟件進(jìn)行三維建模設(shè)計(jì)出波輪塑件，再對(duì)波輪塑件拔模分析獲得分型面，生成型芯和凹模，最后是根據(jù)型芯和凹模選擇模架。闡述了模具型芯、凹模、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射機(jī)的選擇，選用標(biāo)準(zhǔn)零件和設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零件。論證了如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助軟件（Solidworks和CAD）進(jìn)行塑件和模具的設(shè)計(jì)，通過(guò)掌握塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、注塑模具設(shè)計(jì)、塑料產(chǎn)品成型工藝、工程力學(xué)、工程制圖等相關(guān)知識(shí)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技能。最后論文對(duì)如何利用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)、裝配、仿真和分析作出了詳細(xì)的介紹。
關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)波輪；注塑模；計(jì)算機(jī)輔助軟件。
Abstract
This article is about the injection mold design washing machine impeller. Size of impeller parameters determined by real-life examples and reference information related to the use of three-dimensional design software for three-dimensional modeling Washing plastic parts, plastic parts and then the impeller draft analysis obtained parting surface, producing core and die, the last is based on the core mold and die choice. Select elaborated mold core, die, gating system, cooling system, designed to release agencies injection machine, the choice of standard parts and design of non-standard parts. Demonstrates how to use computer-aided software (Solidworks and CAD )performed plastic parts and mold design, computer-aided by mastering the knowledge and plastic product design, mechanical design, mold design, plastic molding, engineering mechanics, engineering drawing, etc. design skills. Finally the paper on how to use computer-aided software for mold design, assembly, simulation and analysis made ??in detail.
Key words: washing machine impeller; injection mold; computer aided software. 目 錄
引言 1
1 材料的選擇及其工藝分析 3
1.1 ABS的簡(jiǎn)介 5
1.1.1組成結(jié)構(gòu) 5
1.1.2主要特性 5
1.1.3物料性能 6
1.1.4成型性能 6
2 注射機(jī)的選擇 7
2.1 塑件的質(zhì)量屬性 7
2.2 注射機(jī)的確定 7
2.2.1最大注射量 7
2.2.2型腔數(shù)目 7
2.2.3鎖模力 8
2.2.4注射機(jī)選定 8
2.2.5鎖模力的校核 10
2.2.6最大注射量校核 10
2.2.7模具厚度校核 11
2.2.8開(kāi)模行程校核 11
3 波輪模具設(shè)計(jì) 12
3.1 型腔分布 12
3.2 分型面設(shè)計(jì) 12
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
3.3.1澆口套設(shè)計(jì) 14
3.3.2定位圈設(shè)計(jì) 14
3.3.3分流道設(shè)計(jì) 15
3.3.4澆口設(shè)計(jì) 16
3.3.5澆注系統(tǒng)的平衡 17
3.4 排氣的設(shè)計(jì) 17
4 成型零件設(shè)計(jì) 18
4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
4.1.1凹模設(shè)計(jì) 18
4.2 型芯設(shè)計(jì) 18
4.3 成型零件工作尺寸計(jì)算 19
4.3.1型腔徑向尺寸的計(jì)算 19
4.3.2型腔深度尺寸與型芯高度尺寸的計(jì)算 20
4.4 脫模機(jī)構(gòu)零件的計(jì)算 20
4.4.1脫模力的計(jì)算 20
4.4.2頂桿直徑計(jì)算 21
4.4.3推桿的位置和布局 22
4.4.4復(fù)位彈簧 22
4.5 模板的選擇 24
4.5.1墊塊,推板尺寸的確定 25
4.5.2標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 26
4.5.3導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇 26
4.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29
4.6.1成型周期 30
4.6.2冷卻計(jì)算 30
4.7 塑料模具的材料及熱處理 31
4.7.1塑料模具的材料應(yīng)該具有的性能條件 32
4.7.2模具材料與熱處理列表 32
5 利用軟件進(jìn)行模具的裝配與仿真 34
5.1 裝配過(guò)程 34
5.2 裝配體仿真 36
6 模具的裝配 37
6.1 模具的裝配順序 37
6.2 開(kāi)模過(guò)程分析 37
7 總結(jié) 38
謝辭 39
參考文獻(xiàn) 40
IV
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第41頁(yè) 共40頁(yè)
引言
對(duì)塑料產(chǎn)品發(fā)展前景的認(rèn)識(shí)
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)塑料產(chǎn)品的要求日益增高，不僅要求達(dá)到預(yù)期的效果，而且要有美觀大方的外表。設(shè)計(jì)和制造者都應(yīng)以人為本，創(chuàng)造了人類(lèi)的視聽(tīng)夢(mèng)想。
塑料產(chǎn)品的原材料主要來(lái)自于塑料，也就是說(shuō)大部份的塑件都是以注塑模的制造。因此，注塑模在塑料工業(yè)中顯得相當(dāng)重要。
由于塑料產(chǎn)品應(yīng)用前景可觀，更新?lián)Q代比較快，也就要求注塑模技術(shù)也應(yīng)跟上時(shí)代發(fā)展的步伐。
塑料產(chǎn)品的使用現(xiàn)狀
現(xiàn)今社會(huì)中，塑料制品已經(jīng)隨處可見(jiàn)。比如：照相機(jī)、辦公機(jī)器、汽車(chē)、儀器儀表、電話機(jī)、電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向著塑料方向發(fā)展。近年來(lái)由于工程塑料制件的強(qiáng)度和剛度等都有了很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍也在不斷擴(kuò)大。今后隨著微型電子計(jì)算機(jī)的普及和汽車(chē)的輕型化，塑料制件的使用范圍將會(huì)越來(lái)越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長(zhǎng)，塑料的應(yīng)用將覆蓋所有國(guó)民經(jīng)濟(jì)部門(mén)，特別是在國(guó)防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占據(jù)重要的地位。
模具的工業(yè)地位
模具的定義是利用模具特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的裝置。各種材料加工工業(yè)中廣泛使用著各種模具。按照制品選用的原材料不同，成型的方法不同，一般將模具分為塑料模具、金屬?zèng)_壓模具、橡膠模具、玻璃模具等。
模具能實(shí)現(xiàn)的全面要求是：生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。從模具使用的角度：效率高、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度：結(jié)構(gòu)合理、制造簡(jiǎn)單容易、成本低廉。
模具的質(zhì)量影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、澆注口、排氣槽位置和脫模方式等都對(duì)制件的機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋、尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能等有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具的結(jié)構(gòu)對(duì)操作難易程度影響非常大。在塑料制品大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量減少開(kāi)模、合模的過(guò)程和取下制件過(guò)程中的手工操作，因此常采用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中，還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也是有影響的。當(dāng)生產(chǎn)批量不大時(shí)，模具制造的費(fèi)用在制件上的成本占有很大的比例，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理又簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具、合理的加工工藝是模具工業(yè)中必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具上才有可能被充分發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。因而模具不斷地向前發(fā)展。
模具的發(fā)展趨勢(shì)
近幾年來(lái)，模具工業(yè)的增長(zhǎng)十分迅速。大型、微型、高效率、自動(dòng)化、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。從模具的設(shè)計(jì)和制造角度上來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可以分為以下幾個(gè)方向：
理論研究加深
在模具設(shè)計(jì)中，工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。
高效率、自動(dòng)化
大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。
大型、小型、高精度及高壽命
由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、小型、精密及高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異的制模材料。
革新制造模具工藝
在制造模具工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上的改進(jìn)很大，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。
標(biāo)準(zhǔn)化
開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了模具的生產(chǎn)效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。
1 材料的選擇及其工藝分析
制件圖紙及其工藝參數(shù)要求：
首先，洗衣機(jī)波輪需要抗腐蝕，環(huán)保衛(wèi)生，耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。下面我們來(lái)看看本次設(shè)計(jì)的波輪結(jié)構(gòu)圖，如圖1-1，1-2，1-3，1-4所示：
圖1-1 波輪圖紙
圖1-2 波輪正面
圖1-3 波輪側(cè)面
圖1-4 波輪背面
技術(shù)要求：
（1） 塑件不可以有裂紋和變形缺陷；
（2） 塑件需要有耐腐蝕性；
（3） 脫模斜度3o；
（4） 塑件厚度要求均勻?yàn)?毫米；
（5） 塑件表面要求光滑平整。
經(jīng)過(guò)分析確定所用材料：ABS
1.1 ABS的簡(jiǎn)介
塑料ABS無(wú)毒、無(wú)味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆粒或粉狀。密度為1.05~1.18，收縮率為0.4%~0.9%,彈性模量值為2Gpa,泊松比值為0.394，吸濕性<1%，熔融溫度217~237℃，熱分解溫度>250℃。塑料ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用。塑料ABS的耐磨性?xún)?yōu)良P3表1-3，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和低轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。塑料ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。塑料ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。塑料ABS不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類(lèi)、醛類(lèi)及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶(hù)外半年后，沖擊強(qiáng)度下降一半。
1.1.1組成結(jié)構(gòu)
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物。ABS通常為淺黃色或乳白色的粒料非結(jié)晶性樹(shù)脂。ABS為使用最廣泛非通用塑料之一。ABS樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)，有以彈性體為主鏈的接枝共聚物和以堅(jiān)硬的AS樹(shù)脂物主鏈的接枝共聚物；或以橡膠彈性體和堅(jiān)硬的AS樹(shù)脂混合物。這樣，不同的結(jié)構(gòu)就顯示不同的性能，彈性體顯示出橡膠的韌性，堅(jiān)硬的AS樹(shù)脂顯示出剛性，可得到高沖擊型，中沖擊型，通用沖擊型和特殊沖擊型等幾個(gè)品種。具體講，隨橡膠成分B的含量（一般為5~30%）增加，樹(shù)脂的彈性和抗沖擊性就會(huì)增加；但抗拉強(qiáng)度，流動(dòng)性，耐候性等則下降。樹(shù)脂組分AS的含量（一般為70~95%）含量增大，則可提高表面光澤，機(jī)械強(qiáng)度。耐候性。耐熱性。耐腐蝕性，電性能，加工性能等好些，而沖擊強(qiáng)度等則要下降。樹(shù)脂組分中A與B的比例分別為30~35%/80~65%。
1.1.2主要特性
塑料ABS樹(shù)酯是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PB，PAN，PS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。經(jīng)過(guò)實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)：ABS塑料管材，不耐硫酸腐蝕，遇硫酸就粉碎性破裂。
由于具有三種組成，而賦予了其很好的性能；丙烯腈賦予ABS樹(shù)脂的化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛度和硬度；丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介電性能，并呈現(xiàn)良好的加工性。大部分ABS是無(wú)毒的，不透水，但略透水蒸氣，吸水率低，室溫浸水一年吸水率不超過(guò)1%而物理性能不起變化。ABS樹(shù)脂制品表面可以拋光，能得到高度光澤的制品。
ABS具有優(yōu)良的綜合物理和機(jī)械性能，極好的低溫抗沖擊性能。尺寸穩(wěn)定性。電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性、成品加工和機(jī)械加工較好。ABS樹(shù)脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類(lèi)，不溶于大部分醇類(lèi)和經(jīng)類(lèi)溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代經(jīng)中。ABS樹(shù)脂熱變形溫度低可燃，耐候性較差。熔融溫度在217~237℃，熱分解溫度在250℃以上。如今的市場(chǎng)上改性ABS材料，很多都是摻雜了水口料、再生料。導(dǎo)致客戶(hù)成型產(chǎn)品性能不一又不穩(wěn)定。
1.1.3物料性能
（1） 綜合性能較好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電性能良好；
（2） 與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，制成雙色塑件，且可表面鍍鉻，噴漆處理；
（3） 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別；
（4） 流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好；
（5） 適于制作一般機(jī)械零件，減磨耐磨零件，傳動(dòng)零件和電訊零件。
1.1.4成型性能
（6） 無(wú)定形材料，流動(dòng)性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度，3小時(shí)；
（7） 宜取高料溫，高模溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為>270度)。對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度，對(duì)高光澤。耐熱塑件，模溫宜取60-80度；
（8） 如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ǎ?
（9） 如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置；
（10） 冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)以粗，短為原則，宜設(shè)冷料穴，澆口宜取大，如：直接澆口，圓盤(pán)澆口或扇形澆口等，但應(yīng)防止內(nèi)應(yīng)力增大，必要時(shí)可采用調(diào)整式澆口。模具宜加熱，應(yīng)選用耐磨鋼；
（11） 料溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大，料溫過(guò)低會(huì)造成缺料，表面無(wú)光澤，銀絲紊亂料溫過(guò)高易溢邊，出現(xiàn)銀絲暗條，塑件變色起泡；
（12） 模溫對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，模溫低時(shí)收縮率，伸長(zhǎng)率，抗沖擊強(qiáng)度大，抗彎，抗壓，抗張強(qiáng)度低。模溫超過(guò)120度時(shí)，塑件冷卻慢，易變形粘模，脫模困難，成型周期長(zhǎng)；
（13） 成型收縮率小，易發(fā)生熔融開(kāi)裂，產(chǎn)生應(yīng)力集中，故成型時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，成型后塑件宜退火處理；
（14） 熔融溫度高，粘度高，對(duì)剪切作用不敏感，對(duì)大于200克的塑件，應(yīng)采用螺桿式注射機(jī)，噴嘴應(yīng)加熱，宜用開(kāi)暢式延伸式噴嘴，注塑速度中高速。
2 注射機(jī)的選擇
2.1 塑件的質(zhì)量屬性
經(jīng)查資料確定ABS密度：=千克每立方毫米
利用CAD/CAM軟件計(jì)算塑件相關(guān)質(zhì)量屬性：
質(zhì)量：m=0.537千克
體積：V=立方毫米
表面積：s=平方毫米
重心g：（毫米）
x=0.00172
Y=-0.674
Z=-12.1
慣性主軸和慣性主力矩：（千克*平方毫米）
由重心決定：
=（0.973，0.231，0.001） =2782.605
=（-0.231，0.973，0.002） =2782.877
=（-0.000，-0.002，1.000） =5363.509
2.2 注射機(jī)的確定
2.2.1最大注射量
設(shè)計(jì)模具時(shí)，通常要求注射成型時(shí)的總重量應(yīng)該是注射機(jī)的最大注射量的
65%~80%,即：
（2-1）
式中：
—塑件重量（g）；
—注射機(jī)最大注塑量（g）。
推出=1652.31~1342.5g
2.2.2型腔數(shù)目
由于塑件外型和尺寸都較大，形狀比較復(fù)雜，型腔數(shù)目為P213
（2-2）
式中：
—型腔數(shù)目；
—注射機(jī)的最大注射量（g）；
—澆注系統(tǒng)的重量（g）；
—制品的重量（g）。
由于未知，但根據(jù)和的數(shù)值可知n一定大于1，且小于3，由于制品的精度高，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取n=2。
2.2.3鎖模力
塑件和流道凝料在分型面上的投影面積：
A= n A1 + A2 ==163068 （2-3）
式中：
—型腔數(shù)（數(shù)量為2）；
A1—單個(gè)塑件在分型面上的投影面積；
A2—流道凝料在分型面上的投影面積。
所需要的鎖模力：
Fm=(n A1 + A2) P型 =An=5707.38kN （2-4）
式中：
P型—塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力（取35MPa）。
2.2.4注射機(jī)選定
表2-1 注射機(jī)型號(hào)及參數(shù)
項(xiàng)目
xs-zy
500/350
xs-zy
500/200
xs-zy
1000/450
xs-zy
1000/550
xs-zy
2000/600
xs-zy
3000/630
xs-zy
4000/1000
螺桿直徑/mm
65
65
85
100
110
120
130
注射容量/cm3
500
500
1000
1000
2000
3000
4000
注射重量/g
455
455
910
910
1820
2730
3640
注射壓力/mpa
102
132
118
118
108
113
125
注射速率/(g.s-1)
168
168
303
325
455
718
910
塑化能力/(kg.h-1)
80
110
125
180
195
245
290
注射方式
螺桿式
螺桿式
螺桿式
螺桿式
螺桿式
螺桿式
螺桿式
鎖模力/kn
3500
2000
4500
5500
6000
6300
10000
移模行程／mm
500
500
700
700
750
1120
1100
拉桿間距／mm
540×440
540×440
650×550
650×550
760×700
900×800
1050×950
最大模厚／mm
450
440
700
700
800
960
1000
最小模厚/mm
300
240
300
300
500
400
250
續(xù)表2-1 注射機(jī)型號(hào)及參數(shù)
9
合模方式
肘桿
液壓
液壓
液壓
肘桿
液壓
液壓
頂出行程/mm
100
128
190
190
125
200
150
頂出力/kn
58
41
95
95
120
110
160
定位孔徑/mm
180
160
150
225
198
225
300
噴嘴移出量/mm
30
30
30
30
25
30
50
噴嘴球半徑/mm
18
20
18
18
18
18
18
系統(tǒng)壓力/mpa
6
13.6
13.6
13.6
13.6
13.6
13.6
電動(dòng)機(jī)功率/kw
29.5
41
64
62.5
103
137
182
加熱功率/kw
14
17
16.5
18
21
40
45.4
外形尺寸(l×w×h)/(m×m×m)
6.5×1.3×2
6×1.5×2
7.7×1.8×2.4
7.4×1.7×24
10.9×1.9×3.5
11×2.9×3.2
14×2.4×2.9
重量/t
12
9
20
25
37
50
65
根據(jù)最大注射量和鎖模力，參照表（2-1）注射機(jī)型號(hào)及參數(shù)，初步選定注射型號(hào)為XS-ZY_3000P342
螺桿式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
結(jié)構(gòu)形式：臥式
額定注射量/：3000
螺桿直徑/mm：120
注射壓力/MP：113
注射重量/g：2730
注射速率/：718
塑化能力/：245
注射行程/mm：1120
注射方式：螺桿式
鎖模力/kN：6300
拉桿間距/mm：900x800
合模方式：液壓
模具最大厚度/mm：960
模具最小厚度/mm：400
頂出行程/mm：200
頂出力/kN：110
定位孔徑/mm：225
噴嘴移出量/mm：30
噴嘴球半徑/mm：18
系統(tǒng)壓力/：13.6
動(dòng)定模固定尺寸/mm：
拉桿空間/mm：：
電動(dòng)機(jī)功率/KW：137
加熱功率/KW：40
機(jī)器外形尺寸/：11x2.9x3.2
重量/t：50
2.2.5鎖模力的校核
鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)沿鎖模力方向產(chǎn)生一個(gè)很大的漲型力。因此，注射機(jī)的鎖模力必須大于該模的漲型力，即
（2-5）
式中：
F—注塑機(jī)的額定鎖模力，F(xiàn)=6000kN；
k —鎖模力安全系數(shù)，一般值取k＝1.1~1.2，現(xiàn)在取1.1；
P—型腔的平均壓力，p=35MPa；
—塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積,A=163068。
因?yàn)?6278.118kN
所以初步定的注塑機(jī)的鎖模力力為6300KN，滿足設(shè)計(jì)要求。
2.2.6最大注射量校核
注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于或等于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），一般來(lái)說(shuō)注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)該滿足：
（2-6）
式中：
—注塑機(jī)的最大注塑量，3000cm3 ；
—塑件的體積，該產(chǎn)品V塑＝526cm3；
V澆—澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆＝20cm3。
因此 546cm3
初步選定的注塑機(jī)的注射容積為3000cm3，滿足設(shè)計(jì)要求。
2.2.7模具厚度校核
模具的閉合厚度必須滿足下列關(guān)系：
（2-7）
式中：
—?jiǎng)?、定模之間的最小開(kāi)距，=400mm；
—模具閉合的厚度，=513mm；
—?jiǎng)?、定模之間的最大開(kāi)距，=960mm。
因此，初步選定的注射機(jī)的模具厚度滿足設(shè)計(jì)的模具厚度要求。
2.2.8開(kāi)模行程校核
雙分型面注射模的開(kāi)模行程為：
（2-8）
式中：
—最大開(kāi)模行程，XS-ZY_3000的注射行程為L(zhǎng)=1120mm；
—脫模距離，=20mm；
—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件的高度，=60mm；
—第一次開(kāi)模距離，需要保證澆注系統(tǒng)凝料有足夠自由脫落距離，240mm。
將數(shù)據(jù)代入公式得：
L=112020+60+（5~10）+240=325~330
故初步選定的注射機(jī)的最大開(kāi)模行程滿足模具開(kāi)模設(shè)計(jì)的要求。
經(jīng)過(guò)一系列校核，該注射機(jī)符合本模具設(shè)計(jì)要求。
3 波輪模具設(shè)計(jì)
3.1 型腔分布
現(xiàn)在已經(jīng)確定型腔數(shù)為2，其分布如下圖3-1：
圖3-1 型腔分布
3.2 分型面設(shè)計(jì)
分型面設(shè)計(jì)位置的總體原則是：能保證塑件的質(zhì)量，便于塑件的脫模及簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)；分型面受到塑件在模具中的成型的位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件的位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，所以在設(shè)計(jì)分型面時(shí)應(yīng)綜合分析和比較，具體可以從下面幾個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行選擇。
（1） 分型面應(yīng)選在塑件外形的最大輪廓處；
（2） 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊；
（3） 保證塑件的精度要求；
（4） 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；
（5） 便于模具加工制造；
（6） 對(duì)成型面積的影響；
（7） 對(duì)排氣效果的影響；
（8） 對(duì)側(cè)向抽芯的影響；
圖3-2 分型面
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
圖3-3 澆注系統(tǒng)
3.3.1澆口套設(shè)計(jì)
澆口套是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，可以看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。其形狀結(jié)構(gòu)如圖（3-4）澆口套結(jié)構(gòu)所示，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：
圖3-4 澆口套結(jié)構(gòu)
（1）澆口套一般設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角可以取1°~6°，流道壁的表面粗糙度取Ra=0.63μm，且在加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光。
（2）澆口套的前端凹坑球面半徑比注射機(jī)的噴嘴球半徑大1~2 mm；球面凹坑深度為3~5mm；澆口套的始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0.5~1mm。
（3）澆口套的末端呈圓無(wú)須過(guò)渡，圓角的半徑r=1~3mm。
（4）澆口套常開(kāi)設(shè)在可拆卸的澆口套的定位圈上，其材料經(jīng)常使用T10A鋼，熱處理淬火后硬度為53~57HRC。
3.3.2定位圈設(shè)計(jì)
定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ120mm，內(nèi)徑Φ40mm。具體的固定形式如圖3-5所示：
圖3-5 定位圈結(jié)構(gòu)
3.3.3分流道設(shè)計(jì)
為保證熔融的塑料的流動(dòng)阻力小，能量損失少，并能夠均勻填充型腔，分流道是脫澆板下的水平流道。為便于加工及凝料脫模，分流道大多情況下都設(shè)置在分型面上，分流道的截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形或者矩形等，工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用梯形截面，其加工工藝性好，而且塑料熔體的熱量散失少，流動(dòng)阻力小。分流道截面尺寸一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定：
（3-1）
（3-2）
式中：
B—梯形大底邊的寬度（mm）；
M—塑件的重量（g）；
L—分流道的長(zhǎng)度（mm）；
H—梯形的高度（mm）。
質(zhì)量為537g，分流道的長(zhǎng)度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)為50mm長(zhǎng)，而且有2個(gè)型腔，所以
取B為24mm
取H為16mm
根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們可以選擇截面直徑為24mm，H=16mm。
梯形小底邊寬度取6mm。另外由于使用了水口板（即我們所說(shuō)的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脫模。如下圖3-6所示
圖3-6 分流道截面
分流道長(zhǎng)度應(yīng)該要盡可能的短，并且彎折少，以便于注射成型過(guò)程中最有效地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力和熱量的損失。
由于分流道中的塑料與模具接觸的外層塑料會(huì)迅速冷卻，唯有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra要求不是很高，一般需要取1.6μm左右就可以了，這樣表面稍稍不光滑，但是有助于塑料熔體的外層冷卻，皮層固定，從而使得與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的冷卻速度差，進(jìn)而保證了熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。
3.3.4澆口設(shè)計(jì)
澆口亦可稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道P255，除了直接澆口外，它是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的部分。澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。由于制品的外表面不允許有進(jìn)料口的殘留痕跡，所以采用的是點(diǎn)澆口，而且澆口應(yīng)設(shè)在內(nèi)側(cè)。采用多個(gè)點(diǎn)澆口均衡地進(jìn)料既能保證塑件局部的結(jié)構(gòu)容易充滿，還能在填充過(guò)程中較為均勻，不會(huì)產(chǎn)生熔接痕和縮孔。
澆口的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3-7所示：
圖3-7 點(diǎn)澆口
3.3.5澆口位置選擇
在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，澆口的位置及尺寸要求是比較嚴(yán)格的，初步試模后還需要進(jìn)一步修改澆口的尺寸。無(wú)論采用哪一種澆口，其開(kāi)設(shè)的位置對(duì)塑件的成型性能及質(zhì)量的影響都很大，因此合理的選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高生產(chǎn)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口的位置的不同還會(huì)影響模具的結(jié)構(gòu)?？傊?，要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口的位置的選擇。
一般要從以下幾項(xiàng)原則考慮：
（1） 盡量縮短流動(dòng)的距離；
（2） 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處；
（3） 必須盡量減少熔接痕；
（4） 應(yīng)該有利于型腔中氣體的排出；
（5） 考慮分子的定向影響；
（6） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；
（7） 澆口處應(yīng)該避免彎曲和受沖擊載荷；
（8） 注意澆口對(duì)外觀質(zhì)量的影響。
3.3.5澆注系統(tǒng)的平衡
□□對(duì)于現(xiàn)在的中小型塑件的注射模具己經(jīng)廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量的保證所有的型腔同時(shí)得到均衡的填充和成型。一般在塑件的形狀及模具的結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)該將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸相同的形式，不然就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口的尺寸使得各澆口的流量及成型的工藝條件達(dá)到一致，這就是所謂的澆注系統(tǒng)的平衡。很顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度是相等的，形狀及截面尺寸都是相同的。
3.4 排氣的設(shè)計(jì)
□□排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)：一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁的制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開(kāi)設(shè)就越是重要。另外對(duì)于小型件或精密的零件也要重視排氣槽的開(kāi)設(shè)，因?yàn)榕艢獠鄢四鼙苊庵破返谋砻孀苽妥⑸淞康牟蛔阃猓€能夠消除制品的各種缺陷，減少模具的污染等作用。那么，模腔的排氣怎樣才算是充分呢？一般的來(lái)說(shuō)，若是以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。
適當(dāng)?shù)亻_(kāi)設(shè)排氣槽，可以大大地降低注射時(shí)間、保壓時(shí)間、注射壓力以及鎖模壓力，令塑件成型由困難變得容易，從而提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，降低了機(jī)器的能量消耗。排氣槽的設(shè)計(jì)往往需要依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)試模與修模再加以完善，我們這個(gè)洗衣機(jī)波輪模具是利用模具零部件的配合間隙及分型面實(shí)線排氣的。
4 成型零件設(shè)計(jì)
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件在工作時(shí)，直接與塑料發(fā)生接觸，塑料熔體的高壓與流料的沖刷，脫模時(shí)還與與塑件間發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有較高的尺寸精度、正確的幾何形狀和較低的表面粗糙度。此外，成型零件還要求有合理的結(jié)構(gòu)，較高的強(qiáng)度、剛度以及較好的耐磨性能。影響塑件尺寸精度的因素很多，概括地說(shuō)，有塑料材料、塑件結(jié)構(gòu)和成型工藝過(guò)程、模具結(jié)構(gòu)、模具制造和裝配、模具使用中的磨損等因素。
在設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求和塑料的特性，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇合適的分型面和澆口位置，確定脫模的方式、排氣位置等，然后再根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成型零件的工作尺寸計(jì)算，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1.1凹模設(shè)計(jì)
凹模是成型塑件外表面的主要零部件，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是隨著產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。由于塑件形狀比較復(fù)雜，為改善加工性和節(jié)約模具鋼成本，減少熱處理變形，故采用組合式凹模。
圖4-1 凹模
材料采用3Cr2MoP179
4.2 型芯設(shè)計(jì)
構(gòu)成產(chǎn)品空間的零件稱(chēng)為成型零件（即模具整體），成型產(chǎn)品內(nèi)表面的（模具）零件稱(chēng)為型芯 (Core)，又稱(chēng)子模或后模。從產(chǎn)品模具外觀上看，凸起的部份即型芯，下凹的部份為型腔(Cavity)，型芯與型腔是成對(duì)出現(xiàn)的，模具的型腔與型芯合模，其形成的空間即為該模具產(chǎn)品形狀。為了節(jié)約貴重的模具鋼材料和便于加工，模板和型芯將采用不同的材料制成,然后連接起來(lái),即采用組合式結(jié)構(gòu)。
圖4-2 型芯
4.3 成型零件工作尺寸計(jì)算
所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸，其直接對(duì)應(yīng)塑件的形狀與尺寸。塑料ABS平均收縮率為：S=0.5％，根據(jù)P59，可知制品采用IT4級(jí)精度。
4.3.1型腔徑向尺寸的計(jì)算
塑件的基本尺寸Ls是最大的尺寸，其公差為負(fù)偏差，如果塑件上原有的公差的標(biāo)注與此不符合，應(yīng)該按照此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負(fù)偏差，因此，塑件的平均徑向尺寸為-。模具型腔的基本尺寸Lm是最小的尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為。型腔的平均磨損量為，考慮到平均收縮率，則可以列出下列的等式：
（4-1）
省略掉比其他各項(xiàng)小得多的與，則得到模具型腔的徑向尺寸為：
(4-2)
由于和都是與有關(guān)的量，所以上述公式的后半部分可以用表示，標(biāo)注制造公差后得：
(4-3)
由于、和的關(guān)系隨著塑件的精度等級(jí)和尺寸大小的不同而變化，所以式中前的系數(shù)x在塑件尺寸比較大、精度級(jí)別比較低時(shí)，和可以忽略不計(jì)，則x=0.5；，當(dāng)塑件制件尺寸比較小、精度級(jí)別比較高的時(shí)候，可取/6、可取/3，此時(shí)，x=0.75.則上述公式為：
(4-4)
塑件孔的徑向基本尺寸為，是最小的尺寸，其公差是正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差是負(fù)偏差。經(jīng)過(guò)推導(dǎo)得：
(4-5)
4.3.2型腔深度尺寸與型芯高度尺寸的計(jì)算
在計(jì)算型腔深度尺寸和型芯高度尺寸的時(shí)候，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可以不用考慮磨損量，所以有以下的公式：
型腔深度公式 (4-6)
型芯高度公式 (4-7)
4.4 脫模機(jī)構(gòu)零件的計(jì)算
由于塑件表面質(zhì)量要求較高,故考慮采用推板脫模。
4.4.1脫模力的計(jì)算
將塑件從包緊的型芯上脫落出來(lái)所需要克服的阻力稱(chēng)為脫模力。脫模力的計(jì)算是設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)的依據(jù).。
根據(jù)413，圓環(huán)形斷面塑件的脫模力計(jì)算公式：
薄壁塑件 時(shí)
jjp-- （4-8）
式中：
R——型芯平均半徑,，R=160mm；
S——制品的壁厚，S=3mm；
E——塑料的彈性模量，ABS塑料的彈性模量E=；
Q——塑件成型平均收縮率，Q=0.006；
l——塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度，l=58mm；
f——塑件與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，常取f=0.1~0.2；
——模具型芯的脫模斜度，取=。 m
把以上數(shù)據(jù)代入公式，得：
F=4174.57kN
4.4.2頂桿直徑計(jì)算
根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式計(jì)算：
（4-9）
式中：
—安全系數(shù)，常用=1.5；
L—頂桿長(zhǎng)度，L=231mm；
F—脫模力，F(xiàn)=4174.57kN；
n—頂桿數(shù)目，n=6；
E—塑料的彈性模量，ABS塑料的彈性模量E=。
將數(shù)據(jù)帶入公式得：
D8mm。
圖4-3 推桿
對(duì)頂桿進(jìn)行校核：
（4-10）
式中：
—頂桿受到的應(yīng)力(MPa)；
[]—頂桿材料的許用應(yīng)力, 45鋼,[] =180Mpa。
代入數(shù)據(jù)算得：
=13.85MPa≤180Mpa
經(jīng)校核知頂桿D=8符合強(qiáng)度要求。
4.4.3推桿的位置和布局
（1） 應(yīng)開(kāi)設(shè)在脫模阻力比較大的部位，而且均勻布置；
（2） 應(yīng)保證塑件被推出時(shí)受力的均勻，推出平衡且不變形，當(dāng)塑件各處的脫模阻力相同時(shí)，則要均勻布置，若是某個(gè)部位脫模阻力特別大，則該處應(yīng)該要增加推桿數(shù)目；
（3） 推桿應(yīng)盡可能的設(shè)在塑件的厚壁、凸緣、加強(qiáng)等塑件強(qiáng)度、剛度較大處，當(dāng)結(jié)構(gòu)特殊的時(shí)候，需要設(shè)置在薄壁處時(shí)，可以采用盤(pán)狀推桿，以增大接觸的面積；
（4） 推桿的設(shè)置不應(yīng)影響到凸模的強(qiáng)度與壽命，當(dāng)推桿在端面時(shí)，則距型芯側(cè)壁δ10.13mm，當(dāng)推桿設(shè)置在型芯內(nèi)部推在塑件的內(nèi)部時(shí)，推桿孔距型芯側(cè)壁δ23mm；
（5） 在模內(nèi)排氣困難的部位應(yīng)設(shè)置推桿，以便于利用配合間隙排氣；
（6） 若塑件上不允許有推桿痕跡的時(shí)候，可在塑件外側(cè)設(shè)置溢料槽，從而靠推桿推在溢料槽內(nèi)的凝料上而帶出塑件。
4.4.4復(fù)位彈簧
用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復(fù)原狀。亦作“ 彈簧 ”。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)趨于全球化和中國(guó)制造業(yè)大國(guó)地位的確立，彈簧的配套需求量激增。加上從事彈簧生產(chǎn)投資額不高，技術(shù)門(mén)檻較低，投資回收快，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，彈簧生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量迅速增加。截至2010年底，國(guó)內(nèi)從事彈簧制造行業(yè)的規(guī)模以上企業(yè)達(dá)724家，從業(yè)人員超過(guò)10萬(wàn)人，2010年銷(xiāo)售收入超過(guò)300億元，利潤(rùn)總額超過(guò)16億元。
彈簧的主要功能：
（1）控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，如內(nèi)燃機(jī)中的閥門(mén)彈簧、離合器中的控制彈簧等；
（2）吸收振動(dòng)和沖擊能量，如汽車(chē)、火車(chē)車(chē)廂下的緩沖彈簧、聯(lián)軸器中的吸振彈簧等；
（3）儲(chǔ)存及輸出能量作為動(dòng)力，如鐘表彈簧、槍械中的彈簧等；
（4）用作測(cè)力元件，如測(cè)力器、彈簧秤中的彈簧等。彈簧的載荷與變形之比稱(chēng)為彈簧剛度，剛度越大，則彈簧越硬。
在這次注塑模設(shè)計(jì)中，我們采用彈簧作為復(fù)位機(jī)構(gòu)。在模具開(kāi)模，推桿把塑件（波輪）推出去后，利用彈簧進(jìn)行復(fù)位，完成一次閉模，進(jìn)入下一個(gè)注射周期。
4-4 彈簧三維實(shí)體
圖4-5 彈簧
4.5 模板的選擇
模板的尺寸是根據(jù)型芯確定的，而型芯的尺寸又是根據(jù)塑件確定的。所以塑件的尺寸決定了模板的尺寸。塑件的尺寸根據(jù)圖1-1可知，根據(jù)塑件的尺寸，進(jìn)行模板尺寸的選擇。
初定尺寸：
定模板：
長(zhǎng)L=1200mm
寬B=796mm
高H=126mm
動(dòng)模板：
長(zhǎng)L=1200mm
寬B=796mm
高H=126mm
由上面數(shù)據(jù)，選擇標(biāo)準(zhǔn)模板：
定模板：
796x1200x126 GB/T 1169.8-1984
動(dòng)模板：
796x1200x126 GB/T 1169.8-1984
材料： 45鋼 。
圖4-6 參考件
4.5.1墊塊,推板尺寸的確定
參考圖4-6參考件，試確定墊塊，推板的推薦寬度：
=630mm
=64mm
參考P217，選擇推板和墊塊的厚度：
=26mm
=126mm
從圖4-6參考件中得知，推桿固定板的尺寸和推板的長(zhǎng)度和寬度尺寸相同，厚度是推板的兩倍，所以有推桿固定板：
=1200mm
=630mm
=52mm
表4-1 墊塊，推桿固定板和推板
零件名稱(chēng)
參考
尺寸
材料
備注
墊塊
[6]P351 表13.2-8
64x1200x126
Q235
GB/T 1169.6-1984
推桿固定板
[6]P352~351表13.2-9
630x1200x52
45鋼
GB/T 1169.6-1984
推板
[6]P352~351 表13.2-9
630x1200x26
45鋼
GB/T 1169.6-1984
4.5.2標(biāo)準(zhǔn)模架的選取
模架是設(shè)計(jì)制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。為了提高模具的質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，組
織專(zhuān)業(yè)化和批量化生產(chǎn)，促進(jìn)商業(yè)化，我國(guó)于1988年完成了《塑料注射模中小型模架》和《大型模架》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定，并由國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局審批和發(fā)布實(shí)施。
選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，可以簡(jiǎn)化模具的設(shè)計(jì)與制造，一旦某一型號(hào)的模架被確定下來(lái)，就可以得到已經(jīng)設(shè)計(jì)好的零件的詳細(xì)尺寸數(shù)據(jù)，如模板大小，螺釘?shù)拇笮∨c安裝的位置等，而且這些洗衣機(jī)波輪注射模設(shè)計(jì)的零部件是可以從市場(chǎng)上買(mǎi)到的，或者可以買(mǎi)來(lái)進(jìn)行二次加工就可以使用了，這樣就可以大大的減輕模具的設(shè)計(jì)和制造工作。
鑒于本次設(shè)計(jì)，本次模架確定為如下圖4-7所示：
圖4-7 模架
4.5.3導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇
（1）導(dǎo)柱
導(dǎo)柱是用于模具中與組件組合使用確保模具以精準(zhǔn)的定位進(jìn)行活動(dòng)引導(dǎo)模具行程的導(dǎo)向元件。導(dǎo)柱， 英文Guide rod或Guide pin--[機(jī)械模具] --[模具術(shù)語(yǔ)]導(dǎo)柱的材質(zhì)一般選用軸承鋼、熱作模具鋼、易車(chē)鐵等，而以軸承鋼SUJ2的使用量較大，使導(dǎo)柱在導(dǎo)向性能上的耐用性與可換性大大加強(qiáng)。導(dǎo)柱與組件組成外導(dǎo)柱組件與內(nèi)導(dǎo)柱組件，具有美麗的金屬光澤。
導(dǎo)柱熱處理：HRC58-62；導(dǎo)柱表面粗糙度：Ra0.8、Ra1.6。
導(dǎo)柱一般是帶肩圓柱形，一般會(huì)有油槽，油槽的數(shù)量隨著導(dǎo)柱的程度加長(zhǎng)而增加，極限最多的油槽一般是8個(gè)。
根據(jù)模架確定導(dǎo)柱的尺寸，本設(shè)計(jì)采用的是有肩導(dǎo)柱。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4170-1984，如下圖4-8所示：
圖 4-8 有肩導(dǎo)柱
材料：20鋼。
（2）導(dǎo)套
導(dǎo)套常用作鉆和鏜，一般鉆孔用的叫鉆套，鏜孔用的叫刀桿導(dǎo)套，作用是管住鉆頭或刀桿在切削時(shí)不會(huì)跑偏，以提高被加工孔的尺寸精度和位置精度。模具中的“導(dǎo)套”也叫“邊釘”，作用就是導(dǎo)向。模具的導(dǎo)向裝置的作用是引導(dǎo)上模與下模以正確位置對(duì)合。
最常見(jiàn)的導(dǎo)向裝置就是導(dǎo)柱導(dǎo)套。另外，大型模具可能設(shè)置導(dǎo)板，微型沖?？赡茉O(shè)置導(dǎo)管，與導(dǎo)柱導(dǎo)套作用相同。
材料：20鋼GB699
熱處理：滲碳深度0.8~1.2mm
硬度：HRC58~62
技術(shù)條件：按GB/T12446的規(guī)定
本次模具設(shè)計(jì)用到了兩種導(dǎo)套：帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套 。
如下圖4-9，4-10所示：
圖 4-9 帶頭導(dǎo)套
圖4-10 直導(dǎo)套
4.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
在注塑成型過(guò)程中，模具的溫度直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。模具的冷卻時(shí)間一般占到成型周期的2/3以上，由此可見(jiàn)它在生產(chǎn)效率中所占的份量。而冷卻不良常導(dǎo)致塑件產(chǎn)生翹曲變形等質(zhì)量缺陷。因此，注塑模必須要有良好的冷卻系統(tǒng)。為此，冷卻系統(tǒng)CAD將起到極大的作用。
（1）冷卻系統(tǒng)CAD技術(shù)冷卻系統(tǒng)CAD主要包括三大模塊：初始化模塊、水管回路設(shè)計(jì)模塊和標(biāo)準(zhǔn)件選擇模塊；
（2）冷卻系統(tǒng)初始化設(shè)計(jì)。在初始化模塊中， 輸入一定的初始條件，計(jì)算冷卻系統(tǒng)水管布置所需參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明，熔體中的熱量有95%為冷卻介質(zhì)所帶走。在系統(tǒng)初始化設(shè)計(jì)中，通過(guò)冷卻系統(tǒng)公式對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；
（3）冷卻水管回路設(shè)計(jì)。在冷卻水管回路設(shè)計(jì)模塊中選擇相應(yīng)的水管布置特征加以組合，得到用戶(hù)所需的水管布置形式。冷卻水管回路布置是相當(dāng)復(fù)雜的，對(duì)型腔和型芯要分別布置， 有時(shí)還要布置好幾層回路。通過(guò)分析注塑模冷卻系統(tǒng)的各種情況，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行回路類(lèi)型選擇，再加以組合，從而得到所要求之冷卻回路；
（4）標(biāo)準(zhǔn)件的選擇。根據(jù)用戶(hù)的要求，選擇與水管回路相匹配的冷卻系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件。冷卻系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)件有水管接頭，密封圈等。對(duì)冷卻系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)件可事先建成標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，采用數(shù)據(jù)庫(kù)和參數(shù)化技術(shù)相結(jié)合的方法，以供選擇。
交互式冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 圖所示為冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖，這是一種交互式設(shè)計(jì)流程，它利用人機(jī)交互的方法輸人一定的初始條件和相關(guān)數(shù)據(jù)，如塑料品種、 塑件厚度、塑件質(zhì)量、模具材料等，系統(tǒng)得到輸入數(shù)據(jù)后，根據(jù)系統(tǒng)中已有的公式及數(shù)據(jù)，算出其余的設(shè)計(jì)參數(shù)。然后將此數(shù)據(jù)交付用戶(hù)，由用戶(hù)審查、修改。修改后系統(tǒng)將重新計(jì)算，再給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，如此反復(fù)，直至用戶(hù)滿意為止。
注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)需要考慮模具的結(jié)構(gòu)、塑件的尺寸和壁厚、鑲塊的位置、熔接痕的產(chǎn)生位置等。
（1）塑件厚度均勻，冷卻通道至型腔表面的距離相等，亦即冷卻通道的排列與型腔的形狀相吻合，塑件壁厚處冷卻通道應(yīng)*近型腔，間距要小以加強(qiáng)冷卻。一般冷卻通道與型腔表面的距離大于10mm，為冷卻通道直徑的1~2倍；
（2）在模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻通道的孔徑盡量大，冷卻回路的數(shù)量盡量多，以保證冷卻均勻；
（3）為防止漏水，鑲塊與鑲塊的拼接處不應(yīng)設(shè)置冷卻通道，并注意水道穿過(guò)型芯、型腔與模板接縫處時(shí)的密封以及水管與水嘴連接處的密封，同時(shí)水管接頭部位設(shè)置在不影響操作的方向，通常在注射機(jī)的北面；
（4）澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。由于澆口附近溫度最高，通?？墒估鋮s水先流經(jīng)澆口附近，再流向澆口遠(yuǎn)端；
（5）降低入水與出水的溫度差，避免模具表面冷卻不均勻；
(6)冷卻通道要避免接近塑件熔接痕的生產(chǎn)位置，以免降低塑件的強(qiáng)度；
(7)冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)避免過(guò)大的壓力降。冷卻通道直徑的選擇要易于加工清理，一般為φ6～φ12mm。
4.6.1成型周期
（4-11）
式中：
T—成型周期，s；
—注射時(shí)間，=30s；
—高壓時(shí)間，=3s；
—冷卻時(shí)間，=20.5s；
—其他時(shí)間，如開(kāi)模時(shí)間，取件時(shí)間等，定=30s。
T=30+3+20.5+30=83.5s
4.6.2冷卻計(jì)算
模具的散熱與很多因素有關(guān)系，很難精確地計(jì)算?，F(xiàn)在主要是考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流的散熱，忽略其它的傳熱因素。假設(shè)由熔融的塑料