骨輪零件的注射模設計注塑模具設計（全套含CAD圖紙）

下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985摘要本論文是根據(jù)實際的需要設計出骨輪的注射模。在設計中采用的是聚甲醛的塑料，成型的方式為一模兩腔，分析了產品的工藝性，確定了塑料的工藝參數(shù)和設計方案，以及它的總體結構和具體結構，并進行了一些必要的尺寸計算和強度校核。本文還對分型面、澆注系統(tǒng)、側抽芯機構、頂出機構、脫模機構和溫度調節(jié)系統(tǒng)進行了分析設計，完成了模具三維設計和工程圖設計。通過設計，綜合應用了大學期間的多數(shù)基礎和專業(yè)知識，加深所學知識體系，掌握了應用 ProE 進行塑料模具的設計方法和技巧，熟悉了工程應用設計。關鍵詞：注射模 塑料 成型 結構設計下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985AbstractThe present paper actual completes the plastic injection mould of gulun according to the practical necessary. Uses the POM plastic injection in the design to take shape, the formation way is a mold two cavities. The paper concretely studies products technology capability, and determines the formation equipment and the designing concept. Else, it determines the gross construction, each effective range concrete structure and carries on some essential size computation and the intensity examination. The paper also designs the halving-profile, the irrigate system, shuck institution, temperature adjust system and other systems. Finally, it completes the triaxiality models and the schedule drawings of the mould.Through this design, we have applied the university period most foundations and the specialized knowledge, deeply studies the knowledge system, have mastered the methods and skills of designing plastic mould with ProE, and have been familiar with the project application design.Keywords Plastic injection mould Plastic Forming structure design下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985目 錄1 引言 .11.1 塑料模具的現(xiàn)狀及發(fā)展 .11.2 塑料注塑模具的設計步驟 .41.3 課程任務要求 .72 方案分析與設計 .83 注塑成型的準備 .93.1 注塑成型工藝簡介 .93.2 注塑機的選擇 .113.3 注射模具分型面的選擇 .133.4 注射模具澆注系統(tǒng)的設計 .143.5 注射模具成型零件和模體的設計 .183.6 注射模具的側抽芯機構 .233.7 注射模具的頂出機構的設計 .243.8 塑料注射模具的排氣設計 .253.9 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 .253.10 模具結構設計 .264 注射模加工工藝設計 .264.1 坯料確定 .274.2 模板的平面加工 .274.3 塑料注射模具型腔常用加工方法及設備 .284.4 成型零件加工 .29結束語 .30致 謝 .31參 考 文 獻 .33附錄：設計圖紙（另外裝訂）下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851 引言1.1 塑料模具的現(xiàn)狀及發(fā)展模具是工業(yè)生產中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經濟各領域發(fā)展的重要基礎工業(yè)之一。塑料模具是用于成型塑料的模具，它是型腔模具的一種類型。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851.1.1 國外模具技術發(fā)展及水平模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其它加工方法所不能比擬的。模具生產技術水平的高低，己成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志。近年來由于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等產業(yè)對注射制品日益增長的需要，推動了注射成型技術水平的發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）模具 CADCAMCAE 技術模具 CADCAMCAE 技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑，實現(xiàn)了數(shù)字建模、產品設計、仿真分析、測試直至數(shù)控加工的產品研發(fā)全過程的一體化。隨著模具生產中軟、硬件技術的不斷發(fā)展，采用 CADCAMCAE 技術以實現(xiàn)模具設計與制造的一體化和建立模具制造柔性加工系統(tǒng)是模具設計和制造的發(fā)展方向。（2）高壽命和快速經濟模具為了適應大批量生產的需要，研究人員正在從模具結構設計、模具材料及熱處理、模具表面強化、模具制造等方面提高模具壽命。當前研究和應用模具鋼（如仿美國生產的預硬鋼 P20、國產的易切削預硬鋼 5NiSCa 等）以及模具表面強化新技術，使塑料模具的精度和壽命大大提高。同時，為了適應多品種、少批量生產，開發(fā)快速經濟模具越來越引起人們的重視。如各種超塑性材料制作的模具、中低熔點合金模具等。（3）微型化、超大型化和精密化塑件的日趨大型化，以及由于高效率生產要求的一模多腔（如塑封模已達到一模幾百腔）使模具日趨大型化。同時隨著零件微型化以及模具結構發(fā)展的要求，精密模具的精度已由原來的 5um 提高到 2um3um，今后有些模具的加工精度公差要求在 1um 以下，這就要求發(fā)展超精加工技術。（4）模具標準化和專業(yè)化生產模具標準化和標準件的專業(yè)化生產是現(xiàn)代模具設計與制造的基礎，是提高模具質量、縮短模具制造周期的根本措施，也是模具的發(fā)展方向。目前在工業(yè)下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985技術先進的國家，中小型沖模、塑料注射模、壓鑄模等模具標準件使用覆蓋率已達 8090。而我國只有 30左右，但已經制定了沖壓模、塑料注射模及壓鑄模等模具的國家標準。在沿海工業(yè)發(fā)達的地區(qū)，模具制造企業(yè)已采用了國際通用的模具標準及相應的標準件。（5）模具制造先進設備和技術現(xiàn)在高速、精密、數(shù)控、自動化的模具加工設備更新發(fā)展很快，數(shù)控銑床、加工中心和各種數(shù)控電加工機床的廣泛應用，對保證塑料模具的加工精度和縮短加工周期起了關鍵性的作用。同時，模具加工的新技術、新工藝不斷涌現(xiàn)，如快速成型（RPM）技術、高速銑削加工技術以及三維曲面模具研磨拋光工藝與技術等，都進一步促進了模具制造技術的發(fā)展。（6）高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)英國雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國 200 多家模具廠中得到應用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的產品所需的諸多功能，大大縮短了研制制造周期（掃描速度最高可達 3m/min） 。該系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用。隨著模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)的發(fā)展，今后“逆向工程”和“并行工程”將得到更廣泛的應用 1。1.1.2 國內模具技術發(fā)展及水平中國的模具企業(yè)大都是中小企業(yè)，從作坊式的企業(yè)成長起來，甚至目前仍有許多模具企業(yè)是作坊式的管理，在模具交貨期、成本、質量的控制方面問題層出不斷。面對激烈的市場競爭，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術人員只有疲于奔命。因此，模具制造企業(yè)要提高管理水平，具備快速反應和及時調整的能力，沒有一套先進的管理系統(tǒng)實現(xiàn)管理的信息化是很難做到的。通過信息化建設，實現(xiàn)模具制造。所謂信息化的模具企業(yè)，就是在模具企業(yè)應用 INTERNET、ERP 等信息化技術，把模具企業(yè)上下游業(yè)務過程，技術溝通過程，以及模具企業(yè)內部業(yè)務管理過程，以 IT 形式固定下來，最終提高模具企業(yè)的經營管理水平，提高模具企業(yè)運轉的效率。目前，CAD/CAM 技術的推廣已由“甩圖板”階段跨入到了深化應用階段。CAPP 技術的應用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準確性；PDM 系統(tǒng)的應下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985用，可以對產品開發(fā)數(shù)據(jù)進行有效的管理；MIS/ERP 系統(tǒng)的應用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產和管理效率 7,9。這些系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息的集成和功能上的配合，并逐步實現(xiàn)企業(yè)的全面信息化，已成為 CAD/CAM 技術深化應用的主題, 是模具發(fā)展的第二次變革。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括： （1）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平； （2）在模具設計制造中廣泛應用 CAD/CAE/CAM 技術；（3）大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術； （4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；（5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； （6）發(fā)展優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術； （7）逐步推廣高速銑削在模具加工的應用； （8）進一步研究開發(fā)模具的拋光技術和設備； （9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； （10）開發(fā)新的成形工藝和模具 2,3。1.2 塑料注塑模具的設計步驟1.2.1 塑件的工藝性分析（1）塑件成型工藝性分析塑件如圖 1 所示。圖 1 塑件名稱：骨輪材料：聚甲醛（POM）下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985數(shù)量：大批量生產要求：塑件外側表面光滑，塑件脫模斜度為 45。（a）塑件材料基本特性聚甲醛是繼尼龍之后發(fā)展起來的一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，其性能不亞于尼龍，而價格卻比尼龍低廉。聚甲醛樹脂為白色粉末，經造粒后為淡黃色或白色，半透明有光澤的硬粒。聚甲醛有較高的抗拉、抗壓性能和突出的耐疲勞強度，特別適合于用于長時間反復承受外力的齒輪材料；聚甲醛尺寸穩(wěn)定、吸水率小，具有優(yōu)良的減摩、耐磨性能；能耐扭變，有突出的回彈能力，可用于制造塑料彈簧；常溫下一般不溶于有機溶劑，能耐醛、酯、醚、燼及弱酸、弱堿，耐汽油及潤滑油性能也很好，但不耐強酸；有較好的電氣絕緣性能。聚甲醛的缺點是成型收縮率大，在成型溫度下的熱穩(wěn)定性較差。（b）塑件材料主要用途聚甲醛特別適合于制作軸承、凸輪、滾輪、輥子、齒輪等耐磨傳動零件，還可用于制造汽車儀表板、汽化器、各種儀器外殼、罩蓋、箱體、化工容器、泵葉輪、鼓風機葉片、配電盤、線圈座、各種輸油管、塑料彈簧等。（c）塑件材料成型特點聚甲醛的收縮率大；其熔融溫度范圍小，熱穩(wěn)定性差，因此過熱或在允許溫度下長時間受熱，均會產生分解，分解產物甲醛對人體和設備都有害。聚甲醛的熔融或凝固十分迅速，熔融速度快有利于成型，縮短成型周期，但凝固速度快會使熔料結晶化速度快，塑件容易產生熔接痕等表面缺陷。所以，在成型時注射速度要快，注射壓力不宜過高。其摩擦系數(shù)低、彈性高，淺側凹槽可采用強制脫出，塑件表面可帶有皺紋花樣 1。（2）塑件成型工藝參數(shù)的確定查相關手冊得到 POM 塑料成型工藝參數(shù)：收縮率 1.23.0；注射機類型 螺桿式；螺桿轉速 170r/min180r/min；料筒溫度 前段 170。 C190 。 C，中段 170。 C190 。 C，后段下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985170。 C180 。 C；噴嘴溫度 170 。 C180 。 C；模具溫度 90 。 C120 。 C；注射壓力 80MPa130MPa；保壓壓力 30MPa50 MPa；成型時間 注射時間 2s5s，保壓時間 20s80s，冷卻時間20s60s。1.2.2 繪制模具裝配草圖模具裝配圖的設計應先從繪制裝配圖如手，根據(jù)塑件的具體情況，經過認真考慮、比較、初步確定出各部分的結構情況，最大限度地滿足塑件的技術要求和模具的合理工藝性。（1）確定分型面和澆口位置及結構形式分型面是塑件取出時和澆注系統(tǒng)分離的接觸面。一般情況下我們在設計時應根據(jù)塑料的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧其澆口形式、脫模方式、嵌件位置以及排氣條件、易清除飛邊、便于加工等諸因素，通盤考慮設計。模具設計中的一個重要環(huán)節(jié)就是澆口套的位置確定。澆口位置是保證澆注塑件快速和均勻的關鍵，所以我們要在保證塑件表面不受損傷的前提下，確定澆口主流道和分流道冷料穴的位置形狀、大小及排氣方法等，使注射時物料流暢，易于成型。且易于清除澆注塑料。（2）確定成型零件的結構形式及安裝方法成型結構簡式注射成型的核心部位，它直接影響塑件質量、加工的難易程度。選擇合理的成型位置、結構見狀形式，就是能使成型結構簡在現(xiàn)有設備狀況下，基本滿足技術上的需要，易于加工、易于修改維修和更換。（3）選擇成型設備模具與注射機必須配套使用，根據(jù)塑件的具體情況，先選擇注射機并進行模具設計。成型設備有兩個重要參數(shù)。一是理論注射容量，另一個是在于注射方向相垂直的最大投影面積。根據(jù)這兩個參數(shù)及可選用合適的成型設備。在選用時，成型設備的兩個參數(shù)應略大于這個模具所用塑料的體積以及他的投影面積，只有這樣才能順利成型。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985其次還應注意以下幾點：（a）測算核實模板所受注射壓力應小于注射機的鎖模力；（b）模具的閉合高度應在注射機的最大閉合高度和最小高度之間；（c）模體外形尺寸能從注射機的拉桿空間安裝；應了解注射機的定位孔直徑、噴嘴孔徑及噴嘴球半徑尺寸，使模具與之配套；模具采用的頂出方式應適應注射機的頂出方式和頂出距離，注射機的模板行程應滿足在開模時能去除塑件時所需要的距離。（4）側抽機構的確定根據(jù)塑件側壁凹凸槽結構選擇合適的側抽機構。（5）頂出機構的確定定模動模分型后，側抽芯也完成了抽芯動作。塑件落在動模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障礙，折實頂出機構在注射機頂桿的驅動下將成型塑件從動模中頂出。（6）確定溫度調節(jié)方式溫度的控制直接影響了塑件成型的尺寸、質量、外觀和效率，所以每個模具都必須盡可能好的設計溫度控制部分，為了取得較好的冷卻效果，對冷卻回路應由良好的布局，如冷卻回路的位置、尺寸形狀等，并預先考慮流出足夠的冷卻水路的安裝空間。（7）確定主要結構件的尺寸通過以上問題的初步確定，即可勾畫出模體的輪廓，這時應確定導向機構的導柱及頂出系統(tǒng)的復位以及必要的先復位等的結構形式和安裝位置，以及各組合部分的連接形式及所必須的支承板、支承塊等 4。1.2.3 對零件進行造型設計并繪制工程圖裝配草圖繪制完成后，就應開始對各零件做詳細的造型設計。工程圖盡量按 1：1 的比例畫出，因為這樣比較直觀，容易發(fā)現(xiàn)問題，如果需要放大或縮小，必須嚴格按比例畫出。按制圖規(guī)劃，正確標出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。最后，對模具進行裝配并繪制裝配圖，編寫設計說明書。主要零件繪制完成，對裝配草圖的自我檢驗和審定。即已存在的問題會充分暴露出來，經過改下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985正修訂后，描清并正式編號，標出模體的外輪廓尺寸以及模具的定位和安裝尺寸。1.3 課程任務要求本課題是骨輪注射模的設計。要求對骨輪進行測繪，并完成其 CAD 三維造型設計。骨輪注射模要求一模兩腔，并能自動脫模，實現(xiàn)自動化。完成該注射模具裝配圖設計，全部零件圖紙設計，模具成型零件 CAD 三維造型設計，以及完成該注射模具的制造工藝設計。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852 方案分析與設計如下圖所示，開模時沿 1 分型面分型，由于滑塊側凹卡住塑件，致使塑件開模時停留在動模一側，凝料留在定模一側。推桿 3 推動滑塊 9 的同時，抽出側型芯，塑件自動脫落。圖 2 裝配圖1-動模座板 2-推板 3-推桿 4-推桿固定板 5-支承板 6-墊塊 7-型芯固定板 8-模套 9-滑塊 10-彈簧頂銷 11-定模座板 12-型芯 13-緊固螺栓 14-澆口套 15-型芯 16-彈簧 17-定距螺釘 18-中間板下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853 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，如圖3所示。圖3 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：塑料在料筒內經過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內的流動可分為注射，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)流入模腔內以彌補因冷卻收縮而產生的空隙。由于塑料下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985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，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束（時間從T2到T3） ，由于模腔內的壓力比流道內高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結時為止。其中，塑料凝結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，制件內經常出現(xiàn)不均勻的結晶、取向和收縮，導致制件內產生相應的結晶、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濕兩種 5。3.2 注塑機的選擇3.2.1 注塑機簡介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的一大突破，目前注塑機加工的塑料量是塑料產量的30%；注塑機的產量占整個塑料機械產量的50%。成為塑料成型設備制造業(yè)中增長最快，產量最多的機種之一。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。3.2.2 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下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985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1所示。表1 注射量與注射時間的關系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 100003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，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 5,6。3.2.3 注射成型機的計算（1）注射容量國產標準注射機的標準規(guī)定，以注射機注射聚甲醛時在對空注射條件下，注射機螺桿或柱塞做一次最大行程所能達到的最大容量。注射容量是選擇注射機的重要參數(shù)，它在一定程度上反映了注射機的注射下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985能力，標志著注射機能成型最大體積的塑料制品。確定了單個塑件的體積（質量）和?？讛?shù)量就可以大體上計算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷井的體積，即是一模塑料的總體積 Vm。Vm0.8Vz式中 Vm成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和，cm 3 ；Vz注射機最大注射容量，cm 3 ；估算：Vm=23.145 24=528cm3 取整約為 500cm3（2）最大成型面積最大注射面積是指塑料在模具在分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說在模具設計時，布局在模具分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的投影面積 S，只能小于這個數(shù)據(jù)時才能正常可靠的注射 1,11。S=23.148.82=486.3cm3式中 S塑料在模具分型面上允許成型的投影面積；（3）模具的閉合高度注射機動壓板的最大的行程和壓板間最大和最小間距是一個固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對于所用的注射機來說，注射模的閉合高度必須符合下列的要求：H 小 HH 大式中 H 小 注射機允許的最小厚度，mm；H注射機的實際閉合高度，mm；H 大 注射機允許的最大厚度，mm；H=20+10+10+15+15+10+80+15+25=200mm；（4）定位環(huán)和澆口套定位環(huán)是將定模部分裝入注射機定壓板的定位對中位置，應與注射機的定位孔采取動配合的連接形式，以保證模具體對中。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985（5）模具的截面尺寸可安裝的注射模具外形最大尺寸取決于注射機的壓板尺寸和拉桿的間距，因為此注射模的最長的邊不應超過壓板尺寸，而模具的最短邊應小于拉桿間距，才能將注射模裝入注射機，并應留有固定模體的壓緊空間。同時，注射模動、定模上的緊固螺栓孔，也應與注射機壓板上的標準螺孔一致。（6）模具的頂出注射機的頂出裝置通常有中心頂桿頂出、兩側頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。應在動模座板與注射機頂出位置相對的位置上，設置稍大于注射機頂桿的通孔，以便于注射機頂桿通過。綜合考慮上述條件，注射機選擇 XS-Z60 型號。3.3 注射模具分型面的選擇3.3.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。3.3.2 分型面選擇的基本原則選擇分型面的基本原則：（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。3.3.3 分型面的選擇根據(jù)對骨輪模型的觀察和分型面選擇的基本原則。現(xiàn)選擇 A-A 為分型面，如圖 4 所示。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985圖 4 分型面3.4 注射模具澆注系統(tǒng)的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，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內在和外表質量，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容之一。3.4.1 注射模具澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。在設計注射模具的澆注系統(tǒng)是應注意以下幾項原則：（1）根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設計合理的澆注系統(tǒng)布局；（2）根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置；（3）應盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率；（4）應根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動；（5）排氣良好。3.4.2 注射模具主流道的設計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。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)質的鋼材單獨加工和熱處理。（1）主流道的設計要點 （a）為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用 =36 度左右的圓錐孔，對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過于大則容易引起注射速度下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985緩慢，并容易形成渦流。（b）澆口套與塑料注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑應盡量選得要小些。如果過大，即澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內部壓力對澆口套的反坐力也將按此比例增大，到一定程度時澆口套容易從模體中彈出。（c）澆口套的材料應選用優(yōu)質鋼 T8A，并應進行淬硬處理，為了防止注射機噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應低于注射機噴嘴的硬度，以增加內壁的耐磨性，并減小注射中的阻力，圓錐孔大端處應有的過渡圓角，以減小物流在轉向時的流出阻力。（d）澆口套于注射機的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于注射機噴嘴頭是球面，半徑是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則應大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。（e）定位環(huán)是模體與注射機的定位裝置，它保證澆口套于注射機的噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑應與注射機的定位孔間隙配合。定位環(huán)厚度，小于注射定位孔的深度。（f）澆口套端面應與定模相配合部分的平面高度一致。（2）澆口套的設計注射機 XS-Z-60 的噴嘴球半徑為 12mm, 噴嘴孔徑為 6mm.。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取 13mm，圓錐孔的小端直徑則應大于噴嘴口內徑，取 7mm，如圖 5。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985圖 5 澆口套3.4.3 注射模具分流道的設計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 2 所示。表 2 流道斷面尺寸推薦值塑料名稱 分流道斷面直徑mm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同晶體4.89.51.69.51.69.53.510810812.5510510810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3.5103.5106.5166.58.03.58.06.5106.5102.4106.513分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U 形和六角形。要減少流道內的下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985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。在該模具上取圓形斷面形狀。3.4.4 注射模具澆口的設計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)的關鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道，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，該模具采用側澆口，其有以下特性：（1）形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；（2）試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改；（3）能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；（4）對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。澆口位置的選擇原則：（a）盡量縮短流動距離；（b）避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；（c）澆口應開設在塑件厚壁處；（d）考慮分子定向的影響；（e）減少熔接痕，提高熔接強度。側澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口設置在塑件表面，澆口截面形狀簡單，容易加工，且注射效率高。3.4.5 冷料穴和鉤料脫模裝置冷料穴設置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上。它的作用是用來儲存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853.5 注射模具成型零件和模體的設計3.5.1 注射模具型腔的結構設計（1）型腔的結構形式型腔大體有以下幾種結構形式：（a）整體式整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點是：強度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產生拼?？p痕跡。它的缺點是：切削量大，使模具成本較高，同時給熱處理和表面處理帶來困難，只適用于形狀較為簡單的中、小型模具，但隨著用業(yè)技術的發(fā)展，隨著電蝕機床、仿型機床、數(shù)控機床的廣泛應用。有些形狀復雜的大型模具也有采用整體式型腔結構的。（b）整體組合式型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度要求以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行熱處理等。（c）局部組合式型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多用于型腔較深或形狀較為復雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。（d）完全組合式完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。骨輪注射模的型腔部分不是很復雜，可利用電火花進行。這里選擇整體式型腔。（2）型腔壁厚和底板厚度的計算在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的硬度和剛度，總的說來，型腔所承受的力大下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985體有如下幾種：（a）合模時的壓應力；（b）注射過程中塑料流動的注射壓力；（c）澆口封閉前一瞬間的保證壓力；（d）開模時的拉應力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總在變化。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度，型腔將會彈性恢復，當型腔的彈性變形恢復量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至使塑件留在型腔中。如果型腔強度不夠時，會產生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板厚度的計算和選擇是十分重要的。此模具是組合式圓形型腔，圓形型腔是指內外壁橫斷面都是圓形。組合式圓形型腔的側壁和底部均受到沖擊壓力。組合式圓形型腔側壁厚度的計算，下面對剛度和強度分別計算。3.5.2 注射模具成型零件的尺寸確定（1）型腔側壁厚度的計算（a）按剛度計算其壁厚 S 按下面公式計算：S=R-r=r （3.1）rpE1式中 S 型腔側壁厚度，mmR 型腔外半徑，mmr 型腔內半徑，r=54mmE 型腔材料的彈性模量，MPa，E=2.0610 5MPa 型腔許用變形量， =0.03mm下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985P 型腔內單位平均壓力，p=30MPa 泊松比，=0.25代入公式中得：S=15mm（b）按強度計算其壁厚 S 按下面公式計算S=r （3.2）12p式中 型腔材料的許用應力， =156.8MPa其余符號見公式（3.1）代入公式中得：S=14.6mm（2）底板厚度的計算（a）按剛度計算其壁厚 H 按下面公式計算H=0.9r （3.3）3Epr式中 H 底版厚度，mm其余符號見公式（3.1）代入公式中得：H=31.1mm（b）按強度計算其壁厚 H 按下面公式計算H=1.1r （3.4）p其余符號見公式（3.1） 和（3.2）代入公式中得：H=25.5mm（3）型腔尺寸計算型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取負偏差，再加上-1/4的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型腔的計算尺寸的表述如下：下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985（a）型腔的徑向尺寸的計算式：（3.5）00431SD式中 型腔的最小基本尺寸；0D 塑件的最大基本尺寸；S 塑件的平均收縮率，S=0.02； 塑件的公差，取 8 級精度； 模具制造公差，按 1/4選??； 根據(jù)（3.5）式計算得型腔的各徑向尺寸：mD35.170, mD025.106878, .0139（b）型腔的深度尺寸的計算公式（3.6）0032SH式中 型腔深度的最小尺寸；0H 塑件的最大基本尺寸；其余符號與（3.5）相同 。根據(jù)（3.6）式計算得型腔的各深度尺寸：mH2.170 mH025.10844.017332 25.12（4）型芯尺寸的計算型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取正偏差，再加上+1/4 的磨損量，而型芯高度則加上+1/6 的磨損量。型芯的計算尺寸表達如下。（a）型芯的徑向尺寸的計算式：下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985（3.7）00431Sd式中 型芯的最大基本尺寸；0d 塑件的最小基本尺寸；其余符號與（3.5）相同。根據(jù)（3.7）式計算得型芯的各徑向尺寸：md35.170 md025.10897680.13（b）型芯的高度尺寸的計算式：（3.8）00321Sh式中 型芯高度的最大尺寸；0h 塑件內形深度的最小尺寸；其余符號與（3.5）相同。根據(jù)（3.8）式計算得型芯的各高度尺寸：mh8.160 mh025.10869370.1472 25.12（5）中心距尺寸的計算中心距尺寸的計算式：（3.9）210SC式中 模具的中心距基本尺寸； 0C 塑件中心距的基本尺寸 4,11；其余符號與（3.5）相同。根據(jù)（3.9）式計算得各中心距尺寸：下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985mC40 mC512.08403.5.3 注射模具型芯的結構設計型芯的結構形式大體有：（1）整體式；（2）整體組合式；（3）局部組合式；（4）完全組合式；本模具選擇的是整體組合式。 整體組合式就是將主體型芯鑲嵌在模板上固定而成。它加工簡單，易修復更換，也有很高的強度和剛度。3.6 注射模具的側抽芯機構3.6.1 注射模具的側抽芯機構概述側抽芯機構的分類，按其抽芯動力來源，注射模側抽芯機構主要分手動抽芯、機動抽芯和液壓抽芯三大類。（1）手動側抽芯機構：它是在塑件開模前依靠人工將側型芯抽出或在開模后將塑件和型芯一并從模內頂出，然后在模外用手工工具抽出側型芯，合模前再將側型芯裝入模體內的抽芯方法。（2）機動側抽芯機構：它的抽芯方法是在開模是依靠注射機的開模力，通過抽芯機構機械零件的傳動使其改變移動方向，將活動的側型芯抽出。機動側抽芯機構根據(jù)抽芯方式及機械結構的不同，又分為斜導柱式抽芯機構，彎拉桿式抽芯機構、彎拉板式抽芯機構、斜滑塊式抽芯機構、頂出式抽芯機構及齒輪式抽芯機構等等。（3）液壓或氣動側抽芯機構：它是依靠液壓系統(tǒng)或氣動裝置為動力，抽出活動的側型芯的。本畢業(yè)設計模具選擇機動側抽芯中的斜滑塊式抽芯機構。3.6.2 注射模具的斜滑塊式抽芯機構設計（1）斜滑塊抽芯機構的工作原理斜滑塊抽芯機構適用于塑件側孔或側凹較淺但成型面積較大的場合。斜滑塊側向抽芯的特點是利用推出機構的推力驅動斜滑塊側向運動，在塑件被推出的同時由斜滑塊完成側向抽芯動作。一般分為外側抽芯和內側抽芯兩種。本設計是外側抽芯。（2）斜滑塊機構的設計要點下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985（a）斜滑塊的導滑形式整體導滑形式，加工精度不易保證，又不能進行熱處理，故適宜用于小型或批量不大的模具；圓柱銷導滑形式，采用斜向鑲入的導柱銷導滑；鑲塊導滑形式，鑲塊可單獨進行熱處理和磨削加工，導滑精度高且耐磨。導滑鑲塊用圓柱銷定位，外加銷套是為了提高安裝位置精度；燕尾導滑形式，結構復雜，加工困難。主要用于小模具多滑塊的情況。本設計采用圓柱銷導滑形式。（b）斜滑塊的止動裝置設計斜滑塊抽芯機構時，若定模側有成型型芯，則需設置銷釘鎖緊或壓緊的止動裝置。本設計可以設置彈簧和彈簧頂銷，以便在開模時，斜滑塊無法滑動，塑件與定模型芯分離而留在動模一側。3.7 注射模具的頂出機構的設計3.7.1 注射模具的頂出機構頂出機構的分類：按驅動方式分類可分為：手動頂出、機動頂出、氣動頂出；按模具結構分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。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，也稱頂出機構。脫模機構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）結構合理可靠，便于制造和維護。本設計使用簡單的推桿和推管脫模機構，因為該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，采用推簡單的脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853.7.2 自動脫落機構由于設計中采用的是斜滑塊式抽芯機構，斜滑塊在導滑槽內向兩側分型，完成側向抽芯的同時也將塑件從動模型芯上脫出。3.8 塑料注射模具的排氣設計在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學反應）所產生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產生的高溫灼傷制件，使之產生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。通常，選擇排氣槽的開設位置時，應遵循以下原則：（1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；（2）最好開設在分型面上，如果產生飛邊易隨塑件脫出；（3）最好設在凹模上，以便于模具加工和清模方便；（4）開設在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；（5）開設在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕；（6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時，可在型腔相應部位鑲嵌燒結的多孔金屬塊，以供排氣；（7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出。3.9 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)設計3.9.1 塑料注射模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)的重要性塑料注射成型是將熔融狀態(tài)的塑料向模腔高壓注射，其后這些熔料在模腔中冷卻到塑料變形溫度以下固化成型。在塑料固化成型過程中，由熔融狀態(tài)冷卻到固化狀態(tài)是由熔料溫度和模具的溫差來實現(xiàn)的，而且一般說來，模具溫度應在塑料熱變形溫度以下才能達到迅速固化成型的目的。但是模具的溫度既不下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985能過高也不能過低。模具溫度過高