畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) I畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)題目名稱： 摩托車(chē)后燈罩注塑模具設(shè)計(jì) 院系名稱： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 05 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) II摘 要本文詳細(xì)地闡述了蓋注射模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)了注射模具中的各個(gè)系統(tǒng)，如澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，并對(duì)塑料材料性能進(jìn)行了分析。根據(jù)塑件的產(chǎn)品數(shù)量要求，以及結(jié)構(gòu)要求，該模具采用一模一腔。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程都是用CAD軟件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，使整個(gè)模具設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單明了。利用MPA軟件進(jìn)行模流分析，為模具設(shè)計(jì)和成型工藝的指定提供參照依據(jù)。使用CAD軟件設(shè)計(jì)成型零件以及非標(biāo)零件，從而進(jìn)行全方面的參數(shù)化設(shè)計(jì)，即對(duì)模具進(jìn)行分模、生成元件、裝配、試模、開(kāi)模等設(shè)計(jì)。調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模架以及標(biāo)準(zhǔn)件，從而完成模具的整體設(shè)計(jì)。直接指導(dǎo)生產(chǎn)。針對(duì)塑件的特點(diǎn)，本模具設(shè)計(jì)了側(cè)抽芯滑塊機(jī)構(gòu)，也構(gòu)成了本次模具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。關(guān)鍵詞 ：注射模，參數(shù)化設(shè)計(jì)，側(cè)抽芯和滑塊，燈罩畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) IIIAbstractThis paper describes in detail the design process of injection molding cover. Injection mold design various systems, such as pouring system, orientation and positioning mechanism, side parting and core pulling mechanism, and plastic material properties were analyzed. The number of products under the requirements of plastic parts, and structural requirements of one module and one adopted in the mold cavity. The entire design process is carried out using CAD software, parametric design, the entire mold design process simple and straightforward. MPA software using mold flow analysis, mold design and molding technology to provide reference for the specified. Molded parts using CAD software design and non-standard parts, which were all aspects of design parameters, namely, the parting of the mold to produce components, assembly, test mode, open mode, such as design. Call the standard mold base and standard parts, thus completing the overall design of the mold. Direct the production. Characteristics of plastic parts for the die design of the side core pulling slider mechanism, but also constitute the main contents of the mold design time.Keywords: injection mold, parametric design, the side core pulling and slide, shade.- 1 -目錄1 前言 .- 3 -1.1 模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀 .- 3 -1.2 我國(guó)模具發(fā)展的現(xiàn)狀 .- 3 -1.3 參數(shù)化技術(shù)慨述 .- 4 -1.4 選題目的以及意義 - 5 -2 塑件成型工藝性分析 - 6 -2.1 摩托車(chē)尾燈罩二維圖 .- 6 -2.2 結(jié)構(gòu)特征分析及成型工藝性分析 .- 6 -2.2.1 結(jié)構(gòu)特征分析 - 6 -2.2.2 成型工藝性分析 - 6 -2.2.3 塑件材料的基本性能 .- 7 -2.2.4 塑料的成型收縮率 .- 7 -2.2.5 塑件材料的流動(dòng)性 .- 7 -3 塑件成形工藝與設(shè)備 - 8 -3.1 注塑成型工藝條件 .- 8 -3.1.1 溫度 .- 8 -3.1.2 壓力 .- 8 -3.1.3 時(shí)間 .- 8 -3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定 - 9 -3.2.1 由公稱注射量選擇注射機(jī) .- 10 -3.2.2 由鎖模力選擇注射機(jī) .- 10 -3.3 型腔數(shù)量以及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 - 11 -3.3.1 型腔數(shù)量校核 - 11 -3.3.4 注射壓力校核 .- 12 -3.3.5 安裝尺寸校核 .- 12 -4 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .- 15 -4.1 型腔的確定 .- 15 -4.2 制品成型位置及分型面的選擇 .- 15 -4.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 15 -4.3.1 主流道設(shè)計(jì) .- 16 -4.3.2 冷料穴的設(shè)計(jì) .- 17 -4.3.3 分流道設(shè)計(jì) .- 18 -4.3.4 澆口的位置、數(shù)量的確定 .- 19 -4.3.5 剪切速率的校核 - 20 -4.3.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) .- 21 -4.4 成型零部件設(shè)計(jì) - 21 -4.4.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 - 21 -- 2 -4.4.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與尺寸計(jì)算 .- 23 -4.5 模架的選用 .- 24 -4.5.1 型腔側(cè)壁以及底板厚度尺寸 .- 25 -4.5.2 模具高度尺寸的確定 - 25 -4.6 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) .- 26 -4.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .- 27 -4.7.1 脫模力的計(jì)算 - 27 -4.7.2 推件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 28 -4.8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .- 28 -4.8.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) - 29 -4.8.2 滑塊的設(shè)計(jì) - 31 -4.8.3 楔緊塊的設(shè)計(jì) - 32 -4.8.4 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的干涉現(xiàn)象 - 32 -4.9.2.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 .- 35 -4.10 模具成型零部件材料的選擇 .- 36 -4.11 模具的裝配過(guò)程 .- 36 -4.12 模具運(yùn)動(dòng)分析過(guò)程 - 37 -5 試模 .- 38 -5.1 試模過(guò)程 .- 38 -5.2 試模過(guò)程中可能產(chǎn)生的缺陷、原因以及調(diào)整方法 - 38 -5.3 試模過(guò)程記錄 - 40 -6 總結(jié) .- 41 -參考文獻(xiàn)： - 42 -致謝 - 43 -- 3 -1 前言1.1 模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀模具行業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占 30%左右。二十一世紀(jì)世界制造加工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，對(duì)注塑產(chǎn)品與模具的設(shè)計(jì)制造提出了新的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品需求的多樣性要求塑件設(shè)計(jì)的多品種、復(fù)雜化，市場(chǎng)的快速變化要求發(fā)展產(chǎn)品及模具的快速設(shè)計(jì)制造技術(shù)，全球性的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)要求盡可能地降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新、精密、復(fù)雜、高附加值已成為注塑產(chǎn)品的發(fā)展方向，必須尋求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑產(chǎn)品與模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,目前僅汽車(chē)行業(yè)就需要各種塑料制品 36 萬(wàn)噸；電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò) 1000 萬(wàn)臺(tái)；彩電的年產(chǎn)量已超過(guò) 3000 萬(wàn)臺(tái)；到2010 年,在建材行業(yè),塑料門(mén)窗的普及率為 30％,塑料管的普及率將達(dá)到 50％。這些都會(huì)導(dǎo)致對(duì)模具的需求量大幅度增長(zhǎng)。近來(lái)我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，目前已呈現(xiàn)出市場(chǎng)廣闊、產(chǎn)銷(xiāo)兩旺的局面。深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)是中國(guó)塑料模具工業(yè)最為發(fā)達(dá)、科技含量最高的區(qū)域，預(yù)計(jì)有可能在 10 年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。其次，浙江東部的余姚、寧海、黃巖溫州等地區(qū)的塑料模具工業(yè)發(fā)展也非常快。 相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具企業(yè)移師中國(guó)，是國(guó)內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國(guó)技術(shù)人才水平的提高和平均勞動(dòng)力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢(shì)，這些是塑料模具市場(chǎng)迅速成長(zhǎng)的重要因素所在，所以中國(guó)塑模市場(chǎng)的前景一片輝煌。1.2 我國(guó)模具發(fā)展的現(xiàn)狀雖然近幾年來(lái)，我國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具已供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過(guò)于求，然而精密加工設(shè)備還很少，一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。許多先進(jìn)的技術(shù)如ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)的普及率還不高，我國(guó)塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國(guó)外先進(jìn)水平相比，還存在很多方面的問(wèn)題?，F(xiàn)在- 4 -國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為 70％～80％，而我國(guó)只有 30％左右。如能廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，將會(huì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期 25％～40％，并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時(shí)浪費(fèi)?，F(xiàn)在應(yīng)用模具 CAD／CAM 技術(shù)設(shè)計(jì)模具已較為普遍，隨著通用機(jī)械 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展，塑料注射模 CAD/CAM 已經(jīng)不斷的深化。從上世紀(jì) 60 年代基于線框模型的 CAD 系統(tǒng)開(kāi)始, 到 70 年代以曲面造型為核心的 CAD/CAM 系統(tǒng)，80 年代實(shí)體造型技術(shù)的成功應(yīng)用，90 年代基于特徵的參數(shù)化實(shí)體/曲面造型技術(shù)的完善，為塑料注射模采用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)提供了可靠的保證。目前在國(guó)內(nèi)外巿場(chǎng)已涌現(xiàn)出一批成功應(yīng)用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。而且通過(guò)推廣使用模具標(biāo)準(zhǔn)件，實(shí)現(xiàn)了部分資源共享，這樣就大大減少模具設(shè)計(jì)的工作量和工作時(shí)間，對(duì)于發(fā)展 CAD／CAM 技術(shù)、提高模具的精密度有重要意義。因此，模具成為國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品。現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。1.3 參數(shù)化技術(shù)慨述參數(shù)化技術(shù)是當(dāng)前 CAD 技術(shù)重要的研究領(lǐng)域之一，通過(guò)改動(dòng)圖形某一部分或某幾部分的尺寸，自動(dòng)完成對(duì)圖形中相關(guān)部分的改動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)尺寸對(duì)圖形的驅(qū)動(dòng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，系統(tǒng)自動(dòng)地捕獲用戶的設(shè)計(jì)意圖，并把各個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象以及對(duì)象之間的關(guān)系記錄下來(lái)，當(dāng)用戶修改圖紙中的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地更新圖紙，使圖紙中反映用戶設(shè)計(jì)意圖的設(shè)計(jì)對(duì)象之間的關(guān)系依舊可以維持。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形功能，極大地改善了圖形的修改手段，提高了設(shè)計(jì)的柔性，在慨念設(shè)計(jì)、初始設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計(jì)、多方案比較、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、實(shí)體造型、裝配、公差分析與綜合、機(jī)構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，并體現(xiàn)出很高的應(yīng)用價(jià)值，能否實(shí)現(xiàn)參數(shù)化目前已成為評(píng)價(jià) CAD 系統(tǒng)優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。CADNGINEER 集合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組合、模具開(kāi)發(fā)、NC 加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、自動(dòng)量測(cè)、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析等功能于一體。是塑料模具實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的一個(gè)必備的軟件。EMX（Expert Moldbase Extension）是 CAD 系統(tǒng)中的一個(gè)外掛模塊，專門(mén)用來(lái)建立各種標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件和滑塊、斜銷(xiāo)等附件，能夠建立冷卻水管，能夠自動(dòng)產(chǎn)生模具工程圖和明細(xì)表，還可以模擬模具開(kāi)模過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和干涉檢查，并可將仿真結(jié)果輸出成視頻文件，是個(gè)功能非常強(qiáng)大且使用非常方便的模具設(shè)計(jì)工具。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和模架設(shè)計(jì)是利用模架設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。型腔和型芯設(shè)計(jì)可以在 EMX 里設(shè)計(jì)，也可以事先在 CAD 的制造模塊里完成。本設(shè)計(jì)有一部分是- 5 -在 EMX 里完成。在模架調(diào)入之后可以根據(jù)需要添加、刪除各種模具零件。也可以修改現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)件使之滿足自身設(shè)計(jì)。完全的參數(shù)化設(shè)計(jì)，使用非常方便。CADNGINEER 參數(shù)化設(shè)計(jì)的特性：(1)．3D 實(shí)體模型除了可以將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)，還可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、重心、重量、慣性大小等，可極大的減少設(shè)計(jì)人員的計(jì)算時(shí)間。(2)．CADNGINEER 可隨時(shí)由 3D 實(shí)體模型產(chǎn)生 2D 工程圖，且可自動(dòng)標(biāo)示工程圖尺寸。不論在 3D 還是 2D 圖形上作尺寸修正。其相關(guān)的 2D 圖形或 3D 實(shí)體模型均自動(dòng)修改，同時(shí)組合、制造等相關(guān)設(shè)計(jì)也會(huì)自動(dòng)修改，如此可確保數(shù)據(jù)的正確性，并避免反復(fù)修正的耗時(shí)性。(3)．以特征作為設(shè)計(jì)的單位?？呻S時(shí)對(duì)特征做合理、不違反幾何順序調(diào)整、插入、刪除、重新定義等修正動(dòng)作。1.4 選題目的以及意義畢業(yè)設(shè)計(jì)將總結(jié)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果,鍛煉和開(kāi)發(fā)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。本課題要求跟據(jù)圖紙以及任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模具。該塑件為摩托車(chē)尾燈罩，它是配在摩托車(chē)上用的一種燈罩子，批量很大，為大批量生產(chǎn)。其結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜，有 1 個(gè)側(cè)抽芯，因而該塑件的模具有一個(gè)典型結(jié)構(gòu)——側(cè)抽芯滑塊機(jī)構(gòu)。這個(gè)課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)能力有一定的鍛煉。通過(guò)對(duì)摩托車(chē)尾燈罩的注射模具的設(shè)計(jì)，可以鞏固專業(yè)知識(shí)為以后從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)，也同時(shí)具有一定的初步開(kāi)發(fā)模具能力。另外加深了對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用。提高了整體的設(shè)計(jì)能力。- 6 -2 塑件成型工藝性分析2.1 摩托車(chē)尾燈罩二維圖、塑件的材料 PS204圖 2.2 摩托車(chē)尾燈罩二維圖2.2 結(jié)構(gòu)特征分析及成型工藝性分析2.2.1 結(jié)構(gòu)特征分析該塑件為燈罩，其二維圖尺寸如圖 2-2 所示，塑件的壁厚為 3mm,為大批量生產(chǎn)，材料為聚苯已烯，成型工藝性好，可以注射成型。2.2.2 成型工藝性分析根據(jù)塑件的用途以及塑料的性質(zhì)分析其表面質(zhì)量，確定塑件的精度等級(jí)要求為：IT4；其中塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，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(gè)等級(jí)。為了便于塑件從模腔中脫出或從塑件中抽出型芯，塑件設(shè)計(jì)時(shí)須考慮其內(nèi)外壁面應(yīng)該有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、塑件幾何形狀有關(guān)。該塑件壁厚約為 3mm，大開(kāi)口處有 5o 的斜角，小開(kāi)口處有 3o 的傾角，這樣足以使型芯很容易抽出。為了容易使大的側(cè)抽芯容易抽出可以查參考文獻(xiàn)中的表- 7 -2-19 ，脫模斜度（型芯）：1o。2.2.3 塑件材料的基本性能成型本零件使用聚苯乙烯（PS） ，該材料為熱塑性塑料，聚苯乙烯無(wú)色，透明，有光澤，無(wú)毒無(wú)味，落地時(shí)有清脆的金屬聲比重小，具有高的強(qiáng)度、剛性、硬度，耐腐蝕、性耐熱性、電絕緣性優(yōu)良，可以與熔融的石英相媲美，密度為 1.054g/cm3 ，取 1.054g/cm3成型收縮率為 0.8％～8.5％,可在 100℃左右使用。該塑料為無(wú)定形高聚物，注射時(shí)一般不需要進(jìn)行干燥。流動(dòng)性好，它的流變特性是黏度對(duì)剪切速率的依賴性比溫度的依賴性大。因此，在注射充模時(shí)，通過(guò)提高注射壓力或注射速度來(lái)增大熔體的流動(dòng)性比通過(guò)提高溫度有利。其結(jié)晶能力較強(qiáng)，提高模具溫度將有助于制件結(jié)晶度的增加，甚至能提前脫模。同時(shí)，聚苯乙烯質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的倒凹模時(shí)可強(qiáng)行脫模。聚苯乙烯（PS）在工業(yè)上主要用做儀表外客，燈罩化學(xué)儀器零件，透明模型等；在電氣方面做良好的絕緣材料，接線盒等；在日用品方面用于包裝材料等，各種容器玩具等。2.2.4 塑料的成型收縮率 塑件從模具中取出到冷卻至室溫會(huì)發(fā)生尺寸收縮，這種性能稱收縮性。查參考文獻(xiàn)[1]中的表 2-16 該塑料的成型收縮率（%）：0.8～8.5；由于收縮不僅與樹(shù)脂的熱脹冷縮有關(guān)，還和各成型因素有關(guān)，所以將成型后塑件的收縮稱成形收縮。影響收縮的因素主要有：1.塑料品種 2.塑料特性 3.模具結(jié)構(gòu) 4.成形工藝。 這里取計(jì)算成型收縮率為 0.8%。2.2.5 塑件材料的流動(dòng)性塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動(dòng)性。這是模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)重要工藝參數(shù)。流動(dòng)性大易造成溢料過(guò)多，填充型腔不密實(shí)，塑件組織疏松，樹(shù)脂、填料分頭聚積，易粘模、脫模及清理困難，硬化過(guò)早等弊病。但流動(dòng)性小則填充不足，不易成形，成形壓力大。所以選用塑料的流動(dòng)性必須與塑件要求、成型工藝及成形條件相適應(yīng)。聚苯已烯的流動(dòng)特性屬非牛頓流體。查參考資料可以知道聚苯已烯流動(dòng)性良好等。影響塑料流動(dòng)性的因素一般有 1.溫度 2.壓力 3.模具結(jié)構(gòu)。- 8 -3 塑件成形工藝與設(shè)備3.1 注塑成型工藝條件3.1.1 溫度注塑成型過(guò)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(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)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。聚苯已烯塑料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查參考資料 如表3-1所示。[5]表3-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度 /℃后 段 中 段 前 段噴嘴溫度/℃ 模具溫度/℃70～100 130～170 200～220 180～245 20～70資料來(lái)源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003年2月，第36頁(yè)3.1.2 壓力注射成型過(guò)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(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像聚苯已烯流動(dòng)性一般的塑料，保壓力應(yīng)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(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)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(shí)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(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為 3.4～27.5MPA。3.1.3 時(shí)間完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開(kāi)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(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，- 9 -最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為 3～5 秒，保壓時(shí)間一般為 20～120 秒，冷卻時(shí)間一般為 30～120 秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)） 。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)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 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 資料來(lái)源：黃虹主編． 塑料成型加工與模具． 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003 年3 月，第 87 頁(yè)經(jīng)過(guò)上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)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(jī)類(lèi)型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 50噴嘴形式 直通式 模具溫度(℃) 50噴嘴溫度(℃) 175 后段溫度(℃) 180～210中段溫度(℃) 210～230 前段溫度(℃) 200～210注射壓力(MPa) 80 保壓力（MPa） 60注射時(shí)間(s) 4 保壓時(shí)間 （s） 25冷卻時(shí)間(s) 25 其他時(shí)間（s） 2成型周期(s) 60 成型收縮(%) 0.8預(yù)熱干燥溫度(℃) 80～95 預(yù)熱干燥時(shí)間(h) 4～5資料來(lái)源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 年 2 月，第 67頁(yè)3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過(guò)程外，還應(yīng)對(duì)所選用的注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面了解，才能生產(chǎn)出合- 10 -格的塑料制件。注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。注射成型時(shí)注射模具安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板上，由鎖模裝置和模并鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開(kāi)模，并由推出裝置將制件推出。3.2.1 由公稱注射量選擇注射機(jī)利用 CAD 測(cè)量工具可以測(cè)得塑件體的體積為（1）單個(gè)塑件 體積：V 1=2.085×104mm3=20.85cm3, 質(zhì)量m=20.85×1.054=21.98g。（2）兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料 由于本模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，取澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為塑件質(zhì)量的80％，則： V 總 =58.38cm3，總質(zhì)量m 總 =61.53g。模具設(shè)計(jì)時(shí)，塑件成型所需的塑料熔體的總?cè)萘炕蛸|(zhì)量需在注射機(jī)額定注射 80%內(nèi)。由此可得注射機(jī)所需體積最小為：58.38 /80%=72.8cm 3。3.2.2 由鎖模力選擇注射機(jī)塑料制件在分型面上的投影面積為 A1=1589.6mm2。流道凝料（包括澆口）在分型面上的上的投影面積 A2， A2 =2079.6 mm 2 ； A = A1+ A2=1589.6+2079.6=3689.2 mm2分查參考文獻(xiàn) [5]F F =A ·P （3.1）鎖 ?脹 分 型=3689.2mm2 ·30MPa=3689.2 mm2×30×10 Pa6=110.7.（KN）式中 F 注射機(jī)的公稱鎖模力（N） ；A 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積鎖 分之和；P 為型腔內(nèi)熔體壓力，查參考文獻(xiàn) 表5-1，取P =30MP ； 型 [2]型 a結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，查參考文獻(xiàn) 中的表4-2，初步確定注塑機(jī)為 XS-ZY-250[5]型注射機(jī)。該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下所示：表4-2 注射機(jī)XS-ZY-250技術(shù)參數(shù)表特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容結(jié)構(gòu)類(lèi)型 臥式 拉桿內(nèi)間距/mm 448×370 理論注射容積/ cm 3250 模板最大行程/mm 500- 11 -螺桿直徑/ mm ?50 最大模具厚度/mm 350注射壓/ MP a130 最小模具厚度/mm 200注射速率/ g/s 200 鎖模形式/mm 液壓注射行程/ mm 160 模具定位孔直徑/mm Φ125 +0.060螺桿轉(zhuǎn)速/ r/min 25～89 噴嘴球半徑/mm 18塑化能力/ g/s 噴嘴孔直徑/mm ?4鎖模力/ KN 1800 模板尺寸（mm） 598×520資料來(lái)源： 陳志剛主編．塑料模具設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 年 2 月，第98 頁(yè)3.3 型腔數(shù)量以及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核3.3.1 型腔數(shù)量校核為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)前應(yīng)合理的確定型腔數(shù)目。按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量（3.2）0.8gjnV??其中 ————注射機(jī)最大注射量， ；gV3cm————澆注系統(tǒng)凝料量， ；j————單個(gè)塑件的容積， ；n 3通過(guò)上面 3.2.1 可知算單個(gè)塑件的質(zhì)量為 103.62g；澆道凝料的質(zhì)量為 51.81g。而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機(jī)額定最大注射量的 20%，故可得， n=1.43，所以型腔的數(shù)目?。簄=1 。3.3.2 最大注射量的校核jnV??0.8g?32.50.872.98jg cm?????由于 =250cm3,故滿足使用要求。- 12 -3.3.3 鎖模力的校核 ??1zFpnAF???式中： ——熔融塑料在分型面上的漲開(kāi)力（N）；z——型腔數(shù)目，為 2；A——塑件在分型面上的投影面積，為 1589.63mm2；A1——澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積，為 490.96mm2；p——型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，為 40Mpa；其中 ，aFk?A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，為 3670.22mm2；——壓力損失系數(shù)，隨塑料品種注射機(jī)類(lèi)型噴嘴阻力流道阻力的不同而變化，可在 0.2～0.4 的范圍內(nèi)選??；——注射壓力，即料桶內(nèi)柱塞或螺桿施于熔體上的壓力，為 150Mpa；ap算得 =146808.8N，F(xiàn)=220213.2N，滿足 。zFzF?3.3.4 注射壓力校核注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓能否滿足制品成型的需要。為此注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時(shí)所需要的注射壓力，即PmaxP式中 Pmax為注射機(jī)的最大注射壓力，該注射機(jī)的Pmax為130MPa;P為塑件成型時(shí)所需要的注射壓力,一般取P=40～200Mpa.制品成型時(shí)所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種、注射機(jī)類(lèi)型、噴嘴形式、制品形狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。在確定制品成型所需的注射壓力時(shí)可利用類(lèi)比法或參考各種塑料的注射成型工藝參數(shù)等，聚丙烯的成型注射壓力在78.4MPa至150MPa的范圍內(nèi)，考慮本塑件平均厚度為3mm，所以注射壓力可P取為100Mpa,可見(jiàn)螺桿注射壓力滿足要求。3.3.5 安裝尺寸校核3.3.5.1 噴嘴尺寸校核為了使注塑模能夠順利地安裝在注射機(jī)上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須校核注射機(jī)上與模具安裝有關(guān)的尺寸，因?yàn)椴煌吞?hào)和規(guī)格的注射機(jī)，其安裝模具部分的形狀和尺寸各不相同。一般情況下設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等,這里先對(duì)噴嘴尺寸進(jìn)行校核，其他的校核需要在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行完以后進(jìn)行校核。- 13 -注射機(jī)噴嘴前端的球面半徑 r 和孔徑 d 與模具澆口套始端的球面半徑 R 及小孔徑 D 應(yīng)吻合,以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。它們一般應(yīng)滿足下列關(guān)系:(1~2)Rm??0.5d如果 11mm 可滿足要求，為了安全，取底板厚度為 15mm， 。凹模的底板因?yàn)槭桥c注塑機(jī)的工作臺(tái)接觸的，所受的力傳遞到工作臺(tái)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(shè)計(jì)取凹模底板厚度為 35 mm。（2）推桿推出距離；在分模時(shí)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 75mm 左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約 75mm 左右，所以當(dāng)推出距離為 25 mm 時(shí)就能使塑件和型芯分離。 完成了以上的工作，確定模架的長(zhǎng)×寬具體尺寸為 330×250 mm。各模板的確定如下：（a）A 板的尺寸本模具中 A 板既為定模型腔固定板又為上模座，因?yàn)樗芗闲托竟潭ㄔ?A 板上，而且斜導(dǎo)柱固定部分也在 A 板上，根據(jù)下面斜導(dǎo)柱計(jì)算的公式可知，A 板的厚度可取為 40mm。(c)墊塊尺寸如果墊板（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，需要滿足下面關(guān)系式：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 式中 H——墊板高度；h1——擋銷(xiāo)高度，一般取(3~5)mm ，這里取擋銷(xiāo)的高度為 4mm；h2——推板厚度；h3——推桿固定板厚度； h——推出距離；H4+10+20+30=60mm取墊板的高度大 于 60mm 即可，這里取墊板的厚度為 73mm。完成了以上的工作，確定該模具可用板面尺寸為 250×330mm，其中 A 板厚度 40 mm， ，墊板厚度 73mm 的模架，為了保證凸、凹模不碰傷，動(dòng)板和定板之- 27 -間取 1 mm 間隙。4.6 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來(lái)保證模具的對(duì)合精度。注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類(lèi)型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的配合以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。這里用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向開(kāi)合模，用復(fù)位桿來(lái)導(dǎo)向脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的 1/3 處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取 H7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的 1.5~2 倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)?；蚨?，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。為了保證模具的平穩(wěn)性及協(xié)調(diào)性，順利滑動(dòng)，采用 4對(duì)導(dǎo)柱導(dǎo)套對(duì)稱布置。材料為 T8A。 4.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有遵循以下原則：1.塑件滯留于動(dòng)模，以便于借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.防止塑件變形和損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的黏附力的大小及其所在部位，有針對(duì)性地選擇適當(dāng)?shù)拿撃Ｑb置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。3.力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時(shí)候，應(yīng)盡量設(shè)在對(duì)塑件外觀影響不大的位置。在采用推桿脫模尤其要注意這個(gè)問(wèn)題。4.結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強(qiáng)度和剛度。脫模機(jī)構(gòu)分類(lèi)有多種方法，但主要以脫模裝置結(jié)構(gòu)特征分類(lèi)較實(shí)用和直觀，參考同類(lèi)型零件的脫模機(jī)構(gòu)，本塑件產(chǎn)品的脫模機(jī)構(gòu)采用推件板脫模機(jī)構(gòu)。