摩托車轉(zhuǎn)向燈燈蓋注塑模具設(shè)計【全套含CAD圖紙、說明書】

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Because of the column shape and simple structure, a disposable stripping is available. Therefore, the designer adopts two single mold template mold parting surface structure. In order to meet bulk production demands, the number of mold cavities apply a four-cavity mold design. And circular section is used in the shunt. In addition, because of plastic parts’ high demand for its surface, the using of side gating system not only meets the appearance but the later artificial processing. Two countersunk holes of the plastic parts adopt putter to the top and push tube for forming and the push tube also serves as the ejecting mechanism with multifunctional application. Mold cavities are consist of several formed parts by using constant exhaust. The ejecting mechanism adopts putter and releasing push tube to uniformly distribute in the circle. In order to uniformly cooling the plastic parts, double-cooling-tube is used to cool the mold. After the completion of the design, moldflow is used to analyze mold flow to examine the impact of the design of the mold structure for molding plastic parts: whether filling can be completed or not , the length of filling time, the generation position of cavitation, the required clamping force and the cooling effect etc. and then designer conducts the mold structure optimization settings and the molding parameters optimization settings. In addition, the relevant mold parameters are calculated and checked to increase its reliability. This design can be great reference for similar plastic molding parts structures. Key words: lamp cover; mold design; moldflow; ejecting mechanism 目 錄 緒論 1 1 塑料 2 1.1 塑料的分類 2 1.2 塑料成型工藝特性 3 1.2.1塑料的成型收縮性 3 1.2.2塑料的結(jié)晶性 3 2 塑件工藝分析與技術(shù)要求 3 2.1 塑件的技術(shù)要求 3 2.1.1產(chǎn)品的尺寸精度分析 4 2.2 塑件的工藝性分析 4 2.2.1塑件的表面質(zhì)量分析 4 2.2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 4 2.2.3塑件的材質(zhì)工藝性 4 2.3 注射成型工藝參數(shù) 5 3 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 5 3.1 塑件成型方案的確定 5 3.2 確定型腔數(shù)目和排列形式 6 3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 7 4 成型設(shè)備的選用 7 4.1 注塑機的選擇 7 4.1.1注塑機的分類 7 4.1.2塑件的注塑量計算 7 4.1.3初步注塑機的確定 8 4.2 模架的選擇 8 4.3 模具參數(shù)的校核 9 4.3.1 注射壓力的校核 9 4.3.2鎖模力的校核 9 4.3.3模具的裝夾尺寸校核 10 4.3.4開模行程與塑件推出距離的校核 10 4.3.5模具厚度校核 10 4.3.6最大注射量的校核 10 5 分型面位置的確定 11 5.1 分型面類型 11 5.2 分型面選擇的原則 11 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 6.1 主流道的設(shè)計 12 6.1.1主流道的尺寸設(shè)計 13 6.1.2流道襯套的形式 13 6.2 分流道設(shè)計 14 6.2.1確定分流道的截面形狀 14 6.2.2確定分流道截面大小 14 6.2.3確定分流道在分型面上布置形式 15 6.2.4澆口設(shè)計 15 6.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 18 7 成型零部件設(shè)計 19 7.1 成型零件的材料選擇 19 7.2 型芯型腔結(jié)構(gòu)的確定 19 7.3 型芯型腔鑲塊外形尺寸的確定 20 7.3.1確定鑲塊的長、寬、高尺寸 20 7.3.2型腔側(cè)壁厚和底板后的校核 20 7.4 成型零部件尺寸的計算 21 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 23 8.1 冷卻水道的直徑的設(shè)計 23 8．2 冷卻回路尺寸確定 23 8.3 冷卻水道結(jié)構(gòu)的布置 24 9 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 26 9.1 機構(gòu)的功用 26 9.2 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 26 9.2.1導(dǎo)柱設(shè)計 26 9.2.2導(dǎo)套設(shè)計 27 10 推出機構(gòu)設(shè)計 27 10.1 脫模力計算 28 10.2 推桿設(shè)計 29 10.3 推管設(shè)計 29 11 復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計 30 11.1 彈簧的選用 30 12 其他需要說明問題 31 12.1 塑料模具結(jié)構(gòu)零部件常用材料及熱處理 31 12.2 設(shè)計成果和原理 31 結(jié)論 34 謝 辭 35 參考文獻 36 附 錄 37  緒論 模具是工業(yè)制造技術(shù)和機器的根本，在近幾年，隨著使用模具的范圍擴大，模具工業(yè)對模具的使用需求較高的技術(shù)水平，使其的成長速度變快，成長速度相對于其他行業(yè)較快，已經(jīng)成為現(xiàn)實。目前供不應(yīng)求，國家需求模具的量比生產(chǎn)量大很多，隨著模具的快速發(fā)展，一批批科技含量高的模具被設(shè)計生產(chǎn)出來了，并且在模具行業(yè)越來越大的比重的生產(chǎn)。 在當(dāng)今的工業(yè)制造，過半的工業(yè)產(chǎn)物要利用模具來生成，這已成為工業(yè)生產(chǎn)的基本設(shè)備，大批的新興產(chǎn)品的開拓和制造大多數(shù)需要利用模具生產(chǎn)完成，尤其是在一些基礎(chǔ)的行業(yè)及其為出眾。自改革開放這么多年來，我國的塑料行業(yè)有了高速的成長，特別是在塑料制品正在增加，它的種類逐漸增多，與其他行業(yè)相比，其產(chǎn)量已上升到世界第四位，從中都可以認識到，塑料行業(yè)對我國經(jīng)濟發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用。 越來越多的塑料工業(yè)制品使用范疇不停地擴展，塑料制品在數(shù)量、品質(zhì)和精度都需要更高的追求，推動注塑技術(shù)的不斷發(fā)展。我國快速發(fā)展的注塑模，通過用計算機輔助設(shè)計軟件，塑料模具的設(shè)計不斷發(fā)展，制造技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)顯著增加已經(jīng)開發(fā)并在一個大的領(lǐng)域中使用。但是，與世界上一些擁有先進技術(shù)的國家或地區(qū)，無論在設(shè)計或生產(chǎn)相比，我們?nèi)匀辉谶@些地方落后。模具還不能制定一系列標準，在運用市場而言是不通用的，并且也未能實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn);小型獨立的模具生產(chǎn)廠;沒有規(guī)劃專業(yè)，靈活的相互融合;。因此，要不停提升其設(shè)計和生產(chǎn)水準，來增高我國產(chǎn)業(yè)的國際地位。 這些年來，我國的塑料模具行業(yè)的高速成長，主要表現(xiàn)在逐漸走向大型化，精密，復(fù)雜方向的模具產(chǎn)品的方向，集成技術(shù)的不斷改進，不斷縮短模具的生產(chǎn)周期。但和國外同行業(yè)高端技術(shù)對比，還是落后一段距離。有一些比較大的行業(yè)開始需要大量的模具，在需求不斷增加的情況下，塑料模具行業(yè)將迎來春天。因此，塑料模具需要依靠一些比較重要的項目的開發(fā)，要面對一些大的行業(yè)，所以它可以繼續(xù)推進國家的經(jīng)濟發(fā)展，并持續(xù)在該領(lǐng)域的這些應(yīng)用中產(chǎn)生有利的效果。特別是在交通行業(yè)，電子行業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，此外，還應(yīng)該著眼于IT行業(yè)開發(fā)產(chǎn)品模具開發(fā)，這一行業(yè)需要是精密模具，在這個方面我國的不足，可以得到有效填補，另外應(yīng)同時繼續(xù)開展大規(guī)模的開發(fā)和設(shè)計的模具，不斷填補產(chǎn)業(yè)項目的空缺。在企業(yè)方面，調(diào)整生產(chǎn)和科學(xué)管理科學(xué)的結(jié)構(gòu)，使企業(yè)能生產(chǎn)新模具產(chǎn)品，以滿足社會生產(chǎn)模具的需求，使模具企業(yè)形成了比較好的發(fā)展格局。 鑒于模具現(xiàn)在在這個設(shè)計注塑模具的市場和發(fā)展機遇，本次對注塑模具進行設(shè)計，在設(shè)計開始前對模具制造行業(yè)進行了一定的研究，以了解當(dāng)前的生產(chǎn)工業(yè)模具，在設(shè)計中與實踐結(jié)合，達到深入研究和將結(jié)合理論與實踐的目的。 本課題的研究內(nèi)容及基本要求 （1）獨立找到相關(guān)信息并閱讀消化轉(zhuǎn)向燈的摩托車注塑模具的設(shè)計要求; （2）考慮到被加工的塑料零件件的成型過程工藝和實用性，對塑料件的二維圖進行分析，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工藝特征，以確定塑料成型工藝; （3）通過公式計算成型零部件的數(shù)值大?。? （4）了解注塑設(shè)備的技術(shù)要求，設(shè)計合適的模具總體結(jié)構(gòu)和進行有關(guān)數(shù)值計算; （5）繪制模具總裝圖和重要的零部件； （6）設(shè)計的模具應(yīng)具有生產(chǎn)效率高，可靠性高，也應(yīng)該具有一個比較高的自動化程度； （7）在模具部件的每個部分應(yīng)滿足模具的工作要求，嘗試使用標準件，以減少處理的難度。 本課題的研究目的及意義 （1）通過查閱學(xué)習(xí)相關(guān)資料，對問題分析解決，來了解注塑模具的設(shè)計知識； （2）提高自己的綜合能力，將理論和實踐有效的結(jié)合； （3）通過對畢設(shè)的研究，對所學(xué)的知識進行溫故。 1 塑料 塑料是在20世紀才開始開發(fā)出來的聚合物材料，它主要由樹脂生成，大多含有添加劑，并在加工過程中形成所要求的設(shè)計形狀，并且可以是在室溫和大氣壓力下保持成型形狀的一類材料。 1)合成樹脂 塑料的合成樹脂的類型確定著的塑料類型和基本屬性，例如機械功能、物理功能和化學(xué)功能等，還有在成型時，將塑料的其它部分性能粘合在一起。 2)添加劑 取決于塑料功用的添加劑一般有增塑劑，潤滑劑，穩(wěn)定劑，阻燃劑，著色劑，抗靜電劑，發(fā)泡劑和填料等。 1.1 塑料的分類 （1）塑料的品種有很多，根據(jù)不一樣的原則分類，能夠有不一樣的結(jié)果，通常是根據(jù)其加工的方式來分類，可以將塑料分類為熱固性和熱塑性，兩類塑料的區(qū)別為： 1、熱固性塑料，熱固性塑料表示那些由熱固化合成樹脂合成的塑料，但塑料成型后不能再熔和再塑造成型，因為它的合成樹脂的在加熱前是直鏈結(jié)構(gòu)，當(dāng)在加熱初始階段才具有可塑性可溶性。但是，加熱到一定溫度，其分子產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，其形狀硬化定型，形成不可熔并且不成為膠的物質(zhì)，統(tǒng)稱為體型聚合物。當(dāng)熱固性塑料成型后，就算它被升溫到分解的溫度還是不能變軟，并且不能被允許在溶液中溶解。常見的熱固性塑料：脲醛，三聚氰胺甲醛等。 2、熱塑性塑料，熱塑性材料是指在一定溫度內(nèi)能重復(fù)軟化和硬化塑料，其分子結(jié)構(gòu)呈直鏈或支鏈分子結(jié)構(gòu)，它的分子構(gòu)造通常彼此纏繞，可是不相互連接，當(dāng)溫度達到特定軟化或之后的熔融溫度，可以對塑料進行成型加工。列如對已經(jīng)成型的塑件進行加熱變軟，再塑造，可以重復(fù)多次進行。 1.2 塑料成型工藝特性 在加工塑料原料的過程中，其表現(xiàn)出的一系列的功能，這些功能與塑料的種類，成型的模式和條件，模具結(jié)構(gòu)等密切聯(lián)系的，通過掌握這些特性，在設(shè)計工成型工藝時可以有效幫助選擇合理的工藝，以控制產(chǎn)品質(zhì)量。 1.2.1塑料的成型收縮性 塑料原料在模具中從熔融狀態(tài)冷卻到常溫時，會成形為固體塑件，但是其體積與尺寸會產(chǎn)生一定范圍的收縮變化，這一變化稱之為塑料的收縮性。塑料收縮存在很多影響因素，比如塑料材料具有的熱脹冷縮特性、模具的結(jié)構(gòu)及成型的工作條件等。通常用收縮率來代表塑件變化的大小。 一般塑料的收縮程度可以用收縮率表示： 實際收縮率：S=(a-b)/b?100% （1-1） 式中 a—模具的成型部分在塑料成型溫度下的尺寸值； b—塑件在常溫時的尺寸。 1.2.2塑料的結(jié)晶性 塑料原料在注塑成型過程中，從熔化狀態(tài)到冷卻凝固，分子發(fā)生有規(guī)律排列的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象就稱為塑料的結(jié)晶性。 2 塑件工藝分析與技術(shù)要求 2.1 塑件的技術(shù)要求 塑件的三維造型如圖2.1所示 圖2.1摩托車轉(zhuǎn)向燈燈蓋三維造型圖 塑件的二維結(jié)構(gòu)如圖2.2所示 圖2.2摩托車轉(zhuǎn)向燈燈蓋二維圖 2.1.1產(chǎn)品的尺寸精度分析 根據(jù)任務(wù)書要求塑料塑件的材料選用ABS，該塑件的尺寸精度中等要求，其塑件的公差可以采用MT3，模具型腔的制造精度可按照8級精度查詢公差 2.2 塑件的工藝性分析 2.2.1塑件的表面質(zhì)量分析 1）該塑件要求外觀美觀，沒有殘缺，飛邊等，粗糙度可取Ra0.8um。 2）該塑件不是很大，要求制品外觀精度高，外表面不允許由棱角，所以上表面棱角過渡處最好自然形成圓角。 2.2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1）從圖紙上分析，該塑件外形為圓柱形，為了方便脫模，設(shè)計其脫模斜度為1度，壁厚為1mm，滿足最小壁厚的要求 2）制品的內(nèi)腔較深，有沉孔 3）制品結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，易于推出，不用采用側(cè)抽芯機構(gòu) 2.2.3塑件的材質(zhì)工藝性 根據(jù)成型材料的要求，選擇ABS作為此次成型的材料。ABS是合成樹脂的一種，其抗磨損性，耐低、高溫性與低蠕變性，還具備容易加工的特點，產(chǎn)品的尺寸優(yōu)異穩(wěn)定性，外表特性，容易著色，也能夠二次加工表面電鍍金屬電鍍，焊接，沖壓和焊接，被普遍運用到制造行業(yè)、車類行業(yè)、儀器儀表行業(yè)和建造行業(yè)，是一個用途很廣的熱塑性工程塑料。下面對ABS性能分析： 1、使用性能： 1）首先，它有一定的沖擊韌性和整體性能良好，并在低溫環(huán)境不會迅速 下降。 2）具有耐磨性強，耐低溫寒冷環(huán)境，以及耐水性，對化學(xué)材料具有很強的 耐性和電性能。 3）生活環(huán)境的水，以及酸和堿的物質(zhì)，無機鹽，對它的作用很小。 4）注射成型穩(wěn)定性好和容易加工，通過調(diào)色劑能夠調(diào)出特定色彩。 2、成型性能： 1）非晶材料，液體流動性中等，材料溫度和模具溫度對成型質(zhì)量的影響較大 2）吸濕性大，使用前需要對原材料進行充分干燥 3）散熱快，模具澆注系統(tǒng)不能太長，要設(shè)置冷料 4）隨著溫度的升高，粘度變得過高，應(yīng)該采用螺桿注塑機，噴嘴加熱 2.3 注射成型工藝參數(shù) 在注塑成型過程中，要成型出符合設(shè)計要求的塑件，要對塑件的注塑成型參數(shù)進行合理的選擇，根據(jù)查詢相關(guān)資料，查得ABS的成型工藝特性如表2-1所示 表2-1 ABS成型參數(shù) 注塑機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 30~60 r/min 預(yù)熱干燥溫度 80~85°C 預(yù)熱干燥時間 2~3 h 密度 1.02~1.05 g/ cm3 材料收縮率 0.3~0.8% 料筒溫度 前段210~230中段230~240后段210~220 噴嘴溫度 170~180°C 模具溫度 50~80°C 3 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 3.1 塑件成型方案的確定 (1)注射成型 注射成型是熱塑性塑料成型的一種重要途徑，成型快捷，截止至今，大多數(shù)的熱塑性的材料都能夠用這種方式來生成塑料制品。完成注塑的步驟為加原料，原料塑化，熔料充模，進行保壓，冷卻降溫和脫模推出塑件的幾個階段。 注射前的預(yù)備，注射矜持，塑件后續(xù)處置是注射成型工藝的三大過程，其成型主要是成型溫度、成型時間和成型壓力的設(shè)置。 (2)壓縮成型 壓縮成型一般應(yīng)用于熱固性塑料制品生產(chǎn)，采用壓力機把加到模具中的經(jīng)過的固態(tài)原料施加壓力使其融化充滿型腔，固化后形成所要的產(chǎn)品。 壓縮成形，一般用在熱固性塑料塑模具，也用在熱塑性的材料。當(dāng)熱固性塑料放置在高的溫度和壓力的型腔中，其由固體變成粘性流狀態(tài)，以及在該狀態(tài)下，填滿型腔，同時高聚物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，塑料漸漸從粘流態(tài)變成固體，最后通過脫模得到塑料制品。 熱塑性塑料壓縮成型沒有聚合反應(yīng)，但有從固態(tài)變成粘流態(tài)與填滿內(nèi)腔的路程，故在熔料填好內(nèi)腔后，必須把注塑模具降溫讓塑料固化，導(dǎo)致成型時間長、不利于生產(chǎn)，所以熱塑性塑料選用注射的方式更經(jīng)濟。 (3)壓注成型 壓注成型，是比壓縮成型更優(yōu)良的成型方式，其步驟為加原料、加溫、增加壓力、凝固和脫模。此種成型方法一般使用在熱固性塑塑件的生產(chǎn)。 (4)擠出成型 在熱塑性塑料成型的方式中，擠出成型是一種被廣泛應(yīng)用的加工方式。主要用于生產(chǎn)管類、板類、棒類、片類，也可以應(yīng)用于顆粒料、空心塑件型坯的加工。擠出成型通常為三個階段：固態(tài)塑料的融化、成型、凝固定形。 根據(jù)本次成型的要求，ABS一般使用注射成型的方式。 3.2 確定型腔數(shù)目和排列形式 一次注射只生產(chǎn)一個塑件的模具為單型腔模具，而一次注射能生產(chǎn)兩個或兩個以上的塑件的模具為多型腔模具。對于多型腔模具，單型腔模具相對簡單緊湊和制造成本較低，制造出來的塑件能確保形狀與尺寸的統(tǒng)一性，成型的工藝易控制，但是當(dāng)大批量生產(chǎn)的需求時，多型腔就是相對合理的選擇，因為多型腔提高了生產(chǎn)效率，減低了塑件的整體生產(chǎn)成本。所以在選擇模具型腔數(shù)量時，要依據(jù)塑件結(jié)構(gòu)精度和生產(chǎn)要求綜合考慮。 一般來說，對于那些要求較高的中小型塑件優(yōu)先采用較可靠的單型腔結(jié)構(gòu)；但是要求不是很高的小型塑件，形狀不復(fù)雜，還需要大批量生產(chǎn)時，可以采用多型腔結(jié)構(gòu)，使生產(chǎn)效率大為提高，減低塑件的生產(chǎn)成本。 該塑件對精度需求沒有很高，其最大尺寸為80mm，且要求大批量生產(chǎn)，再結(jié)合其成型特性和經(jīng)濟性，擬采用一模四腔，型腔布置在模具中間，采用對稱平衡式結(jié)構(gòu)，利于熔料流程和模具的平衡。具體分布方式如圖3.1所示 圖3.1型腔分布圖 3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 模具的結(jié)構(gòu)有多種形式，在設(shè)計模具時要堅持采用最簡單結(jié)構(gòu)形式達到生產(chǎn)要求的原則，降低生產(chǎn)成本。 塑件為圓蓋類零件，精度要求一般，但外觀要求較高，并需要大批量生產(chǎn)，可以采用多型腔單分型面的形式，采用二板模側(cè)澆口進膠即可滿足生產(chǎn)要求，同時側(cè)澆口加工方便，塑件的成型圓柱孔，可用推桿和推管結(jié)合（市場上稱為司筒）來形成，同時還可以作為推出機構(gòu)，為了讓塑件推出平穩(wěn)不變形，還要在塑件四周增加推桿。 4 成型設(shè)備的選用 4.1 注塑機的選擇 通常在選用注塑機時，不僅要考慮到模具的構(gòu)成、形式和一些常規(guī)的參數(shù)尺寸，還需要根據(jù)模具的模腔數(shù)目、所需要的成型量、所需要的鎖模力、制品的投影面積、模具的高度、注射壓力、安裝尺寸和開模的行程等因素綜合考慮，如果選擇的注塑機不能滿足這些要求，則會使模具無法正常應(yīng)用，為此，一定對相關(guān)參數(shù)進行較核，并通過較核來設(shè)計注塑模具與選擇合適注射機型號。 4.1.1注塑機的分類 注塑機是生產(chǎn)熱塑性塑件的主要設(shè)備，按照注塑機的外形來分類，可分為三種; 1)臥式注塑機，其合模鎖模系統(tǒng)和注射系統(tǒng)都呈水平布置，具有重心低，穩(wěn)定，操作維修方便，推出的塑件可以自由下落，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的優(yōu)點，適合加工大中型塑料制品，但其存在模具安裝比較困難的缺點。 2)立式注塑機，其合模鎖模系統(tǒng)和注射系統(tǒng)都垂直于地面布置，占據(jù)的空間較小，模具的安裝便利，但其重心較高，穩(wěn)定性較低，推出的塑件要借助手動取出，較難完成自動化。 3)角式注塑機，其合模鎖模系統(tǒng)與注射系統(tǒng)相互垂直，通常為沿水平方向進行合模，沿垂直方向進行注塑，該類注塑機結(jié)構(gòu)簡單，可進行螺紋塑料制品的自動脫模，但是其機械的傳動結(jié)構(gòu)不能保證可靠的注射，和鎖模力。 4.1.2塑件的注塑量計算 由于塑件的整體結(jié)構(gòu)簡單，利用pro/e5.0進行三維造型，利用軟件分析功能得出制品的體積： 塑件體積： （4-1） ABS相對密度： （4-2） 因為一模四腔，所以塑件的總質(zhì)量為： (4-3) 注塑模具成型時所需的注塑量等于塑件的成型體積和流道凝料的體積之和，但是現(xiàn)在無法確定澆注系統(tǒng)凝料的體積，所以采用估算的方式，凝料的體積為總塑件體積的20%估算。則澆注系統(tǒng)的體積為： （4-4） 所以總體積為: （4-5） 4.1.3初步注塑機的確定 考慮注塑所需的壓力和工廠生產(chǎn)現(xiàn)有設(shè)備，根據(jù)制品的質(zhì)量和體積，查詢《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表4.2，初步選擇注塑機型號為XS-ZY-500.其主要的技術(shù)規(guī)格見表4-1。 表4-1 XS-ZY-500技術(shù)規(guī)格 額定注射量/cm3 500 最大開合模行程/mm 500 螺桿直徑/mm 65 模具最大厚度/mm 450 注射壓力/Mpa 145 模具最小厚度/mm 300 注射方式 螺桿式 鎖模形式 肘桿 鎖模力/KN 3500 噴嘴孔直徑/㎜ 3 最大成型面積/cm3 1000 噴嘴圓弧半徑/mm 18 頂出形式 機械頂出 4.2 模架的選擇 隨著模具的高速發(fā)展，模架已經(jīng)實現(xiàn)標準化，所以在設(shè)計注塑模具時，除了設(shè)計成型零件的型芯和型芯外，通常模具的其他零件應(yīng)根據(jù)模架標準，均采用通用件和標準件，這樣可以減少加工的成本，縮短模具的設(shè)計時間。 標準模架有多種類型，大體分為大水口模架、細水口模架、簡化細水口三板模模架三種，選擇何種形式的模架應(yīng)該結(jié)合塑件的特點和模具型腔的數(shù)量和排布來考慮，塑件的結(jié)構(gòu)千差萬別，型腔數(shù)量和排布也各不相同，但是無論如何變化，模架通常就是只有三種形式，所以在進行模具設(shè)計時，要綜合考慮各種因素，選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，并滿足模具成型的條件。通常在符合成型條件的情況下，力求選擇結(jié)構(gòu)簡單的模架，能選用二板模模架就盡量選擇，因為它結(jié)構(gòu)相對簡單，制造的成本低。 根據(jù)本次塑件的結(jié)構(gòu)特點和一模四腔的數(shù)量與排布，查閱相關(guān)資料結(jié)合經(jīng)驗值，參考XS-ZY-500注塑機的參數(shù)規(guī)格，初步選擇龍記CI4045模架。該模架結(jié)構(gòu)圖和修改后各模板的尺寸如表4.2所示 表4.2模板尺寸 定模座板 模板A 模板B 墊塊C 推板固定板 推板 動模座板 30mm 80mm 70mm 20mm 25mm 30mm 30mm 其模架結(jié)構(gòu)如圖5.1所示： 圖5.1模架結(jié)構(gòu) 4.3 模具參數(shù)的校核 在設(shè)計選擇好模架后，為了保證模具能正確配合注塑機工作，下面要進行對模具各參數(shù)進行校核。 4.3.1 注射壓力的校核 查《注塑成型工藝與模具設(shè)計》表3.1常用塑料的注射工藝參數(shù)ABS注塑壓力為70-120MPa<145MPa（選擇注塑機的注塑壓力），所以滿足要求。 4.3.2鎖模力的校核 在注塑成型的過程中，熔料進入型腔并填滿模具型腔，這時會對模具型腔各個方向產(chǎn)生擠壓力，其中相對分型面垂直的擠壓力稱為漲型力，這個力會讓模具從分型面處撐開，其值就是塑件與流道在分型面上總面積乘以型腔的壓強。為了確保模具能正常工作，注塑機需要具備合適的鎖模力能抵消塑件成型過程中產(chǎn)生的漲型力，通常漲型力不能大于注塑機額定鎖模力的80%，這樣才可以確保在注射途徑中不發(fā)生溢料的現(xiàn)象，其計算公式為 (4-4) 式中 ——塑件在分型面的投影面積; ——流到系統(tǒng)在分型面的投影面積; n ——型腔個數(shù)； P ——型腔壓強，MPa； 帶入數(shù)值為： 所以通過計算，選擇XS-ZY-500型注塑機，滿足在注塑過程中鎖閉模具的要求。 4.3.3模具的裝夾尺寸校核 該模具是龍記CI4045的工型模具，采用螺釘固定的固定方式，將模具的定、動模座板分別用螺絲固定在注塑機的定、動模板上，該模具模架大小為400x450mm，小于注塑機的拉桿間距440x540mm，所以滿足注塑機的裝夾范圍。 4.3.4開模行程與塑件推出距離的校核 在注塑的過程完成后，要進行開模取出塑件，要想取出塑件，注塑機的最大開模距離一定要大于塑件被推出距離的5到10mm。本次選擇的注塑機XS-ZY-500的推出形式為液壓-機械式，其最大推出行程由連桿機構(gòu)的行程決定，又由于本次采用的模具為二板模，所以可以通過其推出塑件的最小行程由公式校核： (4-5) 式中 ——制品推出的最小距離； ——制品和澆注系統(tǒng)凝料的高度之和 5~10mm——安全的距離 帶入數(shù)值得： 通過計算可知推出塑件的最小距離小于注塑機的最大開模距離500mm，故XS-ZY-500型注塑機滿足開模要求。 4.3.5模具厚度校核 注射機有最小裝模厚度與最大裝模厚度結(jié)構(gòu)限制，在安裝模具時，模具的厚度要滿足注射機的安裝厚度的限制，因此在設(shè)計模具時要充分考慮注射機的裝模厚度的影響，避免設(shè)計出來的模具不滿足裝模要求。通過在模架的選擇章節(jié)中，可知模具的實際厚度為： 所以滿足注塑機的裝模行程。 4.3.6最大注射量的校核 在一個成型周期中，注射到模具型腔的塑料質(zhì)量稱為注射量，通常在注塑模具在成型過程中，其塑件及其澆注系統(tǒng)成型所需的注射量一般不能大于注塑機額定注塑量的80%左右，才能滿足一次性注塑滿型腔。因此為了更好注塑出塑件，要選擇合適注射量的注塑機，所以要根據(jù)注塑到模具型腔的塑料體積對最大注射量進行校核，根據(jù)公式： (4-6) 式中 ——注塑機最大注射量； ——澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量； m——單個塑件質(zhì)量； n——型腔數(shù)目； k——注塑機額定最大注射量系數(shù)，這里選取0.8. 則代入數(shù)值得： 由此可以得出此次選擇的XS-ZY-500型注塑機的注塑量滿足注塑要求。 通過對此次成型所需注塑壓力、鎖模力、模具厚度、開模行程、注射量等參數(shù)進行了計算校核，可以得出選擇的XS-ZY-500型注塑機滿足這次模具的成型要求。 5 分型面位置的確定 分型面對模具的結(jié)構(gòu)形式起決定性作用，它與整體結(jié)構(gòu)和模具制造技術(shù)中是密切相關(guān)的形式，并直接影響到塑料熔體流動特性和塑料脫模。 5.1 分型面類型 分型面是模具分開時取出制品的面?？砂捶中兔娴男螤罨蚍中兔媾c型腔的相對位置來對分型面進行分類。 （1）分型面根據(jù)形狀分類 根據(jù)分型面形狀的不同，可以將分型面分為平面、曲面、傾斜面或者階梯面分型面。 （2）根據(jù)分型面與型腔的位置分類 根據(jù)分型面與型 腔的相對位置分類，可分為塑件全部留在動模內(nèi)、塑件全部留在定模內(nèi)、塑件同時留在動模及動模內(nèi)和塑件留在瓣合模塊中等四種。 5.2 分型面選擇的原則 分型面不僅決定模具的結(jié)構(gòu)，而且還影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)操作。因此，在分型面設(shè)計中，選取分型面時必須要考慮各種因素，應(yīng)該考慮下面的準則： （1）分型面設(shè)計應(yīng)有利于產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，避免因分型面產(chǎn)生毛刺、飛邊等不良現(xiàn)象，影響了塑件的外表。 （2）分型面應(yīng)設(shè)計成便于塑件的釋放脫模，如果分割的位置，不利于產(chǎn)品脫模，模具的結(jié)構(gòu)將變得復(fù)雜，讓制造難度與模具的成本增加。通常情況下，分型面應(yīng)該選在有可能使塑件停留在動模。 （3）分型面的選擇不可以影響塑件的形狀與尺寸精度。如果分型面選定在高精度處，分型面將會影響塑件的設(shè)計精度，不能夠成型到所需要的尺寸塑件 （4）在選擇分型面，應(yīng)盡量使分型面與最后填充型腔處重合，這樣可以有助于氣體從分型面排出。 （5）在分型面的設(shè)計，應(yīng)盡可能去避免會因脫模斜度影響塑件兩邊尺寸的差異。 （6）選擇分型面應(yīng)該很容易進行模具制造加工。 （7）在選擇分型面，應(yīng)該盡可能減少塑件在分型面的投影區(qū)域，因為面積過大，會造成鎖模苦難，產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，影響零件質(zhì)量。 （8）在分型面設(shè)計，選擇在最大輪廓處，方便脫模 綜上所述，在設(shè)計模具時，分型面的合理選擇對模具和制品都有很大的影響。因此，本次設(shè)計在分析制件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，結(jié)合分型面選擇所要考慮的原則，力求選擇出方便脫模、不影響制件外觀質(zhì)量、利于排氣的分型面。根據(jù)摩托車轉(zhuǎn)向燈蓋塑件的結(jié)構(gòu)，選取平直分型面，將分型面選擇在塑件的最大輪廓處，能起到排氣的作用。在注塑完成時，開模后的塑件留在動模，以便于使用推出機構(gòu)借助注塑機的動力將塑件推出。 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指在模具中由注射機噴嘴到型腔的進料通道或者在此通道內(nèi)凝結(jié)的固體塑料。進料系統(tǒng)通常由主澆道、分流道、冷料井及澆口等四部分構(gòu)成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，其合理與否對塑件的注塑成型質(zhì)量有著較大的影響。因此，對澆注進行設(shè)計時，通常應(yīng)遵循以下基本原則： （1）了解所選用塑料的成型特性。注射成型時注射機料筒中的塑料為熔融狀態(tài)，因此了解所選用的塑料在熔融狀態(tài)下的流動特性、溫度和剪切速率對粘度的影響等顯得十分重要，設(shè)計的澆注系統(tǒng)必須要適應(yīng)于所選用塑料的成型性能以保證塑件成型后的質(zhì)量。 （2）在設(shè)計模具時，要注意將型腔的布置和澆口開設(shè)的部位盡可能的對稱，以防止模具在進料時所受的力偏向而產(chǎn)生溢料的現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品表面質(zhì)量下降。 （3）在排列型腔和澆注口時，其兩者位置要合理。如果這兩個結(jié)構(gòu)排列得不合理，則會在設(shè)計中浪費模具材料。 （4）澆注系統(tǒng)的流道應(yīng)盡可能短，而且斷面的尺寸要設(shè)計適當(dāng)；流道要盡量減小彎曲，表面要具有較高的粗糙度，以盡可能的使熱量和壓力的損失減少。 （5）應(yīng)方便于模具腔內(nèi)殘余氣體的排除。熔融狀態(tài)的塑料應(yīng)能夠順利地通過澆道流入型腔的每個地方，使得內(nèi)部的殘余氣體都能有序排除，避免填充時氣體殘留而引起塑件體積存在凹陷、氣泡等缺陷。 （6）在設(shè)計澆注的系統(tǒng)時，澆口位置要合理，應(yīng)盡量地避免熔融塑料直接沖擊嵌件和細小的型芯，以防止型芯發(fā)生變形和嵌件移位。 （7）系統(tǒng)的流道應(yīng)設(shè)計得盡可能的短一些，如果太長，則不利于熔體塑料將模具型腔填滿。 （8）流動距離比和流動面積比的校核。在設(shè)計澆注系統(tǒng)后，為了確定其合理性，還要校核上述的兩項，校核符合條件后，即可知道其合理。 在設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)綜合考慮這些原則，結(jié)合本次塑料ABS的特性，澆注系統(tǒng)采用一模四腔平衡式分布。 6.1 主流道的設(shè)計 對熔料的流速和充填時間的影響最大是主流道的尺寸和形狀，一定要讓熔料的壓力降到最小和料溫降低，并且不降低運輸熔料到型腔的性能。對于應(yīng)用臥式注射機的模具，主流道都是與分型面垂直，要讓水口料能從流道方便脫模，一般設(shè)計其形狀為圓錐形，其角度為2°～ 6°。 6.1.1主流道的尺寸設(shè)計 （1）主流道小端的直徑 d = 注射機噴嘴的直徑 + (0.5 ~ 1) =3+(0.5~1)，取 d =3.5（mm）。 （2） 主流道的球半徑 SR = 18 + (1~ 2),取 SR = 20mm。 （3） 球面配合高度為 3 ~ 5 取 4（mm）。 （4） 主流道長度L，不能偏長，較短為好，主流道越短，能夠減輕模具的排氣壓力，流道凝料越少，其成型周期也會相應(yīng)縮短，使熔體的能量損失減少，根據(jù)標準模架及該模具結(jié)構(gòu)，取其長度為 L = 85.5（mm） （5）主流道的錐角一般應(yīng)在2°~6°，選取α = 4°，故流道錐度為α/2=2°。 通過流道尺寸的計算和注塑機的型號，所采用的主流道結(jié)構(gòu)如圖6.1所示。 圖6.1主流道 6.1.2流道襯套的形式 主流道在注塑過程中，其小端進口處與存在高溫高壓的熔料及注塑機噴嘴需要時冷時熱地往復(fù)接觸，屬于容易損壞的零件，所以主流道通常設(shè)計成鑲套式可以進行拆換，裝配時要安裝在與注塑機噴嘴同心的模具上。 主流道的結(jié)構(gòu)一般有兩類：一是把定位圈與主流道襯套設(shè)計成整體式，一般應(yīng)用于小型模具；二是把定位圈與主流道襯套設(shè)計成組合式，然后通過配合，固定在模板上。綜上所述本次模具尺寸較大，定位圈與主流道襯套設(shè)計成組合式，如圖6.2、6.3所示。 圖6.2定位圈 圖6.3澆口套 6.2 分流道設(shè)計 在設(shè)計的時候，如果模具有多個型腔或者模具是單型腔但是不止一個澆口時，就應(yīng)該設(shè)置有分流道，并盡量保持對稱的分布。主流道與澆口不與型腔連接的一端之間一段通道稱為分流道。是澆注系統(tǒng)中與主流道未端相連，并與澆口直徑大端相接之間熔體塑料流過的通道，使其以平穩(wěn)的流動狀態(tài)和一定的壓力流入型腔的過渡段。因此分流道設(shè)計，能將注塑的熔體材料均平穩(wěn)和量差不多地分配填充到各個型腔。 6.2.1確定分流道的截面形狀 分流道的截面形狀有多樣，其根據(jù)塑件和注塑模具的結(jié)構(gòu)的不同來選擇不同的截面形狀，常見的截面形狀有圓形、梯形、半圓形、U形、矩形等，如圖6.4所示，但常用的截面形式為圓形、梯形。 圖6.4常見分流道截面形狀 選取分流道的截面形狀的關(guān)鍵因素是要保證在壓力損失最小的情況下，使熔體通過分流道到達快速到達澆口位置進行填充型腔。因此要選擇效率較高的截面形狀，經(jīng)實踐經(jīng)驗表明，在同等截面面積下，截面周長越短，其流通的阻力越小，散熱量也隨之減少，效率就會越高，由經(jīng)驗可知圓形的周長較短，表面積和體積比最小，再結(jié)合塑件與模具的整體結(jié)構(gòu)，本次模具采用圓形截面的分流道。 6.2.2確定分流道截面大小 分流道截面的大小，對塑料的充模有很大影響，截面大時，有利于減少流道的流動阻力，但是過大時，會浪費材料，增加模具排氣的負擔(dān)，使冷卻時間變長，成型時間隨之增長，降低了生產(chǎn)率，截面小時，有利于減少熔融塑料在充模過程中的熱量損失，但是過小時，會使材料的流動阻力變大，影響充模，易造成充模不足、收縮等缺陷，因此分流道截面的大小應(yīng)根據(jù)所需制品的質(zhì)量、投影面積和所用材料的流動性等來選取。 通過查閱相關(guān)資料和實際經(jīng)驗，可知ABS材料一般的流道直徑為4.8-9.5mm之間，再結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)，本次分流道截面大小取8mm。 6.2.3確定分流道在分型面上布置形式 分流道的布置根據(jù)模具和塑件的不同，有著各種各樣不同的放置形式，常采用的有平衡式和非平衡式兩種布置方式。通過查閱資料可以發(fā)現(xiàn)雖然布置的形狀方式各種各樣，但是都要遵守以下設(shè)計原則： 1）盡量使分流道的排列緊湊，減小模板的尺寸，節(jié)省鋼材； 2）選擇的排布方式盡可能讓分流道變短，降低澆注系統(tǒng)的凝料，節(jié)省材料，減少熱量損失和塑件成型周期； 3）分流道的分布力求平衡、對稱分布，保證各型腔在同樣的溫度下同時充模，并且使產(chǎn)生的脹模力分布在注塑機鎖模力的中心，受力均勻，讓模具生產(chǎn)可靠度高。 因此，根據(jù)塑件模具型腔的布置，采用H型平衡布置的方式如圖6.5所示： 圖6.5型腔分布 6.2.4澆口設(shè)計 澆口是指連通內(nèi)腔與流道的一段細短通道，它是流道系統(tǒng)的一個重要組成部分。它的結(jié)構(gòu)大小和設(shè)置的地方對塑件的品質(zhì)有很大影響。澆口的作用有以下幾點： 1）、熔料充填后，先在進澆處固化，防止熔體向流道回流。 2）、熔料在通過狹窄的澆口時產(chǎn)生大量的摩擦熱，使熔料溫度變高，使填充便利。 3）、便于加工切掉澆口凝料，降低生產(chǎn)成本。 4）、對于多內(nèi)腔模具，應(yīng)保證平衡進料，而多澆口單內(nèi)腔模具，可用于控制熔接痕位置。 根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求和實際生產(chǎn)過程中加工等問題，本次采用側(cè)澆口，如圖6.5所示從塑件側(cè)面進去型腔。 圖6.5側(cè)澆口的位置 設(shè)計好澆注系統(tǒng)后，運用moldflow模流分析軟件進行分析所設(shè)計的澆注系統(tǒng)是否滿足要求。 1、最佳澆口的位置分析 通過對塑件模型進行網(wǎng)格劃分，指定模型材料為ABS，設(shè)置好成型工藝后開始分析，得到的分析結(jié)果如圖所示： 圖6.6 最佳澆口位置 從圖6.6可以看出理論最佳澆口位置在塑件的最頂端，但是由于實際生產(chǎn)中，該產(chǎn)品對外觀質(zhì)量的要求較高，不允許有痕跡，所以澆口不能設(shè)置在塑件的最頂端，結(jié)合實際情況，考慮生產(chǎn)加工的方便性，宜采用側(cè)澆口，把澆口設(shè)置側(cè)面。為了驗證側(cè)澆口的可行性，下面使用點澆口和側(cè)澆口兩種方式進行模流分析。 （1）充填時間 充填時間顯示的時熔體流動前沿的流動情況，圖6.7和圖6.8所示為熔體充滿型腔時的結(jié)果顯示，其中紅色區(qū)域為制品最后填充的地方，側(cè)澆口的填充時間為0.9236s，點澆口的填充時間為1.151s，從中可以看出兩種填充時間差別不大。 圖6.7 側(cè)澆口充填時間 圖6.8點澆口填充時間 （2）熔接痕 圖6.9與圖6.10所示為塑件熔接痕的分布結(jié)果，從圖中能夠看到兩種進澆方式使塑件易產(chǎn)生熔接痕的位置在成型孔的內(nèi)壁，效果一樣，且對產(chǎn)品的外觀沒影響，可以接受。 圖6.9 側(cè)澆口熔接痕分布結(jié)果 圖6.10點澆口熔接痕分布結(jié)果 （3）體積收縮率 圖6.11與圖6.12所示為塑件成型的體積收縮率，側(cè)澆口的體積收縮率為5.327%，點澆口體積收縮率為8.738%，從中可以得到側(cè)澆口方式對塑件的收縮率影響相對小一點。 圖6.11側(cè)澆口體積收縮率圖 6.12點澆口體積收縮率 （4）氣穴 圖6.12與圖6.13所示為氣穴分布位置，側(cè)澆口所產(chǎn)生的氣穴較少，主要分布在沉孔位置，點澆口所產(chǎn)生的氣穴相對較多，分布在沉孔和塑件底面上。 圖6.12側(cè)澆口氣穴分布 6.13點澆口氣穴分布 從以上側(cè)澆口與點澆口對比分析可以看出使用側(cè)澆口方式的澆注系統(tǒng)能滿足成型要求，填充完全，填充時間較短，成型質(zhì)量較高，生產(chǎn)效率高。 6.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 在注塑成型的過程中，型腔內(nèi)的空氣與澆注系統(tǒng)以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的氣體會形成氣壓，阻礙了熔料正常快速充入型腔，并且造成塑件產(chǎn)生氣泡、熔接痕、充填不滿等不良現(xiàn)象，因此要設(shè)計排氣系統(tǒng)，要及時把這些氣體排出，使塑件成型不受影響。 注塑模具常見的幾種排氣方式如下： （1）利于模具間的配合間隙排氣； （2）利用分型面自然排氣； （3）開設(shè)排氣槽排氣。 本次設(shè)計的塑件結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻，通過6.2章節(jié)的模流分析可知氣穴主要分布在沉孔位置，應(yīng)用推桿推管的間隙和分型面排掉氣體就可以了，不需要開設(shè)排氣槽。 7 成型零部件設(shè)計 成型零件是指形成腔來成型塑件的零件，一般有型芯和凹模。設(shè)計塑模成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑件的塑料性能、使用要求、幾何結(jié)構(gòu)，并結(jié)合分型面和澆口位置的選擇、脫模方式和排氣位置的考慮來確定型腔的總體結(jié)構(gòu)。換句話說就是，根據(jù)塑件尺寸，計算成型零件型腔的尺寸。確定型腔的組合方式，確定成型零件的機加工、熱處理、裝配等要求，還要對主要的零件進行強度和剛度校核[1]。 7.1 成型零件的材料選擇 對于成型零件的材料的選擇，要符合一些原則要求： 1、良好機械加工性能。要選用便于加工。 2、優(yōu)良的拋光性能。模具成型零件的工作表面，需要很高的粗糙度，要求鋼材硬度在HRC53～60之間，過硬表面會使拋光困難。 3、具有耐腐蝕性。對一些有腐蝕性的塑料，需要選用耐腐蝕性的材料。 因為塑件的外觀要求較高，成型零件需要很高的光滑度，所以要選擇的材料要便于加工，故選用的模具鋼為T8A。 7.2 型芯型腔結(jié)構(gòu)的確定 本次是采用一模四腔的型腔布置的大型模具，結(jié)構(gòu)尺寸比較大，為了便于加工，此次型芯型腔采用整體鑲塊鑲?cè)胄问?，在動模板和定模板開個矩形框，型腔和型芯經(jīng)過單獨加工，再把型芯和型腔鑲件裝配到動模板和動模板中，塑件的兩個成型孔采用頂桿對頂形式成型，如7.1圖所示 圖7.1型芯型腔裝配形式圖 兩塊鑲件鑲?cè)雱幽０?、定模板后，用螺釘使其與動/定模板緊固，這種結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，提高了在加工生產(chǎn)中的效率，裝拆方便，便于加工，更好保證尺寸精度和加工形狀。 7.3 型芯型腔鑲塊外形尺寸的確定 確定鑲塊的外形尺寸通常方法有兩種:經(jīng)驗法和計算法。而在實際的設(shè)計工作中，通常采用經(jīng)驗法來確定。 7.3.1確定鑲塊的長、寬、高尺寸 一般來說，在一模多腔的模具中，個型腔之間的鋼厚度可根據(jù)型腔的深度取11~25mm，型腔壁厚隨著型腔深度的變深而變厚，但當(dāng)塑件尺寸較大，型腔較深>50mm時，或者型腔之間要避空，通冷卻水道，型腔之間的厚度可適當(dāng)增加，取30~50mm左右。根據(jù)本次塑件架構(gòu)和型腔排布方式，取型腔與型腔之間的壁厚為25mm左右。 型腔到鑲塊邊的鋼厚度可取15~50mm，其也與型腔的深度有關(guān)，通過查閱相關(guān)資料，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)，本次型腔到鑲塊邊的厚度取30mm。 凹模的厚度一般在型腔的基礎(chǔ)上加15~30mm，凸模是根據(jù)鑲塊的長寬來選擇厚度，經(jīng)過經(jīng)驗值鑲塊長寬尺寸大于200x200mm時，其厚度在型芯基礎(chǔ)上加30~60mm。所以本次凹模增加厚度25mm，凸模35mm。 本次凹模鑲塊的尺寸為240x250x55mm。凸模鑲塊尺寸為240x250x35mm。 7.3.2型腔側(cè)壁厚和底板后的校核 在注塑模具的注射成型過程中，型腔從合模開始到注射保壓過程中都會受到非常大的壓力沖擊，所以模具的型腔要保證有足夠的剛度和強度。總體來說，模具型腔所承受的壓力大體有如下幾種; （1） 注塑模具合模時的合模壓力； （2） 在注射過程中塑料進入型腔的注射壓力； （3） 澆口閉合前瞬間產(chǎn)生的保壓壓力； （4） 注塑模具開模時的拉應(yīng)力。 模具型腔的結(jié)構(gòu)外形為圓形，所以根據(jù)圓形型腔的公式來校核。 （1）型腔測壁厚度的計算 按剛度條件計算時，其壁厚厚度為： (7-1) 式中 S——型腔的側(cè)壁厚度，mm； P——型腔單位的平均壓力，MPa； H——型腔高度，mm; E——型腔材料的彈性模量，MPa; [δ]——型腔的許用變形量，mm. 帶入數(shù)值得： 按強度條件計算時，其側(cè)壁厚度為： (7-2) 式中 S——型腔的側(cè)壁厚度，mm； r——型腔半徑，mm; P——型腔內(nèi)的單位平均壓力，MPa； [σ]——型腔材料許用應(yīng)力，MPa. 帶入數(shù)值得： (2)型腔腔底厚度的計算 按剛度計算： (7-3) 式中 H——型腔腔底厚度，mm； r——型腔內(nèi)半徑，mm； 帶入數(shù)值得： 按強度條件計算： (7-4) 帶入數(shù)值得： 綜上計算可知型腔最小壁厚為17.5mm，型腔底最小厚度為24.5mm，所取的型腔壁厚和底部厚度要大于最小壁厚和最小底部厚度才能保證型腔有足夠的強度和剛度，因為本次設(shè)計型腔壁厚和型腔底厚度都大于其最小值，所以滿足剛度強度的要求。 7.4 成型零部件尺寸的計算 通常情況下，成型零部件尺寸主要取決于塑料的公差和收縮率，通過查閱相關(guān)資料可知ABS的收縮率為0.3~0.8%，通常取0.5%。 型芯型腔的計算公式為： 型腔內(nèi)形尺寸： (7-5) 型腔深度尺寸： (7-6) 型芯外形尺寸： (7-7) 型芯高度尺寸： (7-8) 中心距的尺寸： (7-9) 式中： S——收縮率； △——塑件公差； ——模具零件公差，取（1/3-1/4）△。 根據(jù)圖7.2所示的塑件結(jié)構(gòu)圖計算成型零件的尺寸 圖7.2 型腔相關(guān)尺寸計算表7-1見： 表7-1型芯尺寸計算 塑件尺寸/mm 計算公式 型腔工作尺寸/mm 80 85 20 6 4 型芯相關(guān)尺寸計算見表7-2： 表7-2型芯尺寸計算 塑件尺寸/mm 計算公式 型芯工作尺寸/mm 78 84 19.4 4 2 中心距尺寸計算見表7-3： 表7-3中心尺寸計算 塑件尺寸/mm 計算公式 中心距尺寸/mm 70 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 為了更好縮短成型周期，在注射結(jié)束后，需要采用冷卻系統(tǒng)對模具進行冷卻，常用冷卻劑為冷卻水，即在注塑完成后通過冷卻系統(tǒng)通入循環(huán)冷水到靠近型腔的零件上或孔內(nèi)，以達到使模具快速冷卻。 8.1 冷卻水道的直徑的設(shè)計 冷卻水道的直徑的大小常常憑借經(jīng)驗來確定的，一般有三種經(jīng)驗確定法： 1）根據(jù)模具大小選擇冷卻水道大小； 2）根據(jù)所用注塑機的鎖模力確定冷卻水道大小； 3）根據(jù)制品厚度確定冷卻水道大小。 而在實際生產(chǎn)設(shè)計中第一種方法最常用，也較為合理，因此本次設(shè)計采用第一種方法來確定，通過