塑料模具畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1.緒論2</b></p><p>　　1.1 課題來源與意義3</p><p>　　1.2 設計目的任務和要求3</p><p>　　1.3 注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p>　　2.

2、塑件的材料及工藝性能7</p><p>　　2.1 塑件的材料與性能7</p><p>　　2.2 塑件的工藝分析8</p><p>　　2.3 主要用途及加工成型特點10</p><p>　　3. 成型零部件及注塑機的確定與工藝參數(shù)11</p><p>　　3.1 塑件的總質量計算11</p>

3、<p>　　3.2 型芯和型腔的尺寸計算12</p><p>　　3.3 注射機類型的確定13</p><p>　　3.4 注塑機工藝參數(shù)校核14</p><p>　　4.模具結構的設計16</p><p>　　4.1 型腔的數(shù)目與分布16</p><p>　　4.2 分型面的設計17<

4、/p><p>　　4.3 澆注系統(tǒng)的設計18</p><p>　　4.4 主流道的設計19</p><p>　　4.5 分流道的設計20</p><p>　　4.6 澆口的設計22</p><p>　　4.7 冷料穴和拉料桿的設計23</p><p>　　4.8 導向機構的設計24<

5、;/p><p>　　4.9 推出機構的設計25</p><p>　　5.模具的總體設計與裝配26</p><p>　　5.1 模具的總裝剖面26</p><p>　　5.2 裝配要點27</p><p><b>　　結 論28</b></p><p><b&g

6、t;　　致 謝28</b></p><p>　　參 考 文 獻30</p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　模具是一種技術密集、資金密集型產品，在我國國民經濟的地位也非常重要。模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎產業(yè)，并在“十五”中列為重點扶持產業(yè)。由于新技術、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術不斷進步

7、，對人才的知識、能力、素質的要求也在不斷提高。為了明確本方向的培養(yǎng)目標，我們對長江三角洲，特別是常州周邊地區(qū)模具企業(yè)進行了比較廣泛的社會調查，調查結果表明，用人單位要求畢業(yè)生有較高的思想品質和道德修養(yǎng)，愛崗敬業(yè)和較好的與人協(xié)調共事能力，要求畢業(yè)生基礎理論扎實，著重基本技能的掌握和再學習能力，要求畢業(yè)生熟練掌握外語，有一定的計算機軟件應用和開發(fā)能力。根據調查結果分析，我們把模具專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)格定位于：面向各類型企業(yè)，培養(yǎng)愛崗敬業(yè)，具備機

8、械及各類模具設計與制造基礎知識，具有較強的再學習能力和創(chuàng)造能力，能在模具生產第一線從事模具設計制造、技術開發(fā)、應用研究和經營銷售的應用型工程技術和管理人才。</p><p>　　現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在700億至850億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持15%的年增長率（2009年我國模具進出口總額為38.07億

9、美元，其中進口總額為19.64億美元）。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多。目前，中國17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。1999年已達245億元人民幣中國模具工業(yè)總產值。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。</p><p

10、>　　模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個國家現(xiàn)代化水平高低的一個重要標志，就我國而言，經過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當初只能靠進口到現(xiàn)在部分進口已經跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產只能通過進口來滿足生產需要。隨著各種加工工藝和多種設計軟件的應用使的模具的應用和設計更為方便。隨著信息產業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設計和制造也越來越趨近于國際化?，F(xiàn)在模具的計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）</p><

11、p>　　技術的研究和應用。大大提搞了模具設計和制造的效率。減短了生產周期。采用模具CAD/CAM技術，還可提高模具質量，大大減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是pro/E和UG等軟件的應用更進一步推動了模具產業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進于自動化。電火花和線切割技術的廣泛應用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標準化程度在國內外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應用的越

12、來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強了各個地區(qū)的合作。對整個模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。</p><p>　　通過帶密封槽管接頭塑料模具的設計，使我在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①塑料制品的設計及成型工藝的選擇；②一般塑料制品成型模具的設計能力；③塑料制品的質量分析及工藝改進、塑料模具結構改進設計的能力；④了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結合。</p><p>

13、　　1.1 課題來源與意義</p><p>　　隨著社會生產力的發(fā)展，人們意識的提高，使我們國家模具技術的發(fā)展進入了一個新的階段。模具主要分為冷沖模、塑料模、橡膠模、壓鑄模、失蠟模等，塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，目前塑料制件幾乎已經進入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個領域。塑料工業(yè)有是一個飛速發(fā)展的工業(yè)領域。塑料制件之所以能夠在工業(yè)生產中得到廣泛應用，是由于它們本身具有的一系列特殊優(yōu)點所決定的。塑料密度小、質量輕、比

14、強度高、絕緣性能好、介電損耗低、化學穩(wěn)定性高、良好的耐腐蝕性。此外，塑料的減振和隔音性能也好，許多塑料還有透光性能和絕熱性能以及防水、防透氣和防輻射等特殊性能，因此，塑料已成為各行各業(yè)不可缺少的一種重要材料。</p><p>　　觀察車間時出于自己的興趣愛好，對塑料零件如何成型產生了濃厚的興趣?，F(xiàn)在決定以此為課題，進行一套塑料模具的設計。</p><p>　　本套模具是一副注塑模，是利用A

15、UTO CAD2008軟件進行設計模具和零件的</p><p>　　1.2 設計目的任務和要求</p><p>　　模具設計是模具專業(yè)的一個重要的環(huán)節(jié)，通過這個環(huán)節(jié)能夠達到幾點：</p><p>　　具體運用和鞏固所學課程及課程的一些理論知識，了解設計模具的一般方法和步驟，訓練設計模具的能力，為以后進行的設計工作打下基礎；</p><p>　

16、　能夠熟練的運用一些有關參考資料、手冊、圖冊、規(guī)范等，查閱《塑料模國家標準》，掌握模具設計方面所必須的基本知識。</p><p>　　1.3 注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經半個多世紀,有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具;精密

17、塑料模具方面,已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具,所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產品的水平,而且還采用最新的齒輪設計軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.0

18、2～0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達10～30萬次,淬火鋼模達50～1000萬次,交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距,具體數(shù)據見表一?！　〕尚凸に嚪矫?多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟,如青島海信</p><p>　?。?）、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設

19、計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發(fā)展的一模多控所致?！　?（2）、在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術,近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度,為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件;基于網絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪,其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系

20、統(tǒng)無法滿足實際生產過程分工協(xié)作要求的問題;CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高;塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用?！　。?）、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準,積極生產價廉高質量的元器件,是發(fā)展熱流道

21、模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下,大幅度降低成本。目前在</p><p>　　2. 塑件的材料及工藝性能</p><p>　　塑料是以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑組成的。</p><p>　　合成樹脂是有低分子化合物經聚合反映所獲得的高分子化合物，如聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂等。塑料中的樹脂含量為40%~100%。</p>

22、<p>　　添加劑包括填充劑（含量20%~50%）、增塑劑、穩(wěn)定劑（0.3%~0.5%）、潤滑劑（1%）、著色劑（0.01%~0.02%）和固化劑等。</p><p><b>　　塑料的工藝特性：</b></p><p>　　收縮性 Ss=a-b/b*100%</p><p>　　Sj=c-b/*100% </p>&l

23、t;p><b>　　Ss—實際收縮率；</b></p><p><b>　　Sj—計算收縮率；</b></p><p>　　a—模具或塑件在成型溫度的尺寸；</p><p>　　b—塑件在溫室時的尺寸；</p><p>　　c—模具在溫室時的尺寸；</p><p>　　

24、影響塑件成型收縮的主要因素：塑件種類、塑件結構、模具結構、成型工藝條件</p><p>　　影響流動性的主要因素：溫度、壓力、模具結構</p><p>　　2.1 塑件的材料與性能</p><p>　　該零件材料選擇PE（聚乙烯）</p><p>　　聚乙烯為熱塑性塑料，聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產量最大的品種。按聚合時采用的壓力不同可分為高壓、

25、中壓和低壓三種。低壓聚乙烯的分子鏈支鏈較少，相對分子質量、結晶度和密度較高（鼓又稱告密度聚乙烯），所以低壓聚乙烯比較硬、耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好。高壓聚乙烯分子帶有許多支鏈，因而相對分子質量較小，結晶度和密度較低（故稱低密度聚乙烯），且具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性。</p><p>　　聚乙烯無毒、無味、呈乳白色。密度為0.91~0.96g/cm3，收縮率為1.5%~3.5%為結晶型塑料。聚乙烯有一定的

26、機械強度。但和其他塑料相比其他機械強度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙烯有高度的耐水性，長期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機物質蒸汽的性能好。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會產生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在80℃左右，低壓聚乙烯為100℃左右。聚乙烯能耐寒，在-60℃時仍有較

27、好的機械性能，-70℃時仍有一定的柔軟性。</p><p>　　2.2 塑件的工藝分析</p><p>　　塑件的工藝性就是塑件對成型加工的適應性。塑件工藝性的好壞主要取決于塑件設計，在設計塑件時不僅要滿足使用要求，而且要符合成型工藝特點，并盡可能簡化模具結構。這樣，不僅能保證成型工藝順利實施，提高產品質量，又能提高生產率，降低成本。</p><p>　　在設計塑件

28、時，必須考慮以下一些因素：</p><p><b>　　(1) 成型方法</b></p><p>　　(2) 塑料的成型工藝性能</p><p>　　(3) 塑料的使用性能</p><p>　　(4) 模具結構及加工工藝性</p><p>　　塑料工藝性設計的主要內容包括：尺寸、精度、表面質量、結

29、構形狀、螺紋、齒輪、嵌件等。</p><p>　　塑件的內外表面形狀應盡可能保證有利于成型。由于側抽芯或瓣合凹模或凸模不但使模具結構復雜，制造成本高，而且還會在分型面上留下飛邊，增加塑件的修整量。因此，塑件設計時應盡可能避免側向凹凸，如果有側向凹凸，模具設計時應在保證塑件使用要求的前提下，適當改變塑件的結構，以簡化模具結構。塑件內側凹較淺并允許帶有圓角時，則可以用整體凸模采取強制脫模的方法使塑件從凸模上脫下，但此

30、時塑件在脫模溫度下應具有足夠的彈性，以使塑件在強制脫模時不會變形。塑件外側凹凸也可以強制脫模，但是多數(shù)情況下塑件的側向凹凸不可能強制脫模，此時應采用側向分型抽芯機構的模具。</p><p>　　塑件的壁厚對塑件質量有很大的影響，壁厚過小成型時流動阻力大，大型復雜塑件就難以充滿型腔。塑件壁厚的最小尺寸應滿足以下方面要求：具有足夠的強度和剛度；脫模時能經受推出機構的推出力而不變形；能承受裝配時的緊固力。塑件最小壁厚值

31、隨塑料品種和塑件大小不同而異。壁厚過大，不但造成原料的浪費，而且對熱固性塑料成型來說增加了模壓成型時間，并且造成固化不完全；對熱塑性塑料則增加了冷卻時間，降低了生產率。另外也影響產品質量，如產生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。</p><p>　　塑料模具的分類方法有很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分為以下幾類：注塑模 壓縮模 壓注模 擠出模 氣動成型模</p><p>　　該塑件是一

32、個軸套，其零件圖如下圖所示。本塑件的材料采用PE（聚乙烯）。 </p><p><b>　　圖2-1 制件圖</b></p><p>　　本模具是采用的注塑模具，又稱為注塑模。塑料注射成型是在金屬壓鑄成型原理的基礎上發(fā)展起來的。首先將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注塑機的料桶中，經過加熱熔融成粘流態(tài)，然后在螺桿或柱塞的推動下，熔融塑料以一定的流速通過料筒前端的噴嘴射入閉合

33、的模具型腔中，經過一定的保壓，塑料在模內冷卻、硬化定型，接著打開模具，從模內脫出成型的塑件。據統(tǒng)計，注射模的產量占世界塑料成型模具產量的一半以上。</p><p>　　注射塑料模具的結構構成、包括：</p><p>　?。?）成型部分 （2）澆注系統(tǒng) （3）推出機構 （4）冷卻、加熱機構 </p><p>　　（5）導向機構 （6）分型抽芯機構 （7）排氣系

34、統(tǒng) （8）支承零部件</p><p>　　本模具為套筒注射模具，由以下零部件組成：動模固定板、內六角圓柱頭螺釘、定模固定板、定模板、澆口套、導柱、導套、動模板、型芯、型芯固定板、墊板、頂桿板、頂桿、拉料桿、推板。</p><p>　　套筒注射模具采用了直流道側澆口，一次推桿推出機構。其工作原理如下：</p><p>　　合模時，在導柱和導套的導向定位下，動模和定模

35、閉合。型腔由定模板上的凹模與動模板和型芯組成，并由注射機提供的鎖模力鎖緊。然后注射機開始工作，塑料熔體經定模上的澆注系統(tǒng)進入型腔，待熔體充滿型腔并經過保壓，補縮和冷卻定型后開模。開模時，注射機合模系統(tǒng)帶動動模后退，模具從動模和定模分型面分開，塑件在拉料桿的作用下留在動模型芯上。動模繼續(xù)后退，當移動一段距離后，注射機頂桿接觸推板，推出機構開始工作。推板推桿推動動模板將塑件頂出，至此完成一次注射過程。合模時，推出機構靠推桿上的彈簧實現(xiàn)初復位

36、在由注射機合模完成最終復位并準備下一次注射。</p><p>　　2.3 主要用途及加工成型特點 </p><p>　　低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載力不高的零件，如齒輪、軸承等；高壓聚乙烯常用于制造塑料薄膜、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。</p><p>　　聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大。注射方向的收縮

37、率大于垂直方向的收縮率，易產生變形，并使塑件澆口周圍部位的 脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質軟易脫模，塑件有淺的側凹時可強行脫模。</p><p>　　3. 成型零部件及注塑機的確定與工藝參數(shù)</p><p>　　注射模具是安裝在注塑機上使用的。在設計模具是，除了應掌握注塑成型工藝過程外，還應對所選用注射機的有

38、關參數(shù)有全面的了解，以保證設計的模具與使用的注射機相適應。</p><p>　　注射機是產生熱塑性塑料制件的主要設備，近年來在成型熱固性塑料塑件中也得到應用。注射機按外形分立式、臥式、角式三種。</p><p>　　注射機有合模系統(tǒng)與注射系統(tǒng)組成，。在工作時，模具安裝在移動模板及固定模板上，由合模系統(tǒng)合模并將模具鎖緊，注射系統(tǒng)將塑料原料送到料筒中加熱到塑化溫度，將熔融的塑料注入模具。注射機

39、設有電加熱和水冷卻系統(tǒng)以調節(jié)模具溫度。塑料在模具中成型后冷卻到一定溫度時開模，并由推出機構將塑件推出。</p><p>　　這里采用的是臥式注射機，這類注射機重心低，穩(wěn)定，操作維修方便，塑件推出后可自行下落，便于實現(xiàn)自動化產生。</p><p>　　3.1 塑件的總質量計算</p><p>　?。?）、注塑模內的塑件及澆注系統(tǒng)凝料的總容量（容積或質量）應在注射機額定

40、注射量的80%以內，即</p><p>　　n+≤0.8 </p><p>　　式中 —單個塑件的容積（）或質量（g）；</p><p>　　n —模具的型腔數(shù)目；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)和飛邊所需塑料的容積（）或質量（g）；</p><p>　　—注射

41、機額定注射量（或g），查模具設計手冊</p><p>　　=10630.7=10.63</p><p>　　n+=4×10.6+3=43g</p><p>　　經計算得塑件質量的總和為：43g</p><p>　　3.2 型芯和型腔的尺寸計算</p><p>　　（1）型芯徑向尺寸的計算 公式= &l

42、t;/p><p>　?。＞吡慵叵聦嶋H尺寸mm</p><p><b>　　－尺寸偏差</b></p><p><b>　?。芰系钠骄湛s率</b></p><p>　?。芗叵碌膶嶋H尺寸mm</p><p><b>　　－塑件公差</b><

43、;/p><p><b>　　尺寸 </b></p><p><b>　　尺寸 </b></p><p>　　（2）型腔徑向尺寸的計算 公式= </p><p>　　尺寸 30.11</p><p>　　尺寸 24.34</p>&l

44、t;p>　?。?）型芯軸向尺寸的計算 公式：</p><p>　?。＞吡慵叵聦嶋H尺寸mm</p><p><b>　?。叽缙?lt;/b></p><p><b>　　－塑料的平均收縮率</b></p><p>　?。芗叵碌膶嶋H尺寸mm</p><p&

45、gt;<b>　　－塑件公差</b></p><p>　　尺寸 24.94</p><p>　　尺寸 4.78</p><p>　?。?）型腔軸向尺寸的計算 公式：</p><p>　　尺寸 10.09</p><p>　　3.3 注射機類型的確定</

46、p><p>　　一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以不必過多的考慮注射機型號，主要由廠方提供注射機型號。具體到這套模具，由于是畢業(yè)設計，故注射機型號要自行確定，根據標準注射機查得采用如下型號的注射機：</p><p>　　型號：XS-Z-60</p><p><b>　　注射量：60g</b&

47、gt;</p><p><b>　　鎖模力：500kN</b></p><p>　　模板大?。?30×440</p><p>　　模板最大行程：180</p><p>　　模具厚度：最大200 最小70</p><p>　　拉桿空間：190x300</p><p&g

48、t;　　推出位置：中心孔徑推出</p><p><b>　　經核對：</b></p><p>　　注射機的最大注射量60g＞注塑所需量43g</p><p>　　模具的閉合厚度為：184mm 即：70（mm）≤184(mm)≤200(mm)</p><p>　　所以能滿足要求。 </p><p>

49、;　　經查表知，XS-Z-60型熱塑性塑料注射機的模板行程為180mm大于設計模具的最大開距。因此，該注射機可達到設計要求之用。</p><p>　　3.4 注塑機工藝參數(shù)校核</p><p>　?。?）型腔數(shù)量的校核 </p><p>　　——注塑機的額定鎖模力N</p><p>　　A——單個塑件在模具分型面上的投影面積</

50、p><p>　　——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積</p><p>　　p——塑料熔體對芯腔的成型壓力N</p><p><b>　　故合理。</b></p><p>　?。?）鎖模力的校核 </p><p>　　——熔融塑料在分型面上的漲開力N</p><p>

51、;<b>　　故合理</b></p><p>　?。?）開模行程校核 單分型面開模行程校核公式 </p><p>　　——推出距離（脫模距離）mm</p><p>　　——包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度mm</p><p>　　S——注塑機最大開模行程mm</p><p>　　28+57+10=9

52、5mm s=170mm<180mm 故合理</p><p>　　4.模具結構的設計</p><p>　　4.1 型腔的數(shù)目與分布</p><p>　　型腔的數(shù)目有兩種方法來確定，一種是確定注塑機的型號，在根據注塑機的技術參數(shù)和塑件的技術經濟要求，計算出要求選取的型腔數(shù)目。另一種方法是先根據生產效率的要求和制件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后

53、再選擇注塑機或對現(xiàn)有注塑機進行校核。</p><p>　　我可根據第一種方法來計算型腔數(shù)： </p><p>　　—注塑機的額定鎖模力N</p><p>　　P—塑料熔體在型腔中的成型壓力Mpa,即為的注射壓力</p><p>　　—澆注系統(tǒng)在分型面積上的投影面積</p><p>　　A—單個塑件在分型面上的投

54、影面積</p><p>　　查表=500000N p=80Mpa, </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　A= </b></p><p>　　經計算得到模具型腔數(shù)為：8腔</p><p>　　由于本產品屬于大批量生產和制件模具都比較

55、簡單且PE流動性好，但制件是有一定的精度的，經驗證明多增加一個型腔精度將降底4%，成型高精度塑件時型腔不宜過多通常不超過4腔。所以采用一模四腔。</p><p>　　考慮到模具成型零件和模具結構以及出模方式的設計，模具型腔的布置和流道布局及澆口位置的設計如下圖所示：</p><p>　　圖4-1型腔的分布圖</p><p>　　型腔的排布特點：是從主流道到各型腔澆口

56、的分流道的長度、截面形狀與尺寸均對應相同，可實現(xiàn)各型腔均勻進料和達到同時充滿型腔的目的。 </p><p>　　4.2 分型面的設計</p><p>　　由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的結構工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析。</p><p>　　選擇分型面時一般應

57、遵循以下幾項基本原則：</p><p>　　① 分型面應選在塑件外形最大輪廓處</p><p>　?、?確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模</p><p><b>　?、?保證塑件的精度</b></p><p>　?、?滿足塑件的外觀質量要求</p><p>　　⑤ 便于模具制造加工</p

58、><p>　?、?注意對在型面積的影響</p><p><b>　?、?對排氣效果</b></p><p><b>　?、?對側抽芯的影響</b></p><p>　　在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型，如下圖所示

59、：</p><p>　　圖4-2 分型面的位置</p><p>　　4.3 澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。本模具設計采用直澆口。直澆口的優(yōu)點在于：塑料直接從主流道流入型腔的頂部，其特點是排氣順暢，流量大。</p><p>　　對澆注系統(tǒng)進行

60、設計時，一般應遵循如下基本原則：</p><p>　?。?）了解塑料的成型性能 注射成型時注射機料筒中的塑料已成熔融狀態(tài)（粘流態(tài)），因此了解被成型的塑料熔體的流動特性及溫度，剪切速率對黏度的影響等顯得十分重要，設計的澆注系統(tǒng)一定要適應于所用塑料的成型性能，以保證成型塑件的質量。</p><p>　　（2） 盡量避免或減少產生熔接痕 在選擇澆口位置時，應避免熔接痕的產生。熔體流動時應盡

61、量減少分流次數(shù)，有分流必然有匯合，熔體匯合之處必有產生熔接痕，尤其是在流程長，溫度低時，這對塑件熔接強度的影響很大。</p><p>　　（3）有利于型腔中氣體的排出 澆注系統(tǒng)應能順利地引導塑料熔體充滿型腔的各個部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序的排出，避免充填過程中產生渦流，也避免因氣體積存而引起凹陷，氣泡，燒焦等塑件的成型缺陷。</p><p>　?。?） 防止型芯的變形和嵌

62、件的位移 澆注系統(tǒng)設計時應盡量避免塑料熔體直接沖擊細小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細小型芯變形和位移。</p><p>　　（5） 盡量采用較短的流程充滿型腔 選擇合理的澆口位置，對以較大的模具型腔，一定要力求以較短的流程充滿型腔，是塑料熔體的壓力損失和熱量損失減小到最低限度，以保持較理想的流動狀態(tài)和有效地傳遞最終壓力，保證塑件良好的成型質量。為此，選擇合理的澆口位置，減少流道的折彎，提高流道的表面粗

63、糙度，這樣就可以縮短充填時間，避免因流程長，壓力和熱量損失大而引起的型腔充填不滿等成型缺陷。</p><p>　　（6） 流動距離比和流動面積比的校核 對于大型或壁厚較薄的塑料制件，塑料熔體有可能因其流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔。為此，在模具設計過程中除了考慮采用較短的流程外，還應對其注射成型時的流動距離比或流動面積比進行校核這樣可避免型腔充填不足的發(fā)生。</p><p&g

64、t;　　流動距離比是指塑料熔體在模具中進行最長距離流動時，其截面厚度相同的各段料流通道及割斷模腔的長度及其對應截面厚度之筆的總和。</p><p>　　4.4 主流道的設計 </p><p>　　是指澆注系統(tǒng)中從注塑機噴嘴與模具接觸處開始分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使容體的溫度降和壓力損失最

65、小。主流道設計成圓錐形，其錐角為2到6度，小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.5~1注射機噴。由于小端的前面是球面。其深度為3~5 mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑（R12mm）大1~2mm。流道的表面粗糙度Ra≤0.8um。澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53~57HRC。</p><p>　　采用碳素工具鋼T10A，直徑為1

66、6mm，錐角4度，流道的表面粗糙度Ra≤0.8um。</p><p>　　圖4-3主澆口與噴嘴</p><p>　　1—注射機噴嘴 2—澆口套</p><p>　　4.5 分流道的設計 </p><p>　　分留道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道的作用是改變熔體流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設計時應注意

67、盡量減少流動過程中的熱量損失和壓力損失。</p><p>　　4.5.1分流道的截面形狀 選擇分流道的形狀時應綜合考慮塑料的注射成型需要和加工的難易程度。通常，從減少壓力損失和熱量散失考慮，采用圓形截面分流道最好。從便于加工考慮，宜采用梯形、U形或半圓形分流道截面。</p><p>　　4.5.2分流道的布置 在多型腔注射模具中分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種，一般以平衡式布

68、置為佳。所謂平衡式布置就是各分流道的長度、截面形狀和尺寸都是對應相同的。這種布置可以達到各型腔能均衡得進料，同時充滿各型腔。在加工平衡式布置的分流道時，應特別注意各對應部位尺寸的一致性，否則達不到一致進料的目的。一般來說，其截面尺寸和長度誤差以在1%以內為宜。</p><p>　　4.5.3 分流道設計及制造要點 設計分流道時，除了要正確選擇分流道的截面形狀和布置形式外，還應注意以下幾點：</p>

69、;<p>　?。?）圓形截面分流道的長度短、塑件尺寸小時取較小值，否則取較大值，其他截面形狀的分流道尺寸，可根據與圓形截面分流道的比表面積相等的條件確定。分流道長度一般在8～30㎜之間，也可根據型腔數(shù)量和布置取得更長一些，但不宜小于8㎜，否則會給修剪帶來困難。</p><p>　?。?）分流道的表面不必很光滑，起表面粗糙度值一般為1.6即可，這樣流道內流料的外層流速較低，容易冷卻而形成固定表面層，有

70、利于流道的保溫。</p><p>　　（3）分流道與澆口處的連接應光滑過渡，以利于熔體的流動及填充。</p><p>　?。?）在考慮型腔與分流道布置時，最好使塑件和流道在分型面上總投影面積的幾何中心與鎖模力的中心相重合。這對于鎖模的可靠性和鎖模機構受力的均勻性都是有利的，而且還可以防止發(fā)生溢料現(xiàn)象。</p><p>　　（5）當分流道較長時，其末端應設置冷料穴，以

71、防止冷料頭堵塞澆口或進入型腔而影響塑件質量。</p><p>　　分流道截面積大小應與制模車間所備有的銑刀尺寸相一致，即針對分流道直徑規(guī)定的標準尺寸配備銑刀。在生產中，U形和梯形截面的流道應用較多。復雜的分流道還需要、采用數(shù)控機床加工。</p><p>　　本模具分流道截面形狀采用半圓形截面，直徑范圍為2-10mm,但PE流動性較好，這里直徑取3mm。計算次澆口的尺寸：長L=0.7~2mm

72、,寬b= </p><p>　　A為塑體外表面積A=3.14x30x9.8+3.14x24x15=998.52 b=0.9mm</p><p>　　圖4-4 分流道簡圖</p><p>　　圖4-5 澆注系統(tǒng)</p><p>　　1—澆口套 2—主澆口 3—主流道 4—次澆口 5—次流道 6—拉料桿</p>&l

73、t;p>　　4.6 澆口的設計 </p><p>　　澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否被完好的高質量的注射成型。</p><p>　　此模具是用的側澆口，側澆口國外稱為標準澆口，側澆口一般開分型面上，塑料熔體從內側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結時間。

74、這類澆口可以根據塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，因此它是應用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性較強。由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，且不留明顯痕跡。但這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較大，對深型腔件排氣不利。</p><p><b>　　澆口位置的選擇：</b></p><

75、;p>　?。?）盡量縮短流動距離 澆口位置的選擇應保證迅速和均勻的充填模具型腔，盡量縮短熔體的流動距離，這對大型塑件更為重要。</p><p>　?。?）避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷 小的澆口如果正對這一個寬度和厚度較大的型腔，則熔體經過澆口時，由于受到很大的剪切應力，將產生噴射熔體斷裂現(xiàn)象。要克服這種現(xiàn)象，可適當?shù)丶哟鬂部诘慕孛娉叽纾虿捎脹_擊型澆口（澆口對著大型芯等），避免熔體破裂現(xiàn)象的產生

76、。</p><p>　　（3）澆口應開設在塑件壁厚處 當塑件厚度相差較大時，若將澆口開設在壁薄處，這是塑料熔體進入型腔后，不但流動阻力大，而且還易冷卻，形象熔體的流動距離，難以保證充滿整個型腔。從收縮角度考慮，塑件壁厚處往往是熔體最晚固化的地方，如果澆口開設在壁薄處，那壁厚的地方因熔體收縮就會形成表面凹陷或縮孔。為了保證塑件熔體順利充滿型腔，使注塑壓力得到有效的傳遞，而在熔體液態(tài)收縮時又能得到充分的補縮，一

77、般澆口的位置應開設在塑件壁厚處。</p><p>　?。?）考慮分子定向的影響 塑料熔體在充填模具型腔期間，會在其流動方向上出現(xiàn)聚合物分子和填料的取向。由于垂直于流向之處的強度和應力開裂傾向是有差別的，往往垂直于流向的方位強度低，容易產生應力開裂，所以在選擇澆口位置時，應充分注意這一點。</p><p>　　（5）減少溶接痕提高熔接強度 由于澆口位置的原因，塑料熔體充填型腔時會造

78、成兩股或兩股以上的熔體料流的匯合。在匯合之處，料流前端是氣體且溫度最低，所以在塑件上就會形成熔接痕。熔接痕部位塑件的熔接強度會降低，也會影響塑件外觀，在成型玻璃纖維增強塑料制件時這種想象尤其嚴重。如無特殊需要最好不要開設一個以上的澆口，以免增加熔接痕。 </p><p>　　采用直接澆口，它是屬于非限制性型澆口，塑料熔體由主澆道直接進入型腔，因而具有流動阻力小，流動路程短及補縮時間長等特點。這種形式的澆口截面大

79、，去除澆口較困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，只適用于單型腔模具。為了減小與塑件接觸處的澆口面積，防止該處產生縮孔、變形、等缺陷，選用較小錐度的主流錐角α為2~4度，還應盡量減小定模板和定模座板的厚度。</p><p>　　澆口開設的位置對塑件的成型性能及成型質量影響都很大，因此，合理的選擇澆口的開設位置是提高塑件質量的一個重要設計環(huán)節(jié)。另外，澆口位置的不同也會影響模具的結構。選擇澆口位置時，需要根據塑件的結構與

80、工藝特性和成型的質量要求并分析塑料原材料的工藝特性與塑料熔體在模內的流動狀態(tài)，成型的工藝條件，進行綜合考慮。</p><p>　　4.7 冷料穴和拉料桿的設計 </p><p>　　冷料穴是澆注系統(tǒng)的結構之一。其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體的充填速度，又影響成型塑件的質量。本模具一次注塑量較少故冷料穴設置在主流道，分流道距離較短故不設計

81、，這樣可使主流道拉料桿的作用充分體現(xiàn)。即前鋒冷料直接沾付拉料桿上，分模時主流凝料從定模澆口套中被拉出，最后由推出機構將其推出模外。主流道的拉料桿有兩種形式：一種是推桿形式的拉料桿，其固定在推桿固定板上，Z字形拉料桿典型的結構，是最常用的一種形式。工作時依靠Z字形鉤將主流道凝料拉出澆口，推出后由于鉤子的方向性而不能自動脫落，需人工取出。另一種拉料桿是僅適于推件板脫模的拉料桿，其典型的形式是球字頭拉料桿，固定在動模板上，它是靠頭部凹下去的部

82、分將主流道從澆口套中拉出來，然后在推件板推出時，將主流道凝料從拉料桿的頭部強制推出。</p><p>　　4.8 導向機構的設計</p><p>　　導向零件主要包括導柱、導套，主要是對定模和動模起導向作用。本套模具結構比較簡單，在動定模之間設計了用于導向和定位的直導柱，為保證推板的推動方向也設計了導柱導向。導柱導套用T8A制造，在適當部位加導套，以便磨損后可以更換導套，而不用更換定模板。

83、另外為了防止導柱從模板中脫出來，在導柱凸臺底部用支承板壓住。</p><p><b>　　導柱結構的技術要求</b></p><p>　　長度 導柱導向部分的長度應比凸模斷面的高度高出8~15mm以免出現(xiàn)導柱未導正方向而型心先進入型腔的情況。</p><p>　　形狀 前端做成錐臺或半球形，以使導柱順利地進入導向孔。</p>

84、<p>　　材料 具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內芯，T8A、T10A。</p><p>　　數(shù)量及布置 合理均勻布置在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的距離，保證模具強度。</p><p>　　配合精度 一般用H7/m6 或H7/k6的過渡配合，導柱的導向部分采用H7/f7或H8/f7的間隙配合 </p><p>　　導套結構的技

85、術要求：</p><p>　　形狀 為使導柱順利進入導套，導套的前端應倒圓角。</p><p>　　材料 可用與導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料。</p><p>　　固定形式及配合精度 用H7/r6過盈配合，防止開模時導套被拉出，可以用止動螺釘緊固。</p><p>　　4.9 推出機構的設計</p><p>

86、　　注射成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出的機構稱為推出機構。推出機構的動作通常是由安裝在注射機上的頂桿或液壓缸完成的。</p><p>　　推出機構一般由推出、復位和導向三大部件組成。</p><p>　　推出機構按其推出動作的動力來源可分為手動推出機構、機動推出機構和液壓與氣動推出機構等。它還可以按照模具結構特征可分為一次推出機構、定模推出機構、二次推出機構、澆注系統(tǒng)推出機構

87、、帶螺紋推出機構等等。</p><p>　　推出機構的設計要求如下：</p><p>　?。?）設計推出機構時應盡量使塑件流在動模一側</p><p>　?。?）塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞</p><p>　　（3）不損壞塑件的外觀質量</p><p>　?。?）合模是應使推出機構正確復位</p>

88、<p>　　（5）推出機構應動作可靠</p><p>　　這里用的推件板推出機構，由于塑件壁薄，用推件板推出，這樣有利于塑件推出，保證塑件推出的外形不變形，本模具采用的是一次推出機構，主要有推板、頂板、推板固定板、推件板。動作時，注射機的頂桿，推動推板固定板帶動頂桿推動推件板，然后把塑件從凸模中推出。</p><p>　　5.模具的總體設計與裝配</p><p

89、>　　5.1 模具的總裝剖面</p><p>　　圖5-1 模具總裝圖</p><p><b>　　5.2 裝配要點</b></p><p>　　塑料模具種類比較多，即使同一類模具，由于成形塑料種類不同，開頭和精度要求不同，裝配方法也不盡相同。因此在組裝前應仔細研究分析總裝圖、零件圖，了解各零件的作用，特點及其技術要求，確定裝配基準，通過

90、裝配，最后全達到產品的各項質量指標，模具制作精度和使用過程的各項技術要求。1． 裝配基準，裝配基準可大致分為：</p><p>　?。?）以塑料模中的主要工作零件如型芯、型腔和鑲快等作為裝配的基準件，模具的其他零件都裝配基準件進行配制和裝配。</p><p>　　（2）以導柱、導套或模具的模板側基面為裝配基準面進行修整和裝配。2． 模具裝配精度，模具裝配精度包括： （1）各零部件的

91、相互之間精度，如距離尺寸精度、同軸度、平行度、垂直度。 （2）相對運動精度，如傳動精度、直線運動和回轉運動精度。 （3）配合精度和接觸精度，如配合間隙，過盈量接觸狀況等。 （4）塑料成形件的壁厚大小，新制模具時，成形件壁厚應偏于尺寸的下限。</p><p><b>　　3． 修配原則：</b></p><p>　?。?）修配脫模斜度，原則上型腔應保證大端尺寸在制

92、件尺寸公差范圍內。</p><p>　?。?）帶隅角處圓角半徑，型腔應偏小，型芯應偏大。</p><p>　?。?）當模具既有水平分型面又有垂直分型面時修整時應使垂直分型面接觸時水平分型面稍稍留有間隙。</p><p>　?。?）對于用斜面合模的模具，斜面密合后，分型面處應留有0.02-0.03mm的間隙。</p><p>　　（5）修配表面

93、的圓弧與直線連接要平滑，表面不允許有凹痕，銼削紋路應與開模方向一致。</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　通過本次塑料模具的設計，我們把以前學過的課程又重新回顧了一次，并且有了更深刻的了解，同時也得到了很好的鞏固，但是我們只是理論上的鞏固，只是一個步行的起點。</p><p>　　在此以前，我們根本不了解模具的設計

94、，只是印象上有個形象意識，通過這次的模具設計，使我們對模具有了一定的了解，知道了模具定義、分類、結構組成、模具的發(fā)展、未來的動向。它在工業(yè)現(xiàn)代化建設中占有舉足輕重的地位。</p><p>　　通過這次設計，使我們得到了很大的收獲。這與老師的耐心指導是分不開的，但是由于我們是初學者，雖然查閱了很大一部分的資料，但對于真正的模具設計來說是有限的，是欠缺的。</p><p>　　畢業(yè)設計已經接近

95、尾聲，從一開始的對塑料模具一知半解到能在老師的幫助下設計出一套簡單的注塑模具，我不僅學到了關于注射模具方面的知識，更主要的是提高了我的設計能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力，以及創(chuàng)新能力。</p><p>　　這次畢業(yè)設計是在老師的悉心關懷和細心指導下完成的。老師有著扎實的專業(yè)知識和豐富的現(xiàn)場經驗，給我的學習和生活以很大的幫助。在此向老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！感謝設計過程給了我?guī)椭耐瑢W和其他老師，感謝審

96、閱的答辯老師！</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促 指導以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。</p><p>　　在這里首先要感謝我的導師xx。xx老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設

97、計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是老師仍然細心地糾正圖紙中的錯誤。除了老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。</p><p>　　然后還要感謝大學三年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的

98、支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會如此順利.</p><p>　　其次，我要感謝我的家人，他們給予了我無私的奉獻，對我的學習給予了大力的支持，使我有學習的機會，讓我有機會學習我的在專業(yè)知識。</p><p>　　最后感謝那些關心我、愛護我、幫助我的老師、家人、朋友們。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><

99、p>　　[1] 屈華昌. 塑料成型工藝與模具設計. 北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[2] 楊占堯，王高平.塑料注射模結構與設計. 北京：高等教育出版社，2008. </p><p>　　[3] 姜敏鳳.工程材料及熱成型工藝第二版. 北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[4] 楊占堯.沖壓模具圖冊. 北京：高等教育出版社

100、，2008.</p><p>　　[5] 桑永.塑料材料與配方.北京：化學工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[6] 原紅玲.沖壓工藝與模具設計. 北京：機械工藝出版社，2007. </p><p>　　[7] 黃云清. 公差配合與測量技術.北京：機械工業(yè)出版社，2001.</p><p>　　[8] 張榮清.模具設計與制造. 北京：

101、高等教育出版社，2008.</p><p>　　[9] 欒學剛.機械設計基礎第二版.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　[10]齊衛(wèi)東.塑料模具設計與制造. 北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　[11] 劉建超.沖壓模具設計與制造. 北京：高等教育出版社，2004.</p><p>　　[12] 郭建良.模