畢業(yè)設(shè)計(jì)---手柄注射模設(shè)計(jì)

1、<p>　　2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p><b>　　手柄注射模設(shè)計(jì)</b></p><p>　　系 、 部： 機(jī)械工程系 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文闡述了電水壺手柄注射模設(shè)計(jì)的過(guò)程。首先，對(duì)塑件進(jìn)行工藝性

2、分析后，利用Pro/e參數(shù)化三維實(shí)體造型軟件完成塑件的三維造型。然后，通過(guò)分析確定塑件的分型面、最佳澆口等。本模具采用了一模兩腔及側(cè)澆口等結(jié)構(gòu)。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性、具體結(jié)構(gòu)模具出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核等都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。此外，設(shè)計(jì)中還采用了斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。在模具成型零件設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)中對(duì)成型零件的機(jī)構(gòu)和尺寸

3、進(jìn)行了合理的考慮和計(jì)算。最后，設(shè)計(jì)還包括零件圖和裝配圖的繪制。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ： 注射模;手柄;側(cè)澆口;側(cè)向抽芯</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper expounds the electric kettle handle injection mould design pr

4、ocess. First of all, on the craft of plastic parts after analysis and Pro/e parameterized using three-dimensional modelling software plastics three-dimensional modelling. Then, through the analysis to identify the plasti

5、c parts parting surface, best runner, etc. This mould adopts a mold two cavity and side gate structure. This topic from product structure manufaturability and specific structure of mould, starting the mould c</p>

6、<p>　　Key words: injection mould;handle;side gate;side core-pulling</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　1.塑件成型工藝分析5</p><p>

7、;　　1.1塑件的分析5</p><p>　　1.2 PP工程塑料的性能分析5</p><p>　　1.2.1 PP的成型加工性能5</p><p>　　1.2.2 PP的主要注塑成型條件6</p><p>　　2. 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注塑機(jī)7</p><p>　　2.1 分型面位置的確定7</

8、p><p>　　2.1.1分型面的選擇7</p><p>　　2.2 型腔數(shù)量和排位方式8</p><p>　　2.2.1 型腔數(shù)目的確定8</p><p>　　2.3 注射機(jī)型號(hào)的確定9</p><p>　　2.3.1 注射量的計(jì)算9</p><p>　　2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初

9、步估算9</p><p>　　2.3.3 選擇注塑機(jī)10</p><p>　　2.3.4 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核11</p><p>　　3. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1 主流道的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.1.1 主流道的長(zhǎng)度12</p><p>　　3.1

10、.2 主流道凝料體積13</p><p>　　3.1.3 主流道的當(dāng)量半徑13</p><p>　　3.1.4 主流道澆口套形式13</p><p>　　3.2 分流道的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.2.1分流道的布置形式14</p><p>　　3.2.2 分流道的長(zhǎng)度14</p>&l

11、t;p>　　3.2.3 分流道的當(dāng)量直徑14</p><p>　　3.2.4 分流道的界面形狀15</p><p>　　3.2.5 分流道截面尺寸15</p><p>　　3.2.6 凝料體積15</p><p>　　3.2.7 校核剪切速率15</p><p>　　3.2.8 分流道的表面粗糙度和脫模

12、斜度15</p><p>　　3.3 澆口設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.3.1 尺寸的計(jì)算16</p><p>　　3.3.2 澆口的位置的選擇16</p><p>　　3.4 校核主流道的剪切速率17</p><p>　　3.4.1 計(jì)算主流道體積流量17</p><p>　　

13、3.4.2 計(jì)算主流道的剪切速率17</p><p>　　3.5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類18</p><p>　　3.5.2抽芯距確定與抽芯力的計(jì)算18</p><p>　　3.5.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)18</p><p>　　3.5.4斜導(dǎo)柱尺

14、寸的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.6 冷料穴的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4. 成型零件的結(jié)構(gòu)及其計(jì)算20</p><p>　　4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>

15、;　　4.2 成型零件的鋼材選用21</p><p>　　4.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算21</p><p>　　4.4 成型零件的尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算22</p><p>　　4.4.1 凹模側(cè)壁厚的計(jì)算22</p><p>　　4.4.2 定模板厚度23</p><p>　　4.4.3 動(dòng)模板厚度2

16、3</p><p>　　5. 脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.1 脫模力的計(jì)算24</p><p>　　5.2 推出方式的確定25</p><p>　　5.2.1 推出面積25</p><p>　　5.2.2 推桿推出應(yīng)力25</p><p>　　6. 模架的確定26&

17、lt;/p><p>　　6.1 各模板尺寸的確定26</p><p>　　7. 排氣設(shè)計(jì)27</p><p>　　8. 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)28</p><p>　　8.1 冷卻介質(zhì)28</p><p>　　8.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算28</p><p>　　8.2.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料

18、熔體總質(zhì)量W28</p><p>　　8.2.2 確定單位質(zhì)量的模具在凝固時(shí)所放出的熱量28</p><p>　　8.2.3 計(jì)算冷卻水體積流量29</p><p>　　8.2.4 確定冷卻水路的直徑d29</p><p>　　8.2.5 冷卻水在管內(nèi)的流速v29</p><p>　　8.2.6 求冷卻管壁與

19、水交界面的膜傳熱系數(shù)h29</p><p>　　8.2.7 計(jì)算冷卻水通道導(dǎo)熱總面積A30</p><p>　　8.2.8 計(jì)算模具冷卻水管總長(zhǎng)度L30</p><p>　　8.2.9 冷卻水路根數(shù)x30</p><p>　　9. 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)31</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)32

20、</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致 謝34</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位</p><p>　　第一，模具工業(yè)是

21、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。例如：屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計(jì)與制造，不能沒(méi)有做引線框架的精密級(jí)進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模；計(jì)算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展，沒(méi)有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此，在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如：形狀誤差小于0.1～0.3µ的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說(shuō)，許

22、多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè)，已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。</p><p>　　第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD／CAE／CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工

23、程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分。在1998年以前，許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來(lái)，是對(duì)機(jī)械工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位

24、與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因?yàn)閲?guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來(lái)的。</p><p>　　第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)

25、業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國(guó)每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國(guó)石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的需求當(dāng)中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。</p><p>　　注塑成型是塑料制品成型加工最重要的工藝過(guò)程之

26、一。迄今，多于1/3的熱塑性樹脂采用注射成型加工，而半數(shù)以上的聚合物加工設(shè)備是用于注塑成型的。注塑成型尤其適用于大批量生產(chǎn)具有復(fù)雜外形且尺寸要求精確的制品。 </p><p>　　中國(guó)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　中國(guó)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開放帶了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，模具的市場(chǎng)的需求量也進(jìn)一步的增加。模具行業(yè)也一直以15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來(lái)的模具工業(yè)企業(yè)的所有制

27、成分的巨大變化，一些國(guó)有專業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來(lái)，同時(shí)也帶來(lái)了以集體、獨(dú)資、私營(yíng)和合資等形式的快速發(fā)展。</p><p>　　賦有“模具之鄉(xiāng)”的浙江寧波和黃巖地區(qū)是現(xiàn)今我國(guó)規(guī)模最大的兩個(gè)地方；廣東地區(qū)也漸漸掀起了開建模具廠的浪潮；其中科龍、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資或是外商獨(dú)資形式的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家。</p><p>　　近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)

28、步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆

29、蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。</p><p>　　雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不

30、夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。</p><p>　　中國(guó)沖壓模具的發(fā)展方向</p><p>　　模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：</p><p>　　(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向

31、。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。</p><p>　　(2)高速銑削加工國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔

32、度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。</p><p>　　(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集

33、、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 </p><p>　　(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這

34、顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。</p><p>　　(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。</p><p>　　(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處

35、理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 </p><p>　　(7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。 </p><

36、p>　　(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。</p><p>　　我國(guó)模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)之間的差距不小，因此要發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)和綜合競(jìng)爭(zhēng)力，要加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、完善合作機(jī)制，創(chuàng)造性地工作。也需要加大對(duì)模具相關(guān)專業(yè)人才的綜合素質(zhì)培訓(xùn)投入。</p>&

37、lt;p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　隨著塑料制品日益廣泛的應(yīng)用，在注塑成型過(guò)程中起著重要作用的模具越來(lái)越受到重視，除了塑料制品的表面質(zhì)量、成型精度完全由模具決定之外，塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量、成型效率也受模具的控制，所以如何高質(zhì)量，簡(jiǎn)明、快捷和規(guī)范化地設(shè)計(jì)注塑模具，成為發(fā)揮注塑成型工藝優(yōu)越性、擴(kuò)大注塑制品應(yīng)用的首要問(wèn)題。在本課題設(shè)計(jì)中將介紹注塑模具的較為完整的設(shè)計(jì)

38、過(guò)程。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成塑料模具設(shè)計(jì)相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后,一個(gè)重要的綜合性環(huán)節(jié).在設(shè)計(jì)之前,要具備機(jī)械制圖,公差與技術(shù)測(cè)量,機(jī)械原理以及零件,模具材料及熱處理,模具制造工藝,塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí).初步了解塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本目的：</p><p>　　1) 綜合運(yùn)用沖壓

39、模具設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖，公差與技術(shù)測(cè)量，機(jī)械原理及零件，模具材料及熱處理，模具制造工藝及模具設(shè)計(jì)等方面的必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，了解和解決塑料模具設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)一步鞏固加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。</p><p>　　2) 通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)理念，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，基本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。</p><p>　　3)  通過(guò)計(jì)

40、算，繪圖的運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練，為將來(lái)的工作打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。</p><p>　　1.塑件成型工藝分析</p><p><b>　　1.1塑件的分析</b></p><p>　　1）外形尺寸 該塑件的外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長(zhǎng)，塑件的材料為熱塑性材料，流動(dòng)性好，適合于注塑成型

41、。</p><p>　　2）精度等級(jí) 塑件的每一個(gè)尺寸公差均取公差為MT5級(jí)。</p><p>　　3）脫模斜度 PP的成型性能良好，成型收縮率較小，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》P36表2-10取塑件上模型芯和凹模的同意脫模斜度為30’。</p><p>　　1.2 PP工程塑料的性能分析</p><p>　　1.2.1 PP的成型加工性

42、能</p><p>　　1）PP的吸濕性很小，因此在成型前一般不需要迸行干燥處理，若濕度超過(guò)</p><p>　　允許值，則應(yīng)進(jìn)行干燥處理。</p><p>　　2）PP分子結(jié)構(gòu)申含有叔碳原子，故抗氧化能力很低，在塑化時(shí)應(yīng)加入抗氧</p><p><b>　　化劑。</b></p><p>　　3

43、）PP在超過(guò)280C時(shí)會(huì)發(fā)生熱降解，使性能劣化，熔料和金屬壁面接觸會(huì)</p><p>　　加速熱降解，故成型時(shí)應(yīng)避免熔料長(zhǎng)時(shí)間滯留在料筒內(nèi)。</p><p>　　4）PP熔體流動(dòng)性良好，介于HDPE和LDPE之間，易成型薄壁、長(zhǎng)流程塑</p><p><b>　　件。</b></p><p>　　5) PP具有結(jié)晶性、成

44、型收縮率的變化范圍較大，為1·0~3.0，且有</p><p>　　較明顯的后收縮性，故易產(chǎn)生縮孔、凹痕和變形，且方向性強(qiáng)。</p><p>　　6) PP的熔點(diǎn)和熔體熱能量比LDPE高，在結(jié)晶和冷卻過(guò)程中會(huì)放出較多熱</p><p>　　量，因此模具要有較好的冷卻系統(tǒng)，以減少塑件變形。</p><p>　　7)由于PP的熱收縮和結(jié)

45、晶作用，在成型過(guò)程中的比容積有較大變化，塑</p><p>　　件的筋、孔及壁厚較大的部位容易產(chǎn)生氣泡及凹痕等缺陷。</p><p>　　8) PP熔料溫度低時(shí)取向明顯，尤其在低溫高壓時(shí)更甚，因此要控制成型</p><p><b>　　度。</b></p><p>　　9) PP塑件脫模時(shí)收縮性較大，應(yīng)在脫模后在定型裝置

46、上放置1天以上以定</p><p>　　型，對(duì)于尺寸精度較高的塑件，可及時(shí)進(jìn)行熱處理。</p><p>　　1O) 由于PP的成型收縮率較大，低溫呈脆性，故塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺</p><p>　　口、尖角出現(xiàn)，防止產(chǎn)生應(yīng)力集中。</p><p>　　11) 如果保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使塑件出現(xiàn)較大的收縮而出現(xiàn)質(zhì)量缺陷j因此在</p>

47、<p>　　保證補(bǔ)充熔體固化收縮用料的基礎(chǔ)上，盡量縮短保壓時(shí)間。</p><p>　　12) PP熔體具有較明顯的非牛頓性，粘度時(shí)剪切速率和溫度都較敏感。</p><p>　　1.2.2 PP的主要注塑成型條件</p><p>　　1)料筒溫度。在需要注射壓力和注射速度較小時(shí)，可選擇較低的料筒溫度。</p><p>　　一般料筒

48、溫度控制在210~280C，噴嘴溫度比料筒溫度低10-30C。當(dāng)成型薄</p><p>　　壁、復(fù)雜塑件時(shí)，料筒溫度取高者;當(dāng)塑件較厚時(shí)，料筒溫度取低者。</p><p>　　2)模具溫度。旺的結(jié)晶能力較強(qiáng)，提高模溫有助于增加結(jié)晶度，也有利于</p><p>　　大分子松弛，減少分子的取向作用，從而降低塑件的內(nèi)應(yīng)力，減少缺料、氣泡</p><p&

49、gt;　　等缺陷，生產(chǎn)中常把模溫調(diào)整到20-60C。</p><p>　　3)注射壓力。在注塑成型時(shí)，提高注射壓力有利于增大熔料的流動(dòng)性。柱</p><p>　　塞式注塑機(jī)的注射壓力比螺桿式要高。一般控制在70~1OOMPa，具體數(shù)值以試</p><p>　　模來(lái)決定，以塑件不缺料、溢料以及不產(chǎn)生凹痕和氣泡為準(zhǔn)。</p><p>　　2. 擬

50、定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注塑機(jī)</p><p>　　2.1 分型面位置的確定</p><p>　　分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需在可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。</p><p>　　2.1.1分型面的選擇</p><p>　　分型面的形式與塑件的

51、幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)。</p><p><b>　　1）便于塑件脫模</b></p><p>　　a.在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi)。</p><p>　　b.應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯。</p><p>　　c.應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位。</p><p>　　2）

52、考慮和保證塑件的外觀不遭損壞。</p><p>　　3）盡量保證塑件尺寸的精度要求。</p><p><b>　　4）有利于排氣。</b></p><p>　　5）盡量使模具加工方便。</p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)我選擇的分型面如圖所示： </p><p><b>　　圖1 分

53、型面</b></p><p>　　2.2 型腔數(shù)量和排位方式 </p><p>　　2.2.1 型腔數(shù)目的確定</p><p>　　為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。</p><p>　　根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

54、，在模具中每增加一個(gè)型腔制品尺寸精度要降低4%。設(shè)模具中的型腔數(shù)目為n，制品的基本尺寸為L(zhǎng)（mm），塑件的尺寸公差為±δ，單型腔模具注塑生產(chǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的尺寸誤差為±△s(PP為±0.05%)，則有塑件尺寸精度的表達(dá)式為：</p><p>　　L·△s+（N-1）L·△s·4%≤δ……………………………………………(1)</p><p&

55、gt;　　簡(jiǎn)化后可得型腔數(shù)目為:</p><p>　　n≤（25δ/△s·L）-24 ………………………………………………………(2)</p><p>　　對(duì)于高精度制品,由于多型腔模具難為使各型腔的成型條件均勻一致,故通常推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4個(gè)。</p><p>　　而我所制造的塑件精度等級(jí)為5級(jí)精度，是高精度的塑件，根據(jù)高精度塑件推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4個(gè)

56、的原則，最終確定型腔數(shù)目為一模兩腔。</p><p>　　2.3 注射機(jī)型號(hào)的確定</p><p>　　2.3.1 注射量的計(jì)算</p><p>　　通過(guò)Pro/E建模分析得到塑件的質(zhì)量屬性如下圖：</p><p>　　圖2 塑件質(zhì)量分析</p><p>　　塑件的體積：V塑=13.6cm3</p>&

57、lt;p>　　塑件質(zhì)量：M塑=g………………………………………（3）</p><p>　　式中取0.91g/cm3</p><p>　　2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算</p><p>　　由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)目，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2~1倍來(lái)估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單且比較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0

58、.3倍計(jì)算，但一次注入模具型腔的塑料熔體的總體積為</p><p>　　cm……………………(4)</p><p>　　2.3.3 選擇注塑機(jī)</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過(guò)程中注入模具型腔的塑料總體積cm…………………………………（5)</p><p>　　由參考《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》根據(jù)以上的計(jì)算初選工稱注射量為60

59、cm3，注射機(jī)型號(hào)為XS—Z—60注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見下表</p><p>　　表1 XS—Z—60注射機(jī)主要參數(shù)表</p><p>　　2.3.4 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　1）注塑壓力校核。參考《塑料成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)》P74表4-1可知，PE所需的注射壓力為70Mpa~100Mpa，而PP與PE相差不大，這里取P0=100Mpa，該注

60、射機(jī)的公稱壓力為120Mpa，注射壓力安全系數(shù)K1=1~1.2這里取K1=1.0，則：</p><p>　　K1P0=1.0×100=100Mpa小于注射機(jī)的公稱壓力，所以，注射機(jī)的注射壓 力合格。</p><p><b>　　2）鎖模力的校核。</b></p><p>　　a.塑件在分型面上的投影面積=</p><

61、;p>　　b.澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即澆流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍。由于本設(shè)計(jì)的流道簡(jiǎn)單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小些，這里取。</p><p>　　c.塑件在澆注系統(tǒng)分型面上總的投影面積，則</p><p><b>　　…………(6)<

62、;/b></p><p>　　d.型腔內(nèi)的脹模具型力，則</p><p>　　……………………………………………………(7)</p><p>　　式中，是型腔的平均壓力計(jì)算壓力值。是型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%~40%，大致范圍是25Mpa~40Mpa。對(duì)于容易成型塑件制品應(yīng)取較小值。PP屬于容易成型塑件，故取40Mpa。</p><

63、;p>　　由表知該注射機(jī)的公稱壓鎖模力=250KN，鎖模力安全系數(shù)為K2=1.1~1.2這里取K2=1.2，則取K2 =1.2 =1.2×60.4=KN< ，所以注射機(jī)鎖模力滿足要求。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 主流道的設(shè)計(jì)</

64、p><p>　　主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)力：</p><p>　　1）主流道圓錐角a=2º～6º,對(duì)流動(dòng)性關(guān)節(jié)的塑料可取3º～6º，內(nèi)壁粗糙度R00.63μm。</p><p>　　2）主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小煽動(dòng)流轉(zhuǎn)向過(guò)

65、渡時(shí)的阻力。</p><p>　　3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型。</p><p>　　4）對(duì)小型模具可將主流襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，如圖4-2所示。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過(guò)渡配合。</p><p>　　5）主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52～56HRC。</p>

66、<p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查的XS—Z—60注射機(jī)有關(guān)尺寸為噴嘴球半徑12mm，噴嘴口直徑4mm，取主流道球面半徑R=10mm。</p><p>　　3.1.1 主流道的長(zhǎng)度</p><p>　　1）主流道的長(zhǎng)度 </p><p>　　一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型的模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取50mm進(jìn)行計(jì)算。</p>&l

67、t;p>　　2）主流道小端的直徑 </p><p>　　d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=4+0.5=4.5mm。</p><p>　　3）主流道大端直徑 </p><p>　　D=d+2Ltan（a/2）= 4.5+100*tan(2*pi/180)=7.99mm，取8mm，這里圓錐角a=4°。</p><p>

68、;　　4）主流道球面半徑 </p><p>　　SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1~2）mm=12+2=14mm</p><p>　　5）球面的配合高度 h=3mm</p><p>　　3.1.2 主流道凝料體積</p><p>　　=1573.3mm………………………………(8）</p><p>　　3.1.

69、3 主流道的當(dāng)量半徑</p><p>　　3.1.4 主流道澆口套形式</p><p>　　主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)，主流道小端入口處與注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，容易磨損，對(duì)材料有嚴(yán)格要求，因而盡管小型注塑?？梢詫⒅髁鞯酪r套與定位圈設(shè)計(jì)成整體，但考慮上述因素，通常然將其分開來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸跟換。同時(shí)也選用便于選用優(yōu)質(zhì)的鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)中澆口套選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼T10A，熱處理淬火表

70、面硬度為50HRC~55HRC。</p><p>　　圖3 主流道澆口套結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　3.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1分流道的布置形式</p><p>　　為了盡量減少在流道內(nèi)的的壓力損失和盡可能的避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道，如下圖所示</p>

71、;<p><b>　　圖4 分流道</b></p><p>　　3.2.2 分流道的長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)2個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道長(zhǎng)素適中，如上圖所示為40mm。</p><p>　　3.2.3 分流道的當(dāng)量直徑</p><p>　　流過(guò)分流道塑料的質(zhì)量</p><p>

72、<b>　　M塑=g<200g</b></p><p>　　該塑件壁厚在2~3mm，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的當(dāng)量直徑：</p><p>　　D=0.2654=0.2654=3.32mm……………………（9）</p><p>　　式中 D—分流道直徑（mm）；</p><p>　　m—塑件質(zhì)量（g）；</

73、p><p>　　L—分流道長(zhǎng)度（mm）。</p><p>　　3.2.4 分流道的界面形狀</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用圓形截面，其加工工藝性好，且塑料的熔體熱量損失，流動(dòng)阻力均不大。</p><p>　　3.2.5 分流道截面尺寸</p><p><b>　　直徑為8mm的圓孔</b></p

74、><p>　　3.2.6 凝料體積</p><p>　　1)分流道的長(zhǎng)度L分=40mm</p><p>　　2)分流道截面面積A分=42*pi=50.24mm2</p><p>　　3)凝料體積V分=L分A分=2009.6mm3=2.01cm3…………………………(10)</p><p>　　3.2.7 校核剪切速率<

75、;/p><p>　　1)確定注塑時(shí)間：取t=1.0s</p><p>　　2)計(jì)算單邊分流道體積流量：</p><p><b>　　……(11)</b></p><p><b>　　3)剪切速率</b></p><p>　　…………………………………(12)

76、 </p><p>　　式中 —分流道體積流量（），工程中常采用上式（經(jīng)驗(yàn)公式） </p><p><b>　　來(lái)計(jì)算；</b></p><p>　　—分流道截面當(dāng)量半徑（cm）。</p><p>　　該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在5×102~5×103s-1之

77、間，所以分流道熔體的剪切速率合格。</p><p>　　3.2.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度</p><p>　　分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25um~2.5um即可，此處取Ra1.6um。另外脫模斜度一般在5~10°之間，通過(guò)上面計(jì)算，脫模斜度足夠。</p><p><b>　　3.3 澆口設(shè)計(jì)</b><

78、/p><p>　　澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口以外），它是 澆注系的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；（2）易于切除澆口凝料；（3）對(duì)于多型腔模具，用以平衡進(jìn)料，；對(duì)于多澆口單型腔模具，用以控制熔接縫的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的0.03～0.09。澆口截面形狀有矩形和圓形兩種。澆口長(zhǎng)度約為0

79、.5～2 mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。該塑料選用側(cè)澆口。</p><p>　　3.3.1 尺寸的計(jì)算</p><p><b>　　圖5 澆口及型腔</b></p><p><b>　　其中澆口直徑</b></p><p>　　………………………………………

80、…（13）</p><p>　　式中 n—塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定，見表注；</p><p>　　A—型腔表面積（）。 </p><p>　　3.3.2 澆口的位置的選擇</p><p>　　澆口開設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　　a.澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)

81、充滿的位置。</p><p>　　b.澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮。</p><p>　　c.澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。</p><p>　　d.澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。如對(duì)圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。</p><p>　　f.對(duì)于帶細(xì)長(zhǎng)型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式以避免型芯受沖擊

82、變</p><p><b>　　形。</b></p><p>　　g.澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。</p><p>　　不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。本塑件的澆口位置如上圖所示。</p><p>　　3.4 校核主流道的剪切速率</p><p>　　上面分別求出了塑件的體積

83、、主流道的體積、分流道的體積、（澆口體積大小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道的熔體剪切速率。</p><p>　　3.4.1 計(jì)算主流道體積流量</p><p>　　……………………………………（14）</p><p>　　3.4.2 計(jì)算主流道的剪切速率</p><p>　　………………………………………（15）&l

84、t;/p><p>　　式中 —單位時(shí)間注射量（注射量/注射時(shí)間）,單位；</p><p>　　—主流道的當(dāng)量直徑（cm）。</p><p>　　該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率在5×102~5×103s-1之間，所以分流道熔體的剪切速率合格。</p><p>　　3.5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</

85、p><p>　　當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺(tái)等的塑件時(shí)，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，以便在脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件，否則就無(wú)法脫模。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)（抽拔與復(fù)位）的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3.5.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類</p><p>　　根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓或氣

86、動(dòng)以及手動(dòng)等三大類型。根據(jù)塑件機(jī)構(gòu)尺寸和抽芯力大小進(jìn)行合理選用。</p><p>　　3.5.2抽芯距確定與抽芯力的計(jì)算</p><p>　　側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距，用s表示。為了安全起見，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2mm~3mm，但某些特殊零件（如繞線骨架），就不能簡(jiǎn)單地使用這種方法，必須作圖計(jì)算

87、來(lái)確定抽芯距離。也可以參考教材的有關(guān)計(jì)算公式。抽芯力的計(jì)算同脫模力計(jì)算相同。</p><p>　　3.5.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)</p><p>　　斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成型塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成抽芯與分型動(dòng)作。這類側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作安全可靠、加工制造方便，是設(shè)計(jì)和制造注射模抽芯時(shí)最常用的機(jī)構(gòu)，但它的抽芯力和抽芯距受

88、到模具結(jié)構(gòu)的限制，一般使用于抽芯力不大及抽芯距小于80mm的場(chǎng)合。</p><p>　　斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)主要由與開模方向成一定的角度的斜導(dǎo)柱、側(cè)型腔或型芯滑塊、導(dǎo)滑槽、鍥緊塊和側(cè)滑塊定距限位裝置等組成。</p><p>　　3.5.4斜導(dǎo)柱尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)裝配圖的尺寸要求，可大致設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱尺寸。其長(zhǎng)度L的計(jì)算公式為：</p>

89、<p>　　………………（16）</p><p>　　式中，L是斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度（mm）；D是斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑（mm）；h是斜導(dǎo)柱固定板厚度（mm）；d是斜導(dǎo)柱直徑（mm）；是斜導(dǎo)柱的傾角；稱斜導(dǎo)柱的有效長(zhǎng)度；</p><p>　　抽拔方向與開模方向垂直，斜導(dǎo)柱的有效長(zhǎng)度為：</p><p>　　…………………………………………（17）</p&g

90、t;<p>　　完成抽芯距所需最小開模行程H(mm)為：</p><p>　　……………………………（18）</p><p>　　3.6 冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷料穴位于主流道的正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是儲(chǔ)存熔體前鋒冷料， 防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響塑件表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)既有主流道的冷料穴，又有分流道的冷料穴。本模具采用推桿形式頂出塑件

91、，故材料Z型拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)Z處的包緊力，將凝料從主流道襯套中脫出。</p><p>　　成型零件的結(jié)構(gòu)及其計(jì)算</p><p>　　4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四

92、種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)及中采用整體嵌入式，結(jié)構(gòu)如下圖所示。</p><p><b>　　圖6 凹模</b></p><p>　　4.1.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以氛圍整體式和組合式兩類型。該塑件采用整體式型芯，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。</p><p><b

93、>　　圖7 凸模</b></p><p>　　4.2 成型零件的鋼材選用</p><p>　　根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時(shí)考慮他的機(jī)加工性能和拋光性能。又因該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式鋼材選用P20。對(duì)于成型塑件表面內(nèi)的型芯來(lái)說(shuō)，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用P20鋼，進(jìn)行滲氮處理。&

94、lt;/p><p>　　4.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 </p><p>　　該塑件的成型零件尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸,平均收縮率,平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。查有關(guān)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得PP的收縮率為s=1%～3%,故平均收縮率為。根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取，X統(tǒng)一取0.6。型腔和型芯工作尺寸計(jì)算如下：</p><p>　　表2 成型零件尺寸</p

95、><p>　　4.4 成型零件的尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算</p><p>　　4.4.1 凹模側(cè)壁厚的計(jì)算</p><p>　　凹模側(cè)壁厚與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模深度有關(guān)，其厚度又剛度公式計(jì)算。</p><p><b>　　……………（19）</b></p><p>　　式中P是型腔壓力（Mpa）；E是材料

96、彈性模量（Mpa）；h=W，W是影響變形的最大尺寸，</p><p>　　而h=47mm；是模具剛度許用變形量。根據(jù)注塑材料品種查表得，初選壁厚100和90，這樣再加上模板的預(yù)緊力（這里模板選400mmX500mm），這樣絕對(duì)可以滿足強(qiáng)度和剛度要求。</p><p>　　4.4.2 定模板厚度</p><p>　　定模板厚度取90mm，可以滿足強(qiáng)度和剛度要求。<

97、;/p><p>　　4.4.3 動(dòng)模板厚度</p><p>　　動(dòng)模板厚度取100mm，可以滿足強(qiáng)度和剛度要求。</p><p><b>　　脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可采用推桿推出、推件板推出、或推件板加推桿的綜合推出方式。根據(jù)脫模力來(lái)計(jì)算。</p><p>　　

98、注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動(dòng)地脫出模外。因此，對(duì)脫模機(jī)構(gòu)有以下要求：</p><p>　　1.結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行可靠，機(jī)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，零件制造方面，容易替換。機(jī)構(gòu)動(dòng)作要準(zhǔn)確可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、機(jī)構(gòu)本身有足夠的剛度和硬度，以抵抗脫模阻力。</p><p>　　2.不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞，推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱藏處，以免損壞塑件

99、外觀，要保證塑件在脫模過(guò)程中不變形、不檫傷。</p><p>　　3.塑件留在動(dòng)模。模即的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開模過(guò)程中留在具有脫模裝置的半模，即動(dòng)模上。</p><p>　　綜合考慮以上原則，該副模具采用順序分型脫模機(jī)構(gòu)即可順利取出制品。該脫模機(jī)構(gòu)由以下零件組成：推桿、推桿固定板、推板、推件板以及連接推桿固定板和推桿墊板用的螺釘?shù)取?lt;/p><p>　　5.1 脫模力

100、的計(jì)算</p><p>　　主型芯脫模力計(jì)算 因?yàn)?。所以此處視為薄壁塑件，參考《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》P143式（4-26）脫模力為 </p><p>　　……………………………（20）</p><p>　　式中E----------------塑料的拉伸彈性模量（Mpa）；</p><p>　　S-----------------塑

101、料成型的平均收縮率（%）；</p><p>　　t------------------塑件的壁厚（mm）；</p><p>　　L-----------------被包型芯長(zhǎng)度（mm）；</p><p>　　-----------------塑料的泊松比；</p><p>　　-----------------脫模斜度（°）；<

102、;/p><p>　　f-------------------塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)；</p><p>　　r-------------------型芯的平均直徑（mm）；</p><p>　　A------------------塑件在開模方向垂直平面上的投影面積（mm2）；</p><p>　　K2----------------由f和決定的

103、無(wú)因次數(shù)，K2=；</p><p>　　5.2 推出方式的確定</p><p><b>　　采用推桿推出</b></p><p>　　5.2.1 推出面積 </p><p>　　設(shè)6mm的圓推桿設(shè)置4根，那么推出面積</p><p>　　5.2.2 推桿推出應(yīng)力</p><p

104、>　　查表得需用應(yīng)力=8Mpa</p><p><b>　　<</b></p><p>　　通過(guò)上訴計(jì)算，應(yīng)力合適，所以采用推桿推出的方式合適，即采用4根6mm的圓桿。</p><p><b>　　模架的確定</b></p><p>　　根據(jù)模具的型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸，這里選

105、擇的模架為龍記（LKM），模胚類型大水口，模胚型號(hào)CI，模胚規(guī)格2025。（燕秀工具箱）</p><p>　　6.1 各模板尺寸的確定</p><p><b>　　1)A板尺寸</b></p><p>　　400mm×450mm×90mm</p><p><b>　　2)B板尺寸</b

106、></p><p>　　400mm×450mm×100mm</p><p>　　3)C板尺寸（墊板）</p><p><b>　　高度為120mm</b></p><p>　　經(jīng)上述尺寸計(jì)算，模架的尺寸已經(jīng)確定，如下圖所示</p><p><b>　　圖8 模

107、架</b></p><p><b>　　排氣設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在塑料熔體填充注射模腔過(guò)程中，模腔內(nèi)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(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)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，

108、表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)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。因該制品屬于小型排氣</p><p>　　量不大，綜合考慮，可利用分型面間隙以及推桿與孔配合間隙處排氣，所以，不需開設(shè)排氣槽。</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></

109、p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射以及與注射機(jī)接觸散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝料凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水帶走的熱量。</p><p><b>　　8.1 冷卻介質(zhì)</b></p><p>　　PP屬流動(dòng)性中等的材料，其成型溫度及模具溫度分別為200℃和40℃~80℃，熱變形溫度為80℃~100℃。所以模具溫度初步選定為40℃

110、，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。</p><p>　　8.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算</p><p>　　8.2.1 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量W</p><p><b>　　1)塑料制品的體積</b></p><p>　　………………（21）</p><p><b>　　2)塑件制品的

111、質(zhì)量</b></p><p>　　3)塑件壁厚為6mm，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》P210表4-34得=17.5s。取注射時(shí)間，脫模時(shí)間，則注塑注塑周期： </p><p>　　由此得到每小時(shí)注射次數(shù)N=141次。</p><p>　　4)單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量W=Nm=141*0.028≈3.948Kg/h</p><

112、;p>　　8.2.2 確定單位質(zhì)量的模具在凝固時(shí)所放出的熱量</p><p>　　查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》P211表4-35得PP的單位熱量Qs的值的范圍在590KJ/Kg。</p><p>　　8.2.3 計(jì)算冷卻水體積流量</p><p>　　冷卻水道入水口的溫度為℃，出水口的溫度為℃，取水的密度，水的比熱容℃）。根據(jù)公式可得：</p>

113、<p>　　………………………………………………（22）</p><p><b>　　則</b></p><p>　　8.2.4 確定冷卻水路的直徑d</p><p>　　當(dāng)時(shí)，查《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》P200表4-30可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具的冷卻水孔直徑d=25mm。</p><p>　　

114、8.2.5 冷卻水在管內(nèi)的流速v</p><p>　　………………………………………………………………（23）</p><p>　　則=2.63mm/s</p><p>　　8.2.6 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h </p><p>　　因?yàn)槠骄臏囟葹?3.5℃，查表《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》表4.31 可得f=6.7，則有：<

115、;/p><p>　　………………………………………………………（24）</p><p>　　則h=483.326</p><p>　　8.2.7 計(jì)算冷卻水通道導(dǎo)熱總面積A</p><p>　　………………………………………………………………（25）</p><p><b>　　則A=</b><

116、/p><p>　　8.2.8 計(jì)算模具冷卻水管總長(zhǎng)度L</p><p>　　8.2.9 冷卻水路根數(shù)x</p><p>　　設(shè)每條水路的長(zhǎng)度l=100mm，則冷卻水路的總根數(shù)為</p><p>　　由上述計(jì)算可以看出，1條冷卻水道對(duì)于模具來(lái)說(shuō)顯然是不合適的，因此應(yīng)根據(jù)具體情況加以修改。為了提高生產(chǎn)效率，凹模和型芯都應(yīng)得到充分冷卻。</p&g

117、t;<p>　　導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注塑模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用可分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈與注塑機(jī)相配合，使模具的澆口套能與注射機(jī)的噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則是通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行和模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)單，模具定位精度要求不高，因此采用模架本身所帶的定位機(jī)構(gòu)。<

118、;/p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上最快的工業(yè)門類之一，對(duì)于我國(guó)而言，它在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。我們大學(xué)生對(duì)于塑料工業(yè)的認(rèn)識(shí)還是很膚淺的，但是通過(guò)這次塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們更多的了解有關(guān)塑料模具</p><p>　　設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，更進(jìn)一步掌握了一些關(guān)于塑料模具設(shè)計(jì)的步驟和

119、方法，對(duì)塑料模有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。這對(duì)我們?cè)诮窈蟮纳a(chǎn)實(shí)踐工作中無(wú)疑是個(gè)很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗(yàn)有了一定的積累。 </p><p>　　塑料制品成型及模具的設(shè)計(jì)還是個(gè)很專業(yè)性、實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中逐步積累和豐富起來(lái)的。因此，我們要學(xué)好這項(xiàng)技術(shù)光靠書本上的點(diǎn)點(diǎn)知識(shí)還是不夠的，我們更多的還應(yīng)該將理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，這還需要我們到工作中去實(shí)踐。我相信在未來(lái)的我一定能走到