基于UG的相機殼注塑模設計-相機外殼【22張圖紙】

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南 京 工 程 學 院 畢業(yè)設計說明書(論文) 作 者： 潘濤 學 號： 088810202018 學 院： 江蘇財經職業(yè)技術學院 專 業(yè)： 數(shù)控加工與模具設計 題 目： 基于 UG 的相機殼注塑模設計 指導者： 評閱者： 2012 年 4 月 淮安 第 I 頁 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 中 文 摘 要 模具是工業(yè)生產的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產中，60%90%的工業(yè)產 品需要使用模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產品的研制與開發(fā) 在很大程度上依賴于模具的生產。因此，研究和發(fā)展模具技術，提高模具水平， 對促進國民經濟的發(fā)展有著特別重要的意義。 本 文 根 據(jù) 相 機 外 殼 的 結 構 特 點 及 技 術 要 求 ， 通 過 一 系 列 的 注 射 模 設 計 流 程 ， 設 計 了 帶 側 抽 芯 的 塑 料 模 具 ， 并 利 用 UG與 Moldflow軟 件 對 其 進 行 了 分 析 。 對 塑 件 進 行 了 工 藝 分 析 ， 確 定 了 塑 件 的 尺 寸 及 結 構 。 在 模 具 的 設 計 中 詳 細 介 紹 了 斜 導 柱 、 型 芯 、 型腔等 零 部 件 的 設 計 與 制 造 ， 以 及 注 射 機 和 模 架 的 選 擇 。 關 鍵 詞 相 機 外 殼 注 射 模 側 抽 芯 Moldflow 第 II 頁 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 外 文 摘 要 Title Injection Mold Design of Camera Cover Based on UG Abstract Mold is important process equipment of industrial production, in the modern industrial production, 60% 90% of industrial products need to use mold, the mold industry has become the foundation of industrial development, research and development of many new products are largely dependent on mold. Therefore, the research and the development of mold technology are significant to promote the development of the national economy. This paper completes a series of injection mold design process and designs the plastic mold with side core pulling based on the structural features and technical requirements of camera cover. The software of UG and Moldflow are used to analyze the mold. Plastic parts are analyzed in the design process, at the same time, the size and structure of the plastic parts are determined. The design and manufacturing of slanted guide pillar, mould core, cavity and other parts are introduced in detail, as well as the injection molding machine is chosen correctly. Keywords camera cover injection mold side core pulling Moldflow 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 III 頁 目 錄 前言 .........................................................1 第一章 塑料模的功能 ..........................................2 第二章 塑件成型工藝分析 ......................................3 2.1 擬定制品成型工藝 ..................................................3 2.2 熱塑性塑料 ABS 的注射成型工藝 ......................................3 2.2.1 ABS 的注射成型工藝參數(shù) ........................................3 2.2.2 ABS 材料綜合性能分析 ..........................................4 第三章 擬定模具結構形式 ......................................6 3.1 分型面位置的確定 ..................................................6 3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式 ............................................7 第四章 注塑機型號的確定 ......................................8 4.1 注射量的計算 ......................................................8 4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需鎖模力的計算 ..................8 4.3 選擇注射機 ........................................................9 4.4 有關參數(shù)的校核 ...................................................10 第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 .............................12 5.1 澆注系統(tǒng)的設計 ...................................................12 5.1.1 主流道設計 ...................................................12 5.1.2 分流道的設計 .................................................14 5.2 澆口的設計 .......................................................16 5.2.1 澆 口 設 計 的 技 術 要 求 .........................................17 5.2.2 澆口尺寸的確定 ...............................................19 5.3 冷料穴的設計 .....................................................20 5.4 拉料桿的設計 .....................................................22 5.5 澆注系統(tǒng)的平衡 ...................................................22 5.5.1 分流道平衡 ...................................................22 5.5.2 澆口平衡 .....................................................23 第六章 模架的確定和標準件的選用 .............................24 6.1 模具各個板料尺寸的確定 ...........................................25 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 IV 頁 6.1.1 定模座板 .....................................................25 6.1.2 定模板（型腔板） .............................................25 6.1.3 動模板 .......................................................25 6.1.4 推件板 .......................................................25 6.1.5 動模墊板 .....................................................25 6.1.6 墊塊 .........................................................26 6.1.7 動模座板 .....................................................26 第七章 合模導向機構的設計 ...................................27 7.1 導向結構的總體設計 ...............................................27 7.1.1 導柱的設計 ...................................................27 7.1.2 導套的設計 ...................................................28 第八章 脫模推出機構的設計 ...................................30 8.1 脫模推出機構的設計原則 ...........................................30 8.2 制品推出的基本方式 ...............................................30 8.3 塑件的推出機構 ...................................................30 8.4 推件板推出機構設計要點 ...........................................31 8.5 復位機構設計 .....................................................33 第九章 抽芯機構設計 .........................................34 9.1 側向分型與抽芯機構的分類 .........................................34 9.2 斜導柱抽芯機構的設計 .............................................34 9.2.1 斜導柱的傾斜角的確定 .........................................35 9.2.2 側向抽心力的計算 .............................................35 9.2.3 斜導柱的彎曲力的計算 .........................................36 9.2.4 斜導柱直徑的計算 .............................................36 9.2.5 斜導柱的長度計算 .............................................38 9.2.6 鎖緊楔的設計 .................................................38 第十章 成型零部件的設計 ...........................................39 10.1 成型零件的結構設計 ..............................................39 10.1.1 凹模的結構設計 ..............................................39 10.1.2 凸模的結構設計 ..............................................40 10.2 成型零件工作尺寸的計算 ..........................................41 10.2.1 影響工作尺寸的因素 ..........................................41 10.2.2 成型零件工作尺寸的計算 ......................................41 10.3 成型零件強度計算 ................................................44 10.3.1 型腔側壁厚度計算 ............................................44 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 V 頁 第十一章 排氣系統(tǒng)的設計 .....................................47 11.1 排氣設計的要點 ..................................................47 11.2 排氣系統(tǒng)的幾種方式 ..............................................47 12.2.1 冷卻水道開設的技術要點 ......................................48 12.2.2 冷卻回路的布置: .............................................48 第十二章 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 ...................................49 12.1 加熱系統(tǒng)設計 ....................................................49 12.2 冷卻系統(tǒng)設計 ....................................................49 12.3 型芯的冷卻 ......................................................50 12.4 冷卻系統(tǒng)的有關計算： ............................................50 結束語 ......................................................52 致 謝 .......................................................53 參考文獻 ....................................................54 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 前 言 畢 業(yè) 設 計 是 大 學 的 最 后 一 個 教 學 環(huán) 節(jié) ， 是 對 大 學 所 學 知 識 的 綜 合 運 用 ， 是 對 我 們 以 前 所 學 理 論 知 識 和 技 能 的 一 次 綜 合 性 訓 練 。 模 具 是 工 業(yè) 生 產 中 應 用 極 為 廣 泛 的 重 要 工 藝 裝 備 ， 采 用 模 具 生 產 制 品 及 零 件 ， 具 有 生 產 效 率 高 ， 節(jié) 約 原 材 料 ， 成 本 低 廉 ， 保 證 質 量 等 一 系 列 優(yōu) 點 ， 模 具 生 產 是 現(xiàn) 代 工 業(yè) 生 產 的 重 要 手 段 和 主 要 發(fā) 展 方 向 。 本 設 計 的 課 題 是 相 機 外 殼 注 塑 模 模 具 設 計 ， 在 此 次 設 計 中 ， 主 要 用 到 所 學 的 注 塑 模 設 計 、 機 械 設 計 、 UG 和 Moldflow 等 軟 件 應 用 的 相 關 知 識 。 需 要 對 注 射 模 設 計 的 一 般 流 程 進 行 分 析 ， 即 注 射 成 型 的 分 析 、 注 射 機 的 選 擇 及 相 關 參 數(shù) 的 校 核 、 模 具 的 結 構 設 計 、 注 射 模 具 設 計 的 有 關 計 算 、 模 具 總 體 尺 寸 的 確 定 與 結 構 草 圖 的 繪 制 、 模 具 結 構 總 裝 圖 和 零 件 工 作 圖 的 繪 制 、 全 面 審 核 投 產 制 造 等 。 其 中 模 具 結 構 的 設 計 既 是 重 點 又 是 難 點 ， 主 要 包 括 成 型 位 置 及 分 型 面 的 選 擇 、 模 具 型 腔 數(shù) 目 的 確 定 、 型 腔 的 排 列 布 局 、 流 道 布 局 以 及 澆 口 位 置 的 選 擇 、 模 具 工 作 零 件 的 結 構 設 計 、 側 向 分 型 及 抽 芯 機 構 的 設 計 、 推 出 機 構 的 設 計 、 拉 料 桿 的 形 式 選 擇 、 排 氣 方 式 設 計 等 。 要 教 好 的 完 成 畢 業(yè) 設 計 ， 必 須 要 掌 握 模 具 設 計 的 過 程 ， 學 習 如 何 查 閱 相 關 資 料 和 怎 樣 解 決 在 實 際 工 作 中 遇 到 的 實 際 問 題 ， 總 之 ， 這 次 畢 業(yè) 設 計 能 夠 為 我 們 以 后 從 事 模 具 職 業(yè) 打 下 良 好 的 基 礎 。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 2 頁 第一章 塑料模的功能 近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當快，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所 占比重約為 30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預計在未 來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他 模具。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產銷量高速增長，汽車模具潛在市場十分巨大。 據(jù)介紹，在生產汽車時，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一款普通轎車 約需 200 多件內飾件模具，而制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型 塑料模具，從模具行業(yè)生產能力看，目前滿足率僅約 50%。在建筑領域，塑料建材 大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢所趨，預計 2010 年全國塑料門窗和塑管普及率將達到 30%50%，塑料排水管市場占有率將超過 50%，都會大大增加對模具的需求量。應 該說，塑料模具的應用潛力是不可低估的。專家預測，大型、精密、設計合理的注 塑模具將受到市場普遍歡迎。 與全國塑料加工業(yè)區(qū)域分布相類似，珠三角、長三角的塑料制品加工業(yè)位居前 列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產值在全國模具總產值中的比例也占到 70?，F(xiàn)在， 這 3 個省份的不少企業(yè)已意識到塑模業(yè)的無限商機，正積極組織模具產品的開發(fā)制 造。最近，由杭州娃哈哈集團精密機械制造公司研制的多腔防盜瓶蓋注塑模具通過 浙江省省級鑒定。該模具采用的三次頂出強制脫模技術、平衡式熱流道系統(tǒng)、瓶蓋 模通用模架具有較強的創(chuàng)新性，模具性能和質量達到國內領先水平。 然而，塑料模具盡管成為時下最為誘人的“奶酪” ，但櫻桃好吃樹難栽。由于 塑料零配件形狀復雜、設計靈活，對模具材料、設計水平及加工設備均有較高要求， 并不是人人都可以輕易涉足的。專家認為，目前中國與國外水平相比還存在較大差 距，眼前需盡快突破制約模具產業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝 的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結果檢驗 等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受到制約。 專家指出，面對國外先進技術與高質量制品的挑戰(zhàn)，中國塑模企業(yè)不僅要加快 產業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應，還要注重模具產業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設和產業(yè)鏈 后端的檢測以及信息服務，盡快縮短技術、管理、工裝水平與國際水準的差距。這 是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 3 頁 第二章 塑件成型工藝分析 2.1 擬定制品成型工藝 該 制 品 是 相 機 外 殼 ， 如 圖 2-1 所 示 ， 生 產 批 量 大 。 材 料 為 丙 烯 腈 -丁 二 苯 -苯 乙 烯 共 聚 物 （ ABS） ， 該 材 料 具 有 良 好 的 綜 合 力 學 性 能 ， 成 型 工 藝 性 能 好 ， 可 以 注 射 成 型 。 工 藝 性 與 結 構 分 析 ： 精 度 等 級 ： 采 用 一 般 精 度 3 級 (塑 件 內 孔 以 型 芯 小 端 為 準 ， 塑 件 外 形 以 型 腔 大 端 為 準 ) 一 般 情 況 下 ， 脫 模 斜 度 不 包 括 在 塑 件 的 公 差 范 圍 內 ， 當 要 求 開 模 后 塑 件 留 在 型 芯 上 時 ， 塑 件 內 表 面 的 脫 模 斜 度 應 不 大 于 塑 件 外 表 面 的 脫 模 斜 度 。 圖 21 塑件 2.2 熱塑性塑料 ABS 的注射成型工藝 注 射 成 型 工 藝 過 程 : （ 1） 預 烘 干 裝 入 料 斗 預 塑 化 注 射 裝 置 準 備 注 射 注 射 保 壓 冷 卻 脫 模 塑 件 送 下 工 序 （ 2） 預 熱 、 清 理 模 具 涂 脫 模 劑 合 模 注 射 2.2.1 ABS 的注射成型工藝參數(shù) （ 1） 注 射 機 ： 螺 桿 式 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 （ 2） 螺 桿 轉 速 （ r/min） ： 2040 （ 3） 預 熱 和 干 燥 ： 溫 度 （ C） 8085 時 間 （ h ） 23 （ 4） 料 筒 溫 度 （ C） 后 段 150170 中 段 165180 前 段 180200 （ 5） 噴 嘴 溫 度 （ C） 170180； 噴 嘴 形 式 自 鎖 式 （ 6） 模 具 溫 度 （ C） 5080 （ 7） 注 射 壓 力 （ MPa） 60100 （ 8） 成 型 時 間 （ s ） 注 射 05 保 壓 2050 成 型 周 期 3050 冷 卻 2040 （ 9） 后 處 理 ： 方 法 紅 外 線 、 燈 烘 箱 溫 度 （ C） 70100 時 間 （ h ） 0.31 2.2.2 ABS 材料綜合性能分析 （ 1） ABS 屬 于 熱 塑 性 材 料 ， 具 有 良 好 的 力 學 強 度 和 一 定 的 耐 腐 蝕 性 ； （ 2） 相 容 性 、 吸 濕 性 、 流 動 性 良 好 ， 對 溫 度 敏 感 ， 宜 采 用 點 澆 口 ， 有 效 的 增 大 塑 料 熔 體 的 剪 切 速 率 并 產 生 較 大 的 剪 切 熱 ， 流 動 性 增 加 ， 利 于 充 填 ； （ 3） 有 較 高 的 沖 擊 強 度 和 表 面 硬 度 ， 熱 變 形 溫 度 較 高 ,尺 寸 穩(wěn) 定 性 好 易 于 成 型 加 工 ； （ 4） 成 型 的 壓 力 較 高 ， 塑 料 上 的 脫 模 斜 度 宜 稍 大 ； （ 5） ABS 易 吸 水 ， 成 型 加 工 前 應 進 行 干 燥 處 理 ； （ 6） 易 產 生 熔 接 痕 ， 設 計 時 盡 量 減 小 澆 注 系 統(tǒng) 對 料 流 的 阻 力 。 ABS 的綜合性能如下表所示： 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 表 21 ABS 綜合性能 性能名稱 數(shù) 值 性能名稱 數(shù) 值 密度 g/cm 1.05 彈性模量 MPa 1.8X104 比容 cm/g 0.860.98 彎曲強度 MPa 80 吸水率%（24h） 0.20.45 硬度 HB 9.7 R121 收縮率% 0.40.7 體積電阻率 .cm 160*9. 熔點C 130160 擊穿電壓 Kv/mm 15.719.7 熱變形溫度C 70107 沖擊強度 kJ/m 無缺口 不斷 缺口 48 抗拉屈服強度 MPa 500 介電系數(shù) 60Hz 60Hz3.7 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 6 頁 第三章 擬定模具結構形式 3.1 分型面位置的確定 分 型 面 即 打 開 模 具 取 出 塑 件 或 取 出 澆 注 系 統(tǒng) 凝 料 的 面 ， 分 型 面 的 位 置 影 響 著 成 型 零 部 件 的 結 構 形 狀 ， 型 腔 的 排 氣 情 況 也 與 分 型 面 的 開 設 密 切 相 關 。 分 型 面 的 選 擇 應 注 意 以 下 幾 點 ： A 不 影 響 塑 件 外 觀 ， 尤 其 是 對 外 觀 有 明 確 要 求 的 制 品 ； B 有 利 于 保 證 塑 件 的 精 度 要 求 ； C 有 利 于 模 具 加 工 ， 特 別 是 型 腔 的 加 工 ； D 有 利 于 澆 注 系 統(tǒng) 、 排 氣 系 統(tǒng) 、 冷 卻 系 統(tǒng) 的 設 計 ； E 便 于 制 件 的 脫 模 ， 盡 量 使 塑 件 開 模 時 留 在 動 模 一 邊 。 （ 1） 多 型 腔 單 分 型 面 模 具 ： 塑 件 外 觀 質 量 要 求 不 高 ， 尺 寸 精 度 要 求 一 般 的 小 型 塑 件 ， 可 采 用 此 結 構 。 （ 2） 多 型 腔 多 分 型 面 模 具 ： 塑 件 外 觀 質 量 要 求 高 ， 尺 寸 精 度 要 求 一 般 的 小 型 塑 件 ， 可 采 用 此 結 構 。 該 塑 件 外 觀 質 量 要 求 較 高 ， 并 可 以 看 出 ： 分 型 面 的 位 置 、 塑 件 推 出 機 構 的 痕 跡 、 澆 口 為 點 澆 口 。 可 初 步 擬 定 兩 型 腔 雙 分 型 面 的 結 構 。 根 據(jù) 塑 件 的 結 構 形 式 ， 分 型 面 選 為 雙 分 型 面 ， 如 圖 3-1 所 示 。 圖 31 分型面位置 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式 一 般 來 說 ， 精 度 要 求 高 的 小 型 塑 件 和 中 大 型 塑 件 優(yōu) 先 采 用 一 模 一 腔 的 結 構 ， 對 于 精 度 要 求 不 高 的 小 型 塑 件 ， 形 狀 簡 單 ， 又 是 大 批 量 生 產 時 ， 若 采 用 多 型 腔 模 具 可 提 供 獨 特 的 優(yōu) 越 條 件 ， 使 生 產 效 率 大 為 提 高 。 塑 料 相 機 外 殼 塑 件 屬 于 小 型 塑 件 ， 大 批 量 生 產 。 該 塑 件 精 度 要 求 不 高 ， 又 是 大 批 大 量 生 產 ， 可 以 采 用 一 模 多 腔 的 形 式 。 考 慮 到 模 具 制 造 費 用 低 一 點 ， 設 備 運 轉 費 用 小 一 點 ， 根 據(jù) 塑 件 的 形 狀 ， 以 及 塑 件 材 料 ABS 的 綜 合 性 能 ， 本 設 計 采 用 一 模 兩 腔 的 形 式 。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 第四章 注塑機型號的確定 注 射 機 規(guī) 格 的 確 定 主 要 是 根 據(jù) 塑 件 的 大 小 及 型 腔 的 數(shù) 目 和 排 列 方 式 ， 在 確 定 模 具 結 構 型 式 及 初 步 估 算 外 形 尺 寸 的 前 提 下 ， 設 計 人 員 應 對 模 具 所 需 的 注 射 量 、 鎖 模 力 、 注 射 壓 力 、 拉 桿 間 距 、 最 大 、 最 小 模 具 厚 度 、 推 出 型 式 、 推 出 位 置 、 推 出 行 程 、 開 模 距 離 等 進 行 計 算 。 根 據(jù) 這 些 參 數(shù) 選 擇 一 臺 和 模 具 相 匹 配 的 注 塑 機 ， 倘 若 用 戶 已 提 供 了 注 射 機 的 型 號 和 規(guī) 格 ， 設 計 人 員 必 須 對 其 進 行 校 核 ， 若 不 能 滿 足 要 求 ， 則 必 須 自 己 調 整 或 與 用 戶 取 得 商 量 調 整 。 4.1 注射量的計算 通過 UG 建模分析，可得出塑件質量為 115 克，塑件體積 m1為 118.33 ，流3c 道凝料 m2還是個未知數(shù)，可按塑件質量的 0.6 倍來計算。從上述分析中確定型腔為 一模兩腔，所以注射量為： 按 體 積 算 ： Q= （41）塑 件nq6.1 =1.62118.33 =378.656 3cm 按 質 量 算 ： M=1.6nm1 （42） =1.62115 =368g 4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需鎖模力的計算 流 道 凝 料 （ 包 括 澆 口 ） 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 A 在 模 具 設 計 前 是 個 未 知 數(shù) ， 根 據(jù) 多 型 腔 模 的 統(tǒng) 計 分 析 ， 大 概 是 每 個 塑 件 在 分 型 面 上 的 投 影 的 0.2-0.5 倍 。 因 此 可 以 采 用 0.4nA1 來 進 行 估 算 。 所 以 A=nA1+0.4nA1 （43） =1.4nA1 =30862.10 （其中 A111022.18 ）2m2m 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 9 頁 F=AP （44） =30862.10 95 =2931.8995KN 式 中 ， 型 腔 壓 力 P 取 95Mpa。 4.3 選擇注射機 塑 件 成 型 所 需 要 的 注 射 量 應 小 于 所 選 注 射 機 的 注 射 容 量 ， 可 按 注 射 容 量 、 鎖 模 力 、 模 具 閉 合 時 的 厚 度 等 來 確 定 注 射 機 的 型 號 。 根 據(jù) 每 一 生 產 周 期 的 注 射 量 和 鎖 模 力 的 計 算 值 ， 確 定 選 用 XS-ZY-250 臥 式 注 射 機 ， 其 參 數(shù) 如 表 4-1 所 示 ： 表 41 XS-ZY-250 臥式注射機主要技術參數(shù) 名 稱 單 位 數(shù) 值 名 稱 單 位 數(shù) 值 公稱注射量 3cm250 模板尺寸 mm 598*520 螺桿（柱塞） 直徑 mm 50 拉桿空間 mm 448*370 注射壓力 MPa 130 合模方式 增壓式 注射行程 mm 160 油泵流量 L/min 180，12 注射時間 s 2 油泵壓力 N/min 650 螺桿轉數(shù) R/min 25,31,39,58,32,89 機器外形 尺寸 m 4.7*1.0*1.815 注射方式 螺桿式 螺桿驅動 功率 kW 5.5 合模力 kN 1800 加熱功率 kW 9.83 最大成型面 積 3cm500 機器重量 t 4.5 模板最大行 程 mm 500 電動機功 率 kW 18.5 模具最大厚 度 mm 350 資料提供 單位 上海塑機廠 模具最小厚 度 mm 200 噴嘴球半徑 mm 18 噴嘴孔直徑 mm 4 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 21FpAn 4.4 有關參數(shù)的校核 1. 型 腔 數(shù) 量 的 校 核 （1）由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n （45）21/360mkMtn = .84/360-.21.8. = 4.74 2 所 以 ， 所 設 定 的 型 腔 數(shù) 符 合 要 求 ， 合 格 。 上 式 中 ， k注 射 機 最 大 注 射 量 的 利 用 系 數(shù) ， 一 般 取 0.8 M注 射 機 的 額 定 塑 化 量 ， 取 18g/s t成 型 周 期 ， 取 40s 其 它 的 安 裝 尺 寸 的 校 核 要 待 模 架 選 定 ， 結 構 尺 寸 確 定 之 后 方 可 進 行 。 （ 2） 按 注 射 機 的 最 大 注 射 量 校 核 型 腔 數(shù) 量 n： =5.15 （46）12mknn 上式右邊=5.15 2 （符合要求） 式中 M n注射機允許的最大注射量（g 或 cm） （ 3） 按注射機的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 n： （47） 上式右邊=2.36 2 （符合要求） 式中 F注射機的額定鎖模力（N） A1單個塑件在模具分型面上的投影面積（mm） A2澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm） P 塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）一般是注射壓力的 80% 2. 注 射 機 的 校 核 （ 1） 注 射 壓 力 的 校 核 ： 該 注 射 機 的 注 射 壓 力 為 130MPa， ABS 的 注 射 壓 力 為 70 100， 所 以 能 夠 滿 足 要 求 。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 （ 2） 注 射 量 以 及 鎖 模 力 在 上 面 已 經 校 核 ， 符 合 要 求 。 模 具 厚 度 的 校 核 ： 模 具 厚 度 H 必 須 滿 足 ： Hminmax （48） 該 模 具 厚 度 為 H=30+20+35+30+30+110+90 =345mm（符合要求） 式中 Hmin注射機允許的最小模厚，即動、定模板之間的最小開距 Hmax注射機允許的最大模厚 （ 3） 開 模 行 程 的 校 核 ： Smax S=H1+H2+a+510 （49） 上式右邊 S=100+100+20+6 =226mm（符合要求） 式中 Smax注射機最大開模行程（mm） H1推出距離（脫模距離） （mm） H2包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度（mm） 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 12 頁 第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 澆 注 系 統(tǒng) 是 塑 料 熔 體 從 注 射 機 噴 嘴 射 出 后 達 到 型 腔 之 前 在 模 具 內 流 經 的 通 道 。 它 分 為 普 通 流 道 澆 注 系 統(tǒng) 和 無 流 道 凝 料 （ 熱 流 道 ） 澆 注 系 統(tǒng) 。 該 模 具 采 用 普 通 流 道 澆 注 系 統(tǒng) ， 其 包 括 ： 主 流 道 、 分 流 道 、 冷 料 井 、 澆 口 。 5.1 澆注系統(tǒng)的設計 澆 注 系 統(tǒng) 是 指 從 注 射 機 的 噴 嘴 到 模 具 型 腔 的 澆 口 這 一 段 塑 料 流 動 的 信 道 稱 為 澆 注 系 統(tǒng) 。 澆 注 系 統(tǒng) 由 主 澆 道 、 分 流 道 、 冷 料 穴 、 澆 口 等 組 成 。 1.澆 注 系 統(tǒng) 設 計 原 則 ： （ 1） 了 解 塑 料 的 成 型 能 和 塑 料 熔 體 的 流 動 特 性 。 （ 2） 熱 量 及 壓 力 損 失 要 小 ， 為 此 澆 注 系 統(tǒng) 流 程 應 盡 可 能 短 ， 截 面 尺 寸 應 盡 可 能 大 ， 彎 折 盡 量 少 ， 表 面 粗 糙 度 要 低 。 （ 3） 澆 注 系 統(tǒng) 應 結 合 型 腔 布 局 同 時 考 慮 均 衡 進 料 ， 。 （ 4） 塑 料 耗 量 要 少 ， 滿 足 各 型 腔 充 滿 的 前 提 下 ， 澆 注 系 統(tǒng) 容 積 盡 量 小 ， 以 減 少 塑 料 耗 量 。 （ 5） 消 除 冷 料 ， 澆 注 系 統(tǒng) 應 能 收 集 溫 度 較 低 的 “冷 料 ”。 （ 6） 澆 注 系 統(tǒng) 設 計 應 有 利 于 良 好 的 排 氣 。 （ 7） 防 止 塑 件 出 現(xiàn) 缺 陷 ， 避 免 熔 體 出 現(xiàn) 充 填 不 足 或 塑 件 出 現(xiàn) 氣 孔 、 縮 孔 、 殘 余 應 力 。 （ 8） 便 于 修 整 澆 口 ， 保 證 塑 件 外 觀 質 量 。 （ 9） 較 高 的 生 產 效 率 。 （ 10） 流 動 距 離 比 和 流 動 面 積 比 的 校 核 ， 避 免 充 填 不 足 現(xiàn) 象 的 發(fā) 生 。 5.1.1 主流道設計 1 主 流 道 是 噴 嘴 熔 融 狀 態(tài) 的 塑 料 進 入 模 具 型 腔 時 的 首 段 信 道 ， 它 的 形 狀 和 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 13 頁 尺 寸 直 接 影 響 塑 料 的 流 動 速 度 及 填 充 時 間 。 主 流 道 一 般 呈 圓 錐 形 ， 錐 度 一 般 為 2 4 度 ， 其 小 端 直 徑 應 大 于 噴 嘴 直 徑 0.5 1mm， 以 便 補 償 與 噴 嘴 對 中 的 誤 差 。 主 流 道 的 最 佳 長 度 一 般 為 20 40mm。 根 據(jù) 所 選 注 射 機 ， 小 端 尺 寸 直 徑 應 為 ： d=注射機噴嘴尺寸+（0.51） （51） = 4 + （0.5 1） = 4.5 5.5 mm 主 流 道 球 面 半 徑 應 為 ： R=噴嘴球面半徑+（12） （52） = 18 + 2 = 20 mm 球 面 配 合 高 度 h=35 取 h=3（mm） 2 主 流 道 襯 套 的 設 計 主 流 道 小 端 入 口 處 與 注 射 機 噴 嘴 反 復 接 觸 ， 屬 易 損 件 ， 對 材 料 要 求 較 嚴 ， 因 而 模 具 主 流 道 部 分 常 設 計 成 可 拆 卸 更 換 的 主 流 道 襯 套 形 式 即 澆 口 套 ， 以 便 有 效 的 選 用 優(yōu) 質 鋼 材 單 獨 進 行 加 工 和 熱 處 理 ， 一 般 采 用 碳 素 工 具 鋼 ， 如 ： T8A、 T10A 等 ， 熱 處 理 硬 度 為 53 57HRC。 主 流 道 襯 套 和 定 位 圈 設 計 成 整 體 式 ， 用 于 中 小 型 模 具 ， 大 型 模 具 設 計 成 分 體 式 ， 該 模 具 采 用 整 體 式 。 為 了 便 于 加 工 和 縮 短 主 流 道 長 度 ， 襯 套 和 定 位 圈 設 計 成 整 體 式 。 主 流 道 長 度 取 35， 約 等 于 定 模 板 （ 型 腔 板 ） 的 厚 度 。 （ 見 模 架 的 確 定 和 裝 配 圖 ） 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 圖 51 主流道襯套 3. 主 流 道 凝 料 有 關 計 算 主 流 道 凝 料 體 積 為 ： Q = dL （53）4 = ( )35682 =1346.275 mm =1.346 cm 主 流 道 剪 切 速 率 校 核 ： 由 經 驗 公 式 : = 3.nRq3.196.45 =4804.37 在 500 --5000 之間。1s1s1s 式中， +塑 件澆 道 q主 =195+1.346 =196.346 R= (68)/2 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 15 頁 =3.5 mm 生產實踐表明，當注射模具主流道的剪切速率在 500 --5000 之間，所成1s1s 型的塑件的質量較好。所以本設計的主流道剪切速率符合要求。 5.1.2 分流道的設計 1. 分 流 道 布 置 形 式 分流道為主流道和澆口之間的流動通道。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。常用的分流道截面有圓形、梯形、 U 形和六角形等，如圖 5-2 所示： 5-2 常用流道截面形狀 ABS塑料的分流道斷面直徑的推薦值為4.89.5mm，要減少流道內的壓力損失， 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，所以一般是制成半圓形流道。 2 分 流 道 的 截 面 尺 寸 為 了 便 于 機 械 加 工 及 凝 料 脫 模 ， 本 設 計 的 分 流 道 設 置 在 A 分 型 面 上 ， 截 面 形 狀 采 用 加 工 工 藝 比 較 好 的 半 圓 形 截 面 。 半 圓 形 截 面 對 塑 料 熔 體 流 動 阻 力 不 大 。 本 設 計 有 三 級 分 流 道 ： 第 一 級 ： 半 徑 為 6mm 的 半 圓 形 流 道 ； 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 16 頁 第 二 級 ： 半 徑 為 4mm 的 半 圓 形 流 道 ； 第 三 級 : 始 端 直 徑 為 5mm 終 端 直 徑 為 2mm 的 錐 形 流 道 。 流道截面形狀及尺寸如圖 5-3 所示： 圖 53 流道截面圖 從 理 論 上 第 二 級 分 流 道 的 截 面 尺 寸 要 比 第 一 級 分 流 道 截 面 尺 寸 小 10%。 3分流道的有關計算： 分流道凝料體積 分流道長度第一級 =72，第二級 =26，第三級 =12 1L2L3L 分流道截面積 =56.52， =25.12 S2 分流道凝料體積 =7256.52=4069.441q3m =25.1226=653.122 = 122325()4 =230.79 3m =4953.35123q3 分流道剪切速率校核： 根據(jù)經驗公式： = 3372.21 （54） 3.nR1S 在 500 --5000 ，剪切速率校核合理1S1 其中，q= 4.95 3cm 式中 q分流道的體積流量（cm3/s）,工程中常采用經驗公式來計算； Rn分 流 道 截 面 的 當 量 半 徑 （ cm） ； （55） 22330.64.195nAL 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁 式中 Rn假想圓形流道的當量半徑（cm） ； A實際流道的截面面積（ ）2cm L實際流道截面積的周邊長度（cm） 。 分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 分 流 道 的 表 面 粗 糙 度 要 求 不 是 很 低 ， 一 般 取 0.8um1.6um 即 可 ， 因 此 ， 本 設 計 取 1.5um。 分 流 道 的 布 置 形 式 分 流 道 在 分 型 面 上 的 布 置 與 前 面 所 述 型 腔 排 列 密 切 相 關 ， 有 多 種 不 同 的 布 置 形 式 ， 但 應 遵 循 兩 方 面 原 則 ： 即 一 方 面 排 列 緊 湊 、 縮 小 模 具 板 面 尺 寸 ； 另 一 方 面 流 程 盡 量 短 、 鎖 模 力 力 求 平 衡 。 本 模 具 的 流 道 布 置 形 式 采 用 平 衡 式 。 5.2 澆口的設計 澆 口 ， 又 稱 進 料 口 ， 是 分 流 道 與 型 腔 之 間 的 狹 窄 部 分 ， 也 是 澆 注 系 統(tǒng) 中 最 小 部 分 。 它 使 塑 料 熔 體 的 流 速 產 生 加 速 度 ， 以 利 于 迅 速 充 滿 型 腔 ， 同 時 還 起 封 閉 型 腔 防 止 熔 體 倒 流 的 作 用 ， 并 在 成 型 后 使 澆 口 凝 料 與 塑 件 易 于 分 離 。 根 據(jù) 塑 件 的 外 部 特 征 ， 外 觀 表 面 質 量 要 求 比 較 高 ， 要 求 看 不 到 澆 口 的 痕 跡 ， 塑 件 的 外 表 面 是 光 滑 的 ， 因 此 本 設 計 采 用 點 澆 口 。 點 澆 口 的 優(yōu) 點 ： 這 類 澆 口 由 于 前 后 兩 端 存 在 較 大 壓 力 差 ， 能 有 效 的 增 大 塑 料 熔 體 的 剪 切 速 率 并 產 生 較 大 的 剪 切 熱 ， 從 而 導 致 熔 體 的 表 觀 粘 度 下 降 ， 流 動 性 增 加 ， 利 于 充 填 ， 因 而 對 于 薄 壁 塑 件 成 型 有 利 ， 且 去 除 澆 口 后 殘 留 痕 跡 小 ， 已 取 得 澆 注 系 統(tǒng) 平 衡 ， 利 于 自 動 化 操 作 ， 模 具 結 夠 簡 單 。 點 澆 口 的 缺 點 ： 點 澆 口 成 型 塑 件 壓 力 損 失 大 ， 收 縮 大 ， 塑 件 易 變 形 ， 不 利 于 成 型 流 動 性 差 及 熱 敏 材 料 ， 不 利 于 成 型 平 薄 易 變 形 及 形 狀 復 雜 的 塑 件 ， 同 時 在 定 模 部 分 需 另 加 一 個 分 型 面 ， 以 便 澆 口 凝 料 脫 模 。 5.2.1 澆 口 設 計 的 技 術 要 求 1 澆 口 位 置 的 選 擇 應 遵 循 的 原 則 （ 1） 避 免 制 件 上 產 生 噴 射 等 缺 陷 （ 避 免 噴 射 有 兩 種 方 法 ： a 加 大 澆 口 截 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 面 尺 寸 ， 降 低 熔 體 流 速 ； b 采 用 沖 擊 型 澆 口 ， 改 善 塑 料 熔 體 流 動 狀 況 。 ） 該 模 具 采 用 方 法 a； （ 2） 澆 口 應 開 設 在 塑 件 截 面 最 厚 處 ； （ 3） 有 利 于 塑 件 熔 體 流 動 ； （ 4） 有 利 于 型 腔 排 氣 ； （ 5） 考 慮 塑 件 使 用 時 的 載 荷 狀 況 ； （ 6） 減 少 或 避 免 塑 件 的 熔 接 痕 ； （ 7） 考 慮 分 子 取 向 對 塑 件 性 能 的 影 響 ； （ 8） 考 慮 澆 口 位 置 和 數(shù) 目 對 塑 件 成 型 尺 寸 的 影 響 ； （ 9） 防 止 將 型 芯 或 嵌 件 擠 歪 變 形 。 2.澆 口 設 計 的 基 本 要 點 （ 1） 盡 量 縮 短 流 動 距 離 澆 口 位 置 的 安 排 應 保 證 塑 料 熔 體 迅 速 和 均 勻 地 充 填 模 具 型 腔 ， 盡 量 縮 短 熔 體 的 流 動 距 離 ， 減 少 壓 力 損 失 ， 有 利 于 排 除 模 具 型 腔 中 的 氣 體 ， 這 對 大 型 塑 件 更 為 重 要 。 （ 2） 澆 口 應 設 在 塑 件 制 品 斷 面 較 厚 的 部 位 當 塑 件 的 壁 厚 相 差 較 大 時 ， 若 將 澆 口 開 設 在 塑 件 的 薄 壁 處 ， 這 時 塑 料 熔 體 進 入 型 腔 后 ， 不 但 流 動 阻 力 大 ， 而 且 還 易 冷 卻 ， 以 致 影 響 了 熔 體 的 流 動 距 離 ， 難 以 保 證 其 充 滿 整 個 型 腔 。 另 外 從 補 縮 的 角 度 考 慮 ， 塑 件 截 面 最 厚 的 部 位 經 常 是 塑 料 熔 體 最 晚 固