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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
班 級(jí)： 級(jí)（）班
專(zhuān) 業(yè)：
指導(dǎo)教師：
學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院
答辯日期：2013 年 月 日
II
摘要：本設(shè)計(jì)分析了端蓋的結(jié)構(gòu)，提出了模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)了模具的整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件分型面的位置，設(shè)計(jì)了推件板的推出結(jié)構(gòu)，零件采用了單分型面的側(cè)澆口，提高了零件的外面質(zhì)量。通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析及其結(jié)構(gòu)分析，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性,具體模具結(jié)構(gòu)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)、注射機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。該模具一模四腔,采用推板推出結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證，該模具結(jié)構(gòu)合理，動(dòng)作可靠。
關(guān)鍵詞： 注塑模； 單分型面；側(cè)澆口；推板推出
目 錄
摘 要、關(guān)鍵詞 I
Abstract、Key words II
目 錄 III
一. 引言 1
二、注塑模結(jié)構(gòu) 9
2.1 注塑成型原理及注塑過(guò)程 9
2.2 注射模具結(jié)構(gòu)組成及典型結(jié)構(gòu) 9
2.3 熱塑性塑料注射模的特點(diǎn) 9
三、塑件成型工藝的可行性分析………………………………………………………3
3.1 塑件分析……………………………………………………………….….3
3.2塑件的原材料分析………………………………………………………….4
3.3成型工藝分析………………………………………………………….…4
3.4塑件的生產(chǎn)批量………………………………………………………….…6
四、 注射成型機(jī)的選擇與成型腔數(shù)的確定…………………………………….7
4.1注射成型機(jī)的選擇………………………………………………………….…7
4.2注塑機(jī)的校核……………………………………………………………….…8
4.3成型腔數(shù)的確定…………………………………………………………….…9
五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) …………………………………………………………….…10
5.1 澆注系統(tǒng)的作用 ………………………………………………………….…10
5.2 澆注系統(tǒng)的組成 ………………………………………………………….……10
5.3 主流道設(shè)計(jì) ……………………………………………………………….……10
六、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………….…13
6.1 分型面的設(shè)計(jì) …………………………………………………………….13
6.2 型腔的分布 ……………………………………………………………….…15
6.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………….…16
6.4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………….…….16
6.5模具成型零件的工作尺寸計(jì)算 ………………………………………….…16
七、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) …………………………………………………………….…20
7.1排氣槽位置的確定…………………………………………………………….…20
7.2注射模的排氣方式…………………………………………………….……20
八、導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………….…22
8.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則……………………………………………….22
8.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)……………………………………………………….……22
8.3脫模機(jī)構(gòu)的確定…………………………………………………………….…25
九、其他結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………….……26
十、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………….…27
10.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 …………………………………………………….……27
10.2 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響……………………………………………….…28
10.3 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求…………………………………………………….…28
10.4 冷卻裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)……………………………………………………….…28
10.5冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………….…28
十一、模具的適用與保養(yǎng)………………………………………………………….……30
十二、小結(jié)……………………………………………………………………….……32
注釋和參考文獻(xiàn)………………………………………………………………….……33
一、引言
模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等。
近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大近年來(lái)許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)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(kāi)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。
日本的模具產(chǎn)能約占全球的40%，居世界第一位，每年向國(guó)外出口大量模具。模具行業(yè)在美國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值中所占的比重呈現(xiàn)出不斷下降的態(tài)勢(shì)，但是美國(guó)模具在全球模具的高端產(chǎn)品仍然占據(jù)著重要地位。德國(guó)擁有世界領(lǐng)先的汽車(chē)、船舶等制造技術(shù)，受上游行業(yè)需求影響，德國(guó)模具在世界上具有較為重要的地位。所以在許多方面與工業(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；
1.1 塑料與塑料模具概述
1.1.1 塑料的優(yōu)缺點(diǎn)
塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力條件下具有流動(dòng)性，可以被模塑成型為一定的幾何形狀和尺寸，并在成型固化后保持其既得形狀不發(fā)生變化。
組成：聚合物合成樹(shù)脂（40%——100%）。
輔助材料：增塑劑 填充劑 穩(wěn)定劑 潤(rùn)滑劑 著色劑 發(fā)泡劑 增強(qiáng)材料除了上述助劑外，塑料中還可加入阻燃劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑等。輔助材料作用：改善材料的使用性能與加工性能，節(jié)約樹(shù)脂材料（貴）。
作為日常用品，塑料的用途已經(jīng)廣為人知，但由于它們的一些特殊優(yōu)點(diǎn)，塑料在工業(yè)中的應(yīng)用也已經(jīng)非常普遍，主要有以下幾個(gè)方面：
1 密度小、質(zhì)量輕
2 比強(qiáng)度高
3 絕緣性能好、介電損耗低
4 化學(xué)穩(wěn)定性高
5 減摩、耐磨性能好
6 減振、隔音性能好
塑料的缺點(diǎn)：
1耐熱性差，高溫下強(qiáng)度下降；
2有的塑料燃燒時(shí)，釋放處刺激性、腐蝕性等有害氣體；
3導(dǎo)熱差，膨脹系數(shù)大，高溫下易變形；
4在日光、大氣、高溫作用下產(chǎn)生老化；
5有的塑料制品，機(jī)械強(qiáng)度低。
從精度方面講，塑料制品的使用范圍也受到一定限制。換句話說(shuō)就是，如果采用成型加工的方法生產(chǎn)塑料制品，要達(dá)到某一精度所遇到的加工難度要比金屬制品成形時(shí)來(lái)得大。因此，在目前的塑料成型加工行業(yè)中，塑料制品的精度（即公差等級(jí)）有其自己?jiǎn)为?dú)的標(biāo)準(zhǔn)。
1.2 塑料的組成
塑料是以聚合物為主體，添加各種助劑的多組分材料。根據(jù)不同的功能，塑料所用的助劑可分為：增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填充劑、增強(qiáng)劑、交聯(lián)劑、著色劑、發(fā)泡劑等。
1.3 塑料的分類(lèi)
根據(jù)合成樹(shù)脂在受熱后所表現(xiàn)的性能不同來(lái)劃分，一般分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類(lèi)。
常見(jiàn)的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、PP、有機(jī)玻璃(聚甲基丙烯酸酯)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)(尼龍)、聚碳酸酯(PC)、苯乙烯—丙烯腈(SAN)等。常見(jiàn)的熱固性塑料有酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂(EP)、氨基樹(shù)脂、醋酸樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、不飽和聚酯、聚氨基甲酸酯(PUR)等。
若按塑料的用途分類(lèi)，又可分為通用塑料和工程塑料兩大類(lèi)。
二、注塑模結(jié)構(gòu)
2.1 注塑成型原理及注塑過(guò)程
注(射模)塑(或稱(chēng)注射成型)是塑料先在注塑機(jī)的加熱料筒中受熱熔融，而后由柱塞或往復(fù)式螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。它不僅可在高生產(chǎn)率下制得高精度，高質(zhì)量的制品，而且可加工的塑料品種多和用途廣，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。
注塑成型工藝過(guò)程包括成型前的準(zhǔn)備，注射過(guò)程和塑件的后處理。
2.2 注射模具結(jié)構(gòu)組成及典型結(jié)構(gòu)
一般認(rèn)為，注塑模由八部份組成。
1成型零部件2合膜導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3澆注系統(tǒng)4頂出脫模機(jī)構(gòu)5側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)6排氣機(jī)構(gòu)7溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)8支撐零部件
注塑模具典型結(jié)構(gòu)：
1、兩板模（大水口）：分流道開(kāi)設(shè)在分型面上。
2、三模版（細(xì)水口）：多個(gè)分型面，包括垂直分型和水平分型面。應(yīng)用：1）細(xì)點(diǎn)入水的單型腔或多型腔。2）側(cè)向分型抽芯在定模一側(cè)。3）塑件結(jié)構(gòu)特殊，需要順序分型。
3、斜頂、滑塊模，活動(dòng)鑲塊：塑件帶有內(nèi)側(cè)凹凸槽或螺紋。
4、牙?；蜣D(zhuǎn)苛模：塑件有內(nèi)、外螺紋（注意產(chǎn)品要防轉(zhuǎn)動(dòng)）
5、定模設(shè)頂出機(jī)構(gòu)：產(chǎn)品開(kāi)模后留于定模，前模設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)：拉桿，拉板，液壓系統(tǒng)。
6、熱流道模具：節(jié)省塑料，提高生產(chǎn)效率，自動(dòng)化生產(chǎn)，塑件質(zhì)量高，生產(chǎn)批量大。
2.3 熱塑性塑料注射模的特點(diǎn)
由于所成型的制品材料的不同，成型時(shí)模具溫度也各不相同。因此，有的模具要進(jìn)行冷卻降溫，而有的模具則需要加熱升溫。
常用熱塑性塑料成型時(shí)的模具溫度可見(jiàn)表2-1所示。
模具所需溫度，一般地，在注射成型時(shí)由射入模具的高溫塑料傳導(dǎo)而得，不需另外加熱升溫。當(dāng)連續(xù)注射成型一段時(shí)間后，模具超過(guò)所需的范圍，則需冷卻降溫。當(dāng)模具溫度要求超過(guò)100℃時(shí)，比如成型聚砜制品時(shí)，要求模具溫度達(dá)到130℃～150℃，尤其是在南方的冬季，成型車(chē)間無(wú)空調(diào)、室溫較低時(shí)，模具的冷卻水道改為注入50℃～100℃的水或油為模具加熱升溫就非常必要了。
表2-1 常用熱塑性塑料成型時(shí)的模具溫度
塑料名稱(chēng)
縮寫(xiě)
模具溫度
塑料名稱(chēng)
縮寫(xiě)
模具溫度
醋酸纖維素
CA
20—80
氯化聚醚
CPT
80—110
聚氯乙烯(硬)
PVC
30—60
聚碳酸酯
PC
90—110
聚苯乙烯
PS
32—65
聚甲醛共聚
POM
90—120
改性聚甲基丙烯酸甲酯
PMMA
40—60
聚三氟氯乙烯
F-3
110—130
尼龍1010
N1010
40—80
聚全氟乙丙烯
F-46
110—130
苯乙烯-丁烯-丙烯睛共聚
PP
50—80
聚苯醚
PPO
110—150
低壓聚乙烯
PE
60—70
聚砜
PSF
130—150
塑料是在注射機(jī)料筒內(nèi)加熱、在恒溫中塑化成為熔融狀態(tài)的粘流體后射入模具內(nèi)的。料筒溫度和模具溫度都是可以調(diào)節(jié)的，但調(diào)好后是恒定的，其溫差一般在3℃～5℃之間。料筒溫度由控溫系統(tǒng)控制（模具由控溫機(jī)控制）。
三、塑件成型工藝的可行性分析
3.1 塑件分析
圖3.1塑件圖
端蓋工件如圖所示，它需求量大，外面要求比較高，所以模具澆注系統(tǒng)采用單分型的側(cè)澆口，根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具設(shè)計(jì)采用推板推出結(jié)果，也是工廠里比較簡(jiǎn)單，實(shí)用，常見(jiàn)的頂出結(jié)構(gòu)。為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性、保證塑件精度，并考慮模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理確定型腔數(shù)目，由于量產(chǎn)比較大，該模具選擇一模四腔。
3.2塑件的原材料分析
對(duì)多種塑料的性能與應(yīng)用進(jìn)行綜合比較，材料品種可選PP。
端蓋注塑模為日常用品，需大批量生產(chǎn)，通過(guò)查《塑料成型模具與設(shè)備》表2-3得；
無(wú)毒、無(wú)味，密度小，強(qiáng)度、剛度、耐磨、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時(shí)變脆、易老化.適于制作一般耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見(jiàn)的酸、堿有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用。
3.2.1 分析制件材料使用性能
通過(guò)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，對(duì)塑料的成型工藝性能有一定的了解。查參考資料《注塑模具設(shè)計(jì)使用教程》及相關(guān)塑料模具設(shè)計(jì)資料可得：
PP屬熱塑性結(jié)晶型塑料，密度為0.91g/cm ，密度小，強(qiáng)度、剛性、耐熱性均優(yōu)于HDPP，硬度比HDPP高，可在100攝氏度左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響等等。適用于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件等。
聚丙烯是熱塑性塑料，耐腐蝕性和聚乙烯相似，且較優(yōu)。除濃硝酸、發(fā)煙硫酸、氯磺酸等強(qiáng)氧化性酸外，能耐大多數(shù)的有機(jī)和無(wú)機(jī)酸、堿、鹽，也適于在室外大氣中暴露（加入2％炭黑的品種）。對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂的抗蝕性良好，但能被某些強(qiáng)有機(jī)溶劑破壞。
它比重小，強(qiáng)度高于聚乙烯，常溫下耐沖擊性能良好，0℃以下則變差。耐溫高性，在低于應(yīng)力下可長(zhǎng)期使用于110～120℃，因此，廣用于聚乙烯和聚氟乙烯不適用的較高溫度的環(huán)境。加工成型方法和一般熱塑性塑料相同，可制成管、槽、排煙道、實(shí)驗(yàn)室設(shè)備等，也可作這熱噴或流化涂層.
3.2.2分析材料工藝性能
我們將聚炳烯（PP）的性能特點(diǎn)歸類(lèi)可得表2.1內(nèi)容：
表2.1 原材料聚炳烯（PP）分析
塑料品種
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
使用溫度
化學(xué)穩(wěn)定性
性能特點(diǎn)
成型特點(diǎn)
聚炳烯（PP）是熱塑性塑料
線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型材料。
可在-30℃～140℃使用
有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好額介電性能
具有優(yōu)良得耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫變脆、不耐磨、易老化
結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸容易發(fā)生分解；流動(dòng)性好溢邊值0.03左右；冷卻速度快；成型收縮率大；注意控制成型溫度，料溫低取向性明顯；塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防止應(yīng)力集中。
結(jié)論
優(yōu)點(diǎn)：聚丙烯樹(shù)脂具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐熱性能，使用溫度范圍-30℃～140℃。同時(shí)具有優(yōu)良的電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎不吸水，與絕大多數(shù)化學(xué)品接觸不發(fā)生作用。本品耐腐蝕，抗張強(qiáng)度30MPa，強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好。
缺點(diǎn)：是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過(guò)改性和添加抗氧劑予以克服。與發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、氯仿等接觸有腐蝕作用?？捎米鞴こ趟芰希m用于制電視機(jī)、收音機(jī)外殼、電器絕緣材料、防腐管道、板材、貯槽等，也用于生產(chǎn)扁絲、纖維、包裝薄膜等
端蓋注塑模制件為日常用品，要求具有一定的強(qiáng)度和耐高溫性能，中等精度，外表面無(wú)瑕疵、美觀、性能可靠。采用PP材料，產(chǎn)品的使用性能基本能滿(mǎn)足要求，但在成型時(shí)，要注意選擇合理的成型工藝，對(duì)原料充分干燥、采用較高的溫度和壓力。
3.3成型工藝分析
（1） 塑件的尺寸精度分析
該塑件的尺寸均為未注公差的自由尺寸，可按MT5查取公差。
（2） 塑件的表面質(zhì)量分析
該塑件要求外觀無(wú)凹坑，溢料等明顯缺陷 。
（3） 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
端蓋從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，其側(cè)凹的面積較大，同時(shí)要求以一模多腔的方式進(jìn)行成型，采用單分型面的側(cè)澆口，更好的提高了零件的外表質(zhì)量。
（4） 脫模斜度
為了易于使塑件從模具取出或從塑件中抽出型芯，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塑件內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。
最小脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小，塑件的幾何形狀有關(guān)。但在具體選擇脫模斜度時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1．凡塑件要求高的，采用較小的脫模斜度。
2．凡較高的，較大的尺寸，應(yīng)選用較小的脫模斜度。
3．塑件形狀復(fù)雜的，不易脫模的應(yīng)選用較大的脫模斜度。
4．塑件的收縮率大的應(yīng)選用較大的斜度值。
5．塑件壁厚較厚時(shí)，會(huì)使成形收縮增大，脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值。
6．如果要求脫模后塑件保持在型芯的一邊，塑件的內(nèi)表面的脫模斜度可選的比外表面小；反之，要求脫模塑件留在型腔內(nèi)，則塑件外表面脫模斜度應(yīng)小于內(nèi)表面，但是，當(dāng)內(nèi)外表面脫模斜度不一致時(shí)，往往不能保證壁厚的均勻。
7．增強(qiáng)塑料宜取大，含自潤(rùn)滑劑等易脫模塑料可取小。
8．斜度取留方向，對(duì)于塑料內(nèi)表面是以小端為基準(zhǔn)，斜度向擴(kuò)大方向取，塑件外表面則應(yīng)以大端為基準(zhǔn)，斜度向縮小方向?。?
綜合考慮以上幾點(diǎn)，選取本制品的脫模斜度為1o。
（5） 塑件的壁厚
塑件壁厚設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是塑件的使用要求，例如強(qiáng)度、剛度、絕緣性、重量，尺寸穩(wěn)定性和與其他零件的裝配關(guān)系。壁厚設(shè)計(jì)也要考慮到塑件成形時(shí)的工藝性要求，如對(duì)熔體的流動(dòng)性阻力，頂出時(shí)的強(qiáng)度和剛度等。在滿(mǎn)足工作要求和工藝要求的前提下，塑件壁厚設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)遵循下面兩項(xiàng)基本原則：
（一） 盡量減小壁厚
減小壁厚不僅可以節(jié)約材料，節(jié)約能源，也可以縮短成型周期，因?yàn)樗芰鲜菍?dǎo)熱系數(shù)很小的材料，壁厚的少量增加，會(huì)使塑件在模腔內(nèi)冷卻時(shí)間明顯增長(zhǎng)。塑件的壁厚減小也有利于獲得質(zhì)量較優(yōu)的塑件，因?yàn)楹癖谒芗菀桩a(chǎn)生表面凹陷和內(nèi)部縮孔。
（二） 盡可能保持壁厚均勻
塑件壁厚不均勻時(shí)成型過(guò)程中所需的冷卻時(shí)間不同，收縮率也不同，容易造成塑件的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。因此設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)盡量減小各部分的壁厚差別。一般情況下應(yīng)使壁厚差別保持在30%以?xún)?nèi)。
對(duì)于由于塑件結(jié)構(gòu)所造成的壁厚差別過(guò)大情況，可采用以下兩種方法來(lái)減小壁厚差：
?可將塑件過(guò)厚部分挖空。
?可將塑件分解，即將一個(gè)塑件設(shè)計(jì)為兩個(gè)塑件。
綜合考慮，本制品壁厚選取為1mm，且盡量保持壁厚均勻。
3.4塑件的生產(chǎn)批量
塑件的生產(chǎn)類(lèi)型對(duì)注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要的影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占比例較小，提高生產(chǎn)率和注射模具壽命問(wèn)題比較突出，所以可以考慮使用自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模具。如果是小批量生產(chǎn)，則應(yīng)盡量采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。該塑件為大批量生產(chǎn)，可以考慮采用一模多腔、快速脫模以及成型周期不宜太長(zhǎng)的模具，同時(shí)模具造價(jià)要適當(dāng)控制。
四、 注射成型機(jī)的選擇與成型腔數(shù)的確定
4.1注射成型機(jī)的選擇
4.1.1 估算零件體積和投影面積。
用UG建模分析知塑件體積為體積：V=5.26cm3，單側(cè)投影面積為：A=1017.28mm2，由于此模具澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口，其澆注系統(tǒng)凝料較小，初步估計(jì)澆注系統(tǒng)的體積為10cm3 ，由于采用的是一模八腔
固 V總=8 x V塑 +V澆 =4 X 5.26 +10=31.04 cm3
4.12鎖模力
計(jì)算其所需鎖模力為：
F鎖 =A·P型=1017.28×45Mp=45.777KN （4.1）
4.13選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù)
注射機(jī)的類(lèi)型和規(guī)格有很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為機(jī)的類(lèi)型和規(guī)格有很多，按結(jié)構(gòu)形式可分為立式，臥式和直角式三類(lèi)，國(guó)產(chǎn)臥式注射機(jī)一標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類(lèi)不同的結(jié)構(gòu)形式的注射機(jī)的特點(diǎn)如下：
(1)立式注射機(jī)的螺桿垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上安放嵌件，嵌件不容易傾斜或墜落。缺點(diǎn)是制品自模中頂出后不能靠重力下落，需要靠人工取出，有礙于全自動(dòng)操作。此類(lèi)是注射機(jī)注射量一般均在60克以下[8]；
(2)臥式注射機(jī)是目前使用最廣，產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞與螺桿合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向布置，并且多數(shù)在一條線上或相互平行的線上。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體比較低，容易加料和操作，制件頂出模具后可自動(dòng)墜落，所以容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)床中心比較低，安裝穩(wěn)妥。其缺點(diǎn)是模具的安裝比較麻煩，嵌件放入模具有傾斜或下落的可能，機(jī)床的占地面積大；
(3)直角式注射機(jī)的注射螺桿或柱塞與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，這種注射機(jī)的重要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制，適合單件生產(chǎn)，中心不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)長(zhǎng)利用開(kāi)模時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或螺紋型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無(wú)準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力和鎖模力，模具受沖擊震動(dòng)比較大。
雖然塑件體積較小，但是高度較高，由此考慮塑件大批量生產(chǎn)，以及以上的從溫度、壓力、時(shí)間方面考慮，查表附錄
D（塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)）初步選用注射機(jī)XS-ZY-125。
注射機(jī)XS-ZY-125參數(shù)：
額定注射量：125mm
最大成型面積：320cm
柱塞直徑：42mm
注射壓力：120Mpa
模板尺寸：428×450（mm×mm）
柱桿空間：260×290(mm×mm)
鎖模力：900KN
噴嘴圓弧半徑：12mm
噴嘴孔徑：4mm
最大開(kāi)模行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最少厚度：200mm
4.2注塑機(jī)的校核
（1） 最大注塑量效核 材料的利用率為500/840=0.60，符合注塑機(jī)利用率在0.3～0.80的要求。
（2） 注射壓力的效核 所選注塑機(jī)的注塑壓力需大于成型塑件所需的注射壓力，PP塑件的注塑壓力一般要求為40～120MPa，所以該注塑機(jī)的注塑壓力符合條件。
（3） 鎖模力效核 高壓塑料熔體充滿(mǎn)型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具沿分形面分開(kāi)的脹模力，此力的大小等于塑件和流道系統(tǒng)在分形面上的投影等于型腔壓力的成積。脹模力必須小于注塑機(jī)額定鎖模力。
型腔壓力Pc可按下式粗略計(jì)算：
Pc=kP（MPa） （4.2）
式中： Pc為型腔壓力，MPa；
P為注射壓力，MPa；
K為壓力損耗系數(shù)，通常在0.25～0.5范圍內(nèi)選取。
所以 ， Pc=KP=0.37×120=45MPa，型腔壓力決定后，可按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：
T>KPcA （4.3）
式中： T為注塑機(jī)的額定鎖模力，KN；
A為塑件和流道系統(tǒng)在分形面上的投影面積，mm2；
K為安全系數(shù)，通常取1.1～1.2；
KpcA=1.2×45×1017.28=54.93KN （4.4）
所以T=900KN >KPcA成立，即該注塑機(jī)的鎖模力符合要求。
4.3成型腔數(shù)的確定
以機(jī)床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過(guò)注射機(jī)最大注射量的80%計(jì)算：
（4.5）
=17.11
式中： N----型腔數(shù)
S----注射機(jī)的注射量（g）
W澆----澆注系統(tǒng)的重量（g）
W件----塑件重量（g）
因?yàn)?，N=17.11>4
所以，此模具型腔為一模4腔結(jié)構(gòu)合理。
五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1 澆注系統(tǒng)的作用
澆注系統(tǒng)是塑料熔體由注塑機(jī)噴嘴通向模具型腔的流動(dòng)通道，因此它應(yīng)能夠順利的引導(dǎo)熔體迅速有序地充滿(mǎn)型腔各處，獲得外觀清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求是：
(1) 對(duì)模腔的填充迅速有序；
(2) 可同時(shí)充滿(mǎn)各個(gè)型腔；
(3) 對(duì)熱量和壓力損失較?。?
(4) 盡可能消耗較少的塑料；
(5) 能夠使型腔順利排氣；
(6) 澆注道凝料容易與塑料分離或切除；
(7) 不會(huì)使冷料進(jìn)入型腔；
(8) 澆口痕跡對(duì)塑料外觀影響很小。
5.2 澆注系統(tǒng)的組成
澆注系統(tǒng)組成是：主流道、分流道、澆口、冷料井。
5.3 主流道設(shè)計(jì)
主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，以便于塑料熔體得流動(dòng)及流道凝料的拔出。熱塑性塑料注塑成型用的主流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接，所以主流道常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套[1]。
澆口套的尺寸設(shè)計(jì)要求：
（1）澆口套與注射機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合。設(shè)模具澆口套球面半徑為R，注射機(jī)球面半徑為r，其關(guān)系式如下：
SR = SR1+(1 ~ 2)=12+1=13mm; （5.1）
（2）澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔d1直徑大0.5～2mm。很據(jù)模具特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求澆口套的長(zhǎng)度為90mm。
D=3+0.5=3.5mm （5.2）
（3）主流道襯套的固定
因?yàn)椴捎玫挠型袧部谔?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上?
定圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ100mm，內(nèi)徑Φ36mm。具體固定形式如下圖所示：
圖5.2定位圈
（4） 澆口設(shè)計(jì)
澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、側(cè)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。由PP的成型工藝性可知：成形收縮范圍及收縮率小，流動(dòng)性不強(qiáng)，易于成形；熱容量大，注射成形模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻回路，注意控制成形溫度。料溫低時(shí)方向性明顯，尤其是低溫、高壓時(shí)更明顯。聚丙烯成形的適宜模溫為50℃左右，不可高于90℃，否則會(huì)造成成形塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生翹曲和變形。
根據(jù)分析、PP的成型工藝性、產(chǎn)品對(duì)外觀的要求、產(chǎn)品的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和模具的優(yōu)化，模具確定為一模4腔，采用側(cè)澆口，位置在塑件的定端中心位置。設(shè)計(jì)流道時(shí)，充分考慮了流動(dòng)的平衡。在脫料板上設(shè)計(jì)有拉料機(jī)構(gòu)，開(kāi)模時(shí)，流道凝料會(huì)從澆口套和定模板中被拉出，待開(kāi)模后自動(dòng)落下。其示意圖如下：
圖5.3 澆口形式
六、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1 分型面的設(shè)計(jì)
6.11分型面的分類(lèi)及選擇原則
分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且設(shè)計(jì)末句結(jié)構(gòu)和制造成本。一般來(lái)說(shuō)，分型面的總體選擇原則有以下幾條：
1） 脫出塑件方便；
2） 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
3） 型腔排氣順利；
4） 確保塑件質(zhì)量；
5） 無(wú)損塑件外觀；
6） 合理利用設(shè)備。
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、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(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。
對(duì)中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉
綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問(wèn)題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。
6.12分型面的確定
鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，如下圖A-A截面位置。
圖6.1 分型面位置
6.2 型腔的分布
模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、H形排列、直線排列、對(duì)稱(chēng)排列及復(fù)合排列等。該模具無(wú)抽芯，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，綜合考慮模具設(shè)計(jì)為一模四腔，零件采用對(duì)稱(chēng)排列，有利于節(jié)約材料，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。如圖所示
圖6.2 型腔的分布
6.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模用于成型塑件的外表面，又稱(chēng)為陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式5種?？傮w上說(shuō)，整體是強(qiáng)度、剛度好，但不適于復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，是復(fù)雜型腔加工相對(duì)容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易于在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜[5]。
由于該模具結(jié)構(gòu)一般，又屬于中小型模具，結(jié)構(gòu)無(wú)復(fù)雜部分，所以凹模板采用整體式。
圖6-3型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱(chēng)型芯、陽(yáng)模。凸模按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼組合式兩類(lèi)。由于凸模的加工相對(duì)凹模容易，所以大多數(shù)的凸模是鑲拼式的
6.5 成型件的材料選擇
??（1）機(jī)械加工性能良好。
（2）拋光性能優(yōu)良。
（3）耐磨性和抗疲勞性能好。
在實(shí)際模具設(shè)計(jì)中可參考表4-1選擇合適的模具鋼材。
本產(chǎn)品采用的原材料PP為一般性熱塑性塑料。因此，其使用比較廣泛，對(duì)PP的幾種應(yīng)用環(huán)境及所選用的鋼材進(jìn)行對(duì)比后，并在其中選擇比較適合本次設(shè)計(jì)的材料，因此應(yīng)該選用的鋼材型號(hào)為45鋼。由于塑料模具形狀往往比較復(fù)雜，據(jù)統(tǒng)計(jì)塑料模具的鋼材成本費(fèi)用占整個(gè)模具制造成本不到20%，而切削加工成本占絕大部分（約75%），因此選擇模具材料時(shí)應(yīng)考慮其加工性能，所以本次設(shè)計(jì)采用的鋼材型號(hào)為45鋼。
表6-1 塑料模具用鋼及適應(yīng)的工作條件
鋼的類(lèi)型
牌號(hào)
適應(yīng)的工作條件
滲碳鋼
12CrNi2、12CrNi3A、20Cr、20CrMnMo、20Cr2Ni4A
生產(chǎn)批量大，承受較大動(dòng)載荷，受磨損較重的模具
10、20
生產(chǎn)批量較小，精度要求不高，尺寸不大的模具
調(diào)質(zhì)鋼
45、55
3Cr2Mo、40CrNiMoA、40CrNi2Mo、40CrMnMo、45CrNiMoVA、5CrNiMo、5CrMnMo、40Cr、4Cr5MoVSi、4Cr5MoVISi、35SiMn2MoVA
大型、復(fù)雜、生產(chǎn)批量較大的塑料注塑?；驍D壓成型模
高碳工具鋼
Cr12、Cr12MoV、CrWMn、9Mn2V、9CrWMn、Cr6WV、Cr4W2MoV、GCr15、SiMnMo
熱固性塑料模具，生產(chǎn)批量較大，精度要求高及要求高強(qiáng)度、高耐磨的塑料注塑模
耐蝕鋼
4Cr13、9Cr18、9Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14MoV
要求耐腐蝕及表面要求較高的模具
沉淀硬化不銹鋼
17-7PH、PH15-7Mo、PH14-8Mo、AM-350、AM-355
馬氏體時(shí)效鋼
Ni18Co8Mo5TiAL、Ni20Ti2AINb、Ni25Ti2AlNb、Cr5Ni12Mo3TiAl
復(fù)雜、精密、耐磨、耐腐蝕、超鏡面的模具
6.6 成型件鋼材的熱處理要求
（1）成型件用的鋼材均應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理以消除內(nèi)應(yīng)力；
（2）成型表面有粗糙度要求的非亞光面的零件材料，其熱處理后的表面硬度最低不的底于HRC32，一般均應(yīng)達(dá)到HRC45以上，否則難以達(dá)到拋光效果；
（3）精密、復(fù)雜、小型的型腔、型芯、鑲件可選用65Nb、CG-2和012Al。
6.7 模具成型零件的工作尺寸計(jì)算
工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸（含長(zhǎng)、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級(jí)確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。
通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡(jiǎn)化后的計(jì)算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進(jìn)行計(jì)算，從收縮率的定義出發(fā)，按塑件收縮率、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計(jì)算，公式如以下[7]：
（1）凹模的內(nèi)形尺寸：
L=[L(1+k)-(3/4)Δ] （5.6）
式中： L為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；
L為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；
K為塑料平均收縮率(%)，此處取1.75%；
Δs為塑件公差，查表知PP塑件精度等級(jí)取5級(jí)；塑件基本尺寸在30~40mm范圍內(nèi)取0.56mm;
所以型腔尺寸如下：
L1=[32×(1+0.0175)-(3/4)×0.56]=32.14
L2=[38×(1+0.0175)-(3/4)×0.56]=38.24
型腔深度的尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)-(2/3)Δ] （5.7）
式中： h模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、K 含義如（1）式中。
H1=[32×(1+0.0175)-(2/3)×0.56]=32.19
2）凸模的外形尺寸計(jì)算：
L=[L(1+k)+(3/4) Δ] （5.8）
式中： L模/型芯外形尺寸(mm)；
L為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。
由于該塑料的收縮率不大為1.75%，故只需在型腔尺寸比較大的考慮其收縮率，在尺寸小的地方不用考慮由收縮率引起的尺寸偏差。
所以型芯的尺寸如下：
L1=[32.6×（1+0.0175）+（3/4）×0.56]=33.59
L2=[35.4×（1+0.0175）+（3/4）×0.56]=36.43
型芯的深度尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)+ (2/3)Δ] （5.10）
式中： h為凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。型芯的高度為：
H1=[30.7×（1+0.0175）+（2/3）×0.56]=31.61
七、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)注射模時(shí)，應(yīng)在模具結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)有排氣系統(tǒng)，其作用是：將型腔中原有的空氣及成形過(guò)程中產(chǎn)生的氣體順利排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷。常用的排氣方式主要有兩種，其一是利用模具的排氣系統(tǒng)排氣；其二是利用模具的分型面及各部分零件的配合間隙排氣，如圖6-1所示為利用分型面排氣方法。本次設(shè)計(jì)采用分型面排氣方法。
圖6-1分型面排氣示意圖
八、導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有：
a、定位作用
b、導(dǎo)向作用
c、承載作用
d、保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用
e、錐面定位機(jī)構(gòu)作用
8.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）內(nèi)滑動(dòng)，配合間隙一般采用H7/h6級(jí)配合[8]。
8.21導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺(tái)階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型模具采用臺(tái)階式導(dǎo)柱[8]。
在導(dǎo)柱的工作部分上開(kāi)設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦,故導(dǎo)柱采用加油槽的階梯式導(dǎo)柱
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為25mm長(zhǎng)度為120mm的導(dǎo)柱。
由于導(dǎo)柱已選定，由塑料模具設(shè)計(jì)與制造可查得與之相配的導(dǎo)套其直徑為25mm，長(zhǎng)度分別為45其示意圖如下
8.23 導(dǎo)向孔的總體布局
導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的四周?chē)蚩拷吘壍牟课?，其中心距模具邊緣?yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)手冊(cè)推薦值選定的導(dǎo)柱分布情況如下圖所示：
圖8.3 導(dǎo)向孔總體布局
8.3脫模推出機(jī)構(gòu)的確定
頂出機(jī)構(gòu)的功能是在任何正常的情況，頂出機(jī)構(gòu)都能確實(shí)可靠的將成型塑件從模板一側(cè)頂出，并在合模時(shí)其相關(guān)的頂出零件確保不與其它模具零件相干擾的恢復(fù)到原來(lái)的位置。
頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：
開(kāi)模時(shí)應(yīng)留在動(dòng)模的一側(cè)；塑件在成型頂出后，一般都有痕跡，但應(yīng)盡量使頂出殘留痕跡不影響塑件的外觀，一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件內(nèi)表面以及不顯眼的位置；頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點(diǎn)應(yīng)在塑件承受頂出力最大的部位，即不易變形或損傷的部位，盡量避免頂出力作用于最薄的位置，防止塑件在頂出過(guò)程中的變形和損傷；頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)平穩(wěn)順暢，靈活可靠。
頂出機(jī)構(gòu)有多種類(lèi)型，本設(shè)計(jì)采用推板推出。采用推板推出是最常用的一種，由于這個(gè)形狀的頂出最容易加工，且容易保證其配合精度，易于保證其互換性，并易于更換，而且它還具有滑動(dòng)阻力小，不易卡滯等優(yōu)點(diǎn)，因此，我們采用推板推出。
圖8.4 推板
九、其它結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)
模架技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是指在模具設(shè)計(jì)中和制造中所應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、基準(zhǔn)、和準(zhǔn)則。它具有以下定義：
1. 減少了模具設(shè)計(jì)者的重復(fù)性工作；
2. 改變了模具制造行業(yè)“大而全，小而全”的生產(chǎn)局面，轉(zhuǎn)為專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)；
3. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化是采用CAD/CAM技術(shù)的先決條件；
4. 有利于模具技術(shù)的國(guó)際交流和模具出口。
根據(jù)《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》表2-86的注射模模體組合形式而選模架，它適應(yīng)于單分型面的模具的推件板的推出機(jī)構(gòu)[13]。
經(jīng)校核模具的強(qiáng)度和剛度都是足夠的，且模架的大小也適中，經(jīng)核算選用該模架是較為合理的。
開(kāi)模行程的效核 開(kāi)模取出塑件所需的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程。對(duì)于單分形面的注塑模具，其開(kāi)模行程按下式效核[15]：
S≥H1+H2+（5～10）(mm) （8.1）
式中： S為注塑機(jī)的最大行程（此模具中為300）mm；
H1為塑件的脫模距離（此模具中為80），mm；
H2為包括流道在內(nèi)的塑件高度（此模具中為130），mm；
所以上式成立（210>300），即該注塑機(jī)的開(kāi)模行程符合要求。由以上對(duì)各參數(shù)的效核可知該注塑機(jī)符合要求。
十、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
模具設(shè)置冷卻裝置的目的：一是防止塑件脫模變形；二是縮短成型周期；三是使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性、擾曲性、伸長(zhǎng)率較好的塑件。模具冷卻系統(tǒng)的目的，不僅僅是對(duì)模具進(jìn)行冷卻，而且可使模具維持成型制品所需要的恒定溫度。
10.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：
1）冷卻回路數(shù)量應(yīng)盡量多，冷卻通道孔徑要盡量大；
2）冷卻通道的布置應(yīng)合理；
3）冷卻回路應(yīng)有利于降低冷卻水進(jìn)、出口水溫的差值；
4）冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和清理；
5）冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等；
6）冷卻水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影響塑件的精度
10.2 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響
1、改善成形性 每一種塑料都有其濕度的成形模溫，在生產(chǎn)過(guò)程中若能始終維持相適應(yīng)的模溫則其成形性可得到改善，若模溫過(guò)低，會(huì)降低塑件熔體流動(dòng)性，使塑件輪廓不清，甚至充模不滿(mǎn)；模溫過(guò)高，會(huì)使塑件脫模時(shí)和脫模后發(fā)生變形，使其形狀和尺寸精度降低。
2、 成形收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少塑料成型收縮的波動(dòng)，提高塑件的合格率。采用允許的的模溫，有利于減少塑料的成形收縮率，從而提高塑件的尺寸精度。并可縮短成形周期，提高生產(chǎn)率。
3、 塑件變形 模具型芯與型腔溫差過(guò)大，會(huì)使塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形。尤以壁厚不均和形狀復(fù)雜的塑件為甚。需采用合適的冷卻回路，確保模溫均勻，消除塑件翹曲變形。
4、 尺寸穩(wěn)定性 對(duì)于結(jié)晶性塑料，使用高模溫有利于結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行，避免在存放和使用過(guò)程中，尺寸發(fā)生變形；對(duì)于柔性塑料（如聚烯烴等）采用低模溫有利用塑件尺寸穩(wěn)定。
10.3 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求
a、 根據(jù)選用的塑料品種，確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是采用冷卻方式還是加熱方式；
b、 希望模溫均勻，塑件各部分同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和塑件質(zhì)量；
c、 采用較底的模溫，快速、大流量通水冷卻一般效果比較好；
d、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)要盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉。
10.4 冷卻裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
a、 冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)塑件的冷卻也就愈均勻；
b、 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔形狀相吻合；
c、 塑件局部壁后處，應(yīng)加強(qiáng)冷卻；
d、 對(duì)熱量積聚大，溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻；
e、 當(dāng)成型大型塑件或薄壁制品時(shí)，料流程較長(zhǎng)，而料溫愈流愈低，為在整個(gè)塑件上取得大致相同的冷卻速度，可以適當(dāng)改變冷卻水道的排水密度，在料流末端冷卻水道可以排列得稀一些；
10.5冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
10.51 冷卻水管直徑
為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取D=6mm
結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)取2條冷卻管道會(huì)造成模具溫度會(huì)分布不均，故這里取4條，上下模板各兩條。
10.52 冷卻水道的結(jié)構(gòu)
由于該塑件體積比較小，所以水道采用直水道直徑為6mm。
第十一章 模具的裝配
該模具以模板相鄰側(cè)面作為裝配基準(zhǔn)，磨削模板相鄰兩側(cè)面成90°，然后以側(cè)面為基準(zhǔn)分別安裝定模和動(dòng)模上的其它零件。
11.1 組件型腔和型芯與模板的裝配
根據(jù)這模具的結(jié)構(gòu)采用埋入式型芯裝配，固定板沉孔與型芯尾部為過(guò)度配合。固定板沉孔一般采用立銑加工，在修整配合部分時(shí)，應(yīng)注意動(dòng)模和定模的相對(duì)位置，修配不當(dāng)則將使裝配后的型芯不能與定模配合。埋入型芯還用螺釘緊固。型腔采用鑲?cè)敕ǎ谘b配時(shí)，要選取裝配基準(zhǔn)，合理的確定其裝配工藝，保證裝配關(guān)系正確。裝配好后還打上記號(hào)，便于以后的拆裝[16]。
裝配時(shí)的注意事項(xiàng)：
1. 型腔和型芯與模板固定孔一般為H6/m6配合，如配合過(guò)緊，應(yīng)進(jìn)行修磨，否則在壓入后模板變形，對(duì)于多型腔模具，還將影響個(gè)型芯間的尺寸精度；
2. 裝配前應(yīng)檢查，修磨影響裝配的傾角為圓角或倒棱；
3. 為了便于型芯和型腔鑲?cè)肽０?，并防止擠毛孔壁，壓入端設(shè)計(jì)有導(dǎo)入圓角；
4. 型芯和型腔壓入模板時(shí)應(yīng)保持垂直和平穩(wěn)，在壓入的過(guò)程中應(yīng)邊檢查邊壓入。
11.2 推桿的裝配要求
1. 推桿的導(dǎo)向段與型腔推桿孔的配合間隙要正確合理，一般采用H8/f8配合，應(yīng)注意防止間隙太大漏料；
2. 推桿與推桿孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)卡滯現(xiàn)象；
3. 推桿與復(fù)位桿端應(yīng)分別與型腔表面和分型面齊平；
4. 推桿固定板的加工與裝配。
為了保證制作的順利拖木，各推出元件應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，復(fù)位可靠，推桿固定板與推板需要導(dǎo)向裝配和復(fù)位支承，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。用復(fù)位桿復(fù)位，為了使推桿在推板孔中往復(fù)平穩(wěn)，推桿在推桿孔中有所浮動(dòng)，推桿與推桿孔的裝配部分分每邊流有0.5mm的間隙。所推桿固定的位置通過(guò)型腔鑲塊上的推桿孔配鉆而得[17]。
11.3 模具總裝配程序
1. 確定裝配基準(zhǔn)；
2. 裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦洗干凈；
3. 調(diào)整個(gè)零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面處吻合面積不得小于90%，間隙不得超過(guò)溢料最小值，防止飛邊；
4. 裝配中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總合模調(diào)整時(shí)檢查；
5. 組裝導(dǎo)向系統(tǒng)，并保證開(kāi)模，合模動(dòng)作靈活，無(wú)松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象；
6. 組裝頂出系統(tǒng)，并調(diào)整好復(fù)位已經(jīng)頂出位置等；
7. 組裝休整型心，保證配合面間隙達(dá)到要求；
8. 組裝冷卻或加熱系數(shù)，保證管路暢通，不漏水，法門(mén)動(dòng)作靈活；
9. 緊固所有螺釘；
10. 試模合格后打上模具標(biāo)記，最后檢查各種配件，附件，保證模具裝配齊全。
11.4 該模具的裝配要求
1. 模具上下平面的平行度偏差不大于0.03mm，分型面處需密合。
2. 頂件時(shí)頂桿必須保持同步，上下模芯必須緊密接觸[18]。
11.5 模具的裝配工藝
1. 按圖紙要求檢查各零件尺寸；
2. 修磨分型面的密合度；
3. 將定模和動(dòng)模板合在一起并用夾板夾緊，鏜導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷(xiāo)后，加工側(cè)面垂直基準(zhǔn)；
4. 利用定模的側(cè)面垂直基準(zhǔn)來(lái)確定定模上時(shí)間型腔中心，作為以后加工的基準(zhǔn)，分別加工定模的型腔；
5. 利用定模型腔的實(shí)際中心，加工型心固定型孔的切割穿線孔，并進(jìn)行線切割型孔；
6. 在定模和動(dòng)模上分別壓入導(dǎo)柱導(dǎo)套，并保持導(dǎo)向可靠、靈活；
7. 過(guò)型心引鉆，鉸動(dòng)模板上的頂桿孔；
8. 過(guò)動(dòng)模引鉆頂桿固定板上的頂桿孔；
9. 加工復(fù)位桿孔，并組裝頂桿固定板；
10. 組裝模底板和動(dòng)模板；
11. 在定模板上加工導(dǎo)柱孔，并將澆口套壓入定模板上；
12. 裝配定模部分；
13. 裝配動(dòng)模部分并修正頂桿和復(fù)位桿長(zhǎng)度；
14. 裝配完畢后進(jìn)行試模，試模合格后打上標(biāo)記并交驗(yàn)入庫(kù)。
十二、小結(jié)
從拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)起，我查閱了大量書(shū)籍、期刊和電子資料，盡可能多的了解目前國(guó)內(nèi)塑料模具行業(yè)和塑料的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。充分運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)、借鑒前人的資料，對(duì)給定的塑件進(jìn)行認(rèn)真分析，最終確定成型工藝方案。并進(jìn)一步選擇設(shè)備、確定模具結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理分析、計(jì)算零件尺寸、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。中期檢查過(guò)后，我對(duì)自己的思路和設(shè)計(jì)做了一些調(diào)整，最終確定了整個(gè)模具的結(jié)構(gòu)。并涉獵了相關(guān)英語(yǔ)資料，翻譯了其中一部分。
由于模具要求精度高，形狀、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅用到模具制造工藝學(xué)的知識(shí)，而且要用到大量機(jī)械制造方面的內(nèi)容。比如機(jī)械制圖、機(jī)械工程材料、塑性成型設(shè)備、公差、計(jì)算機(jī)制圖等。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了回顧和溫習(xí)，可以說(shuō)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的檢驗(yàn)和練習(xí)。
由于所學(xué)知識(shí)有限且缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，難免有不足和錯(cuò)誤之處。希望老師給予指正。
十三、參考文獻(xiàn)
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