三通管注塑模具設(shè)計(總29頁)

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1、三通管注塑模具設(shè)計三通管注塑模具設(shè)計作 者趙 大指導(dǎo)教師李 梅摘要摘要：三通管作為一種連接件在日常生活中應(yīng)用廣泛。本文主要介紹了三通管注塑模具的設(shè)計過程。本設(shè)計通過對塑件的工藝分析，確定其主要成型工藝參數(shù)，設(shè)計了三通管注塑模具中的各個系統(tǒng)，如澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、分型面、冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)等，并對所選用的注塑機(jī)參數(shù)進(jìn)行了校核，最后繪制出模具的裝配總圖，完成本文的編寫。該注塑模具為雙分型面結(jié)構(gòu)，一模一腔，采用滾輪式滑板側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，利用推桿將塑件脫出，結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行可靠。整個設(shè)計過程不僅使用了傳統(tǒng)的設(shè)計方法，還運(yùn)用了 CAD、PRO/E 等技術(shù)，大大提高了設(shè)計的

2、效率。本次設(shè)計能加強(qiáng)對注塑模具成型原理的理解，同時鍛煉了注塑模具設(shè)計和制造能力。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：三通管 注塑模具 側(cè)抽芯 Three-way Pipe Injection Mold DesignAbstract：The three-way pipe as a connection in daily life is used widely. This paper introduces the process of the three-way pipe injection mold design. Through to the analysis of the technology of plasti

3、c parts, determine its main molding process parameters, the design of injection mould three-way pipe each of the system, such as gating system, orientation and the position of the institutions, side parting and core-pulling mechanism, ejection mechanism, the parting surface, cooling systems and exha

4、ust slot. And checked the selected injection molding machine parameters, finally draw mold assembly drawing, completes the preparation. This injection mold is two joint surfaces structure, dying structure adopted one module one cavity, used the side core-pulling mechanism of a slide,using the push r

5、od plastic parts prolapse, it is a reasonable structure, reliable operation. The whole design process not only using traditional design method, still use of the CAD, PRO / E and other technology greatly improving the design efficiency. The design of injection mould can strengthen the understanding o

6、f forming principle, while exercising the injection molding mould design and manufacturing ability.Key words：The three-way pipe injection mold side core-pulling目目 錄錄第第 1 章章 緒論緒論.11.1塑料成型在塑料工業(yè)中的地位.11.2塑料成型模具的重要性.11.3塑料成型技術(shù)的發(fā)展方向.1第第 2 章章 塑件工藝分析塑件工藝分析.32.1塑件圖.32.2塑件原材料分析.32.3塑件形狀分析.3第第 3 章章 注塑工藝設(shè)計注塑工藝設(shè)

7、計.43.1工藝參數(shù)的計算.43.1.1塑件的體積和質(zhì)量的計算.43.1.2注塑機(jī)的選擇.43.2塑件注塑成型工藝參數(shù).5第第 4 章章 注塑模具總體設(shè)計注塑模具總體設(shè)計.64.1注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計.64.1.1主流道的設(shè)計.64.1.2分流道的設(shè)計.74.1.3冷料穴的設(shè)計.84.1.4澆口的設(shè)計.84.2分型面的設(shè)計.94.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計.94.4成型零部件設(shè)計.94.4.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計.104.4.2成型零部件工作尺寸的計算.114.4.3模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算.134.5模架的選擇.134.6導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計.134.6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計.134.6.2脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計.1

8、5第第 5 章章 模具側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計模具側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計.185.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類.185.2側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的確定.185.3抽芯距和抽芯力的計算.18第第 6 章章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計.196.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性.196.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計計算.196.3模具加熱裝置設(shè)計.20第第 7 章章 注塑機(jī)的校核注塑機(jī)的校核.217.1注射量校核.217.2鎖模力的校核.217.3開模行程的校核.227.4模具厚度的校核.22第第 8 章章 模具裝配總圖模具裝配總圖.23致致 謝謝.25參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).26第第 1 章章 緒論緒論1.1塑料成型在

9、塑料工業(yè)中的地位塑料成型在塑料工業(yè)中的地位塑料工業(yè)包含塑料生產(chǎn)和塑料制品生產(chǎn)兩大部分。沒有塑料生產(chǎn)，就沒有塑料制品的生產(chǎn)；而沒有塑料制品生產(chǎn)，塑料就不可能變成產(chǎn)品或生活資料。兩者是一種密切的、相互依存的關(guān)系。塑料制品生產(chǎn)主要由成型、機(jī)械加工、修飾和裝配 4 個生產(chǎn)過程組成。有些塑料在成型之前需要經(jīng)過一系列預(yù)處理，如預(yù)熱、預(yù)壓、干燥等，因此，塑料制品生產(chǎn)的完整生產(chǎn)過程為：預(yù)處理成型機(jī)械加工修飾裝配。這個生產(chǎn)過程的順序不能顛倒，否則會影響塑料制品質(zhì)量。在五個基本生產(chǎn)過程中，塑料的成型是最為重要的，是一切塑料制品和塑料生產(chǎn)的必經(jīng)過程。而其他四個生產(chǎn)過程是根據(jù)塑料制品的要求而定，不是每個制品都需要經(jīng)過

10、這四個生產(chǎn)過程。塑料成型過程稱為一次加工，最為重要，必不可少，而其他幾個過程統(tǒng)稱為二次加工，視要求取舍，處于次要地位。因此，可以說塑料的成型在塑料制品生產(chǎn)乃至塑料工業(yè)中占有重要地位。1.2塑料成型模具塑料成型模具的重要性的重要性塑料模具是指利用其本身特定的密閉腔體去成型具有一定形狀和尺寸的立體形狀塑料制品的工具。塑料成型的方法有很多種，但不管哪一種成型方法都離不開模具。塑料成型模具是塑料模塑成型過程中最關(guān)鍵的工藝裝備。這是因?yàn)樵诂F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)過程中，影響塑料制品生產(chǎn)的三大重要因素是：正確的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，而塑料模具對塑料塑模工藝的實(shí)現(xiàn)，保證塑料制品的形狀、尺寸及公差起著極為

11、重要的作用，高效率全自動的設(shè)備只有配備了適合自動化生產(chǎn)的塑料模具才可能發(fā)揮其效能；產(chǎn)品的更新?lián)Q代也是以模具的制造和更新為前提的，可以說模具就是產(chǎn)品的質(zhì)量，模具就是經(jīng)濟(jì)效益。目前，對塑料制品的品種、質(zhì)量和產(chǎn)量的要求越來越高，因而對塑料模的要求也越來越迫切。1.3塑料成型技術(shù)的發(fā)展方向塑料成型技術(shù)的發(fā)展方向?yàn)榱耸垢鞣N性能優(yōu)良的塑料制品在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域中進(jìn)一步得到應(yīng)用，必須在發(fā)展塑料生產(chǎn)的同時，努力發(fā)展塑料成型工業(yè)，研究塑料加工新技術(shù)。因此，塑料成型技術(shù)的發(fā)展方向?yàn)椋海?）塑料成型理論的研究和成型工藝的革新 模具設(shè)計已逐步向理論設(shè)計方面發(fā)展，目前為止，擠出成型的流動理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)建立，并在生

12、產(chǎn)得到應(yīng)用。注射成型的流動理論尚在進(jìn)行研究，完善和發(fā)展塑料成型理論，以便更好的指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，改進(jìn)或采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝以提高塑料產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。（2）模具的標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化模具的標(biāo)準(zhǔn)化是降低模具成本，縮短模具的制造周期最有效的途徑，各個工業(yè)化國家對模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化都十分的重視，美國和日本模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá) 80%，而我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化只有 40%，模具專業(yè)化程度美國和日本分別為 90%和 70%，而我國僅有 30%1。可見我國的模具標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平人較低，因此需制定一系列的國家標(biāo)準(zhǔn)，逐步形成專業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)，加速模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化。（3）模具制造先進(jìn)設(shè)備及先進(jìn)工藝 開發(fā)高效、精密、數(shù)控、自

13、動化的模具加工設(shè)備，如數(shù)控銑床、仿形銑床、各種加工中心、坐標(biāo)磨床、各種數(shù)控電加工機(jī)床等，以提高塑料模具的加工精度和縮短周期；開發(fā)經(jīng)濟(jì)快速模具，適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式；選用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)提高模具的壽命和質(zhì)量。（4）計算機(jī)輔助設(shè)計和計算機(jī)輔助制造模具技術(shù)目前 CAD/CAM 技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，積極推廣塑料模具 CAD/CAM 的技術(shù)的研究和開發(fā)，在模具的生產(chǎn)過程中加以合理的利用，有助于注射產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計到數(shù)控加工數(shù)據(jù)的生成，并準(zhǔn)確的預(yù)測成型工藝和模具的結(jié)構(gòu)等有關(guān)參數(shù)，提高了模具生產(chǎn)的效率，是塑料成型技術(shù)發(fā)展的未來趨勢。第第 2 章章 塑件工藝分析塑件工藝分析2.1塑件

14、圖塑件圖圖 2.1 為本次設(shè)計的塑件圖。材料：ABS批量：中小批量壁厚：4mm2.2塑件原材料分析塑件原材料分析塑件材料選用的是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS），它是在聚苯乙烯改性基礎(chǔ)上發(fā)展起來的介于通用塑料和工程塑料之間的一種熱塑性塑料。ABS 外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有較好的光澤。ABS 的吸水率低,尺寸穩(wěn)定性好，拉伸強(qiáng)度不高，但抗沖擊性能好，有一定的硬度，耐磨性好。ABS 的缺點(diǎn)是可燃，耐熱性低，屬易燃聚合物，燃燒后火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的臭味。ABS 的密度為 1.021.05g/cm3, 彈性模量為 1.4103Mpa，成型收縮率為 0.3%0.8

15、%，泊松比為 0.35。2.3塑件形狀分析塑件形狀分析三通管接頭如圖 2.1 所示，mm 直型管長 72mm，且兩端有 M36mm 的外螺紋，在直型管的中間有一個mm 的垂直接管與其連接，接管另一端也有 M36mm 的外螺紋。該零件材料為 ABS，表面要求光滑，不允許有飛邊、凹痕等缺陷，故采用三向側(cè)抽芯。圖圖 2.1 塑件圖塑件圖第第 3 章章 注塑工藝注塑工藝設(shè)計設(shè)計3.1工藝參數(shù)的計算工藝參數(shù)的計算3.1.1塑件的體積和質(zhì)量的計算塑件的體積和質(zhì)量的計算根據(jù)塑件圖的尺寸，假設(shè)塑件是實(shí)體，計算出它的體積，再減去空心部分的體積，有：22222(3612) 326482611-2072-20264

16、4444V 3337600mm = 37.6cm在 PRO/E 軟件中，畫出塑件的三維實(shí)體圖后，可以利用軟件分析得出塑件的體積和質(zhì)量與計算結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證計算結(jié)果正確，故塑件的體積，取塑件材料的密3= 37.6Vcm度為 1.05g/cm3，則塑件的質(zhì)量 G=39.5g。3.1.2注塑機(jī)的選擇注塑機(jī)的選擇 注塑機(jī)又稱注射成型機(jī)或注射機(jī)。它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。分為立式注塑機(jī)、臥式注塑機(jī)、角式注塑機(jī)。注塑機(jī)能加熱塑料，對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。塑件在分型面上的投影面積：236 12 372 26 11 263454Amm

17、 623454 10 m生產(chǎn)實(shí)踐表明：應(yīng)使塑料制品的用料量之和為其的公稱注射量的 25%75%，最低不得低于 10%，則有：cm337.60.25150.4cm337.60.7548.2故注塑機(jī)的公稱注射量可在 60cm3、125cm3、250cm3中選擇，初選公稱注射量為 125 cm3。查相關(guān)資料，可知 ABS 塑料的成型壓力在 70MPa90MPa，選用 90MPa，則所需注塑機(jī)的鎖模力為：=N鎖F66290 103454 10310860Pam由于塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，通過分析上述計算的結(jié)果，再查閱國產(chǎn)熱塑性塑料注塑機(jī)規(guī)格后，初步選用注塑機(jī)型號為 XS-ZY125 型注

18、塑機(jī)，其主要參數(shù)如表3.1 所示。表表 3.1 XS-ZY125 型注塑機(jī)主要參數(shù)型注塑機(jī)主要參數(shù)螺桿直徑42mm最大理論注射量125cm3注射壓力119MPa注射時間1.6s注射行程115mm最小模具厚度200mm最大模具厚度300mm合模力90t模板行程300mm拉桿空間距離260 290mm噴嘴球面半徑12mm噴嘴直徑4mm注射方式螺桿式合模方式肘桿3.2塑件注塑成型工藝參數(shù)塑件注塑成型工藝參數(shù)查閱參考資料塑料模具設(shè)計第 234 頁表 A3，可得 ABS 塑料的注射工藝參數(shù)如下：預(yù)熱干燥：溫度 100-110 時間 0.5-1.0h 料筒溫度：前部 150-170 中部 170-190

19、后部 180-200噴嘴溫度：170-180模具溫度：50 -70注塑壓力：70-90MPa 保壓壓力：50-70MPa注射時間：2-5s保壓時間：10-15s冷卻時間：15-30s總周期： 30-60s 后期處理：設(shè)備 紅外線烘箱 溫度 70 時間 0.5-1h第第 4 章章 注塑模具總體設(shè)計注塑模具總體設(shè)計注塑模具的總體設(shè)計是注塑模具設(shè)計的主要內(nèi)容，此部分內(nèi)容包括澆注系統(tǒng)的設(shè)計，分型面和排氣系統(tǒng)的設(shè)計，成型零部件的設(shè)計，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計等。4.1注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)是指熔體從噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的管道。澆注系統(tǒng)與模具結(jié)構(gòu)、充填過程、塑件質(zhì)

20、量和生產(chǎn)效率等諸多因素有關(guān)，是注塑模設(shè)計的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它的設(shè)計合理與否，直接影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工藝操作的難易程度。澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利的充滿到模具型腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。因此要求塑料熔體充模過程快而有序，壓力損失小、熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離或切除。無論用于何種類型的注塑機(jī)模具，其澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。4.1.1主流道的設(shè)計主流道的設(shè)計主流道指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口為止的一斷流道。它使塑料熔體首要經(jīng)過的通道，且與注塑機(jī)噴嘴在同一條軸線。主流道設(shè)計成圓錐形，以方便熔體流動和凝料的拔出

21、。主流道的主要尺寸（圖 4.1）設(shè)計如下：錐角，取；26 :6表面粗糙度,取；0.8aRm0.6aRm主流道小端直徑 d=噴嘴直徑+（0.51）mm，取 d=4 +1=5mm；主流道球面半徑 SR=噴嘴球面半徑+（12）mm，取 SR=12+2=14mm；圖圖 4.1 主流道主流道球面配合高度 h=35mm，取 4mm；主流道長度 L65mm，取 48mm；主流道道大端直徑 mm。12 tan2DdL152 48 tan()5.1230 因主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，容易磨損，對材料要求較高，所以模具的主流道部分設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套（俗

22、稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，提高零件壽命。主流道襯套上加一定位圈，定位圈的外徑按注塑機(jī)的定位孔直徑確定，由 M6M8 的螺釘固定在定模固定板上。4.1.2分流道的設(shè)計分流道的設(shè)計分流道指主流道末端至澆口之間的流動通道，分流道的作用是使熔體過渡和轉(zhuǎn)向。單型腔模具中分流道是為了縮短流程；多型腔模具中分流道是為了分配物料，通常有一級分流道和二級分流道，甚至多級分流道組成。常用的分流道截面的形狀一般分圓形、半圓形、矩形、梯形、正六邊形、正方形和 U 形等。綜合塑件的結(jié)構(gòu)、所用材料的流動性、成型工藝條件及模具加工工藝等因素，本設(shè)計選用梯形截面分流道(圖 4.2)。梯形截面的大

23、底寬度 B 和高度 H 可以通過經(jīng)驗(yàn)公式求得1。40.2654BKML式中：M塑件的質(zhì)量，g； L 分流道的長度，mm； K粘度調(diào)節(jié)系數(shù)，一般情況下，K=1。23HB分流道的布置形式與型腔布局、加工工藝和凝料脫模等因素有關(guān)，綜合個方面因素后，將分流道布置形式設(shè)計為圖 4.3 所示形式。4.1.3冷料穴的設(shè)計冷料穴的設(shè)計冷料穴通常設(shè)置在主流道和分流道轉(zhuǎn)彎處的末端，其作用為容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料進(jìn)入型腔。冷料穴也經(jīng)常起拉鉤凝料的作用。冷料穴主要有以下幾類：（1）底部帶有推料桿的冷料穴 這類冷料穴的底部有一根推桿，推桿裝于推桿固定板上。它常與推桿或推桿脫模機(jī)構(gòu)連用但僅適用于韌

24、性塑料。（2）底部帶有拉料桿的冷料穴 這類冷料穴的底部有一根拉料桿，裝于型芯固定板上，常見結(jié)構(gòu)有球頭型，菌頭型，倒錐頭型，圓錐頭型。（3）底部無桿的冷料穴 對具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右兩半模的中心線上，當(dāng)開模時分型面左右分開，塑件與流道凝料一起去除，冷料穴底部不用設(shè)置桿件。本設(shè)計選用球頭型底部無桿冷料穴（圖 4.4），其直徑稍大于主流道的直徑，長度約為主流道大端直徑。4.1.4澆口的設(shè)計澆口的設(shè)計澆口指分流道末端與模腔入口之間狹窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內(nèi)，并有序的填滿型腔，且對補(bǔ)縮具有控制作用。澆口的設(shè)計或選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到制品能否被完好的注射

25、成型，澆口的種類包括圖圖 4.2 分流道截面形狀分流道截面形狀圖圖 4.3 分流道的布置形式分流道的布置形式圖圖 4.4 冷料穴冷料穴圖圖 4.5 澆口的位置澆口的位置有直澆口、側(cè)澆口、扇形澆口，環(huán)形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口和護(hù)耳交口等。澆口位置與數(shù)目對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則： 避免塑件上產(chǎn)生缺陷； 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最后處； 有利于塑料熔體流動；有利于型腔排氣；考慮塑件受力狀況；增加熔接痕牢度。 本設(shè)計選用點(diǎn)交口，從三個點(diǎn)同時進(jìn)料縮短流程，加快進(jìn)料速度，澆口的疤痕較小，且易達(dá)到澆注系統(tǒng)的平衡。澆口的位置設(shè)在成型凹模內(nèi)（圖 4.5），這樣脫模取出冷凝料后，痕跡留在內(nèi)壁

26、，不會影響塑件的質(zhì)量。4.2分型面的設(shè)計分型面的設(shè)計在注塑模中，用于去除塑件和澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱分型面。常見的取出塑件的主分型面，與開模方向垂直。在模具的設(shè)計過程中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且決定了模具結(jié)構(gòu)和成本。所以分型面的選擇通常有以下原則：（1）分型面的選擇有利于脫模；（2）分型面的選擇應(yīng)盡量將塑件留在動模一側(cè)；（3）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求；（4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯；（5）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面。本設(shè)計選用平面以適應(yīng)塑件成型的需要和滿足塑件質(zhì)量要求，使型心留在定模一側(cè)

27、。選擇塑件直通部分的軸線所在面為分型面，可以減小由于脫模斜度造成塑件的大小端尺寸差異，還有利于排氣和防止溢流。4.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計排氣系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)塑料熔體注入模腔時，需排除模具內(nèi)的空氣及塑料熔體中揮發(fā)的氣體，若模具排氣不良，型腔內(nèi)氣體受壓后會產(chǎn)生很大的壓力，阻礙塑料熔體快速的充模，同時氣體壓縮，產(chǎn)生高溫，燒焦塑料，影響塑件的質(zhì)量，因此注塑模具還需要設(shè)計排氣系統(tǒng)。一般的排氣方式有以下幾種：（1）加設(shè)排氣槽排氣 對于大中型模具，通常在凹模上開設(shè)排氣槽，排氣槽一般位于熔體流動末端；（2）分型面排氣 對于小型模具，可以利用分型面進(jìn)行排氣，但分型面需位于熔體流動末端；（3）利用型芯、頂桿等配合間隙排氣

28、本設(shè)計不另設(shè)排氣槽，利用型芯、頂桿等配合間隙來排氣。4.4成型零部件設(shè)計成型零部件設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零部件稱為成型零部件，主要包括凹模、凸模、凸凹模、型芯、鑲塊、成型桿、成型環(huán)等。成型零部件工作時直接與塑料接觸，承受一定溫度塑料熔體的沖擊和摩擦。成型零部件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對質(zhì)量，且成型零部件的結(jié)構(gòu)、材料、熱處理的選擇及加工工藝，是影響模具工作壽命的主要因素。4.4.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）凹模型腔凹模是成型塑件外表面的主要零件，因?yàn)樗芗P(guān)于分型面對稱，所以本設(shè)計凹模采用兩塊相同的鑲塊拼接合成整個凹模型腔（圖4.6）

29、。（2）型芯 凸模和型芯是成型塑件內(nèi)表面的主要零件，本設(shè)計中塑件對稱性好，結(jié)構(gòu)簡單，只需三個大型芯，不必再設(shè)小型芯，其型芯設(shè)計成圖4.7所示結(jié)構(gòu)。圖圖 4.6 凹模板凹模板型芯的布置形式如圖4.8所示.4.4.2成型零部件工作尺寸的計算成型零部件工作尺寸的計算成型零部件的工作尺寸是指模具凹模和凸模直接構(gòu)成的塑件的尺寸。凹模和凸模的工作尺寸精度直接影響著塑件的尺寸精度。影響工作尺寸的因素主要有：（1）塑件收縮率的影響；（2）模具成型零部件的制造誤差；（3）模具成型零部件使用過程中的磨損；（4）模具安裝配合的誤差。成型零部件的工作尺寸主要有型腔、型芯的徑向尺寸、深度尺寸、中心距等。塑件材料平均收縮

30、率： 0.5%CPS使用過程中的平均磨損量： 03. 0c模具型腔零件制作公差： ，因塑件圖未標(biāo)注尺寸公差，根據(jù)塑件精度11()34Z等級選用標(biāo)準(zhǔn)（SJ 1372-1978），選擇精度等級為 4 級。（1）凹模的工作尺寸計算：圖圖 4.7 型芯型芯圖圖 4.8 型芯的布置型芯的布置 凹模型腔的徑向尺寸：0(1)ZMCPSLSlX0.101(1 0.005) 720.3820.1072.17 凹模型腔的深度尺寸：0(1)ZCPSHShX0.060(1 0.005) 260.5 0.240.06026.01（2）型芯的工作尺寸計算： 型芯的徑向尺寸：0(1)ZMCPSlSLX00.551(1 0.

31、05) 200.222 00.5520.21 型芯的高度尺寸：0(1)ZMCPShSHX 00.0651(1 0.005) 360.262 00.06536.31（3）螺紋型環(huán)工作尺寸計算：查機(jī)械設(shè)計手冊，取螺距為3，則M36的螺紋的大徑；中徑；=36MD大=34.051MD中小徑；中徑公差。=32.752MD小=0.25中螺紋型環(huán)大徑：00(1)zCPMSDSD大大中 0.050(1 0.005) 500.25 0.05050螺紋型環(huán)中徑： 00(1)zCPMSDSD中中中 0.050(1 0.005) 34.051 0.25 0.05033.97 螺紋型環(huán)小徑： 00(1)zCPMSDSD

32、小小中 0.050(1 0.005) 32.7520.25 0.05032.674.4.3模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算由于注塑成型受溫度、壓力、塑料特性以及塑件形狀復(fù)雜程度等多方面因素影響，所以在注塑模具設(shè)計工程中，模具型腔側(cè)壁和底板厚度一般采用經(jīng)驗(yàn)公式計算確定。型腔側(cè)壁厚度：0.217SL 0.2 72 17 mm 31.4底板厚度： 1.5 0.12hb 1.5 0.12 26 mm4.684.5模架的選擇模架的選擇根據(jù)之前的分析計算和型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格，查閱資料塑料模具技術(shù)手冊，由于制品形狀及設(shè)計結(jié)構(gòu)原因，所以選用標(biāo)準(zhǔn)模架，其主要參數(shù)

33、如下： 定模座板厚度：32 mm A 板厚度： 25 mm B 板厚度： 25 mm 動模板厚度： 50 mm模腳厚度： 80 mm 動模座板厚度： 32 mm模具厚度 H = 32+25+25+50+80+32= 244 mm模架外形尺寸：355mm400mm250mm4.6導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計4.6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計為了保證模具準(zhǔn)確的合模和開模，在注塑模具中必須設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向、定位及承受一定的側(cè)向壓力。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。本設(shè)計只需設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件為導(dǎo)柱和導(dǎo)套，分別安裝在動定模兩邊。導(dǎo)柱有兩種結(jié)

34、構(gòu)：一種是除安裝部分的凸肩外，長度的其余部分直徑相同，稱為帶頭導(dǎo)柱；另一種是除安裝部分的凸肩外，安裝的配合部分直徑比外伸的工作部分直徑大，稱為有肩導(dǎo)柱。本設(shè)計采用帶頭導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)如圖 4.9 所示。本設(shè)計選用的導(dǎo)柱，根據(jù) GB4169.484，采用 f7 級公差。查塑料模具技術(shù)手冊25表 96，可得：圖 4.9 中 mm， mm，01.5125L01.540l mm， mm， 00.18H0.0250.05025dmm。00.232D導(dǎo)套也有兩種結(jié)構(gòu)：一是直導(dǎo)套，主要用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合；二是帶頭導(dǎo)套，用于精度較高的場合，導(dǎo)套固定孔便于與導(dǎo)柱固定孔同時加工。本設(shè)計采用帶頭導(dǎo)套，

35、其結(jié)構(gòu)如圖 4.10 所示。圖圖 4.9 帶頭導(dǎo)柱帶頭導(dǎo)柱圖圖 4.10 帶頭導(dǎo)套帶頭導(dǎo)套查塑料模具技術(shù)手冊表 96，可得：圖4.10中 mm， mm，0.0211025d0.0250.05035dmm， mm，00.2040D00.106hmm。1.02.080H4.6.2脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計塑件成型以后，使塑件及澆注系統(tǒng)冷凝料從凹模和凸模上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計直接影響著塑件的質(zhì)量，是注塑模設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。（1）脫模機(jī)構(gòu)的選擇脫模機(jī)構(gòu)主要由推出零件、導(dǎo)向零件和復(fù)位零件三大部分組成。在脫模機(jī)構(gòu)中，凡是直接與塑件接觸的、并將塑件推出凹模或型芯的部件稱為推出

36、零件，常用的推出零件有推桿、推管、推件板、成型推桿等。本設(shè)計模具型腔比較簡單，故選用簡單的推桿脫模機(jī)構(gòu)即可。推桿選用A型圓截面推桿，其形狀如圖4.11所示。由模具結(jié)構(gòu)可以確定推桿長度為160mm，推桿的直徑為：124()L QdnE式中：推桿直徑，mm；d 安全系數(shù)，通常??；1.5 推桿長度，mm；L 脫模力，N；Q 推桿根數(shù)；n 推桿材料彈性模量，Mpa，一般取=2.1105Mpa。EE圖圖 4.11 A 型推桿型推桿將之前的相關(guān)計算數(shù)據(jù)代入上式有：124516053901.5 ()3 2.1 10d =5.77mm查參考資料 5 中塑料模的標(biāo)準(zhǔn)化表 93，根據(jù) GB4169.9184，取推

37、桿的相關(guān)尺寸mm，mm，mm，mm。 0.0100.0186d00.055S00.212D2.00160L（2）脫模力的計算注塑成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，故要對脫模力進(jìn)行計算：由于塑件的壁厚與內(nèi)徑比為，零件屬于厚壁制件，所需脫模力為5：312020td212(tan )(1)rE L fQKK式中：脫模力，N；Q 隨 f 和而變化的無因次系數(shù)，查參考資料 5 表 3-30，取值為 1；1K 隨和而變化的無因次系數(shù)，查參考資料 5 表 3-31，其值為 1；2K 型芯大小端的半徑，mm；r塑料抗拉彈性模量，MPa；E 塑料制品的平均收縮率，%； 塑料對型芯的包容長

38、度，mm；L 模具型芯的脫模斜度； 塑料與型芯的摩擦系數(shù)；f 塑料的泊松比。查相關(guān)資料得：ABS 的拉伸彈性模量=1.4MPa，成型收縮率=0.3%0.8%，塑E310料與型芯的摩擦系數(shù)=0.4，泊松比=0.35。另模具型芯的脫模斜度 =1.5，塑料對型芯f的包容長度=36mm，型芯大小端的半徑 =20mm，代入上式有：Lr 92 3.14 0.02 1.4 100.005 0.036 (0.4tan)120(1 0.35 1) 1Q N5390（3）推桿的位置布置合理的推桿位置，塑件脫模時才不會產(chǎn)生變形和頂壞。推桿位置布置原則為：推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的位置；推桿應(yīng)設(shè)在塑件輕度剛度較大處；推桿

39、的分布應(yīng)當(dāng)均勻。綜合考慮各方面因素，本設(shè)計將推桿的位置布置在離中心線100mm處，三根推桿成正三角形分布。（4）脫模機(jī)構(gòu)的復(fù)位為了保證塑件推出后合模能回到原來位置，則需設(shè)計復(fù)位部件。本設(shè)計中推桿和側(cè)型芯在合模時會發(fā)生干涉，所以采用彈簧式先復(fù)位機(jī)構(gòu)，使推出機(jī)構(gòu)在合模前先復(fù)位，確保模具合模動作順利進(jìn)行。如圖4.12所示，設(shè)置4個彈簧，彈簧安裝在復(fù)位桿上，并均勻的分布在推桿固定板的四周，以便推桿固定板受均勻的彈力，使推桿順利復(fù)位。圖圖 4.12 彈簧式先復(fù)位機(jī)構(gòu)彈簧式先復(fù)位機(jī)構(gòu)1復(fù)位桿；2上模板；3墊塊；4彈簧；5固定板；6推板第第 5 章章 模具側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計模具側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計當(dāng)制

40、品側(cè)壁上帶有與開模方向不同的側(cè)孔或凹槽等阻礙制品成型后直接脫模時，必須將成型側(cè)孔或凹槽的零件做成活動的，該零件稱為側(cè)型芯。在制品脫模前必須抽出側(cè)型芯，然后才可以從模具中脫出制品，完成側(cè)型芯的抽出與復(fù)位的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。5.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類根據(jù)動力來源不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)可分為機(jī)動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)和手動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)等三大類型。根據(jù)其結(jié)構(gòu)又可分為斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、彎銷側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、斜導(dǎo)槽側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、齒輪齒條側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)等。5.2側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的確定側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)

41、的確定本設(shè)計采用滾輪式滑板側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)（圖 5.1），滾動軸承 2 與滑板 1 相配合摩擦阻力較小。開模時，三對滾動軸承分別沿三對滑板滑動，通過軸 3 帶動型芯 4 抽出完成側(cè)抽芯。5.3抽芯距和抽芯力的計算抽芯距和抽芯力的計算理論上側(cè)向抽芯從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離稱為抽芯距，但一般情況下，為了安全，實(shí)際抽芯距比理論抽芯距大23mm。因此本在設(shè)計中實(shí)際的抽芯距mm。36339S 本設(shè)計中側(cè)型芯就是主型芯，故抽芯力等于脫模力，即：N。5390cFQ圖圖 5.1 滾輪式滑板側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)滾輪式滑板側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)1滑板；2滾動軸承；3軸； 4型芯第第 6 章章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計

42、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計在注塑成型過程中模具型腔內(nèi)的溫度是不斷變化的。使模具溫度升高的原因主要是塑料熔體帶入的熱量，還有塑料熔體充滿型腔所消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化的熱能，模具在得到熱量的同時，也在向周圍散發(fā)熱量。若單位時間內(nèi)，模具吸收的熱量和散發(fā)的熱量相平衡，則稱模具熱平衡。模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)就是把模具的熱平衡溫度調(diào)節(jié)到模具的最佳工作溫度范圍內(nèi)。6.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性模具的溫度對塑料熔體的流動、充型、塑件的形狀和尺寸精度、塑件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率等都有重要的影響。注塑模中的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)將模具溫度調(diào)節(jié)到最佳工作溫度，使注塑成型具有良好的塑件質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。6.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計計算

43、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計計算（1）塑料傳給模具的熱量單位質(zhì)量的塑料傳遞給模具的熱量可計算如下Q112()QC TTu式中：塑料的比熱容，kJ/(kg)；1C 塑料熔體進(jìn)入模具時的溫度，；1T塑件脫模時的溫度，；2T 結(jié)晶性塑料的熔化潛熱，kJ/kg。u查閱相關(guān)資料，有： kJ/kg21.047 (18050)01.36 10Q （2）模具冷卻時所需冷卻介質(zhì)的體積計算公式為： 234()vWQqC TT式中：單位時間內(nèi)注入模具的塑料熔體質(zhì)量，kg；W 冷卻介質(zhì)密度，kg/m3； 冷卻介質(zhì)比熱容，kJ/(kg)；2C 冷卻介質(zhì)出口溫度，；3T 冷卻介質(zhì)入口溫度，。4T查閱相關(guān)資料，有： m3/min24

44、30.079 1.36 104.26 101.0 104.2 (2822)vq有上述計算可知，因模具冷卻時所需冷卻介質(zhì)的體積很小，故無需另設(shè)冷卻水道，模具在空氣中自冷即可。6.3模具加熱裝置設(shè)計模具加熱裝置設(shè)計因 ABS 要求的模溫為 5070，不超過 80，故無須設(shè)置加熱裝置。第第 7 章章 注塑機(jī)的校核注塑機(jī)的校核7.1注射量校核注射量校核一次注射行程的實(shí)際注射量為 sjVnVV式中：一個成型周期內(nèi)所需注射的塑料體積，cm3；V型腔數(shù)量；n單個塑件的體積，cm3；sV澆注系統(tǒng)所需的塑料體積，cm3。jV cm337.60.537.1V 注射機(jī)最大注射容積3max0.75125VVcm注注射

45、機(jī)最小注射容積3min0.2525VVcm注 minmaxVVV所以注射量選擇合適。7.2鎖模力的校核鎖模力的校核高壓塑料熔體剛充滿模具型腔時會產(chǎn)生沿開模方向的脹模力，為了防止模具分型面被脹模力頂開而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，模具鎖模力必須大于脹模力。0()sjFkp nAA鎖式中：注射機(jī)的鎖模力，N；F鎖壓力損失系數(shù)，一般取 0.20.4；k注射壓力，Mpa；0p單個塑件在分型面上的投影，mm2；sA澆注系統(tǒng)在分型面上的投影，mm2。jA本設(shè)計中：310860F鎖0()0.3 90 (345456.43)105312.9sjkp nAA鎖模力大于脹模力，鎖模力合適。7.3開模行程的校核開模行程的校核注塑

46、機(jī)的開模行程指開、合模過程中動模固定板的移動距離。它的大小直接影響模具所能成型的塑件的大小。因此，模具設(shè)計時，必須校核所需開模距離是否與注塑機(jī)開模行程相適合。本設(shè)計模具為雙分型面注塑模，有max12(5 10)SHHa式中：注塑機(jī)最大開模行程，mm；maxS 塑件脫模所需推出距離，mm；1H 塑件高度，mm；2H 取出澆注系統(tǒng)冷凝料所需距離，mm。a本設(shè)計中=300mmmaxS12(5 10)112HHa塑機(jī)開模行程大于開模距離，所以塑機(jī)開模行程合適。7.4模具厚度的校核模具厚度的校核模具厚度是指模具閉合的厚度，又稱閉合高度。所設(shè)計的模具厚度應(yīng)在注塑機(jī)允許的模具最大與最小厚度之間，否則將不可能

47、獲得規(guī)定的鎖模力。即minmaxmHHH式中：模具厚度，mm；mH 、注塑機(jī)允許的最大、最小模具厚度，mm。maxHminH本設(shè)計中=244mm，=200mm，=300mm，滿足的安裝條件。mHminHmaxHminmaxmHHH經(jīng)驗(yàn)證，XS-ZY125型注塑機(jī)能夠滿足使用要求，故可以采用。第第 8 章章 模具裝配總圖模具裝配總圖圖圖 8.1 裝配圖裝配圖圖中 1限位銷，2型芯導(dǎo)套，3滑板，4鎖緊塊，5側(cè)型芯，6定模鑲塊，7側(cè)型芯，8定模，9彈簧，10定距拉桿，11墊圈，12復(fù)位桿，13彈簧，14動模，15動模鑲塊，16推桿，17側(cè)型芯，18軸，19滑動軸承，20滑板致致 謝謝在本次設(shè)計過程中

48、，我遇到了許多疑難的問題，有的問題我通過查閱相關(guān)資料得到了解決，但很多問題我不能通過查閱資料解決，不過設(shè)計過程中，得到了學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師的指導(dǎo)和幫助，讓我能順利地完成本次設(shè)計。感謝學(xué)校給我們一個很好的環(huán)境，讓我們安心的做畢業(yè)設(shè)計，也要感謝學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師對我們設(shè)計的指導(dǎo)和幫助。本次畢業(yè)設(shè)計我的指導(dǎo)老師是龔冬梅老師，在設(shè)計過程中，我始終得到了龔老師悉心指導(dǎo)和幫助。龔老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，求實(shí)的工作作風(fēng)，深深地感染著我，激勵著我，在設(shè)計過程中，給了我很多的啟發(fā)和引導(dǎo)，讓我能順利地完成設(shè)計。在此，我對龔老師表示衷心的感謝！最后還要感謝本設(shè)計所涉及的學(xué)者，本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，沒有你們研究成果的啟

49、發(fā)和幫助，我將很難完成論文的寫作，在這一并表示感謝！ 參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：1 孫玲塑料成型工藝與模具設(shè)計清華大學(xué)出版社，2008，第1版2 朱光力，萬金保塑料模具設(shè)計清華大學(xué)出版社，2003，第1版3 譚雪松，林曉新，溫麗新編塑料模具設(shè)計手冊人民郵電出版社，2007，第1版4 宋王恒塑料注射模具設(shè)計實(shí)用手冊航空工業(yè)出版社，1994，第1版5 塑料模具技術(shù)手冊編委會塑料模具技術(shù)手冊機(jī)械工業(yè)出版社，1997，第1版6 陸寧實(shí)用注塑模具設(shè)計中國輕工業(yè)出版社 ，1997，第1版7 齊衛(wèi)東注塑模具圖集北京理工大學(xué)出版社，2007，第1版8 韓進(jìn)宏互換性與技術(shù)測量機(jī)械工業(yè)出版社，2011，第1版9 劉朝儒

50、等機(jī)械制圖高等教育出版社，2006，第5版10蔣繼宏，王效岳注塑模具典型結(jié)構(gòu)100例中國輕工業(yè)出版社，2000，第1版11張維合注塑模具設(shè)計實(shí)用教程化學(xué)工業(yè)出版社，2007，第2版12楊占堯塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計清華大學(xué)出版社，2004，第1版13肖亞慧模具工工作手冊化學(xué)工業(yè)出版社，2007，第1版14濮良貴，紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計高等教育出版社，2006，第8版15劉吉兆，畢經(jīng)霞注射模澆口位置和數(shù)目的選擇模具工業(yè)，2005，03，45-4816張連碩注塑模具澆注系統(tǒng)設(shè)計及工藝探討工業(yè)設(shè)計，2011,09,13717楊占堯現(xiàn)代模具工手冊化學(xué)工業(yè)出版社，2007，第1版18許發(fā)樾模具結(jié)構(gòu)形式與應(yīng)用手冊機(jī)械工業(yè)出版社，2006，第1版19黃建娜，蘇君塑料注射模合理型腔數(shù)目確定方法的探討技術(shù)與市場，2010，17(8)，7320馮炳堯等模具設(shè)計與制造簡明手冊. 上?？萍汲霭嫔? 1985，第1版21徐超輝，侯銀?；赑roE的三通管注射模設(shè)計模具制造，2009，8，39-43