注塑模具畢業(yè)論文(注塑模具)

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1、 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：保險(xiǎn)座塑料注塑模具設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： B090202 學(xué) 生： 李煜 學(xué) 號(hào)： B09020213 指導(dǎo)教師：

2、 王沁 2013年05月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系別 機(jī)電信息系 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)B090202姓名李煜學(xué)號(hào)B09020213 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 保險(xiǎn)座塑料注射模具設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義：塑料注射模具的設(shè)計(jì)是在當(dāng)今大部分塑料制品生產(chǎn)中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，各行各業(yè)，各種產(chǎn)品幾乎都要用到注射模生產(chǎn)的塑料零配件，因此掌握塑料注射模的設(shè)計(jì)技能是機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的基本要求之一。

3、 通過塑料制品的注塑模具設(shè)計(jì)，能夠熟悉和掌握塑料制品設(shè)計(jì)全過程，能夠根據(jù)不同塑料材料的性能，塑料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)哪＞呓Y(jié)構(gòu)，并掌握模具主要零件的強(qiáng)度計(jì)算及主要零件的尺寸確定，掌握材料的選擇，通過該設(shè)計(jì)，應(yīng)能檢查外語翻譯及理解能力，能熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖。通過設(shè)計(jì)后，能夠完全獨(dú)立完成中等難度以上塑料注射模具設(shè)計(jì)，并能在選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。 3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容(理工科含技術(shù)指

4、標(biāo))： (1)分析塑料的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對(duì)注塑成型的影響； (2)進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括注塑機(jī)的選型，分型面得確定，澆口形式的選擇等； (3)完成有關(guān)成型零件工作尺寸的計(jì)算。成型型腔壁厚計(jì)算；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等； (4)完成模具裝配圖及主要零件圖的繪制； (5)論文撰寫符合管理規(guī)范手冊(cè)要求。

5、 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排(含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn))： 第1-3周，選題、收集資料了解模具設(shè)計(jì)的背景、理解題目、開題報(bào)告 第4-6周，分析塑件的形狀特點(diǎn)，確定方案，完成英文文獻(xiàn)的翻譯 第7-15周，進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制模具裝配圖及零件圖，完成相關(guān)的計(jì)算 第16周，按照論文格式要求書寫論文，提交論文，準(zhǔn)備答辯。 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的工作量要求 撰寫15000字論文

6、① 實(shí)驗(yàn)(時(shí)數(shù))*或?qū)嵙?xí)(天數(shù))： ② 圖紙(幅面和張數(shù))*： 折合A0圖紙3張 ③ 其他要求： 查閱資料不少于15篇 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名：

7、 年 月 日 系主任審批： 年 月 日 說明：1本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入冊(cè)，一份教師自留。 2 帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選。 保險(xiǎn)座塑料注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，它是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向，許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。本論文主要介紹了保險(xiǎn)座的塑料注塑模具的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中首先通過分析塑件的形狀及工藝特性，選擇了合適的模具設(shè)計(jì)方案；其次是對(duì)注

8、塑機(jī)的選擇，包括注射機(jī)的初選和注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，并確定了注射機(jī)；再次完成模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括分型面的選擇和確定、型腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的選擇、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇。最后對(duì)成型零件尺寸進(jìn)行計(jì)算，確定工藝參數(shù)。 采用此模具能夠保證塑件尺寸外形以及表面要求，而且成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開模容易、效率高，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：塑料注塑模具；注塑機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) The design of plastic injection mould for the Safety box Abstract Mold is

9、widely used in industrial production the main technological equipment,It is an important means of modern industrial production and process d-evelopment direction,Many modern industrial development and the improveme-nt of the technical levels,Largely depends on the development of die and mo-uld indus

10、try level.This paper mainly introduced the plastic injection mold ins-urance seat of design. First through analysis in the design of plastic parts,process characteristics and shape,choose the proper mould design,Second is the choice of injection,mcluding injection machine of primaries and injection

11、 machine related par-ameter respectively,To determine the injection machine;Complete the die structure design again.Enclose the choice and determination parting,Cavity number of determining and cavity arrangement.The design of gating system,Molding partsstructure design.Core-pulling mechanism design

12、,selection of launch institutions, cooling system design,standard formwork choice,Finally calculated for moldingparts size,determine the process parameters. Using this mold can guarantee plastics dimension appearance and surface requirements.And low cost,simple structure and easy to open mold,high

13、efficiency,with strong practicability. KeyWords: Plastic injection mold; injection machine; Structure design 主要符號(hào)表 K 安全系數(shù) E 材料彈性模量 Smax 塑料的最大收縮率 P1 脫模阻力 Smin 塑料的最小收縮率 C 型芯成型部分?jǐn)嗝娴钠骄? P0 單位面積的包緊力 h 型芯被塑料包緊部分的長(zhǎng)度 Δs 塑件公差 P0 單位面積的包緊力 D腔 型腔內(nèi)形尺寸 Φ 安全系數(shù) Q

14、cp 塑料平均收縮率 S 頂頂出行程 ds 塑件外徑基本尺寸 1 富裕量 Ds 塑件內(nèi)形基本尺寸 2 頂出行程富裕量 h腔 凸模/型芯高度尺寸 α 傾斜角 Hs 塑件內(nèi)形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力 P1 動(dòng)模受的總壓力 P 斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 F 塑件的投影面積 ε 塑件收縮率 P 型腔壓力 f 摩擦系數(shù) K 修正系數(shù) μ 塑料泊桑比 B 動(dòng)模墊板的寬度 L 支撐塊的跨距 目 錄 1 緒論 1 1.1 前言 1 1.2模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1 1.2.1塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 1

15、 1.2.2我國(guó)塑料模具發(fā)展走勢(shì) 3 1.3本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容 5 2 模具方案的論證和選擇 6 2.1分型面的選擇 6 2.2分型面選擇原則 6 2.2.1分型面的分類 6 2.2.2分型面的選擇原則 7 2.2.3分型面的確定 7 3 注射機(jī)的選擇 8 3.1零件的材料及其注射工藝性 8 3.1.1 ABS的工藝條件 8 3.2型腔數(shù)目的確定及分布 8 3.3注塑機(jī)的選擇 9 3.4注射機(jī)參數(shù)校核 9 3.4.1最大注射量校核 9 3.4.2最大注射壓力的校核 9 3.4.3鎖模力的校核 9 3.4.4開模行程校核 10 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11

16、 4.1澆注系統(tǒng)的作用 11 4.2澆注系統(tǒng)的組成 11 4.2.1主流道部分設(shè)計(jì) 11 4.2.2冷料穴設(shè)計(jì) 12 4.2.3分流道設(shè)計(jì) 12 4.2.4澆口設(shè)計(jì) 13 5 成型零件工作尺寸的計(jì)算 14 5.1 影響塑件尺寸精度的因素 14 5.2模具成型零件的工作尺寸計(jì)算 14 5.2.1成形收縮率 15 5.2.2模具成形零件的制造誤差 15 5.2.3零件的磨損 15 5.2.4模具的配合間隙的誤差 15 5.3型腔和型芯尺寸計(jì)算 15 5.3.1型腔徑向尺寸計(jì)算 15 5.3.2型腔的深度尺寸 16 5.3.3型芯的徑向尺寸 16 5.3.

17、4型芯的高度尺寸 16 5.3.5中心距尺寸計(jì)算 16 5.4動(dòng)模板的強(qiáng)度校核 16 6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 6.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 19 6.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 19 6.1.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則: 19 6.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 19 6.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 20 6.2.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 20 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21 7.1 基本考慮和要求 21 7.2 推出機(jī)構(gòu)的確定 21 7.3 推件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本原則 21 7.4 頂桿橫截面直徑校核 22 7.4.1脫模力的計(jì)算 22 7.4.2推桿直徑的校核 22 8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)

18、的設(shè)計(jì) 24 8.1 基本考慮和要求 24 8.1.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)具備的基本功能 24 8.2 抽芯機(jī)構(gòu)的概述 24 8.3斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則與確定 24 8.4 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算 25 8.4.1抽芯距S 25 8.4.2斜導(dǎo)柱傾斜角的確定 25 8.4.3斜導(dǎo)柱直徑的確定 26 8.4.4斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算 27 8.5 滑塊的設(shè)計(jì) 27 8.6 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 28 8.7 滑塊定位裝置 28 8.7.1滑塊的作用和結(jié)構(gòu)形式 28 9 模具的材料 29 9.1 塑料模具用鋼的必要條件 29 9.2 選擇鋼材的條件 29 9.

19、3 本模具材料的選擇 29 9.4 模具的淬火硬度 30 9.5 模具的表面粗糙度 30 9.6 熱處理的選擇 30 10 模具的可行性析 31 10.1其它結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 31 10.2 本模具的特點(diǎn) 31 10.3 市場(chǎng)前景與經(jīng)濟(jì)效益分析 31 11 總結(jié) 32 參考文獻(xiàn) 33 致 謝 34 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 36 1 緒論 1.1前言 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰

20、亡工業(yè)”之稱。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，也是發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少無切削技術(shù)不可缺少的工具。如汽車、拖拉機(jī)、電器、電機(jī)、儀器儀表、電子等行業(yè)有60%—80%的零件需用模具加工，輕工業(yè)制品的生產(chǎn)中應(yīng)用模具更多。螺釘、螺母、墊圈等標(biāo)準(zhǔn)零件，沒有模具就無法大量生產(chǎn)。并且推廣工程塑料、粉末冶金、橡膠、合金壓鑄、玻璃成型等工藝，全部需用模具來進(jìn)行。由此看來，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，它是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向，許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此，模具技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及水平的高低，直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展。也是衡量一個(gè)國(guó)家工藝水平的重要標(biāo)志

21、之一 [1]。 1.2模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1.2.1塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放20多年來，我國(guó)(除港臺(tái)地區(qū)外，下同)的模具工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，設(shè)計(jì)、制造加工能力和水平、產(chǎn)品檔次都有了很大的提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有模具專業(yè)生產(chǎn)廠、產(chǎn)品廠配套的模具車間（分廠）近17000家，約60萬從業(yè)人員，年模具總產(chǎn)值達(dá)200億元人民幣。但是，我國(guó)模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的60％左右，還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。目前，國(guó)內(nèi)需要的大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命的模具還主要依靠進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，1997年進(jìn)口模具價(jià)值6.3億美元，這還不包括隨設(shè)備一起進(jìn)口的模具；1997年出口模具僅為7800

22、萬美元。1997年中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)下屬的209家骨干企業(yè)（含產(chǎn)品廠的模具車間）的統(tǒng)計(jì)資料表明，其模具總產(chǎn)值13.7億元人民幣，進(jìn)口模具大約為336萬美元。目前我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平和制造能力，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的瓶頸[2]。 a. 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀:按照中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的劃分，我國(guó)模具基本分為10大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分[3]。按產(chǎn)值計(jì)算，目前我國(guó)沖壓模占50％左右，塑料成形模約占20％，拉絲模約占10％，而世 界上發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40％以上[4]。我國(guó)沖壓模大多為簡(jiǎn)單模、單工

23、序模和符合模等，精沖模，精密多工位級(jí)進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達(dá)到1億次以上，精度達(dá)到3～5um，有50個(gè)以上的級(jí)進(jìn)工位，與國(guó)際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比，處于80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平[5]。 我國(guó)的塑料成形模具設(shè)計(jì)，制作技術(shù)起步較晚，整體水平還較低。目前單型腔，簡(jiǎn)單型腔的模具達(dá)70％以上，仍占主導(dǎo)地位。一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造。模具平均壽命約為80萬次左右，主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重、模具排氣不暢和型腔易損等，注射模精度已達(dá)到5um以下，最高壽命已突破

24、2000萬次，型腔數(shù)量已超過100腔，達(dá)到了80年代中期至90年代初期的國(guó)際先進(jìn)水平[6]。 b. 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀:我國(guó)模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊，懸殊較大。從總體上來講，與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比，還有較大的差距。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面，無論是應(yīng)用的廣泛性，還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面，僅有約10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了CAD，距拋開繪圖板還有漫長(zhǎng)的一段路要走；在應(yīng)用CAE進(jìn)行模具方案設(shè)計(jì)和分析計(jì)算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動(dòng)畫游戲階段；在應(yīng)用CAM技術(shù)制造模具方面，一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備

25、，二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備（包括近10多年來引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備）或因計(jì)算機(jī)制式（IBM微機(jī)及其兼容機(jī)、HP工作站等）不同，或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有5%左右的模具制造設(shè)備近年來才開展這項(xiàng)工作；在應(yīng)用CAPP技術(shù)進(jìn)行工藝規(guī)劃方面，基本上處于空白狀態(tài)，需要進(jìn)行大量的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作；在模具共性工藝技術(shù)，如模具快速成型技術(shù)、拋光技術(shù)、電鑄成型技術(shù)、表面處理技術(shù)等方面的CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)才剛起步[7,8]。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累。我國(guó)大部分模具廠、車間的模具業(yè)務(wù)設(shè)備陳舊，在役期長(zhǎng)、精度差、效率低，至今仍在使用普通的鍛、車、銑

26、、刨、鉆、磨設(shè)備加工模具，熱處理加工仍在使用鹽浴、箱式爐，操作憑工人的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備簡(jiǎn)陋，能耗高。設(shè)備更新速度緩慢，技術(shù)改造，技術(shù)進(jìn)步力度不大。雖然近年來也引進(jìn)了不少先進(jìn)的模具業(yè)務(wù)設(shè)備，但過于分散，或不配套，利用率一般僅有25%左右，設(shè)備的一些先進(jìn)功能也未能得到充分發(fā)揮。缺乏技術(shù)素質(zhì)較高的模具設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人，尤其缺乏知識(shí)面寬、知識(shí)結(jié)構(gòu)層次高的復(fù)合型人才。中國(guó)模具行業(yè)中的技術(shù)人員，只占從業(yè)人員的8%~12%左右，且技術(shù)人員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平也較低。1980年以前從業(yè)的技術(shù)人員和技術(shù)工人知識(shí)老化，知識(shí)結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需要；而80年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)匱乏，動(dòng)手能力

27、差，不安心，不愿學(xué)技術(shù)。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降，而且人才結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了新的斷層，青黃不接，使得模具設(shè)計(jì)、制造的技術(shù)水平難以提高。 c. 模具工業(yè)配套材料，標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀:近10多年來，特別是“八五”以來，國(guó)家有關(guān)部委已多次組織有關(guān)材料研究所、大專院校和鋼鐵企業(yè)，研究和開發(fā)模具專用系列鋼種、模具專用硬質(zhì)合金及其他模具業(yè)務(wù)的專用工具、輔助材料等，并有所推廣。但因材料的質(zhì)量不夠穩(wěn)定，缺乏必要的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，規(guī)格品種較少，大型模具和特種模具所需的鋼材及規(guī)格還有缺口。在鋼材供應(yīng)上，解決用戶的零星用量與鋼廠的批量生產(chǎn)的供需矛盾，尚未得到有效的解決。另外，國(guó)外模具鋼材近年

28、來相繼在國(guó)內(nèi)建立了銷售網(wǎng)點(diǎn)，但因渠道不暢、技術(shù)服務(wù)支撐薄弱及價(jià)格偏高、外匯結(jié)算制度等因素的影響，目前推廣應(yīng)用不多。模具業(yè)務(wù)的輔助材料和專用技術(shù)近年來雖有所推廣應(yīng)用，但未形成成熟的生產(chǎn)技術(shù)，大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段，如模具表面涂層技術(shù)、模具表面熱處理技術(shù)、模具導(dǎo)向副潤(rùn)滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤(rùn)滑技術(shù)、模具去應(yīng)力技術(shù)、模具抗疲勞及防腐技術(shù)等尚未完全形成生產(chǎn)力，走向商品化。一些關(guān)鍵、重要的技術(shù)也還缺少知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)，80年代初才形成小規(guī)模生產(chǎn)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度及標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋面約占20%，從市場(chǎng)上能配到的也只有約30個(gè)品種，且僅限于中小規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、熱流道元件等剛剛開始供

29、應(yīng)，模架及零件生產(chǎn)供應(yīng)渠道不暢，精度和質(zhì)量也較差[9,10]。 1.2.2我國(guó)塑料模具發(fā)展走勢(shì) a. 模具軟件功能集成化:模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的[11,12]。如英國(guó)Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染、塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測(cè)量系統(tǒng)等[13,14]。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/ENGINEER、

30、UG和CATIA等。國(guó)內(nèi)有上海交通大學(xué)金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等[16]。 b. 模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì):隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化，現(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2～3μm，目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)、日本等國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風(fēng)汽車模具廠不僅擁有意大利產(chǎn) 3250mm×3250mm三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀，率先在國(guó)內(nèi)采用數(shù)碼攝影、光學(xué)掃描作為空間三維信息的獲得手段，

31、從而實(shí)現(xiàn)了從測(cè)量實(shí)物→建立數(shù)學(xué)模型→輸出工程圖紙→模具制造全過程，成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應(yīng)控制、PCE能量控制及自動(dòng)編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制(FC)等技術(shù)。銑削加工是型腔模具業(yè)務(wù)的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的5～10倍)及可加工硬材料(<60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具業(yè)務(wù)中日益受到重視。

32、 c. 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速:模具工業(yè)要上水平，材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火鋼(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型熱作模具鋼有美國(guó)H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼(如美國(guó)P20)、時(shí)效硬化型鋼(如美國(guó)P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國(guó)D2，日本PD613、PD555、瑞典一勝白136等)、粉末模具鋼(如日本KAD18和KAS440)等；覆

33、蓋件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V鑄鐵等，大型模架用HT250。多工位精密沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金YG20等。在模具表面處理方面，其主要趨勢(shì)是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對(duì)激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍(刷鍍)防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。 d. 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同:在成形工藝方面，主要有沖壓模

34、具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。具體主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。 1.3本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容 論文的任務(wù)如下： a. 分析塑料的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對(duì)注塑成型的影響，完成保險(xiǎn)座的塑件結(jié)構(gòu)的繪制，如圖1.1

35、和1.2所示。 圖1.1塑件零件三維圖 圖1.2塑件零件二維圖 b. 進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括注塑機(jī)的選型，分型面得確定，澆口形式的選擇等； c. 完成有關(guān)成型零件工作尺寸的計(jì)算。成型型腔壁厚計(jì)算；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等 。 2 模具方案的論證和選擇 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析，可選擇以下兩個(gè)方案，兩個(gè)方案的比較： 方案一：采用直澆口式直澆口又稱中心澆口、主流道型澆口或非限制性澆口，塑料熔體直接由主流道進(jìn)入型腔，因而具有流動(dòng)阻力小、流料速度快及補(bǔ)縮時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，但注射壓力直接作用在塑件上容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形，澆口痕跡和較明顯，并且較難清除，

36、這類澆口大多數(shù)用于注射成型大型厚壁長(zhǎng)流程深型腔的塑件以及一些高粘度塑料。而本設(shè)計(jì)的塑件體積小，型腔不深，壁厚較薄，所以不宜采用直澆口。 方案二：采用側(cè)澆口式側(cè)澆口又稱邊緣澆口。塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多位矩形狹縫，調(diào)整截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進(jìn)料位置。本設(shè)計(jì)可以在塑件側(cè)面采用側(cè)澆口，并且側(cè)處外觀質(zhì)量要求不高，即使有一定的澆口痕跡對(duì)塑件的外觀也不影響，所以采用側(cè)澆口。 綜合考慮到塑件的外觀和結(jié)構(gòu)上的要求，采用側(cè)澆口比較合適，所以選擇方案二。 2.1分型面的選擇 將模具適當(dāng)?shù)胤殖?/p>

37、兩個(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可以分離部分的接觸表面分開時(shí)能取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面成為模具的分型面，本例為側(cè)澆口，應(yīng)該用兩版式結(jié)構(gòu)。選擇單分型面。 2.2分型面選擇原則 分型面是動(dòng)、定模具的分界面，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(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。 2.2.1分型面的分類 實(shí)際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況： a. 型腔完全在動(dòng)模一側(cè)； b. 型腔完全在定模一側(cè)； c. 型腔各有一部分在動(dòng)定、模中。 2.2.2分型面的選擇原則 分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正

38、常成型和脫模，而且設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)和制造成本。一般來說，分型面的總體選擇原則有以下幾條： a. 脫出塑件方便； b. 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單； c. 型腔排氣順利； d. 確保塑件質(zhì)量； e. 無損塑件外觀； d. 合理利用設(shè)備。 2.2.3分型面的確定 鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在塑件的上表面。本例應(yīng)該用如圖2.1示分型面。 圖2.1分型面的結(jié)構(gòu) 3 注射機(jī)的選擇 3.1零件的材料及其注射工藝性 此零件的材料是ABS。中文名稱：丙烯腈—丁二烯—苯乙烯。 3.1.1 ABS的工藝條件 a. 流動(dòng)性：ABS流動(dòng)性能較好。 b. 壓力影響：壓力增加則塑料熔體受

39、剪作用力增大，熔體的表觀粘度下降，因而其流動(dòng)性增大。 c. 模具溫度：50~80℃。6mm以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度，塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異。對(duì)于最優(yōu)的加工周期時(shí)間，冷卻腔道直徑應(yīng)不小于8mm，并且距模具表面的距離應(yīng)在1.3d之內(nèi)（這里“d”是冷卻腔道的直徑）。 d. 注射壓力：100~140MPa。 e. 注射速度：建議使用高速注射。 f. 注意事項(xiàng)：在選擇澆注系統(tǒng)進(jìn)料口位置、形式，頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑料表面呈現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2℃以上 表3.1 ABS注射工藝參數(shù) 注射機(jī)類型

40、 螺桿式 模具溫度（oC） 60~70 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30~60 注射壓力(MPa) 70~90 噴嘴形式 直通式 保壓力(MPa) 50~70 噴嘴溫度（oC） 180~190 注射時(shí)間(s) 3~5 料桶前段溫度（oC） 200~210 保壓時(shí)間(s) 15~30 料桶中段溫度（oC） 210~230 冷卻時(shí)間(s) 15~30 料桶后段溫度（oC） 180~200 成型周期(s) 40~70 3.2型腔數(shù)目的確定及分布 由于塑件尺寸較小，單個(gè)塑件體積為12.37㎝3，且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，有二個(gè)側(cè)抽機(jī)構(gòu)。所以設(shè)計(jì)時(shí)可以

41、確定腔數(shù)為雙型腔。 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)稱排列及復(fù)合排列等。本設(shè)計(jì)模具型腔在模板上的排列方式采用直線排列。 3.3注塑機(jī)的選擇 根據(jù)塑件體積為12.37㎝3，并且塑件大小69×30×20mm,又因?yàn)槟＞邽殡p型腔以及澆注系統(tǒng)在內(nèi)，選擇注射機(jī)為XS-ZY-125，為螺桿式。 XS-ZY-125的技術(shù)規(guī)范 額定注射量(cm3) 125 最大成型面積(cm2) 320 螺桿直徑(mm) 42 最大開（合）模行程(mm) 300 注射壓力(Mpa) 119 模具最大厚度(mm) 300 注射行程(mm) 300 模

42、具最小厚度(mm) 200 動(dòng)定模固定板尺寸(mm) 420×450 瑣模力(kN) 900 噴嘴孔直徑(mm) 4 噴嘴圓弧半徑(mm) 12 定位圈直徑(mm) 100 兩側(cè)頂出孔徑(mm) 22 兩側(cè)頂出孔距(mm) 230 3.4注射機(jī)參數(shù)校核 3.4.1最大注射量校核 塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的80%，注射機(jī)多以公稱容量來表示，可采用下式校核： Gmax=cpG (3.1) 式中 Gmax為注射機(jī)可注射的最大注射量（g）； c為料筒溫度下塑料的體積膨脹

43、率的校正系數(shù)，對(duì)于結(jié)晶形塑料，c0.85；對(duì)于非結(jié)晶形塑料，c0.93； P為所用塑料在常溫下的密度（g/cm3），p=1.02 g/cm3； G為注射機(jī)的公稱注射量(g)，G=125g。 ∴ G=0.93×1.02×125=118.6g 則 M≤80％G，故所選注塑機(jī)的最大注射量符合要求。 3.4.2最大注射壓力的校核 注射壓力是指在螺桿頭部產(chǎn)生的熔體壓強(qiáng)，注射壓力過低會(huì)導(dǎo)致型腔壓力不足，熔體不能順利充滿型腔；反之，注射壓力過大，不僅會(huì)造成制品溢料，甚至系統(tǒng)過載。螺式注射機(jī)ABS注射壓力一般是60～100MPa，取80Mpa。注射機(jī)注射壓力為119 MPa，滿足要求。

44、 3.4.3鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)在工作過程中對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。在選用注射機(jī)時(shí)，要對(duì)其合模機(jī)構(gòu)進(jìn)行校核。 (3.2) 式中P為單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積； A2 為澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積； N 為型腔數(shù)量； p 為塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力； F 為鎖模力。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取模腔平均壓力P為30 Mpa，因?yàn)槭莾汕豢倝毫?0 Mpa。通過計(jì)算可知塑件在分型面上的投影面積為A=69×12+32×4mm2=1232mm2 。 計(jì)算鎖模力為F =pA=60×106×1232=73920N<90000

45、0 N，所以滿足鎖模力的要求。 3.4.4開模行程校核 所選注射機(jī)的最大開模行程為350㎜，模具結(jié)構(gòu)為斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的單分型面注射模，其開模距為： (3.3) 式中H1 為脫模距離(mm)，為55mm； H2 為包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度(mm)，為30mm； a為定模板離開澆口板的距離(mm)，為10mm； 所以，開模行程大概為95mm<350mm，滿足要求。 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1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型腔各處，獲得外觀清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件

46、。對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求是：對(duì)模腔的填充迅速有序；可同時(shí)充滿各個(gè)型腔；熱量和壓力損失較??；盡可能消耗較少的塑料；能夠使型腔順利排氣；澆注道凝料容易與塑料分離或切除；不會(huì)使冷料進(jìn)入型腔；澆口痕跡對(duì)塑料外觀影響很小。 4.2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。 4.2.1主流道部分設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。屬于從熱的塑料熔體到相對(duì)較冷的模具的一段過渡的流動(dòng)長(zhǎng)度，因此它的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動(dòng)速度及填充時(shí)間，必須使塑料熔體的溫度降和壓力降最小，主流道垂直于分型面。 主流道長(zhǎng)度一般按模

47、板厚度確定，但為減小充模時(shí)的壓力降和減小物料損耗，中小模具控制在80mm以內(nèi)，在出現(xiàn)過長(zhǎng)主流道時(shí)，可將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴深入模具。本題取L為55mm。主流道襯套如圖4.1所示： 圖4.1 澆口套 各部分尺寸如下： d1——注射機(jī)噴嘴孔直徑為 d1=4mm； R1——噴嘴圓弧半徑為 R1=12 mm； d——主流道小短直徑 d=4+1=5 mm； R——主流道球面半徑 R=12/2+2=16 mm； Ra——表面粗糙度 Ra≦0.8um； a——主流道錐角 =6°； L——主流道長(zhǎng)度 L=55 mm； r——主流道出口端圓角 r=6.5

48、mm； h——球面配合高度 h=3 mm； D——主流道大端直徑 D=8 mm； 4.2.2冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴是用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設(shè)在主流到對(duì)面的動(dòng)模板上（亦即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1～1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。 本設(shè)計(jì)中，冷料穴和分流道均開設(shè)在中間板上，主流道的大端直徑D為8 mm，所以冷料穴的直徑可以取9mm，深度可以取10mm。 4.2.3分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的

49、通道。多型腔膜局一定要設(shè)置分流道，大型塑件由于使用多澆口進(jìn)料也許設(shè)置分流道。 分流道的截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、六角形和U字型等。為減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大；從熱傳導(dǎo)角度考慮，為減少熱損失，要求流道的比表面及（截面積與外周之比）最小。因此，用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率。各種截面的效率為：圓形0.25D，正方形0.25D，六角形0.217D，U字型0.153D，梯形0.195D，D為截面大端寬度。當(dāng)分型面為平面時(shí)，可采用圓形或六角形截面的分流道；當(dāng)截面不是平面時(shí)，常采用梯形或半圓形截面的流道。塑料熔體在流道中流動(dòng)時(shí)，表層冷凝凍結(jié)，其絕緣作用，熔體僅

50、在流道中心部分流動(dòng)，一次分流道的理想狀態(tài)是其中心與澆口中心一致，圓形截面流道可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而梯形截面流道就難以實(shí)現(xiàn)。因此要求所設(shè)計(jì)的分流道能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失和熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。 4.2.4澆口設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。通常用的有側(cè)澆口，點(diǎn)澆口等。 本設(shè)計(jì)澆口采用側(cè)澆口，共取2個(gè)澆口，模具結(jié)構(gòu)采用單分型面。 側(cè)澆口的截面為半圓形。直徑d一般在0.8～2.0

51、mm范圍內(nèi)選取，常用的直徑是0.8～1.5 mm。根據(jù)《簡(jiǎn)明模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》第1版，為ABS推薦的點(diǎn)澆口尺寸，在壁厚為1.5～3mm之間直徑為0.9～1.8mm，此處取1.5 mm。如圖4.2所示： 圖4.2澆口分流道形式 5 成型零件工作尺寸的計(jì)算 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該對(duì)成型零件的結(jié)構(gòu)形式、計(jì)算尺寸、強(qiáng)度校核給以足夠的重視。 5.1影響塑件尺寸精度的因素 a. 模具成型零件尺寸精度的因素模具成型零件的加工精度直接影響塑件的尺寸精度。實(shí)踐表明，因模具成型零件的加工而造成的誤差約占塑料塑件成型誤差的三分之一。通常模具的制造精度等級(jí)為3～4級(jí)即可。 b. 模具成型零件的磨損量模具

52、在使用過程中，由于料流的流動(dòng)，塑料塑件的脫模，都會(huì)使模具成型零件受到磨損。模具成型零件的不均勻磨損、銹蝕、使其表明光潔度降低，而從新研磨拋光也會(huì)造成模具成型零件的磨損，其中以塑料塑件的脫模對(duì)模具成型零件的磨損最大。因此通常認(rèn)為凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損，與脫模方向平行的面才加以考慮。磨損量隨著生產(chǎn)批量的增加而增大。計(jì)算模具成型零件工作尺寸時(shí)，對(duì)于模具生產(chǎn)批量較小的模具取小值，甚至可以不考慮其磨損量。 c. 毛邊厚度對(duì)塑件塑件尺寸精度的影響在敞開式和半閉合式壓模中，沿塑料塑件型腔周圍設(shè)有擠壓邊，把在該擠壓邊框上形成的塑料層叫毛邊。毛邊的厚度與加入的壓制材料的數(shù)量及壓制比壓有關(guān)。 利用注射

53、模成型塑料塑件時(shí)，同樣也會(huì)產(chǎn)生毛邊。由于分型面上有渣滓，或者鎖模力不夠大，或者模具零件加工精度不高，使模具零件不能緊密貼合也會(huì)形成毛邊. d. 成型工藝條件的控制及操作技術(shù)對(duì)塑料塑件尺寸精度的影響成型工藝條件包括料筒溫度、注射壓力、保壓時(shí)間、模具溫度、每次注射量、注射速度、冷卻時(shí)間、成型周期、原料的預(yù)熱及干燥等，對(duì)其進(jìn)行正確的控制和管理，有利于獲得穩(wěn)定的尺寸，質(zhì)量?jī)?yōu)異的塑料塑件，并對(duì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值也有大的影響。各種工藝條件是互相關(guān)聯(lián)的，僅對(duì)一個(gè)工藝因素進(jìn)行正確地控制，并不容易提高塑件的質(zhì)量，必須進(jìn)行全面地正確的控制。 5.2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

54、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。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個(gè)方面: 5.2.1成形收縮率 在實(shí)際工作中，成形收縮率的波動(dòng)很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為: δs=(Smax-Smin)Ls (5.1) 式中δs為件收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差(mm)； Smax為塑料的最大收縮率（%）； Smin為塑料的最小收縮率（%）； Ls為塑件尺寸(mm)。

55、 一般情況下，由收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差1/3以內(nèi)。 5.2.2模具成形零件的制造誤差 實(shí)踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7～I(xiàn)T8級(jí)之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。 5.2.3零件的磨損 模具在使用過程中，由于種種原因會(huì)對(duì)型腔和型芯造成磨損，對(duì)于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的1/6。 5.2.4模具的配合間隙的誤差 模具的成形零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應(yīng)該影響成形零件的尺寸精度和位置精度。 綜上所述，在模具型腔與型芯的設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在

56、設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補(bǔ)償值應(yīng)在試模后進(jìn)行逐步修訂。 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。 5.3型腔和型芯尺寸計(jì)算 5.3.1型腔徑向尺寸計(jì)算 (5.2) 式中 Dm為型腔的最小基本尺寸 D為塑件的最大基本尺寸； Scp為注塑件塑料的平均收縮率； Δ為塑件的尺寸公差； x 為系數(shù),x=3/4； △M為模具制造公差,按IT9級(jí)公差選取而精度要求不高的塑件按（1/3

57、-1/6）Δ選取。因?yàn)樵撍芗纫蟛桓撸园矗?/4）Δ選取。 5.3.2型腔的深度尺寸 (5.3) 式中Hm為型腔深度的最小基本尺寸； H為塑件的最大基本尺寸； X為系數(shù)，x=2/3； 其余符號(hào)同上。 5.3.3型芯的徑向尺寸 (5.4) 式中dm為型芯的最大基本尺寸； D為塑件的最小基本尺寸； X為系數(shù)，x=2/3； 其余符號(hào)同上。 5.3.4型芯的高度尺寸 (5.5) 式中 hm為型芯高度的最大尺寸； H為塑件內(nèi)形深度的最小尺寸； X為

58、系數(shù),x=2/3； 其余符號(hào)同上。 5.3.5中心距尺寸計(jì)算 (5.6) 式中Lm為模具的中心距基本尺寸； L為塑件中心距的基本尺寸； 5.4動(dòng)模板的強(qiáng)度校核 動(dòng)模墊板由于受到成型壓力的作用而發(fā)生變形，若此變形過大，就會(huì)導(dǎo)致塑件的壁厚發(fā)生變化，還會(huì)發(fā)生溢料現(xiàn)象，因此必須將其最大變形量限制到0.1～0.2 mm以下。計(jì)算公式如下： p=K2P1Bh2，P1=F×P (5.7) 式中P1為動(dòng)模受的總壓力，MPa； F為塑件及澆注系統(tǒng)在動(dòng)模上的投影面積，cm2； P為型腔壓力一般取25～45 M

59、Pa； K為修正系數(shù)，取0.6～0.75，此處取為0.7； B為動(dòng)模墊板的寬度,mm； L為支撐塊的跨距，mm。 經(jīng)計(jì)算得，在動(dòng)模上的總投影面積約為27.71 cm2，則兩個(gè)型腔所受的壓力為3400 MPa，動(dòng)模墊板所受應(yīng)力為13.62 MPa，小于材料的許用應(yīng)力[p]=1250 MPa。 表5.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算 塑件 尺寸 塑件尺寸公差 △ 塑件 等級(jí) 模具尺寸公差 (1/4)Δ 公式 系數(shù) x 模具尺寸計(jì)算結(jié)果 66 0.38 4 0.063 （5.2） 0.75 33.5 0.26 4 0.065 （5.2） 0

60、.75 62 0.32 4 0.080 （5.2） 0.75 29.5 0.24 4 0.060 （5.2） 0.75 64 0.32 4 0.080 （5.2） 0.75 31.5 0.26 4 0.065 （5.2） 0.75 2 0.12 4 0.030 （5.3） 0.67 10 0.18 4 0.045 （5.3） 0.67 6 0.16 4 0.040 （5.3） 0.67 4 0.14 4 0.035 （5.4） 0.67 5 0.14 4

61、0.035 （5.4） 0.67 5 0.14 4 0.035 （3） 0.67 4 0.14 4 0.035 （3） 0.67 5 0.16 4 0.040 （3） 0.67 8 0.16 4 0.040 （3） 0.67 3 0.14 4 0.035 （3） 0.67 4 0.14 4 0.035 （5.4） 0.67 2 0.12 4 0.030 （5.5） 0.67 10 0.18 4 0.045 （5.5） 0.67 6 0.16

62、4 0.040 （5.5） 0.67 61.8 0.38 4 0.095 （5.6） — 62.14±0.19 6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 6.1.1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。其具體作用有以下幾點(diǎn)： a. 定位作用:導(dǎo)向裝置直接保證動(dòng)、定模合模位置的正確性，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。同時(shí)在模具裝配過程中便于裝配和調(diào)整。 b. 導(dǎo)向作用:合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定

63、的側(cè)向力。 c. 承載作用:塑料熔體在充模過程中，或由于成型設(shè)備精度低的影響，可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，因而在成型過程中需要導(dǎo)向裝置能承受一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作，采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。 d. 保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用:對(duì)于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 e. 錐面定位機(jī)構(gòu)作用:對(duì)于薄壁、精密注塑模，大型、深型腔注塑模和生產(chǎn)批量大的注塑模，僅用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善的，還必須在動(dòng)、定模之間增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)，以滿足精密定位和同軸度的要求。 6.1.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則: 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對(duì)稱分布在模具分型面的四周

64、，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度和防止模板發(fā)生變形； 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度； 導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求； 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性； 為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但有時(shí)也要裝在定模板上，這就要根據(jù)具體情況而定。 6.2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。 6.2.1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

65、，大型模具采用臺(tái)階式導(dǎo)柱。對(duì)于大型模具，若導(dǎo)柱承受模板的重量，導(dǎo)柱的直徑可用下式校驗(yàn)： d=(64WL3/3Eπδ)1/4 (6.1) 式中 W為一根導(dǎo)柱承受的模板重力（N）； L為模板中心距導(dǎo)柱根部距離（mm）； E為材料彈性模量。 在導(dǎo)柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了成本，由于該模具要求不高，所以不再加油槽。故導(dǎo)柱采用不加油槽的單節(jié)式導(dǎo)柱 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為26 mm長(zhǎng)度為120 mm的導(dǎo)柱。其示意圖如圖6.1： 圖6.1導(dǎo)柱 6.2.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 由于導(dǎo)柱已選定，且該模具較小，所以由機(jī)

66、械設(shè)計(jì)手冊(cè)可查的與之相配的導(dǎo)套為。型導(dǎo)套，其內(nèi)徑為20 mm，長(zhǎng)度為60 mm。其示意圖6.2如下： 圖6.2導(dǎo)套 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.1基本考慮和要求 對(duì)脫模機(jī)構(gòu)的基本要求是； a. 運(yùn)動(dòng)靈活順暢，無卡剎和過分磨損現(xiàn)象； b. 接觸塑件的配合間隙無溢料現(xiàn)象； c. 具有足夠的強(qiáng)度、剛度，工作穩(wěn)定可靠； d. 對(duì)塑件頂推力分布均勻合理，不會(huì)引起塑件變形或?qū)⑺芗斄眩? e. 對(duì)塑件外觀無明顯損害； f. 有利于將塑件和澆注道凝料帶向動(dòng)模部分； g. 容易制造和裝配。 7.2推出機(jī)構(gòu)的確定 本模具采用的為一次頂出脫模機(jī)構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動(dòng)鑲塊等脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動(dòng)作即可頂出。基于以上原則，該模具的脫模零部件設(shè)在動(dòng)模上，選擇推件板頂出形式， 7.3推件板脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本原則 推件板推出的特點(diǎn)推出力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且不會(huì)再塑件表面留下推出痕跡，它適用于各種薄壁容器、筒形制品以及帶一個(gè)過多個(gè)孔的塑件。 推件板由模具的推桿推動(dòng)向前運(yùn)動(dòng)，將塑件從型芯上脫下