口杯上蓋的注塑模模具設計

口杯上蓋的注塑模模具設計,口杯,注塑,模具設計 畢業(yè)設計(論文) 題 目 大口杯蓋注塑模具設計 姓 名 學 號 　　 班 級 指導教師 職 稱 日 期 畢業(yè)設計（論文）課題審批表 系 班 設計(論文)課題: 口杯蓋注塑模具設計 設計者: 指導教師及專業(yè)技術職稱: 起訖日期: 年 月 日至 年 月 日 課題內容簡介： 設計依據：1、生產綱領：大批量生產 2、零件圖 3、國家有關注射模具設計標準。 設計要求： (一)成形的模具能自動脫模 1.選擇確定注射機。 2.合理選擇總體設計方案，在滿足生產效率的條件下，力求結構設計簡單緊湊，工藝性好，經濟性好。 3.為了經濟地生產注射模具，要熟悉國家有關標準，盡量選用標準零部件，或利用大量已被加工至接近合格尺寸的標準零部件。 4.對模具總體設計中所涉及到非標準零件進行適當設計。 零件圖 1張 模具總體裝配圖 1張 凹凸模零件圖 1張 非標準零件圖 若6張 補充零件加工圖 若4張 審 批 意 見 (蓋章) 年 月 日 畢業(yè)設計任務書 一、設計題目：口杯蓋注塑模具設計 二、設計目的： 本課題是培養(yǎng)綜合運用專業(yè)知識和解決實際問題的能力、提高實踐的動手能力以及課題獨立完成能力和協作配合能力，使能夠充分掌握模具制造和設計工作的基本方法。為在以后的工作中打下堅實的基礎。 三、設計要求： 1．凹模結構設計 2．凸模結構設計 3．型腔分型面設計　 4．成型零件工作尺寸計算 5. 主流道設計 6. 澆口套的設計 7. 分流道設計 8. 澆口設計 9. 排氣孔道設計 10. 導向機構的設計 說明書內容： 1.零件結構分析 2.塑料性能 3.制品的幾何屬性 4.注射機的選用 5.模具閉合厚度的校核 6.型腔上的冷卻 其他：國內外塑料模具技術比較；塑料物理熱性能；注塑機參數 參考文獻 任務書下發(fā)時間： 畢業(yè)設計完成時間 指 導 老 師： 教 研 室 主 任： 共 42 頁 第 4 頁 畢業(yè)設計開題報告 題 目口杯蓋注塑模具設計 姓 名 學 號 班 級 指導教師 職 稱 日 期 共 5 頁 第 10 頁 前 言 一 數控技術的現狀與發(fā)展趨勢 模具作為模壓產品生產的關鍵工裝，其設計與生產周期日益成為決定新產品開發(fā)周期的決定因素。目前工業(yè)發(fā)達國家的航空航天、汽車、機械、模具、機床等行業(yè)首先得益于數控技術，使上述行業(yè)的產品質量明顯提高，成本大幅度降低，獲得了市場競爭優(yōu)勢。數控加工的高效率、高精度和高度自動化等優(yōu)點在資金回轉要求快、交貨時間緊急、產品競爭激烈的模具行業(yè)是非常適宜的。例如：在汽車工業(yè)中，過去新車型的開發(fā)周期一般為10年，現在縮短為2～3年。福特、通用、豐田等公司的新車型開發(fā)周期僅為1年半，這一切都得益于企業(yè)模具設計與制造手段的現代化水平的提高。其根本原因就是模具設計與計算機技術、模具制造手段采用高速切削加工技術。所以CAD/CAM軟件技術與高速切削技術逐漸應用于加工鑄鐵和硬鋁合金，尤其是加工大型覆蓋件沖壓模、鍛模、壓鑄模和注射模，目的是在減少加工時間和研制時間的同時提高尺寸公差和表面一致性。 目前國際上數控加工技術主要應用于汽車工業(yè)、模具行業(yè)、航空航天行業(yè)，尤其是在加工復雜曲面的領域，工件本身或刀具系統(tǒng)剛性要求較高的加工領域，顯示了強大的功能。國內高速切削加工技術的研究與應用始于20世紀9 0年代，也是主要應用于模具、航空、航天和汽車工業(yè)，但采用的高速切削CNC機床、高速切削刀具和CAD/CAM軟件等以進口為主。 二 本文研究的內容： 目前模具的一般分類：可分為塑膠模具及非塑膠模具：?? （1）非塑膠模具有：鑄造模、鍛造模、沖壓模、壓鑄模等。 A．鑄造?！堫^、生鐵平臺 B．鍛造?！嚿?? C．沖壓?！嬎銠C面板 D．壓鑄模——超合金，汽缸體? （2）塑膠模具根據生產工藝和生產產品的不同又分為： A．注射成型?！娨暀C外殼、鍵盤按鈕（應用最普遍） B．吹氣?！嬃掀? C．壓縮成型?！娔鹃_關、科學瓷碗碟 D．轉移成型?！呻娐分破?? E．擠壓成型模——膠水管、塑膠袋? F．熱成型模——透明成型包裝外殼?? G．旋轉成型?！浤z洋娃娃玩具?? 注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數量之大是其它成型方法望塵莫及的，作為注射成型加工的主要工具之一的注塑模具，在質量精度、制造周期以及注射成型過程中的生產效率等方面水平高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應能力和速度。 注塑模具是由若干塊鋼板配合各種零件組成的，基本分為： A?成型裝置（凹模，凸模） B?定位裝置（導柱，導套）? C?固定裝置（工字板，碼?？樱? D?冷卻系統(tǒng)（運水孔）? E?恒溫系統(tǒng)（加熱管，發(fā)熱線）?? F?流道系統(tǒng)（唧咀孔，流道槽，流道孔） G?頂出系統(tǒng)（頂針，頂棍） 目前，塑料制品已經滲透到國民經濟發(fā)展的每一個領域。我國現在塑料制品年產量已經超過2000萬噸以上，其中注射成型制品產量占約30%左右。據不完全統(tǒng)計，2001年全國塑料加工設備的總產量約33000臺，其中注射成型設備約27600臺。 塑料制品也因為具有材料來源便利，制品的品種多樣化，生產周期短，制造成本低廉，很容易形成大批量生產，塑料制品制造手段和形式多種形式，材料的性能能滿足多種領域的要求，材料便于回收和在利用等一系列突出的優(yōu)點，在航天航空、工業(yè)農業(yè)生產、交通運輸、食品輕工、醫(yī)療衛(wèi)生、家用電器、IT產品、日常生活用品等諸多領域得到了非常廣泛的應用，成為我國人民現代生活中不可缺少的必須品。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。 塑料模具影響著塑料制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同向性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過程中，模具結構對操作難易程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的工具。 對塑料模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度，外觀，物理性能等方面均達到要求的優(yōu)質制品。以模具的使用角度，要求高效率、自動化、操作簡便； 從模具制造的角度，要求結構合理，制造容易，成本低廉。 塑料模具影響著塑料制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同向性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過程中，模具結構對操作難易程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，盡量減少開模，合模和取制件過程中的手工勞動，為此常采用自動開合模和自動頂出機構。在全自動生產時還要保證制件能自動從模具上脫落。另外，模具對塑料制品的成本也有相當的影響。除簡易模具外，一般來說制模費是十分昂貴的。一副優(yōu)良的注射模具可生產制品百萬件以上，壓制模約能生產二十五萬件。當批量生產不大時，模具費用在制品成本中所占的比例將會很大，時應盡可能地采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。 現代塑料制品生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是塑料模具對實現塑料加工工藝要求。塑料制件使用要求和造型設計起著重要作用。高效的全自動的設備也只有裝上能自動化生產的模具才能發(fā)揮其效能，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產量要求量很大，對塑料模具也提出了越來越高的要求，因此促使塑料模具生產不斷向前發(fā)展。 隨著社會的不斷進步和對產品質量要求越來越高這些是對制造業(yè)一個又一個挑戰(zhàn)。制造業(yè)的不斷發(fā)展也讓生產業(yè)不斷的更新，不斷滿足社會的需求。在這種互相刺激的狀態(tài)下社會不斷地往全自動的制造生產業(yè)發(fā)展。 設計題目：口杯蓋注塑模具設計 設計依據：1、生產綱領：大批量生產 2、零件圖 3、國家有關注射模具設計標準。 設計要求： (一)成形的模具能自動脫模 1.選擇確定注射機。 2.合理選擇總體設計方案，在滿足生產效率的條件下，力求結構設計簡單緊湊，工藝性好，經濟性好。 3.為了經濟地生產注射模具，要熟悉國家有關標準，盡量選用標準零部件，或利用大量已被加工至接近合格尺寸的標準零部件。 4.對模具總體設計中所涉及到非標準零件進行適當設計。 零件圖 1張 模具總體裝配圖 1張 凹凸模零件圖 1張 非標準零件圖 若6張 補充零件加工圖 若4張 本論文是關于口杯蓋注塑模具設計及其計算機輔助制造設計,分為注射摸具的設計和模具加工制造,前者是對模腔,型芯,脫模機構,抽芯機構的設計,后者用CAXA做成3D實體,并用CAXA進行刀具設置,走刀參數設置形成刀具位置參數文件NCI,通過后處理器就可轉為CNC控制器可以解讀的NC碼. 產品介紹： 1 技術參數：無塌陷，雜質，劃痕，變形。表面光滑，平整。 2 注塑制品口杯蓋其特點如下： （1） 要求材料強度不大，剛度一般。 （2）該制品精度不高，表面粗糙度要求一般。 在注塑制品中，杯蓋一般采用聚丙烯（PP）注塑而成。 畢業(yè)設計（論文）進度計劃 為保證學生畢業(yè)設計有足夠的時間，建議在畢業(yè)設計前一個學期的期末布置不一設計任務。使學生利用假期進行畢業(yè)設計的前期準備工作。 前一學期期末 進行畢業(yè)設計動員，明確畢業(yè)設計任務。 寒暑假期間 進行調研及文獻的檢索與閱讀，制定工作計劃，提出課題總體設計方案，撰寫開題報告。 第1～5周 學生畢業(yè)實踐，組織開題報告。 第6～8周 遞交開題報告，下達畢業(yè)設計任務書，進行系統(tǒng)分析，完成畢業(yè)設計詳細設計方案，開始設計。 第9～11周 完成詳細設計，繪制設計草圖。 第12～14周 完成相關圖紙的設計。 第15周 進行圖紙設計修改及完善。 第16～17周 撰寫畢業(yè)設計論文。 第18周 進行畢業(yè)教育；并向畢業(yè)設計答辯委員會提出答辯申請。 第19周 組織畢業(yè)設計答辯。 參考文獻 [1] （德）K.stoeckhert/G.ennig 任冬云譯. 注射模具及模具設計. 化學工業(yè)出版社，2003，7（2）：5~48 [2] （加）H 瑞斯 朱元吉譯. 模具設計的一般指導原則及針對模具設計的選材問題.2003，1（4）：66~467 [3] 塑料成型工藝及模具簡明手冊.王孝培主編.機械工業(yè)出版社. [4]　楊皖蘇，嚴鴻和.機械科學與技術,1997，26(4):1～6 [5]　陳玉祥.中國機械工程,?1998，9(5):1～4 [6] 周延佑.中國機械工程,1998，9(5):?5～24 摘 要 裝 訂 線 使用數控技術、數控機床的高效率、高精度進行模具設計和加工已經成為當今社會的主流。 本文是關于注塑模的設計，設計的制品是口杯蓋。首先對制品進行尺寸的選擇和性能形狀的分析，然后根據分析選擇注塑材料和注射機。接著利用PRO/E進行口杯蓋的實體設計，并進行模具設計，也就是對模具的型腔、型芯和澆注系統(tǒng)進行設計，再利用AutoCAD畫出整個模具的裝配圖。最后是型腔的CAM加工設計。 關鍵詞：注塑模 ，型腔， 型芯， 澆注系統(tǒng) 目　　錄 引言 …………………………………………………………………4 1. 模具制造中數控技術的重要性　　　………………………………4 2. 塑料模具工業(yè)的發(fā)展現狀　…………………………………………4 3. 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水　…………………4 4. 在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術　…………5 第一章 零件材料選擇及性能 ………………………………………5 1.1、零件結構分析 ……………………………………………5 1.2、塑料性能 ……………………………………………5 第二章 注射機的選擇 ………………………………………………6 2.1．制品的幾何屬性……………………………………………………6 2.2．注射機的選用　……………………………………………………6 2.3．模具閉合厚度的校核………………………………………………8 第三章 成型零件的設計 ……………………………………………8 3.1．凹模結構設計　……………………………………………………8 3.2．凸模結構設計　……………………………………………………9 3.3．型腔分型面設計　…………………………………………………9 3.4．成型零件工作尺寸計算　　　　…………………………………10 3.5．型腔壁厚與底板厚度的選擇　……………………………………11 第四章 澆注系統(tǒng)設計 ………………………………………………11 4.1．主流道設計 ………………………………………………………11 4.2．澆口套的設計………………………………………………………12 4.3．分流道設計　 ……………………………………………………12 4.4．澆口設計……………………………………………………………13 4.5．排氣孔道設計　……………………………………………………14 第五章 頂出機構設計 ………………………………………………14 5.1．頂出機構……………………………………………………………15 5.2．復位機構……………………………………………………………17 5.3．導向機構的設計……………………………………………………18 第六章 塑料模溫控系統(tǒng)設計 …………………………………18 6.1．型腔上的冷卻 ……………………………………………………19 第七章 標準模架的選擇 ………………………………………………21 第八章 繪制實體裝配圖和平面零件及裝配圖……………………21 第九章 模具的試模與修模 ……………………………………21 9.1. 粘著模腔 ……………………………………………………21 9.2. 粘著模芯 ……………………………………………………22 9.3. 粘著主流道 ……………………………………………………22 9.4. 成型缺陷 ……………………………………………………22 致謝 …………………………………………………………23 附錄 設計總結　 …………………………………………………………24 參考文獻 …………………………………………………………………24 引 言 (1)模具制造中數控技術的重要性 數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產品，其技術范圍覆蓋很多領域：(1)模具制造技術；(1)機械加工技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。 (2)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現狀 `進幾年來，在國家產業(yè)政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產值為245億，至2002年我國模具總產值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 表-1 國內外塑料模具技術比較表 項目 注塑模型腔精度 型腔表面粗糙度 非淬火鋼模具壽命 淬火鋼模具壽命 國外 0.005～0.01mm Ra0.01～ 0.05μm 10～60萬次 160～300萬次 國內 0.02～0.05mm Ra0.20μm 10～30萬次 50～100萬次 項目 熱流道模具 使用率 標準化程度 中型塑料模 生產周期 在模具行業(yè)中的 占有量 國外 80%以上 70～80% 一個月左右 30～40% 國內 總體不足10% 小于30% 2～4個月 25～30% 表-1 在制造技術方面，CADCAMCAE技術的應用水平上了一個新臺階，陸續(xù)引進了相當數量的CADCAM系統(tǒng)，如美國UGⅡ、美國Parametric?Technology公司的ProEmgineer、美國CV公司的CADS5塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。 （3） 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平 由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求，以及高生產率要求，必須提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計和制造水平。 （4）在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術 CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術。塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用；開發(fā)新的成型工藝和快速經濟模具；以適應多品種、少批量的生產方式。 第一章 零件材料選擇及性能 1.1、零件結構分析 圖—1制品零件圖 1.1.1 技術參數：無塌陷，雜質，劃痕，變形。表面光滑，平整。 1.1.2 注塑制品口杯蓋其特點如下： （1） 要求材料強度不大，剛度一般。 （2）如圖（1）及表（1）分析得，該制品精度不高，表面粗糙度要求一般。 在注塑制品中，杯蓋一般采用聚丙烯（PP）注塑而成。 1.2、塑料性能 查《中國模具設計大典》表8.3-7得材料PP的特如下： 1.2．1、 使用性能：乳白色、無臭、無味、無毒的熱塑性塑料。密度為0.91g/cm3,熔點1650C,燃點5900C,彈性模量3500Mpa,不吸水,導熱性低,耐酸堿鹽腐蝕,有良好的絕緣性能,化學穩(wěn)定性和良好的物理機械性能及加工性能. 1.2.2 、 加工性能： 1 耐強酸或氧化性酸。 2流動性好。 3結晶度高。收縮率不大。 4不吸水。一般可不用干燥處理。 5磨擦系數低，彈性高。 6宜用螺桿式注塑機成型。 7模具澆注系統(tǒng)以料流阻力要小，進料口小。 2.2．3、物理熱性能如下表-3： 表3物理熱性能表 參數 密度（g/cm3） 熔點（） 收縮率 數值 0.91 165 0.6%-2% 表-3 第二章 注射機的選擇 2.1.制品的幾何屬性 利用PRO/ENGNEER2001按圖紙的尺寸要求畫出零件實體圖形，接著利用該軟件“分析----模具分析——模型質量屬性”可以查到該制品的幾何屬性為： 體積 = 3.6110586e+04 毫米^3 曲面面積 = 1.6286860e+04 毫米^2 密度 = 9.1000000e-10 公噸 / 毫米^3 質量 = 3.2860634e-05 公噸 2.2.注射機的選用 2.2．1 注射量的計算 G≤ nG1+G2 n為型腔中的型腔數,這里n=1。 G1每個制品的體積量?！? G2澆注系統(tǒng)的體積量，初步設澆注系統(tǒng)的體積量為30 cm3 Gmax為注塑機的最大澆注體積量 =（3.6110586+30）/0.8 　　　　　 =42.01382325 cm3 2.2．2 由PP的加工性能得，注塑機選螺桿式。 2.2．3 由PP的加工性能，查《模具設計與制造》表8-2得，其成型壓力為Pc=25MPa 2.2．4 鎖模力的確定 模具的額定鎖模力為: F≥ K*Pc*A A為塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積。（mm2） 利用PRO/ENGNEER2001，“分析---測量----面積”可以查到該制品的投影面積為： 制品投影面積=2304.91 mm2 澆注系統(tǒng)=300 mm2 塑料在分型面的投影面積 A=2304.91+300 =2604.91 Pc為熔融塑料在型腔內的平均壓力，查《模具設計與制造》表8-2得 Pc=25MPa K為安全系數，常取K=1.1——1.2，這里取1.1 F=1.1*25*2604.91 =71.64(KN) 2.2．5 注射壓力 注射壓力是成型是柱塞或螺桿施于料筒內熔融塑料上的壓力。常取70～150 MPa。由塑料的加工性能得注塑壓力為80——130 MPa.注射機的最大注射壓力要大于成型制品所需的注射壓力。 根據以上的數據，查《模具設計與制造》表8-3，選用SX-ZY-125注塑機，參數如表-5 表-5 注塑機參數表 螺桿直徑 mm 42 理論注射容積 cm3 125 注射壓力 MPa 119 鎖模力 KN 900 模板最大行程 mm 300 模具最大厚度 mm 300 模具最小厚度 mm 200 拉桿內間距(寬*高) mm 538×520? 噴嘴球頭半徑 mm SR18 頂出形式 mm 中心距230 模具定位孔直徑 mm ?100 表-5 2.3. 模具閉合厚度的較核 模具閉合時的厚度在注射機動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關系按下式較核 Hmin ≤ Hm ≤ Hmax 式中 Hmin—注射機允許的最小模具厚度（mm） Hm—模具閉合厚度（mm） Hmax—注射機允許的最大模具厚度（mm） Hmax=最大模具厚度+模板最大行程其中 =600mm Hmin=200mm, Hmax =550mm, Hm=235mm . 故滿足要求。 第三章 成型零件設計 3.1. 動模結構設計 制品動?？梢灾苯油瞥雒撃！? 3.1.1模具做成鑲件形式，由于頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此選用頂桿脫模機構。。結構圖-2 圖-2 動模裝配結構圖 圖-2 3.2. 定模結構設計 定模的結構設計。如圖-3 圖-3定模的裝配結構 3.3. 型腔分型面設計 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、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應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： 1 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 2 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 3 保證塑件的精度要求。 4 滿足塑件的外觀質量要求。 5 便于模具加工制造。 6 對成型面積的影響。 7 對排氣效果的影響。 8 對側向抽芯的影響。 根據第（1）、（2）、（5）、（6）選擇以下的分型面，如圖-4 圖-4 分型面示意圖 圖-4 3.4. 成型零件工作尺寸計算 根據制品的尺寸及其公差，查SJ1372標準（《中國模具設計大典》），知制品的精度為5級。 由于模具制造允差和制品尺寸公差間存在對應的關系。查《中國模具設計大典》表8.5-64，得知模具的制造精度為IT9。 3.4.1型腔內徑尺寸的計算 模具型腔內徑計算公式： Dm=（D+DQ-3/4△） 式中 Dm --型腔的內徑尺寸（mm）； z--模具制造公差，取z=（1/6～1/3）△， 塑件精度等級為5級，型腔尺寸精度為IT6，取1/3△ D-- 制品最大尺寸(mm)； Q-- 塑料的平均收縮率1.3%，按經驗取1.2%； △--制品公差； 3/4--系數，可隨制品精度變化，一般取0.5～0.8之間，若制品偏差大則取小值，若制品偏差小則取大值。 D頂=（D+DQ-3/4△） = （91+91*0.015-3/4*0.22）+00。22=91.15+00.073 mm D基=（D+DQ-3/4△） = （72+72*0.015-3/4*0.2）+01/3*0.2=72.42+00.067 mm 3.4．2 型芯徑向尺寸的計算 模具型芯徑向尺寸是由制品的內徑尺寸所決定的，與型腔徑向尺寸的原理是 一樣，分為兩個部分來計算： dm=（D1+DQ+3/4△） 式中 dm --型芯的外徑尺寸（mm）； D1 -- 制品內徑最小尺寸(mm)； 其余的符號含義同型腔的計算公式。 D動=（D1+DQ+3/4△） =(15+15*0.015+3/4*0.2)-01/3*0.2 =15.38-00.067 mm D定=（D1+DQ+3/4△） =(13.5+13.5*0.015+3/4*0.18)-01/3*0.18 =13.84-00.067 mm 3.4．3 型腔深度尺寸的計算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定的，設制品高度名義尺寸為最大尺寸，其公差為負偏差-△。型腔深度名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差+δz。由于型腔底部或型芯端面的磨損很小，可以略去磨損量δc，在計算中取δz=△/3，加上制造偏差有： HM =（h1+h1Q-2/3△） 式中 HM --型芯的外徑尺寸（mm）； h1 --制品高度最大尺寸（mm）。 制品高度最大尺寸為h1=24mm, △=0.64 , δz=△/4=0.16 HM1 =（h1+h1Q-2/3△） =(24+24*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=24.3+00.12mm HM2 =（h2+h2Q-2/3△） =(10.68+10.68*0.015-2/3*0.36)+01/3*0.36=10.6+00.12mm 3.4．4 型芯高度尺寸的計算 模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸所決定的，假設制品深度尺寸H1為最小尺寸，其公差為正偏差+△。型芯高度尺寸為最大尺寸，其公差為正偏差-δz。根據有關經驗公式： hM =（H1+H1Q+2/3△） 式中 hM --型芯高度尺寸（mm）； H1 --制品深度最小尺寸（mm）。 HM定 =（H1+H1Q+2/3△）=(10.38+10.38*0.015+2/3*0.36)=10.78-00.12 3.5. 型腔壁厚與底板厚度的計算 確定型腔壁厚的方法有計算法和經驗法。計算法又有按強度、按剛度計算兩種。經驗又有查圖法和查表法。目前經驗法應用比較多，即直接憑生產經驗確定模具 結構尺寸。 查《中國模具設計大典》表8.5-78得，鑲件壁厚取8mm，模套取15mm。 第四章 澆注系統(tǒng)的設計 4.1．主流道設計 4.1．1主流道尺寸 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道出口端尺寸為12mm。 4.1．2主流道襯套的形式 主流道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。其尺寸如圖（5）： 4.1．3主流道襯套的固定 主流道襯套與定位環(huán)設計成整體式。主流道襯套見圖-5 4.2． 分流道設計 4.2．1分流道是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地充到型腔。 分流道的截面常常有以下幾種： 1 圓形 2半圓形 3矩形 4梯形 圖-5主流道襯套圖。 ` 圖（5） 在本設計中選擇半圓形截面的分流道口。尺寸如圖-6 4.2．2分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6μm 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。 4.3.冷料井設計 冷料井設置在主流道的末端，直徑稍大于主流道直徑，冷料井可防止冷料進入型腔而影響制品的質量均勻性和外觀完美性。采用倒錐形頭拉料冷料井結構。冷料井直徑取d3= 5mm。 4.4.澆口的設計 澆口亦稱進料口，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)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。本設計采用點澆口。 4.4.1澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： 1 輸管盡量縮短流動距離。 2 澆口應開設在塑件壁厚最大處。 3 必須盡量減少熔接痕。 圖-6分流道截面圖 圖-6 圖-7 澆口尺寸圖 圖-7 4 應有利于型腔中氣體排出。 5 考慮分子定向影響。 6 避免產生噴射和蠕動。 7 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8 注意對外觀質量的影響。 澆口的尺寸設計。參照《模具設計與制造》具體尺寸如圖（7） 4.5．排氣孔道的設計 排氣孔道的作用是把型腔和型芯周圍空間的氣體及熔料所產生的氣體排到模具之外。該注射模屬于中小型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，已能滿足。 第五章 頂出機構設計 制品推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則。 5.1．頂出機構 5.1．1 推出機構應盡量設置在動模一側 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。 5.1．2 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。 5.1．3 機構簡單動作可靠 推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。 5.1．4 良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑件內部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質量。 5.1．5合模時的正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位并保證不與其他模具零件相干涉。 分析：根據以上原則，由于頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此選用頂桿脫模機構。 脫模力的計算 當脫模開始時，阻力最大。推桿剛度及強度應按此時的受力計算。 對于厚壁圓形件 其中：Q—脫模力（N） E—塑料的彈性模量，E=3.5*103MPa； u—泊桑比，PP取0.42； —塑料的平均收縮率，選用=1.2%； L—塑料對型芯的包容長度（cm）； r—塑料型芯的平均半徑cm； k—系數，隨和變化，查表取k=3.18； f—制品與型芯之間的靜摩擦系數，常取f=0.1～0.2,取f=0.2 ∴ =15170N 脫模機構的設計 (1)推桿的長度 頂出行程S頂=h凸+e 式中 e—頂出行程余量 h凸—型芯成型高度 已知h凸=52mm,e=5mm ∴S頂=57mm 頂桿選擇標準長度為125mm (2) 頂桿直徑 根據壓桿穩(wěn)定公式計算出頂桿直徑： （m） 式中 d——頂桿直徑； ——安全系數,常取=1.5； L——頂桿長度； n——頂桿數目； =3.88mm 取標準尺寸d=6mm 頂桿直徑的強度較核： （MPa） 其中， ：頂桿所受應力(Mpa); []：頂桿的材料的許用應力(Mpa); 滿足條件. 由《模具設計簡明手冊》查有D=12-0.2 ,L=90+2.0,S=5-0.05 設計的頂出機構如圖-8 5.2復位機構 脫模機構完成塑料制件頂出后，為了進行下一次循環(huán)必須回復到初始位置。采用彈簧復位，彈簧在頂出板與動模板之間，頂出塑料件時，彈簧被壓縮。合模時，只要注塑機的頂桿一離開模具頂板，彈簧的回復力就將頂出機構復位。選用4根復位彈簧。分別套在兩根頂桿和兩根定位桿上。彈簧定位桿與頂桿安裝在同一固定定板上，頂桿工作端面與分型面齊平，或低于動模表面不大于0.05mm。 圖-8 頂出桿機構圖 圖-8 5.3．導向機構設計 A. 采用導柱導向 因導柱只起導向作用，不用考慮受壓力的作用，所以只需保證導向就行了。 選?。褐蓖ㄐ停ˋ型）導柱，采用T8淬硬到HRC50～55。 B.導套 與導柱配合使用。 　圖-9 第六章 塑料模溫控系統(tǒng) 在注射工藝過程中，模具溫度直接影響制品質量和注射周期。對于任何塑料制品，模溫波動較大都是不利的。過高的模溫會使制品在脫模后發(fā)生變形。延長冷卻時間，使生產率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，難于充滿型腔，增加制品的內應力和明顯的溶接痕等缺陷。由中國模具設計大典查得PP在注射成型時所需的模溫為100-150度 。PP是要求較高的模溫，由于模具不斷地被注入的熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自然散熱不能使其保持較低的溫度，因此，必須加冷卻系統(tǒng)。 6.1．型腔上的冷卻 設計冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質量。模具冷卻劑用水。水冷，即在模具型腔周圍和型芯內開設冷卻水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫。水的熱容量大，導熱系數大，成本低。 采用外連結直通式，是最簡單的，用塑料管和水管接頭從外部連接，可以連接成單路循環(huán)或多路循環(huán)的方式。 冷卻裝置開設原則如下： 1． 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。 2． 冷卻水孔的數量越多，孔徑越大，則對塑件冷卻也就越均勻。 3． 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，既水孔的排列與型腔形狀盡量相吻合，當塑件壁厚不均勻時，厚壁處水孔應靠近型腔，距離要小，一般水孔邊離型腔距離不得小于10mm，常用12~15mm。 4． 澆口處加強冷卻。一般熔融塑料填充型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠，溫度越低。因此澆口附近應加強冷卻，通入冷水，而在溫度較低的外側只需要通過經熱交換后的溫水即可。 5． 降低入水與出水的溫差，如果入水與出水溫差太大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對流程很長的大型塑件，料溫越流越低。為使整件的冷卻速度大致相同，可以改變冷卻孔排列的形式。 6． 要結合塑料的特性和塑件的結構，合理考慮冷卻水通道的排列形式。例如對于 收縮大的塑件（如聚乙烯）應沿其收縮方向開設冷卻通道。冷卻流道的設計也要考慮塑件的壁厚。塑件壁厚越大，則所需冷卻時間越長。 7． 冷卻水通道要以免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，影響強度。 8． 保證冷卻通道不泄漏，密封性能好，以免在塑件上造成斑紋。 9． 冷卻系統(tǒng)的設計要考慮盡量避免其與模具結構中其它部分的干涉現象。冷卻水通道開設時，受到模具上各種孔（頂桿孔、型芯孔、鑲塊接縫等）的結構限制，要按理想情況設計是困難的。 10． 冷卻通道的進口與出口接頭盡量不要高出模具外表面，既要埋入模板內，以免模具在運輸過程中造成損壞。 11． 冷卻水通道要易于加工和清理。一般孔徑設計為8~12mm. 具體計算設計如下（假設熔融塑料產出的熱量全部傳給模具，其熱量為: n為每小時注射的次數,由制品的成型條件得，每個周期大概為50S-160S取120S，每小時注射次數n=60*60*60/120=1800次。 m為每次注射的塑料質量（千克/次）。根據澆注系統(tǒng)估算 m大概為0.08千克/次。 C塑料的比熱容（）,查《模具設計與制造》表8-28得C=1759 熔融塑料進入模腔的溫度（）。由制品的加工性能得，=90-120，這里取110。 制品脫模的溫度（），根據制品塑料的特性，取為模溫，=80 =7598880（J/h） 計算用水量 　　　　?。╧g/s） M通過模具的冷卻水的質量（kg）。 為模具單位時間內積累的熱量(J/h)。 為導熱系數()，查模具設計與制造表8-28得=829。 為進水溫度（），這里取100。 為出水溫度（。），比脫模溫度要低，取50。 =183kg 根據冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速成與水管直徑d的關系，確定模具冷卻水管道的直徑d. M為冷卻水的質量（kg）. 為管道內冷卻水的流速，一般取(0.8-2.5m/s)這里取2.3m/s. 為水的密度（kg/）. =10.6mm L圓整，d=10mm. 由于型腔尺寸比較小，因此此把把冷卻系統(tǒng)設在模板中。 第七章 標準模架的選擇 為了提高模具的生產效率和減少模具的制造成本，本設計采用了標準模架，標準模架購買后還要進行必要的加工，《中國模具設計大典》有標準模架的選擇，本設計選用的標準模架為： 派生型：P8 尺寸：235mm280mm 模座結構采用：V1 ．由于制品的模芯為圓形，設兩個止轉銷，選用型號為：6X12 第八章 繪制實體裝配圖與繪制平面裝配圖 在選定了模架后，就可以著手利用PRO/E進行零件的實體設計，模具設計，然后在PRO/E轉成工程圖，得到相應的零件圖。然后在AUTOCAD中畫出裝配圖，并對零件圖進行相應的尺寸標注。 第九章 模具的試模與修模 試模中所獲得的樣件是對模具整體質量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先 應當解決的問題。 9.1. 粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內，致使脫模機構失效，制品無法取出的一種反?，F象。其主要原因是： （1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。 （2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。 （3） 冷卻時間過短，物料未能固化。 （4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。 （5） 型腔內壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。 9.2. 粘著模芯 （1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。 （2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。 （3） 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內不能充分固化。 （4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內完成固化。 （5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。 9.3. 粘著主流道 （1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。 （2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內無法完成料道物料的固化。 （3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。 （4） 主流道襯套內孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。 （5） 主流道拉料桿不能正常工作。 一旦發(fā)生上述情況，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調整；另一方面要對模具成型部位進行現場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。 9.4. 成型缺陷 當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排除，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。 （1） 注射填充不足 所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現象極為常見。其主要原因有： a. 熔料流動阻力過大 這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。 b. 型腔排氣不良 這是極易被忽視的現象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產生燒焦現象。 c. 鎖模力不足 因注射時動模稍后退，制品產生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應調大鎖模力，保證正常制件料量。 （2） 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒） 與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有： a. 注射過量 b. 鎖模力不足 c. 流動性過好 d. 模具局部配合不佳 e. 模板翹曲變形 （3） 制件尺寸不準確 初次試模時，經常出現制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應行從注射工藝上找原因。 a. 尺寸變大 注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。 b. 尺寸變小 注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變??；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調整工藝條件即可。