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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
課題名稱： CD光盤(pán)盒蓋注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所在學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
起訖時(shí)間： 年 月 日～ 年 月 日
摘 要
根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，考慮塑件制件尺寸。本模具采用一模一腔，點(diǎn)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用HTF160XB型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說(shuō)明書(shū)，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；UG繪制3D圖。
Abstract
To understand the use of plastic parts in accordance with the requirements of the plastic products, analysis of the technical requirements of the plastic parts of the process, dimensional accuracy, select the workpiece size of the plastic parts. The mold using a two side gate feed injection machine adopts HT the 80W1×B models, and set a cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.
Keywords: mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG draw 3D maps, injection machine selection
目錄
摘 要 I
Abstract I
1 緒論 1
1.1 模具在加工工業(yè)中的便利性 1
1.2 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.3 本設(shè)計(jì)的目的和要求 3
2 塑件的工藝分析及材料分析 4
2.1 塑件的工藝分析 4
2.1.1 塑件的位置公差 4
2.1.2 塑件表面質(zhì)量要求及分析 5
2.1.3 脫模斜度分析 6
2.1.4 壁厚的分析 6
2.1.5 圓角的分析 6
2.1.6孔的分析 7
2.1.7塑件的體積和質(zhì)量 7
2.1.8 塑件成型方法與分析 7
2.2 材料分析 8
2.2.1 材料的分析與選擇 8
2.2.2 分析制件材料使用性能 9
3 成型注塑機(jī)選用 12
3.1 注射機(jī)的概述 12
3.2 注射機(jī)基本參數(shù) 14
3.3 注塑機(jī)選擇 16
4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
4.1確定模具的基本類型 18
4.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 18
4.3模架選用 19
5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
5.1分型面的選擇 22
5.2型芯型腔結(jié)構(gòu)的確定 23
5.2.1型腔設(shè)計(jì) 23
5.2.2型芯設(shè)計(jì) 24
5.3型芯型腔的尺寸要素 25
5.4型芯型腔的尺寸計(jì)算 26
5.4.1 型腔寬度尺寸的計(jì)算 26
5.4.2 型腔長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 26
5.4.3 型腔高度尺寸的計(jì)算 27
5.4.4 型芯寬度尺寸的計(jì)算 27
5.4.5 型芯長(zhǎng)度的計(jì)算 27
5.4.6 型芯高度尺寸的計(jì)算 28
5.5成形零部件剛度和強(qiáng)度校核 28
5.5.1 剛度和強(qiáng)度校核要素 28
5.5.2 型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 29
5.6側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì) 30
6. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯距 31
6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33
6.1 澆口的設(shè)計(jì) 33
6.1.1 澆口的形狀、位置的確定 33
6.1.2 澆口位置的選擇原則 33
6.2 流道的設(shè)計(jì) 34
6.2.1 主流道相關(guān) 34
6.2.2 分流道的設(shè)計(jì) 36
7 模具其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 37
7.1脫模裝置設(shè)計(jì) 37
7.1.1 推出力的計(jì)算 37
7.1.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 38
7.2 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 40
7.3 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 41
7.4 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 42
8 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 44
8.1 模具閉合高度的校核 44
8.2 開(kāi)模行程的校核 44
8.3 最大注塑量校核 45
8.4 鎖模力的校核 45
8.5 頂出裝置的校核 46
9 模具結(jié)構(gòu)總圖 47
結(jié)論 48
參考文獻(xiàn) 49
致謝 50
1 緒論
1.1 模具在加工工業(yè)中的便利性
在現(xiàn)代化的工業(yè)里面，模具是使用最多的也是最基礎(chǔ)的一個(gè)工藝裝置。模具現(xiàn)在在很多行業(yè)里面都有廣泛的使用，比方說(shuō)汽車，電機(jī)，電子等等，在工業(yè)領(lǐng)域里面，六成到八成的零部件在進(jìn)行加工生產(chǎn)的時(shí)候都是靠著模具才能夠成形的，而且最近這些年我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，行業(yè)的發(fā)展也很快，所以現(xiàn)在對(duì)于模具的要求就很高了，模具的結(jié)構(gòu)跟原來(lái)相比也是復(fù)雜了很多。我們使用模具來(lái)加工產(chǎn)品。優(yōu)點(diǎn)是精度很高，復(fù)雜性很高，加工出來(lái)的產(chǎn)品一致性也很高。生產(chǎn)率很高，但是消耗的能量確是很低的，是我們?cè)诩庸e的產(chǎn)品，或者是塑件的復(fù)雜的這個(gè)程度還有注射機(jī)的類型等等這些都是有關(guān)系的，模具的結(jié)構(gòu)有動(dòng)模還有定模這兩部分。定模，就是裝在注射機(jī)的固定的板子上面。動(dòng)模是裝在注射劑移動(dòng)的板子上面。在進(jìn)行注射成型的時(shí)候，模具跟著注射劑上面的合模進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。在產(chǎn)品成型的時(shí)候，動(dòng)模跟定模都是由導(dǎo)柱導(dǎo)向然后就是閉合了。正常來(lái)說(shuō)注射模具的組成部分有成型的零部件。合模機(jī)構(gòu)、澆注系等等。
因?yàn)槟＞咴谶M(jìn)行加工時(shí)候的特征。所以我們模具在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候跟別的行業(yè)是不一樣的。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下:
a．我們要考慮吸水性還有對(duì)應(yīng)力的敏感性，不一樣的塑料的特點(diǎn)還有性能都是不一樣的，所以我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡可能的發(fā)揮塑件的長(zhǎng)處，盡量不能顯示出塑件的短處。
b、我們要考慮的很多不一樣的地方。我們加工的塑件的外形應(yīng)在在加工產(chǎn)品的時(shí)候方便產(chǎn)品的在成型的時(shí)候進(jìn)行充模，排氣，補(bǔ)縮，同一時(shí)間還要滿足讓熱塑性塑料的產(chǎn)品能夠很快的，均勻的進(jìn)行冷卻，可以讓熱固性的塑料在進(jìn)行固化的時(shí)候可以很均勻。
c．我們要考慮這個(gè)塑件的結(jié)構(gòu)要能夠讓整個(gè)模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不復(fù)雜，一定不能讓側(cè)向分型抽芯的裝置跟簡(jiǎn)化脫模的裝置，這樣加工出來(lái)的產(chǎn)品可以符合我們的要求。一些要求很特別的產(chǎn)品，我們還要多考慮一些因素在里面，包括。
1.2 塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)
我們將塑料加工成為產(chǎn)品的方法有很多種，這里面我們使用最多的是進(jìn)行注射，擠出，壓縮，壓注，壓延還有吹塑等等。在這些里面我們使用最多的加工塑料的方法是注射。一般來(lái)說(shuō)除了氟塑料，基本上所有的熱塑性的塑料都可以通過(guò)這個(gè)加工發(fā)法進(jìn)行成型。這種加工方法的特點(diǎn)是成型的周期不長(zhǎng)，可以進(jìn)行一次成型，加工出來(lái)的產(chǎn)品外形是很復(fù)雜的，而且產(chǎn)品的尺寸精確度是很高的，可以進(jìn)行全自動(dòng)化的生產(chǎn)。所以，這種注射的加工辦法運(yùn)用的很廣泛，在現(xiàn)在市面上的塑料產(chǎn)品里面大概占到了三成，但是因?yàn)檫@種加工需要的設(shè)備價(jià)格是很高的，而且在加工模具的時(shí)候成本也是很高的，不能用來(lái)加工一件或者是生產(chǎn)量很小的塑料件的生產(chǎn)。
我們要將產(chǎn)品注射成型要使用模具，這個(gè)模具我們叫做注射模，這種模具是我們要加工產(chǎn)品的工藝裝置。
注射模類型有很多，它的結(jié)構(gòu)還有塑料的種類，塑件有多復(fù)雜還有注射劑的類型這些都是有很大的關(guān)系的，它的基本的機(jī)構(gòu)就是定模還有動(dòng)模。定模主要是裝在注射機(jī)上面的固定板上的，動(dòng)模是裝在注射機(jī)上面的移動(dòng)板上面的，在進(jìn)行注射成型的時(shí)候，它是要跟著注射機(jī)上面的合模做系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)的。在進(jìn)行注射成型的時(shí)候，動(dòng)模跟定模是通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)向進(jìn)行了閉合，正常注射模的組成是機(jī)構(gòu) [2] 。
注射工藝將注射模、塑料原材料和注射機(jī)連接在一起。我們通過(guò)注射的工藝將產(chǎn)品成型，這個(gè)工藝最中心的問(wèn)題就是要用一切辦法獲得塑化比較好的塑料熔體，要讓它能夠注射到模具里面去，這樣在我們?cè)O(shè)定好的溫度下面進(jìn)行冷卻，還有定型，讓我們加工的塑件達(dá)到產(chǎn)品的需要。注射機(jī)還有模具的結(jié)構(gòu)都已經(jīng)確定好了以后，那么決定產(chǎn)品成型質(zhì)量好壞的因素就是注射成形工藝條件的選擇還有控制了。
現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上使用最多的，適用范圍也是最廣的注射模的分析軟件是澳大其中MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問(wèn)，簡(jiǎn)稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡(jiǎn)稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過(guò)程控制專家，簡(jiǎn)稱MPX）。
我們使用CAE技術(shù)取代試模，這種工藝是在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候一個(gè)新的進(jìn)步，特別是對(duì)于模具在損壞以后的浪費(fèi)大大的改善了，使用這種工藝以后加工出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量提高了很多，而且成本上也降低了很多，從經(jīng)濟(jì)上還有技術(shù)上來(lái)說(shuō)都有很重大的意義[3]。
1.3 本設(shè)計(jì)的目的和要求
我們按照塑料制品的實(shí)際的需要，先了解一下塑料制品用來(lái)做什么，將塑料制品的工藝進(jìn)行分析等等。將冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)好，使用 CAD和UG將二維總裝圖和零件圖畫(huà)出來(lái)，將模具的加工方法確定下來(lái)。將說(shuō)明書(shū)附上，進(jìn)行系統(tǒng)的表述，簡(jiǎn)單的示意圖還有部分計(jì)算進(jìn)行塑件的分析，然后才能夠做出來(lái)合理的模具設(shè)計(jì)。將說(shuō)明書(shū)附上，然后使用比較系統(tǒng)的專業(yè)的文字，不復(fù)雜的圖紙還有計(jì)算進(jìn)行塑件的分析，這個(gè)時(shí)候才能將模具的設(shè)計(jì)合理的表述出來(lái)。
2 塑件的工藝分析及材料分析
2.1 塑件的工藝分析
2.1.1 塑件的位置公差
已經(jīng)加工成型的零件的大小就是說(shuō)成型的零件上可以直接決定塑件外形的相關(guān)的尺寸，這些尺寸主要指的是有型腔還有型芯的徑向的尺寸，型腔的深度是多少還有型芯的高度是多少，型芯和型芯之間的長(zhǎng)度是多少，還有中心距的大小是多少等。
我們?cè)趯?duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候主要要按照塑件的大小還有精確度的等級(jí)將成型零部件的大小還有精確度的等級(jí)確定下來(lái)。在這里對(duì)塑件的大小還有精確度有影響的因素主要有塑件的收縮率，模具將零部件加工成型時(shí)候的誤差，還有模具在加工零件時(shí)候的磨損，以及我們?cè)趯?duì)模具進(jìn)行安裝時(shí)候產(chǎn)生的誤差。這些我們提到的因素都可以用來(lái)確定成型零件的大小的。
因?yàn)槿绻覀儼凑諄?lái)算型芯還有型腔的大小的時(shí)候肯定會(huì)有誤差的出現(xiàn)（考慮到模具在制造時(shí)候產(chǎn)生的公差還有模具在加工零部件的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生磨損量，這個(gè)磨損量我們都是按照經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定的），只將塑件的收縮率的計(jì)算考慮進(jìn)去，用來(lái)計(jì)算零部件的工作尺寸。
塑件在經(jīng)過(guò)加工成型以后，我們就得到了我們需要加工的產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品從熱模具里面拿出來(lái)以后，我們要對(duì)它進(jìn)行冷卻，一旦進(jìn)行冷卻那么產(chǎn)品的尺寸就會(huì)有所減小，所以，我們就知道每一個(gè)塑料產(chǎn)品收縮性都是它的特征之一，如果我們加工的材料是PP，那么它的收縮率就是1.8%，我們用下面的公式來(lái)計(jì)算：
式子里面
B-塑件在常溫下實(shí)際尺寸
我們可以選擇塑件公差的三分之一到四分之一，也可以用IT7～8級(jí)來(lái)當(dāng)作模具的制造公差。在這里，我們選擇的是IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差，我們選擇的是IT7級(jí)。模具型腔小一些的尺寸作為基本的尺寸，這個(gè)時(shí)候它的偏差就是一個(gè)整數(shù)：如果說(shuō)模具型芯的最大尺寸作為基本尺寸的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候偏差就是一個(gè)負(fù)數(shù)，中心距的偏差進(jìn)行的是雙向的對(duì)稱的分布，每一個(gè)加工以后成型的零部件的工作的齒距詳細(xì)的數(shù)據(jù)看圖紙。
在對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)之前首先要先將塑件的工藝確定下來(lái)，這里的工藝主要包括了塑件的形狀，塑件的結(jié)構(gòu)，塑件的大小，還有塑件的精確度等級(jí)，當(dāng)然還有塑件表面的質(zhì)量，這樣我們才能合理的將模具的結(jié)構(gòu)還有精確度確定下來(lái)。
2.1.2 塑件表面質(zhì)量要求及分析
加工出來(lái)的塑料產(chǎn)品外面的形狀還有大小主要受到塑料材質(zhì)的流動(dòng)性還有注射劑的規(guī)格的影響，在設(shè)備沒(méi)有變化還有工藝是一樣的情況下，材質(zhì)不一樣的塑料，流動(dòng)性好的，就可以加工出來(lái)尺寸比較大的產(chǎn)品，相反的出來(lái)的產(chǎn)品的尺寸就很小。我們從成本還有環(huán)保的角度來(lái)考慮，只要達(dá)到我們產(chǎn)品的需要的，通常我們對(duì)于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要緊湊一些，這樣我們加工出來(lái)的產(chǎn)品外形就比較小。這種塑料產(chǎn)品的材質(zhì)是PP，流動(dòng)性是很好的，適合用來(lái)加工尺寸不一樣的產(chǎn)品。
塑件的大小還有精確度對(duì)于模具的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)，還有模具的加工的精確度都是有直接的影響的。為了能夠讓模具加工產(chǎn)品的難度降低一點(diǎn)，還有讓模具加工的成本可以減少一些，在達(dá)到加工產(chǎn)品的要求的前提條件下，要盡可能的將塑件的大小還有精確度設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單一些。因?yàn)樗芰细饘俚牟罹嗍呛艽蟮?，所以不能參照金屬的等?jí)來(lái)確定輸料的等級(jí)?，F(xiàn)在國(guó)家成型技術(shù)很低，塑件尺寸公差可借鑒料制件標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行確定。按照要求，這次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品都是使用MT5級(jí)精度。
塑料產(chǎn)品的表面的要求越是高，那么塑料的表面的粗糙度就越是低。在產(chǎn)品成型的時(shí)候，我們要盡可能的避免產(chǎn)品上面有疤痕等的產(chǎn)生，而且模具的腔里面的粗糙度還要很低。模具不停的在反復(fù)的進(jìn)行使用，所以腔里面的粗糙度就會(huì)增加，所以我們對(duì)于模具應(yīng)該及時(shí)的觀察，粗糙度高了的話就要進(jìn)行拋光。
2.1.3 脫模斜度分析
因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品在進(jìn)行冷卻的時(shí)候會(huì)有一定的收縮，所以在脫模之前一定會(huì)緊緊的將模具的芯或者是模具腔里面突出的地方包裹住，這樣是為了脫模的時(shí)候能夠方便一些，為了避免在脫模的過(guò)程里面因?yàn)榱馓?，將產(chǎn)品的表面弄傷了，所以我們脫模的方向平行的制品的里面還有外面的表面都應(yīng)該有一定的斜度來(lái)方便進(jìn)行脫模。這個(gè)斜度跟加工出來(lái)產(chǎn)品的形狀，厚度還有收縮率都有關(guān)系的，斜度如果說(shuō)太小了，會(huì)讓加工產(chǎn)品的大小有問(wèn)題，還會(huì)讓加工的產(chǎn)品有損傷或者是出現(xiàn)破裂，在斜度太大的時(shí)候，雖然脫模很方便了，但是加工的產(chǎn)品的精確度又不高，會(huì)導(dǎo)致材料的浪費(fèi)。一般來(lái)說(shuō)這個(gè)斜度的值我選取的是模斜度30/～1。
2.1.4 壁厚的分析
我們?cè)趯?duì)塑件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮的一個(gè)問(wèn)題就是塑件的壁厚。這個(gè)壁厚對(duì)于產(chǎn)品注射成型有著重要的影響，在進(jìn)行注射充模的時(shí)候熔體在流動(dòng)，在進(jìn)行定型的時(shí)候冷卻的速度是多少，冷卻的時(shí)間是多少，還有塑件的成型時(shí)候質(zhì)量怎么樣，塑件的原材料是什么還有生產(chǎn)的效率有多高，還有生產(chǎn)成本是多少都有很緊密的關(guān)系。通常在前提條件都滿足的情況下，我們的壁厚應(yīng)該要小一些，這樣原材料的損耗就會(huì)降低，生產(chǎn)成本就不高，最重要的是冷卻的速度會(huì)很快，這樣成型的周期就比較短，另外還不會(huì)產(chǎn)生氣泡，縮孔，凹陷等等這些。但是如果這個(gè)壁厚太小的話，那么加工的產(chǎn)品剛度不好，而且在進(jìn)行脫模還有裝配，使用的時(shí)候產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)變形，那么加工出來(lái)的產(chǎn)品在使用的時(shí)候就會(huì)不合格。我們選擇的壁厚應(yīng)該均勻，防止塑件出現(xiàn)不均勻的收縮導(dǎo)致產(chǎn)品是次品。一般來(lái)說(shuō)壁厚的值都是在1～4mm，我們用的最多的數(shù)值是2～3mm。
2.1.5 圓角的分析
為了避免塑料件在拐彎的地方應(yīng)力太過(guò)集中，那么我們就要將在加工過(guò)程里面的充模特性進(jìn)行改善，我們要在塑料件拐彎的地方還有里面連接的地方使用圓角來(lái)進(jìn)行過(guò)度。在沒(méi)有什么特別的需要的時(shí)候，塑件的每個(gè)連接角的地方都要有半徑是的圓角。通常來(lái)說(shuō)外面的圓弧的半徑要比壁厚大出0.5倍來(lái)，里面的圓角的半徑通常要是壁厚的0.5倍。
2.1.6孔的分析
加工出來(lái)的塑料產(chǎn)品上面一般都會(huì)有很多通孔還有盲孔，一般來(lái)說(shuō)，這些孔都可以使用型芯來(lái)進(jìn)行成型。但是如果說(shuō)這個(gè)孔的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的話，那么熔體在流動(dòng)的時(shí)候就會(huì)很困難，那么我們?cè)谶M(jìn)行模具加工的時(shí)候難度就會(huì)大很多，這樣就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本太高，所以我們?cè)谒芰霞厦嬖O(shè)計(jì)孔的時(shí)候，要盡可能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單一些的孔。因?yàn)樾托緦?duì)于熔體來(lái)說(shuō)可以進(jìn)行分流，所以我們?cè)谶@個(gè)孔的周邊會(huì)有熔接的痕跡，這樣會(huì)讓孔的強(qiáng)度降低很多，所以我們?cè)谶M(jìn)行孔的設(shè)計(jì)的時(shí)候，孔和孔的距離以及孔到塑料產(chǎn)品的邊的距離都要比孔的直徑還有大，在這個(gè)孔的周圍應(yīng)該將壁厚加大，這樣我們塑料產(chǎn)品的強(qiáng)度還有剛度都會(huì)加強(qiáng)。
2.1.7塑件的體積和質(zhì)量
在我們這篇論文里面，塑料件的質(zhì)量還有體積在進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候使用的是3D，在UG這個(gè)軟件里面，通過(guò)塑膜部件驗(yàn)證的這個(gè)功能，可以測(cè)得塑件的體積，因PP的密度為0.9。即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量約為100g。
2.1.8 塑件成型方法與分析
我們這篇論文里面的CD光盤(pán)盒蓋，看下面的圖所畫(huà)的，詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還有大小看圖紙，這個(gè)塑料件的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，而且生產(chǎn)起來(lái)量很大，成本很低，在加工的時(shí)候成形是很簡(jiǎn)單的，對(duì)于精度的要求也沒(méi)有多高，所以我們使用的是一個(gè)模兩個(gè)腔室，側(cè)面進(jìn)行澆口進(jìn)料，我們的注射劑的型號(hào)是。
CD光盤(pán)盒蓋三維立體圖
2.2 材料分析
2.2.1 材料的分析與選擇
英文名稱:Polypropylene（簡(jiǎn)稱PP）
比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收縮率:1.0-2.5% 成型溫度：160-220℃ 。
PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐應(yīng)力開(kāi)裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP的缺點(diǎn)：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。PP這種材料的表面非擦光滑，而且很有光澤，硬度很高也很致密，這種原材料的顏色是淡黃色或者是白色，薄的地方會(huì)出現(xiàn)半透明的狀態(tài)。非常容易就被點(diǎn)燃，沒(méi)有火源了還會(huì)繼續(xù)進(jìn)行燃燒，燃燒的時(shí)候火的上班部分是黃色的，下半部分是藍(lán)色的，散發(fā)出來(lái)的的氣味很濃烈，有點(diǎn)像魚(yú)腥味。這種是白色的粉末，粉末是不透明的，上色非常容易，它的比重一般都是在干燥條件80-90℃2小時(shí)。PP的不能承受很長(zhǎng)時(shí)間的高溫，在很短的時(shí)間里面可以達(dá)到160度，反而比均聚PP高10℃左右?？稍?40℃～100℃溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。PP很容易就分解了，在分解的時(shí)候溫度是而百八十度，分解的時(shí)候有刺激性的氣味還有腐蝕性的氣體發(fā)出來(lái)。所以我們這個(gè)模具的材料還是要選擇能夠耐腐蝕性的鋼材來(lái)進(jìn)行加工。
PP它的強(qiáng)度很高，剛度也很高，彈性還是非常好的，減模還有承受磨力的性能都是很好的。它的力學(xué)的性能是很好的，通過(guò)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行比較可以達(dá)到、50.5MPa，通過(guò)剛度來(lái)比可以達(dá)到2650MPa，這些都跟金屬很像。力學(xué)的性能不會(huì)受到溫度的影響，受到的沖擊強(qiáng)度是大一點(diǎn)的，但是一般來(lái)說(shuō)沖擊力是比不上PP和PC；PP容易對(duì)缺口產(chǎn)生敏感，在有缺口的情況下，沖擊的強(qiáng)度一般的會(huì)降低到百分之九十這樣一種狀況。而PA和PC只有28MPa。PP蠕變性與PA差不多，在20℃、21MPa、3000h只有2.3%，不受溫度的影響。潤(rùn)滑性也是不錯(cuò)的。PP加工的產(chǎn)品在進(jìn)行互相摩擦的時(shí)候，承受力很高的時(shí)候相互作用會(huì)有很刺耳的聲音發(fā)出來(lái)。
PP的絕緣性是很好的，一般都不會(huì)因?yàn)闇囟冗€有濕度有什么改變；在溫度范圍比較大的時(shí)候，濕度還有頻率的范圍也比較大的時(shí)候，介電常數(shù)還有介電損耗都是變化很小的；承受電弧的性能是非常好的，而且這種性能在溫度很高的時(shí)候也可以持續(xù)。PP的介電強(qiáng)度與厚度有關(guān)，厚度0.127mm時(shí)為82.7kV/mm，厚度為1.88mm時(shí)為23.6kV/mm。
PP不能抵抗強(qiáng)酸還有氧化劑，但是可以承受烯酸及弱酸。PP的耐熔劑性不錯(cuò)，可以承受還可以在溫度很高的時(shí)候保持它的穩(wěn)定性。不怎么吸水，尺寸的穩(wěn)定性也是很好的。
2.2.2 分析制件材料使用性能
制件材料注塑性能
PP的吸濕性不大，因此成型前不必進(jìn)行干燥處理。
它的熔融溫度范圍小，熱穩(wěn)定性差，因此過(guò)熱或在允許溫度下長(zhǎng)時(shí)間受熱均會(huì)引起分解，分解產(chǎn)物對(duì)人體和設(shè)備都有害。
PP在進(jìn)行融化還有凝固的時(shí)候速度都是很快的。
溫度對(duì)PP的熔體黏度影響不大﹐剪切速率對(duì)熔體黏度影響卻很大﹐如欲提高PP熔體的流動(dòng)性﹐最好增加成型壓力或螺桿轉(zhuǎn)速。
PP在冷卻的時(shí)候收縮率是很大的，放慢冷卻的速度以后會(huì)讓加工的產(chǎn)品收縮的幅度小一點(diǎn)。
PP的摩擦系數(shù)小﹐彈性高﹐淺側(cè)凹槽的塑件可強(qiáng)制脫模﹐塑件表面可帶有皺紋花樣。
噴嘴的這個(gè)孔的直徑還是大一些好，我們使用的噴嘴是直通式的。在用模具進(jìn)行澆筑的時(shí)候還是要大一點(diǎn)，我們的模具要進(jìn)行加熱。力學(xué)性能
PP它的強(qiáng)度很高，剛度也很高，彈性還是非常好的，減模還有承受磨力的性能都是很好的。它的力學(xué)的性能是很好的，通過(guò)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行比較可以達(dá)到、50.5MPa，通過(guò)剛度來(lái)比可以達(dá)到2650MPa，這些都跟金屬很像。PP的力學(xué)性不會(huì)受到溫度的影響，受到的沖擊強(qiáng)度是大一點(diǎn)的，但是一般來(lái)說(shuō)沖擊力是比不上PP和PC；PP容易對(duì)缺口產(chǎn)生敏感，在有缺口的情況下，沖擊的強(qiáng)度會(huì)降低百分之九十這么多。PP的疲勞強(qiáng)度非常的明顯，不會(huì)受到溫度的影響PP的摩擦因數(shù)小，耐磨性好，極限PV值很大。PP加工的產(chǎn)品在進(jìn)行互相摩擦的時(shí)候，承受力很高的時(shí)候相互作用會(huì)有很刺耳的聲音發(fā)出來(lái)。
電學(xué)性能
PP的絕緣性是很好的，一般都不會(huì)因?yàn)闇囟冗€有濕度有什么改變；在溫度范圍比較大的時(shí)候，濕度還有頻率的范圍也比較大的時(shí)候，介電常數(shù)還有介電損耗都是變化很小的；承受電弧的性能是非常好的，而且這種性能在溫度很高的時(shí)候也可以持續(xù)。。PP的介電強(qiáng)度與厚度有關(guān)，厚度0.127mm時(shí)為82.7kV/mm，厚度為1.88mm時(shí)為23.6kV/mm。
環(huán)境性能
PP不耐強(qiáng)酸和氧化劑，對(duì)烯酸及弱酸有一定的穩(wěn)定性。PP的耐溶劑性良好，可耐烴類、醇類、醛類、醚類、汽油、潤(rùn)滑油及弱堿等，并可在高溫下保持相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)穩(wěn)定性。吸水性小，尺寸穩(wěn)定性好。如果長(zhǎng)時(shí)間受到紫外線的作用的話，力學(xué)的性能就會(huì)降低很多，這個(gè)時(shí)候它表面就會(huì)出現(xiàn)粉化或者是龜裂。
優(yōu)點(diǎn)
1、具高機(jī)械強(qiáng)度和剛性；
2、最高的疲勞強(qiáng)度；
3、對(duì)環(huán)境有一定的抵抗力，可以承受有機(jī)溶劑的性能是很好的；
4、耐反復(fù)沖擊性強(qiáng)；
5、廣泛的使用溫度范圍(-40℃~120℃)；
6、良好的電氣性質(zhì)；
7、復(fù)原性良好；8、自己的潤(rùn)滑性能是很好的，耐磨的性能也是很好的； 9、尺寸安定性優(yōu)。
缺點(diǎn)
一旦受到強(qiáng)酸進(jìn)行腐蝕的時(shí)候，承受能力就很差了，粘合的性能也不好，進(jìn)行熱分解的時(shí)候跟軟化時(shí)候的溫度都是很靠近的，限氧指數(shù)是很小的。
塑件材料主要用途
多PP其實(shí)就是含量很高的一種固態(tài)的，它體現(xiàn)的是固體的一種顆粒，在進(jìn)行貯存還有運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候都很方便。在溫度很高的時(shí)候可以轉(zhuǎn)變成為蒸汽，可以用來(lái)替代高濃度的進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，方便在化工，制藥等等這些化學(xué)合成的領(lǐng)域進(jìn)行使用，尤其是有要求沒(méi)有水的做原料進(jìn)行生產(chǎn)的方面，使用是很廣泛的。
3 成型注塑機(jī)選用
3.1 注射機(jī)的概述
注塑機(jī)我們又可以把它叫做注射成型機(jī)或者是注射機(jī)。這種機(jī)器是將熱塑性的塑料或者是熱固性的塑料通過(guò)模具加工成為各種形狀的塑料的產(chǎn)品。這種機(jī)器有幾種形式，立式的，臥式的還有全電式的。這種注射劑可以將塑料進(jìn)行加熱，可以對(duì)熔融塑料進(jìn)行高壓，讓它射出來(lái)的塑料在整個(gè)模具里面都充滿了。
在進(jìn)行塑料加工的行業(yè)里面，用的最大的設(shè)備就是注射機(jī)了，這種機(jī)器不僅生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品很多，而且可以用注射機(jī)直接進(jìn)行生產(chǎn)。
通常螺桿式注塑機(jī)加工產(chǎn)品的工藝的流程是：先將都是顆粒狀的或者是粉狀的塑料倒進(jìn)到機(jī)筒里面去，然后在經(jīng)過(guò)螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的時(shí)候和機(jī)筒外面的部分進(jìn)行加熱讓塑料就成為熔融的狀態(tài)了，這個(gè)時(shí)候機(jī)器就開(kāi)始合模了，注射座就開(kāi)始往前移動(dòng)了，讓它的噴嘴跟模具的澆口緊緊的靠在一起，然后再向注射缸里面加入壓力油，讓螺桿向前進(jìn)，這個(gè)時(shí)候壓力就會(huì)很高而且速度也會(huì)很快的將熔料倒進(jìn)到溫度不高的閉合的模具里面，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，這個(gè)時(shí)間里面壓力不變，然后再冷卻，讓產(chǎn)品進(jìn)行固化，這個(gè)時(shí)候就可以打開(kāi)模具，將加工的產(chǎn)品取出來(lái)。注射產(chǎn)品成型的時(shí)候要求是塑化，注射還有成形。塑化是我們保證產(chǎn)品的質(zhì)量還有讓產(chǎn)品可以成型的前提條件，是為了滿足可以成型的要求，在進(jìn)行注射的時(shí)候壓力還有速度一定要達(dá)到要求。因?yàn)樽⑸涞膲毫κ呛芨叩模栽谀＞叩那焕锩嬉矔?huì)有很高的壓力，所以這個(gè)時(shí)候的合模力一定要很大。這樣我們就可以知道，注射的部分跟合模的部分是整個(gè)機(jī)關(guān)鍵的裝置。
在對(duì)加工的塑料的產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)的時(shí)候主要從三個(gè)方面：一個(gè)是外形還有質(zhì)量，這個(gè)里面包括了產(chǎn)品是不是完整，顏色是不是均勻，光澤好不好等等；二是產(chǎn)品的大小還有相對(duì)于的位置是不是符合我們的要求；三是跟產(chǎn)品的使用相對(duì)應(yīng)的物理，化學(xué)的性能等等。這些具體的要求在產(chǎn)品用的地方不一樣，所需要的大小也是不一樣的。加工產(chǎn)品的不好主要是在前期對(duì)于模具的設(shè)計(jì)的時(shí)候，制造的精確度還有磨損的程度等等這些。不過(guò)在實(shí)際中，我們進(jìn)行塑料加工的廠家里面的技術(shù)工作人員，經(jīng)常要用一些手工來(lái)進(jìn)行彌補(bǔ)模具的不足。
我們按照塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，使用材料還有質(zhì)量，將它加工的過(guò)程列出來(lái)：
第一步：為了能夠讓注射的過(guò)程比較順利，還有加工出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量符合要求，我們應(yīng)該對(duì)我們加工的設(shè)備還有需要加工的塑料進(jìn)行前期的準(zhǔn)備：
（1）、成型前對(duì)原材料的預(yù)處理
按照我們加工的產(chǎn)品的實(shí)際需要，先檢查一下原材料的含水量，看上去色澤，顆粒是什么狀況然后要測(cè)量一下它的熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性還有收縮率這些參數(shù)，我們要事先對(duì)于原材料先試驗(yàn)進(jìn)行預(yù)熱干燥，因?yàn)镻P的吸水性能很好，假如說(shuō)保存的好的話，我們的產(chǎn)品成型以后就不要再進(jìn)行干燥的處理了。
（2）、料筒的清洗
在一開(kāi)始我們用某一種塑料或者是某一個(gè)注射劑的時(shí)候，或者是在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候我們要將產(chǎn)品改變，將原料改變，或者是換一個(gè)顏色或者是塑料有分解的情況出現(xiàn)，這個(gè)時(shí)候我們都要對(duì)注射劑進(jìn)行清洗。
在進(jìn)行清潔的時(shí)候一般都比螺桿式的清洗困難很多，因?yàn)樵谥降牧贤怖锩媪粝聛?lái)的料很多而且不方便對(duì)它進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所以我們?cè)谶M(jìn)行清洗的時(shí)候要拆下來(lái)或者是用專門(mén)的料筒。我們?cè)趯?duì)螺桿式的進(jìn)行清洗的時(shí)候，一般都是直接換料進(jìn)行清洗，也可以使用對(duì)空注射的方法來(lái)進(jìn)行清洗。
（3）、脫模劑的選用
脫模劑是讓塑料產(chǎn)品更容易從模具里面拿出來(lái)，是敷在模具面上面的一種溶劑。正常來(lái)說(shuō)注射機(jī)加工出來(lái)產(chǎn)品進(jìn)行脫模，主要是靠比較合理的工藝還有模具的設(shè)計(jì)很正確。為了能夠讓模具順利的脫下來(lái)，一般我們使用的脫模劑有：硬這種脫模劑除了本身以外，其余的塑料都可以用來(lái)使用。
第二步: 注射成型過(guò)程
注射過(guò)程的步驟有不過(guò)在實(shí)際的生產(chǎn)中過(guò)程只有兩個(gè)，一個(gè)是塑化成型，一個(gè)是冷卻。
第三步：制件的后處理
注射機(jī)加工出來(lái)的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)脫模以后，或者是機(jī)械加工以后，一般都需要進(jìn)行一些后續(xù)的處理，它的目的是為了能夠?qū)⒗锩娴膬?nèi)應(yīng)力消除掉，這樣就可以將加工出來(lái)的產(chǎn)品的性能還有尺寸的穩(wěn)定性都提高了很多。在加工完成以后進(jìn)行處理主要有退火的處理還有調(diào)濕的處理。這種塑料的加工材料是PP，我們使用退火進(jìn)行處理，時(shí)間大概為1到3個(gè)小時(shí)。。
3.2 注射機(jī)基本參數(shù)
一、公稱注射量
意思就是說(shuō)在對(duì)空進(jìn)行注射的條件下，我們注射在螺桿或者是柱塞上面最大注射行程的時(shí)候，我們?cè)谧⑸涞难b置可以達(dá)到最大的注射量。
公稱注射量意思就是對(duì)空的實(shí)際上注射出去的量。
理論注射量
Q理= πD2S/4，其中
D－螺桿或柱塞的直徑
S－螺桿或柱塞的最大行程
公稱注射量
實(shí)際在進(jìn)行注射的時(shí)候是有回流還有補(bǔ)料的需求的，實(shí)際上在注射的時(shí)候我們稱出來(lái)的注射的量是多少。
Q= ﹝０.75～0.85﹞Q理。
二、注射壓力
為了能夠不讓熔料流到噴嘴，澆道還有模具的腔室里面增加阻力，那么這個(gè)螺桿就需要對(duì)于絨料多給一些壓力。
即注射壓力
P=（D/d）2P0
P0－油壓；
D－注射油缸內(nèi)徑；
d—螺桿（柱塞）外徑
三、注射速率
為了能夠讓熔料在整個(gè)型腔里面都充滿了，我們必須在注射的時(shí)候壓力要能夠達(dá)到，另外熔料在流動(dòng)的時(shí)候速度也要能夠達(dá)到。
q注=Q公/t注V注=S/t注
其中 q注－注射速率（厘米3/秒）
Q公－公稱注射量（厘米3）
t注－注射時(shí)間（秒）
S－注射行程（毫米）
四、鎖摸力
注塑機(jī)的基本參數(shù)
合模這個(gè)裝置在針對(duì)模具加夾緊力的時(shí)候是最大的。
T=KPA
K－壓力損失系數(shù)0.4-0.7
P－平均模內(nèi)壓力
五、合模部位參數(shù)
拉桿間隙； 最大最小模厚； 開(kāi)模行程； 模板尺寸； 模板開(kāi)距；
六、空循環(huán)時(shí)間
意思就是在對(duì)加工的塑料產(chǎn)品在沒(méi)有被進(jìn)行塑化，注射，保壓還有冷卻，取件這些流程的時(shí)候，將一次循環(huán)完成所消耗的時(shí)間。它所代表的是注塑機(jī)工作的性能還有生產(chǎn)的能力的一個(gè)綜合的指標(biāo)。
七、塑化能力
意思就是說(shuō)在單位時(shí)間里面我們經(jīng)過(guò)塑化會(huì)后生產(chǎn)的產(chǎn)品的量。
八、模板開(kāi)合速度
是為了確保機(jī)器在工作的時(shí)候可以平穩(wěn)的進(jìn)行，工作的效率還又高，模板在進(jìn)行開(kāi)合的時(shí)候速度是有變化的，這個(gè)變化時(shí)慢，快，慢。高速12-22m/min，低速0.3—3m/min，超高速 60—90m/min。
九、其它
比方說(shuō)開(kāi)模的時(shí)候?qū)嵤┑牧?，頂出?lái)的時(shí)候?qū)嵤┑牧Γ⑸鋭┑墓ぷ鞯墓β?，注射座的推力，油馬達(dá)發(fā)出的扭力。
3.3 注塑機(jī)選擇
我們要加工一套模具出來(lái)，最開(kāi)始是要考慮的是模具的大小是不是能夠達(dá)到機(jī)臺(tái)的大小的噸數(shù)。在進(jìn)行注射的時(shí)候量能不能達(dá)到要求，機(jī)臺(tái)在工作的時(shí)候射出來(lái)的投影的面積能不能進(jìn)行模具的生產(chǎn)，注塑機(jī)如果是大頓數(shù)的話，那么生產(chǎn)出來(lái)的模具就是小的，在計(jì)量上就控制不好，還有如果使用的鎖模力是太大的話，那么模具就很容易被損壞，如果鎖模力達(dá)不到的話，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品就會(huì)有很大的毛邊，模具太大，已經(jīng)超過(guò)了這個(gè)機(jī)器的最大的負(fù)荷的話，整個(gè)合模的系統(tǒng)也會(huì)受到一定的損害。
在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行注射的時(shí)候。注塑量是。那么這個(gè)總的注塑的量就達(dá)1200g，我們?cè)侔凑展に嚨木唧w參數(shù)，這里指的是注射時(shí)候的壓力，在加上別的一些相關(guān)的因素，最終確定注射機(jī)型號(hào)HTF160XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
HTF海天注塑機(jī)技術(shù)參數(shù) 2
型號(hào)
參數(shù)
單位
160×B
螺桿直徑
mm
45
理論注射容量
cm3
320
注射重量PS
g
291
注射壓力
Mpa
159
注射行程
mm
201
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~230
料筒加熱功率
KW
9.3
鎖模力
KN
1600
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
455×455
允許最大模具厚度
mm
500
允許最小模具厚度
mm
180
移模行程
mm
420
移模開(kāi)距(最大)
mm
920
液壓頂出行程
mm
140
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
18.5
油箱容積
l
240
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
5.4×1.45×2.05
機(jī)器重量
t
5
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
320×320
表<1> HT 80W1×B注塑機(jī)參數(shù)
4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1確定模具的基本類型
注塑模具進(jìn)行分類的種類有很多，按照注射模具的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的分類，主要有單分型面、模、熱流道注射模。
4.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列
在我們這個(gè)畢業(yè)論文里面使用的是側(cè)面澆口，而且現(xiàn)在塑料件的產(chǎn)品是比較大的，為了能夠讓模具加工塑料產(chǎn)品的成功率提高，并且我們從經(jīng)濟(jì)性的方面來(lái)進(jìn)行考慮的話，要降低成本提高生產(chǎn)的效率，所以我們使用的是一個(gè)模具兩個(gè)腔室，進(jìn)行生產(chǎn)加工。
型腔與主流道兩者之間的距離要能有多近就有多近，同一時(shí)間我們使用平衡的流道，這樣可以將型腔排列成為一個(gè)模具一個(gè)腔室，這樣就可以知道它的長(zhǎng)度是230mm，寬度是200mm，下面圖顯示的是這個(gè)型腔的布局。
型腔布局方式
4.3模架選用
根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由《塑料注射模中小型模架》可選擇非標(biāo)FCI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：
標(biāo)準(zhǔn)FCI型模架圖
在進(jìn)行定模的時(shí)候使用了三塊模板，動(dòng)模只是使用了一塊模板，所以這個(gè)就稱為三板模，模架是簡(jiǎn)化細(xì)水口的，這樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行點(diǎn)澆口是合適的，在此模具中。
模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方法是根據(jù)分型面的選擇來(lái)確定的，我們?cè)诮?jīng)過(guò)仔細(xì)的考慮以后，在安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套的時(shí)候是進(jìn)行正面的安裝，按照我們選擇的模架的型號(hào)我們可以根據(jù)這個(gè)選出跟它相對(duì)應(yīng)的模板的厚度是多少，還有模具外面的形狀大小。
按照里面的模仁的大小，我們算出來(lái)模架的長(zhǎng)還有寬以后，我們還要將別的螺絲導(dǎo)柱對(duì)于模架大小的影響考慮進(jìn)去，我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要防止有干擾。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，假如說(shuō)有斜塊側(cè)抽芯的裝置，我們還要考慮這個(gè)裝置對(duì)于模具設(shè)計(jì)里面這個(gè)模具的架子的外面的尺寸的影響。我們結(jié)合之前所做的分析以后，在我們這個(gè)論文里面我們選擇的模架是WL=350x350。這個(gè)塑料件的高是28mm，這個(gè)塑料件的一大半都是在型腔里面的，型芯還有型腔的厚度是我們這個(gè)塑料件在型腔里面的高再加上20-30mm，經(jīng)過(guò)之前的分析，再加上對(duì)于強(qiáng)度的需要，我們確定定模板的厚是600mm, 動(dòng)模板的厚是100mm。這樣就達(dá)到了需要。
綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：LKM FCI-3535-A60-B100。
5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1分型面的選擇
將模具可以看成是兩個(gè)部分組成或者是幾個(gè)可以分離的部分組成的，在將模具的接觸表面進(jìn)行分離的時(shí)候，可以將里面的塑料件拿出來(lái)，還可以將系統(tǒng)澆注進(jìn)行凝料，在塑料件成型的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候的接觸是要封閉的，類似這樣的接觸的表面我們叫做是分型面，這個(gè)是決定模具的結(jié)構(gòu)的很主要的因素，在選擇塑料件的分型面的時(shí)候，我們可以只選擇一個(gè)，可以選擇好多個(gè)，我們要想將塑料件成型完整的話，進(jìn)行分型面的選擇是很重要的。
我們進(jìn)行分型面選擇的時(shí)候，要從下面幾點(diǎn)來(lái)進(jìn)行考慮：
1）我們?cè)诜中兔嬖谶M(jìn)行選擇的時(shí)候應(yīng)該在這個(gè)塑料件外面最大的地方；
2）讓塑料件在模具打開(kāi)以后停留在動(dòng)模的上面；
3）分型面產(chǎn)生的這個(gè)痕跡不會(huì)影響這個(gè)塑料產(chǎn)品的美觀；
4）在進(jìn)行澆注系統(tǒng)的安排的時(shí)候，尤其是對(duì)于澆口的安排一定要合理；
5）要讓推桿的痕跡不再塑料件的外表上面看到；
6）使塑件易于脫模。
結(jié)合之前的分析，再加上我們這個(gè)論文里面設(shè)計(jì)的模具外形的特點(diǎn)，使用的分型面是平面的，而且是在這個(gè)塑料件的最大的平面的地方，打開(kāi)模具以后塑料件是留在動(dòng)模的一邊的。
分型面的選擇
5.2型芯型腔結(jié)構(gòu)的確定
模具在進(jìn)行閉合以后，我們將塑料的成型制品放置的這個(gè)地方就叫做型腔。組成模具的型腔的零部件就叫做是成型的零部件。正常來(lái)說(shuō)這個(gè)包含了型腔，型芯，型環(huán)還有鑲塊等等。我們已經(jīng)加工出來(lái)的零部件跟塑料進(jìn)行的是直接的接觸，這個(gè)成型的塑件的一些地方受到塑料熔體的壓力，這個(gè)加工的塑料產(chǎn)品的形狀，精確度，都跟這個(gè)有關(guān)系，所以我們?cè)趯?duì)成型的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候也是關(guān)系到了注射模具。
形狀已經(jīng)出來(lái)的零部件在進(jìn)行注射加工成型的時(shí)候要受到溫度還有壓力還有塑料熔體對(duì)于它的沖擊還有摩擦，在進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的工作以后一定會(huì)出現(xiàn)磨損，變形還有劈裂，所以我們要在設(shè)計(jì)它的結(jié)構(gòu)還有形式的時(shí)候一定要合理，計(jì)算它的大小還有公差一定要準(zhǔn)確，這樣才能夠保證它的強(qiáng)度，剛度都能達(dá)到要求，表面質(zhì)量是比較好的。
對(duì)于成型的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要能保證塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，還要加工起來(lái)很簡(jiǎn)單，裝配起來(lái)方便，使用起來(lái)方便，維修的時(shí)候也沒(méi)有那么復(fù)雜。
5.2.1型腔設(shè)計(jì)
型腔的作用是用來(lái)將確定加工的零部件的外部輪廓的，它的結(jié)構(gòu)跟需要加工的產(chǎn)品的外形，大小，使用的要求還有生產(chǎn)的批量，模具的加工辦法都是有密切的關(guān)系的，一般經(jīng)常可以看到的結(jié)構(gòu)形式主要有整體的，嵌入的，鑲拼的還有瓣合式的這幾種。
我們這篇論文里面使用的是嵌入式，它的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，型腔的結(jié)構(gòu)式很牢固的，可靠地，不會(huì)發(fā)生變形，加工出來(lái)的產(chǎn)品的表面不會(huì)出現(xiàn)拼接的痕跡的，還可以將注射模里面加工的產(chǎn)品的數(shù)量降低，讓整個(gè)模具的外形都縮小很多。但是進(jìn)行模具的加工是很復(fù)雜的，在加工的時(shí)候還需要用數(shù)控還有電火花來(lái)進(jìn)行。
型腔設(shè)計(jì)
5.2.2型芯設(shè)計(jì)
我們這篇論文里面涉及的零件的結(jié)構(gòu)沒(méi)有多復(fù)雜，深度也沒(méi)有多大，我們?cè)趯?duì)這個(gè)塑料件的實(shí)體進(jìn)行額分析以后，我們將塑料件的型芯使用的是嵌入式的，選擇這樣的型芯是因?yàn)樵诩庸さ臅r(shí)候很方便，在對(duì)于模具的維護(hù)很方便，在型芯還有動(dòng)模板進(jìn)行互相配合的時(shí)候使用的是。
型芯組合件3D圖
5.3型芯型腔的尺寸要素
已經(jīng)成型的零部件的工作的大小就是說(shuō)成型的零部件就將塑料件的外觀的大小直接就確定下來(lái)了。這個(gè)尺寸涵蓋了型腔，型芯徑向的大小，這里包括了長(zhǎng)還有寬，還有高，以及中心距尺寸等。要讓加工出來(lái)的塑料件的質(zhì)量得到保證，在事先對(duì)于模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候我們一定要按照塑料件的大小還有精確度的等級(jí)將需要加工成型的零部件的大小還有精確度確定下來(lái)。
采用平均值的計(jì)算方法。針對(duì)塑料件的大小還有成型的零部件的大小的差異，我們統(tǒng)一按照入體的原則來(lái)進(jìn)行標(biāo)注，也就是對(duì)包容面的大小進(jìn)行標(biāo)注的時(shí)候使用的是單向的正偏差，基本尺寸為最?。粚?duì)于被包容面的大小標(biāo)注的時(shí)候使用的是單向的負(fù)偏差，這個(gè)時(shí)候基本尺寸是最大的；在對(duì)中心距進(jìn)行標(biāo)注的時(shí)候使用的是雙向?qū)ΨQ的偏差 [12]。
對(duì)于加工出來(lái)的塑料件的尺寸有影響的原因很多，也是非常的復(fù)雜的，涵蓋了下面幾點(diǎn)：
（1）成型零部件的制造誤差；
（2）成型零部件的磨損；
（3）塑料的成型收縮；
（4）配合間隙引起的誤差。
5.4型芯型腔的尺寸計(jì)算
5.4.1 型腔寬度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS=142±0.35=143.94-0.70MM相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=0.7mm
LS1=[(1хSCP)+LS1+X1ХP1]00.22=[(1+0.018)+142+0.6Х0.7]00.22=143.9400.22mm
式中，是塑件的平均收縮率，PP的收縮率為1.6%~2%,所以平均收縮率；、是系數(shù)， 一般在0.5~0.8之間，此處??；代表的是是塑件上相互對(duì)應(yīng)的尺寸的公差（下面也是一樣的）；是塑件上相對(duì)應(yīng)的尺寸的制造公差在對(duì)小一點(diǎn)的零件選取的數(shù)值（下同）。
5.4.2 型腔長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=168±0.6=170.18-1.20MM，相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=1.2MM
LM1=[(1+SCP)+LS1+X3ХP1]00.2=[(1+0.018)+168+0.5х1.2]00.2=170.1800.2MM
式子里面，代表的是系數(shù)，通常來(lái)說(shuō)是在之間，在這里我們選擇的數(shù)值是。
5.4.3 型腔高度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：HS=1±0.2=1.018-0.40MM，相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=0.4mm
HS1=[(1+SCP) +HS1+X1ХP1]=[(1+0.018)+1+0.7х0.4]00.067=1.01800.067MM
式子里面，代表的是系數(shù)，通常來(lái)說(shuō)是之間，在這里我們選擇的數(shù)值是。
5.4.4 型芯寬度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LM=142±0.35=143.2100.7MM，相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=0.7mm
LM1=[(1+SCP) +LS+XХP]= [(1+0.018) +142.3+0.6х0.7]0.1170 =143.21.1170 MM
式子里面，x代表的是系數(shù)，通常來(lái)說(shuō)是之間，在這里我們選擇的數(shù)值是。
5.4.5 型芯長(zhǎng)度的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換LS=130±0.5=131.1801.02MM,相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=1.02mm
LS1=[(1+SCP)+LS+XХP]= [(1+0.018)+130+0.65х1.02]-0.170 =131.18-0.170 MM
式子里面，x代表的是系數(shù)，通常來(lái)說(shuō)是之間，在這里我們選擇的數(shù)值是。
5.4.6 型芯高度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換HS=27±0.2=27.950O.4MM，相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=0.4mm
HM=[(1+SCP)+H S+XХP]= [(1+0.018)+27.18+0.6х0.4]-0.170 =27.950.0670 MM
式子里面，x代表的是系數(shù)，通常來(lái)說(shuō)是之間，在這里我們選擇的數(shù)值是。
5.5成形零部件剛度和強(qiáng)度校核
5.5.1 剛度和強(qiáng)度校核要素
傳統(tǒng)的理解上模具的強(qiáng)度指的就是模具的強(qiáng)度還有剛度。模具在加工產(chǎn)品的時(shí)候，這些產(chǎn)品都是有強(qiáng)度還有剛度的要求的，只有確保了模具的強(qiáng)度以后，它才能進(jìn)行正常的工作的。
因?yàn)槟＞叩耐庑斡泻芏喾N，在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候都不是一樣的而且計(jì)算也是比較復(fù)雜的，在實(shí)際的生產(chǎn)里面，我們要通過(guò)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后要對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行校核，這樣才可以對(duì)于我們的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過(guò)這些過(guò)程以后，我們的模具才可以正常的進(jìn)行工作。
計(jì)算模具的強(qiáng)度的時(shí)候是很復(fù)雜的，通常我們計(jì)算的時(shí)候都是使用的簡(jiǎn)化的計(jì)算方法，在計(jì)算的時(shí)候使用的做法很保守，過(guò)程是：我們選擇的受力結(jié)構(gòu)式最不好的，安全系數(shù)選擇比較大一些的，然后再來(lái)將模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，這樣的話模具的強(qiáng)度就提高了很多。為了能夠確保模具可以正常的進(jìn)行工作，這個(gè)時(shí)候我們不僅要確保模具整體性的強(qiáng)度達(dá)到要求，對(duì)于這個(gè)整體性的強(qiáng)度我們要進(jìn)行校核。
模具的整體性的強(qiáng)度指的是型腔的側(cè)面壁厚，型腔的底面的板的厚度，合模面能夠承受的壓力等等，實(shí)際選擇大小應(yīng)該將尺寸計(jì)算出來(lái)，然后再進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)行校核的時(shí)候，要對(duì)強(qiáng)度還有彎面進(jìn)行計(jì)算，選擇比較大的一個(gè)數(shù)值。
5.5.2 型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算
在對(duì)加工的塑料產(chǎn)品注射成型的時(shí)候，在型腔里面主要承受的是塑料熔體的壓力，所以這個(gè)時(shí)候模具的型腔里面的強(qiáng)度還有剛度是很大的。
計(jì)算公式如下：
S長(zhǎng)代表的是：
S長(zhǎng) = S 短 ≥ 1.15[ph/(E[δ])] = 1.15[30x1.5÷(2.1x10x0.03)] = 0.433
按強(qiáng)度條件計(jì)算:
S長(zhǎng) ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 102x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 1.246
S 短 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 65x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 0.794
按照厚度的數(shù)值還有校核的結(jié)構(gòu)，選擇側(cè)面的內(nèi)壁的厚度是可以的，所以我們論文里面的模具的型腔的側(cè)壁的厚，除此之外動(dòng)模的型芯進(jìn)行一樣的計(jì)算，那么它的厚度的值就是
注：
E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1x x10；
分別計(jì)算。
5.6側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇與設(shè)計(jì)
側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)通常說(shuō)的就是模具的側(cè)滑塊，也就是可以將側(cè)向軸心或者是側(cè)向分型還有進(jìn)行復(fù)位的時(shí)候?qū)a(chǎn)品拉出來(lái)然后倒扣，低陷的一種裝置。主要用在側(cè)孔或者是側(cè)凹比較淺的，型面很大的地方，通常進(jìn)行分類的時(shí)候可以分為外側(cè)抽芯還有內(nèi)側(cè)抽芯這兩種。因本設(shè)計(jì)產(chǎn)品因行程較大因而適用液壓抽芯機(jī)構(gòu)。
下面的圖畫(huà)的是模具經(jīng)常用的側(cè)滑塊的結(jié)構(gòu)。
從作用位置分為下模側(cè)滑塊、上模側(cè)滑塊、斜側(cè)滑塊（斜頂）
從動(dòng)力來(lái)分，為機(jī)動(dòng)側(cè)向側(cè)滑塊機(jī)構(gòu)和液壓（氣壓）側(cè)向側(cè)滑塊機(jī)構(gòu)
1. 滑塊的設(shè)計(jì)
滑塊在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候的重點(diǎn)是滑塊跟側(cè)向的型芯進(jìn)行連接還有注射成型的產(chǎn)品的尺寸是不是準(zhǔn)確，進(jìn)行移動(dòng)是不是可靠，我們可以將滑塊進(jìn)行分類，有整體式還有組合式這兩種。一般制造滑塊選擇的材料是等，對(duì)于硬度的要求是HRC40以上。
2. 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
長(zhǎng)配合長(zhǎng)
3. 滑塊定位裝置設(shè)計(jì)
因?yàn)槲覀兪褂玫氖呛竽?cè)滑塊，我們按照進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)候的實(shí)際的情況，使用的側(cè)滑塊壓板的方式，它的作用是用來(lái)進(jìn)行固定還有導(dǎo)向。
4. 楔緊塊設(shè)計(jì)
5. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式
斜導(dǎo)柱和滑塊因?yàn)樵谶M(jìn)行安裝的時(shí)候地點(diǎn)不一樣，那么抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)就不一樣了。
1）斜導(dǎo)柱在定模上、滑塊在動(dòng)模上的結(jié)構(gòu)
A、 我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要避免滑塊還有推桿在合模復(fù)位的時(shí)候不能互相干擾。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先于推桿的復(fù)位致使活動(dòng)側(cè)向型芯與推桿相碰撞，造成活動(dòng)側(cè)向型芯或推桿損壞。
B、假如說(shuō)出現(xiàn)了干擾的話，一般都是先進(jìn)行復(fù)位，在附加的裝置里面有彈簧的，彈簧先進(jìn)行復(fù)位，進(jìn)行復(fù)位等等很多種的方式。
2） 斜導(dǎo)柱固定在動(dòng)模的上面，滑塊固定在定模的上面。
3） 斜導(dǎo)柱和滑塊都是固定在定模的上面。
4）斜導(dǎo)柱和滑塊都是固定在動(dòng)模的上面。
6. 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯距
模具里面的型芯從產(chǎn)品的成型一直到不阻礙塑料產(chǎn)品從模具里面脫出來(lái)的推出位置的距離，我們就把這個(gè)距離叫做是理論抽芯距，一般都是用字母S′表示。為了在工作的時(shí)候保證安全，實(shí)際上的抽芯的距離是要比理論上的距離要大出來(lái)1到3mm，計(jì)算的公式如下：
在我們這個(gè)論文里達(dá)到我們的需要的。
側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)
6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.1 澆口的設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)里面有一個(gè)系統(tǒng)是澆注的系統(tǒng)，它的意思是從注射模里面的主要的流道頭子上到型腔里面的熔體的上料的管道，我們將澆注的系統(tǒng)可以分為道澆注系統(tǒng)還有無(wú)流道凝料的澆注系統(tǒng)，在我們這個(gè)論文里面使用的系統(tǒng)是普通點(diǎn)澆口的澆注系統(tǒng)。選擇的澆注系統(tǒng)合適了，生產(chǎn)出來(lái)的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量才好。
6.1.1 澆口的形狀、位置的確定
澆口我們又把它叫做進(jìn)料口，它是用來(lái)將分流道跟型腔連接在一起的通道。它有兩個(gè)功能：一個(gè)功能室對(duì)于進(jìn)到型腔里面的塑料熔體可以進(jìn)行控制；還有一個(gè)功能室在注射的壓力沒(méi)有以后，型腔就會(huì)被封鎖了，讓型腔里面還有沒(méi)有被固化的塑料不會(huì)出現(xiàn)倒流的情況。通常使用的比較多的澆口的方式有直接的澆口，側(cè)面的澆口，點(diǎn)式的澆口，扇子形狀的澆口，圓盤(pán)式的澆口還有環(huán)形的澆口等等。
6.1.2 澆口位置的選擇原則
選擇的澆口的位置在什么地方會(huì)直接影響到我們加工出來(lái)的塑料產(chǎn)品的質(zhì)量。在進(jìn)行澆口的位置確定的時(shí)候，我們要注意下面幾個(gè)方面：
1. 在型腔里面流動(dòng)的熔體，在動(dòng)能上消耗的能量是最低的。要做到這一點(diǎn)必須使
1)流程(包括分支流程)為最短；
2)每一個(gè)分出來(lái)的流體基本上都可以到達(dá)最遠(yuǎn)的地方；
3)在進(jìn)行進(jìn)料的時(shí)候要從壁厚比較厚的地方來(lái)進(jìn)行；
4)要盡量讓每一股的分流在進(jìn)行轉(zhuǎn)向的時(shí)候越小越好。
2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。
因?yàn)槲覀冋撐睦锩鍯D光盤(pán)盒蓋的塑料件外表的質(zhì)量是要求很高的，我們?cè)谶@里澆口選擇的是點(diǎn)澆口。這個(gè)點(diǎn)澆口是在側(cè)面的進(jìn)膠的地方，在CD光盤(pán)盒蓋組裝起來(lái)以后，這個(gè)澆口就會(huì)被遮住了。
6.2 流道的設(shè)計(jì)
一般的流道澆注的系統(tǒng)有下面幾個(gè)方面組成：
我們?cè)趯?duì)澆注的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要將下面幾點(diǎn)考慮進(jìn)去：
a)、塑料成型特性：這個(gè)系統(tǒng)能夠讓所有的系統(tǒng)都可以成型，這樣塑料的質(zhì)量就可以得到保證了。
b)、我們?cè)趯?duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要想模具是用一個(gè)模具一個(gè)腔室的還是一個(gè)模具多個(gè)腔室的，我們?cè)谠O(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的時(shí)候要按照腔室的布局來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
c)、塑件大小及形狀：因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品很小，而且它的壁厚沒(méi)有那么厚，再加上技術(shù)方面的需要等等，綜合這些情況，我們?cè)谶x擇分型面的時(shí)候還要將澆注系統(tǒng)的整體的方式，進(jìn)料口有幾個(gè)等，這樣才能讓產(chǎn)品成型，還要考慮防止流料病和部位等問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候就要有相對(duì)應(yīng)的解決方法或者讓他有可以維修的機(jī)會(huì)。
d)、塑件外觀：我們?cè)趯?duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該要先將進(jìn)料去除，將進(jìn)料修正，這樣進(jìn)料的時(shí)候很方便，而且還不會(huì)影響塑料產(chǎn)品的外觀。
e)、冷料：在進(jìn)行注射的時(shí)候有間歇的時(shí)間，殘留在噴嘴頭上面的冷料一定要弄掉，不然的話會(huì)留到型腔里面去，這樣塑件的質(zhì)量就不好了，所以我