相機殼的注塑模具設計【一模兩腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含22張CAD圖紙帶任務書+開題報告+答辯ppt+外文翻譯】-zsmj18

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相機殼的注塑模具設計【一模兩腔】

中文摘要

模具是工業(yè)生產的重要工藝裝備，在現代工業(yè)生產中，60%～90%的工業(yè)產品需要使用模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產品的研制與開發(fā)在很大程度上依賴于模具的生產。因此，研究和發(fā)展模具技術，提高模具水平，對促進國民經濟的發(fā)展有著特別重要的意義。

本文根據相機外殼的結構特點及技術要求，通過一系列的注射模設計流程，設計了帶側抽芯的塑料模具，并利用UG與Moldflow軟件對其進行了分析。對塑件進行了工藝分析，確定了塑件的尺寸及結構。在模具的設計中詳細介紹了斜導柱、型芯、型腔等零部件的設計與制造，以及注射機和模架的選擇。

關鍵詞   相機外殼   注射模   側抽芯   Moldflow   

Title  Injection Mold Design of Camera Cover Based on UG 

Abstract

Mold is important process equipment of industrial production, in the modern industrial production, 60%～90% of industrial products need to use mold, the mold industry has become the foundation of industrial development, research and development of many new products are largely dependent on mold. Therefore, the research and the development of mold technology are significant to promote the development of the national economy.

This paper completes a series of injection mold design process and designs the plastic mold with side core pulling based on the structural features and technical requirements of camera cover. The software of UG and Moldflow are used to analyze the mold. Plastic parts are analyzed in the design process, at the same time, the size and structure of the plastic parts are determined. The design and manufacturing of slanted guide pillar, mould core, cavity and other parts are introduced in detail, as well as the injection molding machine is chosen correctly.

Keywords  camera cover   injection mold   side core pulling   Moldflow

目  錄

前言 1

第一章 塑料模的功能 2

第二章 塑件成型工藝分析 3

2.1 擬定制品成型工藝 3

2.2 熱塑性塑料ABS的注射成型工藝 3

2.2.1 ABS的注射成型工藝參數 3

2.2.2 ABS材料綜合性能分析 4

第三章 擬定模具結構形式 6

3.1 分型面位置的確定 6

3.2 確定型腔數量及排列方式 7

第四章 注塑機型號的確定 8

4.1 注射量的計算 8

4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影及所需鎖模力的計算 8

4.3 選擇注射機 9

4.4 有關參數的校核 10

第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 12

5.1 澆注系統(tǒng)的設計 12

5.1.1 主流道設計 12

5.1.2 分流道的設計 14

5.2 澆口的設計 16

5.2.1澆口設計的技術要求 17

5.2.2澆口尺寸的確定 19

5.3 冷料穴的設計 20

5.4 拉料桿的設計 22

5.5 澆注系統(tǒng)的平衡 22

5.5.1 分流道平衡 22

5.5.2 澆口平衡 23

第六章 模架的確定和標準件的選用 24

6.1 模具各個板料尺寸的確定 25

6.1.1 定模座板 25

6.1.2 定模板（型腔板） 25

6.1.3 動模板 25

6.1.4 推件板 25

6.1.5 動模墊板 25

6.1.6 墊塊 26

6.1.7 動模座板 26

第七章 合模導向機構的設計 27

7.1 導向結構的總體設計 27

7.1.1 導柱的設計 27

7.1.2 導套的設計 28

第八章 脫模推出機構的設計 30

8.1 脫模推出機構的設計原則 30

8.2 制品推出的基本方式 30

8.3 塑件的推出機構 30

8.4推件板推出機構設計要點 31

8.5 復位機構設計 33

第九章 抽芯機構設計 34

9.1 側向分型與抽芯機構的分類 34

9.2 斜導柱抽芯機構的設計 34

9.2.1 斜導柱的傾斜角的確定 35

9.2.2 側向抽心力的計算 35

9.2.3 斜導柱的彎曲力的計算 36

9.2.4 斜導柱直徑的計算 36

9.2.5 斜導柱的長度計算 38

9.2.6 鎖緊楔的設計 38

第十章 成型零部件的設計 39

10.1 成型零件的結構設計 39

10.1.1 凹模的結構設計 39

10.1.2 凸模的結構設計 40

10.2 成型零件工作尺寸的計算 41

10.2.1 影響工作尺寸的因素 41

10.2.2 成型零件工作尺寸的計算 41

10.3 成型零件強度計算 44

10.3.1 型腔側壁厚度計算 44

第十一章 排氣系統(tǒng)的設計 47

11.1 排氣設計的要點 47

11.2 排氣系統(tǒng)的幾種方式 47

12.2.1 冷卻水道開設的技術要點 48

12.2.2 冷卻回路的布置: 48

第十二章 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 49

12.1 加熱系統(tǒng)設計 49

12.2 冷卻系統(tǒng)設計 49

12.3 型芯的冷卻 50

12.4 冷卻系統(tǒng)的有關計算： 50

結束語 52

致 謝 53

參考文獻 54

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動模座板.dwg

動模板.dwg

型腔.dwg

型芯.dwg

墊塊.dwg

塑件.dwg

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定模座板.dwg

導套.dwg

導套1.dwg

導柱.dwg

擋塊.dwg

推件板.dwg

推桿固定板.dwg

推板.dwg

推板導套.dwg

推板導柱.dwg

支撐板.dwg

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斜導柱.dwg

斜滑塊.dwg

楔緊塊.dwg

澆口套.dwg

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第 I 頁 中文摘要 模具是工業(yè)生產的重要工藝裝備，在現代工業(yè)生產中， 60%～ 90%的工業(yè)產品需要使用模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產品的研制與開發(fā)在很大程度上依賴于模具的生產。因此，研究和發(fā)展模具技術，提高模具水平，對促進國民經濟的發(fā)展有著特別重要的意義。 本文根據相機外殼的結構特點及技術要求，通過一系列的注射模設計流程，設計了帶側抽芯的塑料模具，并利用 塑件進行了工藝分析，確定了塑件的尺寸及結構。在模具的設計中詳細介紹了斜導柱、型芯、 型腔 等零部件的設計與制造， 以及注射機和模架的選擇。 關鍵詞 相機外殼 注射模 側抽芯 第 外文摘要 G is of in 60%～ 90% of to of of on of to of a of on of G to in at of of in as as is 第 目 錄 前言 ........................................................ 1 第一章 塑料模的功能 ......................................... 2 第二章 塑件成型工藝分析 ..................................... 3 定制品成型工藝 ................................................. 3 塑性塑料 注射成型工藝 ..................................... 3 ....................................... 3 ......................................... 4 第三章 擬定模具結構形式 ..................................... 6 型面位置的確定 ................................................. 6 定型腔數量及排列方式 ........................................... 7 第四章 注塑機型號的確定 ..................................... 8 射量的計算 ..................................................... 8 件和流道凝料在分型面上的投影及所需鎖模力的計算 ................. 8 擇注射機 ....................................................... 9 關參數的校核 .................................................. 10 第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 ............................ 12 注系統(tǒng)的設計 .................................................. 12 流道設計 .................................................. 12 流道的設計 ................................................ 15 口的 設計 ...................................................... 17 口設計的技術要求 ........................................ 17 .............................................. 20 料穴的設計 .................................................... 21 料桿的設計 .................................................... 22 注系統(tǒng)的平衡 .................................................. 22 流道平衡 .................................................. 23 口平衡 .................................................... 23 第六章 模架的確定和標準件的選用 ............................ 24 具各個板料尺寸的確定 .......................................... 25 第 模座板 .................................................... 25 模板（型腔板） ............................................ 25 模板 ...................................................... 25 件板 ...................................................... 25 模墊板 .................................................... 25 塊 ........................................................ 26 模座板 .................................................... 26 第七章 合模導向機構的設計 .................................. 27 向結構的總體設計 .............................................. 27 柱的設計 .................................................. 27 套的設計 .................................................. 28 第八章 脫模推出機構的設計 .................................. 30 模推出機構的設計原則 .......................................... 30 品推出的基本方式 .............................................. 30 件的推出機構 .................................................. 30 .......................................... 31 位機構設計 .................................................... 33 第九章 抽芯機構設計 ........................................ 34 向分型與抽芯機構的分類 ........................................ 34 導柱抽芯機構的設計 ............................................ 34 導柱的傾斜角的確定 ........................................ 35 向抽心力的計算 ............................................ 35 導柱的彎曲力的計算 ........................................ 36 導柱直徑的計算 ............................................ 36 導柱的長度計算 ............................................ 38 緊楔的設計 ................................................ 38 第十章 成型零部件 的設計 .......................................... 39 型零件的結構設計 ............................................. 39 模的結構設計 ............................................. 39 模的結構設計 ............................................. 40 型零件工作尺寸的計算 ......................................... 41 響工作尺寸的因素 ......................................... 41 型零件工作尺寸的計算 ..................................... 41 型零件強度計算 ............................................... 44 腔側壁厚度計算 ........................................... 44 第 V 頁 第十一章 排氣系統(tǒng)的設計 .................................... 47 氣設計的要點 ................................................. 47 氣系統(tǒng)的幾種方式 ............................................. 47 卻水道開設的技術要點 ..................................... 48 卻回路的布置 : ............................................ 48 第十二章 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 .................................. 49 熱系統(tǒng)設計 ................................................... 49 卻系統(tǒng)設計 ................................................... 49 芯的冷卻 ..................................................... 50 卻系統(tǒng)的有關計算： ........................................... 50 結束語 ..................................................... 52 致 謝 ...................................................... 53 參考文獻 ................................................... 54 第 1 頁 前 言 畢業(yè)設計是大學的最后一個教學環(huán)節(jié)，是對大學所學知識的綜合運用，是對我們以前所學理論知識和技能的一次綜合性訓練。模具是工業(yè)生產中應用極為廣泛的重要工藝裝備，采用模具 生產制品及零件，具有生產效率高，節(jié)約原材料，成本低廉，保證質量等一系列優(yōu)點，模具生產是現代工業(yè)生產的重要手段和主要發(fā)展方向。 本設計的課題是相機外殼注塑模模具設計，在此次設計中，主要用到所學的注塑模設計、機械設計、 軟件應用的相關知識。需要對注射模設計的一般流程進行分析，即注射成型的分析、注射機的選擇及相關參數的校核、模具的結構設計、注射模具設計的有關計算、模具總體尺寸的確定與結構草圖的繪制、模具結構總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產制造等。其中模具結構的設計既是重點又是難點， 主要包括成型位置及分型面的選擇、模具型腔數目的確定、型腔的排列布局、流道布局以及澆口位置的選擇、模具工作零件的結構設計、側向分型及抽芯機構的設計、推出機構的設計、拉料桿的形式選擇、排氣方式設計等。要教好的完成畢業(yè)設計，必須要掌握模具設計的過程，學習如何查閱相關資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，總之，這次畢業(yè)設計能夠為我們以后從事模具職業(yè)打下良好的基礎。 第 2 頁 第一章 塑料模的功能 近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當快，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為 30%。隨著中國汽車 、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預計在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產銷量高速增長，汽車模具潛在市場十分巨大。據介紹，在生產汽車時，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一款普通轎車約需 200 多件內飾件模具，而制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具，從模具行業(yè)生產能力看，目前滿足率僅約 50%。在建筑領域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢所趨，預計 2010 年全國塑料門窗和塑管普及率將達到 30%～50%，塑料排水管市場 占有率將超過 50%，都會大大增加對模具的需求量。應該說，塑料模具的應用潛力是不可低估的。專家預測，大型、精密、設計合理的注塑模具將受到市場普遍歡迎。 與全國塑料加工業(yè)區(qū)域分布相類似，珠三角、長三角的塑料制品加工業(yè)位居前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產值在全國模具總產值中的比例也占到 70％?，F在，這 3 個省份的不少企業(yè)已意識到塑模業(yè)的無限商機，正積極組織模具產品的開發(fā)制造。最近，由杭州娃哈哈集團精密機械制造公司研制的多腔防盜瓶蓋注塑模具通過浙江省省級鑒定。該模具采用的三次頂出強制脫模技術、平衡式熱流道系統(tǒng)、瓶蓋模 通用模架具有較強的創(chuàng)新性，模具性能和質量達到國內領先水平。 然而，塑料模具盡管成為時下最為誘人的“奶酪”，但櫻桃好吃樹難栽。由于塑料零配件形狀復雜、設計靈活，對模具材料、設計水平及加工設備均有較高要求，并不是人人都可以輕易涉足的。專家認為，目前中國與國外水平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結果檢驗等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受到制約。 專家指出，面對國外先進技術與高質量制品的 挑戰(zhàn)，中國塑模企業(yè)不僅要加快產業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應，還要注重模具產業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設和產業(yè)鏈后端的檢測以及信息服務，盡快縮短技術、管理、工裝水平與國際水準的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題。 第 3 頁 第二章 塑件成型工藝分析 定制品成型工藝 該制品是相機外殼，如圖 2示，生產批量大。材料為丙烯腈 苯乙烯共聚物（ ，該材料具有良好的綜合力學性能，成型工藝性能好，可以注射成型。 工 藝性與結構分析 ： 精度等級：采用一般精度 3 級 (塑件內孔以型芯小端為準， 塑件外形以型腔大端為準 ) 一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內，當要求開模后塑件留在型芯上時，塑件內表面的脫模斜度應不大于塑件外表面的脫模斜度。 圖 2— 1 塑件 塑性塑料 注射成型工藝 注射成型工藝過程 : （ 1）預烘 干→裝入料斗→預塑化 → 注射裝置準備注射 → 注射 → 保壓 → 冷卻 → 脫模 → 塑件送下工序 （ 2）預熱、清理模具 → 涂脫模劑 → 合模 → 注射 注射成型工藝參數 （ 1）注射機：螺桿式 第 4 頁 （ 2）螺桿轉速（ r/ 20— 40 （ 3）預熱和干燥：溫度（ ° C） 80— 85 時間（ h ） 2— 3 （ 4）料筒溫度（ ° C） 后段 150— 170 中段 165— 180 前段 180— 200 （ 5）噴嘴溫度（ ° C） 170— 180； 噴 嘴形式 自鎖式 （ 6）模具溫度（ ° C） 50— 80 （ 7）注射壓力（ 60— 100 （ 8）成型時間（ s ） 注射 0— 5 保壓 20— 50 成型周期 30— 50 冷卻 20— 40 （ 9）后處理 ：方法 紅外線、燈烘箱 溫度（ ° C） 70— 100 時間（ h ） 1 料綜合性能分析 （ 1） 于熱塑性材料，具有良好的力學強度和一定的耐腐蝕性； （ 2）相容性、吸濕性、流動性良好，對溫度敏感，宜 采用點澆口，有效的增大塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱，流動性增加，利于充填； （ 3）有較高的沖擊強度和表面硬度，熱變形溫度較高 ,尺寸穩(wěn)定性好易于成型加工； （ 4）成型的壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大； （ 5） 吸水，成型加工前應進行干燥處理； （ 6）易產生熔接痕，設計時盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力。 第 5 頁 表 2— 1 合性能 性能名稱 數 值 性能名稱 數 值 密度 g/性模量 比容 g 曲強度 0 吸水率 %（ 24h） 度 121 收縮率 % 積電阻率 Ω 610*熔點 ° C 130— 160 擊穿電壓 Kv/變形溫度 ° C 70— 107 沖擊強度 kJ/m2 無缺口 不斷 缺口 48 抗拉屈服強度 00 介電系數 60第 6 頁 第三章 擬定模具結構形式 型面位置的確定 分型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構形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設密切相關。 分型面的選擇應注意以下幾點： A．不影響塑件外觀，尤其是對外觀有明確要求的制品； B．有利于保證塑件的精度要求； C．有利于模具加工，特別是型腔的加工； D．有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設計； E．便于制件的脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 （ 1）多型腔單分型面模具：塑件外觀質量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件 ，可采用此結構。 （ 2）多型腔多分型面模具：塑件外觀質量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結構。 該塑件外觀質量要求較高，并可以看出：分型面的位置、塑件推出機構的痕跡、澆口為點澆口。可初步擬定兩型腔雙分型面的結構。 根據塑件的結構形式，分型面選為雙分型面，如圖 3示。 ` 圖 3— 1 分型面位置 第 7 頁 定型腔數量及排列方式 一般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結構，對于精度要求不高的小型塑件，形狀簡單，又是大批量生產時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產效率大為提高。 塑料相機外殼塑件屬于小型塑件，大批量生產。該塑件精度要求不高，又是大批大量生產，可以采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費用低一點，設備運轉費用小一點，根據塑件的形狀，以及塑件材料 綜合性能，本設計采用一模兩腔的形式。 第 8 頁 第四章 注塑機型號的確定 注射機規(guī)格的確定主要是根據塑件的大小及型腔的數目和排列方式，在確定模具結構型式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據這些參數選擇一臺和模具相匹配的注塑機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格，設計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調整或與用戶取得商量調整。 射量的計算 通過 析，可得出塑件質量為 115 克，塑件體積 流道凝料 按塑件質量的 來計算。從上述分析中確定型腔為一模兩腔，所以注射量為： 按體積算 ： Q=4— 1） =2× 按質量算： M= （ 4— 2） =2× 115 =368g 件和流道凝料在分型面上的投影及所需鎖模力的計算 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A 在模具設計前是個未知數，根據多型腔模的統(tǒng)計分析，大概是每個塑件在分型面上的投影的 。因此可以采用 進行估算。所以 A= （ 4— 3） =（其中 第 9 頁 F= （ 4— 4） = 95 =中，型腔壓力 P 取 95 擇注射機 塑件成型所需要的注射量應小于 所選注射機的注射容量，可按注射容量、鎖模力、模具閉合時的厚度等來確定注射機的型號。 根據每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值，確定選用 式注射機，其參數如表 4示： 表 4— 1 名 稱 單 位 數 值 名 稱 單 位 數 值 公稱注射量 3250 模板尺寸 98*520 螺桿（柱塞）直徑 0 拉桿空間 48*370 注射壓力 30 合模方式 增壓式 注射行程 60 油泵流量 L/80， 12 注射時間 s 2 油泵壓力 N/50 螺桿轉數 R/5,31,39, 58,32,89 機器外形 尺寸 m 射方式 螺桿式 螺桿驅動 功率 模力 800 加熱功率 大成型面積 3500 機器重量 t 板最大行程 00 電動機功率 具最大厚度 50 資料提供單位 上海塑機廠 模具最小厚度 00 噴嘴 球半徑 8 噴嘴孔直徑 第 10 頁 21F 關參數的校核 1. 型腔數量的校核 （ 1）由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數 n 21/ 3 6 0 0 ? （ 4— 5） = 0 . 8 1 8 4 0 3 6 0 0 / 3 6 0 0 - 0 . 6 2 1 2 . 5 51 1 8 . 3 3? ? ? ? ?= 2 所以，所設定的型腔數符合要求，合格。 上式中， k— 注射機最大注射量的利用 系數，一般取 — 注射機的額定塑化量，取 18g/s t— 成型周期，取 40s 其它的安裝尺寸的校核要待模架選定，結構尺寸確定之后方可進行。 （ 2）按注射機的最大注射量校核型腔數量 n： 12m n ?? = （ 4— 6） 上式右邊 =2 （符合要求） 式中 注射機允許的最大注射量（ g或 （ 3） 按注 射機的額定鎖模力校核型腔數量 n： （ 4— 7） 上 式右邊 =2 （符合要求） 式中 F— 注射機的額定鎖模力（ N） 單個塑件在模具分型面上的投影面積（ 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（ P — 塑料熔體對型腔的成型壓力（ 般是注 射壓力的 80% 2. 注射機的校核 （ 1）注射壓力的校核：該注射機的注射壓力為 130注射壓力為 70～ 100，所以能夠滿足要求。 第 11 頁 （ 2）注射量以及鎖模力在上面已經校核，符合要求。 模具厚度的校核：模具厚度 H 必須滿足： ≤Ｈ （ 4— 8） 該模具厚度為 H=30+20+35+30+30+110+90 =345合要求） 式中 注射機允許的最小模厚，即動、定模板之間的最小開距 注射機 允許的最大模厚 （ 3）開模行程的校核： S=2+a+5～ 10 （ 4— 9） 上式右邊 S=100+100+20+6 =226合要求） 式中 注射機最大開模行程（ 推出距離（脫模距離）（ 包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度（ 第 12 頁 第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 澆注系統(tǒng)是塑料熔體從 注射機噴嘴射出后達到型腔之前在模具內流經的通道。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料（熱流道）澆注系統(tǒng)。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料井、澆口。 注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指從注射機的噴嘴到模具型腔的澆口這一段塑料流動的信道稱為澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)由主澆道、分流道、冷料穴、澆口等組成。 （ 1）了解塑料的成型能和塑料熔體的流動特性。 （ 2）熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應盡可能短，截面尺寸應盡可能大，彎折盡量少，表面粗糙度要低。 （ 3）澆注系統(tǒng)應結 合型腔布局同時考慮均衡進料，。 （ 4）塑料耗量要少，滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗量。 （ 5）消除冷料，澆注系統(tǒng)應能收集溫度較低的“冷料”。 （ 6）澆注系統(tǒng)設計應有利于良好的排氣。 （ 7） 防止塑件出現缺陷，避免熔體出現充填不足或塑件出現氣孔、縮孔、殘余應力。 （ 8）便于修整澆口，保證塑件外觀質量。 （ 9）較高的生產效率。 （ 10）流動距離比和流動面積比的校核，避免充填不足現象的發(fā)生。 流道設計 1．主流道是噴嘴熔融狀態(tài)的塑料進入模具型腔時的首段信道，它的形狀 第 13 頁 和尺寸直 接影響塑料的流動速度及填充時間。主流道一般呈圓錐形，錐度一般為 2～ 4 度，其小端直徑應大于噴嘴直徑 1便補償與噴嘴對中的誤差。主流道的最佳長度一般為 20～ 40 根據所選注射機，小端尺寸直徑應為： d=注射機噴嘴尺寸 +（ 1） （ 5— 1） = 4 + （ 1） = 5.5 流道球面半徑應為： R=噴嘴球面半徑 +（ 1～ 2） （ 5— 2） = 18 + 2 = 20 面配合高度 h=3～ 5 取 h=3（ 2．主流道襯套的設計 主流道小端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，一般采用碳素工具鋼，如： 10A 等，熱處理硬度為 53～ 57流道襯套和定位圈設計成整體式，用于中小型模具，大型模具設計成分體式，該模具采用整體式。 為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈設計成整體式。主流道長度取 35，約等于定模板（型腔板）的厚度。（見模架的確定和裝配圖） 第 14 頁 圖 5— 1 主流道襯套 3. 主流道凝料有關計算 主流道凝料體積為： Q =4?d2L （ 5— 3） =4?(682?)2× 35 ==主流道剪切速率校核： 由經驗公式 : ? = ? =?s 在 500 1?s ?s 之間。 式中，塑件澆道 ?+主q=195+=(6+8) / 22 第 15 頁 =3.5 產實踐表明，當注射模具主流道的剪切速率在 500 1?s ?s 之間，所成型的塑件的質量較好。所以本設計的主流道剪切速率符合要求。 流道的設計 1. 分流道布置形式 分流道為主流道和澆口之間的流動通道。一般開設在分型面上，起分流和轉 向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 常 用的分流道截面有圓形、梯形、 圖 5 5用流道截面形狀 要減少流道內的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成 半圓 形流道。 2．分流道的截面尺寸 為了便于機械加工及凝料脫模，本設計的分流道設置在 A 分型面上，截面形狀采用加工工藝比較好的半圓形截面。半圓形截面對塑料熔體流動 阻力不大。本設計有三級分流道： 第一級：半徑為 6半圓形流道； 第二級：半徑為 4半圓形流道； 第三級 : 始端直徑為 5端直徑為 2錐形流道。 流道截面形狀及尺寸如圖 5 第 16 頁 圖 5— 3 流道截面圖 從理論上 第二級分流道的截面尺寸要比第一級分流道截面尺寸小 10%。 3．分流道的有關計算： 分流道凝料體積 分流道長度第一級1L=72，第二級2L=26，第三級3L=12 分流道截面積1S=S=分流道凝料體積1q=72× 2q=26=3q= 252()42? ?× 12× 2 =1 2 3q q q q? ? ?=分流道剪切速率校核： 根據經驗公式： ? = ?S （ 5— 4） 在 500 1?S ?S ，剪切速率校核合理 其中， q= 式中 q— 分流道的體積流量（ s） ,工程中常采用經驗公式來計算； 分流道截面的當量半徑（ ； （ 5— 5） 式中 假想圓形流道的當量半徑（ A— 實際流道的截面面積（ 2 L— 實際流道截面積的周邊長度（ 22332 2 0 . 0 6 4 0 . 1 9 9 22 . 5 1n AR c ?? ? ?? 第 17 頁 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度要 求不是很低，一般取 可，因此，本設計取 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式。 口的設計 澆口，又稱進料口，是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最小部分。它使塑料熔體的流速產生加速度，以利于迅速充滿型腔，同時還起封閉型腔防止熔體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。 根據 塑件的外部特征，外觀表面質量要求比較高，要求看不到澆口的痕跡，塑件的外表面是光滑的，因此本設計采用點澆口。 點澆口的優(yōu)點：這類澆口由于前后兩端存在較大壓力差，能有效的增大塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱，從而導致熔體的表觀粘度下降，流動性增加，利于充填，因而對于薄壁塑件成型有利，且去除澆口后殘留痕跡小，已取得澆注系統(tǒng)平衡，利于自動化操作，模具結夠簡單。 點澆口的缺點：點澆口成型塑件壓力損失大，收縮大，塑件易變形，不利于成型流動性差及熱敏材料，不利于成型平薄易變形及形狀復雜的塑件，同時在定模部分需另加一個 分型面，以便澆口凝料脫模。 口設計的技術要求 1．澆口位置的選擇應遵循的原則 （ 1）避免制件上產生噴射等缺陷（避免噴射有兩種方法： a 加大澆口截面尺寸，降低熔體流速； b 采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動狀況。）該模具采用方法 a； （ 2）澆口應開設在塑件截面最厚處； 第 18 頁 （ 3）有利于塑件熔體流動； （ 4）有利于型腔排氣； （ 5）考慮塑件使用時的載荷狀況； （ 6）減少或避免塑件的熔接痕； （ 7）考慮分子取向對塑件性能的影響； （ 8）考慮澆口位置和數目對塑件成型尺寸的影響； （ 9） 防止將型芯或嵌件擠歪變形。 （ 1）盡量縮短流動距離 澆口位置的安排應保證塑料熔體迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短熔體的流動距離，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體，這對大型塑件更為重要。 （ 2）澆口應設在塑件制品斷面較厚的部位 當塑件的壁厚相差較大時，若將澆口開設在塑件的薄壁處，這時塑料熔體進入型腔后，不但流動阻力大，而且還易冷卻，以致影響了熔體的流動距離，難以保證其充滿整個型腔。另外從補縮的角度考慮，塑件截面最厚的部位經常是塑料熔體最晚固化的地方，若澆口開設在薄壁處，則厚壁 處極易因液態(tài)體積收縮得不到收縮而形成表面凹陷或真空泡。因此為保證塑料熔體的充分流動性，也為了有利于壓力有效地傳遞和比較容易進行因液態(tài)體積收縮時所需的補料，一般澆口的位置應開設在塑件壁最厚處。 （ 3）必須盡量減少或避免熔接痕 由于成型零件或澆口位置的原因，有時塑料充填型腔時造成兩股或多股熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強度，并有損于外觀質量，這在成型玻璃纖維增強塑料的制件時尤為嚴重。有時為了增加熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強度，并有損于外觀質量，這在 成型玻璃纖維增強塑料的制件時尤其嚴重。一般采用直接澆口、點澆口、環(huán)形澆口等可以避免熔接痕的產生，有時為了增加熔體匯合處的溶接牢度，可以在溶接處外側設一冷料穴，使前鋒冷料引如其內，以提高熔接強度。在選擇澆口位置時，還應考慮熔接的方位對塑件質量及強度的不同影響。 （ 4）應有利于型腔中氣體的排除 要避免從容易造成氣體滯留的方向開設澆口。如果這一要求不能充分滿足，在塑件上不是出現缺料、氣泡就是出現焦 第 19 頁 斑。同時熔體充填時也不順暢，雖然有時可用排氣系統(tǒng)來解決，但在選擇澆口位置時應先行加以考慮。 （ 5）考慮分子定向影響 充填模具型腔期間，熱塑性塑料會在流動方向上2 呈現一定的分子取向，這將影響塑件的性能。對某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的強度、應力開裂傾向等都是有差別的，一般在垂直于流向的方位上強度降低，容易產生應力開裂。 （ 6）避免產生噴射和蠕動（蛇形流） 塑料熔體的流動主要受塑件的形狀和尺寸以及澆口的位置和尺寸的支配，良好的流動將保證模具型腔的均勻充填并防止分層。塑料濺射進入型腔可能增加表面缺陷、流線、熔體破裂及氣，如果通過一個狹窄的澆口充填一個相對較大的型腔，這種流動影響便可能出現。特別是在使用低粘度塑料熔體時更 應注意。通過擴大尺寸或采用沖擊型澆口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止噴射和蠕動。 （ 7）澆口與塑件連接得部位應成 圓角或 45°的倒角；澆口和流道連接的部位一般斜度為 30°～ 45°，并以 圓弧和流道底面相連接。經 析最佳澆口位置如圖 5示： 圖 5口位置 第 20 頁 圖 5穴分析圖 口尺寸的確定 1. 由經驗公式： d=（ 42A? =式中 d — 點澆口直徑（ ； ? — 塑件在澆口處的壁厚（ 2； A— 型腔表面積（ 。 澆口截面形狀如圖 5— 6所示： 圖 5— 6 澆口截面 在設計模具時，澆口直徑先取直徑 d=在試模時根據實際情況再進行調整。 第 21 頁 根據點澆口的經驗公式： 34 = 34 =90933 （ 5— 6） 在 10000~100000 之間，減切速率符合要求。 料穴的設計 當注射機未注射塑料之前，噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣，為了集存這部分冷料渣，在進料口的末端的動模板上開設一個洞穴或者在流道的末端開設洞穴，這個洞穴就是冷料穴。 在注射時必須防止冷料渣進入流道或模具型腔內，否則將會堵塞流道和減緩料流速度，進入 模具型腔就會造成塑料制品上的冷把或冷斑。 冷料穴位于主流道正對面的動模板上 ,或者處于分流道的末端，其作用是收集熔體前鋒的冷料 ,防止冷料進入模具型腔而影響制品質量。冷料穴分兩種 ,一種專門用于收集、貯存冷料，另外一種除貯存冷料外還兼有拉出流道凝料的作用。 根據需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道轉向的位置，甚至在型腔的末端開設冷料穴。冷料穴應設置在熔體流動方向的轉折位置，并迎著上游的熔體流向，冷料穴的長度通常為流道直徑 d 的 2 倍，如圖。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圓管形的冷料穴底部裝有一根 Z 形頭的 拉料桿，稱為鉤形拉料桿，這是最常用的冷料穴形式。同類形的還有倒錐形和圓環(huán)糟形的冷料穴。本設計采用常用的 Z 形頭冷料穴。 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上。其作用就是存放料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。 如圖 5示，采用與拉料桿匹配冷料穴的半球形形式，采用 Z 形頭拉料桿，使主流道凝料脫出。 第 22 頁 在分流道端部加長流道直徑 d 的 2 倍做分流道的冷 料穴。如圖 5 圖 5— 7 分流道冷料穴 并不是所有注射模都需要開設冷料穴，有時由于塑料性能或工藝控制較好，很少產生冷料或塑件要求不高時，可不必設置冷料穴。如果初始設計階段對是否需要開設冷料穴尚無把握，可流適當空間，以便增設。 本設計開設冷料穴長度為 =9 料桿的設計 拉料桿的作用是勾著澆注系統(tǒng)冷料，使其隨同塑件一起留在動模一側，其分為主流道拉料桿和分流道拉料桿，本設計只設計了主流道拉料桿，拉料桿及其固定方式如圖 5示。 圖 5— 8 拉料桿固定方式 注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計時應盡量保 第 23 頁 證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 流道平衡 對于多型腔模具，為了達到各型腔同時充滿的目的，可通過調整分流道的長度及截面面積，改 變熔融樹脂在各分流道中的流量，達到澆注平衡的目的。計算公式如下： 212121 ?（ 5— 7） 式中 熔融樹脂分別在流道 1 和流道 2中的流量， s； 分流道 1和分流道 2的直徑， 分流道 1和分流道 2的長度， 口平衡 在多型腔非平衡分流道布置時，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調整各澆口截面尺寸的方法，使 熔融樹脂同時充滿各型腔。 澆口平衡簡稱為 ,只要做到各型腔 相同，基本上能達到平衡填充。 對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計算公式如下： 5— 8） 式中 澆口的截面積， 澆口的長度， 分流道的長度， 該模具，從主流道到各個型 腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式 的。 第 24 頁 第六章 模架的確定和標準件的選用 現場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。 模架尺寸確定之后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。以上內容確定之后，便根據所定內容設計模架。在學校作設計時，模架部分要自行設計；在生產 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結合標準模架，可選用標準模架 315× L，其中 L 取 400符合要求。 模架上要有統(tǒng)一的基準，所有 零件的基準應從這個基準推出，并在模具上打出相應的基準標記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動、定模固定板之間通過導向零件定位；脫出固定板通過導向零件與動模或定模固定板定位；模具通過澆注套定位圈與注射機的中心定位孔定位；動模墊板與動模固定板不需要銷釘精確定位；墊塊不需要與動模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位。 模具上所有的螺釘盡量采用內六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，加涂防銹油。 兩模板之間應有分模隙，即在裝配、調試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。分模隙常見形式如圖 6示。 圖 6分模隙 第 25 頁 具各個板料尺寸的確定 模座板 尺寸為： 350? 450，厚 30模座板通常就是模具與注射機連接處的定模板。 模板（型腔板） 尺寸為： 300? 450，厚 110模板與型腔做成一體，用于固定型芯（凸 模）、導套。為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固，固定板應有一定的厚度，并有足夠的強度，一般用 處理 63-6