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顶块注塑成型工艺及模具设计说明书.doc

顶块注塑成型工艺及模具设计【三维UG】[19张CAD图纸+文档]

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复位杆.dwg

定位环.dwg

导套.dwg

导柱.dwg

导滑槽.dwg

导顶板套.dwg

拉料杆.dwg

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浇口套.dwg

装配图.dwg

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关键词：: 三维UG 19张CAD图纸+文档注塑成型工艺模具设计三维 ug 19 cad 图纸文档

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中文摘要及关键词 I

英文摘要及关键词 II

第1章绪论 1

1.1模具的作用与地位 1

1.2 本次设计研究目的及意义 1

1.3 CAD发展概况 1

1.4 注塑模CAD内容 2

第2章塑件的工艺分析 4

2.1塑件的工艺性分析 4

2.1.1塑件的原材料分析 4

2.1.2 ABS的注塑工艺参数 5

2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 5

2.2.1结构分析 6

2.2.2尺寸精度分析 6

2.2.3表面质量分析 6

2.3计算塑件的体积和质量 6

第3章注射机的选择及校核 7

3.1 注射机的选择 7

3.2型腔数目的确定及校核 8

3.3 锁模力的校核 9

3.4 开模行程的校核 9

第4章浇注系统的设计 11

4.1 分型面的选择 11

4.2 主流道的设计 11

4.3 浇口设计 12

4.3.1 剪切速率的校核 13

4.3.2 主流道剪切速率校核 13

4.3.3 浇口剪切速率的校核 14

第5章成型零部件设计 15

5.1 型腔和型芯工作尺寸计算 15

5.2 型腔侧壁厚度计算 16

第6章合模导向机构设计 18

第7章温度调节系统设计 20

7.1 对温度调节系统的要求 20

7.2 冷却系统设计 20

7.2.1 设计原则 20

7.2.2 冷却时间的确定 20

7.2.3 塑料熔体释放的热量 21

7.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热 21

7.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量 22

7.2.6 冷却系统的计算 23

7.2.7 凹模冷却系统的计算 24

第8章抽芯系统的设计 27

8.1 斜导柱设计 27

8.2 滑槽的设计 29

8.3 楔紧设计 30

8.4 滑块定位设计 30

8.5 弹簧设计计算 31

第9章模具工作原理说明 32

总结 33

参考文献 34

致谢 35

中文摘要及关键词

摘要：本设计是顶块塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把CAD技术应用在注塑模具的设计上，在CAD系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及CAD在模具上的应用，其中包括AUTOCAD。主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。

关键词：CAD；CAM；注塑模；工艺

英文摘要及关键词

Abstract：This design is a top piece of plastic injection mold design of parts, when combined with traditional mechanical design after the application of CAD technology in injection mold design, implementation of the model in the CAD system and injection mold design. This article describes the current state of development of mold technology and CAD in the mold applications, including AUTOCAD. The main mechanical part of the design, which includes plastic injection mold working principle and application of design criteria. Plastic injection mold design calculations, including the design of the mold design, injection molding machine selection, gating system design, dynamic, fixed mold, pouring system, the release mechanism, the ejection mechanism, cooling system and other aspects. So design a structure to ensure reliable operation of the mold work.

Keywords: CAD; CAM; injection molding; Process

第1章绪论

1.1模具的作用与地位

　　　模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母”。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。作为与模具的具有高生产效率，高稠度，低功耗和高精度和复杂性的援助大量生产部件的结果是因此国民经济日益受到制造业理解的，它被广泛使用的机器，电子，汽车，信息，航空，航天，轻工，军工，交通运输，建筑建材，医疗器械，五金工具，生物技术，能源，工业和日用品等，据统计，使用模具制造的零件数量，飞机，汽车，摩托车，拖拉机，发动机，器具，工具和其他机电产品占的计算机，电视机，摄像机，照相机，录像机，传真机，电话和移动电话等电子产品的80％以上的占多超过85％;在冰箱，空调，洗衣机，微波炉，吸尘器，电风扇，自行车等轻工产品占了90％以上，枪支和其他武器军工产品占比超过95％。中国的经济发展，国防和高端技术服务的现代化建设作出了贡献显著。模具工业是重要的基础产业。工业要发展，模具必须第一行。没有高水平的模具不是工业产品的较高水平。现在模具行业的水平已经成为制造业水平的国家重要指标衡量，发挥在国民经济中具有重要作用，模具技术具有生产的重要指标水平的衡量标准是一个国家[1]。[1]。

1.2 本次设计研究目的及意义

(1).调查研究中外文献检索和阅读能力；

(2).综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；

(3).设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；

(4).掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；

(5).逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；

(6).撰写设计说明书（论文）的能力；

(7).养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。

1.3 CAD发展概况

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内容简介：: 湖南文理学院芙蓉学院本科生毕业设计题目：顶块注塑成型工艺及模具设计学号：专业班级：指导教师：完成时间：顶块注塑成型工艺及模具设计目录中文摘要及关键词I英文摘要及关键词II第1章绪论11.1模具的作用与地位11.2 本次设计研究目的及意义11.3 CAD发展概况11.4 注塑模CAD内容2第2章塑件的工艺分析42.1塑件的工艺性分析42.1.1塑件的原材料分析42.1.2 ABS的注塑工艺参数52.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析52.2.1结构分析62.2.2尺寸精度分析62.2.3表面质量分析62.3计算塑件的体积和质量6第3章注射机的选择及校核73.1 注射机的选择73.2型腔数目的确定及校核83.3 锁模力的校核93.4 开模行程的校核9第4章浇注系统的设计114.1 分型面的选择114.2 主流道的设计114.3 浇口设计124.3.1 剪切速率的校核134.3.2 主流道剪切速率校核134.3.3 浇口剪切速率的校核14第5章成型零部件设计155.1 型腔和型芯工作尺寸计算155.2 型腔侧壁厚度计算16第6章合模导向机构设计18第7章温度调节系统设计207.1 对温度调节系统的要求207.2 冷却系统设计207.2.1 设计原则207.2.2 冷却时间的确定207.2.3 塑料熔体释放的热量217.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热217.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量227.2.6 冷却系统的计算237.2.7 凹模冷却系统的计算24第8章抽芯系统的设计278.1 斜导柱设计278.2 滑槽的设计298.3 楔紧设计308.4 滑块定位设计308.5 弹簧设计计算31第9章模具工作原理说明32总结33参考文献34致谢35中文摘要及关键词摘要：本设计是顶块塑料零件的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把CAD技术应用在注塑模具的设计上，在CAD系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及CAD在模具上的应用，其中包括AUTOCAD。主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。关键词：CAD；CAM；注塑模；工艺顶块注塑成型工艺及模具设计英文摘要及关键词Abstract：This design is a top piece of plastic injection mold design of parts, when combined with traditional mechanical design after the application of CAD technology in injection mold design, implementation of the model in the CAD system and injection mold design. This article describes the current state of development of mold technology and CAD in the mold applications, including AUTOCAD. The main mechanical part of the design, which includes plastic injection mold working principle and application of design criteria. Plastic injection mold design calculations, including the design of the mold design, injection molding machine selection, gating system design, dynamic, fixed mold, pouring system, the release mechanism, the ejection mechanism, cooling system and other aspects. So design a structure to ensure reliable operation of the mold work.Keywords: CAD; CAM; injection molding; Process顶块注塑成型工艺及模具设计第1章绪论1.1模具的作用与地位模具是指工业生产上通过注塑、压铸或锻压等方式生产产品所用的各种模型和工具，是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，被称为“工业之母”。其生产过程集精密制造、计算机技术和智能控制为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。作为与模具的具有高生产效率，高稠度，低功耗和高精度和复杂性的援助大量生产部件的结果是因此国民经济日益受到制造业理解的，它被广泛使用的机器，电子，汽车，信息，航空，航天，轻工，军工，交通运输，建筑建材，医疗器械，五金工具，生物技术，能源，工业和日用品等，据统计，使用模具制造的零件数量，飞机，汽车，摩托车，拖拉机，发动机，器具，工具和其他机电产品占的计算机，电视机，摄像机，照相机，录像机，传真机，电话和移动电话等电子产品的80以上的占多超过85;在冰箱，空调，洗衣机，微波炉，吸尘器，电风扇，自行车等轻工产品占了90以上，枪支和其他武器军工产品占比超过95。中国的经济发展，国防和高端技术服务的现代化建设作出了贡献显著。模具工业是重要的基础产业。工业要发展，模具必须第一行。没有高水平的模具不是工业产品的较高水平。现在模具行业的水平已经成为制造业水平的国家重要指标衡量，发挥在国民经济中具有重要作用，模具技术具有生产的重要指标水平的衡量标准是一个国家1。1。1.2 本次设计研究目的及意义(1).调查研究中外文献检索和阅读能力；(2).综合运用专业理论和知识分析、解决实际问题的能力；(3).设计、计算与绘图的能力，包括使用计算机的能力；(4).掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程；(5).逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力；(6).撰写设计说明书（论文）的能力；(7).养成严肃、认真、细致地从事技术工作的优良作风。1.3 CAD发展概况计算机辅助设计(CAD-ComputerAidedDesign)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。CAD应用程序，从而使设计人员在设计过程中，计算机，大容量信息存储的算术和逻辑功能的权力，并利用太快信息和综合信息管理，数值分析，模拟，设计和起草的优化其他项目寻找工作和创意设计由设计师的最佳解决方案。CAD（电脑团队埃迪标志）诞生于20世纪60年代，美国马萨诸塞州大学的研究提供了一个交互式图形程序，由于昂贵的硬件，只有美国通用汽车公司和美国航空公司的波音开发出了利用交互式绘图系统。 70年代，成本下降小型机美国工业开始广泛使用交互式绘图系统。 80年来，随着PP机，CAD快速发展的应用程序的结果，是专业从事CAD系统开发的公司。 CAD是在汽车，航空航天，电子等行业中的大公司的首次应用。随着电脑越来越便宜，逐渐广泛的应用。通用CAD成员的AutoCAD，AutoCAD的，但它是一个普遍的绘图软件，行业专用机械的差异，但幸运的是，AutoCAD是一个开放的软件，可以进行二次开发，使用ADS，ARX语言如。由于二次深度开发，加强参数化设计，智能化设计，充分发挥了强大的搜索功能和计算机从计算机2。CAD技术的发展与应用对于彻底改变塑料模具设计与制造的传统方法与落后面貌，提高模具的设计质量与设计效率，缩短模具的设计制造周期，具有重要作用。世界上第一套塑料模具CAD软件是澳大利亚MOLDFLOW公司于1976年推出并以公司名字命名的MOLDFLOW。目前MOLDFLOW已经发展得比较完善，能够为设计人员、模具制作人员、工程师提供指导，通过仿真设置和结果阐明来展示壁厚、浇口位置、材料、几何形状变化如何影响可制造性。实现了对注塑过程的模拟、设计原理的应用和精确计算，并逐步优化模拟过程，使设计工程师在产品设计阶段可以在计算机上“制造”塑料产品。据美国Protetype&PlasticMold公司统计，该公司使用CAD系统后一年内生产效率提高了一倍，节省了35%的准备时间，制造周期平均缩短了30%，材料节省了10%，模具成本降低了10%30%。模具CAD/ CAM/ CAE技术是模具设计的发展方向和制造。随着计算机软件的发展和进步，CAD的普及/ CAM/ CAE技术条件成熟时，公司将加大CAD / CAM技术的培训力度和技术服务，进一步扩大CAE技术的范围。计算机和网络的发展是令人鼓舞的，这是可能实现的技术手段重新打造CAD / CAM / CAE技术跨地区，跨企业的校园范围内对于整个行业，所以允许虚拟生产。塑料模具CAD的应用带来了巨大的社会效益和经济效益。1.4 注塑模CAD内容在模具设计中，模架及某些零件，如导柱、导套、推杆、支撑块、浇口套、定位圈等分别已形成厂标、行标或国标。对于这些标准的或本单位采用的模架及零件可在通用的二维工程图CAD系统中建立模架、零件库，以被设计时调用。对于浇注系统、温控系统、模架结构强度计算等内容，已有一些较成熟的计算方法或经验计算方法，可设置这些计算公式的模块，以便设计人员进行快速计算。注塑模CAD的内容有以下几点：1.注塑制品的几何造型2.模腔面形状的生成3.模具结构方面的设计4.标准模架选择5.部装图及总装图的生成6.模具零件图的生成7.常规计算和校核。34顶块注塑成型工艺及模具设计第2章塑件的工艺分析该塑件是顶块产品，其零件图如图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。图2-1 顶块正面图2.1塑件的工艺性分析2.1.1塑件的原材料分析要求表面色泽均匀，成型收缩率小，制件成型后不能有明显色差、缩痕、熔接痕、污点、银丝等缺陷，还需要有一定的手感。综合考虑选择ABS。选择材料：ABS 聚碳酸酯ABS工程塑料性能3： 1、结晶性：ABS大分子链僵硬，结晶较为困难，分子量较低时有结晶趋势，一般为无定型聚合物。 2、吸水性：吸水性在通用工程塑料甚至所有热塑性塑料中都是较小，ABS大分子链上堆砌了大量的苯环且极性低。 3、机械性能：ABS冲击性能优异，力学性能优良，尺寸稳定性。ABS冲突强度突出，耐蠕变性优于PA和POM，尺寸稳定性高，耐疲劳强度较低，缺口敏感度高，耐磨性较差。 4、化学性能：ABS对油、盐类、有机脂等都比较稳定，具有一定的耐化学性。脂基存在使ABS较容易溶于极性有机溶剂。 5、热性能：ABS具有耐热性能和耐寒性。 6、光学性能和耐辐射性：ABS无色透明，透光性高。由于折射率高，韧性高，宜制作精密光学仪器。ABS耐辐射性能欠佳。 7、耐老化和阻燃性：ABS耐气候性较好，可加入光稳定剂、热稳定性改善其性能。在基体中加入阻燃性物质，可提高阻燃性能。 8、电性能：ABS分子极性小，吸水性低，Tg高，因此具有优异绝缘性能，但比非极性聚合物差。 9、稳定性：ABS加工温度高，在存在水、铁或残余碱等杂质的情况下。树脂易变黄，分子量降低。碱存在会引起变黄、支化和交联。 10、透气性：ABS的气密性良好，其透气性与气体的分子量和性质，由于水的极性强。 11、相容性：塑料合金的物理机械性能好坏，与该体系的各组分间的相容性密切相关。 2.1.2 ABS的注塑工艺参数1、注塑机类型：螺杆式7、保压力5070MP2、喷嘴形式直通式8、注射时间35s3、螺杆转速（r/min）30609、保压时间1530s4、喷嘴温度180190C10、模具温度50705、成型温度 C料筒：前200210中210230后18020011、冷却时间1530s6、注射压力7090 MP12、成型周期4070s2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2.2.1结构分析从零件图上分析，该零件总体形状为圆形。在凸台上,一个带有3mm的孔对称分布,因此,模具设计,该零件属于中等复杂程度.2.2.2尺寸精度分析从塑件的壁厚上来看,壁厚最大处为3mm,壁厚均匀,，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷，由于制件的尺尺寸中等。2.2.3表面质量分析该零件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.2.3计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。计算塑件的体积：V=17.78cm（单个）计算塑件的质量：根据设计手册可查得ABS的密度为=1.06kg/dm塑件质量：M=V19g(通过3D软件测量得到)采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力和工厂现有设备等情况，初步选用注塑机XSZY125型。顶块注塑成型工艺及模具设计第3章注射机的选择及校核3.1 注射机的选择设计模具时，应详细地了解注射机的技术规范，才能设计出合乎要求的模具，应了解的技术规范有：注射机的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程以及机床模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸。标称喷射量只要最大喷射行程意味着空气喷射，注射螺杆或活塞的情况下，即在注射成型过程中，最大喷射装置，其可以被调用以达到，这是注射成形机的处理能力的时候。注射压力，熔流经喷嘴，以便在转轮和模腔时的熔融物的螺钉（或柱塞）必须施加足够的压力以克服的流动阻力，这种压力将被称为喷射压力。注射速度，除了注射压力的熔融材料时，所述空腔被填充，应该是足够的，但是还必须具有的熔体指数，限定喷射率或喷射速度或喷射的时间的参数。常用的注射速率如表所示4。表3-1注射速率注射量/CM125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S11.251.51.752.2533.755塑化能力，每单位时间的材料的量，可与塑化能力被增塑必须与注塑机的整个成型周期进行协调，因为塑化能力和高循环机空了很长时间，则不能发挥增塑单元的容量否则会延长模制周期。夹紧力，可在该力的作用下被施加到模具的最大夹紧力的注塑机的夹紧机构并不上开口的熔融塑料形。模具关闭阀的基本尺寸，其中除模板尺寸，杆的空间，模板最大开口距离，移动压板行程，最大厚度与最小厚度的真菌等。这些参数确定的模具部件的加工的量级。的打开和关闭速度，平滑，使当模具闭合和模具，当推出部件，要求模版加快整个行程应该是合理的塑料部件不被损坏，即，由快时慢模具中，当由慢模具迅速停止。空气循环时间，在没有增塑剂和注射包装，冷冻，及其它部分的其中退出运行，时间完成一个周期需要.选择螺杆式注塑机的型号为：XS-ZY-500，其主要技术参数如下5：表3-2注射机参数注塑机型号XS-ZY-额定注射量500cm3螺杆（柱塞）直径85mm注射压力121Mpa注射行程260mm注射方式螺杆式锁模力4500KN最大成型面积1800cm2最大开合模行程700mm模具最大厚度700mm模具最小厚度300mm喷嘴圆弧半径R18mm喷嘴孔直径7.5mm顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸900X1000mm拉杆空间650X550mm合模方式中心液压、两侧机械顶杆液压泵流量200、18L/min压力614Mpa电动机功率40KW加热功率14KW机器外形尺寸7670X1740X2380mm3.2型腔数目的确定及校核根据市场经济及生产效率的要求，本模具采用一模2腔型腔结构，即型腔数目。因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量；式中注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；注射机最大注塑量，g；浇注系统所需塑料质量，；单个塑件的质量，。式中、也可以为注射机最在注射体积（cm3）、浇注系统凝料体积（cm3）、单个塑件的体积（cm3）。故取满足我们设计要求。3.3 锁模力的校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。注塑，所需的模具在投影表面的水平分割平面的夹紧力和塑料部件牢固结合钳位不会溢出现象发生在模制期间，该塑料熔化物被布置在中空模制的塑料部件和压力铸造概念系统是分界线的投影区域，并将产物少然后标称夹紧注射成型机，即：（式中符号同前）式中为单个塑件在分型面上的投影面积，mm2;为浇注系统在分型面上的投影与型腔不重叠部分的面积，mm2；P为塑料熔体在型腔中的成型压力，Mpa;为注塑机的额定销模力,N。3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，开模行程应该满足分开模具取出塑件的需要。因此，塑料注射成型机的最大开模距离必须大于取出塑件所需的开幕距离。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于双分型面注射模具，需要满足下式：（4-3）式中模具开模行程；推出距离（脱模距离）塑件高度；（H2）定模板与中间板之间的分开距离。则=291mm500mm小于注射机最大开合模行程，故满足要求。顶块注塑成型工艺及模具设计第4章浇注系统的设计浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流道、冷料穴，浇口6。浇注系统设计是注塑模具设计，注模周期和塑料零件（如外观，物理性质，尺寸稳定性等），直接影响的质量的一个重要组成部分，它的设计以使腔体的设备和栅极开始对称份力求避免模具磨损部分负荷产生多余材料现象和浇口位置必须适合插入件的后果，并防止小核心，核心是防止栅极的变形允许塑件的疤痕外观。一般情况下，我们应注意以下几个问题：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。4.1 分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；2塑件的生产批量；3结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；4型腔的溢流和排气条件；5模具加工的工艺性。4.2 主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分。在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，主流道通常设计在主流道衬套（浇口套）中，为了方便注射，主流道始端的球面必须比注射机的喷嘴圆弧半径大12mm，防止主流道口部积存凝料而影响脱模，通常将主流道小端直径设计的比喷嘴孔直径大0.51mm。其中，浇口套主流道大端直径D应尽量选得小些。如果D过大模腔内部压力对浇口套的反作用也将按比例增大，到达一定程度浇口套容易从模体中弹出。4.3 浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最关键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间7。常用的浇口形式有直接浇口、侧胶口、侧胶口、轮辐浇口、潜伏浇口等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及塑件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性。在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：尽量缩短流动距离；浇口应开设在塑件壁最厚处；必须尽量减少或避免熔接痕；应有利于型腔中气体的排除；考虑分子定向的影响；避免产生喷射和蠕动；不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口；浇口位置的选择应注意塑件外观质量。4.3.1 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率R=5.810510S、浇口的剪切速率R=1010S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R= 式中 q体积流量（CM/S）；R浇注系统断面当量半径（CM）。4.3.2 主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T =338.21.5=225.5 （CM/S） T注射时间：T=2.5（S）； R主流道的平均当量截面半径：R=0.538（CM） d 主流道小端直径， d=0.63 （CM）； d主流道大端直径，d=1.2（CM）R= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S5101.4710510 (满足条件)4.3.3 浇口剪切速率的校核R= =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S其中：浇口面积S=/4(D22-D12),当量面积S=R 所以R=7mm。单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模1腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。顶块注塑成型工艺及模具设计第5章成型零部件设计本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得PP收缩率为Q=12.5%，故平均收缩率为Qcp=（0.3+0.8）%/2=2%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取z=/38。5.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔径向尺寸已知在规定条件下的平均收缩率S，塑件的基本尺寸 Ls是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为Ls-，模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为Lm+z/2。型腔的平均磨损量为c/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, PP平均收缩率S=2%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)SX-修正系数，取0.5-0.75-塑件公差,取MT7=0.6-模具制造公差取(1/3-1/4) =0.15-0.2Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S1）径向计算公式：L = ( L + LS - 3/4 ) （7）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：；L- 成型零件的径向尺寸，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ；S- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 塑件的径向基本尺寸，单位：；型腔尺寸： 28（10.02）3/40.56 30（10.02）30.63/40.5618（10.02）3/40.562）型腔深度计算公式：H = ( H + HS- 2/3 ) （8）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ； S- 塑件的成型收缩率，（取平均值）； H- 成型零件的深度方向的尺寸，单位：；H - 塑件的深度方向基本尺寸，单位：；凹模深度尺寸计算：HH（1k）(2/3) 22.5(10.02)22.952/30.34 2、型芯尺寸的计算公式：型芯长度的计算公式：L = ( L + LS + 3/4 ) （9）式中： - 塑件的尺寸公差，单位：； - 成型零件的制造公差，=( 1/31/6 ) () ；S- 塑件的成型收缩率，取平均值；L - 成型零件的径向尺寸，单位：；L - 塑件的径向基本尺寸，单位：；5.2 型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50 Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为18mm。顶块注塑成型工艺及模具设计第6章合模导向机构设计导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，从保证模具的正常工作9。导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出812，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10，HRC5055，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分Ra为0.80.4m，本设计采用？根导柱，固定端与模板间采用H7/m6 导套常采用T10A，型导套，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构如下图所示：导柱：对于两种结构形式的国家标准，铅导柱和引导肩部列应该是列重大和长期建立的燃料，润滑油内存减少摩擦列为主。如果你需要支持模板导柱的重量，特别是大型，先进的模具柱直径应该是强度校核。总线：衬套直入引线导向套筒和导套，直到模板包后的铅，必须被拉出的结构来防止，轴向容易解决的主要导向销。设计导柱导套注意事项有：（1）导柱位置的合理安排，引导磁极中心到模具厚度的外边缘必须有至少一个导向柱的直径，导向柱可以在矩形形状的四个角不危险的部分。通常位于最安全的1/3的中心线的长边。导柱安排经常被用来直径不等的对称不对称平等排列。（2）在工作部分的长度是直立比芯，使得定向和导向作用的端面高68毫米。（3）使用H7精确导向柱部的工作/ F7可采取降低低精度要求;导柱固定用H7 / K6精密零件;采取外径H7 / K6精密引导套筒。其中所述长度通常具有的直径为1.5至2倍，而其余的可以进行清理，以减少摩擦，并减少了加工的难度。（4）可在导向提供，动模或以保护不受损坏核心在可动模的侧的固定模后，在有利于固定模塑料模具放在一边。书这套四个标准 - 导柱与标准线性引导作为导向套，导向柱在为了保护芯不受损坏涂敷在可动金属模。公共汽车和导柱如下：导柱：两种结构形式的国家标准，铅导柱和引导肩柱，柱大而长油箱应设置，内存润滑剂减少摩擦面向列的。如果你需要支持模板导柱的重量，特别是大型，先进的模具柱直径应该是强度校核。总线：衬套直入引线导向套筒和导套，直到模板包后的铅，必须被拉出的结构中，轴向引线导销容易修复的防止。顶块注塑成型工艺及模具设计第7章温度调节系统设计模具成型过程中，模具温度会直接影响到塑料熔体的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形大，并且还容易造成溢料和粘膜；模具温度过低，则熔体流动性差，塑料轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷；当模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑料收缩不均匀，导致塑料翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度10。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。PP推荐的成型温度为160-220，模具温度为4080 。7.1 对温度调节系统的要求（1）根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；(4)温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；(5)从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。7.2 冷却系统设计7.2.1 设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10。（4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5（6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。7.2.2 冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取闭模时间3S，开模时间3S，顶出时间2S，冷却时间30S，保压时间20S，总周期为60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计算：t=62/(3.1420.07)8/3.142(200-50)/(80-50)= 73（S）式中：S塑件平均壁厚，S取6mm；塑料热扩散系数(mm/s)，=0.07；T成型温度160-220，T取200；T平均脱模温度，T取80；T模具温度4080，T取50。由计算结果得冷却时间需要73 S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体（如下图），使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取30S即可。7.2.3 塑料熔体释放的热量Q =nG C(tt)=60217.6101.9（22060）=3969.02KJ/h式中：n每小时注射次数， n=60 （次）；G每次的注射量(KG)，G=217.610； C塑料的比热容(KJ/KG)，C=1.9；t熔融塑料进入型腔的温度，t=220；t塑件脱模温度，t=60。7.2.4 高温喷嘴向模具的接触传热Q=3.6A(tt)=3.6406910140（22050）=348.63 KJ/h式中：A注塑机的喷嘴头与模具的接触面积（m），A=406910m（A=4R =43.1418=406910m，R=18mm注塑机喷嘴球半径，）；金属传热系数 =140(W/ m)； t模具平均温度 t=50 ；t熔融塑料进入型腔的温度 t=220。7.2.5 注射模通过自然冷却传导走的热量（1）对流传热Q=hA( tt)=5.350.203（5020）=112KJ/h 式中：h传热系数（KJ/ m h ），h=5.35（h=4.187(0.25+)= 4.187（0.25+）= 5.35）； A两个分型面和四个侧面的面积m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n = 0.097+0.220.48=0.203，A=2BL=222022010=0.097 m； A=4BH =422025010=0.22m）；B模具宽度m m，B=220； L模具长度m m，L=220，开模率n= =（60-31.5）/60=0.48】； t模具平均温度，t=50；t室温，t=20。（2）辐射散发的热量Q=20.8 A()()=20.80.220.8（）（）=128.7 KJ/h式中: 辐射率，一般表面=0.80.9；A=0.22；（3）工作台散发的热量Q=hA( tt)h= 5020.0484（5030）=485.94 KJ/h式中:传热系数h=502KJ/(mh)； A 模具与工作台的接触面积m，A=0.0484；A=bl= 22022010=0.0484;b模具与工作台接触宽度m m，b=220;模具与工作台接触长度m m,l=220。从计算的结果看，工作台散发的热量比塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了Q的计算结果错误。这是因为有关Q的计算参考资料很少，计算中有很多地方不规范。简单的计算以塑料熔体释放出的热量Q为总热量，这些热量全部由冷却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统带走，实验表明，约1/3的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：Q=（Q+ Q）（Q+ Q+ Q）由于现在无法得到Q的正确值，所以计算以简单计算原则，取Q= Q。7.2.6 冷却系统的计算型腔内发出的总热量（KJ/h）：Q= n G Q=60 217.610300=3916.8（1）每次需要的注射量（KG）G=217.610（2）确定生产周期（S）t=60（3）塑料单位热流量（KJ/h）Q=280350；取Q=300（4）每小时的注射次数n=60从计算结果看，Q与Q相差不多但不相等，这是因为Q涉及的因素较多，所以应该应该取Q来计算。 7.2.7 凹模冷却系统的计算（1）凹模的冷却水体积流量q= 763103/1034.187103（25-20）60= 0.6110 m/min式中： Q=1/3 Q=1/32289=763 KJ/h 水的密度10KG/m；C水的比热容4.18710 J/KG；T水管出口温度，T取25；T水管入口温度，T取20。（2）冷却水管的平均流速：V=40.6110/（3.140.0082）=12.14 m/min =0.202 m/s式中：d冷却水管直径，取d=8 mm 查冷却水的稳定湍流速度与流量得，管径为8mm的冷却水管所对应的最低流速为1.66 m/s时才能达到湍流状态，故冷却水在凹模冷却管道中的流动未达到湍流。（3）冷却水管壁与水交界面的传热膜系数=7.6（10000.202）0.8/0.0080.2=1395 (w/mk)式中：是与冷却介质温度有关的物理系数，取7.6。（4）凹模冷却管的传热面积A=763103/36001395（50-22.5）=5.5210 m式中：T模具与冷却介质平均温度， T=27.5（T= T（T+T）/2 =50（20+25）/2 =22.5 ）。（5）冷却水孔总长LL=763103/36003.147.6（10000.2020.008）0.8（50-22.5）=0.22m（6）模具上应开设的冷却水孔圈数 n=L/B=0.22（40.076） =0.72，所以冷却水孔数位1根（如下图）。式中：B为开一圈冷却水道时冷却水道长度。（7）冷却水流动状态校核R=0.2020.008/（110）=161610式中：R雷诺数；水的运动粘度，=110（m/s）。（8）进出口温差校核TT=763103/（9003.140.008210341870.202）=4.99预期温差为5，校核的结果与预期的非常吻合，说明实际应用正确。顶块注塑成型工艺及模具设计第8章抽芯系统的设计抽芯距s=s1+5mmS1为空深度在这里空深度为壁厚所以 s=10mm抽芯力的计算:Fc=ChP(cos(a)-sin(a)(4-9)=37.68200.9107(0.15cos(180)-sin(180)=31.7103NFc-抽芯力 C-侧型芯成行部分的截面的平均周长(m)= X12=36.78 mm h-侧型芯成行部分的高=20 mmp-塑件对侧型芯的收缩应力(包紧力)一般p=(0.8-1.2)x107pa模外冷塑件p=(2.4-3.9)107pau=0.15,a-侧型芯的脱模斜度或倾斜角=1808.1 斜导柱设计(1) 在确定斜滑块结构尺寸之前，应了解其设计要点：斜滑块的导向斜角一般取18 o，斜滑块的推出高度必须小于导滑槽总长的2/3。斜滑块在导滑槽内的活动必须顺利。内抽芯斜滑块的端面不应高于型芯端面，而应在零件允许的情况下低于型芯端面0.050.10。(2) 斜导柱尺寸的确定斜导柱的形状如图4-12所示:其工作端的端部设计成半球形。图4-12 斜导柱的形状其材料选用45碳素工具钢,热处理要求硬度HRC55,表面粗糙度为Ra0.8nm,斜导柱与固定板之间采用过渡配合H7/m6,滑块上斜导柱之间采用间隙配合H11/b11,或在两者之间保留0.5mm间隙11。. 斜导柱倾斜角度的确定a为倾斜角L=s/sin（a）经查资料得 a取18o比较理想。(3) 斜导柱的长度计算斜导柱的长度如图4-13所示其工作长度Lz=scos（）/sin（a）(4-10)为滑动定向模一侧的倾角因=0o所以L=s/sin（a）=6.5/sin（18 o）=21mmLz 斜导柱的总长度（mm）；d1 斜导柱固定部分大端直径（12mm）；h 斜导柱固定板厚度（20mm）；d 斜导柱工作部分直径（16mm）；S 抽芯距（10mm）。=81.5mm 斜导柱安装固定部分长度斜导柱固定部分的直径（40mm）斜导柱固定部板的厚度（20mm）a 斜导柱的倾角(4) 斜导柱受力分析与强度计算受力分析如下图所示：图4-16 斜导柱的受力分析在图中Ft是抽芯力FC的反作用力.其大小与FC相等,方向相反,方向相反，Fk是开模力，它通过导滑槽施加于滑块F是斜导柱通过斜导柱孔施加于滑块正压力，其大小与斜导柱受的弯曲力Fw相等，F1是斜导柱与滑块间的摩擦力，F2是滑块与导滑槽间的摩擦力另外斜导柱与滑块，滑块与导滑模之间的摩擦系数为0.5侧(4-11)侧(4-12)式中F1=F2=由式解得：(4-13)因摩擦力太小所以可以省略既（=0）所以F=Ft/cos(a)=31.7105/cos(18.)=33.43105NFw=Fc/tan(a)=31.7105/tan(18)=9105N由Fc斜导柱的倾斜角在有关资料中可查到最大弯曲力Fw=1000KN 然后根据Fw和Hw=20mm以及可以查出斜导柱直径d=12mm。(5)滑块的设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一重要零部件，它上面安装有侧向型芯式侧向型芯块，注射成形时塑件尺寸的准确和移动的可靠性都需要靠它的运动精度保证，滑块的结构形状应根据具体塑件和模具结构进行设计可分为整体式和组合式在这里采用整体式8.2 滑槽的设计滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，必须沿一定的方向平稳的往复移动这一过程是在导滑槽内完成的。滑块与压块的配合形式采用T形槽导滑其配合采用H8/f7间隙配合材料选用T12硬度HRC52。其结构形式如图4-18所示，其配合长度L=1.5B（塑件宽度）这

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