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b287 门把手 注塑 模具设计

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2 of an a in of is on of of by of or to o., 983. by of to be a of of in of he or a to a is a by a to at a is in an of as is to of of of on to of of is in a or or n a is by a is is by to (is At as a in as a is is to to he a to be to he or on to it he is of of is a or a a to a a to to to as is a in a up to A in is to is to at of of to to of at is of he it be of or a An to a At of is is of is at in by or by to (a) 1) 2) b) 1) 2) to on in 300 900 150 000 in of at is of is %, of In is 0 so is is on of in 900 1000 1) to (2) by 3) to of of on a to is to It to It on be of or ie 3 or is to of to of up of in a or at to to be in of a be it be of be of in of of as to is be to a a or s t be as to be a a to to be to be to a to of to in of to to of or a It be to is to to of wo is of It is a is be on be on a in it is be on on of in A be he is a to up of in is he of is or a in in s ot in at of in a so as is a of A is on a to to a to to of by is of is no is of in no to up so to up so be an is on of of is an An is is of of of of a no P E be If to be to to is a it to be it is to of an so no to no to or in a of a no to no to or no to no of at is as is no is by no 文翻译 注塑模具设计与制造 2 注射机 选自维基百科 注射机由两个基本部分组成，注射装置和夹紧装置。注射机在注射装置和夹紧装置上各不相同。注射机的名称一般是根据所用注塑单位的类型来定的。 射机的种类 注射机主要是由他们使用的驱动系统类型分类的：分为液压，电动，或混合动力。 压动力机 一直以来注射机都是用液压动力的，直到日精塑料工业有限公司在 1983 推出了第一款全电动注射机。电动压力机，也被称为电机技术（ 降低了运行成本，降低能源消耗，也解决了一些围绕液压机的环境问题。 动机 事实证明电动压力机更安静，速度更快，并具有更高的精度，但机器更昂贵。 合动力 混合动力注射机拥有液压和电气系统，性能比较好。现在除了日本，液压动力注射机是世界上最主要的类型。 射装置 注射装置熔化聚合物树脂并将聚合物熔体注入模具中。该装置可能是：冲压式或者螺旋式的。 柱塞式注射机使用液压操作柱塞将塑料通过加热区域推动高粘度的熔体，然后形成薄薄的一层“鱼雷”，以便更好地与受热面接触。熔体在喷嘴处受压并注入模具中。 往复式螺杆组合融化、软化，注射装置注射成型。往复式螺杆是注射螺杆的另一个术语。往复式螺杆能够使他们来回移动。 往复式螺杆用于压缩、熔化和输送物料。往复螺杆由三个区域组成（如下所示）： 进料区 压缩区 测量区 当螺杆的外径保持恒定时，往复式螺杆上的螺纹的深度 从进料区到计量区的开始减小。这些螺纹和筒的内径材料相互压缩，从而产生粘性（剪切）热。这种剪切热主要是熔化材料。桶外的加热带帮助保持熔融状态下的物料。通常情况下，注射机可以有三个或更多的加热器带或带不同的温度装置。 注塑往复式螺杆挤出机螺杆在滚筒内旋转，通常由液压驱动机构驱动。塑料材料是通过加热气缸通过螺杆旋转熔化材料成为流体。喷油嘴被上一个步骤堵塞，这个动作使螺杆通过泵反向泵入。（在这一步中，物料的塑化，为下一个步骤。积累）当模具夹具已锁定，注射过程发生。此时，螺杆前进，完成一个冲程。同时，止回阀关闭螺杆中 的溢流通道，螺杆作为固体柱塞，将塑料向前移动到模具中。当注射行程和保持循环完成后，螺杆被通电返回，止回阀打开，使塑料再次从气缸向前流动，从而重复循环。 料槽 容器保持供给到螺杆的熔融原料。 位于机筒上方的料斗和进料口连接它们。 射机 将熔化塑料材料上施加压力注入模具型腔的机器。 射螺杆 往复式螺杆机是最常见的。 该设计使用相同的进料筒来熔化和注入塑料。 替代单元涉及使用单独的桶来塑化和注入聚合物。这种类型称为螺杆预增塑机或双级机。 塑料颗粒第一阶段从料斗进料，其使用螺杆将聚合物向前驱动并熔化。 该桶供给第二个料斗，其使用柱塞将熔体注入模具中。 较旧的机器使用一个柱塞驱动的桶来熔化和注入塑料。 这些机器被称为柱塞型注射机。 料斗 桶是一个主要部分 ,可以加热树脂到适当的温度，从料斗通过螺丝和结构熔化。一个带热水器，可五段温度控制，连接外筒。熔融树脂提供给模具通过料斗，射出喷嘴，和一个触摸喷嘴。 射缸 液压马达位于轴承箱内，连接喷油缸负荷，旋转螺杆，熔融树脂在螺杆的前端进行测量。有许多类型的注射筒提供必要的力 量注入树脂根据树脂和产品类型的特点，在适当的速度和压力。该模型采用双缸式。喷油缸由缸体、活塞和活塞载荷组成。 紧装置 夹紧装置是将模具固定在一起，自动打开和关闭，并推出成品塑件。 该机构可以是机械，液压或液压机械的几种设计。 切换夹具 行器向前移动十字头，延伸拨动杆，使移动压板朝关闭位置移动。在运动开始时，机械的优势低，速度快，但接近结束的行程，机械的优势很明显。因此，当需要时，开关夹具在循环中的不同点处提供高速度和高压。他们是由液压缸或滚珠丝杠驱动电机驱动。 切 换夹具比较适合于相对较低吨位的机器。 两个夹紧装置：（ a）一个是切换夹具装置（ 1）打开和（ 2）关闭；（ b）另外一个是液压夹紧（ 1）打开，（ 2）关闭。 用于引导未示出的移动压板的拉杆。 液压夹具用于高吨位注射机，通常在 1300 至 8900 150 至 1000 吨）范围内。 这些装置也比切换夹具在设定位置时的吨位更灵活。 液压夹紧系统正在使用公差仍然低于 1的直接液压夹，当然比切换装置系统更好。 此外，低压保护装置比切换装置系统高 10 倍，使保护精度高，当然价格会更高。 夹紧力集中在中心，均匀分布，可以自动调整模具平面度。 液压夹具的夹紧装置设计的大吨位，通常超过 8900 千牛（ 1000 吨）； ;他们通过 ( 1 )使用液压缸快速移动模具走向关闭位置 , ( 2 )通过机械手段锁定位置 , ( 3)使用高压液压缸来最终关闭模具来制造吨位。 塑模具 注塑模具主要有两种类型：冷流道（两板和三板的设计）和热流道 比较常见的无流道模具。 射挡板 连接模具的成型机的钢板。一般来说，使用两个挡板；一是固定的，另一个是可移动的，液压地驱动以打开和关闭模具。它实际上提 供了安装模具的地方。模具可以使用夹具安装在模具上。 紧缸 一种装置，驱动卡盘通过气动或液压能源援助。 接杆 连接杆支撑夹紧力， 4 个拉杆位于固定压板和支承压板之间。 3 注射模具 选自维基百科 模具一种中空形状或空腔，熔融塑料被迫向其中形成所需部件的形状。这个术语一般是指组成零件的成型设备的零件的整个装配 , 也称为工具或模具。 模具分为至少两半 (称为型芯和型腔 ) ,以允许提取零件，通常 ,零件的形状一定不能被锁定在模具中。例如，物体的侧面通常不能与拉伸方向平行（型芯和型腔相互分离的方向）。他们略有角度 ; 对塑料制成的大多数家居用品的检查将显示设计的这一方面，称为草案。“桶状”的部件倾向于在冷却时收缩到芯上，并且在空腔被拉开之后，通常使用销来推出。以便可以将物理上不能设计成一个模具的中空部分（如水壶或玩偶的头部）的零件可以在模制后很容易地焊接在一起。 更复杂的部分是使用更复杂的模具，这可能需要可移动的部分，称为滑块，这是插入到模具，形成不能仅使用芯部和空腔形成的特定特征 ，但然后撤回允许部分被释放。有些模具甚至允许先前模制的部件重新插入，以允许在第一部分周围形成新的塑性层。该系统可以允许生产的全轮胎车轮。 通常，模具制造成本非常昂贵，因此，它们通常只用于大规模大批量的生产。 模具要求：工程设计，特殊材料，机械和高技能的人员来制造，组装和测试它们。 冷流道模具 冷流道模具用于将热固性材料直接注入型腔或通过小流道和浇口进入腔。可以将其与热流道模具进行比较，它是多段冷却而不是加热以保持软化但未固化的材料。 空腔和芯板电加热到正常模制温度并与冷却器管部 分绝缘。 流道模具的类型 冷流道模具主要有两种：两板模和三板模。 板模 两板冷流道模具是最简单的模具。 它被称为双板模具，因为有一个分型平面，模具分成两半。 流道系统必须位于该分型面上，因此该部件只能在其周边处被选通。 板模 三板模具与两块板的不同之处在于它具有两个分离平面，并且当塑件被弹出时，模具分成三个部分。 由于模具具有两个分型面，所以浇注系统可以分别在两个分型面上， 由于其灵活的浇口位置，使用三个平板模具可以使塑件在其表面几乎没有浇口疤。 势 模具设计非常简单，而且比热流道系统便宜得多。模具需要较少的维护和较少的技能设置和操作。颜色变化也很容易，因为模具中的所有塑料都可以在每个循环中加染料。 势 该系统的明显缺点是废塑料产生。 塑料是用原始材料处理或重新处理和再处理。 这增加了制造过程的一个步骤。 此外，再研磨会增加注射成型过程的变化，并且可能降低塑料的力学性能。 流道模具 热流道模具注塑模具，其中的热流道保持热和绝缘的冷却腔。 塑性自由度发生在型腔，塑料是在一个单独的挡板，所以他们不像通常一样 ,用这块板弹 出。 热流道模具是两板模具，在模具的一半内部具有加热流道系统。 热流道系统分为两部分：热流道板和热喷嘴。 热流道板具有将平行于分型线的单个平面上的塑料输送到空腔上方的通道。 垂直于热流道板定位的热喷嘴将塑料从热流道板传送到塑件。 流道模具类型 热流道系统有许多变化。一般来说，热流道系统由塑料的加热方式来指定。有内部和外部加热热喷嘴和热流道板。 部加热热流道 外部加热的热流道通道的压力下降最小的任何流道系统 (因为没有加热器阻塞流动和所有的塑料都是熔融状态 ),他们的颜色变换起来很 方便 ,没有塑料在流道系统冻结。也不会蒸发和降解材料 ,所以热敏材料比较适合选用外部加热系统。 部加热热流道 内部热流道系统需要较高的成型压力，颜色变化是非常困难的。内部加热滴提供更好的浇口尖端控制。内部加热系统还更好地从模具分离热流道，因为在流动通道内部的钢壁上形成绝缘的冷冻层。 热流道 一种特殊类型的热流道系统是绝缘浇口。 绝缘浇道不加热 ; 流道通道非常厚，在循环过程中保持熔化。 该系统非常便宜，并且提供其他热流道的灵活的浇口优势和消除浇口，而不会增加热流道板和加热热流道系 统的液滴的成本。 颜色变化非常简单。 不幸的是，这些流道系统无法控制，只能使用像 样的商品塑料。 如果模具由于某种原因停止循环，则流道系统将冻结，并且模具必须分开才能将其移除。 绝缘流道通常用于制作低容差零件，如杯子和炸药。 势 热流道模具比冷流道成本贵得多，它需要昂贵的维 毕业设计（论文） 说明书 设计（论文）题目： 门把手注塑模具设计 学 院 名 称： 机械工程学院 专 业： 机械工程 学 生 姓 名： 丁伍任 学 号： 1304010626 指 导 教 师： 王春 2017 年 06 月 19 号 摘 要 本设计是门把手注塑模具设计。从模具设计的一般步骤开始， 首先分析门把手的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，（ 此产品的材料为 利于提高制品的强度，采用一模两腔的布局方法）。 并选择成型设备。 制定出多种加工方案并比较各个方案之间的区别与各自的特点， 然后分析门把手注塑模的分型面的选择、型腔数目的确定及布置，之后再进行浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构、定距分型机构以及冷却系统的设计。然后选择标准模架和模具材料，并对注射机的工艺参数进行相关校核。 通过计算和设计，此设计是可行的，并可以用于实际生产当中。 最后对模具的工作原理进行阐述，以及在安装调试过程中可能出现的问题进行总结、分析，并给出了相应的解决方法 。 关键词 ： 塑料模具，注射成型，模具设计 of of of (of BS of a of of to of a to is be in At of is in of 目 录 第一章 前 言 . 1 的 . 1 内外研究现状及发展趋势 . 1 第二章 门把手工艺性分析 . 4 . 4 . 5 . 5 第三章 门把手注塑模具的结构设计 . 7 型面的选择 . 7 . 7 射机的型号确定 . 8 注系统的设计 . 9 型零部件的结构设计及计算 . 15 . 18 . 18 . 19 模 . 20 结 论 . 23 谢 辞 . 24 参考文献 . 25 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 1 第一章 前 言 业设计设计方法、目的 （ 1）设计方法： 这次设计的门把手注塑模是一商品，在日常生活中它他的作用很重要。由于它的生产批量大，精度要求高，且材料为塑料 别适合用注塑模具来生产该商品，它的原理是将粒状的塑料颗粒投入到成型机的料筒中加热融化，然后由注射杆推进，由喷嘴和模具的浇注系统导入模具中，然后保压冷却，使之固化成型。为了合理而快速的设计出模具，采用参数化设计，保证模具的各 种数据上有紧密的量的联系。整个设计过程包括工艺条件的分析、最佳方案的确定、模具结构设计、模具二维和三维图的绘制。使用 行三维建模并进行参数化分析，通过 印出各种型号图纸。最后整理设计说明书，完成本次设计。 （ 2）本次设计的意义： 通过本次毕业设计，预期达到以下目的： 1）进一步加深对塑料的特性及其组成的认识。 2）正确理解成型工艺对模具的要求，更深刻了解塑料成型的基本原理。 3）掌握塑料成型模具的结构特点及设计方法。 4）具有初步分析、解决模具现场技术问题的能力。 内外研究现状及发展趋势 近些年来，我们国家的制造业发展都有很大的进步；我们国家的模具行业和造业发展势头都很不错。通过大量数据来看，在我国塑料模具占到了 30%的比重，预计在未来的四五年之内，模具行业的发展还会不断增长，并且是其他模具所追不上的。 近几年，一些精密，大型，长寿命的模具我们国家还得靠进口，所以国家对模具的投资还是很大的，都是为了提高国产化，减少依赖进口。我们国家现在很是缺少这种高档模具，发展前景也是很大的。现在建筑业的快速发展，需要各种各样的塑料材料，有很大一部分都是由模具制造出来的。 车行业的发展，汽车轮胎的需求也提出了更高的要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将会高于总平均水平。以塑料代替木材，以塑料代替金属是塑料模具在汽车行业，摩托车行业有无大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 2 限大的需求量。现在生活水平也听高了，各种家用电器，特别是电冰箱，空调洗衣机等的配件塑料模具的需求量也是很大，据了解，近年来我国塑料模具的发展迅速，占到了我国所有模具行业的 30%，在模具进出口中的比重高达 50 70%。随着国内机械，家电，电子产品建筑材料等国民经济支柱产业的发展，塑料模 具的占比还会不断的提高。 当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种： （ 1）热流道技术 它是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注塑机喷出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。这一技术在大批量生产塑件、原材料较贵和产品质量要求较高的情况下尤为适用。热流道注塑成型技术应用范围很广，基本上，适用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用热流道模具加工，许多产品如手机壳、按键、面板、尺寸要求精密的机芯部件等都是采用热流道技术成型。 （ 2）气体辅助注射成形技术 它是向模腔中注入精准确计量的塑料熔体，在通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体，气体在熔体内沿阻力最小的方向前进，推动熔体充满型腔并对熔体进行保压，当气体的压力、注射时间合适的时候，则塑料会被压力气体压在型腔壁上，形成一个中空、完整的塑件，待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的气体，开模退出制品。气体辅助注射成形技术的关键就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的时间与充人气体的时间的配合。气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。应用气体辅助注塑成型技术，可 以提高产品强度、刚度、精度，消除缩影，提高制品表面质量；降低注射成型压力以减小产品成型应力和翘曲，解决大尺寸和壁厚差别较大产品的变形问题；简化浇注系统和模具设计，减少模具的重量减少塑件产品的重量，减少成型时间以降低成本和提高成型效率等。气体辅助成形周期可分为如下六个阶段：塑料熔体填充阶段、切换延迟时间、气体注射阶段、保压阶段、气体释放阶段、推出阶段。 （ 3）共注射成形技术 它是使用两个或者两个以上注射系统的注塑机，将不同品种或者不同色泽的塑料同时或者先后注射进入同一模具内的成形方法。国内使用的多 为双色注塑机。采用共注射成形方法生产塑料制品时，最重要的工艺参数是注射量、注射速度和模具温度。 （ 4）反应注射成形技术 它是将两种或者两种以上既有化学反应活性的液态塑料（单体）同时以一定压力输入到混合器内进行混合，在将均匀混合的液体迅速注入闭合的模具中，使其在型腔内发生聚合反应而固化，成为具有一定形状大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 3 和尺寸的塑料制品通常这种成形过程称之为 据报道 ,高新技术在欧美模具企业得到广泛应用 ,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造 ,已成为快速制造优质模具的有 力保证。 在欧美 ,成为模具企业普遍应用的技术。在 应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段 ,目前 30% 89%。、 用这些软件不仅可完成 2时可获得 3D 模型，为 程和 集成提供了保证。应用 3D 设计 ,还可以在设计前进行装配干涉的检查 ,保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用 , 保证了模具零件的加工精度和质量。 30 50人的模具企业 ,一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的 零件可直接进行装配 , 使装配钳工的人数大大減少。 术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用 析软件 ,模拟塑料的冲模过程 ,分析冷却过程 ,预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用 模拟金属变形过程 ,分析应力应变的分布预测破裂、起皱和画弹等缺陷。 术在模具设计中的作用越来越大 ,意大利 司应用 术后 ,试模时间減少了 50%以上。 为了缩短制模周期、提高市场竞争力 ,普遍采用高速切削加工技术。高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术 ,其加工效率比 传统的切削工艺要高几倍 ,甚至十几倍。目前 ,欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣， 三轴联动的比较多 , 也有一些是五轴联动的，转数一般在15000 30000r/用高速西削技术 ,可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面 , 仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为 45年。増加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。 由于市场竞争日益撒烈 , 产品更新换代不断加快 ,快速成型和快速制模技术应运而生 ,并迅速获得普遍应用。在欧洲 模具展上 ,快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置 ,有 各种类型的快速成型设备 ,也有专门提供原型制造服务的机构和公司。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 4 第二章 门把手的工艺性分析 件的分析 (1)外形分析 该塑件壁厚为 5件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。如图 2 图 2塑件图 (2)精度等级 每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高级精度，就按实际尺寸进行计算。 (3)脱模斜度 由注塑模具课本表 2模 35 1 30 取 1 凸模 30 40 取 30 性能分析 (1)使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减磨零件、传动零件和结构零件。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 5 （ 2）成型性能 1）无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。 2） 吸湿性强。含水量应小于 质量），必须充分干燥要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3） 流动性中等。溢边料 4） 其性能指标见表 2 2 注射成型过程及工艺参数 （ 1）注射成型过程 1)成型前的准备。对 色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 水性较大，成型前应进行充分的干燥。 2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 3）塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为 60 75，处理时间为 16 20s。 密度 /g 服强度 /0 比体积 /升强度 /8 吸水率（ %） 伸弹性模量/103 熔点 / 130 160 抗弯强度 /0 计算收缩率（ %） 压强度 /3 比热容/J（ ） 470 弯曲弹性模量/103 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 6 （ 2）注射工艺参数 1） 注射机 螺杆式 准注射量 60 螺杆转数为 40r/ 2） 料筒温度（）：喂料区 50 70 后段 180 200 中段 210 230 前段 200 210 3） 喷嘴温度（）： 180 190 4） 模具温度（）： 40 60 5） 注射压力（ 80 110 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 7 第三章 门把手注塑模具的结构设计 型面的选择 通过对塑件结构形式的分析分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图 3 图 3型面的选择 腔数量与排列方式的确定 （ 1）型腔数量的确定 该塑件采用的精度一般在 2 3 级之间，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑 件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本因素，初步定为一模两腔结构形式。 （ 2）型腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能的采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与交口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，塑件左右不对称，所以流道采用三段式。 （ 3）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，根据塑件结构形状推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，切开设在塑件体积稍大的一侧。因此，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱膜板和拉料杆。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 8 射机的型号确定 （ 1）注射量的计算 通过三维建模软件建模设计分析计算得： 塑件体积： V 塑 =件质量： m 塑 = V 塑 =中可取 （ 2）浇注系统凝料体积的初算步骤 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确数值，但可以根据经验按照塑体体积的 1 倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料安塑件体积的 来估算，故一次注入磨具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和 2个塑体体积之和）为： V 总 =V 塑 （ 1+ 2= 3）选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量 V 总 = 结合式： V 总 /0.3 据以上的计算，初步选定公称注射量为 60注射机型号为 注射机。其主要技术参数见表 3 表 3理论注射容量 /0 移模行程 /螺杆柱塞直径 /注射压力 /8 最大模具厚度 /00 122 最小模具厚度 /0 注射速率 /g 锁模形式 液压 塑化能力 /g 模具定位孔直径/杆转速 /r 喷嘴球半径 /2 锁模力 /00 喷嘴口孔径 / 拉杆内间距 /90 300 （ 4）注射机的相关参数校核 1）注射压力校核。查参考文献 6表 40 110里取 0注射机的公称注射压力 P 公 =122射压力安全系数大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 9 里取 ： 80=104 公 ，所以，注射机注射压力合格。 2）锁模力校核 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 ，由 维图得出： A 塑 =1646浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇 ，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 A 浇 数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A 浇 是每个塑件在分型面上投影面积 A 浇 的 于本次流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当的取小一些，这里取 A 浇 = 。 塑件和浇注系统子分型面上总的投影面积 A 总 ，则： A 总 =n（ A 塑 +A 浇 ） =2 =3952模具型腔内的膨胀力 F 胀 ，则： F 胀 =A 总 模 =1 25=中 模 是型腔的平均计算压力值。 模 是模具型腔内的压力，通常取注射压力的 20% 40%，大致范围 16 32于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。 模取 取 25 查附表 锁 =500模力安全系数为 ： F 胀 = 锁 =500以，注射机锁模力合格。其它安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 注系统的设计 （ 1）主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的溶体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便于溶体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到溶体的流动速度和充模时间。另外由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 1）主流道尺寸 主流道的长度：小型模具 L 主 应尽量小于 60次设计中取 60行设计。 主流道小端直径： d=注射机喷嘴尺寸 +（ 1） 4+1） =5流道大端直径： d=d+2L 主 /2） 9中 =2。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 10 主流道球面半径： 射机喷嘴球头半径 +（ 1 2） 2+（ 1 2） =14面的配合高度： h=3）主流道的凝料体积 V 主 =2L 主 （ R 主 2+r 主 2+R 主 r 主 ） =）主流道当量半径 ）主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损对材料的要求较为严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（ 热处理淬火表面硬度为 50 55下图 3 图 3口套 （ 2）分流道的设计 1）分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免溶体温度降低，同时还要考虑减小分流 道的容积和压力平衡，因此采用两级平衡式分流道。 2）分流道的长度 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 11 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一点。一级分流道选取 51级分流道选取 53 3）分流道的当量直径 确定分流道直径后，分流道尺寸可按 D =（ 为该塑件的质量 m 塑 = V 塑 =所以分流道的当量直径为 D 分 =）分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、 角形等，为了便于加工和凝料脱膜，分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失，流动阻力均不大。 5）分流道截面尺寸 分流道采用圆柱形，半径根据 D =（ D 来计算，一级分流道的直径为 级分流道为 一级分流道长度 =51级分流道长度 =53料体积 V 分 =L 分 A 分 2=）校核剪切速率 确定注射时间：查参考文献 6表 4取 t=1s 计算分流道体积流量： q 分 =(V 分 +V 塑 ） /t = =参考文献 6式（ 4得剪切速率 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 12 分 = / R 分 3 1 分 =102 2 分 =102 分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率都在 5102 5 103以，分流道内熔体的剪切速率合格。 分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取 处可取 m。另外，其脱模斜度一般在 510之间，这里取脱膜斜度为 8。 （ 3）浇口的设计 该塑件要求不允许有变形和裂纹的缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，切开设在分型面上，从型腔边缘进料。塑件轮毂和外周有 4条肋板相连，而浇口正对其中一块肋 板，有利于向轮毂和顶部填充。 （ 1）侧浇口尺寸的确定 1）计算机浇口的深度。根据参考文献 6表 4得侧浇口的深度 n= t=5 h=中， t 是塑件壁厚，这里 t=5n 是塑料成型系数，对于 成型系数n= 在工厂进行试时，浇口深度通常先取小值，以便在今后试模时发现问题进行修模处理，并根据参考文献 6表 4此处浇口深度 2）计算侧浇口的宽度。根据参考文献 6表 4得侧浇口的宽度为 B 的计算公式为： B=n A /30=取 B=2中， n 是塑料成型系数，对于 n=A 是凹模的内表面积（约等于塑件的外边面积）。 3）计算侧浇口的长度。根据参考文献 6表 4得侧浇口的长度 L 浇 一般选用 里取 L 浇 = 4）侧浇口剪切速率的校核 计算浇口当量半径。有面积相等可得 R 浇 2=此矩形浇口的当量半径： R 浇 =（大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 13 校核交口的剪切速率 确定注射时间：查参考文献 6表 4取 t=1s； 计算交口体积流量： q 浇 =v 塑 /t=104s 计算浇口的剪切速率：有 浇 = / R 浇 3=104矩形侧浇口的剪切速率处于浇口与分流道的的最佳剪切速速率 5 1035 104以，交口的剪切速率校核合格。 （ 4）校核主流道的剪切速率 上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口体积大小可忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。 计算主流道的体积流量 q 主 =（ V 主 +V 分 + ） /t=s 计算主流道的剪切速率 主 = / R 主 3=595 流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 5 102 5 103以，主流道的剪切速率校核合格。 （ 5）冷料穴的设计及计算 冷料穴位于主流道正对面的动模板上 ，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑料件表面要求没有印痕，采用脱模版推出塑件，故采用与球头型拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。 型零部件的结构设计及计算 （ 1）成型零件的结构设计 1）凹模的结构设计： 根据对塑件的结构分析，采用镶拼式凹模，放在动模板一侧。塑件注射成型后，由推出机构将凹模向上推出，再使用推杆将塑件推出。这样设计主要是从节省优质模具钢材料、方便热处理、方便日后的更换维修、简化推出机构等方面考虑。凹模如图 3示： 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 14 图 3模 2）凸模的结构设计： 根据对塑件的分析，模具应采用三个镶件。 3）成型零件钢材选用 根据对聚甲醛塑件的综合分析，其成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性、耐腐蚀性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。所以成型凹模镶件钢材采用 于 塑件收缩时包紧力较大的型芯，由于与塑件摩擦严重，且受热较大。所以采用高合金钢 （ 2）成型零件工作尺寸的计算 塑件公差等级取 寸公差按参考文献 6表 2未标注公差取值，由参考文献 6表 4 1）凹模径向尺寸计算： 塑件外部径向尺寸转换： 2造公差由参考文献 6表 2 2 1=0造公差由表参考文献 6表 2 0 2=模径向尺寸： 由参考文献 6表 4（ 1+*0+ （ 1+*0+ 连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 15 式中： 参考文献 6表 1中间值 表 4 x=同 =1/6，下同 2）凹模深度计算： 塑件外部高度尺寸转换： 0造公差由参考文献 6表 2 0 1=5造公差由参考文献 6表 2 5 2=造公差由参考文献 6表 2 2， 3=模深度尺寸 （ 1+*0+ （ 1+*0+ （ 1+*0+ 中： 参考文献 6表 1别计算高度方向收缩率，取中间值 3）型芯径向尺寸计算 动模型芯径向尺寸的计算 7 （ 1+*0- 中， 6表 4之间，此处取 动模型芯内孔尺寸 （ 1+*0+ 中： 4）成型圆柱间距的计算 （ 1+s） 1/2 3）成型零件尺寸及动模垫板厚度计算 1）凹模侧壁厚度的计算 凹模侧壁厚度与型腔内压强及凹模的深度有关，根据大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 16 性强的布置，模架初选 200200标准模架，其厚度根据参考文献 6表4 31（ = （ 3*25*154/2*05*1/3=中： h=W, h=30 据注射塑料品种。 p=255*m=中， 01/5+0 m=m 凹模的侧壁是采用嵌件，为结构紧凑，这里凹模嵌件单边厚度选 15于型腔采用对称结构布置，顾两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算模板平面尺寸选用20000比型腔布置的尺寸大的多，所以完全满足强度和刚度的要求。 2)动模垫板厚度的计算 动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在 20000个范围之内。那么，根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度，即 T=p)=20*(25*3292/05*355*， p=255*（ 201/5+20）=25* 是两垫块之间的距 离，约 120 (4)模架的确定 1）根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模镶嵌件所占的平面的尺寸为 138122考虑凹模的最小壁厚，导柱，导套的布置等，再同时参考书中小型标准模架的选型经验公式： 塑件在分型面上的投影宽度 W须满足： W 6，则 W66 则根据参考文献 6表 4确定选用模具序号为 模架。 2）各模板尺寸的确定 由参考文献 6表 4考虑到主流道长度及冷却水道故 0 照模架标准板厚取 32 50了满足模具的最小厚度且不浪费材料则动模底板取 25连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 17 52=253=304=205=14上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定，其外形尺寸：宽长高 =200200202 3）根据所选注射机来校核模具设计的尺寸。 模具平面尺寸 200200260360杆间距），校核合格。 模具高度尺寸 202200202300具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 模具的开模行程由参考文献 6式 4=2+5 10=30+40+5 10=55 65300核合格。 3）导向机构 导向机构由选定的模架查参考文献 6表 4导柱直径为 16考模具实用设计综合手册表 5 图 3头导柱 导套尺寸 如图 3示。 图 3带头导套 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 18 气槽的设计 该塑件由于采用侧浇口进料，熔体经塑件上方的台阶充满型腔，由于有三个型芯还有分型面，所以不会产生憋气，会自己排出去的。 模推出机构的设计 (1)脱膜推出机构的设计 由于塑件结构原因，模具采用成型零件脱模机构，推杆将成型滑块（凹模）与塑件推出动模套，再将塑件取出来。 (2)脱模力的计算 1)薄壁端脱模力 因为圆形塑件 的内孔与壁厚之比 t所以此处视为厚壁塑件，则根据 注塑模具 式 4 =N） 式中， 脱模力 (N)； E 是塑料的弹性模量 (查表 4为 2800； %)，查 参考文献 6表 4为 t 是型芯 2 所在位置塑件的壁厚 ( 5L 是被包型芯的长度 ( 5是塑件的泊松比，查表 4 是脱模斜度为 f 是塑料与钢材之间的摩擦因数，查表 4 r 是型芯的平均半径 ( 12A 是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积 (由 得面积为 1 是由和决定的无因次数， c o o s 2221 K=中的值与塑件的横截面形状和相关尺寸有关； 由 f 由决定的无因次 数， + 2)厚壁端脱模力 因为圆形塑件的内孔与壁厚之比 11417 t所以此处视为厚壁塑件，则根据 参考文献 6式 4 S ()t 211 =) S ( )t a 212 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 19 （ 3）校核推出机构作用在塑件上的单位压应力 型芯 1推出时：由 (A2=7*14=238 ）（）（ M P 110格。 却系统设计与计算 （ 1）冷却介质 考文献 6表 4型温度 200 C，模具温度 40C，脱模温度 60 C 用常温水对模具进行冷却。 （ 2）单位时间内注入模具中的塑料熔体总质量 W 塑件制品体积 V=V 主 +V 分 + =件制品质量（ p= M=位时间注射次数 塑件壁厚为 5注塑模具表 4t 冷 =49S， t 注 =1S， t 脱 =8S t=t 冷 + t 注 + t 脱 =58S N=3600/t=62次 单位时间注射质量 W=N*m=h （ 3）冷却水流量 参考文献 6表 4得 位热流量 10g， 则 0 m3/式中 ： p=1000kg/ c=4200KJ/C 1 为进水温度 ， 取室温 25 C 2 为出水温度 ，为使模具温度扥不均匀，进出水温差尽量小， 取 26 C （ 4）冷却水路直径 d 为使冷却水处于湍流状态 ，当 0，模具冷却水道取10 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 20 （ 5）管中流速 v V=402* d=s （ 6）管壁与水交界面的膜传热系数 h h=03 KJ/m2*h*C 式中： f 由 参考文献 6表 4 7）导热总面积 A A=0中： 为进出水温差 （ 8）冷却水管长度 L=A/d= 9）水管根数 N=L/ 由上述计算可看出，一条冷水道对于模具来说显然是不合适的，因此根据具体情况加以修改。 通过调整冷却水管横截面使根数为 2 根。 具的总装及模具的装配、试模 （ 1）模具的装配 模具的装配是指按照模具的技术要求将零件组合成部件，最后装配成模具的过程，其装配过程包括试装、研装、调整、试模等。 1）装配精度要求 通过装配过程最后达到生产出合格制品的要求，模具装配必须满足装配精度要求： 位置精度。 配