关 键 词：

海马台灯底座注塑模设计 台灯底座注塑模具设计 注塑模具设计 台灯底座注塑模 台灯注塑模设计 全套设计图纸

资源描述：

海马台灯底座注塑模全套资料机械设计图纸资料,海马台灯底座注塑模设计,台灯底座注塑模具设计,注塑模具设计,台灯底座注塑模,台灯注塑模设计,全套设计图纸

内容简介：

毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目： 台灯底座塑料模 学 院 名 称：机械工程学院 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 定稿日期： 2012 年 5月 30 塑件注射模设计摘 要本论文是台灯底座塑件注射模设计。本文主要是对该壳体产品进行模具设计和模具结构的优化改造。设计结合了ABS材料的成型特点；根据塑件的形状进行了一种方案模具设计分析，采取了其中的最佳的成型方案进行模具，然后对注塑设备的进行了校核。论文着重说明了一副塑料模具设计的一般流程，其中注射模具设计的一些机构设计既是重点又是难点，主要包括分型面的确定，浇注系统的设计、模具冷却系统的设计等。经过以上的分析设计流程，以达到塑件模具设计和优化改造的目的。关键词：软件， 注射模设计；ABS；Flashlight shell Plastic Injection Mold designabstractThe present paper is desk lamp base plastics injection mould design. This paper is mainly to the shell mould design and product of die structure optimizing reconstruction. Design with the ABS material forming characteristics; According to the shape of the plastic parts for a method mold design analysis, take one of the best molding tool scheme, then the virwpoint of injection molding equipment. This paper mainly explains a pair of plastic mold the general design process, of which injection mold design of some of the organization design is key and difficult, mainly including points to determine the type, the design of gating system, mold cooling system design, etc. Through the above analysis, design process, in order to achieve the plastics mould design and optimize the purpose of the reform.Keywords: software, injection mould design; ABS;目录摘 要1abstract2第1章 概述61.1 课题的来源61.2 课题的研究目的6第2章 塑件结构工艺性分析72.1 塑件的造型72.2塑件的结构分析81.塑件结构特点82. 精度等级83.脱模斜度82.3 塑件工艺分析91. 塑料材料特性92.ABS塑料主要用途93.塑料材料成型性能94. ABS的注塑工艺参数：105. 塑件尺寸的影响因素106. 塑件的公差与表面质量11第3章 注射模具设计121. 分型面的确定122.型腔数目及排位方式的确定123 初先注塑机型号133.1 注射量的计算133.2 选择注射机143.3注射机相关参数的校核15第4章 浇注系统（冷流道）的设计164.1主流道设计164.2分流道设计174.3浇口的设计18第5章 顶出机构设计185.1顶出结构原则18 5.2脱模力的计算19第6章 冷却系统的设计22第7章 合模导向机构设计237.1导柱的设计237.2导套的设计24第8章 模架的选用248.1成型零件的结构设计及计算258.2 动定模板的长、宽尺寸的确定268.3动模板和定模板厚度的确定268.4模具厚度尺寸的选定29第9章 注射机工艺参数的校核309.1 最大注射量的校核309.2 注射压力校核309.3锁模力的校核31 9.4 注射模安装尺寸的校核31第10章 零件工艺路线：33第11章 总结3411.1塑件三维造型及工程图绘制总结3411.2 塑料台灯底座的模具设计总结35致谢35参考文献35第1章 概述1.1 课题的来源 “模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。塑料模具在模具的制造中占有很大的一部分（大约占30%），而对于壳体塑件成型而言，壳体塑料模具占有相当大的一部分，壳体塑件的生产如：电视机外壳，汽车齿轮的壳罩，电冰箱的一些壳体部件的成型模具等等，这些壳体模具的制造都体现了塑料模具的制造水平，在这样的背景下，在老师的要求下，本设计选用了台灯底座模具设计进行毕业设计。1.2 课题的研究目的为了对所学知识的运用和巩固，本设计进行了壳体塑件模具设计。台灯底座产品是个比较规矩的塑件，壁厚较均匀。从造型方面分析，其属于多异性曲面的零件，所以三维造型有一定难度；从产品成形方面分析，它在成形时，出现熔接痕，塑件变形等缺陷，针对以上问题，本课题将依据塑料成型工艺性特点，基于UG软件的完成塑件的三维建模。在模具设计方面，利用CAE，CAM软件的辅助分析，尽量排除和减少成形时可能产生的缺陷，从而提高产品质量和生产效率等要求。对壳体塑件模具的结构的设计和模具结构的进行优化改造。 36 第2章 塑件结构工艺性分析2.1 塑件的造型 运用软件进行塑件造型的绘制如图1-1：图1-1 塑件3D模型CAD零件图二维图如上图1-2所示：图1-2 二维工程图2.2塑件的结构分析1.塑件结构特点 此零件是一种常见的塑件，其最大的尺寸140X100X40mm，从工件本身尺寸来看，属较中型零件，不侧面需要抽芯分型机构，胶口形式，根据产品要求考量，产品要求一模出二件的要求，顶部结构特殊无法用测流道，所以直接采用直流道大浇口或点胶口。产品的推出机构比较难，因此本次毕业设计主要是针对以上问题进行模具设计，以解决实际生产中存在的问题。2. 精度等级 影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。GB/T1423493塑料件表面粗糙度标准不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度，塑料件公差等级分为7级，本塑件所用ABS,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用一般精度MT3级3。3.脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时，才可以不设计斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关3。塑件外表面的脱模斜度为：40120塑件内表面的脱模斜度：1 2。考虑到本塑件的结构以及模具的侧抽芯结构，可以使开模后塑件留在动模侧，所以在考虑脱模斜度时，动、定模的型芯脱模斜度单边0. 5。产品内部有一个很深的骨位，所以设计时要做镶件。2.3 塑件工艺分析1. 塑料材料特性ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生成的三元共聚物，具用良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS具有较高的耐热性、耐化学腐蚀性及表面硬度；丁二烯使ABS具有良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度；苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、着色性和介电特性，使ABS的表面光洁。由于ABS三种共聚物单体的比例可以很大的范围内调节，故可由此得到性能和用途不一的多种ABS品种，如通用级、抗冲级、耐寒级、耐热级、阻燃级等。ABS无毒、无味、不透明，色泽微黄，可燃烧，密度为1.021.20g/cm3 。0.5%有良好的机械强度和极好的抗冲压强度，有一定的耐油性和稳定的化学性和电气性能。但在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解而成乳浊液。（浅象牙色、白色不透明或透明）鉴别 ：燃烧方法：颜色（黄）；形态（软化无滴）；气味（特殊味）；其他（慢燃烟浓）。2.ABS塑料主要用途ABS广泛应用于家用电子电器、工业设备及日常生活用品等领域，如计算机、电视机、录音机、电冰箱、洗衣机、电话、电风扇、净水加热器等壳体；工业机械中的齿轮、泵水轮、轴承、把手、仪器仪表盘等，玩具、包装容器、家具、安全帽、农用喷雾器、节能灯头、旋手柄、圆珠笔管等。3.塑料材料成型性能ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时，模具温度可以控制在5060C，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080C.ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度2。ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。4. 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4070s 如图2-15. 塑件尺寸的影响因素 塑件尺寸的大小受制于以下因素1： 1 取决于用户的使用要求。2 受制于塑料的流动性。3 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。4 受成型设备的限制，塑料制品受注射机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制。6. 塑件的公差与表面质量1 影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。2 塑件结构的复杂程度。3 模具的结构 如多个模腔一般比一个模腔的尺寸波动大，对于多腔注射为了减少尺寸波动，需要进行一些其他方面的努力，如：分流道采用平衡布置，模具各部分的温度应尽量均匀的。另外，模具的结构如分型面的选择、浇注系统的设计、排气、模具的冷却和加热等以及模具刚度等都会受到一定的影响。4 成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。5 成型设备的控制精度等。6 其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸取偏差计算，查表取MT3。7 塑件的表面质量8 塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级1 。第3章 注射模具设计1. 分型面的确定本次设计的收音机外壳塑件，该产品带有斜侧凹，成型时需采用侧抽芯机构，由塑件的外形最大轮廓来看成型方案。如图3-1所示，该塑件分型面的设计方式A对于方案A，不需侧抽芯，这样可以减小模具对注塑机的要求和缩短成型周期。同时也使抽芯距减小，使模具成本降底。AA 图3-1 2.型腔数目及排位方式的确定注射模有一模一腔也有一模多腔。其数目的确定要从以下几个方面考虑2： 、 产品的尺寸及结构的复杂性 、 塑件的尺寸精度型腔越多，精度也相对降低。这不仅由于型腔加工精度产差，也由于熔体在模具内流动不均所致。 、 制造难度多腔模比单腔模的难度大。 、 制造成本多腔模高于单腔模，但不是简单的倍数关系。从塑单件成本中所占的费用比例来看比单腔模低。.产品的生产产量有关。和公司拥有的设备有关。 该产品由于需要侧抽，按分型面的设计方案，因为该产品件较大，若采用一模二腔，则存在着生产设备要求可以接受，故而从注射压力的平衡和生产效益角度考虑，该产品的模具设计成一模二腔。 型腔的排位如图3-2所示： 图3-2型腔的排位3 初先注塑机型号3.1 注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得单件塑件体积： 单件塑件质量： 式中，为ABS塑料件的密度，为1.041.06，取其平均值为1.05.本次设计采用冷流道浇注系统，凝料永久处于高温状态，取出制品时凝料大小可忽略不计，故浇注系统凝料不计入注射量中。因设计采用一模四腔。故总体积、总质量计算如下：注射总体积： 注射总质量： 图3-1 体积 图3-2质量3.2 选择注射机根据上步计算塑件得到的体积，计算塑件的公称注射量如下： 根据以上计算，初步选定公称注射量为30，HTF86XA型注塑机的主要参数见表2：注射装置合模装置螺杆型号HTF-86XA合模力86KN螺杆直径34 mm移模行程270mm螺杆长径比7 L/D拉杆内距360mm360mm理论容量131cm3最大模厚360mm注射重量60 g最小模厚150 mm注射压力206Mpa顶出行程70 mm螺杆转速0-255 rpm顶出力33KN表2：HTF86XA型注塑机的主要参数3.3注射机相关参数的校核1） 注射压力校核所选的注塑机的的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机的类型、喷嘴的具模具流到的阻力等因素有关。查ABS所需注射压力120140，这里取，该注射机的公称注射压力，注射压力安全系数k1=1.251.4，这里取k1=1.3，则：k1，所以注射机注射压力合格。2）锁模力的校核通过三维软件建模设计分析计算得，塑件在分型面上的投影面积为：塑件投影面积 浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.20.5倍。由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取=0.2.但胶口在产品内部所以投面积可不计算。 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：nA1A2pF式中n塑件数量A1单个塑件在模具分型面上的投影面积 （mm2）A2浇注系统在模具分型面上的投影面积 （mm2）p塑料熔体对型腔的成型压力（Mpa），其大小一般是注射压力的80%F注射机的额定锁模力 （N）根据上述公式，得14000X130X80%=1456000与PN=860001456KN860KN故注塑机的锁模力不够，得重新选择注塑机型号第4章 浇注系统（冷流道）的设计4.1主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。根据注射机注射量及PP这种材料选用主流道截面直径，为便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆形,锥度为2度，其进口端直径为3.5mm，出口端直径为16mm。由于注塑机喷嘴球面半径SR12mm，故主流道球面半径为SR16mm。结构见图2-3-1。图3-3-1：主流道结构图v 设计成圆锥形，锥度在 2 - 4,粗糙度 Ra 小于0.4mv 小端直径一般取 3 8 mm,且要大于喷嘴直径约0.5 1 mmv 主流道长度由定模板厚度确定d主流道小端直径注射机喷嘴直径+（0.51）SR主流道球面半径喷嘴球面半径+（12）h球面配合高度35a 主流道锥度2度6度L主流道长度尽量80D主流道大端直径d+2L tg12设计主流道的参数,可参照工程图纸.4.2分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。（1）.分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形,半圆形及矩形等，模具设计中常采用圆形截面，其主要特性是加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，根据塑件的体积、壁厚、形状、注塑速率、分流道的长度和塑料的流动方向，分别在型芯和型腔上开一个圆型槽，槽直径6mm，（注意它的适用范围，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g）。塑件质量Ms=22g。塑件体积=6238mm3分流道长度预计80mm长，而对于ABS塑料，其圆形截面分流道直径推荐值为4.7-9.5mm，应该算是合格的。其基本形状见图3-4所示。图3-4 定模芯上的分流道截面基本形状（2）.分流道的表面粗糙度分流道的内表面粗糙度Ra要求一般，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。4.3浇口的设计浇口采用点浇口，其尺寸很小。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表现粘度下降，流动性增加，有利于填充。采用点浇口成型塑件，易取得浇注系统平衡，也有利于加工。 第5章 顶出机构设计5.1顶出结构原则 塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分，脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则： 推出机构应尽量设置在动模一侧 保证塑件不因推出而变形损坏 机构简单动作可靠 良好的塑件外壳 合模时的正确定位 由于该塑件外轮廓大部分为平面，所以其脱模较为容易，只需在对中间凹陷的矩形部分进行顶出设计。图3-6推出机构5.2脱模力的计算 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。塑件脱模时的型芯的受力分析如图：图3-7 脱模力示意图根据力平衡原理，列出平衡式： 则： 式中 塑件对型芯的包紧力； 脱模时型芯所受的摩擦阻力； 脱模力； 型芯的脱模斜度。又 于是 而包紧力为包容型芯的面积于单位上包紧力之积，即：由此可得： 式中 塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3； 塑件包容型芯的面积； 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下模外冷却的塑件约取2.43.9107Pa；模内冷却的塑件约取0.81.2107Pa。 斜顶第6章 冷却系统的设计 水路设计的目的是使成品均匀冷却，并在较短时间内顶出成型。冷却所占的时间比例如图3-10。因此，水路排布的好坏直接影响到产品的成型品质和生产周期(成本)。为了能达到最好的冷却效果，冷却系统的布局如图3-9所示，其中，大型芯采喷流式冷却。注射時間保壓時間冷卻時間開模時間相關時間占整個周期的80%占整個周期的5%占整個周期的15%图3-8 冷却时间的比例冷却水通道冷却水通道图3-9冷却系统的布置第7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。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。7.1导柱的设计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，本设计采用四根导柱，固定端与模板间采用H7/m6过渡配合，导向部分采用H7/f7间隙配合。其尺寸设计图如下所示： 图3-14 导柱设计7.2导套的设计导套常采用带头导套的形式，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构尺寸见装配图。导柱与导套孔之间采用H7/m6间隙配合，导柱和导套与模板的固定段采用过渡配合H7/k6。导柱的材料选用20钢，表面渗碳后，进行淬火使硬度达到HRC5660。导套选用T8A，淬硬到HRC5055。导套的硬度比导柱低，是为了改善摩擦，保护导柱。孔径与导柱相配，一般采用H7/h6，为了保证导向作用，要求导柱.导套 的配合间隙小于凹、凸模之间的间隙。外径与上模座相配，采用H7/r6过盈配合，另一端则与道套滑动配合。为了保证精度,加工时除了使导柱、导套的配合符合彻寸精度要求外，还应满足配合表面间的同轴度。为了使导柱、导套的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良好韧性，用T10A，表面耐磨.有韧性.抗弯曲。不易折断。热处理要求：表面淬火，低温回火HRC55HRC。导柱在热处理后修复中心孔，最后进行磨削时，可利用两端中心孔进行装夹，并.应在一次装夹中将道柱的两个外圆磨出，以保证两表面间的同轴度。道套磨削加工时，以达到同轴度要求。用这方法加工时，夹持力不宜过大，以免内孔变形。或者是先磨内圆，再一内圆定位，用定尖顶顶住芯轴磨外圆。这种加工方法不仅可以保证同轴度，且能防止在运动中将配合面划伤。因此，全部精磨后，必须用油石将圆弧处磨圆滑，消除磨削后在圆弧出现的棱带。第8章 模架的选用 在定立模胚时,我们要充分考虑整套模具的具体要（尽量采用标准模架）A. 模穴数量,浇口形式,顶出方式等;B. 模具是大水口还是细水口(简化型细水口的要用细水口模胚);C. A板是否原身留还是镶出来;D. 后模大镶件的大小及镶件形成;E. 行位的夹口要求及动作方式;F. 顶出方式及方铁的高度是否足够顶出等;根据模具设计的结构特点，选取各个板的厚度，由经验法确定3。标准模架的选用:标准化设计能提高效益，缩短生产周期。根据型腔的布局等因素选用标准模架为:简化型细水口模架 ：FCI-3040-A100-B60-C908.1成型零件的结构设计及计算1、凹模的结构设计（型腔）凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模，如图3-7所示：图3-7-1 凹模镶块2、凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件型芯因包紧力较大，所以设在动模部分，利于脱模。采用组合式凸模，如图3-10所示：图3-7-2 凸模镶块8.2 动定模板的长、宽尺寸的确定1.定模的确定本塑件的成型面有滑块，产品胶位大部分在定模侧，所以滑块的厚度与定模的厚度与制品高度及制品在分型面上的投影面积有关，一般制品参考下述数值选定。1.定模厚度A 一般在型腔深度的基础上加W=1520mm，当制品在分型面上的投影面积大于200cm时，W宜取2530mm。本模具两件塑件加凝料在开模方向上的投影面积 V1= 1163.75c，投影面积大于200cm，模具受力大加10左右保证模具强度所以W平均选取35以上mm。由于本模具是由滑块组合而成，其长宽尺寸与滑块抽开的距离有关系，所以现将模具的动、定模的长宽尺寸定为；300mm*400mm8.3动模（A）板和定模（B）板厚度的确定a、定模板厚度 A板的厚度有成型面和楔紧块有关系，故A板厚度定为：100mm。通过产品可知，产品比较高，所以导致模具的定模比较厚，有18MM深，对加工而言是一个非常的难加工，所以通过上面的分析，采用定模开通框的设计。使产品在后面的加工，可采用线割直接加工出来，这样又可多省一块材料。这样的设计可省模具材料，降底了模具的成本b、动模板厚度 B板的厚度只需要固定一个动模型芯，故B板的厚度定为：60mm 8.4模具厚度尺寸的选定各块板的厚度已经标准化，所需要的只是选择，如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要注意3：型芯固定板厚度和型腔固定板厚度；在注射成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若型芯固定板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者破坏，所以型芯固定板厚度尺寸需要校核才能确定，根据图知道，厚度满足25可满足要求，但为了加工方便,采用通框结构,为了安全，取型芯固定板厚度为50 mm，。型腔固定板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，所以型腔固定板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以，该设计取型腔固定板厚度为100 mm。推杆推出距离；在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件在动模上的高度为250mm左右，黏结在型腔上的尺寸为150mm左右，所以当推出距离大于160mm时就能使塑件和型腔分离。如果C板（即模脚）的高度太小，则推出的距离不够而使塑件不能脱离型芯，如图4-1所示：需要满足关系Hh1h2h3h0 HC板高度；h1止动挡销高度；h2推板厚度； h3推杆固定板厚度； h推出距离； 图-顶杆推出行程 由于该套模具，不适合采用标准模架设计，故各个板的厚度参照与之类似的龙记标准模架FCI-3030-A70-B90-C90设计而成。各个板的具体尺寸请参照CAD图纸。第9章 注射机工艺参数的校核9.1 最大注射量的校核 为确保塑件的质量，注射模一次成型的塑料重量（塑件和凝料的重量之和）应在公称注射量的35%75范围内，最大可达80%,最低不小于10%。既保证了塑件的质量，有充分发挥了设备的能力，选在50%80%最为合理8。9.2 注射压力校核所选的注塑机的的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸有关、注射机的类型、喷嘴的具模具流到的阻力等因素有关，根据有关的经验ABS具有较高的粘度，而且塑件的形状较大，壁厚较薄，有一定精度要求，其所需的注射压力选为50100Mpa3。9.3锁模力的校核高压塑料熔体充满模腔时，会产生式模具沿分型面分开的胀力，此胀模力，此张模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的剩积。胀模力必须小于注射机的额定锁模力。模腔压力Pc可按下面公式计算3： P =. (Mpa) 即P =0.3x1163.75=349.125（Mpa）式中 P型（模）腔压力（Mpa）注射压力（Mpa）压力损耗系数。 随塑料品种、浇注系统结构尺寸、塑件的形状、成型工艺条件以及注射剂类型不同而异，通常在0.250.5之间，在这里取0.3。由下式校核注射机的额定锁模力3：TK. P.A=K.A () 即 K.A=1.15x0.3x68x110=258（）式中 T注射机额定锁模力（） A塑件和流道系统都在分型上的的总投影面积（mm）K安全系数，通常取1.11.2。故所选的注塑机的锁模力要大于777.9（）9.4 注射模安装尺寸的校核主要校核的项目有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度等 1. 喷嘴尺寸注射模主流道衬套时段凹坑的球面半径R应大于注塑机喷嘴的球头半径的R，以利于同心和紧密接触，通常取R= R+（0.51）mm为宜，否则主流道内的凝料无法脱出，如图3-11 所示。主流道空始端直径d应大于注射机喷嘴孔直径d，通常取d=d+（0.51）mm,以利于塑料熔体的流动。图3-10 主流道始端与喷嘴的配合2 定位圈尺寸注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心。模具端面凸台高度应小于定位孔深。3 模具外形尺寸注射模外形尺寸应小于注射机工作台面的有效尺寸，模具长宽方向的尺寸要与注射机拉杆间距相适应。模具至少有个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装固在注射机工作台面。本次设计的模具外形尺寸为550x750X810Hmm，所以所选的注射机的拉杆间距至少在一个方向上的尺寸要满足810。模具厚度（闭合高度）必须满足下式2：HHH （mm）式中 H所设计的模具厚度（mm）；H注射机允许的最小模具厚度（mm）；H注射机允许的最大模具厚度（mm）；本次设计的模具厚度为H为351mm 。所选的注射机的最大厚度应大于351和最小的模具厚度应小于351mm 我们选择的是 150H360,所以外形尺寸可行。4. 开模行程的校核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程。注射机最大开模行程与模具厚度无关 由于液压机械式索寞机构的注射机，其最大开模行程有曲肘机构的注射机，其最大的的开模行程决定，与模具厚度无关。对于单分型面的注射模具其开模行程按下式校核3SH+H+（510）（mm）式中 S注射机最大开模行程（移动模板台面行程）（mm）H塑件脱模距离（mm）H包括流到凝料在内的塑件高度（mm）本设计模具塑件的脱模距离H为160mm，在内的塑件高度H为250mm，故所选注射机的最大开模行程S18+15+（510）+100（mm）=140mm。经过上述的注射机参数校核标准进行选用注射机，选用注塑机HTF860X-A8。注塑件的参数看表3-2表3-2 关于注塑机：型号选择。第10章 零件工艺路线：1 导柱加工工艺路线： 毛坯（棒料） 车削加工（外圆配合部分留磨量0.20.3mm） 热处理（淬火或渗碳淬火） 外圆磨削 精磨到要求尺寸。2 导套加工工艺路线：毛坯（棒料） 球化退火 车削加工（内圆配合部分磨量0.10.15mm） 热处理（淬火或身碳淬火）内圆磨削 精磨到要求尺寸3 板座加工工艺路线：毛坯在铣床或刨床上粗加工上下平面，留精加工余量，热处理，最后在平面磨床上磨到符合图纸的要求。45钢，一定的强度和刚度，热处理：调质：200HBS.4 动.定模板加工工艺路线：毛坯 铣床加工 热处理 精磨到要求。 5 支承板加工工艺路线：毛坯 铣床加工 精磨到要求。6 推杆固定板加工工艺路线：毛坯 球化退火 铣床加工 热处理 精磨到要求。 45钢，一定的强度和刚度，热处理：调质：200HBS.7 推板加工工艺路线：毛坯 铣床加工 热处理 精磨到要求。45钢热处理硬度：4045HRC。8、 复位杆：毛坯 球化退火 车床加工 热处理 精磨到要求。T8A1一定的强度和耐磨性，热处理淬火.低温回火55HRC。9、垫块加工工艺路线：毛坯 铣床加工 热处理 精磨到要求。45钢，一定的强度和刚度，热处理：调质200HBS。10、浇口套加工工艺路线：毛坯 车床加工 钻孔 铰孔保证主流道表面粗糙度Ra0.8mT8A热处理硬度5357HRC第11章 总结 对于塑料产品的成型，其主要难度是塑件是属于支架深腔件，在成型过程易造成变形、填充不足、熔接痕等缺陷。本文主要是对台灯底座塑件产品进行模具设计和模具结构的优化改造。设计结合了ABS材料的成型特点；根据塑件的形状进行了一种方案模具设计分析，采取了其中的最佳的成型方案进行模具，然后对注塑设备的进行了校核。论文着重说明了一副塑料模具设计的一般流程，其中注射模具设计的一些机构设计既是重点又是难点，主要包括分型面的确定，浇注系统的设计、模具冷却系统的设计等。经过以上的分析设计流程，最终达到了台灯底座塑件模具设计和优化改造的目的。下面是本文在塑件造型和塑件模具设计的两个方面的总结：12.1塑件三维造型及工程图绘制总结运用游标卡尺等测量工具、autoCAD、UG绘图软件进行三维造型和工程图绘制，具流程如下：产品结构分析-塑件测量AUTOCAD产品图绘制-三维造型转换为二维工程图 CAD工程图修改-模具结构确定产品分模AUTOCAD模具图散件工程图绘制。12.2 塑料收音机外壳的模具设计总结 资料借阅使模具设计更具有合理性与可生产性。塑件分析对产品的塑料造型，软件的使用更加熟练，对模具设计的可行性更能够清楚的了解与掌握。模具结构设计对产品的结构分析，主要是产品的分形面的分析。产品的总体结构确定，资料的查讯，使的结构设计更加的完美。模具产品分模 是产品CNC加工的最主要的，对产品的一些加工方面的工艺更能够深入的了解。对模具的结构设计也学习了很多。比如哪此地方要做镶件，哪此是线割的，哪些须铣床加工等等。从设计中我学到了：一个产品的整个模具设计流程，所包括的技术知识有，设计软件，产品分析，模具的结构知识，零件加知识。这些对于我们今后的工作，都是一种很好的知识财富。致谢首先我要对四年来辛勤教导我的老师和母校致以最崇高的敬意！对本次毕业设计指导的老师，表示我最衷心的感谢。在设计过程中，通过参考、查阅各种资料,请教各位老师有关方面问题，使我对UG建模、塑料模具成型零件设计及模具总体结构有了更一步的认识。感谢大学四年的所有老师，为我打下专业知识的基础；感谢同学们的支持和帮助，本次毕业设计才能顺利完成。参考文献1 申开智.塑料制品设计方法及应用实例M.国防工业出版社.2007.12张维合.注塑模具设计实用教程M. 化学工业出版社.2008.103 王鹏驹.塑料模具技术手册M.机械工业出版社.1997.64邹继强.塑料模具设计参考资料汇编M.清华大学出版社.2005.95申开智.塑料成型模具（第二版）M.中国轻工业出版社2008.76杨占尧，白柳.塑料模具典型结构设计实例M.化学工业出版社.2009.17 老虎工作室 谭雪松 钟廷志 甘露萍编著. UGngineer Wildfire中文版模具设计与数控加工M.北京: 人民邮电出版社,2006.8 齐晓杰主编.塑料成型工艺与模具设计M.北京: 机械工业出版杜,2006.9 塑料模具设计手册编写组塑料模具设计手册M.北京: 机械工业出版社,2004.10 徐志扬主编.ProE软件应用M.浙江: 浙江大学出版社,2002.11 冯炳尧等.模具设计与制造简明手册M.上海:上海科学技术出版社,2005.12 孙贤初，党新安，杨立军. 基于UG 的防尘罩三维造型及模具设计J. 模具技术，2006，(5):45-54.13 徐小青.基于Pro/ E 和MoldFlow的显示器外壳注射模具设计J. 塑料工业2008,33 (12) :26-28.14 李翔鹏，康顺利编著.UGNGINEER Wildfire 3.0 模具设计M.北京：中国铁道出版社，2006.15 郭晓俊，孙江宏等编著.UGNGINEER Wildfire 3.0 模具设计基本技术与案例实践M.北京：清华大学出版社，2007.16 Douglas M. Bryce. Plastic Injection Molding, Mold Design and Construction Fundamentals.M Sme.199817 David Kazmer. Injection mold design engineering J. Hanser Gardner Pubns, 2007毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目： 台灯底座塑料模 学 院 名 称：机械工程学院 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 定稿日期： 2012 年 5月 30 塑件注射模设计摘 要本论文是台灯底座塑件注射模设计。本文主要是对该壳体产品进行模具设计和模具结构的优化改造。设计结合了ABS材料的成型特点；根据塑件的形状进行了一种方案模具设计分析，采取了其中的最佳的成型方案进行模具，然后对注塑设备的进行了校核。论文着重说明了一副塑料模具设计的一般流程，其中注射模具设计的一些机构设计既是重点又是难点，主要包括分型面的确定，浇注系统的设计、模具冷却系统的设计等。经过以上的分析设计流程，以达到塑件模具设计和优化改造的目的。关键词：软件， 注射模设计；ABS；Flashlight shell Plastic Injection Mold designabstractThe present paper is desk lamp base plastics injection mould design. This paper is mainly to the shell mould design and product of die structure optimizing reconstruction. Design with the ABS material forming characteristics; According to the shape of the plastic parts for a method mold design analysis, take one of the best molding tool scheme, then the virwpoint of injection molding equipment. This paper mainly explains a pair of plastic mold the general design process, of which injection mold design of some of the organization design is key and difficult, mainly including points to determine the type, the design of gating system, mold cooling system design, etc. Through the above analysis, design process, in order to achieve the plastics mould design and optimize the purpose of the reform.Keywords: software, injection mould design; ABS;目录摘 要1abstract2第1章 概述61.1 课题的来源61.2 课题的研究目的6第2章 塑件结构工艺性分析72.1 塑件的造型72.2塑件的结构分析81.塑件结构特点82. 精度等级83.脱模斜度82.3 塑件工艺分析91. 塑料材料特性92.ABS塑料主要用途93.塑料材料成型性能94. ABS的注塑工艺参数：105. 塑件尺寸的影响因素106. 塑件的公差与表面质量11第3章 注射模具设计121. 分型面的确定122.型腔数目及排位方式的确定123 初先注塑机型号133.1 注射量的计算133.2 选择注射机143.3注射机相关参数的校核15第4章 浇注系统（冷流道）的设计164.1主流道设计164.2分流道设计174.3浇口的设计18第5章 顶出机构设计185.1顶出结构原则18 5.2脱模力的计算19第6章 冷却系统的设计22第7章 合模导向机构设计237.1导柱的设计237.2导套的设计24第8章 模架的选用248.1成型零件的结构设计及计算258.2 动定模板的长、宽尺寸的确定268.3动模板和定模板厚度的确定268.4模具厚度尺寸的选定29第9章 注射机工艺参数的校核309.1 最大注射量的校核309.2 注射压力校核309.3锁模力的校核31 9.4 注射模安装尺寸的校核31第10章 零件工艺路线：33第11章 总结3411.1塑件三维造型及工程图绘制总结3411.2 塑料台灯底座的模具设计总结35致谢35参考文献35第1章 概述1.1 课题的来源 “模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。塑料模具在模具的制造中占有很大的一部分（大约占30%），而对于壳体塑件成型而言，壳体塑料模具占有相当大的一部分，壳体塑件的生产如：电视机外壳，汽车齿轮的壳罩，电冰箱的一些壳体部件的成型模具等等，这些壳体模具的制造都体现了塑料模具的制造水平，在这样的背景下，在老师的要求下，本设计选用了台灯底座模具设计进行毕业设计。1.2 课题的研究目的为了对所学知识的运用和巩固，本设计进行了壳体塑件模具设计。台灯底座产品是个比较规矩的塑件，壁厚较均匀。从造型方面分析，其属于多异性曲面的零件，所以三维造型有一定难度；从产品成形方面分析，它在成形时，出现熔接痕，塑件变形等缺陷，针对以上问题，本课题将依据塑料成型工艺性特点，基于UG软件的完成塑件的三维建模。在模具设计方面，利用CAE，CAM软件的辅助分析，尽量排除和减少成形时可能产生的缺陷，从而提高产品质量和生产效率等要求。对壳体塑件模具的结构的设计和模具结构的进行优化改造。 36 第2章 塑件结构工艺性分析2.1 塑件的造型 运用软件进行塑件造型的绘制如图1-1：图1-1 塑件3D模型CAD零件图二维图如上图1-2所示：图1-2 二维工程图2.2塑件的结构分析1.塑件结构特点 此零件是一种常见的塑件，其最大的尺寸140X100X40mm，从工件本身尺寸来看，属较中型零件，不侧面需要抽芯分型机构，胶口形式，根据产品要求考量，产品要求一模出二件的要求，顶部结构特殊无法用测流道，所以直接采用直流道大浇口或点胶口。产品的推出机构比较难，因此本次毕业设计主要是针对以上问题进行模具设计，以解决实际生产中存在的问题。2. 精度等级 影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。GB/T1423493塑料件表面粗糙度标准不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度，塑料件公差等级分为7级，本塑件所用ABS,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用一般精度MT3级3。3.脱模斜度由于塑件冷却后产生收缩，会紧紧地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脱出困难，强行取出会导致塑件表面擦伤、拉毛。为了方便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度。只有塑件高度不大、没有特殊狭窄细小部位时，才可以不设计斜度。最小脱模斜度与塑料性能、收缩率、塑件的几何形状等因素有关3。塑件外表面的脱模斜度为：40120塑件内表面的脱模斜度：1 2。考虑到本塑件的结构以及模具的侧抽芯结构，可以使开模后塑件留在动模侧，所以在考虑脱模斜度时，动、定模的型芯脱模斜度单边0. 5。产品内部有一个很深的骨位，所以设计时要做镶件。2.3 塑件工艺分析1. 塑料材料特性ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生成的三元共聚物，具用良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS具有较高的耐热性、耐化学腐蚀性及表面硬度；丁二烯使ABS具有良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度；苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、着色性和介电特性，使ABS的表面光洁。由于ABS三种共聚物单体的比例可以很大的范围内调节，故可由此得到性能和用途不一的多种ABS品种，如通用级、抗冲级、耐寒级、耐热级、阻燃级等。ABS无毒、无味、不透明，色泽微黄，可燃烧，密度为1.021.20g/cm3 。0.5%有良好的机械强度和极好的抗冲压强度，有一定的耐油性和稳定的化学性和电气性能。但在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解而成乳浊液。（浅象牙色、白色不透明或透明）鉴别 ：燃烧方法：颜色（黄）；形态（软化无滴）；气味（特殊味）；其他（慢燃烟浓）。2.ABS塑料主要用途ABS广泛应用于家用电子电器、工业设备及日常生活用品等领域，如计算机、电视机、录音机、电冰箱、洗衣机、电话、电风扇、净水加热器等壳体；工业机械中的齿轮、泵水轮、轴承、把手、仪器仪表盘等，玩具、包装容器、家具、安全帽、农用喷雾器、节能灯头、旋手柄、圆珠笔管等。3.塑料材料成型性能ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时，模具温度可以控制在5060C，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080C.ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度2。ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。4. 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4070s 如图2-15. 塑件尺寸的影响因素 塑件尺寸的大小受制于以下因素1： 1 取决于用户的使用要求。2 受制于塑料的流动性。3 受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。4 受成型设备的限制，塑料制品受注射机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制。6. 塑件的公差与表面质量1 影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。2 塑件结构的复杂程度。3 模具的结构 如多个模腔一般比一个模腔的尺寸波动大，对于多腔注射为了减少尺寸波动，需要进行一些其他方面的努力，如：分流道采用平衡布置，模具各部分的温度应尽量均匀的。另外，模具的结构如分型面的选择、浇注系统的设计、排气、模具的冷却和加热等以及模具刚度等都会受到一定的影响。4 成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。5 成型设备的控制精度等。6 其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。题中没有公差值，则我们按未注公差的尺寸取偏差计算，查表取MT3。7 塑件的表面质量8 塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级1 。第3章 注射模具设计1. 分型面的确定本次设计的收音机外壳塑件，该产品带有斜侧凹，成型时需采用侧抽芯机构，由塑件的外形最大轮廓来看成型方案。如图3-1所示，该塑件分型面的设计方式A对于方案A，不需侧抽芯，这样可以减小模具对注塑机的要求和缩短成型周期。同时也使抽芯距减小，使模具成本降底。AA 图3-1 2.型腔数目及排位方式的确定注射模有一模一腔也有一模多腔。其数目的确定要从以下几个方面考虑2： 、 产品的尺寸及结构的复杂性 、 塑件的尺寸精度型腔越多，精度也相对降低。这不仅由于型腔加工精度产差，也由于熔体在模具内流动不均所致。 、 制造难度多腔模比单腔模的难度大。 、 制造成本多腔模高于单腔模，但不是简单的倍数关系。从塑单件成本中所占的费用比例来看比单腔模低。.产品的生产产量有关。和公司拥有的设备有关。 该产品由于需要侧抽，按分型面的设计方案，因为该产品件较大，若采用一模二腔，则存在着生产设备要求可以接受，故而从注射压力的平衡和生产效益角度考虑，该产品的模具设计成一模二腔。 型腔的排位如图3-2所示： 图3-2型腔的排位3 初先注塑机型号3.1 注射量的计算 通过三维软件建模设计分析计算得单件塑件体积： 单件塑件质量： 式中，为ABS塑料件的密度，为1.041.06，取其平均值为1.05.本次设计采用冷流道浇注系统，凝料永久处于高温状态，取出制品时凝料大小可忽略不计，故浇注系统凝料不计入注射量中。因设计采用一模四腔。故总体积、总质量计算如下：注射总体积： 注射总质量： 图3-1 体积 图3-2质量3.2 选择注射机根据上步计算塑件得到的体积，计算塑件的公称注射量如下： 根据以上计算，初步选定公称注射量为30，HTF86XA型注塑机的主要参数见表2：注射装置合模装置螺杆型号HTF-86XA合模力86KN螺杆直径34 mm移模行程270mm螺杆长径比7 L/D拉杆内距360mm360mm理论容量131cm3最大模厚360mm注射重量60 g最小模厚150 mm注射压力206Mpa顶出行程70 mm螺杆转速0-255 rpm顶出力33KN表2：HTF86XA型注塑机的主要参数3.3注射机相关参数的校核1） 注射压力校核所选的注塑机的的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注射机的类型、喷嘴的具模具流到的阻力等因素有关。查ABS所需注射压力120140，这里取，该注射机的公称注射压力，注射压力安全系数k1=1.251.4，这里取k1=1.3，则：k1，所以注射机注射压力合格。2）锁模力的校核通过三维软件建模设计分析计算得，塑件在分型面上的投影面积为：塑件投影面积 浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.20.5倍。由于本例流道设计简单，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取=0.2.但胶口在产品内部所以投面积可不计算。 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：nA1A2pF式中n塑件数量A1单个塑件在模具分型面上的投影面积 （mm2）A2浇注系统在模具分型面上的投影面积 （mm2）p塑料熔体对型腔的成型压力（Mpa），其大小一般是注射压力的80%F注射机的额定锁模力 （N）根据上述公式，得14000X130X80%=1456000与PN=860001456KN860KN故注塑机的锁模力不够，得重新选择注塑机型号第4章 浇注系统（冷流道）的设计4.1主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。根据注射机注射量及PP这种材料选用主流道截面直径，为便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆形,锥度为2度，其进口端直径为3.5mm，出口端直径为16mm。由于注塑机喷嘴球面半径SR12mm，故主流道球面半径为SR16mm。结构见图2-3-1。图3-3-1：主流道结构图v 设计成圆锥形，锥度在 2 - 4,粗糙度 Ra 小于0.4mv 小端直径一般取 3 8 mm,且要大于喷嘴直径约0.5 1 mmv 主流道长度由定模板厚度确定d主流道小端直径注射机喷嘴直径+（0.51）SR主流道球面半径喷嘴球面半径+（12）h球面配合高度35a 主流道锥度2度6度L主流道长度尽量80D主流道大端直径d+2L tg12设计主流道的参数,可参照工程图纸.4.2分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。（1）.分流道的形状及尺寸为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形,半圆形及矩形等，模具设计中常采用圆形截面，其主要特性是加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，根据塑件的体积、壁厚、形状、注塑速率、分流道的长度和塑料的流动方向，分别在型芯和型腔上开一个圆型槽，槽直径6mm，（注意它的适用范围，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g）。塑件质量Ms=22g。塑件体积=6238mm3分流道长度预计80mm长，而对于ABS塑料，其圆形截面分流道直径推荐值为4.7-9.5mm，应该算是合格的。其基本形状见图3-4所示。图3-4 定模芯上的分流道截面基本形状（2）.分流道的表面粗糙度分流道的内表面粗糙度Ra要求一般，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。4.3浇口的设计浇口采用点浇口，其尺寸很小。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体的表现粘度下降，流动性增加，有利于填充。采用点浇口成型塑件，易取得浇注系统平衡，也有利于加工。 第5章 顶出机构设计5.1顶出结构原则 塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分，脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则： 推出机构应尽量设置在动模一侧 保证塑件不因推出而变形损坏 机构简单动作可靠 良好的塑件外壳 合模时的正确定位 由于该塑件外轮廓大部分为平面，所以其脱模较为容易，只需在对中间凹陷的矩形部分进行顶出设计。图3-6推出机构5.2脱模力的计算 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。塑件脱模时的型芯的受力分析如图：图3-7 脱模力示意图根据力平衡原理，列出平衡式： 则： 式中 塑件对型芯的包紧力； 脱模时型芯所受的摩擦阻力； 脱模力； 型芯的脱模斜度。又 于是 而包紧力为包容型芯的面积于单位上包紧力之积，即：由此可得： 式中 塑料对钢的摩擦系数，约为0.10.3； 塑件包容型芯的面积； 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下模外冷却的塑件约取2.43.9107Pa；模内冷却的塑件约取0.81.2107Pa。 斜顶第6章 冷却系统的设计 水路设计的目的是使成品均匀冷却，并在较短时间内顶出成型。冷却所占的时间比例如图3-10。因此，水路排布的好坏直接影响到产品的成型品质和生产周期(成本)。为了能达到最好的冷却效果，冷却系统的布局如图3-9所示，其中，大型芯采喷流式冷却。注射時間保壓時間冷卻時間開模時間相關時間占整個周期的80%占整個周期的5%占整個周期的15%图3-8 冷却时间的比例冷却水通道冷却水通道图3-9冷却系统的布置第7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。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。7.1导柱的设计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，本设计采用四根导柱，固定端与模板间采用H7/m6过渡配合，导向部分采用H7/f7间隙配合。其尺寸设计图如下所示： 图3-14 导柱设计7.2导套的设计导套常采用带头导套的形式，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构尺寸见装配图。导柱与导套孔之间采用H7/m6间隙配合，导柱和导套与模板的固定段采用过渡配合H7/k6。导柱的材料选用20钢，表面渗碳后，进行淬火使硬度达到HRC5660。导套选用T8A，淬硬到HRC5055。导套的硬度比导柱低，是为了改善摩擦，保护导柱。孔径与导柱相配，一般采用H7/h6，为了保证导向作用，要求导柱.导套 的配合间隙小于凹、凸模之间的间隙。外径与上模座相配，采用H7/r6过盈配合，另一端则与道套滑动配合。为了保证精度,加工时除了使导柱、导套的配合符合彻寸精度要求外，还应满足配合表面间的同轴度。为了使导柱、导套的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良好韧性，用T10A，表面耐磨.有韧性.抗弯曲。不易折断。热处理要求：表面淬火，低温回火HRC55HRC。导柱在热处理后修复中心孔，最后进行磨削时，可利用两端中心孔进行装夹，并.应在一次装夹中将道柱的两个外圆磨出，以保证两表面间的同轴度。道套磨削加工时，以达到同轴度要求。用这方法加工时，夹持力不宜过大，以免内孔变形。或者是先磨内圆，再一内圆定位，用定尖顶顶住芯轴磨外圆。这种加工方法不仅可以保证同轴度，且能防止在运动中将配合面划伤。因此，全部精磨后，必须用油石将圆弧处磨圆滑，消除磨削后在圆弧出现的棱带。第8章 模架的选用 在定立模胚时,我们要充分考虑整套模具的具体要（尽量采用标准模架）A. 模穴数量,浇口形式,顶出方式等;B. 模具是大水口还是细水口(简化型细水口的要用细水口模胚);C. A板是否原身留还是镶出来;D. 后模大镶件的大小及镶件形成;E. 行位的夹口要求及动作方式;F. 顶出方式及方铁的高度是否足够顶出等;根据模具设计的结构特点，选取各个板的厚度，由经验法确定3。标准模架的选用:标准化设计能提高效益，缩短生产周期。根据型腔的布局等因素选用标准模架为:简化型细水口模架 ：FCI-3040-A100-B60-C908.1成型零件的结构设计及计算1、凹模的结构设计（型腔）凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模，如图3-7所示：图3-7-1 凹模镶块2、凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件型芯因包紧力较大，所以设在动模部分，利于脱模。采用组合式凸模，如图3-10所示：图3-7-2 凸模镶块8.2 动定模板的长、宽尺寸的确定1.定模的确定本塑件的成型面有滑块，产品胶位大部分在定模侧，所以滑块的厚度与定模的厚度与制品高度及制品在分型面上的投影面积有关，一般制品参考下述数值选定。1.定模厚度A 一般在型腔深度的基础上加W=1520mm，当制品在分型面上的投影面积大于200cm时，W宜取2530mm。本模具两件塑件加凝料在开模方向上的投影面积 V1= 1163.75c，投影面积大于200cm，模具受力大加10左右保证模具强度所以W平均选取35以上mm。由于本模具是由滑块组合而成，其长宽尺寸与滑块抽开的距离有关系，所以现将模具的动、定模的长宽尺寸定为；300mm*400mm8.3动模（A）板和定模（B）板厚度的确定a、定模板厚度 A板的厚度有成型面和楔紧块有关系，故A板厚度定为：100mm。通过产品可知，产品比较高，所以导致模具的定模比较厚，有18MM深，对加工而言是一个非常的难加工，所以通过上面的分析，采用定模开通框的设计。使产品在后面的加工，可采用线割直接加工出来，这样又可多省一块材料。这样的设计可省模具材料，降底了模具的成本b、动模板厚度 B板的厚度只需要固定一个动模型芯，故B板的厚度定为：60mm 8.4模具厚度尺寸的选定各块板的厚度已经标准化，所需要的只是选择，如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要注意3：型芯固定板厚度和型腔固定板厚度；在注射成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若型芯固定板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者破坏，所以型芯固定板厚度尺寸需要校核才能确定，根据图知道，厚度满足25可满足要求，但为了加工方便,采用通框结构,为了安全，取型芯固定板厚度为50 mm，。型腔固定板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，所以型腔固定板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以，该设计取型腔固定板厚度为100 mm。推杆推出距离；在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件在动模上的高度为250mm左右，黏结在型腔上的尺寸为150mm左右，所以当推出距离大于160mm时就能使塑件和型腔分离。如果C板（即模脚）的高度太小，则推出的距离不够而使塑件不能脱离型芯，如图4-1所示：需要满足关系Hh1h2h3h0 HC板高度；h1止动挡销高度；h2推板厚度； h3推杆固定板厚度； h推出距离； 图-顶杆推出行程 由于该套模具，不适合采用标准模架设计，故各个板的厚度参照与之类似的龙记标准模架FCI-3030-A70-B90-C90设计而成。各个板的具体尺寸请参照CAD图纸。第9章 注射机工艺参数的校核9.1 最大注射量的校核 为确保塑件的质量，注射模一次成型的塑料重量（塑件和凝料的重量之和）应在公称注射量的35%75范围内，最大可达80%,最低不小于10%。既保证了塑件的质量，有充分发挥了设备的能力，选在50%80%最为合理8。9.2 注射压力校核所选的注塑机的的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。成型所需的注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸有关、注射机的类型、喷嘴的具模具流到的阻力等因素有关，根据有关的经验ABS具有较高的粘度，而且塑件的形状较大，壁厚较薄，有一定精度要求，其所需的注射压力选为50100Mpa3。9.3锁模力的校核高压塑料熔体充满模腔时，会产生式模具沿分型面分开的胀力，此胀模力，此张模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的剩积。胀模力必须小于注射机的额定锁模力。模腔压力Pc可按下面公式计算3： P =. (Mpa) 即P =0.3x1163.75=349.125（Mpa）式中 P型（模）腔压力（Mpa）注射压力（Mpa）压力损耗系数。 随塑料品种、浇注系统结构尺寸、塑件的形状、成型工艺条件以及注射剂类型不同而异，通常在0.250.5之间，在这里取0.3。由下式校核注射机的额定锁模力3：TK. P.A=K.A () 即 K.A=1.15x0.3x68x110=258（）式中 T注射机额定锁模力（） A塑件和流道系统都在分型上的的总投影面积（mm）K安全系数，通常取1.11.2。故所选的注塑机的锁模力要大于777.9（）9.4 注射模安装尺寸的校核主要校核的项目有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度等 1. 喷嘴尺寸注射模主流道衬套时段凹坑的球面半径R应大于注塑机喷嘴的球头半径的R，以利于同心和紧密接触，通常取R= R+（0.51）mm为宜，否则主流道内的凝料无法脱出，如图3-11 所示。主流道空始端直径d应大于注射机喷嘴孔直径d，通常取d=d+（0.51）mm,以利于塑料熔体的流动。图3-10 主流道始端与喷嘴的配合2 定位圈尺寸注射机固定模板台面中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注射模端面凸台径向尺寸须与定位孔呈间隙配合，便于模具安装，并使主流道与喷嘴同心。模具端面凸台高度应小于定位孔深。3 模具外形尺寸注射模外形尺寸应小于注射机工作台面的有效尺寸