带金属嵌件的圆珠笔管注射模.doc

济源职业技术学院毕业设计 I 济源职业技术学院济源职业技术学院 毕毕 业业 设设 计计 题目 带金属嵌件的圆珠笔管注射模 系别 机电工程系 专业 机电一体化技术 班级 机电 0904 班 学号 09010445 姓名 李卫东 指导教师 孙海燕 日期 2011 年 08 月 济源职业技术学院毕业设计 I 设计任务书 设计题目：设计题目： 带嵌件的圆珠笔管注射模具设计 设计要求：设计要求： 1. 确定合理工艺方案。 2. 设计合理的模具结构。 3. 在模具的设计中最好有创新。 4. 设计要全面介绍模具的工作原理。 5. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高。 6. 模具的设计有效地体现出实用的特色。 设计进度要求：设计进度要求： 第一周：技术实训； 第二周：查阅及收集相关资料确定设计题目； 第三周：分析零件结构，生产批量，确定模具类型； 第四周：准备设计草稿的拟定，进行主要尺寸计算； 第五周：模具整体及其零件的设计和绘制尺寸草图； 第六周：对草稿及模具零件图、装配图的草图进一步修改完善； 第七周：电子稿的输入及图纸的绘制； 第八周：修改、校核、提交论文、毕业答辩 指导教师（签名）：指导教师（签名）： 济源职业技术学院毕业设计 I 摘 要 作为一般的圆珠笔管要实现自动脱模是可行的，但此制品口部有一嵌件，在成型时 必须由人工放置在模内，就没有必要设计成机械脱模，而是将螺纹部位设置一个活动螺 纹环随制品脱模，然后用专用工具卸下，模具结构简单。嵌件放置在定模端，不考虑防 脱问题，螺纹环在动模端，设置了钢球卡住，开模时以顶销顶着螺纹环，确保制品留于 动模端，再以顶杆顶出，考虑减小模具厚度，顶杆的顶出距离只是将制品松动，由人工 取出。 本次设计的是“带金属嵌件的圆珠笔管” ，介绍了圆珠笔管的设计思路和设计方法， 以及圆珠笔管注塑模的设计，塑料制品具有原料来源丰富,价格低廉,性能优良等特点。 它在电脑、手机、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代 的作用，应用极其广泛。注射成型是将颗粒状或粉状塑料，从注射机的料斗送进加热的 料筒中，经过加热熔融，塑化成粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很 大的流速通过喷嘴，注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后，可保持模具型腔所 赋予的形状，然后开模分型获得塑料制品。注射成形是成形热塑件的主要方法，因此应 用范围很广。 塑件采用的材料为 ABS，因此模具可采用点浇口和最普通的两板式分型结构。模具的 型腔采用一模四腔平衡布置，有效的提高了模具的生产效率。塑件的工艺性能要求注塑 模中有冷却系统，因此在模具设计中也进行了设计。 关键词：带金属嵌件的圆珠笔管，注射成形，侧浇口，丙烯腈丁二烯苯乙烯共 聚物（ABS） 济源职业技术学院毕业设计 I 目 录 摘 要 .I 1 塑件工艺分析.1 1.1 成形工艺分析 .1 1.2 塑件的材料特征及选用 .1 1.3 塑件材料的确定 .3 1.4 塑料的收缩率及密度确定 .3 2 塑件的尺寸精度与结构.5 3 注射机及模架的选用.8 3.1 注射机的选用 .8 3.2 模架的选用 .8 3.3 模架周界尺寸的选择 .9 4 模具型腔、型芯的有关计算.9 4.1 型腔布置 .9 4.2 分型面设计 .9 4.3 型腔尺寸计算 .10 4.4 型芯的工作尺寸计算 .12 5.1 主流道、主流道衬套及定位环的设计 .13 5.2 模具型腔数的确定、排列和流道布局 .14 5.3 分流道的形状及尺寸 .15 5.4 浇口的形状及其位置选择 .17 6 模具结构设计.19 6.1 导向机构的设计 .19 6.2 推出机构的设计 .19 6.3 拉料杆的形式选择 .21 6.4 模具排气槽设计 .21 7 校 核 .23 7.1 最大注射量校核 .23 7.2 锁模力校核 .23 7.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 .23 7.4 模具闭合高度校核 .24 7.5 开模行程校核 .24 8 模具冷却系统计算.25 8.1 冷却回路的设计 .25 济源职业技术学院毕业设计 II 8.2 冷却回路的总长度的计算 .26 9 模具总装图及模具的装配、试模.29 9.1 模具总装图及模具的装配 .29 9.2 模具的安装试模 .30 致 谢 .32 参考文献 .29 济源职业技术学院毕业设计 1 1 塑件工艺分析 1.11.1 成形工艺分析成形工艺分析 塑件及尺寸： 如图 1.1 所示，单位 mm 产品名称： 带嵌件的圆珠笔管 产品材料： ABS 产品数量： 小批量生产 图 1.1 塑件零件图 1.21.2 塑件的材料特征及选用塑件的材料特征及选用 1.2.11.2.1 丙烯腈丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯共聚物（苯乙烯共聚物（ABSABS） 基本特征：是三种单体的共聚物，价格便宜，原料易得，是目前产量最大，应 ABS 用最广泛的工程塑料之一。无毒、无味呈微黄色或白色不透明粒料，成形的塑件有较好 的光泽，密度为 1.081.2。ABS 是由于三种组分组成的，故它有三种成分的综合力 3 cm g 学性能，而每一组分有在其中起着固有的作用丙烯腈使 ABS 具有良好的表面硬度，耐热 性及化学腐蚀性，丁二烯使坚韧，苯乙烯使它具有优良的成形加工性和着色性能。 ABS 主要用途：在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、仪表、 ABS 水箱外壳等；汽车工业上用其制造汽车挡泥板、扳手、热空气调节导管、加热器等。还 可用 ABS 夹层板制作小轿车车身；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，食品包装容器，农药，喷雾器等。 济源职业技术学院毕业设计 2 成形特点：易吸水使成形塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此成形加工前应 ABS 进行干燥处理，在正常的成形条件下，壁厚熔料、温度对收缩率影响极小；要求塑件精 度高时；模具温度可控制 50 度和 60 度之间，要求塑件光泽和耐热时应控制在 60 度和 80 度之间，比热容低塑化效率高，凝固性也快，故成形周期短；的表现黏度对剪 ABSABS 切速度的依赖性很强，因此模具设计中大都采用浇口形式。 1.2.21.2.2 聚乙烯（聚乙烯（PEPE） 基本特征：聚乙烯塑料为无毒、无味、呈白色或乳白色柔软，半透明的大理石状颗 粒料。密度为 0.91-0.96,为结晶型塑料。聚乙烯吸水性小，且介电性能与温度、湿 3 cm g 度无关；因此聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料。 主要用途：低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件， 如齿轮、轴承等。中压聚乙烯最适宜的成形方法有高速吹塑成形，可制造瓶类，包装用 薄膜以及各种注射成形制品，也可用在电线、电缆上面。高压聚乙烯常用于制造塑料薄 膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外皮等。 成形特点：成型时，在流动方向与垂直方向的收缩率差异大容。注射方向的收缩率 大与垂直方向的收缩率，易变形、翘曲，并使塑件浇口周围部位的脆性增加；应控制模 温；保持冷却均匀、稳定，流动性好且对压力变化敏感；宜用于高压注射，料温均匀， 填充速度快，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却；模具应设有冷却系统；质软 易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。 1.2.31.2.3 聚丙烯（聚丙烯（PPPP） 基本特征：聚丙烯无色、无味、无毒的。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻。 密度为 0.900.91。它不吸水、光泽好、易着色。聚丙烯具有聚乙烯的所有优良性 3 cm g 能，如卓越的介电性能，耐水性、化学性能稳定。宜于成形加工等；还具有聚乙烯所没 有的许多性能，可制做铰链，有教高的抗弯曲疲劳强度，如（盖和本体合一的各种容器， 经过 7x10 次开闭弯折未产生损坏和断裂现象，但其在氧、热、光的作用下极易解聚，老 7 化，所以必须加入防老化剂。 主要用途：可用于各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件；可作为各种酸 碱等的输送管道，化工容器和其它设备的衬里，表面涂层；可制造盖和本体合一的箱壳， 各种绝缘零件，并用于医药工业中。 成形特点：成形收缩范围及收缩率大，易发生缩孔，凹痕、变形、方向性强，流动 性极好，易于成形；热容量大，注射成形必 济源职业技术学院毕业设计 3 须设计能充分进行冷却的冷却回路；注意控制成形温度。料温低时方向性明显，尤其是 低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为 80 度左右，不可低于 50 度，否则会造 成成形塑件表面光泽差，产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲或变形。 1.31.3 塑件材料的确定塑件材料的确定 综合以上三种材料特征，用途、和成形特点看，其各种塑料具有各自的特殊性能， 但考虑到带嵌件的圆珠笔管的工作环境，所以综上各种塑料的性能来考虑。具有以ABS 上工作环境所需的性能，为此确定使用材料为：。 ABS 1.41.4 塑料的收缩率及密度确定塑料的收缩率及密度确定 表 1.1 材料性能参数 材料 代号 密度 （kg.m-3） 收缩率 （%） 模具温度 （）C 0 注射压力 P注 （）Mpa 最大不溢料间 隙/mm PE940-9601.5-3.660-7060-1000.02 PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03 ABS 1080-12000.3-0.850-8060-1000.04 PVC 13800.6-1.530-6080-1300.03 由表 1.1 可知丙烯氰-丁二烯-苯乙烯共聚物（）的收缩率（0.3-0.8）%由丙烯 ABS 氰-丁二烯-苯乙烯共聚物（）的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率，确定收 ABS 缩率值为 0.5%，其密度为/。 g1 . 1 3 cm 1.5 塑件的成型要求 1无定形料，制件性能稳定，流动性中等，吸湿大必须充分干燥，表面要求光泽的 塑件必须长时间预热干燥 8090 度，3 小时 2 易取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为270 度）对精度较高的 塑件，模温易取 5060 度，对高光泽，耐热塑件，模温易取 6080 度 3.如需解决加水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位 等方法。 4内交口处表面外观不好，熔接痕显着 查文献3可得： 塑件材料物理性能： 密度:/g2 . 108 . 1 3 cm 收缩率:%8 . 0%3 . 0 济源职业技术学院毕业设计 4 熔点:160130 热变形温度:C 0 10890 材料力学性能： 抗拉屈服强度: MPa50 拉伸弹性模量: 8 . 1GPa 抗弯强度: MPa80 化学性能稳定，宜于成形加工等，闭合弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面 要求无飞边或缩孔现象。 常用塑料工艺参数： 模具温度：50-70C 0 C 0 喷嘴温度：190-200C 0 C 0 料筒温度：前段温度：200-220C 0 C 0 中段温度：220-240C 0 C 0 后段温度：190-200C 0 C 0 注射压力：70100MPA 注射机类型：螺杆式 保压压力：50-60 Mpa 喷嘴形式：直通式 注射时间：04s 保压时间：1540s 冷却时间：1030s 成形周期：3080s 该产品为小批量生产，故设计的模具不要有较高的注塑效率，由于制品口部有一嵌 件，在成型时必须由人工放置在模内，故不用设计成机械脱模。制品以对称双浇点方式 进料，以达到同时充模的效果，还保持型芯平衡受力，流道板与型腔板一锥面台阶配合， 确保型腔与型芯的定位。模具采用一模四腔，浇口形式采用侧浇口具采用型腔镶件外壁 开槽，由水道将各腔位之间连通进行循环冷却。 济源职业技术学院毕业设计 5 2 塑件的尺寸精度与结构 因为圆珠笔管的精度要求并不太高，为了降低模具加工难度和制造成本，在满足圆 珠笔管使用的前提下，应选用较低的尺寸精度等级。塑件有关尺寸精度等级参数如表 2.1 所示。 表 2.1 精度等级与公差数值表 公差等级 基本尺寸 公差种类 MT1MT2MT3MT4MT5MT6 A0.070.100.120.160.200.26 0-3 B0.140.200.320.360.400.46 A0.080.120.140.180.240.32 3-6 B0.160.220.340.380.440.52 A0.090.140.160.200.280.38 6-10 B0.180.240.360.400.480.58 A0.100.160.180.240.320.46 10-14 B0.200.260.380.440.520.68 A0.110.180.200.280.380.54 14-18 B0.210.280.400.480.580.74 A0.120.200.240.320.440.62 18-24 B0.220.300.440.520.640.82 A0.140.220.280.360.500.70 24-30 B0.240.320.480.560.700.90 A0.160.240.320.420.560.80 30-40 B0.260.340.520.620.761.00 A0.180.260.360.480.640.94 40-50 B0.280.360.560.680.841.14 A0.200.300.400.560.741.10 50-65 B0.300.400.600.760.941.30 A0.230.340.460.640.861.28 65-80 B0.330.440.660.841.061.48 A0.260.380.520.721.001.48 80-100 B0.360.480.720.921.201.68 A0.290.420.580.821.141.72 100-120 B0.390.520.781.021.341.92 A0.320.460.640.921.282.00 120-140 B0.420.560.841.121.482.20 A0.360.500.701.021.442.20 140-160 B0.460.600.901.221.642.40 A0.400.540.781.121.602.40 160-180 B0.500.640.981.321.802.60 A0.440.600.861.241.762.60 180-200 B0.540.701.061.441.962.80 塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度为高精 度、一般精度、低精度三种。 济源职业技术学院毕业设计 6 表 2.2 塑件精度等级参数 由塑件的工作环境知道工件的精度要求并不高，所以精度等级选择一般精度，由表 2.1、表 2.2 可查得模具加工时的各尺寸的公差数值。 建议采用精度等级 塑料品种 高精度一般精度低精度 ABS MT2MT3MT5 济源职业技术学院毕业设计 8 3 注射机及模架的选用 3.13.1 注射机的选用注射机的选用 由工件图算得带金属嵌件的圆珠笔管的体积为 2.402 3 cm，用一模四腔的生产方式， 所以四个塑件的总体积为 9.608 3 cm,浇注系统的体积 3 8cm 由公式： 浇塑件总 VVV 3 608.17 8608 . 9 cm 选用 XS-ZY-60 型卧式注射机，其性能参数如下： 额定注射量： 3 60cm 注射压力： Mpa122 锁模力： KN500 最大注射面积： 2 130cm 最大开模行程： mm180 模具最大厚度： mm200 模具最小厚度： mm70 拉杆间距： mm300190 喷嘴直径： mm4 喷嘴圆弧半径： mm12 3.23.2 模架的选用模架的选用 标准模架可有专门厂家制造，大多数塑料模生产厂家乐于使用标准模架，以缩短生 产时间、降低生产成本，集中精力来搞好模具结构的设计和型腔、型芯的设计和加工。 我国目前标准化注射模零件的国家标准有 12 个；另外还制订了塑料注射模具的标准模架， 分中小型模架 （GB/T12556.190）和大型模架 （GB/T12555.190）两种。 中小 型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围为：560mmx900mm，并规定模架的形式 为品种型号，即基本型，A1、A2、A3 和 A4 四个品种。 济源职业技术学院毕业设计 9 表 3.1 模架型号 型号组成、功能及用途 A1 型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，与推杆推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射 机。 A2 型 动、定模均采用两块模板，与推件机构组成模架，适用于立式和卧式注射机，可用于带有斜 导柱侧向抽芯的模具，也可用于斜滑块侧向分型的模具 A3 型 定模采用两块模板，动模采用一块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具， 适用于立式和卧式注射机。 A4 型 动、定模均采用两块模板，它们中间设置了一块推件板，用于推件板件的模具，适用于立式 和卧式注射机。 根据以上四种模架的组成，功能及用途可以看出，A1 型模型适用于此次模具的设计所 以选用 A1 模架。 3.33.3 模架周界尺寸的选择模架周界尺寸的选择 中小型模架的周界尺寸参数、规格有： 100、125、160、180、200、250、315、355、400LLLLLLLLL 、450和 500等模架规格。根据模具型腔布置可以选用的模架规格为：LL 180mm180mm，得动、定模板的厚度为 30mm，垫板厚度为 40mm。 济源职业技术学院毕业设计 9 4 模具型腔、型芯的有关计算 4.14.1 型腔布置型腔布置 4.1.1 型腔数目的确定型腔数目的确定 由于该塑件要进行长期小批量生产,为了提高生产效率,降低塑件的生产成本，且该 塑件制件尺寸也比较对称,塑件的质量控制要求的尺寸精度,性能和表面粗糙度较低,采用 一模一四腔生产模具。可保证塑件的最佳生产经济性,又达到制件最佳的技术经济性。 型腔的排布与浇注系统布置密切相关，因此型腔的排布应使型腔都能从总压力中均等地 分得所须的足够压力,以保证塑料熔体同时均匀充满型腔,使型腔的塑件内在质量均一稳 定 4.24.2 分型面设计分型面设计 为了塑件及浇注系统凝料的脱模和安放嵌件的需要,将模具型腔适当地分成两个或更 多部分,这些可以分离的接触表面,通称为分型面。 分型面的基本形式 1.平面分型面 2.倾斜分型面 3.阶梯分型面 4.曲面分型面 5.瓣合分型面 分型面是决定模具结构形式的重要应素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密 切的关系,并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模,因此,分型面的选择是 注塑模具设计中的一个关键。 选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则： 1.应选在塑件外形最大轮廓处：塑件在动，模的方位确定后，其分型面应选在塑件 外形最大轮廓处，否则塑件会无法从型腔中脱出，这是最基本的选择原则。 2.不影响塑件的外观：在分型面处会不可避免地在塑上留下溢流飞边的痕迹，此分 型面最好不设在塑件光亮平滑的外表面或带圆角的转角处，以免对件外观质量产生不利 的影响。 3.统和浇口的合理安排。 4.痕迹不露在塑件的外观上。 5.易于脱模：由于注射机的顶出装置在动模一侧，所以分型面的选择应尽可能地使 济源职业技术学院毕业设计 10 塑件在开模后留在动模一侧，这有利于在 动模部分设置推出机构，否则在 定模设置推 出机构就会增加模具的复杂程度。 6.模具的设计与制造，选择应有利于排气。 根据以上的分型面选择的原则：本塑件的分型面选择在塑件的最左面，这样有利于 塑件型腔的加工，更有利于塑件的成形。而塑件的整体将在脱模后留在动模侧，而对于 推杆的设计，将采用塑件的底面形状（圆弧度）的面积，这样既增大了推出力，又减小 了推杆的痕迹的存在。 图 4.1 分型面视图 4.34.3 型腔尺寸计算型腔尺寸计算 模具型腔是模具和塑件的接触处其尺寸的公差直接影响了塑件工作的性能和表面的 粗糙度，为此工件的型腔尺寸应做到在保证工件的质量的前提下有足够的加工余量。 济源职业技术学院毕业设计 11 表 4.1 材料性能 对于圆珠笔管塑件长度 mm 72 . 0 85 0 11 4 3 1SLL S 式中 1 L 塑件形状尺寸 S 塑件的平均收缩率 塑件的尺寸公差 模具制造公差，取塑件尺寸公差的 3 1 6 1 故 72 . 0 3 1 72 . 0 4 3 005 . 0 185 模具 L mm 24 . 0 89.84 塑件高度尺寸模具设计mm 16 . 0 9 4 3 1kLL 塑件模具 塑件最高方向最大尺寸 塑件 L 故 16 . 0 3 1 16 . 0 4 3 005 . 0 19 模具 L mm 05 . 0 93 . 8 其型腔外形如图 4.2 所示： 材料 代号 密度 （kg.m-3） 收缩率 （%） 模具温度 （） 注射压力 （Mpa） 最大不溢料 间隙/mm PE940-9601.5-3.660-7060-1000.02 PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03 ABS1080-12000.3-0.850-8060-1000.04 济源职业技术学院毕业设计 12 图 4.2 辅助型腔图 4.44.4 型芯的工作尺寸计算型芯的工作尺寸计算 模具的型芯和型腔一样也是和塑件直接接触，其加工要求和型腔基本上是相同的， 但是塑件孔的径向基本尺寸是最小的，其公差为正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸， 制造公差为负偏差，经过与上面型腔径向尺寸相类似的推导，可得： 对于塑件圆珠笔管长度为的模具设计：mm 72 . 0 85 4 3 1kLL 塑件模具 塑件内腔的深度最小尺寸 塑件 L 故 72 . 0 5 1 72 . 0 4 3 005 . 0 185 模具 L mm 14 . 0 94.85 济源职业技术学院毕业设计 13 5 5 浇注系统的设计浇注系统的设计 5.15.1 主流道、主流道衬套及定位环的设计主流道、主流道衬套及定位环的设计 定位环使浇口套和注射机喷嘴孔对准定位所用。定位环直径 D 为与注射机定位配合 直径，应按选用注射机的定位孔直径确定。直径 D 一般比注射机定位孔直径小 0.10.3 mm，以便装模。定位环一般采用 45 号钢或 Q275 钢。定位环用骑缝钉固定在模板上时， 一般用两个以上的 M6M8 的骑缝钉。这里选用定位环与浇口套为一体，固定在定模端。 主流道设计应注意的问题： 1.便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。 锥角 粗糙 62 度与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半径。 mRa8 . 0 2.主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选用优质材料单独加 工和热处理。 3.衬套大端高出定模端面，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定 mm105 位隙作用。 4.主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从模具中退 出，可设计定住 。 5.直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的 圆柱形。 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具浇口套接触处开始到分流道为止的塑料 熔体的流通通道. 主流道衬套的材料常用 T8A、T10A 制造，热处理后硬度为 5357HRC。 主流道衬套与定模板采用 H7/m6 的过渡配合，主流道衬套与定位环采用 H9/m9 的过渡配 合。 由主流道大端直径计算： dltgD2 2 5 . 6 5 . 2302 2 6 tg 表 5.1 浇口套参数 d116202530 d 注射机喷嘴直径+（0.51） D 与注射机定位孔间隙配合 SR 注射机喷嘴球面半径+（12） 济源职业技术学院毕业设计 14 主流流道的大头直径确定为 6mm，因为小端直径比注射机喷嘴直径大（0.5-1）mm， 注射机 XS-ZY-60 式注射机的喷嘴直径为 4mm，所以可得主流道小端直径为 4.5mm，主流 道锥度一般取，根据设计计算可知锥度在范围内,所以符合主流道的选取范 62 62 围。 图 5.1 主流道衬套 5.25.2 模具型腔数的确定、排列和流道布局模具型腔数的确定、排列和流道布局 根据设计需要和生产效率的要求可知，为满足塑件的使用要求，在同一次的注射成 型中，一次成型塑件的个数为四个，也就是采用一模四腔的生产方式。型腔的排列根据 模具的形状及尺寸排列。 图 5.2 型腔排列图 因为一模四腔又为双侧浇口，所以塑件位置为水平方向。取得标准模架的周界尺寸 为 180 180mm 浇注系统设计及流道的布局： 浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀，迅速地输入型腔，使型腔内气体及时 排出，并且将注射压力传递到型腔的各个部分，从而得到组织紧密的制品。 济源职业技术学院毕业设计 15 图 5.3 流道分布 5.35.3 分流道的形状及尺寸分流道的形状及尺寸 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是： 改变熔体的流向，使其以平衡的流态均衡地分配到各个型腔。分流道的截面形状有：圆 形、梯形、u形、半圆形、矩形；分流道的长度应尽可能的短，且弯折少，以便减少压力 损失和热量损失，节约塑料的原材料和降低能耗；分流道的表面粗糙度为 Ra 锁机 FAP模 熔融型料在型腔内的压力（70100 ）80 ，选取型腔内压力的平 模 PMpa 均值为 85,所以，计算得=68Mpa 模 PMpa 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和：计算得 246.28 2 Amm 注塑机的额定锁模力 锁机 F 故 =68 x 246.28=16.747（） 锁机 FAP模KN 所以选定的注塑机满足条件。 7.37.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 模具长 x 宽拉杆间距 模具的长宽为注塑机拉杆间距 190 x300180180 济源职业技术学院毕业设计 24 7.47.4 模具闭合高度校核模具闭合高度校核 模具实际厚度 模=180 Hmm 注塑机最小闭合厚度 H 最小 =70mm 即 模 最小 故满足要求。HH 7.57.5 开模行程校核开模行程校核 我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程应满足下式： 最小模机 HHSmmHH105 21 最小模机 HHS70110180mm140 推出距离 单位mm 1 H 包括注射系统在内的塑件高度 单位mm 2 H 注射机最大开模行程 机 S 故满足要求。 mmHH120109020105 21 济源职业技术学院毕业设计 25 8 模具冷却系统计算 8.18.1 冷却回路的设计冷却回路的设计 冷却回路设置的基本远则： 1.冷却水道数量尽量多、冷却通道孔径尽量大 2.冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 3.浇口处加强冷却 4.冷却水道出、入口温差应尽量小 5.冷却应沿着塑料收缩的方向设置 6.冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位 冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量,使 模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内,并且要做到使冷却介质在回路系统 内流动畅通,无滞留部位。 冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算： WM Mq A 3600 -冷却回路总表面积，A 2 m -单位时间内注入模具中树脂的质量， M h kg -单位质量树脂在模具内释放的热量，值可查表；q Kg J q -冷却水的表面传热系数， Km W 2 -模具成形表面的温度， C 0 M - 冷却水的平均温度， C 0 。 W ABS 成形时放出的热量 Kg J q 5 104 故 A= 2 5 0338 . 0 ) 5 . 21 5 . 27(83.10403600 1049 . 1 m 冷却水的表面传热系数可用下式计算： 2 . 0 8 . 0 d 济源职业技术学院毕业设计 26 -冷却水的表面传热系数，; Km W 2 -冷却水在该温度下的密度， 3 m Kg -冷却水的流速，; s m -冷却水孔直径,dm -与冷却水温度有关的物理系数， 其值查表 8.1 可得 表 8.1 水的值与其温度的关系 平均水温 / 5101520253035404556 值 6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05 故 )/( 2 . 262 10 )14 . 0 1000( 95 . 7 2 2 . 0 8 . 0 KmW 8.28.2 冷却回路的总长度的计算冷却回路的总长度的计算 冷却回路总长度可用下式计算 d A L 1000 -冷却回路总长度，;Lm -冷却回路总表面积，;A 2 m -冷却水孔直径，。dmm 故 mL07 . 1 1014 . 3 0338. 01000 确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于 14mm，否 则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均 壁厚来确定。平均壁厚为 2mm时，水孔直径可取 810mm。本模具取 10mm 。所以 由模具的长度可知需要排布 4 根水道才满足冷却水道长度要求。 济源职业技术学院毕业设计 27 图 8.1 冷却系统排布 冷却水体积流量的计算 塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中 的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树 脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其它传热因素，那么模具所需的冷 却水体积流量则可 由下式计算： 21 60 c Mq qV -冷却水体积流量，; v q min 3 m -单位时间注射入模具内的树脂质量，;M h kg -单位质量树脂在模具内释放的热量，;q Kg J -冷却水比热容，;c KKg J -冷却水的密度， 3 m Kg -冷却水出口处温度， C 0 1 -冷却水入口处温度， C 0 2 min/1001 . 3 ) 5 . 21 5 . 27(1000102 . 460 1049 . 160 35 3 2 mqv 济源职业技术学院毕业设计 28 当注射成形工艺要求模具温度在 80 C 0 以上时，模具必需有加热装置，由 ABS 注射成 形工艺要求模具温度在 5070 C 0 ，因此模具中不用设置加热装置即可满足需要。 济源职业技术学院毕业设计 29 9 模具总装图及模具的装配、试模 9.19.1 模具总装图及模具的装配模具总装图及模具的装配 图 9.1 装配图 模具总装图的技术要求内容： 1.对于模具某些系统的性能要求。 2.对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于 模具上、下面的平行度要求，并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。 mm04 . 0 3.模具使用，装拆方法。 4.防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。 5.有关试模及检验方面的要求。 济源职业技术学院毕业设计 30 9.29.2 模具的安装试模模具的安装试模 1.试模前的准备 试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配 合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个 滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准 确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。 对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操 纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。 2.模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过 程。 模具安装到注射机上要注意以下几个问题： a、模具的安装方位要满足设计图样的要求。 b、模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。 c、当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。 d、模具带有液压油路接头、气路接头、热流道组件接线板时，尽可能放置在非操作 一侧，以免操作不方便。 模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用 4-8 块压板，对 称布置。 模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构 是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面： 合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。 活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。 开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。 冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。 3.试模 将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采 用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未 充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射 济源职业技术学院毕业设计 31 出样件。试模过程中，应进行