车载烟灰缸下盖外壳的注塑模具设计塑料注射模含14张CAD图.zip
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车载
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车载烟灰缸下盖外壳的注塑模具设计塑料注射模含14张CAD图.zip,车载,烟灰缸,外壳,注塑,模具设计,塑料,注射,14,CAD
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摘要摘要本设计采用 cad 软件等，进行了塑料模具设计，从注射模设计以下，分型面选择在大断面处，进行了浇注系统设计，成型后，塑件成型的产品放在注塑机上。设计需要计算塑件的尺寸，确定尺寸精度，然后注射机的选择。检查注塑机参数，包括厚度，模具安装尺寸，模具闭模行程，注塑机锁模力等参数，所有符合要求的确定注射机的类型。在设计过程中，为了更清晰地表达的模具的内部结构，所以有很多的模具结构和模具的局部图，并通过其 CAD 二维图。关键词：关键词：塑料件,分型面,浇口,工艺分析 AbstractAbstractThis design for the following from the design of injection mold, the design of parting surface choice at the big cross section, gate USES the side gate, after molding, plastic parts molding products driven by putting on the launch. Design needs to calculate the size of plastic parts, determine the dimensional precision, and then to the selection of injection machine. Check the injection machine parameters, including thickness, mold installation size, die die closed mould stroke, the clamping force of injection machine, etc. All parameters meet the requirements to determine the type of injection machine. In the design process, in order to more clearly the internal structure of the expression of the mould, so the local figure with a lot of mould structure and mould, and through CAD two-dimensional picture of it.Keywords： Cabinet,Parting surface,Runner,Process analysis目录目录摘要摘要 .I IABSTRACTABSTRACT .IIII第第 1 1 章章 绪论绪论 .5 51.1 塑件零件图.51.2 塑件技术要求.5第第 2 2 章章 塑件技术要求及工艺分析塑件技术要求及工艺分析 .6 62. 1 塑件的原材料的分析.62. 2 塑件的尺寸分析.72. 3 塑件表面质量分析.82. 4 结构分析.82. 5 计算塑件的体积和质量.8第第 3 3 章章 分型面的选择与浇注系统设计分型面的选择与浇注系统设计 .9 93.1 分型面的确定.93.2 型腔的布局.103.4 浇注系统的设计.123.4.1 主流道 .123.4.2 分流道设计 .133.4.3 浇口设计 .133.5 浇注系统的计算.143.5.1 剪切速率的校核 .143.5.2 主流道剪切速率校核 .143.5.3 浇口剪切速率的校核.15第第 4 4 章章 成型零部件及计算成型零部件及计算 .16164.1 型腔和型芯工作尺寸计算.164.2 型腔侧壁厚度计算.17第第 5 5 章章 模架的选择模架的选择 .19195.1 组成模架的主要零件.195.2 注射模标准模架结构尺寸的计算.195.3 注塑机的校核.205.3.1 最大注塑量的校核 .205.3.2 锁模力的校核 .205.3.3 塑化能力的校核 .205.3.4 喷嘴尺寸校核 .215.3.5 定位圈尺寸校核 .215.3.6 模具外形尺寸校核 .225.3.7 模具厚度校核 .225.3.8 模具安装尺寸校核 .22第第 6 6 章章 推出机构设计推出机构设计 .23236.1 概述.236.2 脱模力的计算.246.3 推杆的设计.25第第 7 7 章章 冷却系统设计冷却系统设计 .26267.1 温度调节系统的要求.267.2 冷却回路尺寸的确定.267.3 冷却回路的布置.27第第 8 8 章章 合模导向系统设计合模导向系统设计 .30308.1 导柱的设计.318.2 导向孔与导套.318.3 导柱的数量和布置.32第第 1010 章章 模具工作过程模具工作过程 .3333致谢致谢 .3535参考文献参考文献 .3636第第 1 1 章章 绪论绪论1.1 塑件零件图塑件零件图图图 1.1 塑件图塑件图1.2 塑件技术要求塑件技术要求该零件的表面要求没有缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽，没有特别高的表面质量要求，所以比较容易实现第第 2 2 章章 塑件技术要求及工艺分析塑件技术要求及工艺分析2. 1 塑件的原材料的分析塑件的原材料的分析1.成型前的准备对 ABS 的色泽、细度和均匀度进行检验。由于 ABS 的吸水率大约为0.2%0.8%，容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量0.3%。干燥条件：用烘箱以 8085烘 24 小时或用干燥料斗以 80烘 12 小时。2.注射过程塑料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，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流、和冷却 4 个阶段。3.塑件的后处理采用调湿处理，其热处理条件查参考文献【1】中的表 9-7 由处理温度为 70；保湿时间为 24 小时。注射机：螺杆式；螺杆转数（r/min）：48；料筒温度（）：前段 200220；中段 180200；后段 160180；喷嘴温度（）：170180；模具温度（）：5080；注射压力（MPa）：70100；成型时间（s）：注射 2060，保压 03，冷却 2090，总周期50160。1.物理性能ABS 树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(简称 ABS)，这三者的比例为 20：30：50(熔点为 175)。只要改变其三者的比例、化合方法、颗粒的尺寸，便可以生产出一系列具有不同冲击强度、流动特性的品种，如把丁二烯的成份增加，则其冲击强度会得到提高，但是硬度和流动性就会降低，强度和耐热性变会减少。ABS 为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。2.成型性能ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS 是非结晶性材料。中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS 的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上上百种不同品质的 ABS 材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS 具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。ABS 是吸水的塑料，于室温下，24 小时可吸收 0.2%0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过 0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对 ABS 进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于 0.2%。3.ABS 的主要性能指标密度 =1.05 g/；3cm收缩率 0.40.7%，取值 0.5%.4.ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：溢料飞边、气泡、熔接痕、烧焦及黑纹、光泽不良；消除措施：增大注射压力、提高模具温度、加排气槽、充分预干燥。2. 2 塑件的尺寸分析塑件的尺寸分析技术要求中提出该塑件的尺寸公差 IT3（SJ1372-78） 。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。2. 3 塑件表面质量分析塑件表面质量分析该零件的表面要求没有缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽，没有特别高的表面质量要求，所以比较容易实现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2. 4 结构分析结构分析见零件图,考虑到简化模具结构,产品没有侧凹等复杂机构。就此看来，该零件属于中等复杂程度。2. 5 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量计算塑件重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。根据设计手册可查得 ABS 的成型收缩率成:0.5% 密度为 1.05g/ cm 成型温度：180200。计算塑件的体积：V30.67cm（通过软件计算） (2.1)计算塑件重量：W=V30.67cm1.05g/cm=32.2g (2.2)故塑件的重量为：32.2g第第 3 3 章章 分型面的选择与浇注系统设计分型面的选择与浇注系统设计3.1 分型面分型面的确定的确定模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。分型面与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件表面质量无特殊要求，结构也比较间单，固选平直分型面。如图 3 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（3）保证塑件的精度要求。（4）满足塑件的外观质量要求。（5）便于模具加工制造。（6）对排气效果的影响。与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型的工艺条件容易控制、模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔应收更为合适的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。模具的型腔数可根据塑料制品的产量、精度高低、模具的制造成本以及所选用注射机的最大注射量和锁模力大小等因素确定的。型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。由于型腔的排布与浇注系统密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。图图 3.13.2 型腔的布局型腔的布局注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，每一次注射生产一个塑件，也可以是多腔，每一次注射生产多个塑件，模具按型腔数目可以分为两类：(1) 单型腔模具该类型仅有一个型腔的模具，每次成型一个塑件。(2) 多型腔模具该类型有两个或两个以上的型腔，可一模制成成型多个塑件。目前常规设计都是单层腔。另外也有双层型腔模具，它的优点是在模板面积大小基本不变，获的加倍数量产品，提高经济效益。确定模具型腔数目时，我们可以从以下几个方面考虑：（1） 塑件大小与设备的关系 成型大或中型塑件时，一般采用单型腔。这一方面是考虑、塑料的充模流动性，要保证塑料充满型腔，另一方面，设计多个型腔则模具体积大而重，加工难度增大。中、小型塑件的成型模具设计多个型腔可以较好地发挥设备和模具能力，提高生产效率，实现经济化生产。（2）充分利用现有设备应优先考虑利用企业自己的生产资源，如成型设备，使生产更加经济。（3）使塑件精度比较容易得到满足 一般，塑件精度要求不高时，对模具制造以及制品成型工艺的控制要求也较低。在此情况下，可以根据设备的能力计算，确定型腔数目。当塑件精度较高时，型腔过多会使制品质量难以保证，模具加工费过高，型腔数目愈多，对各个型腔的成型工艺条件控制的一致性也就愈差。（4）不使模具结构复杂化 对形状较复杂或精度较高的塑件，有时为了增加一个型腔，模具结构会变得复杂得多，模具制造精度也提高了许多，所以考虑型腔数目要注意经济效益，不合算则予以避免。（5）视塑件生产批量要求 当塑件生产批量不大时，为了降低成本，常常设计单型腔模具。塑件生产批量较大或很大时，模具需达到完成相应任务的能力，所以常常设计多个型腔。（6）降低模具制造费用 模具费用是构成制品成本的一因素，为了降低制品成本，常常对模具费用作一定限制。复杂、精密塑件，其模具每增加一型腔，加工成本增大的数量十分可观。总之，影响型腔数目因素较多且错综复杂，应统筹兼顾，切忌犯片面性错误本模具的型腔布置图如下： 图图 3.2结合上面计算，初步确定注塑机为注射机 XS-Z-200.其主要技术参数如表所示:表表 2.1 注射机参数注射机参数型号XSZ200 型螺杆直径（mm）35注射容量（cm3或 g）200注射压力（N/cm3）150锁模力 （KN）600最大注射面积（cm2）14.05模具厚度（mm）150550模板行程（mm）300喷嘴球半径（mm）10喷嘴孔直径（mm）4喷嘴伸出量（mm）20顶出行程（mm）80外形尺寸（m * m * m）3.9 X 1.3 X 1.83.4 浇注系统的设计浇注系统的设计3.4.13.4.1 主流道主流道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，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。根据设计手册查得 XSZ200 型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球面半径：R0=12mm； (3.1)根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mm (3.2)d=d0+(0.51)mm (3.3)为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为13，经换算得大端直径 D=8.5mm。为了使熔料顺利进入分流道图图 3.3 主流道主流道3.4.23.4.2 分流道设计分流道设计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流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的放置方式可知分流道的长度不长，为了便于加工起见，选用形状为圆形分流道，查塑料模设计手册得 R=3mm。塑料迅速冷却，只有内布的熔体流动比较理想，因此分流道表面粗糙度一般取 Ra1.6mm3.4.33.4.3 浇口浇口设计设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，侧关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两大类。按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为以下几种形式。(1).侧浇口(2).中心浇口(3).侧浇口(4).环形浇口(5).轮辐式浇口(6).爪形浇口(7).侧浇口(8).侧浇口按此零件对外表面的要求:该零件的表面要求没有明显的缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：(1)浇口应开设在塑件壁厚最大处。(2)必须尽量减少熔接痕。(3)应有利于型腔中气体排出。(4)考虑分子定向影响。(5)避免产生喷射和蠕动。(6)浇口处避免弯曲和受冲击载荷。(7)尽量缩短流动距离。图图 3.4 胶口的位置胶口的位置3.5 浇注系统的计算浇注系统的计算3.5.13.5.1 剪切速率的校核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=5.810 510 S23、浇口的剪切速率 R=10 10 S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性1451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= (3.4)33 . 3nvRq式中 q 体积流量（CM /S） ；R 浇注系统断面当量半径（CM） 。v33n3.5.23.5.2 主流道剪切速率校核主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T =338.21.5=225.5 （CM /S） (3.5)主v公3 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） nn421dd (3.6) d 主流道小端直径 ，d =0.63 （CM） ；d主流道大端直径，112d=1.2（CM）2R= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S (3.7)主33 . 3nvRq31510 1.4710 510 (满足条件)2333.5.33.5.3 浇口剪切速率的校核浇口剪切速率的校核R= =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S (3.8)浇33 . 3nvRq1其中：浇口面积 S=/4(D22-D12),当量面积 S=R所以 R=7mm。 2当n当n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 2 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。第第 4 4 章章 成型零部件及计算成型零部件及计算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 ABS 收缩率为 Q=0.5%，考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取 z=/34.1 型腔和型芯工作尺寸计算型腔和型芯工作尺寸计算根据模具的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，定模的结构很简单，加工没有特别的困难，所以定模芯采取整体式结构，其结构见总装图。成型塑件内表面的零件称凸模或型芯，主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳、罩、盖之类的塑件，成型其主体部分内表面的零件称主型芯或凸模，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。主型芯的结构设计按结构主型芯可分为整体式和组合式两种组合式结构：为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶嵌组合式结构。这种构是将型芯单独加工后，再镶入模板中。所以我们采取动模型芯采取组合式结构，将型芯割开以便加工。其凸模型芯凹模的结构形式另见模具总装图。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, ABS 平均收缩率 S=0.5%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S (4.1)经整理最终公式为：Lm0+z=(1+S)Ls-(0.50.75)0+z (4.2)型腔计算 (4.3)07.0007.0028.04100079.4921.07.9728.0433.79)005.01(43)1()(zzsmLSL型腔高度计算 (4.4) 04.0004.0015.04100025.0251.025.12515.03225005.01321zzsmHSH型芯计算 (4.5)004.0004.0015.0410076.2911.018.6715.0438.75)005.01(43)1()(zzsmlSl型芯高度计算 (4.6) 004.0004.0015.0410015.1751.015.07515.03215005.01321zzsmhSh4.2 型腔侧壁厚度计算型腔侧壁厚度计算 (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。 (4.7)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=160MPa h1.22pr2/1/2 (4.8) 1.2250282/1601/217.3mm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。第第 5 5 章章 模架模架的选择的选择塑料注射模模架已经标准和系列化了，因此设计时只需根据塑件的结构和尺寸标由于注塑件结构采用侧浇口,并且是自动化生产,模具所需要分型,才能实现自动化,侧选用即可。塑料模的模架包括动模（或下模）坐板、定模（或上模）坐板、动模（或下模）板、定模（或上模）板、支承板、垫板等。5.1 组成模架的主要零件组成模架的主要零件动模座板和定模座板它是动模和定模的基座，也是固定式塑料模或成型设备连接的模板。应具有足够的强度和刚度。二 动模板和定模板它的作用是固定凸模或型芯、型腔、导柱、导套等零件，所示又称为固定板。对于移动式压缩模，开模力作用在固定板上，因而固定板应有足够的强度和刚度。为了保证型腔、型芯等零件固定稳固，固定板应有足够的厚度。三 支承板支承板是垫在固定板背面的模板。它的作用是防止型芯或凸模、型腔、导柱、导套等零件的脱出，增强这些零件的稳固性并承受型芯和型腔等传递而来的成型压力。四 垫块垫块的作用是使动模支承板与动模座板之间形成用于推出机构运动的空间，或调节模具高度以适应成型设备上模具安装空间对模具高度的要求。5.2 注射模标准模架结构尺寸的注射模标准模架结构尺寸的计算计算一 应选择的关键参数选择模架的关键是确定型腔模板的周界尺寸)(宽长和厚度，要确定周界尺寸就要确定型腔到模板边缘之间的壁厚。1 型腔壁厚 S 的确定根据经验数据，当型腔压力（注射） ，型腔侧壁厚度Mpa49， (5.1)(1720. 0mmLS注：型腔为整体式，mml100，表中值需乘以9 . 085. 02. 支承模厚度 h 的确定 根据经验数据，当mmB102时，Lmmb ，则bh)13. 012. 0(注：当压力时，取表中数值乘以。MpaP2935. 125. 1 型腔中 ABS 塑料的平均压力为MpaMpa293 .34二 模架的选择步骤1.确定模架的组合形式2. 确定型腔壁厚3. 确定模架尺寸5.3 注塑机的校核注塑机的校核5.3.15.3.1 最大注塑量的校核最大注塑量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的 35%75%范围内，最大可达 80%，最小不小于 10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在 50%80%。所以满足5.3.25.3.2 锁模力的校核锁模力的校核 在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：FK AP (5.2)分型1.21/43.14112225106295.42KN因此锁模力满足要求。式中 :F 注塑机额定锁模力： 600KN；K 安全系数，取 K=1.2；5.3.35.3.3 塑化能力的校核塑化能力的校核由初定的成型周期为 60 秒计算，实际要求的塑化能力=成型周期每次实际注射量即：217.6/60=3.63（g/s） ，远小于注塑机的塑化能力 22.2（g/s） ，说明注射机能完全满足塑化要求。5.3.45.3.4 喷嘴尺寸校核喷嘴尺寸校核在实际生产过程中，模具的主流道衬套始端的球面半径 R2 取比注射机喷嘴球面半径 R1 大 12 mm，主流道小端直径 D 取比注射机喷嘴直径 d 大 0.51 mm，如图 4 所示，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。图图 5.1 喷嘴与浇口套尺寸关系喷嘴与浇口套尺寸关系由于本次选择的注塑机喷嘴球半径为 18mm，喷嘴口直径 6mm。选择浇口套时同时考虑到相关标准选择 R2=20mm，D=8.5mm。5.3.55.3.5 定位圈尺寸校核定位圈尺寸校核模具安装在注塑机上必须使模具中心线与料筒、喷嘴的中心线相重合，定位圈与注塑机固定模板上的定位孔呈间隙配合（H8/e8） 。定位圈的高度，对小型模具为 8mm10mm，对大型模具为 10mm15mm。此外，对中小型模具一般只在定位模板上设置定位圈，对大型模具可在动、定模板上同时设置定位圈。本次设计的模具只在定模板上设置定位圈，定位孔直径为 100mm，定位圈的高度为10mm。定位圈形式如下图所示：图图 5.2 定位圈定位圈5.3.65.3.6 模具外形尺寸校核模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。本书中拉杆内间距 410510mm，模具外形尺寸设计为 350350mm，满足要求。5.3.75.3.7 模具厚度校核模具厚度校核模具厚度必须满足下式：HH Hminmmax150mm331mm550mm式中：H 所设计的模具厚度 331 mm；H注塑机所允许的最小模mmin具厚度 150 mm；H注塑机所允许的最大模具厚度 550 mm；max5.3.85.3.8 模具安装尺寸校核模具安装尺寸校核注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法） ，模具动，定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法） ，只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。该模具外形尺寸为 350350 属中，小型模具，所以采用压板固定法。第第 6 6 章章 推出机构设计推出机构设计6.1 概述概述推出机构是开模后将塑件推出的机构。本模具根据塑件的情况采用推杆推出塑件。推杆机构是推出机构中最简单最常见的一种形式。推杆的推出的特点是加工简单、安装方便、维修容易、使用寿命长、脱模效果好，因此在生产中广泛应用，但是，由于它与塑件接触面积一般比较少，设计不当易引起应力集中因而顶穿塑件变形，因此当用于脱模斜度小和脱模阻力大的管状或箱类塑件时，应增加推杆数量，增大接触面积。制件推出（顶出）是注射成型过程中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则13。1）推出机构应尽量设置在动模一侧，由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2）保证塑件不因推出而变形损坏，为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3）机构简单动作可靠，推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。4）良好的塑件外观 ，推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。5）合模时的正确复位，设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。6.2 脱模力的计算脱模力的计算将制件从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力。计算脱模力时应考虑以下方面；（1）由收缩包紧力造成的制品与型芯的摩擦阻力，该值由试验决定；（2）由大气造成的阻力；（3）由塑件的粘附力造成的脱模阻力；（4）推出机构运动摩擦阻力以上各项中， （1）与（2）两项起决定作用， （3）与（4）两项可用修正系数的形式包括在脱模力的计算公式中。此外，脱模力的 大小还与制品的厚薄及几何形状由关系，因此将制品所需脱模力，按厚壁和薄壁两类加以区别，在本课题中，对脱模力作粗略估算。根据黄虹主编的塑料成型加工与模具 ，制件为矩形断面所需的脱模力为 (6.1)AKfESLF1 . 0)1 ()tan(cos822 (6.2)cossin12fKK2无量纲系数，其值随 f 和而异；K2可从表 8-2 中选取；t/d壁厚与直径之比；2矩形制件的平均壁厚，；a,b矩形型芯的断面尺寸，；S塑料平均成型收缩率；E塑料的弹性模量，MPa；L制件对型芯的包容长度，mm；f制件与型芯之间的摩擦系)；脱模斜度0塑料的泊松比；A盲孔制品型芯在垂直于脱模方向上的投影面积，mm2，通孔制件的 A 等于 0。根据黄虹主编的塑料成型加工与模具查表得ABS 的相关参数为： 的范围为 0.4-0.8，取 0.5；E 的范围为 11001600 MPa,取 1350MPa； 取 0.32f 取 0.30查表 8-2，脱模斜度取 14023S1.5073834196. 196707453. 0254493299. 03 . 012KNF84.85362073834196.1)32.01()263157894.030.0(967074537.0180015.0135038(6.3)6.3 推杆的设计推杆的设计推出结构由推出、复位、导向三大部分组成。本设计塑件脱模依靠注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件自动脱模。推出机构设计原则：（1）设计的推出机构应尽量使塑件留于动模一侧（2）塑件在推出时不发生变形和损坏（3）不损坏塑件的外观质量（4）合模时推出机构正确复位图图 6.1 推杆推杆第第 7 7 章章 冷却系统设计冷却系统设计7.1 温度调节系统的要求温度调节系统的要求模具温度过高，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。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。ABS 推荐的成型温度为 160-220，模具温度为 4080 。(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。在注塑成型工艺过程中，模具温度侧影响塑料的充模和塑料件的定形，也侧影响注塑周期和塑料件质量，因此，必须对模具进行有效冷却，使其温度保持在一定范围内。注射模具的温度是指模具型腔的表面温度。在注射成型过程中，模具温度侧影响到塑件的质量(如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等） ，并且对生产效率起到决定性的作用，因此，必须采用温度调节系统对模具的温度进行控制。模具温度调节系统包括冷却和加热两个方面，对于大多数要求较低模温（一般低于）的塑料（如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、ABS 等） ，只需设置c80模具的冷却系统即可，因为，通过调节水的流量就可达到调节模具温度的目的。7.2 冷却回路尺寸的确定冷却回路尺寸的确定 求塑件在硬化时每小时释放的热量 Q1查表得 ABS 的单位流量为 30104 J/Kg得 Q1=WQ2=0.2630104 (7.1)=7.8104需要设计冷却回路 冷却回路的孔直径的确定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，平均壁厚为 24mm 时，水孔直径可取 1012mm，平均壁厚为 46mm 时，水孔直径可取 1014mm。7.3 冷却回路的布置冷却回路的布置冷却回路设置的原则 冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大可以使型腔表面温度分布趋于均匀，防止塑件不均匀收缩和产生残余应力。 冷却水道离模具型腔表面的距离当塑件壁厚均匀时，冷却水道到型腔表面最好距离相当，但当壁厚不均匀时，厚处冷却水道到型腔表面的距离则应近一些，间距也可适当小些，一般水道孔边至型腔表面距离为 1015mm。 水道出入口的布置水道出入口的布置应该注意两个问题，即浇口处加强冷却和冷却水道的出入口温差应尽量小。 冷却水道应沿着塑料收缩方向设置 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位1.成型周期的确定根据制件材料为 ABS，并且制件中壁厚最大达到 3，根据黄虹主编的塑料成型加工与模具查表 10-6 塑料制品厚度与冷却时间的关系查得冷却时间为，该制件为自动脱模，设开模时间为，再加上st251st62注射时间，故得本制件的成型周期为：st33 (7.2)stttT3436253212.求塑料制件在固化时每小时释放的热量 Q（KJ/h）即单位时间型腔内的总热量11NGQQWQ式中 W单位时间内注入型腔中的塑料质量，KJ/h N 每小时的注射次数 606034=105.88 次/hG每次塑料的注射量 4150.9110-3=0.378单位质量的塑料制品在凝固时所放出的热量，根据黄虹主1QkgkJ /编的塑料成型加工与模具查表 10-4 常用塑料熔体的单位热流量 5.9102kgkJ /将以上参数代入公式，得hKJQ/3576.23613109 . 5378. 088.10523.求冷却水的体积流量 根据黄虹主编的塑料成型加工与模具 (7.3)(211cQqvQ塑料制件在固化时每小时释放的热量（KJ/h）冷却水的体积流量，vqmin/3m冷却水的密度，3/mkg冷却水的出口温度，1Co冷却水的入口温度，2Co冷却水的比热容，1c)/(CkgKJo根据黄虹主编的塑料成型加工与模具查表 10-4 得3/1000mkg)/(2 . 41CkgkJcoCo521综上，则： (7.4)min/0187. 052 . 410003576.236133mqv4.根据黄虹主编的塑料成型加工与模具查表 10-1选取冷却水的稳定湍流速度和直径min/100187. 033mqvmmd30但是由于该塑件本身的结构特点，以及型芯、型腔具体冷却水道的布置等等原因（见总装配图） ，我们改用小的水道孔径。定模部分取 8，动模取 10。5.冷却水道在管道中的流速 v根据黄虹主编的塑料成型加工与模具式 10-16 (7.5)smdqvv/642. 060)015. 0(14. 360/0187. 044226.冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热膜系数h根据表 10-5，取系数 f 为 7.22（）Co30 (7.6)2 . 08 . 0)1000/()(187. 4dvfh冷却水的密度，3/mkg冷却水的平均流速vd冷却水管道直径则 (7.7)/(102278. 1)1000/015. 0()642. 01000(22. 7187. 4)1000/()(187. 4242 . 08 . 02 . 08 . 0CbmkJdvfho7.冷却管道总传热面积 A (7.8)24102199. 02/ )2025(80102278. 1746.236136060mthWQA第第 8 8 章章 合模导向系统设计合模导向系统设计本设计采用导柱导向机构，导柱导向机构是利用导柱和导向孔之间的配合来保证模具的对合精度。导柱导向机构设计内容包括：导柱和导套的典型结构：导柱与导向孔的以及导柱的数量和布置等。任何一副模具在定、动模之间都设置有导向机构。其功用是：1.定位作用：合模时维持动定模之间的一定方位，合模后保持模腔的正确形状。2.导向作用：合模时引导动模按序闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧向力。3.承载作用：采用推件板脱模或三板式模具结构，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。4.保持运动平稳作用：对于大、中型模具的脱模机构，有保持机构运动灵活平稳的作用。为保证注射模的准确开模和合模，注射模必须设置导向机构。导向机构具有以下作用：、定位作用。模具合模时，导向机构可以保证动模和定模的位置正确，以便使型腔的运送和尺寸精确；另外导向机构在模具的装配过程中也起定位作用，方便模具的装配和调整。、导向作用。合模时，模具的导向零件首先接触，引导动、定模准确合模，避免由于某种原因，使得型芯或型腔错误接触面而造成的损坏。、承受一定的侧向压力。塑料熔体是以一定的注射压力注入型腔的，型腔的各个方向都承受压力，如果塑件是非对称结构或模具设计成非平衡进料形式，就会产生单边的侧向压力，设置导向机构可以承受一定的侧向压力。设计导向机构时应注意：导柱应合理均匀分布在模具分型面的四角，导柱至模具的边缘应有足够的距离，以保证模具的强度；导柱的年度应比型芯端面的高度高出 6-8mm，以免在错误定位时，型芯进入凹模型腔相碰而损坏。4、为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。5、导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。6、一般导柱滑动部分的配合形式按 H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按 H7/k6。7、除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。 8、导柱的直径应根据模具大小而定，可参考标准模架数据选取。8.1 导柱的设计导柱的设计导柱设计要点如下：1.导柱的直径视模具大小而定，但必须具有足够的抗弯强度，且表面要耐磨，芯部要坚韧，因此导柱的材料多采用低碳钢（20）渗碳淬火，或用碳素工具钢（T8、T10）淬火处理，硬度为 5055HRC。2.导柱的长度通常应高出凸模端面 68mm,以免在导柱未导正时凸模先进入型腔与其碰撞而损坏。3.导柱的端部常设计成锥形或半球形，便于导柱顺利地进入导向孔。4.导柱的配合精度。导柱与导向孔通常采用间隙配合 H7/f6，或 H8/f8，而导柱与安装孔则采用过渡配合 H7/m6,或 H7/k6，配合部分表示粗糙度为 Ra0.8同时需要注意，要采用适当的固定方法防止导柱从安装孔中脱出。5.导柱直径尺寸按模具模板外形尺寸而
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