盖板盒体零件的注塑注射模具设计-[机械毕业设计论文A3043]
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盖板
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注射
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a3043
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说明书一份,28页,14000字左右.
图纸共19张:
A1-装配图.dwg
A2-定模板.dwg
A2-定模座板.dwg
A2-动模板.dwg
A2-动模垫板.dwg
A2-动模座板.dwg
A3-凸模固定板.dwg
A3-推杆固定板.dwg
A4-导套.dwg
A4-导柱.dwg
A4-定位圈.dwg
A4-复位杆.dwg
A4-浇口套.dwg
A4-拉料杆.dwg
A4-塑件图.dwg
A4-推杆1.dwg
A4-推杆2.dwg
A4-型芯.dwg
A4-型芯2.dwg
- 内容简介：
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镇 江 高 专 毕 业 设 计 (论 文 ) 盖板盒 注射模设计 of 名： 机械工程系 专业班级： 机 贸 05 学生姓名： 杨影 学 号： 04017140 指导教师姓名： 刘波 指导教师职称： 副教授 2008 年 7 月 目 录 第一章 注塑件的设计 1 功能设计 1 材料选择 1 结构设计 2 2 2 2 塑件的尺寸精度及表面质量 3 3 件的表面质量 4 第二章 注塑成型的准备 4 注塑成型工艺简介 4 注塑成型工艺条件 5 注塑机的选择 7 7 7 塑机 8 塑机的校核 10 第三章 模具设计 12 形面的确定 12 腔数目的确定 12 口确定 13 具材料的选择 13 注系统设计 14 流道设计 14 流道设计 14 料穴 15 口 15 架的选用 16 向与定位机构 17 出系统 17 模力的计算 18 杆脱模机构 18 板厚度的计算 20 型零件工作尺寸的计算 20 模工作尺寸的计算 20 模工作尺寸的计算 21 气系统 24 杆排气功能的证明 24 度调节系统设计 25 结论 25 致谢 27 参考文献 28 注射模设计 专业班级：机 贸 05 学生姓名： 杨影 指导教师： 刘波 职称：副教授 摘要 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。 本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统 、顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明。 通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。 关键词 ： 塑料模具 参数化 分型面 of he is in of is to to is to of to to of in to to to a in of 1 引 言 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。 塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料 的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。 本课题是设计制造盖板盒，要求采用卧式注射模，塑料件为中、大批量生产。 第一章 注塑件的设计 能设计 功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能 ,并达到一定的技术指标 活用 品 ,承受外力的几率不大 ,如冲击载荷 ,振动 ,摩擦等情况比较少 ;塑件的工作温度是室温 ,这使得在材料选择时对热变形温度 ,脆化温度 ,分解温度的要求降低 ;作为一种 生活 用品 ,生产批量应该是大批大量生产 ,这样 ,就必须考虑生产成本和模具寿命 ,在材料的选择时要综合各种因素 。 料选择 通常 ,选择 塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求 ,以及原材料厂家提供的材料性能数据 要考虑的主要是材料的力学性能 ,如屈服应力 ,弹性模量 ,弯曲强度 ,表面硬度等 . 该塑件对材料的要求是成型难易和经济性问题 . 型性能较好，流动性好；成型收缩率较小（通常为 比热容较低，容重 =料筒中塑化效率高，在模具中凝固较快，成型周期短；缺点是吸水性较大，因此，成型前必须充分干燥，可在柱塞式或螺杆式卧式注射机上成型。 2 构设计 塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性 一方面成型会对塑件的结构 ,形状 ,尺寸精度等诸方面提出要求 ,以便降低模具结构的复杂程度和制造难度 ,保证生产出价廉物美的产品 ;另一方面 ,模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析 ,弄清塑件生产的难点 ,为模具设计和制造提供依据 . 各种塑件 ,不论是结构件还是板壁 ,根据使用要求具有一定的厚度 ,以保证其力学强度 在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚 ,不仅可以节约原材料 ,降低生产成本 ,而且使塑件在模具内冷 却或固化时间缩短 ,提高生产率 ;其次可避免因过厚产生的凹陷 ,缩孔 ,夹心等质量上的缺陷 . 该塑件属于中小型件，塑件的壁厚是 3厚均匀，改善了成型工艺条件，有利于保证质量。 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩 ,使其紧箍在凸模或型芯上 ,为了便于脱模 ,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损 ,与脱模方向平行的塑件内 ,外表面都应具有合理的斜度 制件 凹模 制件 凸模 40120 351 本塑料件脱模斜度设计如下： 图 1改后的零件图 3 塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采用圆角连接，有特殊要求时才采用尖角结构。尖角容易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。圆角半径的大小主要取决于塑件的壁厚，通常，内壁圆角半径应该是壁厚的一半，而外壁圆角半径可为壁厚的 般圆角半径大于 图 1改后的零件图 件的尺寸精度及表面质量 （ 1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般 生活 用品，所以精度要求为一般精度即可，有公差配合要求 的 ，应选择高精度。 除了塑件上的尺寸公差外，其余公差等级按 （ 2）尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为： =s+ z +c+a（ 1 式中 制件总的成型误差； s 塑料收缩率波动所引起的误差； z 模具成型零件制造精度所引起的 误差； c 模具磨损后所引起的误差； a 模具安装，配合间隙引起的误差； 4 影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。 （ 1） 模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。 （ 2） 塑料材料 主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。 （ 3） 成型工艺 成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩，从而影响尺寸精度。 表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理 不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包 括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。 第二章 注塑成型的准备 塑成型工艺简介 注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。 图 2塑成型压力 时间曲线 （ 1） 成行前的 准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料， 5 应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。 （ 2）注 射 过程；塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段， 注塑过程可以用如图所示 中 模腔充满熔体（ T=，熔体压力迅速上升，达到最大值 时间 2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从 3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒 流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。 （ 3） 塑件 后处理；由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。 故 有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。 退火是为了消除或降低制件成型后 的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的 1020度至热变形温度以下 10 20度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件 点为 121 ，加热温度为 100 121 ，保温时间与制件厚度有关，通常取 2 9小时。 塑成型工艺条件 1）温度； 注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度 ，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“ 流涎现象 ” ；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。 表 2温度的经验数据 6 料筒温度 / 喷嘴温度/ 模具温度/ 热变形温度 / 后段 中段 前段 50 210 170 230 19 250 240 250 5 75 65 96 2）压力；注射成型过程中的压力包括注射压力，保 压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像 压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为 3）时 间；完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为 3 5秒，保压时间一般为 20 120秒，冷却时间一般为 30 120秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验 数值如表 2 表 2成型周期与壁厚关系 制件壁厚 /型周期 / s 制件壁 厚 / 型周期 / s 10 35 15 45 22 65 28 85 经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表 3 表 2制品成型工艺参数初步确定 特性 内容 特性 内容 7 注塑机类型 螺杆式 螺杆转速（ r/ 48 喷嘴形式 直通式 模具温度 50 喷嘴温度 () 230 后段温度 () 150210 中段温度 () 170230 前段温度 () 190250 注射压力 90 保压力 80 注射时间 s 保压时间 s 10 冷却时间 s 其他时间 s 3 成型周期 s 40 成型收缩 (%) 燥温度 () 6080 干燥时间 () 13 后 处理温度 70 ，保温时间 2小时。 塑机的选择 塑机简介 1956年制造出世 界上第一台往复螺杆式注塑机 ,这是注塑成型工艺技术的一大突破 ,目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的 30%;注塑机的产量占整个塑料机械产量的 50%产量最多的机种之一 . 注塑机的分类方式很多 ,目前尚未形成完全统一标准的分类方法 （ 1）按设备外形特征分类 :卧式 ,立式 ,直角式 ,多工位注塑机； （ 2）按加工能力分类 :超小型 ,小型 ,中型 ,大型和超大型注塑机。 此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类 ,但日常生活中用的较少。 塑机基本参数 注塑机的主要参数有公 称注射量 ,注射压力 ,注射速度 ,塑化能力 ,锁模力 ,合模装置的基本尺寸 ,开合模速度 ,空循环时间等 制造 ,购买和使用注塑机的主要依据 . (1)公称注塑量；指在对空注射的情况下 ,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时 ,注射装置所能达到的最大注射量 ,反映了注塑机的加工能力 . (2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴 ,浇道和型腔时的流动阻力 ,螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ,我们将这种压力称为注射压力 . (3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔 ,除了必须有足够的注射压力外 ,熔料还必须有一定的流动速率 ,描述这 一参数的为注射速率或注射时间或注射速度 . 常用的注射速率如表 2 8 表 2注射量 与 注射时间 的关系 注射量 / 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率 / 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时间 /S 1 3 5 (4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量 若塑化能力高而机器的空循环时间长 ,则不能发挥塑化装置的能力 ,反之则会加长成型周期 . (5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 ,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开 . (6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸 ,拉杆空间 ,模板间最大开距 ,动模板的行程 ,模具最大厚度与最小厚度等 (7)开合模速度；为使模具闭合时平稳 ,以及开模 ,推出制件时不使塑料 制件损坏 ,要求模板在整个行程中的速度要合理 ,即合模时从快到慢 ,开模时由慢到快在到停 . (8)空循环时间；在没有塑化 ,注射保压 ,冷却 ,取出制件等动作的情况下 ,完成一次循环所需的时间 . 塑机 (1) 根据塑件的形状估算其体积和质量。塑件体积可分割成 5部分，如图所示，设其体积分别为 图 2板盒注塑件 则 5 0（ 9 3 塑件总体积 V=5+6+7+8 = 塑件质量 mz=v r=0 (g) 式中 r= (2) 根据塑件计算质量或体积，选择设备型号规格，确定型腔数，当未限定设备时，需考虑以下因素。 注射机额定注射量 每次注射量不超过最大注射量的 80%，即 n=( （ 2 式中 g; g; g. 估算浇注系统的体积 据浇注系统初步设计方案进行估算 0浇注系统塑料质量 j r=10 0（ g） 设 n=2，则 n 2 20+10)/2.5(g) 从计算结果，并根据塑料注射机技术规格，选用 根据塑件精度，由于该塑件精度一般，故采用多形腔即 n=2。 生产批量，试制或小批量生产易取单腔，大批量生产易取多腔，该塑件为中、大批量生产，故易取多型腔。当限定在某一设备上成型时，则可根据塑件的体积或质量来确定型腔数，例如本塑件注射成型时，首先明确在 125计算型腔数： n=(12523=取一模两腔。 国产注射机 表 2国产注射机 特性 内容 特性 内容 10 结构类型 卧 拉杆内间距(260 290 理论注射容积（ 125 移模行程(300 螺杆 (柱塞 )直径(42 最大模具厚度 (300 注射压 (120 最小模具厚度 (200 锁模力 (900 锁模形式(液压 螺杆转速(r/29101 喷嘴球半径(10 塑机的校核 （ 1） 注塑量的校核 由前面计算得塑件质量为 23g，浇注系统质量为 10g，则每次注射所需塑料量为（按一模两腔）： 2 23+10=56（ g） 注射机的最大注射量 125 00（ g） 56（ g） ，能满足要求。 （ 2） 锁模力与注射压力 锁模力可按下式校核 FPm(j) （ 2 式中 m=120 00 投影面积计算： /4（ 2+2 (3 代入式中 F Pm(j)=120（ 2 = 由于 F=900FPm(j)。 （ 3） 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 比注射机喷嘴球面半径 12 流道小端直径 D 取比注射机喷嘴直径 d 11 大 图 2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。 本设计中，注射机的喷嘴直径 d 为 4嘴 球面半径 12以 主流道衬套始端的球面半径4主流道小端直径 图 2 喷嘴与浇口套尺寸关系 (4) 定位圈尺寸校核 注塑机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须与定位孔成间隙配合，便于模具安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。 定位圈的高度大型模具一般为 10小型模具通常为 8 (5) 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。 (6) 模具厚度校核 模具厚度必须满足下式： 2 200 250 300 满足要求。 式中 所设计的模具厚度 250 注塑机所允许的最小模具厚度 200 注塑机所允许的最大模具厚度 300 (7) 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 12 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 250 458 属中，小型模具，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在 500500 内为中，小模具）。 （ 8） 开模行程校核 所选注塑机为 机械 大开模行程 不 受模具厚度影响。此时最大开模行程 定模板台面之间的最大距离减去模具厚度。 1+ 510） （ 2 300 8+10 300 满足要求。 式中 注塑机移模行程 300 推出距离 43.5 流道凝料与塑件高度 68 第三章 模具设计 型面的确定 根据分型面的选择原则： 图 3型面的位置 （ 1）便于塑件脱模； （ 2）在开模时尽量使塑件留在动模； （ 3）外观不遭到损坏； （ 4）有利于排气和模具的加工方便。 结合该产品的结构 ,分型面确定在塑件的最大投影面积上 ， 如图 3 13 腔数目的确定 注塑模的型腔数目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生产效益； （ 4）模具制造难度。 考虑到该塑件是一般 生活用品 ,根据选用的注射机 型号 ,初定为一模两腔最合理 。 口确定 动性好 ,可适用于各种浇口 ,为了不影响外观 ,简化模局结构 ,确定使用侧浇口 。 具材料的选择 现有的模具模架已经标准化 ,所以在模具材料的选择时主要是根据制品的特性和使用要求选择合理的型腔和型芯材料 是关系到模具质量的前提条件 ,如果选材不当则所有的精密加工所投入的工时 、 设备 、 费用将浪费。 在选择模具钢时 ,首先必须考虑材料的使用性能和工艺性能 ,从使用性能考虑 :硬度是主要指标之一 ,模具在高应力作用下欲保持尺寸不变 ,必须有 足够的硬度 ,当承受冲击载荷时还要考虑折断 ,崩刃问题 ,所以韧性也是一重要指标 ,耐磨性是决定模具寿命的重要因素 ,从 性看 ,这三项指标是必须要满足的 ,此外还有抗压屈服强度和抗弯强度和热疲劳能力的指标。 从工艺性能考虑 :要热加工工艺好 ,加工温度范围宽 ,冷加工性能如切削 ,铣削等加工性能好 ,此外还要考虑淬透性和淬硬性 ,热处理变形和氧化脱碳等性能 要求材料来源广 ,价格低。 查手册选择模仁的材料是 该钢机械加工性能较好 ,经热处理 (淬火及回火 )后 ,具有优良的耐腐蚀性能 ,抛光性能 ,较高的强度和耐磨性 ,适于制造承受高负荷 ,高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具 ,透明塑料制品模具等 物理性能 :临界温度（ ） 820 ； 1100； 线膨胀系数： 20100 ) 热导率： 1 (在 20 左右 ) 14 弹性模量（ 210000223500 (20 左右 ) 注系统设计 注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由 主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。 主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度，因为要和注塑机相配，所以其尺寸与注塑机有关，如图所示： 主要参数：锥角 =6 ； 内表面粗糙度 m ； 端直径 D=d+()径 (12)材料 由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设 计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表4 表 3塑料名称 分流道断面直径 料名称 分流道断面直径 15 聚乙烯 尼龙类 聚甲醛 丙烯酸 抗冲击丙烯酸 醋酸纤维素 聚丙烯 异质同晶体 0 810 810 510 810 聚苯乙烯 软聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 热塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 离子聚合物 聚苯硫醚 0 0 6 0 0 0 3 分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形， 减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上 取圆形断面形状，直径为 6 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径，冷料穴的尺寸如图 4 图 3料穴的尺寸 浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个， 16 一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定，该模具采用侧浇口，其有以下特性 : 形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证； 试模时如发现不当，容易及时修改； 能相对独立地控制填充速度及封闭时间； 对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。 (1) 侧浇口深度尺寸 H=3 = （ 3 取壁厚 t=3 (经验数据表明， H 的取值范围在 间，若按浇口处壁厚计算则H=3超出了经验值，而且由于浇口是易磨损部位，所以开始时取小值是有好处的，这有利于以后的修模 ) (2) 侧 浇口宽度尺寸 W=303 A=V/t ； ： V=0 3 W=30/ 取 2 浇口尺寸如图 3 架的选用 注塑模模架国家标 准有两个，即 12556 1990塑料注射模中小型模架及其技术条件和 12555 1990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为 BL56000后者的模板尺寸 BL 为（ 63030（ 1250000。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架。 模具高度尺寸的确定 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，这里有个尺寸需要注意： 7 推板推出距离；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，该塑件的高度为 35右，黏结在型芯上的尺寸约32 右，所以当推出距离为 32就能使塑件和型芯分离。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 3 图 3出距离关系 需要满足关系： H h 0 （ 3 H 挡销高度； 推板厚度； h 推出距离； 0 完成了以上的工作，确定模具尺寸为 4204 58 5。 向与定位机构 注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。 导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导 柱的直径需要进行强度校核。 导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头 导套轴向固顶容易。 设计导柱和导套需要注意的事项有： 1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的 1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。 2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出 68 确保其导向与引导作用。 3）导柱工作部分的配合精度采用 H7/精度时可采取更低的配合要求；导 柱固定部分配合精度采用 H7/套外径的配合精度采取 H7/合长度通常取配合直径的 倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。 4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。 18 出系统 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。 脱模机构的设计一般遵循以下原则： 1） 塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。 2） 由于塑件收缩时包紧型芯，因此 推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和 强度最大的部位。 3）结构合理可靠，便于制造和维护。 本设计使用简单的推杆脱模机构，因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。在对脱模机构做说明之前，需要对脱模力做个简单的计算。 脱模力的计算公式为： 3 式中 模成型 型部分的截面周长； h 模被制件包紧部分的高度； 包p 制件对凸模的单位包紧力，其数值与制件的几何特点及塑料的性质有关，一般可取 812 4 9 106=31320（ N） 4 9 106=1080（ N） F 脱 = 32400（ N） 由于以上 所计算得的只是一腔的脱模力，所以总的脱模力为： F 总 =2 F 脱 =64800（ N） 推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。 推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。 推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。 19 1）推杆尺寸计算： 本设计采用的是推杆推出，在求出脱模力的前提下可以对推杆或推管做出初步的直径预算并进行强度校核。 本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为： d=k(2 )41 （ 3 =【（ 1452 64800） /（ 16 105 ） 】 41 = 6.7 d 推杆直径； n 推杆的数量， 6 L 推杆长度（参考模架尺寸，估取 L=145）； E 推杆材料的弹性模量，取 E=0 5 k 安全系数，取 k= 总的脱模力， 4800（ N）； 实际推杆尺寸直径为 7 见是符合要求的。 但为了安全起见，再对其进行强度校核，强度校核公式为： d4压脱 （ 3 满足强度要求。 压 推杆材料的许用压应力 , 压=150 2)推杆的固定形式：推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。 3） 推出机构的导向：当推杆较细或推杆数量较多时，为了防止因塑件反阻力不均匀而导致推杆固定板扭曲或倾斜折断推杆或发生运动卡滞现象，需要在推出机构中设置导向零件，一般称为推板导 。 4） 机构的复位：脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计 采用 复位杆 复位机构， 复位杆 复位机构是一种最简单的复位方式。 5） 推杆与模体的配合：推杆和模体的配合性质一般为 H8/ H7/合间隙值以熔料不溢料为标准。配合长度一般为直径的 倍，至少大于 15杆与推杆固定板的孔之间留有足够的间隙，推杆相对于固定板是浮动的，如图 3 20 图 3杆的安装图 H 31 （ 3 0【 68400/（ 260201105】 31 8.7 式中 L 推杆对推板的作用间距，参考模架取 0 B 推板宽度， B=160 模板中心允许的最大变形量， = 取 1/8 塑件推出方向上的尺寸公差推出方向上的尺寸公差 = 模具推板的厚度为 15计算结果看，满足强度要求。 型零件工作尺寸的计算 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。该塑件有需要配合的地方，所以对尺寸的要求比较高 。 成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差 和磨损量进行计算；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。 凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。 21 模具工作尺寸与塑件尺寸的关系如图 3-5(a,b,c)所示： 1）凹模径向尺寸的计算 =(1+s 1 43 z （ 3 =(1+ 3 (1/3 =模尺寸如图 3-5 式中 以 在 件的径向尺寸 ； 塑件的公差值；塑件尺寸公差根据 14486 1993 模塑件尺寸公差表取 尺寸段决定值的大小 ； z 制造公差， z =3 ； 塑件的平均收缩率， (1+s 2 43 z =(1+ 3 (1/3 =中 以 在 2）凹模深度尺寸的计算： (1+ s32 z （ 3 =(1+ 20. 5+（ 1/3 = 式中 塑件的高度尺寸， 计算 凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 22 1）凸模径向尺寸的计算： =(1+ + 43Z=(1+ 3 (1/3 =凸模尺寸如图 3-5 式中 以 模的径向尺寸 ； l 2M =(1+ + 43Z=(1+ 3 (1/3 =式中 以 模的径向尺寸 。 =(1+ + 43Z=(1+ 10+43 (1/3 =式中 以 模的径向尺寸 。 =(1+ + 43Z=(1+ 10+43 (1/3 =式中 以 模的径向尺寸 。 2） 凸模高度尺寸的计算： =(1+ 2 Z=(1+29+320. 52-(1/3 = 式中 凹模深度减去塑件 壁厚型芯的理论高度。 =(1+ 2 Z=(1+ 32+320. 52-(1/3 23 = 图 3a） 型腔 图 3-5(b) 塑件 24 图 3-5(c) 型芯 气设计 在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料 含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。 模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。 本设计中只需利用推杆和型芯的配合就能进行排气。 由上面我们知道，推管 和型芯的公差配合取78于间隙配合，现在计 算这个配合的极限间隙。推管外径为 7以计算787 解：787 极限偏差 25 查表求得基本尺寸
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