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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
李艷霞
學(xué) 號
091304131
指導(dǎo)教師
于智紅
選題情況
課題名稱
盒蓋的注塑成型工藝與模具設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
無
開題報(bào)告
有
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績評定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué)生姓名: 李艷霞 學(xué) 號: 091304131
設(shè)計(jì)題目 ： 盒蓋的注塑成形工藝與模具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 2012 年 4 月 1 日~ 5 月 9 日
指 導(dǎo) 教 師: 于智紅
2012 年 4 月 1 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：
本題目來自工廠一連接片零件,通過對本模具的設(shè)計(jì)學(xué)生應(yīng)能熟練掌握模具設(shè)計(jì)的基本步驟、方法、并且對模具工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展有一定的了解，從而加強(qiáng)學(xué)生對本專業(yè)的了解、使學(xué)生對三年來所學(xué)的知識系統(tǒng)的掌握。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
工件：盒蓋 材料：PE 批量：大量 厚度：1.2mm
工作要求：（1）盒蓋模具設(shè)計(jì)，編寫設(shè)計(jì)說明書一份;
（2）繪制模具裝配圖及至少五張模具零件圖；
（3）編寫主要零件的機(jī)械加工工藝過程卡。
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡
零件號
零 件 名 稱
00-05
型腔
工序號
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
1
下料
鋸床
鋼尺
2
鍛造
鍛床
鍛錘
鋼尺
3
熱處理（退火）
加熱爐
4
鉗工劃線
臺虎鉗
虎鉗
劃針、樣沖
游標(biāo)卡尺
5
粗銑外輪廓
數(shù)控銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
6
鉗工鉆孔
鉆床
鉆頭
7
熱處理（淬火、回火）
電熱爐
火鉗
8
磨外輪廓
磨床
砂輪
千分尺
9
檢驗(yàn)
編制 李艷霞 校對 審核 批準(zhǔn)
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：盒蓋的注塑成形工藝與模具設(shè)計(jì)
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級： 模具091
學(xué)生姓名： 李艷霞
學(xué) 號： 091304131
指導(dǎo)教師： 于智紅
2012年 5 月 9 日
盒蓋成形工藝與模具設(shè)計(jì)
摘 要：模具設(shè)計(jì)與制造是整個模具行業(yè)中最關(guān)鍵的部分, 也是占用模具開發(fā)周期最長的部分。因此, 縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期對于提高模具的開發(fā)和設(shè)計(jì)有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本課題為盒蓋的注塑成型工藝與模具設(shè)計(jì)，結(jié)合其模具設(shè)計(jì)特有工藝性，進(jìn)行了工藝性分析，并分析了成形過程的不同的注塑工藝方案，從理論探討及實(shí)驗(yàn)上提出了最佳工藝方案。介紹了模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)、結(jié)構(gòu)分析、工作原理；并對模具的各部分主要尺寸進(jìn)行理論運(yùn)算，以確定各模具零件的尺寸；對注塑模從設(shè)計(jì)到零部件的加工工藝以及裝配工藝等進(jìn)行了詳細(xì)闡述，簡要分析了模具關(guān)鍵零部件加工工藝進(jìn)行了詳盡的分析。實(shí)踐證明，模具結(jié)構(gòu)能很好地滿足注塑零件的精度要求，適合工廠的大批量生產(chǎn)要求。
通過對盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì)，鞏固和深化了所學(xué)知識，取得了比較滿意的效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)意圖。
關(guān)鍵字：盒蓋，斜拉桿，內(nèi)凹，斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。
SHEET FORMING TECHNOLOGY
AND DIE DESIGN OF CHAIN LINK
ABSTRACT :Mould design and manufacture is the most critical part of the mold industry as a whole, is also occupied die the long part of the development cycle. Therefore, shortening the mold design and manufacture cycle for improving the development and design of the die has extremely important practical significance.
This topic section for chain of blanking punching compound die design, with its specific to mold design technology, process analysis, and analysis of the forming process of stamping technology for the three different types of programme, presented the best technology on the theoretical study and experimental programmes. Describes the mold design, structural analysis, how it works; and on parts of the mold theory of operation the main dimensions, to determine the size of the die; hedge cutting die from design to processing of parts and Assembly process for details and brief analysis of mold design and processing technology of main components. Practice has proven that the mold structure very well to meet the accuracy requirements of parts, mold structure not only left and right symmetrical and uniform of the force.
By punching die design of chain link, consolidating and deepening the knowledge achieved quite satisfactory results, achieved the desired design intent.
KEY WORDS:chain link,pierce,blank,compound die,cutting edge
機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡
零件號
零 件 名 稱
00-06
支架
工序號
工 序 名 稱
設(shè) 備
夾 具
刀 具
量 具
工 時(shí)
名 稱
型 號
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
名 稱
規(guī) 格
1
下料
鋸床
鋸條
鋼尺
2
鍛造
鍛床
鍛錘
鋼尺
3
熱處理（退火）
4
鉗工劃線
臺虎鉗
虎鉗
劃針、樣沖
游標(biāo)卡尺
5
粗銑平面
臥式銑床
X6132
銑刀
游標(biāo)卡尺
6
鉗工
鉆頭、 鉸刀、
絲錐
7
熱處理（淬火、回火）
電熱爐
火鉗
8
磨削
萬能磨床
砂輪
游標(biāo)卡尺
9
鉗工（研磨凹模刃口）
千分尺
10
檢驗(yàn)
編制 李艷霞 校對 審核 批準(zhǔn)
盒蓋的注塑成型工藝與模具設(shè)計(jì)
緒 論
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。我國塑料模具的發(fā)展極其迅速，30年已走過國外90年的歷程，現(xiàn)在已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模和相當(dāng)高的水平。
近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運(yùn)行，發(fā)展迅速，塑料模具也快速發(fā)展。2000年，我國（未包括港澳臺統(tǒng)計(jì)，下同）塑料模具產(chǎn)值約100億元，2004年已發(fā)展到212億元，4年平均增長率為21%，高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度近4個百分點(diǎn)。
1. 塑料模具市場情況
我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具已供過于求，市場競爭激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過于求。
2. 塑料模具水平及發(fā)展趨向
近年來，我國塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達(dá)到3μm，制件精度為0.5μm的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)大，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高。
經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向，現(xiàn)綜合如下：
（1）模具的質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢。為滿足用戶的這一要求，各方面的工作必須跟上。
（2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進(jìn)行開發(fā)（這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行），變被動為主動。目前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動局面。事實(shí)證明，這種做法不但使模具廠變被動為主動，而且對開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利，受到用戶的歡迎。青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式及太倉求精模塑公司和浙江陶氏模具集團(tuán)有限公司等企業(yè)主動開發(fā)的辦法已被越來越多企業(yè)所接受，這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。
（3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：“模具是一種工藝品”的概念已逐漸被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高，正在被社會所接受。我國模具行業(yè)，目前已有4個國家級高新技術(shù)企業(yè)，近百個省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫對技藝的依靠。
（4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨向。21世紀(jì)，信息越來越多，信息技術(shù)越來越先進(jìn)發(fā)達(dá)，信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前的信息社會中，高水平的模具，現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已被行業(yè)所共認(rèn)。
（5）隨著人類社會的不斷進(jìn)步，模具必然會向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機(jī)遇，開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過，任務(wù)忙不過來，利潤水平和職工收入都很好，日子紅紅火火。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向，使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實(shí)力及進(jìn)入國際市場的競爭力。
3.存在的主要問題
我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進(jìn)水平相比，主要存在6個方面的問題。
（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到相當(dāng)高的水平，個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有10年以上的差距。
（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。
（3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具開發(fā)，而且要重視產(chǎn)品開發(fā)。
（4）管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時(shí)卻難以意識到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。同一個企業(yè)，設(shè)備不變，人員不變，管理一變，立竿見影，這樣的例子并不少見。
（5）供需矛盾一時(shí)還難以解決。2004年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率還要低，估計(jì)不足60%。同時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正在加速向我國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景很好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。
（6）體制和人才問題的解決尚待時(shí)日。在社會主義市場經(jīng)濟(jì)中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機(jī)制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個問題，但要得到較好解決尚待時(shí)日。
展望未來，由于國際、國內(nèi)宏觀環(huán)境良好，國內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以較快速度發(fā)展，塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問題通過國內(nèi)外交流與合作。全行業(yè)的共同努力和各方面的支持，不久的將來，定會得到較好的解決。
4.發(fā)展展望
在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國際市場中去，促進(jìn)我國整個模具行業(yè)的快速發(fā)展。
隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也一定會越來越高。為了滿足市場的需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時(shí)代發(fā)展步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計(jì)會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。當(dāng)然，這是需要開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。
（1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。
（2）多樣材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。
（3）各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。
（4）模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CA PP及PDM等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（5）更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。
（6）更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之而來的也會產(chǎn)生一種特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。
（7）各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。
（8）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。
（9）熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。
（10)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。“十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，廣大模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革，下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到更好的發(fā)展。
第一章 盒蓋注塑模工藝規(guī)程的編制
1．1 分析研究原材料的工藝特性和成型性能
塑件采用的材料為HDPE（高密度聚乙烯），其成型性能查文獻(xiàn)【12】表2—2常用熱塑性塑料的成型條件如下：
HDPE可采用擠出，擠出—吹塑，注塑等熱塑性塑料通用的成型方法，還可采用壓制成型，粉末涂層等多種多種方法，其主要參數(shù)如下所示：
密度g/cm3 0.94_0.97
比容cm3/g 1.03-1.06
吸水率(24h)% <0.01
收縮率% 1.5-3.0
熔點(diǎn)℃ 105-137
熱變形溫度 ℃ 0.45Mpa 60-82
1.82Mpa 48
硬度HB 2.07
HDPE為白色粉末或顆粒，無毒，無味，無臭，與LDPE相比，支鏈較少，結(jié)晶度較高，密度較大，相對分子質(zhì)量常為十幾萬到幾十萬，熔體流動速度范圍較窄。具有較高的剛性和韌性，優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性，還有較好的耐溶解性、耐蒸汽滲透性、伸長率、沖擊強(qiáng)度好
。
1．2分析析制品的工藝性和注塑成型工藝規(guī)程
圖1—1盒蓋塑件圖
塑件制品為盒蓋， 從該塑件制品的圖形可知該制品的形狀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但對尺寸大小，精度和表面質(zhì)量的要求都不太高。
1．2．1 制品的尺寸分析：
制品尺寸大小主要取決塑料品種的流動性和注塑機(jī)的規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動性好的塑料品種可以成型出較大尺寸的制品；反之成型出的制品尺寸較小，原材料（HDPE）流動性一般，滿足尺寸大小不高的要求。
1．2．2 制品的尺寸精度分析：
制品的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度，該零件重要尺寸，如mm，mm其尺寸精度屬M(fèi)T4級，制品其它公差值按未注公差查文獻(xiàn)【13】表2—14模塑件尺寸公差表（GB/T14486—1993）得：，，，，，，，
1．2．3 制品的形狀結(jié)構(gòu)分析：
塑件在結(jié)構(gòu)上對稱，總體形狀為長方形。塑件四側(cè)有內(nèi)凹，高度為1.2mm，寬度方向采用了加強(qiáng)筋，高度為6mm，加強(qiáng)筋的采用使塑件既有一定的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)降低了塑件的壁厚，防止塑件因截面過厚產(chǎn)生成形缺陷。
根據(jù)塑件的用途，工作環(huán)境，對塑件圖上制品形狀，尺寸精度，表面粗糙度等要求進(jìn)行綜合性分析，可知該塑件的工藝性較好，比較容易注射成型。
注射成型工藝規(guī)程對模具設(shè)計(jì)的要求在設(shè)計(jì)任務(wù)書上無特殊要求，故在此不做特殊說明。
1．2．4 分析研究制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)：
注塑成型制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)屬大批量生產(chǎn)，對于大批量生產(chǎn)，由于模具價(jià)格在整個生產(chǎn)費(fèi)中所占的比較小，生產(chǎn)率和模具壽命比較突出，因此可考慮使用自動化程度較高的復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)，以及對成型零部件采用較好的模具材料。
1．3 根據(jù)塑件形狀尺寸，估算塑件體積和重量
1．3．1 計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定型腔數(shù)
計(jì)算塑件的體積：（估算值）
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)文獻(xiàn)【7】可查得高密度聚乙烯的密度為=0.94~0.97g/cm3
故塑件的質(zhì)量為
1．3．2 HDPE塑料的主要性能及注塑成型工藝參數(shù)
密度g/cm3 0.94~0.97
吸水率(24 h)% <0.01
熔融溫度℃ 105~137
熱變形溫度℃ 0.45Mpa 60~82
1.82Mpa 48
預(yù)熱和干燥 溫度（℃） 70~80
時(shí)間（h） 1
注射壓力（Mpa） 70~100
料筒溫度（℃） 后段 140~160
中段 180~200
前段 180~190
噴嘴溫度（℃） 150~180
模具溫度（℃） 30~60
成形時(shí)間(s) 高壓時(shí)間 0~5
保壓時(shí)間 15~60
冷卻時(shí)間 15~60
成形周期 40~140
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30~60
說明： 料斗干燥
上述工藝參數(shù)可以在生產(chǎn)中借鑒和參考，也可以作為注射機(jī)型恰當(dāng)選擇的一個依據(jù)，既機(jī)型的規(guī)格大小，以及性能參數(shù)的范圍都應(yīng)盡量與注塑工藝參數(shù)相接近。
1.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
根據(jù)計(jì)算及原材料的注塑成型工藝參數(shù)，初選注射機(jī)型號，選擇的注塑機(jī)的注塑壓力必須大于成型制品所需的注射壓力，因該塑件形狀一般，有一定精度要求，熔體粘度中等，所需壓力選100~140Mpa，綜上選型號為XS—ZY125，其各項(xiàng)參數(shù)如下所示：
額定注射量cm3 125
螺桿直徑mm 44
注射壓力Mpa 120
注射行程mm 115
注射時(shí)間s 1.6
螺桿轉(zhuǎn)速r/min 56
注射方式 螺桿式
鎖模力KN 900
最大成型面積cm2 320
最大開（合）模行程mm 300
模具最大厚度mm 300
模具最小厚mm 200
動定模固定板尺寸mm 428458
拉桿空間mm 260290
合模方式 液壓—機(jī)械式
定位圈尺寸mm 100
推出形式 兩端推出，中心距為230mm
噴嘴 球半徑(mm ) 12
孔直徑(mm) 4
第二章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．1 確定型腔的數(shù)量及排列方式
2．1．1 型腔數(shù)量的確定：
塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模，其型腔數(shù)量與注塑機(jī)的塑化能力，最大注塑注塑量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制品的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響。在確定型腔數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下問題：
（1）長期大批量生產(chǎn)適于采用多型腔結(jié)構(gòu)
（2）制品較小時(shí)適于采用多型腔結(jié)構(gòu)
（3）供貨日期集中，量大，適于采用多型腔結(jié)構(gòu)
（4）制品批量小，不集中，宜采用單腔結(jié)構(gòu)
（5）制品復(fù)雜或精度高，多腔一致性差，制造困難，故適宜單腔結(jié)構(gòu)
由上述參數(shù)和因素按下列方法參考文獻(xiàn)【6】式8—12確定模具型腔數(shù)量
1） 按注塑機(jī)的注射量確定型腔數(shù)量n
式中 G__注塑機(jī)的公稱注射量（cm3）
V__單個制品的體積（cm3）
根據(jù)上面型腔數(shù)量的計(jì)算可知該模具為一模兩腔。
2．1．2 型腔的排列：
當(dāng)采用一模多腔時(shí)，型腔在模板上通常采用圓形排列，H形排列，直線排列以及復(fù)合排列等。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下要點(diǎn)：
①盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，保證制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。
②型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。
③盡可能使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。
④型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖然有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工困難，
除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下常用直線排列和H形排列。
綜上分析，型腔排列選用H形排列。
2．2 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
2．2．1 注塑量校核：
在一個注塑成型周期內(nèi)，注塑模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積有關(guān)，注射量以容積表示，其值可用下式計(jì)算：
在注塑機(jī)注塑過程中，如果實(shí)際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留時(shí)間就會過長，所以最小注射量容積，故每次注射的實(shí)際注射量容積V1應(yīng)滿足以下關(guān)系： Vmax＜ V1＜Vmax
31.25＜32＜106.25
故注射量滿足使用要求。
式中a—注射量系數(shù)，取0.75~0.85，在這里取0.85
Vmax—模具型腔和流道的最大容積（cm3））
V—指定型號與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（cm3））
V1—制品和澆注系統(tǒng)的體積（cm3）），每個制品所需澆注系統(tǒng)體積是制品體積的（0.2~1）倍
2．2．2 模具厚度校核：
注塑機(jī)的動定模兩部分閉合后，沿閉合方向的長度叫模具厚度或模具閉合高度。由于絕大多數(shù)注塑機(jī)的動模與定模固定板之間距離都具有一定的調(diào)節(jié)量 。一般情況下，實(shí)際模具厚度H與注塑機(jī)允許安裝的最大厚度H及最小模厚H之間必須滿足下面條件：即
由前面所求數(shù)值可知
200254300
其中
式中HM__實(shí)際模具厚度
Hmin ,Hmax__注塑機(jī)允許安裝的最?。ù螅┠：?
模具厚度符合使用要求。
2．2．3 開模行程校核：
選用的注塑機(jī)的合模力為液壓—機(jī)械式，且模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注塑模，故校核行程采用以下公式：
由前面以知條件可知
式 H1__制品所用的脫模距離（
H2__制品厚度
a__取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度
H__注射機(jī)動模板的開模行程
所以開模行程符合使用要求。
2．2．4 模具在注塑機(jī)上的安裝與固定尺寸校核
模具外形的長度尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)拉桿間距。
模具外形尺寸由后邊模架的選擇中取。注射機(jī)拉桿內(nèi)間距為260290，模具外形尺寸滿足要求。以上注塑機(jī)各項(xiàng)參數(shù)校核均參考文獻(xiàn)【6】式3—9。
2．3 模架的選擇與設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際情況，在次選用派生型P1型模架，它由A1—A 4對應(yīng)派生而成，經(jīng)去掉A1—A 4型定模座板上固定螺釘，致使增加一個分型面構(gòu)成三板式點(diǎn)澆口注射模結(jié)構(gòu)，其它特點(diǎn)和用途同A1—A 4型模架。
具體結(jié)構(gòu)和尺寸參考文獻(xiàn)【8】表13.3—1塑料注射模中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸組合，具體參數(shù)如下：系列BL 200250mm
導(dǎo)柱 16mm
模板A B尺寸 63mm 50mm
2．4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動通道。普通澆注系統(tǒng)包括主流道，分流道，澆口和冷料穴。澆注系統(tǒng)在模具中占有非常重要的地位，他的設(shè)計(jì)合理與否直接對制品的成型起到?jīng)Q定的作用。澆注系統(tǒng)的功能就是將熔體的塑料，經(jīng)過注塑機(jī)噴嘴，在高溫，高壓，高速狀態(tài)下，通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔。
澆注系統(tǒng)的基本原則，是在滿足塑料制品質(zhì)量的同時(shí)，還應(yīng)有利于提高成型速度來縮短成型周期。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個問題：
1)首先根據(jù)塑料制品的結(jié)構(gòu)分析其充填過程，以保證塑件制品的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。
2)在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)非常注意澆注系統(tǒng)對制品外觀的影響。在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常會遇到這樣的情況，某一塑料制品的澆口設(shè)計(jì)在某處比較合理，但由于在該處位置澆口影響制品外觀，只能將澆口改在其它部位。若實(shí)在無法處理時(shí)，可通過改變制品結(jié)構(gòu)再解決。
3)在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該考慮到模具在注射時(shí)，是否能適應(yīng)全自動操作。要達(dá)到全自動操作，必須在保證開模時(shí)，制品與澆注系統(tǒng)能自動脫落，澆口與制品亦要盡可能自動分離。
4)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須考慮到塑料制品生產(chǎn)的后續(xù)加工工序。如因后續(xù)工序在加工，裝配，管理上的需要，往往需設(shè)置輔助流道，將多件制品取成一件。
5.在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)留有一定的余地，這樣在使用時(shí)即使有些不足之處，亦可以比較方便地得到解決。
6)多觀察分析各類塑料制品的澆注系統(tǒng)和澆口位置的選擇，吸取其成功之處，提高澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。
7)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，其主流道進(jìn)口處的位置應(yīng)盡量與模具中心重合。
2．4．1 主流道設(shè)計(jì)：
主流道是主流道機(jī)噴嘴與模具接觸的部分起到分流道為止的一般流道，是熔融塑料進(jìn)入模具時(shí)最先經(jīng)過的部位，它的作用是將注塑機(jī)噴嘴流出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐狀，錐角取2 ~4，便于塑料熔體順利地向前流動，開模時(shí)主流道凝料又能順利地被拔出，主流道出口端應(yīng)有圓角，圓角半徑R取0.3~3mm或0.125D 主流道長度應(yīng)盡量短，以減小壓力損失和廢料量。通常，主流道長度可小于60mm。
HDPE（熱塑性塑料）的主流道型式及尺寸如下圖所示：
圖2—1主流道的形狀和尺寸
其中D1,D2分別為主流道進(jìn)、出端截面直徑，參照文獻(xiàn)【13】表6——1主流道截面直徑的推薦值可得D1=4.5 D2=6 LZ=50 =3
2．4．2 分流道設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的一段流道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段，能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。對多型腔模分流道還起著向各型腔分配塑料的作用。
2．4．2．1 截面形狀的設(shè)計(jì)
常見的分流道的截面形狀有圓形，半圓形，橢圓形和梯形，U形和矩形截面，但以梯形截面最為常用。恰當(dāng)合理的分流道形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)制品的體積，壁厚，形狀復(fù)雜程度，模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。分流道長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置。從輸送熔體時(shí)的減少壓力損失和熱量損失的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。分流道斷面尺寸取決于多種因素，其中包括塑件重量和壁厚，塑料粘度和分流道本身的長度。分流道斷面積應(yīng)能保證型腔充滿并補(bǔ)充因腔內(nèi)塑料收縮所需的熔體后方可冷卻凝固。因此，分流道端面直徑或厚度應(yīng)大于塑件厚度。常用塑料注塑件分流道斷面尺寸推薦范圍，其數(shù)據(jù)是根據(jù)長期經(jīng)驗(yàn)積累并試驗(yàn)積累并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的。在這里選用梯形分流道，此種截面是拋物線形截面的變形，與此兩種截面相比，熱損失大，但便于分流道的加工及刀具選擇，因此也是最常用的形式。分流道結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn)【9】表6——150分流道截面形狀及尺寸可得：
圖2—2分流道截面形狀簡圖 其中：L=6mm， H=4mm
2．4．2．2 分流道分布設(shè)計(jì)
分流道的布局取決于型腔的布局，型腔與分流道的布局原則是排列緊湊，縮小模具尺寸，分流道的長度盡量短，鎖模力力求平衡，分流道的布置形式有平衡式進(jìn)料和非平衡式進(jìn)料兩種，根據(jù)實(shí)際要求，在這里采用平衡式澆口形式。分流道設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）分流道布置應(yīng)盡量平衡。
（2）分流道的尺寸需根據(jù)制品的壁厚，體積，形狀復(fù)雜程度以及所用塑料性能等因素而定。
（3）分流道表壁的表面粗糙度不宜太小，以免冷料帶入模腔，一般要求達(dá)到Ra1.25~2.5m 即可，這樣做可增大對外層塑料熔體的流動阻力，使其流速減小并與中心熔體之間具有一定的速度差，以保證熔體流動時(shí)具有合適的切變速率和剪切熱。
（4）當(dāng)分流道設(shè)計(jì)比較長時(shí)，其末端應(yīng)留有冷料穴，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入模腔造成充模不足或影響制品的熔接強(qiáng)度。
（5）設(shè)計(jì)分流道時(shí)應(yīng)將熱量損失和流動阻力作為主要矛盾進(jìn)行考慮，只有在保證塑料熔體能夠在足夠的壓力和合理的溫度下充滿模腔時(shí)，才能盡量減小分流道截面積和長度以降低原材料消耗。
2．4．3 冷料穴設(shè)計(jì)：
冷料穴一般都設(shè)置在主流道末端，即主流道正對面的動模上，直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑，以利于冷料流入。當(dāng)分流倒較長時(shí)，可將分流道的盡頭沿前進(jìn)方向稍延長部分作為冷料穴。其作用是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料類的，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使塑件能順利地充滿型腔。為便于拉料桿將主流道凝料拉出，選用底部帶有拉桿的Z形冷料穴，這類冷料穴的底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上。
在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，冷料穴的大小要適宜，一般情況下，主流道冷料穴圓柱體的直徑為6~12mm，其深度為6~10mm,對于大型制品，冷料穴的具體尺寸可適當(dāng)加大，在此處三板式模具上一般不設(shè)主流道冷料穴，只在分流道上設(shè)計(jì)冷料穴，其結(jié)構(gòu)尺寸參照文獻(xiàn)【3】表6——161冷料穴與拉料桿。
2．4．4 澆口設(shè)計(jì)：
它是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，它的作用是使分流道輸送來得熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)順序，迅速地充滿型腔，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。
2．4．4．1 澆口形式和尺寸設(shè)計(jì)
因該塑件屬扁平塑件，在這里宜采用平縫式澆口，它又稱薄片式澆口或?qū)挶部?，是?cè)澆口的另一變異形式，采用平縫式澆口的優(yōu)點(diǎn)是塑料通過特別開設(shè)的平行澆道得到均勻分配，以較低的線速度呈平行流均勻進(jìn)入型腔，因而使塑件的內(nèi)應(yīng)力小，尤其是為了減少因定向而產(chǎn)生的翹曲，并減小了氣泡及缺料等缺陷，這對防止聚乙烯塑件變形更為有效，但去除澆口加工量大，且澆口痕跡明顯，其澆口形式和尺寸參照文獻(xiàn)【11】表6~153平縫式澆口形式和尺寸：
圖2—3平縫式澆口簡圖
2．4．4．2 澆口位置的設(shè)計(jì)
影響澆口截面形狀及其尺寸確定的因素，就制品而言，包括制品的形狀，大小，壁厚，尺寸精度，外觀質(zhì)量及力學(xué)性能等，制品所用塑料特性對澆口設(shè)計(jì)的影響因素是塑料的成型溫度，粘度，收縮率及有無填充物等。此外，在進(jìn)行澆口設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮澆口的加工，脫模及消除澆口的難易程度，除此以外，在選擇澆口位置時(shí)，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1． 澆口位置應(yīng)設(shè)在制品最大壁厚處，使塑件從厚壁流向壁薄，并保持澆口至型腔各處的流程基本一致。
2． 防止?jié)部谔幃a(chǎn)生噴射而在充填過程中產(chǎn)生產(chǎn)生蛇形流。
3． 澆口位置應(yīng)設(shè)在制品的主要受力方向上，因?yàn)樗芰系牧鲃臃较蛏纤惺艿牧蛪簯?yīng)力最高，特別是帶填料的增強(qiáng)塑料，這種情況更加明顯。
4． 在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)考慮制品的尺寸要求，因?yàn)樗芰辖?jīng)澆口充填型腔時(shí)，在塑料的流動方向與垂直于流動方向上的收縮不盡相同，所以應(yīng)考慮到變形和收縮的方向性。
2．6 分型面選擇設(shè)計(jì)：
模具閉合時(shí)動模和定模相配合的接觸平面，叫做分型面。分型面的選擇受塑件形狀，壁厚，成型方法，后處理工序，塑件外觀，塑件尺寸精度，塑件脫模方法，模具類型，型腔數(shù)目，模具排氣，嵌件，澆口位置與形式成型機(jī)的結(jié)構(gòu)等的影響。
在選擇分型面時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：
1． 要盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡單。
2． 型腔排氣順利，因此分型面應(yīng)該選擇在熔體流動的末端。
3． 確保塑件質(zhì)量。
4． 無損塑件外觀。
5． 考慮側(cè)向抽拔距，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動，定模的開合模方向上，對于帶有互相垂直的兩個方向都有孔或凹槽的塑件，應(yīng)避免長距離抽芯。
6． 要注意脫模斜度對塑件質(zhì)量的影響。
7． 如果塑件上側(cè)孔，必須側(cè)向抽芯，應(yīng)避免定模上側(cè)向抽芯。
8． 分型面的選擇應(yīng)有利于嵌件的安裝。
綜上述幾點(diǎn)原則，確定分型面的位置在裝配圖所示的Ⅰ—Ⅰ，Ⅱ—Ⅱ分型面處。
2．7 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
注塑模的排氣是模具設(shè)計(jì)中不可忽視的一個問題，特別是快速注塑成型工藝的發(fā)展對注塑模排氣的要求更加嚴(yán)格。在注塑過程中，塑料熔體進(jìn)入模腔的同時(shí)置換出模腔內(nèi)的氣體，這些氣體如果不能排出模腔，將會影響制品成型以及脫模后的質(zhì)量，因此，在注塑模具時(shí)，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)問題。
常見的排氣方式有排氣槽排氣，分型面排氣，拼鑲件縫隙排氣，推桿間隙排氣，粉末燒結(jié)合金塊排氣，強(qiáng)制排氣等。本設(shè)計(jì)中盒蓋塑件采用的是中小型模具，僅利用分型面排氣還不行，在這里應(yīng)設(shè)置排氣槽， 排氣槽深度通常為0.03~0.05mm必要時(shí)可深至0.1~0.3mm，寬度為5~10mm,為了防止塑料堵塞排氣槽，又在上述深度的排氣槽向外延伸6mm，以外加深到0.8mm.其具體尺寸參考文獻(xiàn)【6】表5—36，排氣槽尺寸如下：h=0.02mm h1=0.5mm l=8~10mm，排氣槽簡圖如下圖所示：
圖2—4排氣槽簡圖
2．8 對合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模具中，對合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能是保證動，定模部分能夠準(zhǔn)確對合，使分別加工在動模和定模上的成型表面，在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)確的腔體，從而保證塑件形狀，壁厚和尺寸的準(zhǔn)確。
對于這里的中小型模具，可選用以導(dǎo)柱為基本零部件的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱形式及尺寸參考【13】查塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)表5—1帶臺導(dǎo)柱，具體尺寸如下所示： d=20. d1=20 D=25
S=6 L1=32 L=90
注：材料為T8A
技術(shù)要求：①熱處理50——55HRC。
②圖中標(biāo)注的形位公差t為6級。
③d的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內(nèi)變動。
④圖示倒角不大于0.545°
⑤ 在滑動部位需要設(shè)置油槽時(shí)，其要求由錄制單位自行決定。
2．9 脫模頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：
在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出，完成取出塑件這個動作的機(jī)構(gòu)就是脫模機(jī)構(gòu)，也稱為頂出機(jī)構(gòu)。熱塑性塑料在脫模時(shí)有較大的彈性，即使在較小的脫模斜度下，也可順利脫模。但為了減小脫模阻力，一般在產(chǎn)品沒有特殊要求的條件下，應(yīng)選用2°脫模斜度作為標(biāo)準(zhǔn)斜度。根據(jù)以上設(shè)計(jì)規(guī)范，查文獻(xiàn)【7】表5—27常用塑料的脫模斜度推薦值可得聚乙烯凸模的脫模斜度為
20″~45″，凹模的脫模斜度為25″~45″。頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循如下設(shè)計(jì)原則：
1） 頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要準(zhǔn)確，可靠，靈活，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服脫模阻力。
2） 保證在頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機(jī)構(gòu)的最基本要求。在設(shè)計(jì)時(shí)要正確估計(jì)塑件對模具粘附力的大小和所在位置，合理地設(shè)置頂出部位，使頂出力能均勻合理地分布，要讓塑件能平穩(wěn)地從模具中脫出而不會產(chǎn)生變形。頂出力中大部分是用來克服因塑料收縮而產(chǎn)生的包緊力，這個力的大小與塑料品種，性能，以及塑件的幾何形狀復(fù)雜程度，型腔深度，壁厚還有模具溫度，頂出時(shí)間，脫模斜度，模具成型零件的表面粗糙度等因素有關(guān)，其影響因素較為復(fù)雜，很難準(zhǔn)確地進(jìn)行計(jì)算。一般原則是塑件收縮率越大，塑件壁越厚，型芯尺寸越大，形狀越復(fù)雜，型腔深度越深，脫模斜度越小，模具溫度越低，冷卻時(shí)間越長，成型零件表面粗糙度越大，其對模具的包緊力就越大 ，此時(shí)就應(yīng)選擇頂出力較大的頂出方式。
3） 頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯，且頂出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被頂壞。
4） 頂出力應(yīng)作用在不易使塑件產(chǎn)生變形的部位，如加強(qiáng)筋，凸緣，厚壁處等。應(yīng)盡量避免使頂出力作用在塑件平面位置上。
5） 若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位處凹進(jìn)塑件0.1mm左右，而頂出桿端面應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件表面會出現(xiàn)凸起，影響基準(zhǔn)面的平整和外觀。
根據(jù)上述原則及前面設(shè)計(jì)內(nèi)容可知模具中選用脫模機(jī)構(gòu)為推板加斜導(dǎo)桿推出，推板頂出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
1. 推板頂出位置應(yīng)設(shè)置在頂出阻力大的地方,也就是使塑件不易變形的部位.
2. 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯,因此頂出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯,同時(shí)頂出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位,如凸緣,加強(qiáng)筋等處,作用面積也盡可能大一點(diǎn).
3. 與塑件直接接觸的脫出零件的配合間隙要保證不漏料,以免在塑件上留下飛刺痕跡.
4. 在設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí),必須考慮在開模過程中保證塑料留在具有頂出裝置的那一部分,即留于動模上,這樣的頂出機(jī)構(gòu)較為簡單.
5. 在脫出機(jī)構(gòu)完成動作后,并在取出機(jī)構(gòu)完成動作后,到下一個操作循環(huán)時(shí),脫出機(jī)構(gòu)要可靠協(xié)調(diào)復(fù)位,避免各種干涉和損壞現(xiàn)象.
推板尺寸參考文獻(xiàn)【8】表10.4__12t推板尺寸系列得
B=58 l=100 H=16
材料:45鋼
技術(shù)要求: 1)圖中標(biāo)注的形位公差值為t16級,為t28級.
2)以A為基準(zhǔn)的直角相鄰兩面，應(yīng)做出明顯標(biāo)記，標(biāo)記方法由承制單位自行決定。
3）其它按GB/T4170——1984
4）推板與型芯之間的配合間隙如H7/f6等，配合表面粗糙度為Ra0.8~0.4m.
5)為減少脫模過程中推板與型芯的摩擦，在推板與型芯之間留有0.2mm的間隙，其配合錐度還能起到輔助定位的作用，防止推板偏心而引起溢料，推板頂出機(jī)構(gòu)具有頂出力均勻，頂出力大。運(yùn)動平穩(wěn)，且無頂出痕跡等優(yōu)點(diǎn)。
2.10 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本塑件側(cè)壁四側(cè)各有一側(cè)凹，它們垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出，因此成型側(cè)凹的零件必須作成活動的型芯，即設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)，在本設(shè)計(jì)模具采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。
1．確定抽芯距：
抽芯距一般大于側(cè)凹的深度，本例中塑件側(cè)凹深度為1.2mm,即H1=1.2mm，另加3~5mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距=5.2mm
2. 確定斜滑塊的傾角
斜滑塊的傾斜角是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力以及抽芯距有直接關(guān)系，一般取，本例取
3. 確定斜滑塊的尺寸
斜滑塊的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度，可按設(shè)計(jì)資料的有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，本例經(jīng)估算值，取斜導(dǎo)柱的直徑d=14mm
斜滑塊的長度根據(jù)抽芯距，固定端模板的厚度，斜銷直徑以及斜角大小確定，根據(jù)公式，由于上模座板和凸模固定板尺寸不確定，故暫取,如果設(shè)計(jì)中有變化，就修正L的長度取D=20mm,取L=55mm
4.滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
1）滑塊與側(cè)型芯的連接方式設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)中側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于側(cè)凹，由于側(cè)凹的尺寸較小，考慮到型芯強(qiáng)度和裝配問題，采用整體式結(jié)構(gòu)。型芯與滑塊的連接采用鑲嵌方式。
2）滑塊的導(dǎo)滑方式：本設(shè)計(jì)中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低裝配復(fù)雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導(dǎo)向槽形式，其結(jié)構(gòu)如圖所示：
為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時(shí)可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨，配研的裝配方法。
3）滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置：本設(shè)計(jì)中由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時(shí)的定位要求即可，滑塊的定位采用螺釘與固定板固定的組合形式。
2.11 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫，因而在模具上可不舍加熱系統(tǒng)。是否要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)計(jì)算：
設(shè)定模具平均溫度為40℃，用20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃， 產(chǎn)量為0.26kg/h。
1．求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3 ，查有關(guān)文獻(xiàn)的高密度聚乙烯的單位熱流量為64.8103J/kg
2. 求冷卻水的體積流量V
由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。
由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。
三 模具成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算
表1 型腔與型芯類工作尺寸計(jì)算公式
類別
項(xiàng)目
公式
型腔的計(jì)算
徑向尺寸
Lm=（Ls+LsScp-X）
深度
Hm=（Hs+HsScp- X1）
型芯的計(jì)算
徑向尺寸
Lm=（ls+lsScp+X）
高度
hm=（hs+hsScp+X1）
其中 Scp__塑件平均收縮率
__塑件公差
z__成型零件制造公差z=
X__修正系數(shù)，一般為1/2~3/4，公差值大取小值，在這里對于中小型塑件一般取3/4
X1__修正系數(shù)，一般為1/2~2/3，這里取2/3
Lm__型腔徑向尺寸(mm)
Ls__塑件外形基本尺寸(mm)
Hm__型腔深度(mm)
Hs__塑件高度基本尺寸(mm)
lm__型芯徑向尺寸(mm)
hm__型芯高度(mm)
ls__塑件內(nèi)形基本尺寸(mm)
hs__塑件孔深基本尺寸(mm)
以上計(jì)算公式參照文獻(xiàn)【11】表6__56型腔與型芯工作尺寸計(jì)算公式。
1 型腔徑向尺寸計(jì)算
1）長度方向
Lm=（Ls+LsScp-X）
2）寬度方向
3） 深度方向
Hm=（Hs+HsScp- X1）
2．型芯工作尺寸的計(jì)算
1） 徑向尺寸
2) 高度方向尺寸
附表：
表2 其它零件的結(jié)構(gòu)尺寸
名 稱
尺 寸
材 料
熱 處 理
定位圈
P=70
55中碳鋼
正火處理，硬度為183~235HBS
螺釘（件9）
d=4 k=2.6 b=38
l=16
20鋼
正火處理
彈簧
d=1.2
t=2.18
50CrVA
熱處理硬度為HRC42~52
復(fù)位桿
D=25
T8A
銷釘
d=8
45鋼
淬火，HRC40~45
螺釘（件4）
d=8.5 k=5.5 b=80
l=63
20鋼
正火處理
螺釘（件14）
d=27 k=17 b=130
l=16
20鋼
正火處理
四 塑料模具的裝配
塑料模具裝配時(shí)常用的裝配基準(zhǔn)大致分為兩種，以塑料模中的主要工作零件如型芯、型腔和鑲塊等為裝配基準(zhǔn)件，模具的其他零件都依靠裝配基準(zhǔn)件進(jìn)行順序裝配；有導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模具，以模板側(cè)面為基準(zhǔn)進(jìn)行修配和裝配。
一 塑料模零件組裝：
型芯壓入前,通常在固定板的孔口加工出工藝倒角或引入錐度，將型芯尖角部位修成R0.3圓弧，或?qū)⒐潭ò蹇捉遣坑娩彈l修出槽，型芯壓入過程中要多次檢查型芯的垂直度和方位。然后按劃線加工定模固定板型孔，將預(yù)加工的型芯精修成型，將動定模固定板疊合在一起，使分型面緊密貼合，然后夾緊。下一步是將型芯壓入固定并配合緊密，裝配后，型芯外露部分要符合圖紙要求，分別將導(dǎo)套，導(dǎo)柱壓入定模，固定模并檢查導(dǎo)套，導(dǎo)柱的松緊程度，將定模上平面磨平，然后將動模固定板下平面磨平。再將滑塊型芯裝入導(dǎo)滑槽，并推至端面與定模定位面相接觸，將滑塊上固定螺釘，使滑塊與滑塊面均勻接觸，同時(shí)分型面間留有0.2mm的間隙，此間隙可用塞尺檢查。用壓力機(jī)將澆口套壓入定模板，將定模板，復(fù)鉆螺孔后，擰入螺釘和敲入銷釘緊固，將動模板，支架復(fù)鉆后擰入螺釘緊固。各部分裝配完成后，檢查制品，驗(yàn)證模具質(zhì)量狀況，發(fā)現(xiàn)問題可以調(diào)整。
導(dǎo)柱導(dǎo)套孔在整個模具裝配過程中的順序基本上有兩種：若選定型芯和型腔為裝配基準(zhǔn)時(shí)，則導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工順序應(yīng)安排在完成型芯，型腔的組裝。合模后進(jìn)行，若塑件結(jié)構(gòu)形狀使型芯，型腔在合模后很難找正相對位置，或者模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時(shí)，則要先加工裝配導(dǎo)柱導(dǎo)套，作為模具裝配基準(zhǔn)。
未淬硬模板上導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工，可在坐標(biāo)鏜床上分別加工或?qū)?，定模板疊合在一起用工藝銷釘定位后在車床，立銑和鏜床上加工。
二 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題：
1.試模前，應(yīng)對零件的裝配過程再次檢查一遍，以防安裝模具過程中造成傷人，同時(shí)必須對設(shè)備的油路，水路進(jìn)行檢查，并按規(guī)定作好開機(jī)前的準(zhǔn)備。
2.開模試模時(shí)，原則上選擇在低壓，低溫和較長的時(shí)間條件下成型，然后按壓力，時(shí)間，溫度這樣的先后順序變動。
3.注射成型時(shí)，可選用高速和低速兩種工藝，一般在制件壁厚面大時(shí)采用高速注射成型。
4.對粘度高和熱穩(wěn)定差的塑件，采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加料和預(yù)塑，而粘度低和熱穩(wěn)定性好的塑料，可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。
結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我學(xué)完大學(xué)全部課程之后，進(jìn)行的一次系統(tǒng)的、綜合性的總復(fù)習(xí)，也是參加工作前的一次綜合性訓(xùn)練，它直接關(guān)系到我今后的模具設(shè)計(jì)能力。
本設(shè)計(jì)的成品為一薄壁盒蓋，薄壁塑料制件在生活中運(yùn)用廣泛，比如茶杯，咖啡壺，以及各類盒蓋等都運(yùn)用到模具注塑技術(shù)。在設(shè)計(jì)過程中可按以下步驟設(shè)計(jì)薄壁盒蓋模具：盒蓋注塑模工藝規(guī)程的編制—注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算—模具加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)—模具閉合高度的確定—注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，最后是繪制模具總裝配圖。在注塑模藝規(guī)程的編制的過程中，要著重分析制品原材料（HDPE）的各項(xiàng)成型工藝參數(shù)；由于本制品四側(cè)均有側(cè)凹，在開模時(shí)需考慮到側(cè)抽芯問題，但由于側(cè)凹高度僅為1.2mm，可利用斜導(dǎo)桿脫出。本模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中斜導(dǎo)桿起成型兼頂出的作用，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)明確這個細(xì)節(jié)；模具設(shè)計(jì)計(jì)算的要點(diǎn)是型腔與型芯徑向尺寸及深度方向尺寸的計(jì)算，型腔與型芯的計(jì)算在整個設(shè)計(jì)過程中顯得尤為重要，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到制品的尺寸精度；模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖用AutoCAD畫出，圖中需標(biāo)注的各項(xiàng)參數(shù)如尺寸，公差，技術(shù)要求，圖紙布局等均應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)件如推板，螺釘?shù)鹊牧慵D無需一一畫出，但應(yīng)參照文獻(xiàn)查出其具體結(jié)構(gòu)尺寸。
通過本次盒蓋注塑模的設(shè)計(jì)，對熱塑性塑料的各項(xiàng)工藝特性、注射機(jī)的選用、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的選擇、模架等的選擇，以及型腔、型芯的尺寸尺寸計(jì)算等模具相關(guān)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)有了更深的了解。當(dāng)初學(xué)《注塑模設(shè)計(jì)與制造》的時(shí)候，對模具設(shè)計(jì)只是理論上的理解，并沒有應(yīng)用到實(shí)際中去。通過這次設(shè)計(jì)，把理論與實(shí)踐聯(lián)系到一起，一些平時(shí)不懂的問題，在這里都解決了。本設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新點(diǎn)是斜導(dǎo)桿與滑塊的運(yùn)用，當(dāng)模具二次分型時(shí)，滑塊帶動斜導(dǎo)桿向內(nèi)運(yùn)動的同時(shí)向右移動，便于使塑件從模具中脫出。
由于水平有限和時(shí)間倉促，本設(shè)計(jì)中難免存在疏漏和不妥之處，懇請楊老師以及模具教研室的各位老師給予批評指正。在以后的工作或是學(xué)習(xí)中，我會完善自我，逐步提高我的模具設(shè)計(jì)能力，爭取在模具設(shè)計(jì)方面有更大的突破，為中國的模具技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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