分線盒的一模三用注塑模具設計【一模一腔側抽芯含15張CAD圖紙】

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摘 要分析降低塑料制件成本的方法，提出為了降低成本，將滿足一定條件的幾種規(guī)格形式的塑料制件用一副模具成型出來，就是一模多用模具；同時研究了一模多用注射模具三種形式的分類及條件，結合生產(chǎn)實例分析模具設計要點，模具巧妙結構特點等。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，在一定的條件下，使用一模多用注射模具可以減少模具數(shù)量，降低成本，大大提高企業(yè)的市場競爭力。本課題針對分線盒進行產(chǎn)品的模具設計，通過對塑件進行工藝分析和比較，根據(jù)制品的結構及其用途性能，選擇塑料的牌號及注射模成型的方法；分析塑件的性能、尺寸精度及設計的有關注意事項；闡述塑料的性能、成型特性以及工藝參數(shù)；根據(jù)模具材料選擇的具體原則，選擇模具各個部件的材料；本文重點討論了模具結構設計的詳細過程，最終各設計出一副注塑模。從產(chǎn)品結構工藝性和模具結構出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、分型面的選擇、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關參數(shù)的校核都有詳細的分析設計說明。通過完成該課題設計，熟悉了塑料模具設計的一般方法和流程，較好的完成了任務，實現(xiàn)了無紙化設計。通過整個畢業(yè)設計過程，進一步的加深了對注塑模具的了解，同時鞏固了對注塑模具的類型、結構、工作原理等的理性知識，以及在實踐中總結并掌握模具設計的關鍵要點和設計方法。關鍵詞：制件成本;一模多用;分線盒;分型面;冷卻系統(tǒng)AbstractAnalysis of plastic parts to reduce the cost method,proposed in order to reduce costs,willmeet certain conditions,the specifications of several forms of plastic parts used by forming a mold,is amulti-use die;the same time a study on the use of injection-mold the three forms of classification and conditionsof production examples of die design elements,such as mold ingenious structural characteristics.The practice has proved that under certain conditions,the use of a multi-use injection mold can reduce thenumber of mold,reduce costs,and greatly enhance their market competitiveness.This topic junction box for the product mold design,plastic parts through the process of analysis and comparison,According to the structure and USES performance products,choose the brand and injection mould plastic forming methods;Analysis the performance of plastic parts,size precision and design the attention,The performance,molding paper plastic characteristics and process parameters,This paper discusses the design of die structure,the final design of an injection mold. Product structure from the structure of the starting process and mold,the casting mold system,mold forming part of the structure,the choice of sub-surface,cooling system,the choice of injection molding machines and related parameters have a detailed analysis of the design check instructions. Through the entire process of graduation design,further deepened the understanding of injection mold,and consolidate the type of injection mold structure,working principle,etc,the rational knowledge,as well as in practice and grasp the key points and mould design design method.Keywords : parts cost;amulti-use; junction box; parting;cooling system 目 錄引言 ...........................................................................................................................................11 塑料制品及工藝分析....................................................................................................41.1 制件圖 ................................................................41.2 塑件的工藝分析 ........................................................61.2.1 結構工藝性...........................................................61.2.2 塑件工藝性分析.......................................................61.3 塑件材質(zhì)工藝性 ........................................................61.4 注射成型工藝參數(shù) ......................................................82 注塑機的選擇..................................................................................................................92.1 初選注塑機....................................................................................................................92.1.1 確定最大注射量.......................................................92.1.2 確定鎖模力...........................................................92.2 注射機的選擇及校核 ....................................................92.2.1 注射機的選擇.........................................................92.2.2 型腔數(shù)校核 .........................................................102.2.3 注射壓力的校核......................................................102.2.4 鎖模力校核..........................................................112.2.5 模具與注射機安裝部分相關尺寸的校核..................................112.2.6 開模行程的校核......................................................113 模具結構分析與設計 ...............................................................................................123.1 結構分析............................................................................................................................123.1.1 型腔數(shù)目的確定..............................................................................................................133.1.2 分型面位置的確定..........................................................................................................133.2 模具零部件設計................................................................................................................143.2.1 型腔的結構和固定方式..................................................................................................143.2.2 凸、凹模的確定......................................................143.2.3 脫模方式的確定......................................................143.3 澆注系統(tǒng)的確定................................................................................................................153.3.1 主流道的設計........................................................153.3.2 澆口設計 ...........................................................173.4 冷卻系統(tǒng)的結構設計........................................................................................................183.5 排氣方式的確定................................................................................................................183.6 標準模架的選擇................................................................................................................193.7 成型零件的尺寸的計算....................................................................................................213.7.1 型腔徑向的尺寸......................................................223.7.2 型腔深度尺寸........................................................233.7.3 型芯高度尺寸........................................................233.8 冷卻系統(tǒng)水管孔徑的計算................................................................................................223.9 澆注系統(tǒng)尺寸的計算........................................................................................................244 塑件型腔強度的計算..................................................................................................264.1 型腔側壁厚度強度計算....................................................................................................264.2 型腔底部厚度強度計算....................................................................................................265 分線盒脫模機構相關計算 ........................................................................................275.1 推桿直徑計算....................................................................................................................275.2 推桿長度計算....................................................................................................................286 抽芯距離相關計算 ......................................................................................................296.2 斜銷尺寸計算....................................................................................................................296.3 滑塊尺寸............................................................................................................................307 模架的確定 ....................................................................................................................317.1 各模板的尺寸的確定........................................................................................................317.2 校核模具平面尺寸............................................................................................................318 模具的修模 ....................................................................................................................328.1 粘著模腔............................................................................................................................328.2 粘著模芯............................................................................................................................328.3 粘著主流道........................................................................................................................32結論 .........................................................................................................................................33謝 辭.....................................................................................................................................34參考文獻 ................................................................................................................................35第 0 頁 共 35 頁引言自從我國加入世貿(mào)組織（WTO）后，將獲得一個更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國與各國、各地區(qū)的經(jīng)濟貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展，我國的利用外資領域將進一步擴大，國內(nèi)和國外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機會和收益。 由于國內(nèi)某些模具在技術上和質(zhì)量上與國外先進水平存在著較大的差距，使短期內(nèi)國內(nèi)模具難以與國外先進模具的抗衡。這對我國模具產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一定的沖擊。另一方面也促進國內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置、調(diào)整經(jīng)濟結構、提高社會勞動效率，促使企業(yè)苦練內(nèi)功，提高管理水平。應該清醒地認識到競爭才會帶來更快的發(fā)展．只要發(fā)揮自身優(yōu)勢，減少技術差距，我國的模具必將逐步占領國內(nèi)市場，并拓展國際空間。塑料模是應用最廣泛的一類模具。在國外，塑料模占模具行業(yè)的 50%以上，而我國只有 30%左右，因而有較大的發(fā)展空間。近年來，我國塑料模有長足的進步。但模具制造周期仍比國外長 2-4 倍，模具的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，總體水平與國外比尚有較大差距。而塑料模的主要應用領域：汽車摩托車行業(yè)，家電電子行業(yè)在加入 WTO 后將會有更多的新產(chǎn)品開發(fā)，對各個檔次的模具需求均有大幅增長?？傮w來說，塑料模將是發(fā)展最快的一類模具。我國注射模成型工藝發(fā)展了近 50 年，但是由于塑料制品的多樣性、復雜性和工程技術人員經(jīng)驗的局限性，長期以來，工程技術人員很難精確地設置制品最合理的加工參數(shù)，選擇合適的塑料材料和確定最優(yōu)的工藝方案。傳統(tǒng)模具開發(fā)流程為概念設計→產(chǎn)品設計→模具設計→模具制造→設置_工藝參數(shù)→試?！a(chǎn)。傳統(tǒng)方法在開始大規(guī)模生產(chǎn)前由于僅憑經(jīng)驗設計模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅要工藝師重新設置工藝參數(shù)，甚至還要設計師調(diào)整塑料制品和模具設計方案，修改模具。重復各個步驟增加了生產(chǎn)成本，影響模具質(zhì)量，同時延長了制品生產(chǎn)時間。近 年 來 ， 隨 著 塑 料 工 業(yè) 的 迅 猛 發(fā) 展 ， 模 具 設 計 與 制 造 更 趨 向 高 效 率 、 自 動 化 、大 型 、 高 精 度 、 高 壽 命 。 例 如 電 視 機 外 殼 、 洗 衣 機 內(nèi) 缸 、 電 冰 箱 、 空 調(diào) 機 零 件 、 浴盆 、 桶 、 周 轉 箱 等 模 具 。 世 界 上 一 些 工 業(yè) 發(fā) 達 國 家 ， 其 模 具 工 業(yè) 總 產(chǎn) 值 早 已 超 過 了機 床 工 業(yè) ， 其 發(fā) 展 速 度 也 超 過 了 機 床 、 汽 車 、 電 子 等 工 業(yè) 。 在 這 些 國 家 ， 模 具 工 業(yè)已 成 為 國 民 經(jīng) 濟 的 基 礎 工 業(yè) 之 一 。 美 國 工 業(yè) 界 稱 “模 具 工 業(yè) 是 美 國 工 業(yè) 的 基 石 ”，日 本 模 具 協(xié) 會 稱 “模 具 是 促 進 社 會 富 裕 的 動 力 ”。 模 具 的 價 值 不 僅 是 其 本 身 的 價 值 ，還 在 于 它 的 應 用 為 社 會 創(chuàng) 造 了 巨 大 的 經(jīng) 濟 效 益 和 社 會 效 益 。在塑料成型生產(chǎn)中，先進的模具設計、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)質(zhì)的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射模具可以成型上百萬次，一副優(yōu)良的壓縮模具可以成型 25 萬次以上，這與上述因素有很大的關系。我國的模具行業(yè)是應用 CA/DCAM 較早的一個領域，但就整個行業(yè)而言，至今具有較完備集成環(huán)境的企業(yè)較少。目前在該行業(yè)具有代表性的是在設計、制造及管理等部 第 1 頁 共 35 頁門部分或單獨采用了 CAD、CAM 等技術。雖然這些技術在應用初期對提高產(chǎn)品設計水平、增加企業(yè)活力起到了積極的促進作用，但隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代速度不斷加快、同行業(yè)競爭加劇及市場不斷擴大，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量、成本、制造周期要求不斷提高，原來分散獨立使用已不適應發(fā)展需要。我國是制造業(yè)大國，在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結構變革中，我國正逐步成為全球制造業(yè)的重要基地之一。 “以信息化帶動工業(yè)化，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，推動社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展”是國家的發(fā)展戰(zhàn)略。應用高新技術，特別是信息技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、促進產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，將成為我國今后一段時間制造業(yè)發(fā)展的主題之一。我國 CAD/CAE/CAM 等現(xiàn)代制造技術的研發(fā)與應用起步晚、基礎差。80 年代初，機械 CAE 技術中的有限元法被成功地應用到注射成型分析過程中，逐步形成了注射模 CAE 系統(tǒng)。注射模 CAE 技術是力學、流體、熱學、高分子材料、注射成型工藝、注射模設計、有一限元分析和計算機等多學科相交叉的新興學科。國際市場上出現(xiàn)了一些商品化注射模 CAE 軟件，近十來年 CAE 技術也已走向成熟。國內(nèi)是在“八五”期間才開始注射模 CAE 技術的研究、開發(fā)工作，近年來也陸續(xù)出現(xiàn)了有自主知識產(chǎn)權的注射模 CAE 軟件。 “九五”期間科技部同國家經(jīng)貿(mào)委等部門實施“CAD 應用工程” ，現(xiàn)已成功地實現(xiàn)了“甩圖板” ，并在部分企業(yè)進行了 CAD 等技術的應用試點與示范，現(xiàn)代技術的開發(fā)和應用有了良好的起步和發(fā)展， “十一五”期間國家將投入 8 億元實施信息化工程。同時在 CAD/CAE/CAM 等軟件方面擁有了自主知識產(chǎn)權的軟件。雖然國外軟件的應用在我國模具行業(yè)中仍占主要地位，但可預計國產(chǎn)的 CAD/CAE/CAM 軟件將在我國模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。在 CAD/CAE/CAM 研究及應用上，我國處于起步階段，CAD 真正應用不超過十年，CAM 也僅是近些年逐步開始應用，CAE 的應用僅僅限于為數(shù)不多的較大模具企業(yè)應用，技術也還處于探索階段。國外發(fā)達國家模具標準化程度為 70%～80%，而我國只有 30%左右。如能廣泛應用模具標準件，將會縮短模具設計制造周期 25%～40%，并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時浪費。應用模具 CAD／CAM 技術設計模具已較為普遍，推廣使用模具標準件，能夠實現(xiàn)部分資源共享，這會大大減少模具設計的工作量和工作時間，對于發(fā)展CAD／CAM 技術、提高模具的精密度有重要意義。隨著中國當前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉，在“實現(xiàn)中華民族的偉大復興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力” ，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王” ，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金” ?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在 1989年 3 月頒布的《關于當前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，就把模具技術的發(fā)展作為機械行業(yè)的首要任務。第 2 頁 共 35 頁近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次畢業(yè)設計的主要任務是塑料分線盒一模三用注塑模具的設計。也就是各設計一副注塑模具來生產(chǎn)三種結構的分線盒塑件，以實現(xiàn)多結構自動化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。針對塑料分線盒的具體結構，通過此次設計，使我對直接澆口分型面模具的設計有了較深的認識。同時，在設計過程中，通過查閱大量資料、手冊、標準、期刊等，結合教材上的知識也對注塑模具的組成結構（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導向部分、推出機構、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認識，拓寬了視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設計積累了一定的經(jīng)驗。 第 3 頁 共 35 頁1 塑料制品及工藝分析1.1 分線盒制件圖此 次 設 計 的 塑 件 為 分 線 盒 塑 料 配 件 ， 相 同 尺 寸 、 塑 料 原 料 ， 不 同 結 構 形 式 的塑 件 一 模 多 用 注 射 模 具 此 類 模 具 的 塑 料 制 件 相 同 尺 寸 、 塑 料 原 料 ， 不 同 主 要 指 結 構形 式 不 同 ， 部 分 視 圖 如 圖 1.1 所 示 ， 分 線 盒 塑 料 件 結 構 ， 有 一 通 、 角 二 通 、 直 二通 等 共 三 種 結 構 形 式 ， 每 一 通 路 的 尺 寸 是 相 同 的 。 如 果 塑 料 制 件 結 構 形 式 相 差 太 大 ，可 能 引 起 模 具 制 作 困 難 ， 成 本 過 高 。 主 要 用 于 通 訊 、 網(wǎng) 絡 等 線 管 的 分 線 管 接 線 作 用 。分 線 盒 的 塑 料 選 用 聚 氯 乙 烯 （ PVC） 滿 足 使 用 和 成 型 要 求 。 如 圖 1.2（ 塑 件 三 ） 為角 二 通 通 分 線 盒 結 構 尺 寸 圖 ， 有 兩 個 通 路 口 ， Φ 20mm 通 口 與 分 線 管 相 配 ，Φ 63mm 尺 寸 與 分 線 盒 蓋 相 配 ， 這 兩 組 尺 寸 精 度 要 求 較 高 ， 其 余 尺 寸 精 度 只 作 一 般要 求 。 制 件 上 的 2 個 Φ 20mm 通 路 口 與 分 線 盒 的 主 分 型 面 垂 直 ， 為 外 側 凸 起 和 側 孔 ，為 便 于 開 模 取 制 件 ， 必 須 設 計 為 側 抽 芯 結 構 。圖 1.1 分線盒三維圖第 4 頁 共 35 頁塑件一塑件二 第 5 頁 共 35 頁塑件三圖 1.2 分線盒尺寸設計圖1.2 塑件的工藝分析1.2.1 結構工藝性對于分線盒塑料零件的材料為 PVC(聚氯乙烯)，其表面要求無凹痕。其余尺寸均無精度要求為自由尺寸，可按 MT5 級精度查取公差值。1.2.2 塑件工藝性分析(1) 塑件尺寸較大且要求塑件表面精度等級較高，無凹痕。采用直接澆口流道的單分型面型腔注射?？梢员ＷC其表面精度。(2) 該塑件為中小批量生產(chǎn)，且塑件的形狀較復雜。為了加工和熱處理，降低成本，分線盒采用的是一模一腔的，從而簡化結構，降低模具的成本。1.3 塑件材質(zhì)工藝性表 1-1 分線盒塑件工藝特性塑料品種 PVC(聚氯乙烯)熱塑性塑結構特點料使用溫度 一般在-15～55℃之間第 6 頁 共 35 頁性能特點①常規(guī)性能：PVC 樹脂是一種白色或淡黃色的粉末，比重1.35~1.45；PVC 制品的軟硬度可以通過加入增塑劑的含量來調(diào)節(jié)，能做出不同軟硬度的制品。純 PVC 的吸水率和透氣性都很小。②力學性能：PVC 具有較高的硬度和力學性能，并隨分子量的增大而提高，但隨溫度的升高而降低。PVC 中加入的增塑劑含量不同，對力學性能影響很大，力學性能隨增塑劑含量的增加而下降。PVC 的耐磨性一般，硬質(zhì) PVC 的靜摩擦系數(shù)是0.4~0.5，動摩擦系數(shù)是0.23。③熱學性能：PVC 的熱穩(wěn)定性很差，純 PVC 樹脂在140℃就開始分解，到180℃就立刻加速分解；而 PVC 的熔融溫度為160℃，因此純 PVC 樹脂很難用熱塑性的方法加工。PVC 的線膨脹系數(shù)比較小，并具有難燃性，氧指數(shù)高達45%以上。④電學性能：PVC 是一種電性能較好的聚合物，但由于本身極性較大，其絕緣性不如 PE、PVC，介電常數(shù)、介電損耗角正切值、體積電阻率較大。PVC 的電性能受溫度、頻率、添加劑的品種影響較大，自身的耐電暈性也不好，一般只適用于低壓、低頻絕緣材料。⑤環(huán)境性能：PVC 可以耐大多數(shù)的無機酸（發(fā)煙硫酸和濃硝酸除外） 、無機鹽、堿、多數(shù)有機溶劑（如乙醇、汽油和礦物油） ，適合做化工防腐材料。PVC 在酯、酮、芳烴、鹵烴中會溶脹或者溶解，其中最好的溶劑是四氫呋喃和環(huán)己酮。PVC 不耐光、氧、熱，極易發(fā)生降解，引起制品顏色變化（白色→粉紅色→淡黃色→褐色→紅棕色→紅黑色→黑色） 。 第 7 頁 共 35 頁成型特點PVC 加工溫度范圍窄（160-185℃） ，加工較困難，工藝要求高，加工時一般情況下可不用干燥（若需干燥，在60-70℃下進行）。模溫較低（20-40℃） 。PVC 加工時易產(chǎn)生氣紋、黑紋等，一定要嚴格控制好加工溫度。螺桿轉速應低些（50%以下） ，殘量要少，背壓不能過高。模具排氣要好。PVC 料在高溫炮筒中停留時間不能超過15分鐘。PVC 宜用大水品進膠，采用“中壓、慢速、低溫”的條件來成型加工較好。較 PVC 產(chǎn)品易粘前模，開模速度（第一段）不宜過快，水口在流道冷料穴處做成拉扣式較好，啤 PVC 料停機前需及時用 PS 水口料（或 PE 料）清洗炮筒，防止 PVC 分解產(chǎn)生Hd↑,腐蝕螺桿、炮筒內(nèi)壁。1.4 注射成型工藝參數(shù) 表 1-2 塑件工藝參數(shù)(PVC)工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格料筒溫度(℃)后段：160-170中段：165-180前段：170-190成型時間(t/S)注射時間：0-3保壓時間：16-60冷卻時間：16-60噴嘴溫度(℃) 150-170 螺桿轉速(r/min) 28模具溫度(℃) 80-90 注射壓力(MPa) 80-130第 8 頁 共 35 頁2 注塑機的選擇2.1 初選注塑機模具只有和合適的注塑機相配，生產(chǎn)才能進行。注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量，注射壓力，注射速度，塑化能力，鎖模力，合模裝置的基本尺寸，開合模速度，空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是設計、制造、購買和使用注塑機的主要依據(jù)。下面為了選擇合適的注塑機，從校核注塑機的各種參數(shù)入手：(1)注塑量：螺桿或柱塞一次注射的最大容積（cm 2）或者一次注射塑料的最大重量。(2)注射壓力；注射時螺桿或柱塞頭部施于預塑物料的最大壓力（MPa）(3)注射速率；單位時間內(nèi)注射的理論容積、螺桿或柱塞截面積乘以螺桿或柱塞的最大速度（cm 3/s）(4)塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料的最大質(zhì)量（g/s）(5)鎖模力；為克服塑料熔體漲開模具而施于模具的力（KN）(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸（mm） ，拉桿空間（mm） ，模板間最大開距（mm） ，動模板的行程（mm） ，模具最大厚度與最小厚度（mm）等。這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍(7)空循環(huán)周期：注射機在不加入塑料物料時一次循環(huán)的最短時間（s）2.1.1 確定最大注射量通過計算塑件質(zhì)量 流道凝料的質(zhì)量 按塑件質(zhì)量的gVM24.306.141???? 2m0.6倍來估算。從上述確定的一模一腔，所以注射量為 （2-1）8...nm2.1.2 確定鎖模力流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 ，在模具設計前是個未知值，根據(jù)2A 第 9 頁 共 35 頁多型腔模的統(tǒng)計分析， 是每個塑件在分型面上的投影面積 的0.2倍—0.5倍，因此2A1A可以用公式（2-2）1121.35.nAn???2149m3.4?代入得 216..5A（2-3）13849kN02.pF??型式中P取30Mpa，因為材料PVC有精度要求。2.2 注射機的選擇及校核2.2.1 注射機的選擇根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值可以選擇SZ—250/1250臥式注射機，詳見下表表2-1注射機主要技術參數(shù)理論注射容量/cm3270 鎖模力/kn 1250螺桿直徑/mm 45 拉桿內(nèi)間距/mm 415X415注射壓力/MPa 160 移模行程/mm 360注射速率/(g/s) 110 最大模厚/mm 410塑化能力/(g/s) 18.9 最小模厚/mm 150螺桿轉速/(r/min)10~200 定位孔直徑/mm 160噴嘴球半徑/mm 15 噴嘴孔直徑/mm 3.5鎖模方式 雙曲肘2.2.2 型腔數(shù)校核由料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n。14230.)/.6-30/18.9(0)/m-(kMt/360N12 ??????型腔數(shù)校核合格式中：K 是注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8；M 是注射機的額定塑化量（18.9g/s）T 是成型周期，取 30s2.2.3 注射壓力的校核 第 10 頁 共 35 頁在確定型腔的數(shù)量后確定注塑機的類型，參考教材《塑料成型工藝與模具設計》公式 2-4：按注塑機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目 n≤F-PA 2/PA1式中 F——注塑機的額定鎖模力（N） ；A1——單個塑件在模具分型面上的投影面積（mm 2） ；A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm 2） ；P——塑料容體對型腔的成型壓力(MP a)，其大小一般是注射壓力大小。但由于在本文中 3.7.1 章節(jié)已進行了脫模力的計算，所以可以由校核公式F≥KF t 總 進行校核，式中：F－注射機額定鎖模力（KN） ，F(xiàn)t 總 —脫模力（KN） ，K－安全系數(shù),取 K=1.2而 =160MPa 注射壓力合格 （2-4）MPapke 130.0/ ???ep式中： 取 1.3 取 100MPa（PVC 料） 。/ 02.2.4 鎖模力校核F≥Kap 型 =1.2×13.85=16.62kN,而 F=1250kN,鎖模力校核合格。其他安裝尺寸的校核要在模架選定，結構尺寸確定后才可進行。2.2.5 模 具 與 注 射 機 安 裝 部 分 相 關 尺 寸 的 校 核為 了 使 注 射 模 具 能 夠 順 利 地 安 裝 在 注 射 機 上 并 生 產(chǎn) 出 合 格 的 塑 件 ， 在 設 計 模 具時 必 須 校 核 注 射 機 與 模 具 安 裝 有 關 的 尺 寸 。（1）噴嘴尺寸：設計模具時，主流道始端的球面必須比注射機噴嘴頭部球面半徑略大一些。主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大。在此次設計中，所選注射機型號為 XS-Z-60，噴嘴球半徑為 14mm，噴嘴孔直徑為 4mm，本套模具的主流道始端球面半徑為16mm，主流道小孔直徑為 5mm，故符合設計要求。（ 2） 最 大 、 最 小 厚 度 校 核 ： 在 模 具 設 計 時 ， 應 使 模 具 的 總 厚 度 位 于 注 射 機 可 安裝 模 具 的 最 大 模 厚 與 最 小 模 厚 之 間 。 同 時 應 校 核 模 具 的 外 形 尺 寸 ， 使 得 模 具 能 從 注射 機 的 拉 桿 之 間 裝 入 。 本 套 模 具 的 總 厚 度 為 214mm， 模 板 長 度 為 200mm×250mm，所 選 注 射 機 XS-Z-60 的 最 大 模 具 厚 度 為 250mm， 最 小 模 具 厚 度 為 70mm， 動 、 定 模固 定 板 的 尺 寸 =330mm×440mm， 注 射 機 的 拉 桿 空 間 為 190mm×300mm。 故 符 合 要 求 。2.2.6 開 模 行 程 的 校 核注 射 機 的 開 模 行 程 是 有 限 制 的 ， 塑 件 從 模 具 中 取 出 時 所 需 的 開 模 距 離 必 須 小 于注 射 機 的 最 大 開 模 距 離 ， 否 則 塑 件 無 法 從 模 具 中 取 出 。 由 于 注 射 機 的 鎖 模 機 構 不 同 ，開 模 行 程 的 校 核 可 分 為 與 模 具 厚 度 無 關 、 與 模 具 厚 度 有 關 兩 種 。 第 11 頁 共 35 頁所 選 用 注 射 機 XS-Z-60 是 液 壓 和 機 械 聯(lián) 合 作 用 的 鎖 模 機 構 ， 最 大 開 模 程 度 由 連桿 機 構 的 最 大 行 程 所 決 定 ， 并 不 受 模 具 厚 度 的 影 響 。 本 模 具 屬 于 單 分 型 面 注 射 模 具 ，如 圖 2-1 所 示 ， 又 公 式 2-5 開 模 行 程 可 按 下 式 校 核 ：（ 2-5）10)m~(5+H21?式 中 ： S——注 射 機 最 大 開 模 行 程 ， mm；H1——推 出 距 離 ， mm；H2——包 括 澆 注 系 統(tǒng) 在 內(nèi) 的 塑 件 高 度 ， mm。開 模 行 程 的 校 核 應 考 慮 側 向 抽 芯 所 需 的 開 模 行 程 HC， 當 HC〈 H1+H2 時 ， HC對 開 模 行 程 沒 有 影 響 ， 仍 用 上 面 公 式 進 行 校 核 。 當 HC〉 H1+H2 時 ， 可 用 HC 代 替上 面 的 H1+H2。3 模具結構分析與設計3.1 結構分析 注 射 模 具 主 要 由 動 模 和 定 模 兩 部 分 組 成 ， 定 模 部 分 安 裝 在 注 射 機 的 固 定 模 板 上 ，動 模 部 分 安 裝 在 注 射 機 的 移 動 模 板 上 。 在 注 射 成 型 過 程 中 ， 模 具 的 動 模 隨 注 射 機 上的 合 模 系 統(tǒng) 運 動 ， 同 時 動 模 部 分 與 定 模 部 分 由 導 柱 導 向 而 閉 合 形 成 澆 注 系 統(tǒng) 和 型 腔 ，塑 料 熔 體 從 注 射 機 噴 嘴 流 經(jīng) 模 具 澆 注 系 統(tǒng) 進 入 型 腔 內(nèi) 。 冷 卻 后 開 模 時 動 模 與 定 模 分離 ， 由 推 出 機 構 將 塑 件 推 出 。根 據(jù) 模 具 上 各 個 部 分 的 不 同 作 用 ， 注 射 模 大 致 可 分 為 下 面 八 大 部 分 ：（ 1） 成 型 部 分成 型 部 分 主 要 由 凸 模 （ 型 芯 ） 、 凹 模 （ 型 腔 ） 等 組 成 。 凸 模 （ 型 芯 ） 形 成 塑 件的 內(nèi) 表 面 形 狀 ， 凹 模 （ 型 腔 ） 形 成 塑 件 的 外 表 面 形 狀 。 合 模 后 組 成 塑 件 的 幾 何 邊 界 ，包 容 塑 件 。（ 2） 澆 注 系 統(tǒng)熔 融 塑 料 從 注 射 機 噴 嘴 進 入 模 具 型 腔 所 流 經(jīng) 的 通 道 稱 為 澆 注 系 統(tǒng) ， 將 注 射 機 噴嘴 噴 出 的 熔 融 塑 料 引 入 到 型 腔 中 ， 起 到 輸 送 管 道 的 作 用 。 澆 注 系 統(tǒng) 由 主 流 道 、 分 流道 、 澆 口 及 冷 料 井 組 成 。（ 3） 導 向 機 構導 向 機 構 分 為 動 模 與 定 模 之 間 的 導 向 和 推 出 機 構 的 導 向 。（ 4） 側 向 分 型 與 抽 芯 機 構塑 件 上 如 果 有 側 向 的 凹 凸 形 狀 或 者 側 孔 ， 就 需 要 有 側 向 的 凸 模 或 者 成 型 塊 來 成型 。 在 塑 件 被 推 出 之 前 ， 必 須 先 使 側 向 凸 模 或 側 向 成 型 塊 抽 出 ， 然 后 才 能 順 利 脫 模 。第 12 頁 共 35 頁帶 動 側 向 凸 模 或 側 向 成 型 塊 移 動 的 機 構 稱 為 側 向 分 型 與 抽 芯 機 構 。（ 5） 排 氣 系 統(tǒng)在 注 射 成 型 過 程 中 ， 為 了 將 型 腔 內(nèi) 的 氣 體 排 出 模 外 ， 需 要 開 設 排 氣 系 統(tǒng) 。 小 型塑 件 的 排 氣 量 不 大 ， 因 此 可 直 接 利 用 分 型 面 間 的 間 隙 排 氣 。（ 6） 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng)為 了 滿 足 注 射 工 藝 對 模 具 的 溫 度 要 求 ， 必 須 對 模 具 的 溫 度 進 行 控 制 ， 因 此 模 具常 常 設 有 冷 卻 或 加 熱 的 裝 置 。 冷 卻 系 統(tǒng) 一 般 在 模 具 上 開 設 冷 卻 水 道 ， 加 熱 系 統(tǒng) 則 在模 具 內(nèi) 部 或 四 周 安 裝 加 熱 元 件 。（ 7） 推 出 機 構把 模 具 分 型 后 的 塑 件 從 模 具 中 推 出 的 裝 置 ， 有 些 可 能 要 靠 人 工 協(xié) 助 ， 有 的 完 全自 動 將 塑 件 推 出 。（ 8） 支 承 零 部 件是整個模具的主骨架，通過它將模具的各個部分組合成一個整體，并且使模具與注射機連在一起。3.1.1 型腔數(shù)目的確定根 據(jù) 模 具 型 腔 數(shù) 目 可 以 分 為 單 型 腔 模 具 和 多 型 腔 模 具 。 一 次 注 射 只 能 生 產(chǎn) 一 個塑 料 產(chǎn) 品 的 模 具 稱 為 單 型 腔 模 具 。 如 果 一 副 模 具 一 次 注 射 能 生 產(chǎn) 兩 個 或 兩 個 以 上 的塑 料 產(chǎn) 品 ， 則 這 樣 的 模 具 稱 為 多 型 腔 模 具 。與 多 型 腔 模 具 相 比 較 ， 單 型 腔 模 具 的 特 點 有 ： 塑 料 制 件 的 形 狀 和 尺 寸 一 致 性 好 、模 具 結 構 簡 單 緊 湊 、 模 具 制 造 成 本 低 、 制 造 周 期 短 等 。 但 是 ， 如 果 是 大 批 量 生 產(chǎn) ，多 型 腔 模 具 又 相 對 有 優(yōu) 勢 ， 它 可 以 提 高 生 產(chǎn) 效 率 ， 降 低 塑 件 的 整 體 成 本 。型 腔 數(shù) 目 的 確 定 有 如 下 幾 種 方 法 ：（ 1） 根 據(jù) 所 用 的 注 射 機 的 最 大 注 射 量 確 定 型 腔 數(shù) 。（ 2） 根 據(jù) 注 射 機 的 最 大 鎖 模 力 確 定 型 腔 數(shù) 。（ 3） 根 據(jù) 塑 件 的 精 度 確 定 型 腔 數(shù) 。（ 4） 根 據(jù) 經(jīng) 濟 性 確 定 型 腔 數(shù) 。本次設計的塑件分線盒為中小批量生產(chǎn)，故分別采用一模一腔。 3.1.2 分型面位置的確定分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，因此分型面的選擇是注射模具設計中的一個關鍵步驟。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： 第 13 頁 共 35 頁(1) 保證塑料制品能夠脫模；(2) 使型腔深度最淺;(3) 使塑件外形美觀，容易清理；(4) 盡量避免側向抽芯；(5) 使分型面容易加工；(6) 使側向抽芯盡量短；(7) 有利于排氣 。綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結構簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。3.2 模具零部件設計3.2.1 型腔的結構和固定方式 型腔采用整體式結構，其優(yōu)點：結構簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。 3.2.2 凸、凹模的確定 凸、凹模是成型塑件外表面的凸凹狀零件，通常可分為整體式和組合式兩大類。(1) 整體式凸模和凹模結構簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好，適合用于形狀簡單的小型塑件的成型。(2) 組合式凸模和凹模改善了加工性，減少了熱處理變形，節(jié)約了模具貴重鋼材，但結構復雜，裝配調(diào)整麻煩，塑件表面可能留有鑲拼痕跡，因此，這種凸模和凹模主要用于形狀復雜的塑件的成型。 對于設計的外殼，由于其結構簡單，故選用整體式凸模和整體式凹模。3.2.3 脫模方式的確定 所謂脫模機構就是使塑件從模具成型零件上脫出的機構。讓固化的成型塑件完好的從模具中頂出，取決于脫模機構的合理設計。在設計脫模機構時一般要綜合考慮以下選用原則：（1）盡可能讓塑件留在動模，使脫模機構易于實現(xiàn)；（2）不損壞塑件，不因脫模而使塑件質(zhì)量不合格；（3）塑件被頂出位置應盡量在塑件內(nèi)側，以免損傷塑件外觀； （4）脫模零件配合間隙合適，無溢料現(xiàn)象； （5）脫模零件應有足夠的強度和剛度；（6）脫模零件要工作可靠，運動靈活，制造容易，配換方便。另外，為實現(xiàn)注塑生產(chǎn)的自動化，必要時不但塑件要實現(xiàn)自動墜落，還要使?jié)沧⒌?14 頁 共 35 頁系統(tǒng)凝料能脫出并自動墜落。塑件在成形時，由于有尺寸上的收縮，所以對模具的凸出部位有包緊力。而脫模機構的負荷就是這種包緊力對脫模方向上形成的阻力。塑件冷卻收縮，會緊緊的包住型芯，與型腔脫離，最后推件板在液壓機構的作用下將塑件從動模