塑料洗臉盆的注塑模設計-注射模說明書

塑料洗臉盆的注塑模設計-注射模說明書,塑料,洗臉盆,注塑,設計,注射,說明書,仿單 1 塑料洗臉盆的注塑模設計 摘 要 本文主要介紹了注射模具的特點和發(fā)展趨勢，敘述了塑料盆注射模具設計和 相關的計算過程，介紹了該塑件的成型工藝、注射模具的結構特點與工作過程, 以及 在注射模設計中應注意的問題。在對塑料洗臉盆的模具設計過程中，本次設計的主要 內容如下：設計的塑件比較的合理；選擇的分型面有利于塑件成型；設計的脫模機構 不但結構簡單，而且脫模動作穩(wěn)定可靠；選擇的進澆口不影響塑件外觀，而且可以保 證塑件充填均勻；冷卻水道的設計可以使模具效率達到最高，保證了塑件質量要求； 在設計的過程中用了計算機輔助設計軟件如 CAD 等使設計更合理、更有效；本次設計 大量使用標準件，使模具制作成本大大降低；最關鍵的一點就是本次設計已達到實際 生產(chǎn)的要求。 關鍵詞：塑料洗臉盆，注射模，分型面，側抽芯，脫模機構。 2 Abstract The characteristics and development of injection mould are introduced. The design and calculation of injection mould on the back of electronic clock are described in de tail. The forming process of the product and the structural characteristics and working process of the injection mould are introduced. In the design of injection mould of ele ctronic clock receiver, the following Suggestions should be paid attention to: plastic sh ould be designed as reasonably as possible. The selection of sub-type parts is benefici al to the forming of plastic parts. The design of pattern structure is not only simple, but also stable and reliable. On the premise of not affecting the appearance of plastic, the selection of golden runner should ensure the plastic evenly filled. The cooling bra nch pipe shall be designed to maximize the production efficiency and ensure that any effect on the equality of plastics has no effect. Meanwhile, in the design process, we can use analysis software, such as CAM, to make the design more reasonable and effi cient. A large number of standard parts can be fully used to reduce the cost of plasti c mold manufacturing. The key points of mold and plastic design have met the requir ements of actual production. Key words: injection mould, plastic face basin, parting surface, side core pulling, dem oulding mechanism. 3 目 錄 摘要 .3 ABSTRACT .4 第一章 緒論 .5 1.1 研究的背景和意義 .5 1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀 .6 1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 .6 第二章 塑件的成型工藝分析 .7 2.1 塑料盆材料的選用 .7 2.2 產(chǎn)品的結構分析 .7 2.3 塑件的成型工藝參數(shù) .9 第三章 注射機型號的確定 .10 3.1 確定注射成型的工藝參數(shù) .10 3.2 選擇注射機 .11 3.3 注射機有關參數(shù)的校核 .12 （1） 鎖模力的校核 .12 （2） 安裝尺寸的校核 .12 （3） 開模行程的校核 .13 第四章 擬定模具的結構形式 .14 4.1 確定型腔數(shù)目及排列方式 .15 4.2 注射模分型面的選擇 .15 （1） 分型面的形式 .16 （2） 分型面的選擇原則 .16 第五章 澆注系統(tǒng)的設計 .18 5.1 澆注系統(tǒng)設計原則 .18 5.2 主流道的設計 .18 5.3 分流道的設計 .19 5.4 澆口的設計 .20 5.5 冷料穴的設計 .20 第六章 成型零部件的工作尺寸的計算 .21 61 影響尺寸和精度的因素 .21 62 零件鋼材的選用 .21 4 63 工件工作尺寸計算 .21 64 模架的選擇 .22 6.5 型腔側壁厚度及底板厚度的計算 .22 第七章 導向機構、推出機構和復位機構的設計 .24 7.1 導向機構的設計 .24 7.2 脫模力的計算 .24 7.3 脫模機構設計原則 .25 7.4 推桿的設計 .26 第八章 結構零部件的設計 .28 81 型腔的設計 .28 82 型心設計 .28 第九章 模具冷卻系統(tǒng)的設計 .30 總結 .31 致謝 .32 參考文獻 .33 5 第一章 緒論 隨著社會的發(fā)展和進步，人們對生活產(chǎn)品的要求也越來越高。特別是種類繁多的 塑料產(chǎn)品，例如：大部分塑料電器材料、廚房塑料用具、很多生活用品。不但種類豐 富多彩，而且形狀各異，可以滿足不同用戶的需求。注塑模具設計多種多樣，能夠根 據(jù)人們的具體要求，設計出符合用戶需求的尺寸產(chǎn)品，可以最大程度的滿足各種用戶 的需求。所以，注塑模具的設計成了當今社會發(fā)展不可缺少的行業(yè)，而且變得越來越 重要。據(jù)了解，目前世界上塑料的需求量已經(jīng)趕上或許超過了鋼鐵，已經(jīng)成為當今人 類使用的第一大類材料。目前在我國，有關塑料的各個行業(yè)正在飛速的發(fā)展，各種塑 料制品的應用已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟的各行各業(yè)，塑料制品已變得必不可缺，而塑料制 品與模具設計是塑料產(chǎn)業(yè)中的重要部分，是塑料工業(yè)中最重要的環(huán)節(jié)。生產(chǎn)成型塑料 制品要用到塑料模具。從 2003 年我國模具進口的海關統(tǒng)計資料可知,塑料模具占據(jù)了 模具進口總量的 57%,在整個塑料模具中，注塑成型模具占有很大的比例。注塑成型模 具設計的好壞,決定著注塑成型制件的質量優(yōu)劣及成品率高低,也就是說,只有合理的注 塑模設計，才能夠加工出物美價廉的塑料制件。 在現(xiàn)代塑料制件生產(chǎn)中,有三個不可缺少的重要因素：1.合理的注塑成型工藝；2. 先進的注塑成型模具及高精度：3.高效率的注塑設備。這三個因素缺一不可。本次的 畢業(yè)設計以塑料洗臉盆為例，主要介紹了注塑模具設計的大體方案，這個方案包括了 塑件的工藝性分析，注射機的確定，成型方案的確定，包括對澆注系統(tǒng)的設計，冷卻 系統(tǒng)的設計，最后對該注射機的工藝參數(shù)進行校核。 1.1 研究的背景和意義 隨著社會的發(fā)展，模具行業(yè)變得越來越重要，但是，在某個期間，模具的發(fā)展受 到了一定的阻礙。在此期間，模具行業(yè)發(fā)展緩慢。在改革開放以來，塑料模具、沖壓 模具的先進生產(chǎn)技術變得越來越重要，特別是在大批量的生產(chǎn)中具有顯著優(yōu)勢。因此， 模具行業(yè)得到了飛速的發(fā)展。 隨著模具制品的廣泛應用，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個領域，塑料模具制品 的應用越來越廣，不僅提高了我們的生活質量，而且方便了我們的生活。像過去的生 產(chǎn)技術已經(jīng)遠遠不能滿足人們對產(chǎn)品的需求，所以現(xiàn)在很多產(chǎn)品采用了模具生產(chǎn)。 在目前這個階段，對于模具行業(yè)，國家正在深化改革，調整產(chǎn)業(yè)結構，不斷開拓 新的市場，提高產(chǎn)品質量，不斷提升模具制造業(yè)和我國裝備制造業(yè)，使我國在模具產(chǎn) 6 業(yè)整體上再上一個新臺階。為把我國建設成為制造業(yè)強國的宏偉目標而奮斗。 模具制造業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。高一致性、高精度、高生產(chǎn)率和低 耗能、低耗材是模具生產(chǎn)的突出優(yōu)勢。高度符合國家節(jié)能減排的要求。 現(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)是資本密集型，技術密集型產(chǎn)業(yè),這已經(jīng)成為高新技術的相互依存性 , 一方面模具產(chǎn)業(yè)是工業(yè)化的必要設備,另一方面,模具本身就有自己的優(yōu)勢,許多高科技、 模具制造高新技術產(chǎn)業(yè)成為不可分割的重要組成部分。可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和科學發(fā)展的 概念以速度、質量、低消耗、環(huán)境的組成部分來說明。因此，發(fā)展模具工業(yè)是對國民 經(jīng)濟有重要貢獻的。 1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀 經(jīng)過了半個世紀，我國的塑料行業(yè)，急速飛躍發(fā)展，生產(chǎn)水平顯著提高，到現(xiàn)在 已有成熟的技術。在大型電視的模具中，精密塑料型的模具是多種多樣的，齒輪型和 塑型模具取得顯著的成果。大小精度、同軸頻率、跳動等要求都達到了海外同類產(chǎn)品 的水平。但是，在很多方面，與海外相比有很大的差距。 1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 塑料成型產(chǎn)品大多是大型化、復雜化和高精度要求、高產(chǎn)性需求而發(fā)展的。 在塑料型設計制度下，全面應用 CAD/CAM/CAE 技術。 普及應用熱流技術，氣輔注射成型技術，高壓注射成型技術。 開發(fā)出新的成形技術和高速經(jīng)濟型模具。適應多品種，大批量的生產(chǎn)方式。 提高塑料模型的標準化水平和標準規(guī)格的使用率。 高質量的材料，合理的表面處理技術可以提高模具的壽命以及質量。 研究和應用模具高速測量技術和逆工程。使用三坐標測量器或三坐標掃描儀來實 現(xiàn)逆工程是塑料 CAD/CAM 的重要技術之一。因此，有必要進行多種多樣的調整，研究 和應用廉價的檢查裝置。 塑料洗臉盆產(chǎn)品的性能和用途。 這是我們日常生活中常用的塑料容器。塑料洗臉盆的原料是通用塑料，塑料制品 的生產(chǎn)成本低，耐久性，耐食能力強，酸，堿反應，良好的絕緣體。 塑料洗臉盆作為生活用品。高質量的塑料制品也被用于飲食和醫(yī)療器械。腐蝕的 飲料瓶也用于化學化學容器。塑料模具成型的制品日漸向大型化、復雜化和高精度方 面發(fā)展，形式一模多腔為主。 7 第二章 塑件的成型工藝分析 2.1 塑料盆材料的選用 市面上普通塑料盆的原料為通用塑料，一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價 格便宜的塑料。例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和丙烯 青丁二烯苯乙烯共聚合物（ABS），它們屬于熱塑性塑料。另外還有工程塑料,特 種塑料。 工程塑料：其力學性能優(yōu)良，可以作為工程結構材料使用，可以在較廣溫度范圍 內承受機械應力，可以在較為苛刻的化學及物理環(huán)境中使用。如聚酰胺，ABS 及各種增 強塑料。與通用塑料相比，其產(chǎn)量小，價格較高，但具有優(yōu)秀的力學性能，化學性能， 電性能，耐磨性等。 特種塑料：又稱功能塑料，用于特種環(huán)境中，具有某一方面的特殊性能的塑料， 如氟塑料，光敏塑料，導磁塑料，高耐熱性塑料等。這類塑料產(chǎn)量小，價格較貴，但 性能優(yōu)良。 本次設計選用的是聚丙烯(PP)。 2.2 產(chǎn)品的結構分析 塑件圖，如圖 2-1 所示，制件外表面要求美觀。 8 圖 2-1 塑料洗臉盆 1.吸濕性小,容易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易損壞。 2.產(chǎn)品流動性好,但收縮范圍和收縮率大 ,具體由材料決定。 3.因為冷卻速度快,所以澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)要慢慢散熱,同時要注意控制成型溫度。 塑料溫低方向性尤為明顯，低溫高壓時尤為明顯,當模具溫度低于 50 度的時候，塑件成 型會產(chǎn)生不光滑現(xiàn)象,易產(chǎn)生熔接不良的現(xiàn)象,有凹痕,90 度以上易發(fā)生翹曲變形。 4.塑料制品的壁厚必須均勻,避免缺角,也不能出現(xiàn)尖角,主要為了防止應力集中。在 某些條件下容易分解。日常生活中常見的有：各種盆、桶、塑料家具、薄膜、塑料袋、 塑料瓶等。 聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內。聚丙烯顆粒為本色、圓柱狀 顆粒，顆粒光潔，粒子的尺寸， 在任意方向上為 2mm5mm，無臭無毒，無機械雜 質。本品的主要原料是高純度丙烯，乙烯為共聚單體，采用高活性催化劑，在 62 80及低于 4.0MPa 的壓力下經(jīng)氣相反應生產(chǎn)聚丙烯粉料，再經(jīng)干燥、混煉、 擠壓、造粒、篩分、均化成聚丙烯顆粒。密度一般在 0.90 g/cm30.91g/cm3，是通最 輕的一種通用塑料。同時聚丙烯樹脂具有優(yōu)良的機械性能和耐熱性能，使用溫度范圍 廣，為-30 140。同時具有優(yōu)良的電絕緣性能和化學穩(wěn)定性，幾乎不吸水，不能 與絕大多數(shù)化學品接觸發(fā)生作用。該制品的耐腐蝕性能很強，抗張強度為 30MPa，在 9 強度、剛性和透明性方面都比聚乙烯要好；但有一些缺點，那就是不耐低溫，沖擊性 差，比較容易老化，但可通過改性以及添加抗氧劑予加以改善。不能與有腐蝕作用的 發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、氯仿等接觸?？梢杂米鞴こ?塑料，廣泛用于電視機外殼、收音機塑料殼、電器絕緣材料、防腐管道、板材、貯槽 等，也用于生產(chǎn)扁絲、纖維、包裝薄膜等。因此，在選材方面，PP 是用來做塑料洗臉 盆的最佳原料。 2.3 塑件的成型工藝參數(shù) （1）塑件的尺寸精度分析 此零件尺寸精度按照 MT5 計算。 （2）塑件的表面質量分析 該塑件表面要求較高，用推板推出 （3）脫模角度分析 該注塑模的零件壁厚設為 2mm，查參考文獻，其脫模斜度中的塑件內表面 351，塑件外表面 40120。但是由于該塑件結構采用哈夫結構，所以脫模 方向為水平方向，并且所用塑料為 PP，流動性較好，利用這些，可以設計出較好的弧 度，在此同時可以順勢脫模，所以塑件外表面沒有放脫模斜度。 （4）塑件的生產(chǎn)批量 成形產(chǎn)品的生產(chǎn)類型對模具結構、模具材料使用有著重要的影響。在大量生產(chǎn)中， 模具的價格在整個生產(chǎn)費用中所占的比重較少，提高了生產(chǎn)性，提高了模具的壽命， 因此，可以考慮自動化的程度高、構造復雜、精確度高的模具。如果是少量的生產(chǎn)的 話，構造簡單，采用容易的注射模具，降低模具的成本。生產(chǎn)總值達到 10 萬件，生產(chǎn) 類型是大量生產(chǎn)，可以采用一模一腔，可以適當?shù)乜刂颇＞弋a(chǎn)品的造價。 10 第 3 章 注射機型號的確定 根據(jù)塑件的體積、重量，可估算產(chǎn)品質量約為 225g。依據(jù)塑件本身的幾何尺寸、 形狀和生產(chǎn)批量，可以確定塑件的型腔數(shù)目，但是由于該塑件尺寸有一定的精度要求， 不適合采用太多型腔數(shù)目，因此本次設計考采用的是一模一腔，型腔平衡布置在型腔 板側，以便澆口排列和模具的平衡。如圖 3.1 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結構特點和 PP 的成型性能，查有關資料初步確定塑件的注射成型工 藝參數(shù)，見表 3-1。 工藝參 數(shù) 內 容 工藝參 數(shù) 內 容 溫度 8090 注射 時間 209 0預熱和 干燥 時間 2 h 保壓 時間 05 料筒溫 后 150 成型時 間/s 冷卻 201 11 段 170 時間 20 中 段 165 180 總周 期 502 20度/ 前 段 180 200 螺桿轉 速/(r/min) 30 r/min 噴嘴溫 度/ 170180 方法 紅外 線燈烘箱 模具溫 度/ 5080 溫度 / 70 注射壓 力/MPa 6001000 后處理 時間 /h 24 表 3-1 3.2 選擇注射機 pp 是非結晶型的塑料，在流動性方面，厚度一般，因此，在順暢的移動前提下， 把模溫盡可能性降低，縮短冷卻時間，提高生產(chǎn)效率。適當?shù)念A算必須考慮冷卻型,所 以成型型溫度控制在 60 - 80。 確定成型設備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模一腔，因此可計算出一次注射成型過程所 用塑料量為： W=2+ =230g.廢 料 考慮到第一次注射量的分析，關于塑料品種、塑件結構、生產(chǎn)批量及制造工藝參 數(shù)、模型大小等因素，參考塑料模具設計手冊，初選 XS-ZY-125 型柱塞式注射機。記 錄下 XS-ZY-125 型螺桿式注射機的主要參數(shù)，見表 3-2 序 號 主要技術參數(shù)項目 參數(shù)數(shù)值 1 額定注射量/cm 3 1250 2 注射壓力/MPa 1200 3 鎖模力/KN 900 4 動、定模模板最大安裝尺寸/(mmmm) 728858 12 5 最大模具厚度/mm 600 6 最小模具厚度/mm 200 7 最大開合模行程/mm 300 8 噴嘴前端球面半徑/mm 12 9 噴嘴孔直徑/mm 4 10 定位圈直徑/mm 100 表 3-2 3.3 注射機相關參數(shù)的校核 （1）鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射機的合模裝置對模具所施加的最大夾緊力。為避免 塑料注射成型時由于受到注射壓力的作用而使模具沿著分型面脹開，注射機鎖模力的 校核關系式為：FkpA 式中 F注射機的額定鎖模力，查 塑料模設計手冊 可知 XS-ZY-125 型螺桿 式注射機的鎖模力為 900KN； k壓力損耗系數(shù)，一般取 1.11.2 ； p型腔內熔體的壓力，本塑件 p=30MPa； A塑件制品和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm 2），在這里 A=0.3210-2m2。 故代入公式得：kpA=1.23010 60.3210-2=115.2KNH1+H2+(510) 式中 S注射機動模板行程，查 塑件模具設計手冊 附錄得 XS-ZY-125 型螺 桿式注射機的最大開模行程 S=300； H1塑件推出距離，該塑件的脫模推出距離為 20； H2塑件（單分型面注射模包括澆注系統(tǒng)凝料）高度，該塑件的高度為 28。 計算得：H1+ H2+(510) S=300 通過以上分析證明，XS-ZY-125 型螺桿符合要求。 14 第四章 擬定模具的結構形式 由于產(chǎn)品結構有側凹結構以及嚴格的外觀要求，采用推板推出產(chǎn)品，采用四 導柱導向套，以形成導向部件，確保動態(tài)模塊與固定模塊之間的正確對齊?？芍?接從腔內注入膠，因為該產(chǎn)品壁厚為 2mm，可直接將膠注入。模板整體成形零件形 成凹模,凸模與下模板鑲嵌式,因為插入很長,為了避免損壞成型,所以在另一邊,也 要定位,增加其剛度和強度,合模后組成模具型腔,凸模固定板的螺絲,為了拆裝方 便,提高模具的壽命?？傮w結構如圖-所示。 15 圖 4-1 模具結構圖 4.1 確定型腔數(shù)目及排列方式 圓形排列、h 行排列、直線排列、及復合式排列是模具型腔在模板上的幾種排列方 式。 型腔的排列要根據(jù)塑件的形狀、大小來確定，型腔的布置，澆口的開設要是對稱 的，這里要采用一模一腔的設計，這樣可以防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔 排列宜緊湊，減輕模具重量，基于以上條件在這里選擇 h 行排列。 4.2 注射模分型面的選擇 分型面是模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸面。通過分型面可以實現(xiàn)模 具型腔的分離和閉合。分型面的設計決定了模具的結構形式、澆注系統(tǒng)的設計、以及 模具的制造工藝等。分型面選擇合理性，直接決定了塑件的質量、模具的結構以及模 具操作的難易程度等等。 16 （1）分型面的形式 注射模有的有一個分型面，有的也有多個分型面，根據(jù)分型面的選擇原則，其形 狀應盡可能簡單，這樣可以便于模具的制造和塑件的脫模。分型面的位置主要有如圖 4-2 所示，分型面的形狀如圖 4-3 所示。 圖 4-2 分型面的位置 圖 4-3 分型面的形狀 （2）分型面的選擇原則 分型面應選擇在塑件的最大輪廓處，且分型面設在垂直于合模的方向上，這樣 能使塑件順利脫模。 分型面的選擇應盡量使塑件留在動模上，模具開模后塑件在應該停留在動模一 側，以便塑件脫出。如圖 4-5 所示： 分型面的選擇要考慮到塑件制品的美觀，保證塑件的精度要求，另外，塑件光 滑的一面不應該設計成分型面。 分型面的選擇還應有利于側向分型和抽芯。一般將抽芯或分型距離較大的方向 17 放在開模方向，而將抽芯距離較小方向的放在側向，由因為模具側向分型是由機械式 分型機構來完成的，所以抽拔一般都小，選擇分型面應將抽芯或分型距離長的方向置 于開合模的方向將小抽拔距作為側向分型或抽芯。 分型面的選擇要考慮到排氣，選擇的分型面盡可能使分型面與塑料熔體料流末 端重合，有利于排氣。 方案 1 是把哈夫結構放在后模上，這樣模具結構緊湊和簡單，降低模具成本，模 具運動平穩(wěn)。 方案 2 是把哈夫結構放在前模上，這樣模具結構難度加大，一方面增加了模具成 本，另一方面不利于澆注系統(tǒng)和其他結構的建立，不符合要求。 綜上所述，方案 1 較好。 18 第五章 澆注系統(tǒng)的設計 5.1 澆注系統(tǒng)設計原則 澆注系統(tǒng)的設計是模具設計的一個重要環(huán)節(jié)。澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴 嘴進入模具開始到進入型腔為止所流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)的設計直接影響著注射成型 的效率和質量。設計時一般根據(jù)以下幾個原則 一、可以合理的引導塑件注入到型腔各個部位，在填充過程中不致產(chǎn)生渦流或紊 亂，同時使型腔內氣體能順利排出。 二、應選擇最短流程以縮短填充時間 三、盡量避免直接撞擊型芯嵌件 四、應盡量減少彎折，有較高光潔度五對于一模多腔時應盡量與模板中心對稱 五、進料口位置與形狀應結合塑件的形狀和技術而確定 六、降低成本，提高生產(chǎn)效率。在滿足各型腔充滿的前提下，盡可能減小澆注系 統(tǒng)的容積，以減少塑料的消耗；盡可能使塑件不進行或少進行后加工，以縮短成型周 期，提高生產(chǎn)效率。 因為主流道與注射機的高溫噴嘴會反復接觸碰撞，故應設計成獨立可拆卸更換的 澆口套，采用優(yōu)質鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設計。 5.2 主流道的設計 查手冊可知 XS-ZY-125 型柱塞式注射機和噴嘴有關數(shù)值：噴嘴前端球面半徑 SR=12mm，噴嘴孔直徑 d=4mm，定位圈直徑為 100 毫米。為保證模具主流道與噴嘴的 緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關系為：SR=SR+(1-2),d= d+0.5。因此，取主 流道球面半徑 SR=14mm，主流道的小端直徑 d=4.5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應將主流道設計成圓錐形，其斜度 24， 取 2， 計算其大端直徑約為 10mm;為減小模內的高壓塑料產(chǎn)生的反壓力，配合端直徑 D 不能太大，這里取 D=25mm;為了讓熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計 R2 的圓 19 弧過渡；為補償在注射機噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長度設計得比 模板厚度短 0.02mm;澆口套外圓盤軸肩轉角半徑 R 宜大一些，取 R=3mm,以免淬火開裂 和應力集。 定位圈是安裝在模具時做定位用的，一般定位圈高出定模座板表面 5-10mm.取 10mm。 圖 5-1 主澆道 5.3 分流道的設計 分流道橫截面形狀有很多種：圓形、梯形、六邊形、圓角梯形等。在各種截面中， 使用最為廣泛的是圓形截面，本次設計就是采用圓形截面這樣的分流道，它效率高， 在流過塑料熔體的流量相同的情況下，其分流道內的表面積是最小的，一方面減小了 注射過程中的散熱面積，另一方面減少了壓力損失。但有一些缺點就是加工難度比較 20 大。不能采用加工中心端面銑刀銑削，一般采用電火花加工?？紤]到模具型腔的分布 情況，為使注射壓力在各個型腔較為相近，保持相同的注射壓力。 5.4 澆口的設計 澆口是連接分流道和型腔之間的通道，也是注射模澆注系統(tǒng)的最后一部。澆口的 位置、形狀和尺寸對產(chǎn)品塑件成型有較大的影響。它的設計包括了形狀、尺寸的確定 和位置的選擇，澆注系統(tǒng)的結構由澆口的形式?jīng)Q定。 優(yōu)點： （1）冷卻時間短，從而縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。 （2）易去除澆注系統(tǒng)凝料而不影響塑件外觀。 （3）可根據(jù)塑件形狀特點靈活多樣選擇澆口位置。 （4）澆口的位置應設在分型面上，這樣澆口的形狀簡單，容易加工，這樣便于調 整尺寸，能使各型腔澆注平衡，得到較好的塑件。 澆口應按要求迅速冷卻封閉，防止型腔內還未冷卻的熔體回流。澆口截面尺寸要 小、長度要短，這樣有利于增大料流速度，快速冷卻封閉。交口采用側澆口，在一定 程度上可對澆口快速固化，由經(jīng)驗公式 h=nt,h=1.5mm 5.5 冷料穴的設計 冷料穴的作用是儲存冷料,還兼有在開模時將主流道中的凝料拉出的作用。直澆口 式澆注系統(tǒng)的冷料穴為主流道延長部分,其結構簡單。側澆口式澆注系統(tǒng)的冷料穴常設 在主流道末端的動模上,其直徑稍大于主流道大端直徑,以利于冷料流入,冷料穴底部常 設計成曲折的鉤形、錐形等,使冷料穴兼有在開模時,與拉料桿一起將主流道凝料從定 模中拉出的作用。 21 第六章 成型零部件的工作尺寸的計算 61 影響尺寸和精度的因素 1、行收縮率 塑件的尺寸變化范圍是 。ssll)(minax 2、一般成型零件的制造誤差應在 IT7-IT8 之間。模具的成型零件最大磨損應取塑 件公差的 1/6 以下。 62 零件鋼材的選用 選用鋼材時，要根據(jù)塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種、塑件精度以及表面質量要求 來確定。對本設計來說，凹模和凸模均采用 S55C，熱處理到 HRC44-46,型芯與鑲件采用 的 T8 鋼料，其他零件用日本的 SKD61 鋼料，熱處理到 HRC54-58。 63 工件工作尺寸計算 該塑件的成型零件尺寸都按平均值法計算，查有關尺寸手冊得 PP 的收縮率為 0.3%-0.8%，求得平均收縮率 S =（0.3+0.8）%/2=0.55%=0.0055 ，按照塑件尺寸的公差cp 要求，模具制造公差取 =/3,成型零件尺寸計算見表 z 類 別 模具零 件名稱 塑件 尺寸 計 算 公 式 工作尺寸 型 腔 計 算 型腔 143 L = （1+S ）L -mcps 0.75 + z 143 16.0 類 別 模具零 件名稱 塑件 尺寸 計 算 公 式 工作尺寸 22 型 芯 計 算 型芯 129 L = （1+S ）L -mcps 0.75 + z 129 16.0 64 模架的選擇 模架的選則應綜合考慮型腔的大小與布置、澆口形式、凸凹模結構形式、推出機 構形式、合模導向機構等各個方面，盡可能選用標準模架。在本次設計中，模具設計 為一模一腔，采用直澆口，利用哈夫結構。另外，采用推桿推出。綜合所述，查相關 手冊 GBT12556，初步確定選用型號為 50-50 系列的標準模架： 6.5 型腔側壁厚度及底板厚度的計算 由于型腔內壁承受熔融塑料的壓力作用,這就要求設計的型腔有一定的強度和剛度。 這里用整體式型腔,而塑件質量體積都比較小，所以按強度計算： 因 a/l0.41 由計算公式： 23 = max)1(32swp 為材料的最大許應力：ax a 塑件側壁所受壓力度值； S 型腔壁厚值（mm ）； 是 b/l =0.4； 查表可得 w=0.13 則有 S= mwpa 164023.17325)1(3/1 因此凹模的最小厚度為 16mm。 24 第七章導向機構推出機構和復位機構的設計 7.1 導向機構的設計 導向機構是保證塑料注塑模的動模和定模合模時正確定位和導向的重要部件,導向 機構通常采用導柱導向，主要零件有導柱和導套。同時導向機構還承受熔體產(chǎn)生的側 向壓力,不能完全由導柱來承受。為防止型芯在合模過程中損壞,并能承受一定的側向 力。 本次采用導柱導向機構,導柱導向機構是指導柱與導套采用間隙配合使導套在導柱 上滑動,配合間隙采用 H7/h6,主要零件：導柱和導套。 導柱的結構 采用帶頭直通式導柱如圖 4-11 所示。 圖 7-1 導柱 導柱的直徑可用下式計算： (4-7) 4136Ewld 式中： w一根導柱承受模板重力( ) l模板重心距導柱根部距離（mm） E 材料彈性摸量； （2）導套 導套形狀要有利于加工，使導柱進入導套比較順利，可在側面增加通氣孔式， 在導柱的側壁磨出排氣槽。 材料的選擇可用淬火鋼 T12、銅等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱硬度， 25 這樣可以改善摩擦，以防止導柱或導套拉毛。 導套的精度與配合采用 H7/h6。 7.2 脫模力的計算 脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力，它是設計推出機構的主要依 據(jù)之一。它與塑料種類、塑件包覆型芯的面積及塑件的收縮率等有關。通常包括型芯 包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機構本身的運動阻力。對大多數(shù)的塑件來說，對脫 模力的精確計算、測量較為復雜，因此，只能通過簡單的估算法對臉盆的上下殼的脫 模力進行分析計算，可采用=(cos-sin)，由于此設計中，所需的脫模 力較小。 由于產(chǎn)品外觀較好，所以用推桿推出 7.3 脫模機構設計原則 在注射模設計中，將冷卻固化后的塑料制品和澆注系統(tǒng)（水口料）從模具中安全 無損壞地推出的機構稱為脫模機構，也叫頂出機構或推出機構。安全無損壞的意思是： 塑件不變形，沒有損壞，不粘模，頂針得位置不影響塑件整體美觀。 26 制品頂出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié), 頂出質量好壞將直接影響制品的質 量, 故設計時的原則有： 1、頂出要平衡，頂針必須均勻布置，以防頂出后膠件變形。 2、特別注意塑件外觀的美觀性,一定要將頂針布置在產(chǎn)品裝配后看不到的部位，特別是 對于透明制品。我們都知道，任何頂針都會在膠件上或多或少留下痕跡，而且隨著頂 針在生產(chǎn)過程中會不斷磨損，當然這種痕跡會越來越明顯。 3、頂針應落在最有利于成品出模的位置，即脫模力最大的地方；頂出力必須施加于膠 件的最底點，是將膠件推出，而不是拉出的。 4、頂出力必須作用在制品能承受最大頂出力的部位,即剛性好，強度最大的部位. 如壁 邊，骨位、柱位下面，殼體側壁，作用面積也盡可能大一些（即盡可能選直徑大的頂 針），以防塑件變形或損壞。盡量避免受力點作用于制品薄平面上，防止制品破裂,穿 孔, 頂白等。如筒形制品棄用頂針頂出而選擇推板頂出。 5、為了防止制品變形,受力點要靠近型芯,如細小的柱位與骨位。 7、頂針盡量布置于膠件的拐角處。 8、頂針應盡可能對稱布置。 9在有滑塊側抽芯和斜滑塊的模具中，頂針盡量布置于側抽芯或斜滑塊在分模面的投 影面之外。如無法避免，則要加頂針先復位機構。 10、為方便水口脫落，在水口轉角處應落水口頂針。 11、PP 料及 K 料可采用垃圾釘頂出。 ABS 等其它塑膠，當頂出力很小且成品上不允許 留有頂針痕跡時，也可以采用垃圾釘頂出。 12、頂針應盡量落在較平的地方，如果落頂針處斜度較大，頂針應磨成階梯狀以增大 頂出力，或在不影響功能的情況下加大箭腳或頂針柱。 13、局部膠位較深時，由于脫模力大，輕易頂白或頂穿，在不影響功能的前提下，頂 針應傍骨，加頭箭腳或出頂針柱。傍骨或出頂針柱時，頂針一般用 3/32”或 7/64”， 大件成品且膠位較厚時亦可采用 1/8”頂針。 14、成品上有較深凹位時，一般在內骨底落 7/64”或 1/8”頂針出頂針柱或跟客戶要 求主骨兩測傍骨出頂針柱。 27 7.4 推桿的設計 推出(頂出)是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定產(chǎn)品 的質量。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則。 (1) 推出機構應盡量設置在動模一側。因為這樣推出結構較為簡單。 (2) 保證外塑件不因推出而變形損壞。 (3) 機構簡單、動作可靠。推出機構應工作可靠、動作靈活、制造容易。 (4) 良好的外殼外觀。 (5) 合模時的準確復位。 28 第八章 結構零部件的設計 8.1 型腔的設計 凹模也叫做型腔，它是成型塑件外表面主要的零件，其中成型塑件上外螺紋稱為 螺紋型環(huán)。凹模按結構不同主要可分為兩種結構形式:整體式和組合式。 （1）整體式凹模 強度大，而且牢固，成型的塑件沒有拼縫痕跡，塑件的精度高； 但是模具的加工困難大，熱處理后變形大，通常適用于簡單的中、小型的模具。 （2）整體嵌入式凹模 嵌塊的外形多采用臺階的圓柱體，加工和安裝容易；熱處 理變形??；當凹模損壞時，便于更換和維修；多用于多型腔模具。 （3）組合式凹模 通常適用于復雜的凹模，采用組合式凹模，可以簡化復雜的機 加工工藝，便于模具成型零件的熱處理以及模具修復，一方面可以采用鑲拼間隙來排 氣，另一方面可以節(jié)省貴重模具材料。 本設計由于模具簡單，采用整體式精度高，強度大 29 350-.05716+0.18 15 14+0.54140 R8 30-.057 3.2 3.2 3.23.2 3.2 3.2 8.2 型心設計 型芯是成型塑料制品內表面的零件，一般裝在動模板上。型芯和成型桿并無嚴格 的區(qū)分。一般成型桿多指能形成制品孔和局部凹槽的小型芯。當型芯用做成形制品的 整個內部形狀時，又稱為主型芯或凸模。 （1）整體式型芯 通常用于塑件內形比較簡單的型芯，它的結構牢固；成型塑件 的質量好，但模具的加工量大，耗鋼材比較多，熱處理后變形大。 （2）組合式型芯 通常適用于塑件內形復雜、機加工困難的型芯。其加工簡單、 容易。能減少貴重鋼的耗材；節(jié)省加工時間；減少大型件的熱處理變形程度。 綜合考慮，在本次設計中，依據(jù)塑件的形狀，可以確定模具采用整體式。 30 第九章 模具冷卻系統(tǒng)的設計 注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸 精度都有很重要的影響。注射模中設計溫度調節(jié)系統(tǒng)的目的就是將熔融塑料傳給模具 的熱量盡可能迅速的全部帶走，以縮短成型周期，并獲得最佳的塑件質量。模具的冷 卻常用水冷卻的方法。在此次設計中，對臉盆的上下殼進行溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計是必 要的。在設計時應遵循以下選用原則： 冷卻水道盡量多、截面尺寸應盡量大，使模具有效冷卻，并提高熱傳導效率； 冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等； 中處加強冷卻； 冷卻水道出入口溫差盡量小，避免造成模具表面冷卻不均勻； 冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置。 同時，設計的冷卻水道還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，這樣可以防止產(chǎn)生 熔接痕，防止降低了塑件強度；冷卻系統(tǒng)應先于推出機構。冷卻水道要易于加工清理， 一般水道直徑為 10左右；冷卻水道的設計要防止冷卻水的泄漏，凡是易漏的部位要 加密封圈等。另外冷卻水道的布局，應根據(jù)塑件制品的形狀及其所需冷卻溫度的溫度 要求而定。常用的形式有：直通式通道、圓周式通道、多級式通道等。 31 總 結 這次塑料洗臉盆的注塑模設計，涉及到了塑料成型的性能、模具的結構特點、注 射工藝參數(shù)、塑件表面粗糙度和制造精度等方面的問題，在理論分析和數(shù)據(jù)計算方面， 論證該設計是合理可行的。另外，經(jīng)過這次設計，讓我了解到了注射模設計的一般步 驟，一方面熟悉了注射設備，另一方面基本掌握了注射模成型的一般原理。 在本次設計中，我遇到了很多問題，通過對問題的研究、討論，最后，所有的問 題都得了解決，與此同時，我更深刻的知道了模具設計各個階段的重要性，必須有條 理性，設計時要講究合理性，方案的可行性，通過這次畢業(yè)設計，我學到了很多，基 本達到了畢業(yè)設計的目的。 隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，在汽車、機械、電子、日用制造等行業(yè)，可以說 各行各業(yè)對模具設計與制造的人才的需求越來越大，模具設計制造，特別是注射模具 的設計與制造將變得越來越重要，并將會廣泛應用到各個領域中。 通過本次畢業(yè)設計，從中獲得的經(jīng)驗，處理問題的方法會對今后的學習和工作有 一定的啟示和幫助作用。 32 致 謝 本次畢業(yè)設計是在導師的細心指導之下完成的，在我畢業(yè)設計的過程中，XXX 老 師的指導和幫助，給予了我充分的信心和把握，讓我按時完成了本次設計。因為自己 本身經(jīng)驗不足，對專業(yè)知識的了解不怎么全面，在做畢業(yè)設計時，常常遇到一些問題， 自己無法解決，詢問指導老師，老師耐心、認真的指導，讓我學到了書本上沒有的知 識，既開闊了我的視野，也充實了自己。 首先，感謝指導老師的悉心指導，在我畢業(yè)設計和論文的整個完成過程中都凝聚 著老師的智慧和心血，你給了我熱心關懷和諄諄教誨。從論文設計的選題開始，到最 終畢業(yè)設計的完成，在此期間我遇到了很多的困難，感謝老師的大力支持和精心的指 導，使我能夠及時地調整好狀態(tài)，投入到正常的設計中去，按時的完成進度要求，并 最終完成了課題，順利完成了設計的基本要求。您的細心指導，對我來說非常重要， 不僅對于我現(xiàn)在的畢業(yè)設計，還對我將來走上工作崗位有著很大的鼓勵和幫助。這些 都使我在各方面取得了進步。在此向給予我?guī)椭睦蠋熤乱陨钌畹闹x意。 其次，我要感謝我們這組的同學，是你們的無私的幫助讓我能夠順利完成設計， 從你們那里我也學到了很多知識，謝謝你們的幫助。 在這次的畢業(yè)設計中，給了我一個相對獨立完成課題的機會。在完成整個畢業(yè)設 計的過程中，使我學到了很多書本上學不到的知識，這次的畢業(yè)設計，使我自身的實 際能力和理論知識很好的結合了起來，使我更多的解了模具行業(yè)的前景，使自己有了 很大的提高。 最后，再次感謝指導老師和同學們在我畢業(yè)設計過程中所給予的指導與幫助，謝 謝你們。 33 參考文獻 1 孫玲 主編. 塑料成型工藝與模具設計M.北京：清華大學出版社，2008 2 塑料模設計手冊編寫小組. 塑料模設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社， 2002 3 李德群 主編. 現(xiàn)代塑料注射成型的原理、方法與應用M.上海：上海交通大 學出版社，2004 4 黃虹 主編. 塑料成型加工與模具M.北京：化學工業(yè)出版社，2003 5 章飛 等編著. 型腔模具設計與制造M.北京：化學工業(yè)出版社，2003 6 李海梅，申長雨 主編. 注射成型及模具設計實用技術M.北京：化學工業(yè)出 版社，2002 7 葉邦彥 主編. 機械工程英語M.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2008 8 李軍 主編. 精通 Pro/ENGINEER 中文野火版模具設計篇M.北京：中國青年 出版社，2010 9 葉久新. 塑料成型工藝及模具設計M,機械工業(yè)出版社，2008. 10 蔣繼宏 王效岳編注塑模具典型結構 100 例M中國輕工業(yè)出版社，2002. 11 王孝培主編. 塑料成型工藝及模具簡明手冊.機械工業(yè)出版社，2000. 12 張孝民主編. 塑料模具技術.機械工業(yè)出版社，2003. 13 屈華昌主編. 塑料成型工藝及模具設計.高等教育出版社，2001 14 黃曉燕. 塑料模典型結構 100 例M,上?？茖W技術出版社，2008. 15 徐佩弘塑料制品與模具設計北京中國輕工業(yè)出版社20017 16 李志平. 復雜殼體塑件的優(yōu)化與成型研究D. 四川大學碩士學位論文, 2005.