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1、模 具 設(shè) 計(jì) 課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱：碗注塑模具設(shè)計(jì) 姓 名：11111111111111111111 222222222222222222 指導(dǎo)教師： 學(xué) 院：機(jī) 電 學(xué) 院 專業(yè)班級(jí)：08 級(jí) 工 業(yè) 設(shè) 計(jì) 日 期：二零一一年十二月 I 摘 要 本設(shè)計(jì)針對分析碗的塑件圖，完成其造型設(shè)計(jì)，根據(jù)分析碗的塑件的特點(diǎn) 完成其注射模設(shè)計(jì)，本文主要闡述了塑料碗注塑成型的基本遠(yuǎn)離，注射模具的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法及過程。采用AUTO CAD的軟件完成對塑料碗的模具的計(jì)算機(jī)輔助 設(shè)計(jì)。通過這次課程設(shè)計(jì)使得自己得到了很大的鍛煉 關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，注射模具，塑料碗 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 目 錄
2、II 目 錄 摘要 -1 前言 -1 1 工藝分析 -2 1.1 材料特性分析 -2 1.2 材料的參數(shù) -2 1.3 注射參數(shù) -2 1.4 塑件制作數(shù)據(jù) -3 1.4.1 塑件的尺寸 -3 1.4.2 塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn) -7 1.4.3 塑件的表面質(zhì)量 -7 1.5 確定注射機(jī) -8 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -10 2.1 分型面選擇 -10 2.2 澆口設(shè)計(jì) -11 2.3 流道設(shè)計(jì) -13 2.4 澆口套設(shè)計(jì) -13 2.5 冷料穴及拉料桿 -14 3 排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) -15 3.1 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) -15 3.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) -15 4 脫模結(jié)構(gòu) -17 4.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總
3、體原則 -17 4.2 推件力的計(jì)算 -17 4.2.1 脫模力 -17 5 底板設(shè)計(jì) -19 5.1 凹模尺寸設(shè)計(jì) -19 5.1.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算 -19 5.2 凸模尺寸設(shè)計(jì) -20 5.2.1 凸模的徑向尺寸計(jì)算 -20 5.2.2 凸模的高度尺寸計(jì)算 -20 5.3 剛度計(jì)算公式為 -20 5.4 型腔底板厚度計(jì)算 -21 6 模架選擇 -22 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 III 6.1 模架選擇 -22 7 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) -24 7.1 導(dǎo)柱 -24 7.2 導(dǎo)套 -24 7.3 推桿的選擇 -25 8 材料選擇 -26 8.1 凹凸模材料的選擇 -26 9 注射機(jī)校
4、核 -27 9.1 注射量 -27 9.2 注射壓力 -27 9.3 鎖模力 -27 9.4 開模行程 -27 10 小結(jié) -29 參考文獻(xiàn) -30 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 前 言 - 1 - 前 言 模具課程設(shè)計(jì)是在完成冷沖模具設(shè)計(jì)、塑料模具設(shè)計(jì)、CAD 軟件等相關(guān)專 業(yè)課程學(xué)習(xí)之后,一個(gè)重要的綜合性的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)之前,要具備機(jī)械制圖、公 差與技術(shù)測量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成 型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。初步了解塑件的成型工 藝和出產(chǎn)過程,認(rèn)識(shí)各類塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。 （1）綜合運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測量、機(jī)械原理及
5、零 件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要 的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí),分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)問題,進(jìn)一步鞏固加深和拓寬 所學(xué)的知識(shí)。 (2)通過設(shè)計(jì)實(shí)踐,逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競爭意識(shí),基 本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 (3)通過計(jì)較、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)設(shè)計(jì)資料,進(jìn) 行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練,為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 2 - 1 工藝分析 1.1 材料特性分析 PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物
6、型的PP溫度高于0以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入14%乙烯的無 規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的 熱扭曲溫度（100）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強(qiáng)的抗沖擊 強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150。由于 結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂 問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進(jìn)行改性。 PP的流動(dòng)率MFR范圍在140。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。 對于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮
7、率相當(dāng)高，一般為1.82.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。 加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都 具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯） 溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具 有抗氧化性。 1.2 材料的參數(shù) PP 聚丙烯(純)的主要技術(shù)指標(biāo) 密度 （kg/cm3）:0.90-0.91 比體積：v/(dm3kg-1)：1.10-1.11 吸水率(24h)wpc100:0.01-0.3 收縮率 s:1.0-3.0 熔點(diǎn) t/C：170-176 熱變形溫度 t/C0.
8、46mpa 102-115 抗拉屈服強(qiáng)度 w /mpa:67.5 沖擊韌度dn/(kJ.m-2)無缺口 78 硬度 HB:8.65 1.3 注射參數(shù) 干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 3 - 熔化溫度：220275，注意不要超過 275。 模具溫度：4080，建議使用 50。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。 注射壓力：可達(dá)到 1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表 面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。 流道和澆口：對于冷流道，典型的流道直徑范圍是 47mm。建議使用通體 為圓形的注入口
9、和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是 11.5mm，但也可以使用小到 0.7mm 的澆口。對于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng) 為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP 材料完全可以使用熱 流道系統(tǒng)。 成型時(shí)間：注射時(shí)間 20s60s 高壓時(shí)間 0s3s 冷卻時(shí)間 20s90s 總周期 50s160s 1.4 塑件制作數(shù)據(jù) 1.4.1 塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素： 1 取決于用戶的使用要求。 2 受制于塑件的流動(dòng)性。 3 受制于塑料熔體在流動(dòng)充填過程中所受到的結(jié)構(gòu)阻力 根據(jù)日常需要取碗的碗口半徑為 65mm，碗底半徑為 30mm，碗高 65mm，碗 壁厚
10、2mm。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 4 - 圖1.1 碗的實(shí)體模型 圖1.2 碗的工程圖 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 5 - 圖1.3 分模圖 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 6 - 壁厚檢測如圖 圖 1.4 壁厚檢測 圖 1.5 壁厚檢測 拔模斜度檢測如圖 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 7 - 圖 1.6 拔模斜度檢測 1.4.2 塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn) 影響塑件尺寸精度的因素主要有： （1）塑料材料的收縮率及其波動(dòng)。 （2）塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。 （3）模具因素（含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具
11、的合模 及模具設(shè)計(jì)的不合理所可能帶來的形位誤差等）。 （4）成型工藝因素（模塑成型的溫度 T、壓力 p、時(shí)間 t 及取向、結(jié)晶、 成型后處理等）。 （5）成型設(shè)備的控制精度等。 （6）其中，塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)及模具制造誤差。 題中沒有公差值，則我們按未注公差的尺寸許偏差計(jì)算。 1.4.3 塑件的表面質(zhì)量 塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型 工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。 模具型腔的表面粗糙度通常應(yīng)比塑件對應(yīng)部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低 1-2 級(jí)。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 8 -
12、1.5 確定注射機(jī) 從節(jié)省材料的角度我們選擇一模一腔的澆注系統(tǒng) 估算出制品體積 V=103cm3 所需熔體 PP 塑料質(zhì)量 M= 94g 制品的正面投影面積 S=2R2=26533mm2 所需注射量 80%注射機(jī)最大注射量；注射壓力；鎖模壓力 根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積： mVC 310 V=103+10=113 塑件凝料體積（cm3）V塑 件 3134.250.8cm （2）注射壓力 P注 成 型 PP 塑料成型時(shí)的注射壓力 701MPa成 型 （3）鎖模力： PF鎖 模 力 式中 P模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）；一般為注射壓力的 0.30.65 倍。PP 塑料成型時(shí)的注射
13、壓力 ，我們選擇P7012Pa成 型 P=0.65120=80MPa P塑料成型時(shí)型腔壓力 80MPa F塑件在分型面上的投影面積（mm） F=26533mm=0.025633 m P 鎖模力=80*26533=2123=2.12KN100KN 確定注射機(jī)型號(hào) SZ-160/100（臥式） 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 1 工藝分 析 - 9 - SZ-160/100（臥式）型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表： 表 1-1 注塑機(jī)的主要參數(shù) 理論注射容積(cm） 160 螺桿直徑(mm) 40 注射壓力(MPa) 150 注射速率(g/s) 105 塑化能力(g/s) 45 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)
14、 0220 鎖模力(kN) 100 拉桿有較距離(mm) 345345 移模行程(mm) 325 模具最大厚度(mm) 300 模具最小厚度(mm) 200 鎖模形式 雙曲肘 模具定位孔直徑(mm) 100 噴嘴球半徑(mm) SR15 噴嘴口孔徑(mm) 4 模板尺寸(mm) 200315 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) - 10 - 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 分型面選擇 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)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(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)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
15、型 面時(shí)應(yīng)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(shí)一 般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 1保證塑料制品能夠脫模 這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型 腔中脫出制品。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最 好在一個(gè)平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢， 不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 2使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響： 目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長， 影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。 模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚
16、。一方面加 工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔 深度不宜過大。 型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越 大，如圖2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困 難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。 3使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會(huì)留有一 圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留 下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上。 4盡量避免側(cè)向抽芯 塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 并且直接
17、影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在 萬不得己的情況下才能使用。 5使分型面容易加工 分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分，力求平面度和動(dòng)、定模配合面的 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) - 11 - 平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工 精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不 到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。 6使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑 件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。 7有利于排氣 對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不
18、多，可借助分型面的縫隙排氣。因 此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最 后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉。 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(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì) 存在某些缺點(diǎn)，再針對存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型 面。對于本塑件，圖示為最佳第一分型面。 圖2.1 分型面 2.2 澆口設(shè)計(jì) 澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、 輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的 位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修
19、改澆口尺寸，無論采用何 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) - 12 - 種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開 設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊?使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮 以下幾項(xiàng)原則： (1）盡量縮短流動(dòng)距離。 (2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 (3）必須盡量減少熔接痕。 (4）應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 (5）考慮分子定向影響。 (6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 (7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 (8）注意對外觀質(zhì)量的影響 根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，聯(lián)系產(chǎn)品
20、實(shí)際使用要求，本產(chǎn)品 選用點(diǎn)澆口較為合適。 圖2.2.1 注塑機(jī)噴嘴圖 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) - 13 - 圖2.2.2澆注點(diǎn) 2.3 流道設(shè)計(jì) 流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)， 另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角可取26，流道壁表面粗糙度取 Ra=0.63m，且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光。 主流道如端凹坑球面半徑R2比注射機(jī)的、噴嘴球半徑R1大12 mm；球面凹 坑深度35mm；主流道始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0.51mm；一般 d=2.55mm。取d=2mm 主流道末端呈圓無
21、須過渡，圓角半徑r=13mm。 主流道長度L以小于60mm為佳，最長不宜超過95mm。 主流道常開設(shè)在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用T8A，熱處理淬火后硬 度5357HRC。 2.4 澆口套設(shè)計(jì) 澆口套選用根據(jù)注射機(jī)噴嘴球半徑15mm，再根據(jù)書111頁點(diǎn)澆口的選擇條件， 翻書查閱資料，得到澆口套如圖所示。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) - 14 - 圖2.4 澆口套 2.5 冷料穴及拉料桿 冷料穴是用來儲(chǔ)藏在注射間隔時(shí)期內(nèi)由于噴嘴部文都低而形成的所謂冷料 渣，以及用它拉出在澆口內(nèi)的塑料。查手冊冷料穴及拉料桿的形式，選用冷料 穴為圓扣形，應(yīng)用在脫模板脫模無冷料穴時(shí)的情況，
22、冷料穴及拉料桿結(jié)合情況 如圖。 拉 料 桿動(dòng) 模 板冷 料 井定 模 座 板 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 2 模具結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) - 15 - 圖 2.5 拉料桿 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè) 計(jì) - 15 - 3 排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)的作用是將型腔中原有的空氣及成型過程中產(chǎn)生的氣體順利的排 出，以免塑件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷而影響成型及表面質(zhì)量。排氣槽的作用主 要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱 過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè) 就顯得尤為重要。另外對于小型件或精
23、密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因?yàn)樗?除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少 模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射 速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。 適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖 模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀祝瑥亩岣呱a(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降 低機(jī)器的能量消耗。其設(shè)計(jì) 往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過試模與修模再加以完善， 此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。 排氣槽的設(shè)計(jì)原則： （1）排氣槽盡量開設(shè)在分型面； （2）排氣槽應(yīng)在型腔最后充滿的地方； （
24、3）排氣槽一般應(yīng)開設(shè)在分型面動(dòng)模一方； （4）排氣槽的槽深按表3-3選用為0.02mm； （5）排氣槽的式要預(yù)防溢料濺出傷人，最好不要面對操作者； 3-1 排氣槽深度 塑料名稱 深度 h 塑料名稱 深度 h 聚乙烯 0.02 聚酰胺 0.01 聚丙烯 0.01-0.02 聚碳酰脂 0.01-0.03 聚氯乙烯 0.02 聚甲醛 0.01-0.03 ABS 0.03 丙烯酸共聚物 0.03 由于此類事小產(chǎn)品排氣槽可以直接用分型面不必特別制作排氣槽 3.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注塑模在塑料成型過程中如果橫溫過高，成型收縮率會(huì)變大、塑件變化也 相應(yīng)增加，并且容易粘模，難以取出。為防止塑件脫模變形、縮短成
25、型周期， 注塑模一般都應(yīng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)裝置，以控制模溫。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè) 計(jì) - 16 - 冷卻水孔開設(shè)原則： （1）孔邊離型腔的距離一般保持在1525mm，太近則效率低，水孔直徑一 般在8mm以上，根據(jù)模具大小決定； （2）孔管路應(yīng)暢通無阻； （3）水管接頭的位置應(yīng)盡可能放置在不影響操作的一側(cè)； （4）冷卻水管最好不開設(shè)在型腔塑料熔接的地方以免影響塑件強(qiáng)度； 因?yàn)楸舅芗募訜釡囟葘λ芗馁|(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解 溫度250 ）、成型時(shí)要控制模溫在50-80 ，具體措施是布置冷卻水管，0C0C 具體要求： 1）冷卻水管直徑 8mm； 2）冷卻
26、回路形式為直流循環(huán)式； 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 3 排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)設(shè) 計(jì) - 17 - 3.1 冷卻系統(tǒng) 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 4 脫模結(jié) 構(gòu) - 17 - 4 脫模結(jié)構(gòu) 4.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則 （1）要求在開模過程中塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便推出機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在動(dòng)模一 側(cè)，從而簡化模具結(jié)構(gòu)。 （2）正確分析塑件對模具包緊力與粘附力的大小及分布，有針對性地選擇 合理的推出裝置和推出位置，使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致；推出力 作用點(diǎn)應(yīng)靠近塑件對凸模包緊力最大的位置，同時(shí)也應(yīng)是塑件剛度與強(qiáng)度最大 的位置；力的作用面盡可能大一些，以防止塑件在被推出過程中變形或損壞。 （3
27、）推出位置應(yīng)盡可能設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位，以力 求良好的塑件外觀。 （4）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠（即：推出到位、能正確復(fù)位且不與 其他零件相干涉，有足夠的強(qiáng)度與剛度），遠(yuǎn)動(dòng)靈活，制造及維修方便。 （5）為了便于塑件從模具型腔中或從塑件中抽出型芯、在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮 塑件內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。 表 4-1 各種材料推薦脫模斜度 材料 脫模斜度 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯 - 30， 1 ABS、尼龍、聚甲醛、聚苯醚氯化聚醚 -4， ， 硬氯乙烯、聚碳酸醋、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃 -5， 02 熱固性塑料 -， 1 本塑件模具采用推件板推出機(jī)構(gòu)。模型本身就可以脫模。 4
28、.2 推件力的計(jì)算 4.2.1 脫模力 sincofLhpQ 式中：L凸模被包緊部分的斷面周長（cm） h被包緊部分的深度（cm） 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 4 脫模結(jié) 構(gòu) - 18 - p由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積的正壓力，一般取 7108. 7102. Pa f摩擦系數(shù)，一般取0.1 脫模斜度。 則： L=2*3.14*63=395.64mm h=63mm Q=395.64mm*63mm*10MPa（0.1*cos0-sin0）=24925.3N 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 5 底板設(shè) 計(jì) - 19 - 5 底板設(shè)計(jì) 5.1 凹模尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)制件的特性，選用整體式凹模。凹模是成
29、型塑件外形的模具零件，其 工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸增大。 有關(guān)凹模的工作尺寸如下： 5.1.1 凹模的徑向尺寸計(jì)算 0.785-0.13 1/6.）（ 69 .3 塑件外形公稱尺寸； K塑料的平均收縮率； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的 1316,取 1/6。 查書得 k=(1.0+2.5)/2=0.0175。 5.1.2 凹模的深度尺寸計(jì)算 塑件高度方向公稱尺寸。 4.03/2175.0 6/1.）（ 96 . 5.2 凸模尺寸設(shè)計(jì) 凸模是成型塑件的外形，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸模的 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 5 底
30、板設(shè) 計(jì) - 20 - 磨損會(huì)使包容尺寸逐漸減小。 5.2.1 凸模的徑向尺寸計(jì)算 塑件內(nèi)形徑向公稱尺寸 7.05)1.0(26 6/1.- 7382.- 5.2.2 凸模的高度尺寸計(jì)算 塑件深度方向的公稱尺寸。 4.03/2175.063 6/1.-）（4.- 5.3 剛度計(jì)算公式為 41/31/3()0.()2apLapLsEAEA 式中 s-矩形型腔長邊側(cè)壁厚度 （mm） ； P-型腔所受壓力 （MPa） ； L-型腔長邊長度 （mm） ； a-型腔側(cè)壁受壓高度 （mm） ； -型腔側(cè)壁全高度 （ mm） ；1A -允許變形量 （mm） ， E-模具材料的彈性模量 （MPa） ； -模具
31、材料的許用應(yīng)力 （MPa ） ； 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 5 底板設(shè) 計(jì) - 21 - 由前面的計(jì)算與分析可知，型腔內(nèi)壁尺寸 L=130mm，取 a=63mm， 1A =70mm，P=80MPA，E= MPA =0.03/mm，經(jīng)計(jì)算整理52.10 得：型腔壁厚 =45.99mms 5.4 型腔底板厚度計(jì)算 剛度計(jì)算公式為: h=0.54L(PA/EL1P)1/3 式中 p-型腔壓力 80（MPa ） ； L1 是動(dòng)模墊板的長度 L1=221.98 mm 參照標(biāo)準(zhǔn)取 L1=250 mm A 為投影面積 A=26533 mm2 得 h=77mm 圖 5.1 型腔結(jié)構(gòu)及受力狀況 攀枝花學(xué)院
32、本科課程設(shè)計(jì)（論文） 6 模架選 擇 - 22 - 6 模架選擇 6.1 模架選擇 根據(jù)上面的分析得到型腔 B=130+45.992=221.98 底板厚度為 77 mm 根據(jù)中小型模架的規(guī)格依照品種，長寬比例選用 250355 的模架 A 板尺寸 A 板是定模型腔板，塑件高度為 70 mm，又考慮在模板上還 要開設(shè)冷卻管道，還需留出足夠的距離，故 A 板厚度為 125mm。 B 板尺寸 B 板根據(jù)底板厚度為 77 mm 參照標(biāo)準(zhǔn)選擇 80 mm。 C 板（支承板）尺寸 支承板=推出行程+ 推板厚度 +推桿固定板厚度 +(510)mm=63+45+10+（ 510）=123128mm，初步選定
33、 C 板尺寸為 125mm。 根據(jù)以上分析,計(jì)較和型腔尺寸位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)型式和規(guī)格,查表 選用模架。 定模板厚度:A=125mm 動(dòng)模板厚度:B=80mm 墊塊厚度:C=125mm 模具厚度：H=64+A+B+C= （64+125+80+125 ） =394mm 選用 A1-250355-16-Z1 圖 6.1.1 模架 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 6 模架選 擇 - 23 - 圖 6.1.2 模具總裝圖 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 7 材料選 擇 - 24 - 7 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 7.1 導(dǎo)柱 在模具進(jìn)行裝配或成型時(shí)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)模和定模兩大部 分或模內(nèi)其他零件之間
34、的準(zhǔn)確對合，確以保證塑料制件的形狀和尺寸精度，并 避免模內(nèi)各零部件發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐定位兩 種形式。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。 圖7.1.1 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱布局原則： 1） 、等徑不對稱； 2） 、不等直徑對稱分布； A、材料 20鋼 B、技術(shù)要求： a熱處理 5055HRC，20鋼滲碳0.8mm 5660HRC； b倒角不大于145； c其它按 GB/T 4169.41984; d. 長度為動(dòng)模型板A和墊板B 的厚度 A+B=80 MM 7.2 導(dǎo)套 根據(jù)導(dǎo)柱長度及所選模架的動(dòng)模型板選擇導(dǎo)套，如圖。 A、材料 T8A B、技術(shù)要求： 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)
35、計(jì)（論文） 7 材料選 擇 - 25 - a熱處理 5055HRC，20鋼滲碳0.5-0.8mm 5660HRC； b倒角不大于145； 圖7.2.1 導(dǎo)套 7.3 推桿的選擇 由模具的工作行程及所選模架的要求知所選的推桿長度 A、材料 T8A； B、技術(shù)要求： a工作端不允許倒錐； b工作端面不允許有中心孔； 圖7.3.1 推桿 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 7 材料選 擇 - 26 - 8 材料選擇 8.1 凹凸模材料的選擇 本模具凹凸模采用鋁合金?，F(xiàn)今人們已經(jīng)改變了過去不愿意使用軟質(zhì)金屬 鋁的觀念，因?yàn)殇X材料供貨商對其性能和使用性做了顯著的改進(jìn)，鋁（第三代 鋁，大約在1990年后投入使
36、用）很多優(yōu)點(diǎn)的應(yīng)用日益增加，鋁熔點(diǎn)低，熱工作 特性好（與鋼相比） ，良好的機(jī)加工性能；此外，易于回收再利用，相對較低的 能量消耗，這些使得鋁這種材料在模具加工中廣泛應(yīng)用。 第三代鋁合金的特性一點(diǎn)也不遜于塑料模具鋼：其有較低密度，足夠強(qiáng)度， 良好的機(jī)加工性能，良好的熱傳導(dǎo)性，良好的耐腐性，易于得到，合理的價(jià)格 體積比。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) - 27 - 9 注射機(jī)校核 9.1 注射量 塑件體積：V=103 3cm 注射機(jī)理論注射容量：V理=160 3c VV理*80%=160*0.80=128,故符合要求。 9.2 注射壓力 所選注射機(jī)的須大于塑件所需的注射壓力，聚丙烯的注
37、射壓力為 70120MPa，注射機(jī)的注射壓力為104MPa，符合要求。 注射壓力 P成 型注 9.3 鎖模力 鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力，當(dāng)高壓的塑料 熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定 鎖模力必須大于該脹型力，即： PF鎖 模 力 式中P模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa） ；一般為注射壓力的 0.30.65倍。PP塑料成型時(shí)的注射壓力 ，我們選擇7012MPa成 型 P=0.65120=80MPa P塑料成型時(shí)型腔壓力80MPa F塑件在分型面上的投影面積（mm） F=26533mm P鎖模力=8026533=2123N=2.13K
38、N100KN 符合條件。 9.4 開模行程 對雙分型面注射模， 雙分型面模具最小開模行程HminH=H1+H2+A+C+(510)mm 式中，H1塑件推出的最小距離 H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 A-澆注系統(tǒng)凝料高度 +10mm C-610mm 510mm-安全距離 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) - 28 - 選用原則：注射機(jī)的動(dòng)模板最大行程SmaxHmin 注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板之間的最小間距Hmin 模具的最小厚度H0 H=63+125+10+65+（510）=268273mm 所選注塑機(jī)的移模行程為325mm273mm,滿足要求； 結(jié)果: 所選注射機(jī)滿足要求。 攀枝花學(xué)院本
39、科課程設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) - 29 - 10 小結(jié) 經(jīng)過幾周的課程設(shè)計(jì)，我基本上了解了模具設(shè)計(jì)的思想,并逐步樹立了正確 的設(shè)計(jì)思想,并且根據(jù)設(shè)計(jì)思路完成了一套塑料碗的模具。剛開始做設(shè)計(jì)的時(shí)候 感覺有點(diǎn)困難,不知該從何下手去做,有點(diǎn)茫然,通過看參考書上的設(shè)計(jì)步驟,漸 漸曉得了整個(gè)設(shè)計(jì)過程,這確實(shí)是項(xiàng)很有挑戰(zhàn)性的工作,首先要對模具的結(jié)構(gòu)有 很好的了解,并知道各部分的名稱及效用是啥子,這對于設(shè)計(jì)是非常重要的,如果 連模具結(jié)構(gòu)都不清楚,那還談啥子設(shè)計(jì),根本完成不了的工作;再次要有很好的制 圖能力,如果這項(xiàng)不行,那設(shè)計(jì)圖紙就無法很好的完成,其次要能熟練掌握CAD繪 圖軟件,這是基本了,整個(gè)圖形的繪制
40、都要用它。 通過設(shè)計(jì)我將所學(xué)的定見很好的運(yùn)用到中實(shí)踐來了,對于模具制造工藝、塑件成 型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)有了進(jìn)一步的了解,這次設(shè) 計(jì)我的收成很大,我很喜歡這次課程設(shè)計(jì)。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) - 30 - 參 考 文 獻(xiàn) 1 楊占堯主編.塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊M. 北京: 化工業(yè)出版社, 2008 2 張維合主編.注塑孫玲主模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2007 3 編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2008 4 洪慎章主編. 實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)M .北京.機(jī)械工業(yè)出版社；2006 5 許洪斌 范澤興等塑料注射成型工藝及模具M(jìn)化學(xué)工業(yè)出版社 6 許發(fā)樾主編.模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)M. 北京; 機(jī)械工業(yè)出版社2003 7 李海梅主編.注塑成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)M. 北京: 化工業(yè)出版社,2002
模具課程設(shè)計(jì)碗注塑模具設(shè)計(jì)
