塑料殼體注塑模具設計（全套含CAD圖紙）

塑料殼體注塑模具設計（全套含CAD圖紙）,塑料,殼體,注塑,模具設計,全套,cad,圖紙 模具設計與制造技能訓練設計說明書 設 計 題 目 ： 設 計 者： 班 級： 指 導 教 師： 哈爾濱理工大學 2013年 12 月 26 日 摘 要 論文根據(jù)工程實際的需要完成塑料殼體的注射模設計。在設計中采用塑料注射成型論文中具體分析了產品的工藝性,確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設備,確定了模具制作的總體方案,分析并解決了模具的總體結構和各工作部分的具體結構,并進行了一些必要的尺寸計算和強度的校核。論文中還對分型面、澆注系統(tǒng)、脫模機構和溫度調節(jié)系統(tǒng)進行了分析設計，完成了工件工程圖設計，圓滿完成了模具設計所要求的各項工作。 本文中針對塑料殼體注射模具制定出合理的設計結構，其中包括成型部分及其零部件設計，澆注系統(tǒng)設計，脫模機構設計，冷卻系統(tǒng)設計等。根據(jù)分析，設計了一套塑料注射模具，并對模具以及主要零件進行了CAD繪圖。 關鍵字：注射模具，澆注系統(tǒng)，脫模機構，冷卻系統(tǒng) 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 前言 1 第2章 塑件的工藝分析 2 2.1塑件的工藝性分析 2 2.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 3 2.2.1結構分析 3 2.2.2尺寸精度分析 3 2.2.3表面質量分析 3 2.3 計算塑件的體積和質量 3 2.4 注射機的初選 4 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設計 5 3.1 注射模具分型面的選擇 5 3.1.1 分型面的基本形式 5 3.1.2 分型面選擇的基本原則 5 3.1.3 分型面的選擇 5 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 6 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 6 3.2.2 注射模具流道的設計 7 第4章 成型零件的設計 16 4.1 模具型腔的結構設計 16 4.2 型芯的結構設計 17 4.3 成型零件的尺寸確定 18 第5章 頂出機構的設計 26 第6章 冷卻系統(tǒng)的設計 29 第7章 排氣系統(tǒng) 29 第8章 成型設備有關參數(shù)校核 30 第9章 模具特點和工作原理 31 總 結 33 參考文獻 34 第1章 前言 模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎，它的技術水平很大程度上決定了產品的質量和市場的競爭能力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快?！叭胧馈睂ξ覈＞吖I(yè)產生重大而深遠的影響，經(jīng)濟全球化的趨勢日益明顯，同時世界眾多知名公司不斷進行構調整，國內市場的國際性進一步現(xiàn)，該行業(yè)將經(jīng)受更大的沖擊，競爭也會更加激烈。在如此嚴峻的行業(yè)背景下，我國的技術人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復雜，精密，高效和長壽命模具有上了新的臺階。 塑料制品的成型是塑料成為具有實用價值制品的重要環(huán)節(jié)。塑料成型方法已達40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的30%以上。注射模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注射模塑成型。 先進制造技術的發(fā)展使人們不再單純地依賴產品圖或產品樣件來設計制作模具,逆向工程技術的應用使產品的圖片、照片或影像資料,甚至產品模具本身,都可以作為模具的設計依據(jù)。逆向工程技術特別在消化、吸收國外先進模具技術方面具有突出的優(yōu)勢, 由此還帶來設計思路上的變化,有時可以先設計模具型腔,然后據(jù)此再完善產品設計圖樣[1]。 35 第2章 塑件的工藝分析 第2章 塑件的工藝分析 該塑件是塑料殼體產品，其零件圖如圖所示。本塑件的材料采用聚苯乙烯，生產類型為大批量生產。 圖2.1 塑料殼體圖 2.1塑件的工藝性分析 該材料為聚苯乙烯，一般聚苯乙烯強度不高，質硬而脆，有易破碎和耐熱性低性等缺點。 分析塑件的結構工藝性塑件尺寸較小，內部結構簡單，對塑件的測量和計算沒較大影響，符合塑件的設計要求。 塑件精度要求,塑件工作要求不高，故選普通精度：４級 2.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析 2.2.1結構分析 該塑料件是一殼體,塑件壁屬厚壁塑件,生產批量大,材料選PS,考慮到主流道應盡可能短,一般小于60mm,過長則會影響熔體的順利充型,因此采用下例數(shù)據(jù): 材料 A B C D E F G H I J PS 60 80 25 4 3 45 20 74 12 35 2.2.2尺寸精度分析 從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為4mm,壁厚均勻，在制件的轉角處設計圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺尺寸中等。 2.2.3表面質量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內部不得有雜質外，沒有什么特別的表面質量要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證. 2.3 計算塑件的體積和質量 計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。 1.通過Pro/E建模分析,塑件為m1=26.5g,v1=m1/?, ?=1.05 V1=25.2cm3,流道凝料的質量m2=0.6m1 m=1.6nm1 2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需的鎖模力. 流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積A2,A2可用0.35nA1來進行估算,所以 A=nA1+A2=1.35A1 n=1.35×4×A1=25920mm2 式中A1=80×60=4800mm2 查表2-2<塑料模具設計指導> 取P型=25Mpa Fm=AP型=25920×25=648000N 聚苯乙烯的密度為1.058克每立方厘米 2.4 注射機的初選 根據(jù)每一生產周期的注射量和鎖模力的計算值可選用 SZ-250/1250 理論注射量/cm3_270__ 鎖模力/ KN 1250__ 螺桿直徑/mm _45___ 拉桿內間距/mm_415×415 注射壓力/ MPa 160____ 移模行程/mm_360__ 注射速率/g/s_110____ 最大模厚/mm________ 塑化能力/_18.9 最小模厚/mm150 螺桿轉速/10~200_ 定位孔直徑/mm160 噴嘴半徑/mm15 鎖模方式/雙曲肘 第3章 分型面選擇和澆注系統(tǒng)設計 3.1 注射模具分型面的選擇 3.1.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。 3.1.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：（1）保持塑料外觀整潔；（2）分型面應有利于排氣；（3）應考慮開模是塑料留在動模一側；（4）應容易保證塑件的精度要求；（5）分型面應力求簡單適用并易于加工；（6）考慮側向分型面與主分型面的協(xié)調；（7）分型面應與成型設備的參數(shù)相適應；（8）考慮脫模斜度的影響[11]。 3.1.3 分型面的選擇 1、確定成型位置 由于塑件結構簡單,所以不用設計小型心,型腔直接開設在定模板和中間板上.采用兩排各8個型腔分布. 2、確定分型面 采用單分型面注射模,從AA分型面一次分型,如下圖所示: 圖3.1 分型面 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從成型設備噴嘴進入模具型腔所經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。在設計注射模具的澆注系統(tǒng)應注意以下幾項原則[12]。 （1）根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設計合理的澆注系統(tǒng)布局。 （2）根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。 （3）應盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率。 （4）應根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動。 3.2.2 注射模具流道的設計 1. 主流道設計 1)主流道尺寸設計 根據(jù)所選注射機,則主流道小端尺寸為 d=注射機噴嘴尺寸+(0.5—1) =3.5+0.5=4 2) 主流道球面半徑為 SR=噴嘴球面半徑+(1—2)=15+(1—2)=16mm 3) 球面配合高度 h=3mm—5mm,取h=3mm 4) 主流道長度,盡量小于60,由標準模架結合該模具的結構,取L=25+20=45mm 5) 主流道大端直徑 D=d+2Ltanа=6.54mm(半錐角а為1°-- 2°,取а= 2°)取D=6.5mm. 6) 澆口套總長 L0=25+20+h+2=50 2. 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸屬易損件,對材料要求嚴格,因而模具主流道部分常設計可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套,以便常用碳素工具鋼如T8A,T10A等,熱處理硬度為50HRC-55HRC.如圖示 由于該模具主流道較長,定位圈和襯套設計成分體式較宜,其定位圈結構尺寸如下圖 3.主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式如圖 4.冷料穴的設計 1)主流道冷料穴的設計 開模時應將主流道中的凝料拉出,所以冷料穴直徑稍大于主流道大端直徑.采用Z形頭冷料穴,很容易將主流道凝料拉離定模,如圖所示 1；定模座板 2；冷料穴 3；動模板 4；推桿 主流道凝料體積 Q主= πh/12(D2+Dd+d2)=40π/12(6.52+6.5×3.5+3.52) =809mm2=0.8cm3 主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗公式 v=3.3qv/πR qv=q主+q分+q塑件=0.8+4×25.28+0.58=102.5cm2 Rn=[（3.5+6.5）/2]/2=0.25cm 主流道剪切速率偏小主要是注射量小，噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。 5． 分流道設計 ①．分流道布置形式 分流道布置有多種形式，但是需要循兩方面原則：一方面排列緊湊，縮小模具版面尺寸；另一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡。應采用平衡式分流道。 如圖： ②．分流道長度 第一級分流道 L1=50mm 第二級分流道 L2=15mm ③．分流道的形式.截面尺寸以及凝料體積 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上。工程設計中常用梯形截面，加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失.流動阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗公式可確定其截面尺寸，即 B=0.2654 式中，B---梯形大底邊的寬度 m---塑件的質量（g），為26.5g 根據(jù)《塑料模具設計手冊》表4-9，取B=4 H=2/3B=2.67mm 取H=3mm 從理論上L2,L3分流道可以L1截面小1/10,但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便,在分型面上的分流道采用一樣的截面. ④．分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63μm--1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力，避免熔體表面滑移，使中心層具有較高的 剪切速率。此處Ra=0.8μm。 ⑤．凝料體積 分流道長度 L=（50+8×2+1×2）×2=136mm 分流道截面積 A=[（3+4）/2]×3=10.5mm2 凝料體積 q分=136×10.5=1428mm3=1.428cm3 ⑥．分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗公式 r =3.3q/πR 3=3.3×101.12/(3.14×0.253)=6801 式中 q=ν1/t=4×25.28=101.12 6．澆口的設計 澆口截面積通常為分流道截面積的0.07倍—0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5mm—2mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐漸修正。 1． 澆口類型及位置確定 該模具是中小型塑件的多型腔模具，設置側澆口比較合適。側澆口開設在垂直分型面上，從型腔（塑件）外側面進料，側澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而又被稱為標準澆口。這類澆口加工容易，修正方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。 2． 澆口結構尺寸的經(jīng)驗公式 側澆口深度和寬度經(jīng)驗計算： 經(jīng)驗公式為 h=nt=1mm w=2.3 式中，h—-側澆口深度（mm）； W---澆口寬度（mm）； A---塑件外表面積； t---塑件厚度（約為3mm ） n---塑料系數(shù)，查表得 n=0.6 7． 澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，澆注是平衡的。 8． 澆注系統(tǒng)凝料體積計算 ⑴． 主流道與主流道冷料井凝料體積 V主=v錐×v冷=πh/12（D2+Dd+d2）+π/4（D2h′）=15919.8mm3 9． 普通澆注系統(tǒng)截面尺的計算與校核 ⑴．確定適當?shù)募羟兴俾蕆 根據(jù)經(jīng)驗澆注系統(tǒng)各段的r取以下值，所成型塑件質量較好。 ①． 主流道 rs=5×102s-1—5×103s-1 ②． 分流道 ?R=5×102s-1 ③． 點澆口 rG=105s-1 ④． 其他澆口 rG=5×103s-1—5×104s-1 ⑵． 確定體積流率q 1）. 主流道體積流率qs 因塑件小，即使是一模四腔的模具結構，所需注射塑料熔體的體積也還是比較小的，而主流道尺寸并不小，因此主流道體積流率并不大，取rs=1×103s-1代入得 qs=π/4R3?=π/4×103×0.33=21.9cm3/s 2）. 澆口體積流率qG 側（矩形）澆口用適當?shù)募羟兴俾蕆G=1×104s-1代入得 qG=Wh2?/6=2.3×0.12×104/6=38cm3/s ⑶. 注射時間（充模時間）的計算 1）.模具充模時間 ts=vs/qs=25.28/21.9=1.15s 式中 qs-----主流道體積流率； ts----注射時間，s； Vs----模具成型時所需塑料熔體的體積，cm3 2）. 單個型腔充模時間 tG=VG/qG=25.25/38=0.66s 3）. 注射時間 根據(jù)經(jīng)驗公式[5]求得注射時間 t=ts/3+2tG/3=0.82s 4． 校核各處剪切速率 1）.澆口剪切速率 rG=6V3/Wh2=6×25.25/2.3×0.12=6.59×103s-1 2）.分流道剪切速率 由經(jīng)驗公式 ?=3.3q/πR3=3.3×101.12/3.14×0.253 =6.8×103s-1 第4章 成型零件的設計 4.1 模具型腔的結構設計 型腔大體有以下幾種結構形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。 型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行處理等。 型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。 完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。 在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產生超過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計算和選擇是十分重要的。 （1）型腔側壁厚度的計算 按強度計算 其壁厚S按下列公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPa p—型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內半徑，r=10mm 代入公式得：S=4mm （2）底板厚度的計算 按強度計算 其壁厚H按下面公式計算 式中 [σ]— 型腔材料的許用應力，[σ]=156.8MPa p—型腔內單位平均壓力，P=38.4MPa r—型腔內半徑，r=10mm 代入公式得：H=5.5mm 4.2 型芯的結構設計 型芯的結構形式大體有：整體式、整體復合式、局部組合式、完全組合式。 4.3 成型零件的尺寸確定 （1）型腔尺寸計算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差△的1/2，取負偏差，再加上-1/4△的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。 （a）型腔的徑向尺寸的計算式： 式中 D0—型芯的最小基本尺寸； —塑件的最大基本尺寸； S—塑件的平均收縮率，S=0.02； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選取； （b）型腔的深度根據(jù)尺寸的計算公式 式中 —型腔深度的最小尺寸； —塑件的最大基本小尺寸； S—塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選??； （2）型芯尺寸的計算 型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨損量,而型芯高度則加上+1/6的磨損量.型芯的計算尺寸表達如下。 （a）型芯的徑向尺寸的計算式： 式中 —型芯的最大基本尺寸； —塑件的最小基本尺寸； S—塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選取； 根據(jù)公式計算得型芯的徑向尺寸： （b）型芯的高度尺寸的計算： 式中 —型芯高度的最大尺寸； —塑件內形深度的最小尺寸； S—塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選??； 根據(jù)公式計算得型芯的高度尺寸： 4.6確定主要零件結構及尺寸 塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底版厚度過小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。 1.模部分的型芯 為了便于加工設置一個定模型芯，它的配合可以采用過盈配合。 2.成型零件鋼材的選用 零件是大批量生產，成型零件所選用鋼材耐磨性和抗疲勞性能應該良好，機械加工性能和拋光性能也應該良好，因此構成型腔的嵌入式凹模鋼材選用SMI 3.成型零件工作尺寸的計算 塑件尺寸公差按SJ1372—78標準中的6級精度選取 1）.型腔徑向尺寸 Lm1=[(1+s)Ls1-x△]+δ20=[(1+s)80-0.58×0.70]+0.120 =80.28+0.120 Lm2=[(1+s)Ls2- x△]+δ20=[1.0035×60-0.58×0.7]+0.120 =59.79+0.120 式中， S——塑件平均收縮率S=（0.006+0.008）=0.0035 X——修正系數(shù)（取0.58） Δ—— 塑件公差值（查塑件公差表取0.70） δ2——制造公差，（取Δ/5） 參考《塑料模具設計手冊》P49 型腔深度尺寸 Hm=[（1+s）h-xΔ]0+δ=24.7+0.120 式中，h——塑件厚度最大尺寸（取25） x——修正系數(shù)（取0.56） Δ ——塑件公差值（取0.40）參考《塑料模具設計手冊》P47 型芯高度尺寸 hm=[（1+s）H+xΔ]0-δ2=3.130-0.04 式中，h——塑件厚度最小尺寸（取3） X——修正系數(shù)（取0.58） Δ—— 塑件公差值（查塑件公差表取0.20） 模架的確定和標準件的選用 模架尺寸確定后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度的計算，以校核所選模架是否適當，尤其對大型模具。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結合標準模架，選用模架尺寸為250mm×315mm的標準模架，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內六角螺釘，模具外表盡量不要有突出部分，模具外表面應光潔，加涂防銹油。兩模板之間應用分模間隙，即在裝配，調試，維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。 1． 定模座板（315mm×315mm，厚25mm）材料為45鋼. 通過4個M10的內角圓柱螺釘與定模板連接定位圈通過4個M6的內六角圓柱螺釘與其連接，定模座板與澆口套為H8/f8配合。 2.定模板（凸模固定板）（250mm×315mm，厚20mm）固定板應有一定的厚度，并有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好用調質230HB—270HB。 其上的導套孔與導套一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7，定模板與澆口套采用H8/m6配合，定模板與圓筒型芯為H7/m6配合。 3.支撐板（180 mm×250mm） 支撐板應具備較高的平行度和硬度。 4.墊塊（40mm×315mm，厚50mm） 1．）主要作用 在動模座板與支撐板之間形成推出機構的動作空間，或是調節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。 2.）結構形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 3.）墊塊材料 墊塊材料為Q235A，也可用HT200，球墨鑄鐵等，該模具墊塊采用Q235A制造。 4.）墊塊的高度h校核. H=h1+h2+h3+s+δ=0+16+12.5+18+3.5=50mm 式中，h1————推板厚度，為16mm h2————推桿固定板厚度，為12.5mm h3————推出行程， 為18mm δ———推出行程富余量，一般為2mm—6mm，取3.5mm 5.）動模座板（315mm×315mm，厚25mm） 材料為45鋼，注射機頂桿孔為￠ mm，其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合。 6.）推板（118mm×315mm，厚16mm） 材料為45鋼，其上的推板導套孔和推導套采用H7/k6配合，用4個， M6的內六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。 7.）推桿固定板（118mm×315mm。厚12.5mm） 材料為45鋼，其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f6配合。 八.合模導向機構的設計 1.導向機構的總體設計 1. ）導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分。 2. ）該模具采用4根導柱，其分布為等直徑導柱不對稱裝置 3. ）該模具導柱安裝在支撐板和模套上，導套安裝在定模固定板上。 4. ）為了保證分型面很好的接觸，采用在導套的孔口倒角。 5. ）在合模時，應保證到向零件首先接觸。 6. ）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 2.到導柱的設計 該模具采用帶頭導柱,不加油槽,如下圖示 導柱的長度必須比凸模端面高度高出,6mm—8mm. 1.) 為使導柱能順利地進入導向孔,導柱的端部常做成錐形或球形的先導部分. 2.) 導柱的直徑應根據(jù)模具尺寸來確定,應保證具有足夠的抗彎強度,該導柱直徑由標準模架可知為φmm. 3.) 導柱的安裝形式,導柱固定部分與模架按H7/f6配合,導柱的滑動部分按H7/f7或H8f7的間隙配合. 4.) 導柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0.4mm 5.) 導柱應具有堅硬耐磨的表面,堅韌而不易折斷的內芯.多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A.T10A,經(jīng)淬火處理,硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調質表面淬火,低溫回火,硬度為50HRC以上. 3.導套設計 導套與安裝在另一半模上的導柱相配合,用一確定運動定模的相對位置,保證模具運動導柱相配合,用以確定運動定模的相對位置,保證模具運動導向精度的圓套形零件.導套常用的結構形式有兩種:直導套(GB/T41692.2---1984(帶頭導套(GB/T4169.3—1984). 1.) 結構形式,采用帶頭導套(Ⅰ型)如圖所示 2.) 導套的端面應倒角,導柱孔最好做成面孔,利于排出孔內剩余空氣. 3.) 導套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合,表面粗糙度為0.4mm.導套外徑與模板一端采用H7/k6配合;另一端采用 H7/e7配合 入模板. 4.) 導套材料可用,淬火鋼或青銅合金等耐磨材料制造該模具中采用T8A. 4.推板導柱與導套設計 推板導柱除了起導向作用外,還支撐著支撐板,從而改善了支撐板的受力情況,大大提高了支撐板的剛性,該模具設置了4套推板導柱與導套,它們之間采用H8/f7配合其形狀與尺寸配合如圖所示 第5章 頂出機構的設計 頂出機構的分類：按驅動方式分類可分為：手動頂出、機動頂出、啟動頂出。 按模具結構分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。 （1）推出機構的結構組成 在注射成形的每個周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機構稱為推出機構，也叫頂出機構或脫模機構。推出機構的動作通常是由安裝在成型設備上的機械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。 結構組成：由推出、復位和導向零件組成。 （2）結構分類 手動推出、機動推出、液壓或氣動推出。 （3）結構設計要求 塑件留在動模,塑件在推出過程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質量,合模時應使推出機構正確復位,動作可靠。 （4）結構設計 （a）推桿推出機構 推桿推出機構是整個推出機構中最簡單、最常見的一種形式。由于設置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度．推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，因此在生產中廣泛應用。 但是因為推桿的推出面積一般比較小，易引起較大局部應力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。 （b）推管推出機構 推管推出機構是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結構形式，其脫模運動方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。 （c）推件板的推出機構 凡是薄壁容器、殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出．推件板推出機構義稱頂板頂出機構，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。 特點：推件板推出的特點是頂出力均勻，運動平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。 （d）活動嵌件及凹模推出機構 有一些塑件由于結構形狀和所用材料的關系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機構脫模時，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。 （5）頂出機構的設計原則： 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機構應設在塑件的內表面以及不顯眼的位置。 注射設備的頂出裝置都設計在動模一側，因此，在一般情況下開模時，盡量設計使塑件留在動模一側，以便于頂出塑件。這在分型面的選擇時就應充分考慮。 在實踐中如果出現(xiàn)塑件并沒有留在動模側的情況時，可設法增加動默一側的阻力，一是將型芯的脫模斜度變小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影響塑件使用的前提下，在型芯側面人為的開設橫凹槽、凹窩等脫模障礙，以增大動模的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時可采用定模頂出機構。 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機構應設在塑件的內表面以及不顯眼的位置。 頂出零件應有足夠的機械強度和耐磨性能，使其在相當長的運作周期內平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。 頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點應在塑件承受頂出力最大的部件，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷。 頂出零件應有足夠的機械強度和耐磨性能，使其在相當長的運作周期內平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。 第6章 冷卻系統(tǒng)的設計 塑料注射成型是將熔融狀態(tài)的塑料向模腔高壓注射，其后這些熔料在摸腔中冷卻到塑料變形溫度以下固化成型。在塑料固化成型過程中，由熔融狀態(tài)冷卻到固化狀態(tài)是由熔料溫度和模具的溫差來實現(xiàn)的，而且一般說來，模具溫度應在塑料熱變形溫度以下才能達到迅速固化成型的目的。但是模具的溫度既不能過高也不能過低。模具溫度過高會造成溢料，脫模困難，并使塑件固化時間延長，延長注射成型周期，降低生產效率；模溫過低則會影響注射熔料的流動性，使塑料應力增大，并可能出現(xiàn)熔接痕及缺料等制品缺陷，影響塑件質量。模具溫度不均勻會使塑件變形，以及收縮率偏差等諸多問題影響塑件的質量。為此，控制模具溫度是塑件注射成型中的重要環(huán)節(jié)。 第7章 排氣系統(tǒng) 在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡， 除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿甚至會產生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。 由于塑料殼體注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。 第8章 成型設備有關參數(shù)校核 4.注射機有關參數(shù)的校核 n≤(KMt/3600-m2)/m1=[(0.8×10.5×30/3600)-m2]/m2 =(0.8*18.9*3600*30/3600-0.6*4*26.5)/26.5 =14.7≥4 型腔數(shù)校核合格. 式中,K—注射機最大注射量的利用系數(shù)一般取0.8 m--注射機的額定塑化量(10.5g/s) t—成型周期取30s 1)注射壓力的校核 Pe≥k′P0=1.3×150=195Mpa K′--注射壓力的安全系數(shù),一般取K′=1.25-1.4 P0---取130Mpa,中等壁厚件 2)鎖模力校核 F≥KAP型=1.2×648=777.6KN.而F=1250 KN K0—鎖模力安全系數(shù),一般取K0=1.1--1.2 其他安裝尺寸的校核要待模架的選定,結構尺寸確定后才可進行. 8.3、模具厚度H與成型設備閉合高度 成型設備開模行程應大于模具開模時取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距， 即滿足下式： S≥H1+H2+a+（5—10）mm 式中 S——成型設備最大開模行程，180mm； H1——推出距離（脫模距離），mm； H2——塑料高度，mm； a——定模板與中間板之間的分開距離。 則：H1+H2+a+（5—10）=5+3.5+60+10=78.5mm＜180mm 所以，能滿足要求。 第9章 模具特點和工作原理 1、模具的特點： 該模具是兩板模，設計了1 個水平分型面。設計了定距拉桿， A 分 型面是為了取出制件。該模具一模16 件，節(jié)省了成本，降低了制造周期，提高了生產效率。 2、模具的工作過程 模具裝配試模完畢后，模具進入正式工作狀態(tài)，其基本工作過程如 下。 （1）對塑料進行烘干，并裝入料斗。 （2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進行適當?shù)念A熱。 （3）合模、鎖緊模具。 （4）對塑料進行預塑化，注射裝置準備注射。 （5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結后的冷卻和脫模。 （6）脫模過程。制件的推出同一般注塑模具推出方式相同，即由注 塑機推桿推動模具推板，從而推動推件桿將之間頂出。 總結 總 結 課程設計從CAD造型設計；完成塑件注射模具方案設計和相關設計計算；模具成型零件CAD造型設計；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設計過程，工程設計應用能力得到了鍛煉和提高。 這次課程設計，歷時3個月。在此期間，針對設計內容進行了大量的工作，順利完成了課程設計中所提出的各項任務，達到了課程設計的目的。 通過此課程設計，掌握了模具設計的方法和步驟，并結合具體的零件進行了具體的設計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計、注射模成型零件尺寸的計算等。 課程設計從測繪塑件，進行三維造型繪制；完成塑件注射模具方案設計和相關設計計算；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設計過程，工程設計應用能力得到了鍛煉和提高。 完成了注射模具的制造工藝設計，但由于缺乏實際工作經(jīng)驗，在這些設計過程中也遇到了很多困難，但在老師的指導下，問題都迎刃而解。 總之，通過本次課程設計，加強了我對各項知識的學習深度，更培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，教會我怎樣才能按步驟有條不紊地進行工作。這些為我走上工作崗位奠定了堅實的基礎。 參考文獻 [1] 王國中，申長雨．注塑模具CAD/CAE/CAM技術[M]．北京：中國標準出版社， 1998. 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