塑料底座注塑模的設(shè)計【含cad圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計論文】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　底座注射模設(shè)計 </p><p>　　系 、 部： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱 &

2、lt;/p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p><p>　　完成時間： </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>

3、<b>　　材 料</b></p><p>　　系 、 部： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱：

4、 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p><b>　　年 月</b></p><p>

5、　　畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書</p><p>　　系： 專業(yè)： </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)工作中期檢查表</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表</p><p>　　系：

6、 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱評語表</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯資格審查表</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績</p><p><b>　　評 定 表</b></p>&

7、lt;p>　　系（公章）： </p><p>　　說明：最終評定成績＝a+b，兩個成績的百分比由各院、系自己確定，但應(yīng)控制在給定標準的10％左右。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績</p><p><b>　　評 定 表</b&g

8、t;</p><p>　　系（公章）： </p><p>　　說明：最終評定成績＝a+b，兩個成績的百分比由各院、系自己確定，但應(yīng)控制在給定標準的10％左右。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　對塑

9、料底座注射模結(jié)構(gòu)采用中心澆口進料，采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)， 材料采用流動性能差的PC塑料，通過對塑件的分析，注射機的選定，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，成型零件的設(shè)計計算，脫模推出機構(gòu)的設(shè)計，以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計和導(dǎo)向地位機構(gòu)的設(shè)計，給出了生產(chǎn)底座的一個實際參考設(shè)計生產(chǎn)流程。</p><p>　　通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設(shè)計中的某些細節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及其工作原理；為以后從事本行業(yè)打下了良好的理論基礎(chǔ)

10、。此次設(shè)計的過程中查閱了大量的模具設(shè)計資料，通過模具的設(shè)計與應(yīng)用，同原有的設(shè)計方法相比，模具的應(yīng)用提升了產(chǎn)品的質(zhì)量，模具整體設(shè)計的思路和要求符合現(xiàn)代設(shè)計潮流和未來的發(fā)展方向。</p><p>　　關(guān)鍵詞: PC；一模一腔；中心澆口；模具設(shè)計</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　To plastics bas

11、e injection mould structure adopts center gate; Selected a mould for four cavity die structure, and selected the medium flow not well PC plastic for filling mold, improve the design compact and practical efficiency; PC B

12、ased on the analysis of the plastic parts, injection machine selection of the design of the shunt way, Lord, molding parts design calculation of mechanism design, stripping out, and the cooling system design and guide me

13、chanism design, status are given a production</p><p>　　The mould cognition having a first step by the fact that design, can produce plastic articles by injection moulding face to face , pay attention to know

14、ing mould structure and their operating principle to some detail problem in designing that,; Be to be engaged in our industry hereafter having laid down fine rationale. I have consulted massive materials of the plastic m

15、old design and manufacture in this design process .Through the design and application of the mold ,the processing technology ，co</p><p>　　Keywords: pc; plastics base; center gate; mold design.</p>

16、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p><b>　　abstract</b></p><p>　　1 塑件成型工藝性分析3</p><p>　　1.1 塑件的分析1</p><p>

17、　　1.2 PC工程塑料的性能分析1</p><p>　　1.2.1基本性能1</p><p>　　1.2.2 PC的主要性能指標2</p><p>　　1.3 PC的注射成型過程及其工藝參數(shù)3</p><p>　　1.3.1注射成型過程3</p><p>　　1.3.2 注射工藝參數(shù)3</p>

18、<p>　　2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機4</p><p>　　2.1 分型面位置的確定4</p><p>　　2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定4</p><p>　　2.3 注射機型號的確定4</p><p>　　2.3.1 注射量的計算4</p><p>　　2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提

19、及的初步估算5</p><p>　　2.3.3 選擇注射機5</p><p>　　2.3.4 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核6</p><p>　　3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計7</p><p>　　3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則7</p><p>　　3.2主流道的設(shè)計8</p><p>　　3.2.1主

20、流道設(shè)計要點8</p><p>　　3.2.2 主流道尺寸的確定8</p><p>　　3.2.3 主流道的凝料體積9</p><p>　　3.2.4 主流道當量半徑9</p><p>　　3.2.5 主流道澆口套的形式9</p><p>　　3.3 分流道的設(shè)計9</p><p>

21、　　3.3.1 分流道的布置形式9</p><p>　　3.3.2 分流道的長度10</p><p>　　3.3.3 分流道的當量直徑10</p><p>　　3.3.4 分流道的截面形狀10</p><p>　　3.3.5 分流道界面尺寸10</p><p>　　3.3.6 凝料體積11</p>

22、;<p>　　3.3.7 校核剪切速率11</p><p>　　3.3.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度12</p><p>　　3.4. 澆口的設(shè)計12</p><p>　　3.4.1輪輻式澆口尺寸的確定12</p><p>　　3.4.2 輪輻式澆口剪切速率的校核13</p><p>　　3

23、.5 校核主流道的剪切速率13</p><p>　　3.6 冷料穴的設(shè)計13</p><p>　　4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算14</p><p>　　4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計14</p><p>　　4.2.成型零件鋼材的選用15</p><p>　　4.3 成型零件工作尺寸的計算15</p&

24、gt;<p>　　4.3.1 凹模徑向尺寸的計算16</p><p>　　4.3.2凹模深度尺寸的計算16</p><p>　　4.3.3動模凸凹模尺寸的計算17</p><p>　　4.3.4大型芯尺寸的計算19</p><p>　　4.3.5 小型芯尺寸的計算20</p><p>　　4.4

25、 成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算20</p><p>　　4.1.1凹模側(cè)壁厚度的計算20</p><p>　　5.脫模推出機構(gòu)的設(shè)計22</p><p>　　5.1 脫模力的計算22</p><p>　　5.2. 推出方式的確定23</p><p>　　5.2.1 推桿材料23</p>&

26、lt;p>　　5.2.2 推桿的安裝23</p><p>　　5.2.3 校核推出應(yīng)力24</p><p>　　6.模架的確定25</p><p>　　6.1 各模板厚度尺寸的確定25</p><p>　　6.2 計算并選擇模架型號25</p><p>　　6.3 模架尺寸的校核25</p>

27、;<p>　　7.排氣槽的設(shè)計27</p><p>　　8.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計28</p><p>　　8.1 冷卻介質(zhì)28</p><p>　　8.2 冷卻系統(tǒng)的計算28</p><p>　　8.2.1 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W28</p><p>　　8.2.2 確定單位質(zhì)量的塑

28、件在凝固時所放出的熱量28</p><p>　　8.2.3 計算冷卻水的體積流量28</p><p>　　8.2.4 確定冷卻水路的直徑28</p><p>　　8.2.5 冷卻水在管內(nèi)的流速29</p><p>　　8.2.6 求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)29</p><p>　　8.2.7 計算冷卻水道

29、的導(dǎo)熱總面積A29</p><p>　　8.2.8 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水道的孔數(shù)n29</p><p>　　8.2.9 冷卻水道的布置30</p><p>　　9.導(dǎo)向與定位機構(gòu)的設(shè)計31</p><p>　　9.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)31</p><p>　　10.模具零件的選材32</p>&l

30、t;p>　　10.1.1 模具材料選用原則32</p><p>　　10.1.2 模具材料選用要求32</p><p>　　10.2 注塑模具常用材料32</p><p>　　10.2.1 塑料模具成型零件的選材32</p><p>　　10.2.3 推出機構(gòu)零件的選材33</p><p>　　10.

31、2.4澆注系統(tǒng)零件33</p><p>　　10.2.5 其它零件的選材33</p><p>　　11零件的加工工藝過程34</p><p>　　11.1小型芯制造工藝過程：34</p><p>　　11.2型腔制造工藝過程34</p><p>　　11.設(shè)計小結(jié)37</p><p>

32、;<b>　　參考文獻38</b></p><p><b>　　外文文獻</b></p><p>　　1 塑件成型工藝性分析</p><p><b>　　1.1 塑件的分析</b></p><p>　　（1）外形尺寸 該塑件壁厚較厚，平均壁厚約為30mm，結(jié)構(gòu)較簡單，對稱度

33、好，只需做幾個型芯即可，塑件為熱塑性塑料，流動性差，適于螺桿式注射機注射成型。</p><p>　　(2) 精度等級 該塑件重要尺寸和次重要尺寸精度等級均為MT4，由以上分析可見該零件的尺寸精度中等，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。</p><p>　　(3) 脫模斜度 pc的成型性能良好，成型收縮率較小，其脫模斜度根據(jù)參考文獻[1]中表2-19可知型腔的脫模斜度在，型芯的在，p

34、c的流動性差，為使注射充型流暢，選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為。</p><p>　　1.2 PC工程塑料的性能分析</p><p><b>　　1.2.1基本性能</b></p><p>　　PC聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機械性能。沖擊強度高，尺寸穩(wěn)定性好，著色性好，電絕緣蝕性、耐腐性、耐磨性好，但自

35、潤滑性差，有應(yīng)力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。適于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件，阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機械性能。</p><p>　　成形特性： </p><p>　　無定形料，熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動性差。吸濕小，但對水敏感，須經(jīng)干燥處理，成型

36、收縮率小，易發(fā)生熔融開裂和應(yīng)力集中，故應(yīng)嚴格控制成形條件，塑件須經(jīng)退火處理。 </p><p>　　1．熔融溫度高，粘度高，大于200g的塑件宜采用螺桿式注射機。</p><p>　　2流動性差，溢邊料0.06m左右。</p><p>　　3冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以短、粗為原則，宜設(shè)冷料穴，澆口宜取大。</p><p>　　4．

37、料濕過低會造成缺料，塑件無光澤，料溫過高易溢邊，塑件起泡。模溫低時收縮率、抗沖擊強度高，抗彎、抗壓強度低，模溫超過時塑件冷卻慢，易變形粘模。</p><p><b>　　圖1 塑件圖</b></p><p>　　1.2.2 PC的主要性能指標</p><p>　　表1 PC的主要技術(shù)指標</p><p>　　1.3

38、PC的注射成型過程及其工藝參數(shù)</p><p>　　1.3.1注射成型過程</p><p>　?。?）成型前準備。對PC的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗，成型前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡。常用方法是循環(huán)鼓風干燥，溫度控制是120℃，時間8~12h以上。</p><p>　?。?）注射過程。塑料在注射機料筒

39、內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具的型腔成型，其過程分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。</p><p>　?。?）塑件的后處理（退火）。退火處理的方法為紅外線燈、烘箱，處理溫度為100℃~130℃，處理時間為2h~8h。</p><p>　　1.3.2 注射工藝參數(shù)</p><p>　?。?）注射機：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min.。

40、</p><p>　?。?）料筒溫度t/℃：前段210~240；</p><p>　　中段230~280；</p><p>　　后段240~285。</p><p>　?。?）模具溫度t/℃：90~110；</p><p>　?。?）注射壓力(p/Mpa)：80~130；</p><p>　?。?/p>

41、5）成型時間（s）：高壓時間 0~5S</p><p>　　注射時間 20~90 S</p><p>　　冷卻時間 20~90 S </p><p>　　總周期 40~190 S</p><p>　　2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機</p><p>　　2.1 分型面位置的確定&l

42、t;/p><p>　　通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在塑件截面積最大，且有利于開模，其位置如圖2所示。</p><p>　　圖2 分型面的選擇</p><p>　　2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定</p><p>　?。?）型腔數(shù)量的確定 由于該塑件精度要求中等，塑件尺寸較大，塑料流動性差，結(jié)構(gòu)高度對稱，為了便于順利充型，初步選用一模一

43、腔。</p><p>　?。?）模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定 由以上分析可知，本模具設(shè)計是一模一腔，，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)初選推件板推出或是推出桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，因為塑件中間帶有比主流道直徑大的孔，所以為了進料均勻，采用平衡式流道和輪輻式澆口。因此，定模部分不需要單獨開設(shè)分型面取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板、支撐板或推件板。由上綜合分析可確定采用大水口（或帶推件板）的單分型面注射模。</p

44、><p>　　2.3 注射機型號的確定</p><p>　　2.3.1 注射量的計算</p><p>　　通過Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖4所示。</p><p>　　圖3 塑件質(zhì)量屬性</p><p><b>　　塑件體積：</b></p><p>　　塑件質(zhì)量：=

45、1.2×1745.4=2094.4g …………（1）</p><p>　　式中，ρ可根據(jù)參考文獻[3]表9-6取為1.20。</p><p>　　2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算</p><p>　　由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件提及的0.2倍~1倍來估算。由于本次設(shè)計采用的流道簡

46、單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和4個塑件體積之和）為：</p><p>　　=1.3×1×1745.4=2269 ……………（2）</p><p>　　2.3.3 選擇注射機</p><p>　　根據(jù)以上計算得出在一次注射過程中，注入模具型腔的塑料的

47、總體積為=57.6，由參考文獻[2]式4-18，=/0.8=2269/0.8=2836。根據(jù)以上的計算，查參考文獻[3]中表13-1，初步選定公稱注射量為3000，注射機型號為XZY-3000的螺桿式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見表2。</p><p>　　表2注射機主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.3.4 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　(1) 注射壓力

48、校核 查參考文獻[4]可知，PC所需注射壓力為80MPa~130MPa，這里取=90MPa，該注射機的公稱注射壓力P公=130 MPa，注射壓力安全系數(shù)k1=1.25～1.4，這里取k1=1.3，則：</p><p>　　k1 P0=1.3×90=117 MPa<P公 注射機注射壓力符合要求。</p><p>　　(2) 鎖模力校核。</p><p&

49、gt;　?、?塑件在分型面上的投影面積</p><p><b>　　= …（3）</b></p><p>　?、?澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即澆道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積的數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計分心來確定。是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2倍~0.5倍。由于本設(shè)計的流道較簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以相應(yīng)取小一些，這里取=

50、0.2。</p><p>　?、?塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則有</p><p>　　=n(+)=n(+0.2)=1×1.2=268.5 …………（4）</p><p>　?、?模具型腔內(nèi)的脹型力，則</p><p>　　==268.5×40=1074.1kN …………（5）</p&g

51、t;<p>　　式中，是型腔的平均計算壓力值。是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%~50%，大致范圍在25MPa~40MPa。對于黏度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等黏度塑料切精度要求不高，故將取為40MPa。</p><p>　　由表1 可知注射機的公稱鎖模力是=630kN，鎖模力安全系數(shù)=1.1~1.2這里取=1.2，則取=1.2=1.2×1074.1=1289

52、kN<所以注射機鎖模力滿足要求。</p><p>　　對于其它安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進行。</p><p><b>　　3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則</p><p>　　所謂注射模的澆注系統(tǒng)，是塑料熔體從注射機噴嘴射出后達到型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的

53、通道。其主要作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。</p><p>　　澆注系統(tǒng)設(shè)計原則為：</p><p>　?。?）重點考慮型腔布局。</p><p>　?。?）熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡可能短，截面尺寸應(yīng)盡可能彎折盡量少，表面粗糙度要低。</p><

54、;p>　?。?）均衡進料，即分流道盡可能采用平衡式布置。</p><p>　　（4）塑料耗量要少，滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗量。</p><p>　?。?）消除冷料，澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的“冷料”。</p><p><b>　　（6）排氣良好。</b></p><p>　?。?）防

55、止塑件出現(xiàn)缺陷，避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力。</p><p>　?。?）保證塑件外觀質(zhì)量。</p><p>　?。?）較高的生產(chǎn)效率。</p><p>　　該底座的注塑模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，它包括：主流道、分流道、冷料井、澆口。為了滿足塑件外觀質(zhì)量要求, 進料澆口開設(shè)在塑件的中間孔的圓環(huán)里。為了降低塑料熔體的壓力和減少熱量損失,流道應(yīng)盡量

56、短,同時為方便塑件的脫模, 應(yīng)使開模時塑件滯留于動模一側(cè), 然后借助開模力驅(qū)動頂出裝置將塑件推出。因為塑件的體積較大，對稱度高，且中間帶有比主流道直徑大的孔，故該模具可以采用輪輻式澆口。</p><p>　　圖4.澆注系統(tǒng)示意圖</p><p><b>　　3.2主流道的設(shè)計</b></p><p>　　主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，

57、它將注射機噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和沖模時間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。</p><p>　　3.2.1主流道設(shè)計要點</p><p>　?。?）為了防止?jié)部谔着c注射機噴嘴對接處溢料，主流道與噴嘴的對接處應(yīng)設(shè)計成半

58、球形凹坑，其球面半徑應(yīng)比注射機噴嘴頭球面半徑大1～2mm，主流道小端直徑應(yīng)比注射機噴嘴直徑大0.5～1mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。</p><p>　?。?）為了減小對塑料熔體的阻力及順利脫出主流道凝料，澆口套內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)加工到Ra0.8μm。</p><p>　?。?）主流道的圓錐角大小應(yīng)適當，通常取α=2°～4°，對流動性差的塑料可取3°

59、-6° </p><p>　　（4）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響容體的順利充型。</p><p>　　3.2.2 主流道尺寸的確定</p><p>　　(1) 主流道的長度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定，結(jié)合所選模架本次設(shè)計中初取55mm進行計算。</p><p>　　(2) 主流道小端直徑 d

60、=注射機噴嘴尺寸+(0.5~1)mm= 9mm</p><p>　　(3) 主流道大端直徑 D=d+2= 13.2mm式中≈ 3°取D=13mm</p><p>　　(4) 主流道球面直徑 SR=注射機噴嘴球半徑+(1~2)mm=25+1=26mm</p><p>　　(5) 球面的配合高度 h=5mm</p><p>　　3

61、.2.3 主流道的凝料體積</p><p><b>　　……………（6）</b></p><p>　　=80×(+6.5×4.5)×3.14/3=7222</p><p><b>　　=7.2</b></p><p>　　3.2.4 主流道當量半徑</p>

62、<p>　　mm ……………（7） </p><p>　　3.2.5 主流道澆口套的形式</p><p>　　主流道襯套為標準件可選購。主流道小斷入口與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道襯套與定位圈設(shè)計成一個整體，但是考慮到上述因素通常依然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更

63、換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。本設(shè)計澆口套采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度為50HRC~55HRC。如圖5所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝圖來確定。</p><p>　　圖5 主流道交口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　3.3 分流道的設(shè)計</p><p>　　3.3.1 分流道的布置形式</p><p>　　為盡量減少在

64、流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道，如圖6所示。</p><p>　　圖6 分流道布置形式</p><p>　　3.3.2 分流道的長度</p><p>　　根據(jù)四個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道長度適中，如圖6所示。</p><p>　　3.3.3 分流道的當量直徑</p&g

65、t;<p>　　流過分流道塑料的質(zhì)量: ……………（8）</p><p>　　3.3.4 分流道的截面形狀</p><p>　　本流道采用梯形截面，其加工工藝好，切塑料熔體的熱量散失、流動阻力不大。</p><p>　　3.3.5 分流道界面尺寸</p><p>　　設(shè)梯

66、形的上底寬度為B=11mm（為了便于選擇刀具），底面圓角的半徑R=1mm，梯形的高度取H=2B/3=7mm，設(shè)下底寬度為b，梯形面積應(yīng)滿足</p><p><b>　　……………（9）</b></p><p>　　代入數(shù)值b=7.17，考慮到梯形底部圓弧對面積的減小及脫模斜度等因素，取b=9mm，通過計算梯形斜度，脫模斜度足夠。

67、 </p><p>　　圖7 分流道截面形狀與尺寸</p><p>　　3.3.6 凝料體積</p><p>　　(1) 分流道的長度為(96-1.5)×2=1

68、86mm. ……………（10）</p><p>　　(2) 分流道截面積</p><p>　　……………（11）</p><p><b>　　(3) 凝料體積</b></p><p>　　186×70=13020=13.02 ……………（12） </p&g

69、t;<p>　　考慮到圓弧的影響取12</p><p>　　3.3.7 校核剪切速率</p><p>　　（1）確定注射時間：由參考文獻[3]表13-1，可取t=3.8s。</p><p>　?。?）計算單邊分流道體積流量：</p><p>　　231 ……………（13）</p><p>　　（

70、3）由參考文獻[3]（式2-22）可得剪切速率</p><p><b>　　……………（14）</b></p><p>　　該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道德最佳剪切速率在 ~之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。</p><p>　　3.3.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度</p><p>　　分流道的表面粗

71、糙度要求不是很低，一般取其粗糙度為Ra 1.25µm~2.5µm即可，此處取Ra 1.6µm。另外其脫模斜度一般在5°~ 10°之間，通過上述計算脫模斜度為8.12°，脫模斜度足夠。</p><p>　　3.4. 澆口的設(shè)計</p><p>　　澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分。澆口的

72、形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。</p><p><b>　　澆口的主要作用：</b></p><p>　?。?）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；</p><p>　　（2）易于切除澆口尾料；</p><p>　　（3）對于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。</p><p>　

73、　澆口截面積通常為分流道截面積的0.07～0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度約為0.5～2mm左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。</p><p>　　注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，不同類型的澆口其尺寸、特點及應(yīng)用情況各不相同。按澆口的特征可分為限制澆口和非限制澆口，按澆口的形狀可分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口及薄片式澆口；按澆口的特性可分為點澆式澆口、

74、護耳澆口；按澆口所在的位置可分為中心澆口和側(cè)澆口等。</p><p>　　同時，澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響也很大，在確定澆口位置時，應(yīng)注意以下幾點：</p><p>　?。?）澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。</p><p>　　（2）澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。</p><p>　?。?）澆口位置選擇有利于型腔中

75、氣體的排除。</p><p>　　（4）澆口位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對于圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。</p><p>　?。?）對于帶細長型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯受沖擊變形。</p><p>　?。?）澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。</p><p>　?。?）不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的

76、部位設(shè)置澆口。</p><p>　　為了讓塑件進料均勻，易去除澆口凝料，且該塑件中間有一個比主流道直徑大很多的孔，所以可以采用輪輻式澆口。</p><p>　　3.4.1輪輻式澆口尺寸的確定</p><p>　　澆口的橫截面積一般取分流道橫截面積的3%~9%，因為塑料流動性差、塑件壁厚和尺寸較大，所以澆口尺寸取大值。</p><p>　　根據(jù)

77、文獻[3]表2-6的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，L=0.7~2.5，b=1.5~5，h=0.5~2</p><p>　　取L=1.5mm，b=2.5，h=1.5mm …（15）</p><p>　　3.4.2 輪輻式澆口剪切速率的校核</p><p>　?。?）確定注射時間：查參考文獻[3]表13-1，可取t=3.8s；</p><p>　?。?）計算澆

78、口的體積流量：</p><p><b>　　……………（16）</b></p><p>　?。?）計算澆口的剪切速率：</p><p>　　S-1 ……………（17）</p><p>　　該矩形輪輻式澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率S-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。式中</p>&l

79、t;p>　　3.5 校核主流道的剪切速率</p><p>　　上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積(澆口體積的大小可以忽略不計)以及主流道的當量半徑，這樣就可以校核主流到熔體的剪切速率。</p><p>　　1) 計算主流道的體積流量</p><p>　　cm3/s。 ……（18）</p><p>　　2) 計算主流道

80、的剪切速率</p><p><b>　　…………（19）</b></p><p>　　主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，所以，主流道的剪切速率合格。</p><p>　　3.6 冷料穴的設(shè)計</p><p>　　冷料穴位于主流道正對面的大型芯上，其主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影

81、響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計主流道冷料穴，冷料穴的直徑宜稍大于主流道大端直徑，深度約為直徑的1～1.5倍。</p><p>　　4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算</p><p>　　4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　(1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式、和鑲拼式四種。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選

82、用的是整體式凹模，它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時可省去定模座板根據(jù)歲塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計采用整體嵌入式凹模，如圖8所示。</p><p>　　圖8 整體嵌入式凹模</p><p>　　(2)動模凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 凸凹模通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通

83、過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有多個：一個是成型塑件的內(nèi)表面的大型芯，因包緊力大所以設(shè)在動模部分，另外四個小型芯設(shè)計時也將其放在動模部分，如圖9所示；所以總體來說，該動模凸凹模的結(jié)構(gòu)應(yīng)屬于組合式。</p><p><b>　　圖9 動模凸凹模</b></p><p>　　4.2.成型零件鋼材的選用</p><p>　　根據(jù)對成型塑件的綜

84、合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋旋旋旋光性能。又因為該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的凹模鋼材選用45鋼。對于成型塑件內(nèi)表面的大、小型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用40Cr。</p><p>　　4.3 成型零件工作尺寸的計算</p><p>　　采用參考文獻[2]中式(2-26)~(2-30)相應(yīng)公式

85、中的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算。一般情況影響零件及塑件公差的主要因素是模具的制造公差，塑件的收縮率S和模具磨損量這三項。</p><p>　　塑件的尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算。沒給定公差的按MT4計算，則：</p><p><b>　　模具制造公差=；</b></p><p>　　塑料pc

86、的計算收縮率S=0.5%～0.7%。</p><p>　　4.3.1 凹模徑向尺寸的計算 </p><p>　　塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：</p><p>　　= mm，相應(yīng)的塑件制造公差mm，</p><p>　　mm， mm，</p><p><b>　　………（20）

87、</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p>　　mm </p><p><b>　　mm</b></p><p>　　式中，是塑件的平均收縮率，查表參考文獻[5]中表1-4可知PC的收縮率為0.5% ~0.7%，所以取其平均收縮率</p&g

88、t;<p>　　=； ……………（21）</p><p>　　是系數(shù)，查文獻[3]表2-10可知；是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差，?。ㄏ峦?lt;/p><p>　　4.3.2凹模深度尺寸的計算 </p><p>　　塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：</p><p>　　型腔的最大深度mm，相應(yīng)的

89、制作公差mm，</p><p>　　磨損后塑件尺寸變大的尺寸計算</p><p>　　…………（22） </p><p><b>　　mm</b></p><p>　　4.3.3動模凸凹模尺寸的計算</p><p><b>　　圖10 動模凸凹模</b><

90、/p><p>　?。?）凸凹模型腔徑向尺寸的計算。塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：</p><p>　　mm 相應(yīng)制造公差mm，</p><p>　　mm mm，</p><p>　　mm mm，</p><p>　　mm mm，</p>

91、<p>　　mm mm，</p><p>　　mm mm， </p><p>　　mm mm，</p><p>　　mm mm，</p><p>　　磨損后塑件尺寸變大的尺寸計算</p><p>&l

92、t;b>　　……（23）</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm </b></p><p>　　同理，根據(jù)上述兩公式代入數(shù)據(jù)計算可得，</p><p>　　mm mm mm </p><p>

93、;　　磨損后塑件尺寸變小的尺寸計算</p><p><b>　　……（24）</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　同理，根據(jù)上述兩公式代入數(shù)據(jù)計算可得，</p><p>　　mm mm mm</p><p>　　（2）動模凸

94、凹模型芯高度尺寸的計算 </p><p><b>　　mm mm，</b></p><p><b>　　mm mm</b></p><p><b>　　根據(jù)公式有 </b></p><p><b>　　mmmm</b></p><

95、;p><b>　　mm</b></p><p>　?。?）動模凸凹模型腔深度尺寸的計算</p><p>　　mm mm</p><p>　　mm mm</p><p>　　mm mm</p><p>　　根據(jù)上面的計算公式

96、 </p><p><b>　　mm</b></p><p>　　同理，代入相應(yīng)數(shù)據(jù)計算可得，</p><p>　　mm mm</p><p>　?。?）中心距尺寸的計算</p><p>　　四個沉孔的中心距離：</p><p>　　

97、4.3.4大型芯尺寸的計算 </p><p><b>　　圖11 大型芯</b></p><p>　?。?）大型芯徑向尺寸的計算</p><p><b>　　塑件的尺寸的轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　mm 相應(yīng)制造公差mm</p><p>　　mm 相應(yīng)制造公差mm&

98、lt;/p><p>　　mm 相應(yīng)制造公差mm</p><p>　　磨損后塑件尺寸變小的尺寸計算</p><p><b>　　……（25）</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p>

99、<p>　　磨損后塑件尺寸變大的尺寸計算</p><p><b>　　……（26）</b></p><p><b>　　mmmm</b></p><p>　　（2）大型芯高度尺寸的計算 </p><p><b>　　mm

100、 mm</b></p><p><b>　　……（27）</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　4.3.5 小型芯尺寸的計算 </p><p><b>　　圖12 小型芯</b></p><p>　?。?/p>

101、1）小型芯徑向尺寸的計算</p><p>　　mm 相應(yīng)制造公差mm</p><p>　　mm 相應(yīng)制造公差mm</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　?。?）小型芯的高度尺寸的計算</p><

102、;p><b>　　相應(yīng)的制造公差</b></p><p><b>　　mm </b></p><p>　　4.4 成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算</p><p>　　4.1.1凹模側(cè)壁厚度的計算</p><p>　　凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強及凹模的深度有關(guān)，其厚度根據(jù)參考文獻[2]表4-19

103、中的剛度公式計算。</p><p>　　mm …………（28）</p><p>　　式中 計算時：W=, 時=0.6</p><p>　　p型腔壓力(MPa)；E是模具材料彈性模量(MPa)；=W；W是影響變形的最大尺寸，而h=30mm；是模具剛度計算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種可查參考文獻[2]表4-20得</p><p>

104、　　==15×1.786µm=26.8mm=0.0268mm ………（29）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　=1.786µm。 ………（30）</p><p>　　凹模嵌件初定單邊厚度選35，由于壁厚不能滿足69mm要求，所以凹模嵌件采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中，有模板和型

105、腔共同來承受型腔壓力。根據(jù)型腔的布置，初步選定模板平面尺寸為450mm×450mm，它比型腔布置的尺寸要大得多，所以完全滿足強度和剛度的要求。</p><p>　　5.脫模推出機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中的這種脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。模具脫模方式按推出零件分：推桿脫模、推管脫模、推件板脫模、推塊脫模、成型

106、零件脫模和多元聯(lián)合式脫模六種。本塑件結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性可采用推件板推出、推桿推出、或推件板加推桿推出的綜合推出方式，根據(jù)脫模力計算來確定。</p><p>　　5.1 脫模力的計算</p><p>　?。?）16小型芯脫模力 因為=r/t=8/24=0.33＜10，所以此處視為厚壁圓筒塑件，查文獻[2]式4-26脫模力計算公式為：</p><p>&l

107、t;b>　　…………（33）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　——抽芯力(N)；</b></p><p>　　E——塑料的彈性模量(MPa)，查文獻[3]表2-12；</p><p>　　S——塑料成型的平均收縮率（%）；</p

108、><p>　　t——塑件的壁厚（mm）；</p><p>　　L——被包型芯長度（mm）；</p><p>　　——塑料的泊松比（查參考文獻[3]表2-12）；</p><p>　　——脫模斜度（°）；</p><p>　　——塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)；</p><p>　　A——型芯的平

109、均直徑（mm）；</p><p>　　——由和決定的無因次數(shù)</p><p>　　——由和決定的無因次數(shù)</p><p><b>　??； </b></p><p>　　根據(jù)pc塑料的性能查文獻[1]表4-24查得，相應(yīng)的數(shù)據(jù)：</p><p>　　E=2200MPa, S=0.5-0.7（

110、%）， t=24mm， L=28mm，</p><p>　　=0.31， =， =0.38， 塑件底部有通孔，所以A=0</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入公式進行計算</p><p>　　=3208.6N …………（32）</p><p>　　因為有四個小型芯所以脫模力為3208.6 4=1283

111、4.4N</p><p>　?。?）32小型芯脫模力</p><p>　　因為=r/t=16/16=1＜10，所以此處視為厚壁圓筒塑件，</p><p><b>　　…………（33）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=18

112、77.1N </b></p><p>　　式中=0.667 </p><p>　　因為有四個小型芯，所以脫模力為1877.1×4=7508.4 N</p><p>　?。?）96大型芯脫模力</p><p>　　因為=r/t=48/24=2＜10，所以此處視為厚壁圓筒塑件，有：</p><p>

113、;<b>　　=</b></p><p><b>　　=4458.3N </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　=1.6 </p><p>　　(4) 總脫模力的大小 </p><p>　　F==12834.4

114、+7508.4+4458.3=24801N.</p><p>　　另外考慮肋板收縮等因數(shù)的影響，可以按計算脫模力乘以一個不太大的系數(shù)，此處考慮為1.2 ， 所以推出應(yīng)力：=1.2F=29761N</p><p>　　5.2. 推出方式的確定</p><p>　　5.2.1 推桿材料</p><p>　　推桿的常用材料有鋼、或碳素工具鋼，推桿頭

115、部需淬火處理，硬度在50HRC以上，表面粗糙度在Ra1.6μm。</p><p>　　5.2.2 推桿的安裝</p><p>　　推桿在固定板上的固定方法有很多，本設(shè)計采用的是最常采用的形式，即將推桿凸肩壓在固定板的沉孔和推板之間，用螺釘緊固，凸肩高度與對應(yīng)沉孔的深度留有余量，在裝配后將它們與固定板一起磨去余量，來保證高度一致，避免在高度方向來回竄動。推桿接觸塑料件的頂推段，與模板上相應(yīng)孔

116、的配合間隙，應(yīng)以不超過塑料溢料間隙為限，一般情況下H8/f7或H7/f7就可以滿足這要求</p><p>　　5.2.3 校核推出應(yīng)力</p><p>　　1）推出面積 設(shè)14mm的圓推桿設(shè)置8根，那么推出面積為 =1230.9mm2 ； …………（34） </p>&l

117、t;p>　　推出應(yīng)力 </p><p>　　MPa[] …（35）</p><p>　　所以推桿能夠安全推出，不會出現(xiàn)頂白頂破的可能。上式[]查文獻[3]表2-12得[]=26MPa []為推桿作用在塑件表面上的接觸許用應(yīng)力，大致是該種塑料常溫下拉伸屈服應(yīng)力的1/2。</p><p><b>　　圖13 推桿</

118、b></p><p><b>　　6.模架的確定</b></p><p>　　6.1 各模板厚度尺寸的確定</p><p>　　(1) A板尺寸 A板是定模固定板，塑件高度為20mm，考慮到模板上還要開設(shè)冷卻水道，必須留出足夠的距離，故A板厚度取50mm。</p><p>　　(2) B板尺寸 B板是型芯固定板

119、，按照標準模架標準板厚度取為60mm。</p><p>　　(3) C板(墊塊)尺寸 </p><p>　　墊塊=推出行程+推桿固定板厚度+（5～10）)mm …………（36）</p><p>　　=(25+25+20+5～10)mm=75mm～85mm</p><p>　　此處初步選定C板厚度為80mm。</p>

120、<p>　　6.2 計算并選擇模架型號</p><p>　　模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠的強度和剛度的條件下，模具結(jié)構(gòu)以緊湊實用為好?，F(xiàn)根據(jù)一種標準模架選型的經(jīng)驗方法進行模架的選擇，即是根據(jù)塑件在分型面上投影的面積或者模仁周邊尺寸，以塑件布置在推桿推出范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔或是模仁邊緣保持一定距離為原則來確定模架的大小。其具體計算經(jīng)驗公式如下：</p>&

121、lt;p>　　塑件投影寬度：≤-10</p><p>　　塑件投影長度：≤-(復(fù)位桿直徑) -30</p><p><b>　　式中： </b></p><p>　　常數(shù)10——推桿邊緣與墊塊之間的雙邊距離，見參考文獻[3]表7-4；</p><p>　　常數(shù)30——復(fù)位桿與型腔或者模仁邊緣之間的雙邊距離，參見表

122、7-4。</p><p>　　本設(shè)計中，根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸，可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為220mm×160mm，型腔所占的平面尺寸為190mm×130mm，利用上述經(jīng)驗公式計算可得：</p><p>　　≥+10 =270+10=280mm …………（37）</p><p>　　≥++30=270+30

123、+30=330mm …………（38） </p><p>　　查參考文獻[3]表7-4，可取=290mm，=384mm，根據(jù)以上計算可得W=450mm，因此考慮采用450mm×450mm的模架</p><p>　　經(jīng)上述計算，模架尺寸已經(jīng)確定，根據(jù)《注射模中小型模架及技術(shù)條件》(GB/T12556—2006)標準，將模架標記為AI4545-130×130

124、15;120GB/T12555-2006。</p><p>　　6.3 模架尺寸的校核</p><p>　　根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸。</p><p>　　(1)模具平面尺寸450mm×450mm <900mm×800mm (拉桿內(nèi)間距)，校核合格。</p><p>　　(2)模具高度尺寸510mm，400