巧克力盒蓋注塑工藝分析與模具設(shè)計【畢業(yè)論文+cad圖紙全套】

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文是通過對糖果盒蓋進行形狀尺寸分析、工藝分析以及工藝方案的確定；根據(jù)這些分析來進行注射模具的設(shè)計，確定注塑方案和模具結(jié)構(gòu)形式，工作零件設(shè)計與模架選擇；并對成型工藝等多方面分析，通過對工藝計算、制定正確加工方案，并對模具的所有成型零部件進行驗證及校核；最后根據(jù)設(shè)計來進行選擇注塑機以及繪制模具零件圖和裝配圖。</p>

2、;<p>　　關(guān)鍵詞 注塑模 成型工藝 形狀尺寸 注塑</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　目 錄I</b></p><p><b>　　1、前言

3、II</b></p><p>　　2、塑件的工藝分析1</p><p>　　2.1塑件模型的建立1</p><p>　　2.2塑件參數(shù)的設(shè)計2</p><p>　　2.2.1塑件的工藝分析2</p><p>　　2.2.2塑件的壁厚、塑件的收縮率、脫模斜度。2</p><p&g

4、t;　　2.2.3分型面的設(shè)計2</p><p>　　2.2.4確定型腔數(shù)量以及排列方式。3</p><p>　　3、塑料工藝參數(shù)的編制4</p><p>　　3.1塑件注射工藝參數(shù)的確定4</p><p>　　3.1.1查表填寫原材料的注射工藝參數(shù)4</p><p>　　3.1.2查表填寫塑件模塑的工藝卡

5、錯誤!未定義書簽。</p><p>　　4、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計5</p><p>　　4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計5</p><p>　　4.2成型零件的設(shè)計8</p><p>　　4.3頂出機構(gòu)設(shè)計8</p><p>　　4.4冷卻系統(tǒng)設(shè)計10</p><p>　　4.4.1冷卻回路所需的總表面

6、積計算10</p><p>　　4.4.2冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可以以下公式計算11</p><p>　　4.5冷卻系統(tǒng)設(shè)計12</p><p>　　4.6排氣系統(tǒng)設(shè)計13</p><p>　　5、注塑成型設(shè)備的選擇13</p><p>　　5.1計算塑件、澆注系統(tǒng)的體積13</p><p

7、>　　5.2塑件的質(zhì)量計算13</p><p>　　5.3選擇注射機的類型和型號13</p><p>　　6、模架的選擇及校核14</p><p>　　6.1注射機最大注射量校核14</p><p>　　6.2注射壓力的校核15</p><p>　　6.3鎖模力的校核15</p><

8、;p>　　6.4模具安裝部分得尺寸校核15</p><p>　　6.4.1噴嘴尺寸15</p><p>　　6.4.2定位圈尺寸16</p><p>　　6.4.3最大、最小模厚16</p><p>　　6.4.4螺孔尺寸16</p><p>　　6.4.5開模行程和頂出裝置的校核16</p&g

9、t;<p>　　7、模具裝配圖和零件圖17</p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　1、前言</b></p><p>　　中國是制造業(yè)大國，產(chǎn)品是制造業(yè)的主體，模具是制造業(yè)的靈魂，模具的發(fā)展水平

10、決定了制造業(yè)的發(fā)展水平。</p><p>　　隨著塑料的廣泛使用直接帶動了注塑模的飛速進步和發(fā)展。從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著世界的塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持上升的水平。</p><p>　　根據(jù)

11、國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展狀況，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標準化和模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料

12、模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化</p><p>　　由于塑模生產(chǎn)領(lǐng)域計算機應(yīng)用的獨特優(yōu)勢，以三維模型為基礎(chǔ)的以CAD/CAM/CAE技術(shù)為代表的模具計算機應(yīng)用的集成化生產(chǎn)模式獲得了快速的發(fā)展和進步。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)

13、已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面，已超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D設(shè)計已達到了70％～89％。PRO-E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計，同時可獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM/CAE的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計，還可以在設(shè)計時進行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計和工藝的合理性。CAE技術(shù)在歐美已逐漸成熟。在塑料模設(shè)計中應(yīng)用CAE分析軟件，模擬塑料的充模過程，分析

14、冷卻過程，預(yù)測成形過程中可能發(fā)生的缺陷。</p><p>　　因此，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。</p><p><b>　　2、塑件的工藝分析</b></p><p>　　2.1塑件模型的建立</p><p>　　2.1.1塑件2D如圖1所示：</p>

15、<p>　　2.1.2塑件3D如圖2所示</p><p>　　2.2塑件參數(shù)的設(shè)計</p><p>　　2.2.1塑件的工藝分析 </p><p>　　（1）、塑件的質(zhì)量，不僅與模具結(jié)構(gòu)和成型工藝參數(shù)有很大的關(guān)系，而且還取決與塑件本身和結(jié)構(gòu)設(shè)計是否符合工藝要求。</p><p>　　該塑件規(guī)定采用PS材料，化學(xué)和物理特性大多數(shù)商

16、業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。密度為1.04g/cm3。典型用途 產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。 </p><p>　?。?）、塑件的尺寸分析</p><p>　

17、　這里尺寸是指塑件的總體尺寸，而不是指避厚，孔徑等結(jié)構(gòu)尺寸。塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件與產(chǎn)品圖中的尺寸行使程序，即所獲得的尺寸的準確度。</p><p>　　塑料尺寸的大小與塑料的流動性有關(guān)。注射成型的塑件尺寸還要受到注射機的注射量、鎖模力和模板模板尺寸的限制。</p><p>　?。?）、塑件的精度分析</p><p>　　根據(jù)使用要求確定尺寸公差，一般配合部

18、分尺寸精度高于非配合部分尺寸精度。該工件精度為5，該標準塑件尺寸公差的代號為M5公差等級為5級。</p><p>　　（4）、塑件的表面粗糙度分析</p><p>　　塑件的外觀要求越高，表面粗糙度值越低。塑件表面粗糙的高低，主要取決于模具型腔表面粗糙度。一般來模具表面粗糙度值比塑件的粗糙度值低1~2級。塑件的表面粗糙度可參照《GB/T14234-1993塑料件表面粗糙度標準》選取，一般

19、Ra1.6~0.2um之間，而PS的粗糙度值為Ra3.2。</p><p>　　2.2.2塑件的壁厚、塑件的收縮率、脫模斜度。 </p><p>　　塑件壁厚大小主要取決于塑料品種、制品大小以及注塑工藝條件。熱塑性塑料易于成型薄壁制品，壁厚可小至0.25mm，但一般不宜小于0.6~0.9mm，常選取2~4mm。塑件要求厚度：上外壁2，側(cè)壁為1。查表可得PS的收縮率為1.0060。，PS的脫

20、模斜度為35’～ 1°。</p><p>　　2.2.3分型面的設(shè)計 </p><p>　　為將塑件從密閉的模腔內(nèi)取出，以及為了安放嵌件或取出澆注系統(tǒng)等，必須將模具分成兩個或幾個部分，一般將分開模具能取出塑件的面稱為分型面。分型面的選擇是一個比較復(fù)雜的問題，因為它受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、表面粗糙度、嵌件位置幾其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、頂出方法、澆注系統(tǒng)的設(shè)計，模具排

21、氣，模具制造及操作等各種因素的影響。因此，在選擇時要認真分析、綜合比較，從幾個方案中找出一個比較合理的方案。</p><p>　　分型面是模具動模和定模的結(jié)合處，在塑件最大形處，是為了塑件和凝料取出而設(shè)計的。分型面的方向盡量與注塑成型機開模方向垂直的方向，特殊情況下采用與注塑成型機開模方向平行的方向。分型面有單分型面和雙分型面之分。</p><p>　　分型面選擇的原則：分型面應(yīng)選擇在塑件

22、外形的最大輪廓處；分型面的選取應(yīng)有利于塑件的留模方式，便于塑件順利脫模，一般都應(yīng)盡可能留在動模部分；保證塑件的精度要求；滿足塑件外觀的要求；便于模具的制造；減少成形面積；增強排氣效果。</p><p>　　由于本產(chǎn)品的分型面簡單，所以采用單分型面。分型面如圖3所示</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　2.2.4確定型腔

23、數(shù)量以及排列方式。</p><p>　　本產(chǎn)品是要大量生產(chǎn)，設(shè)計是采用多型腔注射模具的，所以采用了一模兩腔的方式。多型腔模具型腔的分布有平衡式排布和非平衡式排布兩種，其中平衡式排布的要求是從主流道到各個型腔分流道的長度、形狀、斷面尺寸分布對稱性對應(yīng)相等，可實現(xiàn)各型腔均勻進料和達到同時充滿型腔的目的；而非平衡式與之相反，一般以平衡式排布。排布如圖4所示。</p><p><b>　

24、　圖4 </b></p><p>　　3、塑料工藝參數(shù)的編制</p><p>　　3.1塑件注射工藝參數(shù)的確定</p><p>　　3.1.1查表填寫原材料的注射工藝參數(shù)（以下參數(shù)是根據(jù)《注塑模具設(shè)計》表1-1）</p><p><b>　　4、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p

25、>　　4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中從噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動通道。它的作用是將塑料溶體順利地充滿到型腔的各個深處，并在填充及凝固過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得外形清晰的內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。澆注系統(tǒng)其組成部分有：主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分。注射模澆注系統(tǒng)的組成如圖5所示。</p><p><b>　　圖5&l

26、t;/b></p><p>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模設(shè)計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型的效率和塑件質(zhì)量都有直接的影響，因此，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時必須注意幾項原則。</p><p>　　了解塑料的成型特性；</p><p>　　防止型芯和塑件的變形；</p><p><b>　　排氣良好；</b></p>

27、<p>　　減少流程及塑料消耗；</p><p>　　修整方便，保證塑件外觀質(zhì)量。</p><p>　　主流道是指從噴嘴起至分流道入口處止的一段通道，它與注塑機噴嘴在同一軸心線上，熔料在主流道中并不改變方向。主流道是熔體最先經(jīng)流模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。其作用是其截面尺寸直接影響到塑件的流動速

28、度和填充時間。</p><p>　　為了便于塑料從主流道中拉出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角a=2°~6°,內(nèi)壁粗糙度Ra應(yīng)為0.36，主流道大端處呈圓角，其半徑常取r=1~3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過度時的阻力。主流道要和注塑機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑，其半徑R2=R1+（1~2mm），其小端直徑d1=d2+(0.5~1mm)，凹坑深度常取3~5mm.所以需對塑件的成形過程及對

29、選用的模架分析，選擇主流道。其襯套的固定用定位圈配合固定在模具的定模座板上。</p><p>　　主流道襯套和注塑機噴嘴的配合如圖6所示。</p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　分流道是指主流道與澆口之間的部分，是指塑料熔體從主流道進入多腔模的各個型腔多處進料的通道，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道的要求是塑料熔體在流動中熱量

30、和壓力損失最小，同時是流道中的塑料量最小。分流道的長度應(yīng)盡量可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。常用的分流道的截面形狀有圓形、梯形、U形、和六邊形等。流道的截面積越大，壓力的損失越小；流道的表面積越大，熱量的損失越小。可知截面形狀為圓形的分流道熱量損失小、流動阻力小、效果最佳。</p><p>　　圓形截面分流道的直徑一般在2~12mm的范圍內(nèi)變動，但對多數(shù)塑料來說，分流道直徑在

31、5~6mm以下時，對流動性影響較大。ABS的流動性屬于中等，受溫度變化較大，分流道直徑取5mm。分流道表面粗糙度一般為1.25即可，分流道只設(shè)計在型腔的一面，故采用截面形狀為對半圓形的分流道。對半圓分流道其深度為0.45d=0.45×5=2.25mm。</p><p><b>　　分流道如圖7所示。</b></p><p><b>　　圖7<

32、/b></p><p>　　澆口是指流道末端與型腔之間的細短通道，亦稱內(nèi)澆口，它是澆注系統(tǒng)中斷面尺寸最小且最短的部分。其作用是：澆口通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體提高注射壓力，使塑料熔體通過澆口的流速有一突變性增加，提高塑料熔體的減切速率，降低黏度，使其成為理想的流動狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達到同時進料的目的；澆口還起著較早固化、防

33、止型腔中熔體倒流的作用；澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，還有利于在塑件的后加工中塑件與澆口凝料的分離。</p><p>　　設(shè)計里使用側(cè)澆口，側(cè)澆口又稱邊緣澆口，一般開在分型面上，從塑件側(cè)面進料。它方便的調(diào)整沖模的剪切速率和澆口封閉時間，因此國外稱之為標準澆口，它是廣泛使用的澆口形式。側(cè)澆口使用于一模多件，能大大提高效率，減少澆注系統(tǒng)的消耗量。側(cè)澆口是典型的矩形澆口，一般取寬1.5~5mm，厚0.5~2mm，長0

34、.7~2mm。</p><p>　　冷料穴是用來儲藏注塑間隔期內(nèi)由于噴嘴端部溫度低造成的冷料，因冷料進入型腔會影響塑件質(zhì)量。注塑模的冷料穴，一般都設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對面的模板上，直徑宜稍大于主流道大端直徑，以利于冷料流入。冷料穴并非所有注塑模都需要開設(shè)。有時由于塑料的性能和注塑工藝的控制，很少產(chǎn)生冷料，或是塑件要求不高，以及模具本身結(jié)構(gòu)即澆注系統(tǒng)的不同形式，可以不設(shè)置冷料穴。 </p>

35、<p>　　4.2成型零件的設(shè)計</p><p>　　構(gòu)成模腔的成型零件包括型腔和型芯以及各種活動鑲件等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與制品間還要發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度；此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。</p><p><b>　　(1）型

36、腔</b></p><p>　　型腔是成型塑件制品外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式兩類。所以，此處采用式組合式凹模。</p><p>　　型腔設(shè)計見凹模零件圖附件</p><p><b>　　(2）型芯</b></p><p>　　型芯是成型塑件內(nèi)表面的零件。主要有主型芯和小型芯。對于簡單

37、的容器，如殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主要部分內(nèi)表面的零件稱主型芯，而將成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。此處采用組合式。</p><p>　　型芯設(shè)計見凸模零件圖附件</p><p><b>　　4.3頂出機構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　在塑料成型模具中,完成將塑件從模具型腔或型芯上完整的取出的

38、裝置稱為頂出機構(gòu),即脫模機構(gòu)。 </p><p>　　頂出機構(gòu)一般由頂出、復(fù)位和頂出導(dǎo)向等三大零部件組成。</p><p>　　頂出機構(gòu)的設(shè)計規(guī)則：</p><p>　　1、盡量設(shè)法使塑件留于動模；</p><p>　　2、保證塑件不變形不損壞完整脫出；</p><p>　　3、盡量不損壞塑件的外觀；</p>

39、;<p><b>　　4、結(jié)構(gòu)可靠；</b></p><p>　　5、每副模具的推桿的直徑相同，方便加工；</p><p>　　6、塑件推出模具10mm左右，對型腔斜度較大者，頂出塑件深度2/3即可。</p><p><b>　　頂出力的計算：</b></p><p>　　將塑件從抱緊

40、的芯上推出所需克服的阻力稱為脫模力。脫模力主要是由于塑件收包緊型芯而造成的塑件與型芯的摩擦阻力，而對于不帶通孔的殼體類塑件，脫模時，大氣壓力也是脫模阻力的一大組成部分，而本次設(shè)計有通孔，故可不計</p><p>　　大氣壓力。單個塑件所需的脫模力為：</p><p>　　F=AP（cos-sin） </p><p>　　=0.013x1.2x107x(0.2-0.0

41、17) </p><p><b>　　=28548 N</b></p><p>　　所以兩個塑件所需的脫模力為57096N</p><p>　　式中： F——脫模力（N）；</p><p>　　——塑料對模具鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3,此處取0.2</p><p>　　——脫模

42、斜度，為30′～1°，此處取1°；</p><p>　　A——塑件包容型芯的面積（m）；</p><p>　　P——塑件對型芯單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻</p><p>　　塑件P約取(2.4～3.9)×10Pa；模內(nèi)冷卻的塑件P約取(0.8～1.2)×10Pa。</p><p>　　推出

43、機構(gòu)的類型分為一級頂出機構(gòu)、二級頂出機構(gòu)。</p><p>　　其中一級頂出機構(gòu)又可分為頂桿頂出機構(gòu)、頂管頂出機構(gòu)、推板頂出機構(gòu)、頂塊頂出機構(gòu)、氣壓頂出機構(gòu)、成型鑲件和型腔頂出。</p><p>　　本次設(shè)計是使用單分型面，且塑件可一次推出，所以采用一級頂出機構(gòu)中的頂桿頂出機構(gòu)。頂桿頂出機構(gòu)是頂出機構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于頂桿截面多為圓形，制造、修配方便、頂出效果好，因此在生產(chǎn)中

44、廣泛應(yīng)用。有于設(shè)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，推桿推出時阻力小，推出動作靈活可靠。而推出零件固定板即推桿固定板，則與推桿一起運動，將塑件頂出型芯。 </p><p>　　單個塑件推桿的根數(shù)及直徑可通過以下公式計算并校核。</p><p>　　D=K[64F脫（uL）2/Nπ2E] 0.25</p><p>

45、　　式中： D——推桿直徑，mm；</p><p>　　K——安全系數(shù)，可取1.4～1.8,此處取1.6；</p><p>　　F脫——脫模力，N；</p><p>　　u——摩擦系數(shù)，一端固定時u為0.7，兩端固定時u為0.5，此處取0.7；</p><p>　　L——推桿長度，mm；</p><p><

46、;b>　　N——推桿根數(shù)；</b></p><p>　　E——穩(wěn)定系數(shù)，此處取5×106。</p><p><b>　　若N為2，則</b></p><p>　　D=K[64F脫（uL）2/Nπ2E] 0.25</p><p>　　=1.6×[64×28548×（

47、0.7×128）2/2×3.142×5×106] 0.25</p><p><b>　　=4.6mm</b></p><p>　　所以本設(shè)計中推桿直徑采用5mm符合要求。</p><p><b>　　若D為5，則</b></p><p>　　N= 64F脫（u

48、L）2/[(D/K)4π2E]</p><p>　　=64×28548×（0.7×128）2/[(5/1.6)4×3.142×5×106]</p><p><b>　　=1</b></p><p>　　所以本設(shè)計中單個塑件所需的推桿根數(shù)為2符合要求，所以總共有4根推桿。</p&g

49、t;<p><b>　　推桿應(yīng)力校核：</b></p><p>　　[б]= 4K2F脫/D2Nπ=4×1.62×28548/62×2×3.14=1293N/cm2。 </p><p>　　而推桿的許用應(yīng)力為32000 N/cm2。故符合要求。</p>&

50、lt;p>　　推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位</p><p>　　為了保證推出機構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，推出機構(gòu)需要設(shè)計導(dǎo)向裝置；而在每次合模后，推出機構(gòu)要回到原來的位置上，以組成完整的型腔，推出機構(gòu)需要設(shè)計復(fù)位裝置。</p><p>　　導(dǎo)向機構(gòu)可以保證推板在座板和動模墊板之間的推出和復(fù)位，防止推板的重量全由推桿來承受而使推桿變形和折斷。</p><p>　　設(shè)計復(fù)

51、位裝置是因為推出機構(gòu)在開模推出塑件后，為下一次的注射成型座準備，以便恢復(fù)完整的模腔。復(fù)位裝置的類型有復(fù)位桿復(fù)位裝置和彈簧復(fù)位裝置。本次設(shè)計采用復(fù)位桿復(fù)位裝置。</p><p><b>　　4.4冷卻系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　模具冷卻裝置的設(shè)計與使用的的冷卻介質(zhì)、冷卻方法有關(guān)。冷卻介質(zhì)最普遍的是用水冷卻，因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低廉。冷卻回路的設(shè)計

52、應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成形塑件所傳導(dǎo)的熱量，使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi)，并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通，無泄留部位。</p><p>　　4.4.1冷卻回路所需的總表面積計算</p><p>　　冷卻回路所需總面積可按下式計算</p><p>　　A=Mq/3600(θ1-θ2) </p><p>

53、;　　式中 ——冷卻回路總表面積，</p><p>　　——單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量，kg /h ；</p><p>　　——單位質(zhì)量樹脂在模具所內(nèi)釋放的熱量， J·kg，值查表得4×105J·kg ；</p><p>　　——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)， /(·k) ；</p><p>　　θ1——

54、模具成形表面的溫度，ºC ；</p><p>　　θ2——冷卻水的平均溫度，ºC 。</p><p>　　4.4.2冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可以以下公式計算</p><p>　　=(pv)0.8/d0.2</p><p>　　式中 ——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，/(·k) ；</p><p>　

55、　——冷卻水在該溫度下的密度，kg/ m3 ；</p><p>　　v——冷卻水的流速，m/s ；</p><p>　　d——冷卻水孔直徑，m ；</p><p>　　——與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)。</p><p>　　經(jīng)查表及計算可得, 單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量為77.76 kg /h，模具成形表面的溫度θ1為50 ºC,

56、冷卻水的平均溫度為25 ºC, 冷卻水在該溫度下的密度為1000 kg/ ，冷卻水的流速v 為2m/s, 冷卻水孔直徑d 為0.006m,為7.95。</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　=(v)0.8/ d0.2</p><p>　　=7.95 X (1000 X 2）0.8/0.0060.2</p&

57、gt;<p>　　=9673 /(·k)</p><p>　　A＝(77.76 X 4 X 105)/3600 X 9673 X (50-25)＝0.0357 </p><p>　　3）、冷卻回路的總長度計算</p><p>　　冷卻回路總長度可用下式計算</p><p>　　=1000A/πd =1000x0.035

58、7/3.14x6 =1.895 m</p><p>　　在設(shè)計和制造冷卻系統(tǒng)的時候一般大于理論數(shù)值就可以了,而無需按照計算出來的尺寸來制造。</p><p>　　在設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下原則：</p><p><b>　　4.5冷卻系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　為了保證注射模的準確開模和合模，注射模具必須設(shè)置

59、導(dǎo)向機構(gòu)。合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱和錐面定位兩種形式。本次設(shè)計采用導(dǎo)柱定位的形式。</p><p><b>　　導(dǎo)向機構(gòu)作：</b></p><p>　　定位作用 模具合模時，導(dǎo)向機構(gòu)可以保證動模和定模的位置正確，以便使型腔的形狀和尺寸精確；另外，導(dǎo)向機構(gòu)在模具的裝配過程中也起定位作用，方便模具的裝配和調(diào)整。</p><p>　　導(dǎo)向作用

60、 合模時，模具的導(dǎo)向零件首選接觸，引導(dǎo)動、定模準確合模，避免由于某種原因，使得型芯或型腔錯誤接觸而造成的損壞。</p><p>　　承受一定的測向壓力 塑料熔體是以一定的注射壓力注入型腔的，型腔的各個方向都承受壓力，如果塑件是非對稱結(jié)構(gòu)或模具設(shè)計成非平衡進料形式，就會產(chǎn)生單邊的測向壓力，設(shè)置導(dǎo)向結(jié)構(gòu)可以承受一定的側(cè)向壓力。</p><p>　　設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)式必須注意：</p

61、><p>　　導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻地分布在模具分型面的四角，導(dǎo)柱至模具的尺寸來選取，關(guān)于導(dǎo)柱的直徑的選取和布置的位置可參考標準模架來選取。為了不使模具在裝配或合模時將方向搞錯，導(dǎo)柱的布置方式常采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑導(dǎo)柱的對稱布置方式</p><p>　　導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出6～8mm，以免在錯誤定位時，型芯進入凹模型腔相碰而損壞。</p><p>　　

62、導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)可以起到保護型芯及塑件脫模時，支撐推件板的作用，設(shè)置在定模一側(cè)可以起到方便塑件脫模支撐澆道板的作用，在設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)具體情況，來選擇導(dǎo)柱的設(shè)置，但一般設(shè)置在動模一側(cè)。</p><p>　　導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分的配合為H8/f7，導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分的配合都按H8/f7</p><p>　　除了在動模和定模之間設(shè)置導(dǎo)柱，導(dǎo)套以外，還需要在推板與動模座之間設(shè)置導(dǎo)柱、導(dǎo)套，以保證推板的

63、順利推出。</p><p><b>　　4.6排氣系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　當塑件熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利的排出，塑件會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺點；甚至固氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。</p><p>　　注射模的排氣通常采取以下四種方式：

64、</p><p><b>　　利用配合間隙排氣；</b></p><p>　　在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；</p><p><b>　　利于排氣塞排氣；</b></p><p>　　強制性排氣本設(shè)計采用利用配合間隙排氣</p><p>　　5、注塑成型設(shè)備的選擇</p&g

65、t;<p>　　5.1計算塑件、澆注系統(tǒng)的體積</p><p>　　根據(jù)畫出來塑件的三維模型圖，利用CAD軟件的查詢/面域/質(zhì)量特性可以查詢到塑件的體積為V塑=10.4616450，取值10.461cm3。而澆注系統(tǒng)的體積應(yīng)為塑件的0.6倍，所以澆注系統(tǒng)的體積為V澆=0.6×10.461cm3=6.275cm3 。又由于是一模兩腔結(jié)構(gòu)，故一次注射所需地塑料為V＝V塑×Ni＋ V澆

66、＝10.461×2 ＋6.275=27.198cm3。</p><p>　　5.2塑件的質(zhì)量計算</p><p>　　本產(chǎn)品采用PS材料，其密度為1.04-1.06g/cm3，此處取密度為1.04g/cm3。則一個塑件的質(zhì)量M1＝ρV塑＝1.04×10.461＝10.87g。而一次注射所需塑料地總質(zhì)量為M2＝ρV＝1.04×27.198＝28.285g。<

67、;/p><p>　　5.3選擇注射機的類型和型號</p><p>　　注射成型機是成型熱塑性塑料的主要設(shè)備，其類型和規(guī)格和多，分類方法也很多。</p><p>　　本設(shè)計根據(jù)塑件的形狀，取一模四件的模具結(jié)構(gòu)，同時結(jié)合現(xiàn)有的相關(guān)成型設(shè)備和注射的塑件的質(zhì)量，選擇臥式螺桿式的注射成型機設(shè)備，查《注塑模具設(shè)計》表3-1選擇螺桿注射機的型號為：J54-S200/400的國產(chǎn)注塑機

68、。</p><p>　　該注射機的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示：</p><p>　　6、模架的選擇及校核</p><p>　　模架是設(shè)計、制造塑料注射模具的基礎(chǔ)部分。經(jīng)過對塑件的成型特點及型腔數(shù)目等的分析，本次設(shè)計采用龍記/LKM大水口模架，規(guī)格為2330，型號為AI型。其中A板為60，B板為35。</p><p>　　6.1注射機最大注射量校核

69、</p><p>　　塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的重量一般不應(yīng)大于注射機公稱注射量的80%，注射機多以公稱容量來校核</p><p>　　在一個注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分容量之和，即</p><p><b>　　V＝nV1＋V2</b></p><p><b>　　式

70、中： </b></p><p>　　V— 一個成形周期內(nèi)所需注射的塑料容積（cm3）；</p><p><b>　　n—型腔數(shù)目；</b></p><p>　　V1—單個塑件的容量（cm3）；</p><p>　　V2—澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料容量（cm3）。V2＝0.6 V1</p>&

71、lt;p><b>　　故有</b></p><p>　　V＝nV1＋V2≤0.8 Vg</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Vg—注塑機額定注射量（400cm3）。</p><p><b>　　V＝nV1＋V2</b></p>&

72、lt;p>　?。?×27.198＋0.6×27.198</p><p>　?。?0.7148 cm3</p><p>　　V＝70.7148 cm3 ≤ 0.8×400=320 （滿足要求）</p><p>　　6.2注射壓力的校核</p><p>　　注射機的公稱壓力要大于成型的壓力，</p>

73、;<p><b>　　即</b></p><p><b>　　P公≥P注</b></p><p>　　式中 P公——注射機的最大注射壓力；</p><p>　　P注——塑件成形所需的實際注射壓力；P注= KP0；</p><p>　　K---安全系數(shù),常取K為1.25～1.4，此處取1

74、.3；</p><p>　　P0——成型時所需的注射壓力P0；在實際生產(chǎn)中P0通常取70～100MPa范圍，此處取80MPa。</p><p>　　根據(jù)注射機的類型，可得注射機最大注射壓力為109 MPa，又塑件成形所需的實際注射壓力P注= KP0＝1.3×80＝104 MPa</p><p>　　故可知P公=109 MPa≥P注=104 MPa，滿足要求

75、。</p><p><b>　　6.3鎖模力的校核</b></p><p>　　由于高壓塑料熔體充滿型腔時會產(chǎn)生一個很大的推力，這個力應(yīng)小于注射機的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，即：</p><p><b>　　F鎖≥pA分</b></p><p>　　式中：F鎖——注射機公稱鎖模力（N）,查表得

76、F鎖為2.54×106 N；</p><p>　　p——注射時型腔內(nèi)注射的壓力，它與塑料品種和塑件有關(guān)（MPa）查表得p為30 MPa；</p><p>　　A分——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和（m3）。</p><p>　　流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積為A2，在模具設(shè)計前還是個未知數(shù)，根據(jù)多型腔的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面

77、上的投影面積A1的0.2~0.5倍，因此可用0.35A1來進行估算，所以</p><p>　　A分＝nA1＋A2＝nA1＋0.35 A1＝0.037 m2</p><p>　　F= pA分＝30×106×0.037＝1.11×106 N < F鎖＝2.54×106 N</p><p><b>　　故滿足要求&l

78、t;/b></p><p>　　6.4模具安裝部分得尺寸校核</p><p><b>　　6.4.1噴嘴尺寸</b></p><p>　　注射機的噴嘴頭部的球面半徑R1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R2吻合，以免高壓熔體從縫隙處溢出。一般球面半徑R2應(yīng)比噴嘴頭半徑R1大1～2mm，否則主流道內(nèi)的塑件凝料無法脫出。</p>&l

79、t;p>　　此模具主流道始端的球面半徑R=20mm＞注射機的噴嘴頭部球面半徑R＝18mm，因此符合要求</p><p>　　6.4.2定位圈尺寸</p><p>　　為了使模具主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線相重合，模具定模板上的定位圈或主流道襯套與定位圈的整體式結(jié)構(gòu)的外尺寸應(yīng)與注射機固定模板上的定位孔呈較松動的間隙配合，同時其大端的圓盤凸出定模端面高度5~10mm。本次設(shè)計模具定

80、模板上的定位圈直徑為60mm，與所選注射機固定模板上的定位孔呈較松動的間隙配合，因此符合要求。</p><p>　?。?）、最大、最小模厚</p><p>　　在模具設(shè)計時應(yīng)使模具的總厚度位于注射機可安裝模具的最大模厚和最小模厚之間。同時應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具能從注射機拉桿之間裝入。而注射機可安裝模具的最大厚度是406mm，最小厚度是165mm，本次設(shè)計模具的總厚度為在這個范圍內(nèi)，

81、故滿足要求。</p><p>　　6.4.3最大、最小模厚</p><p>　　在模具設(shè)計時應(yīng)使模具的總厚度位于注射機可安裝模具的最大模厚和最小模厚之間。同時應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具能從注射機拉桿之間裝入。而注射機可安裝模具的最大厚度是406mm，最小厚度是165mm，本次設(shè)計模具的總厚度為在這個范圍內(nèi)，故滿足要求。</p><p><b>　　6.

82、4.4螺孔尺寸</b></p><p>　　注射模具的動模板、定模板應(yīng)分別與注射機動模板、定模板上的安裝方法有螺孔相適應(yīng)。模具在注射機上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定兩種形式。本此設(shè)計采用螺釘固定。</p><p>　　6.4.5開模行程和頂出裝置的校核</p><p>　　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

83、開模距離，否則塑件無法從模具中取出。開模距離一般可分為兩種情況：一是當注射機采用液壓、機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定，并不受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度無關(guān)；二是當注射機采用液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定，并受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度有關(guān)。</p><p>　　因為選用的注射機的合模方式為液壓－機械式合模方式，

84、模具為單分型面，而注射機最大開模行程與模具厚度無關(guān)，它的行程大小由連桿機構(gòu)的最大沖程決定。</p><p>　　對于單分型面注射模，開模行程可按下式校核：</p><p>　　S≥H1 + H2 +（5~10） </p><p>　　式中： S——注射機的最大開模行程（mm），查表得S＝260 mm；</p><p>　　H1——塑

85、件推出距離，mm；</p><p>　　H2——制品高度，mm。</p><p>　　塑件推出距離H1一般等于型芯高度H1=20，H2=65 mm。</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　S＝260 mm≥H1 + H2 +（5~10）＝20＋65＋（5~10）＝90～95（mm）</p&g

86、t;<p><b>　　故符合要求。</b></p><p>　　7、模具裝配圖和零件圖</p><p><b>　?。ㄒ唬?、模具零件圖</b></p><p><b>　　見附錄</b></p><p>　?。ǘ⒛＞哐b配圖）、模具裝配圖</p>

87、<p><b>　　致 謝</b></p><p>　　四年的時光實在短暫，還清晰記得當初剛進校園的澎湃心情，現(xiàn)在卻要面對畢業(yè)分離的傷感和迷茫。畢業(yè)論文的選題及研究過程中得到我導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)，導(dǎo)師多次詢問研究進程，為我指點迷津，幫助我開拓思路，熱忱鼓勵，老師嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，對我影響深刻，同時老師不僅在論文上認真指導(dǎo)我，還教導(dǎo)我走上社會后如何做人處事。</p

88、><p>　　非常感謝xx老師的指導(dǎo)，讓我順利地完成畢業(yè)論文。</p><p>　　感謝大學(xué)四年里所有給過我諄諄教誨的老師們，因為你們，我的人生更加富有。</p><p>　　感謝我所有的朋友，因為你們，我的大學(xué)生活更加愉快，有意義。</p><p>　　更要感謝我的父母，給我那么好的生活條件和學(xué)習(xí)環(huán)境！</p><p>

89、<b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、許德珠：機械工程材料，北京:高等教育出版社，2001；</p><p>　　2、王樹勛 朱亞林 梅伶 龍國梁：典型模具結(jié)構(gòu)圖冊，廣州: 華南理工大學(xué)出版社，2005；</p><p>　　3、胡容華 甘澤新：公差配合與測量，北京:清化大學(xué)出版社，2005；</p><p&