塑料件畢業(yè)設計---模具設計及三維造型設計

1、<p>　　模具設計及三維造型設計</p><p>　　摘要：塑料制品已在工業(yè)，農業(yè)，國防和日常生活中的方方面面得到了廣泛應用。特別是在電子行業(yè)中則更為突出。電子產品的外殼大部分都是塑料制品，產品性能的提高就要求有高素質的塑料模具以及塑料性能，成型工藝和制品的設計。</p><p>　　本課題是一個關于電子產品的盒蓋制件的模具設計。研究的重點是模具工藝設計和結構設計的過程，包括型

2、腔數(shù)的確定、型腔和型芯尺寸的計算、澆注系統(tǒng)的設計、澆口套的選擇、分型面與排氣系統(tǒng)的設計、合模導向和脫模結構的設計、Pro/Engineer的介紹、工藝方案的制定和成型件的工藝計算、主要零部件的結構分析計算及其標準的選用、Pro/E的實體造型過程以及裝配和爆炸圖的生成等。</p><p>　　本課題中詳盡地描述了塑料模具的具體設計過程，首先簡明概述該設計的背景知識，接下來進行工藝的計算，然后在工藝計算的基礎上對凸、

3、凹模工作部分尺寸進行計算，以便選擇其它零件，最后使用在現(xiàn)代設計中應用最廣的軟件Pro/E對零件進行三維造型、裝配和生成爆炸圖。</p><p>　　關鍵詞：型腔； 型芯； 分型面； 三維造型</p><p>　　The Design of a Lid workpiece mold design and the 3D modeling of the Die</p><p&

4、gt;　　Abstract: The plastic products are widely used in the area of industry, agriculture, national defense and daily life. Especially in the electronics industry was highlighted. Electronic products, the customer is the

5、most plastic products, improve product performance requirements of high-quality plastic molds and plastic properties, forming process and the design of products. </p><p>　　This design is an electronic produc

6、t on the lid parts mold design. The focus is on mold design and structure of the design process, including determining the number of cavity; cavity and core size of the calculation; pouring, injection system design; gate

7、 sets the choice of type and design of the exhaust system ; Stripping-Die-oriented structure and design; Pro / Engineer presentation; process for the development and shaping the process of calculation; major parts of the

8、 structure and terms of t</p><p>　　The design of a detailed description of the specific plastic mold design process, first of all, concise overview of the design of the background knowledge and technology to

9、 the next, and then calculated on the basis of the convex and concave die of the size of the work, in order to choose another Parts and finally the use of modern design in the most widely used software Pro / E for the pa

10、rts modeling, assembly and production plans of the explosion. </p><p>　　Key words: Die space, Core, Minute profile, Three dimensional modeling</p><p><b>　　目錄</b></p><p>

11、<b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p>　　1.2 課題的目的和意義1</p><p>　　第2章 工藝概述及方案的設計3</p><p>　　2.1 注塑成型原理與成型工藝過程的概述3</p><p>　　2.2 注射成型模具結構簡介

12、3</p><p>　　2.3 塑料注射成型機結構簡介5</p><p>　　2.4 制定工藝方案5</p><p>　　2.4.1 工藝性分析5</p><p>　　2.4.2 工藝方案的分析和確定6</p><p>　　第3章 注射機的選擇8</p><p>　　3.1 注射容量

13、8</p><p>　　3.2 注射壓力8</p><p><b>　　3.3 鎖模力8</b></p><p>　　3.3.1 塑件在分型面上的投影面積8</p><p>　　3.3.2 鎖模力9</p><p>　　3.4 注射機的選擇9</p><p>　

14、　第4章 分型面的設計10</p><p>　　4.1 分型面的選擇原則10</p><p>　　4.1.1 分型面的含義與類型10</p><p>　　4.1.2 分型面的選擇原則10</p><p>　　4.2 分型面的確定10</p><p>　　4.3 型腔數(shù)量的確定11</p>&l

15、t;p>　　第5章 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設計12</p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)概述12</p><p>　　5.1.1 澆注系統(tǒng)的組成12</p><p>　　5.1.2 澆注系統(tǒng)的設計原則12</p><p>　　5.2 主流道的設計12</p><p>　　5.2.1 主流道澆口套的結構形式

16、13</p><p>　　5.2.2 主流道尺寸設計13</p><p>　　5.3 澆口設計15</p><p>　　5.3.1 澆口的作用15</p><p>　　5.3.2 澆口的類型與位置選擇15</p><p>　　5.3.3 點澆口尺寸設計16</p><p>　　5.4

17、 排氣溢流系統(tǒng)的設計17</p><p>　　5.4.1 型腔內氣體的來源及其危害17</p><p>　　5.4.2 排氣系統(tǒng)的形式17</p><p>　　第6章 成型零件設計18</p><p>　　6.1 型腔的設計18</p><p>　　6.1.1 型腔的結構設計18</p>&l

18、t;p>　　6.1.2 型腔徑向尺寸設計18</p><p>　　6.2 型芯的計算19</p><p>　　6.2.1 型芯的結構設計19</p><p>　　6.2.2 型芯的尺寸設計20</p><p>　　第7章 脫模機構設計22</p><p>　　7.1 順序分型機構的設計22</p

19、><p>　　7.1.1 順序分型機構22</p><p>　　7.1.2 定距拉桿順序分型機構22</p><p>　　7.2 塑件推出機構設計24</p><p>　　7.2.1 推出機構的設計原則24</p><p>　　7.2.2 推出機構的類型24</p><p>　　7.2.3

20、 斜推桿塑件脫模機構設計25</p><p>　　7.3 導向機構的設計28</p><p>　　7.3.1 導向機構的作用28</p><p>　　7.3.2 導向機構設計28</p><p>　　第8章 側抽芯機構設計29</p><p>　　8.1 側抽芯機構概述29</p><p

21、>　　8.1.1 常見的側抽芯形式29</p><p>　　8.1.2 側抽芯機構的類型29</p><p>　　8.2 斜推桿側抽芯機構設計29</p><p>　　第9章 模架設計32</p><p>　　9.1 模架概述32</p><p>　　9.2 模架設計32</p><

22、;p>　　第10章 注射機的校核35</p><p>　　10.1 注射參數(shù)的校核35</p><p>　　10.1.1 注射壓力的校核35</p><p>　　10.1.2 最大注射量的校核35</p><p>　　10.1.3 鎖模力的校核35</p><p>　　10.2 模具與注射機安裝部分相關

23、尺寸的校核36</p><p>　　10.2.1 模具閉合高度的校核36</p><p>　　10.2.2 開模行程校核36</p><p>　　第11章 運用Pro/E軟件進行實體造型37</p><p>　　11.1 繪制前的準備工作38</p><p>　　11.2 創(chuàng)建零件38</p>

24、<p>　　11.3 選擇草繪平面39</p><p>　　11.4 繪制【拉伸】截面40</p><p>　　11.5 設定【拉伸】深度41</p><p>　　11.6 臺階孔的拉伸42</p><p>　　11.7 型腔的移除材料43</p><p>　　11.8 澆口的繪制44</

25、p><p>　　11.9 邊和孔的倒角45</p><p>　　11.10 冷卻水路的拉伸移除45</p><p>　　第12章 零件的裝配與爆炸圖的生成46</p><p>　　12.1 零件顏色設置46</p><p>　　12.2 進入零件裝配模式46</p><p>　　12.3

26、調入裝配元件47</p><p>　　12.4 裝配并定義裝配約束47</p><p>　　12.5 生成爆炸圖50</p><p>　　第13章 盒蓋制件模具工作原理54</p><p><b>　　結論55</b></p><p><b>　　致謝56</b>

27、</p><p><b>　　參考文獻57</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　模具，是工業(yè)生產的基礎工藝裝備。德國人說模具工業(yè)是金屬加工業(yè)中之王，美國人說模具工業(yè)是美國的基石，羅

28、馬尼亞人說模具就是黃金，而日本則說模具是促進社會繁榮富裕的動力。模具質量的高低決定著產品質量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”或“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍甚至上百倍。</p><p>　　目前，雖然塑料模具只占整個模具行業(yè)的33%左右，但是在工農業(yè)生產、國防建設和科學技術、交通運輸、石油化工、機械電子、郵政通信、建筑旅游、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、家用電器、教育文化、體育

29、藝術等各個領域，塑料制品無處不在。在目光難及的人造衛(wèi)星、宇宙飛船上，塑料制品占其總體積的一半。甚至塑料人體器官如人造血管、心臟、肺、骨骼等也離不開塑料。到2002年，全球所生產的塑料制品超過1.65億噸之多，塑料已經成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎材料。</p><p>　　近年來，我國塑料模具工業(yè)的技術水平也取得了長足的進步。在大型塑料模具方面，已能生產48英寸電視的塑殼模具、6.5Kg大容量洗衣機全

30、套塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡模具等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。</p><p>　　根據(jù)國內和國際塑料模具市場的發(fā)展狀況，有關專家預測，未來我國的模具經過行業(yè)結構調整后，將呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢：</p><p>　　一是模具日趨大型化；</p><p>　　二

31、是模具的精度將越來越高；</p><p>　　三是多功能模具將進一步發(fā)展；</p><p>　　四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；</p><p>　　五是氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；</p><p>　　六是模具標準化和模具標準件的應用將日漸廣泛；</p><p>　　七是快速經濟模

32、具的前景十分廣闊；</p><p>　　八是模具技術含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大。</p><p>　　1.2 課題的目的和意義</p><p>　　本設計的目的是通過運用Pro/Engineer等軟件設計盒蓋注塑模具，鞏固基本理論和專業(yè)知識，培養(yǎng)生產實際分析、解決實際問題、初步的研究思想和創(chuàng)新能力，達到對所學課程的全面實踐，做到理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)分析問

33、題和獨立設計的能力，初步學會借助設計資料設計注塑模具，掌握注塑模具的設計步驟，注塑模具設計資料的使用。同時了解當今在注塑模具設計的先進技術，為走上工作崗位打好基礎。同時，設計過程的論述也能讓讀者了解到注塑模具的整個設計制作流程。</p><p>　　本設計的指導思想：根據(jù)所學的知識，查閱相關資料，對所設計模具之產品進行可行性分析, 設計出多種設計的方案，進行對比和篩選，確定一種比較合理的設計方案，并用摸擬想象法模

34、擬出最佳設計方案；接下來進行產品分析決定需采用的模具結構，并對產品進行排工序，確定各工序內容；然后進行必要的計算，完成凸、凹模設計及其總體設計；接著用Pro/Engineer進行三維設計，完成零件圖實體造型、裝配圖以及工程圖；最后完成設計說明書。</p><p>　　第2章 工藝概述及方案的設計</p><p>　　2.1 注塑成型原理與成型工藝過程的概述</p><p

35、>　　注塑成型的原理是將顆粒狀或粉狀塑料從注射機的料斗送進加熱的料筒中，經過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射機柱塞或螺桿的高壓推動下，以很高的流動速度通過注射機噴嘴注入模具型腔，經過一定時間的保壓、冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成型塑件。</p><p>　　注射成型工藝過程是一個不斷重復的循環(huán)工藝過程，每一件塑料制品的最終注射成型均須經過這樣一次循環(huán)過程，即：合模注射成型，保壓之

36、后預塑，冷卻之中定型，開模取出制品七個工序。注射成型工藝過程循環(huán)、從合模注射到開模取出制品的七個工序如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 從合模注射到開模取出制品的七個工序</p><p>　　2.2 注射成型模具結構簡介</p><p>　　模具由定模和動模兩大部分組成。</p><p>　　一般情況下，定、動模是按分型面來劃分的

37、。分型面以上的部分由螺釘聯(lián)結成一個整體，固定在注射機的固定模板上，是固定不動的，故稱為定模；而分型面以下部分則由螺桿和定位銷聯(lián)結為另一整體，固定在注射機的移動模板上，隨移動模板的前推和后移，與定模板形成合模和開模狀態(tài)，稱為動模。</p><p>　　若按模具各部分的功能結構來劃分，模具由成型部分、側面分型與抽芯部分、澆注部分、導向與定位部分、推出與復位部分、固定模板與支承緊固部分、冷卻與加熱部分、排溢部分等8個部

38、分組成。</p><p>　　1、成型部分：包括定模型芯、定模型腔板、動模型芯和動模型腔鑲套。動、定模型腔鑲套的成型面是制品外表面形狀的復制，而動、定模型芯的成型面則是制品內表面形狀的復制。因此，制品結構形狀，尺寸精度以及各部分結構的相互位置精度、表面質量，完全由上述各成型件來成型和保證。</p><p>　　2、側面分型與抽芯部分：包括側型芯以及限位板、彈簧等零件。側型芯用于成型制品側面

39、的孔或凹（盲孔）和凸，是正面成型部分無法成型的部分，要借助斜銷、彈簧等其他結構件的相互配合才能成型。制品側面部分的這些孔、凹或凸出部分完全由這些側面的零件來成型和保證其質量要求。</p><p>　　3、澆注部分：由包括澆口套和動模鑲套固定板上的中心冷料井和分流道以及動模型腔鑲件上的澆口共同組成，是引導從注射機噴嘴射入的熔融塑料順利進入并充滿各型腔的通道。</p><p>　　4、導向及定

40、位部分：主要包括導柱導套，同時也包括定位圈、限位板和壓板。</p><p>　　導柱導套是保證動、定模合模后，動、定模的型腔和型芯能夠對正，保證其同軸，免于發(fā)生錯位，造成制品報廢。導柱、導套屬于間隙滑動配合。中小型模具的導柱與導套之間一般有（0.03～0.04）mm的配合間隙，而大尺寸的導柱與導套之間有0.06mm的間隙。但對于精密制品，此間隙在不超過制品精度要求時，可不考慮。若制品有同軸度的高精度要求，僅靠導柱

41、、導套導向，定位就難以達到，則必須考慮設計二次高精度定位結構予以保證。</p><p>　　5、推出與復位部分：包括推桿、拉桿、推桿固定板、推板和復位干。</p><p>　　推桿是用于就愛你個冷卻固化定型后的成型制品在開模后平穩(wěn)地推出型料桿是在開模后將澆口套中的主流道（俗稱料把）拉住，令其從澆口套小端處斷開留在動模，以便在推出制品時，連同凝料一起推離模具，為下一循環(huán)的進料、儲料、輸送，準

42、備其空間。復位桿是將已完成推出制品和澆口凝料的推桿、拉料桿、連同推桿固定板和推板一起，一同推回原來的合模位置，以便下一循環(huán)的再次推出。</p><p>　　6、固定板與支承緊固件：這部分就是模架的主體。包括定模固定板、螺釘、動模型腔板、支承板、動模固定板和支承柱等。</p><p>　　7、冷卻部分：包括動、定模的冷卻水道，密封圈和進水口，水口的管接頭。其主要作用是調節(jié)模具的溫度，保證成型

43、質量，提高制品固化速度，提高效率。管接頭一般均采用細牙螺紋（管螺紋）。水孔直徑是管螺紋的底徑即攻絲前的預空直徑。比如用M10×1的管螺紋，則水孔直徑應為φ9～φ9.2而不是φ10。密封圈是防止泄漏而設，屬通用件。</p><p>　　8、排溢部分：指排氣和溢料。如果有必要，比如熱塑性塑料，則排氣、溢料槽多設置在分型面上或凸模上。</p><p>　　2.3 塑料注射成型機結構簡介

44、</p><p>　　熱塑性塑料注射成型機由機座、注射部分（包括螺桿、料筒、料斗、加熱環(huán)和噴嘴）、合模部分（包括固定模板、拉桿、連桿機構、合模液壓缸、調整機構和推出機構）、液壓傳動部分、微機及電器控制系統(tǒng)，共五大部分組成。</p><p><b>　　1、機座</b></p><p>　　2、注射部分：包括螺桿、料筒、料斗、加熱環(huán)、噴嘴，將塑料

45、均勻地塑化，并以足夠的壓力和速度將一定量的熔體注射到模具的型腔之中。</p><p>　　3、合模部分：包括固定模板、拉桿、連桿機構、合模液壓缸、調整機構、推出機構，以實現(xiàn)模具的啟閉，在注射時保證成型模具可靠地合緊，以及脫出制品。</p><p>　　4、液壓傳動部分：保證注射成型機按工藝過程預定的要求（壓力、速度、溫度、時間）準確有效地工作。</p><p>　　

46、5、微機及電器控制系統(tǒng)：保證注射成型機按預定動作程序準確有效地工作。</p><p>　　2.4 制定工藝方案</p><p>　　2.4.1工藝性分析</p><p>　　1、制件如圖2-2所示，年產量5０萬件，是普通塑料（PE）注射件。</p><p>　　2、該塑件制品四面帶有內凸結構，此內凸結構是整個模具設計的關鍵，因此設計此模具時不

47、僅要考慮使模具結構盡量簡便而且還要考慮制品的取出。通過多方面的考慮最終采取斜桿滑塊結構（斜桿滑塊結構可見裝配圖或者三維造型圖）。</p><p>　　3、要保證盒蓋四周壁厚均勻除了模具型腔和型芯制造的精度外，就必須通過控制模具溫度來調節(jié)收縮率。</p><p><b>　　圖2-2 零件圖</b></p><p>　　2.4.2 工藝方案的分析

48、和確定</p><p>　　1、成型件（凸、凹模）的結構有：整體結構的凸、凹模；整體鑲拼結構的凸凹模；局部鑲拼結構的凸凹模。于是可得以下九種方案：</p><p>　　方案一：凹模采用整體結構，凸模采用整體結構。</p><p>　　方案二：凹模采用整體結構，凸模采用整體鑲拼結構。</p><p>　　方案三：凹模采用整體結構，凸模采用局部鑲

49、拼結構。</p><p>　　方案四：凹模采用整體鑲拼結構，凸模采用整體結構。</p><p>　　方案五：凹模采用整體鑲拼結構，凸模采用整體鑲拼結構。</p><p>　　方案六：凹模采用整體鑲拼結構，凸模采用局部鑲拼結構。</p><p>　　方案七：凹模采用局部鑲拼結構，凸模采用整體結構。</p><p>　　方

50、案八：凹模采用局部鑲拼結構，凸模采用整體鑲拼結構。</p><p>　　方案九：凹模采用局部鑲拼結構，凸模采用局部鑲拼結構。</p><p>　　2、通過比較，我們選擇方案二，其原因如下：</p><p>　?。?）凹模采用整體結構的原因為：整體結構的凹模簡單便于制造，制品上無鑲拼結構留下的拼接痕，制品質量好；制造中省去了鑲拼組合所需要的工時和費用。相同的鋼材截面尺

51、寸強度較高。其加工方法我們采用電火花加工。</p><p>　　（2）凸模采用整體鑲拼結構的原因為：可以選用優(yōu)質鋼材加工而又用材不多。其結構便于加工，也便于維修和更換；一致性好。其外形根據(jù)制品形狀結構和模具結構需要，可以是圓形、方形、矩形或者其他形狀。</p><p>　　第3章 注射機的選擇</p><p><b>　　3.1 注射容量</b>

52、;</p><p>　　國產標準注射機的標準規(guī)定，以注射機注射聚苯乙烯時對空注射條件下，注射機螺桿或柱塞做一次最大行程時所能達到的最大容量（cm3）。</p><p>　　注射容量是選擇注射機的重要參數(shù)，它在一定程度上反映了注射機的注射能力，標志著注射機能成型最大體積的塑料制品。</p><p>　　其中，K為平均壓縮比，V可由Pro/E軟件自動計算出來。</

53、p><p>　　另外預設澆道凝料為2 。</p><p>　　故：=+2=12.58</p><p><b>　　3.2 注射壓力</b></p><p>　　塑料成型時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結構和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定。</p><p>　　聚乙烯（PE）的注射壓力可分為三種：&

54、lt;/p><p>　　1、厚壁塑件（易流動）：70～100MPa；</p><p>　　2、中等壁厚塑件：100～120MPa；</p><p>　　3、難流動的薄壁塑件：120～150MPa。</p><p>　　從零件壁厚可知，本次設計的產品壁厚在1.2mm左右，屬于中等壁厚塑件，故所需的注射壓力在100～120MPa范圍內。</p&

55、gt;<p><b>　　3.3 鎖模力</b></p><p>　　3.3.1 塑件在分型面上的投影面積</p><p>　　注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。</p><p>　　本

56、次畢業(yè)設計采樣一模一件，并擬采樣中心點澆口形式，故塑件在模具分型面上的投影面積為：</p><p><b>　　3.3.2 鎖模力</b></p><p>　　注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機的額定鎖模力。本次

57、畢業(yè)設計中所需的鎖模力為：</p><p><b>　　3.4注射機的選擇</b></p><p>　　根據(jù)注射容量、注射壓力和鎖模力初步選定注射機型號為SZ-60/400型注射機，其主要技術參數(shù)如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 注塑機參數(shù)</p><p>　　第4章 分型面的設計</p>&

58、lt;p>　　4.1 分型面的選擇原則</p><p>　　4.1.1 分型面的含義與類型</p><p>　　塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。</p><p>　　分型面的類型主要有：水平分型面、斜分型面、階梯形分型面、曲面分型面、垂直分型面等。

59、</p><p>　　分型面對制品的表面質量，尺寸精度和形位精度、脫模，型腔型芯結構和排氣以及進料澆口和模具制造都有著直接的影響。因此在選擇和確定分型面時，應全面分析、比較和考慮，選定較為有利的方案。</p><p>　　4.1.2 分型面的選擇原則</p><p>　　分型面確定的要點如下：</p><p>　　1、分型面的選擇有利于脫模：

60、分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。拉深復合模。</p><p>　　2、不能影響制品的外觀——尤其是

61、對表面質量有要求的制品。</p><p>　　3、便于澆口進料，利于成型，易于排氣。</p><p>　　4、利于型腔的加工，從表而使制品的精度易于得到保證。</p><p>　　5、有助于避免側抽芯或便于側抽芯：有利于型腔或者型芯結構的裝卸和保證其強度。</p><p>　　6、有偶利于嵌件的安裝以及活動鑲件和彈性活動螺紋型芯的安裝。<

62、;/p><p>　　4.2 分型面的確定</p><p>　　根據(jù)分型的選擇原則與塑件特點，分型面為如圖4-1所示的位置，選擇在塑件底部的最大截面處。</p><p>　　圖4-1 塑件分型面</p><p>　　4.3 型腔數(shù)量的確定</p><p>　　當塑料制件的設計已經完成，并選定所用材料后，就需要考慮是采用單型腔

63、模具還是多型腔模具。</p><p>　　與多型腔模具相比，單型腔模具有如下優(yōu)點：</p><p>　　1、塑料制件的尺寸公差始終一致。</p><p>　　2、工藝參數(shù)易于控制。</p><p>　　3、模具的結構簡單緊湊。</p><p>　　4、制造成本低，制造周期短等優(yōu)點。</p><p&g

64、t;　　本次畢業(yè)設計中所要成型的塑件在其內側四個方向上均有側向凹凸，故根據(jù)塑件特點最后采用單型腔模具，即一模一腔。</p><p>　　第5章 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設計</p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)概述</p><p>　　5.1.1 澆注系統(tǒng)的組成</p><p>　　普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。</p&g

65、t;<p>　　澆注系統(tǒng)的作用：將熔融狀態(tài)的塑料粘流體經注射機噴嘴在高溫、高壓將誒高速狀態(tài)下通過澆注系統(tǒng)進入模具型腔。</p><p>　　在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以采用一模一腔，澆注系統(tǒng)的設計是注射模具設計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注射成型周期和塑件質量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響。</p><p>　　5.1.2 澆注系統(tǒng)的設計原則</p

66、><p>　　澆注系統(tǒng)的設計原則如下：</p><p>　　1、型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象；</p><p>　　2、型腔和澆口的排列要求盡量可能地減少模具外形尺寸；</p><p>　　3、系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大），盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓

67、力損失盡可能小；</p><p>　　4、對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的最深處及角落，分流道盡可能平衡布置；</p><p>　　5、滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的損耗；</p><p>　　6、澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止變形澆口的殘痕而影響塑件的外觀。</p><p>　　

68、7、大批量制品，澆注系統(tǒng)應自動脫落并自動與制品分離，以利實現(xiàn)自動化生產；</p><p>　　8、還應考慮到制品的后續(xù)工序，利于后續(xù)工序的加工、裝配、工序間運送和管理，必須要時要設輔助流道，將制品聯(lián)為一體。</p><p>　　5.2 主流道的設計</p><p>　　主流道是塑料熔融體進入模具型腔最先經過的部位，它將注射機注射的熔融體塑料導入分流道或型腔，主流道形

69、狀一般為圓錐形，便于熔融體的塑料順利地向前流動，開模時主流道凝料又能順利地拉出來。</p><p>　　5.2.1 主流道澆口套的結構形式</p><p>　　主流道一般在澆口套上成型，澆口套的主要形式如圖5-1所示。</p><p>　　a ) b ) c )</p

70、><p>　　圖5-1 主流道澆口套結構形式</p><p>　　其中：圖5-1a為主流道澆口套語定位圈設計成一體的形式，主要用于小型模具；圖5-1b和圖5-1c所示的結構形式為將主流道澆口套與定位圈分開設計，然后通過配合形式等固定在模板上。</p><p>　　本次設計由于采用一模一件，是典型的小型模具，故采用5-1a所示的結構形式，將定位圈與澆口套設計成整體式，并用

71、螺釘連接將澆口套與定模座板固定在一起。</p><p>　　5.2.2 主流道尺寸設計</p><p>　　1、進料口處為球面半徑SR：</p><p>　?。樽⑸錂C注射頭球面半徑）。</p><p>　　2、主流道小端直徑：</p><p><b>　　3、主流道錐度：</b></p&g

72、t;<p>　　主流道錐度一般為，粘度大的可以選定。但是應力求與鉸刀的斜度一致，本次設計主流道錐度取。</p><p>　　4、主流道的長度L：</p><p>　　5、主流道大端直徑：</p><p>　　6、澆口套進料口處的球面與注射機注射頭球面的配合要求為：。</p><p><b>　　7、粗糙度為：。<

73、/b></p><p>　　8、澆口套聯(lián)結螺釘采用4個M4螺釘。</p><p>　　圖5-2 主流道澆口套尺寸</p><p>　　圖 5-3 澆口套三維模型</p><p><b>　　5.3 澆口設計</b></p><p>　　5.3.1 澆口的作用</p><p

74、>　　澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口的主要作用有：</p><p>　　1、型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其塑料料流倒流。</p><p>　　2、由于澆口尺寸小易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經驗確定，取其下

75、限值，然后在試模是逐步糾正。</p><p>　　3、當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質量。</p><p>　　5.3.2 澆口的類型與位置選擇</p><p><b>　　1、澆口的類型<

76、/b></p><p>　　澆口的主要形式有：直接澆口、側澆口、塔接澆口、薄片澆口、扇形澆口、環(huán)形澆口、盤行澆口、護耳澆口、點澆口、潛伏澆口等。</p><p>　　2、澆口位置的選擇原則</p><p>　?。?）澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化

77、，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。</p><p>　　（2）澆口設置應有利于排氣和補塑。</p><p>　?。?）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。</p><p&

78、gt;　?。?）澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜

79、槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。</p><p>　?。?）澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。</p><p>　　本次畢業(yè)設計選擇點澆口從塑件中心位置進料。</p><p>　　5.3.3 點澆口尺寸設計</p><p>　　本次設計采用圓形點澆口，其直徑為：</p><p><

80、;b>　　其中：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　本次設計點澆口的結構形式與尺寸如圖5-4所示。</p><p>　　圖5-4 點澆口的結構與尺寸</p><p>　　5.4 排氣溢流系統(tǒng)的設計</p><p>　　5.4.1 型腔內氣體的來源

81、及其危害</p><p>　　模具合模后，在模內的所以空間如澆道內、型腔內以及各個零件組合的空隙內都有殘存的空氣。另外，塑料熔融體射入型腔后也會產生一些分解出來的氣體。</p><p>　　這些空氣和氣體如果不能在塑料熔融體進入澆注系統(tǒng)的同時順利地排出模外，將會產生下述的危害：</p><p>　　1、對射入流道的熔融狀塑料產生阻力，降低流動速度，使成型困難，甚至難

82、以充滿型腔，造成凹陷或者缺料，產生廢品。</p><p>　　2、在制品上形成空洞（氣泡）接痕，云紋等缺陷，降低制品質量（嚴重時制品表面變色、焦損等）。</p><p>　　3、降低連續(xù)注射的速度，影響生產效率。</p><p>　　5.4.2 排氣系統(tǒng)的形式</p><p>　　1、利用分型面或配合間隙排氣</p><p

83、>　　2、在分型面上開設排氣槽排氣</p><p><b>　　3、利用排氣塞排氣</b></p><p><b>　　4、強制性排氣</b></p><p>　　本次設計屬于中小型簡單模具，排氣量不大，故采用分型面或配合間隙排氣，不另設排氣槽。</p><p>　　第6章 成型零件設計<

84、;/p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件。包括凸模、凹模、成型桿和成型環(huán)等。成型零件的設計分為結構設計與尺寸設計兩個部分，其中尺寸設計時因塑件的熱脹冷縮的原因，因此塑件收縮率對尺寸的影響最大，本次設計中采用的塑件材料PE的成型收縮率為：1.5%～3.6%，所以本次設計中盒蓋材料PE的平均收縮率為：</p><p><b>　　6.1 型腔的設計</b&

85、gt;</p><p>　　6.1.1 型腔的結構設計</p><p>　　型腔（又稱凹模）是成形塑件外表面的主要零部件，按其結構不同，可分為整體式和組合式等。</p><p><b>　　1、整體式凹模</b></p><p>　　整體式凹模由整塊材料加工而成，其特點是牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會使塑件產生拼接線痕跡

86、，但是由于加工困難，熱處理不方便，整體式凹模常用于形狀簡單的中、小型模具上。</p><p><b>　　2、組合式凹模</b></p><p>　　組合式凹模是指凹模由兩個以上零件組合而成。</p><p>　　本次設計采用整體式凹模，凹模由整塊材料加工而成，并且該材料還是一整塊模板。</p><p>　　6.1.2

87、型腔徑向尺寸設計</p><p>　　1、型腔徑向尺寸計算的公式如（6-1）：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　——凹模徑向公稱尺寸</p><p>　　——制品徑向公稱尺寸</p><p><b>　　——塑料平均收縮率</b></

88、p><p><b>　　——制品公差值</b></p><p>　　——模具制造公差（取制品相應尺寸之）</p><p>　　[注：其中制品尺寸中未標注偏差值的尺寸，其公差等級選IT14。]</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）

89、</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　2、型腔深度的計算 </p><p>　　型腔深度尺寸計算的公式如（6-2）：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　本次設計型腔在整塊定模板上開設，結構與尺

90、寸如圖6-1所示。</p><p>　　圖6-1 定模型腔板</p><p><b>　　6.2 型芯的計算</b></p><p>　　6.2.1 型芯的結構設計</p><p>　　凸模和型芯均是成形塑件內表面的零件，凸模一般是指成形塑件中較大的，主要內形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指成形塑件上較小孔槽的零件。&l

91、t;/p><p>　　凸模按結構可分為整體式和組合兩大類，本次設計中采用組合式。由成形四個側面的內部形狀，并執(zhí)行內側抽芯和斜推桿端部和即成形塑件內部定表面有實現(xiàn)斜推桿導滑的成形塊構成。</p><p>　　6.2.2 型芯的尺寸設計</p><p>　　1、型芯徑向尺寸的公式如（6-3）：</p><p><b>　?。?-3）<

92、/b></p><p><b>　　（1）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　2、型芯高度尺寸的計算</p><p>　　型芯高度尺寸計算的公式如（6-4）：<

93、/p><p><b>　　（6-4）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　主型芯的結構尺寸如圖6-2所示，三維模型如圖6-3所示。</p><p><b>　　圖6-2

94、 型芯</b></p><p>　　圖6-3 型芯三維模型</p><p>　　第7章 脫模機構設計</p><p>　　本次設計中因采用點澆口進料，根據(jù)點澆口澆注系統(tǒng)兩端小中間大的特點，為了能方便的取出澆注系統(tǒng)凝料，需要增開一個輔助分型面，以便于點澆口澆注系統(tǒng)的脫模。故本次設計要求設計順序分型機構以達到兩個分型面順序開模取件的目的。</p>

95、<p>　　7.1 順序分型機構的設計</p><p>　　7.1.1 順序分型機構</p><p>　　順序分型機構又稱順序脫模機構。順序分型機構通常要完成兩個以上的分析動作。常用的順序分型機構有：</p><p>　　1、彈簧順序分型機構；</p><p>　　2、拉鉤順序分型機構；</p><p>

96、　　3、定距導柱順序分型機構；</p><p>　　4、定距拉桿順序分型機構；</p><p>　　5、定距拉板順序分型機構。</p><p>　　本次設計采用定距拉桿順序分型機構來實現(xiàn)定模座板和定模板之間的輔助分型面的開模。</p><p>　　7.1.2 定距拉桿順序分型機構</p><p>　　本次設計中定距拉桿

97、分型機構，其結構形式如圖7-1所示。其主要由彈簧和定距拉桿兩個零件組成。</p><p>　　彈簧主要用于提供定模板的初始分型力。</p><p>　　定距拉桿（如圖7-2所示）用于控制定模板和定模座板之間的開模距離，并在達到要求的開模距離后使定模板停止，以實現(xiàn)動定模之間的分型。定距來過通過前端的螺紋固定在定模座板上。</p><p>　　定距拉桿與彈簧其固定與裝配

98、形式如圖7-3所示。</p><p>　　圖7-1 定距拉桿順序分型結構</p><p><b>　　圖7-2 定距拉桿</b></p><p>　　圖7-3 定距拉桿與彈簧的安裝</p><p>　　7.2 塑件推出機構設計</p><p>　　塑件在從模具上取下以前，還有一個從模具的成形零件上

99、脫出的過程，使塑件從成形零件上脫出的機構成為推出機構。</p><p>　　7.2.1 推出機構的設計原則</p><p>　　1、因為塑料收縮是抱緊凸模，所以頂出力的作用點應盡量靠近凸模。因為塑件的壁厚的關系我們可以利用推板。</p><p>　　2、頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強筋，壁厚等處。作用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。</

100、p><p>　　3、為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內部或對塑件外觀影響不大的部位。將頂桿設計在塑件的內部型腔。</p><p>　　4、若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基準面上時，對不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件0.1mm；否則塑件會出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。</p><p>　　7.2.2 推出機構的類型</p>&l

101、t;p>　　推出機構按其推出動作的動力來源分為手動推出機構、機動推出機構、液壓和氣動推出機構。其中常用的是機動推出，主要通過安裝在注射機合模機構上的頂桿或液壓缸來完成推出動作。</p><p>　　由于本次設計的盒蓋內側形狀較為復雜，且需要內側抽芯，故采用了斜推桿側抽芯機構，在推出機構工作的過程中斜推桿機實現(xiàn)內側抽芯，有起推件作用。其推出機構部分結構如圖7-4所示。</p><p>

102、　　圖7-4 塑件脫模機構</p><p>　　7.2.3 斜推桿塑件脫模機構設計</p><p>　　斜推桿側抽芯機構中通過推出機構采用中心定出形式，主要由推板和滑座組成。斜推桿一端通過滑座與推板相連，接受推板提供的注射機頂桿的推出力，另一端即成形塑件的內表面形狀，有推出塑件，即在推出機構中斜推桿相對于推桿。</p><p><b>　　1、推板設計&l

103、t;/b></p><p>　　推板的主要作用是將注射機頂桿的定出力傳遞給推出機構，固定斜推板，并保證斜推桿的運動平穩(wěn)。推板結構如圖7-5所示，三維模型如圖7-6所示。</p><p>　　圖7-5 推板結構圖</p><p><b>　　圖7-6 推板</b></p><p><b>　　2、滑座設計&

104、lt;/b></p><p>　　滑座結構如圖7-7所示。</p><p><b>　　圖7-7 滑座</b></p><p><b>　　3、復位桿</b></p><p>　　本次設計中推出機構的復位采用復位桿復位，復位桿如圖7-8所示。</p><p><b

105、>　　圖7-8 復位桿</b></p><p>　　綜上所述，推出機構的裝配如圖7-9所示。</p><p>　　圖7-9 推出機構裝配效果</p><p>　　7.3 導向機構的設計</p><p>　　7.3.1 導向機構的作用</p><p>　　導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模

106、具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊的稱為正裝，導柱安裝定模一邊的稱為倒裝，通常導柱設在主型腔周圍。</p><p>　　導向機構的主要作用有：定位、導向和承受一定的側壓力。</p><p><b>　　1、定位作用：</b></p><p>　　為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正

107、確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。</p><p>　　2、承受一定的側壓力的作用：</p><p>　　塑件在注入型腔過程中會產生單向側壓力，或由于注射機的精度限制，使導柱工作中承受一定側壓力的作用。</p><p><b>　　3、導向作用：</b></p><p>　　動、定模合模時，首先導向機構接觸，

108、引導動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M入型腔，產生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。 </p><p>　　7.3.2 導向機構設計</p><p>　　導柱如圖7-10所示。 </p><p><b>　　圖7-10 導柱</b></p>&l

109、t;p>　　第8章 側抽芯機構設計</p><p>　　8.1 側抽芯機構概述</p><p>　　在注射模設計中，當塑件上具有與開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時，除極少數(shù)情況可以強制脫模外，一般都必須將成型側孔或側凹的零件做成可活動的結構，在塑件脫模前，一般都需要側向分型和抽芯才能取出塑件，完成側向活動型芯的抽出和復位的這種機構就叫做側向抽芯結構。</p><

110、;p>　　8.1.1 常見的側抽芯形式</p><p>　　側型芯常常裝在滑塊上，這種滑塊機構的運動常常有以下這幾種形式：</p><p>　　1、模具打開或閉合的同時，滑塊也同步完成側型芯的抽出和復位的動作。</p><p>　　2、模具打開后，滑塊借助外力驅動完成側型芯的抽出和復位的動作。</p><p>　　3、將滑塊設在定模，在

111、模具打開前，借助其他動力將側型芯抽出。</p><p>　　8.1.2 側抽芯機構的類型</p><p>　　按照動力來源將其分為手動、氣動、液壓和機動四種類型。其中機動側抽芯機構的結構比較復雜，但抽芯不需人工操作，抽芯力較大，具有靈活、方便、生產效率高、容易實現(xiàn)全自動操作、無需另外添置設備等優(yōu)點，在生產中被廣泛利用。機動側抽芯結構根據(jù)傳動元件的不同，可分為以下幾種：</p>

112、<p>　　1、斜導柱側抽芯機構</p><p><b>　　2、彎銷側抽芯機構</b></p><p>　　3、斜導槽側抽芯機構</p><p>　　4、斜滑塊側抽芯機構</p><p>　　5、斜推桿側抽芯機構</p><p>　　6、齒輪齒條側抽芯機構</p>&l

113、t;p>　　根據(jù)塑件形狀特點可知塑件脫模需要四個方向的側抽芯動作，故本次設計采用斜推桿側抽芯機構。</p><p>　　8.2 斜推桿側抽芯機構設計</p><p>　　斜推桿側抽芯機構主要由斜推桿及其導滑零件組成，其中斜推桿在成型過程相當于側向成型零件，脫模過程中即實現(xiàn)側抽芯又做推桿推出塑件。</p><p><b>　　1、斜推桿</b&g

114、t;</p><p>　　斜推桿如圖8-1所示。即使成型零件，有時移動滑塊。</p><p>　　圖8-1 斜推桿三維模型</p><p><b>　　2、導滑槽</b></p><p>　　模具設計中常見的導滑形式如圖8-2所示。</p><p>　　本次設計中主要采用T字型導滑，導滑槽直接開設

115、在型芯上。</p><p>　　圖8-2 常見的導滑形式</p><p>　　綜上所述，整個斜推桿側抽芯機構裝配如圖8-3所示。</p><p>　　圖8-3 斜推桿側抽芯機構</p><p><b>　　第9章 模架設計</b></p><p><b>　　9.1 模架概述</b

116、></p><p>　　模架也稱模體，是注射模的骨架和基體，模具的每一部分都固定在其中，通過它將模具的各個部分有機地聯(lián)系在一起。</p><p>　　我國市場上銷售的標準模架如圖9-1所示，它一般由定模座板（定模底板）、定模固定板、（又稱定模板）、動模固定板（又稱型芯固定板）、動模墊板、墊塊、動模座板（又稱動模底板）、推板、推桿固定板、導柱、導套、復位桿等組成。另外，根據(jù)需要還有特殊

117、結構的模架，如點澆口模具、帶脫模板的模架等。</p><p>　　1-定模座板 2-定模固定板 3-導柱及導套 4-動模固定板 5-動模墊板 6-墊塊</p><p>　　7-推桿固定板 8-推板 9-動模座板</p><p>　　圖9-1常見的注射模模架</p><p><b>　　9.2 模架設計</b&g

118、t;</p><p><b>　　1、定模座板</b></p><p>　　定模座板主要用于安裝澆口套等零件，并注射機的活動模板連接在一起，使得注射模的定模部分與注射機連接起來。其結構形式如圖9-2所示。</p><p>　　圖9-2 定模固定板</p><p><b>　　2、定模板</b><

119、;/p><p>　　本次設計在定模板上直接加工型腔，故又稱定模型腔板，如圖9-3所示。</p><p>　　圖9-3 定模型腔板</p><p><b>　　3、型芯固定板</b></p><p>　　本次設計型芯通過斜推板固定在如圖9-4所示的型芯固定板上。</p><p>　　圖9-4 型芯固定板

120、</p><p><b>　　5、墊塊設計</b></p><p>　　墊塊的作用是支撐處推出機構工作的空間。本次設計的墊塊，如圖9-5所示。</p><p><b>　　圖9-5 墊塊</b></p><p>　　第10章 注射機的校核</p><p>　　10.1 注射參