3010可編程控制器顯示燈外殼的模具設計

1、<p><b>　　XXXX大學</b></p><p>　　本科畢業(yè)設計（論文）</p><p>　　題目：可編程控制器顯示燈外殼</p><p><b>　　模具設計</b></p><p>　　系 別： 機電信息系 </p><p&g

2、t;　　專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　班 級： 1230203 </p><p>　　學 生： </p><p>　　學 號： 123020319 </p><p>　　指導教師：

3、 </p><p><b>　　2011年05月</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　系別 機電信息系 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班1230203姓名 XXXX 學號123020319</p><p>　　1.畢業(yè)設計（論文）題目： 可編程控制器顯示燈外殼的模具

4、設計 </p><p>　　2.題目背景和意義：模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工

5、制造方法所不能比擬的。塑料注射模具是成型塑料的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關鍵的作用，塑料制品的應用日漸廣泛，為塑料模具提供了一個廣闊的市場，同時對模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能復合型的模具將會受到歡迎。用塑料模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。 </p><p>　　3.設計(論文)的主要

6、內容（理工科含技術指標）： </p><p>　　題目內容主要包括： </p><p>　　A.繪出塑件零件圖；完成注射模具裝配圖設計；

7、 </p><p>　　B.繪出所有成型零件圖；至少有一張3號圖紙應用AUTOCAD軟件繪出。 </p><p>　　C.設計方案的擬定。包括確定成型方法，確定模具類型及型腔數(shù)；型腔的布置。

8、 </p><p>　　D.選擇注射機規(guī)格，包括對注射機幾個參數(shù)的校核；確定分型面；確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。 </p><p>

9、;　　E.選出頂出方式及抽芯機構；確定拉料桿的形式；確定加熱與冷卻系統(tǒng)。 4.設計的基本要求及進度安排（含起始時間、設計地點）：地點：校內 </p><p>　　第1周：收集資料，借閱參考書，下載相關英文文獻。

10、 </p><p>　　第2~8周：撰寫開題報告。裝配圖的繪制。 </p><p>　　第8～14周：零件圖的分析與繪

11、制。 </p><p>　　第14～16周：畢業(yè)論文撰寫。 </p><p>　　第16～18周：整理資料，準備答辯。

12、 </p><p>　　5.畢業(yè)設計（論文）的工作量要求 </p><p>　　① 實驗（時數(shù)）*或實習（天數(shù)）： 2周

13、 </p><p>　?、?圖紙（幅面和張數(shù)）*：至少完成折合A0圖紙3張（不包括零件圖和示意圖） </p><p>　　③ 其他要求： 論文（字數(shù)）：20000字左右；外文翻譯（字數(shù)）： 不少于1500英文單詞 ；&

14、lt;/p><p>　　參考文獻（篇數(shù)）：不少于 15篇（其中期刊文獻不少于5篇，外文文獻不少于3篇，其中一篇外文文獻為外文翻譯內容）,要求在正文中標注。 </p><p>　　指導教師簽名： 年 月 日</p&

15、gt;<p>　　學生簽名： 年 月 日</p><p>　　系（教研室）主任審批： 年 月 日</p><p>　　說明：1本表一式二份，一份由學生裝訂入附件冊，一份教師自留。</p><p>　　2 帶*項可根據(jù)學科特點選填。</p>

16、<p>　　顯示燈外殼塑料注射模具設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要介紹了顯示燈外殼塑料件的注射模設計，其材料為ABS。根據(jù)ABS塑料的工藝特性和產(chǎn)品的使用要求，分析了顯示燈外殼的結構特點和成型工藝。本設計采用CAD技術進行模具裝配圖及零件圖的繪制。對模具進行了成型零部件、澆注系統(tǒng)、側向抽芯機構、推出脫模機構及冷

17、卻系統(tǒng)的設計分析。最后，完成模具總裝圖設計及主要零件圖的繪制，從而確保模具結構的可靠性、合理性和實用性。</p><p>　　關鍵詞：塑料；模具設計；CAD</p><p>　　LED case plastic injection mold design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p&g

18、t;　　This topic mainly introduces the injection mould design of plastic display lamp’s shell, whose material is ABS. According to the technological characteristic of ABS plastic and operational requirement of products, th

19、e structure characteristics and the molding process of the display lamp’s shell are analysed in this article. The mold assembly drawing and the component drawing are designed by the CAD software. Moulding parts, gating s

20、ystem, side core-pulling mechanism, demoulding mechanism and coo</p><p>　　Key Words: plastic; Mould design; CAD</p><p><b>　　主 要 符 號 表</b></p><p><b>　　T 成形周期<

21、/b></p><p>　　K 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8</p><p>　　M 注射機的額定塑化量（g/h或cm³/h）</p><p>　　M 澆注系統(tǒng)所需塑料質量和體積（g或cm³）</p><p>　　M 單個制品的質量和體積（g或cm³）</p>

22、<p>　　F 注射機的額定鎖模力（N）</p><p>　　A 單個制品在模具分型面上的投影面積（mm²）</p><p>　　A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm²）</p><p>　　p 塑料熔體在模腔內的平均壓力（MPa），通常模腔內壓力</p><p>　　S 注射機最大開

23、模行程（mm）</p><p>　　H 推出距離（脫模距離）（mm）</p><p>　　H 包括澆注系統(tǒng)在內的制品高度（mm）</p><p>　　Q 抽拔力（N）</p><p>　　A 側型芯被包緊的截面周長（cm）</p><p>　　H 成型部分深度（cm）</p&g

24、t;<p>　　Q 單位面積積壓力</p><p><b>　　Μ 摩擦系數(shù)</b></p><p>　　A 脫模斜度</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p>&

25、lt;p>　　2 零件結構分析3</p><p>　　3 塑件材料性能及注意事項4</p><p><b>　　3.1材料性能4</b></p><p>　　3.2 分析塑件的結構工藝性5</p><p>　　3.2.1 工藝性分析5</p><p>　　3.3設計模具時應注意

26、事項6</p><p>　　4 注射機的選擇及校合7</p><p>　　4.1確定模具類型7</p><p>　　4.2注射成型的原理7</p><p><b>　　4.3模腔布置7</b></p><p>　　4.4計算有關參數(shù)7</p><p><

27、b>　　4.5校核8</b></p><p>　　4.5.1最大注射量8</p><p>　　4.5.2鎖模力8</p><p>　　4.5.3最大注射壓力9</p><p>　　4.5.4模具厚度，開模行程與頂出裝置的校核9</p><p>　　4.5.5頂出裝置10</p>

28、<p>　　5 澆注系統(tǒng)設計11</p><p>　　5.1 澆注系統(tǒng)的設計原則11</p><p>　　5.2主澆道設計要點11</p><p>　　5.3分澆口設計要點11</p><p>　　5.4側澆口優(yōu)點12</p><p>　　6 分型面與排氣槽14</p>&l

29、t;p>　　6.1分型面的基本形式及選擇原則14</p><p><b>　　6.2排氣槽15</b></p><p>　　7 側向分型抽芯機構設計16</p><p>　　7.1側向分型抽芯機構類型選擇16</p><p>　　7.2抽芯距確定與抽芯力計算16</p><p>

30、　　7.2.1抽芯距16</p><p>　　7.2.2抽芯力16</p><p>　　7.3斜導柱分型與抽芯機構零部件設計17</p><p>　　7.3.1斜導柱的設計17</p><p>　　8 成型零件的工作尺寸計算19</p><p>　　8.1影響模具尺寸和精度的因素19</p>

31、<p>　　8.2型腔壁厚計算19</p><p>　　8.3型腔腔底的厚度計算20</p><p>　　8.4模架的選擇20</p><p>　　8.5導向機構的作用、設計原則21</p><p>　　8.5.1導向機構的作用21</p><p>　　8.5.2導向機構的設計原則21</

32、p><p>　　8.5.3導柱的設計22</p><p>　　8.5.4導套的設計22</p><p>　　8.6成型零件設計22</p><p>　　8.6.1成型零件應具備的性能22</p><p>　　8.6.2凹模結構設計22</p><p>　　8.6.3型芯和成型桿的結構設計

33、23</p><p>　　8.7成型零件工作尺寸計算23</p><p>　　8.7.1塑料尺寸精度的影響因素23</p><p>　　8.7.2凸凹模工作尺寸計算23</p><p>　　9 脫模機構的設計26</p><p>　　9.1脫模裝置26</p><p>　　9.1.1

34、推出機構的設計設計原則26</p><p>　　9.1.2頂桿的機構特點26</p><p>　　10 冷卻系統(tǒng)設計28</p><p>　　10.1模溫對塑件質量的影響28</p><p>　　10.2冷卻回路設計原則28</p><p>　　11 模具的材料30</p><p&g

35、t;　　11.1塑料模具用鋼的必要條件30</p><p>　　11.2選擇鋼材的條件30</p><p>　　11.3 本模具選擇材料如下30</p><p>　　11.4 模具的淬火硬度31</p><p>　　11.5 模具的表面粗糙度31</p><p>　　11.6 熱處理的選擇31</p&

36、gt;<p>　　12 總 結32</p><p><b>　　致 謝34</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明35</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明36</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p&

37、gt;　　模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。該課題擬通過充電器外殼塑料模具的設計可以掌握中等難度模具的設計過程。通過對一具體塑件進行系統(tǒng)化模具設計,能夠全面的了解塑料模具設計的基本原則、

38、方法.提高自己的分析能力、理論與實際相結合和自學能力。并能較為熟練的使用AUTOCAD軟件進行塑料模具設計,提高自己的繪圖能力，可以使大學四年所學知識得到綜合應用。為今后從事設計工作打下了堅實的基礎。 </p><p>　　塑料注射模具是成型塑料的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關鍵的作用，塑料制品的應用日漸廣泛，為塑料模具提供了一個廣闊的市場，同時對模具也提出了更高的要求。大

39、型化、高精密度、多功能復合型的模具將會受到歡迎。用塑料模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。 </p><p>　　近年來，工程塑料以其優(yōu)異的性能獲得了越來越廣泛的應用。據(jù)不完全統(tǒng)計，近5年來，國內通用的

40、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺、熱塑性聚酯、改性聚苯醚等五大工程塑料市場需求保持了30.3％的增長速度。 工程塑料在軸承上也具有廣闊的應用前景。這是因為工程塑料具有優(yōu)異的自潤滑性、耐磨、低摩擦和特殊的抗咬合性等特點，即使在潤滑條件不良的情況下也能 正常工作，用作軸承材料可謂適得其所。</p><p>　　我國塑料模具的發(fā)展隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，在我國，起步較晚，但發(fā)展很快，特別是近幾年，無論在質量、技術和制造能力上

41、都有很大的發(fā)展，取得了很大成績。</p><p>　　現(xiàn)在CAD/CAM/CAE 技術在塑料模的設計制造上應用已越來越普遍，特別是CAD/CAM 技術的應用較為普遍，取得了很大成績。目前，使用計算機進行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結構及零件的設計、數(shù)控機床加工的編程已成為精密、大型塑料模具設計生產(chǎn)的主要手段。應用電子信息工程技術進一步提高了塑料模的設計制造水平。這不僅縮短了生產(chǎn)前的準備時間，而且還為擴大模具出口創(chuàng)造

42、了良好的條件，也相應縮短了模具的設計和制造周期。此外，氣體輔助注射</p><p>　　成型技術的使用更趨成熟，熱流道技術的應用更加廣泛，精密、復雜、大型具的制造水平有了很大提高，模具壽命及效率不斷提高，同時還采用了先進的模具加工技術和設備。</p><p>　　塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時，“小而?！薄ⅰ靶《比匀皇且粋€必然的發(fā)展趨勢。從技術上來說CAD/CAM/CA

43、E 技術將全面推廣，快速原型制造（RPM）及相關技術將得到更好的發(fā)展，高銑削加工、熱流道技術、氣體輔助注射技術及高壓注射成型將進一步發(fā)展。</p><p><b>　　2零件結構分析</b></p><p>　　該零件屬薄殼類塑料制件，大小適中，外表面精度較高，內表面精度稍低，但整體精度和表面粗糙度要求都不高,需要側抽芯，所選材料為ABS。根據(jù)《塑料模具技術手冊》得知

44、：ABS一般精度等級為MT4級。塑件具體形狀如圖2.1和圖2.2所示。</p><p>　　圖2.1 塑件內部結構圖</p><p>　　圖2.2 塑件的外部結構圖</p><p>　　3塑件材料性能及注意事項</p><p>　　塑料是以高分子合成樹脂為主要成分，在一定條件的溫度和壓力下具有可塑性和流動性，可以被塑制成一定形狀，且在一定條件

45、下保持形狀不變的新型材料。</p><p>　　塑料在常溫下為固態(tài)，又稱為玻璃態(tài)；加熱后變軟且有一定的彈性，稱為高彈態(tài)；在加熱到熔化溫度（各種塑料的熔化溫度不同）成為漿糊狀態(tài)，叫做粘流態(tài)；如果在加熱到熔化溫度以上（50°C～60°C）就會分解汽化。</p><p>　　一般塑料內大合成樹脂的質量分數(shù)為40%～100%；透明塑料的合成樹脂為100%，它不允許滲進其他顏色和

46、其他成分；而其他塑料大多數(shù)要加入輔助材料，如增塑劑、發(fā)泡劑、填充劑（如滑石粉）、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、增強材料（如玻璃纖維）等。加入輔助材料是為了改善塑料的性能、節(jié)約昂貴的塑料。正像在水泥中加入石子和沙子一樣，水泥石粘合劑，而沙子和石子填充作用。</p><p>　　樹脂成分為天然樹脂和人工合成樹脂。天然樹脂如：橡膠、樹脂油（桐油、蓖麻油等）和樹脂油漆（俗稱國漆）。橡膠、國漆是在橡膠樹或漆樹皮上用刀割幾道斜口，

47、在斜口下端用容器接住刀口內留下的膠脂，在經(jīng)過人工提煉而成的。</p><p>　　人工合成樹脂主要是從石油中提煉出來的多化學元素聚合而成。塑料的主要成分是C,H,N等源自的聚合物，像PA，PC，POM等塑料內含有O原子。他們相對原子質量一般低于，也叫做大分子物質，是將低分子物質經(jīng)聚合反應而成。像化學肥料那樣，送進去的是煤炭、水，輸出的是白色的碳酸氫銨一類的化肥。</p><p>　　我們知

48、道物質是由分子構成，分子又是有許多原子構成的，在相同體積的情況下，有的密度大，有的密度小。在標準大氣壓、溫度的條件下：水的密度為,鋁的密度為。而在常溫下塑料的密度大多數(shù)為1.0～1.4，經(jīng)過發(fā)泡的塑料（如電器產(chǎn)品的防振包裝墊）密度只有0.05～0.1。當我們用刀切開發(fā)泡塑料，就會看到里面有許多小氣孔，所以體積很大的發(fā)泡塑料重量且很輕。</p><p><b>　　3.1材料性能</b><

49、;/p><p>　　零件材料為ABS即苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚物,其收縮率在0.3%～0.8%之間,此設計中選0.55%；其密度在1.03～1.07g/㎝3之間，此設計中選1.04 g/㎝3。</p><p><b>　　成型特性：</b></p><p>　　a. 無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時</p

50、><p>　　間預熱干燥80-90度,3小時. </p><p>　　b. 宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. </p><p>　　c. 如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變入水位等方法。 </p><p&

51、gt;　　d. 如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 </p><p>　　ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm³。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇

52、類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70ºC左右，熱變形溫度為93ºC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚

53、、熔料溫度對收縮率影響極小。</p><p>　　3.2 分析塑件的結構工藝性</p><p>　　該塑件尺寸中等，整體結構簡單.多數(shù)都為平面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結合其材料性能，故選一般精度等級： 5級。</p><p>　　3.2.1 工藝性分析</p><p>　　為了滿足制

54、品表面光滑的要求與提高成型效率采用側澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口橫向開設在模具的型腔處，從塑料件側面進料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質量與美觀效果。</p><p><b>　　塑件的工藝參數(shù)：</b></p><p>　　干燥條件：80-90℃ 2小時</p><p>　　成型收縮率:0.4-0.7

55、% </p><p>　　模具溫度：25-70℃（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔度較低）</p><p>　　融化溫度：210-280℃（建議溫度：245℃）</p><p>　　成型溫度：200-240℃ </p><p><b>　　注射速度：中高速度</b></p><p>　

56、　注射壓力：500-1000bar</p><p>　　3.3設計模具時應注意事項</p><p>　　a. 設計分流道，內澆口時，要考慮、其流動性不好這一特點，應做的稍大些。</p><p>　　b. 因為熔接痕顯，所以要考慮進料口位置。</p><p>　　c. 因為是高壓成型，所以脫模斜度要2°以上。</p>&

57、lt;p>　　d. 成型收縮率需要選0.5﹪以上。</p><p>　　4注射機的選擇及校核</p><p><b>　　4.1確定模具類型</b></p><p><b>　　模具類型：注射模</b></p><p>　　4.2注射成型的原理</p><p>　　將塑

58、料顆粒定量注入到注塑機的料筒內，通過料筒的傳熱，以及螺桿轉動時產(chǎn)生的剪切摩擦作用使塑料逐漸融化成流動狀態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推擠下熔融塑料以高壓和較快的速度通過噴嘴注入到溫度較低的閉合模具的型腔中。由于模具的冷卻作用，使膜腔內的熔融塑料逐漸凝固并定型，最后開模取出塑件。</p><p><b>　　4.3模腔布置</b></p><p>　　塑件尺寸精度要求一般，而且

59、塑件尺寸不大。不過具有4個外抽，分別在左右兩個方向，但根據(jù)零件上方孔的布置可以把左右的方孔做成兩個外抽，這樣既保證了方孔的位置度，又減少了外抽個數(shù)。最終選擇一模二腔。</p><p><b>　　4.4計算有關參數(shù)</b></p><p>　　a. ∵M﹦n·M塑+M澆</p><p>　　式中：M —塑件成型時所需要的注射量（㎝3）

60、</p><p>　　n M塑—每個塑件的體積（㎝3）</p><p>　　M澆澆注系統(tǒng)的體積（㎝3）</p><p>　　用三維軟件對塑件進行評估，得出質量為25.42ɡ，體積為24.92㎝3 ，估計澆道系統(tǒng)質量也為25ɡ,而 n =2，那么：</p><p>　　∴ M=2×24.92+24.03=73.87（）</p&

61、gt;<p>　　b. 根據(jù)最大注射量M=73.87㎝3選擇注射機型號為：XS—ZY—125</p><p>　　公稱注射量：125 拉桿空間：260×290㎜</p><p>　　螺桿直徑： 42㎜ 合模力：90噸</p><p>　　注射壓力： 1190

62、 最大成型面積：320</p><p>　　注射行程： 115㎜ 模具最大厚度：300㎜</p><p>　　注射方式： 螺桿式 合模方式：液壓—機械</p><p>　　模板最大行程：300㎜ 模具最小厚度：200㎜</p><p>

63、<b>　　4.5校核</b></p><p>　　模具是安裝在注射機上使用的，在生產(chǎn)塑件時模具與機床是一個不可分割的整體，因此從模具設計角度考慮，需了解注射機技術規(guī)范的主要項目有：最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，模具安裝尺寸以及開模行程等。</p><p>　　4.5.1最大注射量 </p><p>　　設計模具時，成型塑件所需要的注射

64、總量應小于所選注射機的最大注射量，即M≤G1</p><p>　　式中：G1—注射機實際的最大注射量（）</p><p>　　M—塑件成型時所需要的注射量（）</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗的總結，G1應該是注射機允許最大注射量G的80﹪，</p><p><b>　　即：M≤80﹪·G</b></p&

65、gt;<p>　　73.87﹤80﹪×125=100</p><p>　　當注射塑料時，最大注射量應按下式進行換算：</p><p>　　G=GB·β/βB（g）</p><p>　　式中：G—注射機規(guī)定的最大允許注射量；</p><p>　　GB—注射其它塑料時的一次最大注射量；</p>&l

66、t;p>　　βB—聚苯乙烯在常溫下的比重（1.06）</p><p>　　β—其它塑料在常溫下的比重（）</p><p>　　對于螺桿注射機，其最大注射量通常以螺桿在料筒中的最大推進容積Ⅴ（）來表示，該值與所選用的塑料品種無關。</p><p><b>　　4.5.2鎖模力</b></p><p>　　鎖模力可使模

67、具沿分型面漲開。為了保持動、定模閉合緊密，保證塑件的尺寸精度并盡量減小溢邊厚度，同時也為了保障操作人員的人身安全，需要提供一個足夠大的鎖模力。因此，欲使模具從分型面漲開的力必須小于注射機規(guī)定的鎖模力。即：T≥K·F·q/1000（噸）</p><p>　　式中：T—注射機的額定鎖模力（噸）</p><p>　　F—塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（厘米2）</

68、p><p>　　q—熔接塑料在模腔內的壓力（公斤/厘米2）</p><p>　　根據(jù)《塑料模具設計》表5—1上得：q=300公斤/厘米2；K—安全系數(shù)，通常取1.1～1.2。</p><p>　　F=100㎜×50㎜×2.5=125（㎝2）</p><p>　　注射機的額定鎖模力T=50（噸）</p><p

69、>　　K·F·q/1000=1.1×125×300/1000=41.25（噸）</p><p>　　∵90（噸）＞26.6（噸） </p><p><b>　　∴ 滿足要求。</b></p><p>　　4.5.3最大注射壓力</p><p>　　成型塑件所需要的注

70、射壓力是由塑料品種，注射噴咀的結構形式，塑件形狀的復雜程度以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的，其值一般在700～1500范圍內選取，注射機的最大注射壓力要大于成型塑件所要求的注射壓力，即：P＞P′</p><p>　　式中：P—注射機最大注射壓力（）</p><p>　　P′—成型塑件的注射壓力（）</p><p>　　選取: P′=1000</p>

71、<p>　　那么：P=1190＞1000 </p><p><b>　　∴滿足要求。</b></p><p>　　4.5.4模具厚度，開模行程與頂出裝置的校核</p><p>　　a. 模具厚度（HM）</p><p>　　模具閉合高度必須滿足：H最小≤HM≤H最大（毫米）</p>&l

72、t;p>　　H最小=200（㎜）， H最大 =300（㎜）</p><p>　　HM=215（㎜）<H最大 </p><p><b>　　∴ 滿足要求。</b></p><p>　　式中：H最小—注射機允許的最小模厚（㎜）</p><p>　　H最大—注射機允許的最大模厚（㎜）<

73、/p><p><b>　　b. 開模行程</b></p><p>　　對液壓—機械式鎖模機構起最大開模行程與模具厚度無關，是由連桿的最大行程決定的。</p><p>　　S≥H1+H2+a+（5～10）（毫米）</p><p>　　式中：H1—頂出距離（㎜）</p><p>　　H2—塑件高度（㎜）&

74、lt;/p><p><b>　　S—注射機開模行程</b></p><p>　　開模行程中需增加定模板與澆口板的分離距離a，此距離應足以取出澆注系統(tǒng)凝料。臥式XS—ZY—125注塑機的開模行程S=300mm, H1=29mm, H2=25mm, H3則由開模行程決定。</p><p><b>　　4.6.5頂出裝置</b>&l

75、t;/p><p>　　臥式XS—ZY—125里注射機采用中心頂桿機械頂出,頂桿直徑為ø60㎜。</p><p><b>　　5澆注系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　澆注系統(tǒng)的設計原則</b></p><p>　　a. 排氣良好 順利的引導熔融塑料填充到型強的各個深度，不產(chǎn)生渦流

76、和紊流，并能使型腔內的氣體順利排出。</p><p>　　b. 流程短 在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來填充型腔，且應盡量減少折彎，以降低壓力損失，縮短填充時間。</p><p>　　c. 防止型芯和嵌件變形 應盡量減少熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯折彎變形或嵌件移位 </p><p>　　d. 整修方便 進料口位置和形式

77、應結合塑件形狀考慮，做到整修方便并無損塑件的外觀和使用。</p><p>　　e. 合理設計塑件翹曲變形 在流程較長或需開設兩個以上進料口是更應注意這一點。</p><p>　　f. 合理設計冷料穴和溢料槽 因為它可以影響塑件質量。</p><p>　　g. 澆注系統(tǒng)的截面積和長度 應盡量取小值，應減少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收。</p>

78、<p><b>　　主澆道設計要點</b></p><p>　　根據(jù)《塑料模具設計》得知: XS—ZY—125型注射機的噴咀球面半徑R1=12㎜,噴嘴孔徑為d=4㎜。

79、

80、 </p><p>　　a. 主澆道的進口直徑d1比噴咀出口直徑d應大0.5～1㎜ ,即d1=d=（0.5～1㎜）=（4.5～5）㎜。</p><p>

81、　　b. 為便于取出澆道凝料,主澆道應呈圓錐形,一般斜角a推薦采用1～2°,選取2°做為澆口的斜角。 </p><p>　　c. 主澆道出口處應有圓角,圓角半徑R=0.5～3㎜，取R=3㎜。</p><p>　　d. 澆口套內壁粗糙度應在舊國標表面光潔度▽7 以上。</p><p>　　e. 主澆道長度應尺可能短些,H值最好小于60㎜,過長會使塑

82、料熔體的溫度下降而影響充模，故取高為H=35mm。</p><p>　　f. 一般要求澆口套凹下的球面半徑R2應比噴嘴球面半徑R1大1～2㎜，故R2=R1+（1～2㎜）=（13～14）㎜(如圖5.1)示。</p><p><b>　　分澆口設計要點</b></p><p>　　塑料沿分澆道流動時,要求料溫下降盡量少些,熱情壓力損失也應盡可能小些

83、,故分澆道應設計得短而粗。恰當?shù)姆至鞯佬螤詈统叽鐟鶕?jù)塑件的成面積、壁厚、形狀復雜程度、型腔數(shù)目以及塑料的性能等因素綜合考慮。</p><p><b>　　分澆道的斷面形狀</b></p><p>　　為了滿足在設計中的需求（即利用分澆道抽出主澆道的作用）,分澆道截面形狀采用半圓形。</p><p>　　b. 分澆道設計要點</p>

84、<p>　　（1）分澆道長度一般在8～30㎜之間,選取橫分澆道長度為30mm。豎分澆道尺寸為16mm。</p><p>　?。?）在保證塑料在足夠的壓力下注入并充滿型腔后，盡量減小分澆道的斷面尺寸和長度。</p><p>　?。?）分澆道設計的較長時,其末端應留有冷料穴,以防止冷料頭堵塞澆口或進入型腔,從而造成充填不滿或影響塑件的焊接牢度。</p><p&

85、gt;　?。?）分澆道的粗糙度不宜太小,使其低于主澆道的粗糙度。</p><p>　　根據(jù)以上要就，此模具此模具的澆注系統(tǒng)如圖5.1所示</p><p>　　圖5.1 主澆道、分澆道</p><p><b>　　5.4側澆口優(yōu)點</b></p><p>　　根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起

86、塑件的缺陷，澆口應開設在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設計采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標準澆口、側澆口） 該澆口相對于分流道來說斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點是澆口便于機械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點是可以分別調整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。</p><p>　　該模具

87、采用側澆口，其有以下特性:</p><p>　　a. 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；</p><p>　　b. 試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改；</p><p>　　c. 能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；</p><p>　　d. 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。</p><p><

88、;b>　　6分型面與排氣槽</b></p><p>　　6.1分型面的基本形式及選擇原則</p><p>　　分開模具取出塑件的面稱為分型面，如何確定分型面位置，需要考慮的因素比較多。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件工藝性、精度、推出方法、模具制造、排氣等因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較。注射模有一個分型面或多個分型面，分型面的位置，一

89、般垂直于開模方向，分型面的形狀有平面和曲面等。 </p><p>　　分型面的確定主要應考慮以下幾點：</p><p><b>　　塑料在型腔中的方位</b></p><p>　　在安排制件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模運動相垂直的方向避側凹或側孔。</p><p>　　b. 一般分型面與注射機開模方向垂直的平面，但

90、也有將分型面作減傾斜的平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工困難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模對中錐面的分型面，自然也是曲面。</p><p><b>　　c. 分型面位置。</b></p><p>　　d. 除了應開設在制件中斷面輪廓最大的地方才能使制件順利地從型腔中脫出外，還應考慮以下幾種因素：</p><p>　?。?）因分型面不可

91、避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不要選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處。</p><p>　?。?）從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當制件的壁厚較大但內孔較小時，則對型芯的包緊力很小，常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內。這時可將型芯和凹模的主要部分都設在動模邊，利用頂管脫模，當制件的孔內有管件（無螺紋連接）的金屬嵌中時，則不會對型芯產(chǎn)生包緊力。</p&

92、gt;<p>　　根據(jù)本塑件的結構特點，為了方便塑件澆注后脫模、排氣、塑件的外觀質量等要求，分型面的位置選擇如圖6.1所示：</p><p>　　圖6.1 分型面的位置</p><p><b>　　6.2排氣槽</b></p><p>　　在注射時，氣體不能順利排出，則將受到塑料的壓縮，所產(chǎn)生的反壓縮會降低沖模速度，出現(xiàn)填充不滿或

93、在塑件中產(chǎn)生氣泡、接縫以及表面輪廓不清等缺陷。而且氣體被極度壓縮時，還會產(chǎn)生高壓，將塑件灼傷，形成焦痕和碳化。因此，在設計模具型腔結構與澆注系統(tǒng)時,必須設法將氣體從型腔內順利排出,以保證塑件的質量。在這套模具中,分型面、4個外抽滑塊的縫隙均可排氣,故無須設計排氣槽。</p><p>　　7 側向分型抽芯機構設計</p><p>　　當塑件側壁上帶有的與開模方向不同的內外側孔或側凹等阻礙塑件

94、成型后直接脫模時，必須將成型側孔或側凹零件做成活動的，這種零件稱為側型芯（俗稱活動型芯）。在塑件脫模前必須先抽除側型芯，然后再從模具中推出塑件，完成側型芯的抽出和復位的機構即叫做側向分型抽芯機構。本設計中，塑件的一端有兩個側孔，故必須設計側向分型抽芯機構，模具才能順利脫模。</p><p>　　7.1側向分型抽芯機構類型選擇</p><p>　　側向分型抽芯機構根據(jù)動力來源的不同，一般可將

95、其分為機動、液壓或氣動以及手動等三大類型。</p><p>　　機動側向分型與抽芯機構是利用注射機開模力作為動力，通過有關傳動零件使力作用于側向成型零件而將模具側向分型或把側向型芯從塑料制品中抽出，合模時又靠它使側向成型零件復位。這類機構雖然結構比較復雜，但分型與抽芯無需手工操作，生產(chǎn)率較高，并且機動抽芯具有較大的抽芯力，抽芯距大，故生產(chǎn)中廣泛采用，故本設計采用機動側向分型抽芯機構。</p><

96、;p>　　機動抽芯按傳動方式又可分為斜導柱分型與抽芯機構、斜滑塊分型與抽芯機構、齒輪齒條抽芯機構和其它形式抽芯機構，本設計選用斜導柱分型與抽芯機構。</p><p>　　7.2抽芯距確定與抽芯力計算</p><p><b>　　7.2.1抽芯距</b></p><p>　　側向型芯或側向成型模腔從成型位置導不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的

97、距離成為抽芯距，通常用s表示。此外，為安全起見，側向抽芯距離通常壁塑件上的側孔、側凹的深度或側向凸臺的高度大2～3mm。</p><p><b>　　7.2.2抽芯力</b></p><p>　　抽芯力的計算同脫模力的計算相同，對于側向凸起較少的塑件的抽芯力通常比較小，僅僅是克服塑件與側型腔的粘附力和側型腔滑塊移動時的摩擦阻力。對于側型芯的抽芯力，往往采用如下的公式進

98、行估算：</p><p>　　式中： ——抽芯力(N）</p><p>　　——側型芯成型部分的截面平均周長(m)；</p><p>　　——側型芯成型部分的高度(m)；</p><p>　　——塑件對側型芯的收縮應力（抱緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關，一般情況下模內冷卻的塑件取(0.8～1.2)×107P

99、a，模外冷卻的塑件取(2.4～3.9)×107Pa；</p><p>　　——塑料在熱狀態(tài)時對剛的摩擦系數(shù)，一般取0.15～0.2；</p><p>　　——側型芯的脫模斜度或傾斜角(°)，這里＝0。</p><p>　　故此塑件的側抽芯力應由兩部分組成：六角孔和孔外測壁部分，帶入數(shù)據(jù)計算可得：</p><p>　　={[

100、(0.002×6)*0.004-(0.0028×2)*0.0015]*1×107*cos0}*4</p><p><b>　　= 256(N)</b></p><p>　　7.3斜導柱分型與抽芯機構零部件設計</p><p>　　7.3.1斜導柱的設計</p><p>　　斜導柱時分型抽芯機

101、構的關鍵零件。它決定了抽芯力與抽芯距的大小，其設計主要包括斜導柱形狀、尺寸及傾角大小。</p><p><b>　　斜導柱截面形狀：</b></p><p>　　常見的斜導柱進面形狀有圓形和矩形，圓形截面加工方便，裝配容易，應用較廣；矩形截面在相同截面條件下，具有較大的斷面系數(shù)，能承受較大的彎矩，雖然加工較難，裝配不便，但在實際生產(chǎn)中仍有使用，此設計選擇圓柱形截面。&

102、lt;/p><p><b>　　斜導柱斜角的確定：</b></p><p>　　斜導柱的斜角α是斜導柱抽芯機構的一個主要參數(shù)。它的大小涉及導開模力、斜導柱所受的彎曲力、滑塊實際抽芯力以及開模行程等的小，其關系如下：</p><p>　　式中： ——斜導柱所受的彎曲力；</p><p>　　——斜導柱所用于滑塊的正壓力，它等

103、于斜導柱所受的彎曲力；</p><p>　　——抽拔出側型芯所需要的抽芯力；</p><p>　　——抽出側型芯所需要的開模力；</p><p><b>　　——斜導柱的斜角。</b></p><p>　　由以上式子可知，當斜角增大時，要獲得相同的抽芯力，則斜導柱所受的彎曲力要增大，同時所需要的開模力也增大。因此，從希望

104、斜導柱受力較小的角度考慮，斜角越小越好；但當抽芯距為一定值時，斜角的減小，必然單質斜導柱工作部分長度的增加及開模行程的加大，而開模行程受到注射機開模行程的限制，而且斜導柱工作長度的加長會降低斜導柱的剛性，所以綜合考慮，在生產(chǎn)中斜角一般采用15°～20°，最大不超過25°，此設計選取:＝18°</p><p><b>　　斜導柱尺寸計算：</b><

105、/p><p>　　直徑：斜導柱直徑主要受彎曲力的影響，由《塑料成型工藝與模具設計》斜導柱的直徑計算，可用查表方法確定斜導柱的直徑，由抽芯力和斜角查《塑料成型工藝與模具設計》得最大彎曲力為3kN，再由和（側型芯滑塊受得脫模力作用線與斜導柱中心線得交點導斜導柱固定板的距離）查表得斜導柱直徑為15mm，但考慮側滑塊寬度較大，因此將在每個側滑塊上安裝兩個斜導柱，故取斜導柱直徑為：d＝10mm</p><p

106、>　　斜導柱如圖7.1所示，其工作長度與抽芯距有關：</p><p><b>　　圖7.1 斜導柱</b></p><p>　　斜導柱的總長度與抽芯距、斜導柱的直徑和傾斜角以及導柱固定板厚度等有關。斜導柱總長為：</p><p>　　式中： ——斜導柱總長度；</p><p>　　——斜導柱固定部分大端直徑；&l

107、t;/p><p>　　——斜導柱固定板厚度，此處即為定模板厚度30mm；</p><p>　　——斜導柱工作部分直徑；</p><p><b>　　——抽芯距。</b></p><p>　　經(jīng)計算得到斜導柱總長度為：55mm</p><p>　　8成型零件的工作尺寸計算</p><

108、p>　　8.1影響模具尺寸和精度的因素</p><p>　　工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸（含長、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質量，模具設計時必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應的成型零部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個方面：</p><p>　　a. 收縮率：在實際工作中，

109、成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為</p><p>　　δs=(Smax-Smin)Ls</p><p>　　式中 ：δs為塑件收縮波動而引起的塑件尺寸誤差（mm）；</p><p>　　Smax為塑料的最大收縮率（%）；</p><p>　　Smin為塑料的最小收縮率（%）；</p><

110、p>　　Ls為塑件尺寸（mm）。</p><p>　　一般情況下，由收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差1/3以內。</p><p>　　b. 模具成形零件的制造誤差：實踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7～IT8級之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。</p><p>　　c. 零件的磨損：模具在使用過程中，由于種種原因會對

111、型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應取塑件公差的1/6，而大型零件，應在1/6之下。</p><p>　　d. 模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應該影響成形零件的尺寸精度和位置精度。</p><p><b>　　8.2型腔壁厚計算</b></p><p>

112、　　在注射成形過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具型腔應該有足夠的強度。型腔強度不足將發(fā)生塑性變形，甚至破裂；剛度不足將產(chǎn)生過大彈性變形，導致型腔向外膨脹，并產(chǎn)生溢料間隙。根據(jù)《塑料模設計手冊》得：型腔最小壁厚a=35.2㎜。那么，模板長L應大于119.2+35.2×2=189.6㎜，模板寬B應大于67.9+35.2×2=138.3㎜。</p><p>　　8.3型腔腔底的厚度計算&l

113、t;/p><p>　　a. 按剛度條件計算：</p><p>　　P—型腔內單位平均壓力30MP；</p><p><b>　　H—型腔底部厚度；</b></p><p>　　l2—型腔短邊長度；</p><p>　　C1—系數(shù)，根據(jù)型腔邊長比l1/ l2，查表取0.0263；</p>

114、<p>　　E—型腔材料彈性模量2.1×105 MP。</p><p><b>　　按強度計算：</b></p><p>　　[δ] —型腔材料許用應力，取160 MP；</p><p>　　а—型腔邊長比l2/l1=0.57。</p><p>　　那么型腔腔底厚度H﹥11.69㎜ 即滿足要求。<

115、;/p><p>　　∴最終選擇定模板L×B×H=315×200×30（㎜）。</p><p><b>　　8.4模架的選擇</b></p><p>　　根據(jù)模具結構最終選擇派生型模架P1的結構形式，模板各尺寸如下 （mm，長×寬×厚）：定模墊板315×200×25，定模

116、固定板315×200×30，動模固定板200×200×35，動模墊板315×200×25，墊塊315×40×50，頂桿墊板315×125×10，頂桿固定板315×125×10，模座315×200×20，總厚205mm。</p><p>　　8.5導向機構的作用、設計原則<

117、;/p><p>　　8.5.1導向機構的作用</p><p>　　導向機構是保證塑料注射模具的動模與定模合模時正確定位和導向的重要零件，通常采用導柱導向，主要零件包括導柱和導套。其具體作用有以下幾點：</p><p>　　a. 定位作用 導向裝置直接保證動、定模合模位置的正確性，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。同時在模具裝配過程中便于裝配和

118、調整。</p><p>　　b. 導向作用 合模時引導動模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側向力。</p><p>　　c. 承載作用 塑料熔體在充模過程中，或由于成型設備精度低的影響，可能產(chǎn)生單向側壓力，因而在成型過程中需要導向裝置能承受一定的單向側壓力，以保證模具的正常工作，采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y構時，導柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。</p>