隔弧板注塑模具設(shè)計(jì)

隔弧板注塑模具設(shè)計(jì),隔弧板,注塑,模具設(shè)計(jì) 目 錄 目 錄 1 摘 要 I 第一章 緒 論 1 1.1課題背景 1 第二章 塑件成型工藝性分析 2 2.1 PA6的基本性能與成型特點(diǎn) 2 2.2塑件結(jié)構(gòu)分析 3 2.3注塑機(jī)的選擇 4 第三章 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 3.1型腔的分布 5 3.2分型面的選擇 5 3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 3.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 第四章 成型零件的設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 10 4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 4.2成型零件工作尺寸的計(jì)算 12 第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13 5.1推出力的計(jì)算 13 5.2推出機(jī)構(gòu)的選擇及位置的確定 13 5.3推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 14 第六章 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì) 15 6.1模架和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 15 其他零件的選擇 16 6.2支成零部件的設(shè)計(jì) 16 6.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 7.1冷卻回路尺寸的確定和布置 18 第八章 主要參數(shù)的校核 22 8.1注射壓力的校核 22 8.2鎖模力的校核 22 8.3注射量的校核 23 8.4 模具安裝部分的校核 23 8.5模具開模行程的校核 23 第九章 模具的試模與修模 24 9.1 模具總裝圖及模具的裝配 24 結(jié) 論 25 參考文獻(xiàn) 26 摘 要 本課題主要是設(shè)計(jì)指針環(huán)注塑模設(shè)計(jì)，本說明書以圖文結(jié)合的形式，對澆注系統(tǒng)、分型面、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)都有了較詳細(xì)的論述。最后對有關(guān)參數(shù)的校核也有詳細(xì)的計(jì)算。 關(guān)鍵字：澆注系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，型芯，型腔。 I 第一章 緒 論 1.1課題背景 20世紀(jì)，是塑料蓬勃發(fā)展的新新時代，塑料一步一步的走進(jìn)我們的生活中，改變著我們的生活方式。從吃飯用的金屬碗到如今的塑料碗，從金屬的手機(jī)外殼到如今的塑料手機(jī)外殼，從喝水用的瓷杯子到如今五顏六色的塑料杯子，塑料在我們的生活中無處不在，并且起著重要的作用。塑料是以樹脂為主要成分，再加入填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、固化劑等，在塑料中，添加劑起著很重要的作用。根據(jù)塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)和熱性能，可將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料。根據(jù)塑料性能及用途，可分為通用塑料、工程塑料、增強(qiáng)塑料和特殊塑料等。塑料熔體經(jīng)過模具模腔，在壓力的作用下，可生產(chǎn)出塑料產(chǎn)品，在如今，隨著人們對塑料產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、美觀等要求越來越高的同時，對于模具的研究工作者來說，要提高模具各個方面的性能，使模具能生產(chǎn)出質(zhì)量更高的塑料制品，能夠大批量生產(chǎn)產(chǎn)品，能夠延長模具的使用壽命。這樣，可以節(jié)約模具的再次制造時間和費(fèi)用，也能更好的節(jié)約資源。 經(jīng)過最近幾年的創(chuàng)新，中國對于模具的研究進(jìn)展可謂是碩果累累，模具行業(yè)幾乎以10-20%的增長速度在飛速發(fā)展著。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識[1]。模具在制造業(yè)中是舉足輕重的一部分，工業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)、研究、測試都需要模具來成型，模具分為很多種，有沖壓、鑄造等。模具的質(zhì)量與控制塑件的精確度，會使塑料產(chǎn)品的質(zhì)量、美觀、合格率等受到影響，還會使產(chǎn)品的更新速度及市場占有率下降。模具有著價格便宜、重量比較輕、硬度和強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。隨著塑料制品被廣泛的使用，而模具是成形這些塑料制品的重要設(shè)備，一副好的模具可以用好幾年甚至十幾年，所以模具設(shè)計(jì)有著非常重要的意義[2]。當(dāng)今德國、法國等工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，生產(chǎn)塑料模具和沖壓模具的企業(yè)所占的比例正在快速的增長。由此可知，在日用產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品中，優(yōu)秀的塑料模具設(shè)計(jì)往往能夠取代多個傳統(tǒng)金屬器件，形成了一種“塑料化”城市，塑料模具已經(jīng)和沖壓模具并駕齊驅(qū)，占據(jù)著不可動搖的地位。在現(xiàn)代塑料制品的生產(chǎn)過程中，模具加工工藝要符合合理性、高效性和先進(jìn)性。塑料模具對塑料加工工藝和塑料制品成本的降低起著至關(guān)重要的作用。 第二章 塑件成型工藝性分析 2.1 PA6的基本性能與成型特點(diǎn) （1）物理性能 聚乙烯是一種無色、無味、無毒的高結(jié)晶的聚合物。密度僅為0.90-0.96g/cm3。它幾乎不吸水，流動性好，容易著色，制品表面光澤性好。 （2）力學(xué)性能 聚乙烯的拉伸強(qiáng)度和剛性都比較好，如硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性及抗壓強(qiáng)度比聚乙烯好。但沖擊強(qiáng)度比較差，特別是低溫時耐沖擊性差。 （3）熱性能 在五大通用塑料中，PA6的耐熱性是最好的，熱變形溫度為114℃，熔點(diǎn)164-170℃，使用溫度在無負(fù)荷情況下可達(dá)150℃，其低溫使用溫度達(dá)-15℃，低于-35℃時會脆裂。 （4）化學(xué)穩(wěn)定性 聚乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性較好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定[13]。 （5）電性能 聚乙烯的高頻絕緣性能優(yōu)良，由于它幾乎不吸水，故絕緣性能不受濕度的影響。 （6）成形性能 聚乙烯吸濕性小，比較容易發(fā)生融體破裂，與金屬長期接觸容易發(fā)生分解[14]。它的流動性好，但成型收縮率大，達(dá)到1.0-2.5%，容易發(fā)生縮孔、凹痕、變形。它的冷卻速度比較快，所以澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)應(yīng)該緩慢散熱，并且注意控制成型溫度。料溫低方向性明顯，當(dāng)?shù)蜏馗邏簳r更加明顯。模具溫度低于50℃時，會造成塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷，高于90℃時易發(fā)生翹曲和變形[15]。 1、密度：1.12-1.14g/cm 2、比容：0.86~0.98 cm/g 3、吸水率（24h）：0.2~0.4% 4、收縮率：0.8~2.1% 5、熔點(diǎn)：130~160C 2.2塑件結(jié)構(gòu)分析 1、 塑件表面上平整光滑，無翹曲、折皺、裂紋等缺陷，沒有尖利或薄弱結(jié)構(gòu)； 2、 塑件簡單，容易加工； 3、 分型面容易； 4、 壁厚均一； 5、 有圓角過渡，有較好的剛度和強(qiáng)度。 塑件平面圖如圖2-1所示： 圖2-1塑件平面圖 塑件三維如圖2-3所示： 圖2-3塑件三維 2.3注塑機(jī)的選擇 由上圖可知塑件體積： 因?yàn)榱鞯浪芗儆谖粗獢?shù)，按塑件的0.3倍來估算，因此塑料熔體總體積為： （2） 每個塑件在分型面上的投影面積為：；流道凝在分型面上的投影面積是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2-0.5倍，這里取0.35倍進(jìn)行估算： 模具所需鎖模力為： 其中參考文獻(xiàn)[5]，取35MP。 （3） 選注射機(jī) 根據(jù)以上每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值，初選XS-ZY-250臥式注射機(jī)，其主要參數(shù)參考相關(guān)文獻(xiàn)[5]如表4-3所示。 表4-3 XS-ZY-250注射機(jī)技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 理論注射容積/cm3 250 塑化能力(kg．h-1) 29.6 螺桿直徑/cm 40 拉桿內(nèi)間距/mm 441-441 移模行程/mm 360 注射壓力/MPa 236 最小模具厚度/mm 200 最大模具厚度/mm 350 模具定位孔直徑/mm 100 鎖模形式 液壓-機(jī)械 噴嘴口直徑/mm 5 鎖模力/kN 1800 噴嘴球直徑/mm 14 最大成型面積/cm2 650 第三章 分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1型腔的分布 根據(jù)設(shè)計(jì)要求為一模2腔且為矩形分布，制件在模具中的位置如圖3-1所示： 圖3-1型腔的分布 3.2分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度，嵌件位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面的時應(yīng)綜合考慮分析比較以選出較為合理的方案。 根據(jù)制件在模具中的位置，在此次選擇分型面的階段，考慮到方便制品的脫模、保證塑件外觀質(zhì)量、有利于排氣、保證開模時產(chǎn)品在動模一側(cè)等這些因素，如圖3-1所示，上下模塊制件的平面為該制品在模具中的分型面的位置。 圖3-2分型面的位置 3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，它的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個部位。具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是獲得優(yōu)質(zhì)的塑件極為重要。注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3.3.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指緊接注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道，熔融塑料進(jìn)入模具時首先經(jīng)過它。它與注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，物料在主流道中不改變流動方向，主流道形狀一般為圓錐形或圓柱形。在設(shè)計(jì)主流道時通常要注意一下事項(xiàng)： 主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5—1)mm=4mm； 主流道大端直徑D=d+=5mm； 主流道的球半徑 SR = 注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）mm=15mm； 球面配合高度h=3mm； 主流道錐度。 3.3.2澆口套的設(shè)計(jì) 主流道小端入口處與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，易磨損，對材料要求較高，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯酪r套與定位圈設(shè)計(jì)成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)中澆口套采用碳素鋼T10A，熱處理淬火表面硬度為50—55HRC。在澆口套端部設(shè)一個與注射機(jī)定位孔相配的定位環(huán)，并在端面用螺釘將澆口套壓在模體內(nèi)，克服塑件對澆口套的反座力。澆口套與定位圈采用H9／f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時應(yīng)插入注射機(jī)定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與定位孔的安裝定位。定位圈外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔徑小0.2mm以下。根據(jù)GB/T4169.19-2006規(guī)定，選擇澆口套的型號為Φ16×35，定位圈的型號采用直徑D為100。 3.3.3分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道末端至澆口的整個通道，它通常在多型腔或者單型腔多澆口時設(shè)置。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 根據(jù)以上分流道的設(shè)計(jì)原則，由于此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚為2.8mm，質(zhì)量為34.333g（<200g），且根據(jù)要求為一模2腔，另外精度要求不高，加工容易，因此將分流道的截面形狀設(shè)計(jì)成半圓形。故采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來確定分流道的直徑。 （式3-1） 式中，D為分流道直徑（mm）； m為塑件的質(zhì)量（g）； L為分流道的長度（mm）。 根據(jù)分析一級分流道長度為22cm，得D=6Mm。分流道分布及尺寸如圖3-5所示： 圖3-5分流道分布及尺寸 3.3.4澆口的設(shè)計(jì) 澆口是指分流道末端與型腔入口之間狹窄且較短的一段通道。它的功能是時聚合物熔融體順利注入型腔內(nèi)，有序的充滿型腔，又能及時冷卻封閉，以防止熔體倒流并對補(bǔ)縮具有控制作用，且便于切除。 1） 澆口截面的選擇：由于此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要求為一模多腔，且尺寸較小，所以選擇側(cè)澆口。另外側(cè)澆口還有截面形狀簡單，加工方便的優(yōu)點(diǎn)； 2）澆口位置的選擇：為了提高制品質(zhì)量，不影響制品性能， 側(cè)澆口深度尺寸： 其中n是塑料成型系數(shù)，查閱相關(guān)資料得PA6塑料系數(shù)n=0.7，對應(yīng)塑件厚度t=2.8mm。 側(cè)澆口的寬度： 側(cè)澆口的長度：為去除澆口方便，2mm 圖3-6澆口位置 3.3.5冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流前面冷卻凝料，以免這些冷料注入型腔，不僅影響熔體充填的速度，而且影響成型塑件的質(zhì)量。根據(jù)制品及以上設(shè)計(jì)部分分析，冷料穴形式采用半球形，此外，主流道末端的冷料穴除了上述作用外，還有便于在此處設(shè)置拉料桿的功能。在注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開始工作，將塑件和澆注凝料一起推出模外。如圖3-10，為Z字形的拉料桿。 圖3-10Z字形拉料桿 3.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體充滿模具型腔時，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生產(chǎn)生的氣體不能被排出干凈，塑件上就會形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清楚及填充不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此在設(shè)計(jì)模具時必須考慮型腔的排氣問題。對于由于排氣不暢而造成型腔局部填充困難時，除了設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)外，還可以考慮開設(shè)溢流槽，用于在容納冷料的同時也容納一部分氣體，有時采用這種措施是十分有效的。此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品較為簡單，可以利用配合間隙進(jìn)行排氣。 第四章 成型零件的設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，由于塑料熔體的高壓、料流的沖刷，在脫模時還與塑件發(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(qiáng)度、剛度和較好的耐磨性能。 4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式和組合式。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，該產(chǎn)品屬于小模具，而且沒有凹槽，因此本設(shè)計(jì)中采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，凹模結(jié)構(gòu)如圖4-1所示： 圖4-1凹模結(jié)構(gòu) 2、 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。根據(jù)對塑件的分析，由于該塑件的內(nèi)形和外形相似，同時為了加工的的方便，本設(shè)計(jì)中采用組合式型芯結(jié)構(gòu)。 4.2成型零件工作尺寸的計(jì)算 本次塑件的原料是PA6（PA6）材料，PA6材料是一種收縮率范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸按照平均值法計(jì)算。已知PA6的收縮率為0.8—2.1%之間 ,故可以得到PA6的平均收縮率為：1.450%。 此制品尺寸精度要求不太高，對塑件只有外形尺寸和內(nèi)孔尺寸的要求，這就要考慮模具磨損量和制造公差等，而其他部位沒有精度要求，因此只需計(jì)算型芯型腔的幾個主要尺寸就可以了。塑件精度等級按GB/T14486-1993,PA6一般精度取MT5級，計(jì)算中按相應(yīng)公差來查詢，采取平均值法來計(jì)算。 （1） 型腔尺寸的計(jì)算 1）對尺寸 （2） 型腔深度的計(jì)算 1） 對尺寸 型芯尺寸： 1）對尺寸 （3） 型芯高度的計(jì)算 1）對尺寸 第五章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)成為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動作通常是由安裝在注射機(jī)上的頂桿或液壓缸完成的。 5.1推出力的計(jì)算 查資料得推出力的計(jì)算公式： （式5-1） （式5-2） 式中：A為塑件包絡(luò)型芯的面積，通過計(jì)算，本設(shè)計(jì)塑件包絡(luò)型芯的面積為3589mm2。 P為塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p取；模內(nèi)冷卻的塑件，取。為方便計(jì)算，本設(shè)計(jì)中取。 為塑件對鋼的摩擦系數(shù)，一般取0.1～0.3，本設(shè)計(jì)中取0.2。 為脫模斜度。本設(shè)計(jì)型芯脫模斜度為30′。 因此，本設(shè)計(jì)推出力通過上述公式計(jì)算約為。 5.2推出機(jī)構(gòu)的選擇及位置的確定 5.2.1推出方式的確定及其固定形式 由于塑件較為簡單，質(zhì)量較輕，所以采用推桿推出。 根據(jù)對制品分析，因?yàn)樗芗π托镜陌o力在四周最大，所以在塑件內(nèi)壁設(shè)計(jì)推桿。推桿位置如圖5-3所示。 圖5-3推桿的位置選擇 5.3推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 推出機(jī)構(gòu)在注射模工作時，每開合模一次，就往復(fù)運(yùn)動一次，除了推桿和復(fù)位桿與模板的滑動配合外其余部分均處于浮動狀態(tài)。推桿固定板與推桿的重量不應(yīng)作用在推桿上而應(yīng)該由導(dǎo)向零件來支撐。推出機(jī)構(gòu)在開模推出塑件后，為下一次的注射成型，還必須使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。 5.3.1推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位 使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位最簡單、最常用的方法是在推桿固定板上同時安裝復(fù)位桿，此次設(shè)計(jì)的復(fù)位桿為圓形截面，每副模具設(shè)置四根復(fù)位桿，其位置應(yīng)對稱設(shè)在推桿固定板的四周，以便推出機(jī)構(gòu)在合模時能平穩(wěn)復(fù)位 。 第六章 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì) 6.1模架和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 根據(jù)注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12555—2006，本次設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式。在模具設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)塑件圖樣及技術(shù)要求，分析、計(jì)算、確定塑件形狀類型、尺寸范圍、壁厚、孔形及孔位，尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工藝，確定進(jìn)料口位置、塑件重量以及型腔數(shù)，并選定注射機(jī)的型號和規(guī)格等等。選用標(biāo)準(zhǔn)模架的要點(diǎn)如下： 1、模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L 對于不同型號及規(guī)格的注射機(jī)，不同結(jié)構(gòu)形式的鎖模機(jī)構(gòu)具有不同的閉合距離。模具厚度與閉合距離的關(guān)系為： （式6-1） 式中，H為模架厚度； 為注射機(jī)最大閉合距離； 為注射機(jī)最小閉合距離； 所以，由所選注射機(jī)得模架厚度的范圍為200～350㎜。 2、開模行程與定、動模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系 設(shè)計(jì)時須計(jì)算確定，在取出塑件時的注射機(jī)開模行程應(yīng)大于取出塑件所需的動、定模分開的距離，而模具推出塑件距離須小于頂出液壓缸的額定頂出行程。 根據(jù)型腔所占的平面尺寸為150mm×260mm，查參考資料得W=50,因此需采用250mm×400mm的模架。但是又考慮到是采用推件板和推桿綜合的推出方式，且推桿布置在靠近凸模的中心，這樣推桿邊緣與推桿固定板邊緣距離較大，因此為降低模具成本可適當(dāng)減小模具尺寸，同時又考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套、水路的布置等因素。所以模架采用Ci2540-A70×B80×C80S0GB/T 12555-2006。 圖6-1 模架的選擇 其他零件的選擇 （1） 上?？?，又稱A板，采用45材料，尺寸為：250mm×400mm×70mm，并加工成所需形狀。 （2） 下?？颍址QB板，采用45材料，尺寸為：250mm×400mm×80mm， 并加工成所需形狀。 （3） 墊塊，又稱C板，采用45鋼材料，尺寸為：400mm×38mm×80mm。 （4） 定模座板，采用45鋼，尺寸為：320mm×350mm×30mm，上表面與導(dǎo)柱接觸部分加工排氣槽。 （5） 動模座板，采用45鋼， （6） 上頂針面板（推板），采用45鋼， （7） 下頂針面板（推板固定板），采用45鋼， 6.2支成零部件的設(shè)計(jì) 用于防止成型零部件及各部分機(jī)構(gòu)在成型壓力作用下發(fā)生變形超差現(xiàn)象的零部件稱為支撐零部件。支撐零部件主要有支承板、墊板、支承柱等。 6.2.1墊塊的設(shè)計(jì) 用于支承動模成型部分并形成推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動空間的零件稱為墊塊。 6.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動、定 模合模時，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有以下作用： 1、定位作用 模具閉合后，保證動、定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也會起到定位作用，即便于模具的裝配和調(diào)整。 2、導(dǎo)向作用 合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動、定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件的損壞。 3、承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充形過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)向壓力，此時導(dǎo)柱將承受一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)向壓力很大或者精度要求很低的影響，則不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，需增加錐面定位機(jī)構(gòu)來承擔(dān)側(cè)向壓力。 6.3.1導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 1、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求： 1）長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8～12㎜，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 2）形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 3）材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理）或者T10A、T8A（經(jīng)淬火處理），硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8μm。導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。 該套模具采用推板導(dǎo)柱固定在動模座板上的形式。對于本套模具，根據(jù)上述設(shè)計(jì)要求以及GB/T4169.4-2006，導(dǎo)柱選用帶頭導(dǎo)柱，型號為25×30×140。導(dǎo)套選用直導(dǎo)套，型號為30×80。該模具設(shè)置了4套推板導(dǎo)柱與導(dǎo)套，他們之間用H8/e7。 第七章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度。模具溫度是否適合、均一程度，對塑料熔體的充模流動、固話定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。 7.1冷卻回路尺寸的確定和布置 7.1.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%。同時影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì)，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。因此在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2）模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3）對結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4）隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時間是有利的。 7.1.2冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì) 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60°C以下，熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。對于黏度低，流動性好的塑料，因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶撸杂贸厮畬δ＞哌M(jìn)行冷卻。由于PA6的流動性為中等，且水的熱容量大，成本低，傳熱系數(shù)大，故該套模具亦采用常溫水進(jìn)行冷卻。 7.1.3 冷卻系統(tǒng)的簡略計(jì)算 如果忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散出的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的和簡略的計(jì)算。 1）求塑件在固化是每分鐘釋放的熱量Q Q=WQ1 式（7-1） =0.03432×350=12.015kJ／min 式中，W為單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中得塑料質(zhì)量（KJ／min），生產(chǎn)周期按每分鐘注射1.2次計(jì)算，W=1.2Vsp=1.2×27.245×1.05=0.03432 KJ／min Q1 單位質(zhì)量放出的熱量，為310KJ／kg～400 J／kg，取350 KJ／kg. 2）求冷卻水的體積流量 = 式（7-2） 式中， p為冷卻水的密度，為1×103kg／m3； 為冷卻水的比熱容，為4.187kJ／(kg℃)；， θ1冷卻水出口溫度，取25℃； θ2冷卻水入口溫度，取20℃； 3）求冷卻管道直徑d，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=8mm。 4）求冷卻水在管道內(nèi)的流速v v= 式（7-3） ==1.73m／s 大于最低流速1.66 m／s，復(fù)合要求，所以選d=8mm。 5） 求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的熱膜系數(shù)h h=3.6f=14630kJ／（m2h℃） 式（7-4） 6)求冷卻管道的總傳熱面積A A= 式（7-5） =3.2×10-3m2 式中 Δθ模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差，模具溫度取50℃。、 7)求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù) n= 式（7-6） = =1.3≈2 7.1.4冷卻回路的布置 設(shè)置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率最有效的方法，也是成型出高質(zhì)量塑件的重要因素。設(shè)置冷卻回路，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大，以使型腔表面的溫度趨于均勻，防止塑件不均勻收縮和產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 (2)冷卻水道離模具型腔表面的距離一般為10～15㎜。 (3)冷卻水道出入口的布置應(yīng)注意兩個問題，即澆口處加強(qiáng)冷卻和冷卻水道的出入口溫差應(yīng)盡量小。 (4)冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮方向設(shè)置。 (5)冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。而且各連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。 根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則和對制件的分析，冷卻水道的布置及尺寸如圖7-1所示： 圖7-1冷卻水路的布置及尺寸 第八章 主要參數(shù)的校核 8.1注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類型，噴嘴形式、塑件形狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。對于粘度較大的塑料以及形狀細(xì)薄、流程長的塑件，注射壓力應(yīng)取大些。注射壓力的校核是核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時所需要的注射壓力。注射壓力的校核公式為： 式（8-1） 式中，p為注射機(jī)的額定注射壓力， ； 為注射成型時的所需用的注射壓力，；經(jīng)過查資料，取100MPa 為注射壓力安全系數(shù)。，常取=1.25～1.4； ；符合要求。 8.2鎖模力的校核 注塑時塑料熔體進(jìn)入型腔內(nèi)仍然存在較大的壓力，它會使模具從分型面漲開。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量，注射機(jī)必須提供足夠的鎖模力。鎖模力的校核公式為： 式（8-2） 式中 F—注射機(jī)的額定鎖模力，KN； A—制件和流道在分型面上的投影面積之和，cm2； p—型腔的平均壓力，；經(jīng)過查資料，取25MPa K—安全系數(shù)，通常K=1.1～1.2； 將數(shù)據(jù)帶入公式得： ,符合要求。 8.3注射量的校核 注射量以容積表示，最大注射量容積為 =0.80×250=200cm3 （式8-3） 式中，為模具型腔和流道在注射壓力下所能注射的最大容積（cm3）； 為指定型號與規(guī)格的注射量容積（cm3）； 為注射系數(shù)，取0.75～0.85，計(jì)算中取0.80。 倘=1.3×2×40.6=105.56cm3<200cm3。 8.4 模具安裝部分的校核 注射模具是安裝在注射機(jī)上生產(chǎn)的，在設(shè)計(jì)模具時，必須使模具的有關(guān)尺寸與注射機(jī)相匹配。與模具安裝有關(guān)的尺寸包括噴嘴尺寸、定位環(huán)尺寸、模具的最大和最小厚度以及模板上的安裝螺孔尺寸等等。 該模具的外形尺寸為:250mm×400mm，XS-ZY-250型注塑機(jī)的最大安裝尺寸為441mm×441mm，所以能夠滿足模具安裝要求。模具定位圈的直徑為100mm，與注塑機(jī)定位孔直徑相同，符合安裝要求。澆口套的球面半徑為SR=14mm，大于注塑機(jī)噴嘴的球頭半徑=12mm，符合要求。澆口套小端孔徑為d=5mm，大于注塑機(jī)噴嘴孔直徑=4mm。 模具平面尺寸250mm×400mm<441mm×441mm，校核合格。 8.5模具開模行程的校核 由于注塑機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)，所以此次設(shè)計(jì)的模具的注塑機(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，所以其開模行程可按下面公式校核： （式8-4） 式中，s為注射機(jī)最大開模行程（mm）； 為推出距離（mm）； 為包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm）。 S=75～80mm<360mm，所以校核合格。 第九章 模具的試模與修模 9.1 模具總裝圖及模具的裝配 圖9-1 模具裝配圖 模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容： 　?、?對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。 　?、?對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。 　　③ 模具使用，裝拆方法。 　?、?防氧化處理、模具編號、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。 　?、?有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。 結(jié) 論 本次的設(shè)計(jì)中我對產(chǎn)品進(jìn)行了認(rèn)真仔細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，通過努力的計(jì)算與觀察以及結(jié)合平時所學(xué)，得出了產(chǎn)品的分型面所在位置及澆口的所在位置。通過對制品的認(rèn)真了解和認(rèn)識分析，具體分析了制品本身的用途和人們在生活中對其的應(yīng)用等因素，決定了其注射成型所用的材料是PA6，再根據(jù)其所選用的材質(zhì)及其各個方面的成性特點(diǎn)決定了所選用的注射機(jī)型號為XS-ZY-250型注塑機(jī)。 此次注射模的設(shè)計(jì)，對我的影響很大，通過本次課設(shè)設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多，遇到了很多的問題。通過對各種問題的分析，以及與老師的討論，最終都得到了解決， 從當(dāng)中得到了許多的新東西。 參考文獻(xiàn) [1]張維合. 塑料成型及模具設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社, 2014. [2]曹麗平、趙祝和.塑料模具設(shè)計(jì)步驟與實(shí)例精解.機(jī)械工業(yè)出版社，2010. [3]李忠文、張洪偉．注塑模具設(shè)計(jì)方法與經(jīng)驗(yàn)．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2009． [4]田寶善、田雁晨.注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例. 化學(xué)工業(yè)出版社，2009. [5]朱三武、賈穎蓮.塑料成型及模具設(shè)計(jì). 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2009. [6]張維合.塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社,2011. [7]劉占軍、高鐵軍.塑料模具設(shè)計(jì)難點(diǎn)與技巧. 電子工業(yè)出版社， 2010. [8]伍先明、陳志鋼、楊軍、李云義．塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)．國防工業(yè)出版社，2012． [9]周應(yīng)國.注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及案例分析. 化學(xué)工業(yè)出版社， 2014. [10]楊占堯.塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社， 2008. 26