罩蓋注射成型工藝及模具設(shè)計(jì)-錐形蓋注塑?！竞?0張cad圖紙+文檔全套資料】
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：罩蓋注射成型工藝及模具設(shè)計(jì)
系 部： 材料工程系
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí)： 模具144
學(xué)生姓名： 樊芝琳
學(xué) 號(hào)： 141304438
指導(dǎo)教師： 翟德梅
2017年 4月 20日
目 錄
1 緒論.....................................................1
1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢............................2
1.2 國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢............................3
1.3 注射模..............................................4
1.4 設(shè)計(jì)題目............................................5
2 塑件的工藝性分析.........................................7
2.1塑件的原材料分析....................................7
2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析................................7
2.3塑件的尺寸精度分析..................................8
2.4塑件表面質(zhì)量分析 ...................................8
3 成型設(shè)備選擇與校核 ......................................9
3.1注塑機(jī)的初選........................................9
3.2注塑機(jī)的校核與終選..................................9
3.3塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定..........................10
4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................12
4.1分型面的選擇........................................12
4.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列..........................14
4.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)......................................14
4.4型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定................................17
5 成型零件尺寸計(jì)算.........................................19
6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...........................................20
6.1冷卻直徑和位置 .....................................20
6.2冷卻介質(zhì) ...........................................20
7 模架的尺寸 ..............................................21
8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...........................................22
9 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)...................................23
10 推件方式的選擇.........................................24
11 結(jié)束語.................................................25
致謝......................................................25
參考文獻(xiàn)..................................................26
1緒 論
塑料成型是將各種形態(tài)的塑料原料（粉狀、粒狀、熔體或分散體）熔融塑化或加熱達(dá)到要求的塑性狀態(tài)，在一定壓力下經(jīng)過要求形狀模具（如擠出口模）或充填到要求形狀模具模腔內(nèi)，待冷卻定型后，獲得要求形狀、尺寸及性能塑料制件的生產(chǎn)過程。 模具：是材料成型加工中的工藝裝備，它是利用其特定形狀去復(fù)制成型或復(fù)制加工具有一定形狀和尺寸制件的工具。 塑料模具：是成型塑料制件的工藝裝備或工具 分類（根據(jù)成型工藝方法）：注射模具 、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具。 在各行業(yè)的材料加工中廣泛使用著各種模具，例如塑料、橡膠制品成型使用的塑料模具、橡膠模具；金屬鑄造成形使用的砂型或壓鑄模具；金屬壓力加工使用的鍛壓模具、沖壓模具；玻璃、陶瓷制品加工使用的玻璃模具、陶瓷模具等。利用模具加工成形的零件或制品具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、節(jié)約原材料和能源、成批大量生產(chǎn)時(shí)成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此，模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備。
一種用于壓塑、擠塑、注塑、吹塑和低發(fā)泡成型的組合式塑料模具，它主要包括由凹模組合基板、凹模組件和凹模組合卡板組成的具有可變型腔的凹模，由凸模組合基板、凸模組件、凸模組合卡板、型腔截?cái)嘟M件和側(cè)截組合板組成的具有可變型芯的凸模。模具凸、凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化?？杉庸げ煌螤?、不同尺寸的系列塑件。塑料加工工業(yè)中和塑料成型機(jī)配套，賦予塑料制品以完整構(gòu)型和精確尺寸的工具。由于塑料品種和加工方法繁多，塑料成型機(jī)和塑料制品的結(jié)構(gòu)又繁簡不一，所以，塑料模具的種類和結(jié)構(gòu)也是多種多樣的。
隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，塑料產(chǎn)品的用量也正在上升。
塑料模具是一種生產(chǎn)塑料制品的工具.它由幾組零件部分構(gòu)成，這個(gè)組合內(nèi)有成型模腔。注塑時(shí)，模具裝夾在注塑機(jī)上，熔融塑料被注入成型模腔內(nèi)，并在腔內(nèi)冷卻定型，然后上下模分開，經(jīng)由頂出系統(tǒng)將制品從模腔頂出離開模具，最后模具再閉合進(jìn)行下一次注塑，整個(gè)注塑過程是循環(huán)進(jìn)行的。
一般塑料模具由動(dòng)模和定模兩部分組成，動(dòng)模安裝在注射成型機(jī)的移動(dòng)模板上，定模安裝在注射成型機(jī)的固定模板上。在注射成型時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔，開模時(shí)動(dòng)模和定模分離以便取出塑料制品。
模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的類型等不同而可能千變?nèi)f化，但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。模具主要由澆注系統(tǒng)、調(diào)溫系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復(fù)雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。
澆注系統(tǒng)是指塑料從射嘴進(jìn)入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯、成型桿以及排氣口等。
我國塑料模具在高技術(shù)驅(qū)動(dòng)和支柱產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求的推動(dòng)下，形成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條，從上游的原輔材料工業(yè)和加工、檢測設(shè)備到下游的機(jī)械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，塑料模具發(fā)展一片生機(jī)。
1. 1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2010以來，我國模具出口增幅連續(xù)四年超過20%。由于國際市場需求疲軟，2014年模具出口增幅降至9.35%。
中國模具制造行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級(jí)分析報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2015年一季度，我國模具出口同比增長3.09%，增幅進(jìn)一步放緩，預(yù)計(jì)全年出口增幅比去年將進(jìn)一步回落;同期模具進(jìn)出口和進(jìn)口出現(xiàn)了自2009年以來的首次“季度負(fù)增長”，市場不確定因素增加。
模具素有“工業(yè)之母”美稱，目前我國模具企業(yè)達(dá)3萬家，年產(chǎn)值達(dá)2200億元人民幣，年出口接近50億美元，已成為模具制造大國和模具貿(mào)易大國。我國模具出口增幅持續(xù)放緩，除了受制國際經(jīng)濟(jì)形勢外，還說明模具產(chǎn)業(yè)國際競爭力不足。
2014年以來，雖然國際模具市場整體呈現(xiàn)萎縮，但以精密模具為代表的高端市場仍有較大需求，但由于我國中高端模具“自配率”不足60%，大大制約了國際高端市場開發(fā)。
我國正逐步從模具生產(chǎn)大國邁向模具制造強(qiáng)國。就國內(nèi)市場來說，模具產(chǎn)業(yè)產(chǎn)需兩旺，企業(yè)投資熱情高漲，較大的技改項(xiàng)目和新建項(xiàng)目不斷出現(xiàn)。另外，產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)不斷加快，在政府優(yōu)惠政策的扶持下，已具有相當(dāng)規(guī)模的模具城(或模具園區(qū)、集聚生產(chǎn)基地等)全國已有100多個(gè)，正在建設(shè)、籌建或規(guī)劃建設(shè)的還有十多個(gè)。有些地方還在發(fā)展模具聯(lián)合體及虛擬制造，這些也有類似于集群化生產(chǎn)的一些優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)國外市場，我國的模具產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)同樣出色。模具行業(yè)在傳統(tǒng)市場穩(wěn)步前進(jìn)的同時(shí)積極開拓新興市場，甚至是過去被忽略的邊緣市場也得到了開發(fā)。在LED照明與顯示、軌道交通、醫(yī)療器械、新能源、航空航天、汽車輕量化，軌道交通等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展的帶動(dòng)下，我國模具業(yè)水平明顯得到提高，這些因素使得模具市場開拓成效顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國的模具已出口到170多個(gè)國家和地區(qū)，可謂戰(zhàn)果輝煌。
1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到70%～80%，實(shí)現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本.最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力 滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來越多的采用以設(shè)計(jì)為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對(duì)模具工人技術(shù)全面性的要求，強(qiáng)調(diào)專業(yè)化。
國外注塑成型技術(shù)在也向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復(fù)雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動(dòng)周轉(zhuǎn)箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動(dòng)化和節(jié)約能源，降低成本的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應(yīng)用，水路設(shè)計(jì)的復(fù)雜化、裝夾的自動(dòng)化、取件全部自動(dòng)化。
1.3 注射模
包括壓縮成型和壓注成型兩種結(jié)構(gòu)模具類型。它們是主要用來成型熱固性塑料的一類模具，其所對(duì)應(yīng)的設(shè)備是壓力成型機(jī)。壓縮成型方法根據(jù)塑料特性，將模具加熱至成型溫度（一般在103°—108°），然后將計(jì)量好的壓塑粉放入模具型腔和加料室，閉合模具，塑料在高熱，高壓作用下呈軟化粘流，經(jīng)一定時(shí)間后固化定型，成為所需制品形狀。壓注成型與壓縮成型不同的是有單獨(dú)的加料室，成型前模具先閉合，塑料在加料室內(nèi)完成預(yù)熱呈粘流態(tài)，在壓力作用下調(diào)整擠入模具型腔，硬化成型。壓縮模具也用來成型某些特殊的熱塑性塑料如難以熔融的熱塑性塑料（如聚加氟乙烯）毛坯（冷壓成型），光學(xué)性能很高的樹脂鏡片，輕微發(fā)泡的硝酸纖維素汽車方向盤等。壓塑模具主要由型腔、加料腔、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、推出部件、加熱系統(tǒng)等組成。壓注模具廣泛用于封裝電器元件方面。壓塑模具制造所用材質(zhì)與注射模具基本相同。
塑料模具的工作條件與冷沖模不同，一般須在150°C-200°C下進(jìn)行工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度影響?，F(xiàn)根據(jù)塑料成型模具使用條件、加工方法的不同將塑料模具用鋼的基本性能要求大致歸納如下：
1、足夠的表面硬度和耐磨性
塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，經(jīng)過熱處理的模具應(yīng)有足夠的表面硬度，以保證模具有足夠的剛度。模具在工作中由于塑料的填充和流動(dòng)要承受較大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具保持形狀的精度和尺寸精度的穩(wěn)定性，保證模具有足夠的使用壽命。模具的耐磨性取決于鋼材的化學(xué)成分和熱處理硬度，因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。
2、優(yōu)良的切削加工性
大多數(shù)塑料成型模具，除EMD加工外還需進(jìn)行一定的切削加工和鉗工修配。為延長切削刀具的使用壽命，提高切削性能，減少表面粗糙度，塑料模具用鋼的硬度必須適當(dāng)。
3、良好的拋光性能
高品質(zhì)的塑料制品，要求型腔表面的粗糙度值小。例如，注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1～0.25的水平，光學(xué)面則要求Ra<0.01nm，型腔須進(jìn)行拋光，減小表面粗糙度值。為此選用的鋼材要求材料雜質(zhì)少、組織微細(xì)均一、無纖維方向性、拋光時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)麻點(diǎn)或桔皮狀缺陷。
4、良好的熱穩(wěn)定性
塑料注射模的零件形狀往往比較復(fù)雜，淬火后難以加工，因此應(yīng)盡量選用具有良好的熱穩(wěn)定性的，當(dāng)模具成型加工經(jīng)熱處理后因線膨脹系數(shù)小，熱處理變形小，溫度差異引起的尺寸變化率小，金相組織和模具尺寸穩(wěn)定，可減少或不再進(jìn)行加工，即可保證模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
45、50牌號(hào)的碳素鋼具有一定的強(qiáng)度與耐磨性，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后多用于模架材料。高碳工具鋼、低合金工具鋼經(jīng)過熱處理后具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，多用于成型零件。但高碳工具鋼因其熱處理變形大，僅適用于制造尺寸小、形狀簡單的成型零件。
隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料制品的復(fù)雜性、精度等要求愈來愈高，對(duì)模具材料也提出更高要求。對(duì)于制造復(fù)雜、精密和耐腐蝕性的塑料模，可采用預(yù)硬鋼（如PMS）、耐蝕鋼（如PCR）和低碳馬氏體時(shí)效鋼（如18Ni-250），均具有較好的切削加工、熱處理和拋光性能及較高強(qiáng)度。
此外，在選擇材料時(shí)還須考慮防止擦傷與膠合，如兩表面存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況，則盡量避免選擇組織結(jié)構(gòu)相同的材料，特殊狀況下可將一面施鍍或氮化，使兩面具有不同的表面結(jié)構(gòu)。
1.4設(shè)計(jì)題目:
零件名稱:罩蓋
生產(chǎn)批量:大批量
材料: LDPE
要求：設(shè)計(jì)一套注塑模
塑件的圖形：
2.塑件的工藝性分析
塑件的工藝性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面質(zhì)量和塑件的工藝性分析,其具體分析如下:
2.1塑件的原材料分析
① 性能分析
聚乙烯樹脂為無毒、無味的白色粉末或顆粒，外觀呈乳白色，有似蠟的手感，吸水率低，小于0.01%。聚乙烯膜透明，并隨結(jié)晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透氣性較大，不適于保鮮包裝而適于防潮包裝。易燃、氧指數(shù)為17.4，燃燒時(shí)低煙，有少量熔融落滴，火焰上黃下藍(lán)，有石蠟氣味。聚乙烯的耐水性較好。制品表面無極性，難以粘合和印刷，經(jīng)表面處理有所改善。支鏈多其耐光降解和耐氧化能力差。
力學(xué)特性
聚乙烯的力學(xué)性能一般，拉伸強(qiáng)度較低，抗蠕變性不好，耐沖擊性好。沖擊強(qiáng)度LDPE>LLDPE>HDPE，其他力學(xué)性能LDPE608KN，滿足要求。
3.2.6注射壓力的校核
公式： Pmax ≥K′P0
??????? Pmax——注射機(jī)的額定注射壓力(Mpa) ；
??????? P0——注射成形時(shí)的所需調(diào)用的注射壓力(Mpa) ；
??????? K′——安全系數(shù)
?????? 將數(shù)據(jù)代入公式得：
???????????? K′P0=1.3×80=104 MPa ≤Pmax=130Mpa??? 滿足要求。
結(jié)論：選取螺桿式注塑成型機(jī)XS—ZY—250完全符合本模具的使用要求
3.3 塑件模塑成型工藝參數(shù)的確定
LDPE注射成型工藝參數(shù)見下表,試模時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整
工藝參數(shù)
規(guī)格
?
工藝參數(shù)
規(guī)格
預(yù)熱和干燥
溫度t/℃: 80-100
?
成型時(shí)間/s
注射時(shí)間
20-60
時(shí)間/h: 1-2
高壓時(shí)間
0-3
?
料筒溫度t/℃
后段
160-180
冷卻時(shí)間
20-90
中段
180-200
總周期
50-160
前段
200-220
螺桿轉(zhuǎn)速n/()
48
噴嘴溫度t/℃
140-160
?
后處理
方法
紅外線燈 烘箱
模具溫度t/℃
50-90
溫度t/℃
70
注射壓力p/Mpa
70-100
時(shí)間/h
2-4
4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括: 分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定、推件方式、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)等內(nèi)容.模具設(shè)計(jì)和制造與塑料加工有密切關(guān)系。塑料加工的成敗，很大程度上取決于模具設(shè)計(jì)效果和模具制造質(zhì)量，而塑料模具以正確的塑料制品設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。
塑料模具設(shè)計(jì)要考慮的結(jié)構(gòu)要素有：
分型面，即模具閉合時(shí)凹模與凸模相互配合的接觸表面。它的位置和形式的選定，受制品形狀及外觀、壁厚、成型方法、后加工工藝、模具類型與結(jié)構(gòu)、脫模方法及成型機(jī)結(jié)構(gòu)等因素的影響。
結(jié)構(gòu)件，即復(fù)雜模具的滑塊、斜頂、直頂塊等。結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵，關(guān)系到模具的壽命、加工周期、成本、產(chǎn)品質(zhì)量等，因此設(shè)計(jì)復(fù)雜模具核心結(jié)構(gòu)對(duì)設(shè)計(jì)者的綜合能力要求較高，盡可能追求更簡便、更耐用、更經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)方案。
模具精度，即避卡、精定位、導(dǎo)柱、定位銷等。定位系統(tǒng)關(guān)系到制品外觀質(zhì)量，模具質(zhì)量與壽命，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)不同，選擇不同的定位方式，定位精度控制主要依靠加工，內(nèi)模定位主要是設(shè)計(jì)者充分去考慮，設(shè)計(jì)出更加合理易調(diào)整的定位方式。
澆注系統(tǒng)，即由注塑機(jī)噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道，包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。特別是澆口位置的選定應(yīng)有利于熔融塑料在良好流動(dòng)狀態(tài)下充滿型腔，附在制品上的固態(tài)流道和澆口冷料在開模時(shí)易于從模具內(nèi)頂出并予以清除（熱流道模除外）。
塑料收縮率以及影響制品尺寸精度的各項(xiàng)因素，如模具制造和裝配誤差、模具磨損等。此外，設(shè)計(jì)壓塑模和注塑模時(shí)，還應(yīng)考慮成型機(jī)的工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)的匹配。在塑料模具設(shè)計(jì)中已廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。
4.1 分型面的選擇
注塑模具分型面的選擇原則
選擇模具分型面時(shí)，通常應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)基本原則。
① 模具分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處
塑件在動(dòng)，定模的方位確定后，其模具分型面應(yīng)選在塑件外形的最大輪廓處，否則塑件會(huì)無法從型腔中脫出，這是最基本的選擇原則。
② 模具分型面的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模
由于注塑機(jī)的頂出裝置在動(dòng)模的一側(cè)，所以模具分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在動(dòng)模一側(cè)，這樣有助于在動(dòng)模部分設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)工作，若在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)就會(huì)增加模具的復(fù)雜程度。
③ 模具分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求和外觀質(zhì)量
模具分型面不能選在塑料之間的光滑表面和外觀面，以免影響制件的外觀質(zhì)量。
對(duì)于塑料制件要求同軸度較高的部分，選擇模具分型面時(shí)最好將它們設(shè)置在模具的同一側(cè)塑腔內(nèi)。
④ 模具分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工
通常在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，選擇平直分型面居多。但為了便于模具的制造，應(yīng)根據(jù)模具的實(shí)際情況選擇合理的分型面。
⑤ 模具分型面的選擇應(yīng)有利于排氣
模具分型面是模具結(jié)構(gòu)中主要的排氣渠道，應(yīng)盡量設(shè)置在塑料融體流動(dòng)方向的末端，并且與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)考慮，便于模具型腔內(nèi)的氣體排出。
該塑件為工業(yè)用圓蓋塑料,對(duì)其表面質(zhì)量沒有什么高的要求,只要求外徑?jīng)]有明顯的斑點(diǎn)及熔接痕.在選擇分型面時(shí),根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀以及成型后能夠順利取出制件,有以下幾種方案:
由分型面選擇原則，選擇第4個(gè)方案，不影響零件外觀質(zhì)量，抽芯在動(dòng)模構(gòu)簡單，1和3方案抽芯在定模，抽芯機(jī)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)避免定模抽芯
4.2型腔數(shù)目的確定及型腔的排列
注塑模型腔數(shù)目的確定是模具設(shè)計(jì)關(guān)鍵的一個(gè)步驟，也是理論上充滿矛盾的一個(gè)地方 矛盾一：降低制造成本、提高產(chǎn)量與保證產(chǎn)品精度之間的矛盾 矛盾二：常用的型腔數(shù)目確定公式中需要流道凝料的體積（或質(zhì)量）與型腔數(shù)目尚未確定，無法得到流道凝料體積（或質(zhì)量）矛盾 矛盾三：大量的計(jì)算所需的時(shí)間與較短的模具設(shè)計(jì)周期的矛盾 以下我介紹一些我對(duì)這些矛盾的看法 模具型腔數(shù)目的確定和諸多因素相關(guān)，如塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、精度、批量大小、模具制造難度、澆注方式、澆注平衡考量、模板尺寸、頂出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等 一般來講設(shè)計(jì)人員會(huì)根據(jù)自己公司標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)驗(yàn)以及客戶的要求等快速的確定型腔數(shù)目及排布， 如若采取直接澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口等澆口類型時(shí)，只能采用一模一腔。另外對(duì)于大型薄壁或深型腔的產(chǎn)品也通常采用一模一腔結(jié)構(gòu)
該塑件采用一模一件成型,所以,型腔布置在模具的中間.這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡.
4.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的選擇是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)前首先對(duì)塑件的采用的材料和幾何形狀，機(jī)床設(shè)備可能產(chǎn)生的缺陷，以及填充料等做一全面的分析。分型面的選擇與澆注系統(tǒng)有密切關(guān)系。一般澆注系統(tǒng)色設(shè)計(jì)根據(jù)以下幾個(gè)原則-一。能順利的引導(dǎo)塑件注入到行腔各個(gè)部位且在填充過程中不致產(chǎn)生渦流或紊亂，使型腔內(nèi)氣體能順利排出二。應(yīng)選擇最短流程以縮短填充時(shí)間三。盡量避免直接撞擊型芯嵌件四。應(yīng)盡量減少彎折，有較高光潔度五對(duì)于一模多腔時(shí)應(yīng)盡量與模板中心對(duì)稱六。進(jìn)料口位置與形狀應(yīng)結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)而確定七。澆注系統(tǒng)的容積應(yīng)取最小值還有對(duì)與一模多種產(chǎn)品是應(yīng)考慮把誤差最小的放一個(gè)模具內(nèi)，對(duì)與有要求的產(chǎn)品要多方位的考慮交口的成行方式。
(1)主流道設(shè)計(jì)
a、主流道尺寸
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)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。
根據(jù)手冊查得XS-ZY-250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸:
噴嘴球半徑:R0 =18mm
噴嘴孔直徑:d0 =Ф4mm
定位孔的直徑：Ф125mm
主流道通常設(shè)計(jì)在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角為2~6.，內(nèi)壁表面粗糙度Ra小于0.4um，小端直徑d注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm，小端直徑D一般取3~6mm?，F(xiàn)取錐角a=4。，小端直徑比噴嘴直徑大1mm套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度50～55HRC。由于小端的前面是球面，其深度為3~5mm,這里取3mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2mm。澆口套與模板間配合采用H7/m6 。
主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端尺寸為5mm。主流道的長度由定模座板和定模板厚度確定，一般L不超過60mm。
b、主流道襯套的形式
主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。常用澆口套分為澆口套、定位圈整體式和澆口套與定位圈單獨(dú)分開兩種(下圖為后者)，由于注射機(jī)的噴嘴球半徑為18mm，所以澆口套的為R22mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：
R=R0+（1～2）mm
D=d0+(0.5～1)mm
取主流道的球面半徑R=20mm
主流道的小端直徑d=Ф5mm 設(shè)計(jì)如圖
c、主流道襯套的固定
因?yàn)椴捎玫臑榉珠_式,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外徑為Φ125mm，內(nèi)徑Φ35.5mm。具體固定形式如下圖所示：
(2)分流道的設(shè)計(jì)
分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān).該塑件的體積比較大但形狀并不復(fù)雜,且壁厚均勻,可以考慮采用多點(diǎn)進(jìn)料的方式,縮短分流道的長度,有利于塑件的成型和外觀質(zhì)量的保證.從便于加工的方面考慮,采用截面形狀為半圓形的分流道.查有關(guān)的手冊,選擇R=2mm. 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。
(3)澆口設(shè)計(jì)
a. 澆口形式的選擇
由于該塑件外觀質(zhì)量要求不高,澆口的位置和大小還是要不能太影響塑件的外觀,同時(shí),也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單.根據(jù)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，選擇點(diǎn)澆口
主要用于圓筒形制品或中間有孔的制品,它可使進(jìn)料均勻,在整個(gè)圓周上進(jìn)料的流速大致相同,空氣容易順序排出,同時(shí)避免了側(cè)澆口的型芯對(duì)面的熔接痕,但是澆口凝料去除困難,需要切削加工或沖切法去除.
b、澆口位置的選擇
模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：
盡量縮短流動(dòng)距離。
1澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。
2必須盡量減少熔接痕。
3應(yīng)有利于型腔中氣體排出。
4考慮分子定向影響。
5避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。
6澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。
注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。
根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，進(jìn)澆點(diǎn)的分流道開型芯臺(tái)階上。
4、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定
整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模(如上圖a),其特點(diǎn)是牢固,不易變形,有較高的強(qiáng)度和剛度,成型的塑件表面不會(huì)有模具接縫痕跡.當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡單時(shí),制作整體式凹模比較容易，所以選擇整體式型腔。
型腔尺寸和設(shè)計(jì)如下：
型芯設(shè)計(jì)如下：
5成型零件尺寸計(jì)算
該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算.查有關(guān)手冊得PP的收縮率為Q=1％～3％,故平均收縮率為Scp=(1+3)/2=2％;根據(jù)塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取塑件公差的1/4,即δZ=△/4。
類別
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔
?
型腔計(jì)算
Φ160
Lm=(Ls+Ls*Scp-3/4Δ）0+δz
Φ16２
Φ80
φ８０．７７５
Φ40
Φ4０．３９５
10
Hm=(Hs+Hs*Scp-2/3Δ）0+δz
10．０１
60-0.740
60-0.740
型芯計(jì)算
Φ20
lm=(ls+ls*Scp+3/4Δ）-δz0
Φ2１
Φ154
Φ15８．４
3
hm=(hs+hs*Scp+2/3Δ）-δz0
3．２
中心 距
φ120±０．７３
Cm=(Cs+Cs*Scp）±Δ/6
φ１２２．４±０．２４３
6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.1 冷卻的直徑和位置
在滿足冷卻所需要的傳熱面積和模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻直徑盡量大，冷卻水道孔邊與型腔表面之間的距離一般大于10mm，冷卻水道應(yīng)易于加工和清理，因此直徑一般不小于8mm，這里取16mm。
6.2冷卻介質(zhì)
LDPE屬于流動(dòng)性較好的材料，其成型溫度及模具溫度分別為200℃~220℃和50℃~90℃。所以模具溫度初步選定為70℃，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。
7 模架的尺寸
塑料模具型腔在成型過程中承受著塑料熔體的高壓,如果側(cè)壁或底板的強(qiáng)度不足,則可能產(chǎn)生開裂,如果強(qiáng)度不足,則可能產(chǎn)生過大的變形,造成溢料,使脫模困難,型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算方法有強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算兩種,一般情況下,大尺寸型腔剛度不足是主要問題,應(yīng)按剛度條件計(jì)算,小尺寸型腔強(qiáng)度不足是主要問題,應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算.
根據(jù)制件的尺寸分析,本制件的成型型腔屬于較大尺寸,所以應(yīng)按剛度來計(jì)算,而型腔采用的是整體式,根據(jù)型腔的材料和經(jīng)驗(yàn),壁厚應(yīng)50~80mm由此按經(jīng)驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)模架相關(guān)資料估計(jì)出各板尺寸 ：
定模座板：400x330 x32mm
型腔板：364x330x67mm
推件板：364x330x32mm
型芯固定板：364x330x32mm
支承板：364x330x50mm
推桿固定板：277x330x35mm
推板：277x330x35mm
圖如下
8排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
該塑件由于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料熔體經(jīng)塑件上方的臺(tái)階向下充滿型腔，所以型腔頂部不會(huì)造成憋氣現(xiàn)象，氣體會(huì)沿著分型面和型芯與推件之間的軸向間隙向外排出，所以不需另進(jìn)行設(shè)計(jì)。
9導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機(jī)相配合，使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位機(jī)構(gòu)。
10推件方式選擇
因?yàn)樗芗钦肿?、殼體形，適合用推件板推出機(jī)構(gòu)，推件板借助于動(dòng)、定模的導(dǎo)柱導(dǎo)向；故導(dǎo)向方便可靠，推件板不必另設(shè)復(fù)位機(jī)構(gòu)，在合模過程中，推件板依靠合模力的作用而復(fù)位。這種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，在制品的整個(gè)周邊進(jìn)行推出，因而脫模力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無明顯推出痕跡。
推桿的設(shè)計(jì)，一般的直徑為15~25mm，長度大于60mm，與推桿孔的配合可采用H7/f7或H8/f8，一般的推桿形狀為，如下圖：
11結(jié)束語
通過本次的塑料注射模具的設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)所學(xué)的專業(yè)課程《塑料模具設(shè)計(jì)》等的了解和掌握，系統(tǒng)地整理了我們在大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)并進(jìn)一步運(yùn)用到這次的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，提高了我的專業(yè)知識(shí)水平以及動(dòng)手能力。在這次的注射模具的設(shè)計(jì)中，基本知道了注射模設(shè)計(jì)的步驟通過對(duì)本次的注射模設(shè)計(jì)，掌握了注射模的整個(gè)設(shè)計(jì)流程，了解了如何根據(jù)產(chǎn)品的要求，塑件的形狀，材料的性能來設(shè)計(jì)模具從而最終生產(chǎn)處滿足要求的產(chǎn)品的模具。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們運(yùn)用到了很多專業(yè)的知識(shí)，所以我們必須查找各種公式，數(shù)據(jù)，雖然這個(gè)過程是繁瑣的、枯燥的、乏味的甚至到了讓我想放棄的地步，但是為了設(shè)計(jì)出合格的模具，我還是堅(jiān)持了下來。在設(shè)計(jì)過程中我犯過很多錯(cuò)誤甚至懶惰到不想設(shè)計(jì)，最后我設(shè)計(jì)出了基本合乎要求的模具。
作為一個(gè)模具設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生，不僅需要扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，更需要勤懇做事、吃苦耐勞的精神，以及一顆負(fù)責(zé)任的心，整個(gè)過程下來之后讓我做事 做人更加積極。另外一方面由于設(shè)計(jì)中基本都要體現(xiàn)在圖紙上面，讓我把已忘記的CAD知識(shí)學(xué)了一遍，對(duì)我們以后進(jìn)入公司或者企業(yè)走上工作崗位具有很大的幫助。
雖然我最后終于做出了這個(gè)設(shè)計(jì)，但由于專業(yè)知識(shí)的不是掌握的很牢靠，以及時(shí)間的限制，在設(shè)計(jì)過程中有一些細(xì)節(jié)并不是很詳細(xì)，希望以后能得到機(jī)會(huì)去學(xué)習(xí)提高。
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助之下，學(xué)生對(duì)于道路設(shè)計(jì)有了更多新的認(rèn)知，對(duì)路基路面設(shè)計(jì)有了更深一步的認(rèn)識(shí)，對(duì)路基路面綜合設(shè)計(jì)的整體脈絡(luò)了解得更加的清晰透徹。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生對(duì)自己大學(xué)三年以來所學(xué)的知識(shí)有更多的認(rèn)識(shí)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)，幫助我們總結(jié)大學(xué)三年收獲、認(rèn)清自我。同時(shí)，還幫助我們改變一些處理事情時(shí)懶散的習(xí)慣。從最開始時(shí)的搜集資料，整理資料，到方案比選，確定方案，再到著手開始進(jìn)行路基工程、路面工程和路線排水的設(shè)計(jì)，每一步都是環(huán)環(huán)相扣，銜接緊密，其中任何一個(gè)步驟產(chǎn)生遺漏或者疏忽，就會(huì)對(duì)以后的設(shè)計(jì)帶來很多的不便。
學(xué)生的動(dòng)手能力和資料搜集能力在設(shè)計(jì)中也得到提升。畢業(yè)設(shè)計(jì)中很多數(shù)值、公式、計(jì)算方法都需要我們?nèi)ツ托牡夭殚啎?，瀏覽資料，設(shè)計(jì)中需要用到輔助設(shè)計(jì)軟件的地方，也需要我們耐心的學(xué)習(xí)。掌握其使用的要領(lǐng)，運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中去。最后匯總的時(shí)候，需要將前期各個(gè)階段的工作認(rèn)真整理。
畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，通過設(shè)計(jì)，學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)到基礎(chǔ)的重要性，畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅能幫助學(xué)生檢驗(yàn)大學(xué)三年的學(xué)習(xí)成果，更多的是畢業(yè)設(shè)計(jì)可以幫助我們更加清楚的認(rèn)識(shí)自我，磨練學(xué)生的意志與耐性，這會(huì)為學(xué)生日后的工作和生活帶來很大的幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]翁其金，徐志揚(yáng)．塑料模塑成型技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社， 2010
[2]伍先明，王群等．塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)．北京：國防工業(yè)出版社，2009．
[3]齊衛(wèi)東 簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊 北京理工大學(xué)出版社
[4]李海梅，申長雨等．注塑成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．
[5]王昆，何小柏等．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)．北京：高等教育出版社，1996．
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