冷水壺蓋注塑模具設(shè)計(jì)【含三維圖】【含CAD圖紙】

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XX 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文) 作 者： xxxxxx 學(xué) 號(hào)： xxxxxxxxxxxxx 學(xué)院（系、部）： 材料工程學(xué)院 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì) 題 目： 冷水壺蓋注塑模設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 2015年 5月 第1章 分析前準(zhǔn)備 1、 CAD模型的準(zhǔn)備 1、 CAD模型造型 打開(kāi)UG， 依據(jù)零件實(shí)體對(duì)零件進(jìn)行造型，如下圖所示： 導(dǎo)入moldflow中進(jìn)行后續(xù)分析。 2、 CAE網(wǎng)格模型的準(zhǔn)備 1、 網(wǎng)格的劃分 完成CAD模型的創(chuàng)建后就可以進(jìn)行網(wǎng)格劃分了。 創(chuàng)建網(wǎng)格，勾選重新劃分產(chǎn)品網(wǎng)格，立即劃分網(wǎng)格，劃分網(wǎng)格后，再進(jìn)行網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)，如下圖所示： 網(wǎng)格最大縱橫比為11.5，匹配百分比在95%以上。網(wǎng)格質(zhì)量極高，不需要加以修正。 2、網(wǎng)格連通性診斷 通過(guò)網(wǎng)格菜單下的網(wǎng)格診斷子菜單下的“連通性診斷”，命令，進(jìn)行連通性診斷，結(jié)果如圖所示： 從診斷結(jié)果來(lái)看，網(wǎng)格全部連通。 3、厚度診斷結(jié)果 通過(guò)網(wǎng)格菜單下的網(wǎng)格診斷子菜單中的“厚度診斷”命令，進(jìn)行厚度診斷如圖所示。 從診斷結(jié)果來(lái)看，存在厚度問(wèn)題。 3、 材料的選擇 材料選擇以及材料參數(shù)如圖所示： 4、 確定澆口位置 分析前的準(zhǔn)備工作完成后就可以進(jìn)行正式的分析了，首先進(jìn)行的是充填分析及其優(yōu)化。而要進(jìn)行充填分析就必須先確定澆口位置。 首先對(duì)完成網(wǎng)格修復(fù)工作的上蓋方案進(jìn)行分析，復(fù)制網(wǎng)格劃分方案，設(shè)置分析序列為澆口位置，工藝設(shè)置采用默認(rèn)，雙擊開(kāi)始分析。分析完成后，查看分析結(jié)果。 五：流道系統(tǒng)的創(chuàng)建 采用建模菜單下的流道系統(tǒng)向?qū)Чδ?，主流到位置Y選擇澆口中心，其余采用默認(rèn)值即可，創(chuàng)建流道系統(tǒng)。 創(chuàng)建完成后的澆注系統(tǒng)如圖所示 再通過(guò)連通性診斷檢查澆道和產(chǎn)品是否連通，如圖所示 從診斷結(jié)果來(lái)看，連通性良好。 第2章 充填分析及優(yōu)化 填充階段從熔體進(jìn)入模具型腔開(kāi)始，當(dāng)熔體達(dá)到模具模腔的末端并填滿整個(gè)模具型腔時(shí)結(jié)束。填充分析是對(duì)塑料熔體從開(kāi)始進(jìn)入型腔直到充滿型腔的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行模擬。填充分析是整個(gè)后續(xù)分析的基礎(chǔ)。填充分析的目的是避免出現(xiàn)短射、流動(dòng)不平衡等成型問(wèn)題，同時(shí)盡可能采用低的注射壓力、鎖模力，以降低塑料制品生產(chǎn)對(duì)注射機(jī)的性能要求。充填分析為模擬塑料從注塑開(kāi)始到模腔被填滿的整個(gè)過(guò)程，預(yù)測(cè)制品在模腔中的充填行為。模擬結(jié)果包括充填時(shí)間、壓力、流動(dòng)前沿溫度、分子趨向、剪切速率、氣穴、熔接痕等。 1、 充填時(shí)間 充填時(shí)間的分析結(jié)果如圖所示： 充填時(shí)間顯示了熔體充填隨時(shí)間的變化而變化的情況。本產(chǎn)品完成充填需要1.793秒的之間。流動(dòng)末端的時(shí)間差異也較短，沒(méi)有發(fā)生短射現(xiàn)象，流動(dòng)平穩(wěn)。 2、 速度/壓力切換時(shí)的壓力 速度/壓力切換時(shí)的壓力的分許結(jié)果如圖所示。 此圖顯示為當(dāng)產(chǎn)品體積填充到99.00% 時(shí)壓力切換保壓，可通過(guò)注塑時(shí)間及澆口大小調(diào)整。通過(guò)調(diào)整澆注系統(tǒng)可減小壓力。產(chǎn)品上最大壓力150Mpa，最大壓力位置在流道上。 3、 流動(dòng)前沿溫度 流動(dòng)前沿溫度的分析如圖所示 產(chǎn)品溫差比較均勻?yàn)?04度，超推薦溫度4度，前溫度差在5度以下！屬正常！4，總體溫度 總體溫度的分析結(jié)果如圖所示 主流道靠近澆口位置溫度較高，說(shuō)明要加強(qiáng)對(duì)澆注系統(tǒng)的冷卻。 4、 剪切速率，體積 剪切速率，體積的分析結(jié)果如圖所示： 剪切速率，體積結(jié)果是一個(gè)中間數(shù)據(jù)結(jié)果，可以看到在注射過(guò)程中，最大的剪切速率為29969 1/s，此材料的最大剪切速率為50000 1/s，最大剪切速率發(fā)生在主流到入口處，其值為1.793/s。 6、 熔接痕 熔接痕的分析結(jié)果如圖所示： 圖示處可能會(huì)有較短的輕微熔接痕，此處的熔接導(dǎo)至此處強(qiáng)度較其它地方差些！其它地方不影響產(chǎn)品質(zhì)量，符合設(shè)計(jì)要求！ 2、 保壓分析及優(yōu)化 第1章 頂出時(shí)的體積收縮率 頂出時(shí)的體積收縮率的分析結(jié)果如圖所示： 在產(chǎn)品頂出時(shí)，體積收縮率在產(chǎn)品的兩側(cè)差別不大，不均勻，在后續(xù)需要通過(guò)優(yōu)化保壓曲線來(lái)降低體積收縮。塑件頂出時(shí)體積收縮率或最高最低體積收縮率差異越大，塑件越易產(chǎn)生縮孔，塑件強(qiáng)度越低，質(zhì)量越差，翹曲變形越大，越易產(chǎn)生斷裂。此手機(jī)殼的頂出時(shí)體積收縮率差值為6.964%。 2、 氣穴 該結(jié)果顯示了制品上的氣穴所在。 3、 射出重量 產(chǎn)品在填充過(guò)程中的重量變化過(guò)程。 4、 凍結(jié)時(shí)間 5、 頂出溫度的時(shí)間 6、 壓力圖 該結(jié)果顯示每個(gè)單元的體積注射位置的壓力值。 XX 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文) 作 者： xxxxxx 學(xué) 號(hào)： xxxxxxxxxxxxx 學(xué)院（系、部）： 材料工程學(xué)院 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì) 題 目： 冷水壺蓋注塑模設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 評(píng)閱者： 2015 年 5 月 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） - I - 摘 要 本 畢 業(yè) 項(xiàng) 目 是 做 一 套 塑 料 冷 水 壺 蓋 的 注 塑 模 具 。 該 模 具 可 以 大 批 量 的 生 產(chǎn) 塑 料 制 品 ， 方 便 簡(jiǎn) 單 連 接 所 需 要 的 開(kāi) 啟 與 關(guān) 閉 ， 使 得 效 率 得 到 提 升 。 進(jìn) 行 注 塑 模 具 的 設(shè) 計(jì) 首 先 需 要 對(duì) 產(chǎn) 品 進(jìn) 行 仔 細(xì) 分 析 ， 考 慮 澆 注 系 統(tǒng) ， 型 腔 分 布 以 及 導(dǎo) 出 機(jī) 構(gòu) 的 分 布 。 在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 ， 對(duì) 生 產(chǎn) 工 藝 方 案 也 做 了 初 步 的 探 討 。 對(duì) 于 較 復(fù) 雜 的 產(chǎn) 品 ， 更 需 要 結(jié) 合 使 用 目 的 ， 外 觀 及 裝 配 要 求 ， 從 使 用 塑 料 的 流 動(dòng) 性 ， 收 縮 率 及 產(chǎn) 品 的 尺 寸 公 差 要 求 ， 表 面 粗 糙 度 等 方 面 進(jìn) 行 綜 合 考 慮 。 同 時(shí) ， 在 設(shè) 計(jì) 的 時(shí) 候 要 考 慮 模 具 的 可 行 性 和 經(jīng) 濟(jì) 合 理 性 。 關(guān)鍵詞：模 具 ， 注 塑 ， 設(shè) 計(jì) ， 型 芯 ， 型 腔 Abstract 工 程 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) （ 論 文 ） - II - This graduation project is a set of plastic corner pieces of injection mold. The mould can produce the plastic products in large quantities, convenient and simple connection required to open and close, the efficiency is improved. Design of injection mold first need a careful analysis of the product, considering the gating system, distribution cavity distribution and export agency. In this design, the production process is also discussed. For more complexproducts, more need to use a combination of objective, appearance and assembly requirements, liquidity from the use of plastic shrinkage, dimensional tolerances and product requirements, and surface roughness are considered. At the same time, when the design should consider the feasibility and economic rationality of mold. Keywords: mold, injection molding, design, core, cavity 1 目 錄 摘 要 .I 引言 .2 一、產(chǎn)品介紹 .3 二、產(chǎn)品材料的選擇 .4 1、基本特性 .5 2、成型特點(diǎn) .5 3、聚乙烯成型條件 .5 三、工藝參數(shù)的確定 .7 1、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 .7 2、注射量計(jì)算 .7 3、鎖模力的計(jì)算 .8 四、設(shè)備的選擇 .8 1、注射量的確定 .8 2、鎖模力的確定 .9 3、確定模具溫度 .9 4、確定成型設(shè)備 .9 五、模具設(shè)計(jì) .9 1、選擇制品的分型面 .9 2、型腔布置 .10 3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .11 4、成型零件的設(shè)計(jì) .15 5、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的確定 .20 6、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .20 7、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 .23 8、模具調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .24 9、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .26 2 六、模具的裝配圖 .27 七 塑件模流分析 .28 設(shè)計(jì)小結(jié) .36 參考文獻(xiàn) .38 致 謝 .39 3 引言 塑 料 工 業(yè) 是 新 興 的 工 業(yè) ， 是 隨 著 石 油 工 業(yè) 的 發(fā) 展 而 應(yīng) 運(yùn) 而 生 的 ， 由 于 塑 料 具 有 可 塑 性 強(qiáng) ， 密 度 小 、 比 強(qiáng) 度 高 、 結(jié) 緣 性 、 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 高 、 外 觀 多 樣 的 特 點(diǎn) ， 因 而 受 到 越 來(lái) 越 多 的 廠 家 及 人 民 的 喜 愛(ài) 。 目 前 塑 料 制 件 幾 乎 已 經(jīng) 進(jìn) 入 一 切 工 業(yè) 部 門(mén) 以 及 人 民 日 常 生 活 的 各 個(gè) 領(lǐng) 域 。 隨 著 機(jī) 械 工 業(yè) 電 子 工 業(yè) ， 航 空 工 業(yè) 、 儀 器 儀 表 工 業(yè) 和 日 常 用 品 工 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 塑 料 成 型 制 件 的 需 求 量 越 來(lái) 越 多 ， 質(zhì) 量 要 求 也 越 來(lái) 越 高 ， 這 就 要 求 成 型 塑 件 的 模 具 的 開(kāi) 發(fā) ， 設(shè) 計(jì) 制 造 的 水 平 也 須 越 來(lái) 越 高 。 改 革 開(kāi) 放 以 來(lái) ， 在 國(guó) 家 產(chǎn) 業(yè) 政 策 的 支 持 和 引 導(dǎo) 下 ， 我 國(guó) 塑 料 模 具 技 術(shù) 和 模 具 工 業(yè) 近 年 發(fā) 展 迅 速 ， 其 主 要 表 現(xiàn) 在 模 具 工 業(yè) 技 術(shù) 的 進(jìn) 步 和 市 場(chǎng) 需 求 的 擴(kuò) 大 。 塑 料 模 具 技 術(shù) 和 模 具 工 業(yè) 迅 速 發(fā) 展 的 同 時(shí) ， 我 們 不 可 否 認(rèn) 的 是 ， 因 為 我 國(guó) 塑 料 模 具 工 業(yè) 雖 然 起 步 晚 、 底 子 薄 ， 與 工 業(yè) 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 相 比 ， 仍 有 很 大 的 差 距 ， 尤 其 在 塑 料 模 具 制 造 周 期 、 模 具 精 度 、 壽 命 和 生 產(chǎn) 能 力 等 方 面 ， 與 國(guó) 際 平 均 水 平 和 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 仍 有 一 定 的 距 離 。 大 多 數(shù) 工 業(yè) 產(chǎn) 品 尚 屬 中 低 檔 ， 還 處 于 全 球 產(chǎn) 業(yè) 鏈 分 工 的 中 低 端 。 因 此 ， 我 們 需 要 不 斷 追 趕 國(guó) 外 同 行 先 進(jìn) 企 業(yè) 、 在 模 具 技 術(shù) “高 、 精 、 尖 ”及 管 理 方 面 持 續(xù) 努 力 ， 大 力 發(fā) 展 塑 料 模 具 制 造 工 業(yè) 、 加 速 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 化 和 商 品 化 ， 以 提 高 模 具 質(zhì) 量 ， 縮 短 模 具 制 造 周 期 、 大 力 提 高 模 具 設(shè) 計(jì) 和 制 造 過(guò) 程 的 自 動(dòng) 化 程 度 、 加 快 模 具 智 能 化 、 工 藝 知 識(shí) 集 成 化 和 生 產(chǎn) 工 藝 過(guò) 程 自 動(dòng) 化 、 發(fā) 展 模 具 加 工 成 套 設(shè) 備 ， 以 滿 足 高 速 發(fā) 展 的 模 具 工 業(yè) 的 需 要 、 推 廣 快 速 成 型 技 術(shù) 在 模 具 制 造 上 的 應(yīng) 用 ， 盡 快 縮 短 與 國(guó) 外 同 行 先 進(jìn) 企 業(yè) 之 間 的 差 異 12。 4 一、產(chǎn)品介紹 圖 1 產(chǎn) 品 3D 視 圖 圖 2 產(chǎn) 品 尺 寸 圖 5 4、 產(chǎn) 品 性 能 及 使 用 要 求 ： （ 1） 外 觀 為 橘 紅 色 ； 無(wú) 其 它 雜 色 或 斑 點(diǎn) ， 表 面 平 滑 無(wú) 裂 紋 、 銀 絲 ， 無(wú) 氣 泡 ， 無(wú) 形 變 等 缺 陷 。 （ 2） 使 用 要 求 ： 室 溫 ， 可 承 受 一 定 的 剪 切 力 。 5、 產(chǎn) 量 ： 10 萬(wàn) 件 二、產(chǎn)品材料的選擇 根 據(jù) 產(chǎn) 品 的 使 用 要 求 和 性 能 要 求 ， 選 擇 聚 乙 烯 （ PE） 作 為 注 塑 材 料 。 1、基本特性 聚 乙 烯 塑 料 是 工 業(yè) 中 產(chǎn) 量 最 大 的 品 種 。 低 壓 聚 乙 烯 比 較 硬 ， 耐 磨 ， 耐 蝕 及 絕 緣 性 較 好 。 高 壓 聚 乙 烯 結(jié) 晶 度 和 密 度 較 低 ， 且 具 有 良 好 的 柔 軟 性 ， 耐 沖 擊 性 及 透 明 性 。 聚 乙 烯 無(wú) 毒 、 無(wú) 味 、 呈 橘 紅 色 。 密 度 為 0.91-0.96g/cm3 ,為 結(jié) 晶 型 塑 料 。 聚 乙 烯 有 一 定 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 ， 但 與 其 他 塑 料 相 比 其 機(jī) 械 強(qiáng) 度 低 ， 表 面 硬 度 差 。 聚 乙 烯 的 絕 緣 性 能 優(yōu) 異 ， 常 溫 下 聚 乙 烯 不 溶 于 任 何 一 種 已 知 的 溶 劑 。 并 耐 稀 硫 酸 、 稀 硝 酸 和 任 何 濃 度 的 其 他 酸 以 及 各 種 濃 度 的 堿 、 鹽 溶 液 。 聚 乙 烯 有 高 度 的 耐 水 性 ， 長(zhǎng) 期 接 觸 水 其 性 能 可 保 持 不 變 。 一 般 高 壓 聚 乙 烯 使 用 溫 度 在 80 左 右 ， 低 壓 聚 乙 烯 為 100 左 右 。 聚 乙 烯 能 耐 寒 ， 在 -60 時(shí) 仍 有 較 好 的 力 學(xué) 性 能 ， -70 時(shí) 仍 有 一 定 的 柔 軟 性 1。 6 2、成型特點(diǎn) 聚 乙 烯 成 型 時(shí) ， 在 流 動(dòng) 方 向 與 垂 直 方 向 上 的 收 縮 差 異 較 大 。 注 射 方 向 的 收 縮 率 大 于 垂 直 方 向 的 收 縮 率 ， 易 產(chǎn) 生 變 形 ， 并 使 塑 料 澆 口 周 圍 部 件 的 脆 性 增 加 ； 聚 乙 烯 收 縮 率 的 絕 對(duì) 值 較 大 ， 成 型 收 縮 率 也 較 大 ， 易 產(chǎn) 生 縮 孔 ； 冷 卻 速 度 慢 ， 必 須 充 分 冷 卻 ， 切 冷 卻 速 度 要 均 勻 ； 質(zhì) 軟 易 脫 模 ， 塑 件 有 淺 的 側(cè) 凹 時(shí) 可 強(qiáng) 行 脫 模 2。 3、聚乙烯成型條件 型號(hào) 參數(shù) 單位 2502A 螺桿直徑 mm 34 理論注射容量 cm3 131 注射重量 PS g 119 注射壓力 Mpa 206 注射行程 mm 310 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0180 料筒加熱功率 KW 19.65 鎖模力 KN 1300 拉桿內(nèi)間距(水平垂直) mm 365x365 允許最大模具厚度 mm 460 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開(kāi)距(最大) mm 310 液壓頂出行程 mm 150 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 11 油箱容積 l 200 7 機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高) m 4.3x1.25x1.85 機(jī)器重量 t 3.22 最小模具尺寸(長(zhǎng)寬) mm 365x365 注 射 劑 類 型 ： 螺 桿 式 料 筒 溫 度 ： 前 段 ： 230-250 中 段 ： 240-260 后 段 ： 230-240 模 具 溫 度 ： 80-100 成 型 時(shí) 間 ： 注 射 時(shí) 間 ： 0-5s 保 壓 時(shí) 間 ： 20-80s 冷 卻 時(shí) 間 ： 20-50s 成 型 周 期 ： 50-140s 注 射 壓 力 ： 80-120MPa 螺 桿 轉(zhuǎn) 速 ： 20-40r/min 三、工藝參數(shù)的確定 1、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 （ 1） 從 圖 紙 上 看 ， 該 塑 件 結(jié) 構(gòu) 比 較 規(guī) 則 ， 壁 厚 均 勻 ， 且 符 合 最 小 壁 厚 要 求 。 （ 2） 塑 件 尺 寸 不 大 ， 也 比 較 簡(jiǎn) 單 。 （ 3） 塑 件 可 采 用 對(duì) 稱 性 分 型 ， 在 設(shè) 計(jì) 模 具 時(shí) 可 較 為 簡(jiǎn) 便 。 綜 上 所 述 ， 該 塑 件 制 品 可 以 采 用 注 塑 成 型 加 工 。 8 2、注射量計(jì)算 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注 射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mn%8021 式中 -型腔數(shù)量 -單個(gè)塑件的體積（ ）3c -澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（ ）2 3m 本設(shè)計(jì)中：n=2 12.52 =8.09 13c2 M=2X12.52+8.09X1.05=34.8g 注塑機(jī)額定注塑量為 119g 119X0.8=95.2g34.8g 注射量符合要求 9 3、鎖模力的計(jì)算 根 據(jù) ： F=KPA 根 據(jù) PE 的 流 動(dòng) 性 和 模 具 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 選 取 K=1.1； 注 射 壓 力 考 慮 采 用 多 型 腔 注 射 ， 壓 力 應(yīng) 高 些 ， 取 P=40MPa。 A 表 示 表 示 成 型 面 積 A 的 計(jì) 算 ： 26.46cm2 所 以 F=1.14019.88=874.72KN 四、設(shè)備的選擇 1、注射量的確定 由于采用一模二腔，需要至少注射量為 38.4x2=76.8g，流道水口廢料 1.2g， 總注塑量達(dá)到 78g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素， 選定注射機(jī)為海天 250X2A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 海天 HTF250X2A 2、鎖模力的確定 由 工 藝 參 數(shù) 的 確 定 中 已 知 鎖 模 力 為 874.72KN A=26.46cm2 10 3、確定模具溫度 聚 乙 烯 為 非 結(jié) 晶 型 塑 料 ， 流 動(dòng) 性 中 等 ， 壁 厚 一 般 ， 因 此 在 保 證 順 利 的 前 提 下 應(yīng) 盡 可 能 降 低 模 溫 ， 以 縮 短 冷 卻 時(shí) 間 ， 從 而 提 高 生 產(chǎn) 率 。 所 以 成 型 模 具 溫 度 控 制 在 60-80 。 4、確定成型設(shè)備 由于采用一模二腔，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因 素，選定注射機(jī)為海天 250X2A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 海天 HTF250X2A 五、模具設(shè)計(jì) 1、選擇制品的分型面 分 型 面 應(yīng) 設(shè) 置 在 零 件 截 面 最 大 的 部 位 ， 塑 件 冷 卻 時(shí) 會(huì) 因 為 收 縮 作 用 而 包 覆 在 型 芯 上 ， 故 從 塑 件 脫 模 件 精 度 要 角 度 考 慮 ， 應(yīng) 有 利 于 塑 件 滯 留 在 動(dòng) 模 一 側(cè) ， 以 便 于 脫 模 ， 而 且 不 影 響 塑 件 的 質(zhì) 量 和 外 觀 形 狀 ， 以 及 尺 寸 精 度 。 如 A- A 面 ， 箭 頭 的 朝 向 代 表 動(dòng) 模 的 位 置 ， 塑 料 包 緊 動(dòng) 模 的 型 芯 而 留 在 動(dòng) 模 。 分 型 面 如 圖 3。 11 圖 3 分 型 面 2、型腔布置 綜 合 考 慮 生 產(chǎn) 率 和 生 產(chǎn) 成 本 及 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 等 各 種 因 素 ， 以 及 注 射 機(jī) 的 型 號(hào) 選 擇 ， 初 步 確 定 采 用 一 模 2 腔 平 衡 式 排 列 ； 根 椐 制 品 的 形 狀 ， 在 模 板 上 的 的 排 列 形 式 為 矩 形 。 以 確 保 制 品 的 均 一 和 穩(wěn) 定 ， 而 且 型 腔 布 置 與 澆 口 開(kāi) 設(shè) 部 位 也 非 常 對(duì) 稱 ， 這 樣 防 止 了 模 具 承 受 偏 載 而 產(chǎn) 生 的 溢 料 現(xiàn) 象 。 排 布 圖 如 圖 4 所 示 。 12 圖 4 型 腔 布 置 3、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆 注 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 主 要 包 括 主 流 道 、 分 流 道 、 澆 口 、 冷 料 井 和 拉 料 桿 的 設(shè) 計(jì) 。 澆 注 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 保 證 塑 件 熔 體 的 流 動(dòng) 平 穩(wěn) 、 流 程 應(yīng) 盡 量 短 、 防 止 型 芯 變 形 、 整 修 應(yīng) 方 便 、 防 止 制 品 變 形 和 翹 曲 、 應(yīng) 與 塑 件 材 料 品 種 相 適 用 、 冷 料 穴 設(shè) 計(jì) 合 理 、 盡 量 減 少 塑 料 的 消 耗 。 13 （ 1） 主 流 道 及 主 流 道 襯 套 主 流 道 的 主 要 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) ： 在 模 具 結(jié) 構(gòu) 的 允 許 的 情 況 下 ， L 盡 量 短 ， 一 般 小 于 60mm， 過(guò) 大 則1 會(huì) 影 響 熔 體 的 順 利 充 型 。 主 流 道 大 端 呈 圓 角 ， 以 減 少 料 流 轉(zhuǎn) 向 過(guò) 渡 時(shí) 的 阻 力 。2 大 多 數(shù) 情 況 下 ， 將 主 流 道 和 定 位 圈 設(shè) 計(jì) 成 兩 個(gè) 零 件 ， 然 后 配 合 固 定3 在 模 板 上 ， 主 流 道 襯 套 采 用 H7/m6 過(guò) 渡 配 合 ， 與 定 位 圈 的 配 合 采 用 H9/f9 間 隙 配 合 。 主 流 道 襯 套 選 用 T8、 T10 制 造 ， 熱 處 理 強(qiáng) 度 為 5256HRC。4 定 位 環(huán) 固 定 螺 釘 一 般 取 M6M8， 螺 釘 一 般 選 用 兩 個(gè) 以 上 。5 R=噴 嘴 球 面 半 徑 +23=12+3=15mm d=噴 嘴 孔 徑 +1=2+1=3mm D=6mm 為 了 便 于 凝 料 從 主 流 道 中 拔 出 ， 將 主 流 道 設(shè) 計(jì) 成 圓 錐 形 。6 這 套 模 具 所 設(shè) 計(jì) 的 澆 口 套 及 相 關(guān) 尺 寸 如 圖 5 所 示 。 圖 5 主 流 道 14 （ 2） 分 流 道 分 流 道 截 面 和 尺 寸1 選 用 半 圓 形 分 流 道 截 面 ， 切 削 加 工 比 較 簡(jiǎn) 單 ， 冷 卻 速 度 較 低 ， 熱 量 及 摩 擦 損 失 小 ,進(jìn) 料 流 中 心 冷 凝 慢 ， 有 利 于 保 壓 。 查 資 料 得 部 分 塑 料 常 用 分 流 道 斷 面 尺 寸 ， 根 據(jù) 實(shí) 際 取 D1=3mm 分 流 道 布 置2 根 據(jù) 型 腔 的 布 置 ,選 用 平 衡 式 布 置 ,其 長(zhǎng) 度 、 形 狀 和 斷 面 尺 寸 都 必 須 對(duì) 應(yīng) 相 等 ， 以 保 證 塑 件 在 強(qiáng) 度 、 性 能 及 質(zhì) 量 上 的 一 致 性 。 具 體 形 式 見(jiàn) 圖 6. 圖 6 分 流 道 冷 料 穴3 采 用 推 桿 類 型 的 冷 料 穴 ， 將 其 設(shè) 計(jì) 在 主 流 道 的 末 端 ， 既 起 到 冷 料 穴 的 作 用 ， 又 可 以 使 分 模 時(shí) 將 塑 件 留 在 動(dòng) 模 的 一 側(cè) ， 在 推 出 產(chǎn) 品 的 同 時(shí) 落 料 ， 方 便 快 捷 。 冷 料 穴 的 結(jié) 構(gòu) 及 尺 寸 如 圖 7 所 示 。 15 圖 7 冷 料 穴 （ 3） 澆 口 澆 口 的 形 式 眾 多 ， 常 用 的 澆 口 有 以 下 幾 類 ， 直 接 澆 口 、 側(cè) 澆 口 、 環(huán) 形 澆 口 、 輪 輻 式 澆 口 、 點(diǎn) 澆 口 、 潛 伏 澆 口 以 及 爪 形 澆 口 。 模 具 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 澆 口 的 位 置 及 尺 寸 要 求 比 較 嚴(yán) 格 ， 不 過(guò) ， 無(wú) 論 采 用 哪 種 澆 口 ， 其 開(kāi) 設(shè) 位 置 對(duì) 塑 件 的 成 型 性 能 及 質(zhì) 量 影 響 很 大 ， 因 此 合 理 選 擇 澆 口 的 開(kāi) 設(shè) 位 置 是 提 高 質(zhì) 量 的 重 要 環(huán) 節(jié) 。 通 常 澆 口 的 選 擇 要 考 慮 以 下 幾 個(gè) 原 則 : 盡 量 縮 短 流 動(dòng) 距 離1 必 須 盡 量 減 少 熔 接 痕2 應(yīng) 有 利 于 型 腔 中 氣 體 的 排 出3 避 免 產(chǎn) 生 噴 射 和 蠕 動(dòng)4 注 意 對(duì) 外 觀 質(zhì) 量 的 影 響5 根 據(jù) 澆 口 的 成 型 要 求 及 型 腔 的 排 列 方 式 ， 聯(lián) 系 產(chǎn) 品 實(shí) 際 使 用 要 求 以 及 工 廠 的 實(shí) 際 生 產(chǎn) 經(jīng) 驗(yàn) ， 本 產(chǎn) 品 采 用 側(cè) 澆 口 比 較 合 適 。 16 4、成型零件的設(shè)計(jì) （ 1） 成 型 零 件 的 工 作 尺 寸 的 計(jì) 算 根 據(jù) 塑 件 形 狀 簡(jiǎn) 單 ， 體 積 較 小 ， 適 宜 采 用 整 體 式 型 腔 。 這 種 形 式 的 型 腔 形 狀 簡(jiǎn) 單 ， 牢 固 可 靠 ， 不 易 變 形 ， 成 型 塑 件 的 質(zhì) 量 較 好 。 本 產(chǎn) 品 為 PE 制 品 ， 產(chǎn) 品 采 用 6 級(jí) 精 度 ， 屬 于 一 般 精 度 制 品 。 因 此 ， 凸 凹 模 徑 向 尺 寸 、 高 度 尺 寸 及 深 度 尺 寸 的 制 造 與 作 用 修 正 系 數(shù) x 取 值 可 在 0.5 0.75 的 范 圍 之 間 ， 凸 凹 模 各 處 工 作 尺 寸 的 制 造 公 差 ， 因 一 般 機(jī) 械 加 工 的 型 腔 和 型 芯 的 制 造 公 差 可 達(dá) 到 IT7 IT8 級(jí) ， 綜 合 參 考 ， 相 關(guān) 計(jì) 算 具 體 如 下 ： 收 縮 率 Smax=3% Smin=1.5% 平 均 收 縮 率 為 S=2.25% 圖 8 產(chǎn) 品 尺 寸 17 如 圖 所 示 塑 件 尺 寸 單 位 /mm 型 腔 尺 寸 ： Dm1=D1(1+S)-0.75 + 01 =19(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0 =19.3075+0.05 0 Dm2 =D2(1+S)-0.75 + 0 =7(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0 =7.0375+0.05 0 Dm3 =D3(1+S)-0.75 + 0 =23(1+0.0225)-0.750.24+0.08 0 =23.3375+0.08 0 Dm4 =D4(1+S)-0.75 + 0 =13(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0 =13.1725+0.05 0 Hm1 =H1(1+S)-0.75 + 0 =1.5(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0 =1.41375+0.05 0 Hm2 =H2(1+S)-0.75 + 0 =3.5(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0 =3.45875+0.05 0 Hm3 =H3(1+S)-0.75 + 0 =2(1+0.0225)-0.750.16+0.05 0 =1.925+0.05 0 型 芯 尺 寸 ： hm1=h1(1+S)+0.75 0 -2 =12(1+0.0225)+0.750.24 0 -0.08 =12.45 0 -0.08 hm3 =h3(1+S)+0.75 0 - =3(1+0.0225)+0.750.16 0 -0.05 18 =3.1875 0 -0.05 （ 2） 型 腔 壁 厚 和 底 板 厚 度 計(jì) 算 注 射 成 型 過(guò) 程 中 ,型 腔 主 要 承 受 塑 料 熔 體 的 壓 力 , 如 注 射 壓 力 、 保 壓 力 、 合 模 力 和 脫 模 力 等 ， 因 此 模 具 的 型 腔 必 須 具 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 ,如 果 型 腔 壁 厚 和 底 板 厚 度 不 夠 ， 當(dāng) 型 腔 中 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 應(yīng) 力 超 過(guò) 型 腔 材 料 的 許 應(yīng) 力 時(shí) ,型 腔 將 導(dǎo) 致 塑 性 變 形 ， 甚 至 開(kāi) 裂 。 與 此 同 時(shí) ,若 剛 度 不 足 將 導(dǎo) 致 過(guò) 大 的 彈 性 變 形 ， 從 而 產(chǎn) 生 型 腔 由 外 膨 脹 或 溢 料 間 隙 ， 從 而 導(dǎo) 致 整 個(gè) 模 具 失 效 或 無(wú) 法 達(dá) 到 技 術(shù) 質(zhì) 量 要 求 ， 因 此 必 須 對(duì) 型 腔 進(jìn) 行 強(qiáng) 度 和 剛 度 的 計(jì) 算 。 型 腔 板 采 用 調(diào) 質(zhì) 鋼 45 彈 性 模 量 E=2105MPa 強(qiáng) 度 計(jì) 算 的 許 用 應(yīng) 力 =160MPa 型 腔 壓 力 p=50Mpa 整 體 式 矩 形 型 腔 壁 厚1 A 按 剛 度 條 件 計(jì) 算 s 3 41EcpH B 按 強(qiáng) 度 條 件 計(jì) 算 s 3 21Wa 整 體 式 矩 形 型 腔 底 板 厚2 A 按 剛 度 要 求 計(jì) 算 h 3 4Epbc B 按 強(qiáng) 度 要 求 計(jì) 算 h 3 2a 根 據(jù) 以 上 式 子 并 比 較 計(jì) 算 結(jié) 果 ， 查 閱 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 中 的 數(shù) 據(jù) ， 取 型 腔 壁 厚 為 45mm， 型 腔 底 板 厚 35mm 因 此 ， 模 具 型 腔 的 總 體 尺 寸 也 可 以 確 定 ， 根 據(jù) 以 上 所 得 出 的 數(shù) 據(jù) ， 選 擇 的 型 腔 和 型 芯 的 尺 寸 均 為 120*236mm 19 （ 3） 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 的 選 擇 本 產(chǎn) 品 采 用 側(cè) 澆 口 注 射 成 型 ， 根 據(jù) 模 具 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 ， 型 腔 數(shù) 量 ， 塑 件 尺 寸 ， 冷 卻 水 道 的 分 布 等 因 素 ， 查 閱 相 關(guān) 的 資 料 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 當(dāng) 型 腔 （ 型 芯 ） 長(zhǎng) 度 為 l， 寬 度 為 w 時(shí) ， 模 具 的 長(zhǎng) 寬 尺 寸 一 般 為 ： L=l+2（ 50 80） =86+2（ 50 80） =186 246mm W=w+2（ 50 80） =106+2（ 50 80） =206 266mm 因 此 ， 最 終 選 用 2023 型 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 3。 （ 4） 動(dòng) 定 模 板 的 設(shè) 計(jì) 動(dòng) 定 模 板 在 模 具 中 起 到 安 裝 和 固 定 成 型 零 件 ， 合 模 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 以 及 推 出 脫 模 機(jī) 構(gòu) 等 零 部 件 的 作 用 。 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 出 的 動(dòng) 模 板 ， 定 模 板 如 圖 9、 10 所 示 。 圖 9 定 模 板 20 圖 10 動(dòng) 模 板 （ 5） 支 承 板 的 強(qiáng) 度 常 規(guī) 結(jié) 構(gòu) 凹 模 做 在 定 模 上 ， 型 芯 固 定 在 動(dòng) 模 上 。 支 承 板 與 墊 塊 構(gòu) 成 橋 形 ， 承 受 型 芯 投 影 注 射 壓 力 ， 因 此 支 承 彈 性 變 形 量 必 須 控 制 在 允 許 的 范 圍 之 內(nèi) 。 支 承 板 的 受 力 狀 態(tài) 可 以 簡(jiǎn) 化 為 如 圖 11 所 示 的 受 均 布 荷 重 的 簡(jiǎn) 支 梁 。 （ 6） 墊 塊 的 設(shè) 計(jì) 墊 塊 設(shè) 在 支 撐 板 與 動(dòng) 模 座 板 之 間 ,可 以 減 少 動(dòng) 模 座 板 的 變 形 ,或 可 減 少 動(dòng) 模 座 板 的 厚 度 。 根 據(jù) 設(shè) 計(jì) 經(jīng) 驗(yàn) 以 及 模 架 的 整 體 結(jié) 構(gòu) （ 7） 動(dòng) 定 模 座 板 的 設(shè) 計(jì) 21 與 注 射 機(jī) 的 動(dòng) 定 固 定 模 板 相 連 接 的 模 具 底 板 稱 為 動(dòng) 定 模 座 板 ， 在 注 射 成 型 的 過(guò) 程 中 起 著 傳 遞 合 模 力 并 承 受 成 型 力 的 作 用 。 動(dòng) 定 模 座 板 的 三 維 結(jié) 構(gòu) 圖 如 圖 12、 13 所 示 。 圖 12 定 模 座 板 圖 13 動(dòng) 模 座 板 5、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的確定 在 模 具 進(jìn) 行 裝 配 或 成 型 時(shí) ， 導(dǎo) 向 機(jī) 構(gòu) 主 要 用 來(lái) 保 證 動(dòng) 模 和 定 模 兩 大 部 分 或 模 內(nèi) 其 他 零 件 之 間 準(zhǔn) 確 對(duì) 合 ， 以 保 證 塑 料 制 件 的 形 狀 和 尺 寸 精 度 ， 并 避 免 模 內(nèi) 各 零 部 件 發(fā) 生 碰 撞 和 干 涉 。 根 據(jù) 本 塑 件 的 精 度 要 求 和 生 產(chǎn) 特 點(diǎn) ， 采 用 有 肩 導(dǎo) 柱 （ GB4169.51984） 和 帶 頭 導(dǎo) 套 （ GB4169.41984） 。 6、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （ 1） 脫 模 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 為 了 保 證 塑 件 在 頂 出 過(guò) 程 中 不 變 形 或 不 損 壞 ， 必 須 正 確 分 析 塑 件 對(duì) 模 腔 粘 附 力 的 大 小 及 所 在 部 位 。 以 便 選 擇 合 適 的 頂 出 方 式 ， 和 頂 出 裝 置 。 頂 出 位 22 置 應(yīng) 設(shè) 在 頂 出 阻 力 大 的 地 方 ， 根 據(jù) 此 塑 件 的 形 狀 ， 零 件 的 推 出 阻 力 不 大 ， 將 推 桿 設(shè) 在 零 件 表 面 位 置 。 （ 2） 脫 模 力 的 計(jì) 算 使 塑 件 從 模 具 內(nèi) 脫 出 所 需 的 力 叫 脫 模 力 。 塑 料 脫 模 力 Ft=Acpj 其 中 Ac-塑 件 側(cè) 面 總 面 積 （ mm2） pj-塑 料 與 模 具 的 結(jié) 合 力 （ Mpa） ， 這 里 取 0.5Mpa 因 此 Ac=hC 周 長(zhǎng) =173.13mm2 所 以 Ft=173.130.5=86.565N （ 3） 推 桿 結(jié) 構(gòu) 及 其 的 位 置 推 出 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 一 般 有 以 下 幾 個(gè) 要 求 ： 推 出 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 盡 量 使 塑 件 留 在 動(dòng) 模 一 側(cè) 。1 塑 件 在 推 出 過(guò) 程 中 不 發(fā) 生 變 形 和 損 壞2 不 損 壞 塑 件 的 外 觀 質(zhì) 量3 合 模 時(shí) 應(yīng) 使 推 出 機(jī) 構(gòu) 正 確 復(fù) 位4 推 出 機(jī) 構(gòu) 應(yīng) 動(dòng) 作 可 靠5 根 據(jù) 以 上 設(shè) 計(jì) 要 求 及 結(jié) 合 實(shí) 際 生 產(chǎn) 的 經(jīng) 驗(yàn) ， 在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 ， 使 用 推 桿 作 為 推 出 機(jī) 構(gòu) 。 它 在 注 射 模 設(shè) 計(jì) 和 注 射 生 產(chǎn) 中 ， 是 最 簡(jiǎn) 單 ， 使 用 最 廣 泛 的 推 出 機(jī) 構(gòu) 之 一 。 由 于 設(shè) 置 推 桿 的 自 由 度 較 大 ， 而 且 推 桿 截 面 大 部 分 為 圓 形 ， 制 造 ， 修 配 方 便 ， 容 易 達(dá) 到 推 桿 與 模 板 或 型 芯 上 推 桿 孔 的 配 合 精 度 ， 推 桿 推 出 時(shí) 運(yùn) 動(dòng) 阻 力 小 ， 推 出 動(dòng) 作 靈 活 可 靠 ， 推 桿 損 壞 后 也 便 于 更 換 ， 因 此 ， 推 桿 推 出 機(jī) 構(gòu) 是 推 出 機(jī) 構(gòu) 中 最 簡(jiǎn) 單 ， 動(dòng) 作 最 可 靠 ， 最 常 見(jiàn) 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 。 推 桿 的 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) ： 推 桿 和 模 體 的 配 合 性 質(zhì) 一 般 為 H8/f7， 以 保 證 同 軸 度1 推 桿 材 料 多 用 45 鋼 ,T8、 T10 碳 素 工 具 鋼 ， 淬 火 硬 度 為 HRC50 以 上2 表 面 粗 糙 度 在 Ra1.6 以 下3 23 根 據(jù) 以 上 要 求 ， 查 閱 相 關(guān) 資 料 及 結(jié) 合 模 具 數(shù) 據(jù) ， 設(shè) 計(jì) 的 推 桿 如 圖 14 所 示 。 圖 14 推 桿 推 桿 的 位 置 選 擇 有 一 下 幾 個(gè) 要 點(diǎn) ： 推 桿 的 位 置 應(yīng) 選 擇 在 脫 模 阻 力 最 大 的 地 方1 推 桿 位 置 選 擇 應(yīng) 保 證 塑 件 推 出 時(shí) 受 力 均 勻2 推 桿 位 置 選 擇 時(shí) 應(yīng) 注 意 塑 件 的 強(qiáng) 度 和 剛 度3 推 桿 位 置 的 選 擇 還 應(yīng) 考 慮 推 桿 本 身 的 剛 性4 推 桿 的 工 作 端 面 在 合 模 注 射 時(shí) 是 型 芯 底 面 的 一 部 分 ， 推 桿 的 端 面 如 果 低 于 或 高 于 該 處 型 芯 的 底 面 ， 在 塑 件 上 就 會(huì) 出 現(xiàn) 凸 臺(tái) 或 者 凹 痕 ， 影 響 塑 件 的 使 用 和 美 觀 。 因 此 ， 通 常 推 桿 裝 入 模 具 之 后 ， 其 端 面 應(yīng) 與 相 應(yīng) 出 型 芯 底 面 平 起 或 高 出 型 芯 0.05 0.1mm2 本 次 設(shè) 計(jì) 中 ， 推 桿 的 位 置 如 圖 15 所 示 。 24 圖 15 推 桿 位 置 7、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 （ 1） 模 具 閉 合 高 度 的 校 核 組 成 模 具 閉 合 高 度 的 模 板 的 尺 寸 ： 310MM 由 于 該 注 射 機(jī) 的 最 小 模 具 厚 度 為 150mm， 最 大 模 具 厚 度 為 460mm， 因 此 這 套 模 具 的 閉 合 高 度 符 合 安 裝 條 件 。 （ 2） 模 具 安 裝 部 分 的 校 核 注 射 機(jī) 的 動(dòng) 定 模 固 定 板 尺 寸 最 大 為 350480mm， 而 模 具 的 動(dòng) 定 模 座 板 尺 寸 為 250400mm， 因 此 能 滿 足 模 具 安 裝 的 要 求 。 （ 3） 模 具 開(kāi) 模 行 程 的 校 核 25 注 射 機(jī) 的 開(kāi) 模 行 程 是 受 合 模 機(jī) 構(gòu) 限 制 的 ， 注 射 機(jī) 的 最 大 開(kāi) 模 距 離 必 須 大 于 脫 模 距 離 ， 否 則 塑 件 無(wú) 法 從 模 具 中 取 出 。 根 據(jù) 公 式 s H1+H2+(5 10)mm=35+107+(5 10)=147 152mm 式 中 s注 射 機(jī) 的 最 大 開(kāi) 模 距 離 H1推 出 距 離 H2包 括 澆 注 系 統(tǒng) 在 內(nèi) 的 塑 件 高 度 由 于 注 射 機(jī) 的 最 大 開(kāi) 模 距 離 為 310mm， 因 此 開(kāi) 模 行 程 符 合 要 求 。 8、模具調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注 射 模 具 的 溫 度 對(duì) 塑 料 熔 體 的 充 模 流 動(dòng) 、 固 化 定 型 、 生 產(chǎn) 效 率 、 塑 件 的 形 狀 和 尺 寸 精 度 都 有 重 要 的 影 響 。 注 射 模 具 中 設(shè) 置 溫 度 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 目 的 ， 是 通 過(guò) 控 制 模 具 溫 度 ， 使 注 塑 成 型 具 有 良 好 的 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 和 較 高 的 生 產(chǎn) 力 。 模 具 冷 卻 裝 置 的 設(shè) 計(jì) 和 使 用 的 冷 卻 介 質(zhì) 、 冷 卻 方 法 有 關(guān) 。 模 具 可 以 用 水 、 壓 縮 空 氣 和 冷 凝 水 冷 卻 ， 但 用 水 冷 卻 最 為 普 遍 ， 因 為 水 的 熱 容 量 大 ， 傳 熱 系 數(shù) 大 ， 成 本 低 廉 。 水 冷 就 是 在 模 具 型 腔 周 圍 和 型 芯 內(nèi) 開(kāi) 設(shè) 冷 卻 水 路 ， 使 水 或 者 冷 凝 水 在 其 中 循 環(huán) ， 帶 走 熱 量 ， 維 持 所 需 的 熱 量 。 冷 卻 回 路 的 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 做 到 回 路 系 統(tǒng) 內(nèi) 流 動(dòng) 的 介 質(zhì) 能 充 分 吸 收 成 型 塑 件 所 傳 導(dǎo) 的 熱 量 ， 使 模 具 成 型 表 面 的 溫 度 穩(wěn) 定 的 保 持 在 所 需 的 溫 度 范 圍 內(nèi) ， 而 且 要 做 到 使 冷 卻 介 質(zhì) 在 回 路 系 統(tǒng) 內(nèi) 流 動(dòng) 暢 通 ， 無(wú) 滯 留 部 位 。 如 果 冷 卻 介 質(zhì) 不 能 及 時(shí) 有 效 的 帶 走 必 須 帶 走 的 熱 量 ， 不 能 實(shí) 現(xiàn) 均 一 的 快 速 冷 卻 ， 則 在 一 個(gè) 成 型 周 期 內(nèi) 就 不 能 維 持 熱 平 衡 ， 會(huì) 使 塑 件 內(nèi) 部 產(chǎn) 生 應(yīng) 力 而 導(dǎo) 致 產(chǎn) 品 變 形 或 開(kāi) 裂 ， 從 而 就 無(wú) 法 進(jìn) 行 穩(wěn) 定 的 的 模 塑 成 型 。 因 此 ， 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 。 所 以 應(yīng) 根 據(jù) 蘇 家 你 的 形 狀 ， 壁 厚 及 塑 料 的 品 種 ， 設(shè) 計(jì) 與 制 造 出 能 實(shí) 現(xiàn) 均 一 ， 高 效 的 冷 卻 回 路 。 注 射 模 冷 卻 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 有 以 下 幾 個(gè) 基 本 原 則 ： 26 冷 卻 水 道 應(yīng) 盡 量 多 、 截 面 尺 寸 應(yīng) 盡 量 大 ， 型 腔 表 面 的 溫 度 與 冷 卻1 水 道 的 數(shù) 量 、 截 面 尺 寸 及 冷 卻 水 的 溫 度 有 關(guān) 。 冷 卻 水 道 至 型 腔 表 面 距 離 應(yīng) 盡 量 相 等 。 當(dāng) 塑 件 壁 厚 均 勻 時(shí) ， 冷 卻 水 道2 到 型 腔 表 面 最 好 距 離 相 等 ， 但 是 當(dāng) 塑 件 不 均 勻 時(shí) ， 厚 的 地 方 冷 卻 水 道 到 型 腔 表 面 的 距 離 應(yīng) 近 一 些 ， 間 距 也 可 適 當(dāng) 小 一 些 。 一 般 水 道 孔 邊 至 型 腔 表 面 的 距 離 應(yīng) 大 于 10mm， 常 用 1215mm. 澆 口 處 加 強(qiáng) 冷 卻 。 塑 料 熔 體 充 填 型 腔 時(shí) ， 澆 口 附 近 溫 度 最 高 ， 距 澆 口3 越 遠(yuǎn) 溫 度 就 越 低 ， 因 此 澆 口 附 近 應(yīng) 加 強(qiáng) 冷 卻 ， 通 常 將 冷 卻 水 道 的 入 口 處 設(shè) 置 在 澆 口 附 近 ， 使 澆 口 附 近 的 模 具 在 較 低 溫 度 下 冷 卻 ， 而 遠(yuǎn) 離 澆 口 部 分 的 模 具 在 經(jīng) 過(guò) 一 定 程 度 熱 交 換 后 的 溫 水 作 用 下 冷 卻 。 冷 卻 水 道 出 、 入 口 溫 差 應(yīng) 盡 量 小 。 如 果 冷 卻 水 道 較 長(zhǎng) ， 則 冷 卻 水 出 、4 入 口 的 溫 差 就 比 較 大 ， 易 使 模 溫 不 均 勻 ， 所 以 在 設(shè) 計(jì) 時(shí) 應(yīng) 引 起 注 意 。 冷 卻 水 道 應(yīng) 沿 著 塑 料 收 縮 的 方 向 設(shè) 置 。 冷 卻 水 道 的 設(shè) 計(jì) 必 須 盡 量 避 免5 接 近 塑 件 的 熔 接 部 位 ， 以 免 產(chǎn) 生 熔 接 痕 ， 降 低 塑 件 強(qiáng) 度 ； 冷 卻 水 道 要 易 于 加 工 清 理 一 般 水 道 孔 徑 為 10mm 左 右 ， 不 小 于 8mm。 根 據(jù) 此 套 模 具 結(jié) 構(gòu) ， 采 用 孔 徑 為 8mm 的 冷 卻 水 道 。 冷 卻 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ： 根 據(jù) 塑 料 制 品 形 狀 及 其 所 需 冷 卻 效 果 ， 冷 卻 回 流 可 選 擇 直 通 式 既 簡(jiǎn) 單 流 道 式 ， 這 是 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 最 常 用 的 形 式 1。 其 具 體 結(jié) 構(gòu) 及 尺 寸 如 圖 16 所 示 ： 冷 卻 水 孔 直 徑 d=8 ， 兩 水 孔 的 中 心 距 C=30 27 圖 16 冷 卻 回 路 9、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (1)排 氣 槽 的 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) 當(dāng) 塑 料 熔 體 填 充 型 腔 時(shí) ,必 須 順 序 排 出 型 腔 及 澆 注 系 統(tǒng) 內(nèi) 的 空 氣 及 塑 料 受 熱 或 凝 固 產(chǎn) 生 的 低 分 子 揮 發(fā) 氣 體 。 如 果 型 腔 內(nèi) 因 各 種 原 因 而 產(chǎn) 生 的 氣 體 不 被 排 除 干 凈 ,一 方 面 將 會(huì) 在 塑 件 上 形 成 氣 泡 、 接 縫 、 表 面 輪 廓 不 清 及 充 填 缺 料 等 成 型 缺 陷 ， 另 一 方 面 氣 體 受 壓 ， 體 積 縮 小 而 產(chǎn) 生 高 溫 會(huì) 導(dǎo) 致 塑 件 局 部 碳 28 化 或 燒 焦 （ 褐 色 斑 紋 ） ， 同 時(shí) 積 存 的 氣 體 還 會(huì) 產(chǎn) 生 反 向 壓 力 而 降 低 充 模 速 度 ， 因 此 設(shè) 計(jì) 型 腔 時(shí) 必 須 考 慮 排 氣 問(wèn) 題 。 有 時(shí) 在 注 射 成 型 過(guò) 程 中 ， 為 保 證 型 腔 充 填 量 的 均 勻 合 適 及 增 加 塑 料 熔 體 匯 合 處 的 熔 接 強(qiáng) 度 ， 還 需 在 塑 料 最 后 充 填 到 的 型 腔 部 位 開(kāi) 設(shè) 溢 流 槽 以 容 納 余 料 ， 也 可 容 納 一 定 量 的 氣 體 。 通 常 中 小 型 模 具 的 簡(jiǎn) 單 型 腔 ， 可 利 用 推 桿 、 活 動(dòng) 型 芯 以 及 雙 支 點(diǎn) 的 固 定 型 芯 端 部 與 模 板 的 配 合 間 隙 進(jìn) 行 排 氣 ， 其 間 隙 為 0.030.05mm1。 (2)排 氣 槽 的 設(shè) 置 排 氣 槽 應(yīng) 開(kāi) 設(shè) 在 型 腔 最 后 被 充 滿 的 地 方 ， 最 好 是 在 分 型 號(hào) 面 上 ， 因 為 分 型 面 上 排 氣 槽 產(chǎn) 生 的 毛 邊 也 很 容 易 隨 塑 件 脫 出 。 排 氣 槽 的 出 口 不 要 正 對(duì) 操 作 人 員 ， 與 塑 件 的 深 度 不 應(yīng) 超 過(guò) 塑 料 的 溢 料 值 ， 其 斷 面 為 矩 形 或 梯 形 。 六、模具的裝配圖 通 過(guò) AutoCAD 軟 件 畫(huà) 出 模 具 的 裝 配 圖 。 （ 圖 17） 29 圖 17 模 具 裝 配 圖 七 塑件模流分析 在 UG 軟 件 模 具 模 塊 中 進(jìn) 行 分 模 及 澆 注 系 統(tǒng) 創(chuàng) 建 后 ， 即 可 自 動(dòng) 產(chǎn) 生 鑄 模 件 ， 也 就 是 注 射 成 型 時(shí) 包 括 澆 注 系 統(tǒng) 在 內(nèi) 的 注 射 件 ， 為 了 能 夠 更 好 的 分 析 塑 件 的 注 射 成 型 性 能 ， 我 們 還 是 使 用 MoldFlow 分 析 軟 件 對(duì) 其 進(jìn) 行 模 流 分 析 。 30 本 設(shè) 計(jì) 使 用 的 是 MoldFlow MPA 模 塊 ， 即 Mold Plastic Adviser， 使 用 MoldFlow MPA 可 對(duì) 塑 件 進(jìn) 行 簡(jiǎn) 單 的 成 型 工 藝 分 析 ， 包 括 最 佳 澆 口 位 置 選 擇 （ 前 面 已 經(jīng) 使 用 ） 、 流 動(dòng) 分 析 ， 填 充 性 能 分 析 、 成 型 質(zhì) 量 預(yù) 測(cè) 、 氣 泡 與 熔 接 痕 分 析 ， 收 縮 痕 分 析 等 ， 如 果 要 對(duì) 塑 件 進(jìn) 行 精 確 分 析 ， 還 必 須 使 用 MoldFlow 設(shè) 計(jì) 軟 件 的 MPI 模 塊 ， 這 里 只 進(jìn) 行 簡(jiǎn) 單 分 析 ， 故 只 需 使 用 MPA 即 可 ， 使 用 MPA 分 析 前 需 設(shè) 定 成 型 條 件 ， 由 前 面 的 設(shè) 計(jì) 選 擇 成 型 條 件 為 ： 預(yù) 熱 溫 度 ： 115 ； 料 桶 溫 度 ： 250 ， 注 射 最 大 壓 力 800MPa； 高 壓 時(shí) 間 ： 0.5s 33 34 35 36 37 38 39 結(jié) 論 由 以 上 分 析 可 知 ， 塑 件 較 容 易 充 模 充 滿 ， 完 全 滿 足 注 塑 要 求 ， 但 塑 件 質(zhì) 量 可 能 存 在 問(wèn) 題 ， 塑 件 可 能 產(chǎn) 生 少 許 的 熔 接 痕 及 氣 泡 等 缺 陷 ， 但 成 型 條 件 如 壓 力 ， 溫 度 等 均 符 合 要 求 ， 而 澆 口 位 置 已 靠 近 最 佳 澆 口 ， 故 缺 陷 產(chǎn) 生 條 件 應(yīng) 為 塑 件 本 身 結(jié) 構(gòu) 所 致 。 解 決 辦 法 ： 如 需 求 更 高 的 產(chǎn) 品 精 度 ， 而 結(jié) 構(gòu) 允 許 ， 可 考 慮 更 改 塑 件 結(jié) 構(gòu) ， 如 使 塑 件 壁 厚 趨 向 均 勻 等 。 設(shè)計(jì)小結(jié) 通 過(guò) 這 次 系 統(tǒng) 的 注 射 模 的 設(shè) 計(jì) ， 我 更 進(jìn) 一 步 的 了 解 了 注 射 模 的 結(jié) 構(gòu) 及 各 工 作 零 部 件 的 設(shè) 計(jì) 原 則 和 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) ， 了 解 了 注 射 模 具 設(shè) 計(jì) 的 一 般 程 序 。 40 進(jìn) 行 塑 料 產(chǎn) 品 的 模 具 設(shè) 計(jì) 首 先 要 對(duì) 成 型 制 品 進(jìn) 行 分 析 ， 再 考 慮 澆 注 系 統(tǒng) 、 型 腔 的 分 布 、 導(dǎo) 向 推 出 機(jī) 構(gòu) 等 后 續(xù) 工 作 。 通 過(guò) 制 品 的 零 件 圖 就 可 以 了 解 制 品 的 設(shè) 計(jì) 要 求 。 對(duì) 形 態(tài) 復(fù) 雜 和 精 度 要 求 較 高 的 制 品 ， 有 必 要 了 解 制 品 的 使 用 目 的 、 外 觀 及 裝 配 要 求 ， 以 便 從 塑 料 品 種 的 流 動(dòng) 性 、 收 縮 率 ， 透 明 性 和 制 品 的 機(jī) 械 強(qiáng) 度 、 尺 寸 公 差 、 表 面 粗 糙 度 、 嵌 件 形 式 等 各 方 面 考 慮 注 射 成 型 工 藝 的 可 行 性 和 經(jīng) 濟(jì) 性 。 模 具 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 要 求 經(jīng) 濟(jì) 合 理 ， 認(rèn) 真 掌 握 各 種 注 射 模 具 的 設(shè) 計(jì) 的 普 遍 的 規(guī) 律 ， 可 以 縮 短 模 具 設(shè) 計(jì) 周 期 ， 提 高 模 具 設(shè) 計(jì) 的 水 平 。 要 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 可 以 鍛 煉 自 己 獨(dú) 立 思 考 的 能 力 、 動(dòng) 手 能 力 和 其 它 一 些 綜 合 能 力 。 同 時(shí) ， 還 可 以 為 今 后 的 工 作 奠 定 一 個(gè) 良 好 的 基 礎(chǔ) 。 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 我 們 始 終 結(jié) 合 計(jì) 算 機(jī) 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 提 高 了 我 們 對(duì) AutoCAD、 UG 等 繪 圖 軟 件 的 應(yīng) 用 能 力 。 通 過(guò) 設(shè) 計(jì) ， 也 發(fā) 現(xiàn) 自 己 的 很 多 不 足 和 有 待 提 高 的 知 識(shí) ， 主 要 有 體 現(xiàn) 在 各 門(mén) 基 礎(chǔ) 課 知 識(shí) 掌 握 的 不 夠 扎 實(shí) ， 運(yùn) 用 起 來(lái) 不 夠 熟 練 。 實(shí) 際 工 作 能 力 還 有 待 提 高 ， 設(shè) 計(jì) 與 社 會(huì) 上 的 實(shí) 際 生 產(chǎn) 還 有 很 大 差 距 。 專 業(yè) 軟 件 的 使 用 能 力 還 需 要 再 提 高 一 個(gè) 層 次 。 總 而 言 之 ， 我 認(rèn) 為 ， 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 雖 然 還 存 在 這 樣 那 樣 的 錯(cuò) 誤 和 缺 陷 ， 但 通 過(guò) 這 次 設(shè) 計(jì) 我 又 學(xué) 到 了 很 多 的 知 識(shí) ， 把 自 己 的 工 作 能 力 提 高 到 一 個(gè) 更 高 的 層 次 。 41 參考文獻(xiàn) 1 屈 華 昌 .塑 料 成 型 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) .北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 2006.7 2 付 宏 生 ， 劉 京 華 .注 塑 制 品 與 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) .北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2003.7 3 於 星 .UG NX6.0 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 情 景 教 程 .大 連 ： 大 連 理 工 大 學(xué) 出 版 社 ， 2011.3 4 陳 濱 楠 .塑 料 成 型 設(shè) 備 .北 京 ： 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004.6 5 陳 萬(wàn) 林 .實(shí) 用 塑 料 注 射 模 設(shè) 計(jì) 與 制 造 .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2004.1 6 徐 佩 弦 .塑 料 制 品 與 模 具 設(shè) 計(jì) .北 京 ： 中 國(guó) 輕 工 業(yè) 出 版 社 ， 2001.7 7 郁 鼎 文 .現(xiàn) 代 制 造 技 術(shù) M.北 京 ： 清 華 大 學(xué) 出 版 社 ， 2006 8 徐 慧 民 .模 具 制 造 工 藝 學(xué) M.北 京 ： 北 京 理 工 大 學(xué) 出 版 社 ， 2007 9 張 孝 民 .塑 料 模 具 設(shè) 計(jì) .北 京 ： 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2003 10 袁 國(guó) 定 .模 具 常 用 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) .北 京 ， 機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 2003 11 J.J.Jia， 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