畢業(yè)設計（論文）斜頂桿抽芯夾片注射模設計

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1、湖南工業(yè)大學畢業(yè)設計(論文) I 2011 屆 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 任 務 書 課題名稱： 斜頂桿抽芯夾片注射模設計 學生姓名： 系 別： 機械工程學院 專 業(yè)： 機械設計與制造 指導教師： 2011 年 4 月 12 日 畢業(yè)設計(論文) II 1、 主 題 詞 、 關 鍵 詞 ： 2、 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 內(nèi) 容 要 求 ： 名 稱 ：斜 頂 桿 抽 芯 夾 片 材 料 ：PA6 密 度 為 1.1/cm ， 收 縮 率 0.3 1.4。3 1）查 閱 塑 料 和 注 射 模 相 關 資 料 ，了 解 塑 料 成 型 的 特 點 ，掌 握 注 射 模 具 的 設 計

2、 流 程 ，掌 握 塑 件 的 成 形 工 藝 方 案 。 2）根據(jù)圓盒零件的形狀結構特點， 選擇合理的塑料，用 PROE 進行三維造型，并考慮所選 塑料的收縮率問題。 3）根據(jù)制 品 的特點，確定分模面的合理位置，提出幾種成型方案，并從中 選出合理的成型 工藝方案。 4）根 據(jù) 合 理 的 成 型 方 案 ，進 行 模 具 設 計 ，設 計 出 工 作 零 件 及 特 殊 零 件 ，掌 握 標 準 零 件 的 選 擇 ， 選 擇 合 理 的 模 架 。 5）學 會 CAD 軟 件 和 PROE 軟 件 ，并 用 電 腦 軟 件 繪 出 裝 配 圖 和 相 關 零 件 圖 。 6）查 閱 與

3、畢 業(yè) 課 題 有 關 的 英 文 資 料 ，翻 譯 三 千 單 詞 以 上 的 英 文 資 料 。 7）認 真 閱 讀 湖 南 工 業(yè) 大 學 機 械 工 程 學 院 的 畢 業(yè) 設 計 手 冊 ，撰 寫 論 文 規(guī) 范 。 3、 文 獻 查 閱 指 引 ： 1)塑 料 模 具 設 計 手 冊 ，CAD 和 PROE 教 程 。 2）學 校 圖 書 館 數(shù) 字 資 源 中 的 中 國 期 刊 全 文 數(shù) 據(jù) 庫 。 畢業(yè)設計(論文) III 3）有 關 塑 料 成 型 工 藝 及 注 射 模 設 計 方 面 的 書 籍 。 4）校 園 外 的 網(wǎng) 絡 資 源 。 4、 畢 業(yè) 設 計 （ 論

4、 文 ） 進 度 安 排 ： 1）11.20 12.20：查 閱 資 料 ，撰 寫 開 題 報 告 ； 2）12.201.10：翻 譯 英 文 資 料 一 篇 ,學 習 CAD 和 PROE 軟 件 ； 3）2.164.16：根 據(jù) 圓盒零件的 形 狀 特 點 分 析 其 工 藝 成 型 方 案 ，并 設 計 出 合 理 的 注 射 模 具 ，畫 出 裝 配 圖 及 相 關 的 零 件 圖 ，確 定 論 文 初 稿 ； 4）4.165.14：論 文 修 改 并 裝 訂 ，填 寫 相 關 表 格 及 打 印 圖 紙 ； 5）5.155.20：論 文 答 辯 。 教 研 室 意 見 ： 負 責 人

5、 簽 名 ： 注：本 任 務 書 一 式 三 份 ，由 指 導 教 師 填 寫 ，經(jīng) 教 研 室 審 批 后 一 份 下 達 給 學 生 ，一 份 交 指 導 教 師 ，一 份 留 系 里 存 檔 。 摘 要 塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究 注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本文介紹了注射成型的基本原理特別 是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設計原則；制品采用材料為低密度 PA6。注射成型是熱塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。本設計進行了 夾片的注塑模設計，對零件結

6、構進行了工藝分析。確定了分型面、澆注系統(tǒng)等，選擇了注射機，計算了 成型零部件的尺寸。采用點澆口。利用直導柱導向，斜頂桿頂料,頂板完成脫模。如此設計出的結構可 確保模具工作運用可靠。最后對模具結構與注射機的匹配進行了校核。并用 AUTOCAD繪制出一套模具裝 配圖和零件圖。通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解 畢業(yè)設計(論文) IV 模具結構及工作原理。 關鍵詞：注塑模；工藝分析；分型面；澆注系統(tǒng)；注射機；成型零部件。 ABSTRACT Plastic industry is in the world grows now one of quickest i

7、ndustry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This paper discusses the designing of the mould for producing the plastic

8、 case of can cover with Pro/E; This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Material is thePA6. Liquid plastic mo

9、lding injection molding is one of the main ways to shape a shaped complex precision mold pieces. The design of the can cover cast mould design, structural parts for the craft analysis. Identified sub-type face, such as the old system, chose injection machine, the size of a shape parts. Use side runn

10、er. Using straight-pillar orientation, push rod top expected, leading to complete drawing of patterns and winning ways of pumping core materials and components for the choice. This structure ensures that instrument design work using reliable. Injection molding machine to the final structure and the

11、degree of machine . And use AUTOCAD , Pro/E mapping components assembly, and parts of a map.Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work KEY WORDS : Thermo plastics

12、； Plastic Injection Mould； Process analysis； Parting Surface； Gating system； Injection Molding Machine；Molding parts . 目錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 1 前言 .1 11 模具在加工工業(yè)中的地位 .1 12 塑料模具有塑料工業(yè)中的重要性 .1 1.3 我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 .2 2.1 塑件及塑件材料的特點 .3 3. 注射機型號的確定 .4 3.1 注塑機基本參數(shù) .4 3.2 選擇注塑機 .5 3.2.1 由公稱注射量初選注射機 .5 4.夾片的注塑模

13、具設計 .6 畢業(yè)設計(論文) IV 4.1 分型面的選擇 .6 4.2 型腔數(shù)目的確定與排列形式 .7 4.3 澆注系統(tǒng)的設計 .7 4.3.1 主流道設計 .7 4.3.2 分流道設計 .8 4.3.3 澆口的設計 .9 5. 成型零件的設計與加工工藝 .12 5.1 凹模工作尺寸的計算 .12 5.2 凸模工作尺寸的計算 .13 5.3 固定板與支承板的設計 .14 531 固定板的設計 .14 532 支承板的設計 .14 54 側(cè)向分型與分型機構的設計 .14 5.5 脫模機構的設計 .15 圖 5.4脫模機構 .16 5.6 脫模力計算 .16 5.7 排氣設計原則 .17 6 注

14、射機的校核 .18 6.1 注射壓力的校核 .18 6.2 鎖模力的校核 .18 6.3 塑化能力的校核 .18 6.4 安裝部分相關尺寸的校核 .19 6.5 模具厚度校核 .19 6.6 模具安裝尺寸校核 .19 6.7 開模行程校核 .20 7.模具總裝圖及工作原理 .21 參考文獻 .22 致謝詞 .23 附錄 .24 附 1: CAD 部件圖 .24 附 2: 英文翻譯 .24 1 前言 11 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。 在各種材料加工工業(yè)中廣泛 的使用著各種模具。 例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、 金屬壓力加工使用的鍛壓

15、模具、 冷壓模具等各種模具。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。 在各種材料加工工業(yè)中廣泛 的使用著各種模具。 例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、 金屬壓力加工使用的鍛壓模具、 冷壓模具等各種模具。 模具影響著制品的質(zhì)量。 首先， 模具型腔的形狀、 尺寸、 表面光潔度、 分型面、 進澆口和 排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、 機械性能、 電性能、 內(nèi)應力大小、 各向同性性、 外觀質(zhì)量、 表面光潔度、 氣泡、 凹痕、 燒焦、 銀紋等都有十分重 要的影響。 其次， 在加工過程中， 模具結構對操作難以程度影響很大。 在大批量生產(chǎn)塑料制品

16、時， 應盡量減少開模、 合模的過程和取制件過程中的手工勞動， 為此， 常采用自動開合模自動頂出機 畢業(yè)設計(論文) 構， 在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。 另外模具對制品的成本也有影響。 當批 量不大時， 模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大， 這時應盡可能的采用結構合理而簡單 的模具， 以降低成本。 3 現(xiàn)代生產(chǎn)中， 合理的加工工藝、 高效的設備、 先進的模具是必不可少是三項重要因素， 尤 其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、 塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。 高效的全自 動設備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用， 產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造 和

17、更新為前提的。 由于制件品種和產(chǎn)量需求很大， 對模具也提出了越來越高的要求。 因此促進模 具的不斷向前發(fā)展。 12 塑料模具有塑料工業(yè)中的重要性 塑料模具是當今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀， 通過一定的方式成型塑料制口的工藝裝備或工具， 它屬于型腔模的范疇。 通常情況下， 塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低， 其模具的因素約占 80%。 然而模具的質(zhì)量好壞又直接與模具的設計與制造有很大關系。 隨著國民經(jīng)濟領域的各個部門 對塑件的品種和產(chǎn)量需求俞來俞大、 產(chǎn)品更新?lián)Q代周期俞來俞短、 用戶對塑件的質(zhì)量要求俞來俞高， 因而對模具設計與制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求， 這就促使塑料模具設計和制造技術不斷向

18、前發(fā)展， 從而也推動了塑料工業(yè)以及機械加工工業(yè)的高速發(fā)展。 1.3 我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 20世紀80年代開始， 發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來， 并發(fā)展成為獨立的工 業(yè)部門， 其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來， 我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。 近年 來， 每年都以15的增長速度快速發(fā)展。 許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。 加大了用于技術進步 的投入力度， 將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。 此外， 許多科研機構和大專院校也開展了模 具技術的研究與開發(fā)。 模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。 今后， 我國要發(fā)展成為世界制造強國， 仍將依賴于模具

19、工業(yè)的快速發(fā)展， 成為模具制造強國。 3 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在， 歷經(jīng)了半個多世紀， 有了很大發(fā)展， 模具水平有了較大提高。 在大型模具方面已能生產(chǎn)48（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具， 6.5KG大容量洗衣機全套塑料 模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具， 精密塑料模方面， 以能生產(chǎn)照相機塑料件模具， 多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。 經(jīng)過多年的努力， 在模具CAD/CAE/CAM技術， 模具的電加工和 數(shù)控加工技術， 快速成型與快速制模技術， 新型模具材料等方面取得了顯著進步； 在提高模具質(zhì) 量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步， 部分

20、模具已達到國際先進水平， 但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍 滿足不了國內(nèi)市場的需要， 每年仍需進口10多億美元的各類大型， 精密， 復雜模具。 與發(fā)達國家 的模具工業(yè)相比， 在模具技術上仍有不小的差距。 今后， 我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷 的技術創(chuàng)新， 以縮小與國際先進水平的距離。 （1）注重開發(fā)大型， 精密， 復雜模具； 隨著我國轎車， 家電等工業(yè)的快速發(fā)展， 成型零件 的大型化和精密化要求越來越高， 模具也將日趨大型化和精密化。 （2）加強模具標準件的應用； 使用模具標準件不但能縮短模具制造周期， 降低模具制造成本 而且能提高模具的制造質(zhì)量。 因此， 模具標準件的應用必將日漸廣泛。 （3）推

21、廣CAD/CAM/CAE技術； 模具CAD/CAM/CAE技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。 實踐 證明， 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向， 可顯著地提高模具設計制造水平。 （4）重視快速模具制造技術， 縮短模具制造周期； 隨著先進制造技術的不斷出現(xiàn)， 模具的制造 水平也在不斷地提高， 基于快速成形的快速制模技術， 高速銑削加工技術， 以及自動研磨拋光 技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。 5 2 本畢業(yè)設計的模具設計方法 此次設計主要采用的是AUTOCAD輔助制圖對本夾片模具進行設計。 主要步驟如下： (1) 通過Pro/E 對產(chǎn)品建模，利用 Pro/E對零件的有

22、關參數(shù)進行計算，(2) 根據(jù)有關參數(shù)對注塑機 進行初選，(3) 設計澆注系統(tǒng),以及成型零件，(4) 對注塑機的有關參數(shù)進行校核，(5) 繪制圖紙， 出模具裝配圖。 畢業(yè)設計(論文) 2.1 塑件及塑件材料的特點 塑件如圖1.1 所示，材料為PA6密度為1.1/cm ， 收縮率0.31.4。PA6的特點：成型前需預熱；3 黏度低， 流動性好， 易產(chǎn)生溢料、 飛邊；熔融溫度下較硬。 抗拉強度、 硬度、 耐磨性、 自 潤滑性能突出， 吸水性強；化學穩(wěn)定性較好， 能溶于甲醛、 苯酚、 濃硫酸等 圖1.1夾片圖 在PRO/E的零件（Part）模塊中， 通過旋轉(zhuǎn)創(chuàng)建夾片的實體模型得如圖1.2 所 圖1.2

23、夾片的PRO/E圖 22 模具結構形式的確定 主要依靠注射成型機和注射模具來完成。 PA6塑料的成型加工性能良好， 選用斜頂桿抽芯注塑 成型。 3. 注射機型號的確定 3.1 注塑機基本參數(shù) 注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量， 注射壓力， 注射速度， 塑化能力， 鎖模力， 合模裝置 的基本尺寸，開合模速度， 空循環(huán)時間等。 這些參數(shù)是設計，制造， 購買和使用注塑機的主要 依據(jù)。 (1)公稱注塑量： 指在對空注射的情況下， 注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時， 注射裝置所 能達到的最大注射量， 反映了注塑機的加工能力。 (2)注射壓力： 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴， 澆道和型腔時的流動阻力， 螺桿(或柱塞

24、)對熔料必 畢業(yè)設計(論文) 須施加足夠的壓力， 我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率： 為了使熔料及時充滿型腔， 除了必須有足夠的注射壓力外， 熔料還必須有 一定的流動速率， 描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。 常用的注射速率如表3-1 所示。 表3-1 注射量與注射時間的關系 注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 100003 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 (4)塑化能力： 單位時間內(nèi)所能塑化的物料

25、量， 塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié) 調(diào)， 若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長， 則不能發(fā)揮塑化裝置的能力， 反之則會加長成型周 期。 (5)鎖模力： 注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力， 在此力的作用下模具不應被 熔融的塑料所頂開。 (6)合模裝置的基本尺寸： 包括模板尺寸， 拉桿空間， 模板間最大開距， 動模板的行程， 模具最大厚度與最小厚度等， 這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。 (7)開合模速度： 為使模具閉合時平穩(wěn)， 以及開模， 推出制件時不使塑料制件損壞， 要求 模板在整個行程中的速度要合理， 即合模時從快到慢， 開模時由慢到快再到停。 (8)空循環(huán)時間

26、:在沒有塑化， 注射保壓， 冷卻， 取出制件等動作的情況下， 完成一次循環(huán) 所需的時間。 7 3.2 選擇注塑機 3.2.1 由公稱注射量初選注射機 由注射量選定注射機。 由 PRO/E 建模分析得（材料密度取 ）:31.05kgdm 總體積V=體積 = cm ； 總質(zhì)量M= g； 流道凝料V=0.5V(流道凝料的體積)是個未知數(shù)， 3 根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算， 塑件越大則比例可以取越小。 6 實際注射量為: V = cm ；實 3 實際注射質(zhì)量為M =1.5M= g；實 根據(jù)實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則， 即： 0.8V V V = V /0.8 公 實 公 實 結合

27、上面的計算， 初步確定注塑機為表3-2所示， 查國產(chǎn)注射機主要技術參數(shù)表取SZ- 60/40， 主要技術參數(shù)如下。 5 表3-2 國產(chǎn)注射機SZ-60/40技術參數(shù)表 畢業(yè)設計(論文) 4.夾片的注塑模具設計 4.1 分型面的選擇 (1)便于塑件脫模、(2)考慮和保證塑件的外觀不遭損壞、(3)盡量保證塑件尺寸的精度要求、(4)有 利于排氣、(5)盡量使模具加工方便。 由于夾片塑件成型后， 緊 緊包住型芯， 故將型芯設定 在模邊，型腔設在動模邊， 開模后塑件留開動模， 有利 于塑件的脫模 圖 4.1 分型面圖 4.2 型腔數(shù)目的確定與排列形式 由于制件比較小， 所以采用一模四腔。 根據(jù)注射機的最

28、大注射量確定型腔數(shù)目。 注射機 的最大注射量為 ， 單個制品質(zhì)量為 W1 克， 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2 克。 則型腔數(shù)目 n 為：)(gG ， 8計算得 n= 。 型腔的排列形式如圖 4.3 所示128.0(Wn 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結構類型 臥 拉桿內(nèi)間距(mm) 220300 理論注射容積（cm ）360 移模行程(mm) 250 螺桿(柱塞)直徑(mm) 30 最大模具厚度(mm) 250 注射壓力(MP )a180 最小模具厚度(mm) 150 注射速率(g/s) 70 模具定位孔直徑(mm) 80 塑化能力(g/s) 35 噴嘴球半徑(mm) 10 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 020

29、0 噴嘴口直徑 - 鎖模力(KN) 400 畢業(yè)設計(論文) 4.3 澆注系統(tǒng)的設計 4.3.1 主流道設計 由于夾片為小型模具可將主流道襯套與定位圈設計成整體式如圖 4.2 所示 圖 4.2主流道圖 主流道尺寸: 根據(jù)所選注射機， 則主流道小端尺為 d=注射機噴嘴尺寸+(0.51)=3.5+0.5=4 m 主流道球面半徑為 RS=噴嘴球面半徑+(12)=20+2=22 m 其主要設計要點: （1）主流道圓錐角 ， 內(nèi)壁粗糙度 。 062Ra63.0 （2）主流道大端呈圓角， 半徑 r=13 ， 以減少料流向過渡時的阻力。 （3）在模具結構允許的情況下， 主流道應盡可能短， 一般小于 60 ，

30、 過長剛會影響熔體的順m 利充型。 （4）主流道襯套與定模座板采用 H7/m6過渡配合， 與定位圈的配合采用 H9/f9間隙配合 （5）主流道襯套一般選用 T8、 T10 制造， 熱處理強度為 5256HRC 4.3.2 分流道設計 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道， 分流道是指主流道末端與澆口之 間這一段塑料熔體的流動通道。 它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前， 通過截面 積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。 因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理 想的充填狀態(tài)， 并在流動過程中壓力損失盡可能小， 能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 8 (1) 分流道

31、的形狀及尺寸 為了便于加工及凝料脫模， 分流道大多設置在分型面上， 分流道截面形狀一般為圓形梯形 U 24nqdL主 畢業(yè)設計(論文) 形半圓形及矩形等， 工程設計中常采用梯形截面加工工藝性好， 且塑料熔體的熱量散失流動阻力 均不大， 一般采用下面的經(jīng)驗公式可確定其截面尺寸： 14265.0LmD 式中， m流經(jīng)分流道的塑料（g）； L分流道的長度（ ） D分流道直徑（ ） 梯形的側(cè)面斜角 a常取 ， 在應用公式時應注意它的適用范圍， 即塑件厚度在 3.2mm以下，015 質(zhì)量小于 200g。 本夾片的體積為 ，質(zhì)量大約 1.g，分流道的長度預計設計成 140mm長，且有 4個型腔， 所 以：

32、 取 D為 8m 取 L為 5 (2)分流道的表面粗糙度 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 1.6m 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 保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。 實際加工時， 用銑床銑出流道后， 少為省一下模， 省掉加工紋理就行了。 （省模：制造 模具的一道很重要的工序， 一般配備了專業(yè)模工， 即用打磨機， 沙紙， 油石等打磨工具將模具 型腔表面磨光， 磨亮， 降低型腔表面粗糙度。）

33、(3)分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關， 有多種不同的布置形式， 但應遵循兩方面原則： 即一方面 排列緊湊、 縮小模具板面尺寸； 另一方面流程盡量短、 鎖 模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式， 如圖 4.3所示： 圖 4.3分流道的布置形式 4.3.3 澆口的設計 澆口亦稱進料口， 是連接分流道與型腔的通道， 除直接澆口外， 它是澆注系統(tǒng)中截面最小 的部分， 但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分， 澆口的位置、 形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 (1)澆口的選用 畢業(yè)設計(論文) 由于所設計的夾片體積過少， 本設計采用的針點式澆口。 點澆口是一種很小的澆

34、口。 物料通 過時， 有很高的剪切速度。 對于降低非牛頓液體中假塑性液體的表觀粘度是很有益的。 同時還 有摩擦生熱的提高料溫等優(yōu)點。 它對于表觀粘度隨剪切速度變化而明顯改變的塑料熔體和粘度較 低的塑料熔體是適用的。 澆口容易在開模時實現(xiàn)自動切斷。 故被廣泛采用。針點澆口的直徑為 0.32 。 模具設計時， 澆口的位置及尺寸要求比較嚴格， 初步試模后還需進一步修改澆口尺m 寸， 無論采用何種澆口， 其開設位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大， 因此合理選擇澆口的開 設位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)， 同時澆口位置的不同還影響模具結構。 總之要使塑件具有良好的 性能與外表， 一定要認真考慮澆口位置的選擇，

35、通常要考慮以下幾項原則： 1) 盡量縮短流動距離、2) 澆口應開設在塑件壁厚最大處、3) 必須盡量減少熔接痕、4) 應有 利于型腔中氣體排出、5) 考慮分子定向影響、6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動、7) 澆口處避免彎曲和受沖 擊載荷、 8) 注意對外觀質(zhì)量的影響。 11 根據(jù)本塑件的特征， 綜合考慮以上幾項原則， 澆點如圖 4.4 所示 圖 4.4 澆點圖 (2)剪切速率的校核 生產(chǎn)實踐表明， 當注射模主流道和分流道的剪切速率 R=510 510 S 、 澆口的剪切速231 率 R=10 10 S 時， 所成型的塑件質(zhì)量最好。 對一般熱塑性塑料， 將以上推薦的剪切速率值451 作為計算依據(jù)， 可用以

36、下經(jīng)驗公式表示 10： R= 5 3.nvRq 式中 q 體積流量（ /S） ；R 澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（ ） 。 vcm33n cm （1）主流道剪切速率校核 Q =0.8Q /T = （ /S） 主 v公 c3 T注射時間， T=1.5（S） ； 畢業(yè)設計(論文) R = = （ ） n421dcm R 主流道的平均當量截面半徑；n d 主流道小端直徑， d =0.4 （ ） ； d 主流道大端直徑， d =0.68（ ）1 1c2 2cm R = = S 主 3.nvq1 （2）分流道剪切速率的校核 第一級分流道： Q = = （ /S） 1分 2主 cm3 R =0.3（ ）n1 R

37、= = S 1分 3.nvq1 第二級分流道： Q = （ /S） 2分 1分Qcm3 因為當量半徑和第一級， 相同所以， R = R /2 S2分 1分 1 （3）澆口剪切速率的校核 R = = S 澆 .nvq1 Q = Q = （ ） ； 澆口面積 S=13=3 ， 當量面積 S= R ， 取 R =1 。 澆 2分 scm/2 m22當n當nm 從以上的計算結果看， 流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)， 證明流道與澆口的尺 寸取值是合理的。 5. 成型零件的設計與加工工藝 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

38、工作時， 直接與塑料接觸， 塑料熔體的高壓、 料流的沖刷， 脫模時 與塑件間還發(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構合理， 有較高的強度、 剛度及較好的耐磨性能。 設計成型零件時， 應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求， 確定型腔的總體結構， 選擇分型面和澆口 位置， 確定脫模方式、 排氣部位等， 然后根據(jù)成型零件的加工、 熱處理、 裝配等要求進行成型零件結構設計， 計算成型零件的工作尺寸， 對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。 5.1 凹模工作尺寸的計算 凹模是成型塑件外形的模具零件， 其工作尺寸屬包容尺寸， 在使用

39、過程中凹模的磨損會使 畢業(yè)設計(論文) 包容尺寸逐漸變大。 因此， 為了使得模具的磨損留有修模的余地， 以及裝配的需要， 在設計模 具時， 包容尺寸盡量取下限尺寸， 尺寸公差取上偏差。 模具工作尺寸與塑件尺寸的關系如圖 5.1 所示： 1 凸模 2塑件 3 凹模 圖 5.1 凸凹模圖 1）凹模徑向尺寸的計算 4zscpmLS43)1(1 式中 L 以最大端加工時凹模的徑向尺寸；m1 塑件的公差值； 塑件尺寸公差根據(jù) GB/T144861993模塑件尺寸公差表取 MT2 B級， 由尺寸段決定值的大?。?制造公差， = ； S 塑件的平均收縮率， S =0.005。 zz3cp cp 2）凹模型腔

40、高度尺寸的計算： H =(1+ S )H ms32z 式中 H 塑件的凹模型腔高度尺寸， H =10.4 s s 5.2 凸模工作尺寸的計算 凸模是成型塑件外形的， 其工作尺寸屬被包容尺寸， 在使用過程中凸摸的磨損會使被包容尺 寸變小。 因此， 為了使得模具的磨損留有修模的余地， 以及裝配的需要， 在設計模具時， 被 包容尺寸盡量取上限尺寸， 尺寸公差取下偏差。 1）凸模徑向尺寸的計算： L =(1+ S ) L + Mcp143Z 凸模尺寸如圖 5.1所示。 式中 L 加工時凸模的徑向尺寸； 1 2）凸模高度尺寸的計算： H =(1+ S ) H + 5 Mcp32Z 畢業(yè)設計(論文) 式中

41、 H 凹模深度減去塑件壁厚型芯的理論高度。 S 5.3 固定板與支承板的設計 531 固定板的設計 固定板有動模固定板與定模固定板以及推桿固定板，其作用是用來固定型芯、凹模、 導柱、 導套、 推桿等，困此要有一定的厚度及強度。一般用 45鋼制成。 532 支承板的設計 墊塊，它是由連接支承板與動模座板的零件。其作用有兩點，一是形成推出機構的行空間，二 是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝要求。 墊塊一般用中碳鋼制成，也可用 A 鋼。墊塊的高度為 ，式中， 為3 擋 板推 板推 固推 出 hh推 出h 塑件應推出高度（ ） ， 為推桿固定板厚度(mm)， 為推板厚度( )， 為擋銷的長度(

42、m推 固h推 板 m擋 銷 )m 圖 5.2 支承板與固定板 54 側(cè)向分型與分型機構的設計 由于夾片的形狀特殊，需設計分型機構與抽芯，才能取出制件 。本設計采用斜頂桿測抽芯機， 它具有結構簡單、制造方便、安全可靠等特點 其要作過程是：開模時斜頂桿作用于滑塊，迫使滑塊在動模板的導滑槽，向上移動，完成側(cè)抽 芯動作，凹模由頂桿推出定模 斜頂桿的設計要點 其傾角查表 6得為 5 10 ，取 10 ，斜頂桿的長度主要根據(jù)抽芯距離、斜導柱直公式及傾斜00 角的大小而確定。 2滑塊的設計 畢業(yè)設計(論文) 活動滑塊的連接形式采用組合式，如圖 5.3所示 圖 5.3滑塊圖 (2)滑塊的導滑形式:滑塊在導槽中

43、的活動必需順利平穩(wěn),不以發(fā)生卡滯、跳動等現(xiàn)象，本設計 采用燕尾槽連接，如圖所示 (3)滑塊的導滑長度 應在于滑塊寬度 B的 1.5倍,滑塊完成抽芯動作后應繼續(xù)留在導槽內(nèi),并保L 證在導滑內(nèi)的長度不小于 l不小于滑塊全長 L的 2/3。 5.5 脫模機構的設計 注射成型每一循環(huán)中， 塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?， 完成脫出塑件的 裝置稱為脫模機構， 也稱頂出機構。 脫模機構的設計一般遵循以下原則： 1）塑件滯留于動模邊， 以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置， 完成脫模動作。 2）由于塑件收縮時包緊型芯， 因此推出力作用點盡量靠近型芯， 同時推出力應施于塑件剛 性和強度最大的部位。 3）結

44、構合理可靠， 機械的運動準確、 可靠、 靈活， 并有足夠的剛度和強度， 便于制造 和維護。 4）保證塑件不變形、 不損壞， 保證塑件外觀良好。 畢業(yè)設計(論文) 本設計使用簡單的推件板脫模機構和成型零件的脫模機構， 如圖 5.4所示。 因為該塑件的分 型面簡單， 結構也不復雜， 采用推簡單的脫模機構可以簡化模具結構， 給制造和維護帶來方便。 脫模機構做說明如圖 5.4所示，模具在開模時，定模板板座 1和中間板 2中的凸模在分型面打開， 當定模板 1移動到定距螺釘最下端的位置，定模板在彈簧的作用下與中間板分開，凸模中的塑料由 定模痤板中的斜孔中的塑料一起拉出，完成一次脫模。凹模在這一系列動作之后

45、，由斜頂桿作用于 斜滑塊，使得斜滑塊原燕尾槽向上移動，完成側(cè)抽芯。 圖 5.4 脫模機構 5.6 脫模力計算 當塑件收縮包緊型芯時， 未脫模時， 正壓力（F 正）就是對型芯的包緊力， 此時的摩擦阻 力即為: F 阻=fF 正 然而， 由于型芯有錐度， 故在脫模力（F 脫）的作用下， 塑件對型芯的正壓力降低了 F 脫sin， 即變成了（F 正-F 脫sin） 5， 所以此時的摩擦阻力為： F阻=f (F 正-F 脫sin)=fF 正-fF 脫sin F阻摩擦阻力（N） ； f摩擦系數(shù)， 一般取 f=0.151.0; F正因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力（即包緊力） （N）; F脫脫模力（N） ； 脫

46、模斜率， 一般為1 2。 根據(jù)受力圖可列出平衡方程式 Fx=0 即：F 脫+F 正sin=F 阻cos 畢業(yè)設計(論文) 5.7 排氣設計原則 通常， 選擇排氣槽的開設位置時， 應遵循以下原則： 1）排氣口不能正對操作者， 以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； 2）最好開設在分型面上， 如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； 3）最好設在凹模上， 以便于模具加工和清模方便； 4）開設在塑料熔體最后才能填充的模腔部位， 如流道或冷料穴的終端； 5）開設在靠近嵌件和制件壁最薄處， 因為這樣的部位最容易形成熔接痕； 6）若型腔最后充滿部位不在分型面上， 其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時， 可在 型腔相應部位鑲嵌燒

47、結的多孔金屬塊， 以供排氣。 7）高速注射薄壁型制件時， 排氣槽設在澆口附近， 可使氣體連續(xù)排出； 若制件具有高深的型腔， 那么在脫模時需要對模具設置引氣系統(tǒng)， 那是因為制件表面與型心 表面之間在脫模過程中形成真空， 難于脫模， 制件容易變形或損壞。 熱固性塑料制件在型腔內(nèi) 的收縮小， 特別是不采用鑲拼結構的深型腔， 在開模時空氣無法進入型腔與制件之間， 使制件 附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚， 因此， 必須引入引氣系統(tǒng)。 本模具的排氣孔設計在分型面上。 6 注射機的校核 6.1 注射壓力的校核 該項工作是校核所選注射機的公稱壓力 P 能否滿足塑件成型時所需要的注射壓力 P0， 塑件成公 型

48、時所需要的壓力一般由塑料的流動性塑件的結構和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定， 其值一 般為 70150 。 PA6 所需的注射壓力 P0如表 3-3所示。 aMP 表 3-3 所需的注射壓力 P0 注射條件塑料 厚壁件 中等厚壁件 難流動的薄壁窄澆口件 PA690101 101140 140 P p0， 滿足條件。 公 6.2 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后， 可以按下式校核注塑機的額定鎖模力： FK A P ， 滿足要求。 分 型 式中 F注塑機額定鎖模力： 400 ； K 安全系數(shù)， 通常取 1.11.2， 取 K=1.2； N 0p公 畢業(yè)設計(論文) 6.3 塑化能力的

49、校核 初定的成型周期為 30秒計算， 實際要求的塑化能力為 成 型 周 期每 次 實 際 注 射 量 即： （g/s） ， 小于注塑機的塑化能力 35（g/s） ， 說明注射機能完全滿足塑化要求。 6.4 安裝部分相關尺寸的校核 噴嘴尺寸： 注射機的噴嘴與模具的澆套關系如圖 3-1所示。 主流道的始端球面半徑 R應比注 射機噴嘴頭球面半徑 R0大 12 ； 主流道小端直徑 d應比m 圖 3-1 噴嘴直徑 大 0.51 ， 以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。0dm 6.5 模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： 滿足要求。 maxminH 式中 H 所設計的模具厚度 200 ； m H 注塑機所

50、允許的最小模具厚度 150 ；min 注塑機所允許的最大模具厚度 250 ；ax 6.6 模具安裝尺寸校核 注塑機的動模板， 定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽， 用于安裝固定模具。 模具固定安裝方法有兩種： 螺釘固定， 壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方 法） ， 模具動， 定模板上的螺孔及其間距， 必須與注塑機模板臺面上對應的螺孔一致； 采用壓 板固定時（小模具多用這種方法） ， 只要在模具的固定板附近有螺孔就行， 有較大的靈活性。 該模具外形尺寸為 200200屬中小型模具 9， 所以采用壓板固定法（一般認為當尺寸在 500500內(nèi)為中小模具） 。 畢業(yè)設計(論

51、文) 6.7 開模行程校核 所選注塑機為全液壓式鎖模機構， 最大開模行程受模具厚度影響。 此時最大開模行程 S 等開 于注塑機移動、 固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。 S H +H +（510） 5 滿足要求。 開 12m 式中 S 注塑機移模行程 500 ；開 H 推出距離 15 ；1 H 流道凝料與塑件高度 100 。 2 7.模具總裝圖及工作原理 說明：圖 7.1為斜頂桿側(cè)抽芯注塑模工作狀態(tài)示意圖 工作原理：模具在開模時，定模板座 7在彈簧 2的作用下沿第一個分型面打開，主流道內(nèi)的塑 件在拉料桿 14的作用下拉出，當定模板座向上移動到定距螺釘 3的最下端，模具沿第二個分型面 打開

52、，凸模在中間板內(nèi)一起拉出。凹模 4在斜頂桿 16的作用下，在燕尾槽內(nèi)向上移動，完成側(cè)抽 模具的側(cè) 抽芯 0.8 1 30 A-123 5678910213456178920 畢業(yè)設計(論文) 圖 7.1裝配圖 1內(nèi)六角螺釘 2彈簧 3定距螺釘 4斜滑塊 5澆口套 6型芯 7定模座板 8導柱 9中間板 10導套 11動模板 12支撐板 13墊塊 14拉料桿 15復位桿 16動模座板 17頂出板 18頂出底板 19內(nèi)六角螺釘 20推桿 參考文獻 1徐灝. 機械設計手冊. 機械工業(yè)出版社，1991 B1中國模具設計大典. 2 邱建新、李發(fā)根等模具工業(yè)發(fā)展趨勢綜述CAD/CAM與制造業(yè)信息化. 3 汪

53、克飛, 杜濟美, 程德華. 我國緊固件行業(yè)模具生產(chǎn)現(xiàn)狀J . 模具技術, 1992. 4 塑料模設計手冊編寫組. 塑料模設計手冊. 機械工業(yè)出版社，1994 5 葉久新 、王群主編塑料制品成型及模具設計湖南科學技術出版社2005年8月. 6 唐志玉. 模具設計師指南. 國防工業(yè)出版社，1999 7 賈潤禮，程志遠. 實用注塑模設計手冊. 中國輕工業(yè)出版社，2000 8 模具制造手冊編寫組. 模具制造手冊. 機械工業(yè)出版社，1996 9 黃毅宏. 模具制造工藝. 機械工業(yè)出版社，1999 10 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生. 模具設計與制造簡明手冊. 上海科學技術出版社，1998 11 彭建聲. 簡明模具工實用技術手冊. 機械工業(yè)出版社，1993