【正文】 注射模設(shè)計(jì) 1 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 密線盒注射模設(shè)計(jì) 學(xué) 院 _ 材料能源學(xué)院 _ 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 20班 年 級(jí) 姓 名 徐錦標(biāo) 指導(dǎo)教師 汪立勝 （ 年 月 ） 廣東工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院制 注射模設(shè)計(jì) 2 目 錄 前言 3 一 . 塑料制品的工藝性分析 4 二．計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 7 三 注射機(jī)型號(hào)的初步擬定 8 四 .模具結(jié)構(gòu)方案的確定 8 分型面的確定 8 型腔數(shù)目及分布方式的確定 9 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 10 五 .模具中相關(guān)的校核 13 六．成型零部件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工作尺寸計(jì)算 15 型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15 型心結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 七．導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 八 .頂出機(jī)構(gòu)的確定 20 九．加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 十 .模架的設(shè)計(jì) 23 十一 . 相關(guān)零件的加工工藝過程 24十二 . 模具的工作過程 28 十三 .參考文獻(xiàn) 28 十四 . 結(jié)束語 28 附錄一 成型零件加工工藝卡片 附錄二 成型零件零件圖 附錄三 模具總裝圖 注射模設(shè)計(jì) 3 前 言 時(shí)光 似梭， 學(xué)校 的 3年 學(xué)習(xí)一晃而過， 眼看就要畢業(yè)例如， 為具體的檢驗(yàn)這三年來的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測(cè)理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力 ，除了平時(shí)的考試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即此次設(shè)計(jì)的課題為 密線盒 的注塑模具。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度 較小 ，模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 ，對(duì) 于我第一次做設(shè)計(jì)是一次挑戰(zhàn) 。它能加強(qiáng) 我 對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉 我 對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。 使我這三的學(xué)習(xí)的東西都運(yùn)用上去。 本次設(shè)計(jì)以注射 密線盒 模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。 靈活的運(yùn)用了我們?cè)趯W(xué)校實(shí)習(xí)中學(xué)習(xí)的車，銑，磨，電火花等機(jī)加工機(jī)器。 在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了 CAD、 Pro/E 等技術(shù)，使用 Office 軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。 本次設(shè)計(jì)中得到 汪立勝汪老師的悉心 指點(diǎn)。同時(shí)也非常感謝 廣東省高級(jí)技工學(xué)校 的 老師們 精心教誨。 由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù) 和個(gè)兒能力 有限，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評(píng)指正。 注射模設(shè)計(jì) 4 密線盒注射模設(shè)計(jì) 高模 20 班 徐錦標(biāo) 塑料制品的工藝性分析 如圖一所示為密線盒 圖一 密線盒 塑件的原材料分析 塑件的材料是聚苯乙稀 (PS)。 （ 1）主要用途：聚苯乙烯是 僅 次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。在工 業(yè) 上可用于制作 儀 表外 殼 、汽 車燈 罩、指示 燈 罩、化 學(xué)儀 器零件、透明模型等。在 電 氣方面用于制作良好的 絕緣 材料，如 電視結(jié) 構(gòu)零件、接 線 盒和電 池盒等。在日用品方面 則廣 泛用于制作 包裝 材料、各種容器和玩具等。 （ 2）基本特性：聚苯乙烯是 無 色透明并有光 澤 的非 結(jié) 晶型 線 型 結(jié) 構(gòu)的高聚物，落地 時(shí)發(fā) 出清脆的 類 似 金 屬 的 聲 音，密度 為 。聚苯乙烯 的透明性好，透光率高，在塑料中其光 學(xué) 性 能僅 次于有機(jī)玻璃。聚苯乙烯有優(yōu)良的 電 性能（尤其是高 頻絕緣 性能）和一定的化 學(xué)穩(wěn) 定性。聚苯乙烯能耐酸（硝酸除外）、 堿 、醇、油、水等，但 對(duì) 氧化 劑 、苯、四氯化碳、酮 類 （除丙酮外）、酯 類 等的抵抗能 力較 差。聚苯乙烯的 著 色性能優(yōu)良，能染成各種鮮艷 的色彩。聚苯乙烯耐 熱 性低， 熱變溫 度一般在 70C— 98C，所以只能在不高的 溫 度下使用。聚 苯乙烯 質(zhì) 地硬而脆，有 較 高的 熱 膨 脹 系 數(shù) ，塑件易 產(chǎn) 生內(nèi)應(yīng) 力，易 開 裂，因此，限制了它在工程上的 應(yīng) 用。近幾十年 來 ，由于有了改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯 為基 體的共聚物， 從 而 擴(kuò) 大了它的用途。 注射模設(shè)計(jì) 5 （ 3）成型特 點(diǎn) ：聚苯乙烯成型性能優(yōu)良，吸水性小，成型前可以不 進(jìn) 行干燥。由于 熱 膨 脹 系 數(shù)高 ，塑件中不宜有嵌件，否 則會(huì) 因 兩 者的 熱 膨 脹 系 數(shù)相 差太大而 導(dǎo) 致 開 裂。宜用高料 溫 、高模 溫 、低注射 壓力 成型并延 長(zhǎng) 注射 時(shí)間 ，以防止 縮 孔及 變 形，降低 內(nèi)應(yīng) 力。由于聚苯乙烯流 動(dòng) 性好，模具 設(shè)計(jì) 中大多采用 點(diǎn)澆 口形式。聚苯乙烯可采用注射、 擠 出、真空等各種成型方法。 、塑件的結(jié)構(gòu)尺寸精度及表面質(zhì)量的分析 結(jié)構(gòu)分析 ： 此產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)為一回轉(zhuǎn)體，總高為 60mm,最大直徑 70mm，壁厚均勻，均為 3 mm，在頂端有一凹槽，而且內(nèi)直徑為 22mm，高度為 15mm,利于模具的加工，底部有 5mm 高的壁厚為 2mm 的一小部分，但對(duì)模具的結(jié)構(gòu)不會(huì)有大的影響，總體說來此塑件是很適合采用塑料模具生產(chǎn)。 尺寸精度和表面質(zhì)量分析： 密 餞 盒上各尺寸都是自由公差。 為 了 減 少模具制造的 難 度和保 證塑 件的使用要求，按照 數(shù) 據(jù)建 議 采用的精度 為 中等精度，材料（ PS）所做零件的中等精度是IT5 級(jí) 。塑件的尺寸有： ? ? 、 ? 64 ? 、 ? ? 、 ? ? 、 ? ? 、 ? 22 ? 、? 、 12 ? 、 ? 、 ? 。 塑件的表面粗糙度 無 要求，而塑料制品的表面粗糙度一般在 ～ 之 間 ，一般模 具工作部分表面粗糙度要求比塑件要求低 1～ 2 級(jí) ，根據(jù)此塑件 無表面粗糙度要求，因此塑件 選 ，模具制造表面粗糙度 。 從 塑件的壁厚上看，塑件壁厚最大 處 在 3mm 以 內(nèi) ，而最小 處則為 2mm，壁厚的均 勻 程度不理想，要注意 對(duì) 成型 條 件的控制。塑件未注 圓 角取 ㎜。 塑件是大批量生 產(chǎn) ， 為 了提高生 產(chǎn) 率， 盡 量采用多型腔，自 動(dòng)脫 模，用高 壽命模具材料。 壁厚分析 塑件的壁厚取 決 于塑件的使用 條 件，即 強(qiáng) 度、 剛 度、 結(jié) 構(gòu)、 電 性能、尺寸穩(wěn) 定性以及 裝配 等各 項(xiàng) 要求。 壁厚的大小 對(duì) 塑料成型影 響 很大，所以合理地 選擇 塑 件壁厚是很重要的。壁厚不宜 過 小， 這 是因 為 在使用上必 須 有足 夠 的 強(qiáng) 度和 剛 度；在 裝配時(shí) 能 夠 承受緊 固力；在成型 時(shí) 熔體能 夠 充 滿 型腔，在 脫 模 時(shí) 能 夠 承受 脫 模機(jī)構(gòu)的 沖擊 和振 動(dòng) 。壁厚也不宜 過 大， 不僅 浪 費(fèi) 原料，增加塑件的成本，而且增加成型 時(shí)間 和冷 卻時(shí)間 ，延 長(zhǎng) 成型周期，降低生 產(chǎn) 率。 對(duì) 于 熱 固性塑料 還 可能造成固化不足。另外也容易 產(chǎn) 生氣泡、 縮 孔、凹痕、 翹 曲等缺陷。 塑件壁厚 設(shè)計(jì) 的基本原 則 是 均 勻 壁厚。即：充模、冷 卻 收 縮 均 勻 ，形 狀性好，尺寸精度高，生 產(chǎn) 率高。 塑件壁厚大小主要取 決 于塑料品種、塑件大小以及成型工 藝條 件。 熱 固性塑料的小塑 件，壁厚取 ~2mm；大型件取 3~8mm。由于 熱 塑性塑料易于成型薄壁塑件，壁厚可 達(dá) ，但一般不宜小于 ，常 選 2~4mm。 這 里取 3mm. 表面質(zhì)量分析及表面粗糙度的選擇 塑件表面 質(zhì) 量包括有 無 斑 點(diǎn) 、 條紋 、凹痕、起泡、 變 色等缺陷， 還 有表面注射模設(shè)計(jì) 6 光 澤 性和表面粗糙度。表缺陷必 須 避免；表面光 澤 性和表面粗糙度 應(yīng) 根據(jù)塑件使用要求而定，尤其是透明塑件， 對(duì) 光 澤 性和表面粗糙度有 嚴(yán) 格要求。 塑件的表面粗糙度，除了在成型 時(shí)從 工 藝 上 盡 可能避免冷疤、波 紋 等疵 點(diǎn) ，主要由模具成型零件的表面粗糙度 決 定。一般模 具的表面粗糙度比塑件粗糙度高一 級(jí) 。 對(duì) 于透明的塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明的塑件， 則根據(jù)使用情 況 可以不同。 塑件的表面粗糙度可 參 照 GB/T 142341993 選 取，一般取 Ra 在 ~之 間 。 這 里取 。 。 成型工藝參數(shù) 制品的成型工藝參數(shù)如表 表 成型工藝參數(shù) 塑料名稱 聚苯乙烯 注射機(jī) 類 型 柱塞式 預(yù)熱 和干燥 溫 度 t/?C 60~75 時(shí)間 T/h 2 料筒 溫 度 t/?C 后段 140~160 中段 前段 170~190 噴 嘴 溫 度 t/?C 模具 溫 度 t/?C 32~65 注射 壓力 p/Mpa 60~110 成型 時(shí)間 T/h 注身 時(shí)間 15~45 保 壓時(shí)間 0~3 冷 卻時(shí)間 15~60 總 周期 40~120 螺桿 轉(zhuǎn) 速 n(? ) 18 后 處 理 方法 紅處線燈 烘箱 溫 度 t/?C 70 時(shí)間 T/h 2~4 二、計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 、計(jì)算塑件體積 塑件的體積即由圓柱的體積減去端面所凹進(jìn)去的那部分體積。具體計(jì)算如下所示： VA＝ ? [（ 68/2） 2（ 64/2） 2] ? 5 = VB＝ ? [（ 70/2） 2（ 64/2） 2] ? 52 注射模設(shè)計(jì) 7 = VC＝ ? [（ 70/2） 2（ 22/2） 2] ? 3 = VD＝ ? （ 28/2） 2? 3 = cm3 VE＝ ? [（ 28/2） 2（ 22/2） 2] ? 9 = cm3 V 塑 ＝ VA+VB+VC+VD + VE ＝ 、計(jì)算塑件質(zhì)量 聚苯乙烯的收 縮 率： 此塑件的壁厚在 2～ 3 ㎜之 間 ，收 縮 率在 ～ ﹪之 內(nèi) ，密度 為 。即收 縮 率的平均值為： Scp= %2 maxmin SS ? ＝ (﹪＋ ﹪ )/2＝ ﹪ 設(shè)單個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量為 M，即： M= V? =?=≈ 52g 注：同一種塑料，因生產(chǎn)廠、生產(chǎn)日期和批量不同 ，技術(shù)指標(biāo)會(huì)有差異，應(yīng)以具體產(chǎn)品的檢驗(yàn)說明為準(zhǔn)。 三、注射機(jī)型號(hào)的初步擬定 設(shè)備 的 選擇 可直接根據(jù)注射量 來選擇 ，所需注射量為塑件（ 4 件）的重量（體積）與澆注系統(tǒng)凝料的重量（體積）之和。 澆注系統(tǒng)凝料的重量（體積），在模具沒最后確定之前是一個(gè)未知數(shù)值：若是流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件質(zhì)量或體積的 15%~20%（注塑廠的統(tǒng)計(jì)資料）；若是流動(dòng)性不太好或是精密塑件，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積是塑件的 ~1 倍；當(dāng)塑料熔體粘度高，塑件愈小、壁愈薄，型腔越多又作平衡式布置時(shí)，澆注系統(tǒng) 的質(zhì)量或體積甚至還要大。在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)以塑件總重量（體積）的 60%來估算。 V＝ 4V 件 ＝ 4? cm3= cm3 V 澆 ＝ 60％ V 件 ＝ ? cm3= cm3 V 實(shí) ＝ V+V 澆 ＝ V 公 ＝ V 實(shí) /＝ 根據(jù) 標(biāo)稱 注射量 V 公 ＝ ， PS的注射 壓力 為 60～ 110MPa， 根據(jù)工廠現(xiàn)在的注射機(jī) 的型號(hào)和規(guī)格以及考慮產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特征 ， 注射機(jī) 初 選 HS280A 注射機(jī)，查得 HS280A 注射機(jī)的有 關(guān)參數(shù) 如表 3所示 ： 注射模設(shè)計(jì) 8 表 3HS280A 注射機(jī) 主要參數(shù) 項(xiàng)目 單位 參數(shù) 射料重量 g 737 螺桿直 徑 mm 60 注射體積 cm3 770 注射行程 mm 275 注射 壓力 Kg/cm178。 1740 螺桿 轉(zhuǎn) 速 10170 注射方式 螺桿式 鎖模力 TON 280 四柱內(nèi)空間 mm 590 590 開模行程 mm 540 模板最大開距 mm 1130 容模厚度 mm 270590 頂出力 Ton 頂出行程 mm 130 油缸容量 Litre 520 電熱功率 KW 電馬達(dá)功率 KW 22 機(jī)身重量 Ton 11 付船尺碼 m 2 四．模具結(jié)構(gòu)方案的確定 分型面的確定 最佳分型面的 選擇 在模具 設(shè)計(jì) 中，分型面的 選擇決 定了模具 結(jié) 構(gòu)， 應(yīng) 根據(jù)分型面的 選擇 原 則 和塑件的成型要求 選擇 分型面。 分型面的 選擇 原 則 如下： 1. 分型面 應(yīng)選 在塑件外型最大 輪 廓 處 。 2. 確定有利的留模方式，便于塑件 順 利 脫 模。 3. 保 證塑 件的精度要求。 4. 滿 足塑件的 外 觀質(zhì) 量要求。 5. 便于模具加工制造。 6. 對(duì) 成型面 積 的影 響 。 7. 對(duì) 排氣效果的影 響 。 8. 對(duì)側(cè) 向抽芯的影 響 。 該 塑件的形 狀為圓 柱體上有幾