【正文】 的校核 ..................................... 33 鎖模 力的校核 ......................................... 35 最大注射壓力的校核 ................................... 35 模具厚度校核 ......................................... 36 開模行程的校核 ....................................... 36 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 ............................................ 37 模架的概述 ........................................... 37 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) .............................................. 39 第五章 模具圖 ................................................. 40 模具型芯圖 ................................................. 40 模具型腔圖 ................................................. 43 模具的三維脫模過(guò)程 ........................................ 44 第六章 模具總裝圖 ............................................. 46 第七章 總 結(jié) .................................................. 48 參 考文獻(xiàn) ....................................................... 49 致 謝 .......................................................... 50 西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒 論 課題背景及意義 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，使得產(chǎn)品的功能日趨多元化，產(chǎn)品的生命周期不斷縮短，塑料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨多樣化和復(fù)雜化，客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文 詳細(xì)介紹了注射模具分型面成型零部件、分型面、澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)等模具主要的 設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說(shuō)明。這在一定程度上決定了模具設(shè)計(jì)和注射成型過(guò)程的復(fù)雜性，有些注射成型問(wèn)題連有經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)師和注射工藝師都很難把握。塑料模優(yōu)化設(shè)計(jì)，是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。當(dāng)塑料制品及 其成形設(shè)備被確定后，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占 80%。隨著塑料模應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，地位的不斷提高，對(duì)此國(guó)家已制定出明確的奮斗目標(biāo)。 （ 3）整個(gè)成型周期中，塑件 —— 模具 —— 環(huán)境組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。 詳細(xì)尺寸見(jiàn)圖 21(a)、 （ b） ， Pro/E生成產(chǎn)品的三維模型 圖 見(jiàn)圖 22（ a） 、（ b） 。根據(jù)成型工藝的要求，應(yīng)盡量使制件各部 分壁厚均勻，避免有的部位太厚或者太薄，否則成型后會(huì)因收縮不均勻而使制品變形或產(chǎn)生縮坑，凹陷燒傷或者填充不足等缺陷。故而，塑件的精度應(yīng)盡量選西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 擇的低些。此結(jié)構(gòu)本身就在常用的脫模斜度范圍內(nèi)，本身就有利于制品脫模，且此塑料制品的材料為 PP，此產(chǎn)品能夠脫模，故無(wú)需另行設(shè)計(jì)。開模后由于拉料桿的拉料作用以及塑件應(yīng)收縮包緊在型芯上，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一同留在動(dòng)模一側(cè)，動(dòng)模一側(cè)設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。此外，為了中間板在工作過(guò)程中的導(dǎo)向和支撐，所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導(dǎo)柱，如該導(dǎo)柱同時(shí)對(duì)動(dòng)模導(dǎo)向，則導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)為： 西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 式中： S—限位銷到定距拉板末端距離 （㎜），即第二次分型的距離； H—中間板的厚度（㎜） 而動(dòng)模部分是否設(shè)導(dǎo)柱，則由推出機(jī)構(gòu)類型決定，如本設(shè)計(jì)中是采用推出機(jī)構(gòu)脫模，則在 定 模一側(cè)應(yīng)設(shè)導(dǎo)柱。即： 塑化 —— → 注射充模 —— → 固化成形 脫模過(guò)程 由 1 到 4 形成了一個(gè)循環(huán)。 圖 31 立式注射成型機(jī) 臥式注射成型機(jī) 如圖 3－ 2 這是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞或螺桿 與合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。 此外還有轉(zhuǎn)盤式注射成型機(jī)、旋轉(zhuǎn)式注射成型機(jī)、熱固性塑料注射成型機(jī)、雙色注射成型機(jī)等。 表 XS— ZY— 125型注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范 注射量 /cm3 125 模板最大行程 /mm 300 螺桿直徑 /mm 42 模具厚度 /mm 最大 300 注射壓力 /MPa 119 最小 200 注射行程 /mm 115 拉桿空間 /mm 260290 注射時(shí)間 /s 模板尺寸 /mm 428450 鎖模力 /kN 900 噴嘴球徑 /mm SR12 最大成型面積 /cm2 320 噴嘴孔徑 /mm φ4 噴嘴尺寸 注塑機(jī)噴嘴頭一般為球面，其球面半徑 R應(yīng)與模具的主流道始端的球面半徑吻合，以免高壓熔體從隙縫處溢出，一般模具的 主流道始端 球面半徑應(yīng)比噴嘴球半徑大 2～ 5mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料無(wú)法脫出，其相應(yīng)尺寸關(guān)系如圖 35。 本模具采用后一種。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；模具制造成本高，周期長(zhǎng)。而對(duì)于塑件尺寸精度的影響因素主要有以下方面： 其主要是 塑料熔體在成型行腔中的流動(dòng)以及脫模時(shí)塑件與型腔或型心的摩擦，而以 后者為主。查資料得 = 代入數(shù)據(jù)得： 螺距 式中 : MP 螺紋型芯螺距（ mm）； SP 塑件內(nèi)螺紋螺距（ mm）； 螺紋型芯螺距制造公差（ mm）。若沿圓周進(jìn)行拋光，產(chǎn)生側(cè)向凹凸面，使主流道凝料難以拔出。 3. 為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道和注塑機(jī)的噴嘴緊密接觸，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑 R= X +( 2~5 )mm， X=18mm，取 R=21mm。 ，用以平衡進(jìn)料；對(duì)于多澆口單型腔模具，用于控制熔接痕的位置。 3. 澆口的部位應(yīng)選在易于排除型腔內(nèi)空氣的位置。 合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu) 注塑模閉合時(shí)為了保證型腔形狀和尺寸的準(zhǔn)確性，應(yīng)按一定的方向和位置合模，所以必須設(shè)有導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，最常見(jiàn)的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)是在模具型腔四周設(shè) 2～4對(duì)互相配合的導(dǎo)向柱和導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模邊或在定模邊均可，但一般設(shè)在主芯型周圍。導(dǎo)柱長(zhǎng)度應(yīng)該比凸模端面的高度高出 6～ 8mm （ 2）形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或半球形的先導(dǎo)部分，錐形頭高度取與相鄰圓柱直徑的 1/3，前端還應(yīng)倒角，使其能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。 （ 2）公差配合與表面粗糙度 導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間采用動(dòng)配合 H7/f7。設(shè)計(jì)的導(dǎo)套如圖 45所示； 圖 45 帶頭導(dǎo)套 緊固系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具所有的模板和零件（除導(dǎo)套和導(dǎo)柱外）都是用內(nèi)六角螺釘連接的。 綜上所述，因模具的斜導(dǎo)柱為對(duì)稱布置，且抽芯距較小，抽芯力也不大，取 α ＝ 20176。 對(duì)于 杯蓋由于有內(nèi)螺紋脫模時(shí)需要用絲杠帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)齒輪再帶動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng) ， 用此代替推桿 、推板。 齒輪的材料為 20Cr,絲杠的材料一般多為 GCr15。對(duì)于模溫超過(guò) 80℃的塑料，以及大型模具需要設(shè)置加熱裝置。C； int 模具的進(jìn)水溫度 186。只有這樣，才能處理好注塑模與注塑機(jī)之間的關(guān)系，使設(shè)計(jì)出來(lái)的注塑模能在注塑機(jī)上安裝和使用。 由資料 可知， PE的熔體壓力為 30/MPa。注塑機(jī)最大開模行程的大小直接影響模具所能成形的塑件高度，太小時(shí)塑件無(wú)法從動(dòng)、定模之間取出。 —包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（ 216mm）。根據(jù)需要，還有特 殊的模架，如點(diǎn)澆口模架等。 a 主視圖 b 俯視圖 圖 47 標(biāo)準(zhǔn)模架 （ a,b） 西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 瓶蓋選用 AI4040A50B30C120型標(biāo)準(zhǔn)模架如圖 48所示； 圖 48 標(biāo)準(zhǔn)模架 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件熔體充填型腔時(shí)，必須排出型腔以及 澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑件受熱而產(chǎn)生的氣體?？紤]該塑件尺寸，屬于中小型簡(jiǎn)單型腔模具，故可以利用 分型面 之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值為 。模架部分要自行設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)模架尺寸確定之后，對(duì)模具有 關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 模架是否適當(dāng)，尤其 是 大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。 頂出裝置的校核 各種型號(hào)注塑機(jī)開合模系統(tǒng)中采用的頂出裝置和最大頂出距離不盡相同，設(shè)計(jì)的模具必須與其相適應(yīng)。對(duì)于帶有不同形式的鎖模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)，其最大開模行程有的與模具厚度有關(guān)，有的則與模具厚度無(wú)關(guān)。 最大注射壓力的校核 注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時(shí)所需的注射壓力，即 maxP ≥ KP 式中 ： maxP 注射機(jī)的最大注射壓力； P 塑料件成型時(shí)所需的注射壓力。當(dāng)注射機(jī)的最大注射量以最大注射容積 maxV 等于或大于成型塑料件的體積 sV 即 LK maxV ≥ sV 式中 ： sV 塑料件所需塑料的體積（包括澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內(nèi)， cm3）； maxV 注射機(jī)最大注射量（公稱容積， cm3）； LK注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取 LK =。 由熱平衡條件 outQ = inQ 可得： ? ? ? ?inoutw iinoutw piw ttC nGttC mm ?????? 其中，取 outt 為 28186。 PE 要求的模溫為 40℃～ 70℃，不超過(guò) 80℃，也無(wú)須設(shè)置加熱裝置。因此，必須設(shè)有復(fù)位裝置。采用何種不同類型的推出脫模機(jī)構(gòu)，其選用原則如下： 西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 1. 使制品脫模后不致變形，推力分布均勻，推力面盡可能大，并靠近型芯。查表得最大彎曲力 Fw、 Hw，根據(jù) Fw和 Hw以及 α ，查表得斜導(dǎo)柱直徑為 16mm。 側(cè)向分型設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 采用圓形截面的斜導(dǎo)柱，其圖如 46. 圖 46 斜導(dǎo)柱 西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 α 一般在設(shè)計(jì)時(shí) α 不大于 25176。 （ 3）材料 導(dǎo)套的材料可用耐磨材料，如銅合金制造，當(dāng)用碳鋼時(shí)也可采用碳素工具鋼淬火處理。 （ 3）公差配合 安裝段與模板間采用過(guò)渡配合 H7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 用動(dòng)配合（間隙配合） H7/f7。這對(duì)于移動(dòng)式模具采用人工合模時(shí)特別重要。當(dāng)無(wú)法避免產(chǎn)生熔合紋的產(chǎn)生時(shí)，澆口位置的選擇應(yīng)考慮到熔合紋產(chǎn)生的部位是否合適。澆口截面積通常有矩形和圓形兩種。 4. 流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺等。 在直角式注塑機(jī)上使用的模具中，因主流道開設(shè)在分型面上，故不需要沿軸線方向拔出主流道內(nèi)的凝料，主流道可以設(shè)計(jì)成等粗的圓柱形。 西安工程大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體入口處，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或是型腔。中小形塑件我們?nèi)?δ c=1/6Δ。 根據(jù)塑件的精度：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，塑件的尺寸精度就要降低 4%。 型腔數(shù)目的確定 對(duì)于一個(gè)塑件的模具設(shè)計(jì)的第一步驟就是型腔數(shù)目的確定。為了使模具的主流道的中心線與注塑機(jī)噴嘴的中心線相重合，模具定模固定板上的定位環(huán)或主流道襯套與定位環(huán)的整體式結(jié)構(gòu)的外徑尺寸 d 應(yīng)與注塑機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合，便于模具安裝。 根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成型方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等進(jìn)行選擇。其主要缺點(diǎn)是安裝麻煩，嵌件放入模具有傾斜或下落的可能，機(jī)床占地面積較大。 注射機(jī)的分類 注射機(jī)類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)兩大類，其中以液壓驅(qū)動(dòng)較平穩(wěn)安全。 綜上分析，本設(shè)計(jì) 兩個(gè)均 擬定采用 單 分型面注射模。 （ 2） 雙分型面注射模 雙分型面又稱三板式注射模。 分型面的設(shè)計(jì)原則為： （ 1）便于塑件脫模 ； a 在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模內(nèi) b 應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯 c 應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位 （ 2）考慮和保證塑件的外觀不遭損壞 ；