【導(dǎo)讀】注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程包括塑件材料、注塑機(jī)、分型面等的選擇、塑件結(jié)構(gòu)。模具頂桿脫模機(jī)構(gòu)、注塑模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。綜合水杯塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該。模具設(shè)計(jì)采用了直接澆口、頂針脫模的形式。在粗步設(shè)計(jì)完注塑模具之后還要對(duì)注塑。射機(jī)最大開(kāi)模行程等內(nèi)容，校核的目的是保證讓注射機(jī)可以配合模具順利地工作。理解，設(shè)計(jì)中除了應(yīng)用傳統(tǒng)的計(jì)算方法，我還多次使用AuToCAD、soliworks等軟件，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了設(shè)計(jì)精度和效率。

　　

【正文】 均成形收縮率（ %） E—— 塑料的彈性模量（ MPa） L—— 塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度（ mm） α —— 模具型芯的脫模斜度（176。） μ —— 塑料的泊松比 A—— 盲孔制品型芯在脫模方向上的投影面積（ mm2） δ2—— 矩環(huán)形的平均壁厚（ mm） K2—— 無(wú)因次系數(shù)， K2=1+fsinα cosα f—— 制品與型芯間的靜摩擦系數(shù) 查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的值如下表 ： 表 3— 3 參數(shù)表 δ 2/mm E/MPa S/% L/mm α176。 f μ K2 A mm2 1 103 4 1 9240 把各參數(shù)的值代入公式中得 : F≈ 推出零件尺寸的確定 在頂針脫模結(jié)構(gòu)脫模時(shí)主要是頂針受力，所以在設(shè)計(jì)頂針脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，最關(guān)鍵的是頂針直徑的確定。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式得頂針直徑的公式為： 12 4()LFdKnE? (3— 11) 式中 d—— 推桿的最小直徑（ mm） E—— 鋼材的彈性模量（ Mpa） 24 n—— 推桿數(shù)目 F—— 脫模力（ N） L—— 推桿的長(zhǎng)度（ mm） K—— 安全系數(shù) 查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的值如下表 : K L/mm F/N n E/MPa 114 997 4 105 把各參數(shù)的值代入公式得： d=3mm 以上算得的 是推桿的最小直徑，因?yàn)橥茥U屬于標(biāo)準(zhǔn)件，所以選用標(biāo)準(zhǔn)推桿尺寸如下： 圖 3— 7 推桿圖 為了保證推桿能安全可靠地工作，決定好推桿的尺寸后還應(yīng)對(duì)推桿的強(qiáng)度進(jìn)行校核。推桿 選用 45 鋼加工制成， 45 鋼的許用應(yīng)力為 160Mpa。而推桿所受應(yīng)力的計(jì)算公式如下： 24Fnd? ?? (3— 12) 因?yàn)?＜ 160Mpa，所以推桿直徑符合使用要求。 25 第 4 章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在模具注塑成型過(guò)程中，模具的溫度的調(diào)節(jié)是非常重要的，因?yàn)樗鼤?huì)直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量。如果注塑成形時(shí)模具的溫度過(guò)低可能會(huì)導(dǎo)致熔融塑料的流動(dòng)性下降從而影響塑料的的成形性能，最終引起塑 件輪廓模糊，表面銀絲，表面面暗淡無(wú)光，缺陷多，強(qiáng)度低等問(wèn)題。而如果模具溫過(guò)高，則會(huì)由于塑料成形收縮率增大，塑件在脫模后變形大而且容易產(chǎn)生粘膜和溢料現(xiàn)象。綜上所述，在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)合理的冷卻系統(tǒng)以保證注塑成形時(shí)模溫能達(dá)到模具對(duì)模溫的要求。 冷卻時(shí)間的計(jì)算 注塑成形時(shí)的冷卻時(shí)間為型腔被塑料充滿(mǎn)到開(kāi)模取出制件的這一段時(shí)間。我們可以根據(jù)以下的三個(gè)準(zhǔn)則判斷制件是否已經(jīng)符合開(kāi)模條件： （ 1） 制品截面內(nèi)的溫度已被冷卻到制品所規(guī)定的出模溫度。 （ 2） 塑件最大壁厚部分的溫度小于該塑件的熱變形溫度 。 （ 3） 對(duì)于結(jié)晶型材料，最大壁厚的中心層溫度達(dá)到固溶點(diǎn)，或者結(jié)晶度達(dá)到某一百分比。 具體根據(jù)那一條準(zhǔn)則計(jì)算冷卻時(shí)間要視情況而定，這里以第一條準(zhǔn)則為準(zhǔn)，擇地冷卻時(shí)間的計(jì)算公式為： t= ln【 （ ） 】 (4— 1) 式中 S—— 是制品的壁厚（ mm）， 這里的 S 指的是所要成形的塑料水杯的最大壁厚 θ m—— 模具溫度（176。） a1—— 塑料的擴(kuò)散率（ mm2/S） θ 2—— 截面內(nèi)平均溫度（ 176。） θ e—— 塑料的注射溫度（176。）。 26 查閱相關(guān)的手冊(cè)確定各參數(shù)的值，得參數(shù)表如下： 表 4— 1 參數(shù)表 S/mm θ m/（176。） a1（ mm2/S） θ 2（176。） θ e（176。） 3 220 60 80 把各參數(shù)的值代入公式中得： t≈ 152s 設(shè)注塑成形時(shí)注射機(jī)的注射熔融塑料耗時(shí) 3s，人工取出制件要 5s，則制件的成形周期為 T=3s+152s+5s=160s。 冷卻介質(zhì)體積流量的計(jì)算 冷卻介質(zhì)流量的計(jì)算公式如下： 11 1 2()vmQq pc ??? ? (4— 2) 查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的值如下表 ： m（ kg/min） θ 1（176。 C） ρ（ kg/m3） Q1（ kg/min） θ 2（176。 C） C1【 kj/(kg.176。C)】 27 103 102 20 把各參數(shù)的值代入公式得 qv=在注射模中，冷卻系統(tǒng)主要是通過(guò)冷卻水在冷卻管道中的循環(huán)流動(dòng)將塑料熔體的熱量帶出模具。而冷卻介質(zhì)冷卻效果的好壞，冷卻介質(zhì)在冷卻管道中的流動(dòng) 狀態(tài)是層流還是湍流是關(guān)鍵，距資料表明湍流狀態(tài)下的冷卻介質(zhì)比層流狀態(tài)下的冷卻效果高十幾倍。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)冷卻管道的直徑時(shí)，應(yīng)保證冷卻介質(zhì)是以湍流狀態(tài)在冷卻管道中循環(huán)流動(dòng)。算出 qv 值后即可根據(jù)穩(wěn)定湍流速度和流量的關(guān)系查閱相關(guān)手冊(cè)確定冷卻管道的直徑。因?yàn)檫@里算得的 qv 值比較小，據(jù) 此獲 得的 冷卻 管道 直徑 太小 不利 于加 工， 所以 這里 把體 積流 量設(shè) 為,則得冷卻管道的直徑為 8mm。 冷卻管道傳熱面積的計(jì)算 冷卻管道的傳熱面積 A（ m2）的公式如下： 160mQA h ?? ? (4— 3) 27 ( )f pvh d? (4— 4) 0 .40 .6 10 .0 2 7 cfu? ??? ???? (4— 5) m可按下式初略計(jì)算： 3600 60Mm T?? 式中 M為塑件與流道凝料的總質(zhì)量，單位為 kg， T為模具一個(gè)成形周期所需要的時(shí)間。 查閱相關(guān)資料，確定各參數(shù)的值，最后算得 A= 104m3 由 上面計(jì)算知道 冷卻介質(zhì)流量 qv 與 冷卻管道的傳熱面積 A 的計(jì)算值 都比較小，所以 可以 選擇空冷 28 第 5 章 其他零部件的設(shè)計(jì) 排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵撃＞邔儆谛⌒湍＞?，所?利用頂針與配合孔間的間隙和分型面間隙排氣即可。 模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，為了保證合模時(shí)凸凹模能正確地組合在一起，必須設(shè)計(jì)一個(gè)合適的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在動(dòng)模合模時(shí)起正確定位和導(dǎo)向的作用，同時(shí)它還能夠承受側(cè)向壓力，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分為錐面和導(dǎo)柱兩種導(dǎo)向形式，這里用導(dǎo)柱導(dǎo)套主要是保證模具能準(zhǔn)確合模。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則 （ 1） 導(dǎo)柱盡量均勻地分布在模具的四周。 （ 1） 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度最好比型芯端面的高度高幾毫米，這樣可以避免合模時(shí)型芯撞到凹模而導(dǎo)致型芯損壞。 （ 1） 為了保證導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套， 導(dǎo)柱頭應(yīng)設(shè)為錐形或球形。 （ 1） 導(dǎo)套和導(dǎo)柱通常都要進(jìn)行淬火等熱工藝處理，以確保導(dǎo)柱和導(dǎo)套都要有足夠的耐磨度和強(qiáng)度 （ 1） 導(dǎo)柱直徑的選擇應(yīng)以模具尺寸為根據(jù)。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸如下圖 ： 圖 5— 1 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)圖 29 圖 5— 2 導(dǎo) 套 結(jié)構(gòu)圖 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)與尺寸如下圖。 圖 5— 3 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu) 圖 總結(jié) 做完了畢業(yè)設(shè)計(jì)有種如釋重負(fù)的感覺(jué)，幾個(gè)月的努力奮斗也有了結(jié)果，看著手上的畢業(yè)設(shè)計(jì)，心里有很多感慨，大學(xué)四年的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)檢查就是今天做成的這份畢業(yè)設(shè)計(jì) ，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)學(xué)習(xí)有了更深刻的體會(huì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生畢業(yè)時(shí)必需要提交的一份學(xué)習(xí)答卷，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可以檢測(cè)我們四年的學(xué)習(xí)成果，畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們可以綜合應(yīng)用我們以前在課堂上學(xué)習(xí)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，充分發(fā)揮自己的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力去解決設(shè)計(jì)中的難題，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的設(shè)計(jì)題目時(shí)《水杯注塑模具設(shè)計(jì)》，剛開(kāi)始接到老師給的題目時(shí)，因?yàn)樵诖髮W(xué)期間對(duì)模具的學(xué)習(xí)還是比較少，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程也不是很熟悉，鑒于自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，我去了學(xué)校的圖書(shū)館借了幾本模具設(shè)計(jì)相關(guān)的書(shū)本回來(lái)學(xué)習(xí)，就這樣開(kāi)始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。整個(gè)過(guò)程從不知道從何做起 到做完畢業(yè)設(shè)計(jì)，其中很多次我都算錯(cuò)了，覺(jué)得很難做出一份完整的模具設(shè)計(jì)，但是回過(guò)頭來(lái)現(xiàn)在我做完設(shè)計(jì)了，我覺(jué)得在這個(gè)過(guò)程中我學(xué)習(xí)到的不僅是專(zhuān)業(yè)上的知識(shí)，更重要的是學(xué)習(xí)到如何去解決一個(gè)問(wèn)題，如何去獲取我們所需要的知識(shí)，如何耐心去研究一樣?xùn)|西。當(dāng)然通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也意識(shí)到知識(shí)的缺乏，以前總覺(jué)得自己學(xué)習(xí)的知識(shí)很多，但是真正做設(shè)計(jì)時(shí)才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)到的很多知識(shí)都是表面的，而且很多知識(shí)是理論上的知識(shí)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中不能完全適應(yīng)。所以在這次設(shè)計(jì)中我也深刻意識(shí)到理論與實(shí)際的區(qū)別，作為一名本科生，我們應(yīng)該多去實(shí)踐我們學(xué)習(xí)到的專(zhuān) 業(yè)知識(shí)，在實(shí)踐中掌握和檢驗(yàn)理論知識(shí)。無(wú)論如何，畢業(yè)設(shè)計(jì)都已經(jīng)結(jié)束，也意味著我們的本科階段學(xué)習(xí)結(jié)束了，我們要做的是好好利用大學(xué)四年學(xué)習(xí)到的各種知識(shí)去創(chuàng)造自己的人生價(jià)值，不斷去學(xué)習(xí)更多的知識(shí)豐富自己的視野，更重要的是將自己學(xué)習(xí)到的知識(shí)付諸實(shí)踐。 我這次做得是生活中十分常用的塑料水杯的注塑模的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中最難的是確定水杯手把的成形方法，這里如果用普通的凸凹模成形，則開(kāi)模后塑料的取出是一個(gè)問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我查閱了相關(guān)的資料，參考了前輩們的經(jīng)典設(shè)計(jì)，最后決定決定通過(guò)采用雙滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)形成模腔，模具開(kāi)模后 滑塊向兩邊 滑開(kāi)，即可順利取出模具。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后還要對(duì)繪制模具各部件的二維圖和三維圖，在此過(guò)程中，我的繪圖技術(shù)得到了很大的磨練。 最后我也要謝謝我的同學(xué)與老師，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我遇到很多難題，多謝老師和同學(xué)的幫 助才得以解決，在這個(gè)過(guò)程中我們可以體驗(yàn)到一起解決一個(gè)問(wèn)題的快樂(lè)。 A 參考文獻(xiàn) [1]朱光力 .塑料模具 CAD/CAM 實(shí)訓(xùn)實(shí)例教程（第二版）高等教育出版社 .2021 [2]屈華昌 .塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（第二版）高等教育出版社 .2021 [3]華中科技大學(xué) 李建軍 模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具 .2021 [4]鄭阿奇 .AutoCAD 實(shí)用教程（第三版） .電子工業(yè)出版社 .2021 [5]楊善義 .張勇軍 .模具制造工藝學(xué) .清華大學(xué)出版社 .2021 [6]張?jiān)黾t .塑料注射成型 .化學(xué)工業(yè)出版社 .2021. 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