【導(dǎo)讀】范；我所提交的畢業(yè)設(shè)計是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立研究、撰寫的成果，業(yè)設(shè)計中未剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點、思想和成果，未篡改實驗數(shù)據(jù)。本設(shè)計和資料若有不實之處，本人愿承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。通過對注塑模具設(shè)計原理理解及各個具體系統(tǒng)零件進(jìn)行詳細(xì)的計算和校核，使設(shè)計。塑料；模具；飯盒；CAD繪制二維圖；PROE繪制3D圖；注射機(jī)的選擇；

　　

【正文】 24dn Qc ?? ? （ 56） 式中 c? —— 頂桿的實際應(yīng)力（ MPa） Q—— 脫模力（ N） n—— 頂桿數(shù) d—— 頂桿直徑（ mm） 所以 c? = 2 101634 ?? ?? =160（ MPa） 320（ MPa） 故 d=12mm符合要求。 頂桿在塑件上的布局 頂桿的位置應(yīng)選在頂出阻力大的地方，也就是使塑件不易變形的部位。另外應(yīng)盡量設(shè)在塑件的非主要表面上。綜合考慮知本塑件頂桿布局如圖 62： 32 圖 52 頂桿的布局 頂桿固定及配合 頂桿與頂桿孔的配合可利用 H8/f8或 H8/f7，表面粗糙度一般為 ～ m? ，使桿直徑比固定孔直徑小。這里選 m? 。 頂出機(jī)構(gòu)中附屬零部件 頂出板由頂板固定板及其墊板組成，用于固定頂出元件用，常用 45號鋼制成。最好經(jīng)調(diào)質(zhì)處理， 235HB。 為了提高頂出 板在復(fù)位后與模具的動模座板有比較好的接觸性能和方便復(fù)位距離的調(diào)整，可采用限位訂裝于頂出板與模具的動模板之間。所有限位訂的高度必須一致。限位訂的數(shù)目可為 6等，均布于動模板上。本設(shè)計采用 4個。通常與動模板過盈配合。限位訂通常用 T8等做成，熱處理 55HRC左右；一般模具也可以用 45鋼做成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，235HB。限位定結(jié)構(gòu)如圖： 在頂出塑件時為了防止墊片和頂桿固定板扭曲傾斜而折斷頂桿，尤其對細(xì)長頂桿更應(yīng)防止產(chǎn)生這種現(xiàn)象，故常設(shè)導(dǎo)向零件。導(dǎo)柱一般不應(yīng)少于兩個，大型模具要求有四個。 33 它的作用是將已經(jīng)完成的頂出塑件的頂桿回復(fù)到注射成型時的原始位置。復(fù)位桿必須裝在固定頂桿的同一固定板上，而且各個復(fù)位桿的長度必須一致，且復(fù)位桿端面常低于模板平面 ~。復(fù)位桿同時還兼起導(dǎo)柱的作用。 34 一般注塑到模具內(nèi)的塑料溫度為 200℃ 左右，而塑料固化后從模 具型腔中取出時其溫度在 60℃ 以下，熱塑性塑料 PS 在注塑成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以便使塑料可靠冷卻定型并可以迅速脫模、提高塑料定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于 PS 而言，屬粘度低，流動性好的塑料，且塑料稍大，為縮短成型周期，需設(shè)置冷卻系統(tǒng)。 冷卻裝置設(shè)計分析 （ 1）盡量保證塑件收縮均勻 ,維持模具熱平衡 （ 2）冷卻水孔的數(shù)量越多 ,孔徑越大 ,則對塑件冷卻越均勻 （ 3）水孔與型腔表面處最好有相同的距離 ,即水孔的排列與型腔形狀盡量吻合。當(dāng)塑件壁厚不均時，壁厚處水孔應(yīng)靠近型 腔一些，距離要小。一般水邊型腔不得小于 10mm，常用 12～ 15mm。 （ 4）澆口出加強(qiáng)冷卻。 （ 5）降低入水與出水的溫差。 （ 6）要結(jié)合塑件的特性和塑件的結(jié)構(gòu) ,合理考慮冷卻水通道的排列形式。 （ 7）冷卻水通道要避免接近塑件的熔接痕部位 ,以免熔接不牢 ,影響強(qiáng)度。 （ 8）保證冷卻通道不泄漏 ,密封性能好 ,以免在塑件上造成斑紋。 （ 9）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要考慮盡量避免其與模具結(jié)構(gòu)中其他部分的干涉現(xiàn)象。 （ 10）冷卻通道的進(jìn)口與出口接頭盡量不要搞出模具外表面。 （ 11）冷卻水通道 要易于加工和清理。 其結(jié)構(gòu)如圖 71： 35 圖 61 冷卻流道式 傳熱面積計算 如果忽略模具因空氣對流，熱輻射與注射機(jī)接觸所散失的熱量，假設(shè)塑料在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水帶走。 注射周期的確定 T =iT +nT +cT +rT （ 61） 式中： T —— 注射周期（ s） iT —— 充模時間（ s），查表得 iT =40s nT —— 升壓及保壓時間（ s）， n T =3s cT —— 冷卻時間（ s），查表得 cT =50s rT —— 開模及取件時間（ s），取 rT =10s 36 T =iT +nT +cT +rT =20+3+20+10 =103s 所以，該模具每小時的注射次數(shù)為 Tn 3600? = 1033600 =35次 冷卻水計算 模具冷卻時需要冷卻水的體積流量可按下式計算： V ＝ ? ?2160 ttCnG i ??? [15] （ 62） 式中 V —— 冷卻水的體積流量（ m3/min） G —— 單位次注入模具內(nèi)的塑料熔體質(zhì)量 (kg/次 )。取 。 i? —— 塑料成型時在模具內(nèi)釋放的熱焓量 (J/kg)。 i? ＝ )( 21 TTCs ? sC —— 平均比熱容 [J/(kgK)] PVC 比熱容 103 J/(kgK) 1T —— 熔融塑料的溫度 (176。C) （取 200176。C ）； 2T —— 成型塑件平均溫度 (176。C) （取 50176。C ）； 1t —— 冷卻水出口溫度 (176。C) （取 30176。C ）； 2t —— 冷卻水進(jìn)口溫度 (176。C) （取 20176。C ）； n —— 單位時間注塑次數(shù)。 n=35 所以 V = ? ?? ? 35502 0 01 1 7 33 ?????? ???? =10 3（ m3/min） 37 計算單位時間內(nèi)所釋放的熱量 假設(shè)由塑料放出的熱量全部傳給模具，由于 電視遙控器 產(chǎn)品的材料為 PS，屬非結(jié)晶性塑料，故其每小時所放出的熱量為： Q=nG 焓H （ 63） 式中 Q—— 熔融塑料每小時所放出的熱量（ J/h） G—— 每次注射的塑料量， G=160g n—— 每小時的注射次數(shù)， n=35次 /小時 焓H —— 塑料從熔融狀態(tài)進(jìn)入型腔的溫度到塑件冷卻后的脫模溫度的焓之差（ J/kg），而 焓H = )tt(C 01s ? ， sC 為塑料的比熱容， 1176 J/(kgK), 1t為熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度（ k） , 200t1? ℃ , 0t 為塑件脫模溫度，0t =50℃ J / J / kg764001)500021176H ???? ???? （焓 冷卻水的導(dǎo)熱總面積 )(3 60 0 Qw TTQA ?? ? （ 64） 式中 A—— 冷卻水路的導(dǎo)熱總面積（ m2） Q—— 熔融塑料每小時所放出的熱量（ J/h） ? —— 冷卻水的熱導(dǎo)率，成型模板鉆孔冷卻道，取 ? =0。 64， wT 為模具成型零件表面溫度，取其為 200c? ， QT 為冷卻水的平均溫度，取 30 c? 。 所以 0 )2 0 0( 6 0 0 9 8 7 8 4 0A m???? 38 確定冷卻水路的直徑 d 根據(jù)計算出的水的體積流量 V后，根據(jù)冷卻水處于紊流狀態(tài)下的流速與通道的關(guān)系，查表，確定冷卻水路的直徑為 10mm。 冷卻水孔的總長度 由 A= dL? （ 65） dAL ?? 式中 L—— 冷卻水路總長度（ m） A—— 冷卻水路的導(dǎo)熱面積（ m2） d—— 冷卻水路直徑 mm ??? 每次注射所需要的冷卻水管的長度為： 35112?? nLl = 系統(tǒng)的其它零件 水管接頭：主要用來連接冷卻通道的入口和出口 ,使冷卻水導(dǎo)入模具的冷卻系統(tǒng) ,并使在模具中吸收了熱量的水離開模具 ,一般由黃銅材料制成。 螺塞：主要用來構(gòu)造水路，起截流作用。要求高的模具要用黃銅材料的螺塞，要求不高的模具可用鋼材料，這里采用 45鋼，淬火至 55HRC。 密封圈：主要用來使冷卻回路不泄漏。 密封膠帶：用來使螺塞或水管接頭與冷卻通道連接處不泄漏。 軟管：主要作為連接并構(gòu)造模外冷卻回路的作用 ,一般用橡膠材料做成。 39 注塑機(jī)參數(shù)的校核 注塑量、鎖模力、注塑壓力、模具厚度的校核 由于在初選注塑機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)模架時是根據(jù)以上四個技術(shù)參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注 塑 量、鎖模力 、注 塑 壓力、模具厚度不必進(jìn)行校核，已符合所選注 塑 機(jī)要求。 最大注塑量的校核 注塑機(jī)的額定注射量為 500cm3 塑件體積： ，每次成型 2個塑件。 假設(shè)澆道凝料為 15cm3。 實際注塑量＝ ?2+15 =500cm3最大注塑量滿足要求。 注塑壓力的校核 PP塑料的注塑壓力為 70~100MPa, 取 80MPa。 SZ500/160 注塑機(jī)的注塑壓力為 150MPa，所以注射機(jī)的注塑壓力滿足要求。 鎖模力的校核 注塑機(jī)的鎖模力為 200KN； PP塑料的注塑壓力為 70~100MPa, 取 80MPa。 單個塑件在分型面上的投影面積為 2cm 。 澆道凝料為 15 2cm 。 注塑時模具的膨脹力＝ (?12+15)?104?80?106=161KN200KN 鎖模力滿足要求。 注塑機(jī)模具厚度校核 模具閉合時的厚度應(yīng)在注塑機(jī)動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按下式校核 : H最?。? H模＜ H最大 式中： H最小 — 注塑機(jī)所允許的最小模具厚度（ mm）； H模 — 模具閉合厚度（ mm）； H最大 — 注塑機(jī)所允許的最大模具厚度（ mm）。 40 在這個設(shè)計中： H最小 = 280mm H模 = 411mm H最大 =500mm 顯然， 280411500，符合要求。 開模行程的校核 注射機(jī)最大行程 S S? 2h件 +h澆 +(5～ 10) 式中： h件ˉ塑料制品高度 (mm)； h澆ˉ澆注系統(tǒng)高度 (mm)。 2h件 +h澆 +(5～ 10)=2?55+150+8=268mm，故滿足要求。 模具在注塑機(jī)上的安裝 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注塑機(jī)拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以選注塑機(jī)規(guī)格滿足要求。 41 Proe 系統(tǒng)軟件的介紹 Pro/E是美國 PTC公司的產(chǎn)品，到了 1988。 10多年來，經(jīng)歷 20次以上的修改，已經(jīng)成為世界和中國最流行的三維 CAD／ CAM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，廣泛應(yīng)用于電子，機(jī)械，模具，工業(yè)設(shè)計，汽車，航空航天，家電，玩具等行業(yè)。 Pro/E是一個全方位的 3D產(chǎn)品開發(fā)軟件包，以及相關(guān)的軟件 Pro /設(shè)計 師， Pro/Mechanica，集合了零件設(shè)計，產(chǎn)品裝配，模具開發(fā)，加工，制造，設(shè)計鈑金件，鑄件的設(shè)計，工業(yè)設(shè)計，逆向工程，自動測量，機(jī)理分析，有限元分析，產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理功能，用戶能夠縮短產(chǎn)品開發(fā)時間，簡化了開發(fā)過程；國際有27000多家企業(yè)使用 Pro/ENGINEER軟件系統(tǒng)，作為一個標(biāo)準(zhǔn)的軟件產(chǎn)品設(shè)計。 Pro/E軟件的獨特功能直接影響我們的工作。設(shè)計和制造方法與其他類似的 3D軟件（，PROE /工程師的區(qū)別如下： （ 1）基于特征 Pro/ENGINEER是一個基于特征的實體模型的建模工具，每一個人使用 模型的構(gòu)建塊。設(shè)計師構(gòu)建的模型分離功能根據(jù)每個加工過程。是最小的積木模型中，建筑的特點是簡單的，在修改后的模型，更靈活。 （ 2）聯(lián)想 通過創(chuàng)建零件，裝配圖， PROE /工程師驗證模型可以使用。由于功能模塊是相互關(guān)聯(lián)的組件的一部分，如果改變，系統(tǒng)會自動反映在裝配其他零件和圖紙的變化。 （ 3）參數(shù) Pro/E是一個參數(shù)的系統(tǒng)，即，特征之間的聯(lián)系，使變化的特征會影響變化等特點，為了滿足設(shè)計人員的要求。如果一個角色參考其他特征，具有父 /子關(guān)系之間（父母 /孩子）。 （ 4）結(jié)構(gòu)表面 有三種方法：生成復(fù)雜曲面 1）從套外的 點，生成 3D曲線，然后利用曲面函數(shù)生成的功能表面。 2）利用 Pro/E設(shè)計產(chǎn)生的直接輸入面。 3）進(jìn)口使用功能， IGES， VDA，中性，和其他格式，其他軟件或三維測量儀器的輸入所產(chǎn)生的表面。 （