【正文】 最后感謝母校四年來 為我個人成長成才提供良好的平臺和諸多的鍛煉機(jī)會 。在論文的寫作過程中， XX 老師本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精心指導(dǎo)我論文的寫作，并為我們提供了許多參考資料，在此，我向 XXXX 老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 其次感謝 XXXX 在之前的學(xué)習(xí)中 對我在 Pro/E 方面的 教育與 指導(dǎo)，和 XXXXX 在塑料注射模具設(shè)計方面 技術(shù) 要點 的 耐心傳授 ， 使此次設(shè)計得以順利按時完成。 經(jīng)過完整的分析論證后，得到的結(jié)果表明，對于 此類小型塑料玩具塑件的注射模具設(shè)計，采用 CAD結(jié)合 CAM 技術(shù)的方法設(shè)計注射模具，能夠達(dá)到設(shè)計合理化模具設(shè)備的要求，對其他同類別塑料制件的注射模具設(shè)計具有參考價值。 31 6 總 結(jié) 通過對腳踏玩具承載底座左蓋塑件的成型工藝性能分型和注射模具設(shè)計， 對小型塑料玩具的合理化模具設(shè)計提供了參照。 終上所述，選擇注射機(jī) XSZY 500/200 是合理的。 S=H1+H2+10mm=++10=。 2) 模具厚度 模具的閉合高度為 370mm，而該注射機(jī)的最大厚度為 380mm，最小厚度為 220mm，因此該模具可裝在此注射機(jī)上。 500mm，而注射機(jī)的拉桿間距是400mm179。 模具安裝尺寸的校核 1) 模具的外形尺寸 模架的選用可知模具的外形尺寸為 B179。 鎖模力的校核 由鎖模力 PA分 ≤F 機(jī) ,A 分為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 3900mm2； P 為型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓 35MPa。 計算 型腔 底板厚度 s，模具中的實際型腔底板最小壁厚為 s。田此型腔雄厚和底板厚度的計算和選擇是十分重要的。當(dāng)塑料冷卻收縮時，隨著壓力的下降，型腔將會彈性回復(fù)．當(dāng)型腔的彈性變形恢復(fù)量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件， 引起塑件頂出困難．甚至使塑件留在型腔中，如果型腔強(qiáng)度不足時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴(yán)重的會使型腔破裂，釀成事故。 但型腔所承受的力主要是注射壓力和保壓壓力，并在注射過程中總在變化。 型腔底板厚度的計算 在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高 壓的沖擊力．因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。整體式 27 矩形型腔側(cè)壁厚度按強(qiáng)度計算的公式為 [16]： 式中： s—— 型腔側(cè)壁最小壁厚， mm； h—— 型腔有的效高度， mm； α —— 為型腔的短邊與長邊之比（ L2/L1）； ω —— 為與 h/L1 有關(guān)的系數(shù)； σ —— 為材料許用應(yīng)力， MPa。對于大型模具的型腔，由于型腔尺寸較大，常常由于剛度不足而彎曲變形，應(yīng)按剛度計算；對于小型模具的型腔，型腔常常在彎曲變形之前，其內(nèi)應(yīng)力已超過許用應(yīng)力，應(yīng)按強(qiáng)度計算。 4 模具的校核計算 成型零件的強(qiáng)度、剛度校核 塑料模在注射成型過程中，由于注射成型壓力高，型腔內(nèi)部承受熔融塑料的巨大壓力，這就要求型腔要有一定的強(qiáng)度和剛度，如果模具型腔的強(qiáng)度和剛度不足，則會造成模具的變形和斷裂。 動模座板 其注射機(jī)頂桿孔為 248。（該模具采用平行墊塊） （ 3）墊塊一般用中碳鋼制造，也可用 Q235A 制造，或用 HT200，球墨鑄鐵等。 墊塊 （ 1）主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 注：上面還開有四個定距螺釘，以便分模時，流道中的凝料脫模，定距螺釘孔與定距螺釘為 H7/k6 配合。 定模座板 用于固定型芯（凸模）、導(dǎo)套。 選 用 SZ800/3000 型，最大裝模高度 Hmax=600mm，最小裝模高度 Hmin=300mm , H總 =340mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求 定模板 通過 4 個 248。 模具高度尺寸的確定 安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜ H＜ Hmax。 動定模固定板 尺寸的確定 因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以 動定模固定板 的大小可以任意制定， 動定模固定板 所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)， 動定模固定板 的值取的 越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計取 動定模固定板 的大小為 500179。2020mm ）。L 為（ 630mm179。L≤560mm179。 注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即 GB/T12556—— 1990《塑料 注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和 GB/T12555—— 1990《塑料注射模大型模架》。 mAL ???? π根根 ???? lLxv 25 模架的選擇 通過相關(guān)計算，根據(jù) 《實用模具技術(shù)手冊》注塑模標(biāo)準(zhǔn)模架中 選擇， PBY型 ,它適用于點澆口形式的模具自動脫料把，制品用推板直接頂出，屬于二開式結(jié)構(gòu)形式。 根據(jù) ABS 材料性能及 塑件 的生產(chǎn)批量，型芯型腔的硬度要求較高，熱處理為50~55HRC。 3Cr2MnNiMo是國際上廣泛應(yīng)用的塑料模具鋼，其綜合力學(xué)性能好，淬透性高，可以使大截面鋼材在調(diào)質(zhì)處理后具有較均勻的硬度分布，有很好的拋光性能和光潔度。 選擇鋼材的時候必須考慮到鋼材熱處理后的變形對成型后的制件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度造成的影響。 模具材料的選擇 塑料模具材料要求具有如下的使用性能：較高的硬度、耐磨性和耐蝕性；較高的強(qiáng)度、韌性和疲勞強(qiáng)度；耐熱性；尺寸穩(wěn)定性；熱導(dǎo)性。 （ 2）對于型芯的冷卻水道，分層布置冷卻水道。為了提高生產(chǎn)效率，凹凸模都應(yīng)該得到充分的冷卻。則根據(jù)公式可得： qv = WQs)/[60ρC(θ1θ2]= (4)確定冷卻水路的直徑 當(dāng) qv= ，查表 430可知，為了冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑 ? 。由此得每小時注射次數(shù)：次次 120)30/3 6 0 0( ??N 4）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量： hkgNW / ???? （ 2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量 Qs,查表 435 直接可知 ABS 的單位熱流量 Qs的值在 ? ? kgJ /k400~310 之間，故可取 Qs= 370kJ/kg。 = = 3）塑件壁厚為 ，可以查表 434 得 t 冷 = 。所以，模具溫度初步選定為 50℃，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。 由于本模具生產(chǎn)的塑件材料為 ABS，其模具溫度較 低 （小于 80℃ ） ，所以 只 需設(shè)置模具 冷卻 系統(tǒng)。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不同，對于大多數(shù)要求較低模溫（小于 80℃ ）的塑料 ,僅設(shè)置模具的冷卻系統(tǒng)即可。 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 （ 1）根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式； （ 2）希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； （ 3）采用低的模溫，快速，大流 量通水冷卻效果一般比較好； （ 4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉； 從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。 PC 推薦的成型溫度為280~320℃ ，模具溫度為 80~110℃ 。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過 22 調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。 如圖316所示。 導(dǎo)柱和導(dǎo)套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化了，注射模常用的標(biāo)準(zhǔn)臺階式導(dǎo)柱有帶頭和帶肩的兩種，本設(shè)計采用帶肩導(dǎo)柱，設(shè)置在動模一側(cè)，導(dǎo)套也采用標(biāo)準(zhǔn)的。合模導(dǎo)向裝 置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置，其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 [1]。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。 氣穴位置如 圖 37所示。 排氣槽的設(shè)計 該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件下方的臺階及中間的肋板充滿型腔，頂部有一個 型芯，其配合間隙可作為氣體的排出的方式，不會在頂部產(chǎn)生憋氣的現(xiàn)象。 由于結(jié)構(gòu)及外觀要求，綜合考慮，本模具沒有設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)，而是采用手動脫模。 根據(jù)制件的尺寸要求 ,和成型的各個參數(shù)的限制，選擇動、定模板厚為 50mm[13]。型腔側(cè)壁所受的壓力應(yīng)以型腔內(nèi)所受最大壓力為準(zhǔn)。田此型腔雄厚和底板厚度的計算和選擇是十分重要的。當(dāng)塑料冷卻收縮時，隨著壓力的下 20 降，型腔將會彈性回復(fù)．當(dāng)型腔的彈性變形恢復(fù)量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難．甚至使塑件留在型腔中，如果型腔強(qiáng)度不足時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴(yán)重的會使型腔破裂，釀成事故。 但型腔所承受的力主要是注射壓力和保壓壓力，并在注射過程中總在變化。 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的確定 在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖擊力．因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。 δ z 1） Scp = %， Ls = ， δz = 1/3Δ = 代入公式后計算可得 Lm = 177。(Δ+ δ z)]0δz 1） Smin = %， hs = ， Δ= ， δz = 1/3Δ = 代入公式后計算可得 hm= ? mm 2） Smin = %， hs = 10mm， Δ= ， δz = 1/3Δ = 代入公式后計算可得 hm= ? mm （ 5） 成型中心距尺寸計算公式： Lm= [ Ls(1+Scp)]177。 模腔工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸按平均收縮率計算 ，查閱資料可得， ABS 的收縮率范圍是%%，按 MT5 級公差查塑件的尺寸偏差計算公式 如下 [1]： （ 1） 凹模（型腔）徑向尺寸計算公式： Lm= [Ls(1+Scp) Δ] 0+δz 1） Ls = 42mm， Δ= ， δz = 1/3Δ = 代入 公式 后計算可得 Lm= ? mm 2） Ls = 122mm， Δ= ， δz = 1/3Δ = 代入 公式 后計算可得 Lm= ? mm （ 2） 凹模（型腔）深度尺寸計算公式： Hm = [Hs(1+Scp)189。 成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和極限磨損量進(jìn)行計算。飛邊厚度一般應(yīng)小于 — 。 Scp= （ Smax+Smin） /2 另外，由于受注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模、定模注射時存在著一定的間隙。 18 （ 2） 模具的磨損 量 實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的 1/6，即 δ c= 1/6Δ ，對于大型塑件則取 1/6Δ 以下。 影響工作尺寸的因素 塑件制品公差由模具的制造精度、模具的磨損量和塑件的成型收縮率構(gòu)成。因此，塑料塑件的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮塑料的成型收縮率等眾多因素的影響。 成型零件的尺寸計算 注塑模成型零件工作尺寸，是指這些零件上直接成型塑件構(gòu)成的型腔的尺寸。 塑件的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若只是將底部型芯和上部型芯做成整體，同樣也無法實現(xiàn) 順暢 抽芯，所以這兩端的型也應(yīng) 分開 制造，開模時分別留在動定模一側(cè) 。而全自動抽芯的 塑料制件 模具現(xiàn)在還有待于研發(fā)。 該塑件 的內(nèi)腔結(jié)構(gòu) 較 復(fù)雜， 內(nèi)部筋和孔較多 ，簡單的內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)根本無法完成抽芯。 2) 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 當(dāng)制品內(nèi)型比較復(fù)雜、凸模加工制造難度比較大時，也可以對凸模采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，以便于加工、維修或更換。通過對塑件的結(jié) 構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有多個，需要分開 單獨設(shè)計計算。 17 塑件外表面 有使用和質(zhì)量要求 ，因此型腔粗糙度值要求中等，將型腔表面粗糙度值設(shè)為 Ra=。 本模具采用一模 八 腔的結(jié)構(gòu)形式，型腔較大，考慮到塑件的形狀及模具整體結(jié)構(gòu)的特點，因此適合采用整體式型腔?？傮w來說，整體式強(qiáng)度、剛度好，但不適用于復(fù)雜的型腔。本產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，除了型腔和型芯還有螺紋型環(huán)。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(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 成型零件的設(shè)計 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。 主流道冷料穴開設(shè)在主流道對面的動模板上，冷料穴直徑與主流道大端直徑相同或略大，深度約為直徑的 1~ 倍，其體積要大于冷料的體積。防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔體順利充滿型腔。結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特點，再考慮 Mlodflow 的澆口分析結(jié)果，將澆口位置設(shè)計在塑件的 圓柱突出端 部（底部外觀不作要求），不影響 16 使用要求。選用此種澆口，需特點注意后續(xù)處理，開模后應(yīng)該及時將澆口從塑件上切除，避免因塑料凝固 而切除困難。 4) 側(cè)澆口：能方便地調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，充型速度快，除去澆口方便，澆口痕跡小，缺點是塑件容易形成熔接痕、縮孔、凹陷等缺陷，注射壓力損失較大，殼形塑件容易排氣不良。適用于成型進(jìn)表觀黏度隨剪切速率增大而明顯降低和延黏度較低的塑料熔體、薄壁塑件。直澆口適用于單