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1、注射模設(shè)計(jì)說明書 論文編號(hào)： 成人高等教育 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 飯盒注射模設(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32班 年 級(jí) 姓 名 陳嘉念 指導(dǎo)教師 王罕 （ 2010 年 8 月 ） 廣東工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院制 塑料模畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 設(shè)計(jì)課題： 飯盒注射模設(shè)計(jì)

2、 學(xué)生姓名： 陳嘉念 班 級(jí)： 高模32班 參與設(shè)計(jì)者： 附： 飯盒 (塑件)零件圖 塑料材料：ABS 生產(chǎn)批量： 10萬 用戶要求： 其他： 任務(wù)下達(dá)時(shí)間： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

3、開始與完成時(shí)間： 年 月 日至 年 月 日 指導(dǎo)教師： 王罕 時(shí) 間： 目　　錄 前言-----------------------------------------------------------------------------------------1 一. 塑料制品的工藝性分析 --------------------------------------------------------------- 2 二. 注射機(jī)型號(hào)的初步擬定--

4、---------------------------------------------------------------3 三. 模具結(jié)構(gòu)方案的確定--------------------------------------------------------------------4 1 分型面的確定-------------------------------------------------------------------------5 2 型腔的布置方案的比較與確定----------------------------------------------------

5、6 3 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------7 4 成型零部件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------9 5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)------------------------------------------------------------------------10 6頂出機(jī)構(gòu)的確定---------------------------------------------------------

6、-------------11 7 其它系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)---------------------------------------------------------------------12 四. 模具中相關(guān)的校核----------------------------------------------------------------------13 　1 注射機(jī)與模具尺寸的關(guān)系校核---------------------------------------------------14 2成型零部件系統(tǒng)中成型零件的工作尺寸計(jì)算---------------------

7、-------------15 3承板強(qiáng)度和剛度的校核-------------------------------------------------------------16 五. 模具的工作過程-------------------------------------------------------------------------17 六. 相關(guān)零件的加工工藝過程-------------------------------------------------------------18 七. 結(jié)束語---------------------------------

8、----------------------------------------------------19 　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 前 言 光陰似箭，在校的大學(xué)三年的學(xué)習(xí)一晃而過，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)的課題為飯盒的注塑模具。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，對(duì)模具工作人員提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力是一個(gè)很好的練習(xí)。它能加強(qiáng)對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛

9、煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。 本次設(shè)計(jì)以飯盒注射模具為主線，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。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。 由于本人才疏學(xué)淺，知識(shí)根底不牢，缺少經(jīng)驗(yàn)，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫 設(shè)計(jì)說明書的全工程中，得到汪老師、鄧?yán)蠋熞约?/p>

10、其他機(jī)械、模具基礎(chǔ)課的老師的細(xì)心指導(dǎo)，同時(shí)也得到同學(xué)的熱情幫助和指點(diǎn)，在此謹(jǐn)以致謝。 敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正，以促我在以后的工作中減少類似的錯(cuò)誤，做出成績(jī)，以報(bào)恩師的淳淳教誨和母校的培養(yǎng)。 飯盒注塑模設(shè)計(jì) 一、塑料制品的工藝性分析 如圖1所示為飯盒 圖1.1 飯盒零件圖 （1）塑件形狀分析 此塑料制品的形狀比較簡(jiǎn)單，整體不帶凹槽,型腔可以和四周的槽做成一個(gè)整體式的型腔,不用側(cè)向抽芯,給模具帶來了方便. 飯盒的注塑材料首先選用ABS，飯盒絕大部分的決定了飯盒的重心的位置的所在。所以我們必須很好多處理制件壁厚的

11、均勻，譬如在注塑成型過程中因?yàn)楸诤竦牟痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調(diào)節(jié)收縮率。由于飯盒的主體要求牢固實(shí)用,生產(chǎn)量較大.主要是它螺釘孔的壁厚相對(duì)壁厚有一定的差距，勢(shì)必會(huì)在注塑的時(shí)候到來很大的牛頓減力，造成塑件填充不滿的缺陷，可以考慮采用一模四腔,利用側(cè)澆口進(jìn)膠.但應(yīng)用了Pro/E的塑料顧問對(duì)其進(jìn)行模仿CAE的注塑之后，發(fā)現(xiàn)會(huì)給飯盒的表面帶來更多的熔接痕和氣孔。也可以利用模具的可靠的精度來定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。因?yàn)榭紤]到凹凸模形狀的簡(jiǎn)單，利用整體形式方便脫模，減少了對(duì)側(cè)向的抽芯機(jī)構(gòu).解決這些問題,大大增加了效率. （2）材料分析 飯

12、盒所用的原料為ABS。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02-1.05g/cm3.ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。水、無機(jī)堿、酸類對(duì)ABS幾乎無影響；ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。其特點(diǎn)是耐熱性不高。連續(xù)工作溫度為70℃

13、左右，熱變形溫度約為93℃左右。耐氣候性差、在紫外線作用下易變形發(fā)脆。 成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，ABS吸濕強(qiáng)、成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件、壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50-60℃。要求塑件光澤和耐熱性時(shí)，應(yīng)控制在60-80℃。 ABS的成型特性與工藝參數(shù)如表1.1所示： ABS塑料主要的性能指標(biāo)： 表1.1： 項(xiàng)目/單位 值 密度(Kg.dm-3) 1.13——1.14 收縮率% 0.3~0.8 熔點(diǎn)℃ 130~160 熱變形溫

14、度45N/cm 65~98 彎曲強(qiáng)度Mpa 80 拉伸強(qiáng)度MPa 35~49 拉伸彈性模量GPa 1.8 彎曲彈性模量Gpa 1.4 壓縮強(qiáng)度Mpa 18~39 缺口沖擊強(qiáng)度kJ/㎡ 11~20 硬度HR R62~86 體積電阻系數(shù)Ωcm 1013 擊穿電壓Kv.mm-1 15 介電常數(shù) 60Hz3.7 二、注射機(jī)的初步擬定 （1） 選擇注射機(jī) 根據(jù)工廠現(xiàn)有的條件，并考慮到該制品的結(jié)構(gòu)特征，這里初步選擇HS150A型注射機(jī)，該注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下表2.1所示： 表2.1HS150A注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表： 機(jī)型MODEL 單位 HS

15、150A 注射重量（按PS計(jì)算） OZ 11 Shot Weight of Injection(ps) g 311 螺桿直徑 mm 45 注射體積 CM3 325 注射行程 mm 210 注射壓力 kg/c㎡ 2300 螺桿轉(zhuǎn)速 R.P.M. 10-190 鎖模力 TON 150 四柱內(nèi)空間 mm 410X410 開模行程 mm 360 模板最大開距 mm 820 容模厚度 mm 203-460 頂出力 TON 4.5 頂出行程 mm 90 油缸容量 Litre 340 電熱功率 KW 10.8

16、電馬達(dá)功率 KW 15 機(jī)身重量 TON 5 付船尺碼 m 4.8X1.3X2 3、模具結(jié)構(gòu)方案的確定 3.1分型面的確定 分型面的選擇原則： （1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處。 （2）確定有利于的留模方式，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）有利于提高排氣效果。 （8）對(duì)側(cè)向抽芯的影響。 綜合考慮以上分型面的選擇原則，結(jié)合制品的結(jié)構(gòu)形狀，該塑料飯盒的分型面設(shè)計(jì)如圖3.1.1所示：

17、 圖3.1.1飯盒制件示意圖 3.2 型腔的布局方案的比較與確定 型腔的布置方案常用的有兩種，第一種方案為平衡式，該方案特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度，截面形狀尺寸均對(duì)應(yīng)相同，可實(shí)現(xiàn)均衡進(jìn)料和同時(shí)充滿型腔的目的。第二種方案為非平衡式，該方案特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流長(zhǎng)度不相等，因而不利于平均衡進(jìn)料，但可以縮短流道的總長(zhǎng)度，為達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，各澆口的截面尺寸制作不相同。 該模具布置為一模四腔，平衡式布置如圖3.2.1所示： 圖3.2.1平衡式布置 非平衡式布置如圖3.2.2所示： 圖3.2.2非平衡

18、式方案 該模具選擇圖3.2.1所示平衡式方案。 3.3 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)要遵循如下基本原則： （1）了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)性。 （2）采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失。 （3）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。 （4）防止型芯變形和嵌件位移。 （5）便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。 （6）澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布

19、局同時(shí)考慮。 （7）流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。 3.3.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴有一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套）以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火53-57HRC。澆口套應(yīng)設(shè)置在模具的對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴為同一軸心線。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下

20、： （1）截面形狀為圓形，整體形狀為圓錐形。 （2）錐度a=2--6一般?。?--4）。 （3）小端孔徑=噴嘴孔徑+（0.5-1）mm。 （4）球面半徑=噴嘴球面半徑+（1-2）mm。SR=Sr+（1-2）mm。 （5）主流道長(zhǎng)度L盡量短。 （6）內(nèi)表面粗糙度小于等于0.8微米。 （7）主流道末端與分流道相接處采用圓弧過渡r=1-3 mm。 （8）球面配合高度H=3-5 mm。 該模具的主流道設(shè)計(jì)如下圖3.3.1所示： 圖3.3.1澆口套結(jié)構(gòu)圖 3.3.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。一般開

21、在分 型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)： （1）.在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。 （2）.分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對(duì)于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料井。 （3）.分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可

22、以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 （4）.分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。 分流道的長(zhǎng)度 分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。 分流道的斷面 分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素來確定。 因ABS的推薦斷面直徑為4.5～9.5(查表5-3)，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢

23、性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級(jí)分流道對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求，采用圓形的份流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。 該模具設(shè)計(jì)分流道方案如圖3.3.2所示： 圖3.3.2分流道的設(shè)計(jì)方案 3.3.3澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：

24、（1） 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。 （2） 易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長(zhǎng)度約為0.5mm～2mm，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 常用澆口形式主要分為11種形式： （1）直接澆口 （2）側(cè)澆口 （3）扇形澆口 （4）平縫澆口 （5）環(huán)形澆口 （6）盤形澆口 （7）輪輻澆口 （8）爪形澆口 （9）潛伏澆口 （10）護(hù)耳澆口 （11）點(diǎn)澆口 該制品選擇的是側(cè)澆口。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸

25、過小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇原則： （1）盡量縮短流動(dòng)距離。 （2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處。 （3）必須盡量減少或避免熔接痕。 （4）應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。 （5）考慮分子定向的影響。 （6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 （7）不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。 （8）澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量。 該模具選擇如圖3.3.3所示： 澆口設(shè)計(jì)方案如圖3.3.3所示 3.3.4冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔

26、而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑宜大于大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料穴，這類冷料井穴的底部由一個(gè)拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。利用球頭形的拉料桿配合冷料穴。該冷料穴如 附錄三 模具總裝圖所示。 3.4成型零部件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 此成型零部件的作用是決定塑件的內(nèi)外表的形狀，尺寸和尺寸精度。其凹模是成型塑件外表面的主要零件；凸模和型芯均是成型塑件內(nèi)表面的零件，按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩類。整體式結(jié)構(gòu)牢固，但不便于加工，消耗的模具鋼多，維修價(jià)格高，主要用于工藝試驗(yàn)?zāi)；蛐⌒湍＞呱系男螤?、?jiǎn)

27、單的。組合式結(jié)構(gòu)便于加工，消耗的模具鋼少，維修方便，方法是將型芯單獨(dú)加工，再鑲?cè)肽０逯?，用墊板螺釘緊固。 該模具成型零部件系統(tǒng)采用整體式機(jī)構(gòu)，如附錄二型芯與型腔零件圖所示。3.5溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時(shí)間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)

28、晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì)，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。 （1） 低的模具溫度可降低塑件的收縮率。 （2） 模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。 （3） 對(duì)結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。 （4） 隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是

29、有利的，但對(duì)于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。 （5） 提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 因飯盒使用的塑料是ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此

30、在注射開始時(shí)，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。 總之，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求： （1）確定加熱或是冷卻； （2）模溫均一，塑件各部分同時(shí)冷卻； （3）采用低的模溫，快速且大量通冷卻水； 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低謙。 根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時(shí)可實(shí)現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書上的經(jīng)驗(yàn)值取4根，冷卻水口口徑為8mm. 另外，冷卻系統(tǒng)的過程中，還應(yīng)同時(shí)遵循： （1）冷卻水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大。 （2

31、）冷卻水至型腔表面距離應(yīng)盡量相同。 （3）澆口處加強(qiáng)冷卻。 （4）冷卻水道出入口溫差應(yīng)盡量小。 （5）冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。 （6）冷卻水道的設(shè)計(jì)還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度。 （7）冷卻水道要易于加工清理，一般水道孔徑為10毫米左右（不小于8毫米） （8）冷卻水道設(shè)計(jì)要防止冷卻水泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈。 其冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3.5.1所示 圖3.5.1模具的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 3.6 頂出機(jī)構(gòu)的確定 塑件從模具上取下以前

32、，還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過程使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱頂出機(jī)構(gòu)。 頂出機(jī)構(gòu)可以分為： （1）推桿推出機(jī)構(gòu)。 （2）推管推出。 （3）推件板推出機(jī)構(gòu)。 （4）活動(dòng)鑲塊及模推出。 （5）多元綜合推出機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)原則： （1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 （2）保證塑件不因推出而變形損壞。 （3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠。 （4）良好的塑件外觀。 （5）合模時(shí)的正確復(fù)位。 該制件的內(nèi)表面頂部要求的粗糙度不高，所以選擇頂桿頂出機(jī)構(gòu)。頂桿多用T8AV、T10A材料，頭部淬火硬度達(dá)50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8微米，和頂桿孔呈H8/f8配合。位置的設(shè)置

33、： （1）應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方。 （2）應(yīng)均勻布置。 （3）應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度剛度較大處。 如下圖3.6.1所示： 圖3.6.1頂出機(jī)構(gòu)示意圖 3.7 其它系統(tǒng)與結(jié)構(gòu) 3.7.1合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。定位作用：為避免裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫?/p>

34、均。塑件在注入型腔過程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)的精度限制，使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用。動(dòng)定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對(duì)型芯和型腔改進(jìn)后，其的配合可以進(jìn)行定位。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套零件如下圖3.7.1所示： 圖3.7.1導(dǎo)柱.導(dǎo)套示意圖 3.7.2模架的選定 根據(jù)塑件選定模架為：S3540—CI—50—60—90。見圖2.1：

35、圖2.1 模架的選擇 3.7.3排氣引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。 該模具設(shè)計(jì)為分型面排氣，零件間隙排氣。 四. 模具中相關(guān)的校核 4.1 注射機(jī)與模具尺寸的關(guān)系校核 4 .1.1 最大注射壓力的校核 飯盒的原料為ABS，所需注射為70-90MPa，而所選注射機(jī)壓力為2300 kg/c㎡，所以注射壓力符合要求。 （1）最大注塑量的校核 注塑機(jī)

36、的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： 0.8 V機(jī) ≥ V塑＋V澆 式中 V機(jī) ————注塑機(jī)的最大注塑量，325cm3 V塑————塑件的體積，該產(chǎn)品V塑＝150cm3 V澆————澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆＝40cm3 故 0.8V機(jī)≥（150+40）cm3 ====260≥190 cm3 即：注射機(jī)合格。 （2）鎖模力校核 F鎖﹥pA 式中 p————熔融

37、型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品 A————塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經(jīng)計(jì)算A=5290 mm3 F鎖————注塑機(jī)的額定鎖模力。 故 F鎖＞pA=2300 kg/c㎡5290 mm3 =150Ton 即：注射機(jī)合格。 選定的注塑機(jī)的壓力為150Ton，滿足要求。 （3）模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核 A 模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相合適 模具長(zhǎng)模具寬<拉桿面積 B模具閉合高度校核 Hmin————注塑機(jī)允許最小模厚=203mm Hmax————注塑機(jī)允許

38、最大模厚=460mm H——————模具閉合高度=261mm 故滿足Hmax＞H＞Hmin。 460mm＞261mm＞203mm 即：注射機(jī)合格。 （1）開模行程校核 注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)），故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式： S機(jī)————注塑機(jī)最大開模行程，360mm; H1———頂出距離，28mm； H2————包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，56mm; S機(jī)－(H模－Hmin)＞H1＋H2＋(5～10) 因?yàn)楸灸＞叩臐沧⑾到y(tǒng)和塑件的特殊關(guān)系，澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經(jīng)包括了頂出距離。 故

39、： 360－(261－203)＞84＋(5～10) 4.2成型零部件系統(tǒng)中成型零件的工作尺寸計(jì)算 所謂工作尺寸是零件上直接用以成型零件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。因ABS的成型收縮率為0.4-0.7％，所以平均收縮率取S=0.6％。 Pro/e軟件分模具體過程如下： 4.2.1 造型 如圖4.2.1所示 圖4.2.1制件造型示意圖 4.2.2 縮水 如圖4.2.2所示 圖4.2.2制件縮水示意圖 4.2.3 設(shè)分型面 如圖4.2.3所示 圖4.2.3制件分型面示意圖

40、 4.2.4 體積塊 如圖4.2.4所示 CORE CAVITY 圖4.2.4制件體積塊示意圖 4.2.5 鑄造 如圖4.2.5所示 圖4.2.5 制件鑄造 4.2.6 轉(zhuǎn)工程圖 如圖4.2.6所示 圖4.2.6制件工程圖 4.3 承板強(qiáng)度和剛度的校核 通過“燕秀工具箱”的“計(jì)算工具”計(jì)算“承板厚度”,因?yàn)樵撃＞叩某邪寰褪窃撔托竟潭ò?所以這固定板就是承板.計(jì)算的有關(guān)數(shù)據(jù)如下: 方鐵間隔W=214 模具長(zhǎng)度L=400 注射機(jī)選的注射壓力為230

41、0Kg/c㎡=230Mpa。 所以計(jì)算出來的H=38.081

42、，一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定模，動(dòng)模的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動(dòng)模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。 澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊?，在注射時(shí)會(huì)發(fā)生變形，有時(shí)在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對(duì)位移的面上銼一個(gè)三角形的槽，由于

43、空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。 5.2模具的裝配順序 （1）確定裝配基準(zhǔn)； （2）裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； （3）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。 （4）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查； （5）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活，無松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象； （6）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動(dòng)作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)

44、入系統(tǒng)中； （7）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號(hào)、合模標(biāo)記及組裝基面。 ① 模具預(yù)熱 模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。 ② 筒和噴嘴的加熱 根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時(shí)進(jìn)行。 ③ 工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整 根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時(shí)間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)按壓力，時(shí)間，溫度這樣的先后順序變動(dòng)。 ④ 注塑 在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)，就可以進(jìn)行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導(dǎo)致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至

45、達(dá)到最佳狀態(tài)。 （8）模具的維護(hù) 模具在使。那么優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個(gè)別已損壞的零件，不會(huì)導(dǎo)致用過程中，會(huì)出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢。 最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過1000C。 5.3模具的動(dòng)作過程 模具總裝配圖如附錄三所示。當(dāng)塑料制品充分冷卻后，在注射機(jī)的開模機(jī)構(gòu)的作用下，模具從分型面之間分開，在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下，動(dòng)定模順利分型，同時(shí)拉料桿拉斷澆口，由于澆道中拉

46、料桿的作用,此時(shí),側(cè)澆口被拉斷,澆注系統(tǒng)中的凝料留在動(dòng)模一側(cè)；型芯和型腔運(yùn)動(dòng)到注射機(jī)允許最大模厚的時(shí)候，完成凝料的脫模，然后注射機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)頂桿將塑料制品從型芯上脫出，完成脫模過程。 合模時(shí)，注射機(jī)頂桿復(fù)位，同時(shí)模具上的底針板和頂桿固定板在復(fù)位桿的作用下，回到初始狀態(tài)，動(dòng)、定模在注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)的作用下完全閉合。回到成型位置，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。 閉合時(shí)，頂桿先于型腔復(fù)位。以免頂桿碰到型腔，損壞模具。 六. 相藝過程 見附錄 一 成型關(guān)零件的加工工零件加工工藝卡片 七. 結(jié)束語 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過對(duì)飯盒塑料成型模具的設(shè)計(jì)，對(duì)常用塑

47、料在成型過程中對(duì)模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，通過老師介紹的燕秀外掛的使用，對(duì)一些復(fù)雜的計(jì)算帶來了很大的方便。對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)模具具有了一次新的鍛煉。 在模具制造的加工工藝，來編寫加工工藝卡片。 在設(shè)計(jì)過程充分利用了各種可以利用的方式，同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對(duì)各種理論知識(shí)的理解，在設(shè)計(jì)的后一階段充分利用CAD軟件就是一例，燕秀的工具的利用，大在提高了工作效率。 以計(jì)算機(jī)為手段，專用模具分析設(shè)計(jì)軟件為工具設(shè)計(jì)模具。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設(shè)計(jì)。

48、模具CAD技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的革命，大大提高了設(shè)計(jì)效率，尤其是系列化或類似注射模具設(shè)計(jì)效率更為提高。 總之，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的又一次鍛煉完全清楚：充分利用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時(shí)在實(shí)際中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，以設(shè)計(jì)出價(jià)廉物美的模具。 這次設(shè)計(jì)能順利完成，還得感謝汪老師和鄧?yán)蠋煹木闹笇?dǎo)。但錯(cuò)誤之處在所難免，望批評(píng)指正。非常感激！ 參考資料 [1]塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì).塑料模具技術(shù)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1997 [2]中國輕工業(yè)出版社賈潤禮編，《實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》。 [3]中國輕工業(yè)出版社，孫鳳琴編，《模具制造工藝與設(shè)備》。 [4]機(jī)械工業(yè)出版社，《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》編委會(huì)。 [5]《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社。 [6] 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社馮炳蕘，蔣文森等編《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》。 [7]《機(jī)械工業(yè)出版社》屈昌華主編，《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》。 [8]《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》史鐵梁主編，機(jī)械工業(yè)出版社。 [9]《模具制造工藝》湯忠義主編，中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社。 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 Page 28 of 26