摘要從塑料材料的性能分析，根據(jù)塑件的基本形狀和尺寸入手，合理選擇注射的成型方法。通過對塑件工藝性的分析和對模具生產(chǎn)條件及制造水平的掌握，制定出成形工藝卡。在制定出成形工藝卡以后，開始進行模具的結構設計。其中模具的結構設計過程包括：型腔的數(shù)目和位置的確定，模具的總體結構形式設計，動模及定模成形零件尺寸的確定，澆注系統(tǒng)形式及尺寸的確定，脫模方式的確定，調溫及排氣系統(tǒng)的確定，模架的選擇待以上各步湊完成以后，便開始繪制模具的結構草圖，根據(jù)具體尺寸校核注射模具及注射機的有關尺寸，并對工藝參數(shù)進行核定和計算。之后進行初步的審查對所存在的問題進行確定和修正，然后繪制模具總裝配圖，按裝配圖繪制成型零件及所有需要加工的零件工作圖，同時考慮零件的加工工藝。關鍵字：成型工藝，結構設計，試模。AbstractFrom the plastic material performance analysis, according to models a basic shape and the size obtain, reasonably selects the injection to take shape the method. Though to models a technological analysis and to the mold working condition and manufacture level grasping, formulates the formed craft card. In formulates after the formed craft card, starts to carry on the mold the structural design. Mold structural design process includes. The cavity number and the position determination, the mold overall structural style design, moves the mold and decides the mold forming components size the determination ,pours the system andthe size determination, the drawing of patterns mode determination after, adjusts warm and the exchaust gas completes, then starts to draw up the mold the structure schematic diagram, according to the specific size examination injection mold and the injection computer relatedsize, and carries on the checking and the computation to the craft parameter. Carries on the determination and the revision afterward, then the plan mold assembly drawing, takes shape the components and all needs to process, simultaneously considers the components the processing craft.Keyword: takes shape the craft, the structural design.目錄摘要 .1ABSTRACT .2第 1 章 緒論 .6第 2 章 塑件的分析 .72.1 塑件結構分析 72.2 塑件材料的選擇與工藝性分析 82.2.1 工藝性分析 82.2.2 材料的選擇 92.3 注射成型工藝過程分析 10第 3 章 注塑機的選擇與校核 .123.1 注塑機的選擇 123.2 注塑機的校核 143.2.1 注射量的校核 143.2.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 143.2.3 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 15第 4 章 分型面系統(tǒng) .174.1 分型面的選擇原則 174.2 分型面的決定 17第 5 章 澆注系統(tǒng) .195.1 澆注系統(tǒng)的組成 195.2 主流道的設計 205.3 分流道的設計 215.4 澆口的設計 215.5 澆注系統(tǒng)的校核 225.5.1 剪切速率的校核 225.5.2 主流道剪切速率校核 235.5.3 澆口剪切速率的校核 23第 6 章 成型零件設計 .246.1 型腔和型芯工作尺寸計算 246.2 型腔側壁厚度計算 24第 7 章 頂出系統(tǒng) .267.1 推出機構的組成及設計要求 267.2 脫模力的計算 26第 8 章 溫度系統(tǒng). 298.1 水路分布原則 298.2 冷卻的基本原理 308.3 設置冷卻水路的原則與注意事項 318.4 設計原則 32第 9 章 導向系統(tǒng) .339.1 導向與定位機構設計 339.2 導向機構的功用 339.3 導向機構結構及設計 339.4 定位機構設計 33第 10 章 抽芯系統(tǒng)設計 .3410.1 斜導柱設計 3410.2 滑槽的設計 3710.3 楔緊設計 37總結與展望 .38致謝 .39摘要從塑料材料的性能分析，根據(jù)塑件的基本形狀和尺寸入手，合理選擇注射的成型方法。通過對塑件工藝性的分析和對模具生產(chǎn)條件及制造水平的掌握，制定出成形工藝卡。在制定出成形工藝卡以后，開始進行模具的結構設計。其中模具的結構設計過程包括：型腔的數(shù)目和位置的確定，模具的總體結構形式設計，動模及定模成形零件尺寸的確定，澆注系統(tǒng)形式及尺寸的確定，脫模方式的確定，調溫及排氣系統(tǒng)的確定，模架的選擇待以上各步湊完成以后，便開始繪制模具的結構草圖，根據(jù)具體尺寸校核注射模具及注射機的有關尺寸，并對工藝參數(shù)進行核定和計算。之后進行初步的審查對所存在的問題進行確定和修正，然后繪制模具總裝配圖，按裝配圖繪制成型零件及所有需要加工的零件工作圖，同時考慮零件的加工工藝。關鍵字：成型工藝，結構設計，試模。AbstractFrom the plastic material performance analysis, according to models a basic shape and the size obtain, reasonably selects the injection to take shape the method. Though to models a technological analysis and to the mold working condition and manufacture level grasping, formulates the formed craft card. In formulates after the formed craft card, starts to carry on the mold the structural design. Mold structural design process includes. The cavity number and the position determination, the mold overall structural style design, moves the mold and decides the mold forming components size the determination ,pours the system andthe size determination, the drawing of patterns mode determination after, adjusts warm and the exchaust gas completes, then starts to draw up the mold the structure schematic diagram, according to the specific size examination injection mold and the injection computer relatedsize, and carries on the checking and the computation to the craft parameter. Carries on the determination and the revision afterward, then the plan mold assembly drawing, takes shape the components and all needs to process, simultaneously considers the components the processing craft.Keyword: takes shape the craft, the structural design.目錄摘要 .1ABSTRACT .2第 1 章 緒論 .6第 2 章 塑件的分析 .72.1 塑件結構分析 72.2 塑件材料的選擇與工藝性分析 82.2.1 工藝性分析 82.2.2 材料的選擇 92.3 注射成型工藝過程分析 10第 3 章 注塑機的選擇與校核 .123.1 注塑機的選擇 123.2 注塑機的校核 143.2.1 注射量的校核 143.2.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 143.2.3 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 15第 4 章 分型面系統(tǒng) .174.1 分型面的選擇原則 174.2 分型面的決定 17第 5 章 澆注系統(tǒng) .195.1 澆注系統(tǒng)的組成 195.2 主流道的設計 205.3 分流道的設計 215.4 澆口的設計 215.5 澆注系統(tǒng)的校核 225.5.1 剪切速率的校核 225.5.2 主流道剪切速率校核 235.5.3 澆口剪切速率的校核 23第 6 章 成型零件設計 .246.1 型腔和型芯工作尺寸計算 246.2 型腔側壁厚度計算 24第 7 章 頂出系統(tǒng) .267.1 推出機構的組成及設計要求 267.2 脫模力的計算 26第 8 章 溫度系統(tǒng). 298.1 水路分布原則 298.2 冷卻的基本原理 308.3 設置冷卻水路的原則與注意事項 318.4 設計原則 32第 9 章 導向系統(tǒng) .339.1 導向與定位機構設計 339.2 導向機構的功用 339.3 導向機構結構及設計 339.4 定位機構設計 33第 10 章 抽芯系統(tǒng)設計 .3410.1 斜導柱設計 3410.2 滑槽的設計 3710.3 楔緊設計 37總結與展望 .38致謝 .39第 1 章 緒論本說明書主要闡述了此模具的設計思路與過程。包括塑料件的工藝分析，塑件的成型方案分析，精密注塑模技術的介紹，注塑模總體結構的設計，注射機的選擇校核，模具零件的設計與計算以及成型零件的制訂等內容。隨著電子、電信、醫(yī)療、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展，對塑料制品的高精度、高性能要求與日俱增，精密注射成型要求制品不僅具有較高的尺寸精度、較低的翹曲變形，而且還應有優(yōu)異的光學性能等。注射成型是最重要的塑料成型方法之一，如何提高注射成型技術水平，生產(chǎn)出高精度的塑料制品，創(chuàng)造附加值高的產(chǎn)品，模具的設計是重要環(huán)節(jié)。 在精密注射成型設計中，除了應考慮一般模具設計事項外，還要特別考慮如下事項:1)為了得到所要尺寸公差的制品，要考慮適當?shù)?模具尺寸公差。2)要考慮防止產(chǎn)生成型收縮率波動。3)要考慮防止產(chǎn)生成型變形。4)要考慮防止產(chǎn)生脫模變形。5)要使模具制作誤差最小。6)要考慮防止模具精度波動。7)要考慮維持模具精度。這是近幾年來發(fā)展得很快的一項新技術 而國內，關于這項技術的報導開始增多，相信不久的未來將會得到普及。此說明書 ，比較系統(tǒng)詳細地介紹本次設計的各個步驟及精密注塑模具設計中的應用，并附上了大量結構零部件的設計簡圖。設計可以說是大學中最大的一次設計，時間跨度大，涉及內容多，是對個人模具設計與制造知識的全面檢驗。本次設計較以往的設計相比，要求個人對三維軟件的運用更加熟練，所以具有一定的難度。由于本人的實踐經(jīng)驗及理論水平有限，設計中不足和遺漏這處在所難免，敬請老師多多指教。值此這際，本人向對本次設計提出寶貴意見和幫助的老師及同學表示由衷的感謝！第 2 章 塑件的分析2.1 塑件結構分析該塑件結構如圖 3-1 所示。圖 3-1 注塑零件 2D 圖1 結構分析該塑件在模具設計和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝，以保證轉動的順暢和零件的使用壽命。該塑件裝配在某產(chǎn)品內，對表面美觀有一定要求，設計時要注意對外邊面的處理。2 成型工藝分析精度等級：采用一般精度 5 級。脫模斜度：該注塑零件其脫模斜度查參考文獻 【1】 中的表 3-4 有塑件內表面35′~1 °，塑件外表面 40′~1 °20′。由于該塑件沒有特殊狹窄細小部位，而且，主要部分有較好的弧度，可順勢脫模，所以塑件外表面沒有放脫模斜度。2.2 塑件材料的選擇與工藝性分析2.2.1 工藝性分析塑料是以高分子量的合成樹脂為主要成分。它在一定的溫度和壓力的條件下具有可塑性，能夠流動變形，其被塑造成制品之后，在一定的使用環(huán)境條件之下，能保持形狀、尺寸不變，并滿足一定的使用性能要求的材料。塑料中的必要和主要成分是樹脂，樹脂是由高分子物質所組成，它是通過聚合反應而制成的，所以又叫聚合物或稱高聚物。塑料的主要成分是合成樹脂，并加入填料、增塑劑、燃料、穩(wěn)定劑等各種輔料組成。其多組成分有：樹脂、填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、固化劑、著色劑、抗靜電劑、發(fā)泡劑、阻燃劑等。塑料具有：1.質量輕；2.化學穩(wěn)定優(yōu)越；3.電絕緣性能好；4.比強度高；5.減摩、耐磨性能優(yōu)良，自潤滑性好；6.成型加工方便；7.粘結性能好；８.光學性能好；9.著色性能較強；10.導熱率低的特性。但是在目前塑料的應用中，塑料也存在著一些缺點，使其應用受到一定限制。一般塑料的機械強度均不如金屬。塑料成型時收縮率較高。塑料對溫度的敏感性遠比金屬或其它非金屬材料的大，塑料的使用溫度范圍遠較其它材料的窄。塑料若長期受載荷作用，即使溫度不高，其形狀會產(chǎn)生“蠕變” ，塑料這種漸漸產(chǎn)生的塑件流動是不可塑的，導致塑件尺寸精度喪失。所以，在選擇塑料時要注意揚長避短。塑料按照受熱后的表現(xiàn)性能，可以分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。前者的特點是在一定的溫度下，經(jīng)過一定時間加熱、加壓或加入硬化劑后，發(fā)生化學反映而硬化。硬化后的塑料化學結構發(fā)生變化，質地堅硬，不溶于溶劑，加熱也不再軟化，如果溫度過高就分解。后者的特點為受熱后發(fā)生物態(tài)變化，由固體軟化或者熔化成粘流體狀態(tài)，但冷卻后又可變硬而成為固體。且過程可以多次反復，塑料本身的分子結構則不發(fā)生變化。熱塑性塑料和熱固性塑料的性能對比如下表。2.2.2 材料的選擇在工作過程中，會有大量高壓氣體從噴嘴中噴出，這就要求噴嘴材料要有比較好的耐高沖擊性能。并且燈罩的噴嘴還會經(jīng)常經(jīng)受高溫和低溫，因此對材料的熱變形溫度和脆化溫度有一定要求。綜合考慮使用性能、加工性能、經(jīng)濟條件和原料情況，選擇材料 PS。PS 在國內有大批量的生產(chǎn)，具有良好的成型性、力學性能、表面光澤度和低成本等優(yōu)點，其性能如下表：表 1 PS 性能項目 質量指標 試驗方法斷裂伸長率，% 500 ASTMD638拉伸強度，MPa 23 ASTMD638洛氏硬度， 85 ASTMD785密度，kg/m3 910 ASTMD1505熱變形溫度，℃ 105 ASTMD648熔體流動速率，g/10min 1.2 ASTMD1238維卡軟化點，℃ 150 ASTMD1525懸臂梁沖擊強度，J/m 50 ASTMD2562.2.3 注塑成型工藝條件（1）溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。PS 料溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下表所示。表 3 溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)料筒溫度/℃ 噴嘴溫度/℃模具溫度/℃熱變形溫度 /℃后段 中段 前段 1.82MPa160-180180-200200-220200-280 60-80 102（2）壓力；注射成型過程中需要控制的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。根據(jù)經(jīng)驗值 PP 料的注塑壓力為 40-70MPa。（3）時間；完成一次注塑成型所需要的時間稱為注塑周期或稱總周期。它由充模、保壓時間、冷卻和加料（包括預塑化）時間以及開模、輔助作業(yè)（如涂擦脫模劑、安裝嵌件等）和閉模時間組成。其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為 3-5 秒，保壓時間一般為 20-120 秒，冷卻時間一般為 30-120 秒。根據(jù)塑件的形狀、壁厚、材料等因素，注塑周期初定為 60 秒，后處理溫度 110℃，保溫時間 2 小時。2.3 注射成型工藝過程分析根據(jù)塑件的結構、材料及質量，確定其成型工藝過程為：第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質量，應對所用的設備和塑料作好以下準備工作。（1） 、成型前對原材料的預處理根據(jù)注射成型對物料的要求，檢驗物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標，對原材料進行適當?shù)念A熱干燥，PS材料吸水率極低，成型前一般不必進行干燥處理。如有需要，可在 70 ～ 80 ℃下干燥 2～4 h。（2） 、料筒的清洗在初用某種塑料或某一注射機之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注射機（主要是料筒）進行清洗或拆換。（3） 、脫模劑的選用脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設計。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油） ，硅油，對 PS材料，可選用硬脂酸鋅，因為此脫模劑除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。第二步: 注射成型過程完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。第三步：制件的后處理注射制件經(jīng)脫?；驒C械加工后，常需要進行適當?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的內應力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調濕處理。該塑料制件材料為 PS，就采用退火處理 1～3 小時。第 3 章 注塑機的選擇與校核3.1 注塑機的選擇注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模應該詳細了解注射機的技術規(guī)范，才能設計出符合要求的模具。注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結構形式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應該對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)，選擇一臺和模具匹配的注射機，倘若用戶已經(jīng)提供了注射機的型號和規(guī)格，設計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調整或于用戶取得商量調整。1.所需注射量的計算（1）塑件質量、體積計算:對于該設計，建立塑件模型,并用軟件對此模型分析得：塑料制件體積 V1＝30.12 ；3cm塑料制件質量 M1＝31.6g。（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算可按塑件體積的 0.6 倍計算，由于該模具采用一模 2 腔，所以，澆注系統(tǒng)凝料體積為V2= V1×0.6＝30.12x0.6=18.072cm 3（3）該模具一次注射所需要的 PS質量 M0=ρ·V 0=73.2g。2.注射機型號的選定近年來我國引進的注射機型號很多，國內注射機生產(chǎn)廠的新機型也日益增多。掌握使用設備的技術參數(shù)是注射模設計和生產(chǎn)所必需的技術準備。根據(jù)以上的計算，選定型號為 SZ-2000A，該注塑機參數(shù)如表 4-1 所示。表 4-1 注塑機的參數(shù)SZ-2000A 注塑機的技術參數(shù) 項目 單位 參數(shù) 合模力 KN 2000 移模行程 mm 500 拉桿有效間距（V×H） mm 505×505 允許的模厚（min-max ） mm 190-530 模板最大開距 mm 1030 液壓頂出力 KN 53.1 液壓頂出行程 mm 125 液壓頂出桿的總數(shù) 5 螺桿的直徑 mm 50 55 60 螺桿的長徑比 L/D 23.1 21 19.3 理論注射容積 cm3 491 594 707 注射質量（PS 料） g 447 540 643 注射壓力 Mpa 215 178 149 理論注射速率（PS 料） g 145 175 208 塑化能力（PS 料） g/s 22.5 28.7 35.4 螺桿驅動扭矩 N.m 1510 螺桿最高轉速 r/min 170 注射行程 mm 250 油泵電動機功率 KW 18.5 油泵最高壓力 Mpa 16 料筒加熱功率 KW 16.6 加熱區(qū)段 4 機器的外形 （L×W×H） m 5.9×1.5×2.0 機器的凈重 t 6.8 3.2 注塑機的校核3.2.1 注射量的校核模具設計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質量在注射機額定注射量的 80%以內。校核公式為：mn%8021??式中 --型腔數(shù)量--單個塑件的體積（ ）1 3c--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（ ）2 3m由于注塑機的理論注塑量為 491 ,遠遠大于實際的量c所以注射量符合要求3.2.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關系。 An??21式中 n --型腔數(shù)目--單個塑件在模具分型面上的投影面積1--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2A--注射機允許使用的最大成型面積投影面積符合要求注射成型時為了可靠的鎖模，應使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。即：（ ）PF21An?式中： P—塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）F—注射機額定鎖模力（ N）其它意義同上根據(jù)文獻[2]表 5-1，推薦使用的型腔壓力為 15～22 MPa，在此取 P=MPa18（ ）P K=21An?? N205972.18590???鎖模力符合要求3.2.3 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核（1） 、模具厚度（閉合高度）模具閉合高度必須滿足以下公式 maxminH?式中 --注射機允許的最大模厚i--注射機允許的最小模厚max本設計中 4502660??H符合要求（2） 、開模行程（S ）的校核模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注塑機的開模行程是有限的，設計模具必須校核所選注射機的開模行程，以便與模具的開模距離相適應。對于液壓-機械式合模機構的注射機，其開模行程與模具厚度無關，對于單分型面注射模應有： mHS10~521max???式中 --推出距離--包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度2H經(jīng)計算，符合要要求。（3） 、頂出裝置的校核在設計模具推出機構時，需校核注射機頂出的頂出形式，要注意在兩側頂出時模具推板的面積應能覆蓋注射機的雙頂桿，注射機的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。SZ-2000A 型注射機為兩側推出機構。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。第 4 章 分型面系統(tǒng)4.1 分型面的選擇原則1）符合塑件脫模：為使塑件能從模具內取出，分型面的位置應設在塑件斷面最大尺寸的部位。2）分型面的數(shù)目和形狀：通常只采用一個與開模運動方向相垂直的分型面。確定分形面應以模具制造及脫模方便為原則。3） 型腔的選擇：盡量防止形成側孔和側凹，以避免采用較復雜的模具結構。4）確保表面質量：分型面盡量不要選擇塑件光滑的外表面，避免影響塑件的外觀質量;將塑件要求同軸度的部分放在分型面的同一側。以確保塑件的同軸度;要考慮減小造成塑件大、小端的尺寸差異要求等。5）有利于塑件脫模：由于模具的脫模機構通常設置在動模一側，故盡可能使開模后塑件留在動模一側。6）考慮側向軸拔距：一般機械式分型 抽芯機構的側向軸拔距都較小，因此選擇分型面的時應將抽芯或分型距離長的方向置于動、定模的開合模方向上，即將短軸拔距作為側向分型或抽芯。并注意將側抽芯放在動模邊，避免定模抽芯。7）鎖緊模具的要求：側向合模鎖緊力較小，故對于投影面積較大的大型塑件，應將投影面積大的方向放在動、定模的合模方向上，而將投影面積小較小的方向作為側向分型面。8）有利于排氣：當分型面作為主要排氣渠道時，應將分型面設計在塑料的流動末端，以利于排氣。9）模具零件易于加工。4.2 分型面的決定模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。分型面與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，因此分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵步驟。將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結構的重要因素，每個塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。應根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。該塑件表面質量無特殊要求，結構也比較間單，固選平直分型面。如圖 3 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。綜上所述如下圖所示:第 5 章 澆注系統(tǒng)5.1 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設計中采用普通流產(chǎn)澆注系統(tǒng)。正確設計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質的塑料制品極為重要。普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個部分，如圖（4）所示。1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道5－澆口 6－型腔 7－冷料穴圖（4）普通流道澆注系統(tǒng)在設計澆注系統(tǒng)時應考慮下列有關因素：a)、塑料成型特性：設計澆注系統(tǒng)應適應所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質量。b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：設置澆注系統(tǒng)還應考慮到模具是一模一腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設計。c)、塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小，形狀壁厚，技術要求等因素，結合選擇分型面同時考慮設置澆注系統(tǒng)的形式、進料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應注意防止流料直接沖擊嵌件及細弱型芯受力不均以及應充分估計可能產(chǎn)生的質量弊病和部位等問題，從而采取相應的措施或留有修整的余地。d)、塑件外觀：設置澆注系統(tǒng)時應考慮到去除、修整進料口方便，同時不影響塑件的外表美觀。e)、冷料：在注射間隔時間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質量，故設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施 [6]。5.2 主流道的設計澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質、傳壓和傳熱的功能，對塑件質量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流到、冷料穴，澆口。1.主流道的設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模是主流道凝料的順利拔出（1）主流道尺寸主流道小端直徑 D=注射機噴嘴直徑 +（0.5～1） (4-4)=2.5+（0.5～1） ，取 D=6主流道球面半徑 SR0=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2） (4-5)=10+(1～2)，取 SR0=11球面配合高度 h=3～5mm，取 h=3mm主流道長度 L=75.6mm主流道大端直徑 D′=D+2Ltanα=4+2×40×tan2°=5.7，取 D′=7mm (4-6)（2）主流道襯套的形式主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴格，因而模具主流道部分設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進行單獨加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、 T10A 等，熱處理硬度為 50HRC～55HRC。5.3 分流道的設計作用：使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉換，并盡快地充滿型腔。分流道的設計原則對于含有玻璃纖維流動性較差的樹脂，流道截面要大一些，聚甲醛屬于流動性中等，截面適中流向改變的拐角處，應適當設置冷料穴使塑件和流道在分型面的投影面積的幾何中心和鎖模力的中心相重合保證熔體迅速而均勻地充滿型腔分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小，使熔體到達澆口時，溫度和壓力降低最少要便于加工及刀具的選擇5.4 澆口的設計澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道，澆口是連接分流道與型腔的通道，它是澆注系統(tǒng)最關鍵的部分，它的形狀、尺寸、位置對塑件的質量有著很大的影響。它的作用主要有以下兩個：一是作為塑料熔體的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。常用的澆口形式有直接澆口、側澆口、點澆口、輪輻澆口、潛伏澆口等。由于不同的澆口形式對塑料熔體的充型特性、成型質量及塑件的性能會產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對于不同的澆口形式也會有不同的適應性。在模具設計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴格，它一般根據(jù)下述幾項原則來參考：盡量縮短流動距離；澆口應開設在塑件壁最厚處；必須盡量減少或避免熔接痕；應有利于型腔中氣體的排除；考慮分子定向的影響；避免產(chǎn)生噴射和蠕動；不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設置澆口；澆口位置的選擇應注意塑件外觀質量。5.5 澆注系統(tǒng)的校核5.5.1 剪切速率的校核生產(chǎn)實踐表明，當注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5.8×10 ~5×10 S23、澆口的剪切速率 R=10 ~10 S 時，所成型的塑件質量最好。對一般熱塑1? 451?性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗公式表示：R=3.nvRq?式中 q ——體積流量（CM /S） ；R ——澆注系統(tǒng)斷面當量半徑v 33n（CM） 。5.5.2 主流道剪切速率校核Q =0.8Q /T =338.2÷1.5=225.5 （CM /S）主 v公 3T 注射時間：T=2.5（S ） ；R 主流道的平均當量截面半徑：R = =0.538（CM） n n421d?d 主流道小端直徑 ，d （CM） ；d 主流道大端直徑，d （CM）1 12 2R = = 3.1×158.9/(3.14×0.2783)=1.47×10 S主 3.nvq? 31?5×10 ＜1.47×10 ＜5×10 (滿足條件)2335.5.3 澆口剪切速率的校核R = =3.67×152/(3.14×0.423)=1.45×103 S澆 3.nvq? 1?其中：澆口面積 S= /4×(D22-D12),當量面積 S= R 所以 R =7mm。 ??2當n當n單從計算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比較特殊，為一模 2 腔，無分流道，壓力損失少，進料速度快，成型比較容易， ，傳遞壓力好，所以澆口的剪切速率是合適的。從以上的計算結果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。第 6 章 成型零件設計本成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。查表得 PC 收縮率為 Q=0.3～0.8%，故平均收縮率為Qcp=（ 0.3+0.8）%/2=0.55% ，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 z=△ /3。6.1 型腔和型芯工作尺寸計算（1）型腔徑向尺寸 已知在規(guī)定條件下的平均收縮率 S，塑件的基本尺寸Ls 是最大的尺寸，其公差△為負偏差，因此塑件平均尺寸為 Ls-△，模具型腔的基本尺寸 Lm 是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為 Lm+δz/2。型腔的平均磨損量為 δc/2，如以 Lm +Z 表示型腔尺寸, PS 平均收縮率 S=1.8%.X-修正系數(shù)，取 0.5-0.75Δ-塑件公差,取 MT7=0.6δ-模具制造公差取(1/3-1/4) Δ=0.15-0.2Lm +δz/2+δc/2=(Ls-△/2)+(Ls-△/2)S式中 Ls-塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）Ls-塑件內型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）Hs-塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）Hs-塑件內型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）Cs-塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）經(jīng)整理最終公式為：Lm0+δz=[(1+S)Ls-(0.5～0.75)△]0+δz6.2 型腔側壁厚度計算(1)凹模型腔側壁厚度計算凹模型腔為組合式型腔，按強度條件計算公式S≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1 進行計算。式中各參數(shù)分別為：p=50Mpa(選定值 )；[δ]=0.05mm；[σ]=160MPar=28mmS≥R-r=r[([σ]/[σ]-2p)1/2]-1=28[(160/160-2×50)1/2]-1≈16.8mm一般在加工時為了加工方便，我們通常會取整數(shù)，所以凹模型腔側壁厚度為 17。(2)凹模底板厚度計算按強度條件計算，型腔地板厚為：p=50 Mpar=28mm[σ]=160MPah≥{1.22pr 2/[σ]} 1/2≥{1.22 ×50×282/160}1/2≥17.3mm第 7 章 頂出系統(tǒng)7.1 推出機構的組成及設計要求推出機構一般由推出、導向、復位等三類零部件組成。推出部件由直接進行推出工作的零件組成，如推桿、推桿、推板、推桿固定板、推件板凳。導向部件由推板導套、推板導柱等組成，一般只有大型模具才采用。復位部件由復位桿、彈簧或其他復位零件構成。① 盡量使塑料制品留在動模上。② 保證塑料制品在推出過程中不會變形和損壞、保證外觀質量。③ 在合模時應使推出機構正確復位，正確設計復位機構。④ 推出動作應準確可靠。推出機構的結構盡量簡單，動作靈敏，運動中無阻滯或卡死現(xiàn)象。本套模具采用簡單推出機構。簡單推出機構是指制件在推出機構的作用下，只做一次動作就可被推出的機構，因此又稱一次推出機構。常見結構形式有推桿推出機構、推板推出機構、推桿推出機構、活動鑲塊及凹模推出機構和聯(lián)合推出機構等。選擇推桿推出機構，截面形狀為圓形。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，應保證塑件推出時受力均勻，以便推出時運動平穩(wěn)和塑件不變形。推桿位置盡可能地選擇在塑件的壁厚和凸緣等處，尤其是薄壁塑件，否則很容易使塑件變形甚至損壞。位置的選擇還要考慮推桿本身的剛性。通常推桿裝入模具后，其端面應與相應處型腔底面平齊或高出型腔 0.05～0.1mm。7.2 脫模力的計算將制件從包緊的型芯上脫出時所需克服的阻力稱為脫模力。計算脫模力時應考慮以下方面；（1）由收縮包緊力造成的制品與型芯的摩擦阻力，該值由試驗決定；（2）由大氣造成的阻力；（3）由塑件的粘附力造成的脫模阻力；（4）推出機構運動摩擦阻力以上各項中， （1）與（2）兩項起決定作用， （3）與（4）兩項可用修正系數(shù)的形式包括在脫模力的計算公式中。此外，脫模力的 大小還與制品的厚薄及幾何形狀由關系，因此將制品所需脫模力，按厚壁和薄壁兩類加以區(qū)別，在本課題中，對脫模力作粗略估算。脫模力的具體計算屬于薄壁制件，且為矩形斷面。05.23.10＜?dt根據(jù)黃虹主編的《塑料成型加工與模具》 ，制件為矩形斷面所需的脫模力為 AKfESLF1.0)1()tancos822??????i2??fKK2——無量綱系數(shù)，其值隨 f 和 而異；K 2 可從表 8-2 中選??；?t/d——壁厚與直徑之比；δ 2——矩形制件的平均壁厚，㎜；a,b—矩形型芯的斷面尺寸，㎜；S——塑料平均成型收縮率；E——塑料的彈性模量，MPa；L——制件對型芯的包容長度，mm；f——制件與型芯之間的摩擦系)；——脫模斜度 0μ ——塑料的泊松比；A——盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積， mm2，通孔制件的A 等于 0。根據(jù)黃虹主編的《塑料成型加工與模具》查表得PP 的相關參數(shù)為：ε 的范圍為 0.4％-0.8％，取 0.6％；E 的范圍為 1100～1600 MPa,取 1350MPa；μ 取 0.32f 取 0.30查表 8-2，脫模斜度取 140δ 2＝3㎜S＝1.5％L＝100+20×4=180mm該制件為通孔，所以 A=0 07384196.9645.02543.012 ?????K NF 84.5362781)( )25(8358 ??????第 8 章 溫度系統(tǒng).8.1 水路分布原則熱塑性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過程﹐是將溫度較高的熔塑料﹐通過高壓注射進入溫度較低的模具中﹐經(jīng)過冷卻固化﹐從而得到所需要的制品。首先﹐從生產(chǎn)效率的角度來看﹐成型周期是成型中一個重要的環(huán)節(jié)﹐成型周期中 50%~~60%的時間用來對制品的冷卻 ﹐因此﹐冷卻時間長短的重要性不言而喻。同時﹐制品應保證最好的尺寸穩(wěn)定性﹐最小的變形量﹐最高的強度和韌性﹐最完美的外觀﹐如何控制模具溫度﹐使型腔和型芯保持在與被成型制質量量相適應的規(guī)定的溫度范圍之內﹐最大限度地消除縶應力﹐改善塑料的物理性能﹐得到高質量的制品﹐是模具冷卻系統(tǒng)設計中的另一個重要環(huán)節(jié)。模具冷卻系統(tǒng)包括﹕冷卻水溫﹐模具溫度控制器以及加熱組件等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻﹐而且是要把在成型過程中﹐由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發(fā)掉﹐使模具保持一恒定的溫度﹐以便控制型腔塑料的冷卻速度﹐從而提高制品的注塑性能和生產(chǎn)效率。水路設計的目的﹕1.控制模溫;2.縮短成型周期;3.冷卻大型滑動件避免卡死水路設計的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時間內頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型質量和生產(chǎn)周期(成本)。對質量的影響﹕在成型時水路是用來控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動對制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩(wěn)定性﹑機械強度﹑應力開裂和表面質量等均有影響。主要表現(xiàn)在﹕表面光潔度﹔殘余應力﹔結晶度﹔熱彎曲。對生產(chǎn)周期的影響﹕一個成型周期主要由以下幾部分構成?？s短冷卻時間就是提高成型效率。注射時間保壓時間冷卻時間開模時間相關時間占整個周期的 80%占整個周期的 5%占整個周期的 15%圖 7.1 成型周期示意圖8.2 冷卻的基本原理從塑料到模穴壁的熱傳導: 冷卻系統(tǒng)的行為受從塑料中移走的熱量和轉移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。 從模穴壁到水管壁的熱傳導: 冷卻系統(tǒng)行為也受通過模具材料到達冷卻水管的熱傳導的影響。模具材料的性質﹐包括熱傳導率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內部溫度之差﹐也影響冷卻系統(tǒng)行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產(chǎn)生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優(yōu)化的水管放置應是均勻冷卻與快速冷卻的折中。 從水管壁到冷卻介質的熱傳導: 冷卻系統(tǒng)行為也受從模具材料到冷卻介質熱傳導的影響﹐熱傳導受冷卻液流經(jīng)模具材料時的紊亂程度、冷卻液進口溫度、