迷你小鬧鐘電池蓋-美的遙控器電池盒后蓋注塑模具設(shè)計(jì)-抽芯塑料注射模1模4腔含12張CAD圖及三維,迷你,鬧鐘,電池,遙控器,盒后蓋,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,12,十二,cad,三維 姓 名 X 開題時(shí)間 X 學(xué) 院 X專業(yè)班級(jí) X指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組） X中文 XXXXXXXXXXXXXX論文題目英文1.選題的背景和意義1、目的：我喜歡模具業(yè)，由于塑料制品與我們的生活息息相關(guān)，他憑借自身的造型獨(dú)特、使用方便、價(jià)格實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大老百姓的喜愛。間接地說塑料制品的市場(chǎng)前景相當(dāng)樂觀，我所選題目與市場(chǎng)需求相吻合，我可以通過此次設(shè)計(jì)，總結(jié)歸納一下我這幾年所學(xué)的知識(shí)，把知識(shí)結(jié)合于實(shí)際，積累一定的模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)以后我從事此類工作有一定幫組。從我國模具工業(yè)的地位來說，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，通過此次選題的設(shè)計(jì)，在提高自身能力的同時(shí)，也更想為模具工業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的一份力量。2、理論意義：此次選題要看許多相關(guān)理論書籍，可以提升自身在制作模具方面的理論知識(shí)，可以為接下來的工作做好理論依據(jù)，明確理論方向。3、現(xiàn)實(shí)意義：當(dāng)然，模具設(shè)計(jì)起來會(huì)相對(duì)復(fù)雜，但這可以很好提高自身的動(dòng)手能力，是一次理論到實(shí)際的親身經(jīng)歷，也可以發(fā)現(xiàn)理論中所要注意的細(xì)節(jié)，所缺少的細(xì)節(jié)，是一次非常寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。選題的研究現(xiàn)狀（理論淵源及演化、國外相關(guān)研究綜述、國內(nèi)相關(guān)研究綜述）：1、理論淵源及演化：近年，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。我所選杯蓋，他借助圓、球體、長方體，還有圓柱體的完美結(jié)合，以獨(dú)特的外形、圓滑的外表給予我視覺上的享受，不僅有他相應(yīng)的使用價(jià)值，更具有一定的藝術(shù)觀賞性。我可以通過此次模具的設(shè)計(jì)，了解我國模具設(shè)計(jì)技術(shù)的一個(gè)水平以及發(fā)展趨勢(shì)。? 國外相關(guān)綜述：西方國家從二戰(zhàn)結(jié)束以來，制造業(yè)得到了很快的發(fā)展，到迄今為止，西方發(fā)達(dá)國家模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，大多向復(fù)雜、精度高以及標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，模具設(shè)計(jì)及制造都有一套成熟的體系，多數(shù)都是一體的自動(dòng)化生產(chǎn)。美國就是國外制造業(yè)的代表，近年來，中國制造業(yè)在全球制造業(yè)的比重達(dá)到19.8％，略微超過 美國的 19.4％，美國不甘落后，奧巴馬高調(diào)宣布要重回制造業(yè)時(shí)代。美國制造業(yè)多以生產(chǎn)高精度、較復(fù)雜的產(chǎn)品，大多以電子產(chǎn)品、高端軟件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和零部件為主，而塑料制件生產(chǎn)較少，而大多生產(chǎn)來源于中國，所以中國塑料制件有很好的市場(chǎng)前景。3、國內(nèi)相關(guān)綜述：我國塑料模具工業(yè)雖然起步晚、底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比有很大的差距，但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)下，我國塑料膜具技術(shù)和模具工業(yè)近年來發(fā)展迅速。主要表現(xiàn)在：（1）在模具技術(shù)的基本理論、模具設(shè)計(jì)、模具制造、模具材料以及模具加工設(shè)等方面取得了實(shí)用性成果。（2）模具基本能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。 （3）模具加工設(shè)備由過去依賴進(jìn)口到逐步實(shí)現(xiàn)自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)。（4）研究開發(fā)了幾十種新型合金硬質(zhì)材料，并采用了熱處理新工藝。（5）模具的品質(zhì)、制造精度已達(dá)較高水平。2.研究目標(biāo)、內(nèi)容（論文提綱）及擬解決關(guān)鍵問題目標(biāo)：獨(dú)立完成該套模具的設(shè)計(jì)，以及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書?；緝?nèi)容：完成整套注塑模具的設(shè)計(jì)。重點(diǎn)與難點(diǎn)：定模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。研究的可行性：圖紙正確，說明書完整。1、研究的主要重點(diǎn)：注塑模具工序與工藝的分析設(shè)計(jì)，型芯型腔、分型面、澆鑄系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及各零部件及裝配圖的繪制。2、難點(diǎn)是：（1） 、所選零件造型復(fù)雜尺寸測(cè)量有點(diǎn)難。(2)、所選零件的三維圖及注塑模具裝配圖有點(diǎn)難畫。 （3） 、模具的型芯型腔設(shè)計(jì)、計(jì)算難。（4） 、在只知所選零件的情況下，要設(shè)計(jì)出導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與脫模機(jī)構(gòu)，所需知識(shí)面廣、查閱的書籍要多，在尋找材料文獻(xiàn)方面有一定難度。3.研究方法及技術(shù)路線本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計(jì)及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計(jì)方案分析及確定工藝計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。其主要的內(nèi)容如下：（1）對(duì)所選產(chǎn)品進(jìn)行分析，記錄下相應(yīng)工藝及尺寸，畫出三維圖及三視圖。（2）查閱有關(guān)書籍，經(jīng)分析計(jì)算，確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)，如型腔的布置，分型面、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(3)繪制模具部分零件圖。（4)繪制模具總裝配圖。（5）撰寫論文。生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計(jì)是要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是一定要保證其精度要求。① 建立塑料制品的三維模型;② 根據(jù)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行拔模分析與分型面設(shè)計(jì);③ 建立工程、加載產(chǎn)品、創(chuàng)建調(diào)用模架 ;④ 設(shè)計(jì)導(dǎo)向系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、流道與冷卻等輔助部分。4.研究工作基礎(chǔ)5.主要參考文獻(xiàn)及出處（ 10 篇以上）[1] 趙華. 模具設(shè)計(jì)與制作[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2009-04[2] 黃平、朱文堅(jiān). 機(jī)械設(shè)計(jì)教程-理論、方法與標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2010-12[3] 郭鐵良. 模具制造工藝學(xué)[M]. 北京:高等教育出版社, 2008-11[4] 趙昌盛. 實(shí)用模具材料應(yīng)用手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 2005-06[5] 王煥庭、李茂華、徐善國. 機(jī)械工程材料[M]. 大連,大連理工大學(xué)出版社， 2000-05[6] 屈華昌. 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M]. 北京,高度教育出版社，2007-08[7] 吳兆祥、高楓. 模具材料及表面處理[M].北京,機(jī)械工業(yè)出版社， 2002-04[8] 黃毅宏、李明輝. 模具制造工藝[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003-07[9] 張克惠.塑料材料學(xué)[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2000-05[10] 宋濤、顧軍等.熱處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003-01[11]劉靖巖.模具設(shè)計(jì)與制造.北京：中國輕工業(yè)[12] 王樹勛.注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)用技術(shù)[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,1996-06[13] 高為國.模具材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005-01[14] 蔣繼宏、王效岳 注塑模具典型結(jié)構(gòu) 100 例[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2000-06[15] 王鵬駒、張杰 塑料模具設(shè)計(jì)師手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008-10[16] ABCUG 論壇 www.abcug.com[17] 燕秀模具論壇 www.yxcax.com[18]免費(fèi) CAD 教程網(wǎng) www.mfcad.com6.實(shí)施計(jì)劃2012.11.10——2012.12.05 查找資料、復(fù)習(xí)有關(guān)課程，寫出開題報(bào)告2012.12.06——2013.01.05 查閱中外文獻(xiàn)資料完成文獻(xiàn)綜述2013.01.16——2013.02.01 完成外文資料的翻譯2013.02.02 ——2013.02.20 分析產(chǎn)品特性、結(jié)構(gòu)，構(gòu)思模具各個(gè)部件設(shè)計(jì)，最后擬定總體方案，建模2013.02.21——2013.03.10 模具分析、修改、完善設(shè)計(jì)方案2013.03.11 ——2013.04.05 繪制裝配圖，各零件圖2013.04.06——2013.04.30 編寫設(shè)計(jì)說明書2013.05.01 ——2013.05.10 檢查校核各項(xiàng)設(shè)計(jì)和圖紙，準(zhǔn)備答辨這里自己改指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組）意見：簽 名：年 月 日審查小組意見：審查小組負(fù)責(zé)人（簽 名）：年 月 日備注：1、要有 10 篇以上相關(guān)文章的閱讀量。2、理、工科開題報(bào)告撰寫要求在 2500 字左右，人文社科開題報(bào)告在 3500 字左右，包括論文選題的背景和意義、工作任務(wù)分析、調(diào)研報(bào)告、方案擬定與分析、畢業(yè)論文撰寫提綱及實(shí)施計(jì)劃、文獻(xiàn)綜述（理、工科可不提交文獻(xiàn)綜述）等。3、電腦打印，用 A4 紙，內(nèi)容為小四號(hào)宋體，行距為固定值 20 磅。4、文獻(xiàn)綜述（按文獻(xiàn)綜述格式打?。└皆陂_題報(bào)告后面一起裝訂。文獻(xiàn)綜述內(nèi)容：(正文) 備注：1、文獻(xiàn)綜述內(nèi)容包括：國內(nèi)外研究理論、研究方法、進(jìn)展情況、存在問題、參考依據(jù)等。2、文獻(xiàn)綜述必須切題，并寫出兩萬字以上的筆記或三千字以上的文獻(xiàn)綜述。3、電腦打印，用 A4 紙。內(nèi)容為小四號(hào)宋體，行距為固定值 20 磅。注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯時(shí)的常見題目老師一般主要看你的裝配圖、然后問你各個(gè)機(jī)構(gòu)名稱作用、主要看你的機(jī)構(gòu)是否合理、還有可能問你一些注塑缺陷的原因及解決辦法、其實(shí)很簡(jiǎn)單、只要你是自己設(shè)計(jì)的、外問百答、對(duì)自己有信心就可以了、不會(huì)問什么很難的東西、因?yàn)槔蠋熞参幢亓私饽敲瓷畹臇|西。1. 如何取收縮率？答：應(yīng)根據(jù)制件的形狀，特別是根據(jù)制件的壁厚來定收縮率。對(duì)于壁厚者取上限，對(duì)于壁薄者取下限。2. ABS（或 PP）的特點(diǎn)和用途？答：PP 為熱塑性材料，耐熱和機(jī)械強(qiáng)度、發(fā)泡倍率均不高，抗沖擊強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定、易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并具有良好的耐寒性。等等。3. 為什么采用熱流道？答：由于塑件面積比較大，中間有鋼化玻璃或金屬嵌件，主流道要由模板中心引到塑件邊緣，做側(cè)向進(jìn)料。這樣主流道比較長，塑料在流動(dòng)過程中很容易冷卻，每生產(chǎn)一模就會(huì)產(chǎn)生較大的料柄，造成較大的原料損耗，而采用熱流道可以克服上述缺陷，因此采用熱流道。4. 澆口的主要類型？你設(shè)計(jì)的采用哪種類型？答：主要類型有：直澆口、側(cè)交口、中心澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口。選擇（略）5. 制件翹曲變形的原因。答：1）模溫太高，冷卻時(shí)間不夠。2）塑件壁厚厚薄懸殊。3）澆口位置、數(shù)量不合適。4）推出位置不恰當(dāng)，且受力不均。5）塑料分子定向作用太大。6. 成型時(shí)排氣不良會(huì)產(chǎn)生哪些后果？可采用的措施有哪些？答：型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生很大背壓，阻止熔體快速充模，同時(shí)氣體壓縮產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。采取的排氣措施：1）利用分型面排氣。2）利用型芯與模板配合間隙。3）利用頂桿運(yùn)動(dòng)間隙。4）開排氣槽。7. 帶螺紋塑件的脫模有幾種方式？答：強(qiáng)制脫模、手動(dòng)脫模、機(jī)動(dòng)脫模（利用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)脫螺紋、采用模內(nèi)旋轉(zhuǎn)的方式脫螺紋，如齒輪傳動(dòng)） 、其他動(dòng)力源脫模（采用液壓缸或氣缸、電機(jī)等） 。8. 解釋本設(shè)計(jì)中提到的熱處理方式淬火及其作用。答：淬火是將鋼件加熱到相變點(diǎn)以上某一溫度，保溫一段時(shí)間，然后在水、鹽水或油中急冷下來，使其得到高硬度。作用：用來提高鋼的硬度和強(qiáng)度。但淬火時(shí)會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力使鋼變脆，所以淬火后必須回火。9. 單分型面和雙分型面在結(jié)構(gòu)上主要有哪些區(qū)別？答：?jiǎn)畏中兔嬷挥幸粋€(gè)分型面，塑件和凝料都要在這個(gè)分型面上取出，分型面的兩邊是動(dòng)模板和定模板，所以又稱兩板式模具；雙分型面有兩個(gè)分型面，分別用來取出塑件和凝料，模具被兩個(gè)分型面分成動(dòng)模板、中間板和定模板，所以又稱三板式模具。10. 試分析螺桿注塑機(jī)的工作過程。答：1）合模。2）注射。3）保壓和補(bǔ)縮。4）冷卻。5）開模。6）回退預(yù)塑11. 單分型面注塑模有哪些部分組成？答：成型部件、澆注系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向部件、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。12. 單分型面模具的成型零部件有哪些部分組成？答：型芯、型腔（或定模板） 、動(dòng)模板13. 注塑模具成型的優(yōu)點(diǎn)？答：產(chǎn)品高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗。14. 推桿（或稱頂桿）的高度設(shè)計(jì)，推桿的工作端面與塑件的內(nèi)表面成型面應(yīng)該平齊還是有高低？誰高？答：通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型面平齊或高出 0.05-0.1mm。15. 推管推出機(jī)構(gòu)用在什么塑件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上？與推桿有什么區(qū)別？答：用在塑件產(chǎn)品有螺柱孔（即圓柱筒形）或帶孔的塑件上。都屬于推出機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于空心推桿，其材料、熱處理硬度及配合部分的要求與推桿相同。16. 設(shè)計(jì)過程中如何確定各相鄰零部件的配合要求？答：嚴(yán)格按模具國家標(biāo)準(zhǔn)中推薦的配合代號(hào)，有相對(duì)滑動(dòng)或移動(dòng)的零部件采用間隙配合如 H7/f7-H8/f7，一般模具標(biāo)準(zhǔn)件與固定件之間的配合采用過渡配合如 H7/m6 或 H7/k6，在無配合要求的長度段可將孔徑擴(kuò)大 0.5-1mm。I摘要通過電池盒蓋設(shè)計(jì)，了解注塑模具架構(gòu)的過程和原理，根據(jù)電池盒蓋的結(jié)構(gòu)對(duì)制件進(jìn)行了工藝分析，提出合理的注射成型條件和成型工藝；對(duì)塑件的表面精度和表面質(zhì)量進(jìn)行了討論；通過對(duì)電池盒蓋的設(shè)計(jì)，對(duì)模架進(jìn)行了確定，并設(shè)計(jì)了導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)；闡述模具澆注系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法；詳細(xì)介紹了凹、凸模，型腔、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時(shí)也對(duì)排氣設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論，并且對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了檢驗(yàn)和計(jì)算，還介紹了模具的功能結(jié)構(gòu)等等；所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)使制件可以可靠穩(wěn)定的頂出，降低模具的復(fù)雜程度和制造成本。關(guān)鍵詞：注塑模，頂出機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)，脫模機(jī)構(gòu)IIAbstractThrough the design of the battery cover, the process and principle of the injection mould structure are understood. According to the structure of the battery cover, the process analysis of the parts is carried out, and the reasonable injection molding conditions and process are put forward. The surface accuracy and quality of the plastic parts are discussed. Through the design of the battery cover, the mould frame is determined, and the guiding and positioning mechanism is designed. The design methods of pouring system and demoulding mechanism are introduced in detail; the structural design of concave, punch, cavity and core are introduced in detail; the exhaust design is also discussed, and the temperature regulating system is checked and calculated, and the functional structure of the die is also introduced; the designed die structure enables the parts to eject reliably and steadily, and reduces the complexity of the die and the manufacturing process. Ben.Key words: injection mould, ejection mechanism, structural design, temperature regulation, demoulding mechanismIII目錄摘要 .IAbstractII第 1 章 緒論 11.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 .11.1.1 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 11.1.2 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 21.2 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 .2第 2 章 注塑件的設(shè)計(jì) 32.1 功能設(shè)計(jì) .32.2 材料選擇 .32.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .42.3.1 對(duì)塑件的修改說明 52.3.2 壁厚 52.3.3 脫模斜度 62.3.4 加強(qiáng)肋 62.3.5 圓角 62.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 .72.4.1 尺寸精度 72.4.2 塑件的表面質(zhì)量 7第 3 章 注塑成型的準(zhǔn)備 83.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 .83.2 注塑成型工藝條件 .8第 4 章 模具設(shè)計(jì) 104.1 塑料配方說明 .104.2 分型面的確定 .104.3 型腔數(shù)目的確定 .104.4 澆口確定 .114.5 模具材料的選擇 .114.5.1 成型零件材料選用 114.5.2 注射模用鋼種 12IV4.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .124.6.1 主流道 124.6.2 分流道 124.6.3 冷料穴 134.6.4 澆口 134.6.5 剪切速率的校核 144.7 模架的確定 .144.7.1 型腔壁厚和底版厚度計(jì)算 144.7.2 模架的選用 164.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) .174.9 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) .184.9.1 推桿脫模機(jī)構(gòu) 184.9.2 推板厚度的計(jì)算 194.10 成型零件工作尺寸的計(jì)算 .204.11 排氣設(shè)計(jì) .224.12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .234.12.1 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 234.12.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 23參考文獻(xiàn) 32致謝 34附錄 351第 1 章 緒論1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.1.1 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀自 20 世紀(jì) 80 年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。目前，我國 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占 50℅（中國臺(tái)灣：40℅），塑料模具約占 33℅（中國臺(tái)灣：48℅），壓鑄模具約占 6℅（中國臺(tái)灣：5℅），其他各類模具約占 11（中國臺(tái)灣：7℅）。21.1.2 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20 世紀(jì) 80 年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。近年來，每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。但是與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。（1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具，提高對(duì)成型零件的大型化和精密化要求，使模具日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用。（3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期。1.2 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況美國塑料(原料)的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。德國是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國之一，中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長，日本在很長的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國的世界第 2 大塑料生產(chǎn)國。韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速。塑料產(chǎn)量位居世界前 10 名的國家和地區(qū)還有法國 660 萬噸、比利時(shí) 600 萬噸、中國臺(tái)灣 598 萬噸、加拿大 432 萬噸和意大利 385 萬噸(均為 2001 年產(chǎn)量)。3第 2 章 注塑件的設(shè)計(jì)2.1 功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)。該塑件承受外力的幾率不大；塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低；塑件是大批大量生產(chǎn)，這樣，就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命；此外，塑料都會(huì)老化，還要考慮到材料的光氧化等問題。2.2 材料選擇通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對(duì)于本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)件來說，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能，該塑件對(duì)材料的要求首先必須是透光性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題，以下是對(duì)幾種透光性能較好材料的性能對(duì)比，如表 2.1 所示：表 2.1 材料的特性塑料名稱 聚苯乙烯 聚碳酸酯 有機(jī)玻璃拉伸強(qiáng)度/MPa 51.9 66~72 ——彎曲強(qiáng)度/MPa 110 95~113 ——斷裂伸長率/% 2 80~100 ——落球沖擊強(qiáng)度 J/m 16 422 ——洛氏硬度（M） 115 82 101氧指數(shù)（OI ） 18.1 24.9 17.3熱變形溫度/℃ 85 134 100維卡軟化點(diǎn)/℃ 105 153 120馬丁耐熱溫度/℃ —— 112 ——體積電阻率/ ·cm?10 ~1017192.1×10 1610 ~10145吸水率% 0.05 0.13 1.19透光度/% 88~92 93 93霧度% 3 0.9 0.9折射率 1.592 1.586 1.4924價(jià)格（元/噸） 1150~1230 33000~41000 19500~20700模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的特性比較，如表 2.2 所示。表 2.2 材料的性能和成型特性比較塑料品種 性 能 特 點(diǎn) 成 型 特 點(diǎn)模具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 使用溫度 主要用途聚苯乙烯透明性好，電性能好，抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強(qiáng)度差，化學(xué)穩(wěn)定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂因流動(dòng)性好，適宜用點(diǎn)澆口，但因熱膨脹大，塑件中 不宜有嵌件—30℃~80℃裝飾制品，容器，泡沫塑料，日用品等有機(jī)玻璃透光率最好，質(zhì)輕堅(jiān)韌，電氣絕緣性好/但表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂，化學(xué)穩(wěn)定性較好，但不耐無機(jī)酸，易溶于有機(jī)溶劑流動(dòng)性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射時(shí)速度不能太高合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴(yán)格控制料溫與模溫，以防分解收縮率取0.35℅〈80℃透明制品，如窗玻璃，光學(xué)鏡片，電池盒蓋等聚碳酸酯透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學(xué)性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好盡可能使用直接澆口，減小流動(dòng)阻力，塑料要干燥，不宜采用金屬嵌件，脫模斜度〉2?〈130℃脆化溫度為—100℃在機(jī)械上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機(jī)電子產(chǎn)品零件，光學(xué)零件等通過以上的對(duì)比，再考慮到經(jīng)濟(jì)型，最終選定聚苯乙烯為塑件材料. 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對(duì)成型工藝方法的適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過程中,一5方面成型會(huì)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu),形狀,尺寸精度等諸方面提出要求；另一方面,模具設(shè)計(jì)者通過對(duì)給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn),為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù).2.3.1 對(duì)塑件的修改說明在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。電池盒蓋如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。圖（1）3D 視圖2.3.2 壁厚各種塑件,根據(jù)使用要求具有一定的厚度,以保證其力學(xué)強(qiáng)度。在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過厚,不僅可以節(jié)約原材料,而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時(shí)間縮短,提高生產(chǎn)率;其次可避免因過厚產(chǎn)生的質(zhì)量上的缺陷.以下是 ABS 的壁厚推薦值:表 2.3 ABS 的壁厚推薦值最小壁厚 mm 小型件壁厚 mm 中型件壁厚 mm 大型件壁厚 mm60.75 1.25 1.6 3.2~5.4該塑件屬于中小型件，從圖上看,塑件邊緣的壁很厚，殼體取中型件壁厚 1.5,這樣使得整個(gè)塑件的壁厚是均勻的，但若減小邊緣壁厚，則對(duì)塑件的推出不利,而且有可能使電池不能安裝。邊緣壁厚可用來放置推桿或推板。2.3.3 脫模斜度由于塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸模或型芯上,為了便于脫模,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件內(nèi),外表面都應(yīng)具有合理的斜度.以下是 ABS 的脫模斜度推薦值:表 2.4 ABS 的脫模斜度推薦值制件外表面 制件內(nèi)表面35′~1.35° 30′~1°塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度,如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處,這不僅對(duì)脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。2.3.4 加強(qiáng)肋塑件上適當(dāng)設(shè)置的加強(qiáng)肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動(dòng)方向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提高融體流動(dòng)性。在該塑件中的加強(qiáng)肋起到引導(dǎo)物料流動(dòng)的作用同時(shí)又對(duì)電池進(jìn)行定位，高度比分型面低 1mm，脫模斜度取 2 度，頂部倒圓角，低部倒角 R，寬度取 0.5T。通常加強(qiáng)肋的設(shè)計(jì)原則為高度低，寬度小，而數(shù)量多為好。2.3.5 圓角塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時(shí)才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循 R/T 函數(shù)關(guān)系，當(dāng) R/T=0.6 以后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取 R1，較大值取到 R3。加強(qiáng)肋的圓角半徑值關(guān)系如表 2.5 所示。表 2.5 肋的圓角半徑值關(guān)系表7肋的高度/mm 6.5 6.5~13 13~19 ＞19圓角半徑 /mm 0.8~1.5 1.5~3.0 2.5~5.0 3~6.5塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗]有涉及，所以就不一一介紹。2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量2.4.1 尺寸精度（1）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對(duì)精度要求高些，對(duì)其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級(jí)選用表，ABS 的高精度為 2 級(jí)，一般精度為 3 級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在 100~120 范圍內(nèi)，取 MT2B 級(jí)的公差數(shù)值為 0.52 mm，MT3B 級(jí)的公差數(shù)值為 0.78 mm。2.4.2 塑件的表面質(zhì)量塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。該塑件要求對(duì)型腔拋光，所以對(duì)粗糙度的要求比較高，查表得 ABS 拋光后順紋路方向的表面粗糙度為 0.02μm，垂直紋路方向的表面粗糙度為 0.26μm。8第 3 章 注塑成型的準(zhǔn)備3.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。物料準(zhǔn)備、注塑過程、制件后處理3.2 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。模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。ABS 料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 3.1 所示。表 3.1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度/℃模具溫/℃ 熱變形溫度 /℃后段 中段 前段 1.82MPA 0.45MPA150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 ——（2）壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像 ABS 流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為 3.4~27.5MPa。（3）時(shí)間；完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表 3-2 所示。表 3.2 成型周期與壁厚關(guān)系9制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表 3.3 所示。表 3.3 制品成型工藝參數(shù)初步確定特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48噴嘴形式 直通式 模具溫度 50噴嘴溫度(℃) 230 后段溫度(℃) 150~210中段溫度(℃) 170~230 前段溫度(℃) 190~250注射壓力 MPa 90 保壓力 MPa 80注射時(shí)間 s 1.5 保壓時(shí)間 s 5冷卻時(shí)間 s 20 其他時(shí)間 s 3成型周期 s 30 成型收縮(%) 0.6 干燥溫度(℃) 60~80 干燥時(shí)間(℃) 1~3最后，確定的后處理溫度為 70℃，保溫時(shí)間 2 小時(shí)。10第 4 章 模具設(shè)計(jì)4.1 塑料配方說明塑料配方設(shè)計(jì)是塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進(jìn)行的重要環(huán)節(jié),設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣, 根據(jù) ABS 的特性及使用性能要求,配方中應(yīng)含有以下添加劑。填充劑、增韌劑、潤滑劑、光穩(wěn)定劑、著色劑、抗菌劑。4.2 分型面的確定根據(jù)分型面的選擇原則：（1）便于塑件脫模；（2）在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模；（3）外觀不遭到損壞；（4）有利于排氣和模具的加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上.如圖 4.1 所示。圖 4.1 分型面的位置4.3 型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；11（4）模具制造難度。考慮到該塑件是一般日用品,查手冊(cè)得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推薦 4 級(jí),這個(gè)產(chǎn)品是兩個(gè)殼件的組合,所以初定為一模四腔最合理.排列形式如圖 4.2 所示。圖 4.2 型腔的排布形式4.4 澆口確定ABS 料的流動(dòng)性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡(jiǎn)化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。4.5 模具材料的選擇正確選用模具各部分零件的材料，是注射模具設(shè)計(jì)過程中的一項(xiàng)重要工作，它直接影響模具的使用壽命，加工成本以及制品的成型質(zhì)量。選擇模具材料時(shí)，需要根據(jù)模具工作條件，從使用性能和加工性能兩方面對(duì)材料提高要求。4.5.1 成型零件材料選用12成型零件材料選用的要求如下：（1） 、機(jī)械加工性能良好（2） 、拋光性能良好注射成型零件工作表面，多需拋光達(dá)到鏡面， ，要求鋼材硬度mRa?05.?35～40HRC 為宜，過硬表面會(huì)使拋光困難。（3） 、耐磨性和抗疲勞性能好（4） 、具有耐腐蝕性能4.5.2 注射模用鋼種熱塑性注射模成型零件的毛坯，凹模和主型芯以板材和模具供應(yīng)，本設(shè)計(jì)中，采用718H 的預(yù)硬模具鋼，這個(gè)不做鋼材的分析與選擇，只對(duì) 718H 鋼材進(jìn)行分析。型芯和型腔由于采用了該預(yù)硬型塑料模具鋼，且電池盒蓋為廉價(jià)大量產(chǎn)品，表面有一定光潔度要求，所以模仁料無需淬火,需要長壽命，選擇 718H，預(yù)硬型拋光塑料模具鋼，預(yù)硬硬度達(dá)到 48-52HRC4.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.6.1 主流道主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)： 主要參數(shù)： 錐角 α=2°；內(nèi)表面粗糙度 Ra=0.63μm；小端直徑 D=d+(0.5~1)mm；半徑 R2=R1+(1~2)mm；材料 T8A；由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。4.6.2 分流道分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為 5mm。134.6.3 冷料穴冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，冷料穴的尺寸宜稍大于或等于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑，這里取 5MM 冷料穴的尺寸如圖 4.3 所示：圖 4.3 冷料穴的尺寸4.6.4 澆口澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。本模采用側(cè)澆口，并且應(yīng)該形狀簡(jiǎn)單，便于加工，而且尺寸精度容易保證；試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時(shí)修改；能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間；對(duì)于殼體形塑件，流動(dòng)充填效果較佳。(1) 側(cè)澆口深度尺寸 H 的確定H=nt =0.6×1.5=0.9mm n 塑料系數(shù) ABS 料取 0.6；t 塑件在澆口位置處的壁厚 t=1.5 mm。(2) 側(cè)澆口寬度尺寸 W 的確定W= （4-1 ）30AnA 型腔一側(cè)的表面積: A=V/t ；V 澆注體積 ：V=53.9×10 mm ； t 取平均壁厚 =3.3mm 取 2mm。 3 256.1?澆口尺寸如圖 4-3 所示。寬為 2，深為 0.5。144.6.5 剪切速率的校核生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率 R=5×10 ~5×10 S 、澆口231?的剪切速率 R=10 ~10 S 時(shí)，所成型的塑件質(zhì)量最好。對(duì)一般熱塑性塑料，將以上推451?薦的剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示：R= （4-2）3.nvRq?式中：q ——體積流量（ CM /S）；vR ——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（CM）。3n（1）主流道剪切速率校核：R 主 = =2.63×10 S3.nvq?31?（2）分流道剪切速率的校核R 分 1= =1.05×10 S3.nvq?31?因?yàn)楫?dāng)量半徑和第一級(jí)，相同所以，R = R /2 5×10 S2分 1分 ?21?（3）澆口剪切速率的校核R 澆 = =1.42×10 S3.nvq?41?從以上的計(jì)算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。4.7 模架的確定4.7.1 型腔壁厚和底版厚度計(jì)算根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛度校核原則：模具結(jié)構(gòu)形式如圖 4.4 所示：15圖 4.4 模具結(jié)構(gòu)形式側(cè)壁厚度計(jì)算公式：S≧( ) （4-3 ）][4?Ecph31=65 mm式中：C—與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長邊邊長之比 h/L 有關(guān)的系數(shù)，查表 C=1； —1 p—型腔壓力， 取 30MP ；pa——型腔深度， =40；hhE——模具材料的彈性模量（MP ），E 取 2.1×10 ；a5[ ]——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取[ ]=0.04。? ?底板厚度計(jì)算公式：hs≧（ ） （4-4 ）][421?EpLc31=25 mm16式中： ——由底板短邊與長邊邊長之比 L1/L2決定的系數(shù)，查表 =0.026；1c 1c——型腔壓力， 取 30MP ；ppa——底版短邊長度 (mm)， =300；2L2E——模具材料的彈性模量（MP ），E 取 2.1×10 ；5[ ]——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量(mm)，取[ ]=0.04。? ?4.7.2 模架的選用該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。（1）模仁尺寸的確定考慮冷卻因素，因?yàn)榻?jīng)過模仁的冷卻系統(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(jì)取模仁的大小為 170x190mm。（2）凸、凹模尺寸的確定考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對(duì)模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，在本設(shè)計(jì)中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 55 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 65 mm，所以凸、凹模尺寸為 300X300 mm。（3）模具高度尺寸的確定各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，厚度的選擇需要滿足關(guān)系：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0式中：H——C 板高度；h1——擋銷高度；h2——推板厚度；h3 推桿固定板厚度；h——推出距離；如圖 4.5 所示：17圖 4.5 模架圖最終，確定模具尺寸為 300X300 mm，A 板厚度 70 mm，B 板厚度 80 mm，C 板厚度100.4.8 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：（1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的 1/3 處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。（2）導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出 6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。（3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取 H7/k6。配合長度通常取配合直徑的 1.5~2 倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。（4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)?；蚨?，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。184.9 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.9.1 推桿脫模機(jī)構(gòu)（1）推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿或推管做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡(jiǎn)化為：d=k( ) = 4.91 mm （4-7 ）nEFL脫241式中：d—推桿直徑；n—推桿的數(shù)量，n 取 20；L—推桿長度（參考模架尺寸，估取 L=150）；E—推桿材料的彈性模量，取 E=2.1×10 MP ；5ak—安全系數(shù)，取 k=1.5；F —總的脫模力，F(xiàn) =33324（N）；脫 脫實(shí)際推桿尺寸直徑為 5 mm，（2）推桿的固定形式：推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。（3）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。（4）推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位：本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單的復(fù)位方式。推出時(shí)彈簧被壓縮，而合模時(shí)彈簧的回力就將推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。（5）推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為 H8/f7 或 H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。配合長度一般為直徑的 1.5~2 倍，至少大于 15mm，推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，推桿相對(duì)于固定板是浮動(dòng)的，如圖 4.8 所示：19圖 4.8 推桿的安裝圖4.9.2 推板厚度的計(jì)算H 0.54L（ ） （4-9 ） ?][?BEF脫 31＝10.71 mm式中：L—推桿對(duì)推板的作用間距，參考模架取 L 取 300mm ；B—推板寬度，B=180 mm；[ ]模板中心允許的最大變形量，[ ]=0.065 mm，[ ]取 1/8 塑件推出方???向上的尺寸公差推出方向上的尺寸公差；=0.52 mm。?模具推板的厚度為 20mm，從計(jì)算結(jié)果看，滿足強(qiáng)度要求。204.10 成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對(duì)尺寸的要求比較高，但由于該塑件不是規(guī)則的圓柱形，如圖 4.10 所示：圖 4.10 塑件基本尺寸本設(shè)計(jì)采用平均值法對(duì)成型零件工作尺寸進(jìn)行計(jì)算凹、凸模工作尺寸的計(jì)算如下：成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定） ，這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定 ABS 材料的平均收縮率21為 0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：A=B+0.005B式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的 1/3～1/4，或取 IT7～8 級(jí)作為模具制造公差。在此取 IT8 級(jí)，型芯工作尺寸公差取 IT7 級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。此塑件未注上下偏差，所以以下公差都是查表所得。a 凹模寬度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：相應(yīng)的塑件制造公差 ，LM1=[(1хS CP)]+LS1+X1ХP 1]00.22=[(1+0.005)]X48.8+0.6Х0.7] 00.22=490.22mm式中， 是塑件的平均收縮率，高密度聚乙烯的收縮率為 0.004%~0.026%,所以平cpS均收縮率 0.005； 、 是系數(shù)， 一般在 0.5~0.8 之間，此處取 ；1x2x 6.021?x分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同） ； 是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對(duì)21?、 21z?、于中小型零件取 （下同） 。??6z?b 凹模長度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：L S1=40±0.6=40-1.20MM，相應(yīng)的塑件制造公差 Δ 3=1.2MMLM1=[(1+SCP)+LS1+X3ХP 1]00.2=[(1+0.005)X40+0.5х1.2] 00.2=40.200.2MM式中， 是系數(shù)，一般在 0.5~0.8 之間，此處取 。21x、 6.,5.21?xc 凹模高度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：H S1=8.3±0.2=8.3-0.40MM，相應(yīng)的塑件制造公差 0.4mm2=8.3+0.05=8.3-0.10MM,應(yīng)的塑件制造公差 0.1mmHM1=[(1+SCP)+HS1+X1ХP 1]=[(1+0.005)X8.3+0.7х0.4] 00.067=8.600.067MM式中， 是系數(shù)，一般在 0.5~0.7 之間，此處取 。21x、 5.,7.21?xd 凸模寬度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：L S=40±0.35=4000.7MM，相應(yīng)的塑件制造公差 0.7mmLM=[(1+SCP)+LS+XХP]= [(1+0.005)X48.8+0.6х0.7] 0.1170 =490.1170 MM22式中， 是系數(shù)，一般在 0.5~0.7 之間，此處取 。x 6.0?xe 凸模長度的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 LS=40±0.51=4001.02MM：，相應(yīng)的塑件制造公差 1.02mmLM=[(1+SCP)+LS+XХP]= [(1+0.005)X40+0.65х1.02] -0.170 =40.20.170 MM式中， 是系數(shù)，知一般在 0.5~0.7 之間，此處取 。x 65.?xf 凸模高度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 HS=8.3±0.2=19.80O.4MM，相應(yīng)的塑件制造公差 0.4mmHM=[(1+SCP)+H S+XХP]= [(1+0.005)X8.3+0.6х0.4] -0.170 =8.60.0670 MM式中， 是系數(shù)，可知一般在 0.5~0.7 之間，此處取 。x 6.?x4.11 排氣設(shè)計(jì)在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。ABS 料推薦的排氣槽深度為 0.02。排氣設(shè)計(jì)原則如下：通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；（2）最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；（3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；（4）開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；（5）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕；（6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；（7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； 234.12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)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。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，縮短成型周期，可以提高成型效率。ABS 推薦的成型溫度為 170~280℃，模具溫度為 20~70℃ 。4.12.1 對(duì)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(duì)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(shí)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(jiǎn)單，加工容易，成本低廉。從成型溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。4.12.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：（1）冷卻時(shí)間的確定在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；根據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間 3S，開模時(shí)間 3S，頂出時(shí)間 2S，冷卻時(shí)間 20.5S，保壓時(shí)間 10S，總周期為 40S。其中，保壓時(shí)間的確定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循：T 保 =0.3（S+2S ） S 塑件平均壁厚，S 取 3mm2=6.3（S）若根據(jù)前面的資料，ABS 的保壓時(shí)間在 15~40S 之間，計(jì)算的結(jié)果顯然是不符合的，但根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)資料表明，以經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算值為依據(jù)會(huì)更好，這是取保壓時(shí)間為 10S的原因。冷卻時(shí)間，依塑料種類，塑件壁厚而異，參照經(jīng)驗(yàn)推薦值，制件平均壁厚取3mm，對(duì)應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間 t=20.5 S，取 t =20.5 S。冷（2）塑料熔體釋放的熱量24Q1=nG C (t －t ) （4-18 ）S10=1337.76 KJ/h式中:n—每小時(shí)注射次：n=90 （次）；G 每次的注射量(KG)G=73.95×10 ；3?Cs—塑料的比熱容(KJ/KG·)，Cs=1.34；t 熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度，t =210℃；1 1t 塑件脫模溫度，t =60℃ 。00（3）高溫噴嘴向模具的接觸傳熱Q2=3.6A (t －t ) （4-19 ）Z??12=101.28 KJ/h式中:Az—注塑機(jī)的噴嘴頭與模具的接觸面積（m ），Az=1256×10 m ；26?2金屬傳熱系數(shù) =140(W/ m ℃)；??2?t2—模具平均溫度 t2=50 ℃；t1—熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度 t1=210℃。Az=4 R =1256×10 m?26?2R 注塑機(jī)噴嘴球半徑，R=10 mm （4）注射模通過自然冷卻傳導(dǎo)走的熱量①對(duì)流傳熱：Q對(duì) =h ?A ( t －t ) （4-20 ）1m234=160KJ/h式中：h 1—傳熱系數(shù)（KJ/ m ? h?℃），h 1=5.35；2Am—兩個(gè)分型面和四個(gè)側(cè)面的面積，A m =0.321；t2—模具平均溫度，t 2=50℃；t3—室溫，t 3=20℃。h =4.187(0.25+ )= 5.3513062?t25Am=（A m1）+ (A m2) ? n = 0.29 kAm1=2BL=0.22 m 2Am2=4BH =0.16m ；B 模具寬度 B=270mm； L 模具長度 L=400mm開模率 n = =0.45 kt）冷注 ??(②輻射散發(fā)的熱量Q輻 =20.8 A ? [( ) －( ) ] （4-21 ）2m?10732t41073t?4=105.3 KJ/h 式中： —輻射率，一般表面 =0.8~0.9；??A m2=0.16； ③工作臺(tái)散發(fā)的熱量Q 臺(tái) =h ?A 接 ( t －t )h （4-22 ）2232=1927.68 KJ/h式中：傳熱系數(shù)；h 2=502KJ/(m h ℃)；2AA 接 模具與工作臺(tái)的接觸面積 m ，A 接 =0.12；A 接 =bl =0.128模具與工作臺(tái)接觸寬度 b=320mm；模具與工作臺(tái)接觸長度 l=400mm。從計(jì)算的結(jié)果看，工作臺(tái)散發(fā)的熱量比塑料熔體釋放的熱量還多，也就是模具不需要冷卻系統(tǒng)就能很好的達(dá)到冷卻效果，這顯然不符合實(shí)際，說明了 Q 的計(jì)算結(jié)果錯(cuò)臺(tái)誤，或者是前面的某些地方取值不合理。從 Q 對(duì) 和 Q 輻 的計(jì)算來看，三者的值應(yīng)該相差不大，但有關(guān) Q 臺(tái) 的計(jì)算參考資料很少，因?yàn)楹?jiǎn)單的計(jì)算是以塑料熔體釋放出的熱量Q1為總熱量，全部由冷卻介質(zhì)帶走，根據(jù)實(shí)際情況，這些熱量應(yīng)分別由凹模和型芯的冷卻系統(tǒng)帶走，實(shí)驗(yàn)表明，約 1/3 的熱量被凹模帶走，其余由型芯帶走。模具應(yīng)由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量：Q冷 =（Q 1+ Q2）－（ Q對(duì) + Q輻 + Q臺(tái) ） （4-23 ）26因?yàn)楝F(xiàn)在無法得到 Q 的正確值，所以計(jì)算以簡(jiǎn)單計(jì)算原則，取 Q = Q 。臺(tái) 總 1（5）冷卻系統(tǒng)的計(jì)算①每次需要的注射量 G=84.75×10 （KG）3?②確定生產(chǎn)周期 t=40（S）③塑料單位熱流量 Q =280~350；取 Q =300（KJ/h）ss④每小時(shí)的注射次數(shù) n=90 ⑤每小時(shí)的注射量 90 × 84.75×10 = 7.63 （KG） 3?⑥型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量Q凹 = n G Qs=2289（KJ/h） 從計(jì)算結(jié)果看，Q 凹 Q1，因?yàn)?Q1涉及的因素較多，所以應(yīng)該要取 Q 凹 來計(jì)算，那?么，(t －t )的值就要重新確定，約為 224℃，根據(jù) T 成型溫度 200~250℃ ；T E10 S脫模溫度 60~100℃；T 模具溫度 40~60；要達(dá)到(t －t )=224℃是達(dá)不到的，根M10據(jù) Q 凹 = n G Q ，n G 確定后不變，Qs 為常量，所以我們要提高成型溫度 T 才可能達(dá)s S到 Q 凹 的熱量。Ts=224+60=284℃這顯然超出了表所給的取值范圍，但如果不這樣取值則顯得自相矛盾。（6）凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算①體積流量的計(jì)算Q凹 =40% Q總 =915.6 (KJ/h)q = （4-24） v60)T-(C1?進(jìn)出 凹?= 0.73×10 (m /min)3?式中： —水的密度 10 KG/m ；?3C —水的比熱容 4.187×10 J/KG ℃；1 3AT 出 —水管出口溫度，T 出 取 25℃；T 進(jìn) —水管入口溫度，T 進(jìn) 取 20℃。②冷卻水管的平均流速：