廚房家用削皮器注塑模設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)PAGE27`PAGE設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)）任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)）題目：筆筒注射模設(shè)計(jì)與加工工藝編制畢業(yè)設(shè)計(jì)論文XX年12月20日目錄TOC\o"1-1"\h\z\u29339摘要 318222第一章前言 417646第二章塑件的工藝件設(shè)計(jì)分析 58631第三章分型面的設(shè)計(jì) 1228654第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1425475第五章模具成型零部件的設(shè)計(jì) 152632第六章合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1931964第七章脫模頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2128197第八章冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 231580第九章模具的工作過(guò)程原理 2626019設(shè)計(jì)心得 2720232致謝 2816428參考文獻(xiàn) 28

摘要本課題研究的是筆筒模具，筆筒為我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的公用設(shè)施，筆筒要求有比較高的強(qiáng)度和一定的柔韌性，所以我們選擇了力學(xué)綜合性能比較好的塑料材料PC+ABS。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們先對(duì)筆筒進(jìn)行工藝分析，來(lái)選取合適的模架和注塑機(jī)等等。經(jīng)過(guò)塑件工藝性分析，該塑件為大型塑件，相應(yīng)地需要設(shè)計(jì)大型模具和大型注塑機(jī)。該模具適合采用一模兩腔模具結(jié)構(gòu)，采用單點(diǎn)側(cè)澆口注膠，塑件脫模取出后，澆注系統(tǒng)凝料與塑件人工切除。關(guān)鍵詞：PC+ABS注射模一模兩腔側(cè)澆口AbstractThisresearchisaboutthemoldofthebusplasticseat,itiscommonPublicUtilitiesinourdailylife,thebusseatrequiresrelativelyhighplasticstrengthandflexibility,sowechosePC+ABSwithbettercomprehensivemechanicalpropertiesofplasticmaterials.Inthedesignprocess,firstwehaveaprocessanalysisforthebusplasticseattoselecttheappropriatemoldandinjectionmoldingmachineetc.Throughtheprocessanalysisoftheplasticpart,weknowtheplasticpartislarge,andneedtodesignlargeinjectionmouldandlargeinjectionmoldingmachineaccordingly.Acavitydiestructureandasinglepointdirectgateinjectioisaresuitableforthemold,aftertheplasticpartisremoved,theplasticoftherunnersystemiscuttedoffartificially.Keywords:PC+ABSinjectionamoldwithacavitydirectgate第一章前言在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，我們先對(duì)國(guó)內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個(gè)較清晰的了解，這也就使我們對(duì)本課題的意義有所了解。首先要對(duì)模具有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。模具是機(jī)械、汽車(chē)、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上被稱(chēng)為“工業(yè)之母”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱(chēng)為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”；美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”；德國(guó)則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)”；日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力”，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類(lèi)模具約占11%。塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門(mén)新興工業(yè)。自塑料問(wèn)世后的幾十年以來(lái)，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門(mén)不可缺少的材料。目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機(jī)、汽車(chē)、儀器儀表、機(jī)械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過(guò)有色金屬產(chǎn)量的總和。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。[1]第二章塑件的工藝件設(shè)計(jì)分析2.1塑件分析本節(jié)主要是對(duì)筆筒的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行分析，為后面章節(jié)選擇相對(duì)應(yīng)的注塑機(jī)的型號(hào)和模架做準(zhǔn)備。該塑件的壁厚為2mm，其他具體數(shù)據(jù)如圖1所示。圖1筆筒尺寸圖圖2為制品的三維立體圖。該制品的精度和表面粗糙度要求較高，塑件的壁厚較大，塑件表面有一個(gè)橢圓通孔，塑件的四周都倒有圓角。圖2筆筒產(chǎn)品3D圖2.2塑件材料的確定本次設(shè)計(jì)選擇力學(xué)綜合性能較好的材料PC+ABS作為塑件的材料，ABS工程塑料即PC+ABS（工程塑料合金），在化工業(yè)的中文名字叫\(zhòng)t"/item/ABS%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"塑料合金，之所以命名為PC+ABS，是因?yàn)檫@種材料既具有PC樹(shù)脂的優(yōu)良耐熱耐候性、尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊\t"/item/ABS%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"性能，又具有ABS樹(shù)脂優(yōu)良的加工流動(dòng)性。所以應(yīng)用在薄壁及復(fù)雜形狀制品，能保持其優(yōu)異的性能，以及保持塑料與一種酯組成的材料的\t"/item/ABS%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"成型性。ABS工程塑料最大的缺點(diǎn)就是質(zhì)量重、導(dǎo)熱性能欠佳。它的成型溫度取于它們兩者原料的之間溫度，就是240--265度，溫度太高ABS會(huì)分解，太低PC料的流動(dòng)性不良。PC+ABS具有優(yōu)良的綜合性能，由于組分、牌號(hào)和生產(chǎn)廠家生產(chǎn)方法的不同，使之在性能上存在較大差異，因此以下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供參考。[2]（1）物理力學(xué)性能PC+ABS具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。PC+ABS有極好的沖擊強(qiáng)度，即使在低溫也不迅速下降。但是它的沖擊性能與樹(shù)脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀有關(guān)，同時(shí)也與使用環(huán)境有關(guān)、如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大。當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含量超過(guò)30%時(shí)，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學(xué)性能都迅速下降（見(jiàn)表1和2）。（2）熱性能。PC+ABS制品的負(fù)荷變形溫度約為93℃，若能對(duì)制品進(jìn)行退火處理，則還可增加10℃左右。（3）電性能。PC+ABS聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。（4）耐環(huán)境性PC+ABS聚合物幾乎不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類(lèi)的影響，但在酮、醛、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類(lèi)及烴類(lèi)溶劑，但長(zhǎng)期與烴接觸會(huì)發(fā)生軟化溶脹。PC+ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的鋟蝕會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂。（5）耐候性PC+ABS聚合物的最大不足之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。經(jīng)受350nm以下波長(zhǎng)的紫外線照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強(qiáng)度及波長(zhǎng)的對(duì)數(shù)成正比。PC+ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。（6）PC+ABS的流變性PC+ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動(dòng)特性屬于假塑型液體。雖然PC+ABS的熔體流動(dòng)性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。因此在成型過(guò)程中可以采用提高剪切速率來(lái)降低熔體粘度，改善熔體流動(dòng)性。PC+ABS屬一無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，成型后無(wú)結(jié)晶，成型收縮率為0.4%~0.5%。在成型過(guò)程中，PC+ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，但溫度過(guò)高時(shí)，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。（7）PC+ABS的吸水性PC+ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8%范圍。成型時(shí)如果聚合物中含有水分，制品上就會(huì)出現(xiàn)斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在成型前，需將聚合物進(jìn)行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。表1PC+ABS的主要性能指標(biāo)[3]力學(xué)性能屈服強(qiáng)度/Mpa50熱性能及電性能玻璃化溫度/C拉伸強(qiáng)度/Mpa38熔點(diǎn)（粘流溫度）/C130—160斷裂伸長(zhǎng)率/%35熱變形溫度/C45N/cm3180N/cm390—10883—103拉伸彈性模量/Gpa1.8線膨脹系數(shù)/（10-5/C）7.0彎曲強(qiáng)度/Mpa80比熱容/<J/（kg*K）>1470彎曲弱性模理/Gpa1.4熱導(dǎo)率/<W/（m*K）>0.263件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2無(wú)缺口缺口261燃燒性/（cm/min）慢11體積電阻/Ω*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121擊穿電壓/（kV/mm）物理性能密度/（g/cm3）1.02—1.16吸水性/%（24h）0.2—0.4比體積/（cm2/g）1.02—1.06透明度或透光率不透明2.3塑件的脫模斜度2.3.1脫模斜度的意義和影響通常情況下塑件在冷卻后會(huì)產(chǎn)生一定的收縮，會(huì)產(chǎn)生包緊力，該力作用在凸?；蛘叱尚偷男托旧希灰部烧掣阶饔?，塑件是緊貼在凸模的型芯上。為了容易脫模，還要防止塑件表面在脫模時(shí)刮傷和擦毛，在設(shè)計(jì)的時(shí)候塑件表面沿脫模方向一般具有合理的脫模斜度。2.3.2脫模斜度的確定因?yàn)楣P筒為大型塑件，所以本次設(shè)計(jì)中采用0.5°的拔模斜度，這樣從外表面到內(nèi)表面，模具的脫模斜度基本正常，能保證正常的脫模斜度要求2.4確定型腔數(shù)量及型腔布局2.4.1型腔數(shù)量的確定模具型腔數(shù)量的確定主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的尺寸和精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。該塑件為大型塑料件，相對(duì)應(yīng)的模具規(guī)格也是大型的，故可采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸與塑件尺寸之間的關(guān)系，加之制造成本和經(jīng)濟(jì)利益的因素，決定選用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)形式。2.4.2型腔布局該模具選擇了一模兩腔模具結(jié)構(gòu)，因此型腔的布局比較簡(jiǎn)單，將塑件置于模具的正中心，塑件分別伸入定模板和動(dòng)模板各一半，從塑件背部中心采用側(cè)澆口注膠，塑件取出后需手工切除澆口。型腔布局圖如圖3所示。圖3.型腔布局圖2.4.3型腔的結(jié)構(gòu)由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的尺寸比較大，長(zhǎng)寬高幅度比較大，伸入型腔和型芯的深度比較大，因此凹模和凸模的加工有一定困難，所以分別將型腔和型芯跟定模板和動(dòng)模板做成組合嵌入式結(jié)構(gòu)，如下圖4所示。圖4.組合嵌入式型腔結(jié)構(gòu)圖2.5模架的選擇由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用CI-2335-A100-B90-C80(GB/T12556-2006)此種大型標(biāo)準(zhǔn)模架[6]，其基本結(jié)構(gòu)如圖5所示,各模板的尺寸見(jiàn)表2。圖5.模架結(jié)構(gòu)示意圖單位：mm模板名稱(chēng)模板尺寸模板名稱(chēng)模板尺寸動(dòng)模座板280X350X40動(dòng)模板350X350X400墊板120X350X300定模板350X350X350頂針板140350X40定模座板280X350X40頂針固定板140350X30表2各模板尺寸2.6模具的選材及熱處理要求表2模具各零部件選材及熱處理表[8]2.7注射機(jī)型號(hào)的選擇注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注塑模時(shí)應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推(頂)出形式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶(hù)已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行校核，倘若不能滿(mǎn)足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶(hù)取得商量再進(jìn)行調(diào)整。2.7.1對(duì)塑件體積、質(zhì)量的計(jì)算對(duì)于該設(shè)計(jì)，用戶(hù)提供了塑件的圖樣及尺寸，使用三維軟件畫(huà)出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫(huà)圖形體積，取其密度平均值1.05g/cm3塑件體積V1≈43.9cm3塑件質(zhì)量m1≈=1.05×43.9≈46.2g2.7.2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計(jì)算可按塑件體積的0.6倍計(jì)算，由于該模具采用一模兩腔，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為：V2=V1×0.6＝43.9×0.6≈28cm32.7.3該模具一次注射所需塑料體積V0=V1+V2=43.9*2+28≈118cm3質(zhì)量m0==1.05×118≈123g2.7.4注射機(jī)型號(hào)的選定近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注塑模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的《注射機(jī)使用說(shuō)明》上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，由以上數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)知，該模具一次注塑所需12215.1cm3塑料，該模具的整體尺寸為280x350x1130mm(LxHx厚度)參考設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選定型號(hào)為HTF120X型臥式螺桿注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)[7]，見(jiàn)下表3：表3HTF120X型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)注射裝置INJECTIONUNITABC螺桿直徑ScrewDiametermm404548螺桿長(zhǎng)徑比ScrewL/DRatioL/D22.52018.8理論容量ShotSize(Theoretical)cm3253320364注射重量InjectionWeight(PS)g381291331注射壓力InjectionPressureMpa202159140螺桿轉(zhuǎn)速ScrewSpeedrpm0～175合模裝置CLAMPINGUNIT合模力ClampTonnageKN1600移模行程ToggleStrokemm420拉桿內(nèi)距SpaceBetweenTieBarsmm455x455最大模厚Max.MoldHeightmm500最小模厚Min.MoldHeightmm180頂出行程EjectorStrokemm140頂出力EjectorTonnageKN33頂出桿根數(shù)EjectorNumberPiece5其它OTHERS最大油泵壓力Max.PumpPressureMPa17.5油泵馬達(dá)PumpMotorPowerkw15電熱功率HeaterPowerkw9.75外形尺寸MachineDimension(LxWxH)m5.4x1.45x2.05重量MachineWeightt5.2料斗容積HopperCapacitykg25油箱容積OilTankCapacityL3202.8注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核2.8.1注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核（1）注射量校核注射量以容積表示最大注射容積為0.85×32000=27200cm3式中模具型腔和流道的最大容積（cm3）；V指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（cm3），該注射機(jī)為32000cm3；注射系數(shù)，取0.75～0.85，該處取0.85。每次注射的實(shí)際注射量容積應(yīng)滿(mǎn)足，而＝280cm3,0.85×32000=27200cm3,故符合要求。（2）最大注射壓力的校核注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力Pmax=130,應(yīng)該大于注射成型所需用的注射壓力,即式中——安全系數(shù)，常?。?.25～1.4。實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該P(yáng)C+ABS塑件成型時(shí)所需注射壓力為50～60。代值計(jì)算符合要求。2.8.2安裝尺寸的校核參考我國(guó)塑料注塑模具模架?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在2006年發(fā)布的《塑料注塑模模架技術(shù)條件》(GB/T12556-2006)和《塑料注塑模架》(GB/T12555-2006)，前者適用于模板尺寸小于560mm×900mm的模架；后者適用于模板尺寸為630mm×630mm至1250m×1250mm的模架。本模具采用的型號(hào)為CI-2335-A100-B90-C80(GB/T12556-2006)的標(biāo)準(zhǔn)模架，模具的外形尺寸為280mm×350mm，模具閉合高度H=1130mm.由資料表知HTF120X型注射機(jī)拉桿空間尺寸為2260mm×2000mm,即動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸為2260mm×2000mm，允許模具的最小厚度Hmin=1000mm,最大厚度Hmax=2000mm，模具最大厚度和最小厚度是指注射機(jī)移動(dòng)模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)，移動(dòng)模板與固定模板之間所達(dá)到的最大和最小距離，這兩者之差就是調(diào)模機(jī)構(gòu)的調(diào)模行程，即模具的外形尺寸不超過(guò)注射機(jī)動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸，由附件總裝圖測(cè)量知該模具閉合高度度H=1130mm滿(mǎn)足Hmin≤H≤Hmax的安裝條件，故該模具滿(mǎn)足HTF120X型螺桿式注射機(jī)的安裝要求。模具的外形尺寸280mm×350mm明顯在注塑機(jī)拉桿空間尺寸2260mm×2000mm的范圍內(nèi)，故符合安裝要求。[7]2.8.3開(kāi)合模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核（1）開(kāi)合模行程校核注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，取出制品所需的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離，本模具為單分型面注射模具，HTF120X射機(jī)的最大開(kāi)模行程與模厚有關(guān)，校核關(guān)系為L(zhǎng)>S+Hmax式中L—注射機(jī)動(dòng)模板的開(kāi)模行程（mm）,在該注塑機(jī)中其值為3000mm,S—移動(dòng)模板行程（mm）,取500mm,Hmax—模具最大厚度（mm）,其值為Hmax=1130mm（附件總裝圖測(cè)量所得），上式右邊=500+1130=1630mm<3000mm，符合要求。（2）推出機(jī)構(gòu)校核該注射機(jī)推出行程為600mm,大于H1=381mm,符合要求。以上分析證明：HTF120X型螺桿式注射機(jī)能滿(mǎn)足要求，故可以采用。[7]第三章分型面的設(shè)計(jì)3.1分型面的選擇原則模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面成為分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)、充填性能及塑件的脫模。分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度，及塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類(lèi)型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。本次設(shè)計(jì)，分型面的選擇考慮七個(gè)方面：（1）分型面應(yīng)設(shè)置在塑件外形最大輪廓處，便于脫模，否則塑件無(wú)法取出。（2）考慮塑件的外觀，使得分型面產(chǎn)生的飛邊易于清除且不影響塑件的外觀。（3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度要求。（4）有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。（5）分型面選擇應(yīng)考慮排氣效果，所以應(yīng)盡量設(shè)置在塑件熔體充滿(mǎn)的末端處，這樣分型面就可以有效排除型腔內(nèi)積聚的空氣。（6）考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。（7）使成型零件便于加工。[10]3.2分型面的確定在前面章節(jié)塑件成型分析中得知塑件脫模斜度為0.5°，對(duì)于拔模斜度小或塑件精度要求較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。該塑件的分型面設(shè)置在筆筒的側(cè)面最大輪廓處，貫穿整個(gè)塑件的側(cè)面中心。分型面的形狀跟筆筒的形狀一樣程彎折狀，如圖6所示，分型面一半與開(kāi)模方向垂直，一半與開(kāi)模方向水平，這樣設(shè)計(jì)的分型面可以時(shí)塑件非常好脫模，只需頂出很小一段距離，塑件就會(huì)自動(dòng)脫落。而且這樣設(shè)計(jì)的分型面可使整個(gè)塑件的排氣間隙增加，有利于模具的排氣。分型面處產(chǎn)生的飛邊在塑件的側(cè)面處，不易察覺(jué)、不影響美觀，容易去除且使得塑件外觀無(wú)缺陷，整個(gè)塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。圖6分型面示意圖第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)：從注塑機(jī)的噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始，到型腔入口之間的流道。多模腔模具的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道以及澆口和冷料穴等組成。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的模具采用的是側(cè)澆口進(jìn)料的一模兩腔結(jié)構(gòu)，所以無(wú)需設(shè)計(jì)分流道和澆口，塑件及澆注系統(tǒng)凝料結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖8。4.1主流道設(shè)計(jì)4.1.1澆口套設(shè)計(jì)注塑機(jī)的噴嘴與分流道之間的供塑料熔體流動(dòng)的通道稱(chēng)為主流道，它的形狀和尺寸對(duì)熔體的流動(dòng)以及注射的時(shí)間有著很大的影響。主流道通常被設(shè)計(jì)在澆口套中。在形狀上，主流道的設(shè)計(jì)通常采用圓錐形，錐度在2~5°，本次設(shè)計(jì)設(shè)置為4°。內(nèi)壁粗糙度在Ra≈0.63μm。[10]4.1.2定位圈和澆口套的固定形式本次設(shè)計(jì)的澆口套固定形式如下：將定位圈和澆口套分別安裝在定模座板和定模板上。通過(guò)使用兩個(gè)M5螺絲將定位圈和澆口套固定起來(lái)，具體如圖7所示：圖7澆口套與定位環(huán)圖8塑件及澆注系統(tǒng)凝料結(jié)構(gòu)示意圖第五章模具成型零部件的設(shè)計(jì)在模具中，成型零部件是決定產(chǎn)品塑件的幾何形狀與尺寸的零部件，包括凸模、凹模、凸凹模、成型桿、成型環(huán)和型芯以及鑲塊等。5.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的尺寸比較大，長(zhǎng)寬高幅度比較大，伸入型腔和型芯的深度比較大，因此凹模和凸模的加工有一定困難，所以將型腔跟定模板做成組合嵌入式結(jié)構(gòu)。如下圖9所示。[5]圖9.凹模（型腔）組合嵌入式結(jié)構(gòu)示意圖5.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該模具為一模兩腔，考慮到該塑件的尺寸比較大，長(zhǎng)寬高幅度比較大，伸入型腔和型芯的深度比較大，因此凹模和凸模的加工有一定困難，所以將型芯跟動(dòng)模板做成組合嵌入式結(jié)構(gòu)。如下圖10所示。[5]圖10.凸模（型芯）組合嵌入式結(jié)構(gòu)示意圖5.3成型零部件的工作尺寸的計(jì)算5.3.1型腔的工作尺寸的計(jì)算（公式6.5）式中——模具成型零件在常溫下的實(shí)際尺寸；——塑件的計(jì)算收縮率，由查閱PC+ABS塑件的收縮率經(jīng)驗(yàn)曲線可知，此塑件的平均收縮率為0.6%；——塑件在常溫下的實(shí)際尺寸；——修正系數(shù)，由于實(shí)際應(yīng)用中影響模具磨損的因素復(fù)雜多變，一般不考慮此處修正，所以X取0；δz–此塑件選用IT7級(jí)，參考表4。模具成形零件的制造公差，它直接影響塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設(shè)計(jì)時(shí)，成形零件的制造公差δz可選為塑件公差△的1/3-1/14，或選IT7級(jí)左右公差精度，表面粗糙度Ra為0.8-0.4um。[6]表4模具成型零件制造公差值表5型腔工作尺寸計(jì)算表類(lèi)型塑件尺寸計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果型腔長(zhǎng)度尺寸80±0.5IT780.408±0.03型腔寬度尺寸76±0.5IT776.38±0.03型腔深度尺寸72±0.5IT772.36±0.015.3.2型芯工作尺寸的計(jì)算型芯的工作尺寸的計(jì)算同型腔一樣，如下表：類(lèi)型塑件尺寸計(jì)算公式制造公差計(jì)算結(jié)果型腔長(zhǎng)度尺寸80±0.5IT780.408±0.03型腔寬度尺寸76±0.5IT776.38±0.03型腔深度尺寸72±0.5IT772.36±0.01第六章合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用任何一副模具在定動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。其作用有如下：定位作用：合模時(shí)維持動(dòng)定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。導(dǎo)向作用：合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)向力。承載作用：采用推件板脫模或三板式模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模板的重載荷作用。保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用：對(duì)于大中型模具的脫模結(jié)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。6.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）導(dǎo)柱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。有肩導(dǎo)柱開(kāi)設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩檫，小型模具和生產(chǎn)批量小的模具主要采用帶頭導(dǎo)柱，大型模具和生產(chǎn)批量大的模具多采用有肩導(dǎo)柱。中小型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/20—1/35。大型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/30—1/40。具體直徑可查塑料模架標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家規(guī)定導(dǎo)柱頭部為接錐形，截錐形長(zhǎng)度為導(dǎo)柱直徑的1/3，半錐角為10o—15o，也有頭部采用半球形的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱具體尺寸可查有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[7]。如圖a所示：在該模具中為帶頭導(dǎo)套,S=15L=745d=60其3D結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖11（2）導(dǎo)套直導(dǎo)套多用于較薄的模板，比較厚的模板須采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套壁厚通常在3-10mm，視內(nèi)孔大小而定，大者取大值，帶頭導(dǎo)套軸向固定容易，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套具體尺寸可查有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[7]。如圖d所示：在該模具中為帶頭導(dǎo)套,S=15L=350d=60QUOTE=80壁厚為10，其3D結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖11。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時(shí)，則需設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。圖11.導(dǎo)柱導(dǎo)套3D示意圖6.3側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.3.1抽拔力塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，而將型芯或凸模包緊，塑件在脫模時(shí)，必須克服這一包緊力及抽芯機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的磨擦力才能抽出活動(dòng)型芯。在開(kāi)始抽拔的瞬時(shí)所需的抽拔力成為初始抽拔力，以后抽拔所需的力成為相繼抽拔力。初始抽拔力比相繼抽拔力大，所以，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)總是考慮初始抽拔力。抽拔力F可用下式計(jì)算：F=（4-21）式中P——塑件的收縮應(yīng)力(Mpa)，模具冷卻時(shí)P=39.2MPa；A——塑件包圍型芯的側(cè)面積，10152mm2F——摩擦系數(shù)，一般f=0.15-1.0，取0.6——脫模斜度，1°F——抽拔力F=39.2×101.52×COS(0.6-tan15°)/(1+0.6sin1°×COS1°)=3937.8N（4-22）斜導(dǎo)柱受彎曲力為：（4-23）式中——斜導(dǎo)柱的傾斜角，15°——斜導(dǎo)柱所受彎曲力，N=4076.7N（4-24）6.3.2抽芯距將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊所移動(dòng)的距離稱(chēng)為抽芯距。一般來(lái)說(shuō)，抽芯距等于側(cè)孔深度加2mm-3mm的安全距離。其計(jì)算公式為：（4-25）式中——設(shè)計(jì)抽芯距，2mmS——抽芯距mm=4mm第七章脫模頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的組成：第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件；第二部分是用來(lái)固定推出零件的零件，有推桿固定板、推板等；第三部分是用作推出零件推出動(dòng)作的導(dǎo)向及合模時(shí)推回零件復(fù)位的零件。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀；推力的分布依脫模阻力的大小合理安排；推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠，不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，合模時(shí)要正確復(fù)位。推模力的計(jì)算要將塑件從模腔中推出必須克服推出所遇到的阻力，因此塑件脫模時(shí)必須有一個(gè)足夠大的脫模力，脫模力可用下式計(jì)算：式中A——塑件包裹型芯的面積，在UG中可以計(jì)算得出A=169000.5mm2——塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.2～0.5，去＝0.35——拔模斜度，本塑件沒(méi)有拔模斜度，＝3°。——塑件對(duì)型芯單位面積的包緊力，一般情況下，模內(nèi)冷卻的塑件取0.8×107～1.2×107，此塑件取1.0×107。上式中Ft=1790.1N，而該注塑機(jī)的頂出力為3000N，因此符要求。由于塑件的材料工藝性能好，而且塑件不易變形，所以采用推桿推出機(jī)構(gòu)即可。塑件在模腔中成形后，便可以從模具中取下，但在塑件取下以前，模具必須完成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動(dòng)作，模具上完成這一動(dòng)作機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模推出機(jī)構(gòu)。[10]本次設(shè)計(jì)采用圓柱型頂桿也就是型芯的內(nèi)部，為了使頂桿能較好的將塑件推出，而且又要有成型面的要求，所以需要有一定的形狀和較大的截面積，還要對(duì)頂桿進(jìn)行精加工。本次設(shè)計(jì)采用7根φ6頂針頂出塑件，其結(jié)構(gòu)和位置如下圖13所示。圖13.頂針推出結(jié)構(gòu)示意圖第八章冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.1塑模溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注射過(guò)程中,模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期,各種塑料的性能不同,成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對(duì)溫度要求也不同,PC+ABS在注射成型時(shí)所需的模具溫度為40—60度之間。對(duì)任何塑料制品，模溫波動(dòng)較大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使制品在脫模后發(fā)生變形，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，難于充滿(mǎn)型腔，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的溶接痕等缺陷。由于模溫不斷地被注入熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自身散熱不能使其保持較低的溫度，因此必須加冷卻機(jī)構(gòu)。8.2冷卻裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）實(shí)驗(yàn)表明冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)制品的冷卻也愈均勻。（2）水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用1２—１５mm。（3）對(duì)熱量聚積大溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻。（4）進(jìn)水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過(guò)冷卻水道的水流速度，避免產(chǎn)生過(guò)大的壓力降。冷卻水道直徑一般不小于4mm,常用4—１6mm。（5）凹模、凸?；虺尚托托緫?yīng)分別冷卻，并保證其冷卻平衡。（6）冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)沒(méi)有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。（7）復(fù)式冷卻循環(huán)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。（8）進(jìn)、出口冷卻水溫差不應(yīng)過(guò)大，以免造成模具表面冷卻不均。[10]8.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算塑料傳給模具的熱量：QSKIPIF1<0=nmC(SKIPIF1<0-SKIPIF1<0)（kJ/h）式中QSKIPIF1<0—單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量（kJ/h）n—每小時(shí)的注射次數(shù)，取n=50m—每次注射的塑料量（kg）C—塑料的比熱容（J/kg·SKIPIF1<0），C=1047J/kg·SKIPIF1<0SKIPIF1<0—熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0—制品脫模溫度（SKIPIF1<0）QSKIPIF1<0=50×12.8×1047×（180-60）=8.1×QUOTEkJ/h冷卻時(shí)所需要的冷卻水量：SKIPIF1<0=QSKIPIF1<0/SKIPIF1<0（SKIPIF1<0-SKIPIF1<0）（kg）式中SKIPIF1<0—通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（kg）SKIPIF1<0—導(dǎo)熱系數(shù)（SKIPIF1<0-SKIPIF1<0）—進(jìn)出水溫度差（SKIPIF1<0），不應(yīng)太大，取3SKIPIF1<0SKIPIF1<0=1.27×10SKIPIF1<0/1055×3=25592.4kg根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水道的水道直徑d為：d=SKIPIF1<021v21v1M107式中v—管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取0.8~2.5m/s，取1.6m/sSKIPIF1<0—水的密度（kg/SKIPIF1<0）d=(70x25592.4/3.14x1.6xQUOTE)?=15.7mm取冷卻水道的直徑d=14mm冷卻管道總傳熱面積：SKIPIF1<0式中R—冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)（J/SKIPIF1<0·SKIPIF1<0）R=SKIPIF1<0（J/SKIPIF1<0·SKIPIF1<0）f—與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)，f=7.22SKIPIF1<0—模溫與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差，SKIPIF1<0=30SKIPIF1<0R=SKIPIF1<0=8.5×10SKIPIF1<0J/SKIPIF1<0·SKIPIF1<0ASKIPIF1<0=3025592.4510×8.5=0.001QUOTE3025592.4510×8.5冷卻孔道的孔數(shù)：SKIPIF1<0式中A—冷卻裝置總的傳熱面積（SKIPIF1<0）d—冷卻水道管道直徑（m）L—冷卻管道長(zhǎng)度（m）n=SKIPIF1<03-3-10183-3-10181014x310因此，冷卻水道在動(dòng)、定模板之中各取一道冷卻水路就可以達(dá)到冷卻效果。由于塑件材料為PC+ABS，其注射成型模具并無(wú)加熱要求。8.4冷卻水管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)冷卻水管分布在定模板和動(dòng)模板上，直徑是14mm。定模板和動(dòng)模板上分別開(kāi)有冷卻水道，塑件的上下各有一道冷卻水道，實(shí)現(xiàn)了最大冷卻效果，如下圖14所示；圖14冷卻水管的設(shè)計(jì)圖第九章模具的工作過(guò)程原理模具完成一次注塑塑件產(chǎn)品主要有以下流程：（1）對(duì)塑料PC+ABS：對(duì)其色澤、粒度及雜質(zhì)檢驗(yàn)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍?；?）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，將模具裝上注塑機(jī)并合模鎖緊模具，對(duì)注塑機(jī)和模具進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度設(shè)定為80-85℃，預(yù)熱時(shí)間2-3小時(shí)；（3）將PC+ABS塑料粒倒入注塑機(jī)，對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，對(duì)注塑機(jī)設(shè)置以下參數(shù)：螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30料筒溫度（℃）后段：150～170中段：165～180前段：180～200噴嘴溫度（℃）170～180模具溫度（℃）：50～80注射壓力（Mpa）：60～100保壓壓力（Mpa）：60～100成型時(shí)間（s）：注射20～90；保壓0～5；冷卻時(shí)間20～120；成型周期(s)：50～100（4）開(kāi)始注射，注射過(guò)程包括充模、保壓、放氣、固化成型、脫模等如圖15所示，注塑機(jī)螺桿注嘴前進(jìn)與澆口套11的左端圓弧接觸，住嘴射出熔融狀態(tài)的PC+ABS料由澆口套11流入型腔12，直至充滿(mǎn)整個(gè)型腔，然后開(kāi)始保壓冷卻；（5）脫模工作過(guò)程及原理如下圖15所示，開(kāi)模時(shí)，注塑機(jī)上的運(yùn)動(dòng)模板5帶動(dòng)模具動(dòng)模向右移動(dòng)，移動(dòng)的距離至少要大于此塑件產(chǎn)品在脫模方向長(zhǎng)度的兩倍，以便于塑件產(chǎn)品取出容易，動(dòng)、定模分開(kāi)后由于塑件與型芯6的包緊力大于與型腔12的包緊力，從而使塑件產(chǎn)品留在動(dòng)模