畢業(yè)設計---注塑塑料蓋的結構分析及設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　注塑塑料蓋的結構分析及設計</p><p>　　專 業(yè) 名 稱 模具設計與制造</p><p>　　準 考 證 號 </p><p>　　學 生 姓 名 </p><p>　　指 導 教 師

2、 </p><p>　　2011年03月19</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　江西工貿學院 院、系(函授站) 模具設計與制造 專業(yè) 自考 班</p><p>　　學生 張帥 </p><p>　　日期： 自 2011 年 01 月 11 日 至

3、 2011 年 04 月 05日</p><p>　　指導教師 </p><p>　　兼職教師或答疑教師(并指出所負責的部分)：</p><p>　　教研室主任 </p><p><b>　　目錄</b></p><

4、;p>　　1.1 課題背景及課題·································

5、83;····································&

6、#183;·</p><p>　　1.2 本課題及相關領域的國內外現(xiàn)狀、發(fā)展及差距…………………</p><p>　　1.2(1)國內外塑料?，F(xiàn)狀···················

7、83;····································&

8、#183;·············</p><p>　　1.2(2)塑料模發(fā)展趨勢·················

9、;····································

10、83;··················</p><p>　　2.1 注塑模概述·············

11、;····································

12、83;···································</p&

13、gt;<p>　　2.1(1) 注射模設計特點·······························

14、3;····································&#

15、183;·········</p><p>　　2.1(2) 注射模的組成件·····················

16、;····································

17、83;····················</p><p>　　2.2 塑件的工藝分析··········

18、83;····································&

19、#183;·································</p><p

20、>　　2.2(1) 塑料制品的材料·································&#

21、183;····································

22、········</p><p>　　2.2(2) 塑件的結構分析······················

23、83;····································&

24、#183;··················</p><p>　　2.2(3) 塑件的尺寸精度分析···········&#

25、183;····································

26、·······················</p><p>　　2.2(4) 表面質量分析·······

27、3;····································&#

28、183;····································

29、</p><p>　　2.3(1) 分型面的設計······························

30、3;····································&#

31、183;·············</p><p>　　2.3 分型面及排氣槽的設計·················

32、;····································

33、83;··················</p><p>　　2.3(2) 排氣槽的設計············&

34、#183;····································

35、;································</p><p>　　2.4

36、 注射機的選用···································&#

37、183;····································

38、·········</p><p>　　2.4(1) 型腔數(shù)目的確定·····················

39、83;····································&

40、#183;···················</p><p>　　2.4(2) 注射機的選擇··········

41、3;····································&#

42、183;·······························</p><p>　　2.5 澆注系

43、統(tǒng)的設計····································

44、····································

45、3;········</p><p>　　2.5(1) 主流道的設計······················&#

46、183;····································

47、······················</p><p>　　2.5(2) 澆口設計·········

48、;····································

49、83;····································&

50、#183;···</p><p>　　2.6 合模導向機構設計…………………………………………………………………………</p><p>　　2.6(1) 導柱的設計················

51、83;····································&

52、#183;······························</p><p>　　2.6(2) 導柱的設計

53、····································

54、3;····································&#

55、183;··········</p><p>　　2.7 成型零件的設計····················&#

56、183;····································

57、························</p><p>　　2.7(1) 型腔型芯的設計······

58、83;····································&

59、#183;··································</p>

60、<p>　　2.7(1).1 型腔、型芯徑向尺寸計算·······························&#

61、183;·······························</p><p>　　2.7(1).

62、2 型腔、型芯的深度尺寸的計算……………………………………………………</p><p>　　2.7(1).3 螺紋成型零件的工作尺寸計算·······················&#

63、183;·······························</p><p>　　2.7(2)

64、型腔側壁厚度與底板厚度的校核··································&#

65、183;····················</p><p>　　2.7(2).2 強度條件計算式·········

66、83;····································&

67、#183;···························</p><p>　　2.8 螺紋塑件脫模機構設計··

68、83;····································&

69、#183;······························</p><p>　　2.8(1) 模外動力旋

70、轉脫模設計····································

71、;································</p><p>　　2.8(

72、2) 螺紋脫模力矩計算···································

73、;····································

74、83;··</p><p>　　2.9 模溫調節(jié)系統(tǒng)設計····························&#

75、183;····································

76、·············</p><p>　　2.9(1) 冷卻系統(tǒng)的簡略計算·················&

77、#183;····································

78、;·················</p><p>　　2.9(1).1 熱平衡計算·············&#

79、183;····································

80、·······························</p><p>　　2.9(1).2湍流計

81、算····································

82、83;····································&

83、#183;···········</p><p>　　2.9(1).3 冷卻面積計算··················

84、83;····································&

85、#183;······················</p><p>　　2.9(2) 冷卻系統(tǒng)的設計·······

86、83;····································&

87、#183;·······························</p><p>　　2.10

88、注射機有關尺寸的校核···································

89、·································</p><p>　

90、　2.10(1)最大注射量的校核··································

91、····································

92、3;···</p><p>　　2.10(2) 鎖模力的校核···························&

93、#183;····································

94、;···············</p><p>　　2.10(3)最大注射壓力的校核···············

95、····································

96、3;···················</p><p>　　2.10(4)模具厚度校核···········&#

97、183;····································

98、································</p><p>　　2.10(

99、5)開模行程的校核···································&

100、#183;····································

101、;······</p><p>　　2.11 模具設計總裝圖························

102、3;····································&#

103、183;··················</p><p>　　結 論·············&#

104、183;····································

105、····································

106、3;···········</p><p>　　參考文獻 ····················

107、3;····································&#

108、183;····································

109、·</p><p>　　致謝 ………………………………………………………………………………………………</p><p>　　1.1課題背景及意義</p><p>　　注塑模是由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射成型機的移動模板上，定模安裝在注射機的固定模板上。在注射成型時動模和定模閉合構成澆注系統(tǒng)和型腔。</p><p>　　市

110、場競爭的日趨激烈，使得產品的功能日趨多元化，產品的生命周期不斷縮短，塑料產品結構日趨多樣化和復雜化，客戶對產品質量的要求也越來越高。這在一定程度上決定了模具設計和注射成型過程的復雜性，有些注射成型問題連有經驗的模具設計師和注射工藝師都很難把握。而傳統(tǒng)的注射模設計首先考慮的是模具結構本身的需要，之后考慮的才是注射制品的需要。模具試模周期過長、試模成本過高嚴重影響了企業(yè)的競爭力。因此，對塑料熔體的注射成型過程的計算機模擬對優(yōu)化產品結構設計、

111、模具設計以及注射成型工藝具有非常重要的指導意義</p><p>　　1.2 本課題及相關領域的國內外現(xiàn)狀、發(fā)展及差距</p><p>　　現(xiàn)代模具行業(yè)是技術、資金密集型的行業(yè)。目前，電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產品中，60％－80％的零部件，都要依靠模具成型。雖然我國模具總量目前已達到相當規(guī)模，模具水平也有很大提高，但當前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面：一

112、是總量供不應求，二是企業(yè)組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構均不合理. </p><p>　　1.2(1)國內外塑料?，F(xiàn)狀</p><p>　　我國塑料模的發(fā)展極其迅速。塑料模的設計技術、制造技術、CAD技術、CAPP技術，以有相當規(guī)模的開發(fā)和應用。我國在塑料模設計技術上，與發(fā)達國家和地區(qū)的差距，參見表1.1。在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全，質量尚不穩(wěn)定。</p&

113、gt;<p>　　表1.1 塑料模設計技術</p><p>　　1.2(2)塑料模發(fā)展趨勢</p><p>　　塑料模技術，包括設計技術、材料選擇、加工技術管理與維修技術等多種領域，屬于系統(tǒng)工程技術。隨著塑料模應用領域不斷擴大，地位的不斷提高，對此國家以制定出明確的奮斗目標。</p><p><b>　　2.1 注塑模概述</b>

114、</p><p>　　注塑模是由動模和定模兩部分組成，動模安裝在注射成型機的移動模板上，定模安裝在注射機的固定模板上。在注射成型時動模和定模閉合構成澆注系統(tǒng)和型腔。開模時動模與定模分離以便取處塑料制件。</p><p>　　2.1(1) 注射模設計特點</p><p>　　塑料注射模能一次性地成型形狀復雜，尺寸精確，或帶有嵌件的塑料制件。作為先進的模具，須在使用壽命

115、期限內保證制品質量，并要有良好的技術經濟指標。這就要求模具動作可靠，自動化程度高，熱交換效率好，成型周期短。其次，合理選用模具材料，恰當確定模具制造精度，簡化模具加工工藝，降低模具的制造成本亦十分重要。</p><p>　　此外，在注塑模設計時，必須充分注意到以下特點： </p><p>　　（1）塑料熔體大多屬于假塑體液體，能“剪切變稀”。 </p><p>

116、　?。?）視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。 </p><p>　?。?）整個成型周期中，塑件——模具——環(huán)境組成了一個動態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。 </p><p>　　2.1(2) 注射模的組成件</p><p>　　凡是注射模，可分為動模和定模兩大部分。注射充模時動模和定模閉合，構成型腔和澆注系統(tǒng)。開模時動模與定模分離，取出制件。定模安裝在注射機的固定模板上；動模則

117、安裝在注射機的移動模板上。根據零件的不同功能，可由七個系統(tǒng)或機構組成：（1）成型零件：主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)；（2）澆注系統(tǒng)（3）導向和定位機構；（4）脫模機構：主要由頂桿、頂出板、回程桿、頂出固定板、拉料桿等組成；（5）側向分型抽芯機構；（6）溫度調節(jié)系統(tǒng)；（7）排氣系統(tǒng)。 </p><p>　　2.2 塑件的工藝分析</p><p>　　2.2(1) 塑料

118、制品的材料</p><p>　　ABS---是由丙烯晴,丁二烯,苯乙烯共聚而成的,是一種新型的工程材料。它具有三種成分的綜合性能,是一種具有堅韌、質硬和剛性的工程材料。</p><p>　　ABS---是非結晶聚合物,不透明、無毒、無味及微黃的熱塑性樹脂.有及好的抗沖擊強度,且在低溫下也不迅速下降.有良好的機械強</p><p>　　度和一定的耐磨性、耐油性、化學穩(wěn)

119、定性和電器性能。</p><p>　　ABS的主要成型特點：</p><p>　　1.可用注射、擠出、壓延、吹塑、真空成型、電鍍、焊接及表面涂飾等成型加工方法。</p><p>　　2.收縮率小,可制得精密塑料。 </p><p>　　3.吸濕性較大,成型前應干燥處理。 </p><p>　　4.流動性中等,溢邊值0.

120、04mm,溶體粘度強烈依賴于剪切速率,因</p><p>　　此模具設計大都采用點澆口形式。</p><p>　　5.熔融溫度較低,熔融溫度范圍固定,宜采用高料溫、高模溫和高注射壓力,有利于成型。</p><p>　　6.澆注系統(tǒng)流動阻力小,注意澆口形式和位置應合理,防止產生熔</p><p>　　接痕或減小熔接痕數(shù)量。脫模斜度不宜過小。&l

121、t;/p><p>　　ABS注射成型的主要工藝參數(shù)見表2.1。</p><p>　　表2.1 ABS注射成型的主要工藝參數(shù)</p><p>　　樹脂名稱 ABS</p><p>　　注射機類型 螺桿式</p><p>　　螺桿轉速，(r

122、/min) 30～60</p><p>　　形式 直通式</p><p>　　噴嘴溫度（℃） 180～190</p><p>　　前 200～210</p><p>　　料筒溫度（℃）中

123、 210～230</p><p>　　后 180～200</p><p>　　模具溫度（℃） 50～70</p><p>　　注射壓力（MPa） 70～90</p><p>　　保壓壓力（MPa） 50～70

124、</p><p>　　注射時間（s） 3～5</p><p>　　保壓時間（s） 15～30</p><p>　　冷卻時間（s） 15 ～30</p><p>　　總周期 （s） 40～70</p>&l

125、t;p>　　密度（g/㎝） 1.01～1.08</p><p>　　2.2(2)塑件的結構分析</p><p>　　該塑件為一圓形塑料蓋。塑件含有內螺紋，如圖2.1所示，因此需要采用螺紋旋轉脫模機構，塑料件上有兩個止轉孔，需設計為襯套形式，防止脫模時塑料件隨螺紋型芯轉動。外觀結構較為復雜，凹模采取鑲嵌式，便于加工，易于更換，節(jié)約了貴重材料。該件為圓形對稱件

126、，故在塑料蓋的中心位置設置點澆口，以便充型。由于采用螺紋脫模機構，結構較為復雜，宜采用一模一腔 。 </p><p>　　圖 2.1 塑料蓋 </p><p>　　2.2(3) 塑件的尺寸精度分析</p><p>　　注塑件由于沒有精度要求,因此取最低精度5級(SJ1372-78)。由以上分析可見,

127、該零件的尺寸精度為低精度,對應的模具相關的零件加工可以保證。</p><p>　　2.2(4)表面質量分析</p><p>　　塑料件沒有特別的表面質量要求,故比較容易實現(xiàn)。經過以上分析可以看出,注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。</p><p>　　2.3 分型面及排氣槽的設計</p><p>　　2.3(1)

128、 分型面的設計</p><p>　　在注塑模中,用于取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面,通稱為分型面。分型面選擇的一般原則：（1）應便于塑件的脫模。（2）應保證塑件的質量。（3）應有利于防止溢料。4）應有利于排氣。5）應盡量使成型</p><p><b>　　零件便于加工。</b></p><p>　　該塑料件為一對稱的圓形件，基于以上原則，分型面可選

129、在塑件截面積最大處，如圖2.2所示。 </p><p>　　圖 2.2 塑料蓋分型面</p><p>　　2.3(2) 排氣槽的設計 </p><p>　　由于是中小型模具，利用分型面排氣是最簡便合理的方法,同時利用配合間隙排氣,其間隙為0.03mm～0.05mm。</p><p>　　2.4 注射機的選用</p><

130、p>　　2.4(1) 型腔數(shù)目的確定</p><p><b>　　方案Ⅰ 一模一腔</b></p><p>　　優(yōu)點：模具結構簡單，制造容易，產品精度高。</p><p>　　缺點：生產效率低。 </p><p><b>　　方案Ⅱ 一模多腔</b></p><p>&

131、lt;b>　　優(yōu)點：生產效率高。</b></p><p>　　缺點：模具結構復雜，設計成本高，質量不易保證。</p><p>　　該塑料蓋含有螺紋結構，為了實現(xiàn)自動化生產，宜采用旋轉機構，為了簡化模具機構，應采用方案Ⅰ，即一模一腔。</p><p>　　2.4(2) 注射機的選擇</p><p>　　由于 ABS的密度為1.

132、0～1.1 g/cm3 </p><p><b>　　則 = + </b></p><p><b>　　=39.62cm3</b></p><p>　　式中 ---塑料件和澆注系統(tǒng)的體積（cm）</p><p>　　= （n A1+A2）/1000</p>&

133、lt;p><b>　　A1=</b></p><p>　　=47.52×3.14=7.09×103 mm2 </p><p><b>　　A2= </b></p><p>　　=4.12×3.14=0.21×103 mm2 </p><p>　　

134、式中 n---型腔數(shù)目；n=1；</p><p>　　---塑料件熔體對型腔的成型壓力（MPa）；</p><p>　　A1---單個塑料件在模具分型面上的投影面積（cm2）；</p><p>　　A2---澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（cm2）。</p><p>　　查表2-2可知，ABS的熔體壓力為30/MPa。</p&g

135、t;<p><b>　　代入數(shù)據得：</b></p><p>　　=30×（7.09×103+0.21×103）/1000=219 KN </p><p>　　故選用XS—ZY—125型注射機，其技術規(guī)范如表2.2。</p><p>　　表2.2 XS—ZY—125型注射機的技術規(guī)范</

136、p><p><b>　　附表2.2</b></p><p>　　2.5 澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　注系統(tǒng)的設計對注射成型效率和制件質量有直接影響，是獲得優(yōu)質塑料制品的關鍵。它的設計合理與否，影響著模具的整體結構及其工藝操作的難易程度。</p><p>　　澆注系統(tǒng)一般均由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。

137、 </p><p>　　2.5(1) 主流道的設計</p><p>　　主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機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通道。因主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力塑料熔體要冷熱交替反復</p><p>　　接觸，屬于易損件，對材料要求較高，所以模具的主流道

138、部分設成可拆卸更換的主流道襯套式，以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。主流道襯套設置在模具的對稱中心位置上。</p><p>　　主流道設計如圖2.3所示 ，其主要參數(shù)為：</p><p>　　d=碰嘴直徑+1mm；</p><p>　　R=碰嘴球面半徑+2～3mm；</p><p><b>　　α=2°～4

139、76;；</b></p><p><b>　　r=D/8；</b></p><p>　　H=（1/3～2/5） R。 </p><p><b>　　圖 2.3 主流道</b></p><p>　　2.5(2) 澆口設計</p><p>

140、;　　澆口是塑料熔體進入型腔的閥門，對塑件質量具有決定性的影響。</p><p>　　本制件為一塑料蓋，為了保證其外觀質量，應設計為針點式澆口，澆口位置設在制件中心，與主澆道直接接通。</p><p>　　澆注系統(tǒng)和型腔的流程比B的校核式：B=≤[B] </p><p>　　式中 ---各段流程長度（mm）；</p><p>　　---流

141、程各段厚度（mm）；</p><p>　　[B]---允許流程比，查資料表4.2-3得ABS的流程比為175：1。</p><p>　　代入數(shù)據得：B==32.7＜175</p><p>　　符合要求，可行。 </p><p>　　2.6 合模導向機構設計</p><p>　　模具閉合時要求有準確的方

142、向和位置。具有一定精度的合模導向</p><p>　　機構，是注射模設計不可缺少的組成部分。</p><p>　　2.6(1) 導柱的設計</p><p>　　技術要求：（1）為使導柱具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷</p><p>　　的內芯，采用T10鋼經淬火處理，硬度為50HRC～55HRC。導柱固定部分表面粗糙度為Ra0.8m,導向

143、部分表面的粗糙度為 Ra0.8m～Ra0.4m。</p><p>　　（2）導柱固定端與模板之間采用H7/k6過渡配合；導柱導向部分采用H7/f7的間隙配合。</p><p>　　導柱設計如圖2.4 </p><p>　　2.6(1)導柱的設計</p><p>　　導套選

144、用注塑模 型直導套采用H7/r6配合鑲入模板。 導套結構如圖2.5所示。 </p><p><b>　　圖2.5</b></p><p>　　2.7 成型零件的設計</p><p>　　2.7(1) 型腔型芯的設計</p><p>　　塑料件具有內螺紋，型芯設計為獨立的螺紋

145、型芯（如圖2.6所示），以便旋轉脫模。并采用H8/h8的間隙配合，將螺紋型芯直接插入模具相應的配合孔中。凹模設計為底部鑲拼結構（如圖2.7所示），簡化了模具的加工性，減少了熱處理變形，鑲拼結構便于模具維護，節(jié)約了貴重的模具鋼，鑲拼處的間隙利于排氣。</p><p>　　2.7(1).1 型腔、型芯徑向尺寸計算</p><p>　　注射塑料ABS的成型收縮率：</p><

146、p><b>　　Scp=</b></p><p>　　由表18.1.3-2知=0.7%，=0.3% 圖 2.6 螺紋型芯</p><p>　　Scp= =0.5% </p><p>　?。?）型腔的徑向尺寸：</p><p>　　=[（1+Scp%）－] </p><

147、p>　　式中 ——型腔徑向尺寸；單位為mm</p><p>　　——塑件的基本尺寸；單位為mm </p><p>　　——塑件的公差值； 圖 2.7 凹模鑲塊</p><p>　　——模具成形零件的制造公差；取/4</p><p>

148、　　將數(shù)據代入公式中得：</p><p>　　=[（1+0.5%）×95－0.75×0.60]0+0.07=95.220+0.07 mm</p><p>　　=[（1+0.5%）×66－0.75×0.52]0+0.13=66.070+0.13 mm</p><p>　　=[（1+0.5%）×87－0.75×

149、;0.60]0+0.07=87.150+0.07 mm</p><p>　　=[（1+0.5%）×8－0.75×0.20]0+0.05=95.220+0.05 mm</p><p>　?。?）型芯徑向尺寸：</p><p>　　= [（1+Scp%）+] </p><p>　　式中 ——型芯徑向尺寸；單位為mm<

150、/p><p>　　將數(shù)據代入公式中得：</p><p>　　= [（1+0.5%）×63+0.75×0.46]?。?.120=62.78- 0.120</p><p>　　2.7(2).2 型腔、型芯的深度尺寸的計算</p><p>　?。?）型腔深度尺寸計算：</p><p>　　=[（1+Scp%）

151、－Δ] </p><p>　　式中 ----型腔深度尺寸；單位為mm</p><p>　　----塑件的基本尺寸；單位為mm</p><p>　　將數(shù)據代入公式中得：</p><p>　　=[（1+0.5%）×13－×0.22]0+0.06=12.930+0.06 mm</p><p>　

152、　=[（1+0.5%）×5－×0.18]0+0.05=5.30+0.05 mm</p><p>　?。?）型芯高度尺寸計算：</p><p>　　=[（1+Scp%）+Δ]</p><p>　　=[（1+0.5%）×11+×0.22] -0.050 =11.25-0.050 mm</p><p>　　=

153、[（1+0.5%）×5+×0.18] -0.050 =5.15-0.050 mm</p><p>　　=[（1+0.5%）×2+×0.16] -0.040 =2.11-0.040 mm</p><p>　　2.7(3).3 螺紋成型零件的工作尺寸計算</p><p>　　大徑 </p

154、><p>　　式中 ---螺紋型芯大徑（mm）；</p><p>　　---塑件內螺紋大徑（mm）；</p><p>　　---塑件的平均收縮率（%），ABS取=0.5%；</p><p>　　---塑件內螺紋中徑公差（mm）；查螺紋公差標準GB197-81得=0.18mm</p><p>　　---螺紋型芯大徑制

155、造公差（mm），查資料表3-6得=0.06mm。</p><p>　　代入數(shù)據得： =（80+80×0.005+0.18）</p><p><b>　　=80.58mm</b></p><p>　　中徑 </p><p>　　式中 ---螺紋型芯中徑（mm）；</

156、p><p>　　---塑件內螺紋中徑（mm）；</p><p>　　---螺紋型芯中徑制造公差（mm）。查資料表3-7得=0.05mm。</p><p>　　代入數(shù)據得： =（78+78×0.005+×0.18）mm</p><p><b>　　=78.53mm</b></p><p

157、>　　小徑 </p><p>　　式中 ---螺紋型芯小徑（mm）；</p><p>　　---塑件內螺紋小徑（mm）</p><p>　　---螺紋型芯小徑制造公差（mm）。查資料表3-6得</p><p><b>　　=0.06mm</b></p>&

158、lt;p>　　代入數(shù)據得： =（76+76×0.005+0.18）</p><p>　　螺距 =76.56mm</p><p>　　式中 ---螺紋型芯螺距（mm）；</p><p>　　---塑件內螺紋螺距（mm）；</p><p>　　---螺紋型芯螺距制造公差（mm）。查資料表3-8得=0.04mm<

159、/p><p>　　代入數(shù)據得： =（1.5+1.5×0.005）±</p><p>　　=1.51±0.02mm</p><p>　　2.7(2) 型腔側壁厚度與底板厚度的校核</p><p>　　由理論分析和生產實際證實，在塑料熔體的高壓作用下，小尺寸模具主要是強度問題。首先要防止模具的塑性變形和斷裂破壞。因此，用

160、強度條件式進行凹模壁厚和底板厚度設計計算，再用剛度條件式進行校核。</p><p>　　2.7(2).1 剛度條件計算式</p><p>　?。?） 組合式型腔側壁厚度</p><p>　　式中 ----模具鋼材的彈性模量（）；一般中碳鋼=；</p><p>　　---模具剛度計算許用變形量（）；</p><p&g

161、t;　　---模具鋼材的泊松比，=0.25；</p><p>　　---模腔內最大熔體壓力（）</p><p>　　ABS塑料蓋，要求達到SJ1372—78的3級精度，模具為IT8級</p><p>　　精度，且為組合式型腔結構。塑件尺寸為φ95×13，以=φ95為計算尺寸，查資料表4.4-13，代入得：</p><p><b

162、>　　=25=25</b></p><p><b>　　= 25×</b></p><p><b>　　=25=0.025</b></p><p><b>　　所以 =</b></p><p><b>　　=81.2</b>

163、</p><p>　　則 壁厚應為81.2-47.5=33.7</p><p>　　該板最小壁厚為52.5，符合條件。</p><p>　?。?）組合式型腔底板厚度</p><p><b>　　==20.1 </b></p><p>　　設計底板厚度為21，符合要求。</p><

164、;p>　　2.7(2).2 強度條件計算式</p><p>　?。?）組合式型腔側壁厚度</p><p><b>　?。?＞2P）</b></p><p>　　式中 ----模具強度計算的許用應力（）；一般中碳鋼=160。</p><p><b>　　代入數(shù)據得： </b></p&g

165、t;<p><b>　　=15.3</b></p><p>　　該板設計壁厚為52.5>15.3,符合強度條件。</p><p>　?。?）組合式型腔底板厚度</p><p>　　代入數(shù)據得： =20.2</p><p>　　設計底板厚度為21，符合強度要求。 </

166、p><p>　　2.8 螺紋塑件脫模機構設計</p><p>　　2.8(1) 模外動力旋轉脫模設計</p><p>　　生產中常用模具外的人力或電動機-減速器拖動，旋轉螺紋型芯實現(xiàn)螺紋塑件的脫模。但是螺紋塑件不能跟隨成型零件一起轉動，一定要有止轉措施。為此，在螺紋塑件的內表面設有止轉孔。</p><p>　　為了減少勞動強度提高效率，適應大批

167、量生產，本設計采用電動機旋退塑件螺紋。在第Ⅱ次分模完畢后，電動機帶動鏈輪使螺紋型芯開始旋轉脫模，在脫模過程中，固定在動模板上的止轉襯套在彈簧的作用下始終與塑件端面保持接觸，以防止塑件隨螺紋型芯旋轉，一直到脫模結束。</p><p>　　2.8(2)螺紋脫模力矩計算</p><p>　　螺紋旋退時的脫模力矩計算：</p><p><b>　　== </

168、b></p><p>　　式中 ---螺紋中徑的半徑值；</p><p><b>　　---總包緊力；</b></p><p>　　---塑料件與鋼表面的脫模系數(shù) 。</p><p>　　由《機械設計手冊》及表4.6-1確定有關參數(shù)：M80普通粗牙螺紋，中徑=78mm，r=39mm。內徑=76mm，

169、外徑=80mm。 ABS，=2.1×103N/mm2，α=10×10-5/℃，=0.45，=100℃，=60℃，μ=0.38。由已知條件=47.5mm，h=13mm。 </p><p>　　代如數(shù)據得：=－=47.5－39=8.5mm</p><p><b>　　==></b></p><p>

170、<b>　　= </b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　=6060.9 </b></p><p>　　=1.5αE（－）（d2－d12）</p><p>　　=1.5×10×10-5×2.1×103

171、×40×（802－762）</p><p><b>　　=7862.4</b></p><p>　　=+=6060.9+7862.4=13923.3</p><p>　　= =0.45×13923.3×0.039≈188 </p><p>　　2.9 模溫調節(jié)系統(tǒng)設計</p&

172、gt;<p>　　注射模不僅是塑料熔體的成型設備，而且還是熱交換器。模溫（模具溫度）調節(jié)系統(tǒng)直接關系塑件的質量和生產效率，是注塑模設計的核心內容之一。對于大多數(shù)較低模溫的塑料，僅設置模具冷卻系統(tǒng)。對于模溫超過80℃的塑料，以及大型模具需要設置加熱裝置。因ABS要求的模溫為40℃～70℃，不超過80℃，故無須設置加熱裝置。</p><p>　　2.9(1) 冷卻系統(tǒng)的簡略計算</p>&

173、lt;p>　　對于大多數(shù)中小型注塑模具的水冷卻系統(tǒng)，必需計算冷卻傳熱面積，確定冷卻水溫度和流量。</p><p>　　2.9(1).1 熱平衡計算</p><p>　　進行注射過程熱平衡計算，就是計算單位時間內熔體固化放出熱量等于冷卻水所攜走的熱量 </p><p>　　式中： ---塑料熔體每小時冷卻固化所放出的熱量（KJ/h）；</p&g

174、t;<p>　　---每小時注射次數(shù)；</p><p>　　---每次注射的塑料用量（Kg）；</p><p>　　---每小時注射的塑料量（Kg）</p><p>　　---每千克塑料熔體凝固時放出熱焓量（KJ/Kg）；</p><p>　　由資料表4.9-1得=400 KJ/Kg。</p><p>　

175、　設注射周期為60s，則 n=3600/60=60</p><p>　　=400×60×0.0416≈998.4 KJ·h-1</p><p>　　冷卻水每小時從模具攜走熱量 </p><p>　　式中 ---冷卻水每小時的用量（kg/h）；</p><p>　　---冷卻水的比熱容，4.187

176、KJ/Kg·ºC；</p><p>　　---模具的出水溫度ºC；</p><p>　　---模具的進水溫度ºC。</p><p>　　由熱平衡條件=可得：</p><p>　　其中，取為28ºC；為22ºC；</p><p>　　則

177、 = ≈39.7 （kg/h）</p><p>　　2.9(1).2湍流計算</p><p>　　經計算保證冷卻水在水管中處于湍流狀態(tài)，從而獲得冷卻水的體積流量，并確定相應的管徑，由水的密度=和每小時</p><p><b>　　用水量，可換算得</b></p><p>　　冷卻水的體積流量 == （

178、）</p><p><b>　　=≈ </b></p><p>　　由資料表4.9-2查得：冷卻水管的直徑為 。</p><p>　　則冷卻水流速 （）</p><p><b>　　=0.0202</b></p><p><b>　　≈1.61 &

179、lt;/b></p><p>　　2.9(1).3 冷卻面積計算</p><p>　　以冷卻水的平均溫度=25℃查資料表4.9-3得冷卻水物理性質</p><p>　　參量的函數(shù)=7.93。由式 =27568.8℃</p><p>　　則所需冷卻面積 Φ=</p><p>　　代入數(shù)據

180、 Φ=</p><p><b>　　冷卻水套</b></p><p>　　2.9(2) 冷卻系統(tǒng)的設計</p><p>　　為了提高冷卻效率和爭取型腔表面溫度的均勻與穩(wěn)定，在系統(tǒng)的綜合設計中應遵守生產中的約定準則。在管道回路布置時，還需進一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果良好[12]。</p>&

181、lt;p>　　本設計采用螺旋式冷卻回路，如圖2.8所示，大直徑的圓柱高型芯，在心柱表面車制螺旋溝槽，壓入型芯的內孔中。冷卻水從、中心孔引向心柱頂端，經螺旋回路從底部流出。心柱使型芯有較好剛性； 圖2.8 螺旋式冷卻水套</p><p>　　較薄的型芯壁改善了冷卻效果，只是加工較復雜。</p><p>　　2.10 注射機有關尺寸的校核</p><p>　　2

182、.10(1)最大注射量的校核</p><p>　　必須保證塑件所需的注射量（包括澆注系統(tǒng)及飛邊在內）小于注射機允許的最大注射量，一般占注射機最大注射量的80%以內。當注射機的最大注射量以最大注射容積 等于或大于成型塑料件的體積即</p><p><b>　　≥</b></p><p>　　式中 ---塑料件所需塑料的體積（包括澆注系

183、統(tǒng)凝料及飛邊在內，cm3）；</p><p>　　---注射機最大注射量（公稱容積，cm3）；</p><p>　　---注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取=0.8。</p><p>　　塑料的容積與其壓縮率有關，故所需塑料的體積為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中

184、 ---塑料的壓縮率；</p><p>　　---塑料件的體積（包括澆注系統(tǒng)凝料及飛邊在內，cm3）。</p><p>　　由資料表4-3得 ABS的壓縮率=1.8～2.0 ，密度為1.0～1.1 g/cm3 </p><p><b>　　= + </b></p><p><b>　　=39.6

185、2cm3</b></p><p>　　則 ＝2.0×39.62＝79.24 cm3</p><p>　　該注射機的最大注射量為125cm3</p><p>　　則 　＝80％×125＝100＞＝79.24 cm3（符合要求。）</p><p>　　2.10(2) 鎖模力的校核</p>

186、;<p>　　注射機鎖模力（）的校核關系式應為：</p><p>　　= （n A1+A2）/1000</p><p>　　式中 n---型腔數(shù)目；n=1；</p><p>　　---塑料件熔體對型腔的成型壓力（MPa）；</p><p>　　A1---單個塑料件在模具分型面上的投影面積（cm2）； A1=7.09

187、5;103（cm2）；</p><p>　　A2---澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（cm2）；A2=0.21×103（cm2）。</p><p>　　由資料查表2-2可知，ABS的熔體壓力為30/MPa。</p><p><b>　　代入數(shù)據得：</b></p><p>　　=30×（7.09&#

188、215;103+0.21×103）/1000=219 KN</p><p>　　該注射機型號的鎖模力為900 KN＞219 KN</p><p><b>　　故符合要求。</b></p><p>　　2.10(3)最大注射壓力的校核</p><p>　　注射機的最大注射壓力應大于或等于塑件成型時所需的注射壓力，

189、即</p><p><b>　　≥</b></p><p>　　式中 ---注射機的最大注射壓力；</p><p>　　---塑料件成型時所需的注射壓力。ABS取70～90MPa；</p><p>　　---安全系數(shù)，取=1.3。</p><p><b>　　代入數(shù)據得：<

190、/b></p><p>　　=1.3×80=104 MP</p><p>　　=119 MP＞104 MP </p><p><b>　　故符合要求。</b></p><p>　　2.10(4)模具厚度校核</p><p>　　由于注射機可安裝模具的厚度有一定限制，所以設計模具的

191、閉合</p><p>　　厚度必須在注射機允許安裝的最大模具厚度及最小模具厚度之間，即 </p><p><b>　　≤≤</b></p><p>　　式中 ------注射機合模部件允許的最小模厚（mm）；</p><p>　　---注射機允許的最大模厚（mm）。</p><p>&

192、lt;b>　　代入數(shù)據得：</b></p><p><b>　　= mm </b></p><p>　　滿足 =200 mm≤=204 mm≤=300 mm </p><p><b>　　故符合要求。</b></p><p>　　2.10(5)開模行程的校核</p

193、><p><b>　　雙分型面注射模</b></p><p><b>　　≥ </b></p><p>　　式中 ---定模板和型腔之間分離距離（mm）</p><p>　　---注射機動模板的開模行程（mm）；</p><p>　　---塑件頂出距離（mm）；<

194、;/p><p>　　---包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑</p><p>　　代入數(shù)據得： =300 mm＞11+13+25+21+10=80 mm </p><p><b>　　滿足條件。</b></p><p>　　2.11 模具設計總裝圖</p><p>　　根據以上的設計和計算，所設計的模具結構如圖

195、2.9所示：</p><p>　　模具在開模時，在彈簧34作用下，Ⅰ--Ⅰ面首先分型，以便取出點澆口，當定距拉桿33被限位后，Ⅱ--Ⅱ面分型。</p><p>　　開模完畢，由裝于機床上的電機通過傳動系統(tǒng)帶動鏈輪28，從而使水套5轉動，螺紋型芯17隨同旋轉脫出螺紋，在脫螺紋過程中，彈簧37推動動模板8 ，使襯套19端面始終與制品端面保持接觸，以利用其摩擦阻力而順利脫出螺紋。</p&g

196、t;<p>　　傳動系統(tǒng)由滾柱21、26和軸承25支承，以減小傳動時的摩擦阻力。 </p><p>　　圖2.9 模具結構圖</p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　為期三個月的模具課程設計即將結束此次畢業(yè)設計所選課題為塑料蓋注塑

197、模設計，在設計過程中經過翻閱大量的文獻資料，以及老師的悉心指導。對整個注塑模設計過程及注塑工藝分析有了一個比較細致，較為全面的了解。并且認真的完成了這次畢業(yè)設計。</p><p>　　此次設計是我走上工作崗位之前的一次大練兵，通過畢業(yè)設計，使我在查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等能力方面有了很大提高，這不僅僅是一次單純的磨練，同時使我的意志品質力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。為我今后的人生

198、最好了鋪墊。</p><p>　　在設計的過程中也帶給我很多的苦惱，這一切都是自己平時不好好學的結果，還有自己在校沒有過多的實際經驗，從而使得自己的設計難上加難。通過此次設計也給我的人生上了最為重要的一課，</p><p>　　總體來說這次設計對我有一個很大的推動作用，不僅鞏固了專業(yè)基礎理論知識，加深了理解，而且增加了專業(yè)知識面的寬度；在設計過程中，很好地鍛煉了分析問題與解決問題的能力，獲

199、益匪淺。讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。</p><p>　　非常感謝的的指導老師，她讓我學到了很多在課堂上學不到的東西，我相信只要我牢記這次的經驗教訓，它將是我人生中最重要的財富之一！</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1]謝昱北主編。模具設計與制造。北京大學出版社，2

200、005，8</p><p>　　[2]謝穎主編，計算機在模具設計中的應用。北京理工大學出版社</p><p>　　[3]王衛(wèi)衛(wèi)主編。材料成型設備。機械工業(yè)出版社，2008，4</p><p>　　[4]屈華昌, 伍建國主編. 塑料成型工藝與模具設計. 北京: 機械工業(yè)出版社. 1996</p><p>　　[5] 陳志剛. 塑料模具設計. 北

201、京：機械工業(yè)出版社， 2002.1</p><p>　　[6]魏春雷，朱三武主編，模具專業(yè)畢業(yè)設計手冊。天津大學出版社，2010.1</p><p>　　[7] 王伯平主編. 互換性與測量技術基礎. 北京：機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[8]馬慧 趙紅 于冬梅主編.機械制圖. 北京：機械工業(yè)出版社，2008</p><p>　

202、　[9]成大先主編.機械設計手冊. 化學工業(yè)出版社，2010.1.1</p><p><b>　　致謝 </b></p><p>　　將近三個月的畢業(yè)設計即將結束。自己感覺者多時間是我在校期間最累的一段時間。但苦中也有甜，本次畢業(yè)設計能夠如期的順利完成，期間離不開指導老師的精心指導、領導的關心和同學的大力幫助。</p><p>　　非常感謝在這

203、三個月中我的指導老師***老師。*老師對我們每個學生都認真負責，以她精深的理論和豐富的實踐經驗及嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，對我進行細心的指導。為我們今后學習工作積累了很多的經驗。此外，我還要感謝學校領高提供給我們的良好環(huán)境以及對我們的種種關心.最后感謝和我一起奮斗的同學，相信通過這次畢業(yè)設計一定給我們今后的人生帶來無盡的財富。我深知自己的水平有限，理論聯(lián)系實際的能力相當匱乏。對專業(yè)的認識還不是深刻，在設計過程中難免有疏忽和缺點以及不足之處，希望各