插座上蓋畢業(yè)設計說明書

1、<p>　設計（論文）題目</p><p>　插座上殼塑料成型工藝與模具設計</p><p>　學 院： 機電工程學院 </p><p>　學生姓名： 林惠陽 </p><p>　專業(yè)班級： 08模

2、具2班 </p><p>　學 號： 2008301233 </p><p>　指導教師： 陳艷芳 </p><p>　20 11年 5 月30日</p><p><b>　　目 錄<

3、;/b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　第一章 引言3</b></p><p>　　第二章 塑件成型工藝分析4</p><p>　　2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單4</p><p>　　2.2 制品結構和形狀的設計

4、4</p><p>　　2.3．制品材料選擇6</p><p>　　2.3.1聚丙烯(PP)6</p><p>　　2.3.3丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS）7</p><p>　　2.4 注射工藝選擇10</p><p>　　2.4.4模具溫度10</p><p>　　2.

5、4.5 料量控制10</p><p>　　第三章 模具與注射機的關系11</p><p>　　3.1 塑件的體積計算11</p><p>　　3.2 注射機的選擇11</p><p>　　第四章 注射模的結構設計12</p><p>　　4.1 分型面的選擇12</p><p&

6、gt;　　4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式13</p><p>　　第五章 澆注系統(tǒng)的設計15</p><p>　　5.1 主流道設計15</p><p>　　5.2分流道設計16</p><p>　　5.3 澆口設計18</p><p>　　第六章 成型零件的設計19</p>&

7、lt;p>　　6.1型腔徑向尺寸計算20</p><p>　　6.2型芯外徑尺寸計算21</p><p>　　Lm=[80.6+80.6×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.42]=81.35-0.42021</p><p>　　6.3型腔深度尺寸計算21</p><p>　　Lm=[4.95+

8、4.95×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.32]0+0.3221</p><p>　　6.4型芯高度尺寸計算21</p><p>　　第七章 脫模推出機構的設計與模架的選用23</p><p>　　7.1脫模推出機構的設計23</p><p>　　7.2模架的選用24</p>&l

9、t;p>　　第八章 注射機工藝參數(shù)校核26</p><p>　　8.1 注射壓力的校核26</p><p>　　8.2 鎖模力的校核26</p><p>　　8.3 模具厚度的校核27</p><p>　　8.4 開模行程的校核27</p><p>　　第九章 模具冷卻系統(tǒng)28</p

10、><p>　　冷卻系統(tǒng)設計原則28</p><p>　　第十章 試模及模具維修30</p><p>　　10.1 模具的安裝30</p><p>　　10.2 試模30</p><p>　　10.3 模具的維修30</p><p>　　第十一章 結論32</p>

11、<p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　塑料是20世紀才發(fā)展起來的新材料，目前世界上塑料的體積產(chǎn)量已經(jīng)趕上和超過了鋼材，成為當前人類使用的一大類材料。我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展，

12、塑料制品的應用已深入到國民經(jīng)濟的各個部門。塑料工程通常是指塑料制造與改性，塑料成型與制品加工。塑料制品與模具設計是塑料工程中的重要部分，是塑料工業(yè)中不可少的環(huán)節(jié)。</p><p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率，自動化，大型，精密，長壽命模具總產(chǎn)量中所占比例越來越大，在各種塑料模具中來看，注射模具在生產(chǎn)中占的比例是最大

13、的，在生產(chǎn)中起著重要的作用。</p><p>　　此次的設計任務是插座上蓋模具設計與塑料成型工藝，如何才能以最快的速度設計出模具來，并降低成本，首先應考慮ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術如何才能在設計中發(fā)揮其主要優(yōu)勢，因此，我使用了強大的模具設計軟件——UG，在UG平臺上,建立產(chǎn)品的2D、3D模型，并對其模具設計！在此次設計中，主要用所學的注塑模設計，以及機械設計等方面的知識，利用UG4.0軟件對塑件進行了實體造型，對

14、塑件結構進行了工藝分析。明確了設計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設計出的結構可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。</p><p>　　關鍵詞：模具；塑料；注塑；工藝</p><p><b>　　Abstrct </b></p><p>　　P

15、lastic is the only developed in the 20th century, new materials, the volume of world plastics production has caught up and over the steel, as the current human use of a large class of materials. China's plastics indu

16、stry is booming, the application of plastic products has been deep into all sectors of the national economy. Plastic engineering usually refers to the manufacture and modification of plastic, plastic molding and product

17、processing. Plastic products and mold design is an important pa</p><p>　　Mold is an important industrial process equipment, which is used to shape a certain shape and size of the various products. In recent

18、years, the production of plastic mold and level of development is very rapid, efficient, automated, large-scale, precision, long-life mold growing share of total output, in terms of various plastic mold, injection mold i

19、n production is the largest proportion in the production plays an important role. </p><p>　　The outlet cover design task is to mold design and plastic molding process, how to design the fastest to die, and r

20、educe costs, we should first consider the CAD / CAE / CAM technology in the design of how to play the main advantages Therefore, I use a powerful mold design software - UG, UG platform in the establishment of the product

21、 2D, 3D models, and the mold design! In this design, mainly used for the study of injection mold design, mechanical design knowledge, the use of plastic parts UG4.0 </p><p>　　Keywords: Die; plastic; injectio

22、n; Technology</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　畢業(yè)設計(論文)是大學生在學校學習的最后一個重要環(huán)節(jié),既是對學生學習、實踐與研究的全面總結，又是對學生素質與能力的一次綜合檢驗，還是學生畢業(yè)資格與學位資格認證的重要依據(jù)。其目的有以下幾方面：</p><p>　?。?）培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理

23、論、專業(yè)知識和基本技能進行分析與解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。</p><p>　?。?）培養(yǎng)學生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學生分析和解決實際問題的能力。</p><p>　?。?）提高學生設計、計算和繪圖的能力。提高學生實驗研究和數(shù)據(jù)處理的能力。</p><p>　?。?）全面提高學生綜合分析、總結提高、編制設計說明書及撰寫科技論文的能力。

24、</p><p>　?。?）提高學生外語、計算機應用能力。</p><p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，對經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。</p><p>　　近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平

25、發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結構合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡單方便，效率高，容易實現(xiàn)自動化，還有維護保養(yǎng)方便。隨著模具設計與制造技術的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。</p><p>　　本次設計的題

26、目是“插座上蓋設計”，其內(nèi)容為：</p><p>　　（1）學會觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件（比如注意拔模斜度），還特別要留意制件影響開模的細部特征；</p><p>　?。?）研究制件的排位方式和進澆方式，畫草圖確定模具的整體結構，保證結構能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠；</p><p>　?。?）在深入研究制件的基礎上確定開模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、

27、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊；</p><p>　?。?）對該樣品進行測繪,并在測繪的基礎上對該產(chǎn)品進行模具結構設計和成型工藝分析</p><p>　　（5）用UG4.0按照上步的結果把模具核心的部分：凸凹模分割出來；</p><p>　?。?）進一步完善凸凹模和各細微結構；</p><p>　?。?）調(diào)用EMX中適合的模架完成模架設計；</

28、p><p>　?。?）在UG4.0中出模具轉配圖和模仁圖，以及對模架板塊需要再加工的各組件出工程圖；</p><p>　?。?）把UG4.0工程圖轉入AUTOCAD中進行完善。</p><p>　　第二章 塑件成型工藝分析</p><p>　　2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單</p><p>　　最大幾何尺寸：160X60X

29、10mm</p><p>　　環(huán)境：室內(nèi)，使用溫度范圍0℃~40℃</p><p><b>　　有化學品接觸</b></p><p>　　抗沖擊要求：限定量從1.5m高度，0℃下摔下外殼不出現(xiàn)裂縫或者開裂特征</p><p>　　剛性要求：在4Kg負荷下無變形</p><p>　　電氣性能：電絕緣

30、性一般</p><p>　　外觀要求：部件美觀，外部光潔性一般</p><p><b>　　使用壽命：5年以上</b></p><p>　　根據(jù)上述使用要求可歸納產(chǎn)品設計要求為制品材料需要具有一定的抗沖擊性并且要有一定的防腐蝕性，隨著越來越多家庭的使用，這必須要求其生產(chǎn)自動化程度高，成型周期短</p><p>　　2.2

31、 制品結構和形狀的設計</p><p>　　用UG4.0軟件進行插座上蓋的三維建模，三維實體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型,可以從各個角度對模型進行觀察，軟件可以測量并且還可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 UG4.0的CAE分析模塊--塑性顧問進行熔體的充模仿真，可以驗證模具結構的正確性，制品如圖2.2</p><p>　　插座上蓋產(chǎn)品圖如下：</p><p>　　2.3．

32、制品材料選擇</p><p>　　通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（PP）具有應用范圍廣、加工性能良好，價格低廉的優(yōu)點,所以拿這三種常用典型材料比較選取。</p><p>　　2.3.1聚丙烯(PP)</p><p><b>　　聚丙烯結構式</b></p><p>　　pp無毒、無味，密

33、度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見的酸、堿有機溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。</p><p>　　PP是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時非常脆因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更

34、高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150C。由于結晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的

35、材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結晶，PP的收縮率相當高，一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。</p><p>　　2.3.2聚乙烯(PE

36、)</p><p>　　聚乙烯英文名稱：polyethylene ，簡稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量 α－烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70～-100℃),化學穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良</p><p>　　聚乙烯是半結晶熱塑

37、性材料。它們的化學結構、分子量、結晶度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的類型和支鏈度。結晶度取決于聚合物的化學結構和加工條件。 </p><p>　　聚乙烯對于環(huán)境應力(化學與機械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質因品種而異，主要取決于分子結構和密度。采用不同的生產(chǎn)方法可得不同密度(0.91～0.96g/cm3）的產(chǎn)物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。

38、用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發(fā)展，聚乙烯生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產(chǎn)能力為24.65Mt，在建裝置能力為3.16Mt。 </p><p>　　近年來在核物理,天體物理,反應堆運行中運用聚乙烯作為漫化劑來測 </p><p><b>　　聚乙烯結構

39、式</b></p><p>　　量中子.對核物理的研究做出了自己的貢獻. </p><p>　　聚乙烯(PE)塑料一種,我們常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是結構最簡單的高分子，也是應用最廣泛的高分子材料。它是由重復的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。 </p><p>　　聚乙烯的性能取決于它的聚

40、合方式。在中等壓力(15-30大氣壓)有機化合物催化條件下進行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的，且分子鏈很長，分子量高達幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa)，高溫(190–210C)，過氧化物催化條件下自由基聚合，生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化結構的。</p><p>　　2.3.3丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS

41、）</p><p>　　ABS外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的綜合物理力學性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。</p>&l

42、t;p>　　ABS為無定形聚合物，無明顯熔點，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在160~190℃范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于285℃時才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。ABS熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。PP吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在0.2%~0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具

43、有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質量。在80~90℃下干燥2~3h,可以滿足各種成型要求。ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為0.3%~0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是PP塑料重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機，但更長采用螺桿式注塑機，后者更適于形狀復雜制品、大型制品成型[5]</p><p>　　表2.1: 三種材料性能參數(shù)表</p><p>　　材料最終選定

44、為PP,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，并且價格低廉，質輕，制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。</p><p>　　2.4 注射工藝選擇</p><p>　　PP注塑模工藝條件： </p><p>　　注塑機選用：對注塑機的選用沒有特殊要求。由于PP具有高結晶性。需采用注射壓力較高及可多段控制的電腦注塑機。鎖模力一般按3800t/m2來確

45、定，注射量20%-85%即可。 </p><p>　　2.4.1干燥處理：</p><p>　　如果儲存適當則不需要干燥處理。 </p><p>　　熔化溫度：PP的熔點為160-175℃，分解溫度為350℃，但在注射加工時溫度設定不能超過275℃。熔融段溫度最好在240℃。 </p><p>　　2.4.2注射壓力：</p>

46、<p>　　采用較高注射壓力（1500-1800bar）和保壓壓力（約為注射壓力的80%）。大概在全行程的95%時轉保壓，用較長的保壓時間。 </p><p>　　2.4.3注射速度：</p><p>　　為減少內(nèi)應力及變形，應選擇高速注射，但有些等級的PP和模具不適用（出現(xiàn)氣泡、氣紋）。如刻有花紋的表面出現(xiàn)由澆口擴散的明暗相間條紋，則要用低速注射和較高模溫。 </p>

47、;<p>　　流道和澆口：流道直徑4-7mm，針形澆口長度1-1.5mm，直徑可小至0.7mm。邊形澆口長度越短越好，約為0.7mm，深度為壁厚的一半，寬度為壁厚的兩倍，并隨模腔內(nèi)的熔流長度逐肯增加。模具必須有良好的排氣性，排氣孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強筋的厚度要?。ɡ缡潜诤竦?0-60%）。均聚PP制造的產(chǎn)品，厚度不能超過3mm，否則會有氣泡（厚壁

48、制品只能用共聚PP）。 </p><p>　　熔膠背壓：可用5bar熔膠背壓，色粉料的背壓可適當調(diào)高。 </p><p>　　制品的后處理：為防止后結晶產(chǎn)生的收縮變形，制品一般需經(jīng)熱水浸泡處理。</p><p><b>　　2.4.4模具溫度</b></p><p>　　模具溫度：模具溫度50-90℃，對于尺寸要求較高的

49、用高模溫。型芯溫度比型腔溫度低5℃以上。 </p><p>　　2.4.5 料量控制</p><p>　　注塑機注塑PP塑料時，其每次注射量僅達標準注射量的70％。為了提高制件質量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標定注射量的55％[6]。</p><p>　　通常要確保注塑機生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且

50、在調(diào)整確定這范圍的過程時盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質量降低。</p><p>　　第三章 模具與注射機的關系</p><p>　　模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關，設計模具時，應保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射的范圍內(nèi)。</p><p>　　3.1 塑

51、件的體積計算</p><p>　　在用UG4.0ngineer軟件上可算出塑件的總體積</p><p><b>　　V＝8742mm3</b></p><p>　　3.2 注射機的選擇</p><p>　　塑件的體積應該小于或者等于注射機的注射量。其關系式為：</p><p><b>

52、　　V件≤0.8V注</b></p><p>　　V注——注射機的注射量</p><p>　　所以：V注≥V件÷0.8＝10927mm3=10.9cm3</p><p>　　由于模具是一模兩腔，所以模具塑件的總體積 V總=10.9×2=21.8cm3</p><p>　　估算澆注系統(tǒng)的凝料體積V凝料=0.

53、5×V總=0.5×21.8=10.9cm3</p><p>　　所以估算的總體積為V=21.8+10.9=32.7cm3</p><p>　　由《模具設計指導》表6-2 熱塑性塑料注射機型號與主要技術規(guī)格中，根據(jù)以上所得出的體積和模具高度選擇，初步選XS-Z-30（臥式）注射機。具體注射機規(guī)格如下：</p><p>　　第四章 注射模的結構設計

54、</p><p>　　注射模的結構設計包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置的設置、模具工件零件的結構設計、側向分型與抽芯機構的設計等內(nèi)容。</p><p>　　4.1 分型面的選擇</p><p>　　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

55、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。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：</p><p>　　1）盡量避免側凹或內(nèi)凸，盡量選用平面垂直分型面。</p><p>　　2）盡量采用簡單分型面。</p><p>　　3) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。</p>

56、<p>　　4) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊，有利于設推出機構。</p><p>　　5) 保證塑件的精度要求。</p><p>　　6) 滿足塑件的外觀質量要求。</p><p>　　7) 便于模具加工制造。</p><p>　　8）把抽芯或分型距離長的置于開模方向上。</p><p>

57、　　9) 對成型面積的影響。</p><p>　　10) 對排氣效果的影響。</p><p>　　11）分型面設在臺階或轉角處，以免顯現(xiàn)分型痕跡。</p><p>　　12) 對側向抽芯的影響。</p><p>　　根據(jù)以上原則和結合實際情況下，本設計選用如圖1所示分型面：</p><p><b>　　圖1

58、 分型面位置</b></p><p>　　4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式</p><p>　　該塑件采用一模兩穴成型，型腔布置在模具中心，這樣有利于澆注系統(tǒng)的模具平衡。排列方式如圖2所示。</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　模具結構要求對稱，受力平衡時，模具加工條件好，加工精度

59、高時，可以增加型腔數(shù)目，反之，則減少型腔數(shù)目，甚至用單腔模具。此外，模具型腔越多，表示模具加工周期越長，有時須根據(jù)模具加工周期確定型腔數(shù)目。再者，型腔越多，維修要求越高，頻率越快。確定型腔數(shù)目時，須考慮維修的因素。</p><p>　　塑料模具在確定型腔數(shù)目之后，就要安排合理的型腔的排列方式。首先第一步是確定注塑模具的重心，以此來確定各型腔的位置。因為在型腔布置中，要求所有注射力、鎖模力均作用于主流道中心，這樣才

60、能使塑料模具穩(wěn)定可靠地工作。若是各型腔合力作用點中心與主流道不同軸，則模具及鎖模系統(tǒng)的載荷發(fā)生偏載，合模時各邊受力不同，致使受力小的一側密合不嚴，成型時易產(chǎn)生飛邊溢料。除此之外，各型腔到主流道的距離要盡量短，這樣可以減少凝料量。熔融料進入型腔時，各型腔的溫度要保持一致，使得塑料制品內(nèi)應力相近，變形相近。在允許的情況下，使各型腔間距離盡可能大些，以便設置頂桿、冷卻水道等。型腔在注射時所承受的反作用力的合力，應作用于模板中心，以便與機筒中心

61、相對應。</p><p>　　第五章 澆注系統(tǒng)的設計</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機噴嘴射出后到達行腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口，冷料穴四部分組成，澆注系統(tǒng)是否合理直接關系到塑料產(chǎn)品的成型質量和生產(chǎn)效率，設計時應遵循以下原則：</p><p><b>　　（1）塑料成型特性</b></p>

62、<p>　　（2）塑件大小和形狀</p><p>　　（3）模具成型塑件的行腔數(shù)</p><p><b>　?。?）塑件外觀</b></p><p>　?。?）成型效率，冷料</p><p>　　（6）應防止型芯變形和嵌件位移</p><p><b>　?。?）應有利于排氣

63、</b></p><p>　　5.1 主流道設計</p><p>　　主流道是連接注射機噴嘴和注塑模具的橋梁，也是熔融的塑料進入模具型腔時流過的地方，是從注塑機噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。主流道與注射機噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應嚴密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應比噴嘴球頭半徑R1大1-2mm。主流道小端直徑應比注射機噴嘴孔直徑大0.

64、5-1mm。大端直徑應比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20-60。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無法脫出。主流道尺寸如圖3所示：</p><p>　　圖3 主流道設計尺寸</p><p>　　根據(jù)設計手冊查得XS-Z-30（臥式）注射機噴嘴的有關尺寸：</p><p>　　噴嘴前端球面孔徑

65、：d1＝4.2mm；</p><p>　　噴嘴前端球面半徑：SR1＝13mm；</p><p>　　SR2=SR1+（1-2）mm ； </p><p>　　d=d1+（0.5-1）mm；</p><p>　　取主流道球面半徑：SR2=12mm；</p><p>　　取主流道的小端直徑：d=3mm；</p>

66、;<p>　　定位環(huán)直徑為100mm，定位環(huán)埋入5mm；</p><p>　　球面配合高度：h＝3～5mm。</p><p>　　為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為30，經(jīng)換算得：</p><p>　　主流大端直徑：D＝12mm;</p><p>　　主流道長度：L＝55mm。</p>&

67、lt;p><b>　　分流道設計</b></p><p>　　分流道是主流道與澆口的連接部分，其基本作用是在壓力最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料以較快的速度送到澆口處沖模，分流道一般開設在分型面上。</p><p><b>　　分流道的設計原則</b></p><p>　　1）盡量保證各型腔同時充滿，并均衡地補料

68、，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致。</p><p>　　2）各型腔之間距離恰當，應有足夠空間排布冷卻水道、螺釘?shù)?，并有足夠截面積承受注塑壓力。</p><p>　　3）分流道的斷面和長度設計，應在保證順利脫模的前提下，盡量取小，尤其對于小型塑件更為重要，有利于降低澆注系統(tǒng)凝料的重量。</p><p>　　4）型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應盡量接近注塑機鎖模力

69、的中心，一般在模板的中心上。</p><p>　　5）分流道的表面不必很光，表面粗糙度一般為1.6um即可，這樣可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。</p><p>　　6）當分流道較長時，在分流道末端應開冷料穴，以容納冷料，保證塑件的質量。</p><p>　　7）分流道與澆口的連接處要以斜面或圓弧過渡，有利于塑件的流動及填充。否則會引起反壓力，消耗功能。&

70、lt;/p><p>　　本設計選用圓形斷面分流道，它的直徑D一般在2～12mm范圍內(nèi)變動。長度一般在8～30mm之間，一般根據(jù)型腔布置適當加長或縮短，但最短不宜小于8mm。否則會塑件修磨和分割帶來困難。由于本設計塑件較一般大小，故選用D＝3mm，L=20mm。</p><p>　　分流道的布置形式：分流道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應是，排列緊湊，能縮小模板的尺寸，減小流程，鎖模

71、力求平衡。本設計采用非平衡式布局，如圖4所示：</p><p><b>　　5.3 澆口設計</b></p><p>　　澆口也稱為進料口或內(nèi)流道，它是分流道與塑件之間的狹窄部分，是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，也是澆注系統(tǒng)最關鍵的部分，澆口的形狀，位置和尺寸對塑件的質量影響很大。澆口在大多數(shù)情況下是整個流道中斷面尺寸最小的部分，對充模流動起著控制作用，成型后制品與澆注系

72、統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。</p><p>　　本設計根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用細水口點澆口較為理想。這類澆口適用于流動性較好的塑料制品;適用于外觀要求較高的塑件；適用于一模一穴或多穴；適用于一點進膠或多點進膠，其優(yōu)點有：進膠點小，不會影響外觀，澆口小，摩擦力大，融料溫度高，利于流動，塑件表面質量好：澆口塑件易分離，可實現(xiàn)自動化生成。不過點澆口的澆口小會使壓力

73、損失大，塑件收縮大，澆口附近流速快，局部易產(chǎn)生內(nèi)應力，可能引起塑件翹曲變形等。</p><p>　　第六章 成型零件的設計</p><p>　　常用型腔成型尺寸的計算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎上，當塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時，這種誤

74、差有可能會顯著增加，這時一些模具設計單位就采用公差帶法來進行尺寸計算，平均收縮率法計算簡單無需驗算而公差帶法計算復雜需要經(jīng)過多次初算驗算，且考慮因素較多[9]?？紤]到鼠標模具較簡單制造成本低，設計時間短故按平均收縮率法計算成型尺寸比較簡單易行[11]。</p><p>　　采用δZ ,δC取固定值的平均收縮率法：</p><p>　　Lm---------型腔的徑向工作尺寸Lm=[Ls+

75、Ls×Scp-（3/4）△]</p><p>　　Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸</p><p>　　Scp--------收縮率的平均值，查表得PP收縮率范圍是0.03~0.08</p><p>　　△---------塑件尺寸公差</p><p>　　δZ --------型腔制造公差</p><

76、p>　　δC --------型腔最大許用磨損量，δC 取為塑件尺寸公差△的三分之一</p><p>　　表3.4: 公式表</p><p>　　查手冊得PP塑料收縮率波動為1.0~2.5%。</p><p>　　6.1型腔徑向尺寸計算（此題公差為自己標注）</p><p>　　以最大徑向尺寸計算，測量得Ls為80.6mm,塑件精度選

77、為MT2對應的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm</p><p>　　Lm=[80.6+80.6×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.42]=81.360+042</p><p>　　6.2型芯外徑尺寸計算</p><p>　　以型

78、芯最大徑向尺寸計算，測量得Ls為42.8mm,塑件精度選為MT2對應的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm</p><p>　　Lm=[80.6+80.6×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.42]=81.35-0.420</p><p>　　6.3型腔深

79、度尺寸計算</p><p>　　由UG4.0測量得型腔深度為4.95mm，以IT9精度等級制造型腔查手冊，按B類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.32mm，δC =0.1mm</p><p>　　Lm=[4.95+4.95×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.32]0+0.32</p><p>　　=4.70+0.32&l

80、t;/p><p>　　6.4型芯高度尺寸計算</p><p>　　UG4.0測量得塑件高度尺寸為3.93mm，以IT9精度等級制造查手冊得，按A類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.20，δZ=0.067mm</p><p>　　hm=[3.93+3.93×(0.003+0.008)/2+(2/3) ×0.20] 0-0.067=4.19

81、0-0.067mm型芯高度和型腔如下圖:</p><p>　　第七章 脫模推出機構的設計與模架的選用</p><p>　　7.1脫模推出機構的設計</p><p>　　制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則。</p><p>　　1

82、）推出機構應盡量設置在動模一側 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側。</p><p>　　2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應該作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、

83、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。</p><p>　　3）機構簡單動作可靠 推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。</p><p>　　4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑

84、件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件，尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質量。</p><p>　　5）合模時的正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不會與其他模具零件相干涉。推出機構的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構。</p><p>　　本設計由于塑件不能一次性頂出，必須二次頂出，如下圖</p>

85、;<p><b>　　二次頂出概念：</b></p><p>　　二次頂出是指塑件在模具成型開模后，頂出一次不能使塑件完全脫離型芯，須經(jīng)過第二次頂出才能使塑件完全脫離型芯而取出制品或自由落下。</p><p>　　二次頂出應用的條件：</p><p>　　1：一次頂出后塑件不能完全脫離型芯或不能自由下落</p>&l

86、t;p>　　2：在一次頂出塑件受力過大而產(chǎn)生變形或損壞的時</p><p>　　3：在一次頂出無法強制頂出機構時</p><p><b>　　二次頂出結構設計：</b></p><p>　　如上圖所示的二次頂出機構的工作原理：在注塑機頂出杠的作用下，第一組和第二組頂針板同時運動S1距離后，第一組頂針板停止，完成第一次頂出;第二組頂針板繼續(xù)

87、運動S2距離后停止，完成第二次頂出設計此結構時須注意：s3=S1+(2-3)mm。</p><p><b>　　7.2模架的選用</b></p><p>　　本設計采用FCI-2525-A60-B80-C150-L270標準模架，此模架設計采用自動脫模，所以適合標準模架。如圖： </p><p>　　第八章 注射機工藝參數(shù)校核</p&g

88、t;<p>　　8.1 注射壓力的校核</p><p>　　塑件成型所需要的注射壓力應小于或等于注射機的額定注射壓力，其關系按下式校核：</p><p><b>　　P成≤P注</b></p><p>　　式中 P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa）；</p><p>　　P注——所選注射機的額定注射

89、壓力（MPa）。</p><p>　　本塑件成型材料為PP，P成=110—140MPa，對于XS-ZY—500（立式）型注射機，P注=145MPa，因此P成≤P注 ，所以注射壓力滿足要求。</p><p>　　8.2 鎖模力的校核 </p><p>　　模具所需的最大鎖模力應小于或等于注射機的額定鎖模力，其關系按下式校核：</p><p>

90、　　P腔×F≤P鎖=150kN</p><p>　　式中 P腔——模具的型腔壓力；</p><p>　　F——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）；</p><p>　　P鎖——注射機的額定鎖模力（N）。</p><p><b>　　P腔=k×P成</b></p><p&

91、gt;　　k——損耗系數(shù)，這里取1/3；</p><p>　　P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa），P成=110—140MPa，這里P成取140MPa。</p><p>　　P腔=k×P成=1/3×140MPa=46.67MPa。</p><p>　　由UG4.0分析測量，估算塑件的表面積：A=10000mm2 </p>&l

92、t;p>　　注射機噴嘴球半徑12mm，孔直徑Ф2.5mm，根據(jù)成型塑料，取主流道直徑D1=3mm，分流道直徑d=6mm，分流道長度L=26mm。故澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A1=3×26.500 形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外×2＋π（6/2）2=184.26mm2。</p><p>　　所以 F=A+ A1=10000mm2+115.07mm2=1084.26mm

93、2</p><p>　　P腔×F=46.67MPa×1084.26mm2=50.60×103N</p><p>　　P模=50.60×103N</p><p>　　故 P腔×F＜P鎖 即所選注射機的鎖模力能符合要求。</p><p>　　8.3 模具厚度的校核</p>

94、<p><b>　　模具閉合高度：</b></p><p>　　H＝35＋25＋60＋80+150+25＝375mm</p><p>　　對于注射機 Hmax=450mm</p><p>　　Hmin=300mm</p><p>　　于是 Hmin<H<Hmax</p&g

95、t;<p>　　所以，模具的閉合高度滿足。</p><p>　　8.4 開模行程的校核</p><p>　　塑件加主流道的高度H2＝80mm</p><p>　　塑件頂出距離H1＝15mm</p><p>　　所需的開模行程為：S=H2+H1+H3+(5～10)=116.5～121.5mm </p><p&

96、gt;　　第九章 模具冷卻系統(tǒng)</p><p>　　注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200℃～300℃，而塑件固化后從模具中取出的溫度為60℃～80℃以下，視塑料的品種不同有很大差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開設冷卻水通道，通過模具調(diào)節(jié)機調(diào)節(jié)冷卻介質的溫度。</p><p>　　模具冷卻系統(tǒng)的設計原則：</p&g

97、t;<p>　　塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質量。所以，我們在模具上需要設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。</p><p>　　一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質量和生產(chǎn)效率。對于熔融黏度低、流動性比較

98、好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當塑件是小型薄壁時，如我們的塑件，則模具可簡單進行冷卻或者可利用自然冷卻不設冷卻系統(tǒng)；當塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻。</p><p><b>　　冷卻系統(tǒng)設計原則</b></p><p>　?、佟⒈M量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡</p><p>　　②、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對

99、塑件的冷卻效果越均勻。</p><p>　　③、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。</p><p>　　④、澆口處加強冷卻。</p><p>　?、?、應降低進水與出水的溫差。</p><p>　?、?、合理選擇冷卻水道的形式。</p><p>　?、?、合理確定冷卻水管接頭位置。</p><p>

100、;　?、?、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構發(fā)生干涉現(xiàn)象。</p><p>　?、?、冷卻水管進出接頭應埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。本次設計的塑件為一般大小，在本設計中水路冷卻如圖14</p><p><b>　　圖14小路的示意圖</b></p><p>　　第十章 試模及模具維修</p><p>　

101、　模具制成以后，在交付生產(chǎn)以前，都應進行試模。目的不僅是簡單地檢驗一下模具是否能用，而且包括對模具設計合理性的評定以及對成型工藝條件的探索。因此，認真進行試模，作好詳細記錄并積累經(jīng)驗。將有益于模具設計和制造成型工藝水平的提高。</p><p>　　10.1 模具的安裝</p><p>　　模具的安裝包括預檢、裝模、緊固、校正頂桿頂出距離，調(diào)節(jié)閉模松緊速和接通冷卻水管或模溫控制系統(tǒng)。<

102、;/p><p>　?。?）預檢 在模具裝上注射機前，應根據(jù)圖紙對其進行全面仔細檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)問題進行修模，以免裝上機后又拆下來。</p><p>　?。?）裝模 模具吊裝時必須注意安全，盡量整體安裝。</p><p>　?。?）緊固 當模具定位圈裝入注射機上固定模板的定位圈孔后，用極慢的速度閉模，使注射機上的活動模板將模具輕輕壓緊。然后上緊壓板，壓板必須壓得平

103、穩(wěn)，不允許歪斜。</p><p>　　（4）調(diào)整頂桿頂出距離 模具壓穩(wěn)后便慢慢開模，直到動模板停止后退，然后調(diào)整頂桿位置。注射機上頂桿的位置應能夠保證推動模具上的推桿固定板能推出塑件而又不損壞模具。（5）閉模松緊速的調(diào)整 為防止塑件溢邊，又保證型腔適當排氣，因此閉模松緊度需要調(diào)節(jié)，主要靠目測和經(jīng)驗去調(diào)節(jié)。</p><p>　?。?）檢查溫控系統(tǒng) 接通冷卻水管，模具溫度控制器，熱流道溫

104、度控制，模具上的液壓管道等。</p><p><b>　　10.2 試模</b></p><p>　?。?）試模前，必須對設備的油路、水路以及電路等進行檢查，并按照規(guī)定保養(yǎng)設備，做好開機前的準備。</p><p>　?。?）原料應該合格。在噴嘴和主流道脫開的情況下，用較低的注射壓力和較低的注射速率對空注射，觀察料流是否有硬塊、氣泡、變色等現(xiàn)象

105、，如果沒有，則說明料筒和噴嘴溫度比較適合，可以開始試模。</p><p>　?。?）開始試模時，原則上選擇低壓、低溫、中速成型。然后按壓力、速率、溫度這樣的先后順序變動。</p><p>　　10.3 模具的維修</p><p>　　模具在使用過程中，會產(chǎn)生正常的磨損和不正常的損壞。不正常的損壞大多數(shù)是由于操作不當所致。大致有三種情況：</p>&l

106、t;p>　?。?）型心、導柱、推桿彎曲或損壞；</p><p>　?。?）型腔局部損壞而大部分讓是好的；</p><p>　　（3）使用一段時間后分型面不嚴密。制品產(chǎn)生飛邊。</p><p>　　在這些情況下，往往不需要將整個模具報廢，而是盡量采取修復。易損件的磨損和損壞容易更換，而型腔的修復比較困難，可采用堆焊、噴涂、刷涂、鑲嵌或環(huán)氧樹脂補缺等技術來修補。模

107、具應注意經(jīng)常的檢查維護，不要等到損壞嚴重了才維修。</p><p><b>　　第十一章 結論</b></p><p>　　塑料工業(yè)是當今世界上最快的工業(yè)門類之一，對于我國而言，它在整個國民經(jīng)濟的各個部門中發(fā)揮了越來越大的作用。我們大學生對于塑料工業(yè)的認識還是很膚淺的，但是通過這次塑料模具畢業(yè)設計，讓我們更多的了解有關塑料模具設計的基本知識，更進一步掌握了一些關于塑

108、料模具設計的步驟和方法，對塑料模有了一個更高的認識。這對我們在今后的生產(chǎn)實踐工作中無疑是個很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗有了一定的積累。 </p><p>　　塑料制品成型及模具的設計還是個很專業(yè)性、實踐性很強的技術，而它的主要內(nèi)容都是在今后的生產(chǎn)實踐中逐步積累和豐富起來的。因此，我們要學好這項技術光靠書本上的點點知識還是不夠的，我們更多的還應該將理論與實際結合起來，這還需要我們到工廠里去實踐。我相信在

109、未來的我一定能走到最前頭。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在自己的努力前提下，以及老師與同學們的熱心幫助下，我的畢業(yè)設計順利地完成了。這是我們就業(yè)前的一次理論與實踐的熱身訓練，也是對自己在大學三年中所學知識的一次總的檢驗。通過這次畢業(yè)設計，不但鞏固自己所學的專業(yè)理論知識，加強了自己對模具設計步驟的認識，豐富了自己在模具設計方面的經(jīng)驗，學

110、會了在遇到困難時，能夠清醒地分析問題，利用所學知識解決問題，而且為日后的工作打下了堅實的基礎。</p><p>　　本次設計是在閱讀大量技術文獻的基礎上，詳細介紹了模具設計的各個步驟，并繪制了全部零件圖和裝備圖。從塑件的工藝分析、塑料材料工藝性能分析到模具的具體結構及其成型零件加工工藝設計的全過程，都作了比較詳細的說明，這也是大學三年中所學的理論知識的綜合運用過程。</p><p>　　在

111、這次設計過程中，本人有幸得到指導老師和同學們的熱心幫助，使自己可以順利地完成設計任務。在此，向老師及同學們致以衷心的感謝，同時歡迎老師與同學們給予指正和幫助！</p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 林清安. UG4.0NGINEER2001 模具設計.北京：清華大學出版社，2004.1[2] 周文玲?；Q性與測量技術.北京：機

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