放大鏡注塑模具的設(shè)計(jì)與制造說明書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　第一章 料工藝分析</b></p><p>　　1.1分析塑料使用材料的種類及工藝特征</p><p>　　1.2分析塑料的結(jié)構(gòu)工藝性</p><

2、;p><b>　　1.3塑件精度確定</b></p><p>　　1.4 明確塑件批量生產(chǎn)</p><p>　　1.5 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量</p><p><b>　　1.6 確定型腔數(shù)</b></p><p>　　第二章 定模具結(jié)構(gòu)方案</p><p>　

3、　2.1 確定型腔排列</p><p><b>　　2.2 確定分型面</b></p><p><b>　　2.3 脫模原理</b></p><p>　　2.4 澆注系統(tǒng)形式</p><p>　　2.4.1 主流道設(shè)計(jì)</p><p>　　2.4.2 分流道設(shè)計(jì)</p&

4、gt;<p>　　2.4.3、澆口設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5冷卻及加熱系統(tǒng)</p><p>　　第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算</p><p>　　3.1模具主要零件的有關(guān)尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1型腔和型芯計(jì)算</p><p>　　3.2 型腔厚度和底板厚度的確定</p>

5、<p>　　3.3確定零件結(jié)構(gòu)及尺寸</p><p>　　3.3.1定模座板設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.2定模型腔固定板設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.3 動(dòng)模型腔固定板設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.4 支撐板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.5 推桿固定板設(shè)計(jì)</p><

6、p><b>　　第四章 初選注射機(jī)</b></p><p>　　4.1計(jì)算澆注系統(tǒng)體積</p><p><b>　　4.1初選注射機(jī)</b></p><p>　　第五章 核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)</p><p><b>　　5.1注射量的校核</b></p>&

7、lt;p>　　5.2鎖模力與注射壓力</p><p>　　5.3模具厚度H與注射機(jī)閉合高度</p><p><b>　　第六章 結(jié)束語</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　摘要 注塑模具是在成型中賦予塑料以形狀和尺寸的部件。模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性

8、能、塑料制品的形狀和結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的類型等不同而可能千變?nèi)f化，但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。模具主要由澆注系統(tǒng)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件三部分組成。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復(fù)雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。</p><p>　　對(duì)此次放大鏡無多大要求，它的整體尺寸不大，但要大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率，降低成本，故采用模具成批注射生產(chǎn)。并且該產(chǎn)品為放大鏡要透光，所以材

9、料采用聚苯乙烯（PS）做為材料。</p><p>　　對(duì)于澆注系統(tǒng)和成型零件的設(shè)計(jì)；澆注系統(tǒng)是指塑料從射嘴進(jìn)入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯等。</p><p>　　此套放大鏡模實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作自動(dòng)化，澆注系統(tǒng)采用普通流道，進(jìn)行一模二腔注射。頂出機(jī)構(gòu)由2條型芯和一條推桿頂出，型腔分動(dòng)模型腔和定模型腔。&l

10、t;/p><p><b>　　前言</b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)為放大鏡的注射成型模具設(shè)計(jì)。對(duì)于這次的設(shè)計(jì)首要制定的塑料成型工藝以及合理設(shè)計(jì)塑料成型模具的過程。</p><p>　　前面部分主要說明塑料成型的必要理論基礎(chǔ)，包括高分子聚合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能，尤其是聚合物的熱力學(xué)性能和化學(xué)性質(zhì)，還有聚合物熔體在成型過程中的流動(dòng)狀態(tài)及物理和化學(xué)變化

11、。后面部分說明的是注射成型模具設(shè)計(jì)的最復(fù)雜也最具代表性的部分，主要說明注射成型模具的設(shè)計(jì)，包括澆注系統(tǒng)（主流道，澆口，分流道）、成型零件（型芯，型腔，推桿等）的設(shè)計(jì)，對(duì)所選注射機(jī)的校核等有關(guān)設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于塑料注射成型模具對(duì)于實(shí)踐性很強(qiáng)，并且技術(shù)正在飛速發(fā)展中，所以在設(shè)計(jì)過程中注重理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)于書中的知識(shí)要加以聯(lián)系實(shí)際，從而使模具設(shè)計(jì)得更加合理。分，包括主流道、冷料穴、分流道和澆口等。成型零件

12、是指構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯、成型桿以及排氣口等</p><p>　　第一章 塑件工藝分析</p><p>　　1.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征</p><p>　　該材料為聚苯乙烯（PS），是一種透光性塑料，密度為1.05g/cm*，透光度達(dá)88%—92%，有優(yōu)異在著色性能。制品的穩(wěn)定性非常好，最高連續(xù)使用溫度為60度到80度。具

13、有一般塑料的電絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性能；注塑壓力為60-100Mpa；成型收縮率為0.5-0.8%。</p><p>　　聚苯乙烯的缺點(diǎn)是制品具有較大的脆性，易受沖擊而開裂，制品表面受摩擦而易起刮痕。在聚苯乙烯樹脂中加入橡膠成分可使其耐沖擊性提高5倍-10倍，但會(huì)失去透明特性。</p><p>　　聚苯乙烯塑料廣泛用于家用器皿、玩具、生活和文教用品、家電、輕工儀表的殼體、燈罩、圓珠筆桿等。

14、發(fā)泡型的聚苯乙烯塑料用于防震、隔音材料及電冰箱襯里等。</p><p>　　1.2 分析塑件的的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　塑件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，對(duì)塑件的尺寸測(cè)量和型芯計(jì)算無多大影響，其它結(jié) 構(gòu)特征也符合塑件的設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　具體尺寸如圖所示：</b></p><p>　?。▓D1-

15、1）(放大鏡零件圖)</p><p>　　1.3 塑件精度確定</p><p>　　因考慮塑件工作要求不高,各尺寸也不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故先普通精度:IT4級(jí)</p><p>　　1.4 明確塑件批量生產(chǎn)</p><p>　　該塑件要求批量生產(chǎn)。</p><p>　　1.5 根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量</p>

16、;<p>　　使用UG或Pro/E軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形的體積，當(dāng)然也可根據(jù)形狀進(jìn)行手動(dòng)幾何計(jì)算得到圖形的體積。</p><p>　　通過計(jì)算塑件的體積（計(jì)算過程從略），</p><p>　　式中：——————為放大鏡中圓柱面的體積</p><p>　　——————為放大鏡中柄的體積</p><p>　　—

17、———為整個(gè)放大鏡塑件的總體積</p><p><b>　　可得塑件的質(zhì)量為：</b></p><p>　　式中：——塑料密度，（g/cm3） ——塑件質(zhì)量，（g）</p><p><b>　　1.6 確定型腔數(shù)</b></p><p>　　該產(chǎn)品需批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)的模具要有較高的注射效率，采用一模二

18、腔的模具結(jié)構(gòu)。</p><p>　　第二章 確定模具結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　2.1 確定型腔排列 </p><p>　　型腔排列選擇中，由于此次采用的是一模二腔，放大鏡的結(jié)構(gòu)并不是直接圓形或矩形，初步設(shè)定排列方式有二種選擇：</p><p>　?。▓D2-1）（型腔的排列的二種方式）</p><p>　　因第一種排

19、列方式的注射效率高，由此模具設(shè)計(jì)選用第一種型腔排列方式。</p><p><b>　　2．2確定分型面</b></p><p>　　在模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇很重要，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇。</p><p><b>　　如下圖所示： </b></p><p>

20、　?。▓D2-2）（分型面以及成型位置）</p><p><b>　　2.3 脫模原理：</b></p><p>　　此次分型為一次分型，開模在分型面(上圖所示)進(jìn)行分模，動(dòng)模型腔板和定模型腔板分開，再由推桿固定板推動(dòng)推桿和型腔桿(型芯）頂出塑件和澆流道內(nèi)的塑件。而后塑件自動(dòng)脫落，再人工取出塑件即可。</p><p>　　2.4 澆注系統(tǒng)形式&l

21、t;/p><p>　　采用普通澆注系統(tǒng)，由于二型腔模，必須設(shè)置分流道，用點(diǎn)澆口形式從零件內(nèi)部進(jìn)料，利用分型面間隙排氣。</p><p>　　2.4.1 主流道設(shè)計(jì)</p><p>　　在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能順利從澆口中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角為2－5º，取3º。小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.

22、5－1mm,取值為5mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面大1－2mm。</p><p>　　2.4.2 分流道設(shè)計(jì)</p><p>　　a．分流道的形狀和尺寸</p><p>　　分流道開設(shè)在定模板上，其截面形狀為梯形，有經(jīng)驗(yàn)公式h=2b/3（b為梯形大底邊寬度，mm；h為梯形的高度，mm），可給h=3mm，b=3.5m

23、m，梯形的側(cè)面斜角</p><p>　　=5º－10º，底部以圓角相連。</p><p>　　b、分流道的表面粗糙度</p><p>　　由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般Ra取1.6μm左右，這可增加對(duì)外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層</p&g

24、t;<p>　　2.4.3、澆口設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口套可選標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)樽⑺軝C(jī)的噴嘴口直徑為4mm，可選取進(jìn)料口直徑為5mm的澆口套。此次采用的是側(cè)澆口中的扇開澆口，取在與型腔接合處形成長(zhǎng)L=1mm厚t=0.5mm的進(jìn)料口，進(jìn)料寬度為b=5mm，扇形長(zhǎng)度為3.5mm，塑件熔體通過它進(jìn)入型腔。</p><p>　　采用扇形澆口，使塑料熔體在寬度方向上的流動(dòng)得到更均勻的分

25、配，塑件的內(nèi)應(yīng)力因之較小，還可避免流紋及定向效應(yīng)所帶來的不良影響，減少帶入空氣的可能性，但澆口痕跡較明顯。</p><p>　　2.5冷卻及加熱系統(tǒng)</p><p>　　該模具注射成型時(shí)不需要太高要求，因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計(jì)算</p><p>　　設(shè)定模具平均工作溫度為50℃，用常溫20℃的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)量

26、為（初選每二分鐘一套）</p><p>　　查表聚苯乙烯的單位熱流量為</p><p><b>　　故冷卻水體積流量：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—冷卻水體積流量，（）</p><p>　　—單位時(shí)間注射人模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量，

27、（）</p><p>　　—單位時(shí)間內(nèi)樹脂在模具內(nèi)釋放的熱焓量，（，ABS為）</p><p>　　—冷卻水的比熱容，（）</p><p>　　—冷卻水的密度，（）</p><p>　　—冷卻水出口處溫度，（℃）</p><p>　　—冷卻水進(jìn)口處溫度，（℃）</p><p>　　查表可知所需的

28、冷卻水道直徑比較小，所以，選直徑為的冷卻水道一個(gè)型腔一條。</p><p>　　第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算</p><p>　　3.1模具主要零件的有關(guān)尺寸設(shè)計(jì) </p><p>　　3.1.1型腔和型芯計(jì)算</p><p>　　列表中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)都按平均尺寸，平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來計(jì)算。</p>&l

29、t;p>　　由塑料模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查表2-5得：</p><p>　　聚苯乙烯（PS）的成型收縮率為0.5-0.8%,故平均收縮率為,考慮到工廠模具制造的條件，模具制造公差一般取 </p><p><b>　　計(jì)算如下表：</b></p><p>　　(表3-1)型芯和型腔計(jì)算</p><p>　　3.2

30、型腔厚度和底板厚度的確定</p><p>　　根據(jù)放大鏡型腔的形狀以及其合理性選擇型腔壁厚和底板厚度，具體厚度見（圖3-3模架圖）</p><p>　　3.3確定零件結(jié)構(gòu)及尺寸</p><p>　　經(jīng)初步排祥預(yù)算預(yù)選模架為2025-AI-30-30-70模架 即200×250×210mm</p><p><b>

31、;　　具體尺寸如下：</b></p><p><b>　　定模底板厚： 25</b></p><p>　　定模板厚： A=30</p><p>　　動(dòng)模板厚: B=30</p><p>　　支撐板： 30</p><p>　　墊塊厚度: C=70</p>&l

32、t;p>　　下模座厚： 25</p><p><b>　　模具厚度： </b></p><p>　　模具外形尺寸： 200×250×210</p><p><b>　　如下圖所示：</b></p><p>　?。▓D3-3）（模架草圖） </p>&l

33、t;p>　　3.3.1定模座板設(shè)計(jì)：</p><p>　　外形尺寸：250×250×25mm；材料：45#；調(diào)質(zhì)HB216-260；澆口套與板之間采用φ20H7/k6過渡配合，中間8個(gè)螺釘為M10×30，外面4個(gè)為M12×30孔距為130×160mm。如圖（4-4）</p><p>　?。▓D3-4）（定模痤板初步設(shè)計(jì)圖）</p&

34、gt;<p>　　3.3.2定模型腔固定板設(shè)計(jì)：</p><p>　　外形尺寸：250×200×30mm；材料：45#；淬火50HRC；外面點(diǎn)的4個(gè)孔為導(dǎo)套φ20孔距為204×154mm；中間點(diǎn)的4個(gè)螺紋孔M12×30孔距為130×160mm；中間的方形為150×130mm如圖（4-5）</p><p>　　（圖3-

35、5）（定模型腔固定板）</p><p>　　3.3.3 動(dòng)模型腔固定板設(shè)計(jì)：</p><p>　　外形尺寸：250×200×30mm；材料：45#；淬火50HRC；4個(gè)為導(dǎo)套孔φ20孔距為204×154mm；4個(gè)螺紋孔M12×30孔距為130×160mm；中間的方形為150×130mm；比定模型腔固定板多的中間2個(gè)孔為定位銷φ15

36、。如圖（4-6）</p><p>　　（圖3-6）（動(dòng)模型腔固定板）</p><p>　　3.3.4 支撐板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：</p><p>　　外形尺寸：250×200×30mm；材料：45#；淬火50HRC；4個(gè)復(fù)位桿孔φ20孔距為200×80mm；8個(gè)螺紋孔M10×30孔距；2個(gè)型腔桿孔φ42間距為68×50mm；中

37、間一個(gè)為推桿孔φ8。如圖（4-7）</p><p>　　（圖3-7）（支撐板）</p><p>　　3.3.5 推桿固定板設(shè)計(jì)： </p><p>　　外形尺寸：250×120×15mm；材料：45#；調(diào)質(zhì)30HRC；4個(gè)復(fù)位桿孔φ20孔距為200×80mm；4個(gè)螺紋孔M8×2

38、5孔距230×98；2個(gè)型腔桿孔φ42間距為68×50mm；中間一個(gè)為推桿孔φ8。如下圖（4-8）</p><p>　?。▓D3-8）（推桿固定板）</p><p>　　第四章 注塑機(jī)的選定</p><p>　　4.1計(jì)算澆注系統(tǒng)體積</p><p>　　由澆注系統(tǒng)體積得澆注系統(tǒng)質(zhì)量為:</p><p&g

39、t;　　式中：——————橫向澆注體積</p><p>　　——————縱向澆注體積</p><p>　　——————澆注系統(tǒng)總體積</p><p>　　——————澆注系統(tǒng)總質(zhì)量</p><p><b>　　4.2注塑機(jī)選定</b></p><p>　　注射機(jī)額定注射量，每次注射量不超過最大注射

40、量的80%</p><p><b>　　即 </b></p><p><b>　　式中n－型腔數(shù)</b></p><p>　　－澆注系統(tǒng)重量(g)</p><p><b>　?。芗亓?g)</b></p><p>　?。⑸錂C(jī)額定注射量

41、(g)</p><p><b>　　因n=2得： </b></p><p>　　故 </p><p>　　故 </p><p>　　再根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量以及塑件形狀一般，塑件熔體粘度一般，所需注射壓力通常為100-140MPa。查教材（塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4

42、.2）或有關(guān)手冊(cè)選定注射機(jī)型號(hào)為：</p><p><b>　　XS-ZY-125</b></p><p><b>　　注塑機(jī)的參數(shù)如下：</b></p><p>　　注塑機(jī)最大注塑量：125cm3；鎖模力：900kN；</p><p>　　注塑壓力：120Mpa； 最小模厚：200mm；&

43、lt;/p><p>　　開模行程：300mm； 注塑機(jī)定位孔直徑：100mm；</p><p>　　噴嘴前端孔徑：4mm； 噴嘴球面半徑：SR12mm；</p><p>　　注塑機(jī)拉桿的間距：260×290/mm×mm。</p><p>　　第五章 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)</p><p>

44、　　5.1最大注塑量參數(shù)校核</p><p>　　注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量的80%。并且此次的模具為一模二腔，所以，選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)：</p><p>　　式中：——注塑機(jī)的最大注塑量，g；</p><p>　　——塑件的體積，g該產(chǎn)品=26.3g；</p>

45、;<p>　　——澆注系統(tǒng)體積，g，該產(chǎn)品=6.5g</p><p><b>　??； </b></p><p>　　故： </p><p>　　此處選定的注塑機(jī)滿足注射量校核要求。</p><p><b>　　5.2鎖模力校核</b></p>&l

46、t;p>　　式中 ——熔融塑料在分型面上的漲開力，N。；</p><p>　　——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，MPa，其大小一般是注射壓力的80%，注</p><p>　　射壓力大小上面注塑機(jī)的參數(shù)已寫；</p><p><b>　　n——型腔的數(shù)量；</b></p><p>　　——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面

47、積，mm2</p><p>　　——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2</p><p>　　——注射機(jī)的額定鎖模力，N。；</p><p>　　故： ；此注塑機(jī)滿足鎖模力要求。</p><p>　　5.3、模具厚度H與注射機(jī)閉合高度</p><p>　　5.3.1模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注

48、塑機(jī)模板尺寸和推桿間距相適應(yīng)：</p><p>　　模具長(zhǎng)×寬<拉桿面積；</p><p>　　即200×250<推桿間距（260×290） </p><p>　　5.3.2由于此次采用的是單分型面，注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件（包括澆注</p><p>　　系統(tǒng)）所需的開模距，&

49、lt;/p><p><b>　　即滿足下式：</b></p><p>　　式中 ——注射機(jī)最大開模行程，300mm；</p><p><b>　　——模具實(shí)際高度；</b></p><p>　　——注射機(jī)最小閉合尺寸</p><p>　　——推出距離（脫模距離），15mm；&l

50、t;/p><p>　　——塑料高度（包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)），74mm；</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　故：此注塑機(jī)滿足開模行程的較核要求。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　這次模具設(shè)計(jì)是第二次設(shè)計(jì)，通過這次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)大

51、學(xué)三年的模具學(xué)習(xí)生涯有了一個(gè)總結(jié)，更讓我了解了該怎么樣去設(shè)計(jì)一個(gè)模具，設(shè)計(jì)模具圖時(shí)，在理解了模具的功能和大致的輪廓后，最重要的是在設(shè)計(jì)的時(shí)候能夠細(xì)心，做到照顧到模具的各個(gè)方面的問題，要想到設(shè)計(jì)出來的模具能不能制造出來，合不合理，</p><p>　　能不能更好的節(jié)省材料等問題，在以后的設(shè)計(jì)模具時(shí)，自己就知道怎樣能不能更好的節(jié)省材料等問題，在以后的設(shè)計(jì)模具時(shí)，自己就知道怎樣去設(shè)一個(gè)模具，此次設(shè)計(jì)使我收獲很多……&l

52、t;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]屈華昌主編.《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》.北京:高等教育出版社,2001</p><p>　　[2]李澄,吳天生,聞百橋主編.《機(jī)械制圖》.北京:高等教育出版社,1997</p><p>　　[3]《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組主編.《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版

53、).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002</p><p>　　[4]許發(fā)樾主編.《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[5]吳兆祥主編.《模具材料及表面處理》.北京:機(jī)械出版社,2000</p><p>　　[6]陳于萍主編.《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001</p><p>　　[7