課程設(shè)計--塑料托盤注射模設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p>　　課題名稱： 塑料托盤注射模設(shè)計 </p><p>　　系 別： 光電與機電工程系 </p><p>　　專 業(yè)：材料成型及控制工程 </p><p>　　學(xué)生姓名： 性 別

2、： 男 </p><p>　　學(xué) 號： 班 級： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職 稱： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　摘要</b><

3、/p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度較大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對模具工作人員是一個很好的考驗。它能加強了對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。本次設(shè)計以注射油壺蓋模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的 加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程,能很好的學(xué)習致用的效果,在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中

4、常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件, 把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當中來，在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了 CAD、Pro/E 等技術(shù)，使用 Office 軟件，力求達到減小勞動強度，提高工作效率的目的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：收縮率；注塑；分流道；澆口；脫模；裝配；開模 </p><p><b>　　目錄</b></p>&

5、lt;p><b>　　1.緒論V</b></p><p>　　1.1.1國內(nèi)模具市場現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展前景1</p><p>　　1.2塑料模具的發(fā)展背景2</p><p>　　1.3塑料注射模具概述2</p><p>　　1.3.1 注塑模具設(shè)計

6、的特點2</p><p>　　1.3.2 注塑模具的組成2</p><p>　　1.3.3 注塑模具的分類3</p><p>　　2.塑件成型工藝分析4</p><p>　　2.1塑料成型特性4</p><p>　　2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性5</p><p>　　2.2.1塑件的結(jié)構(gòu)工

7、藝性分析5</p><p>　　2.2.2塑件的尺寸精度分析6</p><p>　　2.2.3塑件表面質(zhì)量分析7</p><p>　　2.3塑件的生產(chǎn)批量7</p><p>　　2.4關(guān)于注塑機8</p><p>　　2.4.1主要技術(shù)參數(shù)8</p><p>　　2.4.2計算塑件體

8、積和質(zhì)量8</p><p>　　2.4.3確定型腔數(shù)目8</p><p>　　2.4.4確定注射成型的工藝參數(shù)9</p><p>　　3.分型面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計10</p><p>　　3.1分型面的擇10</p><p>　　3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計11</p><p>　　4

9、.模具設(shè)計的方案論證13</p><p>　　4.1型腔布局13</p><p>　　4.2成型零件的結(jié)構(gòu)14</p><p>　　4.3推出機構(gòu)的確定14</p><p>　　4.4合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計15</p><p>　　5.主要零部件的設(shè)計計算16</p><p>　　5.1

10、成型零部件的尺寸計算16</p><p>　　5.2模具型腔壁厚的確定17</p><p>　　5.3模具型腔模板總體尺寸的確定17</p><p>　　5.4標準模架的確定17</p><p>　　5.4.1模架概述18</p><p>　　5.4.2模架的組合形式18</p><p&

11、gt;　　5.4.3模架的選擇18</p><p>　　5.4.4模具結(jié)構(gòu)19</p><p>　　6．塑料注射機有關(guān)參數(shù)的校核19</p><p>　　6.1模具閉合高度的確定19</p><p>　　6.2模具閉合高度的校核20</p><p>　　6.3模具安裝部分的校核20</p>&

12、lt;p>　　6.4模具開模行程的校核20</p><p>　　6.5鎖模力的校核21</p><p>　　6.6注射壓力的校核21</p><p>　　6.7注射量的校核21</p><p><b>　　7．結(jié)論21</b></p><p><b>　　參考文獻22&

13、lt;/b></p><p><b>　　致謝22</b></p><p><b>　　1. 緒論</b></p><p>　　本課題主要是針對塑料托盤的注塑模具設(shè)計,該塑料托盤材料為無毒PS材料，是日常生活中常見的一種塑件產(chǎn)品。通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具

14、結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細的設(shè)計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計的主要任務(wù)是托盤注塑模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一塑模具來生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的雙分型面注射模具。</p><p>　　1.2在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進程中，模具

15、的地及其重要性日益被人們所認識。模具工業(yè)作為進入富裕社會的原動力之一，正推動著整個工業(yè)技術(shù)向前邁進！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80％。由此可知，推動模具技術(shù)的進步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計技術(shù)與制造水平，常標志一個國家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計，對于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。

16、 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所占比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。 通過本次設(shè)計任務(wù)的全過程，有利于培養(yǎng)實踐工作能力。另外，本次設(shè)計還必須具備一定的計算機應(yīng)用的能力，在設(shè)計過程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計課題利用計算機編制相應(yīng)的工程計算、分析和優(yōu)化的程序

17、，同時還具備必要的計算機繪圖能力，如利用AutoCAD 2004軟件進行二維圖的繪制和</p><p>　　1.3注塑模具的組成 </p><p>　　下列以注射塑料模具為例，介紹塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　注塑模具的組成包括以下幾個部分： </p><p>　?。?）模具型腔型腔是成型注塑件形狀的主要零件，它是由凸模和凹模組

18、成的，一般分為三種: </p><p>　　1) 整體式：采用自制模架或非標準模架，將凸模直接做在A版上，而將凹模直接坐在B版上。但是這種A版和B版所選用的鋼材必須滿足成型的要求，而且一般凸模加工困難，鋼材消耗多。</p><p>　　2) 整體嵌入式：這種模具一般采用標準模架，所以此形式應(yīng)用廣泛。它是將凸凹模做成鑲塊，安裝在標準模架的A，B板上。 </p><p>

19、;　　3)拼鑲式型腔：對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具型腔，為了簡化加工，凸凹模都采用拼裝的形式。[7] </p><p><b>　?。?）分型面 </b></p><p>　　分開模具取出制品（注塑件）或分開模具取出澆注系統(tǒng)、既可以接觸又可以分開的面叫做分型面。分型面通常是平面，也有斜面或階梯面。 </p><p>　　一般的注塑模至少有一個分型面。分型

20、面的選擇對塑件的質(zhì)量有直接的影響，因此要認真考慮分型面的位置。 </p><p><b>　?。?）澆注系統(tǒng)</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口、冷料穴，是指模具澆口套和注塑機噴嘴處到型腔位置的流道。 </p><p><b>　　（4）冷卻系統(tǒng)</b></p><p>　

21、　在工作中為了使制品冷卻，一般采用冷卻水道模具。 </p><p><b>　?。?）排氣系統(tǒng) </b></p><p>　　排氣系統(tǒng)在注塑成型中排除型腔中的氣體。排氣系統(tǒng)是模具設(shè)計中的一個重要部分，但一般情況下可以利用模具零件的配合間隙排氣，而無須特意設(shè)計排氣系統(tǒng)。 </p><p><b>　?。?）脫模機構(gòu) </b>

22、</p><p>　　脫模是在開模時使制品和澆注系統(tǒng)和模具相脫離。一般有3種方式：頂出機構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫出機構(gòu)和側(cè)抽芯機構(gòu)。 </p><p>　　1.2.3 注塑模具的分類</p><p>　　注射機的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)所使用的注射機的不同可分為立式注射模、直角式注 射模和臥式注射模。 </p><p>　　（1）立式注射模：豎直安裝在立式注射機上

23、，澆口自上而下注射。立式注射模多用于小型塑件的成型。 </p><p>　?。?）直角式注射模：平臥安裝在直角式注射機上，澆口自上而下，但垂直與開模方向。 </p><p>　　（3）臥式注射模：安裝在臥式注射機上，是注射成型中最常用的。</p><p>　　2.塑件成型工藝分析</p><p><b>　　2.1塑料成型特性<

24、;/b></p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　圖2-1所示塑件為托盤，材料為聚苯乙烯（PS），聚苯乙烯是指有苯乙烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物，英文名稱為Polystyrene，玻璃化溫度80～90℃，非晶態(tài)密度1.04～1.06克/厘米3，晶體密度1.11～1.12克/厘米3，熔融溫度240℃，電阻率為1020～1022歐&#

25、183;厘米。導(dǎo)熱系數(shù)30℃時0.116瓦/(米·開)。通常的聚苯乙烯為非晶態(tài)無規(guī)聚合物，具有優(yōu)良的絕熱、絕緣和透明性，長期使用溫度0～70℃，但脆，低溫易開裂。</p><p>　　普通聚苯乙烯樹脂為無毒.無臭.無色的透明顆粒，似玻璃狀脆性材料.其制品具有極高的透明度，透光率可達90%以上，電絕緣性能好，易著色.加工流動性好，剛性好及耐化學(xué)腐蝕性好等。普通聚苯乙烯的不足之處在于性脆，沖擊強度低，易出現(xiàn)

26、應(yīng)力開裂，耐熱性差及不耐沸水等。 　　化學(xué)性質(zhì) 　　　聚苯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性比較差，可以被多種有機溶劑（如：芳烴、鹵代烴等）溶解，會被強酸強堿腐蝕，不抗油脂，在受到紫外光照射后易變色。燃燒時會產(chǎn)生大量一氧化碳或者二 </p><p>　　化碳，注意防止中毒 　　物理性質(zhì) 　　　聚苯乙烯質(zhì)地硬而脆，無色透明，可以和多種染料混合產(chǎn)生不同的顏色。 　　密度：1.04-1.06 　　PS的其他化學(xué)和物理特性 　　　大多數(shù)商

27、業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機酸，但能夠被強氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.4~0.7%之間。 　　注塑模工藝條件 　　干燥處理：除非儲存不當，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為引引80C、2~3小時。 　　熔化溫度：180~280C。對于阻燃型材料其上限為250C。 　

28、　模具溫度：40~50C。 　　注射壓力：200~600bar。 　　注射速度：建議使用快速的注射速度。 　　流道和澆口: 　　可以使用所有常規(guī)類型的澆口。 　　典型用途 　　產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。</p><p>　　2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　2.2.1塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>

29、<b>　　圖2-2</b></p><p>　　從圖紙2-2上分析，該塑件的外形基本上為U型盤，塑件上的尺寸各為L=45， </p><p>　　然后中間抽殼，厚度為2 ，5，然后中間挖空成一個U性槽，尺寸各為R=7.5，且L=15，且托盤上表面倒圓角R=0.5，右邊和下邊各為為它的中間剖面圖，該處設(shè)計脫模容易，且飛邊容易去除，設(shè)計合理；壁厚相對均勻，且符合最小壁厚

30、的要求；</p><p>　　2..2.2塑件的尺寸精度分析</p><p>　　該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按照MT7查取工程塑料模塑料件尺寸公差表（GB/T 14486-1993）其主要尺寸公差要求如表2-1所示。[9]</p><p>　　表2-1 塑件上主要尺寸按MT7級公差要求 mm</p>&

31、lt;p>　　2.2.3塑件表面質(zhì)量分析</p><p>　　該塑件是7.0cm長的塑件，寬為2.5cm，高為0.75cm，要求外表美觀、無斑點、無熔接痕，內(nèi)表面和外表面粗糙度可取Ra1.6μm， </p><p>　　綜合來看，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，無特殊的結(jié)構(gòu)要求和精度要求。在注塑成型生產(chǎn)時，只要工藝參數(shù)控制得當，該塑件是比較容易成型的。</p><p>　　2

32、.3塑件的生產(chǎn)批量</p><p>　　該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此，在模具設(shè)計中，要提高塑件的生產(chǎn)效率，傾向于采用多型腔、高壽命、自動脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。</p><p><b>　　2.4關(guān)于注塑機</b></p><p>　　2.4.1主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　因為選用了SZ-25/20型塑料

33、注射機生產(chǎn)，該機為柱塞式塑料注射劑，PS可以采用此類塑料注射機成型，據(jù)查相關(guān)資料(JB2485－78)列出該機的主要技術(shù)參數(shù)，如表2-2所示。[9]</p><p>　　表2-2 SZ-25/20型塑料注射機的主要參數(shù)</p><p>　　2.4.2計算塑件體積和質(zhì)量</p><p>　　塑件體積計算：經(jīng)三維軟件計算得到塑件的體積為V≈2411mm³。&l

34、t;/p><p>　　塑件的質(zhì)量計算：查模具設(shè)計手冊，取塑料LDPE的ρ=1.11g/cm³,所以塑件的質(zhì)量為：</p><p>　　W=Vρ=1.11×10-3 ×2411*2≈5.067（g）</p><p>　　2.4.3確定型腔數(shù)目</p><p>　　考慮到SZ-25/20型塑料注射劑的額定注射量為25cm

35、³，本設(shè)計中的塑件結(jié)構(gòu)簡單，單個的塑件體積為2.4cm³，注射機的額定注射量就限制最多的成型該塑件的數(shù)量為2，而該設(shè)計的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，為盡量提高生產(chǎn)效率，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。</p><p>　　2.4.4確定注射成型的工藝參數(shù)</p><p>　　根據(jù)選用塑料（ps）的特性和本設(shè)計中塑料的

36、自身成型特點，查有關(guān)資料，確定注射成型工藝參數(shù)如表2-3所示。</p><p>　　表2-3 塑件的注射成型工藝參數(shù)</p><p>　?、蓦m然塑件體積、厚度不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上PS塑料比熱容大，冷卻速度慢，成型時必須充分冷卻，模具設(shè)計師要有冷卻系統(tǒng)，所以該模具應(yīng)該采用冷卻水強制冷卻，冷卻要均勻，以縮短周期，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　3.分

37、型面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　3.1分型面的擇</b></p><p>　　該塑件為托盤，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，在考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺與飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處，如圖3-1所示。</p>

38、<p>　　圖3-1 分型面的選擇</p><p>　　如果按照圖3-1所示的分型面分型，則塑件分別是由兩個模板成型，由于合模誤差的存在，會使塑件產(chǎn)生一定同軸度誤差，且飛邊不易去除。</p><p>　　另外，為了提高自動化程度與生產(chǎn)效率，減少ps的取向變形以及保證塑件表面質(zhì)量，決定采用點澆口，而模具采用了雙分型面結(jié)構(gòu)。一個分型面用于成型塑件，另一個分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料

39、。</p><p>　　3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　①主流道設(shè)計。根據(jù)相關(guān)資料，查得SZ-25/20型塑料注射機噴嘴的有關(guān)尺寸為：</p><p>　　噴嘴孔直徑 d0=2mm;</p><p>　　噴嘴前端球面半徑 R0=10mm</p><p>　　根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到：主流道進口端球面半徑

40、</p><p>　　R= R0+(1～2)mm=10mm+(1～2)mm,取R=12mm</p><p><b>　　主流道進口端孔直徑</b></p><p>　　d=d0+0.5=2+0.5=2.5mm,取d=2.5mm</p><p>　　為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度取4°

41、，同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設(shè)計r=5mm的圓弧過渡。主流道村套采用可拆卸更換的澆口套如圖3-2所示，澆口套的形狀及尺寸設(shè)計采用推薦尺寸的常用澆套；</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　為了能與塑料注射機的定位圈相配合，采用外加定位圈的方式，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用過程中的磨損。</p&

42、gt;<p>　?、诜至鞯赖脑O(shè)計。該塑件的體積比較小，形狀比較簡單，壁厚均勻，且流動性好?？梢圆捎脝吸c進料方式。為了便于加工，采用最常用的截面形狀為U形的分流道。查分流道截面及其尺寸的有關(guān)資料，取U形分流道截面半徑R=1.5mm,h=2.75mm,l=45mm.分流道截面形狀尺寸如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4分流道截面形狀及尺寸</p><p>　?、蹅?cè)澆口的

43、設(shè)計。由于該塑件的外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)該以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提，同時，也應(yīng)該盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單。根據(jù)對該塑件的結(jié)構(gòu)分析，并結(jié)合已缺確定的分型面位置，選擇如圖3-5所示的側(cè)澆口進料方式。根據(jù)塑件的外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進料位置設(shè)計在塑件頂部。側(cè)澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表確定。</p><p>　　圖3-5側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)、位置及尺寸</p><

44、p><b>　　4.1型腔布局</b></p><p>　　因為塑件外形是圓形的，各個方向尺寸一致;另外，塑件的結(jié)構(gòu)簡單，不需要側(cè)向分型，所以型腔的排列方式只有一種，即左右對稱分布在模板兩側(cè)，如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1型腔的排列方式</p><p>　　4.2成型零件的結(jié)構(gòu)</p><p>　　

45、①模具的型腔采用整體式型腔。整體式型腔是直接加工在型腔板上的，有較高的強度和剛度，使用中不容易發(fā)生變形。該塑件的尺寸較小，最大處也只有Φ70mm，且形狀簡單，型腔加工容易實現(xiàn)，可以采用整體式結(jié)構(gòu)。</p><p>　?、谀＞叩男托静捎谜w鑲嵌式型芯。整體鑲嵌式型芯可節(jié)省貴重的模具鋼，便于機加工和熱處理，修理方便，同時也有利于型芯冷卻和排氣實施。</p><p>　　4.3推出機構(gòu)的確定&l

46、t;/p><p>　　根據(jù)塑件的形狀特點，確定模具型腔的定模部分，型芯在動模部分。塑件成型開模后，塑件與型芯一起留在動模一側(cè)。由于成型該塑件的塑料（PS）彈性不高，不需要較大的脫模力，所以決定采用推桿推出機構(gòu)。</p><p>　　4.4合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　該塑件精度要求不算高，塑件形狀、型腔分布對稱，可采用最為常見的導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機構(gòu)，在動模板、推件

47、板、定模板間使用2根導(dǎo)柱，導(dǎo)柱的長度要確保推件板推出塑件后不脫落，在定模座板與定模板之間采用2根限距拉桿，不僅起到限制第一次分型距的作用（所限距離要確保能取出凝料），同時還起到導(dǎo)向定位定模座板與定模板的作用。</p><p>　　①求塑料制品在固化時每個小時釋放的熱量Q</p><p>　　設(shè)注射時間為2s，冷卻時間為20s，保壓時間為15s，開模取件時間為3s,得注射成型周期為40s。&

48、lt;/p><p>　　設(shè)用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為28℃，水呈湍流狀態(tài)，1h成型次數(shù)n=36000/40=90次，則</p><p>　　W=Mn=5.067×90≈0.46（kg/h）</p><p>　　查模具設(shè)計手冊的PS單位質(zhì)量放出的熱量為Q1=350kJ/kg，故</p><p>　　Q=WQ1=0.46*350

49、=161（kg/h）</p><p><b>　?、谒捏w積計算</b></p><p><b>　　由上述公式得</b></p><p>　　qv=WQ1/[ρc1(t1-t2)]=161/[10³×4.187×(28-20)]=4.8×10-3 (m3 /min)</p&g

50、t;<p>　　式中 W─單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量（kg/min）；</p><p>　　Q1─單位質(zhì)量的塑件在凝固時所發(fā)出的熱量；</p><p>　　ρ─冷卻水的密度（1000kg/ m3）；</p><p>　　c1─冷卻水的比熱容（4.187kJ/(kg·℃)）；</p><p>　　t1─冷卻水

51、出口溫度（28℃）</p><p>　　t2─冷卻水入口溫度（20℃）</p><p><b>　?、矍罄鋮s水道直徑d</b></p><p>　　為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，根據(jù)水的體積流量查模具設(shè)計手冊得：d=8mm。</p><p>　　4.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　利用型芯、頂桿、

52、鑲拼件等的間隙排氣，不需要另外設(shè)計排氣系統(tǒng)。</p><p>　　5.主要零部件的設(shè)計計算</p><p>　　5.1成型零部件的尺寸計算</p><p>　　該塑件的材料是一種收縮范圍為較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。前面已經(jīng)查得PS的收縮率為0.4%～0.7%，故平均收縮率為</p><p>　　Scp=(0.4%+0.7

53、%)/2=0.55%=0.0055</p><p>　　根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取δz=Δ/3。</p><p>　　成型零件尺寸的計算如表5-1所示。</p><p>　　表5-1 成型零件尺寸的計算</p><p>　　5.2模具型腔壁厚的確定</p><p>　　模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓

54、作用應(yīng)該具有足夠的強度和剛度。如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和飛邊，降低尺寸精度并影響脫模。</p><p>　　但是對于型腔側(cè)壁和底板的厚度作出精確的力學(xué)計算是相當困難的，一般在工程設(shè)計上可以采用相關(guān)的計算公式來近似的計算型腔的側(cè)壁和底板的厚度。在工廠中，常用經(jīng)驗數(shù)據(jù)度型腔側(cè)壁和底板厚度進行簡化設(shè)計。</p><p&

55、gt;　　表5- 2列舉了圓形型腔壁厚的經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)，可供設(shè)計時參考[12]。</p><p>　　表5-2 圓形型腔壁厚 mm</p><p>　　采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)法，直接查閱設(shè)計手冊的表格，得到該型腔的推薦壁厚為35mm。</p><p>　　5.3模具型腔模板總體尺寸的確定</p><p>　　該

56、模具的型腔直徑為Φ70mm，根據(jù)確定的型腔壁厚尺寸35mm，綜合以上數(shù)據(jù)，確定型腔模板的總體尺寸為“250（B）×203（L）×35（H）”。</p><p>　　5.4標準模架的確定</p><p><b>　　5.4.1模架概述</b></p><p>　　模具設(shè)計主要是形成產(chǎn)品外形的凹、凸模零件以及開模和脫模方式的設(shè)計

57、，模具上的大部分零部件可以直接選購由專門廠家生產(chǎn)的標準件，尤其是模架的直接選購，大大節(jié)約了模具制造時間和費用?，F(xiàn)在，廠家設(shè)計制造出一套中等復(fù)雜程度的注塑模具，10天左右的時間即可完成。</p><p>　　模具標準件在不同的國家和地區(qū)有小小的差別，主要是在品種和名稱上有區(qū)別，但所具有的結(jié)構(gòu)基本上是一樣的。這次設(shè)計的模具標準是流行于廣東珠江三角洲地區(qū)的港臺標準，與國家的標準結(jié)構(gòu)基本上是一樣的，在型號命名及品種分類上

58、有些不同。</p><p>　　5.4.2模架的組合形式</p><p>　　塑料注射模模架按結(jié)構(gòu)特征可分為36種主要結(jié)構(gòu)，其中直澆口模架為12種、點澆口模架為16種、簡化點澆口模架為8種。</p><p><b>　　（1）直澆口模架</b></p><p>　　直澆口模架有12種，其中直澆口的基本行為4種，直身基本型

59、為4種，直身無定</p><p><b>　　模板型為4種。</b></p><p>　　直身基本型分為：ZA型、ZB型、ZC型和ZD型。</p><p>　　直身無定模板型分為：ZAZ型、ZBZ型、ZCZ型和ZDZ型。</p><p><b>　?。?）點澆口模架</b></p>&

60、lt;p>　　點澆口基本型分為：DA型、DB型、DC型和DD型。</p><p>　　直身點澆口基本型分為：ZDA型、ZDB型、ZDC型和ZDD型。</p><p>　　點澆口無推料板型分為：DAT型、DBT型、DCT型和DDT型。</p><p>　　直身點澆口無推料板型分為：ZDAT型、ZDBT型、ZDCT型和ZDDT型。</p><p

61、>　?。?）簡化點澆口模架</p><p>　　簡化點澆口基本型分為：JA型和JC型。</p><p>　　直身點澆口基本型分為：ZJA型和ZJC型。</p><p>　　點澆口無推料板型分為：JAT型和JCT型。</p><p>　　直身點澆口無推料板型分為：ZJAT型和ZJCT型。</p><p>　　5.4

62、.3模架的選擇</p><p>　　本塑件采用點澆口注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)目、塑件尺寸、冷卻水道分布等因素，查相關(guān)資料，選擇的標準模架型號為：</p><p>　　模架 DBT 1825-80×32×50 GB/T 12555-2006《塑料注射模模架》，模架結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。</p><p><b>　　圖5-1模架結(jié)構(gòu)

63、</b></p><p><b>　　5.4.4模具結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　模具總裝圖及工作原理上述尺寸確定之后，就可以選用A4型標準模架制造，板面為 250mm × 203mm ， 模具結(jié)構(gòu)如圖 5-2 所示。 </p><p>　　定模底板 2.澆口 3.螺釘 4.定模板 5.導(dǎo)套 6.型心固定板 7.型心

64、8.支撐板 9.墊塊</p><p>　　10.動模底板 11.推板 12.小螺釘 13.推桿固定板 14.推桿 15.長銷栓</p><p><b>　　圖5-2模具結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　模具工作原理：</b></p><p>　　成型制件時，先合模，對模具預(yù)熱一段時間后再開始

65、注射。一次注射完成后，冷卻 一段時間，然后開模。開模時，模具沿B-B面打開，制件與型腔分離，包裹在型芯上， 隨動模一起向左運動，移動一段距離后，澆注系統(tǒng)凝料在點澆口處被拉斷；當注射機的 推桿頂?shù)剿芗r，推桿繼續(xù)運動而推板機構(gòu)停止運動，此時，在推桿14的作用下，塑件被頂出，使塑件脫離型芯，完成脫模動作，然后合模，進行下循環(huán)。</p><p>　　6．塑料注射機有關(guān)參數(shù)的校核</p><p>

66、　　6.1模具閉合高度的確定</p><p>　　組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有：</p><p>　　定模座板為H4 =20mm；</p><p>　　型腔板為A=20mm；</p><p>　　型芯固定板為B=40mm；</p><p>　　支承板為H2=25mm；</p><p>

67、;　　墊塊為C=63mm；</p><p>　　動模座板為H1=20mm；</p><p>　　則該模具閉合高度為：</p><p>　　H= H4 +A+ +B+ H2 +C+ H1 =20+20+40+25+63+20=203 (mm)</p><p>　　6.2模具閉合高度的校核</p><p>　　由于SZ25

68、/20型塑料注射機所允許的模具最小厚度為Hmin=110mm;模具最大厚度為Hmax=220mm。因計算得模具閉合高度H=203mm，所以模具閉合高度滿足Hmin≤H≤Hmax的安裝條件。</p><p>　　6.3模具安裝部分的校核</p><p>　　該模具的外形最大部分尺寸為250mm×203mm，SZ25/20型塑料注射機模板最大安裝尺寸為430mm×320mm

69、.故能滿足模具安裝的要求。</p><p>　　6.4模具開模行程的校核</p><p>　　開模行程也稱合模行程，指的是模具開合過程中動模座板的移動距離，用符號S表示。SZ25/20型塑料注射機的最大開模行程為Smax=210mm。為了使塑件成型后能夠順利的脫模，并結(jié)合該模具的雙分型面的特點，確定該模具的開模行程S應(yīng)滿足下式要求：</p><p>　　Smax＞A

70、+ H3+B+ H2 +C +(5～10)mm=35+25+40+25+63+10=198 (mm)</p><p>　　其中 H1 — 塑件所用的脫模距離；</p><p>　　H2 — 塑件高度；</p><p>　　a — 取出澆注系統(tǒng)凝料必需的長度；</p><p>　　因Smax=210mm＞198mm,故該注射機的開模行程

71、滿足要求。</p><p><b>　　6.5鎖模力的校核</b></p><p>　　在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力</p><p><b>　　F≥KApm</b></p><p>　　式中 F—注射機的額定鎖模力，KN；</p><p&g

72、t;　　制件和流道在分型面上的投影面積之和，mm²；</p><p>　　pm—型腔平均壓力一般為注射機壓力的0.3～0.65倍，通常為20～40 Mpa ， 此塑件可取30Mpa ，可參看《塑料制品成型及模具設(shè)計》表3-3；</p><p>　　K—安全系數(shù)，通常取1.1～1.2。</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)待入得：</b>

73、</p><p>　　KApm=1.15×2411×30≈83.179KN</p><p>　　F=200KN>83.179KN，滿足要求。</p><p>　　6.6注射壓力的校核</p><p>　　注射壓力的校核的公式為：</p><p><b>　　pmax≥K’p0<

74、/b></p><p>　　式中 pmax—注射機的額定注射壓力，Mpa；</p><p>　　p0 —注射成型時所需的注射壓力，Mpa；</p><p>　　K’ —安全系數(shù)； </p><p><b>　　將數(shù)據(jù)待入得：</b></p><p>　　K’p0=1.3×40=52

75、（Mpa）≦pmax =200 Mpa，滿足要求。</p><p><b>　　6.7注射量的校核</b></p><p>　　在一個注射成型周期內(nèi)，注射模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān)，其值用下式計算：</p><p>　　mi=N ms + mj</p><p>　　式中 N — 型腔數(shù)量；&

76、lt;/p><p>　　ms— 單個制品的質(zhì)量或者體積，g或者cm³；</p><p>　　mj— 澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的塑料質(zhì)量或者體積，g或者cm³；</p><p>　　已知，N=2，ms=24.11cm³，經(jīng)估算mj≈20cm³，則mi≈68.22cm³。</p><p>　　SZ25/2

77、0型塑料注射機的額定注射量為mI=25cm³，為了使注射成型過程中穩(wěn)定可靠，應(yīng)有</p><p>　　mi=(0.1) mI=20 (cm³)</p><p>　　因此，該注射機的注射量滿足模具要求。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本設(shè)計是關(guān)于應(yīng)用計算機輔助制造設(shè)計方法

78、進行的油壺蓋注射模具設(shè)計，分為注 射模具的設(shè)計和模具加工制造，前者是對模具型腔、型芯、脫模機構(gòu)等進行設(shè)計，后者用 PRO/E3D實體造型，分模后，再用 EMX 設(shè)計模架。模具由螺紋型芯、動模、定模、推桿、推板、推件板所組成，經(jīng)過注射機注塑成型。在脫芯時，根據(jù)產(chǎn)品的形要求，產(chǎn)品屬于罩殼形，且由于制品本身的螺紋較淺且材料具有較高的彈性，所以不用設(shè)置抽芯機構(gòu)。正好適合采用推板強制脫模機構(gòu)，而且此機構(gòu)有頂出力均勻平穩(wěn)且大；制品不容力實現(xiàn)復(fù)位；分

79、型面如裝配圖所示，采用兩根推桿頂出推件板，使制品脫模。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，該模具有利于、塑料熔體的充模流動，脫模機構(gòu)簡單可狀靠，冷卻系統(tǒng)布置合理，投入使用后塑件質(zhì)量穩(wěn)定達到用戶要求。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 王樹勛：注塑模具設(shè)計與實用技術(shù)[M]，廣州.華南理工大學(xué)出版社，1996.</p><p>

80、　　[2] 沈言錦：塑料工藝與模具設(shè)計[M]，長沙.湖南大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　3]楊占堯：塑料模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計實例[M]，北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2008.</p><p>　　4] 林清安： Pro/ENGINEER 2001 模具設(shè)計[M].，北京.清華大學(xué)出版社. 2004.</p><p>　　[5]塑料模具技術(shù)手冊編委會：塑料模具設(shè)計手

81、冊[M]，北京.機械工業(yè)出版社，2002.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　大學(xué)四年的本科學(xué)習還有一年就要結(jié)束，課程設(shè)計是其中重要的一個環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。歷經(jīng)近兩個禮拜的課程設(shè)計即將結(jié)束，敬請各位老師對我的設(shè)計過程作最后檢查。在這次設(shè)計過程中得到了實習指導(dǎo)老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是鄭森偉老師的悉心

82、指導(dǎo)，使我受益匪淺。從課題到手以及資料的查詢、摘要翻譯到最后論文的撰寫過程中給予了我很多指導(dǎo)，并且隨時與我保持聯(lián)系，隨時了解我的設(shè)計進程，在我碰到問題的時候都及時的給我改正和補充,讓我學(xué)到了知識，掌握了研究方法。他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對我的嚴格要求使我加深了模具方面的認識，培養(yǎng)了我獨立思考題、解決問題的能力也將使我終身受益。在此，對關(guān)心和指導(dǎo)過我的各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝! 最后，衷心感謝在百忙之中抽出時間審閱本論文的專家教授