畢業(yè)設(shè)計(jì)水杯注塑模具的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來(lái)源于我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫米疃嗟乃?，本文詳?xì)記錄水杯注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程包括塑件材料、注塑機(jī)、分型面等的選擇、塑件結(jié)構(gòu)的分析，注塑模具澆注系統(tǒng)、注塑模具成型零件和模體、注塑模具側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、注塑模具頂桿脫模機(jī)構(gòu)、注塑模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。綜合水杯塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該模具設(shè)計(jì)采用了直接澆口、頂針脫模的形

2、式。在粗步設(shè)計(jì)完注塑模具之后還要對(duì)注塑機(jī)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行校核，其中包括注塑機(jī)的鎖模力、注射機(jī)的裝模厚度、注射壓力、注射機(jī)最大開(kāi)模行程等內(nèi)容，校核的目的是保證讓注射機(jī)可以配合模具順利地工作。本次設(shè)計(jì)中讓我可以綜合應(yīng)用到以前學(xué)習(xí)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，加深我對(duì)注射模具設(shè)計(jì)原理的理解，設(shè)計(jì)中除了應(yīng)用傳統(tǒng)的計(jì)算方法，我還多次使用AuToCAD、soliworks等軟件，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程，提高了設(shè)計(jì)精度和效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞

3、：注塑水杯；澆口；收縮率；脫模</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The graduation design topic originates from the cup is most commonly used in everyday life. The design process of this paper records

4、 cup injection mold in detail. The design process includes plastic material selection , plastic parts structure analysis, injection molding machine selection , die joint selection , injection mold for plastics injection

5、system design, plastic injection molding parts and die design , plastic injection mold side core pulling mechanism design, plastic injection mold ej</p><p>　　Key words：Plastic cups；gate；shrinkage；Mold releas

6、e</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 前言1</b></p><p>　　第2章 塑件的設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 塑件材料的選擇2</p><p>　　2.1.1 材料的概述及選擇2</p>

7、;<p>　　2.1.2 ABS塑料的性能2</p><p>　　2.2 塑件的結(jié)構(gòu)分析4</p><p>　　2.2.1 塑件的二維圖4</p><p>　　2.2.2 塑件的三維圖4</p><p>　　2.2.3 塑件的結(jié)構(gòu)分析5</p><p>　　第3章 模具結(jié)構(gòu)的擬定及運(yùn)

8、動(dòng)部件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 確定塑件的排位6</p><p>　　3.2 澆注系統(tǒng)及脫模形式的初步擬定6</p><p>　　3.3 注射機(jī)的選用6</p><p>　　3.3.1 注射量的計(jì)算6</p><p>　　3.3.2 所需鎖模力的計(jì)算7</p><p&

9、gt;　　3.3.3 注塑機(jī)型號(hào)的初步確定7</p><p>　　3.4 模架的選用8</p><p>　　3.4.1 凹模壁厚的計(jì)算8</p><p>　　3.4.2 凹模底板厚度的計(jì)算9</p><p>　　3.4.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇9</p><p>　　3.5 模具參數(shù)的校核11<

10、/p><p>　　3.5.1 最大注射量校核11</p><p>　　3.5.2 鎖模力的校核12</p><p>　　3.5.3 注射壓力的校核13</p><p>　　3.5.4 模具厚度的校核13</p><p>　　3.5.5 模具的長(zhǎng)度和寬度校核13</p><p>　

11、　3.5.6 開(kāi)模行程的校核13</p><p>　　3.6 抽拔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.6.1 抽拔結(jié)構(gòu)的作用14</p><p>　　3.6.2 抽拔結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇和各零部件的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.7 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.7.1

12、 分型面的選擇17</p><p>　　3.7.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.8 成形零件工作尺寸的計(jì)算19</p><p>　　3.8.1 凹模徑向尺寸和深度的計(jì)算19</p><p>　　3.8.2 型芯徑向尺寸和型芯高度的計(jì)算20</p><p>　　3.9 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

13、21</p><p>　　3.9.1 脫模機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇22</p><p>　　3.9.2 脫模力的計(jì)算22</p><p>　　3.9.3 推出零件尺寸的確定23</p><p>　　第4章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)25</p><p>　　4.1 冷卻時(shí)間的計(jì)算25</p><p&g

14、t;　　4.2 冷卻介質(zhì)體積流量的計(jì)算26</p><p>　　4.3 冷卻管道傳熱面積的計(jì)算26</p><p>　　第5章 其他零部件的設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.1 排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.2 模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.3 復(fù)位桿的設(shè)計(jì)29&

15、lt;/p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　第1章 前言</b></p><p>　　近年來(lái)，塑料制品在醫(yī)藥、工業(yè)、

16、建筑、電器、交通運(yùn)輸、包裝等行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，是材料工業(yè)中發(fā)展較快的領(lǐng)域之一。塑料的廣泛應(yīng)用得益于它自身的特點(diǎn)與性能，首先塑料的密度小、質(zhì)量輕，這使得塑件在與其他金屬制品相同體積的情況下，塑件的重量要比金屬制品的重量輕很多。第二是塑料的比強(qiáng)度高，能夠很大范圍滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。當(dāng)然塑件還有絕緣性好、化學(xué)穩(wěn)定性高、減振及耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)，這使得塑件在電器設(shè)備、生活用品、電子儀表等行業(yè)得到空前的發(fā)展。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)的塑料工業(yè)得到了極

17、大的進(jìn)步，在塑料原料、輔料的生產(chǎn)、塑件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、塑料的生產(chǎn)設(shè)備等方面已步入世界先進(jìn)行列。但是我們不能否認(rèn)的是我國(guó)目前的塑料工業(yè)是以塑料加工為主，生產(chǎn)的產(chǎn)品大部分是附加值較低的低端產(chǎn)品，與外國(guó)先進(jìn)國(guó)家相比我們的產(chǎn)品缺乏原創(chuàng)性，技術(shù)含量和工藝性等更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相及，所以我們國(guó)內(nèi)的塑料企業(yè)應(yīng)該放眼世界，加大對(duì)技術(shù)開(kāi)發(fā)、工藝設(shè)計(jì)等的投資，只有掌握核心先進(jìn)技術(shù)，才能改變我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，獲得長(zhǎng)足的發(fā)展。未來(lái)塑料的發(fā)展必然是朝著低碳節(jié)能、無(wú)污染的綠色

18、發(fā)展道路前進(jìn)，這也是我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要前提。</p><p>　　塑件的大量應(yīng)用也促進(jìn)了注塑模具設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我選擇的分類(lèi)是注塑成形模具，注塑模具是模具行業(yè)非?？傄慕M成部分，其特點(diǎn)是可以一模多腔，可以大大提高工業(yè)效率，而且塑料模具可以成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面質(zhì)量要求高的塑件，這使得塑料成形模具在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。注塑成型一般包括四個(gè)工藝步驟：首先是填充，填充的時(shí)間計(jì)算是從模具閉合后開(kāi)始注射到型

19、腔的95%被填滿(mǎn)為止，一般來(lái)說(shuō)，時(shí)間越短越好。接著是保壓，因?yàn)樗芰先垠w冷卻固化時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮，為了填補(bǔ)因塑料收縮產(chǎn)生的縮小，注射機(jī)要對(duì)熔體施加壓力，第三個(gè)步驟是冷卻，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常重要的，塑料原料只有冷卻固化才能防止因?yàn)橥饬Χ冃危鋮s時(shí)間一般占注塑周期的70%到85%，所以好的冷卻系統(tǒng)能夠縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率，降低成本。最后是脫模，脫模是注塑成型的最后一個(gè)步驟，脫模的主要兩種機(jī)構(gòu)：頂桿頂出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)塑

20、件的實(shí)際結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇適合的脫模機(jī)構(gòu)，以保證塑件的質(zhì)量。</p><p>　　第2章 塑件的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 塑件材料的選擇</p><p>　　2.1.1 材料的概述及選擇</p><p>　　塑料的種類(lèi)很多，按照不同的原則分類(lèi)也完全不同，最常用的一種分類(lèi)是將塑料分成熱塑性塑料和熱固性塑料。熱塑性材料的合成樹(shù)脂是線性的聚

21、合物，它的特點(diǎn)是能夠反復(fù)多次加熱軟化和冷卻硬化，常見(jiàn)的熱塑性材料有：聚乙烯（PE），它是乙烯聚合的結(jié)晶型聚合物，最大的特點(diǎn)是熔體流動(dòng)性能好；聚丙烯（PP），它是由丙烯聚合而成耐熱性較好的結(jié)晶型聚合物，性能跟聚乙烯非常相近，有抗疲勞的性能特點(diǎn)；</p><p>　　聚氯乙烯（PVC），它具有無(wú)定行聚合物的特點(diǎn)，熔體熱穩(wěn)定性差；聚苯乙烯（PS），他是透明無(wú)色塑料，化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性、著色性較好；ABS，ABS是比較重

22、要的的工程材料，它是丙烯腈與苯乙烯工具的無(wú)定形塑料，綜合力學(xué)性能較好，熔體流動(dòng)性能一般比較容易注射成形。熱固性塑料它的特點(diǎn)是只能一次成型，在固化成形后不能成為再次熔融，所以由熱固性塑料成形的制件不能重復(fù)利用，常見(jiàn)的熱固性材料有：</p><p>　　酚醛塑料（PF），它是用量最高的熱固性塑料，因?yàn)榉尤┧芰先菀壮尚吻覄傂粤己?，但是酚醛塑料耐酸不耐堿、抗沖擊能力差；環(huán)氧塑料（EF），它是復(fù)合材料，有良好的力學(xué)性能、絕

23、緣性能、化學(xué)阻抗性能，廣泛應(yīng)用于電子器件的塑封；脲醛塑料（UF），它的機(jī)體是脲甲醛樹(shù)脂、填料為纖維素。著色容易，難以燃燒，但是抗沖擊能力差。 </p><p>　　材料的選擇是設(shè)計(jì)過(guò)程重要的一個(gè)步驟，它影響著注射成形過(guò)程及成品質(zhì)量，需要考慮多種影響因素。首先我們要同步考慮塑件的要實(shí)現(xiàn)功能及能夠滿(mǎn)足其性能的相關(guān)材料，材料性能一般包括四方面：加工性能方面、力學(xué)性能方面、熱性能方面、物理性能方面，然后在眾多的材料中粗

24、步選出幾種材料作為對(duì)比，但是材料的選擇我們不能僅僅考慮塑料制品的功能和性能，還要考慮加工生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益等因素。綜合考慮及查閱相關(guān)的資料后，最后決定本次塑件選用的ABS塑料。</p><p>　　2.1.2 ABS塑料的性能</p><p>　　ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種成分合成的共聚物，它的三種成分使得ABS具有“硬、韌、剛”的良好力學(xué)性能，更重要的是ABS塑料具有無(wú)毒的特

25、點(diǎn)，符合水杯的使用要求。ABS塑料是使用非常廣泛的工程材料也是由它的眾多的優(yōu)點(diǎn)決定的，ABS塑料的力學(xué)性能好、抗腐蝕性強(qiáng)、收縮率小，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，精度高、流動(dòng)性能中等，有利于注射成形、著色性好。當(dāng)然ABS塑料也有它的缺點(diǎn)， 因?yàn)樗菀孜?，所以在使用前?yīng)該先干燥，特別是在制件表面光滑度要求高的情況下，ABS必須要長(zhǎng)時(shí)間干燥后才能使用； 由ABS的特性我們知道，ABS在注射成型時(shí)基本不受壁厚和收縮率的影響，但是卻容易出現(xiàn)熔接痕，所以在設(shè)計(jì)

26、模具時(shí)要讓澆注系統(tǒng)的斜流阻力盡量減小，選好澆口位置。當(dāng)塑件的精度要求較高時(shí)，在加工時(shí)應(yīng)該適當(dāng)提高模溫和料溫。用ABS所成形的塑件的主要缺陷為氣孔，飛邊，缺料，耐熱性差，耐氣候性差，容易出現(xiàn)熔接痕等，這些缺陷可通過(guò)加大流道截面，增大注射壓力，提高模具預(yù)熱溫度等措施解決。下面數(shù)據(jù)是ABS的技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)：</p><p>　　ABS技術(shù)指標(biāo)：密度1.02-1.16g.cm-3</p><p&g

27、t;　　比體積0.86-0.98 cm.g-1</p><p>　　吸水性0.2-0.4%</p><p>　　收縮率0.4-0.7%</p><p>　　熔點(diǎn)130-160°c</p><p>　　熱變形溫度90-108°c</p><p>　　抗拉屈服強(qiáng)度830-1030 Pa</p>

28、;<p>　　拉伸彈性模強(qiáng)5000 Pa</p><p><b>　　彎曲強(qiáng)度180Pa</b></p><p><b>　　硬度9.7HBS</b></p><p>　　ABS注射成形工藝參數(shù)：注射機(jī)類(lèi)型：螺桿式</p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速：30-60r/min</p>

29、<p>　　料筒溫度：后段150-157°c </p><p>　　中段165-180°c </p><p>　　前段180-200°c</p><p>　　噴嘴溫度：170-180°c</p><p>　　預(yù)熱溫度：80-85°c</p><p>

30、　　模具溫度：50-80°c</p><p>　　注射壓力：70-100Pa</p><p>　　注射時(shí)間：20-90 s</p><p>　　高壓時(shí)間：0-5 s</p><p>　　冷卻時(shí)間：20-120 s</p><p>　　2.2 塑件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　2.2

31、.1 塑件的二維圖</p><p>　　圖2-1 水杯的平面二維圖</p><p>　　2.2.2 塑件的三維圖</p><p>　　圖2-2 水杯的三維效果圖</p><p>　　2.2.3 塑件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　水杯的主要功能是用來(lái)盛水飲用，所以在強(qiáng)度和粗糙度方面沒(méi)有很大的要求.ABS塑料的

32、收縮率小，流動(dòng)性好，注塑成型的塑件精度較好，足以滿(mǎn)足對(duì)于精度要求不高的水杯，所以設(shè)計(jì)中我們采用12級(jí)低精度。由于水杯側(cè)面存在手柄，為了避免開(kāi)模時(shí)塑件不能順利取出， 型腔采用兩個(gè)滑塊組成，開(kāi)模時(shí)滑塊由斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)向兩側(cè)分開(kāi)完成開(kāi)模過(guò)程。</p><p>　　第3章 模具結(jié)構(gòu)的擬定及運(yùn)動(dòng)部件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 確定塑件的排位</p><p>　　該模具為

33、塑料水杯的成形模具，其把柄利用兩個(gè)斜滑塊成形，利用斜導(dǎo)柱控制斜滑塊的開(kāi)合，因?yàn)樵撃＞叩幕瑝K占用體積比較大，為了控制模具總體積，該模具設(shè)置一個(gè)型腔，型腔位置設(shè)置在定模板中心。</p><p>　　3.2 澆注系統(tǒng)及脫模形式的初步擬定</p><p>　　考慮到制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該模具可以采用直接澆口的形式，澆口位置設(shè)在杯底的中心處。雖然用直接澆口成形的制件在澆口位置會(huì)留下較大澆口痕，影響制件

34、的外觀，因?yàn)樵撝萍樗芰纤讓?duì)外觀的要求不高，所以直接澆口在此仍然適用。</p><p>　　本模具采用頂針脫模形式</p><p>　　3.3 注射機(jī)的選用</p><p>　　在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，應(yīng)該在第一時(shí)間確定注射機(jī)的型號(hào)，確定好注注射機(jī)的型后，方可根據(jù)所選的注射機(jī)的參數(shù)對(duì)模具的各部件做具體的設(shè)計(jì)。注射機(jī)的型號(hào)一般是根據(jù)注塑模具對(duì)注射量和鎖模力的要求

35、來(lái)確定的，接下來(lái)我們通過(guò)計(jì)算注射量和鎖模力來(lái)確定設(shè)計(jì)所需的注射機(jī)。</p><p>　　3.3.1 注射量的計(jì)算</p><p>　　要知道所需注射量的大小就要確定制件的體積，本次設(shè)計(jì)的制件為圓筒型的塑料的水杯，由于水杯手把的存在，我們很難通過(guò)直接的計(jì)算得到，但我們可以借助soliworks設(shè)計(jì)軟件精確地求的制件的體積。先用soliworks按1:1的比例對(duì)水杯進(jìn)行建模，然后利用soli

36、woks的評(píng)估功能即可得到制件的體積：</p><p>　　該模具采用的是一模一腔結(jié)構(gòu)，澆口形式為直接澆口。模具成形時(shí)所需的注射量相當(dāng)于塑件的體積和流道凝料的體積的總和。現(xiàn)在流道凝料的體積無(wú)法確定，可當(dāng)流道凝料的體積為制件體積的0.4倍進(jìn)行估算。則模具成形制件所需注射量為</p><p>　　為了確保成形塑件的質(zhì)量，所需注射量應(yīng)該大于注射機(jī)的公稱(chēng)注射量的20%且小于注射機(jī)的公稱(chēng)注射量的80

37、%。所以所選的注射機(jī)的公稱(chēng)注射量應(yīng)在210cm2-840cm2的范圍內(nèi)。</p><p>　　3.3.2 所需鎖模力的計(jì)算</p><p>　　模具模具成形制件時(shí)，型腔內(nèi)熔融的塑料的壓力會(huì)迫使模具從分型面的位置漲開(kāi)。為了防止模具在工作時(shí)被張開(kāi)，注射機(jī)必須有相應(yīng)的鎖模力。一般情況下，注射機(jī)鎖模力的80%應(yīng)大于漲型力。</p><p>　　模具的漲型力的大小等于制件投

38、影在分型面的面積和型腔內(nèi)熔體對(duì)模具的平均壓力的積。由已知條件計(jì)算得制件在分型面上的投影面積為5805.86mm2，查閱相關(guān)資料知ABS對(duì)模具的平均壓力約為35Mpa，則的漲型力的大小為5805.86×35≈203KN，則注射機(jī)的鎖模力應(yīng)大于176/0.8=253.75KN</p><p>　　3.3.3 注塑機(jī)型號(hào)的初步確定</p><p>　　查閱相關(guān)手冊(cè)，根據(jù)上述塑件的體積

39、模具成形時(shí)所需的鎖模力初選注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY500,其主要技術(shù)規(guī)格見(jiàn)表3-1</p><p>　　表3-1 XS-ZY500設(shè)備主要技術(shù)規(guī)格</p><p>　　3.4 模架的選用</p><p>　　在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，除了成形制件形狀的型芯和型腔必須特別設(shè)計(jì)外，一般情況下模具的其他零部件均有通用件和標(biāo)準(zhǔn)件可供選用。為了減少模具的加工成本，縮短模具的設(shè)計(jì)時(shí)間

40、，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)盡可能多使用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件。</p><p>　　因?yàn)槟＞咧械男颓缓托托拘枰貏e設(shè)計(jì)，所以選用的模架尺寸應(yīng)與型腔和型芯相匹配。所以在選擇模架之前要先確定定模板和動(dòng)模板的尺寸。</p><p>　　3.4.1 凹模壁厚的計(jì)算</p><p>　　模具在成形制件時(shí)，充滿(mǎn)型腔的熔融的塑料會(huì)對(duì)型腔的內(nèi)壁產(chǎn)生壓力，所以凹模應(yīng)該具有合適的壁厚以適應(yīng)凹模

41、對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求。該凹模為組合式圓形凹模，根據(jù)凹模壁厚的剛度計(jì)算公式可知凹模的壁厚計(jì)算如下：</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p>　　根據(jù)凹模壁厚的強(qiáng)度計(jì)算公式可知凹模的壁厚計(jì)算如下：</p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　式中 P——型

42、腔內(nèi)熔體的壓力（MPa）</p><p>　　E——彈性模量，鋼材的E取為</p><p>　　r——型腔內(nèi)半徑（mm）</p><p>　　μ——泊松比,鋼材的μ取0.25</p><p>　　[δ]——模具材料的許用應(yīng)力，鋼材的[δ]取為160MPa（mm）</p><p>　　δ——型腔內(nèi)半徑的允許增大量（mm）

43、</p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)尺寸并查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的數(shù)值如下:</p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式得：</p><p><b>　　T1=9mm</b></p><p><b>　　T2=14mm</b></p><p>　　根據(jù)所算得的結(jié)果得凹模的厚度必須

44、大于14mm。</p><p>　　3.4.2 凹模底板厚度的計(jì)算</p><p>　　由底板厚度的剛度公式可知底板厚度為：</p><p><b>　　(3—3)</b></p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式中算得t=22mm</p><p>　　由底板厚度的強(qiáng)度公式可知底板厚度為：<

45、;/p><p><b>　　(3—4)</b></p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式得t=8</p><p>　　根據(jù)上面的計(jì)算得模架底板的厚度不能小于22mm</p><p>　　3.4.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇</p><p>　　該模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，型腔由兩個(gè)側(cè)滑塊組成，而標(biāo)準(zhǔn)模架中的

46、動(dòng)模板即相當(dāng)于凹模的底板。其結(jié)構(gòu)示意圖如下。為了讓模具在工作時(shí)更為可靠，同時(shí)也為了避免側(cè)滑塊與模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉，動(dòng)模板應(yīng)至少有一個(gè)方向的尺寸比側(cè)滑塊組合在一起時(shí)的尺寸大。</p><p>　　根據(jù)上述要求選得的模架的各項(xiàng)參數(shù)如下：</p><p>　　表3—2 模架零部件尺寸</p><p>　　圖3—1 模架俯視圖</p><p>

47、　　圖3—2 模架剖面圖</p><p>　　3.5 模具參數(shù)的校核</p><p>　　上面設(shè)計(jì)中選擇好模架后，為了確保模具能正確地配合注塑機(jī)工作，我們有必要在接下來(lái)對(duì)模具的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核。</p><p>　　3.5.1 最大注射量校核</p><p>　　注射機(jī)的注射量是指在一個(gè)工作周期的生產(chǎn)中注射入模具型腔中的塑料體積或質(zhì)

48、量。其中包括成形制件所需要的塑料體積和滯留在澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料體積。通常情況下，注射機(jī)注射量應(yīng)該不能超過(guò)注射機(jī)的理論注射量的80%。校核根據(jù)注入型腔內(nèi)的塑料體積對(duì)最大注射量進(jìn)行校核。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我設(shè)定留在澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料體積為塑件體積的0.4倍。校核過(guò)程如下：</p><p>　　式中 M注——注射機(jī)的理論注射量</p><p><b>　　M塑——注射量</b><

49、/p><p>　　m——單個(gè)塑件所需的注塑量</p><p><b>　　n——為塑件的個(gè)數(shù)</b></p><p><b>　　根據(jù)第二章得</b></p><p>　　M為120+0.4×120mm3≈168cm3。因?yàn)?.8×500cm3=480cm＞168cm3，所以所選的注

50、射機(jī)符合要求。</p><p>　　3.5.2 鎖模力的校核</p><p>　　塑件注塑成形時(shí)，熔融塑料進(jìn)入型腔后會(huì)充滿(mǎn)模具型腔，并且會(huì)對(duì)模具型腔各個(gè)方向施加較大的壓力，其中垂直于模具分型面方向的壓力被稱(chēng)為漲型力。漲型力會(huì)迫使模具從分型面處漲開(kāi)。為了抵消漲型力，注射機(jī)必須具有合適的鎖模力。設(shè)計(jì)中漲型力必須保證在鎖模力的80%之內(nèi)，否則會(huì)因?yàn)殒i模力不夠產(chǎn)生溢料或者強(qiáng)制開(kāi)?，F(xiàn)象。漲型力的計(jì)

51、算公式為：</p><p>　　Fz =APc (3—5)</p><p>　　式中 Fz——漲型力</p><p>　　A——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積的總面積（mm2）</p><p>　　Pc—熔體對(duì)模具型腔的平均壓力（N）</p><p>　　

52、其中不難得到A=5805.86mm2，查閱資料得Pc=35Mpa。代入公式得Fz=5805.86×35N=203205.1N。查資料可知型號(hào)為XZ-ZY-2Z的注射機(jī)的鎖模力是3500KN，因?yàn)?.8×3500KN=2800KN＞203KN。故所上面選擇注射機(jī)的鎖模力符合要求。</p><p>　　3.5.3 注射壓力的校核</p><p>　　所謂注射機(jī)的注射壓力指

53、的是柱塞軸向移動(dòng)時(shí)，其頭部對(duì)熔體施加的壓力。影響注射壓力的因素十分復(fù)雜，有注射機(jī)的類(lèi)型、塑料的品種、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、表面粗糙度、模具溫度、塑件的厚度等。當(dāng)塑料的粘度較大或者塑件形狀較細(xì)薄時(shí)，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)注射壓力應(yīng)取較大值。由于柱塞式注射機(jī)的壓力損失比螺桿式大，所以注射壓力也應(yīng)取大些。注射壓力不足時(shí)可能導(dǎo)致注射成形時(shí)熔融塑料不能充滿(mǎn)模具型腔進(jìn)而影響塑件的精度，甚至讓塑件在成形時(shí)產(chǎn)生缺陷。該設(shè)計(jì)所選的塑料材料是ABS，由相關(guān)資料我們可以知

54、道ABS的流動(dòng)性比較好，在塑件結(jié)構(gòu)合理的情況下，ABS所需的注射壓力為100-140Mpa之間。由第二章得所選注射機(jī)的注射壓力為104Mpa，所以所選的注射機(jī)滿(mǎn)足使用要求。</p><p>　　3.5.4 模具厚度的校核</p><p>　　注射機(jī)上有最小裝模厚度和最大裝模厚度，這個(gè)對(duì)安裝在注射機(jī)上面的模具的厚度產(chǎn)生限制作用。設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該根據(jù)注射機(jī)的最大與最小裝模厚度控制模具的厚度，如

55、果模具厚度超過(guò)了這個(gè)范圍，那么設(shè)計(jì)出來(lái)的模具將無(wú)法正常在注射機(jī)上安裝。查資料可知型號(hào)為XS-ZY500的注射機(jī)最小裝模厚度150mm，最大的裝模厚度300mm。第三章可知模具的實(shí)際厚度H為：</p><p>　　H=H1+C+H2+B+A+H4+90=25+80+30+40+30+30+90=325mm</p><p>　　因?yàn)?00＜225＜450，所以該模具符合注射機(jī)的裝模厚度要求。&

56、lt;/p><p>　　3.5.5 模具的長(zhǎng)度和寬度校核</p><p>　　模具的寬度和長(zhǎng)度校核就是計(jì)算模具的長(zhǎng)度和寬度，保證模具的長(zhǎng)度和寬度小于注射機(jī)的拉桿間距。由第二章得可以知道注射模的拉桿間距為540×440，而模具的長(zhǎng)與寬為300×250，所以模具的長(zhǎng)寬符合要求實(shí)際要求。</p><p>　　3.5.6 開(kāi)模行程的校核</p>

57、;<p>　　注射機(jī)開(kāi)模行程應(yīng)滿(mǎn)足開(kāi)模時(shí)塑件能順利推出的需要，所以設(shè)計(jì)時(shí)所選擇的注射機(jī)最大開(kāi)模行程必須大于開(kāi)模時(shí)塑件被推出距離5到10mm。XS-ZY500型注射機(jī)的合模形式為液壓-機(jī)械式，故該注射機(jī)的其最大開(kāi)模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大沖程決定，與模具厚度無(wú)關(guān)。則該注射機(jī)的開(kāi)模行程可用下式校核:</p><p>　　SH1+H2+(5～10)mm</p><p>　　式中 S—

58、—注射劑的最大開(kāi)模行程（mm）</p><p>　　H1——塑件推出距離(mm)</p><p>　　H2——塑件高度，包含澆注系統(tǒng)中與塑件相連的凝料的高度(mm)</p><p>　　其中H1=40mm，H2=165mm，則H1+H2+（5～10）mm=（210～215）mm。由第二章得S=500mm，故XS-ZY500型注射機(jī)的最大開(kāi)模行程滿(mǎn)足我們?cè)O(shè)計(jì)的需要&l

59、t;/p><p>　　由上面計(jì)算可以得知，該注射機(jī)的鎖模力，理論注射量，開(kāi)模行程，拉桿間距，裝模厚度，注射壓力均滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，所以所選的注射可以順利地配合設(shè)計(jì)的模具工作。</p><p>　　3.6 抽拔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1 抽拔結(jié)構(gòu)的作用</p><p>　　當(dāng)制件的側(cè)壁有測(cè)孔，扣位，或凹凸等結(jié)構(gòu)時(shí)，要想在模具開(kāi)模后順

60、利地取出制件，就必須通過(guò)滑塊，斜頂?shù)冉Y(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，而這些處理影響開(kāi)模方向的制件的結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為抽拔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　抽拔機(jī)構(gòu)的組成類(lèi)型很多，有手動(dòng)的，有用液壓驅(qū)動(dòng)或機(jī)動(dòng)的。結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的是手動(dòng)抽拔機(jī)構(gòu)，但是因?yàn)樾枰~外的勞動(dòng)力，而且生產(chǎn)效率低。不能用于大批量的生產(chǎn)中。機(jī)動(dòng)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，不需人工操作，抽拔力大，靈活方便，生產(chǎn)率高。設(shè)計(jì)時(shí)具體選用那一種組合要視情況而定。</p><p>　　

61、3.6.2 抽拔結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇和各零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）抽拔結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中的制件為塑料水杯，因?yàn)樗膫?cè)壁有把手，如果用普通的凸凹模成形塑件，將導(dǎo)致開(kāi)模后塑件無(wú)法取出，所以這里用對(duì)稱(chēng)分布的兩個(gè)滑塊組成模具的型腔。開(kāi)模時(shí)滑塊在斜導(dǎo)柱的帶動(dòng)下向兩側(cè)滑開(kāi),滑塊的分型面位置設(shè)在水杯把手豎直方向的中線處。本次設(shè)計(jì)的抽拔機(jī)構(gòu)的組成原件包括滑塊，導(dǎo)軌，

62、斜導(dǎo)柱，限位塊和楔緊塊。</p><p><b>　?。?）滑塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，模具的型腔由兩個(gè)滑塊組成，開(kāi)模和合模時(shí)，兩個(gè)滑塊經(jīng)由斜導(dǎo)柱的帶動(dòng)而組合和分開(kāi)，所以滑塊上應(yīng)開(kāi)設(shè)跟斜導(dǎo)柱配合的斜向通孔，而且孔的直徑應(yīng)該比斜導(dǎo)柱的直徑大2到3毫米?；瑝K的底部要開(kāi)設(shè)與導(dǎo)軌配合的導(dǎo)滑槽。設(shè)滑塊的滑動(dòng)方向?yàn)槟＞叩拈L(zhǎng)度方向，為了避免滑塊與模具的導(dǎo)向機(jī)

63、構(gòu)發(fā)生干涉，滑塊的寬度要小于模板的寬度。</p><p>　　（3） 開(kāi)模后滑塊滑動(dòng)距離的確定</p><p>　　基于開(kāi)模后能順利取出塑件的需求，設(shè)計(jì)中開(kāi)模時(shí)滑塊滑動(dòng)距離的基本要求是必須大于所要成形的塑料杯的的把手寬度的1/2。有soliworks設(shè)計(jì)軟件測(cè)得塑件的把手寬度為11mm，所以滑塊的滑動(dòng)距離必須大于5.5mm，為了能更方便地取出塑件，這里設(shè)滑塊的滑動(dòng)距離為30mm。則得滑塊的

64、結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖。</p><p>　　圖7—1 滑塊的二維圖</p><p><b>　?。?）斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　斜導(dǎo)柱直徑取為20mm，裝模后斜導(dǎo)柱與豎直面成20°角，根據(jù)滑塊的滑動(dòng)距離可算得斜導(dǎo)柱的與滑塊配合部分的長(zhǎng)度88mm。設(shè)計(jì)時(shí)常將導(dǎo)柱頭加工成錐面或球面，是為了保證模具合模時(shí)斜導(dǎo)柱能正確進(jìn)入滑塊導(dǎo)

65、柱孔。斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖：</p><p>　　圖3—3 斜導(dǎo)二維圖</p><p><b>　?。?）楔緊塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　楔緊塊的楔緊斜面應(yīng)該比滑塊的斜面角度大1°，楔緊塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖：</p><p>　　圖3—4 楔緊塊結(jié)構(gòu)圖</p><p>&

66、lt;b>　　（6）限位塊的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　限位塊的結(jié)構(gòu)與尺寸如下圖：</p><p>　　圖3—5 限位塊的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　3.7 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.7.1 分型面的選擇</p><p>　　分型面是指模具的定模與動(dòng)模在閉合時(shí)接

67、粗到的部分，在選擇分型面應(yīng)尊循以下原則：</p><p>　　（1）模具設(shè)計(jì)在選擇分型面時(shí)，要充分考慮選擇的分型面是否有利于制件滿(mǎn)足其精度的要求</p><p>　　（1）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的質(zhì)量。</p><p>　?。?）分型面應(yīng)盡量選在塑件的最大輪廓處，這是為了能讓塑件能順利地從型腔中取出。</p><p>　　（3）分型面的

68、選擇應(yīng)便于模具的加工。</p><p>　?。?）為了減小模具所需的鎖模力，分型面的選擇應(yīng)讓塑件投影在分型面上的面積盡可能地小。</p><p>　?。?）分型面的選擇要有利于排氣。</p><p>　　該塑件采用的澆口形式為直接澆口，為了方便流道凝料的取出，模具設(shè)計(jì)采用的是單分型面，分型面的位置設(shè)在塑料杯口處。開(kāi)模后，制件被留在動(dòng)模一側(cè)，單分型面的特點(diǎn)是可以讓模具

69、的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，分型更加的簡(jiǎn)便和可靠。</p><p>　　3.7.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　本套模具的澆口采用直接澆口，所以設(shè)計(jì)模具的澆注系統(tǒng)其實(shí)就是設(shè)計(jì)模具的主流道</p><p>　　主流道一般位于模具模具的中心，為了方便流道凝料的取出，其形狀一般為錐形，錐角范圍為2°～6°。注塑成形時(shí)，錐形小直徑端口直接與注射機(jī)的噴嘴口相

70、接，所以在注塑成形時(shí)，主流道為熔融塑料最先流入的通道。要讓熔體能夠順利地從注射機(jī)的噴嘴口流入澆注系統(tǒng)中，噴嘴口直徑應(yīng)比主流道的小端直徑應(yīng)小1mm。主流道小端口的前面一般設(shè)計(jì)成半球型的凹坑來(lái)配合注射機(jī)的噴嘴球，所以注射機(jī)噴嘴球的半徑要比凹坑的半徑小1mm。為了減少熔融塑料流經(jīng)主流道大端口時(shí)的主力，大端口處應(yīng)采用圓角處理。為了減少壓力損失、節(jié)省塑料原料，主流道的長(zhǎng)度在不影響的情況下應(yīng)設(shè)計(jì)得比較短。</p><p>　

71、　通常情況下主流道比較容易損壞，在工作時(shí)主流道要與高溫的熔體接觸并且與注射機(jī)的噴嘴反復(fù)碰撞，因此為了方便主流道的維修與更新，主流道經(jīng)常設(shè)計(jì)成獨(dú)立的襯套。主流道襯套經(jīng)常利用與定位圈的配合定位，定位圈的外徑的公稱(chēng)尺寸與注塑機(jī)的定位圈直徑相同。</p><p>　　綜上所述，定位圈與主流道襯套的結(jié)構(gòu)和尺寸如下圖：</p><p>　　圖3—6 定位圈與主流道襯套的結(jié)構(gòu)圖</p>

72、<p>　　3.8 成形零件工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　通常情況下，模具的型芯與型腔的尺寸計(jì)算主要基于塑料的公差帶或平均收縮率。因?yàn)樾托竞桶寄５墓顜Р灰状_定，所以一般情況下計(jì)算型芯和凹模的尺寸都基于平均收縮率。設(shè)S1為塑料的最大收縮率，S2為塑料的最小收縮率，則有S=（S1+S2）/2</p><p>　　3.8.1 凹模徑向尺寸和深度的計(jì)算</p>

73、<p>　　(1) 凹模徑向尺寸的計(jì)算</p><p>　　計(jì)算凹模徑向尺寸的公式如下：</p><p><b>　　(3—6)</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　LM——型腔的徑向尺寸（mm）</p><p>　　S——塑料的

74、平均收縮率</p><p>　　Δ——塑件的尺寸公差（mm）</p><p>　　Ls——制品的名義尺寸（mm）</p><p>　　查閱相關(guān)資料得凹模長(zhǎng)度方向各參數(shù)的值如下表</p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式得凹模長(zhǎng)度方向的徑向尺寸為：</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><

75、p>　　(2) 凹模深度的計(jì)算</p><p>　　凹模深度尺寸的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　(3—7)</b></p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　式中 Hs——制品深度的名義尺寸，其公差為負(fù)偏差</p><p>　　S——為塑件的平均收縮率&

76、lt;/p><p>　　Δ——是塑件的尺寸公差（mm） 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　δz——凹模深度的公差</p><p>　　查閱相關(guān)手冊(cè)得ABS的收縮率為0.4%～0.7%，則 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　由工件的零件圖得Hs =90mm，查閱相關(guān)手冊(cè)的Δ=1.8mm，一般取 </p><p&g

77、t;　　把各參數(shù)的值代入公式中得：</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。 </p><p>　　3.8.2 型芯徑向尺寸和型芯高度的計(jì)算</p><p>　　(1) 型芯徑向尺寸的計(jì)算</p><p>　　設(shè)型芯徑向尺寸LM的計(jì)算公式如下：</p><p>　　錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><

78、p>　　式中 LM——型芯徑向名義尺寸</p><p>　　LS——制件內(nèi)表面的徑向名義尺寸</p><p>　　S——塑料的平均收縮率，</p><p><b>　　各參數(shù)的值如下表：</b></p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式中的型芯長(zhǎng)度方向的徑向尺寸為：</p><p>　　錯(cuò)

79、誤!未找到引用源。</p><p>　　(2)型芯高度尺寸的計(jì)算</p><p>　　型芯高度尺寸的計(jì)算公式為:</p><p>　　(3—9) 錯(cuò)誤!未找到引用源。</p><p>　　查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的值如下：</p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式得:</p><p>　　3.9

80、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在注塑成型的每一次周期循環(huán)中，制件必須從注塑模型腔中安全無(wú)損取出，最理想的情況是開(kāi)模后制件由于自身重力的作用自動(dòng)脫落，但是實(shí)際上由于熔融的塑料在模內(nèi)冷卻固化時(shí)都會(huì)產(chǎn)生體積收縮，這就導(dǎo)致固化后的塑件會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)塑件想從模具推出就必須克服由包緊力產(chǎn)生的摩擦阻力。設(shè)計(jì)中開(kāi)模后必須要有特定的機(jī)構(gòu)讓塑件和澆注系統(tǒng)安全無(wú)損地推出，在注射模中這種機(jī)構(gòu)叫做脫模機(jī)構(gòu)，在脫模的過(guò)程中，塑

81、件不能出現(xiàn)變形，變壞、粘模、頂白等現(xiàn)象，這就是脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的重要性。為此設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)該遵循下列原則：</p><p>　?。?）保證塑件不變形或者不損壞</p><p>　?。?）脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活準(zhǔn)確，有足夠的剛度和強(qiáng)度推出塑件</p><p>　　（3）脫模后應(yīng)盡量讓塑件留在定模一側(cè)，以便簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)</p><p>　　（4）應(yīng)有相

82、關(guān)的復(fù)位機(jī)構(gòu)讓脫模機(jī)構(gòu)在合模時(shí)回復(fù)到脫模前的位置。</p><p>　　3.9.1 脫模機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇</p><p>　　由于制件結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)的差異，脫模結(jié)構(gòu)的形式也有很多種，各有各的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)該充分考慮制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能要求，選擇正確的脫模形式?？紤]到水杯塑件的實(shí)際需求，本設(shè)計(jì)采用的脫模機(jī)構(gòu)是頂桿頂出機(jī)構(gòu)。頂桿式頂出機(jī)構(gòu)是脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中最常見(jiàn)的簡(jiǎn)單脫模結(jié)構(gòu)，頂桿式脫模

83、機(jī)構(gòu)制造容易、更換方便，而且頂出效果好，能夠有效滿(mǎn)足實(shí)際需求和經(jīng)濟(jì)效益。但是頂桿式頂出機(jī)構(gòu)也有缺點(diǎn)，比如頂桿式頂出機(jī)構(gòu)與制件的接觸的面積一般比較小，容易因?yàn)閼?yīng)力過(guò)于集中而使制件變形甚至損壞，因此頂桿式頂出機(jī)構(gòu)不能用于頂出阻力大的制件。</p><p>　　頂桿頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：</p><p>　?。?）頂桿的位置盡量避免影響塑件的表面質(zhì)量，同時(shí)盡量把頂桿位置設(shè)在制件的邊緣，拐角，側(cè)壁等

84、脫模阻力較大的部位。</p><p>　?。?）頂桿要盡量避免設(shè)置在非平面的位置上。</p><p>　?。?）為了滿(mǎn)足推桿的強(qiáng)度要求，推桿的直徑不能太細(xì)，但也不能太粗。</p><p>　　（4）頂出面為斜面時(shí)，頂針固定端要磨定位基準(zhǔn)面。</p><p>　?。?）布置頂針時(shí)，要避免頂桿與冷卻管道干涉。</p><p&g

85、t;　?。?）頂桿的設(shè)置要有利于型腔氣體的排放。</p><p>　?。?）在滿(mǎn)足頂出時(shí)剛度和強(qiáng)度的要求，頂桿長(zhǎng)度宜短不宜長(zhǎng)。</p><p>　　3.9.2 脫模力的計(jì)算</p><p>　　脫模力就是成型塑件為了完整無(wú)損從型腔脫離所需要克服的摩擦阻力，脫模力主要是由型芯與塑件之間的摩擦力，大氣壓力，粘附力等組成的脫模阻力，推出機(jī)構(gòu)與模具間的摩擦力組成。一般來(lái)說(shuō)

86、后面兩項(xiàng)是通過(guò)添加修正系數(shù)來(lái)修正脫模力的，所以脫模阻力的大小主要有上述中的前兩項(xiàng)決定。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中的塑件為薄壁制品（t/d≤0.05），而且塑件斷面為矩環(huán)型斷面。則脫模力可用以下公式粗略估算。</p><p><b>　　（3—10）</b></p><p>　　式中 S——塑料的平均成形收縮率（%）</p>

87、<p>　　E——塑料的彈性模量（MPa）</p><p>　　L——塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度（mm）</p><p>　　α——模具型芯的脫模斜度（°）</p><p><b>　　μ——塑料的泊松比</b></p><p>　　A——盲孔制品型芯在脫模方向上的投影面積（mm2）</p>

88、<p>　　δ2——矩環(huán)形的平均壁厚（mm）</p><p>　　K2——無(wú)因次系數(shù)，K2=1+fsinαcosα</p><p>　　f——制品與型芯間的靜摩擦系數(shù)</p><p>　　查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的值如下表：</p><p><b>　　表3—3 參數(shù)表</b></p><p

89、>　　把各參數(shù)的值代入公式中得:</p><p><b>　　F≈0.997KN</b></p><p>　　3.9.3 推出零件尺寸的確定</p><p>　　在頂針脫模結(jié)構(gòu)脫模時(shí)主要是頂針受力，所以在設(shè)計(jì)頂針脫模機(jī)構(gòu)時(shí)，最關(guān)鍵的是頂針直徑的確定。根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式得頂針直徑的公式為：</p><p><b

90、>　　(3—11)</b></p><p>　　式中 d——推桿的最小直徑（mm）</p><p>　　E——鋼材的彈性模量（Mpa）</p><p><b>　　n——推桿數(shù)目</b></p><p><b>　　F——脫模力（N）</b></p><p&g

91、t;　　L——推桿的長(zhǎng)度（mm）</p><p><b>　　K——安全系數(shù)</b></p><p>　　查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的值如下表:</p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式得：</p><p><b>　　d=3mm</b></p><p>　　以上算得的是推桿的最小

92、直徑，因?yàn)橥茥U屬于標(biāo)準(zhǔn)件，所以選用標(biāo)準(zhǔn)推桿尺寸如下：</p><p><b>　　圖3—7 推桿圖</b></p><p>　　為了保證推桿能安全可靠地工作，決定好推桿的尺寸后還應(yīng)對(duì)推桿的強(qiáng)度進(jìn)行校核。推桿選用45鋼加工制成，45鋼的許用應(yīng)力為160Mpa。而推桿所受應(yīng)力的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　(3—12)&l

93、t;/b></p><p>　　因?yàn)?2.7MPa＜160Mpa，所以推桿直徑符合使用要求。</p><p>　　第4章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在模具注塑成型過(guò)程中，模具的溫度的調(diào)節(jié)是非常重要的，因?yàn)樗鼤?huì)直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量。如果注塑成形時(shí)模具的溫度過(guò)低可能會(huì)導(dǎo)致熔融塑料的流動(dòng)性下降從而影響塑料的的成形性能，最終引起塑件輪廓模糊，表面銀絲，表面

94、面暗淡無(wú)光，缺陷多，強(qiáng)度低等問(wèn)題。而如果模具溫過(guò)高，則會(huì)由于塑料成形收縮率增大，塑件在脫模后變形大而且容易產(chǎn)生粘膜和溢料現(xiàn)象。綜上所述，在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)合理的冷卻系統(tǒng)以保證注塑成形時(shí)模溫能達(dá)到模具對(duì)模溫的要求。</p><p>　　4.1 冷卻時(shí)間的計(jì)算</p><p>　　注塑成形時(shí)的冷卻時(shí)間為型腔被塑料充滿(mǎn)到開(kāi)模取出制件的這一段時(shí)間。我們可以根據(jù)以下的三個(gè)準(zhǔn)則判斷制件

95、是否已經(jīng)符合開(kāi)模條件：</p><p>　?。?）制品截面內(nèi)的溫度已被冷卻到制品所規(guī)定的出模溫度。</p><p>　?。?）塑件最大壁厚部分的溫度小于該塑件的熱變形溫度。</p><p>　?。?）對(duì)于結(jié)晶型材料，最大壁厚的中心層溫度達(dá)到固溶點(diǎn)，或者結(jié)晶度達(dá)到某一百分比。</p><p>　　具體根據(jù)那一條準(zhǔn)則計(jì)算冷卻時(shí)間要視情況而定，這里

96、以第一條準(zhǔn)則為準(zhǔn)，擇地冷卻時(shí)間的計(jì)算公式為：</p><p>　　t= 錯(cuò)誤!未找到引用源。ln【 錯(cuò)誤!未找到引用源。（ 錯(cuò)誤!未找到引用源。）】 (4—1)</p><p>　　式中 S——是制品的壁厚（mm），這里的S指的是所要成形的塑料水杯的最大壁厚</p><p>　　θm——模具溫度（°）</p>&l

97、t;p>　　a1——塑料的擴(kuò)散率（mm2/S）</p><p>　　θ2——截面內(nèi)平均溫度（°）</p><p>　　θe——塑料的注射溫度（°）。</p><p>　　查閱相關(guān)的手冊(cè)確定各參數(shù)的值，得參數(shù)表如下：</p><p><b>　　表4—1 參數(shù)表</b></p>&

98、lt;p>　　把各參數(shù)的值代入公式中得：</p><p><b>　　t≈152s</b></p><p>　　設(shè)注塑成形時(shí)注射機(jī)的注射熔融塑料耗時(shí)3s，人工取出制件要5s，則制件的成形周期為T(mén)=3s+152s+5s=160s。</p><p>　　4.2 冷卻介質(zhì)體積流量的計(jì)算</p><p>　　冷卻介質(zhì)流量

99、的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　(4—2)</b></p><p>　　查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的值如下表：</p><p>　　把各參數(shù)的值代入公式得qv=0.0006m2/min</p><p>　　在注射模中，冷卻系統(tǒng)主要是通過(guò)冷卻水在冷卻管道中的循環(huán)流動(dòng)將塑料熔體的熱量帶出模具。而冷卻介質(zhì)冷卻效果的好壞

100、，冷卻介質(zhì)在冷卻管道中的流動(dòng)狀態(tài)是層流還是湍流是關(guān)鍵，距資料表明湍流狀態(tài)下的冷卻介質(zhì)比層流狀態(tài)下的冷卻效果高十幾倍。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)冷卻管道的直徑時(shí)，應(yīng)保證冷卻介質(zhì)是以湍流狀態(tài)在冷卻管道中循環(huán)流動(dòng)。算出qv值后即可根據(jù)穩(wěn)定湍流速度和流量的關(guān)系查閱相關(guān)手冊(cè)確定冷卻管道的直徑。因?yàn)檫@里算得的qv值比較小，據(jù)此獲得的冷卻管道直徑太小不利于加工，所以這里把體積流量設(shè)為0.005m3/min,則得冷卻管道的直徑為8mm。</p>&l

101、t;p>　　4.3 冷卻管道傳熱面積的計(jì)算</p><p>　　冷卻管道的傳熱面積A（m2）的公式如下：</p><p><b>　　(4—3)</b></p><p><b>　　(4—4)</b></p><p><b>　　(4—5)</b></p>

102、<p>　　m可按下式初略計(jì)算：</p><p>　　式中M為塑件與流道凝料的總質(zhì)量，單位為kg，T為模具一個(gè)成形周期所需要的時(shí)間。</p><p>　　查閱相關(guān)資料，確定各參數(shù)的值，最后算得A=8.5×10-4m3</p><p>　　由上面計(jì)算知道冷卻介質(zhì)流量qv與冷卻管道的傳熱面積A的計(jì)算值都比較小，所以可以選擇空冷</p>

103、<p>　　第5章 其他零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 排氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　因?yàn)樵撃＞邔儆谛⌒湍＞撸岳庙斸樑c配合孔間的間隙和分型面間隙排氣即可。</p><p>　　5.2 模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，為了保證合模時(shí)凸凹模能正確地組合在一起，必須設(shè)計(jì)一個(gè)合適的導(dǎo)向機(jī)

104、構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在動(dòng)模合模時(shí)起正確定位和導(dǎo)向的作用，同時(shí)它還能夠承受側(cè)向壓力，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分為錐面和導(dǎo)柱兩種導(dǎo)向形式，這里用導(dǎo)柱導(dǎo)套主要是保證模具能準(zhǔn)確合模。</p><p>　　設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則</p><p>　?。?）導(dǎo)柱盡量均勻地分布在模具的四周。</p><p>　　（1）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度最好比型芯端面的高度高幾毫米，這樣可以避免合模時(shí)型芯撞到凹模而導(dǎo)致型

105、芯損壞。</p><p>　?。?）為了保證導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱頭應(yīng)設(shè)為錐形或球形。</p><p>　?。?）導(dǎo)套和導(dǎo)柱通常都要進(jìn)行淬火等熱工藝處理，以確保導(dǎo)柱和導(dǎo)套都要有足夠的耐磨度和強(qiáng)度</p><p>　?。?）導(dǎo)柱直徑的選擇應(yīng)以模具尺寸為根據(jù)。</p><p>　　導(dǎo)柱與導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與尺寸如下圖：</p><p&

106、gt;　　圖5—1 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖5—2 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　5.3 復(fù)位桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)與尺寸如下圖。</p><p>　　圖5—3 復(fù)位桿的結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>

107、;　　做完了畢業(yè)設(shè)計(jì)有種如釋重負(fù)的感覺(jué)，幾個(gè)月的努力奮斗也有了結(jié)果，看著手上的畢業(yè)設(shè)計(jì)，心里有很多感慨，大學(xué)四年的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)檢查就是今天做成的這份畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)學(xué)習(xí)有了更深刻的體會(huì)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是每個(gè)大學(xué)生畢業(yè)時(shí)必需要提交的一份學(xué)習(xí)答卷，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可以檢測(cè)我們四年的學(xué)習(xí)成果，畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們可以綜合應(yīng)用我們以前在課堂上學(xué)習(xí)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，充分發(fā)揮自己的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力去解決設(shè)計(jì)中的難題

108、，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的設(shè)計(jì)題目時(shí)《水杯注塑模具設(shè)計(jì)》，剛開(kāi)始接到老師給的題目時(shí)，因?yàn)樵诖髮W(xué)期間對(duì)模具的學(xué)習(xí)還是比較少，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)流程也不是很熟悉，鑒于自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，我去了學(xué)校的圖書(shū)館借了幾本模具設(shè)計(jì)相關(guān)的書(shū)本回來(lái)學(xué)習(xí)，就這樣開(kāi)始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。整個(gè)過(guò)程從不知道從何做起到做完畢業(yè)設(shè)計(jì)，其中很多次我都算錯(cuò)了，覺(jué)得很難做出一份完整的模具設(shè)計(jì)，但是回過(guò)頭來(lái)現(xiàn)在我做完設(shè)計(jì)了，我覺(jué)得在這個(gè)過(guò)程中我學(xué)習(xí)到的不僅是專(zhuān)業(yè)上的知識(shí)，更重要的是學(xué)習(xí)到如何去解決

109、一個(gè)問(wèn)題，如何去獲取我們所需要的知識(shí)，如何耐心去研究一樣?xùn)|西。當(dāng)然通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也意識(shí)到知識(shí)的缺乏，以前總覺(jué)得自己學(xué)習(xí)的知識(shí)很多，但是真正做設(shè)計(jì)時(shí)才發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)到的很多知識(shí)都是表面的，而且很多知識(shí)是理論上的知識(shí)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中不能完全適應(yīng)。所以在這次設(shè)計(jì)中我也深刻意識(shí)到理論與實(shí)際的區(qū)別，作為一名本科生，我們應(yīng)該多去實(shí)踐我們學(xué)習(xí)到的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在實(shí)踐中掌握和檢</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

110、;/b></p><p>　　[1]朱光力.塑料模具CAD/CAM實(shí)訓(xùn)實(shí)例教程（第二版）高等教育出版社.2013</p><p>　　[2]屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（第二版）高等教育出版社.2005</p><p>　　[3]華中科技大學(xué) 李建軍 模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及模具CAD.機(jī)械工業(yè)出版社.2011</p><p>　　[4]鄭阿奇

111、.AutoCAD實(shí)用教程（第三版）.電子工業(yè)出版社.2007</p><p>　　[5]楊善義.張勇軍.模具制造工藝學(xué).清華大學(xué)出版社.2004</p><p>　　[6]張?jiān)黾t.塑料注射成型.化學(xué)工業(yè)出版社.2005.</p><p>　　[7]閻亞林.塑料模具圖冊(cè).高等教育出版社 2009.</p><p>　　[8]張榮清.模具設(shè)計(jì)與制

112、造（第二版）.化學(xué)工業(yè)出版社,2010.</p><p>　　[9]李海梅.注塑成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社,2002. </p><p>　　[10]李學(xué)鋒.注射模具設(shè)計(jì)與制造.高等教育出版社,2010.</p><p>　　[11侯維芝.模具制造工藝與裝備高等教育出版社,2010.</p><p>　　[12]申開(kāi)智.塑料模具設(shè)