油缸油窗端蓋注塑模具設(shè)計

1、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書油缸油窗端蓋注塑模具設(shè)計摘 要塑料注塑模是一種用來生產(chǎn)塑料零件的模具。它被安裝在塑料注塑機(jī)上，由塑料注塑機(jī)將塑料顆粒融化成熱熔體，經(jīng)過合模、高壓注塑、高壓冷卻定型、開模、推出制件等工序，獲得所需的塑料制品。 近10年來，由于塑料具有的良好特性，使得塑料制品獲得愈來愈廣泛的應(yīng)用，塑料模已成為廣泛使用的一類模具。據(jù)統(tǒng)計，塑料制品總重量大約35是用于注射成型，80以上的工程塑料制品都要采用注射成型方式生產(chǎn)。本設(shè)計對油缸油窗端蓋注塑模具設(shè)計，利用Pro/E軟件對塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，對塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了設(shè)計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進(jìn)行了詳

2、細(xì)的計算和校核。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)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。 本課題通過對油缸油窗端蓋注塑模具設(shè)計，鞏固和深化了所學(xué)知識，取得了比較滿意的效果，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計意圖。關(guān)鍵詞：塑料模具，注射成型，模具設(shè)計The fuel tank of the oil window end cap injection mold designABSTRACTPlastic injection mold is used to produce plastic parts of a mold. It was installed in the plas

3、tic injection molding machine, plastic injection molding machine by the plastic particles melt into a hot body, after mold, high pressure injection molding, high-pressure cooling shape, the mold, parts such as the introduction of processes to obtain the necessary plastics. The past 10 years, as a re

4、sult of the good characteristics of plastic with which to obtain more and more plastic products widely used, plastic has become a widely used tool for a class. According to statistics, the total weight of plastic about 35% for the injection molding, engineering plastics more than 80% of all products

5、 produced using injection molding. The design of the fuel tank of the oil window end cap for the injection mold base design, the use of Pro / E software for the plastic parts for the solid modeling, the structure of the plastic parts of the process analysis. A clear idea of the design to determine t

6、he injection molding process and the specific part of a detailed calculation and checking. The structure of such a design work to ensure that the use of a reliable tool to ensure the co-ordination with other parts. Finally, a set of autoCAD drawing die assembly drawing and parts drawing. The fuel ta

7、nk of the oil window end cap through the issue of the injection mold base design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.KEY WORDS: Plastic mold，Injection molding，Mold design7目錄前言11 制件成型及工藝性分析31.1 制件分析31.2 制件原料的工藝性能31.2.1 制件材料的選擇

8、31.2.2主要用途和成形特點(diǎn)41.3 脫模斜度的確定41.4 塑件的尺寸及精度52 初選注射機(jī)62.1 計算塑件體積62.2 選擇注塑機(jī)62.3 確定型腔數(shù)目83 擬定模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計93.1 型腔數(shù)目的確定及排列方式93.2 分型面位置的確定93.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計103.3.1澆口的確定103.3.2 主流道的設(shè)計113.3.3 分流道的設(shè)計123.3.4 主流道冷料穴的設(shè)計133.4澆口設(shè)計143.4.1 澆口的類型及位置的確定143.4.2 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計算143.4.3 澆注系統(tǒng)的平衡153.4.4 澆注系統(tǒng)凝料體積計算153.4.5 流過澆注系統(tǒng)各截面熔體的體積計算163.4

9、.6 普通澆注系統(tǒng)截面尺寸的計算與校核163.5成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計183.5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計183.5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計183.6 模具成型零部件尺寸計算193.5.1 計算成型零部件尺寸要考慮的因素193.5.2 制件尺寸的公差轉(zhuǎn)換203.5.3成型零部件尺寸計算213.7 模架的選用243.7.1 模架型號的確定243.7.2 模架具體尺寸的確定253.8 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計263.8.1 支承板的設(shè)計263.8.2 墊塊的設(shè)計273.8.3 定模座板和動模座板的設(shè)計273.8.4 導(dǎo)柱的設(shè)計273.8.5 導(dǎo)套的設(shè)計283.8.6 設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)套需要注意的事項293.9推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計

10、293.9.1 推桿的設(shè)計304 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計334.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類334.2斜銷側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)344.3抽拔力的計算344.5斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)受力分析及斜導(dǎo)柱直徑計算375 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計395.1溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響395.2對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求395.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計395.4 冷卻水孔直徑的確定446 注射機(jī)的相關(guān)校核456.1 注射機(jī)額定注射量的校核456.2注射壓力的校核456.3鎖模力的校核456.4模具安裝尺寸的校核466.4.1噴嘴尺寸校核466.4.2模具厚度校核466.5 開模行程的校核47結(jié)論48致謝49參考文獻(xiàn)50附錄51前言 塑料

11、模具的設(shè)計是模具制造中的關(guān)鍵工作。通過合理設(shè)計制造出來的模具不僅能順利的成型高質(zhì)量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價值的目的。近幾年來塑料成型工藝迅速發(fā)展，塑料模具種類不斷增加。結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，在該套模具的設(shè)計中采用的是一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。該套模具的澆口采用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱標(biāo)準(zhǔn)澆口，這種澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體內(nèi)側(cè)或外側(cè)注入型腔，其截面形狀多為矩形，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修正方便，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。

12、其澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，且不留明顯痕跡。因此塑件的表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。該套模具的工作原理是當(dāng)注射結(jié)束時，模具在開模力的作用下從分型面分型，當(dāng)動模向后移動一定距離后推出機(jī)構(gòu)開始工作，推桿推動推件板把塑件從型芯上推下,完成整個開模過程。在缸油窗端蓋模具設(shè)計過程中，主要應(yīng)用Pro/E進(jìn)行了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括分形面、澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計。AutoCAD是最常用的工程制圖軟件。由Pro/E產(chǎn)生的工程圖紙不規(guī)范，所以后期需要導(dǎo)入AutoCAD2021 進(jìn)行完善。塑料模具CAD技術(shù)是一種全新的設(shè)計技術(shù)，有助于提高產(chǎn)品及模具設(shè)計

13、的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最佳性能。塑料模具CAD的工作主要在于理解注塑過程模擬的分析結(jié)果，判讀數(shù)據(jù)并做出合適的變更設(shè)計抉擇，熟悉CAD技術(shù)并有效地應(yīng)用于模具設(shè)計也有賴于設(shè)計人員的素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)。塑料模具CAD的難點(diǎn)在于建立豐富的材料性能數(shù)據(jù)庫，以及模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化。本次畢業(yè)設(shè)計設(shè)計的缸油窗端蓋注塑模主要從塑料的性能、產(chǎn)品的使用性能和要求出發(fā)，分為幾個方面的設(shè)計，重點(diǎn)闡述了材料性能、模具結(jié)構(gòu)分析及工作原理以及成型分析、理論計算幾個方面。此油缸油窗端蓋結(jié)構(gòu)比較簡單，精度要求低，運(yùn)用常用的推桿、頂桿、通過充模、保壓、開模至推出塑件。具體過程，詳見以后說明書內(nèi)容分析和計算。本說明書為機(jī)械塑料注射模具設(shè)計說明書，

14、是根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計上的設(shè)計過程及相關(guān)工藝編寫的。編寫本說明書時，力求符合設(shè)計步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計方法，以及各種參數(shù)的具體計算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計。由于本人設(shè)計水平有限，在設(shè)計過程中難免有錯誤之處，敬請各位老師批評指正。 1 制件成型及工藝性分析1.1 制件分析名稱：油窗端蓋 材料：PS；精度：一般，零件直觀圖如圖1-1所示：圖1-1 制件立體圖生產(chǎn)批量：中批生產(chǎn)； 粗超度要求：Ra=0.6um；用途：利用PS透明度高的特點(diǎn)，制造儀器端蓋，一方面防塵，阻擋異物進(jìn)入儀器；另一方面可從頂部區(qū)域，觀察儀器內(nèi)部油面，以便隨時掌握油量，及時添加。側(cè)壁上長條形孔洞

15、，用于扣緊端蓋，保證端蓋與儀器牢固結(jié)合。表面質(zhì)量要求：要求頂面必須光滑平整，無澆口痕跡及頂出痕跡；四壁光滑，無明顯痕跡。1.2 制件原料的工藝性能 1.2.1 制件材料的選擇PS（聚苯乙烯）是無色透明并有金屬光澤的非結(jié)晶型線性結(jié)構(gòu)的高聚物，落地式發(fā)出類似金屬的聲音，密度為1.054g/cm3。聚苯乙烯的透明度好，透光率高，在塑料中期光學(xué)性能僅次于有機(jī)玻璃。聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能，尤其是高頻絕緣性能，并具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性。聚苯乙烯能耐除硝酸以外的酸及堿、醇、油、水等，但對與氧化劑、苯、四氯化碳、酮類、酯類等的抵抗力較差。聚苯乙烯的著色性能優(yōu)良，能染成各種鮮艷的顏色。但其耐熱性低，熱變形溫度一般

16、在70-90，所以只能用在不高的溫度下。聚苯乙烯質(zhì)地硬而脆，有較高的熱膨脹系數(shù)，塑件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力易開裂，因此限制了它在工程上的應(yīng)用。近幾十年來，由于有了改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯為基體的共聚物，從而擴(kuò)大了它的用途。1.2.2主要用途和成形特點(diǎn) 選材的用途：聚苯乙烯是僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大塑料品種。在工業(yè)上可用作制作儀表外殼、燈罩、化學(xué)儀器零件、透明模型等。在電器方面用于制作良好的絕緣材料，如電視機(jī)的結(jié)構(gòu)零件、接線盒和電池盒等。在日用品方面則廣泛用于制作包裝材料、各種容器和玩具等。成型特點(diǎn)：聚苯乙烯成型性能優(yōu)良，吸水性小，可不進(jìn)行干燥處理。由于熱膨脹系數(shù)較高，故而塑件中不宜含有嵌件，否則會

17、因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大而導(dǎo)致開裂。宜采用高料溫，高模具溫度，低注射壓力成型并延長注射時間，以防止縮孔和變形，降低內(nèi)應(yīng)力。由于聚苯乙烯流動性很好，故而在模具設(shè)計中大多采用點(diǎn)澆口進(jìn)料。聚苯乙烯可采用注射，擠出，真空等多種方法成型。 1.3 脫模斜度的確定由于塑件成型冷卻過程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸?；蛐托旧?，為了便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)、外表面都應(yīng)具有合理的斜度。以下是 PS的脫模斜度推薦值：型腔：35-1°30型芯：30-40對于本制件而言，型腔取1°脫模斜度，型芯取30脫模斜度。1.4 塑件的尺寸及精度該制件為簡單的殼類

18、零件，側(cè)面有一成型孔。表面粗糙度為0.6.屬于一般的粗糙度要求。由于上表面要求不能出現(xiàn)任何形式的不光整現(xiàn)象，側(cè)面也要求盡量平整，故而最初大致確定，制件注塑成型時，從底部耳邊處進(jìn)料，即澆口開在耳邊，同時剛好開在最大分型面處。制件的詳細(xì)尺寸見零件圖，如下圖1-2所示：圖1-2 制品零件圖制件各個尺寸的相關(guān)要求如下：制件內(nèi)輪廓徑向尺寸44和側(cè)壁成型孔尺寸18、4為MT3，其余尺寸，為一般精度MT5。2 初選注射機(jī)2.1 計算塑件體積考慮到制件形狀簡單，體積較小，批量不大，故而初定模具生產(chǎn)為一模兩腔。一次開模，耗費(fèi)塑料的總體積，可以分兩部分：制件部分的體積V1和料把的體積V2。V1<55

19、5;5×3×4+50×50 ×40-44×44×40+44×44×3 =31668mm3在依據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)料把體積為制件體積的百分之二十，故而可以得到，V2= V1×20%=31668×20%=6333.6。因此，一模內(nèi)塑料總體積大概為：V=2V1+V2=69669.6mm3 再換算為立方厘米，即為70cm3最大投影面積，即為開模方向上的制件最大外向輪廓出的面積，依據(jù)制件的形狀，很易計算得出，最大投影面積即為：S=2×60×60=72 cm3 2.2 選擇注塑機(jī)由塑料成型工藝與模具

20、設(shè)計表3.1常用塑料的注射工藝參數(shù)中可以看到材料為PS的塑料適用的各項工作參數(shù)如下：注射機(jī)類型：螺桿式柱塞式皆可，鑒于螺桿式應(yīng)用較為廣泛，故在此選用螺桿式注塑機(jī)；螺桿轉(zhuǎn)速/（r.min-1）：29-103范圍內(nèi)皆可；噴嘴形式：球頭式;噴嘴溫度/°C：170190;模具溫度/°C：4080；注射壓力/MPa：70120；保壓壓力/MPa：5060；注射時間/s：05；保壓時間/s：2060；冷卻時間/s：1550；成型周期/s：40120；由以上條件初步選XS-Z-125的注射壓力機(jī)，由表4.2常用國產(chǎn)注射機(jī)的規(guī)格和性能可知該壓力機(jī)的各項參數(shù)如下：額定注射量/cm3：125

21、cm3螺桿（柱塞）直徑/mm：42注射壓力/MPa：120注射行程/mm：115注射方式：螺桿式注射時間：1.5S鎖模力/KN：900最大成型面積/cm2：320最大開合模行程/mm：260模具最大厚度/mm：300模具最小厚度/mm：200噴嘴圓弧半徑/mm：SR12頂出形式：兩側(cè)頂出動定模固定板尺寸/mm：428×458拉桿空間/mm：290×260合模方式：液壓-機(jī)械液壓泵：流量/（ L/min）170 、12 壓力/MPa：6.5電動機(jī)功率/KN：18.5螺桿驅(qū)動/KN：5.5加熱功率/KN：10機(jī)器外形尺寸/ mm：3310×750×15502

22、.3 確定型腔數(shù)目按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目：型腔數(shù)目n可根據(jù)下式確定：n（Fp-pA1 ）/pA （ 2-1）式中Fp注射機(jī)的額定鎖模力，NP塑料熔體在型腔中的成型壓力，MPaA1澆注系統(tǒng)在分型面上的投影于型腔不重疊部分的面積，mm2A單個塑件在分型面上的投影面積，mm2A1=41×8=328mmA=3.14×（75/2）24×3.15×（5/2）23.14×（20/2）2=4415.62578.5314=4023.125mmFp=900KNP=120×80%=96MPan=(900000-96×328)/96

23、15;4023.125 =2.25由以上可知所選注射機(jī)比較合適，因?yàn)楣ぜ纳a(chǎn)批量大且精度要求一般，據(jù)此及經(jīng)濟(jì)條件考慮設(shè)計時采用一模二腔的模具結(jié)構(gòu)，這樣制件精度也會得到保證。3 擬定模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計3.1 型腔數(shù)目的確定及排列方式該套模具采用的時一模兩腔的型腔平衡平衡分布的模具結(jié)構(gòu)，采用平衡結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：從主流道到各個型腔澆口的分流道的長度、截面形狀與尺寸均對應(yīng)相同，可實(shí)現(xiàn)各型腔均勻進(jìn)料和達(dá)到同時充滿型腔的目的，從而能更好的保證制件的精度要求。其布局示意圖如圖3-1所示：圖3-1 型腔布局3.2 分型面位置的確定根據(jù)分型面的設(shè)計原則：（1）：分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；（2）：分型面的選擇

24、應(yīng)有利于塑件的順利脫模； （3）：分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求；（4）：分形的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；（5）：分型面的選擇要便于模具的加工制造； （6）：分型面的選擇應(yīng)有利于排氣；除了這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小，以避免接近或超過所選用注射機(jī)的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象，由于此塑件的形狀比較簡單，由以上原則設(shè)計時選擇了塑件外形最大輪廓處。其示意圖如圖3-2所示：圖3-2 分型面示意圖3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它有主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱

25、，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。3.3.1澆口的確定PS料流動性很好，模具設(shè)計時應(yīng)注意選擇澆口位置、形式。澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口時應(yīng)考慮盡可能使熔體在模具內(nèi)部內(nèi)流動時，動能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使1） 流程（包括分支流程）為最短；2） 每一股分流都能大致同時到達(dá)起遠(yuǎn)端；3） 應(yīng)從壁厚較厚的部位進(jìn)料；4） 考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好；5）有效地排除型腔內(nèi)的氣體；6）型腔內(nèi)如有成型孔的型芯時，澆口應(yīng)避免沖擊小型芯，并且應(yīng)考慮到熔體的壓力損失；7）型腔如有金屬嵌件時，

26、澆口應(yīng)遠(yuǎn)離嵌件，以避免沖擊嵌件；由以上原則，加上PS推薦的澆口方式，以及模具結(jié)構(gòu)方面考慮確定使用側(cè)澆口。該澆口的特點(diǎn)是它一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工修整方便，它是一種應(yīng)用比較廣泛的澆口形式，普遍用于中小型塑件的多形腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，且不留明顯痕跡。但其也有缺點(diǎn)，這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較大，對深型腔塑料件排氣不利。3.3.2 主流道的設(shè)計主流道是

27、指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀和尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此必須使熔體的溫度將和壓力損失最小。由于主流道的尺寸，完全依賴于所選擇的澆口套的尺寸，而澆口套的選擇，主要取決于與注射機(jī)噴嘴球頭半徑相適應(yīng)的主流道球面半徑，所以主流道的設(shè)計，實(shí)質(zhì)上便是澆口套的合理選擇。澆口套的選擇原則為：主流道的球面半徑SR比噴嘴球面半徑大1-2mm,以使注射時，噴嘴頭面能與模具緊密貼合。由選定的壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)可知，XS-Z-125型號注射機(jī)的噴嘴球頭半徑為SR=12mm,因此所選擇的澆口套的球面半徑應(yīng)該大于12mm

28、.查閱相關(guān)資料書，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)澆口套的尺寸，選擇SR=16，基本尺寸D=16的澆口套。再根據(jù)澆口套的小端直徑應(yīng)比噴嘴直徑大0.5-1mm的一般原則，選擇澆口套小端直徑d=3.5mm，再選取錐角a=2°,如此澆口套便基本定下尺寸了，只需到后來模架選取后，根據(jù)模架的相關(guān)部分厚度和其他相關(guān)要求，合理的選擇出澆口套的總長度即可。由于澆口套按其結(jié)構(gòu)形式，又分為兩種：一種為澆口套與定位圈設(shè)計成一體式，另一種為二者分別設(shè)計選擇后再搭配使用。鑒于后者更為常用，因此在此處，選擇澆口套與定位圈設(shè)計成兩個零件的形式。查閱相關(guān)書籍，選擇定位圈的基本尺寸為外徑為D=120mm的型號。定位圈、澆口套的配合示意圖如下

29、所示：圖3-3 澆口套與定位圈配合示意圖主要參數(shù)：錐角=2°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.4m;小端直徑D=3.5mm；半徑R=16mm；材料：T8A；3.3.3 分流道的設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡量短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小以減少傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的凝料脫模較困難，所以一般制成梯形流道

30、。該模具采用的是圓形流道，而且各處的截面面積不相等，這種流道有利于脫模。在這里，選取應(yīng)用較廣且易于加工的半圓形流道，單獨(dú)開在定模一側(cè)。查相應(yīng)手冊，可得材料PS對應(yīng)的半圓形的分流道的合理取值范圍是：3.2-9.5，在這里，取分流道直徑為D=8，完全開在定模一側(cè)。3.3.4 主流道冷料穴的設(shè)計冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，起作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。依據(jù)課本所學(xué)，根據(jù)各種形式冷料穴及搭配的拉料桿的具體作用范圍和適用場合，加入對本制件形狀結(jié)構(gòu)

31、的考慮，選定如圖所示的拉料桿和冷料穴結(jié)構(gòu)，其示意圖如下所示：圖3-4 冷料穴示意圖其相應(yīng)的兩個主參數(shù)也隨之確定，角度a=5。冷料穴的深度取值為10.在該種形式的冷料穴與拉料桿結(jié)構(gòu)中，冷料穴既起冷料穴的作用，又在開模時起到拉料桿的作用，冷料穴下邊的桿為拉料推桿，為推出機(jī)構(gòu)的一部分，在制件推出時，制件推桿推出制件的同時，拉料推桿推出流道凝料，從而實(shí)現(xiàn)制品的脫模。3.4澆口設(shè)計澆口是連接流道與型腔之間的一般細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形式、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口截面積通常為分流道截面積的0.070.09倍，澆口的截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5mm2.0mm。

32、澆口的具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。3.4.1 澆口的類型及位置的確定該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時從所提供的塑件中可以看出，在中部33的圓周上設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開在垂直的分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能方便的調(diào)整沖模時的剪切速率和澆口的封閉時間，因而又稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這種澆口加工容易，修整方便，而且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛應(yīng)用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具中。3.4.2 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計算1.側(cè)澆口深度和寬度經(jīng)驗(yàn)計算經(jīng)驗(yàn)公式為 h=nt （3-1）=0.8×

33、;2=1.6mm， w= =2.23mm；綜合實(shí)際因素?。篽=1.6mm， w=2.2mm；式中h側(cè)澆口深度；w澆口寬度；A塑件外表面積；t塑件厚度（平均厚度約為2mm）；n塑件系數(shù)，由表 查得n=0.8。 表3-1 塑料材料系數(shù)n 塑料系數(shù)PE、PSPOM、PC、PPPA、PMMA、PVACPVC n 0.6 0.70.8 0.9 注：源自參考文獻(xiàn)1表6.6-52.側(cè)澆口的經(jīng)驗(yàn)計算 由于側(cè)澆口的種類較多，現(xiàn)將常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表3-2表3-2 側(cè)澆口的推薦尺寸塑件壁厚/mm側(cè)澆口尺寸/mm澆口長度L/mm深度h寬度w<0.800.501.01.00.82.40.51.50.82.42.

34、43.21.52.22.43.33.26.42.22.43.36.4 注：源自參考文獻(xiàn)4綜上得側(cè)澆口尺寸：深度h=1.6mm 寬度w=2.2mm 長度l=2.0mm其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)。3.4.3 澆注系統(tǒng)的平衡對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應(yīng)相同，各個澆口也相同，因此整個澆注系統(tǒng)理論上是平衡的。3.4.4 澆注系統(tǒng)凝料體積計算1.主流道與主流道凝料井凝料計算V=；2.分流道凝料體積V=；3.澆口凝料體積V澆很小，可取為零。4.澆注系統(tǒng)凝料體積V= V + V + V=1146.681+550+0=1696.681；由于該值小于前面對

35、澆注系統(tǒng)凝料的估算，所以前面的有關(guān)澆注系統(tǒng)的各項計算與校核符合要求，不需要從新計算。3.4.5 流過澆注系統(tǒng)各截面熔體的體積計算1.流過澆口的體積 V=V =20.0；2.流過分流道的體積 V =V+ V=20.55；3.流過主流道的體積 V =2V+ V=42.247；3.4.6 普通澆注系統(tǒng)截面尺寸的計算與校核1.確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾矢鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)澆注系統(tǒng)各段的取以下值，所成型塑件質(zhì)量較好。1） 主流道= 2）分流道= 3）側(cè)澆口 =2確定體積流率（澆注系統(tǒng)中各段的q值是不相同的）1） 主流道體積流率q因塑件小，即使是一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，所需注射塑料熔體的體積也不是很大的，而主流道的尺寸并不小（和

36、注射機(jī)噴嘴孔直徑相關(guān)聯(lián)）因此主流道體積流率并不大，取=代人得 q=21.56/s；2） 澆口體積流率q側(cè)（矩形）澆口用適當(dāng)?shù)募羟兴俾?代人得 q=9.39/s；3.注射時間（充模時間）的計算1）模具充模時間 t=1.96s；式中 q主流道體積流率；t注射時間，s；V模具成型時所需塑料熔體的體積，；2）單個型腔充模時間 t=2.13s；3）注射時間根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式求得注射時間 t= t/3+2 t/32.07s根據(jù)模具設(shè)計手冊確定所選時間合理。4.校核各處剪切速率1）澆口剪切速率= 合理；2）分流道剪切速率=，基本合理。式中 q=9.43/s，R=0.65。3）主流道剪切速率=，合理。式中 R=R=

37、0.65cm至此為止，模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計便完成了。3.5成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸，通常包括型腔，型芯，鑲塊，成型桿和成型環(huán)等。在此，先確定凸凹模的結(jié)構(gòu)形式。 3.5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計型腔是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式的和組合式的，整體式的是在整塊金屬模版上加工而成，其特點(diǎn)是牢固，不易變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡，但缺點(diǎn)是加工困難，熱處理不方便，而故常用于形狀簡單的中小型模具上。組合式型腔結(jié)構(gòu)是由兩個以上的零部件組合而成。根據(jù)以上分析：由于塑件的形狀比較簡單，型腔加工起來比較容易，制件外表面要求盡量光滑，并且批量不大，所以本套模具采用整體式

38、的型腔。型腔加工時要保證其精度要求，并選擇合理的熱處理方式。3.5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯是成型塑件內(nèi)表面的主要零件，主要有主型芯、小型芯、螺紋型芯、和螺紋型環(huán)等。對于該塑件而言，需要上下兩個主型芯和一個側(cè)型芯。1. 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主型芯的結(jié)構(gòu)可以分為整體式的和組合是的兩種。（1） 整體式型芯的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)牢固，但加工不方便，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗(yàn)或小型模具上形狀簡單的型芯。（2） 組合式型芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：加工方便，這種結(jié)構(gòu)是將型芯單獨(dú)加工后，再鑲?cè)肽０逯?，這種結(jié)構(gòu)的型芯與整體式結(jié)構(gòu)相比可以節(jié)省材料，而且由于可以更換，故而相對而言，模具的壽命要高于整體式模具。在本套模具中的上下兩個

39、主型芯采用組合式的，兩個主型芯的固定方式都是臺階固定。2. 側(cè)型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 側(cè)型芯用來成型塑件與開模方向不同的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)上的小孔或槽。側(cè)型芯與側(cè)滑塊共同構(gòu)成側(cè)向成型零件。一般而言，側(cè)型芯同主型芯一樣，也分為整體式和組合式。整體式是指在滑塊上直接加工出側(cè)向型芯或者型腔；組合式是指滑塊和側(cè)型芯分別加工，加工完成后，在組合起來使用。對于本制件而言，由于制品的側(cè)向成型孔很小，側(cè)滑塊相對較小，且制件為中批生產(chǎn)，批量不大，故而為簡化起見，側(cè)型芯與側(cè)滑塊制成一體，不再分別加工。3.6 模具成型零部件尺寸計算成型零件工作尺寸是指直接用來構(gòu)成塑件形面的尺寸，例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸孔間距離尺

40、寸、孔或凸臺至某成型面的距離尺寸，螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸。型腔型芯的工作尺寸的精度直接影響塑件的精度，該塑件是普通的圓柱形塑件而且精度不高，所以塑件精度容易保證。成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，見平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計算：另一種方法是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計算；前一種方法簡便但不適合精密塑件的模具設(shè)計，后一種方法復(fù)雜，但能保證較好的精度，由于該塑件是普通的塑件，所以采用平均值法，從經(jīng)濟(jì)方面考慮也更合適。3.5.1 計算成型零部件尺寸要考慮的因素計算成型零部件工作尺寸要考慮的因素有很多，概括的講主要有以下幾個方面：（1）：塑件的收

41、縮率波動（2）：模具成型零件的制造誤差（3）：模具成型零件的磨損（4）：模具安裝配合誤差一般情況下，收縮率的波動，模具制造公差和成型零部件的磨損是影響制件尺寸精度的主要因素。當(dāng)生產(chǎn)小制件的時候，后兩者起主要作用。故而對于本制件精度要求較高的尺寸，須通過提高相應(yīng)部分的模具尺寸精度來實(shí)現(xiàn)。3.5.2 制件尺寸的公差轉(zhuǎn)換在型芯型腔徑向尺寸以及其他各類工作尺寸的計算公式導(dǎo)出的過程中，所涉及無論是塑件尺寸和成型模具尺寸的標(biāo)注，都是按規(guī)定的標(biāo)注方法標(biāo)注的。凡是孔，都是按基孔制，公差下限為零，公差等于上偏差的絕對值；凡是軸都按基軸制，公差上限為零，公差等于下偏差的絕對值。按照以上原則，再結(jié)合塑料公差數(shù)值表，

42、可以轉(zhuǎn)換出該制件各個尺寸的公差形式。塑件上各個尺寸的公差值如圖3-6所示：圖3-6 塑件尺寸公差3.5.3成型零部件尺寸計算從附錄B中查的該材料的最大收縮率Smax=2.5%,最小收縮率Smin=1.0%, 由此該塑件的平均收縮率S=（2.5%+1.0%）÷2=0.0175大型芯徑向尺寸和高度的計算：塑件孔的徑向基本尺寸ls小尺寸，其公差D為正偏差，型芯基本尺寸lm最大尺寸，制造公差為負(fù)偏差有公式： （ lm1）=(1+S)×ls0.75D （3-2） =（1+0.0175）×44+0.75×0.36 =44.51有課本可知當(dāng)塑件制件尺寸較小、精度級別較

43、高時，dc可取D/6、dz可取D/3，此時，x=0.75。其中dz為制造偏差大型芯高度計算：（hm1）=(1+S)hs+xD （3-3） =(1+0.0175)×37+0.67×0.36 =37.66（hm2）=(1+S)hs+xD =(1+0.0175)×1+0.67×0.36 =1.25其徑向尺寸計算：（ lm1）=(1+S)×ls20.75D （3-4） =(1+0.0175)×440.75×0.24 =44.51（ lm2）=(1+S)×ls20.75D =(1+0.0175)×200.75

44、15;0.24 =44.87上述兩式中修正系數(shù)x=1/22/3，即當(dāng)塑件尺寸較大、精度要求低時取小值，反之取大值。上述兩式取x=2/3。型腔的徑向尺寸計算：塑件的基本尺寸Ls是最大尺寸，其公差D為負(fù)偏差。(Lm1) =(1+s)Ls-0.75D （3-5） =(1+0.0175)×60-0.75×0.46 =60.10(Lm2) =(1+s)Ls1-0.75×D =(1+0.0175)×50-0.75×0.36 =50.07型腔深度的計算：（Hm1）=(1+S)Hs-xD （3-6）=(1+0.0175)×40-0.67×0

45、.24 =39.76（Hm2）=(1+S)Hs-xD =(1+0.0175)×3-0.67×0.24 =2.78模具上的中心距尺寸計算：Cm1=（1S）Cs （3-7）=（10.0175）×12=12.07Cm2=（1S）Cs =（10.0175）×18=18.103.7 模架的選用模架是設(shè)計、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。為了提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期，組織專業(yè)化生產(chǎn)現(xiàn)規(guī)定我國注射模國家標(biāo)注有兩個，即GB/T12556 1990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和GB/T12555 1990塑料注射模大型模架。前者適用于模板尺寸為B×L560m

46、m×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）(1250mm×2021 mm)。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)模架。3.7.1 模架型號的確定現(xiàn)在各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：（1）：凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時型腔中有很大成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定。（2）：推板推出距離；在分模時塑件一般是粘結(jié)在型芯上的，需要推

47、桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為24mm黏結(jié)在型芯上的尺寸約為24mm，所以當(dāng)推出距離為24 mm時就能使塑件和型芯分離，如果C板（即模腳）的高度太小，則推出的距離不夠使塑件脫離型芯，在本套模具中推出塑件的距離即塑料高度要小于墊塊減去推板和推桿固定板的厚度。由于該模具采用一模兩腔根據(jù)塑件的大小、高度、壁厚的計算以及模架的空間能夠裝下螺釘還有一些冷卻系統(tǒng)，選用模架的大小為180X250,即1825型模架，再結(jié)合本制件的成型特點(diǎn)，選取AI型號的模架，即模架由定模座板，定模板，動模板，動模座板，動模支撐板，墊塊，推板，推板固定板組成。3.7.2 模架具體尺寸的確定具體尺寸的確定，主

48、要是A、B板尺寸和墊塊高度的確定?？紤]到本制件完全在定模一側(cè)成型，且該制件的上邊還需用型芯成型1mm的圓形不透孔，故結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，選取A板的厚度為70mm，B板的尺寸為35mm，墊塊的高度選擇為60mm。借助于計算機(jī)相關(guān)工具，在這三個數(shù)據(jù)確定之后，直接調(diào)出AI型龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，其具體尺寸如下所示：模板公稱尺寸： 寬度B0=180， 長度L=250，各個模板厚度：A=70mm、B=35、定模座板20mm、動模座板20mm、動模支撐板30mm、墊塊高度60mm、推板厚度 15mm、 推桿固定板 13mm座板尺寸： 寬度為230,長度250mm墊板： 寬度B3=56，厚度C=60；至此，模架的選取工作便已

49、完成。模架的大略圖如圖3-7所示：圖3-7 模架示意圖3.8 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計3.8.1 支承板的設(shè)計支承板又稱動模墊板，是墊在動模型腔下面的一塊平板，其作用是承受成型時塑料熔體對動模型腔或型芯的作用力，以防止型腔底部產(chǎn)生過大的撓曲變形或防止主型芯脫處型芯固定板。對支承板的設(shè)計要求是，具有較高的平行度和必要的硬度和強(qiáng)度，應(yīng)結(jié)合動模成型部分受力狀況進(jìn)行厚度計算。支承板所選材料為45鋼。因?yàn)樾颓婚L度l小于支承板跨度L，所以支承板的厚度計算公式為： h （3-8） 式中p=96MPa,L=203,b=52,E=2.1×105 MPa,=0.05,B=315h= =73.71所以所選支承板符

50、合要求。3.8.2 墊塊的設(shè)計用于支承動模成型部分并形成推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動空間的零件稱為墊塊。在該設(shè)計中墊塊設(shè)計成了一個單獨(dú)的零件，這樣比較經(jīng)濟(jì)。墊塊的材料采用Q235鋼。3.8.3 定模座板和動模座板的設(shè)計定模座板：使定模固定在注射機(jī)的固定工作臺面上的模板。動模座板：使動模固定在注射機(jī)的移動工作臺面上的模板設(shè)計模板在注射機(jī)上安裝時需注意： 模板外形尺寸不受注射機(jī)拉桿間距的影響；小型模具一般只在定模座板上設(shè)置定位孔，大型模具則在定、動模板上均需設(shè)置定位孔，設(shè)備的定位孔徑與模具的定位圈尺寸需配合良好；定、動模安裝孔的位置和孔徑與注射機(jī)固定板及移動模板的一系列螺紋孔相匹配，以便安裝、壓緊模具。動、定模板

51、的厚度：動、定模板是分別與注射機(jī)的移動工作臺面和固定工作臺面接觸的模板，對鋼度與強(qiáng)度要求不高，一般可采用Q235和45鋼，該設(shè)計中采用Q235鋼調(diào)質(zhì)處理硬度為230270HBS。3.8.4 導(dǎo)柱的設(shè)計注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動定模之間的精密對中定位。該塑件的精度要求一般所以用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向即可。導(dǎo)柱既可以設(shè)置在動模一側(cè)，也可以設(shè)置在定模一側(cè)，應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定，在本套模具設(shè)計中導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了導(dǎo)柱的兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，

52、以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量大，特別對于大型，精密模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于該模具是中小型的模具所以導(dǎo)柱的直徑可以根據(jù)模架進(jìn)行選擇，不用進(jìn)行強(qiáng)度校核。而且模具中選用的是帶頭導(dǎo)柱。（1）形狀導(dǎo)柱的前端應(yīng)做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔，由于半球形加工比較困難，所以導(dǎo)柱的前端做成了錐臺形。（2）材料導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理）或者T8、T10鋼（經(jīng)淬火處理），該模具的材料選用的是T8鋼，進(jìn)行表面滲碳和淬火處理，其硬度為5660 HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8 um，導(dǎo)向部分的粗糙度

53、為Ra=0.80.4 um（3）數(shù)量及布置導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心之模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度。為保證合模時只能按一個方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不能直徑導(dǎo)柱對稱布置的方式。在該模具設(shè)計中采用的是等直徑導(dǎo)柱對稱布置。（4）配合精度導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。3.8.5 導(dǎo)套的設(shè)計導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，在該模具設(shè)計中采用的是帶頭導(dǎo)套。（1）形狀為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導(dǎo)空必須做成盲孔

54、時，可在盲孔的側(cè)面打一個小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣孔。在該模具中導(dǎo)向孔做成通孔用來排氣。（2）材料可用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等磨損材料制造導(dǎo)套，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌谠撃＞咧胁捎肨8A鋼，進(jìn)行淬火處理使其硬度為5055HRC。3.8.6 設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)套需要注意的事項（1） 導(dǎo)柱的工作長度應(yīng)比型芯端面高出68mm，以確保其導(dǎo)向和引導(dǎo)作用。（2） 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7,低精度時可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。（3）導(dǎo)柱固定在動模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞。3.9推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤的從模具凹?；蛐托旧贤瞥?，完成推出塑件的裝置稱為推出