蓋板注塑塑料模具設計

蓋板注塑塑料模具設計,蓋板,注塑,塑料,模具設計 畢 業 設 計設計題目： 蓋板注塑模具設計 摘 要模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志。塑料工業的飛速發展，對注塑模具的設計與生產提出了質量好、制造精度高、研發周期短等越來越高的要求，能否適應這種需求已成為模具生產企業發展的關鍵因素。模具技術是融合機械工程、計算機應用、自動控制、數控技術等學科為一體的綜合性學科。本文中針對蓋板注射模具制定出合理的設計結構，其中包括成型部分及其零部件設計，澆注系統設計，脫模機構設計，冷卻系統設計等。根據分析，設計了一套塑料注射模具，并對模具以及主要零件進行了CAD繪圖。關鍵字：注射模具，澆注系統，脫模機構，冷卻系統目 錄摘 要II目 錄III第1章 緒 論11.1 概述11.2塑料?，F狀11.3 模具產品發展趨勢21.4 本課題的設計步驟4第2章 塑件的工藝分析62.1塑件的工藝性分析72.1.1塑件的原材料分析72.1.2 ABS的注塑工藝參數72.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析82.2.1結構分析82.2.2尺寸精度分析82.2.3表面質量分析82.計算塑件的體積和質量8第3章 注塑模設計103.1 注射模具分型面的選擇103.1.1 分型面的基本形式103.1.2 分型面選擇的基本原則103.1.3 分型面的選擇103.2 澆注系統的設計103.2.1 澆注系統的組成103.2.2 注射模具主流道的設計113.2.3 分流道的設計123.2.4 澆口的設計133.2.5 冷料穴和鉤料脫模裝置163.3 型腔數目的確定及型腔的排列163.3.1 型腔數目的確定163.3.2 型腔的排列18第4章 成型零件和模體的設計184.1 模具型腔的結構設計184.2 型芯的結構設計204.3 成型零件的尺寸確定20第5章 頂出機構的設計21第6章 冷卻系統的設計24第7章 排氣系統25第8章 注射機有關參數校核26總結27參考文獻28致 謝29第1章 緒 論1.1 概述塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工具。塑料模具對塑料制品的質量和操作難易程度都有相當的影響因此要求模具在生產度，外觀，物理性能等各方面都滿足使用要求并要求其效率高，操作簡便，結構合理，制造容易，成本低廉?，F代塑料制品中合理的加工工藝，高效的設備，先進的模具是必不可少三項重要因素。尤其是塑料模具要實現塑料加工工藝要求，制件使用要求和造型設計起著十分重要的作用。因此，對塑料模具生產也提出了越來越高的要求。因此促使模具生產不斷向前發展。模具工業是現代工業的基礎，它的技術水平很大程度上決定了產品的質量和市場的競爭能力。隨著我國加入“WTO”步伐的日益加快?！叭胧馈睂ξ覈＞吖I產生重大而深遠的影響，經濟全球化的趨勢日益明顯，同時世界眾多知名公司不斷進行構調整，國內市場的國際性進一步現，該行業將經受更大的沖擊，競爭也會更加激烈。在如此嚴峻的行業背景下，我國的技術人員經過不斷的改革和創新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復雜，精密，高效和長壽命模具有上了新的臺階。塑料制品的成型是塑料成為具有實用價值制品的重要環節。塑料成型方法已達40多種。其中最重要的是注射，擠出，吹塑和壓制等。它們幾乎占了整個塑料成型的85%；其中注射尤為突出，占塑料成型的30%以上。注射模具成形是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，有些熱固性塑料也可以用注射模塑成型。1.2塑料?，F狀近年來我國塑料模具有了長足的進步，大型，復雜，高效和長壽命模具又上了新臺階，特別體現在高科技應用的深度和廣度上，表現在下列幾個方面：（1）廣泛應用CAD/CAM/CAE，特別是加工方面，計算機造型，編程并由數控機床加工已是主要手段，CAE軟件也已得到廣泛應用，提高了設計水平。（2）熱流道技術的推廣應用更上一層樓，內熱式和外熱式流道裝置，自制熱噴咀和引進熱噴咀都得到了應用，有的已達到國際先進水平。（3）氣體輔助注射技術已得到應用，不少廠家均采用了此技術，例如熊貓公司開發氣輔模具是時，采用了C-MOLD氣輔分析軟件使模具順利研制成功。（4）應用優質塑料模具鋼，現注射模較少采用45鋼，P20鋼得到廣泛應用，大大提高了使用壽命和表面光潔度。（5）抽芯脫模機構的創新設計，很多廠家已設計出結構新穎，脫模容易，具有創新意識的脫模機構，并解決了很多以前脫模難的問題但與發達國家。（6）精密，復雜，大型，高壽命模具的制造水平有了很大提高。那些尺寸精度高，模具零件要求互換，塑件形狀復雜的模具由于采用了CAD三維技術計算機模擬注射成型，氣輔技術等先進的方式，使模具達到了國外同類模具水平。模具的壽命也達到100萬次或更高。我國的模具工業在“九五”期間雖有較快發展，但相比一些發展較快的國家，我國仍存在相當大的差距。據資料顯示，CAD，CAE的應用，發達國家遠高于中國，而中國大陸的應用程度有遠低于香港，臺灣。特別是FLOW軟件和COOL軟件，發達國家已普及而中國大陸才剛剛起步。差距之大，使人感慨。在模具標準零件及標準模架方面，發達國家已普及，并實現了商品化，而中國大陸已有國家標準但尚未實現商品化。熱流道及熱管技術發達國家已大量使用，并形成了系列和標準。而我國大陸70年代開始研究迄今尚無標準。在發達國家及發達地區塑料模具行業向小而專的方向發展；向技術密集方向發展；高技術與高技藝相結合；生產規模以小而專見長；專業化與柔性化相結合。而在中國大陸則恰恰相反。獨立的模具工廠難以生存；多屬于勞動密集型企業；有忽視高技藝的傾向；大而全居多；尚無專業化與柔性化相結合的規劃。而且大型，精密，復雜，長壽命模具產需矛盾仍然十分突出，高檔模具進口的比例達40%以上，而有些模具已出現過剩。1.3 模具產品發展趨勢模具工業是我國國民經濟的基礎工業，隨著全球經濟的發展，新的技命不斷取得新的進展和突破，市場經濟的不斷發展，促使工業產品越來越向多品種，小批量，高質量，低成本的方向發展，于是對制造各種產品的關鍵工藝裝備-模具的要求越來越苛刻，模具必然會有如下發展趨勢：1.模具CAD/CAM/CAE技術將日益深入人心并發揮越來越重要的作用?；诰W絡的一體化系統結構CAD/CAM/CAE將達到開放性，兼容性和專業化的統一。CAD/CAM軟件在智能化，面向對象，基于特征和面向制造方面將獲得長足的進步。模具3D分析的重要性更加明確。國產軟件CAXA系統，HSC系統和Z-MOLO等軟件的功能和水平將不斷提高和完善。2. 模具的精度將越來越高，并日趨大型化，現在模具精度已達23毫米，不久1毫米精度的模具將上市。隨著零件微化及精度要求的不斷提高，這就要求發展超精加工。另一方面，由于用模具成型的零件日益大型化以及由于高效率要求而發展的一模多腔，勢必要求模具隨之大型化。3.隨著熱流道技術的日益推廣應用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高，由于熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節約制件的原材料，因此，熱流道技術的應用將會發展很快，比例也將逐漸提高。4.隨著塑料成型工藝的不斷改進與發展，氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發展。氣體輔助注射成型技術能改善塑件的內在和外觀質量。具有注射壓力低，制品變形小，節約原料，提高制件生產率，從而大幅度降低成本等優點。而高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增大塑件尺寸的穩定性，提高其精度。5.快速經濟制模技術的前景十分廣闊，突出的表現在快速成型（RP）快速模具制造（RT）上。21世紀，這種生產方式占工業生產的比例將達75%以上。模具的生產周期將越來越短，成本也將相應降低。精度和壽命又能滿足生產上的使用要求RP+RT的研究成為國內外RPM界十分關注并大力發生的領域之一，正大力向著快速模具制造（RTM）發展，一些新的快速成型方法相繼涌現，RPM是電腦，激光，光學掃描，先進的新型材料，計算機輔助設計（CAD），計算機輔助加工（CAM），數控（CNC）綜合應用的高進技術。利用它可以直接或間接的快速制模?？焖僦颇＜夹g為適應市場的需求，必然呈現多元化的發展趨勢。6.模具標準件的應用將日益廣泛。模具標準件不但能縮短模具制模周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本，因此模具標準件的應用必將日益廣泛，在今后的模具市場中必將成為一類。十分活躍而又高速發展的產品。7.三維掃描儀的多樣化和高速化將會使模具的逆向工程獲得發展，逆向工程技術已成為模具制造，信息傳遞的簡便途徑，是模具CAD/CAM的關鍵技術之一。8.高性能的模具鋼的用量也將以較快速度增長，由于對模具鋼的要求越來越高，迫切需要研制出高強度，高硬度，高耐磨性愜意加工，熱處理變形小，導熱性優良的制模材料，并廣泛的投入應用。如各種導型材模具，PVC塑料等。隨著以塑料鋼的進一步發展，塑料模的比例將不斷提高，發展速度也將高于沖模。對模具的要求也將越來月高，高檔模具在市場上的份額也將逐步擴大。1.4 本課題的設計步驟本設計要求使用CAD，PROE等軟件對機構進行零件圖紙繪制，設計成型注射模具。帶聯合頂出機構對于注塑模的設計比較簡單，使用常規的設計方法就能夠設計出合理簡單有效的模具。機構的材料：ABS根據選擇模具要一腔兩模，對于模具的基本方案是：（1）對于注塑機的選擇，由于機構的結構和產量以及所給的各項要求，進行綜合的考慮，采用臥式注塑機；（2）模具結構設計 （a）澆注系統設計所給設計要求是一模兩腔，因此將型腔對稱放置，使用圓錐型主流道，使用球型頭的拉料桿的冷料井。將分流道對稱設置，分流道截面采用梯形截面，澆口采用潛伏式澆口，利用分型面或配合間隙排氣；（b）成型零件結構設計陰模使用整體嵌入式，上下模板上均嵌入陰模。由于結構的上下結構特征，在上下模板均設計了型芯；（c）合模導向和定位機構設計使用導向柱四根，同時與導套配合，既能夠導向，又能夠定位；（d）脫模機構設計使用推桿進行脫模，同時在噴霧器嘴的下側使用一推環，雖然塑件有四處筋板，可使用使用四處推桿，但使用一推環可防止在推模時對塑件造成破壞；（3）零件圖的繪制在對模具的結構進行了基本的設計后，首先要進行三維圖以及零件圖的繪制，以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數據參數。（4）對模具進行模具的CAD設計在對模具進行基本設計之后，就要進行相關的設計計算，在得到正確的數據后，利用CAD進行相關的設計，通過進行人機交互，即可得到簡單又優良的設計。在對模具進行設計完成之后，我們得到了模具的三維圖,并生成模具的裝配圖，同時生成我們所需要的所有零件的圖紙。進行以上的工作之后，還要進行注射模具的制造工藝設計,在完成所有的設計之后完成設計說明書的撰寫。25第2章 塑件的工藝分析第2章 塑件的工藝分析該塑件是蓋板產品，其零件圖如圖所示。本塑件的材料采用ABS，生產類型為大批量生產。圖1 蓋板二維零件圖2.1塑件的工藝性分析2.1.1塑件的原材料分析選擇材料：ABS Acrylonitrile-butadiene-styrene 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物塑料分析：()、基本特性:是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使具有良好的綜合力學性能。丙烯腈使有良好的耐化學腐蝕性及表面硬度，丁二烯使堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.021.05/cm。ABS有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩定性，易于成型加工。經過色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為93度左右。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發脆。根據ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應各種不同的應用。根據應用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。（2）、主要用途 ABS在機械工業上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池、冷藏庫和冰霜襯里等。汽車工業上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零部件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器、農藥噴霧器及家具等。（3）成型特點:ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減小澆注系統對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060度，要求塑件光澤和耐熱時，應控制在6080度。2.1.2 ABS的注塑工藝參數1、注塑機類型：螺桿式7、保壓力5070MP2、噴嘴形式直通式8、注射時間35s3、螺桿轉速（r/min）30609、保壓時間1530s4、噴嘴溫度180190C10、模具溫度50705、成型溫度 C料筒：前200210中210230后18020011、冷卻時間1530s6、注射壓力7090 MP12、成型周期4070s2.2塑件的結構和尺寸精度及表面質量分析2.2.1結構分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。在高度為40m中心凸臺上,一個帶有45mm的孔對稱分布,因此,模具設計,該零件屬于中等復雜程度.2.2.2尺寸精度分析從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為3mm,壁厚均勻,，在制件的轉角處設計圓角，防止在此處出現缺陷，由于制件的尺尺寸中等。2.2.3表面質量分析該零件的表面除要求沒有缺陷毛刺，內部不得有雜質外，沒有什么特別的表面質量要求，故比較容易實現。綜上分析可以看出,注塑時在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證.2.計算塑件的體積和質量計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數。計算塑件的體積：V=46.87cm計算塑件的質量：根據設計手冊可查得ABS的密度為=1.06kg/dm塑件質量：M=V50g(通過3D軟件測量得到)采用一模兩件的模具結構，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現有設備等情況，初步選用注塑機XSZY125型。第3章 注塑模設計3.1 注射模具分型面的選擇3.1.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。3.1.2 分型面選擇的基本原則選擇分型面的基本原則：（1）保持塑料外觀整潔；（2）分型面應有利于排氣；（3）應考慮開模是塑料留在動模一側；（4）應容易保證塑件的精度要求；（5）分型面應力求簡單適用并易于加工；（6）考慮側向分型面與主分型面的協調；（7）分型面應與注射機的參數相適應；（8）考慮脫模斜度的影響11。根據對工件模型結構觀察和分型面選擇的基本原則。選取分型面位置如圖所示。3.2 澆注系統的設計3.2.1 澆注系統的組成澆注系統是將熔融的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料。在設計注射模具的澆注系統應注意以下幾項原則12。（1）根據所確定的塑件型腔數設計合理的澆注系統布局。（2）根據塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結合選擇分型面的形式選擇澆注系統的形式及位置。（3）應盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節省原料，提升注射效率。（4）應根據所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動。3.2.2 注射模具主流道的設計主流道是熔融塑料由注射機噴嘴先經過的部位，它與注射機噴嘴在同一軸心線上。由于主流道與熔融注射機噴嘴反復接觸、碰撞，一般澆口不直接開設在定模上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或迫合形式在定模板上13。（1）主流道的設計主流道是指澆注系統中從注射機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。主流道的形狀與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，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。（2）主流道尺寸在臥式或立式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設計成圓錐形，其錐角 為26。小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.5mm1 mm。由于小端的前面是球面，其深度為3mm5 mm，注射機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半徑大1mm2mm。流道的表面粗糙度值Ra為0.08 。（3）主流道澆口套主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53HRC57HRC。澆口套的材料應選用優質鋼T8A，并應進行淬火處理，為了防止注射機噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應低于注射機噴嘴的硬度。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用為36左右的圓錐孔。澆口套于注射機的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于注射機噴嘴是球面，半徑是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使澆口套端面的凹球面與注射機噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡。為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用為36度左右的圓錐孔，對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過于大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。澆口套與塑料注射區直接接觸時，其出料端端面直徑應盡量選得小些。澆口套于注射機的噴嘴頭的接觸球面必須吻合，由于注射機噴嘴是球面，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使澆口套端面的凹球面與注射機噴嘴端的凸面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則大于噴嘴的內孔直徑，球面與主流道孔應以清角連接，不應有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模14。定位環是模體與注射機的定位裝置，它保證澆口套與注射機的噴嘴對中定位，定位環的外徑應與注射機的定位孔間隙配合。澆口套端面應與定模相配合部分的平面高度一致。注射機XS-Z-30的噴嘴球半徑為12 mm，噴嘴孔徑為2 mm。所以要使澆口套端面的凹球面與注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取13 mm，圓錐孔的小端直徑則應大于噴嘴口內徑，取3 mm，如圖3.2。圖3.2 澆口套3.2.3 分流道的設計分流道是將熔融塑料從主流道截面及其方向的變化，平穩進入單腔中的進料澆口或主流道進入多腔的澆口的通道，它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉換方向的作用，通常分流道設置在分型面的成型區域內。在注射過程中，熔融的塑料在流經分流道時，應是它的壓力損失以及熱量損失最小，而以分流道中產生的凝料最少為原則，分流道的設計要點總體歸納如下：分流道的形狀要考慮分流道的截面積與其周邊長度的比最大為好，這樣可以減少熔料的散熱面積和摩擦阻力，減少壓力損失。 在可能情況下，分流道的長度應盡量的短，以減少壓力損失，避免模體過大影響成本，在多型腔模具中和型腔的分流道長度盡量相等，以達到注射大時壓力傳遞的平衡，保證塑料盡可能同時均勻的充滿各個型腔。在有些情況下分流道長度不能相等時，則應在澆口處作必要的補救措施，如果分流道較長時，應在其末端設置冷料穴，放置冷料和空氣進入模腔15。在滿足注射成型工藝的前提下，分流道的截面積應盡量的小，但分流道的截面積過小會降低注射速度，使填充時間延長，同時可能出現缺料、焦燒、皺紋、縮孔等塑件缺陷，而分流道過大則增大冷卻時間應比型腔中塑件的冷卻時間要短，才不影響注射時的效率。因此在設計時應采用較小的截面積，以便于在試模是為不要的修正留有余地。分流道和型腔的分布是排列緊湊，距離合理，應采用軸對稱或中心對稱，使其平衡，盡量縮小成型區域的總面積。最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心相重合。在分流道上的轉向次數盡量少，在轉向處應圓滑過渡，不能有尖角，這些都是為了減小壓力損失，有利于物料的流動。當分流道設在定模一側或分流道延伸較長時，應在澆口附近或分流道的交叉處設置鉤料桿，以便于在開模時在鉤料桿的作用下首先從定模中拉出分流道的凝料，并與塑料一起頂出。分流道的內表面不必要求很光，一般表面粗糙度取1.6m即可，這樣可以在分流道的摩擦阻力下使料流外層的流動小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于熔融塑料的保溫。在總體分布中，應綜合考慮冷卻系統的方式和布局，并留出冷卻水路的空間。蓋板注射模要求一模兩腔，在布局上選擇平衡式分流道。平衡式分流道的特點是：從主流道到各個型腔的分流道，其長度、截面尺寸及其形狀完全相同，以保證各個型腔同時均勻進料，同時注射完畢。分流道的截面形狀選擇圓形截面，它的效率比較高。3.2.4 澆口的設計（1）澆口的概念澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否被完好、高質量地注射成形。（2）澆口的作用澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類。非限制性澆口是整個澆注系統中截面尺寸最大的部位，它主要是對中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進料后的施壓作用。限制性澆口是整個澆注系統中截面尺寸最小的部位，其作用如下：澆口通過截面積突然變化，使塑料熔體通過撓口的流速有突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動狀態，從而迅速均衡地充滿型腔。對于多型腔模具，調節澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達到同時進料的目的。澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。澆口通常是澆注系統最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離16。（3）注射模澆口的類型單分型面注射模的澆口可以采用直接澆口、中心澆口、側澆口、環形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口。（a）直接澆口直接澆口叉稱為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。特點是：流動阻力小，流動路程短及補縮時間長等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點；塑件和澆注系統在分型面上的投影面積最小，模具結構緊湊，注射機受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。 （b）中心澆口當筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時，內澆口開設在該孔處，同時在中心處設置分流錐，該澆口稱為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式。它具有直接澆口的優點，而克服了直接澆口易產生的縮孔、變形等缺陷。（c）側澆口側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體從內側或外側充填模具型腔，其截面形狀多為(扁槽)，是限制性澆口。側澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上。特點是由于澆口截面小，減少了澆注系統塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。側澆口的兩種變異形式為扇形澆口和平縫澆口。扇形澆口是一種沿澆口方向寬度逐漸增加、厚度逐漸減少的呈扇形的側澆口， 平縫澆口又稱薄片澆口，澆口寬度很大，厚度很小。主要用來成形面積較小、尺寸較大的扁平塑件，可減小平板塑件的翹曲變形，但澆口的去除比扇形澆口更困難，澆口在塑件上痕跡也更明顯。（d）環形澆口對型腔填充采用圓環形進料形式的澆口稱環形澆口。環形澆口的特點是進料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動狀態好型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免，但澆注系統耗料較多，澆口去除較難。（e）輪輻式澆口輪輻式澆口是在環形澆口基礎上改進而成。這種形式的澆口耗料比環形澆口少得多。這類澆口在生產中比環形澆口應用廣泛。多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點是增加了熔接痕，會影響塑件的強度。（f）潛伏式澆口潛伏式澆口加工較困難，通常用電火花成形。型芯可用做分流錐，從而避免了塑件彎曲變形或同軸度差等成形缺陷。爪形澆口的缺點與輪輻式澆口類似，主要適用于成形內孔較小且同軸度要求較高的細長管狀塑件。澆口位置的選擇原則：盡量縮短流動距離；避免熔體破裂現象引起塑件的缺陷；澆口應開設在塑件厚壁處；考慮分子定向的影響；減少熔接痕。（5）澆口的選擇本模具為一模兩腔，澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期。易于去除澆注系統的凝料而不影響塑件的外觀。澆口設置在塑件表面，澆口截面形狀簡單，容易加工，且注射效率高。若采用潛伏式澆口，不但避免塑件側壁因修剪澆口而損傷，而且澆口能自動切斷，模具結構也不算太復雜，提高了經濟效益。因此確定采用潛伏式澆口。3.2.5 冷料穴和鉤料脫模裝置冷料穴設置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上。它的作用是用來儲存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進入型腔，將在塑件上出現冷疤或冷斑。球形拉料裝置由冷料穴、拉料桿組成，拉料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統聯動。3.3 型腔數目的確定及型腔的排列3.1.3型腔排布型腔數目的決定與下列條件有關： (1) 蓋板尺寸精度； (2) 模具制造成本； (3) 注塑成形的生產效益； (4) 制造難度。在確定型腔數目時候要綜合塑件體積大小、塑件結構的難易程度及生產批量，經濟性原則初選模具，雖然產品結構不復雜，但是塑件體積比較大，為了方便模具設計，該蓋板精度要求一般(MT5)，大批量生產，可以采用一模多腔的形式。最后型腔數定為為一模2腔，在一模多腔的模具分流道布置的時候要力求平衡布置，排位的形狀分多鐘有“O”“H”“X”“S”，一字型， 此次設計采用一型排列型腔排布的布置方式。 型腔布局第4章 成型零件和模體的設計4.1 模具型腔的結構設計型腔大體有以下幾種結構形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行處理等。型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節約優質鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。這里選擇整體式型腔。在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產生彈性變形，導致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質量和尺寸精度。所以在模具設計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產生超過規定限度的彈性變形。因此型腔壁厚和底板的計算和選擇是十分重要的。（1）型腔側壁厚度的計算按強度計算其壁厚S按下列公式計算 式中 型腔材料的許用應力，=156.8MPa p型腔內單位平均壓力，P=38.4MPar型腔內半徑，r=10mm代入公式得：S=4mm（2）底板厚度的計算按強度計算其壁厚H按下面公式計算 式中 型腔材料的許用應力，=156.8MPa p型腔內單位平均壓力，P=38.4MPar型腔內半徑，r=10mm代入公式得：H=5.5mm4.2 型芯的結構設計型芯的結構形式大體有：整體式、整體復合式、局部組合式、完全組合式。4.3 成型零件的尺寸確定（1）型腔尺寸計算型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應選擇塑件公差的1/2，取負偏差，再加上-1/4的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。（a）型腔的徑向尺寸的計算式： 式中 D0型芯的最小基本尺寸； 塑件的最大基本尺寸；S塑件的平均收縮率，S=0.02；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；根據公式計算得型腔的徑向尺寸： （b）型腔的深度根據尺寸的計算公式 式中 型腔深度的最小尺寸； 塑件的最大基本小尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；根據公式計算得型腔的深度尺寸： （2）型芯尺寸的計算型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上+1/4的磨損量,而型芯高度則加上+1/6的磨損量.型芯的計算尺寸表達如下。（a）型芯的徑向尺寸的計算式： 式中 型芯的最大基本尺寸； 塑件的最小基本尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；根據公式計算得型芯的徑向尺寸： （b）型芯的高度尺寸的計算： 式中 型芯高度的最大尺寸； 塑件內形深度的最小尺寸；S塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級精度；模具制造公差，按1/4選??；根據公式計算得型芯的高度尺寸： 第5章 頂出機構的設計塑件從模具上取下以前還有一個從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機構稱為脫模機構。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機構的導向和復位部件等組成。5.1 脫模機構的選用原則a.使塑件脫模時不發生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）；b.推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；c.推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產生隙裂；d.推桿的強度及剛性應足夠，在推出動作時不產生彈性變形；e.推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；5.2 脫模機構類型的選擇推出機構的設計原則推出機構設計原則如下：(1)推出機構應近盡量設置在動模一側。(2)保證塑件不因推出而變形損壞。(3)機構簡單,動作可靠。(4)良好的塑件外觀。(5)合模時的準確復位。常見的推出機構有推桿，推管，推板和推塊，各個推出機構都有自己適合的產品結構。比如深腔類的產品適合推板推出，螺柱孔適合推管，所以在選擇推出結構的時候，首先要分析塑件的結構，雖然下表面不是平整面，但是有足夠的空間布置頂桿。本設計采用的頂出機構是推桿，頂出產品。推桿加工簡單，更換方便，脫模效果好。5.3脫模力的計算查資料得推出力的計算公式：式中：A為塑件包絡型芯的面積，通過計算，本設計塑件包絡型芯的面積為716mm。 P為塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p??；模內冷卻的塑件，取。為方便計算，本設計中取。 為塑件對鋼的摩擦系數，一般取0.10.3，本設計中取0.2。 為脫模斜度。本設計型芯脫模斜度為30。因此，本設計推出力通過上述公式計算約為5.4脫模機構的布置 該塑件采用了6根直徑為5mm的圓推桿，其分布情況如圖所示，這些推桿均勻的分布在產品邊緣處，使制品所受的推出力均衡。推桿與推桿孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產生飛邊，ABS塑料的溢料間隙為，推桿布置如圖所示。第6章 冷卻系統的設計塑料在生產過程中由于需要對熔融的塑料流體進行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發生翹曲，變形）冷卻系統設計可按下式進行計算：設該模具平均工作溫度為60，用20的常溫水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為30，產量為（1分鐘2模）1000g/h。求塑件在硬化時每小時釋放的熱量為Q3，查有關文獻得尼龍1010的單位熱流量為Q2=314.3398.1J/g ,取Q2=350J/g：Q3=WQ2=1008g/h350J/h=352800J求冷卻水的體積流量VV=WQ1/Pc1(T1T2)=140cm3溫度調節對塑件的質量影響主要表現在以下幾個方面：變形尺寸精度 力學性能 表面質量在選擇模具溫度時，應根據使用情況著重滿足制件的質量要求。在注射模具中溶體從200 C,左右降低到60C左右，所釋放的能量5以輻射，對流的方式散發到大氣中，其余95由冷卻介質帶走，因此注射模的冷卻時間只要取決與冷卻系統的冷卻效果。模具的冷卻時間約占整個循環周期的2/3?？s短循環周期的冷卻時間是提高是提高生產效率的關鍵。在冷卻水冷卻過程中，在湍流下的熱傳遞是層流的1020倍。在此我選擇湍流。 如表五：冷卻水道直徑 d/（mm） 最低流量v /（m/s）流量 qv/（m/min） 12 1.10 7.410表五第7章 排氣系統在注塑模具的設計過程中，必須考慮排氣結構的設計，否則，熔融的塑料流體進入模具型腔內，在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡， 除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿甚至會產生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現廢品。排氣方式有兩種：開排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。由于蓋板注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。第8章 注射機有關參數校核1、模具閉合高度的確定根據支承與固定零件中提供的數據確定：定模座板H1=25mm ，上固定板H2=20mm 下固定板H3=25mm支承板H4=32mm動模座板H5=25mm，墊塊H6=50mmH=H1+H2+H3H+H4+H5+H6+H7=25+20+25+32+25+50=177mm2、 注射機有關參數的校核本模具的外形尺寸為340255，XSZ125型注射機模板最大安裝尺寸為500500；故能滿足模具的安裝要求。經驗證，XSZ250型注射機能夠滿足使用要求，故可以采用總結總結通過此課程設計，掌握了模具設計的方法和步驟，并結合具體的零件進行了具體的設計工作，包括確定型腔的數目、選擇分型面、確定澆注系統、脫模方式、溫度調節系統的設計、注射模成型零件尺寸的計算等。課程設計從CAD造型設計；完成塑件注射模具方案設計和相關設計計算；模具成型零件CAD造型設計；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設計過程，工程設計應用能力得到了鍛煉和提高。在設計期間，我學習并運用CAD對頂出機構的注射模的所有零件進行了造型設計和對所有零件進行裝配設計。提高了我對CAD的運用能力和計算機的應用能力，為以后我的工作奠定了基礎?？傊?，通過本次課程設計，加強了我對各項知識的學習深度，更培養了分析問題和解決問題的能力，教會我怎樣才能按步驟有條不紊地進行工作。這些為我走上工作崗位奠定了堅實的基礎。參考文獻參考文獻1 申長雨，陳靜波等. 塑料型材擠初模具 CAE 技術M. 模具工業出版社，2001(7). 2 易際明，彭浩哥，吳莉華. 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