杯座注塑模具設計【說明書+CAD+PROE】

杯座注塑模具設計【說明書+CAD+PROE】,說明書+CAD+PROE,杯座注塑模具設計【說明書+CAD+PROE】,注塑,模具設計,說明書,仿單,cad,proe 河南機電高等專科學校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 曲艷鋒 學 號 0453125 指導教師 于匯泳 選題情況 課題名稱 杯 座 模 具 設 計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計任務書 系 部： 材 料 工 程 系 專 業(yè)： 模 具 設 計 與 制 造 學生姓名: 曲 艷 鋒 學 號: 0453125 設計(論文)題目： 杯 座 模 具 設 計 起 迄 日 期: 2007 年 4月15 日~ 5 月 15 日 指 導 教 師: 秦建保 于 匯 泳 發(fā)任務書日期: 2007 年 6 月 15 日  畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 設計題目：杯座模具設計 設計要求： 1.材料：ABS 2.生產(chǎn)批量：大批量 3.未注公差取MT5級精度 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 1、第1-2周 查閱資料，根據(jù)零件的二維圖分析其結構，完成開題準備工作； 2、第3周 利用Pro/E Wildfire 2.0設計杯座零件的三維模型，并導出二維圖； 3、第4-5周 利用Pro/E Wildfire 2.0進行注塑模具的設計； 4、第6-7周 對結構進行虛擬裝配，導出二維工程圖； 5、第8周—畢業(yè) 總結、撰寫論文、準備答辯。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計題目：杯座模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造專業(yè) 班 級 模具042 學生姓名 曲艷鋒 學 號 0453125 指導教師 秦建保、于匯泳 2007年6 月 10 日 插圖清單 1.零件圖 9 2.設計方案 10 3.分型面 18 4.型腔排列方式 19 5.凸凹模圖 12 6.模具總裝圖 32 表格清單 1.注塑機參數(shù) 14 2.塑料工藝參數(shù) 15 3.型腔型芯工作尺寸 23 4.機械加工工藝卡 12 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 杯 座 模 具 設 計 目錄 摘要 3 緒論 4 第1章 設計題目：杯座模具設計 8 第2章 工藝性分析 12 2.1 塑料的原材料（ABS）分析 12 2.2 塑件的結構和尺寸精度等級及表面質量分析 12 2.3 計算塑料制件的體積和質量 13 2.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 14 第3章 注塑模具的結構設計 15 3.1 模腔數(shù)量的確定 15 3.1.1 按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 15 3.1.2 注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 16 3.2 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 16 3.2.1 分型面的選擇 17 3.2.2 確定型腔的排列方式 17 3.3 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 18 3.4 排氣結構的設計 20 3.5成型零件設計 20 第4章模具設計的有關計算 22 4.1型腔、型芯工作尺寸計算 22 4.2型腔側壁厚度和底板厚度計算 23 4.3模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 23 4.4 結構與輔助零部件的設計 24 4.5 模具閉合高度的確定 25 4.6注塑機有關參數(shù)的校核 25 第5章 塑料模的裝配、試模與維修 27 5.1模具裝配 27 5.2試模 27 5.3 試模可能產(chǎn)生的問題及改善措施 28 5.3.1 粘著模腔 28 5.3.2 粘著模芯 28 5.3.3 粘著主流道 29 5.3.4 成型缺陷 29 5.3.5 調整措施 30 第6章 繪制模具總裝圖 31 第7章 機械加工工藝過程卡 32 第8章 用Pro/E畫圖的過程 36 8.1用Pro-E畫杯座零件的過程 36 8.2用Pro-E畫杯座模具的過程 36 8.2.1：加載參照模型 36 8.2.2：成型零件設計 36 8.2.3：澆注系統(tǒng)設計及開模 36 8.2.4：模架及其他模具零件設計 37 8.2.5：模具元件后期處理 37 總結 38 致謝 39 參考文獻 40 摘要 本設計題目為杯座注塑模設計，體現(xiàn)了深薄壁類塑料零件的設計要求、內容及方向，有一定的設計意義。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者注塑模設計的基礎知識，為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 本設計運用塑料成型工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類型做好了準備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機及確定型腔數(shù)量；最后分析了塑件的特征，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推出裝置的選取。 本副模具的設計中，在頂管的尾部安裝了推力軸承，在上升的過程中，塑件及推塊同時發(fā)生轉動，直到塑件脫出型腔。這種機構脫?？煽浚O計方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。 關鍵詞：注塑模 澆口 型腔 Abstract The requirement ，content and direction of the design of the deep thin wall plastic parts are embodied on this injection mould design of the plastic parts of long pipe box. The designer’s foundation knowledge of the injection mould design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design. Through the foundation knowledge, firstly, the composion and the perfourmance of thr part is analyzed to choose the type of the gat advantagely. Secondly, the volume of the part is estimated to choose the injection molding machine and to detemine the mould quantity conveniencely. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly. The part’s outside gear has gullets that are inconsistent with the open direction of the mould. Inaddition, a helical angle exists between them. So the devece that drives the part and the mould to ratat simutaneously when the mould is opend is be designed necessarily. In this mould design, the thrust bearing is fixed at the end of thr conduit block to make ejecting block that rotats with the part at the same time untile the part is ejected from the mould upward. The device makes ejection credibly and design conveniencly and occupies lettle room. So, it is adapted to be used on this mould extraordinarily. Keywords: Injection mould , gate , Cavity 緒論 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備.先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位,發(fā)展為獨立的行業(yè).日本工業(yè)界認為: “模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè),是創(chuàng)造富裕社會的動力”.美國工業(yè)界認為:“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”.在德國模具被冠以 “金屬加工業(yè)中的帝王”之稱. 1.我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距， （1）成型工藝方面：多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。但總體上熱流道的采用率達不 到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 （2）在制造技術方面：CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如對充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。（3）模具材料方面：近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 2．我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 2.1我國塑料模具工業(yè)今后的主要發(fā)展趨勢 據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)絡機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。 2.2我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 （1）提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （2）.在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 （5）提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 （6）.應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 （7）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 3．國外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 （1）模具生產(chǎn)效率高，工期短，人均產(chǎn)值高。各企業(yè)共同之處是廠房設備密集，顯得十分擁擠，即使在這樣的條件下，車間管理還是有條不紊，生產(chǎn)效率高。一般模具企業(yè)，人均年產(chǎn)值為5～14萬美元。 （2）專業(yè)分工細，技術精益求精，客戶相對穩(wěn)定。模具企業(yè)專業(yè)分工較細，生產(chǎn)協(xié)作緊密。每家企業(yè)只生產(chǎn)某一類模具，各家都有自己的拳頭產(chǎn)品，這利于在技術上精益求精，以利在激烈的競爭中生存發(fā)展。模具廠所需的模具標準件都是外購的，有些零件加工業(yè)是由其他廠協(xié)作。 （3）模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍，有利于企業(yè)發(fā)展。模具作為單件或極小批量產(chǎn)品，技術密集和精密加工設備密集，與模具成型制品的大批量生產(chǎn)相比，投入大，產(chǎn)出低，因而制約了模具企業(yè)大發(fā)展。他們注重模具與制品一體化，模具與制品相輔相成，互相促進，有利于模具企業(yè)的發(fā)展?！　? （4）緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具，重視開拓海外市場。模具工業(yè)發(fā)展較快，緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)制造模具是一個重要因素。近幾年3C電子產(chǎn)品和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，帶動了模具工業(yè)的發(fā)展。目前模具產(chǎn)值的76%源自3C產(chǎn)品和汽車、摩托車提供的產(chǎn)品。模具行業(yè)以很強的市場敏感性，以最短的生產(chǎn)周期滿足了這些行業(yè)的需求。大陸的許多3C產(chǎn)品和汽車模具就來自美國，日本和西歐，以及臺灣。　　 （5）CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術應用廣泛。他們的模具生產(chǎn)效率較高，市場快速反應能力強，CAD/CAE/CAM技術和高速切削技術的普及應用，無疑是一個重要因素。 4．本設計所要解決的問題 在我們設計的排水管頭塑料模具的設計與制造過程中，根據(jù)所學的知識和我們在畢業(yè)實習中所積累的經(jīng)驗，所采用方案如下。該塑件是杯座，大批量生產(chǎn)，塑件的材料采用常用的原料ABS，屬于常用的工程材料。 第1章 設計題目：杯座模具設計 零件圖： 設計要求： 1． 材料 2． 生產(chǎn)批量 3． 未注公差取MT5級精度 杯座模具工藝方案分析 可選方案 方案分析 結論 分 型 面 取A-A面作為分型面，它位于零件截面最大的部位，此分型面是一個曲面，且分型線并不是零件的輪廓曲線 合理 型 腔 布 局 與 澆 注 系 統(tǒng) 采用一模一件，可以降低模具成本，但不能適應大批量生產(chǎn)的需求，點澆口上端進料，容易保證零件質量。 不合理 一模四件對稱分布，雖然模具尺寸增大，制造成本有所提高，但生產(chǎn)效率較高，適應大批量生產(chǎn)的需要，點澆口上端進料容易保證零件質量。 合理 推出結構 雖然塑件包緊動模型芯的力不是很大，但因塑件壁很薄，采用頂桿推出容易將塑件頂變形，甚至破壞塑件 不合理 將頂桿作成錐面，增大頂出部分的接觸面積，可以有效地避免頂出時塑件的變形。 合理 第2章 工藝性分析 2.1 塑料的原材料（ABS）分析 （1）吸濕性強。成型前須充分干燥要求其含水量小于1％，對于表面光澤要求較高的制品，需長時間干燥。 （2）流動性較好（溢邊值為0.04mm左右）易于充模，粘度對剪切速率較敏感，同時還與注射溫度和注射壓力有關，其中注射壓力影響較為顯著，因此提高流動性要從提高注射壓力入手。 （3）成型難度大，須采用較高的料溫和模溫。對于耐熱抗沖擊性和中抗沖擊性制件，應在允許的范圍內料溫取較大值。 （4）精度對之制件影響較大，有破壞ABS橡膠相的傾向，通常ABS在250℃左右變色，270℃開始分解。 （5）若制件精度要求較高模溫宜采取50～60℃，若制件表面要求具有光澤，模溫宜取60～80℃，我們的線圈骨架采用60℃。 （5）注射壓力應比聚苯乙烯較大，采用螺桿式注塑機料溫可取160～220℃，注射壓力可取70～90MPa。 （6）模具設計過程中注意事項，澆注系統(tǒng)流動阻力應盡可能小，澆口位置及形式應合理并能防止熔接痕的產(chǎn)生，同時要考慮模具制造的經(jīng)濟性和加工的合理性。 2.2 塑件的結構和尺寸精度等級及表面質量分析 從該制品的零件圖可知；形狀，結構對制件脫模要求較高，但對尺寸大小，產(chǎn)品精度和表面質量要求都不高。 此零件壁薄且深，斜度比較大，雖然總體尺寸不大但相對較高，無特殊尺寸要求，零件表面要求較光滑。 （1）成型制件的尺寸大小主要取決于塑料原料的流動性和注射時的壓力在一定的設備和工藝條件下，流動性較好的塑料品種可以成型較大的制件，塑料ABS的流動性能較好，適于成型較大的制件。在這里杯座注塑模具的尺寸較小，注塑時的壓力要求不太大，一般的注塑壓力就能滿足。 （2）制品的精度等級；塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，此處塑料件未注公差，由于該制件的原材料為ABS，而ABS的制件公差等級較低為MT5級，該塑件的精度等級較低。受模具活動部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2級取0.05，MT3-5級取0.1。 （3）制品的表面質量；塑料制件的精度等級較低，我們所要獲得的制件對制品的表面質量除要求無缺陷，毛刺，無特殊要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。 （4）制品的形狀結構；制品的壁厚均勻為3mm。符合ABS的最小壁厚原則，在制件的交叉處的壁厚較?。?.5mm），在模具的設計和加工過程中要特別注意，防止出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，ABS的強度較大不需增設加強筋。 2.3 計算塑料制件的體積和質量 計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。 計算塑件的體積V=3.6 cm 計算塑件的質量：根據(jù)設計手冊可查得ABS塑料的密度為=1.03～1.07g/cm 故塑件的質量為：W=V× =3.6 cm×1.07 g/cm =4.46g 采用一模四件的結構設計，考慮其外形尺寸，注塑時所需壓力和工廠現(xiàn)有設備等情況，初步選用注塑機XS-ZY-125型。 額定注射量 125 cm 螺桿直徑 42mm 注射壓力 120MPa 注射行程 115mm 注射時間 1.6s 螺桿轉速 29r/ mm 注射方式 螺桿式 合模力 900KN 模具最大厚度 300 mm 模具最小厚度 200 mm 最大開模行程 300 mm 動定模固定板尺寸428 ×458 合模方式 液壓機械 定位圓尺寸 100 噴嘴孔徑 4 噴嘴球頭半徑 SR12 2.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定 查找相關文獻和參考工廠實際應用的情況，ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（適模時，可根據(jù)實際情況作適當調整） 注射成型機類型 螺桿式 堆密度 1.03-1.07 計算收縮率% 0.3-0.8 注射壓力MPa 30-100 注射時間S 20-90 高壓時間S 0-5 冷卻時間S 20-120 總周期S 50-120 預熱溫度 80-85 預熱時間 2-3h 螺桿轉速 30 模具溫度 50-80 第3章 注塑模具的結構設計 注塑模的結構設計主要包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、模具工作零件的結構設計、側向分型與抽芯機構的設計、推出機構的設計等內容。 3.1 模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個數(shù)與注塑機的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量； 3.1.1 按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=×－ 其中： F 注塑機的鎖模力 N PC 型腔內的平均壓力mpa A 每個制件在分型面上的面積（m㎡） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（m㎡） B 在模具設計前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動分析B為（0.2～0.5），常取B=0.35，熔體內的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40mpa實際所需鎖模力應小于選定注塑機的名義鎖模力，為保險起見常用0.8F則 N1= ==4.7（個） 分析方案： （一）：采用一模一件，可以降低模具成本，但不能適應大批量生產(chǎn)的需求，點澆口上端進料，容易保證零件質量。 （二）：一模四件對稱分布，雖然模具尺寸增大，制造成本有所提高，但生產(chǎn)效率較高，適應大批量生產(chǎn)的需要，點澆口上端進料容易保證零件質量。 故型腔設計應選擇一模四件。 3.1.2 注射機注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機的公稱注塑量（cm3） V 單個制件體積 （cm3） C 流道和澆口的總體積（cm3） 生產(chǎn)中每次實際注塑量應為公稱注塑量的0.75～0.45倍，取0.7倍計算，同時流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計每個制品所需澆注系統(tǒng)是體積的0.2～1倍，現(xiàn)取C=0.4則 N2=== =4.7（個） 從以上討論可以看到模具的型腔個數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個數(shù)是1,2,3,4個，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長度最好小于60mm，以防止因為注塑壓力的降低而帶來的制件充型不足等缺陷。我們所設計的杯座模具采用一模四腔的方案，即 N=4 3.2 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 3.2.1 分型面的選擇 該塑件為杯座，表面無特殊的要求，取A-A面作為分型面，它位于零件截面最大的部位，此分型面是一個曲面，且分型線并不是零件的輪廓曲線。故分型面選擇如下圖所示的A-A分型面： 3.2.2 確定型腔的排列方式 本塑件在設計時采用一模四腔的設計方案，即綜合考慮模具的開模行程較短，注塑機有足夠的開?？臻g，澆注系統(tǒng)符合原則（主流道的長度小于60mm），模具結構簡單以及制件精度符合圖紙要求（這里模具的精度等級圖紙無要求，ABS的未注公差等級為MT5）以制件生產(chǎn)的經(jīng)濟性，可采用下圖所示的型腔排列方式和分型面選擇。 3.3 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 （1）主流道設計。根據(jù)設計手冊查得XS-ZY-125注塑機噴嘴有關尺寸： 噴嘴前端孔徑：d=4㎜; 噴嘴前端球面半徑：R=12㎜; 根據(jù)模具主流道與噴嘴關系： R= R+（1～2）㎜ d= d+（0.5～1）㎜ 取主流道球面半徑R=13㎜； 取主流道小端直徑d=4.5㎜； 主流道截面形狀設計為橢圓形，可將主流道出料端設計為半徑R=5㎜的圓弧過渡。主流道的末端可開設冷料穴，深度約取4～5㎜，主流道表壁的表面粗糙度應小于0.32～0.63m. (2)分流道設計。分流道的形狀及尺寸，應根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度，注塑速度、分流道長度等因素來確定。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為便于加工起見，選用截面形狀為半圓形的分流道，查表得R=4㎜。 （3）澆口設計。根據(jù)塑件的成型要求及型腔排列方式，選用點澆口較為理想，為四點澆口，查表6-6得，點澆口直徑d 0.8-1.3mm, 點澆口長度l.0mm,試模時修正。 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 從圖中可看出，我們采用的是點澆口。點澆口又稱針狀澆口。點澆口一般開設在分型面上，塑料熔體于型腔的底面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調整其截面的厚度和寬度可以調節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。澆口的長度很短，不超過其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但是采用這種澆口時，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。 具體到這套模具，其澆口形式及尺寸如圖所示。澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗值。實際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為Φ4的分流道，再將材料進行熱處理，然后做一個銅公（電極）去放電，用電火花打出這個澆口來的。 根據(jù)塑件的成型要求及型腔排列方式，選用點澆口較為理想，為四點澆口，查表6-6得，點澆口直徑d為 0.8-1.3mm, 點澆口長度為l.0mm,試模時修正。 （4） 冷料穴的設計。在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約10－25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1－1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如圖中所示。實際上只要將分流道順向延長一段距離就行了。 3.4 排氣結構的設計 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，氣體如不能及時排出會使制件的內部有氣泡，甚至會產(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣，利用合模間隙排氣。 由于杯座注塑模具是小型模具，可直接利用分型間隙進行排氣，而不需在模具上開設排氣槽。（ABS塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上ABS的流動性較好，也不宜開排氣槽。） 3.5成型零件設計 （1） 凹模的結構設計。本模具采用一模四件的結構設計，考慮加工難易程度和材料的價值利用等因素，凹模擬采用整體式凹模，其具體結構見下圖 （2）凸模的結構設計。凸模主要是與凹模相結合構成模具的型腔，其凹模和側型 芯的結構如下圖所示 第4章模具設計的有關計算 本例中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。 查表得ABS地收縮率S=0.3％～0.8％，故平均收縮率為0.55％，考慮到工廠模具現(xiàn)有條件，模具制造公差取。 4.1型腔、型芯工作尺寸計算 型腔、型芯工作尺寸計算見下表。 類別 序號 模具零件名稱 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 型芯尺寸確定 1 凸模 52 d＝ 52.29 67.4 52.29 34 R＝ 34.19 73 73.41 型腔 1 凹模 51.7 D模=(D+D％-) 51.975 71.1 71.4 2 74.5 H=（+％-） 74.9 35.5 35.69 4.2型腔側壁厚度和底板厚度計算 （1）下凹模型腔側臂后度計算。下凹模型腔為組合式圓形形腔。根據(jù)組合式圓形型腔側壁后度計算公式進行計算。 t=r(-1) 式中 r ——凹模型腔內孔的半徑（mm）； σ——材料的許用應力（MPa）； p ____模腔壓力（MPa）； 經(jīng)過計算t＝8 mm 考慮模具結構等因素，下凹模鑲塊的尺寸為75 mm×60 mm。 （ 2）下凹模鑲塊底板厚度計算。根據(jù)組合式型腔底板厚度計算公式進行計算。 H= 式中 P＝60 MPa； b＝12 mm； L＝90 mm（初選值）； B＝180 mm（根據(jù)模具初選外形尺寸確定）； []=160 MPa(底板材料選用45鋼)； 代入公式計算得 H＝＝12.32 mm 考慮模具的整體結構協(xié)調，取H＝24 mm。 4.3模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 本塑件在注射過程中不要求有太高的模溫，因而模具上可不開設加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計算。 設定模具平均工作溫度為65°用20°常溫水作為模具冷卻介質，其出口溫度為25°，產(chǎn)量為（初算2分鐘一套），0.27㎏/h。 1求塑件在每小時釋放的熱量Q，查有關文獻ABS單位若流量為3.98J/g. Q=WQ=0.27×3.98J/g=1.0746×10 J/㎏ 2求冷卻水的體積流量V V＝ = ＝0.85×10m/min 由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。 由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻體積流量很小，故可不設冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。 4.4 結構與輔助零部件的設計 （1）. 導柱的選用 導柱選用帶頭導柱，由導柱直徑與模板外形尺寸關系，其尺寸選用Φ30㎜×138.5㎜×40㎜，材料選用20鋼。GB/T4169.4-1984其結構形式如下圖1-5所示： 導柱的結構形式 其導柱的安裝時與模板之間的配合的公差取IT7級，安裝沉孔直徑比導柱直徑大（1～2）㎜。 （2）.導套的選用 導套選用帶頭導套，與導柱的配合。尺寸選Φ47×48，材料選用20鋼。GB/T4169.2-1984 其結構形式如下圖1-6所示： 導套的結構形式 導套與模板的安裝孔徑之間的配合公差IT7級，安裝后下平面磨平。 該模具由于塑件的精度要求較低，可以采用四根導柱即可滿足塑件的精度，四根導柱，導套尺寸選用相同直徑，不對稱布置。其布置形式如零件圖定模固定板上所示。 4.5 模具閉合高度的確定 由前面設計已確定，定模座板H0=45mm,定模板H=40mm,動模板H=40mm,支承板H=45mm,墊塊H=70mm 動模座板H =25mm 所以模具的閉合高度H=45+40+40+45+70+25=265mm 4.6注塑機有關參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為350㎜×350㎜×275㎜。XS-ZY-125型注塑機模板最大安裝尺寸為428㎜×458㎜，故能滿足模具的安裝要求。 由上述計算模具的閉合高度H＝265㎜，XS-ZY-125注塑機所允許模具最小厚度H＝200㎜，最大厚度H=300㎜，即模具滿足安裝要求。 HHH 經(jīng)查資料XS-ZY-125注塑機的最大開模行程S=300㎜,滿足式頂出塑件要求。 SH+H+(5～10) ㎜ =45+40+10 =95mm 此外，由于側分型抽芯距較短，不會過大增加開模距離，注塑機的開模行程足夠。經(jīng)驗證XS-ZY-125型注塑機能滿足使用要求，故可采用。 第5章 塑料模的裝配、試模與維修 5.1模具裝配 模具裝配順序如下； （1） 裝配前按圖檢驗主要工作零件及其零件的尺寸。 （2） 將導柱壓入定模固定板中，保證兩導柱的對稱度。 （3） 裝配型芯，將型芯固定在定模座板上，保證垂直度。將座板固定在固定板上。 （4） 將凹模壓入動模固定板中，保證垂直度。 （5） 以凹模為基準，斜導柱起導向定位作用，將側滑塊裝配在斜導柱上，使分型面密合。 （6） 以凹模為基準將動?；鶞拾骞潭ㄔ趧幽９识ò迳稀? （7） 裝配其他輔助零件。 （8） 裝配完成，試模。使配時以分型面密合作為模具的裝配基準