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模具聯(lián)盟網(wǎng) www.moldlm.cn 注塑模設(shè)計(jì)
湖南省機(jī)械工業(yè)技術(shù)學(xué)院
高模20班塑模組畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
題 目： 塑料窗限位塊模具設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí)： 高模20
姓 名： 雷均伙
指導(dǎo)老師： 彭榮利
2008 年4月
概 述
塑料工業(yè)是一門新興產(chǎn)業(yè)，自塑料問世后幾十年，塑料來源豐富，制作方便及成本低廉、金屬零件塑料化的發(fā)展很快，在機(jī)械電子、國(guó)防、交通、通訊、建筑、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)和日常生活用品等行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)塑料模具要求量增加。
Pro/ENGINEER3.0 CAD在設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用
Pro/ENGINEER3.0是美國(guó)PTC公司（Parametric Technology Corporation——參數(shù)技術(shù)公司）開發(fā)的大型CAD/CAM/CAE集成軟件，是全方位的產(chǎn)品開發(fā)軟件。該軟件集產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配、加工、鈑金設(shè)計(jì)等功能于一體，其模塊眾多、內(nèi)容豐富、功能強(qiáng)大，已廣泛應(yīng)用于電子、航天、汽車、家電和玩具等行業(yè)。
在塑窗限位塊模具設(shè)計(jì)過程中，主要應(yīng)用Pro/ENGINEER3.0進(jìn)行了模仁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括分形面、澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。
PTC用于Pro/ENGINEER的新模架——EMX(Expert Moldbase Extension)，是一個(gè)基于知識(shí)庫(kù)的模架裝配和細(xì)化工具，它增強(qiáng)了現(xiàn)有Pro/ENGINEER模具工具的功能。專門為模具設(shè)計(jì)人員開發(fā)的這套工具，提供了快速創(chuàng)建和修改完整模具零部件的功能，能簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)過程，提高生產(chǎn)效率。
在塑窗限位塊模具設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用EMX4.1進(jìn)行了模架結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)。
Moldflow Plastic Advisers是Moldflow公司開發(fā)的快速試模分析軟件，可以對(duì)塑件和模具進(jìn)行注塑分析和優(yōu)化，能幫助設(shè)計(jì)人員在早期發(fā)現(xiàn)問題。
在塑窗限位塊模具設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)用Moldflow Plastic Advisers模流分析，包括澆口位置、材料選擇、熔接痕位置、困氣、流動(dòng)時(shí)間、壓力和溫度分布分析等。
AutoCAD是最常用的工程制圖軟件。由Pro/ENGINEER產(chǎn)生的工程圖紙不規(guī)范，所以后期需要導(dǎo)入AutoCAD2006進(jìn)行完善。
塑料模具CAD技術(shù)是一種全新的設(shè)計(jì)技術(shù)，有助于提高產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)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(jì)抉擇，熟悉CAD技術(shù)并有效地應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)也有賴于設(shè)計(jì)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(kù)，以及模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化。
燕秀工具箱V2.3為cad外掛軟件，它集成了各大模具標(biāo)準(zhǔn)零件生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)，如龍記（LKM）、明利（MINGLEE）、環(huán)勝（EVER）等，大大提高設(shè)計(jì)的效率及實(shí)用性。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的塑窗限位塊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(gè)方面的設(shè)計(jì)，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(jì)算幾個(gè)方面
此塑窗限位塊結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，精度要求低，運(yùn)用常用的推板、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(jì)算。本說明書為機(jī)械塑料注射模具設(shè)計(jì)說明書，是根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》上的設(shè)計(jì)過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：目錄、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、課程設(shè)計(jì)說明書、參考文獻(xiàn)等。
編寫本說明書時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝、塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
本說明書在編寫過程中，得到老師和同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)表謝意。
由于本人設(shè)計(jì)水平有限，在設(shè)計(jì)過程中難免有錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
設(shè)計(jì)者： 雷均伙
2008.04
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
一、 題目：
題目：塑料窗限位塊
條件：產(chǎn)量：50萬(wàn)件
材料：HPVC(硬聚氯乙烯)
設(shè)備：注塑機(jī)自選
任務(wù)要求：總裝圖1份
零件圖若干
說明書1份
二、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集有關(guān)資料：
三、工藝性分析
分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，只要分析塑膠件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。
1、塑膠件的形狀和尺寸：
塑膠件的形狀和尺寸不同，對(duì)模塑工藝要求也不同。
2、塑膠件的尺寸精度和外觀要求：
塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。
3、生產(chǎn)批量
生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時(shí)，可采用單型腔模具等進(jìn)行生產(chǎn)來降低模具的制造費(fèi)用。
4、其它方面
在對(duì)塑膠件進(jìn)行工藝分析時(shí)，除了考慮上訴因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對(duì)模塑工藝的影響。
四、 確定成型方案及模具型式：
根據(jù)對(duì)塑膠零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。
五、 工藝計(jì)算和設(shè)計(jì)
1、注射量計(jì)算：涉及到選擇注射機(jī)的規(guī)格型號(hào)，一般應(yīng)先進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于形狀復(fù)雜不規(guī)則的制品，可以利用Pro/E，的“分析/模塑分析/模塑質(zhì)量屬性”來計(jì)算質(zhì)量?；蛘卟捎霉浪愎烙?jì)塑料的用量，及保證足夠的塑料用量為原則。
2、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：這是設(shè)計(jì)注射模的第一步，只有完成注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后才能估算型腔壓力、注射時(shí)間、校核鎖模力，從而進(jìn)一步校核所選擇的注射機(jī)是否符合要求。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計(jì)算、澆注系統(tǒng)壓力降計(jì)算和型腔壓力校核。
3、成型零件工作尺寸計(jì)算：主要有凹模和型芯徑向尺寸高度尺寸，其最大值直接關(guān)系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度則直接影響到制品精度。為計(jì)算方便，凡孔類尺寸均及其最小尺寸作為公稱尺寸，凡軸類尺寸均及最大尺寸作為公稱尺寸；進(jìn)行工作尺寸計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命等因素。
4、模具冷卻與加熱系統(tǒng)計(jì)算：冷卻系統(tǒng)計(jì)算包括冷卻時(shí)間和冷卻參數(shù)計(jì)算。冷卻參數(shù)包括冷卻面積、冷卻水空長(zhǎng)度和孔數(shù)的計(jì)算及冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫差的校核。模具加熱工藝計(jì)算主要是加熱功率計(jì)算。
5、注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計(jì)完成后，還需校核所選擇的注射機(jī)注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。
六、 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
1、確定凹模尺寸：先計(jì)算凹模厚度，再根據(jù)厚度確定凹模周界尺寸，在確定凹模周界尺寸時(shí)要注意：第一，澆注系統(tǒng)的布置，特別是對(duì)于一模多腔的塑料模應(yīng)仔細(xì)考慮模腔位置和澆道布置；第二，要考慮凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心與模板的幾何中心應(yīng)重合；第四，凹模外形尺寸盡量按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選取。
2、選擇模架并確定其他模具零件的主要參數(shù)；在確定模架結(jié)構(gòu)形式和定模、動(dòng)模板的尺寸后，可根據(jù)定模、動(dòng)模板的尺寸，從《塑料模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中確定模架規(guī)格。待模架規(guī)格確定后即可確定主要塑模零件的規(guī)格參數(shù)。再查閱有關(guān)零件圖表，就可以畫裝配圖了。
七、畫裝配圖
一般先畫上主視圖，再畫側(cè)視圖和其他視圖。
1、主視圖：繪制模具工作位置的剖面圖
2、側(cè)視圖：一般情況下繪制定模部分視圖
3、俯視圖、局部剖視圖等
4、列出零件明細(xì)表，注明材質(zhì)和數(shù)量，凡標(biāo)準(zhǔn)件須注明規(guī)格
5、技術(shù)要求及說明，包括所選注射機(jī)設(shè)備型號(hào)，所選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)，模具閉合高度，模具間隙及其它要求。
八、繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖
零件圖上應(yīng)注明全部尺寸、公差與配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、熱處理方法及其它要求
九、編寫技術(shù)文件
1、編寫注射成型工藝卡片：根據(jù)塑料的成型特點(diǎn)，查閱有關(guān)資料，確定合理的注射成型工藝參數(shù)，并作成工藝卡片。
2、編寫加工工藝過程卡片：選取兩個(gè)重要模具成型零件，確定加工工藝路線，并作成加工工藝過程卡片
3、編寫設(shè)計(jì)說明書
目 錄
第 一 部分 概述
第 二 部分 塑料模具成型工藝及說明書
第 三 部分 產(chǎn)品說明及分析
第 四 部分 根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案選擇注射機(jī)
第 五 部分 設(shè)計(jì)方案的選定
第 六 部分 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
第 七 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
第 八 部分 模架的選擇及校核
第 九 部分 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
第 十 部分 模具的安裝與調(diào)試
第十一部分 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
第十二部分 設(shè)計(jì)小結(jié)
第十三部分 附錄
第 三 部分 產(chǎn)品說明及分析
1． 題目：塑料窗限位塊
2． 條件：產(chǎn)量：50萬(wàn)件
材料：HPVC(硬聚氯乙烯)
設(shè)備：注塑機(jī)自選
3．產(chǎn)品圖如下：
（1—1）
（1—2）
4．任務(wù)要求
1） 制定塑件成型工藝
2） 完成塑件的模具設(shè)計(jì)圖紙一張，零件圖紙若干
3） 選定模具材料及熱處理的技術(shù)要求，并制定主要工作零件的熱處理及加工制造工藝路線
4） 編寫說明書，其達(dá)到如下要求
A了解塑料物理性能、流動(dòng)性能及成型過程中的物理化學(xué)變化
B了解塑料成型基本原理和工藝特點(diǎn)、正確分析成型的工藝對(duì)模具的要求
C掌握各種成型設(shè)備對(duì)模具的要求
D掌握成型模具的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法
五、工藝方案的擬定
1．產(chǎn)品分析：
該產(chǎn)品是塑鋼窗一零部件
產(chǎn)品平面圖和立體圖可見（1—1）和（1—2）從產(chǎn)品來源來看，本品在常溫中使用，精度要求不高，一般只要滿足要求，盡可能取較低的精度，所以從經(jīng)濟(jì)利益上看來盡可能采用一模多腔。
2．選材
硬聚氯乙烯（HPVC）
密度為1.49g/cm3
聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末，根據(jù)不同的用途可以加入不同的添加劑，使聚氯乙烯呈現(xiàn)不同的物理性能和力學(xué)性能，在聚氯乙烯樹脂中加入適量的增塑劑，就可以制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品，純聚氯乙烯的密度為1。49/cm3，加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1。15—2。00g/cm3范圍內(nèi)，硬聚氯乙烯不含或含有少量的增塑劑，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能，可單獨(dú)用作結(jié)構(gòu)材料。聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可以用作低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性也較好。但聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)導(dǎo)致分解，放出氯化氫氣體，使聚氯乙烯變色，其應(yīng)用范圍較窄，一般在-15—55℃之間。
3．成型特點(diǎn)：
聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。所以必須加入穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑，并嚴(yán)格控制溫度及熔料的滯留時(shí)間，不能用一般的注射成型機(jī)成型聚氯乙烯，因?yàn)榫勐纫蚁┠蜔嵝圆粚?dǎo)熱性不好，用一般的注射機(jī)需將料筒內(nèi)的物溫度加熱到166—193℃，會(huì)引起分解，應(yīng)采用帶預(yù)熱裝置的螺桿式注射機(jī)，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面宜大，模具應(yīng)有冷卻裝置。
四.根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案選擇注射機(jī)
1．成型前的準(zhǔn)備
a.吸濕性小，但為了提高流動(dòng)性，防止發(fā)生氣泡則宜先干燥，
b.塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具形腔成型，其過程可以分為充模、壓模、保壓、倒流和冷卻4個(gè)階段。
二．制品HPVC的注塑成型參數(shù)
注射機(jī)：螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：28
料筒溫度：前170-190
中165-180
后160-170
模具溫度：30-60℃
注射壓力(MPa)：80-130
成型時(shí)間注射時(shí)間(s)：15-60高壓時(shí)間：0-5冷卻時(shí)間：15-60總周期：40-130
3根據(jù)塑件的形狀估算其體積和質(zhì)量
a.塑件的體積:
V=22×40×2+2.7×4×2×2+3×2.7×2+4×2×38×2+3×2×28+1.5×1.5×1.8×4+2×2×11×4+13×7×2-3.14×2×2÷2+11.6×2×27+1×1×11+2×2×18=5.8 mm3
質(zhì)量Vg=1.4×5.8=8.12g
對(duì)于該設(shè)計(jì)，建立塑件模型，并用Pro/E3.0對(duì)其進(jìn)行分析得：
V=6.0mm3
Vg=8.4g
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)以手工為準(zhǔn)。
2．根據(jù)塑件的計(jì)算量或者體積選定注射機(jī)設(shè)備型號(hào)確實(shí)形腔數(shù)，當(dāng)未限定設(shè)備時(shí)，必須考慮以下因素：
a.注射機(jī)額定注射量每次不得超過最大注射量的80％，即：
式中：n——形腔數(shù)
GJ——澆注系統(tǒng)重量（G）
GS——塑件重量
GB——注射機(jī)額定注射量（G）
估算澆注系統(tǒng)的GJ，根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算：
設(shè)n=4則得：
=4.2g
g
從計(jì)算結(jié)果并根據(jù)塑件注射機(jī)技術(shù)規(guī)格選用XS-ZY-60
（二）注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇。
1．模具閉合高度的校核
安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜H＜Hmax
設(shè)計(jì)模具高度為H總=237mm
選XS-ZY-125型，最大裝模高度Hmax=300mm，最小裝模高度Hmin=200mm
H總=237mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。
2. 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)
XS-ZY-125型注射機(jī)的主要參數(shù)
額定注射量：125 cm3
頂桿中心孔徑:50mm
注塑壓力：120MPa
最大裝模厚：300mm
注射行程：115mm
最大成型面積：320 cm3
注射時(shí)間：1.6
鎖模力：900KN
最大成型面積：320 cm3
動(dòng)定模固定板尺寸：415×415mm
噴嘴球頭直徑：12
最小裝模厚：200mm
最大開模行程：300mm
注塑機(jī)定位孔直徑：Φ40mm
頂出行程:0-110 mm
頂出行程:0-110 mm
3.注塑機(jī)的參數(shù)校核
（1）注射容量和質(zhì)量校核
由前計(jì)算得塑件重量為8.12×4g,澆注系統(tǒng)為4.2g，則每次注射所需塑料為：按一模4腔計(jì)算：
4×8.12+4.2=36.68g
注射機(jī)最大注射量125×0.8=100﹥36.68
所以注塑機(jī)符合要求。
（2）鎖模力與注射壓力，鎖模力按下式校核：
鎖模力的大小必須滿足下式：
F≥Pm（nAs +Aj）
式中
As—塑件型腔在模具分型面上的投影面積
Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
F—鎖模力
P—模腔壓力 取120MPa
F≥120[（4×40×17）+（5×100）]
≥392400 N
≥392.4 KN
由于F=900 KN
故滿足F=Pm(nAS+Aj)
同時(shí)XS-ZY-125的額定注射壓力為120 MPa，所以注塑機(jī)符合HPVC塑料成型的注射壓力要求。
五.設(shè)計(jì)方案的選定
方案(一):一模四腔點(diǎn)澆口
方案(二):一模四腔側(cè)澆口
1. 點(diǎn)澆口:
針對(duì)針點(diǎn)式澆口,橄欖形澆口,其尺寸很小，這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能有較大的增加塑料熔體的剪切速度并產(chǎn)生較大的塑加熱從而導(dǎo)致熔體的表面粘度下降，流動(dòng)性增加，利于填充，因而對(duì)薄壁件，以及諸如聚丙烯，聚乙烯等表面粘度隨剪切速度變化敏感改變的塑料成型有利，利用點(diǎn)澆口成塑件去除澆口后殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也有利于自動(dòng)化操作，但壓力損大，收縮大，塑件易變形，同時(shí)在定模部分需另加一個(gè)分型面以便澆口凝料脫模。
2側(cè)澆口：
又稱為邊緣澆口，國(guó)外稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口，側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔件于形腔的側(cè)面充模，其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速度及澆口封閉時(shí)間，這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普通便用在中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)但澆口痕跡存在，會(huì)形成熔接痕，縮孔，氣孔等塑件缺陷且注射壓力損失大，對(duì)深型腔塑件排氣不便。
下面是通過Moldflow Plastic Advisers（塑料顧問）對(duì)塑件澆口和注塑進(jìn)行模擬并分析，在二種方案中比較：
首先我們對(duì)澆口位置進(jìn)行選取，由Moldflow Plastic Advisers（塑料顧問）分析中我們可以看出制品頂面和兩側(cè)面均可設(shè)澆口位置，
接下來我們對(duì)澆注質(zhì)量進(jìn)行比較，可以看出兩者差異不大，澆注質(zhì)量都比較高，側(cè)澆口稍好。
點(diǎn)澆口
側(cè)澆口
我們?cè)購(gòu)臍馀輸?shù)目和位置進(jìn)行比較，熔接痕的數(shù)目和位置的比較，我們可以看出側(cè)澆口的氣泡數(shù)和熔接痕較少于點(diǎn)澆口
點(diǎn)澆口
側(cè)澆口
綜合上述，采用第二方案一模四腔側(cè)澆口，而且采用側(cè)澆口相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)形式也比較簡(jiǎn)單，節(jié)約成本。
六．模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1．確定形腔的數(shù)目
根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定形腔數(shù)目：
根據(jù)以知的條件50萬(wàn)件，得知此產(chǎn)品產(chǎn)量不大，從目前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)格來看每增加一個(gè)型腔成制造本會(huì)增加1200—2000元不等，而設(shè)計(jì)為單型腔更加不利于節(jié)省成本的原則，因此，經(jīng)分析，最終選擇為一出四，既能滿足生產(chǎn)要求，又能最大限度的利用各項(xiàng)資源。
2．模具型腔在模板上的排列方式
通常有圓形、H形、直線形及復(fù)合排列。在進(jìn)行形腔布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的形狀和大小來確定排列方式，型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，對(duì)防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕模具重量，節(jié)約成本。
比較上述排列方式，采用H形式排列。（示意圖）
3分型面的確定：
由于本模具是一模多腔，為了使制品能夠順利取出，本模具設(shè)計(jì)了一個(gè)分型面，由注射機(jī)帶動(dòng)動(dòng)模后再由推桿推動(dòng)推板，頂出制品，分型面如圖：
分型面以紅色顯示
七．澆注系統(tǒng)的確定
一、 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。
該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流到、冷料穴，澆口。
1.主流道的設(shè)計(jì)
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出
（1）主流道尺寸
主流道小端直徑 D=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5～1）
=4（0.5～1），取D=5
主流道球面半徑SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2）
=12(1～2)，取SR0=13
球面配合高度h=3～5mm，取h=3mm
主流道長(zhǎng)度L=102mm
主流道大端直徑D′=D+2Ltanα=4+2×102×tan2°=9 ，取D′=9mm
澆口套總長(zhǎng)LO=L+h=105mm
（2）主流道襯套的形式
主流道小端入口處于注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬于易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而模具主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC。
由于該模具流道較長(zhǎng)，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較合適。
（3）主流道襯套的固定
主流道襯套采用壓入式固定。
3.分流道設(shè)計(jì)
（1）分流到布置形式
分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量段、鎖模力力求平衡。模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如圖4-6所示。
圖4-6流道分布示意圖
（2）分流道的長(zhǎng)度
長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，減少?gòu)澱?。該模具的分流道長(zhǎng)度在設(shè)計(jì)過程中由繪圖得出
（3）分流道的形狀及尺寸
為了便于加工及凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面上，采用梯形截面。
梯形分流道的高度：
H=2/3×B=2/3×4.862=3.241 mm
梯形底寬：B=0.2654× =0.2654××=4.86 mm
（4）分流道表面粗糙度
由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=0.8
A、主流道設(shè)計(jì)：
主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計(jì)點(diǎn)為：
⑴ 主流道圓錐角α=2o～6o，對(duì)流動(dòng)性差的塑件可取3 o～6o，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63μm。
⑵主流道大端呈圓角，半徑r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。
⑶在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型。
⑷對(duì)小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式。但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過渡配合，與定位圈的配合采用間隙配合。
⑸主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52～56HRC。
B、冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成接縫；此外，在開模時(shí)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(zhǎng)度約為主流道大端直徑。冷料穴的形式有三種：一種是與推桿匹配的冷料穴；二種是與拉料桿匹配的冷料穴；三種是無拉料桿的冷料穴。我們這里選用的拉料桿是固定在動(dòng)模板上的，其結(jié)構(gòu)如圖三：
圖 三
D、澆口的設(shè)計(jì)：
澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。 圖 五
澆口的理想尺寸很難用理論公式計(jì)算，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。 一般澆口的截面積為分流道截面積的3%～9%，截面形狀常為矩形或圓形，澆口長(zhǎng)度為0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4μm。
澆口的結(jié)構(gòu)形式很多，按照澆口的形狀可以分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口、及薄片式澆口。而我們這里選用的是側(cè)澆口。簡(jiǎn)圖如圖五
澆口的截面一般只取分流道截面積的3％～9％，澆口的長(zhǎng)度約為0.5mm～2mm，側(cè)澆口查表5-4（常用的澆口形式）《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》
圖五
澆口位置的選擇直接影響到制品的質(zhì)量問題，所以我們?cè)陂_設(shè)澆口時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
①澆口應(yīng)開在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置。
②澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮。
③澆口的位置選擇應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。
④澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。
⑤對(duì)于帶細(xì)長(zhǎng)型芯的模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯受沖擊變形。
⑥澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。
⑦不要在制品承受彎曲載荷或沖擊的部位設(shè)置澆口。
（1）主流道冷料穴的設(shè)計(jì)
開模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具型腔分布對(duì)稱，所以冷料穴可設(shè)在中心位置。
由于本模具采用的是推件板推出，拉料桿固定在動(dòng)模板上，所以冷料穴設(shè)計(jì)如下：
排氣槽的設(shè)計(jì)
因該制品屬于小型排氣量不大，可利用分型面間隙以及推桿與孔配合間隙處排氣，所以，不需開設(shè)排氣槽
成型零件尺寸計(jì)算
HPVC的平均收縮率
A .型腔的內(nèi)形尺寸 D腔長(zhǎng)=（ds+daQcp-X△S）
=(40+40×0.0105-×0.52)
=40.22
D腔寬=（ds+daQcp-X△S）
=（17+17×0.0105-×0.4）
==16.9
H腔長(zhǎng)=（ds+daQcp-X△S）
=(30+30×0.01-×0.52)
= 30.575
式中 D腔——型腔內(nèi)形尺寸
Ds-----塑件外徑基本尺寸
△ s----塑件綜合修正系數(shù)一般取
△ m模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差一般△m=（1/S~~1/3）△s
H腔---形腔深度
Hs---塑件高度基本尺寸
4.凸模型芯的外形尺寸
d凸長(zhǎng)=（ds+daQcp-△S）
=（36+0.378+0.26）
=36.46
d凸寬=（ds寬+DSQCP+X△s）
=(13+13×0.0105××0.36) ×
=13.32
h凸=（Hs+Hs×HQC+X△s）
=（28+28×0.0105+△s）
=28.534
式中d凸長(zhǎng)---型芯外形長(zhǎng)度尺寸（mm）
Ds------塑件內(nèi)形基本尺寸
△ s-----塑件公差
Qcp----塑件平均收縮率
X------綜合，一般到
h凸----凸模/型芯的高度尺寸
其它---凸模/型心的高度
5成型中心距
L中=（（ls+LSQCp）+△mm
=(15+15×0.0105)+ ×0.4×
=15.16+0.667
式中L中-----成型中心距(mm)
Ls------塑件中心基本尺寸(mm)
二、平面尺寸的確定
1、型腔到型芯邊的距離a
a = 0.2×l + 17
·對(duì)模芯邊走冷卻水的深腔模具或帶側(cè)抽芯的模具，a可適當(dāng)增加。
2、型腔之間的距離b
b≧a/2 ,一般取12~20mm。
·對(duì)于特別小的制品，b可取3mm。
·型腔之間布置有流道時(shí)，b′可取25~30mm，一般取30mm。
3、模芯尺寸B0×L0
模芯尺寸 = 制品尺寸+型腔到型芯邊的距離+型腔之間的距離
·模芯尺寸超過200×200時(shí)，必須做成拼塊結(jié)構(gòu)。
三、高度尺寸的確定
1、前模部分
①型腔背后模芯厚度h1，h1與冷卻水孔的布置及制品的平面投影面積有關(guān)。
·無冷卻水孔或制品較小時(shí)，h1取15~20mm。
·冷卻水孔邊到型腔的距離取1.5d，或取10~15 mm。
制品平面投影面積（cm2）
h1（mm）
d（mm）
<40（6.32）
20~25（20）
6
40~77（8.72）
25~32（30）
8
77~116（10.72）
32~38（35）
10
116~154（12.42）
38~50（45）
12
154~193（13.92）
44~64（50）
16
>193
50~76（60）
20
②A板開框背后厚度h3 = 25~35 mm
③前模芯厚度h2 = 制品厚度h+型腔背后模芯厚度h1
④A板厚度h4 =前模芯厚度h2+ A板開框背后厚度h3
2、后模部分
①后模芯厚度h6，一般取20~35 mm。
②B板開框背后厚度h7,主要承受來自型腔的注射壓力，可以查選標(biāo)準(zhǔn)托板厚度。
B（cm）
15、20
25
30、35
40
45、50
h7（mm）
30
35
45
50
60
③B板厚度h8=后模芯厚度h6+ B板開框背后厚度h7
a=0.2x1+17=0.2x40+17=25mm b≥=12 b’=30
模芯尺寸：（25+17+30+17+25）x（25+40+12+40+25）=114x142
=16188 m㎡
h1=24mm h2= h + h1=54mm h3=10mm h4=39+25=64mm
h6=25mm h7=30mm h8=55mm
查表得標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸如下：
h4=63mm h6=25mm h7=32mm 墊塊=63mm
本次設(shè)計(jì)的模具方案改為整體式，但以上數(shù)據(jù)仍可做為設(shè)計(jì)參考。
模具總高=82+80+10+25+63=227mm
（八）模架的選擇和注射機(jī)的校核
模架選用： GB/T 12556.1—90 180×L模架 44號(hào)A2型
模架示意圖如下：
主要技術(shù)參數(shù)：
1.定模座板：25mm 2.定模板：50mm 3.動(dòng)模板：25mm
4.支承板：32mm 5.墊塊：63mm 6.推桿固定板：12.5mm
7.推板：16mm 8.動(dòng)模座板：25mm 9.型芯：62mm
1.模具厚度H與注塑機(jī)的高度校核
Hmin
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