塑料儀表盒面板注塑模設計畢業(yè)設計說明書

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1、 目錄 前言 1 1.塑件成型工藝性分析 2 1.1 塑料材料 2 1.1.1 材質 2 1.1.2 工藝參數 2 1.1.3 成型性能 2 1.1.4 制件要求 2 2塑件成型方案及模具設計 4 2.1分型面的選擇 4 2.1.1 主分型面的選擇 4 2.1.2 側分型面的選擇 5 2.2 型腔數的確定 5 2.3注射機及模架的選用 6 2.4 澆注系統(tǒng)的設計 6 2.4.1 澆注系統(tǒng)類型和位置的選擇 6 2.4.2 主流道的設計 8 2.4.3 分流道的設計 9 2.4.4 冷料井的設計 9 2.5 成型零件結構設計 10 2.5.1 凹模結構設

2、計 10 2.5.2 型芯的結構設計 10 2.5.3 型腔及型芯材質的選擇 11 2.5.4 重要成型零件的工作尺寸計算 11 2.5.5 模具型腔的側壁和底板厚度計算 13 2.6 排氣方式 16 2.7側向分型與抽心機構的設計 17 2.7.1抽芯距的確定 17 2.7.2 抽芯力的計算 17 2.7.3 斜導柱設計 18 2.7.4 滑塊的設計 21 2.8 脫模機構的選擇 23 2.9模溫調節(jié)系統(tǒng) 25 3 注射機參數的校核 28 3.1 注射量的校核 28 3.2鎖模力校核 28 3.3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 29 3.4 開模行程和塑

3、件推出距離的校核 29 結語 30 致謝 32 參考文獻 33 附錄 34 II 前言 目前，電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產品中，60%～80%的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工制造方法所無法比擬。模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和開發(fā)能力。我國模具行業(yè)將向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能方向發(fā)展。 近年來，中國塑料工業(yè)年均增長速度達到10%以上，塑料制品年產量位居世界第二。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料制品的應用范圍也在不斷擴大，

4、如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產品和日用產品塑料化的趨勢不斷上升。 30 1.塑件成型工藝性分析 1.1 塑料材料 1.1.1 材質 ABS阻燃材料（以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三元共聚物ABS為基體樹脂，通過添加高效阻燃材料的復合體系，黑色）。ABS樹脂是目前產量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。 1.1.2 工藝參數 ①.成型收縮

5、率：0.4％－0.8％，該制件取收縮率為0.6％; ②.干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件為80~90C下最少干燥2小時； ③.成型溫度：前段180-200℃ ，中段165-180℃ ，后段150-170℃ ，噴嘴170-180℃ ； ④.模具溫度：40~90℃ ； ⑤.注射壓力：60~100MPa； ⑥.注射速度：中高速度。 1.1.3 成型性能 該材料具有保持ABS樹脂的韌性，并具有優(yōu)良的綜合性能。如良好的沖擊性，尺寸穩(wěn)定性好、流動性高、成型加工性好、加工性良好的電絕緣性能和耐環(huán)境應力開裂，同時具有耐滲出、耐熱性高等特點。 1.1.

6、4 制件要求 ①.面板表面粗糙度不得大于Ra0.8； ②.工件壁厚20.1mm,未標注的圓角R0.5； ③.精度要求:與配件相配合部分的尺寸精度要求較高，裝配后無松動，相配件外輪廓形狀應吻合，過渡平順。根據參考文獻[1]第158頁表8.5-59 由塑件材料ABS的未注公差尺寸得，塑件精度取MT5。 ④拔模斜度：拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設計塑件表面沿脫模方向應具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關。根據參考文獻[4]第42頁表3-5得塑件材料ABS的型腔脫模斜度40’～1020’、型芯脫模斜度35’

7、 ～1。。本設計中選擇脫模斜度為1。 ⑤.結構特點：產品外型尺寸為15780.631（單位毫米）； 體積v=3.0459529e+04立方毫米； 密度ρ=1.05克/立方毫米； 質量m=31.9825克； 總結：產品成型結構多、形狀較復雜。 產品三維圖如圖1.1所示： 圖1-1 產品三維圖 2塑件成型方案及模具設計 2.1分型面的選擇 定模和動模相接觸的面稱為分型面，分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面等。結合分析塑件的形狀，可知分型面為曲面，而為了有利于脫模，設置分型面時應使塑件留在動模的一側。模具

8、設計中,分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。 為保證制件能順利地從型腔中脫出且便于模具加工，應根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。，一般應考慮以下幾種因素： ①.分型面必須開設在制件斷面輪廓最大的地方。 ②.分型面處不可避免地會在塑件上留下溢料痕跡，故分型面最好不要選擇在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉角處。 ③從制件的推出裝置考慮，分型時要盡可能地使制件留在動模。 ④為保證制件相關部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時最好把要求同心的部分放在分型面的同一側。 ⑤有側凹或側孔的制件，當采用自動側向分型抽芯時，一般將抽芯或分型距離較長的一邊放在動定模開模的方

9、向上。 ⑥為了便于模具加工制造，應盡量選擇平直且易于加工的分型面，且分型面的位置要有利于制品排氣、脫模。 2.1.1 主分型面的選擇 A-A分型面和B-B分型面如圖3.1所示： 圖2-1 分型面圖 ①.選在塑件最大輪廓面上——可選A-A或B-B； ②.便于充模排氣——可選A-A或B-B； ③.便于脫?！蛇xA-A； 綜合考慮：選A-A為主分型面。 2.1.2 側分型面的選擇 產品兩側的結構如圖2.2所示： 圖2-2 制件兩側 制件兩側的圓孔和倒扣通過滑塊的形式來抽取，在兩側建立次分型面。分型面如圖2.3所示： 圖2-3 側分型面 2.2 型腔數

10、的確定 本課題來自企業(yè)產品生產課題，采用一模一腔注塑成型。 企業(yè)考慮的因素： ①.與之相配的儀表盒尺寸較大，采用的是一模一腔的結構； ②.制件的生產批量不大。 2.3注射機及模架的選用 根據制件的質量和注射機的理論注射量，初選注塑機型號為SZ-100/630。根據參考文獻[3]第7頁表2-1得注塑機的參數如下： 注塑機最大注塑量：75㎝2 鎖模力：630KN 注射速率：80g/s 塑化能力：11.8 g/s 注塑壓力：164.5Mpa 最小模厚：150mm 最大模厚：300mm 移模行程：27

11、0mm 噴嘴球半徑：15mm 噴嘴前端孔徑：3mm 注塑機定位孔直徑： Φ125mm 注塑機拉桿的間距：370320(mmmm) 選擇龍記標準模架2330，A板為35㎜，B板為50㎜。 2.4 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響， 故設計時要使型腔布置和澆口開始部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現象，而澆口的位置也要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不影響塑件的外觀 2.4.

12、1 澆注系統(tǒng)類型和位置的選擇 （一）.澆注系統(tǒng)類型的選擇 ①.由于選擇A-A分型面，根據制件的結構特點來考慮潛伏式澆口不可行； ②.若點澆口，為脫出流到凝料，模具需多開一次模，即采用三板式結構，增加模具的復雜程度。同時考慮制件的結構特點，點澆口不可行； ③.直澆口的優(yōu)點：壓力損失小，進料速度快，成型比較容易，模具結構簡單緊湊，制造方便；缺點：去除澆口困難，澆口痕跡明顯。應此直澆口特別合適于大型、厚壁塑件和熔體粘度特別高的塑料品種的成型。由于制件為小制件，壁厚為2mm，且制件要求具備一定的美觀性，澆口痕跡不能太明顯。故不采用直澆口的形式。 ④.邊緣澆口（又名標準澆口、側澆口）的優(yōu)點是

13、便于機械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易修整，適于各種塑料品種，其最大的特點是可以分別調整充模的剪切速率和澆口封閉時間。同時澆口所產生的熔接痕不影響制件的美觀。 綜合考慮：采用側澆口的形式。 側澆口尺寸的設計： 圖2-4 側澆口 根據參考文獻[5]第62頁得： 澆口深度H經驗計算公式如下： H=Kδ=0.62=1.2㎜ （2-1） 式中 δ——塑件厚度，㎜； K——材料系數，ABS為0.6。 澆口寬度經驗公式： W=

14、 ㎜ （2-2） 式中 A——凹模邊型腔表面積，㎜2； K——材料系數，ABS為0.6。 （二）澆口位置的設計 ①.便于充模、排氣——頂部進料； ②.由于ABS的流動性好，且制件的體積不大，可以考慮用兩個澆口同時進料； 綜合考慮：采用頂部進料的形式。 2.4.2 主流道的設計 主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道。通常和注射機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模板上，而是將它單獨設計成主流道襯套鑲入定模板內。 圖2-5

15、主流道設計 ①.為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓錐形，錐角取4。，內壁粗糙度Ra0.63。 ②.主流道大端呈圓角，其半徑取2㎜，以減小料流轉向過渡時的阻力。 ③.為了使熔融塑料從噴嘴完全進入主流道，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設計成半球形凹坑，根據注射機噴嘴的尺寸可確定：凹坑半徑R=16㎜，小端直徑D=3.5㎜，凹坑深度取3㎜。 ④.由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分設計成可卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質鋼材單獨加工和熱處理。選用的結構如下圖所示： 圖2-6 澆口套 2.4.3

16、 分流道的設計 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向的作用。 分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比值稱為比表面積），塑料的溫度下降小，阻力亦小，流道的效率最高，缺點是需要同時在動模和頂模上切削加工，且要相互吻合，加工較困難。梯形斷面和U形斷面的分流道只切削加工在一個模板上，節(jié)省機械加工費用，且熱量損失和阻力損失僅大于圓形截面的分流道，故為長用形式。 由于本設計澆道只要在定模上切削加工，避開了圓形斷面分流道的缺點。從經濟性和工廠的實際生產中考慮，本設計中選用的是圓形斷面分流道。 根據參考文獻[4]

17、第59頁表3-3-1得： 根據表中的推薦直徑，選分流道的直徑為6㎜。 根據產品的結構特點及ABS材料的流動性較好的特點，綜合考慮，設計中采用兩個側澆口同時進料的形式。結構圖如下圖所示： 圖2-7 分流道 2.4.4 冷料井的設計 冷料井一般位于主流道對面的動模板上，其作用就是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，同時開模時又可將主流道中的凝料拉出。 本設計中采用冷料井底部帶推料桿的形式：由冷料穴和頂桿組成，在冷料穴的底部設有一頂桿，頂桿固定在固定板上，與頂出系統(tǒng)聯動，選直徑6㎜的拉料桿。這是在實際生產中最為常用的形式。結構圖如下所示。

18、 圖2-8 拉料桿 2.5 成型零件結構設計 2.5.1 凹模結構設計 凹模是成型塑件外表面的部件。 整體式凹模的特點是牢固、不易變形。對于形狀簡單、容易制造、或形狀雖然比較復雜，但可以采用中心加工、數控機床、仿形機床或電加工等特殊方法加工的場合比較適宜。 整體嵌入式凹模：為了便于加工，保證型腔沿主分型面分開的兩半在合模時的對中性，常將小型型腔對應的兩半做成整體嵌入式，兩嵌塊的外輪廓斷面尺寸相同，分別嵌入相互對應的動定模模板的通孔內為保證兩通孔的對中性良好，可將動定模配合后一道加工，當機床精度高時也可分別加工。 結合制件的特點、分型面的位置及考慮到型腔

19、的材料與模架的材料不同的特點，經比較選用整體嵌入式凹模。凹模與相對應的動定模模板采用過渡配合的形式，外加四個螺釘鎖緊。 2.5.2 型芯的結構設計 型芯是用來成型內表面的零件，有整體式和組合式之分。 由于本設計中的型芯形狀不復雜，且從節(jié)省貴重金屬的角度出發(fā)，選用組合式的型芯。 型芯的固定方式采用軸肩和固定板連接。對于圓形型芯，軸肩為圓臺；對于非圓形型芯，為了制造方便，則在型芯的一面做出個方形的軸肩結構圖如下所示。 圖2-9 型芯 2.5.3 型腔及型芯材質的選擇 塑料模成型零件是在溫度周期變化的狀態(tài)中工作，注射是模溫高達200℃以上，脫模時溫度

20、較底。成型時承受較高的壓力，合模時分型面反復碰撞，脫模時塑件與工作表面反復摩擦，同時成型是塑料中分解出Hcl、HF等氣體腐蝕模具表面。選擇合適的模具鋼在模具設計中是個重要的內容。 從三個方面來考慮： （一）工作條件要求：材料應具有良好的耐磨性、高溫性能和耐蝕性。制件的材料為阻燃ABS，形狀較簡單，且尺寸不大，精度也不高，可采用40Cr、55鋼、40CrMnMo、P20等。 （二）工藝性能要求：材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開裂傾向?？蛇x用40Cr、T8A、P20等。 （三）經濟性要求：在滿足使用性能的前提下，盡可能地

21、降低制造成本。 綜合考慮：P20鋼的純度高，具有良好的切削加工性能、焊接性，潔凈度高，具有良好的鏡面精加工性能，綜合性能好，且價格適中。所以選用P20材料。 2.5.4 重要成型零件的工作尺寸計算 由制件的收縮特性值6‰可得制件選用的一般精度的公差等級MT5，與之對應的模具制造公差等級為IT11。由于在繪制裝配圖前，考慮到制件的收縮特性，已經將制件按1.006倍進行放大，所以在這里不須對每個尺寸進行計算。在這里只對面板與儀表盒配合及重要的尺寸進行計算。 根據參考文獻[3]第118、119頁中的公式3-32、3-33、3-34、3-35、3-36得: （一）①凹模的工作尺寸計算：

22、 （2-3） 式中 ——塑料外形公稱尺寸； K——塑料的平均收縮率； Δ——塑件的尺寸公差； δz——模具的制造公差； L——凹模徑向的工作尺寸。 表2-1 凹模的工作尺寸計算 塑料外形公稱尺寸 凹模徑向的工作尺寸L L1=110.4 L2=

23、147.2 L3=150.3 L4=70.8 L5=73.8 L6=3.25 L8=24.85 L9=4.85 L10=85 L11=139.2 ②凹模的深度尺寸計算公式： （2-4） 式中 H塑——塑件高度方向的公稱尺寸； K——塑料的平均收縮率； Δ——塑件的尺寸公差； δz——模具的制造公差； H——凹模深度的工

24、作尺寸。 尺寸L7=8..8即高度方向公稱尺寸H7=8.8 則對應凹模深度的工作尺寸H= = 尺寸L11=6.5即高度方向公稱尺寸H11=6.5 則對應凹模深度的工作尺寸H=

25、 = （二）①凸模的工作尺寸計算 （2-5） 式中 l塑——塑件內形徑向方向的公稱尺寸； K——塑料的平均收縮率； Δ——塑件的尺寸公差； δz——模具的制造公差； l——凸模徑向的工作尺寸。 尺寸L13=26.2即塑件內形徑向方向公稱尺寸l=26.2 則對應凸模徑向的工作尺寸l=

26、 = 尺寸L12=13.8即塑件內形徑向方向公稱尺寸l=13.8 則對應凸模徑向的工作尺寸l= = 2.5.5 模具型腔的側壁和底板厚度計算 塑料模型腔在成型過程中承受熔體的高壓作用，應有足夠的強度和剛度。如果凹模和底版厚度過小，強度和剛度不足，會產生過大的變形，形成飛邊，降低塑件精度并影響正常脫模，甚至會發(fā)生塑性變形和破壞。 以下是通過強度和剛度的計算來確定凹模壁厚和底板厚度的計算。由于模具零件形狀教復雜，在計算中將其簡化為整體式的矩形凹模，括號

27、內的尺寸為實際設計中的尺寸。 注射模型腔內壁所受到的單位平均壓力根據塑件材料或塑件形狀不同而不同。一般來說，只有注射機及機筒壓力的25％～50％。 p=(25％～50％) =(25％～50％)164.5=41.25～82.25MPa。 （2-6） （一）側壁厚度計算 ①側壁厚度按剛度計算 根據參考文獻[1]第385頁公式9.4－36得： （2-7） 式中 S——凹模壁厚(mm

28、)； p——模腔壓力(MPa),一般為30～50 MPa，根據上面的計算所得，這里取p=50 MPa； E——模具材料的彈性模量（MPa），在一般工作溫度下，P20為預硬化塑料模具鋼，取； δ——成型零件的許用變形量(mm), 根據參考文獻[3]第124頁表3-37得，ABS材料的對應的許用變形量δ=0.04～0.05mm,這里取0.05㎜； h——凹模型腔深度尺寸(mm)，h=16.1mm； c——由h/l而定的系數，根據h/l=0.1查參考文獻[3] 第124頁表3-38得c=0.93； ②側壁厚度按強度計算 根據參

29、考文獻[1]第385頁公式9.4－45b得： （2-8） 式中 S——凹模壁厚(mm)； p——模腔壓力(MPa),一般為30～50 MPa，根據上面的計算所得，這里取p=50 MPa； a——由l/h而定的系數，查表3-40參考文獻[2]； σ——模具材料的許用應力（MPa），P20為預硬化塑料模具鋼，取

30、； 綜合考慮：S≥9.54㎜符合要求。經比較，在設計過程中所設計的尺寸均符合要求。 （二）底板厚度計算 ①底板厚度按剛度計算 根據參考文獻[1]第385頁公式9.4－38得 （2-9） 式中 H——型腔底板厚度(mm)； ——由l/b而定的系數，根據l/b=151.1/74.24=2.04查參考文獻[3] 第124頁表3-39得=0.0277； p——模腔壓力(M

31、Pa),一般為30～50 MPa，根據上面的計算所得，這里取p=50 MPa； E——模具材料的彈性模量（MPa），在一般工作溫度下，P20為預硬化塑料模具鋼，?。? δ——成型零件的許用變形量(mm), 根據參考文獻[3]第124頁表3-37得，ABS材料的對應的許用變形量δ=0.04～0.05mm,這里取0.05㎜； h——凹模型腔深度尺寸(mm)，h=16.1mm； ②底板厚度按強度計算 根據參考文獻[1]第385頁公式9.4－49得：

32、 （2-10） 式中 H——型腔底板厚度(mm)； ——由l/h而定的系數； b——矩形凹模型腔短邊長度（mm）。 p——模腔壓力(MPa),一般為30～50 MPa，根據上面的計算所得，這里取p=50 MPa； σ——模具材料的許用應力（MPa），P20為預硬化塑料模具鋼，??； 綜合考慮：底板厚度H≥21.43符合要求。經比較，在設計過程中所設計的尺寸均符合要求。 2.6 排氣方式 當塑料熔體注入型腔時，如果型腔內原有氣體、蒸汽等不能順利地推出，將在制品上形成氣孔、接縫、型腔不能完全充滿等弊病，同時還會因氣體壓縮

33、而產生高溫，引起流動前沿物料溫度過高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產生焦痕。在設計型腔時必須充分地考慮排氣問題。 由于塑件為一般的小型塑件，且注射壓力為普通注射壓力，所以在這里是利用分型面或配合間隙排氣。主要是分型面排氣、推桿與推桿孔的配合間隙、型芯與型芯孔的配合間隙及滑塊的配合間隙等。 2.7側向分型與抽心機構的設計 選用機動側向分型與抽芯機構。機動式側向分型與分型與，抽芯機構利用注射機的開模運動，并對其方向進行變換后，可將模具制向分型或把側型芯從制品中抽出。本設計選用運用最廣泛的斜導柱式抽芯機構。 2.7.1抽芯距的確定 抽芯距是指側型芯從成型位置抽到

34、不妨礙制品取出位置時，側型芯在抽拔方向所移動的距離。抽芯距通常比側孔或側凹的深度大2~3mm。 圖2-10 抽芯距 根據參考文獻[2]第158頁得： S抽=S+2~3 （2-11） 式中 S抽——最小抽芯距，單位mm； S ——側凹的深度，單位mm。 由于S=8mm，所以取S抽=10mm 2.7.2 抽芯力的計算 將側型芯從制品中抽出所需的力叫抽芯力。 根據參考文獻[2]第129頁公式3－47得： F=PA(fcosΦ+sinΦ) （2-12

35、） 式中 p——塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力，一般取8~12MPa,在這里取10 MPa； A——塑料制品包緊型芯的側面積，單位mm2； f ——摩擦系數，f=0.1~0.2，這里取0.18； F——抽芯力，單位N； Φ——脫模斜度，Φ=2。 圖2-11 收縮面積 由proe軟件計算得：A1=22.807 mm2； A2=25.7871 mm2； A3=84.283mm2； A4=342 mm2； A5=224.17 mm2； F=PA總(fcosΦ+sinΦ

36、) = P[2（A1 +A2）+ A3+ A4 +A5] (fcosΦ+sinΦ) =10747.65（0.18cos2。+sin2。） =1605.88N 2.7.3 斜導柱設計 常用的斜導柱截面有圓形和矩形。圓形截面加工方便，裝配容易，應用較廣。其頭部可做成球形或錐臺形。矩形截面在相同截面積的條件下，具有較大的截面系數，能承受較大的彎矩，但是加工困難，裝配不便！ 由于本設計中彎矩不大，圓形截面的斜導柱已經可以滿足要求，故選用圓形斜導柱，頭部采用錐臺形的形式。 在這里斜導柱的材料選用T8。由于經常與滑塊摩擦，應進行熱處理，硬度達55HRC。斜導柱與固定板之間用過渡配合H7/m

37、6。由于斜導柱在工作中主要起驅動滑塊作往復運動的作用，滑塊運動的平穩(wěn)性由導滑槽與滑塊間的配合精度保證，合模時滑塊的最終準確位置由壓緊塊決定，因此，為了運動靈活，滑塊與斜導柱采用較松的間隙配合，在這里取單邊間隙為0.5㎜。 （一）斜導柱傾角α的確定 斜導柱傾角α是斜導柱抽芯機構的一個主要參數，其大小與開模所需的力、抽芯力及開模行程有關，如下圖所示： 圖2-12 斜導柱 由于導柱與導滑孔間的摩擦力與導滑槽間的摩擦力相對抽芯力較小，在這里的計算中不考慮。 F，W=FW=F/cosɑ （2-13） Fk= F，W sinɑ=

38、Ftgɑ （2-14） 式中 F，W——斜導柱作用于滑塊的正壓力，單位N； F——抽芯力，單位N； Fk——抽出側型芯所需的開模力； ɑ——斜導柱傾角（。）。 可以看出，若α增大是要獲得相同的抽芯力F，則斜導柱所受的彎曲力FW增大，開模力Fk也增大，應此希望ɑ值小，但是若抽芯力s一定時，ɑ值減小，將導致斜導柱工作部分長度L增大。 L=s/ sinɑ （2-15） H=scotɑ

39、 （2-16） 式中 L——斜導柱工作長度，單位mm; H——與抽芯距s對應的開模行程，單位mm。 可以得到ɑ增大，H、L減小，有利于減小模具尺寸。 綜合考慮：取ɑ=15。。 可以得到：F，W = FW =F/cosɑ=1605.88/cos15。=1662.53N （二）斜導柱直徑的確定 根據參考文獻[2]第162頁公式3－5得： M= FWLW， （2-17） 式中 FW——斜導柱承受的最大彎曲力，單位N； LW，——斜導柱的彎曲力臂，單位m; M——斜導柱所承受的彎矩。 根據參考文獻[2]第

40、129頁得： LW，=(H/2+Z/ sinɑ)/ cosɑ （2-18） =（37.32/2+0.5/sin15。）/cos15。 =21.32mm 式中 Z——斜導柱與導柱孔的單邊間隙 M= FWLW， （2-19） =1662.5321.3210-3 =35.45Pa 根據參考文獻[2]第162頁公式3－54得：

41、 d= ㎜ （2-20） 在本設計中取d=14 mm 根據參考文獻[2]第162頁得： 斜導柱為圓形截面是的斷面系數為： W=πd3/32=0.1 d3 （2-21） =0.1（1410-3）3 =2.74410-7mm 3 根據參考文獻[2]第162頁公式3－53得： δW=M

42、/W （2-22） =35.45/2.74410-7 =129.19 Mpa＜[δ]=137.2 Mpa 式中 [δ]——斜導柱材料的許用彎曲應力，斜導柱的材料選用的是碳鋼，[δ] =137.2 Mpa； δW——斜導柱受到彎曲所產生的彎曲應力，單位Mpa; d——斜導柱的直徑，單位㎜; 所以當d=14 mm時，可以完成抽芯工作。 （三）斜導柱長度的確定 L=L1+L2+L3+L4

43、 （2-23） =Dtgɑ/2+δ/cosɑ+s/sinɑ+5~10（取8） =19tg15。/2+35/ cos15。+10/ sin15。+8 =85.94㎜（取86㎜） 圖2-13斜導柱長度 2.7.4 滑塊的設計 （一）側型芯與滑塊的聯接形式 圖2-14 抽芯位置 滑塊分整體式和組合式兩種。于A1與A2部分的成型，采用的是組合式滑塊。，型芯穿過滑塊，通過緊定螺釘將型芯和滑塊固定在一起。這樣可以節(jié)省鋼材，且加

44、工方便。結構如下圖所示： 圖2-15 側型芯的固定形式 對于A3部分的成型，采用的是整體式滑塊。 （二）滑槽的設計 對導滑槽與滑塊的配合要求是運動平穩(wěn)，不宜過分松動，也不宜過緊。燕尾槽精度較高，但制造比較困難，在這里不采用。本設計中采用的是T型導滑槽，由于本制件精度要求不高，且制件為小制件，所以選用整體式的結構。 圖2-16整體式結構 滑槽對滑塊的導滑部位采用間隙配合，配合特性采用H8/g7，其它各處均留有間隙。在這里取滑塊的滑動部分和滑槽導滑面的表面粗糙度Ra為Ra1.6。 （三）楔緊塊的設計 在制品注射成型過程中，滑塊在抽芯方

45、向受到塑料較大的推力作用，這個里通過滑塊傳遞給導柱，而斜導柱為細長桿，受力后容易變形，因此必須設置楔緊塊使滑塊不致產生位移，從而保證制品的精度和斜導柱。 由于楔緊塊的位置定模板的邊緣，為了減小應力集中，所以將楔緊塊的邊緣做成圓角的形式。為了避免擦傷和變形，楔緊塊應有足夠的表面硬度，將楔緊塊熱處理HRC53。 圖2-17 楔緊塊 （四）滑塊定位裝置 滑塊定位裝置用于保證開模后滑塊停留在剛剛脫離斜導柱的位置上，是合模時斜導柱能準確地進入滑塊上的斜導孔內，不致損壞模具。 彈簧止動銷和彈簧鋼球定位在中小型模具中廣泛應用。但是鋼球代替止動銷，不但結構簡單，且將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，壽命

46、較長。設計中選用的是彈簧鋼球定位裝置，到位后鋼球落入凹槽內，起到止動的效果。如下圖所示： 圖2-18 滑塊定位 2.8 脫模機構的選擇 在注射成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出。脫出塑件的機構稱為推出機構。 對脫模機構的要求： ①.結構優(yōu)化、運行可靠。 ②.不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞。 ③.讓塑件留在動模：根據制件的結構特點及分型面的位置，不需經過計算，可以判斷制件在開模過程中始終留在動模上。 根據制件的結構特點及經濟性，選用應用最廣泛、最簡單的推桿脫模機構。其所具有的優(yōu)點：推桿加工簡單、安裝方便、維修容易、使用壽命長、脫模效果好等特點

47、。但是，它與塑件接觸面積一般比較小，設計不當易引起應力集中 因 而頂穿塑件或使塑件變形。應此，合理的布置頂桿的位置是設計中的難點。 （一）推桿數量及位置的確定 ①.推桿的推出位置應設在脫模阻力大的地方，側壁是阻力較大的地方。 ②.推桿不宜在塑件最薄處，以免塑件變形或損壞。 ③.推桿端面應和型腔在同一平面上，或比型腔的平面高出0.05～0.1㎜，否則會影響制件的外觀和使用。 ④.考慮到制件為面板式，且制件的形狀較復雜，設計中采用了兩種不同的圓形推桿和一種扁推桿。 在制件四個邊角的位置（A1、A2、A3、A4），由于空間太小，同時又考慮到在推出過程中處于危險的位置，所以在四個角

48、的位置加設四根直徑為3㎜的圓形推桿。在A5、A6處由于該部制件的深度比較深，在推出過程中可能造成制件的損壞，為了保證順利的推出，分別在這兩個位置加設扁推桿。 圖2-19 危險面 推桿數量和位置分布如下圖所示： 圖2-20 定桿布置 （二）推桿復位裝置 選用最常見的復位桿來完成復位動作。為了使推出制件過程中更加平穩(wěn)，在這里選用四根復位桿，與復位桿頭部接觸的頂模板應淬火。為了避免復位過程中，復位桿和頂模板的過度接觸或碰撞，則采用彈簧復位的方法。在推桿固定板與動模板之間加設矩形彈簧，起到先復位的作

49、用。如左圖所示。 圖2-21 矩形彈簧 2.9模溫調節(jié)系統(tǒng) 在注射成型中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率。熱塑性塑料在注射成型過程中，根據其品種不同，對模溫的要求也有所不同。對于要求模溫較底的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS等，由于模具不斷地被注入的熔融塑料加熱，模具溫度升高，靠模具自身的散熱不能使模具保持較低的溫度，必須加設冷卻裝置。對于要求模具溫度較高的塑料，如聚甲醛、聚砜、聚苯

50、醚等，成型的塑料容易產生內應力和表面缺陷，故宜采用較高的模溫。因此必須設置加熱裝置。 由于本產品的材料為阻燃ABS，所要求的模具溫度50～80℃，模具溫度較低，所以不必另外設置加熱裝置，但是必須加設冷卻裝置。 （一）冷卻裝置的形式大體上可以分為三類： ①溝道式冷卻 直接在模具或模板上鉆孔或銑槽，通入冷水冷卻，這種冷卻方式用得多。 ②管道式冷卻 模具或模板上鉆孔或銑槽，在孔或槽內嵌入銅管。 ③導熱桿式冷卻 在型芯內插入金屬桿導熱，一般適用細長型芯的冷卻。 設計中選用較為常用的溝道式冷卻，以鉆孔的形式加工冷卻水道?？紤]到冷卻效果，同時為了便于加工，水道的

51、直徑取8㎜。 （二）冷卻水道的布置 ①在允許的條件下，冷卻水道距型腔壁不宜太遠或太近，以免影響冷卻效果和模具強度，其距離一般為冷卻孔直徑的1～2倍。由于選用水道的直徑為8㎜，所以距離為15㎜。 ②冷卻水管的數量愈多，對塑件的冷卻也就愈均勻。結合產品的結構特點，產品為面板式結構，則需對面板上下面進行冷卻。由于模具型腔結構為整體嵌入式，則可分別在動定模鑲塊上各開設兩個冷卻水道。如下圖所示。 圖2-22 水道布置1 ③由于模具需連續(xù)性工作，熔融塑料的不斷加入，澆口套及附近的工件所受的溫度一直都很高，為了提高模具的壽命急更好的的工作， 則在澆口套附近開設兩個水道。

52、如下圖所示。 圖2-23 水道布置2 ④.由于模具型腔選用的是整體式嵌入，要防止冷卻水道的冷卻水的外泄，則選用水嘴的螺紋部分應足夠長，可直接與嵌入的動定模鑲塊連接，水嘴與水管連接必須密封。如下圖所示。 圖2-24 水道連接3 3 注射機參數的校核 3.1 注射量的校核 注塑機的最大注塑量應大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料飛邊），通常注塑機的實際注塑量最好在注塑機的最大注塑量的80%。 根據參考文獻[4]第39頁公式3-2-2得： M,=0.85Mso

53、 （3-1） 式中 M,——實際注射量，單位g; Mso——最大注射量，單位g. 由于阻燃ABS的密度與聚苯乙烯的密度較接近，所以可直接通過體積的比較來校核。 通過PROE軟件計算可得： V澆道=2.14㎝3 V產品=30.46㎝3 V總= V澆道+ V產品=30.46+2.14=32.60㎝3 注射機的最大注射量V=75㎝3 則實際注射機的最大注射量V實際=V0.85=750.85=63.75㎝3 經比較可得： V實際＞V總 所以在注射量要求上，注

54、射機符合要求。 3.2鎖模力校核 鎖模力是注射機鎖模裝置施加于模具的最大夾緊力。鎖模力的作用在于平衡和克服模腔壓力產生的使模具沿分型面張開的力，保持模具緊密鎖和，防止溢料。 根據參考文獻[4]第41頁公式3-2-9得： p=kp. （3-2） 式中 p——模具型腔及流道內塑料熔體平均壓力，單位Mpa; p.——注塑機料筒內螺桿或柱塞施于塑料熔體的壓力，單位Mpa; K——損壞系數。 取p=

55、50Mpa。 根據參考文獻[4]第41頁公式3-2-10得： F=0.1 pA=0.15077.98=289.90KN （3-3） 式中 F——注塑機的額定鎖模力，單位KN； A——產品家上澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，單位cm2， 由軟件PROE計算得面積為77.98 cm2. 經比較得：F＜F注射機=630KN 所以在鎖模力要求方面，注射機符合要求。 3.3 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 ①模具閉和高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相適合。 即模具長寬＜拉桿面積。 模具長寬為300280

56、(mmmm)＜注塑機拉桿間距370320(mmmm)， 故滿足要求 ②模具閉和厚度校核 模具閉和厚度H模=260mm 注塑機：最大模具厚度H大=300mm 最小模具厚度H小=150mm 可以得出H小＜H模＜H大 所以模具與注塑機安裝部分相關尺寸要求方面，注射機也符合要求。 3.4 開模行程和塑件推出距離的校核 注射機的開模行程是有限制的，取出產品所需要的開模距離必須小于注射機的最大開模距離。 由于選用的注射機是肘桿式鎖模機構。所以選用的是注射機最大開模行程與模厚無關的校核。 根據參考文獻[4]第42頁公式3-2-12得： S≥H1+H2+5～10

57、 （3-4） ≥28+84.26+10 ≥122.26㎜ 式中 H1——塑件脫模距離，單位㎜， 這里取H1=28㎜； H2——塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內，單位㎜， 這里H2=84.26㎜； S——注射機最大開模行程，單位㎜， 注射機的移模行程為270㎜。 所以在開模行程和塑件推出距離的要求方面，注射機也符合要求。 結語 通過對塑料儀表盒面板成型模具的設計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結構特

58、點及設計計算方法，對獨立設計模具具有了一次較深入的鍛煉。 在設計的整個過程中，主要用到了AUTOCAD及PROE軟件。在這過程中，熟悉了PROE軟件創(chuàng)建分型面及抽取體積塊等模具設計部分，通過繪制完整的模具裝配圖及成型零件圖，進一部熟悉了AUTOCAD的基本操作，同時對PCCAD及燕秀工具箱的使用有了初步的認識。在寫論文中主要是運用Word軟件及幻燈片的制作，在這過程中自學了兩個軟件的基本操作。 在整個設計過程中，指導老師許艷華，給了我許多新的獨到的觀點，給了我很大的啟發(fā)。尤其根據模具加工的便捷性，來進行設計，同時又滿足要求，這樣更符合實際生產。 閩南理工學院畢業(yè)設計 致謝 經過半

59、年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲。 在這里首先要感謝我的導師許艷華。在畢業(yè)設計中給我的各個方面的細心指導。在畢業(yè)設計后期的工作中，工作量加大，許老師不僅要審核我的圖紙，還要修改論文中不足的地方。再次向許老師致以衷心的感謝和崇高的敬意! 其次要感謝同是許艷華老師指導下的五位同組的同學和宿舍的同學，在設計過程中，我們都將自己的難點拿出來共同探討，不僅很好的將問題解決，增加了自己的專業(yè)知識 ，而且互相都受到了鼓舞，更好的完成任務。 最后感謝大學四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎；感謝閩南理工學院四年來對我的大力栽培；感謝父母對我二十多年來辛勤的養(yǎng)育！

60、 參考文獻 [1] 中國機械工程學會 中國模具設計大典編委會.《中國模具設計大典 第2卷 輕工模具設計》.江西科學技術出版社.2002. [2] 王孝培.《塑料成型工藝及模具設計簡明手冊》.機械工業(yè)出版社.2006. [3] 程志遠主編.《實用塑料模具技術手冊》. 中國輕工業(yè)出版社.2000. [4] 申開智.《塑料成型模具》（第二版）.中國輕工業(yè)出版社.2002. [5] 唐志玉.《塑料模具設計師指南》.國防工業(yè)出版社.1999. [6] 鄒紀強.《塑料模具典型結構圖冊》.模具制造雜志社編輯出版 [7] 蔣繼宏 王效岳.《注

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