圓管接頭模具設(shè)計(jì)

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.目錄 前言…………………………………………………………………………………2一:塑件的工藝性分析 ……………………………………………………………….31、塑件的分析………………………………………………………………………32、PP 的性能分析………………………………………………………………….33 : PP 的注射成型工藝及參數(shù) ……………………………………………………4二: 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………4 1:分型面位置確定……………………………………………………………………42: 型腔數(shù)量和排列方式的確定 ……………………………………………………53: 注射機(jī)型號(hào)的確定………………………………………………………………5三: 澆注系統(tǒng)的確定…………………………………………………………………61: 主流道的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………62: 分流道的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………73:澆口的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………84: 校核主流道的剪切速率………………………………………………………….95: 冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算…………………………………………………………….9四: 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算………………………………………………….101: 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………102: 成型零件鋼材的使用……………………………………………………………103: 成型零件鋼材的選用……………………………………………………………104:成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 ……………………………………………12五: 模架的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………131、各模板尺寸的確定………………………………………………………………13六:排氣槽的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….13七:脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………131: 推出方式的確定…………………………………………………………………….142: 脫模力的計(jì)算……………………………………………………………………….143: 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位應(yīng)變力 ……………………………………….14八．冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………151、冷卻介質(zhì)……………………………………………………………………………152、冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算………………………………………………………………15九、導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………16十、總裝配圖和零件的繪制…………………………………………………………162前 言： 隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的高速發(fā)展，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國的制造業(yè)也蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在 1989 年 3 月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或柱塞的推動(dòng)下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是塑料圓管接頭注塑模具的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)圓管接頭塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)圓管接頭的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深刻的認(rèn)識(shí)；同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中，通過查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、側(cè)抽機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。3一．塑件成型工藝性分析1 塑件的分析⑴ 外形尺寸 該塑件壁厚為 2mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長(zhǎng)，適合于注塑成型⑵ 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差一樣，就按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。⑶ 脫模斜度 PP 屬無定型塑料，成型收縮率較小，選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為 1 度。1. PP 的性能分析⑴ 使用性能 聚丙烯是無色、無味、無毒的材料。它的綜合性能好，彈性、屈服強(qiáng)度、硬度及抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度等都高于聚乙烯，其中，拉伸強(qiáng)度甚至高于聚苯乙烯和 ABS。易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。⑵ 成型性能1） 無定形塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。2） 吸濕性強(qiáng)。含水量小于 0.02%（質(zhì)量） ，幾乎不吸水，塑件的表面光澤好。3） 流動(dòng)性中等。溢邊料 0.04mm 左右。4） 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。⑶ PP 的主要性能指標(biāo) 其性能見表 1。表 14密度/g 3??cm0.9~0.91 屈服強(qiáng)度/MP 50比體積 / 1g0.86~0.98 拉伸強(qiáng)度/MP 37吸水率（ %） 0.02 拉伸彈性模量/MP 1.4 10?3熔點(diǎn)/ C?170~176 抗彎強(qiáng)度/MP 67.5計(jì)算收縮率（ %） 0.4~0.7 抗壓強(qiáng)度/MP 78比熱容/ 1)(???kgJ1900 彎曲彈性模量/MP 1.4 310?3.PP 的注射成型工藝及參數(shù)（1）注射成型過程1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì) PP 的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于 PP 的吸水較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。2）注射過程。塑件在注射機(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)入模具型腔成型，其過程可分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。3）塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 60~75 ，處理時(shí)間為C?16~20s。（2）注射工藝參數(shù)1）注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為 30/min。2）料筒溫度（ ）：后段 150~170；C?中段 165~180；前段 180~200。3）噴嘴溫度（ ）：170~180。4）模具溫度（ ）：50~80。?5) 注射壓力（MPa）：60~100。6）成型時(shí)間（s）：30（注射時(shí)間 1.6，冷卻時(shí)間 20.4，輔助時(shí)間 8） 。二．?dāng)M定模具的結(jié)構(gòu)形式1.分型面位置的確定通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上。2.型腔數(shù)量和排列方式的確定（1）型腔數(shù)量的確定 該塑件采用的精度一般在 3 級(jí)，且為小批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)等因素，初步定為一模一腔結(jié)構(gòu)形式。分型面為：5（2）模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模一腔，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)擬采用脫模板推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板和脫模板。由上綜合分析可確定選用帶脫模板的單分型面注射模。3.注射機(jī)型號(hào)的確定（1）注射量的計(jì)算 通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得塑件體積： 27.43mV?塑塑件質(zhì)量： g3.9.0??塑塑 ?式中， 參考表 1 可取 。/g（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 0.2~1 倍來估算。由于本次采用流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 0.2 倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和 2 個(gè)塑件體積之和）為 328.104.743.01cmcV??????）（塑總（3）選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 ,并37.4cmV?總結(jié)合式則有： 。根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定公稱注33.8./18./ cc總射量為 160 ，注射機(jī)型號(hào)為 G5-S200 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表 2。3cm表 2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射容量/ 3c160 最大開合模行程 /m26021 最大模具厚度 406螺桿柱塞直徑/V 注射壓力/MPa 100 最小模具厚度 165注射速率 1/gs??105 鎖模形式 雙曲肘塑化能力 45 模具定位孔直徑 /m1256螺桿轉(zhuǎn)速 1/minr??0~200 噴嘴球半徑 /m18鎖模力 k?2540 噴嘴口孔徑 4拉桿內(nèi)間距 /290368?（4）注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核1）注射壓力校核。PP 所需注射壓力為 70~120 ，這里取 ，該注射機(jī)的a??08pa??公稱注射壓力 ，注射壓力安全系數(shù) ，這里取 ，則：MP109?公 1.25~4k1.3k，所以，注射機(jī)注射壓力合格。公ppk??483.012）鎖模力校核①塑件在分型面上的投影面積 ，則塑A2263.4905.1mA????塑②澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 ，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積澆數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來確定。 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積澆 澆A的 0.2~0.5 倍。由于本例流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以塑A適當(dāng)取小一些。這里取 =0.2 =98.125 。澆A塑 2m③塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 ，則 =n( + )=n( +0.2 )總A總 塑 澆A塑 塑=2 2251.763.4902.1m??④模具型腔內(nèi)的脹型力 ，則脹F=脹F總AKNp203096.???模式中， 是型腔的平均計(jì)算壓力值。 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的模 模p20%~40%，大致范圍為 25~40 。對(duì)于粘度較大地精度較高的塑料制品應(yīng)采取較大值。a??ABS 屬于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故 取 32 。模 a??查表 2 可得該注射機(jī)的公稱鎖模力 ，鎖模力安全系數(shù)為 這里KNF2540?鎖 21.~k?取 ，則1.k?7，鎖脹脹 FFk ????924.102.1.2所以，注射機(jī)鎖模力合格。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。三．澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。（1）主流道的尺寸1）主流道的長(zhǎng)度：小型模具 應(yīng)盡量小于 60mm，本次設(shè)計(jì)中初取 50mm 進(jìn)行設(shè)計(jì)。主L2）主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5~1）mm=(4+0.5)mm=4.5mm。3）主流道大端直徑： ,式中md8tan2' ????總 ??44）主流道球面半徑： 注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1~2）mm=(18+2)mm=20mm。0SR5）球面的配合高度： 。.5h（2）主流道的凝料體積 3222 m5.4.03143 ）（）（ 主主主主主 ??????rLV?=1573.3 =1.57mmm3（3）主流道當(dāng)量半徑 。.5.1252nRm（4）主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A 或 T10A） ，熱處理淬火表面硬度為 50~55HRC。2 分流道的設(shè)計(jì)（1）分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。（2）分流道的長(zhǎng)度 由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小些。單邊分流道長(zhǎng)度 取 35mm。分L（3）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量 200g,gVm3.9.0743???塑塑 ?所以，分流道的當(dāng)量直徑為 mLmD.253.9125.02654.04???分塑分8（4）分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U 形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上。本設(shè)計(jì)采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。（5）分流道截面尺寸 該梯形的下底寬度為 x，底面圓角的半徑 R=1mm,并根據(jù)表設(shè)置梯形的高 h=3.5mm，則該梯形的截面積為 5.3)8tan.(28tan5.3????????hxA）（分再根據(jù)該面積與當(dāng)量直徑為 4.5mm 的圓面積相等，可得，即可得：4.135.38tan. 22分）（ Dx??,則梯形的上底約為 5mm。m4?（6）凝料體積1）分流道的長(zhǎng)度 。mL70235??分2）分流道截面積 。225.1.4A?分3）凝料體積 。331.cmV?分分分（7）校核剪切速率1）確定注射時(shí)間：可取 t=3s。2）計(jì)算分流道體積流量： 。scsctVq /54.21/35.633???塑分分3）可得剪切速率 13133 098.25.41.0. ?????ssRq）（分分分 ??該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 之間，13205~??s所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。（8）分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取即可，此處取 。另外，其脫模斜度一般在 之間，這里mRa?5.2~.1mRa?6.1 ?1取脫模斜度為 。?83.澆口的設(shè)計(jì)該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模一腔注射，為便于調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用輪輻式澆口。其截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后修正，且開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。塑件輪轂和外周有 4 條肋板相連，而澆口正對(duì)其中一塊肋板，有利于向輪轂和頂部填充。（1）輪輻式澆口尺寸的確定91）計(jì)算澆口的深度。澆口的深度 h 計(jì)算公式為 mnth8.247.0???式中，t 是塑件壁厚，這里 t=4mm；n 是塑料成型系數(shù)，對(duì)于 PP，其成型系數(shù) n=0.7。在工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，澆口深度常常先取小值，以便在今后試模時(shí)發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修模處理，PP 側(cè)澆口的厚度為 1.2~1.4mm，故此處澆口深度 h 取 1.3mm。2）計(jì)算澆口的寬度。澆口的寬度 B 的計(jì)算公式為cmcAnB364.230.178. ????式中，n 是塑料成型系數(shù)，對(duì)于 ABS 其 n=0.7；A 是凹模的內(nèi)表面積（約等于塑件的外表面積） 。3）計(jì)算澆口的長(zhǎng)度。澆口的長(zhǎng)度 一般選用 0.7~2.5mm，這里取 =0.7mm。澆L澆L（2）澆口剪切速率的校核1）計(jì)算澆口的當(dāng)量半徑。由面積相等可得 ,由此矩形澆口的當(dāng)量半徑BhR?澆2?。21）（澆 ?BhR?2）校核澆口的剪切速率①確定注射時(shí)間：取 t=2.1s；②計(jì)算澆口的體積流量： 。smscmtVq /1073.2/31.276.434???塑澆③計(jì)算澆口的剪切速率：可得： ，則3nRqv??澆 141234233 01.07 ??????????????????? ssBhqR??澆澆 澆澆該輪輻式澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 之間，所1435~1?s以，澆口的剪切速率校核合格。4.校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積（澆口的體積太小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道熔體的剪切速率。（1）計(jì)算主流道的體積流量 scmsctnVq /89.42/1.27.4357. 3??????塑分主主（2）計(jì)算主流道的剪切速率 13133 0.5.4089 ????ssRq主 主主 ??10主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 之間，所13205~1??s以，主流道的剪切速率校核合格。5.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)僅有主流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用與球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的抱緊力使凝料從主流道襯套中脫出。四．成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和 鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)中采用組合式凹模。圖為裝置的凹模示意圖： （2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以分為整體式和組合式兩種類型。通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件只有一個(gè)型芯有，即：成型零件的內(nèi)表面的大型芯，因塑件包緊力較大，所以設(shè)在動(dòng)模部分，內(nèi)部大型芯上有口徑處的小型芯，兩者作為一個(gè)整體。2.成型零件鋼材的選用根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈砍僧a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 9CrWMn。對(duì)于成型塑件外圓筒的大型芯來說，由于脫模11時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選用高合金工具鋼 Cr12MoV。而對(duì)于成型內(nèi)部圓筒的型芯而言，型芯較小，但塑件中心輪轂包住型芯，型芯需散發(fā)的熱量比較多，磨損也比較嚴(yán)重，因此也采用 Cr12MoV，型芯中心通冷水冷卻。3.成型零件工作尺寸的計(jì)算采用平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件的尺寸公差全部都為 MT3,根據(jù)書中表格查得：（1）凹模高度尺寸的計(jì)算06.1,34.0,8.61,4.0221 ????5.s對(duì)于圓管接頭的高度 30，外螺紋處的高度 6????08.08.04.1 52943205.123)( ??? ??????????????hmSHCP06.06.2 8605. ??(2)凸模高度尺寸計(jì)算4.03??07.613?36.4?0.14?5.s凹模中高度尺寸 22 和 8??07.07.3 3243205.1????????????H06.06.4. ??(3)凹模的徑向尺寸 ??00431zzsmll ?????????????6?05.s0.06 28.5?607.28.5?3.61?6????047.047.825.0.1 ?????? 06.06.9375??12（4）型芯的徑向尺寸計(jì)算取 zs6?05.?s① ??mls4.0012??m4.7 mz073.61???m34.08??公式為 z6.2???04zzsll ?????????????lsl zzm 073.073.07101 4521215.143 ???? ??????????????????② mlz 06.06.02 3465. ??? ????????2. 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算（1）凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，根據(jù)型腔的布置，模架初選 的標(biāo)準(zhǔn)模架，其厚度的剛度公式計(jì)算。m3520?mEphS 67.2503.1.68315414 ???????????????式中，p 是型腔壓力（MPa） ；E 是材料彈性模量（MPa） ；h=W，W 是影響變形的最大尺寸，而 h=160mm； 是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種。pmip 023.95.218.025?????式中， 。mi 4.16.64.2??凹模側(cè)壁是采用嵌件，為結(jié)構(gòu)緊湊，這里凹模嵌件單邊厚選 30mm。由于型腔采用直線、對(duì)稱布置，故兩個(gè)型腔之間壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，根據(jù)估算模板平面尺寸選用 ，它比型腔布置的尺寸大250?得多，所以完全滿足強(qiáng)度和剛度要求。（2）動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在 這個(gè)范圍之內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為m50?500mm-50mm-50mm=400mm。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對(duì)動(dòng)模墊塊的壓力就可以計(jì)算得到動(dòng)模墊塊的厚度，即 mELpAT 05.18047.51.293405.54.0 331 ??????????????????式中， 是動(dòng)模墊塊剛度計(jì)算許用變形量，p13；L 是mmip 047.0129.5401.405.251 ??????????????兩個(gè)墊塊之間的距離，約 400mm； 是動(dòng)模墊板的長(zhǎng)度，取 500mm；A 是兩個(gè)型芯投影1L到動(dòng)模墊板上的面積為 22221 973.650344DA????????兩個(gè)型芯的面積 2195.0mA對(duì)于此動(dòng)模墊板計(jì)算尺寸相對(duì)于小型模具來說還可以再小一些，可以增加 2 根支承柱來進(jìn)行支撐，故可以近似得到動(dòng)模墊板厚度 Tn4379.213434?????????????故動(dòng)模墊板可按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取 43mm。五、模架的確定根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為，又考慮凹模最小壁厚，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，可確定選用模架序號(hào)為m4018?5 號(hào)（ ） ，模架結(jié)構(gòu)為 P8 型。LW50??1.各模板尺寸的確定1）A 板尺寸。A 板是定模型腔板，塑件高度為 160mm，凹模第一嵌件深度 68mm，第二嵌件深度 92mm，又考慮在模板上還要開設(shè)冷卻水道，還需留出足夠的距離，故 板厚度1A取 88mm， 板厚度取 92mm。22）B 板尺寸。B 板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取 32mm。3）C 板（墊塊）尺寸。墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度 +（5~10）mm=（160+16+12.5+5~10 ）mm=193.5~198.5mm，初步選定 C 為 195mm。經(jīng)上述尺寸的計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序號(hào)為 5 號(hào)，板面為 ,模架m31560?結(jié)構(gòu)形式為 P8 型的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸： 。1??高長(zhǎng)寬2.模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸。1）模具平面尺寸 （拉桿間距） ，校核合格。mm34531560??2）模具高度尺寸 264mm，160mm505mm700mm（模具的最大厚度和最小厚度） ，校核合格。3）模具的開模行程（開模行程） ，校核合????S 17562~574010~50 ??????格。六、排氣槽的設(shè)計(jì)該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件下方的臺(tái)階及中間的肋板充滿型腔，頂部有一個(gè)14小型芯，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會(huì)在頂部產(chǎn)生憋氣的現(xiàn)象。同時(shí)，m10?底面的氣體會(huì)沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。七、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.推出方式的確定本塑件圓周采用脫模板。脫模板推出時(shí)為了減小脫模板與型芯的摩擦，設(shè)計(jì)中在用脫模板與型芯之間留出 0.2mm 的間隙，并采用錐面配合，可以防脫模板因偏心而產(chǎn)生溢料，同時(shí)避免了脫模板與型芯產(chǎn)生摩擦。2.脫模力的計(jì)算（1）圓柱大型芯脫模力 因?yàn)?，所以，此處視為薄壁圓筒塑件，105.26.??tr?脫模力為 ??AKftESLF1.0tancos221 ??????= ??????????cosi45.311tan45.0608.64.3??????.273.102（2）成型零件內(nèi)部圓筒型芯的脫模力計(jì)算 因?yàn)?，所以，此處視為厚10236??tr?壁圓筒塑件，同時(shí)，由于該塑件的內(nèi)孔是通孔，所以，脫模時(shí)不存在真空壓力，可得脫模力為 ??212tancosKfrESLF?????????????????????? ????????????? 4.13cos1in45.01cos21cos3.0 ta.5.08.64.23對(duì)于塑件的四個(gè)肋板，由于是徑向布置，冷卻收縮是徑向的收縮，所以對(duì)型芯的箍緊力不是太大，主要是粘膜力，可以按計(jì)算脫模力乘以一個(gè)不太大的系數(shù)，此處考慮為 1.2。3.校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力（1）推出面積 2224.134mdDA?????（2）推出應(yīng)力（抗壓強(qiáng)度）合格MPaPaF58.7.13057. ??八、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)忽略模具因空氣對(duì)流、輻射15以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。1.冷卻介質(zhì)PP 屬中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為 和 。所以，模C?20?80~5具溫度初步選定為 ，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。C?502.冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算（1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 W1)塑料制品的體積 ??3307.9.421.57cmcnVV??????塑分主2）塑料制品的質(zhì)量 kggm0869.0??3)塑件壁厚為 4mm， 。取注射時(shí)間 ，脫模時(shí)間 ，則脫模周st42?冷 st15.2?注 st8?脫期： 。由此可得每小時(shí)注射次數(shù)：??t .31.???脫注冷??次次 8306?4）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：。hkghkgNmW/629./1.???（2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 可知 ABS 的單位熱流量 的值的sQsQ范圍在（310~400）kJ/kg 之間，故可取 =370kJ/kg。s（3）計(jì)算冷卻水的體積流量 qv 設(shè)冷卻水道入水口的水溫為 ，出水口的水溫C??24?為 ，取水的密度 ，水的比熱容 。則根C??251?3/10mkg?? )/(187.kgJc?據(jù)公式可得： ????min/06.in/2587.4660 3321cWQqvs ?????（4）確定冷卻水路的直徑 d 當(dāng) 時(shí)，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，i/063mqv?取模具冷卻水孔的直徑 d=0.01m。（5）冷卻水在管內(nèi)的流速 v ssdqv /28.1/0.14367022????（6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因?yàn)槠骄疁貫?，可得 ，C?5.2367.0?f則有：16??????ChmkJdvfh ????? 22.08.02.08. /167.64174?ChmkJ???4/6.（7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A 2243 0148.17608106.23.5hWQA?????????????（8）計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度 L mdL59.01.43???（9）冷卻水路的根數(shù) x 設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為 ，冷卻水路的根數(shù)為l0根根 .5?lx由上述計(jì)算可以看出，一條冷卻水道對(duì)于模具來說顯然是不合適的，因此應(yīng)根據(jù)具體情況加以修改。為了提高生產(chǎn)效率，凹模和型芯都應(yīng)得到充分的冷卻。3.凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置型芯的冷卻系統(tǒng)的計(jì)算與凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算方法基本上是一樣的，因此不再重復(fù)。尤其需要指出的是大型芯和小型芯的冷卻方式。由于塑件上有四條肋板，大型芯設(shè)計(jì)時(shí)要在型芯上開四條溝槽，同時(shí)考慮推桿要通過大型芯推出塑件的輪轂部分，因此給冷卻系統(tǒng)帶來了難度。設(shè)計(jì)時(shí)在大型芯的下部采用簡(jiǎn)單冷卻流道式來設(shè)計(jì)，小型芯采用隔片式冷卻水道。凹模嵌件擬采用兩條冷卻水道進(jìn)行冷卻。九、導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。按作用分為模外定位和膜內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而膜內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡(jiǎn)單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位結(jié)構(gòu)。十、總裝圖和零件圖的繪制經(jīng)過上述一系列計(jì)算和繪圖，把設(shè)計(jì)結(jié)果用總裝圖來表示模具的結(jié)構(gòu)，如圖所示。零件圖可由總裝圖來拆分，如圖所示。11．設(shè)計(jì)感想通過模具設(shè)計(jì)，我們從中學(xué)到了很多東西，認(rèn)識(shí)到自己掌握的知識(shí)的淺薄。學(xué)會(huì)了合作。設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)思維進(jìn)緊密的過程。在以后的學(xué)習(xí)生活，我們會(huì)好好掌握知識(shí)，不斷提高自己。最后，對(duì)在設(shè)計(jì)過程給我們提供幫助的同學(xué)和老師表示衷心的感謝。