花朵蓋注塑模具設計
花朵蓋注塑模具設計,花朵,注塑,模具設計
畢業(yè)設計（論文）任務書
機械設計制造及自動化 專業(yè)
學生：
畢業(yè)設計（論文）題目：花朵蓋注塑模具設計
畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容：
（1） 進行塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析，制定成型工藝方案；
（2） 對模具的各個系統(tǒng)進行數(shù)值計算及強度校核，完成模具各部分設計；
（3） 花朵蓋注塑模設計，繪制模具總裝圖（A1以上）一張和主要的模具零件圖（A4以上）；
（4） 編寫符合論文格式規(guī)定的設計說明書10000字以上。
畢業(yè)設計（論文）專題部分：
注塑成型的工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定。
起止時間：2016年3月10日—2016年6月4日
指導教師簽字： 年 月 日
本科畢業(yè)設計
題 目： 花朵蓋注塑模具設計
專 業(yè)： 機械設計制造及自動化
班 級：
學生姓名：
指導教師：
論文提交日期：
論文答辯日期：
摘 要
近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關(guān)專家預測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。 注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。本課題就是花朵蓋塑料成型工藝與模具設計，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的設計過程。
（1）通過運用塑料模具設計指導，機械制圖，互換性與技術(shù)測量673A械原理及零件，模具材料及熱處理，模具制造工藝，塑料成型工藝及模具設計等方面必要的基礎知識和專業(yè)知識，分析和解決塑料模具設計問題，進一步鞏固加深和開拓所學的知識。
（2）本設計對花朵蓋塞進行的注塑模設計，利用UG軟件對塑件進行了實體造型，對塑件結(jié)構(gòu)進行了工藝分析。明確了設計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用AutoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖
（3）通過計算、繪圖和運用技術(shù)標準、規(guī)范、設計手冊等有關(guān)設計手冊，進行塑料設計全面的基本技能訓練，為畢業(yè)設計打下一個良好的實踐基礎。
（4）本課題通過對榨汁機料桶杯的注射模具設計，鞏固和深化了所學知識，取得了比較滿意的效果，達到了預期 的設計意圖
關(guān)鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設計
Abstract
In recent years, the rapid development of China's home appliance industry mold industry, especially plastic mold made increasing demands, in 2004, the entire mold plastic mold industry in the proportion had risen to 30%, experts predict in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain more than 10% higher rate of growth with an average annual growth rate. In the domestic market, plastic mold injection mold greatest demand, which is focused on the development of plastic mold. Injection molding is an important method of plastic molding, it is mainly suitable for thermoplastic molding, forming a complex shape can be precision plastic parts. The subject is flowers covered plastic molding process and mold design, injection mold knowledge as the basis to explain the plastic injection mold design process.
(1) through the use of plastic mold design guidelines, mechanical drawing, interchangeability and measuring technology 673A mechanical principle and parts, mold materials and heat treatment, mold manufacturing process, the plastic molding process and die design and other aspects of the necessary basic knowledge and expertise, plastic mold design analysis and solve problems, to further consolidate and deepen the knowledge learned to open up
(2) The design of injection mold design flowers cover plugs, the use of UG software was solid modeling plastic parts, plastic parts for the structure analysis process. Clear design ideas, determine the injection molding process and the various specific parts of a detailed calculation and verification. Such a structure designed to ensure reliable use of mold work to ensure coordination with other components. Finally, draw a mold assembly drawings and parts drawing with autoCAD
(3) by calculating, mapping and the use of technical standards, specifications, design manual and other relevant design sheets, plastic design comprehensive basic skills training, and lay a good foundation for the practice of graduation design.
(4) This paper cup through the juicer barrel injection mold design, to consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.
Key words: plastic mold; injection molding; mold design
目 錄
第一章 前言 1
1.1課題背景 1
第二章 塑件分析 3
2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 3
2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3
第三章 成型布局及注塑機選擇 5
3.1計算塑件的體積和質(zhì)量 5
3.2 型腔的布局及成型尺寸 5
3.3注塑機的選擇和校核 6
3.3.1注射膠量的計算 6
3.3.2 鎖模力的計算 6
3.4.3 注塑機選擇確定 7
第四章 注塑模具設計 9
4.1模架的選用 9
4.1.1模架的類型 9
4.1.2 模架的選擇 9
4.1.3型腔模板的計算 10
4.1.4.確定模板周界尺寸 11
4.1.5.注射機參數(shù)校核 11
4.1.5導向與定位機構(gòu)設計 13
4.2分型面的設計 14
4.3 澆注系統(tǒng)的設計 14
4.3.1 主流道設計 15
4.4 成型零部件的設計 15
4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) 15
4.4.2.型芯和型腔的工作尺寸計算 15
4.4.3中心距工作尺寸計算 19
4.4.4 凹模寬度尺寸的計算 19
4.4.5 凹模長度尺寸的計算 20
4.4.6 凹模高度尺寸的計算 20
4.4.7 凸模寬度尺寸的計算 20
4.4.8 凸模長度的計算 20
4.4.9 凸模高度尺寸的計算 20
4.5.脫模及推出機構(gòu) 21
4.5.1脫模力 21
4.5.2 推出機構(gòu) 21
4.6冷卻系統(tǒng)的設計與計算 23
4.6.1 冷卻水道設計的要點 23
4.6.2 冷卻水道在定模和動模中的位置 24
4.6.3 冷卻水道的計算 24
4.7 模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 25
總結(jié) 27
參考文獻 28
致謝 29
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝
摘 要
近年來，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關(guān)專家預測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。 注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。本課題就是花朵蓋塑料成型工藝與模具設計，將注塑模具的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述塑料注塑模具的設計過程。
（1）通過運用塑料模具設計指導，機械制圖，互換性與技術(shù)測量673A械原理及零件，模具材料及熱處理，模具制造工藝，塑料成型工藝及模具設計等方面必要的基礎知識和專業(yè)知識，分析和解決塑料模具設計問題，進一步鞏固加深和開拓所學的知識。
（2）本設計對花朵蓋塞進行的注塑模設計，利用UG軟件對塑件進行了實體造型，對塑件結(jié)構(gòu)進行了工藝分析。明確了設計思路，確定了注射成型工藝過程并對各個具體部分進行了詳細的計算和校核。如此設計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠，保證了與其他部件的配合。最后用AutoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖
（3）通過計算、繪圖和運用技術(shù)標準、規(guī)范、設計手冊等有關(guān)設計手冊，進行塑料設計全面的基本技能訓練，為畢業(yè)設計打下一個良好的實踐基礎。
（4）本課題通過對榨汁機料桶杯的注射模具設計，鞏固和深化了所學知識，取得了比較滿意的效果，達到了預期 的設計意圖
關(guān)鍵詞：塑料模具；注射成型；模具設計
Abstract
In recent years, the rapid development of China's home appliance industry mold industry, especially plastic mold made increasing demands, in 2004, the entire mold plastic mold industry in the proportion had risen to 30%, experts predict in the next few years, China plastic mold industry will continue to maintain more than 10% higher rate of growth with an average annual growth rate. In the domestic market, plastic mold injection mold greatest demand, which is focused on the development of plastic mold. Injection molding is an important method of plastic molding, it is mainly suitable for thermoplastic molding, forming a complex shape can be precision plastic parts. The subject is flowers covered plastic molding process and mold design, injection mold knowledge as the basis to explain the plastic injection mold design process.
(1) through the use of plastic mold design guidelines, mechanical drawing, interchangeability and measuring technology 673A mechanical principle and parts, mold materials and heat treatment, mold manufacturing process, the plastic molding process and die design and other aspects of the necessary basic knowledge and expertise, plastic mold design analysis and solve problems, to further consolidate and deepen the knowledge learned to open up
(2) The design of injection mold design flowers cover plugs, the use of UG software was solid modeling plastic parts, plastic parts for the structure analysis process. Clear design ideas, determine the injection molding process and the various specific parts of a detailed calculation and verification. Such a structure designed to ensure reliable use of mold work to ensure coordination with other components. Finally, draw a mold assembly drawings and parts drawing with autoCAD
(3) by calculating, mapping and the use of technical standards, specifications, design manual and other relevant design sheets, plastic design comprehensive basic skills training, and lay a good foundation for the practice of graduation design.
(4) This paper cup through the juicer barrel injection mold design, to consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.
Key words: plastic mold; injection molding; mold design
目 錄
第一章 前言 1
1.1課題背景 1
第二章 塑件分析 3
2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 3
2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 3
第三章 成型布局及注塑機選擇 5
3.1計算塑件的體積和質(zhì)量 5
3.2 型腔的布局及成型尺寸 5
3.3注塑機的選擇和校核 6
3.3.1注射膠量的計算 6
3.3.2 鎖模力的計算 6
3.4.3 注塑機選擇確定 7
第四章 注塑模具設計 9
4.1模架的選用 9
4.1.1模架的類型 9
4.1.2 模架的選擇 9
4.1.3型腔模板的計算 10
4.1.4.確定模板周界尺寸 11
4.1.5.注射機參數(shù)校核 11
4.1.5導向與定位機構(gòu)設計 13
4.2分型面的設計 14
4.3 澆注系統(tǒng)的設計 14
4.3.1 主流道設計 15
4.4 成型零部件的設計 15
4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu) 15
4.4.2.型芯和型腔的工作尺寸計算 15
4.4.3中心距工作尺寸計算 19
4.4.4 凹模寬度尺寸的計算 19
4.4.5 凹模長度尺寸的計算 20
4.4.6 凹模高度尺寸的計算 20
4.4.7 凸模寬度尺寸的計算 20
4.4.8 凸模長度的計算 20
4.4.9 凸模高度尺寸的計算 20
4.5.脫模及推出機構(gòu) 21
4.5.1脫模力 21
4.5.2 推出機構(gòu) 21
4.6冷卻系統(tǒng)的設計與計算 23
4.6.1 冷卻水道設計的要點 23
4.6.2 冷卻水道在定模和動模中的位置 24
4.6.3 冷卻水道的計算 24
4.7 模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 25
總結(jié) 27
參考文獻 28
致謝 29
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 前言
第一章 前言
1.1課題背景
模具是使用基于極端的技術(shù)和設備,工業(yè)生產(chǎn)中應用非常廣泛。成型模具可以應用許多工業(yè)領域中，包括汽車，電器，通信，儀表，電氣，電子，消費電子和輕工等行業(yè)，大約占了80％。以及與這些產(chǎn)業(yè)在近幾年的快速發(fā)展，越來越的多模高的要求，該結(jié)構(gòu)是更復雜的。證明有高精度，高復雜性，高一致性，高生產(chǎn)率，其它的方法制造模具零件利率很低，和成型模具無法比較。因為通用工程塑料和塑料工業(yè)的發(fā)展非常迅速，精度和強度也不斷地提高，塑料制品的應用也是越來越廣泛，塑料成型的使用范圍也越來越大。熱固性塑料的一部分和所有的熱塑性塑料可以使用這種方法。由其他成型方法獲得的大型塑料制品的數(shù)量不能比擬的。注塑模具是注塑加工的主要工具之一，質(zhì)量，產(chǎn)量以及產(chǎn)品的更變可以受質(zhì)量，精密，注塑成型和制造周期的過程以及在生產(chǎn)率等的水平直接影響。而且也決定了力量和速度是否企業(yè)在市場競爭有中所體現(xiàn)。
有許多類型的注塑模具，注塑機的種類、塑件的復雜程度和和塑料種類等許多原因可以影響它的結(jié)構(gòu)。固定模和可動模兩個主要組成部分組成基本結(jié)構(gòu)。定模部分被安裝在注射機的固定板上，可動模具部分被安裝在可動盤的注塑機上，在注射成型過程里，可動模具成型零部件、合模導向 機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成了大多數(shù)注塑模。
因為用于確定模具設計模具的特征是不同于其它行業(yè)。模具在設計的時候要考慮以下幾個方面：
a.塑件的物理機械性能：如強度，剛度，韌性，彈性，水吸收和應力靈敏度。不同種類的塑料其屬性不一樣，在塑件的設計上應充分發(fā)揮性能上的自身優(yōu)勢，免除或彌補其缺陷。
b.成型工藝：塑料成型的工藝性，如成型收縮率和流動性的各個方面的不同等。塑件形狀應有利于成 型時充模、排氣、補縮，同時能使熱塑性塑料制品達到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制 品均勻地固化。
C.塑料模具結(jié)構(gòu)使得能夠盡可能簡單的整體結(jié)構(gòu)，尤其是為了免除側(cè)脫模簡化結(jié)構(gòu)和分模牽拉機構(gòu)脫模簡化結(jié)構(gòu)。讓模具零件制造工藝達到技術(shù)要求。
計算機技術(shù)有著很快的發(fā)展速度，數(shù)字化是制造技術(shù)和模具設計正朝著發(fā)展方向。這個技術(shù)運用的是計算機輔助設計，然后將設計與制造連成一體實現(xiàn)設計制造一體化，，也可以將數(shù)據(jù)交換到加工制造設備，實現(xiàn)計算機輔助制造。
1.本課題內(nèi)容是對花朵塑件進行測繪?；谏a(chǎn)實踐之上的對產(chǎn)品進行模具設計，模具設計主要內(nèi)容有注塑機臺選擇，設置推出的機構(gòu)，模胚選擇，型腔布局及注塑工藝分析，冷卻系統(tǒng)設置，澆口形式與位置，分型面的確定等。
塑料制品要求必須了解使用塑料件，工藝分析，尺寸精度和塑料件等技術(shù)要求的。該模具采用一模四腔布局、側(cè)入式澆口進料、注射機采用XS—Z—30 型號、設置冷卻系統(tǒng)、CAD和 UG 繪制零件圖和二維總裝備圖。系統(tǒng)的利用簡要的文本，使計算分析和示意圖簡單明了，從而作出合理的模具設計。選擇合理加工方法。先確定模具方案然后再進行工藝分析。利用此方案可以被設計成實現(xiàn)期望的結(jié)果，并較好地改善了注射模具的質(zhì)量。
29
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 塑件分析
第二章 塑件分析
2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件
在模具設計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進行認真的分析和研究，進而適當?shù)拇_定模具精度和塑件制品必要的模具結(jié)構(gòu)。
課題目標產(chǎn)品是一個生活中常見的花朵塑件，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，塑料部件的結(jié)構(gòu)并不復雜，生產(chǎn)的批量比較大，模具成本要求也不高，可以成型，精度要求不高。如圖1所示
圖1 花朵塑件零件圖
2.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
（1）使用性能﹕
聚苯乙烯是熱塑件塑料，沒有顏色透明，沒有毒沒味，有光澤，密度為1.05g/cm3，它有較好的電性能和較高的化學穩(wěn)定性，有足夠的抗蝕能力，著色性能優(yōu)良。而耐熱性低，它質(zhì)地硬并且脆，塑件由于應力的作用容易開裂，并有較高的熱膨脹系數(shù)。
（2）工藝性能﹕
PS容易開裂變脆，容易開裂，所以該草案被模制塑料件不宜過小，頂端應均勻由于高聚苯乙烯的熱膨脹系數(shù)，在插入塑料部件不應該有，和塑料部件壁厚要均勻，否則它們將在熱膨脹系數(shù)相差太大而導致開裂，優(yōu)異的流動性和模具在側(cè)澆口的形式使用，一定要注意模具的間隙，小心飛邊。
（3）塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度、表面質(zhì)量分析﹕
①從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓餅形，其尺寸都屬于未注公差尺寸，精度等級﹕MT5
②表面粗糙度﹕該制件表面無特殊要求，比較容易實現(xiàn)。
③脫模斜度：查表PS塑料GB預定腔35'?1°30'，核心30'至40'。
④壁厚：該制件是有利于形成均勻的壁厚。
綜上所述，文章屬于中等復雜，結(jié)構(gòu)嚴謹?shù)倪^程，沒有必要進行更改，相應的模具部件容易保證尺寸精度，在良好的條件下，當注射過程中的參數(shù)控制下，模制零件的要求可以保證中等大小的處理。
（4）零件尺寸﹕
孔類尺寸﹕
軸類尺寸﹕
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 成型布局及注塑機選擇
第三章 成型布局及注塑機選擇
3.1計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的體積是為了選用注射機及確定型腔數(shù)。經(jīng)計算，塑件的體積為
根據(jù)塑件成型工藝與模具設計可查得聚苯乙烯的密度為，故塑件的質(zhì)量為0.32g。本次成型采用一模六件，所以需要：
塑料總體積：
故選XS—Z—30
初步選用注射機為XS—Z—30注射機 有關(guān)參數(shù)如表1所示
表1 XS—Z—30注射機參數(shù)
型號
XS-Z-30
注射方式
柱塞式
額定注射量/mm3
30
鎖模力/KN
250
柱塞直徑/mm
28
最大成型面積/cm3
90
注射壓力/MPa
119
最大開合模行程/mm
160
注射行程/mm
130
模具最大厚度/mm
180
模具最小厚度/mm
60
嘴角圓弧球半徑/mm
12
噴嘴孔直徑/mm
2
3.2 型腔的布局及成型尺寸
因為本設計中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟型的 角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模六腔，進行加工生產(chǎn)。
密切相關(guān)的空腔澆注系統(tǒng)的布局和結(jié)構(gòu)，腔體安排應該使得通過從所需的壓力的總壓力等于共用流道系統(tǒng)的每個空腔，以確保每個均勻地填充有塑料熔化腔中，使之均勻并每個腔的塑料部件的穩(wěn)定的內(nèi)在品質(zhì)。這要求同時采用均衡澆道模腔和澆口盡可能短的距離。
塑膠模腔尺寸，計算確定的布局，你需要考慮形成一個封閉的關(guān)節(jié)面的大小，太大引起的芯片尺寸過大，成本浪費，容易成型過程中產(chǎn)生的小毛刺毛刺，甚至腔變形。因模具是一模六腔，考量排布可得型腔長為 110mm，寬為 110mm。塑件的高度為 4mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加 20-40mm，因此得出成型型腔總體厚度為 25mm。型腔布局如圖2所示。
圖2 型腔布局圖
3.3注塑機的選擇和校核
3.3.1注射膠量的計算
模具設計必須是這樣的能力或注射成型的塑料質(zhì)量的標稱的80％的注射機注射體積內(nèi)熔化。校核公式為：
式中： n --型腔數(shù)量
--單個塑件的重量（g）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g）
本設計中：
即
因而預選注塑機額定注塑量最少為5.51g 以上
3.3.2 鎖模力的計算
鎖模力的注塑機必須比模腔壓力大的選擇產(chǎn)生的力，或到模具分型面分開并產(chǎn)生閃光。在沖擊的夾緊力的投影面積的模具分型面的塑料部件是一個主要因素。
成型投影面積
式中 --型腔數(shù)目
A1 --單個塑件在模具分型面上的投影面積
A2 --澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
本設計中 nA1 + A2 =2x143+200=772 mm2
可以根據(jù)以下的公式計算并確定成型面積和鎖模力的關(guān)系：
式中 —鎖模力，；
—型腔壓力， ；
—成型投影面積，；
一般熔料經(jīng)噴嘴時其注射壓力達 60～80MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時型腔壓力通常為20-40MPa，這個地方取 30MPa。
計算：(取整 25 )
通過計算能夠得出預選注塑機額定注塑壓力為 25 以上。
3.4.3 注塑機選擇確定
綜合考慮以上因素，選定注射機為XS—Z—30。其相關(guān)性能符合成型方案要求，以下相關(guān)參數(shù)如表2所示：
表2 XS-Z-30 注塑機參數(shù)
型號參數(shù)
單位
XS-Z-30
螺桿直徑
mm
30
理論注射容量
cm3
30
注射重量 PS
g
27
注射壓力
Mpa
116
1
注射速率
g.s-1
38
塑化能力
Kg.h
13
合模方式
肘桿
鎖模力
KN
250
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
235
允許最大模具厚度
mm
180
允許最小模具厚度
mm
60
移模行程
mm
160
定位孔距
mm
55
液壓頂出行程
mm
140
液壓頂出力
KN
12
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動機功率
KW
5.5
噴嘴移出量
l
10
機器尺寸(長×寬×高)
m
2.4×1.8×0.5
機器重量
t
1
噴嘴球半徑
mm
10
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 注塑模具設計
第四章 注塑模具設計
4.1模架的選用
4.1.1模架的類型
注塑模具分類很多，這里是由注射模分級點的整體結(jié)構(gòu)引入的典型結(jié)構(gòu)。具體如下：一分型面注塑模具，效模具成型零件，雙色注塑模具分型線，有側(cè)向分自動卸料螺桿式注塑，型抽芯注塑模具，熱流道注塑成型，注塑模具與固定模脫模機構(gòu)。
4.1.2 模架的選擇
對塑件的綜合分析之后，能夠得出這個模具為單分型面，通過查資料GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》得知應該選擇CI型的模架，它的基本結(jié)構(gòu) 如下圖3所示：
圖3 模架結(jié)構(gòu)圖
CI模具使用兩個模板固定模具，動態(tài)模擬使用模板，又稱為兩個模板，大型出口模具的注射成型模具側(cè)澆口。
由分型面的選擇而選擇模具的導柱導套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導柱導套選擇選正確。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，以此分析計算：
模架的長 L=型腔長度（110）+復位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚200mm
模架的寬 W=型腔寬度（110）+導向桿的直徑+模板壁厚+滑塊厚度 200mm
根據(jù)模腔的尺寸，計算成品模具的長度和寬度，而且后需要考慮其他螺釘和導柱的模具尺寸的其他部分，以避免在設計的干擾。參考模腔的厚度，考慮模板強度要求，該固定臺板的厚度取為50mm，可動臺板取為60mm的厚度?？紤]輸油行程的要求，支持板帶，以滿足700毫米。
通過以上的計算分析可得出應該選擇的模架的型號為：CI-2020-A50-B60-C70。
4.1.3型腔模板的計算
型腔模板的長度：
型腔模板的寬度：
由分型面的選擇而選擇模具的導柱導套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導柱導套選擇選 正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，以此分析計算：
模架的長 L=型腔長度（110）+復位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚200mm
模架的寬 W=型腔寬度（110）+導向桿的直徑+模板壁厚+滑塊厚度200mm
根據(jù)模腔的尺寸，計算成品模具的長度和寬度，而且后需要考慮其他螺釘和導柱的模具尺寸的其他部分，以避免在設計的干擾。參考模腔的厚度，考慮模板強度要求，該固定臺板的厚度取為50mm，可動臺板取為60mm的厚度。考慮輸油行程的要求，支持板帶，以滿足700毫米。
通過以上的計算分析可得出應該選擇的模架的型號為：CI-2020-A50-B60-C70。
4.1.4.確定模板周界尺寸
由以上步驟得到的模板周界不與標準板的尺寸相等，因此，數(shù)據(jù)必須計算為標準尺寸接近更大修剪的方向，如果有對安裝在位置上的壁厚其它組分沒有足夠的空間，增加壁的厚度。
根據(jù)支承固定零件設計中提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定
定模座板：
動模座板：
定模板：
推件板：
型芯固定板：
支承板：
推件桿固定板：
根據(jù)推出行程和推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊塊：
選擇模架尺寸。查得
4.1.5.注射機參數(shù)校核
本模具的外形尺寸為160mm×160mm×138mm。
XS-Z-30型注射機模板最大安裝尺寸為250×280，故能滿足安裝要求。
(1)安裝高度校核
XS-Z-30型注射機所允許模具的最小厚度,最大厚度，即模具必須滿足下式：
60≤138≤180 滿足高度要求
式中：——設計的模具厚度(mm)
——注射機允許的最小模具厚度(mm)
——注射機允許的最大模具厚度(mm)
(2)開模行程的校核
經(jīng)查資料XS-Z-30型注射機的最大行程，根據(jù)《塑料模成型工藝與模具設計》滿足(3-4)的推件要求
滿足開模行程要求
式中：——注射機最大開模行程(移動模板行程mm)
——制件脫模距離(mm)
——包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)
經(jīng)驗證：XS-Z-30型注射機可以滿足使用的要求，所以能夠采用。
(3) 鎖模力的校核
<
式中 ——高壓塑料熔體產(chǎn)生的脹模力（N）
——注射機的公稱鎖模力（N）
——模具型腔數(shù)目
——單個塑件在分型面上的投影面積（）
——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（）
——型腔內(nèi)熔體壓力，20～40MPa。
常用塑料注射成型時所選用的型腔壓力值下表3所示
表3 型腔壓力值
塑料品種
高壓聚乙烯
低壓聚乙烯
PS
ABS
POM
PC
型腔壓力/MPa
10～15
20
15～20
30
35
40
本塑件選用
4.1.5導向與定位機構(gòu)設計
1.引導結(jié)構(gòu)的整體設計
（1）導向構(gòu)件應合理均勻邊緣周圍或在模具的部位，從中心附近的模具側(cè)緣分布應足以確保模具的強度，防止在導向銷和壓入引導套筒變形。
根據(jù)大小和模具的形狀，模具一般需要2-4引線柱。如果，當模具沖模與方位角要求夾具，使用兩種不同直徑導柱，或2個相同的直徑，但不對稱導柱布置。
（3）由于塑料零件通常停留在公共模式下，所以為了便于釋放導向柱通常安裝在主模型。
（4）導柱導套應承擔的長笛的分型面
（5）軸導向柱導套和導向孔應確保平行
（6）在模具時，應當確保引導構(gòu)件首先接觸，避免了第一陽模到模腔，該模制部件的損壞。
2.導向柱的設計
（1）有單節(jié)，還有臺階式
（2）導柱的長度必須大于陽模端面6-8MM更高
（3）引導部分導柱應錐形或球形頭部
（4）方法鉚接和固定螺釘
（5）表面應進行處理，以保證磨損。
3.導向套筒和導孔
（1）無導套的導向孔，直接開在模板上，模板較厚時，導向孔必須做成盲孔，側(cè)壁增加排氣孔。
（2）導套有套筒式，凸臺式，臺階式。
（3）為使導套孔能夠被導柱順利進入導套孔，在導套前端應倒有圓角 r。
在正常情況下，在導向柱和在共同引導用套筒的兩個最內(nèi)的部分確保準確動模和固定模的形狀，尺寸和精度的塑料部件一起，并避免與模具部件相互干擾碰撞，起到死取向的作用。
4.2分型面的設計
選擇分型面時，必須考慮以下幾個方面：
（1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處；
（2）使塑件在開模后留在動模上；
（3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；
（4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；
（5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；
（6）使塑件易于脫模。
綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點，采用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動模一側(cè)，如圖4所示。
圖4 分型面的選擇
4.3 澆注系統(tǒng)的設計
澆注系統(tǒng)組成： 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下部分：
1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道
5－澆口 6－型腔 7－冷料穴
4.3.1 主流道設計
所選用XS—Z—30 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下：
噴嘴前段孔徑
噴嘴圓弧半徑
為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑 d 應稍大于噴嘴直徑。 主流道設計成圓錐形，其錐角通常為 ，過大的錐角會才產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使沖模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選 用 ，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 。這里取主流道球面半徑 ，經(jīng)測 量主流道長度 L 取 75mm。
4.4 成型零部件的設計
4.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu)
成型零部件結(jié)構(gòu)設計主要應在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、 維修等角度加以考慮。
型腔是用來成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、 生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣 合式四種類型。
本設計中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過模具加工起來比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。
4.4.2.型芯和型腔的工作尺寸計算
（1）型腔的徑向尺寸；
(2)型芯的徑向尺寸
(3)型腔的深度
=
(4)型芯的高度
4.4.3中心距工作尺寸計算
塑件尺寸和模具尺寸都是按雙向等值公差標準，磨損又不會引起中心距尺寸變化，因此塑件上的中心距基本尺寸和模具上的中心距基本尺寸均為平均尺寸。于是有：
標注制造公差后得
數(shù)據(jù)代入得
4.4.4 凹模寬度尺寸的計算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：相應的塑件制造公差
式中， 是塑件的平均收縮率，PVC的收縮率為, 所以平均收縮率:
；、是系數(shù)，一般在之間，此處?。?
、分別是塑件上相應尺寸的公差（下同）；、是塑件上相應尺寸制造公差對于中小型零件?。ㄏ峦?。
4.4.5 凹模長度尺寸的計算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應的塑件制造公差
式中， 、是系數(shù)，一般在 之間，此處取 , 。
4.4.6 凹模高度尺寸的計算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應的塑件制造公差 ,應的塑
件制造公差。
式中，、是系數(shù)，一般在 之間，此處取,。
4.4.7 凸模寬度尺寸的計算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：應的塑件制造公差。
式中, 是系數(shù)，一般在之間，此處取 。
4.4.8 凸模長度的計算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換,相應的塑件制造公差 。
4.4.9 凸模高度尺寸的計算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 ，相應的塑件制造公差
式中，是系數(shù)，可知一般在 之間，此處取。
4.5.脫模及推出機構(gòu)
4.5.1脫模力
脫模力的產(chǎn)生范圍：
（1）（脫模）塑件在模具中冷卻定型時，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。
（2）不帶通孔殼體類塑件，脫模時要克服大氣壓力 。
（3）機構(gòu)本身運動的磨擦阻力。
（4）塑件與模具之間的粘附力。
初始脫模力，開始脫模進的瞬間防要克服的阻力。
相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計算脫模力時，一般計算初始脫模力。
脫模力的影響因素：
（1） 脫模力與塑件壁厚，型芯長度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各項值越大，則脫模力越大。
（2） 塑件收縮率，彈性模量 E 越大，脫模力越大。
（3） 塑件與芯子磨擦力越大，則脫模阻力越大。
（4）排除大氣壓力和塑件對型芯的粘附等因素，則型芯斜角大到，塑件則自動脫落。
4.5.2 推出機構(gòu)
塑件從模具上取下以前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(gòu)稱為脫模機構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機構(gòu)的導向和復位部件等組成。
脫模機構(gòu)的選用原則：
（1）使塑件脫模時不發(fā)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）；
（2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；
（3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；
（4）推桿的強度及剛性應足夠，在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形；
（5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；
該塑件采用了推塊，其分布情況如圖所示，這些推桿的作用，使制品受推出力從而脫模。采用臺肩形式的圓形截面推桿，設計時推桿的直徑根據(jù)不同的設置部位選用不同的直徑。推桿端平面不應有軸向竄動。推桿與推桿孔配合一般為 H8 / f 8或H 9 / f 9 ，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，PP 塑料的溢料間隙為 0.04 ~0.06mm 。
圖5 推桿布局
圖6 推出機構(gòu)
4.6冷卻系統(tǒng)的設計與計算
注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為200℃ 左右，熔體固化成為塑件后，從 60℃ 左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于80℃ ）的塑料，僅需要設置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。
4.6.1 冷卻水道設計的要點
1．冷卻水孔的數(shù)量越多，對塑件冷卻也就越均勻。
2．冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。
3．塑件局部壁厚處，應加設冷卻裝置。當設計冷卻孔直徑為 D 時，它的孔距最好為5D，孔與型腔的距離為 3D。
4．當大型塑件或薄壁零件成型時，料流較長，而料溫越流越低，可以適當?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度。
5．冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強度。冷卻水道不應穿過接縫部分，以防漏水。
6．冷卻水道內(nèi)不應有存水或產(chǎn)生回流的部分。
7．澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機噴嘴，是模具上最熱的部分，應加強冷卻，有時應考慮進料嘴單獨冷卻。
8．進出水水嘴接頭，應設在不影響操作的方向，盡可能設在模具的一側(cè)，通常在注塑機操作的對面。
9．如果型芯太長，冷卻水道無法開設，則可以選用熱導系數(shù)較大的材料，在型芯下部采用噴水法進行冷卻。
4.6.2 冷卻水道在定模和動模中的位置
冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動模板的厚度，原則上冷卻水道應設置在塑料向模具熱傳導困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設計原則，冷卻水道應圍繞模具所成型的 制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時直接在模板上加工而成的（也可以采 用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更小），對于這類模具，可以直接在模板上設置冷卻水道。
在模板上直接設置冷卻水道，同樣應遵循冷卻系統(tǒng)的設計原則，使冷卻水道盡量靠 近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過程中冷卻均勻。
本設計中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸 變形一致。冷卻水路排布如圖9所示：
圖7模具冷卻水路圖
4.6.3 冷卻水道的計算
冷卻計算：單位時間內(nèi)進入模具應除去的總熱量 ，可以用參考文獻中的公式計算 [5] ：
式中 —單位時間內(nèi)進入模具的塑料的重量 g
—克塑料的熱容量(J/g)
經(jīng)計算：
則帶走上述熱量水量按下式計算：
所需的冷卻式中：
—通過模具冷卻水的重量
—出水溫度℃
—入水溫度℃
—熱傳導系數(shù)； 經(jīng)計算
由下式可以計算出冷卻水道的直徑：
式中
—冷卻液容重 kg/cm3 r kg/cm3，
—冷卻水道長度
—冷卻水道直徑
經(jīng)計算 ，取
4.7 模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核
1.模具長寬尺寸
模具長寬尺度必須小于注塑機拉桿間距,本設計選用機臺拉桿間距為 365×365,模具長寬為，經(jīng)核算機臺選用合適。
2.模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
<<
式中 --注射機允許的最大模厚
--注射機允許的最小模厚
本設計中模具厚度為 <<， 符合要求
3.開模行程（S）
模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合
過程中動模固定板的移動距離。
注塑機的開模行程是有限的，設計模具必須校核所選注射機的開模行程，以便與模具
的開模距離相適應。對于臥式注射機，其開模行程與模具厚度有關(guān)，對于單分型面注射模
應有：
>
式中
--模具厚度
--頂出行程
--包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度
C --安全距離
本設計中
取
總的開模距離需要 以上. 經(jīng)計算，符合要求。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 總結(jié)
結(jié)論
本次模具設計課題，通過對塑件的分析，確定模具總體設計，并進行了各個子系統(tǒng)的設計。所設計的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求，使用安全可靠，易于維修，在注塑成型時有短期的成型周期，成型后有較長的使用壽命，具有合理的模具制造工藝性。
通過以上工作對一套模具從設計到加工的全過程有了清醒而直觀的認識，了解了注塑模具的工作原理，對模具中型腔等主要零件的設計及精確度的確定具備了一定的經(jīng)驗知識，能夠?qū)δ＞咴O計中常出現(xiàn)的問題提出了合理的解決方法，能夠正確的選取注塑機、確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸、確定型腔數(shù)、選擇分型面、設計澆筑系統(tǒng)、抽芯機構(gòu)等。由于知識及實踐經(jīng)驗的缺乏，在設計過程中，零件加工精度的確定尚存不足之處，在以后的工作、學習中還有待改進。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 參考文獻
參考文獻
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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝
致謝
在大學的學習過程中，畢業(yè)設計是一個重要的環(huán)節(jié)。是我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示，十分有幸提早把畢業(yè)設計和實際工作有機的結(jié)合起來。
此次的畢業(yè)設計是我們從大學畢業(yè)走向未來工作的第一步，從最初的選題，開題到計算，繪圖直到完成設計，期間查找資料、老師的指導與同學的交流，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。不但使我更進一步理解和懂得了以前學到的知識而且還把以前課本上學到的知識連接在了一起，使我更好的融會貫通。
本次設計是對我專業(yè)基礎知識的一次實際檢驗和鞏固，畢業(yè)設計收獲很多，提高自己的繪圖能力。但是畢業(yè)設計也是暴露自己專業(yè)基礎的很多不足之處，比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解等問題。
這次實踐是對自己大學所學的一次大的檢閱，使我明白了自己的知識還很淺薄。雖然馬上要畢業(yè)了但是自己的求學之路還很長，以后更應在工作中學習，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人。
設計中承蒙陳慧珍老師的悉心指導和幫助，在畢業(yè)設計過程中提供了很多寶貴的資料、設計和方向、設計思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識，在此向她表示衷心的感謝。因本人工程實踐經(jīng)驗與理論水平有限，時間較短，設計過程中難免存在錯誤，懇請廣大老師不吝批評指正。
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