3177 膜片夹片注塑成型工艺与模具设计

3177 膜片夹片注塑成型工艺与模具设计,膜片,注塑,成型,工艺,模具设计 材料工程系毕业生调查表姓名 专业 班级现工作单位工作岗位所从事专业工作毕业以来工作经历所学课程是否能够满足工作需要（打） 是 否希望调整和增设的课程对教学环节及课程设置的建议单位意见 （单位盖章）年 月 日河南机电高等专科学校材料工程系河南机电高等专科学校学生毕业设计中期检查表学生姓名 刘士威 学 号 061304420 指导教师 于智宏课题名称 膜片夹片的成形工艺及模具设计难易程度 偏难 适中 偏易选题情况工作量 较大 合理 较小任务书 有 无开题报告 有 无符合规范化 的要求外文翻译质量 优 良 中 差学习态度、出勤情况 好 一般 差工作进度 快 按计划进行 慢中期工作汇报及解答问题情况优 良 中 差中期成绩评定：所在专业意见：负责人： 年 月 日 河南机电高等专科学校毕业设计任务书系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学 生 姓 名 : 刘士威 学 号: 061304420 设计题目： 膜片夹片注塑成型工艺与模具设计 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日 5 月 20 日 指 导 教 师: 于智宏 2009 年 3 月 11 日毕 业 设 计任 务 书1本毕业设计课题来源及应达到的目的：本设计题目为膜片夹片注塑模的设计，通过设计能对塑料模具的设计流程和注意事项有了一个更深刻的理解，不但要掌握模具的设计方法，同时也要能对设计出来的模具的各种零部件都能按照自己选定的加工工艺规程加工出来，锻炼自己动手和思考、查阅资料的能力。在设计的过程中也锻炼了自己绘图和识图的能力。2本毕业设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：题目： 膜片夹片的注塑模设计原始资料：材料：ABS 批量：大批量生产设计要求：1、塑料件的工艺性分析2、设计出塑料模具一副，并画出零件装配图一张3、画出全部非标准件零件图4、编写设计说明书一份5、编制主要零件加工工艺过程卡所在专业审查意见：负责人： 年 月 日系部意见：系领导： 年 月 日80-0.0925R0.5290-0.2250-0.15R1.5R0.440-0.12.2 3.2 62 16?0.1河南机电高等专科学校材料工程系毕业设计说明书共 31 页 第 31 页 参考文献1. 杨占尧主编. 塑料注塑模结构与设计. 北京：清华大学出版社.1999.82.强信然主编.塑料工程师手册.江苏：江苏科学技术出版社 1999.63. 王孝陪主编. 塑料成型工艺及模具简明手册. 北京：机械工业出版社. 20004. 模具制造手册编写组. 模具制造手册. 北京：机械工业出版社. 19965. 冯炳尧，韩泰荣，蒋文生主编. 模具设计与制造简明手册. 上海：上海科学技术出版社，19986. 贾润礼，程志远主编. 实用注塑模设计手册. 北京：中国轻工业出版社. 20007. 唐志玉主编. 模具设计师指南. 北京：国防工业出版社. 19998. 屈华昌主编. 塑料成型工艺与模具设计.北京： 机械工业出版社. 19959. 黄毅宏主编. 模具制造工艺. 北京：机械工业出版社. 199910. 彭建声主编. 简明模具工实用技术手册. 北京：机械工业出版社. 1993河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 30 页致谢通过本次塑料模毕业设计，我对于塑料模具的设计步骤有了一个全新的认识，丰富了各种模具的结构和动作过程方面的知识。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，熟练掌握了专业工具书的使用方法。并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次设计。在整个过程中，增强了自己的动手能力及分析及独立思考解决问题的能力。通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强了创新意识和竞争意识，熟悉掌握了塑料模设计的一般规律。在设计过程中，进行了设计计算、绘图及运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。这次设计让我在多方面都得到了锻炼，让我对塑料模设计过程有了更深一层的认识，为我以后的工作奠定了很好的基础。强化了所学知识，增强了动手能力，更深切地体会了“温故而知新”的长远意义，还有独立解决问题的能力的提高，这些是本次毕业设计留给我的最宝贵的财富。毕竟毕业设计是一项非常繁杂的工作，它涉及的知识非常广泛，很多都是书上没有的东西，所以就不免要得到许多方面的帮助和支持。首先感谢我的母校河南机电高等专科学校辛勤培育之恩！感谢材料工程系给我提供的良好学习及实践环境，使我学到了许多新的知识，掌握了一定的操作技能。还有许多专业课老师的支持，在设计中总会遇到一些从来都不曾遇到过的知识，在这次毕业设计中材料工程系各科任课老师的耐心的指导和帮助，在此一并感谢，谢谢您！辛苦了！由于在毕业设计的时候我已经参加了工作，所以在时间这方面也由一定的限制，所以在此特别要感谢我的工作单位河南豫通电机股份公司，谢谢你的理解和支持！最后，还要感谢我的各位校友，谢谢你们在这几年里的支持和帮助，这种同学之间纯真的友谊会使我们受益终生！插图清单图 2.1 塑料图3图 3.1 分型面7图 3.2 型腔布局9图 3.3 斜滑块侧向抽芯机构11图 3.4 楔形滑块固定示意图12图 3.5 型腔镶块固定方式13图 3.6 型芯14图 3.7 推板脱模机构14图 3.8 导柱结构形式15图 3.9 导套结构形式 15图 5.1 模架组合 20图 7.1 膜片夹片注塑模装配图 28插表清单表1 注射机的成型参数图表6河南机电高等专科学校毕业设计说明书膜片夹片注塑模设计 摘 要本设计题目为膜片夹片注塑模设计，体现了薄壁类塑料零件的要求、内容及方向。由一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者注塑模设计的基础知识，为设计更复杂的注塑模做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。本设计运用了塑料成型工艺与模具设计的知识，首先分析了塑料件的成分及性能要求，为选取浇口的类型做好了准备；然后估算了塑件的体积和质量，便于选取注塑机及确定型腔数量；最后分析了塑件的特征，确定模具的设计参数、设计要点及推出装置的选取。本设计运用了推板顶出机构，适合薄壁零件的推出，同时也采用了侧型芯抽出机构来设计带有侧凹或者由内陷的塑料零件，能在不增加模具厚度的情况下，制造出较为复杂的制件。这样的设计方式和意图很容易理解，所以被广泛运用。关键词： 注塑模 浇口 侧型芯河南机电高等专科学校毕业设计说明书Diaphragm Design of Injection Mold Clips AbstractThe topic for patch injection mold Clip design, reflects the type of thin-walled plastic parts of the requirements, content and direction. Design by a certain significance. Through the design of the die parts to further enhance the design of injection mold designers the basic knowledge for the design of more complex injection mold and do a good job of paving the way to draw a more profound experienceThe design of the use of plastic molding process and mold design knowledge, the first is to analy the plastic parts of the composition and performance requirements. In order to select the type of gate ready; the plastic parts and then estimate the size and quality, Its easy to select the injection molding machine and to determine the number of cavity; the final is to analy the characteristics of plastic parts, molds to determine the design parameters, design features and the introduction of the selected device.Using the design onto the top plate of institutions for the introduction of thin-walled parts, as well as the use of a side core design with out of body or concave side of the plastic parts from invagination can die without increasing the thickness of the circumstances, produce more complex parts. This design approach and intentions it is easy to understand, so widely usedKey words: Injection mold Gate side Side core 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣 工序号 02零件名称 定模座板 零件号 01-01零件重量 同时加工零件数 1材 料 毛 坯牌 号 硬 度 型 号 重 量GCr15 52-56HRC设 备名 称 型 号夹 具名 称辅 助工 具A AA254x2 44x 16 27.8 7 6 016020015151.63.21000 -0.2214 0 0- 0. 25铣床 虎钳 游标卡尺安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀长 度 走 刀次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴转 速 切 削速 度 基 本工 时一次 1铣上平面 75 面铣刀游标卡尺 0.5mm 2 1mm200/ min800r/min一次 1 铣下平面 75 面铣刀 游标卡尺 0.5mm 2 1mm 200/ min800r/min一次 2 铣两端面 20 立铣刀游标卡尺 0.5mm 1 1mm 60/ min1300r/mi一次 2 铣两端面 20 立铣刀游标卡尺 0.5mm 1 1mm 60/ min1300r/mi设 计 者 刘士威 指 导 教 师 于智宏 共 1 页 第 1 页零件号 零 件 名 称 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 01-01 定模座板设 备 夹 具 刀 具 量 具工序号 工 序 名 称名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格工 时01 下料(20518532) 直尺02 粗铣六面 铣床 虎钳 标准 面铣刀 游标卡 尺03 磨削 磨床磁力夹具、虎钳砂轮 游标卡 尺04 钳工 钻床 虎钳钻刀、铰刀、攻丝刀高度尺、游标卡尺05 热处理（淬火、回火） 电热炉 火钳06 磨削 磨床磁力夹具、虎钳砂轮 游标卡 尺07 线切割 线切割 机床 复式支撑夹具 铜丝 游标卡 尺08 钳工 研磨工 具 游标卡 尺编制 刘士威 校对 审核 批准 河南机电高等专科学校材料工程系模具设计与制造专业毕 业 实 习 报 告专业班级： 模具 064 班 学 号： 061304420 学生姓名： 刘士威 指导老师： 于智宏 成 绩： 2009 年 4 月河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书毕业设计题目：膜片夹片成型设计与模具设计系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 064 班 学生姓名 刘士威 学 号 061304420 指导教师 于智宏 2009 年 5 月 8 日 河南机电高等专科学校毕 业 设 计 评 语学生姓名： 刘 士 威 班级: 模具 064 班 学号：061304420题 目： 膜片夹片塑料成型工艺与模具设计 综合成绩： 指导者评语：刘士威同学基本上能够按照要求完成这次毕业设计，说明书书写较为完整、规 范，装配 图 和零件图都能按照要求清楚地表达各种形状和尺寸等，质 量较高。同时从设计情况也能看出在设计过程中花费了很大的精力，表现良好。建议成绩评定为良。可以提交答辩。指导者(签字) ： 年 月 日毕 业 设 计 评 语评阅者评语：刘士威同学此次毕业设计表现良好，能按照要求设计出较为合理的模具，严格遵守各种书写规范，零件图和装配图均能准确地表达，技术要求全面且合理，建议成绩为：良，可以提交答辩。评阅者( 签字)： 年 月 日答辩委员会（小组）评语：答辩委员会（小组）负责人( 签字)： 年 月 日目录1 绪论1.1 国内和国外塑料模具发展现状和前景12 模塑工艺规程的编制2.1 塑件的工艺性分析 32.1.1 塑件的原材料分析 32.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 42.2 塑件成型工艺参数的确定 52.3 塑件的体积和质量 52.4 成型设备的选择 53 注塑模的结构设计3.1 分型面的选择 73.2 型腔数目确定及布局 83.2.1 模腔数量的确定 83.2.2 模具型腔的布局 93.3 浇注系统的设计 93.3.1 主流道的设计 93.3.2 分流道的设计 103.3.3 交口的设计 103.3.4 主流道衬套的选取 113.4 抽芯机构的设计 113.4.1 确定抽芯距 123.4.2 确定楔形滑块的倾角 123.4.3 确定斜滑块的尺寸 123.4.4 斜滑块材料的选择和处理123.4.5 滑块的固定方式 123.5 排气系统设计 133.6 成型零部件的设计133.6.1 型腔的布局和设计133.6.2 型芯的结构设计 133.7 推板顶出机构设计143.8 导向机构的设计153.8.1 导柱的设计 153.8.2 导套的设计 153.9 成型零部件的设计163.9.1 凹模工作尺寸的计算163.9.2 凸模工作尺寸的计算174 模具加热和冷却系统的设计计算 195 模架的选取及成型注塑机的参数校核205.1 模具闭合高度的设计 205.2 模架的选取205.3 成型注塑机有关参数的校核206 注塑模具的安装与调试236.1 模具安装236.1.1 装配要求 236.1.2 装配顺序 236.2 注塑模具的调试 247 模具总装图 288 机械加工主要零部件 29小结 30参考文献31河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页11 绪 论1.1 国内和国外模具发展现状和前景塑料工业是世界上增长最快的工业之一。如今在我们生活的各个领域我们都能看到塑料制品。颜色、形状各异的塑料制件随处可见，给我们的生活带来很多的方便，随着材料科学的发展，越来越多的塑料制件被制造出来，并且许多已经在某些特定的领域取代了钢材等传统的材料，所以塑料模具也呈现出了前所未有的飞速发展期。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星 I.K 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 0.08mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.020.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501000万次，交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距. 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的 5080%相比，差距较大。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占 30%-40%。专业化、标准化程度高、设计和工艺技术先进，如模具 CAD/CAM 技术采用普遍，加工设备数控化率高等，模具生产效率高、周期短。国外，70%以上是商品化的。工艺装备水平 CAE 技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用 CAE 分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页2冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。CAE 技术在模具设计中的作用越来越大，意大利 COMAU 公司应用 CAE 技术后，试模时间减少了 50%以上。一些寿命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料来说，国内的材料很难达到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE CAD CAM.CAPP 等软件很多都是国外的。拿塑封模具来说，国外一次可以加工出上百个型腔的模具，还有热流道技术、气辅成型这些工艺应用都很普遍。德国的模具很多采用热流道技术，使用热流道技术，产品的质量好，成型周期短，精度高。2 模塑工艺规程的编制该塑件为膜片夹片，属于罩盖类零件。其零件图如图 2.1 所示，材料为 ABS，生产批量为大批量生产。河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页38 16?0.1263.22.2 40- 0.1R0. 4R1. 5 25 0-0.1529 0-0.2R0.5 25图 2.1 塑件图名称：膜片夹片材料：ABS生产批量：大批量2.1 塑件的工艺性分析2.1.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用 ABS 属于热塑性塑料，它的成型特性为： ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物，是一种坚韧而有刚性的非结晶性热塑性工程塑料。苯乙烯使 ABS 有良好的可塑性、光泽和刚性；丙烯腈赋予 ABS 有良好的耐热、耐化学腐蚀和表面硬度；丁二烯赋予 ABS 良好的抗冲击性和低温回弹性。可通过调整这三种组分的比例来调节 ABS 的性能。ABS 熔体粘度适中，流动性较好，易于充模，粘度对剪切速率比较敏感，随剪切速率增加，熔体粘度急剧下降；而温度对粘度的影响不很明显。ABS 为非结晶性聚合物，成型后无结晶，成型收缩率低，一般为 0.30.6。无明显熔点，熔融温度低，热河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页4稳定性较好。有一定的吸湿性，约 0.20.5，注塑前需作干燥处理，使含水率在0.1以下。2.1.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1) 结构分析：要想获得合格的塑料制件除选用塑料的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性，塑件的结构工艺性与模具设计有着非常密切的关系，只有塑件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷、及开裂等缺陷，达到提高生产率和降低成本的目的。从塑件图可知该塑件总体为圆形，上端面有一个直径为 4mm 的圆形凸台，凸台上有一直径为 mm 的环形槽，该零件的结构不太复杂。2.82）尺寸精度分析： 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸相符合程度，即所获得塑件尺寸的准确度。塑件的尺寸精度与模具的制造精度，模具的磨损程度，塑件收缩率的波动及成型时工艺条件的变化，塑件成型后的时效变化和模具的结构形式等有关系，因此，塑件的尺寸精度往往不高，应在保证使用要求的前提下尽可能选用较低的精度等级。由于该塑件上尺寸公差均为未注尺寸公差。查表可知 ABS 材料的制件为 MT5 级，即： 、 、 、 、 、 以上分析可见，该零件的尺0.280.240.150.4290.280.186寸精度不高，并没有太多的的精度要求，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。3）表面质量分析： 该零件表面要求不是很严格。不要有沙孔和溢边，其他面也没有过严格的要求，故在成型加工过程中精度容易保证，减少了对模具光整加工的难度。综上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，零件成型时各种使用要求均能保证。2.2 塑件成型工艺参数的确定查相关手册得到 ABS 塑件的成型工艺参数密度 1.011.04g/cm收缩率 0.40.8% 取 0.5%预热温度 8085 摄氏度预热时间 23 小时河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页5料筒温度 后段 150170 摄氏度 中段 165180 摄氏度，前段180200 摄氏度喷嘴温度 170180 摄氏度模具温度 5080 摄氏度注射压力 60100MPa成型时间 注射时间 2090 秒，保压时间 05 秒，冷却时间20150 秒2.3 塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数计算塑件的体积：V=2450 3m计算塑件的质量：根据设计手册查的 ABS 的密度为 31.08/gcm取 31.05/gc故塑件的质量为：M=V =2.57g2.4 成型设备的选择注射模具是安装在注射机上的，模具与注射机应当匹配，这将关系到制件的质量，均匀性及成型周期。选择注塑机时，必须保证制品的注射量小于注射机允许的最大注射量。根据生产经验，制品注射量一般不超过注射机最大注射量的 80%。由于进行大批量生产，模具采用一模四件。由于 ABS 的注射压力为 60100Mpa,选择型号为 SZ-125/630 的压力机，额定注射压力为 126Mpa.其各种参数如下：结构形式 卧式 模具最大厚度/mm 300注射方式 螺杆式 模具最小厚度/mm 150河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页6最大注射量/g 140 最大开模行程/mm 270螺杆直径/mm 40 喷嘴球半径/mm 15注射压力/Mpa 126 喷嘴球半径/mm 4锁模力/KN 63 喷嘴球半径/mm 1253 注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面的选取、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。3.1 分型面的选择分型面的选择，对于模具设计来说是非常重要的，它对塑料件的内在质量、表观河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页7质量、模具的使用操作以及模具的制造加工工艺和成本等方面均有较大的影响。分型面的选择受到塑料件的结构形状、壁厚、尺寸精度、嵌件的形状及位置、塑料件在模具中成型的位置、脱模方法、浇注系统的形式及位置、模具的类型、排气的方式、模具的加工制造工艺甚至成型设备结构等因素的影响。因此，在选择分型面时，应反复比较与分析，最后选取一个较为合理的方案。塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，该塑件的分型面的位置如下图 3.1 所示。而选择在塑件的大小截面的过渡处（AA）就不利于透气型，其中该图所示的分型面选择在轴线上（BB ） ，结果会是在分型面的表面留下分型面痕迹，影响塑件的表面质量，所以选择塑件的大端底部（CC） ，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，件外表面光滑，塑件的脱方便。A B C图 3.1 分型面3.2 型腔数目确定及布局3.2.1 模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量；3.2.1.1.按注射机的额定锁模力确定型腔数量 N1N1=（F/PC）/AB/A其中： F 注塑机的锁模力 NPC 型腔内的平均压力 Mpa河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页8A 每个制件在分型面上的面积（ ）2B 流道和浇道在分型面上的投影面积（ ）B 在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析 B 为（0.20.5） ，常取B=0.35，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为 2540MPa 实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用 0.6F 则N1=0.6F/APC=6300000.6/30768.30=16.4 （个）3.2.1.2.注射机注塑量确定型腔数目 N2N2=（GC）/V其中： G 注射机的公称注塑量（ ）3V 单个制件体积 （ ）C 流道和浇口的总体积（ ）3生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的 0.750.45 倍，取 0.6 倍计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的 0.21 倍，现取C=0.6 则N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=22从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取 N1，N2 中的较小值，在这里可以选取的个数是很多个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于 60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的外壳注塑模具采用一模六腔的方案，即 N=63.2.2 模具型腔的布局塑件的结构形式不太复杂，体积和质量都较小，故宜采用多型腔注塑模具。采用一模六腔，平衡式的型腔布局，这样设计出的模具尺寸不大，制造加工方便，生产效率高，可以有效的降低塑件的成本。型腔的布置如图 3.230?图 3.2 型腔布局3.3 浇注系统的设计河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页93.3.1 主流道的设计根据塑件的体积和质量以及注塑机的注射量且塑料件件采用的材料是 ABS，故要选择合适的主流道尺寸由生产经验知选如下的尺寸：主流道小端直径： 4.5m主流道大端直径： 6为了方便取出主流道凝料，主流道呈圆锥形，锥角取 。主流道出口端应有024:圆角，圆角半径 R 取 1.5mm。方便塑料进入分流道并是能量损耗较小。3.3.2 分流道的设计分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定分流道的长度的。根据主流道大端直径 ，则锥形可选用上底为 b=4.5mm,高为6Dmh=5mm，半径为 2.5mm 的半圆形截面。分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光洁，表面粗糙度常取1.252.5R m，以便能对外层塑料熔体流动增加阻力，使外层塑料冷却皮层固定，a河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页10形成绝热层。有利于保温。但表面不能显得太凸凹，否则影响分形。3.3.3 浇口的设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较为理想。设计时考虑选择从塑件的表面进料，而且需要进行侧抽芯，需在模具结构上采取镶拼型腔侧型芯，有利于填充排气。侧浇口开设在分型面上，塑料熔体从模腔侧面充模，其截面多为矩形狭缝，改变截面高度和宽度可以调整熔体充模时的切变速度及浇口冻结的时间。在侧浇口进入或连接型腔的部位，应成圆角以防劈裂。采用侧浇口的优点是可以根据制品的形状特点灵活的选择浇口位置，以保证料的充模和塑件的质量。根据侧浇口尺寸计算的经验公式：(0.69)3Ab:(.)t式中 b=侧浇口的宽度，mmA=塑件的外侧表面积， 2mt=侧浇口的厚度，mm=浇口处的塑件壁厚，mm经计算得：b=1.5mm t=1mm 浇口的长度 2.0lm3.3.4 主流道衬套的选取为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主流道衬套形式，选取材料为 T8A，热处理以后的硬度为 5862HRC，由于要在磨损严重的时候更换，故主流道衬套和定模的配合形式为 H7/m6 的过渡配3.4 抽芯机构的设计此塑件上端凸台上有一个 的环形槽，它垂直于脱模方向，阻碍成型塑件2.8m河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页11的顺利脱模，所以成型此环形槽的成型零件必须设计为活动型芯，必须进行侧向抽芯。为了方便抽芯，同时简化模具结构，提高生产效率，减低成本，可设计出侧型腔滑块，侧型芯安置在侧型腔滑块上面，随楔形滑块运动而移动。本模具采用楔形滑块侧向分型抽芯机构。如图 3.3作 作 作 作 作 作 作 作 作作 作 作 作作 作 作 作 作图 3.3 斜滑块侧向抽芯机构3.4.1 确定抽芯距抽芯距是将侧型芯从成型位置抽到不妨碍塑件顶出时侧型芯所移动的距离。S=S +(12) mmC式中 S-设计抽芯距（mm）S -临界抽芯距（mm） ，即侧型芯与塑件投影不重合时所移动的距离C所以抽芯距 S2+24mm3.4.2 确定楔形滑块的倾角斜滑块的倾角 a 是斜滑块机构的主要技术参数，它与抽拔距和抽芯距之间有直接关系，一般取 ，本副模具取 。0153033.4.3 确定斜滑块的尺寸河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页12斜滑块的尺寸取决于抽拔力及倾角可按设计资料有关公式进行计算，本模具由于设计是考虑到楔形滑块是固定的并且是和凹模之间由点配合，故在工作过程中楔形滑块并不是用很大的力，所以选用的尺寸不是很大就能够满足要求，这里选择15x15mmx30mm 倾斜角度根据计算选择 a303.4.4 斜滑块的材料选择和处理斜滑块的使用材料多选用 T8A、T10A 也可选用 20 钢渗碳处理。由于两滑块之间要经常与滑块摩擦，所以其热处理硬度要求为 5558HRC，表面粗糙度值低于 。0.4aRm3.4.5 滑块的固定方式图 3.4 楔形滑块固定示意图3.5 排气系统设计在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。排气方式有两种：开排气槽排气和利用合模间隙排气。由于该注塑模是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。3.6 成型零部件的设计 3.6.1 型腔的结构设计此模具采用是型腔布局是一模六件，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素,型腔采用瓣合式结构，用内六角螺钉把侧型芯安装在型腔板上。河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页13其安装方式如图 3.5 所示图 3.5 型腔镶块固定方式3.6.2 型芯的结构设计型芯是用来成型塑料制品内表面的成型零件，与型腔结合构成模具的成型部分，为了便于加工和热处理的工艺性，该模具的型芯结构采用整体形式，其型芯的结构如图 3.9 所示图 3.6 型芯3.6.3 推板顶出机构设计推出机构的设计，必须要使其工作可靠、配合合理、动作灵活、制造方便且易于更换，推出机构本身要具有足够的刚度和强度，足以克服脱模阻力。本模具由于塑件壁厚较薄，使用推杆是容易使塑件变形，故采用推板脱模顶出机构。本模具采用如图 3.10 所示的推板来顶出塑件图 3.7 推板脱模机构推板与模板上相应的推孔采用 H7/h6 的较小间隙配合，防止塑料流入推板间隙，造成推出塑件时困难。通常推板在装配之后，其端面应与型腔底面相平齐，或者稍微高出型腔底面 0.05 0.10mm。推板常用的材料有 T8、10、或者经热处理硬度要求:河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页1450 55HRC 的 45 钢等，工作端面配合部分的表面粗糙度要低于 。: 0.4aRm3.8 导向机构的设计模具在合模过程中，首先是导向零件接触，引导动模部分和定模部分准确地闭合，避免型芯在先进入型腔过程中造成模具相关成形零件的损坏。3.8.1 导柱的设计导柱的结构形式如图 3.11 所示，导柱导向部分的长度应比型芯端面的高度高出 812mm，以避免导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱的前端应做成锥形台或者半:球形，以便能够是导柱顺利进入导向孔。导柱的材料应具有坚硬耐磨的表面，韧而不易折断的心部，故多选用 20 钢经渗碳淬火处理或 T8A、T10A 钢经淬火处理，硬度为 5055HRC。导柱固定部分的表面粗糙度 ，而导向部分的表面粗糙度 。0.8aRm0.4aRm导柱的固定部分与模板之间采用 H7/m6 的过渡配合形式，导柱的导向部分与相应导向孔采用 H7/g6 的间隙配合。图 3.8 导柱结构形式3.8.2 导套的设计用于导套的材料可与导柱的材料相同，也可以使用铜合金等耐磨材料来制造，硬度一般要低于导柱的硬度，以减轻磨损，防止导柱与导套之间被拉毛。导套固定部分的表面粗糙度为 ，而导向孔的表面粗糙度为 。导套的结构形式如图0.8aRm0.4aRm3.12 所示。图 3.9 导套的结构形式河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页153.9 成型零部件的尺寸计算经查表得 ABS 塑料的收缩率为 0.4% %0.8，取平均收缩率为 0.63%。:3.9.1 凹模工作尺寸的计算1）凹模的径向尺寸计算 凹模的径向尺寸 001zzMcpSLLx:其中 塑料的平均收缩率 cpS塑件的外形最大尺寸(mm)SLX系数,在这里因为工件尺寸较小,可取 0.5塑件尺寸的公差现阶段选取模具制造公差为 = z13凹模的径向尺寸 10.0.3310.6%.598zL 河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页1610.20.673201.63%0.598zL 2）凹模的深度尺寸 001zzMcpSHx:塑件的高度最大尺寸S的取值范围在 ,在这里 取x123x1310.230.6710.6%.zH 10.530.5201.63z 3）凹模壁厚的计算因为模具的尺寸不大，所以按强度计算其壁厚，对于镶拼组合式凹模 12ctrPR=45,模具材料是预硬化塑料模具钢取 160N/mm ,P 为模腔压力取 40 N/mm2 2代入数值可得 20mmct底部壁厚也按强度计算为18mm21.prt3.9.2 凸模工作尺寸的计算河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页171）型芯的径向尺寸 1z zMcpSllx:=10.1411 30.63%0.5zl 0.5侧型芯的径向尺寸 =4.0815 3.zl 0.3式中 为塑件的内形最小尺寸，其余符号意义同凹模工作尺寸计算中的符号意义Sl一样型芯的高度方向上的尺寸： 1123z zMcpShh :为塑件内形深度的最小尺寸Sh8.1311 30.63%8.402z 0.67河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页184 模具加热和冷却系统的计算设定模具平均工作温度为 60，用 20的常用水作为模具冷却介质，其出口温度为 40，产量为（初算为每 1 分钟 6 套）0.93Kg/h。(1) 求塑件在硬化时每小时释放的热量 ，查得 ABS 的单位热流量为 SQ32.5x J/。41045320.931/2.9810/QWJKgJKg(2) 求冷却水的体积质量5431332.9810/60.61/min()47(42)cVPt 由体积流量 V 查表可知所需的冷却水管直径非常小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式冷却模具即可。因为塑件的尺寸不大，模具的外形尺寸也不大，所以可不设置加热系统，刚开始可有熔融的流体对模具进行加热。河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页195 模架的选取及成型注塑机的参数校核5.1 模具闭合高度的确定在选定了模架后,可根据标准模架选定各模板的厚度.定模座板 =25mm,定1H模板 =20mm,动模板 =30mm,动模垫板 =25mm,垫块 =60mm,动模座板2H34H5=25mm.6因而模具的闭合高度：H= 123456=25+20+35+35+45+20=160mm5.2 模架的选择选用的模架结构如图 5.1 所示：河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页20图 5.1 模架组合5.3 成型注塑机有关参数的校核最大注射量的校核在一个注射成型周期内，注射模内所需的塑料熔体总量 mi 与模具内浇注系统的容量和型腔的容积有关，即mi=Nm1+m2N型腔数量；mi单个制品的质量（或体积）;m2浇注系统和飞边所需的塑料质量（或体积）根据实验，注射机的最大注射量 mI 时其所允许的最大注射量（额定注射量）的 80%以内，故其关系可按下式校核：N m1+ m20.8m螺杆式注射机的允许最大注射量则以螺杆在料筒中的最大推出容积（cm ）来表3示与塑料的品种无关。代入式得：6【2.576+36】10 0.81403经校核，最大注射量，满足使用要求。5.3.1 锁模力校核注射成型时，当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生模具分型面涨开得力F1，这个力的大小等于塑料和浇注系统在分型面上的投影面之和乘以型腔的压力，即：F1=（Aj+As）P1河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页21塑料熔体在分型面上的涨开力应小于注射机的额定锁模力 FI，才能保证注射机不发生溢料。即F1（0.80.9）FI FI 注射机的额定锁模力代入数据得：25（62.572.57/4-63.141616/4+628+1.53）（0.80.9）630经校核，锁模力符合要求。5.4 注射压力校核注塑成型时所需要的注射压力是有塑料品种，注射机类型，喷嘴形式，塑件形状和浇注系统的压力损失等决定的，注射压力校核就是核定注射机的额定注射压力是否大于成型时所需的注射压力。同时，注射压力与塑料熔体在模具中的流动比有关，对于初步选择确定的模具结构，对其流动比所需用的注射压力进行校核，以保证它不超过注射机允许使用的最大注射压力。经校核，注射压力符合要求5.5 开模行程的校核本模具的外形尺寸 200mm 180mm 160mm, SZ-125/630 型卧式注塑机模板最大安装尺寸能满足模具的安装时的尺寸要求。由上述计算模具闭合高度 160mm, SZ-125-630 型注塑机所允许模具的最小厚度,最大厚度 X 3E min150H30maxH由资料查得 SZ-125-630 型注塑机的最大开模行程 S=270mm,满足顶出塑件要求。10）mm123(5S=80mm完成侧抽芯动模板移动的距离（mm）1H顶出距离即制品所用的脱模距离（mm）2包括流道凝料在内的塑件高度(mm)3经验证，SZ-125-630 型注塑机能满足使用要求，故可采用。河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页226 注塑模具的安装与调试6.1 模具安装6.1.1 装配要求：（1）模具上下平面的平行度偏差不大于 0.06mm 分模处要求密合。（2）推件时推杆与卸料板要保持同步。（3）上、下模型芯必须紧密接触。6.1.2 装配时以分型面密合作为该模具的装配基准，装配顺序如下：（1）装配前按图检验主要工作零部件及其它零件尺寸。（2）镗导柱、导套孔。将定模板、动模板、型芯固定板叠合在一起，使分模面紧密接触并加紧，镗导柱、导套孔，在孔内压入工艺定位销后，加工侧面的垂直基准。（3）加工定模。用定模侧面的垂直基准确定定模上型芯中心的实际位置，并以次作为加工基准，分别镗型芯孔到所需尺寸（4）压入导柱、导套。将定模、板动模板、支撑板上分别压入导柱、导套，使其导向可靠，滑动灵活。河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页23（5）装配型芯。在定模和型芯固定板孔内压入型芯，用镙孔复印法和压销钉套法使型芯紧固在支撑板上，将其一起磨平。（6）通过型芯钻支撑板上的推杆孔。（7）通过支撑板钻推杆固定板上的孔。（8）在推杆固定板和支撑板和支撑板上加工限位螺钉和复位杆孔。（9）组装垫块和支撑板。（10）加工定模座板。加工螺孔、销钉孔和导柱孔，并将浇口套、导柱套压入定模座板。（11）定模部分的装配。用平行夹头把它们加紧（浇口套的浇道孔与镶块上的浇道口对中，在上面钻固定在注塑机上的孔，使其与注塑机相配合。（12）装配动模部分。修正推杆和复位杆的长度。（13）完成装配后进行试模，并校验入库。6.2 注塑模具的调试通过试模塑件上常会出现各种弊病，为此必须进行原因分析，排除故障。造成次废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多个方面综合的原因。需按成型条件，成型设备，模具结构及制造精度，塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采取调节成型条件，修整模具等方法加以解决。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。6.2.1 粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出（一般设计是都由考虑到，很少会出现这种情况）的一种反常现象。其主要原因是：（1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。（2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。（3） 冷却时间过短，物料未能固化。（4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。（5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面 边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页246.2.2 粘着模芯（1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。（2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。（3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。（4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。（5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。6.2.3 粘着主流道（1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。（2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。（3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。（4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51 。（5） 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。 6.2.4 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。6.2.4.1 注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：（1） 熔料流动阻力过大河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页25这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。（2） 型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。（3） 锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。6.2.4.2 溢边（毛刺、飞边、批锋） 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：（1） 注射过量（2） 锁模力不足（3） 流动性过好（4） 模具局部配合不佳（5） 模板翘曲变形6.2.4.3 制件尺寸不准确 初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。（1） 尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。（2） 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页26条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸精确，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。6.2.5调整措施调整时应注意调节进料速度，增加排气孔，正确设计浇注系统。注意控制成型周期河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页277 模具总装图AAAA AA A3 0?1602 22 1 2 0 1 91 81 71 61 51 41 31 21 11 09876543211602 0 0图 7.1 膜片夹片模具总装配图河南机电高等专科学校毕业设计说明书共 31 页 第 页28