四通管的注塑模设计论文

1、 I / 55湖南涉外经济学院湖南涉外经济学院本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）题目四通管的注塑模设计作者 德义学院机械工程学院专业材料成型与控制工程学号481指导教师二一五年四月二十日 涉外经济学院涉外经济学院毕业论文（设计）任务书毕业论文（设计）任务书学生： 德义学号：481 专业班级：材料成型与控制工程 201103 班毕业论文（设计）题目：四通管的注塑模设计题目类型：工程设计1毕业论文（设计）时间:自 2014 年 12 月 10 日开始至 2015 年 5 月 10 日止1. 毕业论文（设计）容要求：四通管是工程中的常用结构部件，一般情况下的四通管接头因为经济性需求多用塑料制成

2、，本设计拟要求按所提供的四通管的实物，进行测绘，绘制塑件零件图，并设计一套注塑模具来完成该塑料零件的大批量生产。其设计目的在于培养学生综合应用本专业所学课程的理论和实际生产知识，进行塑料模具设计与制造的综合训练，初步培养学生模具设计的能力，材料成型分析能力，使之掌握塑料模具设计的方法和步骤，掌握塑料模具设计的基本技能，初步具有运用标准、规、手册、图册等有关技术资料的能力。本设计要求在学院统一规定的时间完成塑件零件图、模具总装配图和主要零件图的工程图的设计和绘制，利用三维建模软件完成模具的三维建模、虚拟装配和模流分析，并撰写 1 万字以上的计算说明书，完成 1500 单词以上的专业外文资料翻译（

3、英译中） ，并通过毕业答辩。1题目类型：(1)理论研究(2)实验研究(3)工程设计(4)工程技术研究 (5)软件开发 II / 552.主要参考资料1 濮良贵.机械设计（第八版）M.:高等教育，2006.2 成大仙.机械设计手册（第 5 版）M.:化学工业，2007.3 于萍.互换性与测量技术基础M.:机械工业，2008.4 齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计M.:机械工业,20065 许发樾. .实用模具设计与制造手册M（第 2 版）.:机械工业,20056 王鹏驹，杰.塑料模具设计师手册M.:机械工业,20083.毕业论文（设计）进度安排 3.毕业论文（设计）进度安排阶段阶段容起止时间1熟悉设

4、计任务，查阅与收集资料，完成开题工作2014.12.012014.12.302利用寒假，完成设计计算和模具结构设计2015.01.12015.02.263完成所有工程图纸的绘制和设计说明书写作2015.02.272015.04.134修改毕业设计计算说明书，修改图纸，完成毕业设计初稿2015.04.142015.05.16完成毕业论文（设计）终稿，并开展毕业论文（设计）检测工作2015.05.22015.05.157毕业论文（设计）的答辩以与答辩以后必要的修改工作2015.05.162015.05.25指导教师（签名）：_ 日期：_系(教研室)主任(签名) ：_ 日期：_主管院长(签名) ：_

5、 日期：_ III / 55注：任务书由指导教师本人填写，经系（教研室）主任、主管院长审核后发给学生。 I / 55涉外经济学院涉外经济学院毕业论文（设计）指导教师评语毕业论文（设计）指导教师评语建议成绩：指导教师：年月日 II / 55涉外经济学院涉外经济学院毕业论文（设计）评阅教师评语毕业论文（设计）评阅教师评语建议成绩：评阅教师：年月日 I / 55涉外经济学院涉外经济学院毕业论文（设计）答辩记录毕业论文（设计）答辩记录日期：学生：德义学号：481 专业班级：材料成型与控制工程 1103 班题目：四通管的注塑模设计毕业论文（设计）答辩委员会（小组）意见：答辩成绩：评定等级：答辩委员会(小

6、组)负责人：委员（小组成员）：二级学院审查意见：论文（设计）最终评定等级：_ 负责人： _年_月_日 摘要摘要随着塑料制品在工业与日常生活中得到越来越广泛的应用，近年来，我国塑料模具工业有了很大发展，注塑模具制品的种类越来越多，在未来的模具市场中，塑料模具的发展将高于其他模具，在模具行业中的比例将逐渐提高。随着注塑模技术的不断发展和技术的成熟，在工程机械和工业机械、电子、汽车、家电、玩具等产品中，60%以上的零部件，可以依靠模具成型。随着模具材料的不断发展，模具材料的加工和使用性能得到提高，塑料模具注塑模具越来越趋向于精密化、大型化和多型腔化。一模两腔注塑模具成型四通管效率高、精度与使用性能均

7、可达到要求。由于四通管结构相对复杂（四通管的主要特点是其有一个上下贯穿孔，两侧也有贯穿孔，且上下贯穿孔较大且深度较深。 ） ，对注塑成型要求也相对较高，导致其模具制造复杂、设计与涉与的知识点较多，如注塑成型、模具设计、分型面的选择、侧向抽芯机构的设计、模具零件的加工等等。本设计模具其结构采用侧抽芯机构，同时采用套筒顶出塑件代替推件杆，既是型腔的工作部分，又是塑件的顶出机构，简化了模具的结构，同时增加了推出时的接触面，推出力比较平稳，减少了塑件的变形。四通管材料为ABS（丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物） ，此材料有良好的耐化学腐蚀、表面硬度、加工性和染色性。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性易于成型

8、加工。制品是管接头，对尺寸精度有一定要求，外形需光洁不得有划痕，浇口痕迹，熔接痕，所以在此设计中采用盘形浇口，确保四通管的强度和使用要求。关键词关键词：注塑模；工艺分析；分型面；浇注系统；注射机；多型腔 ABSTRACTABSTRACTKEYKEY WORDSWORDS :As the plastic products in industry and daily life more and more widely applied, in recent years, the plastic mold industry in China has made great development, mo

9、re and more kinds of injection molding products, mold market in the future, the development of plastic mold will be higher than other mold, the proportion will gradually increase in the mold industry. With the continuous development of injection molding technology and technology mature, in the engin

10、eering machinery and industrial machinery, electronics, automobiles, home appliances, toys and other products, more than 60% of the parts, can rely on the mold shape. With the continuous development of the mould material, mould materials processing and use of the performance is improved, plastic mol

11、d injection mold is more and more tend to motors, large scale and multiple cavity.One module and two cavities injection molding cross pipe of high efficiency, accuracy and use performance can be achieved. Due to the cross tube structure is relatively complex (cross pipes main characteristic is its h

12、as a through hole, two side also has a through hole, and depth of the through hole is bigger and deeper.) , the requirements for injection molding is relatively high, resulting in the mould manufacturing complex, design and involves more knowledge, such as injection molding, mold design, the parting

13、 surface selection, the design of side core-pulling mechanism, mold parts processing, and so on. This design mold structure adopts the side core-pulling mechanism, at the same time adopt sleeve ejector parts instead of the push rod, is both the working part of the cavity, it is plastic ejection mech

14、anism, simplified the mould structure, and increase the contact area was introduced, launch smoothly, reduce the deformation of plastic parts. Cross pipe materials for ABS (propylene eyes a butadiene styrene copolymer), the material with good resistance to chemical corrosion, surface hardness, proce

15、ssability and dyeing. ABS has certain hardness and dimensional stability of easy processing. Products are pipe joint, have a certain request for dimensional accuracy and shape should be bright and must not have Nick, gate marks, welding scar, so in this design USES the disc gate, to ensure the stren

16、gth of the cross and use requirements.KeyKey words:words: injection molding; Process analysis; Parting surface. Gating system; Injection machine; multi-cavity III / 55 目录摘要摘要ABSTRACT.第一章绪论第一章绪论11.1 模具在加工工业中的地位 11.2 塑料模具有塑料工业中的重要性 11.3 我国模具技术的现状与发展趋势 1第二章四通管的注塑模设计要求与成型工艺分析第二章四通管的注塑模设计要求与成型工艺分析32.1 产品

17、基本要求 32.2 塑件结构和形状设计 32.3 塑件材料选择 42.4 ABS 的性能分析 42.5ABS 的注射成型过程与工艺参数 5第三章拟定模具的结构形式和初选注射机第三章拟定模具的结构形式和初选注射机63.1 分型面位置的确定 63.2 型腔数量和排位方式的确定 63.3 注射机型号的确定 73.4 注射机的相关参数的校核 83.5 腔数量的校核 9第四章浇注系统的设计第四章浇注系统的设计104.1 主流道的设计 104.2 分流道的设计 114.3 浇口的设计 124.4 凝料体积 134.5 校核剪切速率 13第五章模具成型零部件结构设计和计算第五章模具成型零部件结构设计和计算1

18、55.1 成型零件的结构设计 155.2 成型零件的钢材选用 165.3 成型零件工作尺寸的计算 165.4 成型零件尺寸与动模垫板厚度的计算 17第六章脱模推出机构的设计第六章脱模推出机构的设计19 IV / 556.1 推出方式的确定 196.2 脱模力的计算 206.3 推杆接触应力的校核 21第七章侧向分型与侧抽芯机构的设计第七章侧向分型与侧抽芯机构的设计227.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定 227.2 斜导柱抽芯机构的设计 227.3 斜导柱与滑块斜孔的配合 247.4 滑块的设计 247.5 滑块的定位装置 24第八章排气系统的设计第八章排气系统的设计258.1 排气系统的重要

19、性 258.2 排气系统的设计 25第九章温度调节系统的设计第九章温度调节系统的设计27第十章模架的选择第十章模架的选择2910.1 各模板尺寸的确定 2910.2 模架各尺寸的校核 29第十一章模具工作过程第十一章模具工作过程31第十二章模具计算机辅助设计第十二章模具计算机辅助设计33结论结论36参考文献参考文献37致致38附录附录 A A：文献翻译原文：文献翻译原文39附录附录 B B：文献翻译中文：文献翻译中文41 第一章绪论第一章绪论1.11.1 模具在加工工业中的地位模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中都使用着各种不同类

20、型模具。如砂型铸造模具或压铸模具、锻压模具、冷压模具，塑料制品生产中使用的注塑模具等各种模具。模具的制造精度直接影响着制品的质量。首先，模具成型部位的结构、表面粗糙度、分型面的位置的选择、浇注系统的进胶位置和浇口形状以与排气槽开设的位置、加热系统和冷却系统位置的布置以与模具的的脱模结构等对塑料产品的尺寸精度和形状精度以与产品的物理性能、机械性能、应力大小、外观质量等都有特别重要的影响。其次，在塑料制品的生产过程中，模具结构的合理与否对产品的生产过程有很大的影响。塑料产品订单比较大时，应尽可能的减少开合模过程中活动部件的摩擦（活动部位必须加注注润滑油，防止摩擦烧死）和产品从模具中取出时手工劳动（

21、对批量较大产品成型的模具通常采用全自动开合模和产品自动顶出机构，自动生产时必须保证产品能从模具中顺利脱落）。另外，模具对产品的生产成本也有很大影响。当产品的批量不大时，模具制作的费用在产品上的成本所占的比例将会很大，这种情况下应尽可能的采用结构合理且结构简单的模具，以降低成本，从而获得更多利润。现代工业生产中，选择合理的加工工艺、高效高性能的设备、优良的模具是必不可少的因素，特别是模具的品质对实现材料加工要求、塑料产品的使用要求和外观形状起着非常重要的作用。高性能的注塑设备也只有装上高性能的模具才能发挥其优秀的生产性能，模具的制造和更新是建立在产品更新换代上的。由于产品产量需求很大，对模具的各

22、项性能也提出了越来越高的要求。因此更快的促进了模具的不断向前发展。1.21.2塑料模具有塑料工业中的重要性塑料模具有塑料工业中的重要性塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状和特殊的成型方式，成型塑料制品的工艺装备。产品质量的好坏和良好的生产效率与模具的好坏紧密联系在一起。模具的质量好坏又直接与模具的设计与模具零件的加工精度有很大关系。随着我国国民经济领域的各个部门对塑料制品的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件制品的质量要求也越来越高。塑料制品的加速发展对模具性能提出了更高的要求，从而推动了塑料模具设计和制造技术不断向前发展，使得塑料工业以与机械加工工业发展速度得到提升

23、。1.31.3 我国模具技术的现状与发展趋势我国模具技术的现状与发展趋势 2 / 55改革开放以来，我国在模具工业发展速度也十分快速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。机械加工和模具行业的快速发展是使我国成为超级制造大国的重要原因。我国塑料加工工业从起步到现在，历经半个多世纪的发展，生产水平有了很大提高。在大型模具方面已能生产48（约122CM）大屏幕彩电塑料壳体注射模具等大型模具；精密塑料件模具方面，以能生产成型各种电子产品中使用的高精

24、密度产品的塑料模具。现代加工工具的不断推出新，模具的CAD/CAE/CAM技术，EDM和CNC加工技术，快速制模技术，新型材料模具等高新技术方面取得了很大进步；利用这些先进制造技术，使模具的生产周期大大减小，提高料生产效率。虽然这些年来我国模具工业制造水平有了很大提高，部分模具已接近国际先进水平，但在数量和质量方面仍满足不了国市场的需要，每年各类大型，精密，复杂模具还需大量引进于国外。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业发展要想继续提高，应以下几方面进行不断的技术创新，尽可能缩小与国际先进水平的距离：注重开发大型精密复杂模具，随着我国汽车，家电等工业的快速发

25、展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将越来越趋向大型化和精密化。模具标准件的广泛应用；现在，在模具标准件的普与很大程度上缩短了模具的制造周期，降低了模具制造成本，模具的质量也得到提高。因此，模具标准件的应用必将得到更大的推广。推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。模具CAD/CAM/CAE技术在模具制造过程表现出的优越性能，奠定了在模具设计制造的地位，新技术的应用，显著地提高了模具设计制造水平。 6 / 55第二章四通管的注塑模设计要求与成型工艺分析第二章四通管的注塑模设计要求与成型工艺分析2.12.1 产品基本要求产品基本要

26、求最大几何尺寸：68662219mm使用环境： -1080安全性能：无毒密封性能：密封性能好精度要求：一般（4 级）外观要求：外表红色且光泽性好，无成型缺陷其他要求：具有一定的机械强度，没有透气性散孔。根据以上要求可归纳产品设计要求塑料件需具有良好的密封性和一定的机械强度，且安全无毒，原料还应具有较好的流动性、着色性，以满足成型要求以与外观要求。2.22.2 塑件结构和形状分析塑件结构和形状分析根据塑料件实物，利用 UG NX8.5 软件进行塑料件的三维建模。在 UG NX8.5 中建立的塑料件三维实体模型可以非常直观的表现出塑料件的结构，可以从塑料件个角度对三维模型进行观察与测量，在 UG8

27、.5 中可以根据所三维模型数据进行 CAE 分析，如：熔体的充型仿真、模具的模流分析、拔模检测、零件图的绘制等。塑料件零件图如图 2.1所示。 7 / 55图图2.12.1四通管四通管2.32.3 塑件材料选择塑件材料选择此塑件用做供水接头，首先要求具有良好的密封性，以防漏水，因此，应初选几种密封性能较好的常用塑料，进行各个方面性能的比较，即通过力学性能、热性能、电气性能成型性能、化学性能和经济性能等多方面比较，选出最适合成型次插座板的塑料。由参考书1P26 表 2-1,最终选择 ABS 作为插座板外壳的材料，ABS 其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型，成型收缩率小，理论计

28、算收缩率为0.5%，溢料值为 0.04mm左右，比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光滑。2.42.4 ABSABS 的性能分析的性能分析2.4.1ABS2.4.1ABS 塑料特性塑料特性（引用于 塑料 化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS 为丙烯腈 A、丁二烯 B 和苯乙烯 S 三种单体共聚而成的聚合物，简称 ABS。每种单体都具有不同特性，从形态上看，ABS 是非结晶性材料。这就决定了 ABS 材料的耐低温性、抗冲击性，外观特性，低蠕变性，优异的尺寸稳定性与易加工性等多种特性。表面硬

29、度高、耐化学性好，同时通过改变 ABS 塑料中的组成成分比例，可改变 ABS 的各种性能，故 ABS 工程塑料在现代生活生产中受到很大欢迎。合成的 ABS 有中冲击型、高冲击型、超高冲击型与耐热型四类。由于其性能具有韧、刚、硬的优点，应用围程度已远远超过 PS，成为一种独立的塑料品种。ABS 的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有 90%的高光泽度。ABS 的相对密度为 1.05，ABS 同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS 的氧指数为 18.2，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。 ABS 塑料是一

30、种综合性能十分良好的合成树脂，在比较宽的温度围具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比 PA、PVC 高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%0.8%围，若经玻纤增强后可以减少到 0.2%0.4%，而且绝少出现塑后收缩。其临界表面力为 3438mN/cm。 8 / 552.4.22.4.2 成型性能成型性能a.无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能与成型特性也各有差异，应按品种来确定成型的方法与成型条件。 b.ABS 塑料的吸湿性强。在进行产品加工前应将含水量控制在 0.3%（质量）以下，所以加工前必须充分干燥，对表面光泽的塑料件有特殊要求应长时间预热干燥。 c.流动性能中等。溢边料在 0.04

31、mm左右。d.模具设计时要注意浇注系统，需要选择好进料口的位置，形式。推出力过大时或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。e.ABS 的主要性能指标，其性能指标见表 2.1。表表2.12.1 ABSABS 工艺参数表工艺参数表项目数据项目数据密度 g/cm1.02-1.08弹性模量MPa1.810比容cm/g0.86-0.98弯曲强度 MPa80吸水率%（24h）0.2-0.4硬度 HB9.7R121收缩率%0.4-0.7体积电阻率.cm6.91016熔点C130-160击穿电压 Kv/mm15热变形温度C0.46MPa 90-1081.185MPa 83-103冲击强度kJ/m15.7-15.9抗

32、拉屈服强度MPa502.5ABS2.5ABS的注射成型过程与工艺参数的注射成型过程与工艺参数2.5.12.5.1 注射成型过程注射成型过程（查参考书1p55 3.1.2） a、成型前的准备。ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 b、注射过程。经干燥处理后塑料颗粒在注射机料筒经过塑化达到注射条件，由模具的浇注系统进入模具型腔成型、冷却，其过程可分为加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模六个阶段。 c、塑件的后处理。ABS塑料产品在成型加工中会产生应力，如应力太大会导致制品开裂或严重变形，所以在塑料产品从模具中取出就要进

33、行退火处理。具体方法是将塑料产品置于70-80的热风循环干燥箱2-4小时，取出冷却到常温。2.5.22.5.2 注射工艺参数注射工艺参数（查参考书2p238表13-1） a、注射机：螺杆式，螺杆转速48r/min。 b、预热和干燥：温度8085，时间23h 9 / 55c、料筒温度（）：后段150170；中段165180；前段180200。 d、喷嘴温度（）：170180. e、模具温度（）：3270。 f、注射压力（MPa）：60100. g、注射周期（s）：50220（塑件壁厚1.5mm，查参考文献1p210页表4-34，得t冷=5.7s，取注射时间t注=1.8,脱模时间t脱=8，故t=t

34、冷+t注+t脱=15.5s，由上可取成型总周期t=30s） 10 / 55第三章拟定模具的结构形式和初选注射机第三章拟定模具的结构形式和初选注射机3.13.1 分型面位置的确定分型面位置的确定通过对塑料件结构的分析以与塑料件在模具中位置的布置情况，分型面选择应在塑料件垂直开模方向面积最大且开模取出塑件方便的平面上，通过以上要求，对分型面选择，其位置如图3.1所示。图图3.13.1分型面的选择分型面的选择3.23.2 型腔数量和排位方式的确定型腔数量和排位方式的确定3.2.13.2.1型腔数量的确定型腔数量的确定该塑件的精度要求不高。形状比较规则，为大批量生产，但塑件两侧都具有侧孔，需要进行侧抽

35、芯。如果仅采用一模一腔进行模具的设计固然可以简化结构，对塑料件的精度也会提高，但考虑到经济效益，以与模具的效率，并结合模具总体结构，又防止模具结构过于复杂，现初步拟定采用一膜两腔进行设计。3.2.23.2.2 型腔排列形式的确定型腔排列形式的确定通过分析，模具初步选用一模两腔设计，通过脱模方向确定型腔排列采用如2.2图所示，且使用平衡进料方式对产品进行充形： 11 / 55图图3.23.2型腔的排列布置型腔的排列布置3.2.33.2.3模具结构形式的初步确定模具结构形式的初步确定由以上分析可知，本模具设计为一模两腔，故采用图3-2所示排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推桶推出方式。浇注系统设

36、计时，浇口采用环形浇口，且开设在型腔上。综和以上分析可确定采用双分型面注射模。3.33.3 注射机型号的确定注射机型号的确定3.3.13.3.1注射量的计算注射量的计算通过UG8.5建模分析得塑件质量属性如图3.3所示：图图3.33.3塑件质量属性塑件质量属性故：塑件体积：V塑=10.404cm塑件质量：m塑=10.9g式中， 可根据表 1.1 取 1.05g/ cm 12 / 553.3.23.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统凝料体积的初步估算在模具设计之前，浇注系统的凝料还不能取得准确的数值，可以先根据设计经验按照塑件体积的 0.21 倍来估算，等到模具设计完成之后再进行精确计算

37、或在三维软件中直接测出.由于浇注系统比较短，塑件体积也比较小，本次设计中浇注系统的凝料按塑料件体积的 0.5 倍来进行估算，从而一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料体积和 2 个塑件的体积之和）为:V总=1.2nV塑=1.5210.404=31.212cmm总=v总=1.0531.212=32.7726g3.3.33.3.3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积与所需锁模力的计算塑件和流道凝料在分型面上的投影面积与所需锁模力的计算流道的凝料在分型面上的投影面积 A2，在模具设计前是不能求出，但是可以根据多型腔模具的统计分析，由经验式得 A2=0.20.5A1，从而可取 A2=0.3

38、5A1来进行计算。A=1.35nA1=1.35213.39=36.153cm2A1：塑件在分型面上的投影面积，由 UG8.5 测得 A1=13.39 cm2Fm：模具所需的锁模力 Fm=AP型=36.15335=1265.355NP型：型腔压力，取 35MPa（查参考书2P7 表 2-2）3.3.43.3.4 注射机的选择注射机的选择根据以上计算得出在一次注射过程中注入模具型腔的塑件的总体积为 V总=31.212cm，锁模力 Fm=12565.355N,并结合参考文献1p95 页式（4-18）则有：V总/0.8=39.015cm。根据以上的计算，初步选择公称注射量为 125cm，注射机型号为X

39、S-ZY-125 螺杆式注射机，其主要参数见表 3.1。表 3.1 注射机主要技术参数理论注射量/cm 3 125移模行程/300螺杆直径/ 30最大模具厚度/300注射压力/MPa 150最小模具厚度/200塑化能力/gs-1 16.8合模方式液压-机械 锁模力/kN 900模具定位孔直径/ 100喷嘴孔直径/ 4喷嘴球半径/12注射时间/s 1.63.43.4 注射机的相关参数的校核注射机的相关参数的校核3.4.13.4.1注射压力校核注射压力校核 13 / 55由参考文献2P7页表2-1可知，ABS所需注射压力为80110MPa,这里取P0=100MPa.该注射机的公称压力为P公=130

40、MPa，注射压力安全系数k1=1.251.4，这里取k1=1.25，则：k1P0=1.25130=125MPaP公，所以，注射机注射压力合格。3.4.23.4.2锁模力校核。锁模力校核。塑件在分型面上的投影面积 A1=13.39cm2浇注系统在分型面上的投影总面积 A浇，即浇注系统凝料（包括浇口）在分型面上的总投影面积 A浇的数值，可以根据多型腔模具的统计分析来计算确定。A2是每个塑料件在分型面上的投影面积 A1的 0.2 倍0.5 倍进行计算。本设计的流道比较简单，塑料件体积也比较小，分流道相对较短小，因此流道凝料的投影面积相对可适当取小些。 计算时取A2=0.35A1。塑件和浇注系统在分型

41、面上的总投影面积，则21213 .361535. 12)(mmAAAnA总模具型腔的胀型力，则KNPAF5 .126353 .3615模涨式中，p模是型腔的平均计算压力值。p模是型腔的压力，通常取注射压力的2040，大致围为 25MPa40MPa。对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。ABS 属于中等粘度的塑料且塑件有精度要求，故 p模取 35MPa。 （查参考文献2 P7 表 2-2）由表 3.1 “ 注射机主要技术参数”可知 XS-ZY-125 螺杆式注射机的公称锁模力 F锁=900kN，锁模力的安全系数为 k2=1.11.2，计算时取 k2=1.2，则:k2F胀=1.2F胀=1.2

42、126.5=151.8kNF锁所以注射机锁模力满足3.4.33.4.3注射量的校核注射量的校核m总=v总=1.0531.212=32.7726g理论注射量/cm密度3 所以注射机注射量满足 10 / 55第四章浇注系统的设计第四章浇注系统的设计4.14.1 主流道的设计主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状设计成圆锥形，以便塑料熔体充形时快速能量损失少和开模时凝料能够顺利脱出。主流道的尺寸会直接影响到塑料熔体的充形速度，从而影响塑料制品的质量和产品生产效率。另外，在产品生产过程中，主流道与高温塑料熔体与注射机喷嘴反复接触摩

43、擦，浇口套很容易磨损甚至损坏，因此，在设计中浇口套设计成可拆卸形式，并且选用标准的浇口套，以便于更换且不影响与模具的配合与使用。4.1.14.1.1 主流道尺寸主流道尺寸a. 主流道的长度 由模具结构确定，对于小型模具主流道长度应尽量小于60，设计时初取L0=35mm来进行计算。b. 主流道小端直径 d =注射机喷嘴尺寸4mm+（0.51）mm = 5mm。c. 主流道大端直径 D =d+2Ltan()=6mm,式中=2d. 主流道球面半径（浇口套球面半径） SR=注射机喷嘴的球头半径12mm+（12）mm=14mme. 球面配合高度 h =3mm4.1.24.1.2 主流道的凝料体积主流道的

44、凝料体积322226 .5433/14. 3)75. 1375. 13(303/mmrRrRLv）（主主主主主公4.1.34.1.3 主流道当量半径主流道当量半径mmRn375.22375.14.1.44.1.4 主流道浇口套的形式主流道浇口套的形式主流道小端入口处与注塑机喷嘴反复接触，属易损坏，对材料要求较严，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑到上诉因素通常人将其分开设计一便于拆卸更换，同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。在模具制造中浇口套的材料常采用碳素工具钢来制作（T8A 或 T10A） ，经热处理淬 11 / 55火后，其表面硬度可达 5055H

45、RC，满足模具工作要求。流道长短与所选模架大小有关，所以，确定流道尺寸之前要根据型腔数量和型腔布局估算 A、B 板的平面尺寸，即初步选定模架的型号和规格，这样才使得理论计算更加准确。根据型腔布局和考虑到模板的壁厚、顺序分型时主分型面的一些元件的位置布置等，初步选用点浇口模架，规格为 200240，查参考文献1P308 得浇口形式如图 4.1所示。图图4.14.1浇口形式浇口形式4.24.2 分流道的设计分流道的设计4.2.14.2.1 分流道的布置形式分流道的布置形式在模具进行塑料产品的生产时，为了尽可能减少塑料熔体在流道的能量损失（压力和温度），同时考虑分流道的容积（尽量减小）和流道间压力平

46、衡，经过各种衡量，在设计中初步选择平衡式分流道，使两个型腔充形能够速度一致，保证塑料件在生产时的质量。4.2.24.2.2 分流道的长度分流道的长度根据两个型腔的结构设计，分流道的长度适中，采用点浇口，结合模具结构，最佳分流道布置形式如图 4.2 所示。 12 / 55图图4.24.2分流道布置形式分流道布置形式4.2.34.2.3 分流道的当量直径分流道的当量直径流过分流道塑料的质量 m塑=3.94g10所以塑件为薄壁件NAKKESLFC54.14545. 1)67.1035. 01 (45. 0686 . 0102.23.1421 . 0)u1 ()tanf (2321式中：脱模系数。AB

47、S 取 0.45；E：在脱模温度下，ABS 的抗拉弹性模量，取 2.2103Mpa；K1是由 和 决定的无因次数，=10.67 ()K2是由 和 决定的无因次数，K2=1+sin cos =1.45A 为塑件与开模方向垂直平面上的投影面积,塑件底部有通孔时视为 0S:塑料成型的平均收缩率（%）取 0.6t:塑件壁厚，取 1.5mm；h：型芯脱模方向高度，为 68mm；u：再脱模温度下塑件的泊松比，为 0.35所以侧抽力 F=Fc=145.54N6.36.3 脱模力的校核脱模力的校核当进行塑件推出时，由于注塑机的顶出力大于动模部分的脱模力 145.54N，因此塑料件可顺利脱出。6.36.3 推筒

48、接触应力的校核推筒接触应力的校核推筒接触面总面积接触应力：式中 ABS 塑料在脱模温度下的许用接触应力，见表 2-12 取min=11.7MPa。因此，本模具推筒推出面积是满足要求的，塑件不会产生顶白现象。 22 / 55第七章侧向分型与侧抽芯机构的设计第七章侧向分型与侧抽芯机构的设计7.17.1 侧向分型与抽芯机构类型的确定侧向分型与抽芯机构类型的确定侧向分型与抽芯机构，用来成型塑件上的外侧突起、凹槽和孔以与壳体塑件的侧局部突起、凹槽和不通孔。具有侧抽机构的注射模具，其活动零件多、动作复杂，再设计中要特别注意机构的灵活和高效。测抽机构型很多，根据动力来源的不同，一般分为机动、液压或气动与手动

49、三大类。根据塑件结构合理选择，该套模具采用滑块侧抽芯，其驱动方式为斜导柱和弹簧。本次设计中斜导柱侧向分型与侧抽芯机构利用斜导柱把动、定模分开时的开模力传递给侧型芯，使之产生侧向运动，同时利用弹簧力的作用共同作用先行脱出塑件侧向结构，然后在由推筒将塑件推出。1-浇口套 2-面板 3-斜导柱 4-凝料推板 5-A 板 6-上模型腔 7-凝料拉杆 8-楔紧块9-动模型芯 10-侧型芯 11-弹簧 12-滑块 13-推筒 14-动模型腔图图7.17.1 侧抽芯结构设计侧抽芯结构设计7.27.2 斜导柱抽芯机构的设计斜导柱抽芯机构的设计7.2.17.2.1 抽拔力的计算抽拔力的计算由于塑料件两边形状对称

50、，所以抽拔力只需计算一侧塑件截面形状为形状为圆形，=12.6710所以塑件为薄壁件 23 / 55NAKKESLFC55.6045. 1)67.1235. 01 (45. 0336 . 0102.23.1421 . 0)u1 ()tanf (2321式中：脱模系数。ABS 取 0.45；a：塑料的线性膨胀系数 8.5105E：在脱模温度下，ABS 的抗拉弹性模量，取 2.2103Mpa；K1是由 和 决定的无因次数，=12.67 ()K2是由 和 决定的无因次数，K2=1+sin cos =1.45A 为塑件与开模方向垂直平面上的投影面积,塑件底部有通孔时视为 0S:塑料成型的平均收缩率（%）

51、取 0.6t:塑件壁厚，取 1.5mm；h：型芯脱模方向高度，为 33mm；u：再脱模温度下塑件的泊松比，为 0.35所以侧抽力 F=2Fc=260.55N=121.11N7.2.27.2.2 抽芯距的计算抽芯距的计算S抽=h+K=33+3=36mm式中：S抽：抽芯距mmh：塑件侧孔深度或凸台高度 mm，该塑件侧孔深度为 33mm；K：安全距离（23mm），取 3mm7.2.37.2.3 斜导柱弯曲力的计算斜导柱弯曲力的计算该模具侧抽芯的抽拔方向与开模方向垂直，滑块的受力如图 7.1 所示：NFN05.138)53. 838.22cos(53. 8cos11.121)2cos(cos22式中：

52、N:斜导柱所受的弯曲力（N）Q:抽拔阻力（Q=F=121.11N）f:钢材之间的摩擦因数，一般取 0.15:斜导柱角度，此模具为 22.38：摩擦角（），=arctanf=8.53 24 / 557.2.47.2.4 斜导柱截面尺寸的确定斜导柱截面尺寸的确定斜导柱常用截面形状有圆形和矩形两种。圆形制造方便，装配容易。故采用圆形截面。mmNLd835. 92 .1371 . 055.9405.138 1 . 0334式中;:许用弯曲应力（Mpa），碳钢=137.2L4:斜导柱有效长度（L4=s/sin=36/sin22.38=94.55mm）N:斜导柱所承受的最大弯曲力（N），为 138.05N

53、7.2.57.2.5 斜导柱长度与开模行程计算斜导柱长度与开模行程计算a.斜导柱长度根据该模具模具结构，知：L=(h1+h2)/cos22.38+815=(76+59.5)/cos22.38+10=156.54mm式中：L：斜导柱长度h1：一次分模时的开模行程，为 76mm；h2：定模板厚度，为 59.5mmb.斜导柱长度校验S抽=Lsin22.38=156.54/sin22.38=59.6mmS 抽=36mm（合格）式中：S抽：实际侧抽芯距S抽:最小侧抽芯距7.37.3 斜导柱与滑块斜孔的配合斜导柱与滑块斜孔的配合为保证在开模瞬间有一很小空程，使塑件在活动型芯未抽出之前从型腔或型芯上获得松动

54、，并使楔紧块先脱开滑块，以免干涉抽芯动作，斜导柱与滑块孔的配合应有0.25mm0.5mm的单边间隙。7.47.4 滑块的设计滑块的设计此设计侧型芯为圆柱形，加工方便，但型芯较长且较大，故本设计滑块采用镶拼式。a.滑块的滑导形式：滑块在导滑槽中活动必须顺利平稳，无卡滞、跳动现象，本设计采用 T 型导滑槽。b.滑块的导滑长度 L 应大于滑块宽度的 1.5 倍，滑块完成抽芯动作后，应继续留 25 / 55在导滑槽，并保证在导滑槽的长度不小于滑块全长的 2/3。本设计中，长度 L 为 87mm，宽度 110mm，而导滑槽长 87mm。而抽芯距仅为 36mm，滑块抽芯复位过程中全部位于导滑槽，所以运行平

55、稳。7.57.5 滑块的定位装置滑块的定位装置滑块锁紧楔形式的设计：为防止活动型芯和滑块在成型过程中受力而移动，滑块应采用楔紧块锁紧，该模具采用镶嵌式楔紧块，如图 7.1 所示。楔紧块的楔角：当斜导柱带动滑块作侧抽芯移动时，楔紧块的楔角必须大于斜导柱的斜角，这样当模具一开启，楔紧块就让开否则斜导柱无法带动滑块作侧抽芯动作，一般 =+(23).本设计 为 22.38，可取 =25. 25 / 55第八章第八章 排气系统的设计排气系统的设计塑料工业的迅速发展,使人们对塑料制品的表面质量和尺寸精度要求越来越高,尤其是在工程技术中作为结构零件使用的塑料制品,为满足其使用的物理性能和力学性能,要求制品组

56、织致密、熔接牢固、强度高、应力小。但在注射模试模过程中,调整好注塑工艺参数后,制品还常会出现填充不足、应力高、表面流线等现象,这主要原因是模具的排气有问题。在注射成形时,模具产生的气体主要有以下几个来源:型腔和浇注系统中存在的空气; 塑料原料中含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气;高温下塑料分解所产生的气体;塑料中某些添加剂挥发或热固性塑料成形过程联反应所生成的气体。要保证注射成形过程的顺利进行,减少制品的成形缺陷,在考虑注射成形工艺的同时,必须重视模具排气系统的设计。128.18.1 排气系统的重要性排气系统的重要性8.1.18.1.1 排气对注射成形过程的影响排气对注射成形过程的影响在注

57、射成形时,如模具排气不良,型腔中的气体受到压缩将产生很大的背压,阻止塑料熔体的正常快速充模,使注塑变得困难;同时会迫使注射压力提高,保压时间增加,成形周期延长,生产效率降低。有时腐蚀性气体在型腔形成积垢,污染模具,还会降低模具的使用寿命。在塑料充模过程中,需将熔融塑料的流动保持在最佳状态,因此必须提高熔融塑料的温度和注射压力,但由此制品的残余应力会随之提高,翘曲和塑料裂解的可能性增加。如模具排气适当,注射速度可提高,充填和保压可达到最佳状态,不需额外增加料筒和喷嘴的温度。这样,制品的残余应力小,翘曲变形小。128.1.28.1.2 排气对塑件成形质量的影响排气对塑件成形质量的影响型腔因各种原因

58、而产生的气体如不能与时被排出,在充模速度大、温度高、物料粘度低、注射压力大和制品较厚的情况下,气体在一定的压缩程度下会渗入制品部,造成气孔、组织疏松等缺陷;同时气体压缩所产生的热量可能使塑料烧焦,在制品上留下明显的熔接痕或烧焦(褐色斑纹) 痕迹。因此,如模腔中的气体不与时排出,将会在制品上形成气泡、接缝、表面轮廓不清晰、缺料、组织松疏。128.28.2 排气系统的设计排气系统的设计8.8. 1.11.1 排气方式排气方式 (1) 模具自然排气模具自然排气是指通过模具零件的配合间隙来排气。对于中小型模具,可利用模具分型面间隙、推杆和推杆孔的配合间隙与活动型芯孔的配合间隙自然排气。对于大型注塑模具

59、或当模具排气极为困难(不易开设排气槽的模具死角) 时,在不影响制品外观与精度的情况下,模具成形零件尽可能采用镶拼式结构,利用成形零 26 / 55件的镶拼间隙进行排气。同时镶拼结构还可降低整体式模具结构的加工难度,维修也方便。(2) 排气塞排气 排气塞用烧结金属块制成,主要利用烧结材料的细微空隙进行排气。如型腔最后充填的部位不在分型面上,其附近又无可供排气的活动配合间隙时,可在型腔深处镶嵌排气塞。由于排气塞在制品上会留下接触痕迹,所以应注意将排气塞设置在制品较隐蔽处,同时开设的通气孔直径不宜太大,以免排气塞受力变形。(3) 排气槽排气 对于成形过程容易产生气体的塑料熔体,或成形有部分薄壁的制品

60、以与采用快速注射工艺时,常形有部分薄壁的制品以与采用快速注射工艺时,常需开设排气槽排气。为便于模具的制造与清理,排气槽应尽可能开设在分型面上型腔的一侧。排气槽一般加工成曲线状,从模腔表面向模腔体外缘方向测量,长 612mm 以上的排气槽,其截面形状由细至粗逐渐加大 0. 250. 40 mm ,这样能使塑料熔体从排气槽溢出的动能得到降低,溢出时的流速得到减小;排气槽的出口不应朝向机器操作一侧开设,以防注射时塑料熔体喷出造成事故。排气槽的尺寸与塑料品种有关,根据经验常取槽宽为 1. 56. 0 mm ,槽深为 0. 020. 05 mm ,以塑料不进入排气槽为宜,即应小于塑料的不溢料间隙。128