PAGE36隱形眼鏡盒的注射系統(tǒng)分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u16984第1章緒論 4292151.1注塑模具的概述 4295901.2模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 5198351.3國內(nèi)模具的優(yōu)劣勢 5130201.4國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展 616314第2章塑件工藝和原材料分析 7244612.1塑件結(jié)構(gòu)分析 7298192.2塑件材料的基本特性分析 7167532.2.1原材料分析 7154892.2.2PP材料的特點 7219962.3塑料的材料工藝參數(shù) 862792.4計算塑件的體積和質(zhì)量 8225462.5塑料成型設(shè)備的選用 910126第3章模具結(jié)構(gòu)方案的確定 10251363.1分型面的選擇和確定 10319303.2出模數(shù)量與型腔布局 10155493.3排氣機構(gòu)的設(shè)計 1116634第4章成型零件的計算 12199354.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12263834.1.1計算塑件型腔長度徑向尺寸 12301654.1.2計算塑件型腔寬度徑向尺寸 13184494.1.3計算塑件型腔深度尺寸 13148024.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 13199104.2.1計算塑件型芯長度徑向尺寸 14305824.2.2計算塑件型芯寬度徑向尺寸 1597754.2.3計算塑件型芯高度尺寸 15167244.3成型零部件強度鋼度選用校核 1514823第5章注系統(tǒng)的設(shè)計 16292725.1澆注系統(tǒng)的組成 1686995.2流道的設(shè)計 1625315.2.1主流道的設(shè)計和澆口類型參數(shù) 16104045.2.2分流道的設(shè)計 17225635.3澆口的設(shè)計 17145445.4澆口套、定位環(huán)設(shè)計 1820985第6章注塑模具其他模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 19314526.1冷卻系統(tǒng)概述和設(shè)計 19290026.2冷卻系統(tǒng)計算 1941396.2.1計算塑件每小時注射量 19278286.2.2計算范圍時間內(nèi)的釋放熱量 19114006.2.3水的體積流量 20107396.2.4求冷卻水道直徑φ 208756.3脫模機構(gòu)的設(shè)計 21103746.3.1推板的設(shè)計 21288306.3.2脫模力的計算 22200446.4復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 23160856.5導向機構(gòu)設(shè)計 2336306.6抽芯機構(gòu)的概述 24174616.6.1斜導柱滑塊抽芯機構(gòu)的計算 2424862第7章模架選擇與尺寸選擇 2730357.1選擇模架 2730477.2標準模架的設(shè)計 2715593第8章安裝尺寸注塑機的校核 29165488.1模具安裝到注塑機 29129588.2注塑機最大注射量 29247998.3校核移模行程 2957618.4校核注塑機鎖模力 303485第9章模具總裝圖 3152979.1注塑模具總裝圖 3123786利用UG軟件繪制模具三維總裝圖如圖9.1所示 3117359參考文獻 32摘要：模具在工業(yè)發(fā)展的過程中占據(jù)著很大的作用，有著很重要不可或缺的地位。隨著生產(chǎn)生活的品質(zhì)不斷地提高產(chǎn)品的更新?lián)Q代的頻率也就越來越快，對于產(chǎn)品本身的要求和質(zhì)量也都越來越高，要求的生產(chǎn)設(shè)備精度和各項要求也就越來越高了。本次畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品名稱為美瞳眼鏡盒，首先對塑件進行三維建模，分析塑件工藝性、整體的結(jié)構(gòu)特點、分析塑件的結(jié)構(gòu)和材料特性等等確定產(chǎn)品材料為PP塑料，適合注塑中大批量生產(chǎn)。分析產(chǎn)品后確定分型面，在最大端面處，設(shè)置的分型面方便脫模不會卡住。然后進行型腔布局，查閱參數(shù)表可知本次設(shè)計采用一模二腔，型芯和型腔側(cè)壁厚度和產(chǎn)品到型腔的距離也滿足設(shè)計要求，然后通過產(chǎn)品的大小和產(chǎn)品體積選擇側(cè)澆口澆注系統(tǒng)和流道大小，要保證有良好充填性。然后再設(shè)置頂出機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)，本次頂出脫模受力均勻，水道布局冷卻均勻符合設(shè)計原則，滿足注塑模具設(shè)計原理以及要求。設(shè)計完整套模具以后再選用合適的注塑機進行校核和參數(shù)對比，本次采用HTF160X2B的注塑機，符合要求。最后再出導出二維圖進行工程圖繪制，整理好一系列圖檔，完成本次美瞳眼鏡盒的注塑模具設(shè)計。關(guān)鍵詞：注塑；模具設(shè)計；注塑工藝；校核；注塑機第1章緒論1.1注塑模具的概述近年來，模具行業(yè)正在飛速的發(fā)展，逐漸呈現(xiàn)一種上升的趨勢，占據(jù)機械市場的比例太大了。塑膠產(chǎn)品有著強度高、質(zhì)量好、價格實惠等諸多優(yōu)點。人們生活中隨處可見塑膠產(chǎn)品的蹤跡，人們現(xiàn)在生活中也已經(jīng)離不開塑膠產(chǎn)品。它們的大量出現(xiàn)也帶動了其他行業(yè)的飛速發(fā)展，比如汽車行業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)在汽車作為人們?nèi)粘４健⒆哂H訪友、外地旅游的非常方便快捷，幾乎每家都有汽車或者其他代步的工具。正因為如此，目前市場也是一片大好。近幾年以來，汽車更新?lián)Q代也越來越頻繁了，每一代產(chǎn)品都有其特有的性能和很多其他功能的優(yōu)化和改進，而汽車內(nèi)飾也是比較豪華的，汽車內(nèi)部很多都是塑料產(chǎn)品。他們耐潮濕、穩(wěn)定性好、顏色也可千變?nèi)f化，可以讓內(nèi)飾看上去沉穩(wěn)有內(nèi)涵，也可以有充滿活力，造型多變的特點。而且塑料產(chǎn)品如若有什么問題更換也非常的方便，雖然塑膠產(chǎn)品質(zhì)量較輕，但是它可以承受的強度確實非常的高，因此也逐漸被人們所接受?！?】注塑模具發(fā)展到現(xiàn)在這個階段，都是一步一步走下來的成果。雖然注塑模具行業(yè)才發(fā)展了幾十年，但是靠著一輩又一輩人努力有了如今顯著的成果。注塑模具原理就是注射成型。首先配合注塑機生產(chǎn)，注塑機將熔融狀態(tài)下的塑料通過澆口襯套進入型芯、型腔，再通過冷卻降溫成型、保壓等等一系列動作完成的，再通過頂桿或者其他機構(gòu)頂出產(chǎn)品，從而得到想要的塑件。注塑模具這幾十年時間里面不斷優(yōu)化，不斷汲取經(jīng)驗就是為了把更好的產(chǎn)品帶給大家使用。這個行業(yè)也是非常具有技術(shù)含量的一個行業(yè)，因為其涉及的領(lǐng)域及其廣泛，所以對產(chǎn)品要求現(xiàn)在也都越來越高了。而且注塑模具也需要相關(guān)高技術(shù)含量的設(shè)計人員去完成，同時需要嚴謹?shù)膽B(tài)度和非常仔細的工作狀態(tài)，否則每一步失誤都可能照成極大的損失。當然產(chǎn)品越復(fù)雜一般對于設(shè)計人員要求就高，模具結(jié)構(gòu)也就相對于越復(fù)雜，同時對于機器設(shè)備要求也就越來越高，需要朝著超高精度去發(fā)展。盡管國內(nèi)目前精度方面有很大的提高，但是對比國外還是有著明顯的差距，很多產(chǎn)品都是組合而得到的，精度誤差越小越好，要是都差那么一點點，那么很多零件組合起來就差的比較多了。因此，國內(nèi)的注塑模具還需要再繼續(xù)努力，做到更好。1.2模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀注塑模具經(jīng)過幾十年的發(fā)展日益向著更高標準前進，塑料產(chǎn)品也開始越來越多出現(xiàn)在人們生產(chǎn)、生活當中了。模具設(shè)計到最終批量化生產(chǎn)產(chǎn)品流程中，每一個流程都是占據(jù)著至關(guān)重要的作用。正因為近年來伴隨著人們生活質(zhì)量的提高，塑件產(chǎn)品供不應(yīng)求，因此現(xiàn)在注塑模具行業(yè)也非常的火爆。因此生產(chǎn)產(chǎn)品可以更好的選擇廠家，很多企業(yè)經(jīng)過多年的生產(chǎn)和制造技術(shù)和設(shè)施設(shè)備相對于來說質(zhì)量可靠，更容易被消費者所認可。一套模具從設(shè)計到最終出產(chǎn)品，每一步都需要非常嚴謹，因為直接關(guān)系到成型產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。目前數(shù)控加工中心也比以前提升了很大一個檔次，成型零部件的精度也可以達到較高的要求。也因為模具是工業(yè)之母，是工業(yè)基礎(chǔ)必不可少的一個部分，現(xiàn)在各個高校也有相關(guān)專業(yè)和相關(guān)的設(shè)施和設(shè)備提供給高校的學生學習，學校繼續(xù)向社會提供一批又一批高技術(shù)的人才。還有就是做出口模具那些，要求企業(yè)的認知度高，設(shè)計人員技術(shù)高，機械制造設(shè)備精度高，精度需要是國內(nèi)頂尖標準，而且要求模具整體質(zhì)量可靠。但是盡管如此，相對于國外的技術(shù)還是有所欠缺，我國模具生產(chǎn)出來每一步還需要鉗工進行研磨、鉆孔、攻牙等等步驟，相對來說精度也有所差距，國外很多步驟都可以直接讓機器完成，而且也有著超高精度，大大的節(jié)省了人力勞動，也節(jié)省了勞動成本。這也是國內(nèi)需要學習和進一步完善機械設(shè)備的地方。這也是一代又有一代需要一起努力地方向的目標，這也仍然是一個充滿朝氣蓬勃的一個行業(yè)?！?】1.3國內(nèi)模具的優(yōu)劣勢國內(nèi)注塑模具優(yōu)勢在于市場面很廣，市場需求量很大，塑料產(chǎn)品占據(jù)著生活的地位很大，就好比說：電腦外殼、電腦鍵盤、鼠標、塑料飯勺、塑料凳子、飲料瓶子、空調(diào)外殼等等，它們都與我們的生活密切相關(guān)且不可缺少。同時模具工廠一般聚集在工業(yè)園區(qū)一起，這樣不影響市區(qū)的出現(xiàn)和各種噪音污染。這樣又可以提供給人們各種各樣的工作。人員集中可以更加更好的管理人員和遵守企業(yè)各項制度，提高了人們的就業(yè)率，帶動了當?shù)氐腉DP的發(fā)展。因此，當?shù)睾蛧乙苍诖罅Ψ龀窒嚓P(guān)的企業(yè)的生產(chǎn)和設(shè)施設(shè)備的建設(shè)，提供了很好的福利，讓企業(yè)有著良好運營狀態(tài)。國內(nèi)注塑模具的劣勢就相對比較明顯了，首先就是企業(yè)增多面臨的問題，都說物以稀為貴的道理。那么企業(yè)同樣是這樣，企業(yè)的建設(shè)增多了以后那么客戶挑選的廠家和各項服務(wù)就越來越多了，企業(yè)現(xiàn)在都在打價格戰(zhàn)，把價格壓的很低，企業(yè)為了生存也不得不妥協(xié)，就導致員工工資低、一些產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)、材料相對比較廉價，節(jié)省一切不必要的開銷。這樣就導致了行業(yè)魚龍混雜，當然那些認知度高的龍頭企業(yè)很多問題就不會出現(xiàn)，因為客戶資源廣、追求質(zhì)量和超高性價比等等，很占優(yōu)勢。再者就是這個行業(yè)學技術(shù)前面階段比較辛苦，工資也不高，導致這個行業(yè)的人員一些人員要么換行做其他的，剛?cè)胄械南訔壒べY低不愿意做這樣，導致這個行業(yè)乃至其他行業(yè)出現(xiàn)了顯著性的招工難的局面，唯有企業(yè)提高相關(guān)福利待遇和提高工資讓員工真真切切感受到企業(yè)的好才行，這也是各個企業(yè)需要努力地方向。然后就是國內(nèi)注塑模具設(shè)計和制造都在壓價格，導致了技術(shù)提升不大，很多都是借鑒前輩人的技術(shù)和經(jīng)驗，機械設(shè)備也都沒有追求那種國外精度要求，一些核心配合需要高精度就采用進口的方式，因為自己研發(fā)需要耗費大量的人力物力，這個耗費很多公司承受不了，因此很多東西就都不了了之了，這也是很現(xiàn)實的一個問題。1.4國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展國外注塑模具發(fā)展領(lǐng)先國內(nèi)很多，首先他們?nèi)藛T方面整體的水平要領(lǐng)先國內(nèi)，再者就是國外機械設(shè)備也領(lǐng)先國內(nèi)的水平，國外很多都是全自動化水平或者半自動化水平生產(chǎn)。資金很多用去搞研發(fā)新的產(chǎn)品和提高機械設(shè)備的精度和耐用度。像那些結(jié)構(gòu)超級復(fù)雜的塑件能夠生產(chǎn)出來。我國很多那些組裝大型零部件都是外國進口的模具，價格也非常的昂貴，這樣導致成本瞬間提升了很多。大型數(shù)控加工中心的多軸機械設(shè)備在國外普及很多了，而國內(nèi)卻較少，還需要提高。當然，歐美的制造成本更高，但是質(zhì)量可以得到更好的保證。國內(nèi)整體生產(chǎn)水平偏低，勞動力價格更低，所以很多外國客戶就到中國定做模具，這樣既帶動了經(jīng)濟也同時節(jié)省了成本。當然，國內(nèi)也需要不斷提升自身實力，向著國外那些技術(shù)和機械設(shè)備方向而努力。【3】第2章塑件工藝和原材料分析2.1塑件結(jié)構(gòu)分析本次的產(chǎn)品為美瞳眼鏡盒，通過分析繪制出了其三維圖，并通過分析塑件的結(jié)構(gòu)性能以及用途確定使用PP材料。該塑件整體尺寸不大，為中小型塑件，塑件的上端面有螺紋，需要設(shè)計抽芯機構(gòu)，注塑成型最好，而且流動性也好，具體三維塑件如下圖2.1所示。圖2.1三維塑件圖2.2塑件材料的基本特性分析2.2.1原材料分析根據(jù)美瞳眼鏡盒塑件分析，選用材料為PP材料，該材料原材料呈現(xiàn)為顆粒狀材料顏色有多種，根據(jù)塑件顏色和質(zhì)量選著不同的材料。PP該材料無毒，對環(huán)境沒有污染。2.2.2PP材料的特點材料的簡稱為:PP,英文名稱為：Polypropylene,中文名稱為：聚丙烯(百折膠)，材料的比重密度為0.9g/cm3，取材料的收縮率參數(shù)為1%該塑件為生活當中常見的塑件，對于材料要求一般，在生活中該材料非常耐用，材料成型的塑件結(jié)構(gòu)、質(zhì)量穩(wěn)定，強度高，柔性也好，該PP材料的材料特定為1.PP為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物2產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好。產(chǎn)品生產(chǎn)出來表面精度可以達到要求，不易刮花，而且表面光澤耐看，而且很小、幾乎沒有吸水性，非常容易與其他材料進行配色，非常適合配合注塑機進行生產(chǎn)制造，一般塑件的壁厚需要把控好，一般在1-3mm之間可以達到良好的充填效果。當產(chǎn)品生產(chǎn)出來質(zhì)量有問題可以進行粉碎再出現(xiàn)利用起來，可以重復(fù)使用。2.3塑料的材料工藝參數(shù)PP材料的收縮率為1%-1.25%，塑件成型工藝如下所示：1.模具溫度為：402.注塑機料筒溫度：2403.原材料干燥條件：不需干燥小時4.材料允許的注塑壓力：180(2.4計算塑件的體積和質(zhì)量我們在UG里面建好模型以后得到更為直觀的三維立體圖，通過測量體命令可以得到塑件的體積，也就是單個塑件一次成型需要的材料多少。這個參數(shù)用來選擇注塑機型號，確定布局方式。本次選用PP材料，查詢資料得到PP材料密度0.9g/cm3，計算由以下公式得到塑件體積、塑件質(zhì)量，塑件體積測量如圖2.2所示。圖2.2塑件體積測量計算塑件的體積：V=5.99cm（三維軟件測量體積命令測得）計算塑件的質(zhì)量：查得PP的密度為ρ=0.9g/cm塑件質(zhì)量由公式：M=V·ρ=5.99×2.5塑料成型設(shè)備的選用注塑機通過模具注射膠料進入模具型腔冷卻成型，保壓一系列動作開模取出產(chǎn)品。本次設(shè)計根據(jù)計算出來的質(zhì)量分析確定初步采用一模二腔的型腔布局形式，然后通過布局計算出模架和模具大小，選擇HTF160X2B的注塑機型號，具體注塑機參數(shù)下表所示：表2.1注塑機參數(shù)表注塑機型號HTF160X2B螺桿直徑mm45理論注射容量cm320注射重量g291注射壓力Mpa159注射行程201螺桿轉(zhuǎn)速r/min0-230料筒加熱功率Kw/h9.3鎖模力KN1600拉桿內(nèi)間距mm455*455最大模具厚度mm500最小模具厚度mm180移模行程mm420移模開距mm920液壓頂出力KN33液壓頂出行程mm140液壓頂桿數(shù)量5油泵電機功率KW18.5油箱容積L240機器尺寸m5.4*1.45*2.05機器重量t5最小模具尺寸mm320X320第3章模具結(jié)構(gòu)方案的確定3.1分型面的選擇和確定分型面的選擇需要考慮之后模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，分型面選擇選擇塑件最大端面，方便塑件脫模不會卡住，分型面的選擇開模的時候盡量外觀不要留有頂出痕跡，分型線等影響塑件外觀的痕跡。再者就是需要確定好脫模方向，一個好的分型面能夠使得產(chǎn)品生產(chǎn)更好，分型面的設(shè)計讓人一眼就可以看見開模的位置，還有就是需要考慮到塑料產(chǎn)品熱脹冷縮的性能，因此設(shè)計的時候需要把塑件留在型芯后模上面，方便頂桿或者推板等推出機構(gòu)的頂出產(chǎn)品。這樣，設(shè)計得好的分型面對于整個只有模具其他步驟的結(jié)構(gòu)設(shè)計會更加合理【4】。具體的分型面如圖3.1所示。圖3.1塑件分析面3.2出模數(shù)量與型腔布局模具當中非常重要的一步就是塑件的布局方式了，關(guān)系到模具生產(chǎn)出來的出模數(shù)量，還需要考慮到后面注塑填充問題。因此，前面階段我們就需要認真和仔細的分析，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)，相關(guān)尺寸，壁厚，整體高度等等，都是關(guān)系到布局的依據(jù)性。因此，經(jīng)過綜合分析得出結(jié)論：適合選用一模二腔的型腔布局方式，滿足實際加工和出模數(shù)量要求。本次設(shè)計的塑件難度中等，選用塑件對稱布局，布局工整，一眼看過去簡潔明了，故選用一模二腔的布局符合要求【5】。具體布局如圖3.2所示。圖3.2型腔布局和排列方式3.3排氣機構(gòu)的設(shè)計排氣機構(gòu)同樣也是模具設(shè)計過程當中很重要的一個結(jié)構(gòu)，但是也是相對來說比較簡單和省事的一個結(jié)構(gòu)。他的意思顧名思義就是排除型腔內(nèi)空氣的意思。高溫下的熔融狀態(tài)的塑料進通過流道進入型芯和型腔里面冷卻成型，那么熱氣里面含有氣體，如果沒有排氣系統(tǒng)那么熱氣就會被困在型腔里面，而里面又有產(chǎn)品，這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品肯定是不合格的，會造成產(chǎn)品缺膠現(xiàn)象、質(zhì)量不穩(wěn)定、燒焦等等不合格的產(chǎn)品。因此，就需要設(shè)置相關(guān)結(jié)構(gòu)的排氣系統(tǒng)，一般排氣在分型面之上，利用此排出氣體，但是本次設(shè)計的塑件難度和結(jié)構(gòu)一般，所以就不需要單獨設(shè)立排氣系統(tǒng)，利用分型面自然排氣即可，同樣也滿足實際加工和生產(chǎn)制造【6】。第4章成型零件的計算成型零部件是注塑模具的核心部分，成型零部件的質(zhì)量好壞和表面光滑度、精度等等直接關(guān)系到產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量，成型零部件包括了：型芯、型腔、滑塊、斜頂、各類鑲件等等，他們的精度也直接關(guān)系到產(chǎn)品的精度，故與產(chǎn)品接觸的結(jié)構(gòu)還需要進行拋光處理，達到RA0.8的標準。成型計算分別取塑件MT5和制造等級IT7【7】。4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計型腔在定模板里面專門開出的一塊槽用來放型腔，用螺絲通過定模板將其和型腔固定在一起。型腔一般與塑件的表面接觸，里面又有水道均勻冷卻產(chǎn)品，除外還有流道系統(tǒng)。型腔分為整體式和鑲嵌式，對于那些表面精度要求不高，對外觀沒有太大要求的一般用整體式的，也就是定模型腔，缺點就是不易更換，更換成本較貴，維修也不方便，優(yōu)點是強度好，制造方便。而鑲嵌式就是可以拆開下來，維修比較方便，加工也好加工，因此本次采用的是鑲嵌式型腔。型腔結(jié)構(gòu)如圖4.1所示。圖4.1型腔結(jié)構(gòu)形式4.1.1計算塑件型腔長度徑向尺寸LM1=[LSLx?--δL4.1.2計算塑件型腔寬度徑向尺寸LM2=[LSLx?--δL4.1.3計算塑件型腔深度尺寸HM1=[HSHx--?--δH4.2型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯的成型區(qū)域和型腔不同，一般型腔是產(chǎn)品外表面，而型芯是產(chǎn)品內(nèi)表面，型芯則是在動模板開了一個大的槽放型芯，同時也是通過螺絲鎖緊動模板和型芯。動模板和型芯是固定在注塑機運動的那一端，開模和合模這樣左右運動的。頂出系統(tǒng)頂針通過型芯頂出產(chǎn)品，還設(shè)計有勾料針孔。同樣型芯上面也需要設(shè)計水道均勻冷卻產(chǎn)品，注意頂針、水道、螺絲或者其他結(jié)構(gòu)不要干涉，相關(guān)尺寸需要把控好【8】。本次采用鑲嵌式型芯結(jié)構(gòu)形式，具體如圖4.2所示。圖4.2型芯結(jié)構(gòu)形式4.2.1計算塑件型芯長度徑向尺寸LM1LSLx--?--δL4.2.2計算塑件型芯寬度徑向尺寸LM2LSLx--?--δL4.2.3計算塑件型芯高度尺寸HM1HSHx--?--δH4.3成型零部件強度鋼度選用校核模具里面的成型零部件，也是模具的核心零部件，一般有斜頂、型芯、型腔、滑塊、鑲件。它們都是直接與產(chǎn)品接觸的部分，直接關(guān)系到產(chǎn)品的外觀，內(nèi)壁質(zhì)量等等因素，所以采用的強度和剛度也都比較大，而且這些需要耐使用。不容易出現(xiàn)問題的材料，因為這個材料比其他材料貴很多，所以設(shè)計之初需要把控好相關(guān)的尺寸，經(jīng)過綜合分析采用718H鋼材即可，滿足條件【9】。第5章注系統(tǒng)的設(shè)計5.1澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是模具重要的組成結(jié)構(gòu)，首先由定位環(huán)定位，生產(chǎn)的時候放置模具在注塑機生產(chǎn)的時候就由定位環(huán)定位，再有注塑機噴嘴配合。然后澆口襯套可以使用螺絲固定也可以使用頂板壓住固定的方式，主流道就是通過澆口套進入模具內(nèi)部，分流道則是主流道下來分開通過分流道到達產(chǎn)品的有一段距離的通道【10】。5.2流道的設(shè)計5.2.1主流道的設(shè)計和澆口類型參數(shù)主流道是關(guān)系到塑件的填充性和流通性的一個通道，主流道是熔融狀態(tài)的塑件材料從澆口襯套頂端到分流道或者到直接澆口到產(chǎn)品的距離，我們設(shè)計的時候主流道尺寸和主流道的長度盡量簡短，而且主流道的大端和小端直徑需要把握好尺寸，盡可能的不留有和保證不要過多的廢料，也為經(jīng)濟和成本考慮。主流道有一定的錐度，是一個類似圓錐體的樣子，也有一定的斜度，斜度一般為1到4度，為了流道廢料的順利脫模，在主流道末端采用勾料針結(jié)構(gòu)設(shè)計【11】。具體澆注系統(tǒng)參數(shù)如圖5.1所示。參數(shù)如下： 注塑機噴嘴直徑：主流道小端直徑：?主流道大端直徑：主流道高度：圖5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.2.2分流道的設(shè)計分流道是流道直接與產(chǎn)品接觸的流道，兩板模分流道一般為圓形道，三板模一般為U型流道或者梯形流道，主流道下來的流道帶著注射壓力進入分流道，再由分流道進入型芯和型腔里面，分流道也需要根據(jù)塑件尺寸大小調(diào)整尺寸大小和長度，保證其塑件良好的充填性能，同時也要考慮到取值過大或者過小會造成廢料增多的情況【12】。計算分流道直徑：D=0.2654D——m——L——D=0.2654×經(jīng)過計算得到分流道直徑為?1.08mm，考慮實際機械加工刀具的直徑，以及模具的機構(gòu)形式，選擇分流道直徑?6mm即可，分流道長度為：圖5.2分流道的設(shè)計5.3澆口的設(shè)計澆口大小根據(jù)塑件的大小和布局來設(shè)定的，澆口也就是流道進入塑件的最后一段距離，這處壓力較大，設(shè)計需要考慮到成型了以后塑件和澆口分離的問題，最好是不要再外觀留有痕跡，澆口設(shè)定需要做到進澆口在產(chǎn)品的中心，保證塑件兩端都有相同的流通性，達到充填滿的效果【13】。同時根據(jù)產(chǎn)品自身大小和壁厚，查詢資料和經(jīng)過分析得出結(jié)論：采用側(cè)澆口的澆口類型，尺寸、參數(shù)如下所示。側(cè)澆口長度：側(cè)澆口寬度：側(cè)澆口高度：圖5.3澆口的設(shè)計5.4澆口套、定位環(huán)設(shè)計澆口套是模具組成的一個重要機構(gòu)，澆口套形式一般選用標準的即可，淬火達到一定的強度鋼度，本次設(shè)計采用標準件的澆口套和定位環(huán)定位配合使用【14】，具體結(jié)構(gòu)如圖5.4所示。圖5.4澆口套與定位環(huán)第6章注塑模具其他模具結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1冷卻系統(tǒng)概述和設(shè)計冷卻系統(tǒng)是重要的一個組成部分，當熔融狀態(tài)下的塑料進入型芯和型腔里面填充滿了以后，溫度很高，很久都不會退溫。而且一般注塑模具生產(chǎn)需要人員或機械手臂開模了以后去從模具里面取出產(chǎn)品，如果溫度過高的話容易發(fā)生安全事故，產(chǎn)量也提升不起來。因此就需要設(shè)計專門冷卻產(chǎn)品的一個結(jié)構(gòu)，用來提高生產(chǎn)效率和安全考慮。設(shè)計冷卻水道只需要圍繞產(chǎn)品均勻冷卻，其次就是注意頂針以及鑲件和其他結(jié)構(gòu)不可干涉，距離其他結(jié)構(gòu)不可太近。然后再選用專門的堵頭堵住防止漏水即可【15】。6.2冷卻系統(tǒng)計算6.2.1計算塑件每小時注射量設(shè)定一個注射周期內(nèi)的注射周期為2~5s，冷卻周期為25s，保壓時間為15s，模具打開去除塑件的時間為5s，得到一個注射周期的整體最長時間為50s。一個小時內(nèi)的注塑成型次數(shù)為：n=由此計算每個小時內(nèi)，模具總的注射質(zhì)量W，根據(jù)以下公式校核：W=M×nW——單位時間內(nèi)模具成型總的質(zhì)量，M——n——每小時的注射次數(shù)W=15.13×0.9×72=0.980424Kg/H6.2.2計算范圍時間內(nèi)的釋放熱量根據(jù)如下公式計算Q=WQ1Q——W——單位時間內(nèi)模具成型總的質(zhì)量，Q1Q=0.980424×350=343kJ6.2.3水的體積流量按照注塑車間室溫條件下，采用水冷方式作業(yè)降低模溫，模具進水口溫度約20°?，經(jīng)過模具一個循環(huán)周期后出出水口溫度約為25°?，水流速度為湍流狀態(tài)，進出水口溫度誤差為5℃左右【13】。在一個單位時間內(nèi)，熔融狀態(tài)下凝料固化成型時產(chǎn)生的熱量等于冷卻系統(tǒng)水管帶走熱量，校核公式如下。qv=qQ——ρ——冷卻水的密度，取c1q1q2q6.2.4求冷卻水道直徑φ冷卻水道設(shè)計一般根據(jù)塑件大小、布局、高度等等因素來決定的，水道直徑常用一般有6、8、10、12mm等等，設(shè)計水道就是為了冷卻塑件而言的，因為本次設(shè)計塑件結(jié)構(gòu)一般，根據(jù)水的體積流量，再通過分析塑件和查閱相關(guān)資料和手冊，選用直徑選擇冷卻水管道的直徑為8mm，滿足要求。本次設(shè)計水道設(shè)計充分冷卻產(chǎn)品【16】，具體冷卻系統(tǒng)設(shè)計如圖6.1所示。圖6.1冷卻系統(tǒng)6.3脫模機構(gòu)的設(shè)計當注塑機注射熔融狀態(tài)下的膠料注射到模具內(nèi)部以后，通過一系列反應(yīng)冷卻后就得到了產(chǎn)品，塑件有著熱漲冷縮的特點，通過冷卻讓塑件留在型芯上面，塑件包裹在型芯上面，留在后模。然后通過頂桿頂出塑件，通過設(shè)計的勾料針勾住，主流道或者分流道廢料一起連接產(chǎn)品，方便一次性取出，節(jié)約時間【17】。本次采用標準模架，最主要的設(shè)計就針對于模具的成型部件，一般情況下是頂針或者推板或者斜頂?shù)鹊葯C構(gòu)，都是通過底針板壓緊到面針板上面實現(xiàn)一個定位和固定作用的。彈簧起到一個彈開復(fù)位作用，復(fù)位桿起到一個復(fù)位、定位作用，整個系統(tǒng)構(gòu)成了一個脫模系統(tǒng)。設(shè)計一般需要精簡而又保證模具質(zhì)量，又要優(yōu)化好這個機構(gòu)，保證和節(jié)省后續(xù)的銑削加工，設(shè)計頂桿盡量頂出產(chǎn)品相對平的位置，方便加工，斜面設(shè)置頂針不能避免的情況需要設(shè)計防滑紋，防滑和美觀作用【12】。6.3.1推板的設(shè)計本次設(shè)計推件板布局和結(jié)構(gòu)如圖6.2所示。圖6.2頂出系統(tǒng)示意圖6.3.2脫模力的計算脫模力根據(jù)如下公式校核：F=AP（u×cosα-sinαF——抽芯力，A——塑件型芯的側(cè)面積，取P——塑件對型芯的包緊力，一般取值為u——塑件對鋼材的摩擦系數(shù)，一般取值α——塑件的脫模斜度，取值F=1201.36推桿強度校核σcσσ——F——n——d——σ經(jīng)過校核，推桿滿足小于材料的應(yīng)用應(yīng)力極限120Mpa值要求。6.4復(fù)位機構(gòu)設(shè)計復(fù)位也是模具設(shè)計當中非常重要的一個結(jié)構(gòu)，復(fù)位機構(gòu)有由復(fù)位桿和彈簧組成，復(fù)位桿需要保證超高的強度和剛度，采用SKD61來當材料制作，才可以滿足實際的要求，而彈簧通過注塑機頂棍外力壓縮，頂棍退回后彈簧復(fù)位，彈簧采用標準件即可，根據(jù)頂出行程而言，一般彈簧長度為面針板端面到動模板底面30-50mm之間，中小型模具通常為30mm就滿足條件【18】，復(fù)位機構(gòu)如圖6.3所示。圖6.3復(fù)位機構(gòu)6.5導向機構(gòu)設(shè)計模具導向機構(gòu)也非常的重要，模具開合模導向就是它們的作用，也關(guān)系到整套模具運行的流暢性，導向一般由導柱和導套組成，配合導向。兩板模和三板模的導向機構(gòu)略微不同：首先，兩板模導柱類似一根圓柱體，下端杯頭固定在動模板上面，上端就負責導向下端負責保證強度，上端圓柱面有一些圓槽用來存放黃油保證潤滑的作用。而三板模則是導柱從頂板向下到墊塊里面，導套則是在脫料板、定模板和動模板里面固定。導柱導柱和導柱配合需要一定的配合公差，不會卡住，保證左右運動，導柱和導套因為需要運動和需要耐熱、耐摩擦等等因素，所以都采用SKD61材料，滿足實際條件【19】。具體結(jié)構(gòu)和配合如圖6.4所示。圖6.4導向機構(gòu)6.6抽芯機構(gòu)的概述一般不能讓產(chǎn)品直接頂出的、塑件本身有一些卡口的，塑件側(cè)面、內(nèi)壁等地方的塑件。因為選用的注塑機為臥式，因此運動一般為左右運動方式帶動模具頂出產(chǎn)品，當產(chǎn)品這是不能直接脫模的時候就需要設(shè)計這個系統(tǒng)了完成這個動作的系統(tǒng)就是抽芯系統(tǒng)【20】。抽芯系統(tǒng)分為三大類型：1.機械式的抽芯系統(tǒng)：根據(jù)模具的開合模運動而脫模，舉例的話就好比滑塊機構(gòu)，滑塊上端鎖緊塊和斜導柱和定模板固定配合，然后滑塊座在動模板開槽和動模板配合，模具開模、合模完成抽芯，非常的省事和便捷，也方便模具本身的加工和后續(xù)的維修。這個質(zhì)量可靠，運用廣，并且生產(chǎn)便捷和快。2.人工脫模：這個模具結(jié)構(gòu)一般比較老舊，很多年以前的設(shè)計方法，還有就是對于產(chǎn)品外觀、質(zhì)量等等要求不高的產(chǎn)品。這類模具一般是采用人工完成抽芯，非常的落后，相對于其他的沒有性價比，而且人員操作也偏累。因為模具造價便宜，很多地方不嚴謹，整體質(zhì)量不穩(wěn)定，制造時間很短就可投入生產(chǎn),這類模具運用較少。3.液壓脫模:這類模具運用較廣，當一個產(chǎn)品卡口在側(cè)壁有著需要很長的抽芯才可脫模時，一般的抽芯機構(gòu)滿足不了時，采用這一種機構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)難度也相對大一點，成本制造業(yè)高一些、復(fù)雜一些，但是這種質(zhì)量穩(wěn)定，保證產(chǎn)品的質(zhì)量性，一般能用機械的就不用液壓，具體情況具體考慮【21】。6.6.1斜導柱滑塊抽芯機構(gòu)的計算計算塑件的滑塊抽芯距離：S=L+K（公式6-5）S——L——K——S=17+5=22mm滑塊抽芯力根據(jù)如下公式校核F=AP（u×cosα-sinαF——抽芯力，A——塑件包裹型芯滑塊的側(cè)面積，取P——塑件對滑塊單位的包緊力，一般取值為u——塑件對鋼材的摩擦系數(shù)，一般取值α——塑件的脫模斜度，取值F=2450.22×10d=3Nd——N——Lσd=本次設(shè)計中，選用的斜導柱直徑為18mm，所以滿足要求。圖6.5斜導柱抽芯機構(gòu)第7章模架選擇與尺寸選擇7.1選擇模架模架的選擇比較廣，其中模架的型號和結(jié)構(gòu)也各不相同，具體需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)來合理的選擇。模架分成了標準和非標，一般選用標準，當標準的滿足不了人們要求的時候，或者產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面影響的時候就需要非標，當然相對來說成本也高一些。而標準模架便于實際生產(chǎn)和加工，以及后期維修。而本次設(shè)計塑件結(jié)構(gòu)一般，標準模架可以滿足【22】。本次設(shè)計通過塑件的布局，因為塑件布局采用一模二腔的布局方式，然后通過CAD里面布局計算出模具整體長寬并且調(diào)出標準的模架，并且查閱資料滿足要求而且保證了模具本生的整體質(zhì)量，本次采用模座是DI3540A100B80C110的模具型號，具體如圖7.1所示。圖7.1模架標準結(jié)構(gòu)形式這個標準模架導柱、導套配合，起到一個導向的目的，保證開、閉合模具正常運轉(zhuǎn)，螺絲起到固定作用。該模架應(yīng)用很廣，也相對來說比較簡單，對于本次設(shè)計可以達到要求。7.2標準模架的設(shè)計通過塑件布局，確定為一模二腔的型腔布局，一般塑件邊緣到型芯、型腔邊沿距離為30mm到50mm之間，當然具體的根據(jù)塑件整體大小決定，比例感要適中，需要保證強度鋼度有不會照成材料浪費。還有就是選用的時候或者設(shè)計的時候盡量不要出現(xiàn)小數(shù)點，需要湊整，方便選材料和加工。定模板厚度一般保證為型腔厚度加30~50mm即可，動模板保證在30~60mm，具體根據(jù)塑件高度和尺寸決定【23】。選用模架型號和尺寸如下所示：模架選用類型：大水口模架系統(tǒng)模架選用類型：DI3540A100B80C110定模板長：400mm定模板寬：350mm定模板厚：100mm動模板長：400mm動模板寬：350mm動模板厚：80mm確定墊塊的高度的確定墊塊：墊塊作用是起到支撐的作用，墊塊取值偏大的話會造成成本增加，穩(wěn)定性相對來說不是很好，取值過小會照成頂出機構(gòu)等很多問題，所以經(jīng)過綜合考慮取墊塊高度110mm，達到要求。第8章安裝尺寸注塑機的校核8.1模具安裝到注塑機當一套注塑模具設(shè)計完成達到滿足要求了以后、通過一系列復(fù)雜的加工達到最終的一套模具。那么就需要安裝試模，看看有什么問題方便更改和改進。首先將吊環(huán)裝進吊環(huán)孔里面，然后通過行車，布帶，長棍將模具吊起，臥式注塑機一般從天側(cè)向下放入模具下去，通過模具定位環(huán)和注塑機的環(huán)孔配合固定，然后仔細檢查一下就合模，通過注塑機邊緣的壓板和螺絲將模具固定住即可。然后再接通水道調(diào)試生產(chǎn)產(chǎn)品【24】。8.2注塑機最大注射量當模具設(shè)計完成了以后，需要對各項尺寸進行校核，因為模具要放進注塑機，注塑機再裝夾、定位然后再進行生產(chǎn)，根據(jù)前面選擇的注塑機型號進行校核【25】。具體如下所示：V總×80%≥N×其中：VN——VV320×80%≥2×5.99+3.15=15.13查閱相關(guān)資料，注塑機的注塑量為320，故合理，滿足要求。8.3校核移模行程當產(chǎn)品成型了以后，模具就打開了，需要人工取出或者機械取出塑件。那么，在這個過程中需要頂針或者推板或者其他推出機構(gòu)頂出產(chǎn)品，那么就是注塑機的頂棍通過底板上的KO孔頂向模具的底針板、面針板、帶動頂桿或者推板一系列動作，完成了產(chǎn)品的脫模，實現(xiàn)產(chǎn)品和模具型芯分離【26】。通過前面的注塑機參數(shù)表得：注塑機開模行程為420mm。Smax≥S=式中:SS——HHH420mm≥129.06mm=5.8+113.26+10mm通過以上的公式和結(jié)果，滿足塑件頂出距離要求。8.4校核注塑機鎖模力通過查找資料，公式如下所示；F額×80%≥式中：FNAP1600通過以上公式計算和進行對比，本次設(shè)計模具鎖模力在注塑機的范圍之內(nèi)。第9章模具總裝圖9.1注塑模具總裝圖利用UG軟件繪制模具三維總裝圖如圖9.1所示圖9.1模具三維總裝圖利用CAD軟件繪制該模具二維總裝圖如圖9.2所示圖9.2模具二維總裝圖參考文獻[1]張維合,成永濤,馮婧,鄧成林.汽車后視鏡鏡殼熱流道注塑模設(shè)計[J/OL].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2020(05):40-43[2020-10-19]./10.19690/j.issn1004-3055.20200020.[2]張小東,陳旋,鐘良偉,萬建文.信息化技術(shù)與模具課程融合策略探究[J].模具工業(yè),2020,46(10):75-80.[3]費曉瑜,鄭偉.汽車車燈邊框薄壁件多向側(cè)抽芯注塑模具設(shè)計[J].工程塑料應(yīng)用,2020,48(10):80-85.[4]沈忠良,肖國華,楊安.SUV儀表臺熱流道多澆口注塑模優(yōu)化設(shè)計[J].工程塑料應(yīng)用,2020,48(10):86-92.[5]婁用夠.杯體外殼改進型哈夫滑塊機構(gòu)注塑模設(shè)計[J].工程塑料應(yīng)用,2020,48(10):93-99.[6]池寅生,張翔,孫慶東,曹祥坤.瓶坯三板式注塑模具設(shè)計[J].工程塑料應(yīng)用,2020,48(10):100-105+115.[7]沈曉凡.基于Pro/E的鍵盤外殼注塑模流分析[J].塑料科技,2020,48(09):96-99.[8]葉志殷.注塑模具設(shè)計過程中澆口尺寸對塑料制品力學性能的影響[J].中國塑料,2020,34(09):56-60.[9]徐新華.操控旋鈕雙色注射成型熱流道模具設(shè)計[J].中國塑料,2020,34(09):84-89.[10]劉少華,熊建武,徐文慶,胡智清,陳黎明,汪哲能.車門拉鉤底座蓋熱流道注塑模及模內(nèi)熱切機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].中國塑料,2020,34(09):90-95.[11]葛丹.模具設(shè)計過程中CAE軟件的應(yīng)用[J].科學技術(shù)創(chuàng)新,2020(28):125-126.[12]曹劍中.五方盒側(cè)蓋模具設(shè)計與加工工藝[J].大眾標準化,2020(18):157-160.[13]黃興,譚桂斌.廣東省高端裝備制造及精密制造的摩擦學研究進展[J].機電工程技術(shù),2020,49(09):1-6.[14]鄢天燦,梅益,羅寧康,諶露.基于Moldflow和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MP3088連接器殼體注塑工藝優(yōu)化[J].塑料工業(yè),2020,48(09):56-60+96.[15]李春玲.離心泵雙彎合流管圓弧隧道抽芯機構(gòu)注塑模設(shè)計[J].塑料工業(yè),2020,48(09):66-70.[16]宗學文,阮佳陽,李佳璞,劉文杰,周升棟.基于ARENA的葉輪快速鑄造工藝生產(chǎn)線優(yōu)化[J].現(xiàn)代制造工程,2020(09):145-148+155.[17]李陽,郭飛,李茂源,張云,李德群.塑料注射成形智能技術(shù)及應(yīng)用[J/OL].中國機械工程:1-12[2020-10-19]./kcms/detail/42.1294.th.20200911.1644.007.html.[18]文根保,熊利軍.轎車外開拉手骨架保護套注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].橡塑技術(shù)與裝備,2020,46(18):31-35.[19]李志強,任思蓉,靳朝暉,張素風.基于Hyperworks/LS-Dyna的包裝件跌落仿真及包裝優(yōu)化[J].包裝工程,2020,41(17):124-132.[20]張洪軍,胡翠雯,何紫媚,劉安生.基于Creo的模具成型零件設(shè)計及數(shù)控仿真加工[J].機械工程師,2020(09):8-9+13.[21]ChangShu.ExplorationontheApplicationofDisplayArtinInteriorEnvironmentDesign[A].InstituteofManagementScienceandIndustrialEngineering.Proceedingsof2019InternationalConferenceonArtDesign,MusicandCulture(ADMC2019)[C].InstituteofManagementScienceandIndustrialEngineering:計算機科學與電子技術(shù)國際學會(ComputerScienceandElectronicTechnologyInternationalSociety),2019:4.[22]TiomelaFouodjiCedric,HuangXiaoHua.InjectionMoldingCycleTimeReductionforAutomobileHeadlampShellinMoldflow[A].中國地質(zhì)大學（武漢）(ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan))、香港機械工程師學會(HongKongSocietyofMec