1、摘 要塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計(jì)算機(jī)對制品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期， 降低生產(chǎn)成本和提高制品質(zhì)量已成為模具界的共識。本設(shè)計(jì)為滑輪模具制作設(shè)計(jì)，它系統(tǒng)的介紹了滑輪模具中的各個零部件的加工工藝過程及整套模具的裝配和使用。其中，

2、涉及到注射機(jī)各種參數(shù)的選取、零部件的加工方法、注射模的結(jié)構(gòu)及相關(guān)的計(jì)算問題及特種加工工藝。在該模具設(shè)計(jì)中，利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制了零件圖和裝配圖，以及制定了機(jī)械加工工藝過程卡。通過本設(shè)計(jì)可以對注塑模具有一個初步的認(rèn)識，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對proE及CAD的學(xué)習(xí)，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。關(guān)鍵詞 注塑模具 設(shè)計(jì) proE 第一章 塑件工藝分析1.1 塑件的分析在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前，首先對制品圖及形狀結(jié)構(gòu)分析，其內(nèi)容主要包括以下幾個方面：1.滑輪（見圖1-1），材料為聚丙烯（PA），要求形狀規(guī)則，滑輪槽面光滑，表面無毛刺，無凹陷，大批量

3、生產(chǎn)，采用注塑成型。1.滑輪2.制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動和模具制造誤差。本塑料制品的尺寸按MT3級精度取值。塑件的表面粗糙度主要取決于模具成型部分粗糙度，一般情況下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高12級。3.制品的脫模斜度：脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定，以塑件內(nèi)孔型芯小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由擴(kuò)大方向取得；塑件外形，以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由縮小方向取得。一般情況，脫模斜度不包括塑件的公差范圍內(nèi)。由于本塑件導(dǎo)滑槽具有斜度，滑輪的軸肩厚度尺寸又較小，所以本設(shè)計(jì)不設(shè)置脫模斜度。1.2 塑件材料及性能1聚酰胺（PA

4、）塑件外表面光滑平順，不能有氣泡，劃痕等缺陷，且不能有頂桿痕跡。PA材料性質(zhì)：+尼龍類工程塑料外觀上都呈現(xiàn)為角質(zhì)、韌性、表層光亮、白色（或乳白色）或微黃色、透明或半透明的結(jié)晶性樹脂，它容易被著成任一種顏色。作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬。它們的密度均稍大于1，密 度：1.14-1.15gcm3。拉伸強(qiáng)度： 600MPa。伸 長 率： 30%。彎曲強(qiáng)度： 90.0 MPa 。缺口沖擊強(qiáng)度：(kJm2) 5。尼龍的收縮率為1%2%. 需注意成型后吸濕的尺寸變化。吸水率 100% 相對吸濕飽和時能吸8%.使用溫度可40105之間。熔 點(diǎn)：215225。合適壁厚23.5mm. PA的機(jī)械性

5、能中如抗拉抗壓強(qiáng)度隨溫度和吸濕量而改變，所以水相對是PA的增塑劑，加入玻纖后，其抗拉抗壓強(qiáng)度可提高2倍左右，耐溫能力也相應(yīng)提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在無潤滑下不停操作，如想得到特別的潤滑效果，可在PA中加入硫化物。PA性能的主要優(yōu)點(diǎn)1. 機(jī)械強(qiáng)度高，韌性好，有較高的抗拉、抗壓強(qiáng)度。比拉伸強(qiáng)度高于金屬，比壓縮強(qiáng)度與金屬不相上下，但它的剛性不及金屬?？估瓘?qiáng)度接近于屈服強(qiáng)度，比ABS高一倍多。對沖擊、應(yīng)力振動的吸收能力強(qiáng)，沖擊強(qiáng)度比一般塑料高了許多，并優(yōu)于縮醛樹脂。 2. 耐疲勞性能突出，制件經(jīng)多次反復(fù)屈折仍能保持原有機(jī)械強(qiáng)度。常見的自動扶梯扶手、新型的自行車塑料輪圈等周期性疲勞作用極明

6、顯的場合經(jīng)常應(yīng)用PA。 3.軟化點(diǎn)高，耐熱(如尼龍46等,高結(jié)晶性尼龍的熱變形溫度高,可在150度下長期使用.PA66經(jīng)過玻璃纖維增強(qiáng)以后,其熱變形溫度達(dá)到250度以上).4. 表面光滑，摩擦系數(shù)小，耐磨。作活動機(jī)械構(gòu)件時有自潤滑性，噪聲低，在摩擦作用不太高時可不加潤滑劑使用；如果確實(shí)需要用潤滑劑以減輕摩擦或幫助散熱，則水油、油脂等都可選擇。從而,做為傳動部件其使用壽命長. 5. 耐腐蝕，十分耐堿和大多數(shù)鹽液，還耐弱酸、機(jī)油、汽油，耐芳烴類化合物和一般溶劑，對芳香族化合物呈惰性，但不耐強(qiáng)酸和氧化劑。能抵御汽油、油、脂肪、酒精、弱堿等的侵蝕和有很好的抗老化能力?？勺鳚櫥?、燃料等的包裝材料。 6

7、. 有自熄性，無毒，無臭，耐候性好,對生物侵蝕呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。 7. 有優(yōu)良的電氣性能。電絕緣性好,尼龍的體積電阻很高,耐擊穿電壓高,在干燥環(huán)境下，可作工頻絕緣材料，即使在高濕環(huán)境下仍具有較好的電絕緣性。8. 制件重量輕、易染色、易成型。因有較低的熔融粘度，能快速流動。易于充模，充模后凝固點(diǎn)高，能快速定型，故成型周期短，生產(chǎn)效率高。PA性能的主要缺點(diǎn) 1. 易吸水。吸水性大，飽和水可以達(dá)到3%以上.一定的程度上影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，特別是薄壁件增厚影響較大；吸水亦會大大降低塑料的機(jī)械強(qiáng)度。在選材時，應(yīng)顧及使用環(huán)境及與別的元件的配合精度的影響。纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率，使其能在

8、高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣鉤、扇骨、網(wǎng)袋繩、水果外包裝袋等等。無毒性，但不可長期與酸堿接觸。 值得注意的是,加入玻纖后,尼龍的抗拉強(qiáng)度可提高2 倍左右,耐溫能力也相應(yīng)得到提高. 2. 耐光性較差。在長期偏高溫環(huán)境下會與空氣中的氧發(fā)生氧化作用,開始時顏色變褐，繼面破碎開裂。3. 注塑技術(shù)要求較嚴(yán)：微量水分的存在都會對成型質(zhì)量造成很大損害;因熱膨脹作用使制品尺寸穩(wěn)定性較難控制；制品中尖角的存在會導(dǎo)致應(yīng)力集中而降低機(jī)械強(qiáng)度；壁厚如果不均勻會導(dǎo)致制件的扭曲、變形；制件后加工時設(shè)備精度要求高。 4. 會吸收水、醇而溶脹，不耐強(qiáng)酸及氧化劑，不能作耐酸材料使用。

9、PA用途 尼龍主要用于汽車工業(yè),電氣電子工業(yè),交通運(yùn)輸業(yè),機(jī)械制造工業(yè),電線電纜通訊業(yè),薄膜及日常用品.制造各種軸承,齒輪,圓齒輪、凸輪、傘齒輪、輸油管,儲油器,保護(hù)罩,支撐架,車輪罩蓋,導(dǎo)流板,風(fēng)扇,空氣過濾器外殼,散熱器水室,制動管,發(fā)動機(jī)罩,車門把手.軸承、齒輪、滑輪泵葉輪、葉片、高壓密封圈、墊、閥座、襯套、輸油管、貯油器、繩索、傳動帶、砂輪膠粘劑、電池箱、電器線圈、電纜接頭各種滾子、滑輪、泵葉輪、風(fēng)扇葉片、蝸輪、推進(jìn)器、螺釘、螺母、耐油密封墊片、耐油容器、外殼、軟管、電纜護(hù)套、剪切機(jī)、滑輪套、牛頭刨床滑塊、電磁分配閥座、冷陳設(shè)備、襯墊、軸承保持架、汽車和拖拉機(jī)上各種輸油管、活塞、繩索、

10、傳動皮帶，紡織機(jī)械工業(yè)設(shè)備零霧料，以及日用品和包裝薄膜等。等。還有包裝用帶、食品用薄膜（熟食用的高溫薄膜和清涼飲料用的低溫薄膜）的產(chǎn)量也相當(dāng)大。PA成型及后處理 除透明尼龍外，其它尼龍都屬于結(jié)晶性塑料，有較高的熔點(diǎn)，熔融溫度范圍較窄，熱穩(wěn)定性不好。PA較易吸濕，潮濕的尼龍?jiān)诔尚瓦^程中，表現(xiàn)為粘度急劇下降并混有氣泡制品表面出現(xiàn)銀絲，所得制品機(jī)械強(qiáng)度下降，所以加工前材料必需干燥處理，可在80110干燥6小時，成型時允許含水量尼龍6和尼龍66為 0.1%，尼龍11為0.15%，尼龍610為0.1%0.15%，最高不得超過0.2%。注意，PA類塑料在90以上干燥易引起變色。PA流動性好，易溢料，宜用自

11、鎖時噴嘴，并應(yīng)加熱。同時由于溶體冷凝速度快，應(yīng)防止物料阻塞噴嘴、流道、澆口等引起制品不足現(xiàn)象。模具溢邊值0.03，而且熔體粘度對溫度和剪切力變化都比較敏感，但對溫度更加敏感，降低熔體粘度先從料筒溫度入手。成型收縮范圍及收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔，變形等。PA再生料的使用最好不超過三次，以免引起制品變色或機(jī)械物理性能的急劇下降，應(yīng)用量應(yīng)控制在25%以下，過多會引起工藝條件的波動，再生料與新料混合必須進(jìn)行干燥。開機(jī)時應(yīng)首先開啟噴嘴溫度，然后再給料筒加溫，當(dāng)噴嘴阻塞時，切忌面對噴孔，以防料筒內(nèi)的溶體因壓力聚集而突然釋放，發(fā)生危險。在停機(jī)時要清空螺桿，防止下次生產(chǎn)時，扭斷螺桿。使用少量的脫模劑有

12、時對氣泡等缺陷有改善和消除的作用。尼龍制品的脫模劑可選用硬脂酸鋅和白油等，也可以混合成糊狀使用，使用時必須量少而均勻，以免造成制品表面缺陷。尼龍制品的后處理是為了防止和消除制品中的殘留應(yīng)力或因吸濕作用所引起的尺寸變化。后處理方法有熱處理法和調(diào)濕法兩種。a). 熱處理常用方法在礦物油、甘油、液體石蠟等高沸點(diǎn)液體中，熱處理溫度應(yīng)高于使用溫度1020，處理時間視制品壁厚而異，厚度在3mm以下為1015 分鐘，厚度為36mm時間為1530分鐘，經(jīng)熱處理的制品應(yīng)注意緩慢冷卻至室溫，以防止驟冷引起制品中應(yīng)力重新生成。b). .調(diào)濕處理調(diào)濕處理主要是對使用環(huán)境濕度較大的制品而進(jìn)行的，其辦法有兩種：一沸水調(diào)濕

13、法，二醋酸鉀水溶液調(diào)濕法（醋酸鉀與水的比例為1.25:1,沸點(diǎn) 121）,沸水調(diào)濕法簡便,只要將制品放置在濕度為65%的環(huán)境下,使其達(dá)到平衡吸濕量即可,但時間較長,而醋酸鉀水溶液調(diào)濕法的處理溫度為 80100醋酸鉀水溶液調(diào)濕法,處理時間主要取決制品壁厚,當(dāng)壁厚為1.5mm時約2小時,3mm為8小時,6mm為1618小時.1.3 PA66的注射成型過程及工藝參數(shù)1.3注射成型過程及工藝參數(shù)1注射成型過程 （1）成型前的準(zhǔn)備 對PA66的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)且成型前須進(jìn)行真空干燥（鼓風(fēng)機(jī)、烘箱），干燥2h。 PA66的性能指標(biāo)密度/kg.dm31.1抗拉屈服強(qiáng)度b/MPa89.5比體積/（

14、dm3.kg-1）0.91拉伸彈性模量E/MPa1.25-2.88x10吸水率24h/% 0.9-1.5抗彎強(qiáng)度w/MPa126收縮率s/% 1.5沖擊韌度ak/(kJ.m-2）6.5熱變形溫度t/ 82-121硬度（HB)R100-118熔點(diǎn)t/250-265體積電阻系數(shù)v/(.cm4.2X10（2）注射過程 塑料在注射料筒內(nèi)經(jīng)過加熱，塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、 保壓、 倒流和冷卻五個階段。（3）塑件的后處理 須進(jìn)行調(diào)溫處理 ，其方法為油、水、鹽水，處理溫度90-100，處理時間4h。 2 注射工藝參數(shù) （1）注射機(jī)：螺桿式。 （2）料筒

15、溫度t/：245-350。 （3）模具溫度t/：110-120。 （4）注射壓力p/MPa：80-130。第二章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī)2.1分型面位置的確定通過對塑件結(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，其位置如圖所示。2.分型面的選擇 2.2型腔數(shù)量和排位方式的確定1. 型腔數(shù)量的確定由于本塑件要求大批量生產(chǎn)，精度為一般，塑件尺寸較小，故應(yīng)采用一模多腔的結(jié)構(gòu)，考慮到模具大小，初步確定為一模兩腔。2.型腔排列形式的確定排布方式為單排列式，為了簡化模具結(jié)構(gòu)和均布進(jìn)料，采用形分流道的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)在定模一側(cè)，便于流道凝料完整取出，和不妨礙側(cè)分型的移動，澆口

16、形式采用側(cè)澆口，如圖示。3.型腔數(shù)量的排列布置3.模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定由以上分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模兩腔，單排直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或推桿推出方式，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，流道采用對稱結(jié)構(gòu)形式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在塑件最上面，動模部分需要添加型芯固定板，支撐板或推件板。由上可知，采用帶推件板的單分型面注射模。2.3注射機(jī)型號的確定1.注射量的計(jì)算通過proE建模分析得到塑件質(zhì)量屬性如下圖所示。4.塑件質(zhì)量屬性塑件體積:V塑=33.860cm3塑件質(zhì)量：m塑=V塑=1.1533.860=26.289g式中，根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表9-3取1.15g/cm32 澆注系統(tǒng)凝料

17、體積的初步計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2-1倍來計(jì)算，由于本次采用的澆道簡單且較淺，因此，澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算，故V總=澆注系統(tǒng)的凝料+4 塑件體積。 V總=1.3 nV塑=1.3233.860=88.036cm3 選擇注射機(jī)由式可得 V公=V總/0.8=218.4cm 根據(jù)計(jì)算，初步選擇表13-1公稱注射量為250cm，注射機(jī)型號為XS-ZY-250 注射技術(shù)要求理論注射量/cm3250拉桿空間/mm448370螺桿直徑/mm 50移模行程/mm 500注射壓力 /MPa130最大模具厚度/mm 350塑化能力/(g/s) 18.9最小模具厚度/mm 200鎖模力/N

18、 18105模具定位孔直徑/mm 125噴嘴口直徑/mm 4噴嘴球直徑/mm 184 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核（1）注射壓力校核查表13-2 PA66所需注射壓力為80-130MPa這里取Po=100MPa，改注射機(jī)公稱注射壓力P公=130MPa注射壓力安全系數(shù)K1=1.25-1.4，此處取K1=1.25. 則 K1 Po=1.25100=125MPaP公 故此，注射機(jī)壓力合格。（2）鎖模力校核 件在分型面上的投影面積 A塑=（R-r）=（12 - 6）=339.3m 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即澆道凝料（包括澆口）在分型面上的投影A澆的數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分析來確定， A 澆

19、是每個塑件在分型面上的投影面積A 塑的0.2-0.5倍，由于本設(shè)計(jì)的流道簡單，分流道相對較短，因此，凝料投影面積可以適當(dāng)取小些。 此處 A澆=0.2 A塑=0.2 339.3=67.86mm 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 則 A 總 = n（A 塑+A 澆）=2(A 塑+0.2A 塑)=813.32 mm 模具型腔內(nèi)的脹型力F 脹 則 F 脹=A 總 P 模=813.3235=28.47kN 注：P模 是型腔的平均計(jì)算壓力值，通常取注射壓力的20%-40%，大致范圍25MPa-40MPa，由于PA66屬中等黏度的塑料且塑件有精度要求，故P模取35MPa。 由表13-1可知，改注射機(jī)的公

20、稱合模力F鎖=90KN，合模力安全系數(shù)K2=1.1-1.2這里取K2=1.2。 則 K2 x F脹=1.2 x F脹=1.228.47=34.16F鎖 所以， 注射機(jī)鎖模力滿足要求。第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)前首先必須確定塑件的成型位置，該紗窗輪滑輪模具采用一模兩腔三板式結(jié)構(gòu)，側(cè)澆口，頂出裝置采用推板式結(jié)構(gòu)。3.1主流道設(shè)計(jì)1.主流道尺寸由于主澆道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此，采用可拆卸換的澆口套主流道尺寸 如下：主流道的長度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對小型模具L應(yīng)小于60mm, 則本次初選50mm.主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴

21、嘴尺寸+（0.5-1）mm=4.5mm主流道大端直徑 D=d+L主tana=8mm主流道球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1-2）mm=12+1=13mm球面的配合高度 h=3mm2.主流道的凝料體積 V主=L主（R主+r主+R主r主）/3 =50（4+2.25+42.25） 3.14/3 =1832.3 mm3.主流道當(dāng)量半徑 Rn=(R主/2+r主/2)/2 =(2.25+4)/2=3.125mm 4.主流道澆口套的形式(1) 澆口套的內(nèi)孔（主流道）呈圓錐形，錐度2 6。若錐度過大會造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進(jìn)時易混進(jìn)空氣，產(chǎn)生氣孔；錐度過小，會使阻力增大，熱量損耗大

22、，表面黏度上升，造成注射困難。(2) 澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑d1大0.5mm。若等于或小于注射機(jī)噴嘴直徑，在注射成型時會造成死角，并積存塑料，注射壓力下降，塑料冷凝后，脫模困難。(3) 澆口套內(nèi)孔出料口處（大端）應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角r，一般為0.53mm。(4) 澆口套與注射機(jī)噴在接觸處球面的圓弧度必須吻合。(5) 澆口套長度（主流道長度）應(yīng)盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。(6) 澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度Ra0.8m,保證料流順利，易脫模。(7) 澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進(jìn)入接縫處，造成冷料脫模困難。(8) 澆口套的長度應(yīng)與定模板厚度一致，它的端部不應(yīng)凸出在

23、分型面上，否則會造成合模困難，不嚴(yán)密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。(9) 澆口套部位是熱量最集中的地方，為了保證注射工藝順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量，要考慮冷卻措施。 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件課選購，主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求嚴(yán)格，故以便于拆卸更換，則分開來設(shè)計(jì)。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)中澆口套采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度50HRC-55HRC.如下圖。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝配圖來確定。 3.2 分流道的設(shè)計(jì)1分流道的布置形式 為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。2

24、分流道的長度根兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道長度適中21mm，3分流道的當(dāng)量直徑 流過分流道的塑料質(zhì)量 m=V塑=33.861.1=37.246g200g 但該塑件壁厚3mm-4mm之間，按圖2-4的經(jīng)驗(yàn)曲線查得D=3.2,再根據(jù)單向分流道長度16mm由圖2-5查得修正系數(shù)f l=1.01,則分流道直徑經(jīng)修正后為： D=D,fL=3.323mm4分流道的截面形狀本設(shè)計(jì)采用梯形截面，其加工工藝好，且塑料的熱量損失 流動阻力均不大。 5分流道的尺寸 由經(jīng)驗(yàn)值b=412mm，流動性好的材料可小到2mm。 則 b取3mm h=2b/3=2mm r=1-3此處取r=16分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的

25、表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25m-2.5m即可，此處取1.6m。另外脫模斜度一般在5-10之間，由上式得脫模斜度為10，脫模斜度足夠。 3.3 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，采用一模兩腔注射為便于調(diào)整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口。其界面形狀簡單，易于加工。1側(cè)澆口尺寸的確定澆口是流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模進(jìn)料系統(tǒng)的最后部分，其基本作用是：使從流道來的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔。型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。澆口的設(shè)計(jì)與塑件形狀,斷面尺寸，模具結(jié)構(gòu)，注塑工藝條件（壓力）及塑料性能等因素有

26、關(guān)。澆口截面要小，長度要短，因?yàn)橹挥羞@樣才能滿足增料流速度，快速冷卻封閉，便于與塑件分離，以及澆口殘痕最小等要求。根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時考慮選擇從塑件的表面進(jìn)料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔型心，有利于填充排氣。故采用點(diǎn)澆口，查表初選尺寸為（blh）2mm1mm1mm,試模時修正（1） 計(jì)算側(cè)澆口的深度 根據(jù)表2-6，可得側(cè)澆口的深度h計(jì)算公式為： h=nt=0.63=1.8mm2 注：t是塑件壁厚，這里t=3mm; n是塑料成型系數(shù)PA66取0.6（2） 計(jì)算側(cè)澆口的寬度 根據(jù)表2-6，可得側(cè)澆口的寬度B的計(jì)算公式為B=nA30=0.6266730=1

27、.0331mm 注;A為凹模的內(nèi)表面積（約等于塑件的外表面積）（3） 計(jì)算側(cè)澆口的長度 根據(jù)表2-6，可取側(cè)澆口的長度L澆=0.75mm。2點(diǎn)澆口剪切速率的校核（1） 確定注射時間：查表2-3，可取t=1.5s.（2） 計(jì)算澆口的體積流量：q澆=V塑/t=33.86/1.5=22.57cms（3） 計(jì)算澆口的剪切速率：對于矩形澆口可得： 3.4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（澆口的體積大小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流道體的剪切速率。1） 計(jì)算主流道的體積流量 q 主=（V 主+ V 分+2V塑）/t =(1.573+6+233

28、.86)/1.5 =34.3522) 計(jì)算主流道的剪切速率 主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 之間，所以，主流道的剪切速率合格。3.5冷料穴設(shè)計(jì)及計(jì)算當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣，為了集存這部分冷料渣，在進(jìn)料口的末端的動模板上開設(shè)一個洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個洞穴就是冷料穴。在注射時必須防止冷料渣進(jìn)入流道或模具型腔內(nèi)，否則將會堵塞流道和減緩料流速度，進(jìn)入模具型腔就會造成塑料制品上的冷把或冷斑。冷料穴位于主流道正對面的動模板上,或者處于分流道的末端，其作用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質(zhì)量。冷料穴分兩種,一種專門用

29、于收集、貯存冷料，另外一種除貯存冷料外還兼有拉出流道凝料的作用。根據(jù)需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道轉(zhuǎn)向的位置，甚至在型腔的末端開設(shè)冷料穴。冷料穴應(yīng)設(shè)置在熔體流動方向的轉(zhuǎn)折位置，并迎著上游的熔體流向，冷料穴的長度通常為流道直徑d 的1.52倍,如圖3-4所示。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圓管形的冷料穴底部裝有一根Z形頭的拉料桿，稱為鉤形拉料桿，這是最常用的冷料穴形式。同類形的還有倒錐形和圓環(huán)糟形的冷料穴。本設(shè)計(jì)采用常用的圓管形冷料穴。圖3-4 冷料穴并不是所有注射模都需要開設(shè)冷料穴，有時由于塑料性能或工藝控制較好，很少產(chǎn)生冷料或塑件要求不高時，可不必設(shè)置冷料穴。如果初始設(shè)計(jì)階段對是否

30、需要開設(shè)冷料穴尚無把握，可流適當(dāng)空間，以便增設(shè)。本設(shè)計(jì)開設(shè)冷料穴長度為 1.5d=1.54=6mm。第四章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成形零部件工作尺寸是指直接用來構(gòu)成塑件型面的尺寸，例如型腔和型芯的徑向尺寸、深度和高度尺寸、孔間距尺寸、孔或凸臺制某成形表面的距離尺寸等。該塑件的工作尺寸有型腔，型芯。它的工作尺寸均按平均法計(jì)算。查表塑料模設(shè)計(jì)手冊表 1-4 塑料pa66的平均收縮率為1.5%，根據(jù)該制件尺寸公差要求，模具的制造公差取z=/4。在計(jì)算過程中，塑件尺寸與模具成型零件尺寸都有相關(guān)的規(guī)定，詳細(xì)內(nèi)容見下表：型腔的計(jì)算徑向尺寸的計(jì)算2412深度尺寸的計(jì)算92323.

31、0550+0.11型芯的計(jì)算徑向尺寸的計(jì)算4深度尺寸的計(jì)算 9型芯中心距尺寸4040.0154.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及鋼材選用工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（包括矩形和異形型芯的長和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。中心距尺寸等。由于本塑件是直接由型腔成型的，所以只需計(jì)算型腔各尺寸就可以了。本設(shè)計(jì)采用組合式凹模，根據(jù)對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。同時考慮其機(jī)械加工性能和拋光性能，又因?yàn)樗芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔主體部分的材料選用性能良好的40Cr合金結(jié)構(gòu)鋼。40Cr鋼的強(qiáng)度要比40鋼高20%，同時具

32、有良好的塑性和韌性。而對于兩個5的軸肩，一個直接在中間板上成型，一個由動模板和推桿成型。第五章 斜導(dǎo)柱等側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一般設(shè)計(jì)時， ，最常用 ，此處斜導(dǎo)柱傾斜角取為201斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的形狀如下圖，其工作端的端部可以設(shè)計(jì)成錐臺或半球形，但半球形制作較困難，則設(shè)計(jì)成錐臺，但必須注意斜角 應(yīng)大于斜導(dǎo)柱傾斜角 ，通常 = +（23）材料多為T8、T10等碳素鋼，由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常與滑塊摩擦，熱處理要求硬度HRC 55，表面租糙度Ra 0.8m.其余固定模板之間采用過度配合H7/m6.2抽芯力計(jì)算Fc=Ahq（cos-sin）=288.910-6107（0.21） =5

33、77.8N 式中 抽芯力（N)； 塑件對鋼的摩擦力，為0.1-0.3； A塑件包容側(cè)型芯的面積； P塑件對側(cè)型芯的單位面積上的包緊力，模內(nèi)冷卻的塑件p?。?.8-1.2）x； 側(cè)型芯的脫模斜度；3 抽芯距確定 S抽=h+(23)=6+2=8mm 式中 S抽抽芯距（mm）； h塑件側(cè)孔深度，該塑件側(cè)孔深度6mm； K安全距離（2mm-3mm）4斜導(dǎo)柱工作長度及受力的計(jì)算 斜導(dǎo)柱的工作長度： =8/=23 =21.97 式中 L斜導(dǎo)柱的工作長度； S抽芯距； 斜導(dǎo)柱的傾斜角，取為20o； H與抽芯距s對應(yīng)的開模行程 斜導(dǎo)柱抽芯時的受力： =577.8N 側(cè)抽芯時斜導(dǎo)柱所受的彎曲力（N); 側(cè)抽芯時

34、的脫模力，其大小等于抽芯力（N); 側(cè)抽芯時所需的開模力5斜導(dǎo)柱的總長度斜導(dǎo)柱的總長度與抽芯距 斜導(dǎo)柱的直徑和傾斜角以及斜導(dǎo)柱固定板厚度等有關(guān)。 =78+7=85mm 式中， 斜導(dǎo)柱總長度（mm）； 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑（mm）; h斜導(dǎo)柱固定板厚度（mm）; d斜導(dǎo)柱工作部分直徑（mm） s抽芯距（mm）; 斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度為 =24mm 式中 斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度； 斜導(dǎo)柱固定部分的直徑；由于抽拔方向與開模方向垂直，完成抽芯距所需最小開模行程為： H=S=8 =21.98mm6.斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔的配合為了保證在開模瞬間有一很小空程，使塑件在活動型芯未抽出之前從型腔內(nèi)或者型芯上

35、獲得松動，并使楔緊塊先脫開滑塊，以免干涉抽芯動作，斜導(dǎo)柱與滑塊孔的配合應(yīng)有0.25mm-0.5mm的單邊間隙。7.滑塊的設(shè)計(jì)（1）活動型芯與滑塊的連接形式為了制造方便，本設(shè)計(jì)采用整體式。（2）滑塊的導(dǎo)滑形式滑塊在導(dǎo)滑槽中活動必須順利平穩(wěn)，不發(fā)生卡滯，跳動等現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)采用T型槽導(dǎo)滑，其結(jié)構(gòu)如下： （3）花開的導(dǎo)滑長度滑塊的導(dǎo)滑長度L應(yīng)大于花點(diǎn)寬度B的1.5倍，滑塊完成抽芯動作后，應(yīng)該繼續(xù)留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，并保證在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度l不小于滑塊全長的2/3。本設(shè)計(jì)中，長度L為94.寬度為75，導(dǎo)滑槽長度為56mm，而抽芯距僅需要8mm，滑塊抽芯復(fù)位過程中全部位于導(dǎo)滑槽內(nèi)，所以運(yùn)行平穩(wěn)。（4）滑塊的定位裝

36、置為了保證在合模時斜導(dǎo)柱的伸出端可靠地進(jìn)入滑塊的斜孔，滑塊的抽芯后的終止位置必須定位。 8楔緊塊的設(shè)計(jì)（1）本模具采用嵌入式楔緊塊，如下圖所示。（2）楔緊塊的楔角當(dāng)斜導(dǎo)柱帶動滑塊作抽芯移動時，楔緊塊的楔角必須大于斜導(dǎo)柱的楔角，這樣當(dāng)模具一開啟后，楔緊塊就讓開，否則斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊作抽芯動作，一般，=+（2o3o），該設(shè)計(jì)中為20o，可取，為23o第六章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一個循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或稱推出、頂出機(jī)構(gòu)）。推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出機(jī)構(gòu)是不可忽

37、視的。在設(shè)計(jì)脫模推出機(jī)構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則。(1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè)。由于推出機(jī)構(gòu)的動作是通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。正因?yàn)槿绱?，在分型面設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。(2)保證塑件不因推出而變形損壞。為了保證塑件在推出過程最后不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時應(yīng)仔細(xì)分析塑件對模具包緊力和黏附力的大小，合理的選擇推出方式和推出位置。推力點(diǎn)應(yīng)作用在塑件剛性好的部位，如肋部、凸緣、殼體形塑件的壁緣處，盡量避免推力點(diǎn)作用在塑件的薄平面上，防止塑件破裂、穿孔。從而時塑件受力均勻、不變形、不損壞。用推桿推出時，推桿作用在塑件表面的面積要進(jìn)行計(jì)算

38、，以防推出力過大而使塑件發(fā)白或變形報廢。(3)機(jī)構(gòu)簡單、動作可靠。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。(4)良好的塑件外觀。推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)置在塑件內(nèi)部或隱蔽面好非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。(5)合模時的正確復(fù)位。設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時，還必須考慮合模時推出機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機(jī)構(gòu)的種類按動力來源可分為手動推出、機(jī)動推出、液壓或氣動推出機(jī)構(gòu)。由于設(shè)置推桿位置的自由度較大因而推桿推出機(jī)構(gòu)是最常用的推出機(jī)構(gòu)，常被用來推

39、出各種塑件。推桿推出機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：推桿加工簡單，更換方便，脫模效果好。推桿設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)：（1）推桿的推出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，推桿不宜設(shè)在塑作最薄的處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在薄壁處時，可增加推出面積來改善塑件受力狀況。推出面積較少時，一般采用推出盤推出，此設(shè)計(jì)的推桿放置在產(chǎn)品的中央。（2）推桿直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，能承受一定的推力，一般推桿的直徑為2.515mm。為了避免細(xì)長桿變形，對于直徑為2.5mm以下的推桿最好設(shè)計(jì)成階梯形。（3） 裝配位置 推桿端面應(yīng)和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm，否則，會影響塑件使用。（4）推桿的材料多用鋼45、T8、

40、T10, 推桿頭部要淬火處理HRC50以上，工作端面的粗糙度低于Ra0.8。 常用的推桿形式有、矩形、D形。圓形結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最廣。推桿直經(jīng)d與形腔部分推桿孔采用H7/e7H8/f8的間隙配合。本設(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)比較簡單，采用推桿推出塑件，同時在本設(shè)計(jì)中，推桿還起成型塑件軸肩端面的作用。見圖4-1。由于滑輪軸肩高度很小，且塑件冷卻后會收縮，因此脫模力極小，推桿足夠推出塑件。由于成型要求，只能選擇直徑為5mm的圓形推桿。本設(shè)計(jì)推桿才用T8鋼，熱處理5055HRC。參照GB/T 4169.1-1984設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)主要尺寸如圖5-1：圖5-1 推桿兼復(fù)位桿其中D=5mm，d=10mm，s=3mm，L=12

41、0mm，數(shù)目： 4根。第七章 選擇模架與校核 因?yàn)橐紤]該副模具采用采用推件板和推桿綜合推出方式及導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置形式等因素，根據(jù)表7-1可確定選用帶推件板的直澆口B型模架。7.1各模板尺寸的確定 （1）A板尺寸 A板厚度取40mm。 （2）B板尺寸 B板是型芯固定板，按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取30mm。 （3）C板（墊板）尺寸 墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（510）mm=(5+25+20+510)=60-66mm,初步選定C為60mm. (4)根據(jù)塑件在分型面上投影的面積或模仁周邊尺寸，以塑件布置在推桿推出范圍之內(nèi)或模仁邊緣保持一定距離為原則來確定模架大小。塑件投影寬度WW3-10 塑件

42、投影長度LL2-D2-30 式中 常數(shù)10推桿邊緣與墊塊之間的雙邊距離，參見表7-4 30推桿與型腔或模仁邊緣之間的雙邊距，參見表7-4知，型腔表面尺寸24x64mm決定用側(cè)澆口，塑件用推桿推件板推出， 查表7-4可求得，w3=90；w=150；D2=12;L2=114;L=150故此，選模架為WL=150150mm 經(jīng)上述尺寸計(jì)算，模家尺寸以確定，標(biāo)記為：C1515-403060GB/T12555_2006.其他尺寸按標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注。 7.2模架尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)來校核該模具設(shè)計(jì)的尺寸。（1）模具平面尺寸150mm200mm260mmx360mm(拉桿間距)，校核合格。（2）模具高度尺寸2

43、60mm，200mm234mm300mm(模具的最大厚度和最小厚度)，校核合格。（3）模具的開模行程，29+18+(5 10)=41 46mm300mm,校核合格第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動、定模在合模時，正確的定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向。這次我選用導(dǎo)柱導(dǎo)向。 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨且不易折斷的特點(diǎn)，硬度為50-55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為Ra=0.8m,導(dǎo)向部分的表面粗糙度為Ra=0.4m。 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分常采用H7/f7的間隙配合。 帶肩導(dǎo)套用H7/m6的過度配合鑲?cè)肽０?，?dǎo)套固定部分的粗糙度為Ra=0.8m,導(dǎo)向部分的粗糙度為Ra=0.4m。第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模具的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率、塑件的形狀和尺寸精度都有重要影響。注射模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。1.冷卻介質(zhì)PA66屬于流動性中等的材料，其成型溫度及模具溫度分別為200300oC和5565oC,脫模溫度為60100oC，所以模具溫度初步選定為60oC，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。2.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（1）冷卻水道應(yīng)盡量