[機械畢業(yè)論文]打印機外罩結構和模具設計【專業(yè)答辯必備資料】

題目：打印機外罩結構和模具設計 系 （部）：自動化系 專 業(yè) 班：機械電子工程 0301 班 姓 名：李少旭 學 號： 20031100002 指導老師：楊秀芝 2007 年 4 月 畢業(yè)設計（論文）開題報告 姓名 李少旭 專業(yè)班 機電 0301 系別 自動化 指導教師 楊秀芝 同組姓名 周旺林 、 盧文濤 論文題目 打印機外罩結構和模具設計 課題研究背景 ： 我國塑料模具工業(yè)從 起步到現(xiàn)在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產大屏幕彩電塑殼注射模具和打印機外殼注射模具；精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具等。但與國外相比還需進一步提高 大型 、 精密 、 復雜 、 長壽命模具的設計水平及比例 ； 在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE 技術 ； 開發(fā)新的成型工藝和快速經濟模具 ； 提高塑料模標準化水平和標準件的使用率 ； 應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量 ； 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程 。 未來的發(fā)展趨勢是：大型化 、 高精密度化 、 多功能復合型 、 熱流道模具 、 氣輔模具 、 高壓注射成型。 本次畢業(yè)設計 研究內容 ： 主要有以下幾點： 一：打印機外罩的成型工藝參數(shù)及成型條件。包括成型的工藝參數(shù)有成型溫度、成型壓力 、 成型保持時間和成型的條件的選擇。 二：打印機外罩設計的工藝性要求。主要四個方面： 1、 外罩幾何形狀的要素。如：壁厚 、加強筋與增強結構、支撐面與凸臺、圓角與孔、文字、符號、花紋、合葉設計及其它幾何形狀要求。 2、金屬嵌件的用途、種類及其設計原則。 3、外罩的尺度精度。有影響外罩尺度精度的因素和外罩的尺度公差。 三：本模具型腔的設計與計算 。主要包括型腔數(shù)的確定、分型面的確定、成型零部件結構形式、凹模與凸模工作尺寸計算。 四：本模具零件強度設計及校核。確定模具型腔時，應考慮使其在高壓熔體的作用下具有足夠的強度與剛度，又不使模具過于笨重。 五：注射機的選擇。應考慮九個方面： 1、注射量的校核。 2、合模力的校核。 3、注射壓力的校核。 4、模具高度與注射機閉合高度的關系校核。 5、開模行程。6、推出裝置的校核。 7、模具外型與注射機拉桿間距的關系。 8、定位孔的直徑。 9、噴嘴前端孔徑和球面半徑。 六：本模具設計采用的標準。包括零件標準、中小型模架標準和大型模 架標準。 七：本模具構件設計及標準。需要四個方面的設計： 1、模具構件設計與標準。構件包括支承件、導向副及定位零件，其設計與標準需查表。 2、模具附加機構設計與標準。包括抽芯機構設計與標準、抽芯機構零件的設計與標準和脫模機構設計與標準。 3、澆注系統(tǒng)設計。包括澆注系統(tǒng)組成及設計要求、澆注系統(tǒng)設計（主澆道、分澆道、澆口、澆口位置的選擇、冷料穴與拉料桿、排氣槽）和熱澆道設計。 4、加熱與冷卻系統(tǒng)的設計。主要考慮冷卻水路形式、冷卻計算、加熱元件和加熱量計算等。 重點與難點 ： 模具的設計過程包括產品建模 、 工藝分析；制定模具 方案 、 選擇模架；模具工件部件 、 輔助裝置和零件詳細的設計 、 模具總裝圖設計等部分；最終能夠生成總裝圖 、 部裝圖及模具零件圖。 本次設計的重點與難點主要有十個方面：模具是否有良好的充填形式，制品能否全部注滿；打印機外罩是否達到實際最小壁厚；澆口位置與澆口數(shù)量是否最佳；流道系統(tǒng)的優(yōu)化設計；冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設計；工藝方案分析與論證；模具典型零件的加工與裝配；如何減小返修成本；如何減小塑件應力和翹曲；型腔加工仿真。 畢業(yè)設計成果 ： 設計論文 、 零件圖 、裝配圖 參考書籍 1、 塑料模設計及制造 中國機械工業(yè)教育協(xié)會 組編 機械工業(yè)出版社 2、 實用模具設計與制造手冊 許發(fā)樾 主編 機械工業(yè)出版社 3、 塑料制品與模具設計 徐佩弘 主編 中國輕工業(yè)出版社 . 4、 型腔模具設計與制造 章飛 陳國平 主編 化學工業(yè)出版社 . 5、 /html/2005-3-14/200531485540.asp 6、 /info/infoview.asp?id=75468 指導教師 （簽字） 同組設計 者（簽字） 教研室主任 （簽字） 二 年 月 日 打印機外罩結構和模具設計 The design of printer housing structure and mold 系 （部）：自動化系 專 業(yè) 班：機械電子工程 0301 班 姓 名：李少旭 學 號： 20031100002 指導老師：楊 秀芝 2007 年 4 月 摘要 塑料工業(yè)是當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品的生產過程和提高產品質量有很大意義。 本論文 介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結構與工作原理，對注塑產品提出了基本的設計原則，詳細介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程，并對模具強度要求做了說明。設計成型零部件以及設計合理的推出機構。對設計進行驗證主要是對注射機的相關重要參數(shù)進行驗證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、 模具開模行程、注射機的鎖模力等。在校驗合格后，進行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質量，又要兼顧經濟性。 最后則是模具的裝配環(huán)節(jié)，包括制定裝配步驟、明確注意事項等。 通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理；通過對 AutoCAD 的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。 關鍵詞： 生產工藝 注射 模 成型零件 裝配 塑料模具 分型面 Abstract Plastic industry is grows now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design； Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. Design shaped parts， reasonable drawing mechanism and so on The design should be certification Primarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes， the name distance，injection machine of the die draw force and so on After Qualified in check， the molding parts machining process design must ensure that the quality of Supervision taking into account the economy Final assembly is part of the mold， which including the design of assembly steps， clear proceeding required attention Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work； Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency. Key word: Manufacture process Injection mold Shaped parts The plastic mold Divides the profile 目錄 摘要 Abstract 1 緒 論 1 1.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點 1 1.2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 2 1.3 論文的主要研究目標及內容 3 1.3.1 設計目標 4 1.3.2 設計的主要內容 4 1.3.3 設計的關鍵技術問題 4 2 外罩材料的成型工藝參數(shù)及成型條件 5 2.1 成型工藝參數(shù) 5 2.2 成型條件 6 3 打印機 外罩設計的工藝性要求 7 3.1 外罩幾何形狀要素 7 3.1.1 外罩壁厚 7 3.1.2 加強筋與增強結構 7 3.1.3 外罩支承面 8 3.1.4 圓角與孔 8 3.1.5 外罩上的文字、符號 9 3.2 外罩的 幾何形狀 10 3.3 外罩的尺寸精度 11 3.3.1 影響外罩尺寸精度的因素 11 3.3.2 外罩的尺寸公差 11 4 模具設計采用的標準 12 4.1 零件標準 12 4.2 模架標準 12 5 模具型腔設計 14 5.1 型腔數(shù)的確定 14 5.2 分型面的確定 14 5.3 成型零件的結構設計 14 5.3.1 凹模的結構設計 15 5.3.2 型芯的結構設計 16 6 注射機的選擇 17 6.1 注射機的初選 17 6.2 注射機的校核 17 6.2.1 模具閉合厚度的確定和校核 17 6.2.2 模具安裝尺寸的校核 17 6.2.3 模具開模行程的校核 18 6.2.4 注射機鎖模力的校 核 18 7 模具構件設計與標準 19 7.1 支承件的設計 19 7.1.1 動模座板和定模座板設計 19 7.1.2 固定板設計 19 7.1.3 支承板的設計 20 7.1.4 墊塊的設計 20 7.2 導向零件的設計 20 7.2.1 導柱和 導套的結構及其固定形式 21 7.2.2 推板導柱和推板導套的結構及其固定形式 22 7.3 定位零件的設計 22 7.3.1 定位圈的設計 23 7.3.2 限位釘?shù)脑O計 23 7.4 推出零 件的設計 23 7.4.1 推出機構的選擇 23 7.4.2 推出機構的設計采用的設計原則 24 7.4.3 零部件設計 24 8 澆注系統(tǒng)的設計 26 8.1 澆注 系統(tǒng)的組成 26 8.2 澆注 系統(tǒng)設計的基本原則 26 8.3 澆注 系統(tǒng)的設計 27 8.3.1 主流道的設計 27 8.3.2 分流道的設計 28 8.3.3 冷料穴和拉料桿的設計 29 8.3.4 澆口的設計 30 9 溫度調節(jié)控制系統(tǒng)的設計 32 9.1 冷卻系統(tǒng)的設計 32 9.1.1 冷卻通道的設計原則 32 9.1.2 冷卻裝置的形式 32 9.1.3 冷卻通道的形式 32 9.2 加熱 系統(tǒng)的設計 33 9.2.1 加熱的形式 33 9.2.2 加熱的基本要求 33 10 模具的裝 配與試模 34 10.1 模具的裝配 34 10.1.1 裝配圖 34 10.1.2 裝配步驟 34 10.1.3 模擬開模 35 10.2 試模 37 10.2.1 裝模 37 10.2.2 試模 37 10.2.3 后續(xù)工作 38 結論 39 致謝 41 參考文獻 43 附錄 1 45 附錄 2 46 1 緒 論 1.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 6.5Kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星 .K 模具有限 公司制造多腔 VCD 和 DVD 齒輪模具，所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產厚度僅為 0.08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達 0.02mm 0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2 m，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 10 30 萬次，淬火鋼模達 50 1000 萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面 ，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29 34 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達 20%以上，一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達 不到 10%，與國外的 50% 80%相比，差距較大。 在制造技術方面， CAD/CAM/CAE 技術的應用水平上了一個新臺階，以生產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UG、美國 Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美國 CV 公司的 CADS5、英國 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美國 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析軟件等等。 這些系 統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了 CAD/CAM的集成，并能支持 CAE 技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM 技術的發(fā)展。 近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模 HSC5.0 系統(tǒng)及CAE 軟件等，這些軟件具有適應國內模具的具體情況、能在微機上應用且價格低等特點，為進一步普及模具 CAD/CAM 技術創(chuàng)造了良好條件。 近年 來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P20， 3Gr2Mo、 PMS、SM、 SM等，對模具的質量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在 30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到 70% 80%相比，仍有差距。 據有關方面預測，模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不 斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、 PVC 塑料管材接頭模具成為模具市場新的經濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量 巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產品方面，除了彩電等音像產品外，筆記本電腦和網機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。 1.2 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向 (1)提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產率要求而發(fā)展的一模多腔 所致。 (2)在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE 技術。 CAD/CAM 技術已發(fā)展成 為一項比較成熟的共性技術，近年來模具 CAD/CAM 技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網絡的 CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產過程分工協(xié)作要求的問題； CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設計與成型過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 (3)推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和 質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 (4)開發(fā)新的成型工藝和快速經濟模具。以適應多品種、少批量的生產方式。 (5)提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產；其次要逐步形成規(guī)模生產，提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 (6)應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十 分必要。 (7)研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 1.3 論文的主要研究目標及內容 1.3.1 設計目標 （ 1） 完成打印機外罩的結構設計。 （ 2） 完成打印機外罩的模具設計。 （ 3） 完成打印機外罩零件圖和模具裝配圖的繪制。 1.3.2 設計的主要內容 本論文，主要是對打印機外罩結構和模具設計做了研究和探討，所做的工作主要有以下幾個方面： （ 1） 介 紹了打印機外罩在當前社會上發(fā)展的結構形式狀況，以這些情況為主要思路，設計出打印機外罩的結構形式。 （ 2） 根據打印機外罩的結構形式，選出模具的基本模架 ，然后根據外罩的工藝要求設計出外罩的成型零件和模具所有構件。 （ 3） 對模具進行試模 、調整。以得到符合實際生產要求的模具。 1.3.3 設計的關鍵技術問題 在設計模具的過程中，要解決的最主要問題是，各個構件之間相互配合的問題。各個構件之間選用合適的配合的方式，使 各個構件之間不發(fā)生碰撞，靈活自如， 整個模具平穩(wěn)運作 。 2 外罩材料的成型工藝參數(shù)及成型條件 目前，塑件材料主要分為熱固性塑料和熱塑性材料兩大類。成型的方式有：注射 、 壓縮 、 壓注等多種。本次畢業(yè)設計采用熱塑性材料即 ABS 工程塑料，注射成型。 2.1 成型工藝參數(shù) 塑件的成型工藝參數(shù)主要是溫度 、 壓力和時間三大要素。 1 溫度。注射成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度 、 噴嘴溫度和模具溫度等。 （ 1） 料筒溫度 料筒溫度的選擇應保證塑料塑化良好，能順利實現(xiàn)注射，而不 會引起塑料分解。 （ 2） 噴嘴溫度 料筒和噴嘴溫度的選擇應與其它工藝條件相配合。料筒和噴嘴 溫度對成型條件及塑件的物理 力學性能影響十分顯著。 （ 3） 模具溫度 模具溫度對塑件的內在性能和表現(xiàn)質量有很大影響。模具溫度根據塑件是否結晶 、 塑件的尺寸和結構要求等。 2. 壓力。注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，它們都直接影響塑料的塑化和塑件的質量。 （ 1） 塑化壓力 注射過程中塑化壓力的大小是隨塑桿的設計 、 塑件質量的要求以及塑件的種類等的不同而異。 （ 2） 注射壓力 注射壓力的大小取決于注射成型機的類型、模具結構、塑件壁厚、塑件種類和注射成型工藝等。 3. 時間。 一次注射成型周期包括注射時間（充模時 間和保壓時間） 、 閉模冷卻時間和其它時間（開模 、 脫模 、 涂脫模劑 、 安放嵌件 、 閉模等時間）。 （ 1） 生產中充模時 間 為 3 5s。注射時間中的保壓時間所占比例較大，一般約為 20 120s。在澆口處熔料凝結之前，保壓時間的長短對塑件 尺寸精度有直接影響，而澆口處凝結之后則無影響。保壓時間 以塑件的收縮波動范圍最小的時間為準。 （ 2） 冷卻時間取 決于塑件厚度，塑件的熱性能和結晶性能，以及模具溫度。冷卻時間 約為 30 120s 范圍內。冷卻時間過長會 對復雜塑件造成脫模困難。 溫度、壓力和時間。這三大成型工藝控制因素，都需要根據 塑料品種、塑件壁厚和形狀以及模具結構來恰當?shù)倪x定。 2.2 成型條件 成型條件的選擇和控制直接影響塑料的塑化流動和冷卻的溫度 、壓力和相應的各個作用時間，是生產優(yōu)質塑件的主要因素。本外罩的成型條件見表 1-1。 表 1-1 外罩的成型條件 塑料名稱 苯乙烯 -丁二烯 -丙烯腈共聚物 縮寫 ABS 注射成型機類型 螺桿式 堆密度 /g -3（不小于） 1.05 計算收縮率（ %） 0.5 預熱 溫度 / 80 時間 /h 2 料筒溫度 后段 165 中段 170 前段 190 噴嘴溫度 / 175 模具溫度 / 65 注射壓力 /MPa 80 成型時間 /s 注射時間 55 高壓時間 3 冷卻時間 70 總周期 128 螺桿轉速 /r min-1 30 適用注射機類型 螺桿 、柱塞均可 后處理 方法 紅外線燈烘箱 溫度 / 70 時間 /h 2 說明 該成型條件為加工通用級 ABS 料時所用。 3 打印機 外罩設計的工藝性要求 外罩的工藝性就是外罩對成型加工的適應性。外罩工藝性的好壞不但關系到外罩能否順利成型，也關系到外罩的 質量以及外罩模具結構是否經濟合理。外罩工藝性的好壞主要取決于外罩設計，在設計外罩時不僅要滿足使用要求，而且要符合成型工藝特點，并盡可能簡化模具結構。這樣，不僅能保證成型工藝順利實施，提高產品質量，又能提高生產率，降低成本。 3.1 外罩幾何形狀尺寸設計 3.1.1. 外罩壁厚 外罩的壁厚主要決定于外殼的使用條件，但壁厚的大小對塑件成型影響很大，壁厚過小則成型時流動阻力大，而且不能保證塑件的強度和剛度；壁厚過大則浪費原料，增加塑件的成本，還容易產生氣 、 泡縮孔等缺陷。 本外殼屬于大型塑件，其高度為 100mm，長 度為 500mm，寬度為 200mm。壁厚的設計包括以下幾個方面： （ 1） 有大面向小面的過渡采用光滑過渡。 （ 2） 澆口處的厚度比其它部位稍厚一些。 壁厚簡圖見圖 3-1。 圖 3-1 外罩壁厚 3.1.2. 加強筋與增強結構 為了確保外殼的強度和剛度在外殼的內表面設置設置加強筋結構，同時可以改善成型是塑料熔體的流動狀況。設計主要的考慮有五個方面： （ 1） 盡量減少塑料的局部集中，以免產生縮孔和氣泡。 （ 2） 加強筋的尺寸不宜過大，盡 量矮一些、多一些。 （ 3） 加強筋之間中心距大于兩倍壁厚，這樣既可以避免縮孔產生，又可以提高 塑件的強度和剛度。 （ 4） 加強筋布置的方向與熔體流動的方向一致，有利于熔體充滿型腔，避免熔體流動受到攪亂。 （ 5） 加強筋的端面與塑件支承面平行，有一定距離。 主要數(shù)據如下： 加強筋與壁部連接處的圓角半徑為： R=1.5 mm。 兩加強筋的距離為： L=30 mm。 加強筋的高度為； H=3 mm。 加強筋的寬度為： T=2 mm， t=1.5 mm。 簡圖見圖 3-2。 圖 3-2 加強筋的布 置 3.1.3. 外罩支承面 外罩支承面用來配置自攻螺釘孔。與側壁連接，以提高其強度；與加強筋連接，以避免形成增厚部位。 設計簡圖見圖 3-3。 圖 3-3 支承面 3.1.4. 圓角與孔 （ 1） 圓角 本外罩上的轉角處采用圓弧過渡，這樣不僅避免了應力集中，提高 了強度，而且還使塑件變得美觀，有利于塑 料沖模時的流動。內壁圓角半徑是壁厚的一半，外壁圓角半徑 為壁厚的 1.5 倍 ， 圓角半徑不應小于 0.5 mm。本外罩轉角的設計尺寸為： R=1.5H=3.75 mm， r=0.5H=1.25 mm。外罩的轉角處設計如圖 3-4。 圖 3-4 轉角 （ 2） 孔 本外罩上的孔有操作按紐孔、數(shù)據線孔和散熱孔。設計考慮兩個方面： a：孔的形狀簡單，避免增加模具制造的復雜性。 b：孔與孔之間 和孔與壁之間保持一定的距離，以保證外殼的強度。 操作按紐孔 見圖 3-5 a）；數(shù)據線孔見圖 3-5 b）；散熱孔見圖 3-5 c）。 a） 操作按紐孔 b） 數(shù)據線孔 c） 散熱孔 圖 3-5 為了減少模具設計以及生產制造的復雜性，數(shù)據線孔和散熱孔由外罩生產出來后機械加工。 3.1.5. 外罩上的文字、符號 塑件上的標記、符號和文字有三種不同的結構形式：第一種為凸字，這種形式制模方便，但使用過程中凸 字容易損壞；第二種為凹 字，凹字可以填上各種顏色的油漆， 但這種形式如果用機械加工模具則較麻煩；第三種為凹坑凸字，在凸字的周圍帶有凹入的裝飾框，這種結構形式的凸字在使用時不易損壞，模具制造也比較方便。本外罩上的文字、符號采用第三種結構形式。設計的根據： （ 1） 線條寬度不小于 0.3 mm，一般以 0.8 mm 最為適宜。 （ 2） 兩條線之間的距離不小于 0.4 mm，邊框可比字體高出 0.3 mm 以上。 （ 3） 字體和符號的脫模斜度應大于 10，字符平行于模具分型面。字符高在0.3 0.5mm 范圍內。 具體數(shù)據為： 字符高度為 0.3 mm；線條寬度為 0.8mm；符號的脫模斜度為 15；字符成型面有 0 45的斜度。字體見圖 3-6。 圖 3-6 字體 3.2 外罩的幾何形狀。 本外罩幾何形狀的確定主要考慮三個方面 ： （ 1） 有利于外罩的成型、簡化模具結構、降低成本、提高生產率和保證外罩的質量。為了開模是易于取出塑件，盡量避免側壁凹槽或與塑件脫模方向垂直的孔。 （ 2）為了提高外罩的強度和剛度，將外罩的上頂 面設計成拱形曲面。 （ 3）由于塑件冷卻后產生的收縮，會緊緊地包住模具型芯型腔中凸出的部分。為了塑件容易從模具內脫出，使塑件的外壁具有一定的脫模斜度。由于塑件壁較薄，精度要求較高，所以選擇較小的脫模斜度。選為 20。頂蓋見圖 3-7，底蓋見圖 3-8，其尺寸見零件圖紙 。 圖 3-7 頂蓋 圖 3-8 底蓋 3.3 外罩的尺寸精度 3.3.1 影響外罩尺寸精度的因素 影響外罩尺寸精度的因素很多 ， 表 3-1 列出了造成外罩尺寸誤差的主要原因。 表 3-1 影響外罩尺寸精度的因 原因分類 原因的細節(jié) 和模具直接有關系 模具的形式或基本結構；模具的加工制造誤差；模具的磨損、變形、熱膨脹。 和塑料有關的原因 塑料的標準收縮率的變化；塑料的成型收縮、流動性、結晶化程度的差異；再生塑料的混合、著色劑等添加劑的影響；塑料中的水分以及揮發(fā)和分解氣體的影響。 和成型工藝有關的原因 由于成型條件變化造成的成型收縮率的波動；成型操作變化的影響；脫模頂出時的塑料變形，彈性恢復。 和成型后實效有關的原因 周圍溫度、濕度不同造成的尺寸變化；塑料的塑性變形及因為外力作用產生的蠕變、彈性恢復；殘余應力、殘余變形起的變化。 從表中可以看到外罩尺寸誤差的產生是諸多因素綜合影響的結果。目前我國一些工廠的經驗是，外罩的基本尺寸在 120 500 mm，模具成型部件的尺寸公差取外罩尺寸公差的 1/9 1/8。 3.3.2 外罩的尺寸公差 本外殼在使用上不需要采用高精度等級， 但為了不影響外罩的美觀，也不能采用低精度等級。同時，考慮到本外罩材料的性能和成型工藝特點，經查表 6-44實用模具設計與制造手冊，精度等級選為 4 級。 4 模具設計采用的標準 4.1 零件標準 GB 4619.1 推桿 GB 4619.2 直導套 GB 4619.3 帶頭導套 GB 4619.4 帶頭導柱 GB 4619.5 有肩導柱 GB 4619.6 墊塊 GB 4619.7 推板 GB 4619.8 模板 GB 4619.9 限位釘 GB 4619.10 支承柱 GB 4619.11 圓錐定位柱 GB 4170 塑料注射模零件技術條件 零件的設計尺寸和裝配在以下章節(jié)進行闡述。 4.2 模架標準 本次設計，根據外罩的結構尺寸，采用大型模架標準（ GB/T12555.1-1990）。大型模架組合形式按模具所采用的澆口形式、制作的脫模方法和定模、動模組成數(shù)分為基本型和派生型兩類。按動模板數(shù)，基本型有分為 A 型和 B 型兩種。 根據外罩頂蓋和底蓋的結構形狀， 由于 頂蓋 高 度較高，型腔較深而 采用 A 型，見圖 4-1；底蓋 高度較低，型腔較淺而 采用 B 型見圖 4-2。 圖 4-1 頂蓋模架 圖 4-2 底蓋模架 5 模具型腔設計 5.1 型腔數(shù)的確定 型腔數(shù)的確定，主要跟注射機的 最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產的經濟性等因素有關。考慮到本次設計的設計要求，本次設計采用一模一腔結構，配套生產。 5.2 分型面的確定 分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、及其形狀、塑件在模具內的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設備結構因素的影響。本次設計，分型面的選擇考慮七個方面： （ 1） 便于塑件的脫模。 （ 2） 考慮塑件的外觀。 （ 3） 保證塑件的尺寸精度。 （ 4） 有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。 （ 5） 有利于排氣。 （ 6） 考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響。 （ 7） 使成型零件便于加工。 根據以上所思及外罩的形狀、尺寸精度要求，分型面的選擇見圖：圖 5-1 a）頂蓋分型面， b） 底蓋分型面。 a） 頂蓋分型面 b） 底蓋分型面 圖 5-1 5.3 成型零件的結構設計 成型零件是構成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、型芯、螺紋 型芯、螺紋型環(huán)等。由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質量直接關系到塑件的質量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度和耐磨性，以承受塑料的積壓力和料流 的摩擦力，達到足夠的精度和表面粗糙度。 5.3.1 凹摸的結構設計 （ 1） 凹模的結構形式 凹模 又稱陰模，它是成型塑件外表面的零件。凹模的結構形式要根據塑件成型的需要和加工與裝配的工藝要求而定。本次設計頂蓋和底蓋都采用整體式凹模，因為塑件外殼的結構比較簡單而且整體式凹模結構簡單牢固、強度高、成型零件的質量比較好。見圖 5-2：（以低蓋為例 ，其尺寸見零件圖 ） 圖 5-2 凹模 （ 2） 凹模的技術要求 凹模的材料 對一般結構形狀較簡單的凹模常采用 T8、 T10、 T10A 鋼。本凹模結構形狀比較簡單，因此采用 T8 鋼。 凹模的熱處理 因為本凹模結構形狀比較見簡單，因此凹模熱處理硬度要求達 45 50HRC。 凹模的表面粗糙度 表面粗糙度采用一般要求，為 Ra0.2 Ra0.1um。 凹模的表面處理 成型 表面鍍鉻，鍍鉻層深度為 0.015 0.02mm，鍍鉻應拋光，達到表面粗糙度的要求。 凹模的加工 凹模套錐度和模塊錐度要配合嚴密的部位，采用配制加工方法，以保證配合精度。 （ 3） 凹模的裝配 見圖 5-3。（以低蓋為例 ，其裝配基準見裝配圖 ） 圖 5-3 凹模的裝配 5.3.2 型芯的結構設計 型芯是成型塑件內表面的成型零件。根據型芯所成型零件內表面大小不同，通常又有型芯和成型桿之分。型芯一般是指成型塑件中較大的主要內型 的成型零件，又稱主型芯，成型桿一般是指成型塑件上較小的成型零件，又稱小型芯。 （ 1） 型芯的結構形式 由于外罩的結構形狀比較簡單，因而， 型芯的結構形式采用整體式，頂蓋型芯的結構形式采用型芯與成型桿相結合的鑲拼組合式型芯。見圖 5-4：（ a）底蓋型芯，b）頂蓋型芯 ，其尺寸見零件圖 ） a） 底蓋型芯 b） 頂蓋型芯 圖 5-4 （ 2） 型芯的技術要求 型芯材料 選為 T8。 表面粗糙度 成型部分為 Ra0.10 Ra0.025um；配合部分為 Ra0.8 um；其余部分為 Ra6.3 Ra1.6 um。 熱處理硬度 45 50HRC。 表面處理 成型部分鍍鉻，鍍鉻層深度為 0.015 0.020mm，鍍鉻后拋光處理。 配合加工 因為頂蓋上有孔，為了達到同心度的要求，頂蓋采用配合加工。 （ 3） 型芯的裝配 為了降低成產成本、節(jié)約資源、提高生產效率，頂蓋和底蓋的型芯采用相同的裝配方式。以頂蓋的裝配方式為 例，見圖 5-5： 圖 5-5 型芯的裝配 6 注射機的選擇 在模具設計時，必須根據塑件的具體情況，選用合適的注射機。這就要熟悉所選用注射機的技術規(guī)范，并對有關參數(shù)進行校核。 6.1 注射機的初選 根據外罩的結構形狀、工藝要求和我國一些工廠的生產經驗：頂蓋模具的基本模架選為 A 一 6575 33GB T12555.1 1990，底蓋模具的基本模架選為 B 一 6575 19 GB T12555.1 1990，其中由于動模板和定模板不能滿足本塑件的要求而 自行設計；模具的注射機類型初選為 FD650 型。 6.2 注射機的校核 注射機的 校核主要有四個方面的內容： （ 1） 模具閉合厚度的確定和校核 。 （ 2） 模具安裝尺寸的校核 。 （ 3） 模具開模行程的校核 。 （ 4） 注射機鎖模力的校核 。 6.2.1 模具閉合厚度的確定和校核 根據公式： H= H1 + H2 + H3+A+B+C（其中， A：表示定模厚度； B：表示動模厚度； C：表示墊塊高度； H1：表示定模板座厚度； H2：表示動模板座厚度； H3：表示支承板厚度。） （ 1） 頂蓋模具厚度 H= H1+ H2+A+B+C=25+40+130+100+200=495mm FD650 型的注射機的安裝模具厚度范圍為 460 980mm.。經校核，所選注射機類型 合格。 （ 2） 底蓋模具厚度 H=H1+H2+H3+A+B+C=25+40+80+60+100+160=465mm。經校核，所選注射機類型合格。 6.2.2 模具安裝尺寸的校核 （ 1） 頂蓋模具安裝尺寸校核 該模架外形尺寸為 400mmx750mmx495mm。經校核， FD650 型注射機的安裝尺寸滿足 要求 。 （ 2） 底蓋模具安裝尺寸校核 該模架外形尺寸為 400mm 750mm 465mm。經校核， FD650 型注射機的安裝尺寸滿足 要求 。 6.2.3 模具開模行程的校核 （ 1） 頂蓋 模具開模行程的校核 FD650 型注射機的最大開模行程 S=1980mm，超過塑件深度 100mm， 能夠完全脫模，因此 滿足要求 。 （ 2） 底蓋 模具開模行程的校核 JPH250 型注射機的最大開模行程 S=1980mm(受模厚影響減少 )，遠遠超過底蓋的高度 20mm，能夠完全脫模，因此滿足要求 。 6.2.4 注射機鎖模力的校核 （ 1） 頂蓋模具 注射機鎖模力的校核 因為， 注射壓力 80MPa，塑件在分型面上的投影面積約為： 100 500=50000 mm2 則總壓力為： 80 50000=4000kN 而 FD650 型注射機的鎖模力為 6500kN，所以，該注射機 滿足要求。 （ 2） 底蓋模具 注射機鎖模力的校核 因為， 注射壓力 80MPa，塑件在分型面上的投影面積約為： 100 500=50000 mm2 則總壓力為： 80 50000=4000kN 而 FD650 型注射機的鎖模力為 6500kN，所以，該注射機 滿足要求 7 模具構件設計與標準 7.1 支承件的設計 模具中的各種固定板（模板）、支承板（墊板）、支承柱（墊塊）以及模座（動、定模座板）等均稱為支承零件，各種支承零件均應具有足夠的強度與剛度。 7.1.1 動模座板和定模座板設計 動模座板和定模座板均是固定塑料模具與成型設備連接的模板，因此，座板的輪廓尺寸和固定孔必須與成型設備上模具的安裝板相適應。動模座板的設計與標準見圖 7-1 a），定模座板的設計與標準見圖 7-1 b）。 a） 動模座板 b） 定 模座板 圖 7-1 標準： GB/T 12555.3-1990 材料： 45 鋼 形位公差： t1 為 5 級， t2、為 7 級， t3 為 9 級。 7.1.2 固定板設計 固定板是用以固定型芯、凹模 、導柱、導套、推桿等作用。為了 其他零件固定穩(wěn)固，固定板也應有足夠的厚度。以頂罩模具為例，定模板的設計見圖 7-2 a），動模板的設計見圖 7-2 b）。（底罩模具固定板的設計和標準與頂罩模具相同） a） 定模板 b） 動模板 圖 7-2 標準： GB/T 12555.4-1990 材料： 45 鋼 形位公差： t1 為 5 級， t2、 t3 為 6 級。 7.1.3 支承板的設計 支承板是墊在固定板背面，防止成型零件和導向零件軸向移動，并承受一定的成型壓力。支承板與固定板的連接通常用螺釘和銷釘緊固。本次設計采用螺釘連接。 支承板有足夠的強度和剛度，以承受成型力而不過量變形，其設計方法與標準與固定板的設計一樣，在次，不在多做闡述。 7.1.4 墊塊的設計 墊塊的作用是形成推出機構所需的推出空間或調節(jié)模具閉合高度，以適應成型設備的壓板間距。墊塊的高度在形成推出機構的推出空間時，應根據推出機構的推出行程確定。依次，頂蓋模具的墊塊高度確定為 200 mm，見圖 7-3 a）；底蓋模具的墊塊高度確定為 160 mm，見圖 7-3 b）。 a） 頂蓋模具墊塊 b） 底蓋模具墊塊 圖 7-3 標準： CB4169.6-1984 材料： Q235A 鋼 粗糙度要求： 0.8。 模具兩邊墊塊的高度應一致，以保證組裝后的模具上、下表面平行。 7.2 導向零件的設計 導向零件是保證動模和定模合模時正確定位和導向，并避免模內個零部件發(fā)生碰撞和干涉，以保證塑件的形狀和精度的重要零件。主要零件包括導柱和導套。 對本次導向零件的設計原則是： （ 1） 導向機構類型的選用。 （ 2） 導柱數(shù)量、大小、及其布置。 （ 3） 導向零件的設置注意模具的強度。 （ 4） 導向零件的結構便于導向。 （ 5） 導向準確、運動靈活、平穩(wěn)，具有足夠強度、剛度和耐磨性。 本次設計，頂蓋模具的導 向零件和底蓋模具的導向零件采用同一結構和固 定形式。現(xiàn)以頂蓋模具的導向零件為例，對設計過程作一闡述。 7.2.1 導柱、導套的結構及其固定形式 （ 1） 導柱的結構 導柱的結構形式隨模具的結構、大小及塑件生產批量要求的不同而異。本次設計考慮到使用大型模架，而采用帶肩導柱（型）。其結構見圖 7-4。 圖 7-4 導柱 （ 2） 導套的結構 導套的 主要結構形式有直導套和 帶頭導套。帶頭導套 結構較復雜，主要用于精度較高的大型模具。根據本次設計的需要，采用帶頭導套（型）。見圖 7-5。 圖 7-5 導套 （ 3） 導柱和導套的配合 對于大型注射模具，為防止導套拔出，導柱與導套的配合采用間隙配合 H7/f7。安裝方法如圖 7-6 所示。 圖 7-6 導柱和導套的配合 7.2.2 推板導柱和推板 導套的結構及其固定形式 （ 1） 推板導柱的結構 推板導柱用于推出機構導向的零件，有時可作為支承柱和導柱兼用。結構見圖7-7。 圖 7-7 推板導柱 （ 2） 推板導套的結構 推板導套采用帶頭導套（型），見圖 7-8。 圖 7-8 推板導套 （ 3） 推板導柱和推板導套的固定形式 推板導柱和推板導套之間的配合采用間隙配合 H7/f7。安裝方法如圖 7-9 所示。 圖 7-9 推板導柱和推板導套的固定形式 7.3 定位零件的設計 定位零件包括定位圈、定距螺釘，限位釘及圓錐定位件等。本外罩模具的定位零件只采用定位圈和限位釘。 7.3.1 定位圈 的設計 定位圈與注射機定模固定板中心的定位孔相配合，通常采用 H11/h11 間隙配合，其作用是使主澆 道與噴嘴和機筒對中。定位圈的形式有、型三種。本次設計采用型，具體數(shù)據見圖 7-10。 圖 7-10 定位圈 7.3.2 限位釘?shù)脑O計 限位釘也稱擋銷，其作用： （ 1） 使推板與動模座板之間形成間隙，便于清理廢料和雜物 （ 2） 通過調節(jié)擋銷的厚度來控制推桿的位置及推出距離 其結構數(shù)據見圖 7-11。 圖 7-11 限位釘 7.4 推出零件的設計 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件由模具型腔中脫出，模具中這種脫出塑件的機構稱為推出機構，或稱脫模機構。 本模具的推出過程采用推桿推出。推出過程包括開模、推出、取件、閉模、推出機構復位等過程。推出零件有推桿、復位桿、推桿固定板和推板等。推桿將塑件從型芯中推出；復位桿在閉模過程中使推桿復位；推桿固定板和推板連接和固定所有推桿和復位桿，傳遞推出力并使整個推出機構能協(xié)調運動。 7.4.1 推出機構的選擇 推出機構按驅動方式可分為： 手動推出機構、機動推出機構、液壓推出機構、 氣動推出機構。 機動推出機構是利用注射機的開模動作推出塑件。開模時塑件先隨動模一起移動，達到一定位置時，推出機構被注射機上固定不動的頂桿頂住而不再隨動模移動時，動模繼續(xù)移動時，推出機構便將塑件從動模上推出。機動推出機構具有生產效率高、推出力大等優(yōu)點。因此，本次設計采用機動推出機構。 7.4.2 推出機構的設計 采用的設計 原則 （ 1） 結構可靠 推出機構工作可靠、運動靈活、制造方便、配換容易，機構本身具有足夠的強度和剛度，足以克服脫模阻力。 （ 2） 保證塑件不變形不 損壞 正確分析外罩對型腔的附著力的大小和所在部位，選出合適的推出方式和推出位置，使脫模力合理分布。 由于塑件收縮時包緊型芯，因此脫模力作用位置靠近型芯。同時脫模力施與塑件剛度和強度較大的位置。在確定推出零件機構及尺寸時，考慮綜合因素，以保證塑件順利脫模。 （ 3） 保證塑件外觀良好 推出塑件的位置，選在塑件內部。 （ 4） 塑件留在動模一邊 使模具的推出機構較為簡單。 7.4.3 零部件設計 （ 1） 推桿的設計及固定 推桿形式較多，常用為圓截面推桿。由于外罩面積比較大，為了在脫模時外罩的形狀不受到太大的影 響，而采用錐面推桿。其設計見圖 7-12，固定圖見 圖 7-13。 圖 7-12 推桿 圖 7-13 推桿的固定 （ 2） 復位桿的設計及固定 推桿在完成推出塑件動作之后，要求返回初始位置，以待下一次工作。使推桿復位的零件稱為復位桿，它是借助模具的閉合動作而使推出機構復位 的桿件，是推出機構中應用最廣泛的一種復位零件。復位件在結構上與推桿相似，都是固定在同一板（即推桿固定板）上。兩者的不同之處是它們與模板的配合間隙不同，復位桿與模板的配合間隙可以較推桿與模板的配合間隙稍大，同時在復位狀態(tài)下復位桿的頂面與模具的分型面平行。設計如圖 7-14 所示，固定如圖 7-15 所示。 圖 7-14 復位桿 圖 7-15 復位桿的固定 （ 3） 推板和推桿固定板的設計及固定 推板用于塑件加工后塑件的脫模，推桿固定板用于推桿、復位桿在推板上的固定。推板的設計如圖 7-16 a）所示，推桿固定板的設計如圖 7-16 b）所示，固定方式見圖 7-9。 a） 推板 b） 推桿固定板 圖 7-16 8 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指模具中從接觸注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道，其作用是使塑料熔體平穩(wěn)且有順序地填充到型腔中，并在填充和凝固過程中把注射壓力充分傳遞到各個部位，以獲得組織緊密、外形清晰的塑件。 澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。本次設計采用普通澆注系統(tǒng)。 8.1 澆注 系統(tǒng)的組成 本澆注系統(tǒng)有主流道、分流道、澆口和冷料穴四個部分組成。 （ 1） 主流道 是從注射機噴嘴與模具的接觸部分起到分流道為止的一段流道。 （ 2） 分流道 是 介于主流道和澆口之間的一段通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡通道，能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉換。 （ 3） 澆口 它是分流道與型腔之間的狹窄部分 。這一狹窄短小的澆口能使分流道輸送來 的熔融塑料產生加速，形成理想的流動狀態(tài)而充滿型腔。 （ 4） 冷料穴 是直接對著主流道的孔。其作用是儲藏注射間隔期間產生的冷料頭，以防止冷料進入型腔而影響塑件質量。 8.2 澆注 系統(tǒng)設計的基本原則 （ 1） 適應塑料的成型工藝性 注射成 型時，熔融塑料在澆注系統(tǒng)和型腔中的溫度、壓力和剪切速率是隨時 變化的，相應的表觀粘度也不斷 發(fā)生 變化。因此在設計澆注系統(tǒng)時， 綜合考慮這些因素，以便在沖模這一階段能使熔融塑料以盡可能低的表現(xiàn)粘度和較快的速度充滿整個型腔，而在保壓這一階段又能通過澆注系統(tǒng)，使壓力充分的傳 遞到型腔的各個部位， 以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、質量較好的塑件。 （ 2） 利用型腔內氣體的排出 澆注系統(tǒng)順利而平穩(wěn)的引導熔融塑料充滿型腔的各個角落，在沖填過程中不產生紊亂或渦流，使型腔內的氣體順利排出。 （ 3） 減少塑料熔體的熱量及壓力損失 澆注系統(tǒng)能使熔融塑料通過時其熱量和壓力損失減小，以防止因過快的降溫降壓而影響塑件的成型質量。 （ 4） 便于修整和不影響塑件的外觀質量 設計澆注系統(tǒng)時要結合塑件的大小 形狀及技術要求綜合考慮，做到去除、修整澆口凝料方便，并且不影響塑件的美觀和 使用。 （ 5） 防止外罩翹曲變形 考慮由于澆口收縮等問題，而采取 措施予以防止。 （ 6） 便于減少塑料消耗和減少模具尺寸 在滿足以上各項原則的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小， 以減小模具尺寸，節(jié)約模具材料。 8.3 澆注 系統(tǒng)的設計 頂蓋模具 和底蓋 模具 采用同一類型的澆注系統(tǒng)，以頂蓋模具澆注系統(tǒng)的設計為例進行闡述。 8.3.1 主流道的設計 主流道是熔融塑料進入模具型腔時的最 先經過部位 ，其截面尺寸直接影響塑料的流動速度和填充時間，如果主流道截面尺寸太小，則塑料在流動時的冷卻時間面積相對增加 ， 造成造型困難。反之，如果主流道截面尺寸太大，則使流道的容積增大，且外罩冷卻定型的時間延長，降低了生產效率。基于上述考慮，本外罩屬于大型塑件，主流道設計的大一些。主流道的設計如下： （ 1） 主流道的截面采用比表面積最小的圓形截面。因主流道垂直于分型面，為了便于流道凝料的脫出，主流道設計成圓錐形，其錐角為 4 錐孔內壁光滑，表面粗糙度為 0.4um。如圖 7-1 所示。 （ 2） 主流道的小端直徑根據所選注 射機的規(guī)格定為 6mm。為了與注射機噴嘴相吻合，主流道的始端設計為球面凹坑狀，球面半徑根據注射機噴嘴球面半徑確定為31 mm。球面深度取為 5 mm。主流道長度根據定模板厚度確定為 50 mm。如圖 8-1所示。 （ 3） 主流道與分流道相接處有過度圓角，是為了減小流料轉向是的阻力，半徑設為 2mm。如圖 8-1 所示。 圖 8-1 主流道 （ 4） 澆口套與定位環(huán) 由于主流道要于高溫的塑料和噴嘴反復接觸和碰撞，所以模具的主流道設計成可拆卸更換的襯套（稱為澆口套） 。常用的澆口套有型、型兩種類型。本次設計采用型。 澆口套固定臺階尺寸不能太大，根據定位環(huán)的尺寸確定為 3mm。澆口套的總長度根據主流道的長度確定為 55mm。為減小澆口套同模具之間的溫差固定圓柱直徑也盡可能小，取為 35mm。結構尺寸見圖 8-2。 澆口套與定模板座的配合 按 H7/m6 過渡配合。澆口套與模板配合孔緊密 無縫隙。 澆口套與定位環(huán)的裝配圖見圖 8-3。 圖 8-2 澆口套 圖 8-3 澆口套的裝配 8.3.2 分流道的設計 塑件尺寸較大采用澆口進料的單型腔模具和所有多型腔模具都需設置分流道。分流道的設計應能使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉換并盡快的充滿型腔，流動中溫度降低盡可能低，同時應能將塑料熔體均勻地分配到各個型腔。 實際選擇分流道 的截面形狀時， 從減少壓力損失和熱量散失考慮，本次設計采 用圓形截面分流道。除了考慮以上因素，還要考慮以下因素： （ 1）分流道的截面尺寸視塑件的大小和壁厚、塑件品種、注射 速率和分流長度等因素而定。根據外罩的大小，分流道的長度設為 25mm。分流道的直徑經查表 5-9塑料模具設計及制造，確定為 9 mm。 （ 2）分流道的表面不必很光滑，其表面粗糙度為 1.6um，這樣流道內料流的外層流速降低，容易冷卻而形成固定表皮層，有利于流道的保溫。 （ 3）分流道與澆口處的連接光滑過渡，以利于熔體的流動及填充。 （ 4）設計型腔與分流道布置時，使塑件和流道在分型面上總投影面積的幾何中心與鎖模力的中心相重合。這對于鎖模的可靠性和鎖模機構受力的均勻性都是有利的，而且還可以防止溢料現(xiàn)象。 （ 5）由于分 流道較長，在其末端設置冷料穴，以防止冷料頭堵塞澆口或進入型腔而影響塑件的質量。 8.3.3 冷料穴和拉料桿的設計 注射 成型時，噴嘴前端的熔料溫度較低，為防止其進入型腔，通常在流道末端設置用于集存這部分冷料的冷料穴。冷料穴有兩種，一種是純?yōu)閮Υ胬淞现?；另一類是還兼有拉或推出凝料的作用。 冷料穴設置在熔料流動方向的轉折處，以便將冷料入穴中存留起來。根據注射機的類型，以及外殼的成型，把冷料穴設置 在主流道正對面的動模上，冷料穴直徑稍大于主流道大端的直徑，底部 作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使 冷料穴兼有開模時將主流道 凝料從主流道是拉出而附在動模一邊的作用。 冷料穴和拉桿結構有：帶鉤型拉料桿的冷料穴、帶球頭拉料桿冷料穴、無拉料桿冷料穴等。 本次設計采用帶鉤型拉料桿冷料穴，該冷料穴底部有一根與冷料穴公稱直徑相同的鉤形（ Z 型）拉料桿，由于拉料桿頭部的側凹能將主流道凝料構住，開模時即可將凝料從主流道中拉出，同時，由于拉料桿的尾部固定在推桿固定板上，故在塑件推出時，凝料也一同推出。取出塑件時，用手工朝拉料鉤的側向稍許移動，即可將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。 拉料桿鉤形與定模板之間采用 H9/f9 間隙配合，相對固定部分采用 H7/m6 過渡配合，配合部分的表面粗糙度為 Ra0.8。其主要尺寸見圖 8-4。 圖 8-4 冷料穴和拉料桿 8.3.4 澆口的設計 澆口 是連接分流道和型腔的橋梁，它是整個澆注系統(tǒng)的最薄弱點和關鍵環(huán)節(jié)，其形式、尺寸開設在型腔的什么部位對塑件質量影響很大。在大多數(shù)情況下，澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面最小部分。當熔融塑料通過狹小的澆口時，流速增高，并因摩擦使料溫也升高，有利于填充型腔。同時，狹小的澆口適當保壓補縮后首先凝固封閉型腔，使 型腔內的熔料即可在無壓力狀態(tài)下自由收縮凝固成型，因而塑件內殘余力小，可減小塑件的變形和破裂。 一般澆口的尺寸很難用理論公式計算，通常根據經驗確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以整修。根據我國一些工廠的經驗，澆口的截面面積為分流道截面面具的 5%，截面形狀為圓形，澆口長度為 1mm，表面粗糙度為 0.4um。 （ 1） 澆口的類型選擇 注射模的澆口結構形式較多，不同類型的澆口其尺寸稍有不同，特點和適用情況也有所不同。根據塑料的成型特性，外罩的幾何形狀與尺寸、生產批量、注射機規(guī)格等因素，澆口類型選為直接澆口。如圖 8-5 所示。 圖 8-5 澆口類型 （ 2） 澆口位置的選擇 澆口的開設位置對塑件質量的影響很大，因此在確定澆口位置時，根據塑件的幾何形狀和技術要 求，進行 全面考慮。主要有以下考慮： 避免引起熔體破裂現(xiàn)象 加大澆口尺寸，以降低流速，平穩(wěn)地充填型腔，使熔體破裂現(xiàn)象消失。 有利于熔體流動和補縮 澆口位置開設在塑件截面最厚處，以利于熔體填充和補料。 有利于型腔內氣體排出 澆口位置設置在塑件表面積最大 處的中央。 防止料流將型芯積壓變形 控制流速，對稱進料，以防止型芯彎曲。 保證流動比在允許范圍內 流動比過 會因料溫下降造成熔體不能充滿整個型腔。本外罩屬于大型塑件，流動比范圍確定為 280 300L/t。 （ 1） 澆口設計 澆口設計成圓形橫截面、輕微的錐度，并在最大橫截面處與塑件連接。熔融塑料通過主流道直接進入型腔，流程短，進料快，流動阻力小，傳遞壓力好，保壓補縮作用強，有利于排氣和消除熔接痕，且模具結構簡單，制造方便。 澆口截面尺寸不能太小，過小的澆口壓力損失大、冷凝快、補縮困難會造成塑件缺料、縮 孔等缺陷。同樣，澆口截面尺寸也不能過大，過大的澆口注射速率低，溫度下降快，塑件可能產生明顯的熔接痕和表面云層現(xiàn)象。澆口直徑為主流道大端直徑，確定為 8mm。如圖 8-6 所示。 圖 8-6 澆口及位置 |注塑模具 |沖壓模具 |工藝夾具 |減速器 |變速器 |機械手 |機器人 |汽修設計 |數(shù)控加工編程 |數(shù)控改造 |數(shù)控機床 |液壓設計 |機電 PLC 控制 |單片機 |專用組合機床 |污水處理工程 |化工設備類 |自動生產線類 |三維造型類 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精修動、定模分型面，控制型腔厚度 （ 2） 復鉆各螺孔、銷孔及推件孔，動、定模模塊分別夾緊，復鉆各孔 （ 3） 壓入導柱、導套、澆口套，注意檢查導柱導套配合松緊度 （ 4） 磨安裝基面 （ 5） 裝好定模部分 （ 6） 裝好動模部分 （ 7） 修正推桿及驗證復位彈簧 （ 8） 試模、調整 10.1.3 模擬開模 開模過程如圖 10-2 所示。 a）注射， b）開模， c）推出塑件， d）開始復位， e）合模。 a） 注射 b） 開模 c） 推出塑件 d） 開始復位 e） 合模 圖 10-2 10.2 試模 塑料 模具制造完成后，必須經過試模合格，才能投入批量生產。本模具是主要衡量以下標準： （ 1） 成型外罩各部尺寸和粗糙度均滿足藍圖要求； （ 2） 澆注系統(tǒng)在常規(guī)條件下，注射狀態(tài)正常； （ 3） 外罩各部均無明顯飛邊和阻礙外罩脫模的現(xiàn)象發(fā)生； （ 4） 成型的外罩及澆注凝料均能順利的完成脫模； （ 5） 相對移動部分運動自如，穩(wěn)定可靠； （ 6） 成型過程安全可靠，無事故隱患； （ 7） 冷卻水道暢通，無漏水現(xiàn)象。 試模過程分裝模、試模及休整三個階段。 10.2.1 裝模 裝模 包括預檢、裝模、緊固、校正頂桿頂出距離、調節(jié)合模松緊程度以 及通冷卻水路等內容。 （ 1） 預檢 試模在安裝前，根據圖紙，對模具再檢查一次 ，以便及時發(fā)現(xiàn)問題進行休整，并檢測模具安裝空間是否滿足注射機的安裝條件。 結論 為期六個月的畢業(yè)設計即將結束，這也標志著我四年的大學生活已經拉開了帷幕。在過去的六個月中，有喜悅、有苦惱，有緊張也有放縱。可以說，這是我大學生活的一個縮影，也是我大學期間的最后一次做作業(yè)。 這次作業(yè)是一次非常難得的理論與實際相結合的機會，通過這次畢業(yè)設計我收獲了許多。 首先，是精神上的收獲，它是我今后走上工