洗滌劑瓶彈簧固定管注塑模具設(shè)計(jì)【26張CAD圖紙+PDF圖】

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中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 前　 　言 - 1 - 第一章 塑件分析設(shè)計(jì)及選材 - 2 - 第1.1節(jié) 塑件的結(jié)構(gòu)及其材料的選用 - 3 - 第1.2節(jié) 塑料制品的質(zhì)量要求 - 7 - 第二章 方案論證 - 8 - 第三章 注塑機(jī)的選用 - 10 - 第3.1節(jié) 注塑機(jī)的初步確定 - 10 - 第3.2節(jié) 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 - 10 - 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 13 - 第4.1節(jié) 分型面的選擇 - 13 - 第4.2節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 14 - 第4.3節(jié) 流動(dòng)比的計(jì)算 - 19 - 第五章 成型零件設(shè)計(jì) - 20 - 第5.1節(jié) 成型零件鋼材的選用 - 20 - 第5.2節(jié) 凹模的設(shè)計(jì) - 20 - 第5.3節(jié) 型芯的設(shè)計(jì) - 25 - 第5.4節(jié) 型腔螺紋部分的尺寸確定 - 28 - 第5.5節(jié) 側(cè)壁厚度計(jì)算 - 29 - 第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 30 - 第七章 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 31 - 第八章 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 31 - 第8.1節(jié) 模具溫度調(diào)節(jié)概論 - 31 - 第8.2節(jié) 冷卻水道的計(jì)算 - 31 - 第8.3節(jié) 冷卻水道的布局 - 34 - 結(jié) 束 語(yǔ) - 34 - 致 謝 - 35 - 參 考 文 獻(xiàn) - 35 - 外文原稿： - 36 - 譯文： - 48 - 目 錄 前　 　言 在當(dāng)今這個(gè)時(shí)代，塑料材料已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)及日常生活中不可缺少的主要材料之一。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的塑料工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，塑料制品已成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)、文教衛(wèi)生和人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹破?。隨著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)塑料制品的需求量也越來(lái)越大，試樣更新、質(zhì)量更好、性能更佳、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的塑料制品在不斷涌現(xiàn)。塑料的體積消耗量已經(jīng)趕超鋼材。由于我國(guó)塑料行業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比沒(méi)能有大的比例，但是在應(yīng)用量和發(fā)展前景是不可限量的。 當(dāng)塑料消耗量在逐步增大時(shí)，其成型為有價(jià)值的產(chǎn)品是整個(gè)行業(yè)的關(guān)鍵步驟之一。塑料通過(guò)模具成型為絕對(duì)的方式，占成型方式中的95%，是由于塑料注射成型工藝的最大特點(diǎn)是復(fù)制，能復(fù)制出任意數(shù)量的直接使用或稍作處理即可使用的制品，其成型方式能實(shí)現(xiàn)成型的規(guī)?；?、自動(dòng)化以及各種形狀的塑件。雖然在設(shè)備和模具上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常之大，實(shí)屬一種經(jīng)濟(jì)快捷的生產(chǎn)方式。因而得到廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。 　　以模具的設(shè)計(jì)和制造來(lái)看，模具的發(fā)展將會(huì) l 理論研究不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)計(jì)算日趨成熟 l 塑料模具的高效率自動(dòng)化 l 大型的塑料模具 l 高精度的塑料模具 l 模具設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件輔助設(shè)計(jì)（CAD）輔助工程（CAE）輔助制造（CAM）Pro/engineer,UG等的應(yīng)用 l 模具制造新工藝的進(jìn)展 l 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 關(guān)于塑料模具的此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是把我們?cè)诖髮W(xué)中所學(xué)的專業(yè)知識(shí)組合起來(lái)，與塑料模具行業(yè)的概況與發(fā)展趨勢(shì)相結(jié)合的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。此次設(shè)計(jì)將使我們從一個(gè)學(xué)生看問(wèn)題的角度開(kāi)始轉(zhuǎn)變成以設(shè)計(jì)人員的角度來(lái)處理這些問(wèn)題。同時(shí)了解一個(gè)塑料模具在設(shè)計(jì)過(guò)程中的：澆注系統(tǒng)、成型零件、和模導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、側(cè)向抽心與分型機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)幾大部分的設(shè)計(jì)方法。以及針對(duì)具體塑料模具時(shí)，如何選擇一個(gè)適用于實(shí)際中的最佳方案。以此來(lái)作為工作前的匯總練習(xí)。 第一章 塑件分析設(shè)計(jì)及選材 塑料制品的設(shè)計(jì)要求是根據(jù)制品的使用需求和外觀要求，從塑料的力學(xué)性能、美術(shù)造型和成型工藝、塑料模具設(shè)計(jì)和制造的可行性等多方面進(jìn)行綜合考慮的結(jié)果。塑件設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮到滿足：1)使用要求，全面精確的滿足塑件的使用要求是十分重要的，也是設(shè)計(jì)中最重要的一步，塑件的承載條件和環(huán)境條件就是考慮的方向之一。2)塑件設(shè)計(jì)時(shí)還得有利于模具結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，不但會(huì)使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，甚至難以制造出可以成型塑件的模具。此外，設(shè)計(jì)還要考慮到模具的加工工藝型：其一，所涉及的零件可以較為方便地用機(jī)加工或其他方式加工；其二，保證加工出的零件應(yīng)具有預(yù)期的使用壽命；其三，模具的零部件應(yīng)具有通用性和互換性，以方便維修；其四，對(duì)于有仿腐要求的零件應(yīng)選用具有防腐性能的材料或采取防腐措施，如鍍鉻,鍍鎳等。3)應(yīng)盡量降低成本，降低成本，增加效益是每個(gè)企業(yè)孜孜以求的目標(biāo)。同時(shí)，塑件的設(shè)計(jì)的原則應(yīng)本著：形狀力求簡(jiǎn)單、造型優(yōu)美；更具使用要求選擇材料；考慮模具的工藝性。 第1.1節(jié) 塑件的結(jié)構(gòu)及其材料的選用 1.1.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 此塑件的作用是裝栽彈簧，使噴霧器在用手力將溶劑噴出后，通過(guò)其中的彈簧勢(shì)能回復(fù)來(lái)準(zhǔn)備下一次的噴霧。在噴霧的循環(huán)過(guò)程中，彈簧固定筒在縱向要受到彈簧力的作用。針對(duì)受力筒的情況本塑件采用了多處加強(qiáng)阱的塑件結(jié)構(gòu)。在選用塑料時(shí)就應(yīng)該考慮其拉伸強(qiáng)度。塑件的凸緣在裝配過(guò)程中夾在瓶口和螺紋蓋的中間，使其固定不可以誰(shuí)便晃動(dòng)。同時(shí)由凸緣承受彈簧所產(chǎn)生的力。塑件的小端有一斜孔后的直小孔，斜孔是為在裝配過(guò)程中方便于小塑料管的深入裝配，而直管部分是用于為裝配好有一個(gè)好的配合，讓整個(gè)瓶體優(yōu)化。 圖1.2 塑件立體圖刨視 圖1.1 塑件立體圖 圖1.3 塑件尺寸圖 由軟件Auto CAD 分析出塑料制件的相關(guān)數(shù)據(jù)為： 實(shí)體 單位為mm 質(zhì)量: 4600.1353 體積: 4600.1353 邊界框: X: 463.2318 -- 547.2318 Y: -14.5000 -- 14.5000 Z: 126.0105 -- 155.0105 質(zhì)心: X: 499.7964 Y: 0.0000 Z: 140.5105 慣性矩: X: 91161776.3795 Y: 1242627223.3542 Z: 1151803685.9128 慣性積: XY: 0.0000 YZ: 0.0000 ZX: 323051928.0671 旋轉(zhuǎn)半徑: X: 140.7736 Y: 519.7388 Z: 500.3846 主力矩與質(zhì)心的 X-Y-Z 方向: I: 340436.8822 沿 [1.0000 0.0000 0.0000] J: 2708669.4184 沿 [0.0000 1.0000 0.0000] K: 2706471.4743 沿 [0.0000 0.0000 1.0000] 1.1.2 塑件材料的選用 注射塑料制品的選材要求主要取決于使用要求，為達(dá)到均衡選材還需考慮材料的注射工藝性和模具的結(jié)構(gòu)工藝性。在此基礎(chǔ)上經(jīng)濟(jì)社會(huì)中產(chǎn)品成本也是必須考慮的重要環(huán)節(jié)。在使用、力學(xué)性能、外觀要求等各個(gè)方面滿足要求的前提下，就要選用成本最低的材料，這也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物和競(jìng)爭(zhēng)的條件和基礎(chǔ)。 1. 塑料價(jià)格及大體性能 由《中國(guó)化工信息周刊》　2005.3.21日 11期的價(jià)格可以看出 PP 低價(jià)位的在11600元/t左右 LDPE　低價(jià)位的在1300元/t左右 LLDPE　低價(jià)位的在11850元/t左右 HDPE　低價(jià)位的在11700元/t左右 PVC　低價(jià)位的在　8250-15000元/t左右 由成本方面考慮PP具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，同時(shí)PP在材料中的拉伸強(qiáng)度是較高的。綜合考慮原料選用PP是較為合適的。 2. 強(qiáng)度性能校核 此件主要受力為彈簧所導(dǎo)致的拉伸受力，為瞬時(shí)載荷。其拉伸強(qiáng)度為25～40/MPa拉伸摸量1.0～1.6GPa 負(fù)載塑件的載荷定為400kn 則塑件厚度要求為 δ＝＝＝3.64×10mm （1-1） 由此可以得出塑件選用PP材料1mm壁厚完全能夠承受的力，符合強(qiáng)度要求。 1.1.3 聚丙烯的性能及特點(diǎn) ①聚丙烯的基本性能：（表1.1） 基本性能 密度 g/cm3 0.88～0.91 電性能 體積電阻率 Ω·mm ＞ 收縮率 % 1.0～3.0 介電常數(shù) Hz2.0～2.6 熔點(diǎn) ℃ 164～170 擊穿電壓 Kv/mm 20～26 熱變形溫度 (45N/cm2) ℃ 105～116 工藝參數(shù) 模具溫度 ℃ 40～60 力學(xué)性能 拉伸強(qiáng)度 MPa 30～39 噴嘴溫度 ℃ 190～220 拉伸彈性模量 GPa 1.1～1.6 中段溫度 ℃ 220～240 彎曲強(qiáng)度 MPa 42～67 后段溫度 ℃ 180～210 彎曲強(qiáng)度模量 GPa 1.45 注射壓力 MPa 40～80 壓縮強(qiáng)度 MPa 39～56 塑化形式 螺桿式，注塞式 缺口沖擊強(qiáng)度 kj/m2 3.5～4.8 噴嘴形式 通用式 硬度 HB HR95～105 聚丙烯塑料的注射成型特點(diǎn)： 聚丙烯為結(jié)晶性高聚物，吸水率很低，約為0.03%～0.04%．注射時(shí)一般不需要干燥，必要時(shí)可在80～100℃下干燥3～4h。 聚丙烯的熔點(diǎn)為160～175℃，分解溫度為350℃，所以成型溫度范圍較寬，約為205～315℃，其最大結(jié)晶速度的溫度為120～130℃。注射成型用的聚丙烯的熔融指數(shù)為2～9/10min，熔體流動(dòng)性較好，在注塞式或螺桿式中都能順利成型。一般料筒溫度控制在210～280℃，噴嘴溫度可比料筒溫度低10～30℃。當(dāng)生產(chǎn)薄壁制品時(shí)，料筒溫度可提高到280～300℃；生產(chǎn)壁厚產(chǎn)品時(shí)，為了防止熔料在料筒內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而分解，料筒溫度應(yīng)適當(dāng)降低至200～230℃，料筒溫度過(guò)低，大分子定向程度增加，制品容易產(chǎn)生翹曲變形。 聚丙烯熔體的流變特性是黏度對(duì)剪切速率的依賴性比溫度的依賴性大。因此，在注射沖模時(shí)，通過(guò)提高注射壓力或注射速度來(lái)增大熔體的流動(dòng)性比通過(guò)提高溫度有利。一般注射壓力控制在70～120MPa（注塞式注射壓力偏高，螺桿式注射壓力偏低） 聚丙烯的結(jié)晶能力較強(qiáng)，提高模具溫度將有助于制件結(jié)晶度的增加，甚至能夠提前脫模?；谕焕碛?，制件性能應(yīng)與模具溫度存有密切關(guān)系。生產(chǎn)上經(jīng)常采用的模具溫度，約為70～90℃，在這種情況下，不僅有利于結(jié)晶，而且又有利于大分子的松弛，從而減少分子的定向作用，并可以降低內(nèi)應(yīng)力。如模溫過(guò)低，冷卻速度太快，澆口過(guò)早冷凝，不僅結(jié)晶度低，密度小，而且制品內(nèi)應(yīng)力較大，甚至引起沖模不滿和制件缺料的現(xiàn)象。 冷卻速度不僅影響結(jié)晶度，還影響晶體結(jié)構(gòu)。急冷時(shí)呈蝶狀液晶結(jié)構(gòu)，緩冷時(shí)呈球晶結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)不同則制件的物理力學(xué)性能性能也有將各異。 此外，由于聚丙烯的玻璃化溫度低于室溫，當(dāng)制件在室溫下存放時(shí)常發(fā)生后收縮現(xiàn)象，其原因是聚丙烯在這段時(shí)間內(nèi)仍在結(jié)晶。后收縮量隨塑件厚度而定，越厚的，后收縮率越大。后收縮總量的90%約在制品脫模后６h內(nèi)完成，剩余10％約發(fā)生在隨后的10天內(nèi)，所以制件在脫模24h后基本可以定型。成型時(shí)，縮短注射和保壓時(shí)間，提高注射和模具溫度都可減小后收縮率。對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的制件，應(yīng)進(jìn)行熱處理。 @ 聚丙烯塑料主要性能: a) 質(zhì)輕, 可浮于水中; b) 高結(jié)晶度, 耐磨性好, 優(yōu)于HIPS, 高溫沖擊性好, 硬度低于ABS; HIPS; c) 突出的延伸性和抗疲勞性能. @ 聚丙烯注塑工藝要點(diǎn); a) 加工前一般不需干燥; b) 染色性較差, 色粉在料中擴(kuò)散不夠均勻(一般需加入擴(kuò)散油/白磺油), 大膠件尤明顯; c) 成型收縮率大(1.2-1.9%), 尺寸不穩(wěn)定, 膠件易變形縮水, 采用提高注射壓力及注射速度, 減少層間剪切力使成型收縮率降低; d) 流動(dòng)性很好, 注射壓力大時(shí)易出現(xiàn)披鋒且有方向性強(qiáng)的缺陷, 注射壓力一般為: 50-80Mpa, (太小壓力會(huì)縮水明顯), 保壓壓力取注射壓力的80%左右, 宜取較長(zhǎng)的保壓時(shí)間補(bǔ)縮及較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間保證膠件尺寸` 變形程度; e) PP冷卻速度快, 宜快速注射, 適當(dāng)加深排氣槽來(lái)改善排氣不良; f) 料溫控制: 成型溫度料溫較寬, 因PP高結(jié)晶, 所以料溫需要較高. 前料筒200-240℃, 中料筒170-220℃, 后料筒160-1900℃, 實(shí)際上為減少披鋒, 縮水等缺陷, 往往取偏下限料溫; g) 模溫: 一般40-60℃, 模溫太低(＜40℃), 膠件表面光澤差, 甚至無(wú)光澤, 模溫太高(＞90℃), 則易發(fā)生翹曲變形` 縮水等; h) 「氣泡」問(wèn)題: 高結(jié)晶的PP高分子在熔點(diǎn)附近其容積會(huì)發(fā)生很大變化, 冷卻時(shí)收縮及結(jié)晶化導(dǎo)致膠件內(nèi)部產(chǎn)生「氣泡」甚至局部空心(這會(huì)影響制件機(jī)械強(qiáng)度), 所以調(diào)節(jié)啤塑參數(shù)要有利于補(bǔ)縮. i) 低溫下表現(xiàn)脆性, 對(duì)缺口敏感, 產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)避免尖角. 壁厚件所需模溫較薄壁件低. 第1.2節(jié) 塑料制品的質(zhì)量要求 1.2.1 塑料制件精度的選擇及確定 塑料制件的尺寸精度等級(jí)與塑料制品材料的品種有關(guān)，同時(shí)還和塑件的本生用途需求、形狀等多個(gè)方面有關(guān)。根據(jù)各種塑料的收縮率不同，可將各種塑料制件的公差等級(jí)分為高精度、一般精度和低精度。對(duì)于塑料制品技術(shù)要求和尺寸精度盡量降低，采用一般精度。本塑件是用在洗滌劑瓶中的一個(gè)零件，不是外表面，不會(huì)直接進(jìn)入視野就可以不用高精度、高的粗糙標(biāo)準(zhǔn)。而根據(jù)本塑料件的材料聚丙烯的特性來(lái)確定其精度等級(jí)。聚丙烯塑料件一般精度的公差等級(jí)為MT4，未注公差尺寸的公差等級(jí)為MT6 。本設(shè)計(jì)中的塑件就選用此精度標(biāo)準(zhǔn)就符合要求了。 1.2.2 塑料制品的表面質(zhì)量 塑料制品的表面質(zhì)量包括表面粗糙度、表觀缺陷狀況和光亮度等方面。塑料制品的表面狀態(tài)的改善除了成型工藝上盡可能避免疤痕、云紋等缺陷外，模具行腔的粗糙度起著決定性的作用。如果不考慮表觀缺陷狀況和光亮的要求，則制品的表面質(zhì)量主要取決于表面粗糙度。通常情況原材料的質(zhì)量、品種和工人操作水平及模具型腔的表面粗糙度等因素均對(duì)制品的表面粗糙度有影響，其中模腔的表面粗糙度影響最大。制品要求的表面粗糙度數(shù)值越小，模腔表面越光滑，加工模具時(shí)的研磨拋光要求也越高，模具制造的難度也越大。因此，制品表面的粗糙度應(yīng)視情況而定，除了考慮使用要求外，還須考慮美觀。透明制品要求行腔和型芯的粗糙度相同，不透明制品則應(yīng)根據(jù)情況分別考慮，非配合表面和隱蔽的面可取較大的表面粗糙度。還可以利用表面粗糙度的差異來(lái)使塑件在開(kāi)模時(shí)留在表面粗糙度較大的型心上或留在凹模中。模塑制品的表面粗糙度通常為Ra0.02～1.28，這里取Ra1.25。模腔表面粗糙度數(shù)值為制品的1/2，即Ra0.01～0.64,這里取Ra0.8。 制品的外形尺寸主要受塑料品種的流動(dòng)性和注塑機(jī)規(guī)格的（包括注塑量、合模力、成型面積和動(dòng)、定模座尺寸等）限制。在滿足使用要求的前提下，將制品設(shè)計(jì)得盡量緊湊。制品的壁厚及其均勻性對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。壁厚過(guò)小，成型時(shí)熔體流動(dòng)阻力大，大型復(fù)雜制品難以充滿型腔；壁厚過(guò)大，不僅使原料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是增加了冷卻時(shí)間，成型周期延長(zhǎng)。聚丙烯塑件的最小壁厚通常為0.64mm，常用壁厚為2.0mm，最大壁厚4.53 mm。本設(shè)計(jì)的塑料制件的壁厚為1mm。 塑件壁厚應(yīng)盡量均勻，以免冷卻速度不同而產(chǎn)生附加應(yīng)力造成塑件變形等不合格情況的發(fā)生。 塑件形狀要便于模塑，所以沿料流方向，設(shè)計(jì)成流線形，并對(duì)內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)角都進(jìn)行了圓角，避免流動(dòng)死角。塑件的外表面沿脫模方向設(shè)計(jì)成圓弧狀，不僅使塑件美觀，更避免了脫模困難。對(duì)于本設(shè)計(jì)中的塑料制件為較長(zhǎng)的薄壁圓筒狀，因此，重點(diǎn)要考慮塑件長(zhǎng)筒狀部分的斜度，以利于脫模，不會(huì)讓塑件受損。根據(jù)觀察、測(cè)量塑件的長(zhǎng)筒狀部分的斜度和加強(qiáng)筋部分的斜度分別為1o和2o。 第二章 方案論證 本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品——彈簧固定筒，為一個(gè)薄壁深腔塑件，具有外螺紋、內(nèi)外有加強(qiáng)筋，以及外表面的軸肩結(jié)構(gòu)。 塑料件的外螺紋為非受力螺紋，螺紋的相對(duì)高度不高只有＝2.78%,同時(shí)pp塑料為軟質(zhì)塑料，擁有足夠的彈性，外螺紋可采取強(qiáng)制脫模。 結(jié)合此塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，產(chǎn)品的脫?？梢圆捎玫姆桨赣校? 1) 采用推板的強(qiáng)行推出的方式 2) 采用二級(jí)推板的脫模方式 3) 采用推板加哈呋模的脫模方式 針對(duì)此塑件的可行性脫模方式可以看出： a )　若采用推板的強(qiáng)行推出的方式推出，應(yīng)考慮到外螺紋的強(qiáng)制性脫出，以及比較深腔和薄膜、與模具行腔接觸面積大的特點(diǎn)將很難將塑件完好的脫出，易使塑件變形或破裂。由此看出此方案并不可行； 　　　b)　若采用二級(jí)推板的脫模方式，在兩次推出時(shí)可以分散脫模力，保證塑件精度，避免了用推板的強(qiáng)行推出時(shí)易使塑件變形或破裂的情況。二級(jí)推出雖然確保了塑件的質(zhì)量，但是二級(jí)脫模中用第一級(jí)將塑件的主型心脫出后，再用第二級(jí)脫出階梯部分將其整體推出。在第二級(jí)推出時(shí)推出的小端部分將會(huì)被第二級(jí)的推扳卡住，必須用手或其他附加的設(shè)備才能完全將塑件脫出。面對(duì)此情況，在要求生產(chǎn)效率高，能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作為目標(biāo)的企業(yè)追求條件下，此方案雖然可以脫出但并不是可行性強(qiáng)的方案； 　　　c)　若采用推板加哈呋模的脫模方式，在哈呋模開(kāi)啟的過(guò)程中，確保外螺紋完好的同時(shí)也為推板推出時(shí)將推出的小端在推出后能夠直接掉出提供了條件。這就可以使得塑件在脫模時(shí)可以完全自動(dòng)的全部脫出，同時(shí)塑件完好。此方案為可行性最強(qiáng)的方案。 d) 管狀成型品的長(zhǎng)度尺寸較小時(shí)，如果以平行的方向且垂直于開(kāi)模方向作為脫模方向的話，可以說(shuō)使最佳選擇。但是如果其長(zhǎng)度尺寸太大則將直接影響模具的模定性和注射成型機(jī)的選用的經(jīng)濟(jì)性。而且當(dāng)成形品表面不得有頂出針痕跡時(shí)，可能將成型品作成橫模方向，并且要特別設(shè)置油壓缸等推料裝置來(lái)解決成型品頂出的問(wèn)題，這樣一來(lái)，也會(huì)直接影響模具的制造成本。 　成型通孔用的型芯大致有三種情況： 　　　a) 由一端固定的型芯來(lái)成型，這有時(shí)在孔的一端有不易修整的飛邊，更主要的是由于型芯系一端支撐，孔深時(shí)型芯易變彎曲； 　　　b) 由一端固定，一端口導(dǎo)向孔支撐的型芯來(lái)成型，這樣型芯有較好的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還能保證同心，但導(dǎo)向部分易因?qū)蛘`差而磨損，而導(dǎo)致產(chǎn)生圓角溢料； 　　　c) 由兩個(gè)斷口固定的型芯來(lái)成型同樣有飛邊，由于不易保證兩型芯的同軸度一般應(yīng)將其中一個(gè)的直徑設(shè)計(jì)成比另一個(gè)大0.1～1mm，這樣即使稍有不同心，也不致引起安裝和使用賞的困難，這樣可使型芯長(zhǎng)度縮短，增加了型芯的穩(wěn)定性。 根據(jù)此塑件的孔兩端大中心較小的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用兩端固定的型芯來(lái)成型。為保證兩型芯的軸度，將在兩型芯軸采用錐度配合，從而使同軸度保證時(shí)，管壁厚的均勻性得到保證。 第三章 注塑機(jī)的選用 第3.1節(jié) 注塑機(jī)的初步確定 塑件原材料是聚丙烯 ，密度是：ρ=0.9g/cm3,選型腔數(shù)為2個(gè)，制品的質(zhì)量約為：q=18.5g，最大的注射量： 2×18+M分<60g 選注射機(jī)選擇為： 捷霸ECO JM55-EOCB 注塑機(jī) 捷霸ECO JM55-EOCB 注塑機(jī)的各種參數(shù)為： （表1.2） 注射部分 螺絲直徑 mm 25 鎖模部分 鎖模力 kN（t） 539(55) 注射重量 g 2.3 移模行程 mm 235 oz 64 拉桿間距（水平×垂直） mm 320×320 注射壓力 Mpa 196 最大模厚 mm 350 注射速率 cm3/s 300 最小模厚 mm 100 螺桿行程 mm 130 頂出行程 mm 80 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 300 頂出推力 kN 1916 電機(jī) 噴嘴移出量 mm 30 定位孔徑 mm 100 噴嘴球半徑 mm 10 其它 環(huán)境溫度 ℃ 電熱功率 kw 6.1 外形尺寸(LWH) m 3.0×0.97×1.8 電源 38V±10% 50/60Hz 重量 t 3 第3.2節(jié) 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 3.2.1型腔數(shù)量的校核 行腔數(shù)量的確定要考慮的因素主要有：現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑料質(zhì)量、塑件成本機(jī)交貨期，起決定作用的因素很多，它既有技術(shù)方面因素，也有生產(chǎn)管理方面的因素。一般來(lái)說(shuō)從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，訂貨量大時(shí)可選用大型機(jī)、多行腔模具，對(duì)于小型制品行腔數(shù)與訂貨量間的關(guān)系為大體的高線性增長(zhǎng)的。同時(shí)，還要仔細(xì)考慮工廠現(xiàn)有的注塑機(jī)的規(guī)格和對(duì)塑件尺寸精度和重復(fù)性精度的要求。當(dāng)尺寸精度和重復(fù)性精度要去很高時(shí)應(yīng)盡量減少行腔的數(shù)目，在滿足其它各項(xiàng)要求的前提下應(yīng)盡量單行腔模具。 (1)型腔數(shù)確定 這里根據(jù)所選注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算可以選擇的型腔數(shù)。 ① 根據(jù)塑化能力求型腔數(shù) 模具的塑化容量必須與注塑機(jī)的塑化能力相匹配，故型腔數(shù)可以根據(jù)塑化能力來(lái)決定。 n = = （3-1） 式中 G——塑化能力，g/s ——每分鐘的注塑次數(shù)，=60/ ——一個(gè)塑件的質(zhì)量和它均分到的澆注系統(tǒng)質(zhì)量之和，g ——成型周期，50～160s =60/50=1.2 n=21（個(gè)） ②.根據(jù)注塑機(jī)的最大注塑質(zhì)量求型腔數(shù) 注塑機(jī)的最大注塑質(zhì)量按國(guó)際慣例是注塑在常溫下密度為=1.05g/cm3的普通聚苯乙烯的對(duì)空注塑量(g),實(shí)際注塑量取機(jī)器最大注塑能力的85%。注塑聚苯乙烯時(shí)模具型腔數(shù)最多為： n= （3-2） 聚丙烯屬結(jié)晶性材料，最大注塑量 m0 = 0.9 ms0 （3-3） 再代入上式計(jì)算型腔數(shù) 國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)常用理論注射容積表示注塑機(jī)的最大注塑能力， m0 = （3-4） 式中 ——注塑系數(shù)，對(duì)于結(jié)晶性材料約為0.85 ——常溫下某種塑料的密度，常溫下聚丙烯的密度=0.9 代入得 n = 85%/ （3-5） = = 2.25 2（個(gè)） 所以，最后取型腔數(shù)量為：n=2個(gè)。注射機(jī)的最大注射量是合格，型腔數(shù)量的選擇也是可行的。 3.2.2鎖模力的校核 選用注塑機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，否則模具分型面會(huì)在注射壓力下分開(kāi)而產(chǎn)生溢料。對(duì)于螺桿式注射機(jī)壓力損失較小，所以型腔壓力較大。鎖模力和成型面積的關(guān)系由下式確定： （3-6） 式中 -鎖模力（N）； -型腔壓力，一般為40-50MP ，這里取=50MP； S-澆道、進(jìn)料口和塑件的投影面積（）； 經(jīng)過(guò)計(jì)算：制品的投影面積： 主流道的投影面積： 分流道的投影面積： 總面積： 所以，理論的需要的壓力： （3-7） 而實(shí)際注塑機(jī)的鎖模力為=539KN 因?yàn)?，F(xiàn)〈 ，所以注塑機(jī)的鎖模力是合格的。 3.2.3 開(kāi)模行程的校核 注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。開(kāi)模距離的校核分兩種情況，一種是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚無(wú)關(guān)的校核；一種是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚有關(guān)的校核。本設(shè)計(jì)所選擇的注塑機(jī)是肘桿式的鎖模機(jī)構(gòu)其最大開(kāi)模行程不受模厚影響，系由曲軸連桿機(jī)構(gòu)的最大形成決定。對(duì)于但分型面注塑模開(kāi)模行程是應(yīng)以下公式校核： S≥H1 + H2 + 5～10 （3-8） H1 — 塑件脫模（推出距離）距離，mm H2 — 塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm S — 注塑機(jī)最大開(kāi)模（移動(dòng)模板）行程，mm 根據(jù)模具設(shè)計(jì)，裝配圖可以確定此模具： H1=75mm，H2=84mm 所以，S = H1 + H2 + 5～10=75+84+5=164mm 而注塑機(jī)的最大開(kāi)距=235mm, = 235 〉 S = 164 所以注塑機(jī)的開(kāi)模行程是合格的。 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 圖4.1 澆注系統(tǒng)視圖 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴出來(lái)后，達(dá)到型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道，其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)地引入模具型腔并在熔體填充和固化定型的過(guò)程中將注射壓力和保壓力傳遞到塑件的各個(gè)部位，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸精確的塑料制件。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)的兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)注射成型效率和制件質(zhì)量有直接的影響，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵。 澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口，和冷料井四部分組成。 第4.1節(jié) 分型面的選擇 分型面為分開(kāi)模具取出塑料制件的面。注塑模具有一個(gè)分型面和多個(gè)分型面。分型面的位置有垂直于開(kāi)幕方向、平行于開(kāi)模方向以及傾斜于開(kāi)模方向幾種。分型面有平面和曲面等。分型面的設(shè)計(jì)是否得當(dāng)。對(duì)之間質(zhì)量、操作難易。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性有很大影響，主要應(yīng)考慮幾點(diǎn)： (1) 塑件在行腔中放置方位的確定 塑件從模內(nèi)取出時(shí)，一般只采用一個(gè)與注塑機(jī)開(kāi)模方向垂直的分型面，特殊情況下才采用較多分型面。應(yīng)設(shè)法避免與開(kāi)幕運(yùn)動(dòng)方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和側(cè)向抽芯，因?yàn)檫@樣會(huì)增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。為此安排塑件在型腔中的方位時(shí)要盡量避免與開(kāi)幕運(yùn)動(dòng)相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔。 (2) 分型面形狀的確定 一般分型面是與注塑機(jī)開(kāi)模方向相垂直的平面，但也有將分型面做成傾斜的平面，是為了有的時(shí)候利用錐面增加合模對(duì)中性，雖然此種情況的加工比較困難，但型腔制造和制品脫模比較容易。 (3) 分型面位置的選擇 除了必須開(kāi)設(shè)在制件段面輪廓最大的地方才能使制件順利地從型腔中脫出外，還因考慮以下幾種因素。 第一， 因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊獾臅?huì)在塑件上留下溢料痕跡，或拼合不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面最好不選在制品光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。 第二， 從制品的推出裝置設(shè)置方便考慮，分型時(shí)要盡可能地使制件留在動(dòng)模邊，一般薄壁筒形制件，收縮后易包附在型芯上，將型芯設(shè)在動(dòng)模邊是合理的。 第三， 從保證制件相關(guān)部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時(shí)最好把要求的同心部分放在模具分型面的同一側(cè)。 第四， 有側(cè)凹后側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)測(cè)向分型抽芯時(shí)，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向分型距離都較小。取分型面時(shí)應(yīng)首先考慮將抽芯或分型距離長(zhǎng)的一邊放在動(dòng)、定模開(kāi)模方向在將短的一端作為側(cè)向分型或抽芯。 根據(jù)塑料制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)確定分型面的位置。本塑料件為長(zhǎng)筒型的結(jié)構(gòu)，抽芯結(jié)構(gòu)比較長(zhǎng)不利于橫向抽芯，只能靠順著模具的開(kāi)模過(guò)程的運(yùn)動(dòng)使其型心脫出。這樣既可將模具的側(cè)面距離不會(huì)太大，同時(shí)還有效利用注塑機(jī)的開(kāi)模過(guò)程將塑件脫出。 塑件的結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱，不存在有怪異結(jié)構(gòu)。本塑料件的結(jié)構(gòu)是中間有凸沿，依此結(jié)構(gòu)塑件的分型面應(yīng)設(shè)計(jì)在凸沿最大處。 第4.2節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 　　澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個(gè)部位，并在充填保壓過(guò)程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制品。澆注系統(tǒng)隨朱塑機(jī)的種類不同而略有區(qū)別，但基本組成是四部分：主流道、分流道、澆口和冷料井。 4.2.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，截面為圓形，并帶有一定錐度，熔料在主流道中并不改變方向。 圖4.2 主流道導(dǎo)套圖 主流道的結(jié)構(gòu)分為：整體式主流道；組合式主流道；襯套式主流道。本設(shè)計(jì)主流道要過(guò)三塊板，難于配合還容易出現(xiàn)飛邊。因此，此設(shè)計(jì)應(yīng)用襯套式主流道，此結(jié)構(gòu)是目前最常用的主流道結(jié)構(gòu)，它以澆口套的形式鑲于模板中，適用于所有注塑模具，這種形式，便于加工、拆卸和熱處理。 　(1)主流道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) ① 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，主流道多涉及呈圓錐形，其錐角為２o～４o，對(duì)流動(dòng)性差的熔料，錐角可?。硂～６o。 ② 主流道大端成圓角，其半徑r為１～３mm,以減少熔料轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的助力。 ③ 主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，壓力損失加大，熔料降溫過(guò)多影響成型，主流道長(zhǎng)度應(yīng)小于60mm。 ④ 為了使熔融塑料能從噴嘴出完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注塑機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，其對(duì)接處常設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑略大于噴嘴頭半徑。 ⑤ 主流道的表面應(yīng)盡量加工光滑，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺。 ⑥ 對(duì)流動(dòng)性好的塑料，如：PP等，主流道的尺寸可小些，而對(duì)于流動(dòng)性差的塑料，如：PC、PS等，主流道的尺寸應(yīng)大些。 ⑦ 由于主流道要與噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道的部分應(yīng)盡量?jī)?yōu)先采用襯套式，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材加工和熱處理。 　 (2)主流道設(shè)計(jì)的具體準(zhǔn)則 為了能有效地傳遞壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化，主流道與分型面垂直，為便于流道凝料拔出，設(shè)計(jì)成2°（兩度到四度）錐角的圓錐形。內(nèi)壁表面粗糙度小于0.63～1.25μm。內(nèi)壁研磨拋光時(shí)不形成與開(kāi)模方向垂直的劃痕，以免造成脫模困難。主流道與噴嘴接觸處作半球形凹坑，二者配合嚴(yán)密，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2比噴嘴球頭半徑R1大1～2mm,R2=R1+(1～2)=21mm，主流道小端直徑比注塑機(jī)噴嘴孔徑大0.5～1mm，取4mm。大端直徑比分流道深度大1.5mm以上。臺(tái)階轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，以免淬火開(kāi)裂或應(yīng)力集中,取R=3mm。由于主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套。選用優(yōu)質(zhì)鋼材T8A制作，并經(jīng)熱處理——淬火+低溫回火提高硬度至55～60HRC。 將襯套與定位環(huán)分開(kāi)設(shè)計(jì)，定位環(huán)用于安裝模具時(shí)作定位作用，并高出模具表面5(5～10)mm緊壓在機(jī)器定模板與模具定模板之間，用來(lái)承受主流道襯套被反向壓出的力。同時(shí)為減少模具的總厚度將小型芯的受力也作用在定位環(huán)上，將定位環(huán)設(shè)計(jì)成階梯狀讓小型芯所傳遞的力傳遞到注塑機(jī)的底板上，就可以減少一塊固定板從而使模具的總厚度有所減少。 4.2.2、拉料桿的設(shè)計(jì) 由于注塑機(jī)噴嘴與冷模具接觸降溫，致使噴嘴前端存有一段低溫料，為了除盡這段冷料，在主流道對(duì)面設(shè)計(jì)冷料井使冷料不進(jìn)入分流道和型腔，通常的設(shè)計(jì)采用有冷料井。常見(jiàn)的冷料井有以下三種： ① 冷料井底部帶推桿的冷料井 ② 帶球行頭拉料桿的冷料井 ③ 無(wú)拉料冷料井 ④ 主流道襯套裝彈簧的形式 本設(shè)計(jì)的材料選用聚丙烯，聚丙烯的流動(dòng)性較好。再加上此設(shè)計(jì)的模具厚度大，推料桿長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)。綜合各個(gè)方面其最佳拉料桿方案選擇為帶球行頭拉料桿的冷料井。 4.2.3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道主要對(duì)進(jìn)入模具的熔料起分流和轉(zhuǎn)向作用，多型腔的模具一定要設(shè)置分流道，若是單型腔成型大型塑件，如采用多澆口進(jìn)料，也需要設(shè)置分流道。 （1） 分流道設(shè)計(jì)的原則 ① 熔體應(yīng)以最短的路徑、最小的熱量和壓力損失，快速射入型腔。 ② 熔料從各交口進(jìn)入性強(qiáng)的溫度和壓力應(yīng)相同，以保證各型腔中制品的收縮率相同。 ③ 分流道的轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡，與交口的連接處應(yīng)加工成斜面，以利熔料的流動(dòng)。 ④ 保證足夠的注塑壓力時(shí)，分流道的截面和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取小值。 （2）分流道的截面形狀 常用的截面形狀有圓形、U形、梯形、拋物線形、矩形等。在選擇截面形狀時(shí)，要綜合考慮熱效率、流道效率、加工難度等幾個(gè)方面因素。榮撂在流道中流動(dòng)時(shí)，與模具接觸的塑料冷凝固化，起絕熱作用，熔料僅在流到中心流動(dòng)。因此，分流道的理想狀態(tài)應(yīng)是其中心線與澆口中心線位于同一直線上。圓形截面流道就可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，加之它易于加工，故最常用。 （3）分流道的截面尺寸和長(zhǎng)度 分流道的截面尺寸與所用塑料的種類、塑件壁厚、形狀，體積、分流道長(zhǎng)度等多種因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于流動(dòng)性好的塑料，如PP 、PE等，當(dāng)分流到很短時(shí)，其截面尺寸為2mm左右； 對(duì)于流動(dòng)性差的塑料，如PC、PVC、PMMA 等，分流道直徑可達(dá)12mm以上，大多數(shù)塑料所用的分流道直徑在6～10之間。 分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔總體布置方案和澆口位置，從輸出熔體時(shí) 減少壓力損失和熱量損失，及減少流道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求分流道長(zhǎng)度最短。 （4）分流道的布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局，其布置形式主要有平衡式和非平衡式兩種。 ① 平衡式布置要求主流道至各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度、形狀、截面尺寸等都必須對(duì)應(yīng)相等，使各個(gè)型腔達(dá)到熱平衡和熔料流動(dòng)平衡。 ② 非 平衡式布置是從主流道至各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度不盡相同，為使各個(gè)型腔能同時(shí)均衡進(jìn)料，其澆口尺寸必定不同，需要經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算。 4.2.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，澆口的形狀和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)流道中斷面尺寸最小的部分，對(duì)沖模流動(dòng)起著控制作用成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離。因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件外觀。 (1) 澆口的作用 澆口是注塑機(jī)澆注系統(tǒng)的最后部分，也是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，主要作用如下： ① 由于澆口處截面最小，因此流速也最快，可使熔料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔。 ② 當(dāng)型腔被充滿后，誰(shuí)著溫度的下降，澆口處熔料能迅速冷卻古話，將型腔封閉，可防止型腔內(nèi)為冷卻的熔料會(huì)流出來(lái)。 ③ 由于澆口截面狹窄，所以澆口處塑料強(qiáng)度很低，很容易斷裂，便于制品脫模。 ④ 澆口的長(zhǎng)度和截面尺寸可以在試模時(shí)適當(dāng)調(diào)整，由此來(lái)調(diào)整澆口處熔料的凝料時(shí)間，以及熔料沖模時(shí)的流動(dòng)性能。 (2) 澆口尺寸的選擇 澆口尺寸的選擇一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，先取小值，然后在試模過(guò)程中逐步修正。一般要求是：澆口截面積于分流道截面積之比約為0.03～0.09，截面常為圓形或矩形。 ① 澆口截面高度h 可取制品最小壁厚的1/3～2/3，或0.5～2mm。 ② 在流速和壁厚均為正常的情況下，澆口截面寬度b通常比分流道窄一些。對(duì)小型制品，其寬度約為高度的3～10倍；對(duì)大興致貧或特殊扇形澆口，其寬度可大于高度10倍。 ③ 澆口長(zhǎng)度L應(yīng)盡量短，這樣對(duì)減小熔料的流動(dòng)助力和增大流速均有利，一般澆口長(zhǎng)可取0.7～2mm。 ④ 交口與型腔連接處應(yīng)做成R0.5的圓角或0.5×45o的倒角，可防止制品與澆口凝料分離時(shí)損傷制品。 ⑤ 為熔料的流動(dòng)，澆口與分流道的連接處應(yīng)平緩過(guò)渡，可用小圓弧光滑連接。 也可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算澆口的深度h h= （4-1） 式中 ——制品厚度，mm； ——材料系數(shù)，聚丙烯為0.7。 h=0.7×1=0.7mm 澆口寬度： = （4-2） 式中 A——凹模邊型腔表面積，即塑件外表面積mm2。 A=2r × h ≈2×3.14×(20×13.4 +29×1.6 +18×39 +20×16 +11×14) =4953.66 mm2 =1.64mm 澆口臺(tái)階長(zhǎng)=0.5～2.0mm，這里取1mm。 針對(duì)設(shè)計(jì)的情況，根據(jù)本設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的外觀要求和密封要求，澆口形式采用側(cè)澆口形式，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易于保證加工精度。本設(shè)計(jì)選用的澆口尺寸為澆口截面高度h取0.7，澆口截面寬度b為2 mm，澆口長(zhǎng)度L為1 mm，交口與型腔連接處應(yīng)做成R0.5的圓角。 4.2.5 排氣槽的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排除，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清、型腔不能完全充滿等弊病，同時(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過(guò)高]，黏度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生裂痕。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須充分的考慮排氣問(wèn)題。 排氣方式的設(shè)計(jì)有：① 利用分型面或配合面間隙排氣；② 開(kāi)設(shè)專用排氣槽，本設(shè)計(jì)根據(jù)聚丙烯性能可選槽深0.02 ～ 0.03 mm，寬約5 ～ 10mm；③ 用多孔燒結(jié)金屬塊排氣；④ 負(fù)壓及真空排氣。利用分型面排氣是最簡(jiǎn)便的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)，排氣槽的尺寸一有利于排氣，但又不溢料為原則。本設(shè)計(jì)就采用了分型面及配合縫排起。 第4.3節(jié) 流動(dòng)比的計(jì)算 為了將物料把型腔完全充滿，在設(shè)計(jì)澆口和確定大型制品澆口數(shù)量時(shí)，必須考慮流動(dòng)比的因素。流動(dòng)比計(jì)算公式為： 流動(dòng)比 = （4-3） Li ——流路各段長(zhǎng)度，mm δ——流路各段厚度，m 查得聚丙烯的流動(dòng)比在注塑壓力120MPa下為280；注塑壓力70MPa下為200 本設(shè)計(jì)中的流動(dòng)比為 流動(dòng)比 = 97/6 + 30/4 + 1/0.7 + 5/1.6 + 52/1 + 2/1.2 + 14/1 + 10/1 = 105.888 < 200 由此可見(jiàn)本設(shè)計(jì)中的流道體統(tǒng)可以將物料充滿整個(gè)型腔。 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 構(gòu)成模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模、凸模、型心、鑲塊、各種成型桿、各種成型環(huán)。由于型腔直接與高溫高壓的塑料接觸，他的質(zhì)量直接關(guān)系到制件的質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性，以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力，有足夠的精度和適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙龋ㄒ话鉘a 0.4 μm以下），以保證塑料制品的光亮美觀、容易脫模。一般來(lái)說(shuō)成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，或預(yù)硬化處理，使其具有HRC30以上的硬度。 第5.1節(jié) 成型零件鋼材的選用 5.1.1 選用要求 （1） 機(jī)械加工性能好。選用易于切削，切在加工后能得到高精度 （2） 耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓熔體沖擊，而且還受冷溫度交變英里作用。一般的高碳鋼，可經(jīng)熱處理獲得高硬度在HRC50o～55o以上，但韌性差異形成表面裂紋，不易采用。所選鋼應(yīng)能使注射模減少拋光修模次數(shù)，能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度，達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命。 （3） 具有耐磨蝕性能。 第5.2節(jié) 凹模的設(shè)計(jì) 5.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的塑料制件是一個(gè)圓筒形的結(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)就可以確定凹模的結(jié)構(gòu)是以圓環(huán)為主體的，中間同時(shí)會(huì)有成型塑件加強(qiáng)筋的小槽。型腔的主要結(jié)構(gòu)就此圓洞，但是由于塑件長(zhǎng)度較大，在型腔中的形狀并不單一，有斜度、小槽及倒角等。因此其結(jié)構(gòu)得采用多型腔板。 5.2.2 凹模尺寸的計(jì)算 成型零件尺寸計(jì)算的方法之中按平均收縮率計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)便易行，同時(shí)也是最常用的計(jì)算方法，本設(shè)計(jì)也是采用這種方法。聚丙烯的平均收縮率=（3.0%+1.0%）//2=2.0%，以，塑件的表面要求不高時(shí)，它的配合部分制造公差可選，對(duì)應(yīng)模具制造公差I(lǐng)T10；非配合部分就可以選擇制造公差為MT6，對(duì)應(yīng)的模具制造公差為IT11。 (1) 型腔的徑向尺寸計(jì)算 塑件平均尺寸為： （4-3） （4-4） 型腔徑向名義尺寸 （4-5） 式中 ——型腔（孔）的最小尺寸，mm ——型腔使用過(guò)程中允許的最大磨損量（取塑件總誤差的1/6，一般在0.02～0.05mm之間） ——成型零件的制造誤差（正值，小尺寸范圍內(nèi)模具制造公差取塑件公差的1/3） ——塑件（軸）的最大名義尺寸,mm Δ ——塑件偏差（負(fù)值） 出于修模考慮，對(duì)型腔徑向尺寸來(lái)說(shuō)易修大，預(yù)留一負(fù)修模余量,標(biāo)上制造公差得型腔徑向名義尺寸： （4-6） 對(duì)于注塑模，型腔磨損量很小時(shí)，可用下式計(jì)算： = + （4-7） ① 螺紋處塑件的徑向尺寸LP1=19.5mm，塑件偏差精度等極為MT4，值為0.32 LPCP1 = 19.5 - 0.032/2 = 19.34mm； LMCP1 = 19.34/(1 – 2.0%) = 19.735 mm 模具型腔按MT10級(jí)精度制造，其制造偏差 = 0.028mm， LM1 = (19.735 - 0.028/2 – 0.04/2 – 0.028/7 )+0.028 =19.689+0.028mm ② 凸沿處塑件的徑向尺寸LP2 = 29mm，塑件偏差精度等極為MT6，值為0.36 LPCP2 = 29 - 0.036/2 = 28.82mm； LMCP2 = 28.82/(1 – 2.0%) = 29.408 mm 模具型腔按MT11級(jí)精度制造，其制造偏差 = 0.13mm， LM1 = (29.408 – 0.043/2 – 0.04/2 – 0.13/7 )+0.13 =29.348+0.13mm ③ A斷面處塑件的徑向尺寸LP3= 20mm，塑件偏差精度等極為MT6，值為0.13 LPCP3 = 20 – 0.28/2 = 19.86mm； LMCP3 = 19.86/(1 – 2.0%) = 20.265 mm 模具型腔按MT11級(jí)精度制造，其制造偏差 = 0.13mm， LM3 = (20.265 – 0.13/6 – 0.04/2 – 0.13/7 )+0.13 =20.205+0.13mm ④ 加強(qiáng)筋大端處塑件的徑向尺寸LP4 = 17mm，塑件偏差精度等極為MT6，值為0.11 LPCP4 = 17 –0.28/2 = 16.86mm； LMCP4 = 16.86/(1 – 2.0%) = 17.204 mm 模具型腔按MT11級(jí)精度制造，其制造偏差 = 0.037mm， LM4 = (17.204 – 0.11/6 – 0.04/2 – 0.11/7 )+0.037 =17.135+0.037mm ⑤ Ф15處塑件徑向尺寸LP5 = 15mm，塑件偏差精度等極為MT6，值為0.11 LPCP5 = 15 –0.28/2 = 14.86mm； LMCP5= 14.86/(1 – 2.0%) = 15.163 mm 模具型腔按MT11級(jí)精度制造，其制造偏差 = 0.037mm， LM5 = (15.163 – 0.11/6 – 0.04/2 – 0.11/7 )+0.037 =15.109+0.037mm ⑥ 加強(qiáng)筋小端Ф16處塑件的徑向尺寸LP6 = 17mm，塑件偏差精度等極為MT6，值為0.11 LPCP6 = 16 –0.28/2 = 15.86mm； LMCP6 = 15.86/(1 – 2.0%) = 16.184 mm 模具型腔按MT11級(jí)精度制造，其制造偏差 = 0.037mm， LM6 = (16.184 – 0.11/6 – 0.04/2 – 0.11/7 )+0.037 =16.13+0.037mm ⑦ 小端Ф11處塑件的徑向尺寸LP7 = 11mm，塑件偏差精度等極為MT6，值為0.11 LPCP7 = 11 –0.24/2 = 10.88mm； LMCP7 = 10.88/(1 – 2.0%) = 11.102 mm 模具型腔按MT11級(jí)精度制造，其制造偏差 = 0.037mm， LM4 = (11.102 – 0.11/6 – 0.04/2 – 0.11/7 )+0.037 =11.102+0.037mm (2) 型腔的深度尺寸計(jì)算 型強(qiáng)深度尺寸以其最小尺寸為名義尺寸，同時(shí)有正公差，標(biāo)注為。對(duì)行腔深度不考慮脫模磨損，所以其平均尺寸為： HMcp = HM + （4-8） 對(duì)應(yīng)塑件上的高HP為最大尺寸，偏差Δ為負(fù)偏差，其平均尺寸為： HPcp = HP - （4-9） （4-10） 本設(shè)計(jì)中型腔容易修淺，型腔深度計(jì)算公式為： HM = [HMcp - + ] （4-11） 若取修模余量為，則型腔深度計(jì)算公式可變?yōu)椋? HM = [HMcp] （4-12） 塑件的高度Ⅰ為： HPcp1 = HP1 – Δ/2 = 9 ― 0.20/2 = 8.90 HMcp1 = 8.90/(1 – 2.0%) = 9.082 HM1 = [9.082 – 0.09/6 +Δ/7]+0.03 = 9.08+0.03 塑件的高度Ⅱ?yàn)椋? HPcp2 = HP2– Δ/2 = 15 ― 0.28/2 = 14.86 HMcp 2= 14.86/(1 – 2.0%) = 15.163 HM2 = [15.163 – 0.11/6 +Δ/7]+0.037 = 15.16+0.037 塑件的高度Ⅲ為： HPcp3 = HP3– Δ/2 = 54 ― 0.56/2 = 53.72 HMcp3 = 53.72/(1 – 2.0%) = 54.816 HM3 = [54.816 – 0.19/6 +Δ/7]+0.063 = 54.812+0.063 塑件的高度Ⅳ為： HPcp4 = HP4 – Δ/2 = 69 ― 0.64/2 = 68.68 HMcp4 = 68.68/(1 – 2.0%) = 70.082 HM4 = [70.082 – 0.19/6 +Δ/7]+0.063 = 70.078+0.063 塑件的高度Ⅴ為： HPcp5 = HP5 – Δ/2 = 70 ― 0.64/2 = 69.68 HMcp5 = 69.68/(1 – 2.0%) = 71.102 HM5 = [71.102 –