摩絲噴嘴的注塑模設(shè)計(jì)【19張CAD圖紙+PDF圖】

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4.3.5冷料穴設(shè)計(jì) 4.4成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.4.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.4.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.5合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.5.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 4.5.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)第五章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算5.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算5.2 型腔模具的厚度5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算5.4模具閉合高度確定第六章 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校6.1 鎖模力的校核6.2 模具閉合高度的校核6.3 模具安裝部分的校核6.4 模具開(kāi)模行程的校核6.5 注射壓力校核6.6 鎖模力的校核6.7 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核第七章 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)工件圖第八章 注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制第九章 設(shè)計(jì)小結(jié)謝辭參考文獻(xiàn)附錄前言在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計(jì)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練，通過(guò)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的全過(guò)程，培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)課題利用利用UG 軟件進(jìn)行塑件的3D塑件分模，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用AutoCAD進(jìn)行二維圖的繪制。在這個(gè)過(guò)程之中，首先是對(duì)零件的分析，消化現(xiàn)有的資料，對(duì)設(shè)計(jì)的目的和要求有一個(gè)大致的了解；然后是大致測(cè)量零件的尺寸著手畫(huà)出實(shí)物的零件圖，利用所學(xué)知識(shí)分析出零件的凸模和凹模；查找手頭的資料進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫(huà)出草圖，檢查和核對(duì)之后繪制零件的裝備圖；最后分析總結(jié)，寫(xiě)出自己的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)體會(huì)。本設(shè)計(jì)的課題是摩絲噴嘴的注射模設(shè)計(jì)，在此次設(shè)計(jì)中，主要用到所學(xué)的注塑模設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、UG和Moldflow等軟件應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)。需要對(duì)注射模設(shè)計(jì)的一般流程進(jìn)行分析，即注射成型的分析、注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注射模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，主要包括成型位置及分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列布局、流道布局以及澆口位置的選擇、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、拉料桿的形式選擇、排氣方式設(shè)計(jì)等。要很好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，必須要掌握模具設(shè)計(jì)的過(guò)程，學(xué)習(xí)如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問(wèn)題，總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?yàn)槲覀円院髲氖履＞呗殬I(yè)打下良好的基礎(chǔ)。第一章 緒論1.1產(chǎn)品概述 塑料是以高分子合成樹(shù)脂為主要成分,在一定的溫度和壓力下,可塑制成一定的形狀、并且在一定條件下保持不變的材料。各種合成樹(shù)脂都是將低分子化合物的單體通過(guò)合成的方法生產(chǎn)出的高分子化合物。 塑料是21世紀(jì)才發(fā)展起來(lái)的一大類新材料,具有質(zhì)量小、比強(qiáng)度高、電氣性能優(yōu)越、化學(xué)穩(wěn)定性好、摩擦系數(shù)小、耐磨性能優(yōu)良、吸振和消聲隔音效果好等特點(diǎn),同時(shí)易成型、易切削、易焊接,能很好地同其他材料相粘接,加之原料來(lái)源豐富,因此在汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料及電子通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,成為4大工業(yè)材料(鋼材、木材、水泥和塑料)中發(fā)展最快的一種材料。塑料制件(塑件)幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門(mén)以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。目前,我國(guó)的塑料工業(yè)已逐步成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。 塑料工業(yè)是隨著石油工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的新興工業(yè),包含塑料生產(chǎn)和塑件生產(chǎn)兩大部分。塑料生產(chǎn)是指樹(shù)脂或塑料原材料的生產(chǎn),通常由樹(shù)脂廠來(lái)完成。塑件生產(chǎn)即塑料成型加工,是根據(jù)塑料性能,利用各種成型加工手段,使其成為具有一定形狀和使用價(jià)值的物品或定型材料。 塑件生產(chǎn)主要包括成型、機(jī)械加工、修飾和裝配等4個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。成型是將各種形態(tài)(如粉狀、粒狀、溶液和分散體等)的塑料原料,制成所需形狀的塑件或型坯的過(guò)程,是塑件生產(chǎn)中最重要且必不可少的過(guò)程,其他三個(gè)過(guò)程可視塑件要求而取舍。 塑料成型模具塑料成型模具是成型塑件的主要工藝裝備之一,它可使塑料獲得一定的形狀和所需性能。 在塑件生產(chǎn)中約有95%是依靠模具完成的,塑件的更新都是以成型工藝的改進(jìn)和模具的更新為前提的。 塑料模具可分為下列幾類: (1)注射模注射模又稱注塑模。塑料注射成型是在金屬壓鑄成型原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。首先將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料筒中,經(jīng)過(guò)加熱熔融成粘流態(tài),然后在注射機(jī)螺桿或柱塞(已很少使用)的推動(dòng)下,熔融塑料以一定的流速通過(guò)料筒前端的噴嘴及模具的澆注系統(tǒng)注入閉合的模具型腔中,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的保壓,塑料在模內(nèi)冷卻、硬化定形,接著打開(kāi)模具,從模內(nèi)脫出成型的塑件。注射成型主要用于熱塑性塑料的成型。近年來(lái),熱固性塑料的注射成型也在逐漸增加。注射成型具有能成型形狀復(fù)雜的塑件及生產(chǎn)效率高等特點(diǎn),在塑件的生產(chǎn)中占有很大的比重。注射成型所使用的模具稱為注射模。據(jù)統(tǒng)計(jì),注射模的產(chǎn)量占世界塑料成型模具產(chǎn)量的一半以上。 (2)壓縮模壓縮模又稱壓塑模。壓縮成型是將預(yù)熱過(guò)的塑料原料直接放在加熱的模具型腔(加料室)內(nèi),凸模向下運(yùn)動(dòng),在熱和壓力的作用下,塑料呈熔融狀態(tài)并充滿型腔,然后固化成型。壓縮成型多用于熱固性塑料的成型,是塑件成型方法中較早采用的一種方法。該方法成型周期較長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低。壓縮成型所使用的模具稱為壓縮模。 (3)壓注模壓注模又稱傳遞模。壓注模的加料室與型腔是通過(guò)澆注系統(tǒng)連接起來(lái)的,通過(guò)壓柱或柱塞將加料室內(nèi)受熱塑化熔融的塑料經(jīng)澆注系統(tǒng)壓入被加熱的閉合型腔,最后固化定型。壓注成型主要用于熱固性塑料的成型,所使用的模具稱為壓注模。 (4)擠出模擠出模又稱擠出機(jī)頭。擠出成型是利用擠出機(jī)料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式,連續(xù)地將塑化好的呈熔融狀態(tài)的塑料從料筒中擠出,通過(guò)特定截面形狀的機(jī)頭口模成型并借助于牽引裝置將擠出的塑件均勻拉出,同時(shí)冷卻定型,獲得截面形狀一致的連續(xù)型材。該方法生產(chǎn)效率高、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)。擠出成型所使用的模具稱為擠出模。 (5)氣動(dòng)成型模氣動(dòng)成型模是指利用氣體作為動(dòng)力成型塑件的模具。氣動(dòng)成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模與壓縮空氣成型模等。 除了上述介紹的幾類常用的塑料成型模具外,還有泡沫塑料成型模、澆鑄成型模、滾塑(包括搪塑)成型模、壓延成型模以及聚四氟乙烯冷壓成型模等。 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：塑料成型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)在塑件的生產(chǎn)中,高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射?？沙尚蜕习偃f(wàn)次,一副好的壓縮模能成型25萬(wàn)次以上,這與上述各種因素有很大關(guān)系。下面從塑料模的設(shè)計(jì)、制造、模具的材料以及成型技術(shù)等方面,簡(jiǎn)單介紹一下塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 1.CAD/CAE/CAM 技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用隨著模具工業(yè)的發(fā)展,模具型腔形狀和模具結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜,模具制造精度要求越來(lái)越高,而生產(chǎn)周期要求越來(lái)越短。為了適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì),應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù),可以模擬塑料成型過(guò)程,優(yōu)化成型工藝參數(shù),提高模具質(zhì)量,縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期,降低生產(chǎn)成本。CAD/CAE/CAM 技術(shù)給模具工業(yè)帶來(lái)了巨大的變革,成為模具技術(shù)最重要的發(fā)展方向。 模具CAD/CAE/CAM 技術(shù)及其應(yīng)用已日趨成熟。模具CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)輔助某一種類型模具的設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析、繪圖以及數(shù)控加工、自動(dòng)編程等的有機(jī)集成。采用模具CAD/CAM 一體化技術(shù),可以構(gòu)建模具型腔或型芯的三維實(shí)體,可以生成刀具軌跡和數(shù)控加工代碼,進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。通過(guò)計(jì)算機(jī)與數(shù)控加工機(jī)床DNC的通信接口,使得型腔或型芯實(shí)體的加工程序可以傳遞給數(shù)控加工機(jī)床,可在試切成功后,再進(jìn)行正式的模具加工。利用CAE技術(shù)可以在模具加工制造前,在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況,以及塑件中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、塑件的收縮和翹曲變形等情況,以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)修改塑件和模具設(shè)計(jì)。CAE技術(shù)主要應(yīng)用于塑件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和成型參數(shù)確定等方面。尤其在大型、復(fù)雜塑料模具設(shè)計(jì)過(guò)程中,CAE技術(shù)的應(yīng)用顯得更為重要。 CAD/CAE/CAM 技術(shù)具有更新速度快、綜合性強(qiáng)和效率高的特點(diǎn),目前CAD/CAE/CAM 技術(shù)還在不斷地發(fā)展,它不但可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的各個(gè)分過(guò)程或若干過(guò)程的集成,而且可以把生產(chǎn)的全過(guò)程集成在一起。 2. 快速原型制造技術(shù)的發(fā)展快速原型制造技術(shù)(RapidPrototyping& Manufacturing,RP&M)又稱為快速成型制造技術(shù),是由CAD 模型直接驅(qū)動(dòng)的快速制造復(fù)雜形狀三維物理實(shí)體技術(shù)的總稱,是20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的新興先進(jìn)制造技術(shù),是現(xiàn)代工業(yè)從大規(guī)模批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨總€(gè)性化生產(chǎn),產(chǎn)品的生命周期越來(lái)越短,同時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀設(shè)計(jì)水平的要求也越來(lái)越高而產(chǎn)生的。利用快速成型技術(shù)不需任何工裝,可快速制造出任意復(fù)雜的甚至連數(shù)控設(shè)備都極難制造或根本不可能制造出來(lái)的產(chǎn)品樣件,這樣大大減少了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)和加工費(fèi)用,縮短了研制周期。 3. 各種模具新材料的研制和使用模具材料的選用在模具的設(shè)計(jì)與制造中是一個(gè)比較重要的問(wèn)題,它直接影響到模具的制造工藝、模具的使用壽命、塑件的成型質(zhì)量和模具的加工成本等。國(guó)內(nèi)外模具工作者在分析模具的工作條件、失效形式和如何提高模具使用壽命的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的研究工作,并且已開(kāi)發(fā)出了許多具有良好使用性能和加工性能、熱處理變形小的新型模具鋼種,如預(yù)硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時(shí)效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼等。經(jīng)過(guò)應(yīng)用,均取得了較為滿意的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。另外,為了提高模具的壽命,在模具成型零件的表面強(qiáng)化處理方面也做了許多研究與工程實(shí)踐,取得了很好的效果。目前,上述的研究與開(kāi)發(fā)工作還在不斷地深入進(jìn)行,已取得的成果正在大力推廣。1.2課程介紹設(shè)計(jì)題目：摩絲噴嘴的注射模設(shè)計(jì)圖1.1為零件二維圖，圖1.2為零件的三維圖。零件雖小，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和模具的制造加工工藝出發(fā)盡量簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)。該零件的表面和配合面除要求沒(méi)有缺陷、毛刺，沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。圖1.1摩絲噴嘴的塑件圖圖1.2塑件的三維圖第二章 塑件工藝分析 2.1 塑件材料及工藝特性分析2.1.1塑件材料基本特性化學(xué)名稱：低密度聚乙烯英文名稱:Polyethylene ，low density（簡(jiǎn)稱LDPE） 低密度聚乙烯（LDPE）又稱高壓聚乙烯，為支鏈型線型分子結(jié)構(gòu)的熱塑性塑料。其結(jié)晶度為55%65%,相對(duì)分子質(zhì)量較小，密度為0.910,94g/cm3，壓縮比為1.842.3，比熱為2.30J/(g)。低密度聚乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性較高，能耐大多數(shù)酸、堿及鹽的侵蝕,但不耐強(qiáng)氧化酸的腐蝕；除苯及汽油外，一般不溶于有機(jī)溶劑。低密度聚乙烯耐低溫性能好，在-60下仍具有較好的力學(xué)性能，但其使用溫度不高（在80以下）。低密度聚乙烯在熱、光及氧的作業(yè)下會(huì)發(fā)生老化變脆，力學(xué)性能和電性能下降。在成型時(shí)，氧化會(huì)引起熔體黏度下降和變色，產(chǎn)生條紋，影響塑件質(zhì)量。因此，需添加抗氧化劑及紫外線吸收劑等。2.1.2成型工藝條件低密度聚乙烯的成型特性為： （1）成型性好，可采用注射、擠出及吹塑等成型加工方法。 （2）吸濕性小，成型前可不干燥。 （3）熔體黏度小 、流動(dòng)性好，溢邊值為0.02mm；流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，宜采用較高的壓力注射。 （4）可能發(fā)生熔體破裂，與有機(jī)溶劑接觸會(huì)發(fā)生開(kāi)裂。 （5）成型溫度范圍為160240。熔融溫度低且塑件質(zhì)量輕，塑件可采用柱塞式注射機(jī)成型。應(yīng)嚴(yán)格控制模具溫度，一般以3565為宜，模具應(yīng)采用調(diào)質(zhì)處理。 （6）冷卻速度慢，必須充分冷卻，模具設(shè)計(jì)應(yīng)有冷卻系統(tǒng)。 （7）收縮率大而且波動(dòng)范圍大，方向性明顯（取向），不宜采用直澆口，易翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率影響大，應(yīng)控制模溫，保證冷卻均勻穩(wěn)定。 （8）易產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，塑件成型后應(yīng)進(jìn)行退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力；塑件壁厚宜小，應(yīng)避免有尖角，脫模斜度宜取13。 （9）質(zhì)軟易脫模，當(dāng)塑件有淺側(cè)凹（凸）時(shí)，可強(qiáng)行脫模。該塑件的螺紋成型應(yīng)采用強(qiáng)行脫模方式。2.1.3塑件材料用途（1）低密度聚乙烯耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,化學(xué)交聯(lián)、輻照交聯(lián)改性。 （2）易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。 （3）透水率低，對(duì)有機(jī)蒸汽透過(guò)率則較大。 （4）低密度聚乙烯的透明度隨結(jié)晶度增加而下降在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量增大而提高。所以LDPE主要用途是作薄膜產(chǎn)品，還用于注塑制品，醫(yī)療器具，藥品和食品包裝材料，吹塑中空成型制品等。 （5）低密度聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性2.2塑件結(jié)構(gòu)工藝分析 22.1結(jié)構(gòu)分析從圖1.2摩絲噴嘴的三維圖分析，該塑件的外形基本上由回轉(zhuǎn)體和矩形組成，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，該處設(shè)計(jì)脫模容易，且飛邊易去除，設(shè)計(jì)合理；壁厚相對(duì)均勻，且符合最小壁厚的要求；在塑件內(nèi)壁有有螺紋，螺紋尺寸較小，可考慮采用強(qiáng)制脫模。在設(shè)計(jì)型芯時(shí)應(yīng)注意該結(jié)構(gòu)。為有利于通風(fēng)和散熱，該塑件壁厚較小，較為復(fù)雜，不可用推桿推出。2.2.2尺寸精度分析該塑件的尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT7級(jí)精度查取公差，塑件上主要尺寸的公差要求見(jiàn)表2-1。表2-1塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差外型尺寸48 344233R171610987.576內(nèi)型尺寸 dM大=46 dM中=44.83 dM小=44.053232.2.3表面質(zhì)量分析對(duì)該塑件表面沒(méi)有特殊要求。一般情況下，外表面要求光潔，表面粗糙度Ra可以取0.8m；沒(méi)有特殊要求的塑件內(nèi)部表面粗糙度Ra可取3.2m。2.2.4方案確定方案一:斜導(dǎo)柱與側(cè)滑快同時(shí)安裝在定模方案二: 斜導(dǎo)柱固定在定模、側(cè)滑塊安裝在動(dòng)模經(jīng)分析，綜合考慮各方面的因素，方案一較合理。第三章 注射機(jī)型號(hào)的確定3.1計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量通過(guò)三維造型可獲得摩絲噴嘴的體積V=6472.76mm3PE的密度為=0.95g/cm3，所以塑件的質(zhì)量w=0.956472.7610-3=6.15g查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表7-31，初選SZ-100/60型注射機(jī)?？紤]到SZ-100/60型注射機(jī)的額定注射量為100 cm3，本設(shè)計(jì)中塑件的體積為6.47276 cm3，注射機(jī)的額定注射量限制成型該塑件的最多數(shù)量為2，而塑件為大批量生產(chǎn)，提高生產(chǎn)率，決定采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，型腔平衡布制在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。3.2塑件注射工藝參數(shù)的確定根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和PE的成型性能，查有關(guān)資料初步確定成型工藝參數(shù)，見(jiàn)表2-2表2-2 塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度8090時(shí)間2h料筒溫度/后段140160中段前段170200噴嘴溫度/150170模具溫度/3045注射壓力/MPa60100成型時(shí)間/s注射時(shí)間35保壓時(shí)間1560冷卻時(shí)間1560總周期40140螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)_后處理方法退火處理溫度/循環(huán)烘箱1020時(shí)間/h812第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括；分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。4.1分型面選擇不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。為保證塑件能順利分型，主分型面應(yīng)首先考慮選擇在塑件外形的最大輪廓處。選擇分型面即是決定型腔空間在模內(nèi)應(yīng)占有的位置。選擇時(shí)應(yīng)遵行如下原則：1.方便塑件脫模。為使塑件能從模內(nèi)取去，分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸大的部位。2.有利于塑件脫模。由于模具脫模機(jī)構(gòu)通常只設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，故選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。這對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)使用的模具尤其顯得重要。3.確保塑件質(zhì)量。分型面不要選擇在塑件光滑的外表面，避免影響外觀質(zhì)量。4.有利于排氣。當(dāng)分型面作為主要排氣渠道時(shí)，應(yīng)將分型面設(shè)在塑料熔體的末端，以利于排氣。5.模具零件易于加工。選擇分型面時(shí)，應(yīng)使模具分割成便于加工的零件，以減小機(jī)械加工的困難。根據(jù)以上分型面選擇原則及塑件本身的特點(diǎn)，確定分型面如圖3所示如圖3-1所示在滿足該原則的二個(gè)方案中，方案A的塑件開(kāi)模后留在定模一側(cè)，塑件不易取出，頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜；方案B不但保證了塑件取出方便，且毛刺飛邊的清除也較容易，因此選擇方案B。 A B另外，為了提高自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率，減少LDPE的取向變形以及保證塑件表面質(zhì)量，并且該塑件所需注射壓力較大，決定采用點(diǎn)澆口；而模具采用了雙分型面結(jié)構(gòu)，一個(gè)分型面用于成型塑件，另一個(gè)分型面用于取出澆注系統(tǒng)凝料。4.2確定行腔的排列方式型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的質(zhì)量、投影面積、幾何形狀、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定，以上這些因素有時(shí)是相互制約的，在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)必須進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證滿足其主要條件。型腔數(shù)量確定之后，便進(jìn)行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件及型心的設(shè)計(jì)以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問(wèn)題又與分型面及澆口的位置選擇有關(guān)，所以在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，要進(jìn)行必要的調(diào)整，以達(dá)到比較完善的設(shè)計(jì)。對(duì)于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對(duì)稱、均衡、取件方便。本案例的模具采用一模兩腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)。如圖4-1所示圖4-1型腔的排列方式4.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個(gè)部分組成。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)注射成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響。設(shè)計(jì)時(shí)須遵循如下原則：1.盡可能采用平衡式布置，以便設(shè)置平衡式分流道。2.型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。3.型腔排列要盡量可能緊湊，以減少模具外形尺寸。4.熱量及壓力損失要小 為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡量短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少?gòu)澱郏砻娲植诙纫汀?.確保均衡進(jìn)料 盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置。6.塑料耗量要少 在滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量要小，以減少塑料的耗量。7.消除冷料 澆注系統(tǒng)應(yīng)能捕集溫度較低的“冷料”，防止其進(jìn)入型腔，影響塑件的質(zhì)量。8.排氣良好 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔各個(gè)角落，使型腔的氣體能順利排出。9.防止塑件出現(xiàn)缺陷 避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力、翹曲變形或尺寸偏差過(guò)大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象。10.塑件外觀質(zhì)量 根據(jù)塑件大小、形狀及技術(shù)要求，做到去除修整澆口方便，澆口痕跡無(wú)損塑件的美觀和使用。11.生產(chǎn)效率 盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工，成形周期短，效率高。4.3.2主流道設(shè)計(jì)與定位圈的設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：1.主流道圓錐角為=2060，對(duì)流動(dòng)性差的可取3060，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63m。2.主流道大端成圓角，半徑r=13mm，以減小料轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力。3.在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道盡可能短，一般小于60mm，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響流體的順利充型。4.對(duì)于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，但在大多數(shù)情況下將主流襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，主流道襯套與定模板采用H7/m6過(guò)度配合與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。5主流道襯套一般選用T8 T10制造，熱處理強(qiáng)度為5256HRC。主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開(kāi)設(shè)計(jì)，如圖3-2所示圖3-2澆口套與定位圈的設(shè)計(jì)由表2-3可知，SZ-100/60型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為： 噴嘴孔直徑d0=2mm 噴嘴前端球面半徑SR0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系得到： 主流道進(jìn)口端球面半徑SR=SR0+（12）=10+（12）mm，取SR=14mm; 主流道進(jìn)口端孔直徑d=d0+0.5=2mm+0.5 mm，取d=2.5 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度取4；同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=5 mm的圓弧過(guò)渡。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，其形狀及尺寸按照常用澆口套設(shè)計(jì)；為了能與注射機(jī)的定位圈相配合，采用外加定位環(huán)的方式，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中的磨損。4.3.3分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道。分流道要求熔體的阻力盡可能小，轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過(guò)度，各型腔保持均衡進(jìn)料。分流道的截面形狀，常用的有圓形、梯形、U字形和六角形等。設(shè)計(jì)是一模兩腔，澆口形狀和截面相同，分流道的平衡，能保證熔體均勻同時(shí)充滿所有型腔，且在保壓期間各型腔的補(bǔ)料條件也相同，由于本設(shè)計(jì)中型腔對(duì)稱分布，屬自然平衡的澆注系統(tǒng)。本案例采用U形斷面分流道，在一塊模板上，切削加工容易實(shí)現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不太大。查有關(guān)經(jīng)驗(yàn)表格得PE的分流道推薦直徑為4.89.5 mm，取6 mm，深度h=3.75 mm。分流道截面形狀及尺寸如圖3-3所示:圖3-3分流道的設(shè)計(jì)4.3.4點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)腔型與分流道之間采用一段距離很短，截面積很小的通道相連接，此通道稱為澆口，它是連接分流道與型腔的橋梁。它具有兩個(gè)功能，第一、對(duì)塑料熔體流入型腔控制作用；第二、當(dāng)注射壓力撤消后，澆口固化，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會(huì)側(cè)流，澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口一般分非限制性澆口和限制性澆口，本設(shè)計(jì)采用限制性澆口，它又可分為:側(cè)澆口系列；點(diǎn)澆口系列；盤(pán)環(huán)型澆口系列。點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口。這種澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體的表觀粘度下降，流動(dòng)性增加，有利于型腔的充填，因而對(duì)于薄壁塑件以及其它有利。 由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，所以澆口的位置和大小塑件的外質(zhì)量為前提。同時(shí)，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析，并結(jié)合已確定的分型面位置，選擇如圖3-4所示的點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。根據(jù)塑件外觀質(zhì)量要求以及型腔的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在塑件頂部。點(diǎn)澆口的直徑尺寸可以根據(jù)不同塑料按塑件平均厚度查表選取應(yīng)以不影響圖3-4 澆口的結(jié)構(gòu)、位置及尺寸4.3.5冷料穴設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約1025mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。其類型可分為四大類1.底部帶有推桿的冷料穴這類冷料穴的底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上，因此他常于推桿或推管脫模機(jī)構(gòu)連用。2. 底部帶有拉料桿的冷料穴這類冷料穴的底部有一根拉料桿構(gòu)成，拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。3. 底部無(wú)桿的冷料穴 對(duì)于具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右兩半模的中心線上，當(dāng)開(kāi)模時(shí)分型面左右分開(kāi)，塑件與流道凝料取出，冷料穴底部不必設(shè)計(jì)桿件。4.分流道冷料穴 當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，可將分流道的盡頭沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長(zhǎng)度為分流道直徑的1.52倍。本設(shè)計(jì)采用Z形拉料桿，一次分型時(shí)斜孔內(nèi)凝料使點(diǎn)澆口與塑件分離，同時(shí)Z形拉料桿將主流道的凝料拔出；而二次分型時(shí)凝料被定模板刮掉落下來(lái)，實(shí)現(xiàn)澆注系統(tǒng)與塑件的自動(dòng)分離與脫出，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小。第五章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算，查有關(guān)手冊(cè)得LDPE的收縮率為1.5%3.0%，故平均收縮率SCP=（1.5+3.0）/2%=2.25%=0.0225，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取Z=/3,成型零件尺寸計(jì)算見(jiàn)表5-1。5.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算表5-1 成型零件的尺寸計(jì)算類別塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔尺寸計(jì)算480-1.32Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z047.94+0.440340-1.14Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z033.91+0.380420-1.32Hm=（Hs+HsScp-2/3）+Z041.865+0.440260-1.0Hm=（Hs+HsScp-2/3）+Z025.918+0.330160-0.78Hm=（Hs+HsScp-2/3）+Z015.84+0.260100-0.58Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z09.79+0.19060-0.58Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z05.70+0.190170-0.78Lm=（Ls+LsScp-3/4）+Z016.798+0.260型芯尺寸計(jì)算460+1.32Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z47.1750-0.44320+1.14Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z33.5750-0.38400+1.14Hm=（Hs+HsScp+2/3）0-Z41.660-0.1770+0.58Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z7.5930-0.1980+0.58Lm=（Ls+LsScp+3/4）0-Z8.6150-0.19 dM大=46Lm=（1+Scp）dM大+中）0-中47.8050-0.44 dM中=44.83Lm=（1+Scp）dM中+中）0-中47.150-0.44 dM小=44.05Lm=（1+Scp）dM小+中）0-中46.360-0.44 5.2 型腔模具厚度采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，依據(jù)尺寸48查相關(guān)材料，得該型腔的推薦壁厚為30mm。5.3模具型腔模板總體尺寸的確定該模具型腔最大尺寸為48mm，根據(jù)該尺寸查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表9-25確定的型腔壁厚尺寸30mm，綜合以上數(shù)據(jù)，查相關(guān)資料，確定型腔模板的總體尺寸為BLH，其中B=360mm,L=300mm,H=64mm。5.4標(biāo)準(zhǔn)模架的確定本塑件采用點(diǎn)澆口注射成型，根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式、型腔數(shù)量、塑件尺寸、冷卻水道的分布等因素，查相關(guān)資料，選擇P4-160250-43-Z1型標(biāo)注模架。5.5模具閉合高度的確定組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板為H1=30mm；型腔板為H2=64mm；推件板為H3=15mm；型芯固定板為H4=25mm支撐板為H5=65mm；墊塊為H6=96mm；則該模具閉合高度為：H=H1+H2+H3+H4+H5+H6=30+64+15+25+65+96=295mm5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算第六章 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校6.1鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為： FkpA式中 F注射機(jī)鎖模力，查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄表8得SZ-100/60型注射機(jī)的鎖模力為600kN； k壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2； p型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30MPa; A塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具A=1.45610-2m2計(jì)算得kpA=1.2301061.45610-210-3=524.16kN故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿足鎖模要求。6.2模具閉合高度的校核由于SZ-100/60型注射機(jī)所允許的模具最小厚度Hmin=200mm,模具最大厚度Hmax=300mm，而計(jì)算得模具閉合高度H=295mm,所以模具閉合高度滿足HminHHmax的安裝條件。6.3模具安裝部分的校核該模具的外形最大部分尺寸為300mm434mm,SZ-100/60型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為330 mm450 mm，故能滿足模具安裝的要求。6.4模具開(kāi)模行程的校核開(kāi)模行程也叫做合模行程，指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模座板的移動(dòng)距離，用符合S表示。SZ-100/60型注射機(jī)的最大開(kāi)模行程Smax=300mm.為了使塑件成型后能順利脫模，并結(jié)合該模具的雙分型面特點(diǎn)，確定該模具的開(kāi)模行程S應(yīng)滿足SH1+H2+a+(510)=(10+5)+20+42+30=107mm式中 H1塑件所用的脫模距離，mm;H2塑件高度，mm; a取出澆注系統(tǒng)凝料所必需的長(zhǎng)度，mm。因Smax=300mm107mm，故該注射機(jī)的開(kāi)模行程滿足要求。