果汁容器的成型工藝及塑料模具設(shè)計【一模一腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD】

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近年來，我國塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達到3m，制件精度為0.5m的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴大，高速加工及RP/RT等先進技術(shù)的采用已越來越多。模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設(shè)計制造水平及企業(yè)管理水平的提高。 經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向，現(xiàn)綜合如下： （1）模具的質(zhì)量、周期、價格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢。為滿足用戶的這一要求，各方面的工作必須跟上。 （2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進行開發(fā)（這需要在有較大把握和敢冒一定風險的情況下進行），變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法，手機和電話機模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進行模具設(shè)計的被動局面。事實證明，這種做法不但使模具廠變被動為主動，而且對開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利，受到用戶的歡迎。青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式及太倉求精模塑公司和浙江陶氏模具集團有限公司等企業(yè)主動開發(fā)的辦法已被越來越多企業(yè)所接受，這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。 （3）隨著模具企業(yè)設(shè)計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：“模具是一種工藝品”的概念已逐漸被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高，正在被社會所接受。我國模具行業(yè)，目前已有4個國家級高新技術(shù)企業(yè)，近百個省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的。當然，目前及相當長一段時間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的依靠。 （4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨向。21世紀，信息越來越多，信息技術(shù)越來越先進發(fā)達，信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前的信息社會中，高水平的模具，現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠遠不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其他許多先進制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已被行業(yè)所共認。 （5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機遇，開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過，任務(wù)忙不過來，利潤水平和職工收入都很好，日子紅紅火火。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向，使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實力及進入國際市場的競爭力。 （6）世界上工業(yè)發(fā)達國家的模具正加速向我國轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，二是投資，三是采購。這一趨向雖然并非近幾年才有，但近幾年更加明顯。我們應(yīng)抓住機遇，加快發(fā)展步伐。3.存在的主要問題 我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，主要存在6個方面的問題。 （1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到相當高的水平，個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10年以上的差距。 （2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。 （3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具開發(fā)，而且要重視產(chǎn)品開發(fā)。 （4）管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴重。同一個企業(yè)，設(shè)備不變，人員不變，管理一變，立竿見影，這樣的例子并不少見。 （5）供需矛盾一時還難以解決。2004年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率還要低，估計不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向我國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景很好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。 （6）體制和人才問題的解決尚待時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個問題，但要得到較好解決尚待時日。 展望未來，由于國際、國內(nèi)宏觀環(huán)境良好，國內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以較快速度發(fā)展，塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問題通過國內(nèi)外交流與合作。全行業(yè)的共同努力和各方面的支持，不久的將來，定會得到較好的解決。 4.發(fā)展展望 在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國際市場中去，促進我國整個模具行業(yè)的快速發(fā)展。 隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也一定會越來越高。為了滿足市場的需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代發(fā)展步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。當然，這是需要開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。 （1)超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 （2)多樣材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 （3)各種快速經(jīng)濟模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。 （4)模具設(shè)計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP及PDM等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 （5)更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 （6)更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之而來的也會產(chǎn)生一種特殊的和更為先進的加工方法。 （7)各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 （8)逆向工程、并行工程、復合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。 （9)熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 （10)模具標準化程度將不斷提高?！笆晃濉逼陂g，在科學發(fā)展觀指導下，廣大模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到更好的發(fā)展。第1章 塑料及其性能1.1塑料制件的結(jié)構(gòu) 我所設(shè)計的為一個榨汁器中的一部分果汁容器，如圖1-1所示：圖11 塑件 其功用是盛裝果汁，在選擇材料時必須保證：首先要求無毒性，無任何氣味，且要有耐酸，耐腐蝕性，在常溫下長時間不會發(fā)生物理、化學分解。其次外觀要求美觀完整，無斑點，無熔接痕，有一定的光滑度，且有一定的強度和韌性，塑件本身還要具備透明性。根據(jù)以上對塑料制件的結(jié)構(gòu)分析及其工作條件的要求，材料采用聚碳酸酯（PC），精度等級為MT5。1.2 塑料制件的原料分析 表一塑料的品種聚碳酸酯（熱塑性塑料）結(jié)構(gòu)特點非結(jié)晶型的線型結(jié)構(gòu)的高聚物使用溫度耐熱性好，長期使用溫度可達130，耐寒性也好，脆化溫度為-100使用性能沖擊強度高，尺寸穩(wěn)定性好，無色透明，著色性好，電絕緣、耐腐蝕、耐磨性好，但自潤性差，有應(yīng)力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差成型性能a.無定形料，熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動性差，吸濕小，但對水敏感，須經(jīng)干燥處理。成型收縮率小，易發(fā)生溶融開裂和應(yīng)力集中。b.熔融溫度高，粘度高，大于200g的塑料制件宜用螺桿式注射機，開暢或延伸噴嘴,噴嘴應(yīng)加熱。c.冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以粗短為原則，宜設(shè)冷料穴，澆口宜取大，模具宜加熱。d.料溫過低會造成缺料，塑料制件無光澤，料溫過高易溢邊，塑料制件起泡。模溫低時收縮率、伸長率、抗沖擊強度高，抗彎、抗壓、抗張強度低。模溫超過120時塑料制件冷卻慢，易變形粘模。結(jié)論此塑料制件適宜注射成型，成型前原料需要干燥處理，塑料易，塑料制件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，須退火處理來消除內(nèi)應(yīng)力，且應(yīng)嚴格控制成型條件，型腔要采用加熱裝置，而型芯要采用冷卻裝置。1.3 塑料制件注塑成型工藝參數(shù)（如表二所示），試模事，可根據(jù)實際情況適當調(diào)整。 表二 工藝參數(shù)規(guī)格預(yù)熱和干燥溫度（）110120；時間（h）812料筒溫度（）后段：210240；中段：230280；前段：240285噴嘴溫度（）240250模具溫度（）90110注射壓力（Mpa）80130成型時間（s）注射時間2090高壓時間05冷卻時間2090總周期4090螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）28適用注射機類型螺桿或較好后處理方法：紅外線、鼓風烘箱溫度（）：100110時間（h）：8121.4塑料制件的工藝分析（1）尺寸精度：從所設(shè)計塑料制件的總體尺寸分析得知，其尺寸較為合理，不會太大，這樣就避免塑料熔體充不滿模具型腔或塑料制件不能正常成型。（2）形狀：本塑料制件的幾何形狀能滿足使用要求外，還要盡可能使其所對應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)簡單，便以加工。（3）壁厚：塑件壁厚一般在14mm范圍內(nèi)，分析設(shè)計塑件功能要求，確定塑件的壁厚為2.5mm。（4）脫模斜度：該塑件制品本身具有一定的斜度，所以制品易脫模，且脫模后不會刮傷制品表面。（5）圓角：塑件底面與面之間一般應(yīng)采用圓弧過度，這樣不僅可以避免塑件尖角處的應(yīng)力集中，提高塑件強度，而且可以改善塑料的流動狀態(tài)，降低充模阻力，便于充模，避免出現(xiàn)熔合線，塑件轉(zhuǎn)角處的圓角半徑通常不要小于0.51mm。第2章 成型制品的體積和質(zhì)量的計算該產(chǎn)品為榨汁器的果汁容器，材料采用聚碳酸酯（PC），其密度為1.210-9t/mm3收縮率為0.65%。使用Pro/Engineer軟件對三維產(chǎn)品自動計算出產(chǎn)品的體積和質(zhì)量，計算過程如下：塑件的體積：V1=7.58104mm3塑件的質(zhì)量：M1=9.0910-5t澆注系統(tǒng)的體積：V1=1.14103mm3澆注系統(tǒng)的質(zhì)量：M2=1.3710-6t故一次注射所需要的塑料總體積和總質(zhì)量為：V總=V1+V2=7.58104+1.14103=76940mm3M總=M1+M2=（9.0910-5+1.3710-6）106=92.27g 第3章 成型設(shè)備的選擇3.1塑料的常用成型方法（1）注射成型它主要用于熱塑性塑料制品的成型，也可用于熱固性塑料制品的成型。前者成型周期短，生產(chǎn)效率高，模具使用壽命長，能大批量的成型形狀復雜、尺寸精度高的塑料制件。（2）壓縮成型它用于熱固性塑料的成型。成型的塑件的收縮率小， 變形小，各項性能比較均勻；但其生產(chǎn)效率低，不宜實現(xiàn)自動化、而且勞動條件差，不宜成型帶有深孔和形狀復雜的塑料，且模具使用條件較差，模具的壽命教低。（3）壓注成型它適用于各種熱固性塑料，比起壓縮成型，塑料應(yīng)具有良好的流動性和固化速率。也適用于熱塑性塑料的成型，適用于批量較小，而又無注射機的情況下的熱塑性塑料的成型（）擠出成型它主要適用于熱塑性塑料的成型，也可用于熱固性塑料制品有管材、板材、片材、電器和電纜覆層、單絲、網(wǎng)材以及具有異形截面的各種型材。 3.2成型設(shè)備的選擇常用的模塑成型設(shè)備有三種第一種：液壓機，它是熱固性塑料壓縮和壓注成型的主要成型設(shè)備。第二種：注射機，它是熱塑性塑料和部分熱固性塑料注射成型的主要設(shè)備。第三種：擠出機，它是熱塑性塑料和部分熱固性塑料注射成型的主要成型設(shè)備。本塑件塑料材料采用聚碳酸酯，屬于熱塑性塑料，且由塑料制件的結(jié)構(gòu)分析，得其采用注射成型更有利于該塑料制件的成型。所以本塑料的成型設(shè)備選用注射機第4章模具類型及結(jié)構(gòu)形式的比較與選擇澆注系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：a.適應(yīng)塑料的工藝性b.排氣良好c.流程要短d.避免料流直沖型芯或嵌件e.修整方便f.防止塑料制品變形g.澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小，容積也盡量少h.澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱，澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減小模具的尺寸。4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計方案本塑件可采用3種澆注系統(tǒng)成型，其方案比較見下分析：方案一：（采用直接澆口）直接澆口特點是：熔體通過主流道直接進入型腔，流程最短，進料快，流體阻力小，傳遞壓力好，成型容易，保壓補縮作用強，有利于排氣和消除熔接痕，流量大，且澆注系統(tǒng)耗料少，模具結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，制造方便，適用于成型流動性差的塑件或成型大型、厚壁、長流程以及一些粘度高的制品。其缺點：由于澆口處熔體固化慢，容易造成成型周期長，產(chǎn)生過大的殘余應(yīng)力，在澆口處易產(chǎn)生裂紋，澆口凝料切除后制品上的疤痕較大，且不宜成型平薄塑件及易變形的塑件。方案二（采用側(cè)澆口）測澆口的特點是：其澆口開設(shè)在模具的分型面上，從制品惻面邊緣進料，其優(yōu)點是其截面形狀為矩形，形狀簡單，易于加工，且進料口可隨意選擇，澆口的深度可在試模后加深、加寬，便于修正。其缺點是塑料流程較長，壓力損失大，保壓補縮作用比直接澆口小，且不易排氣，易產(chǎn)生熔接痕|、縮孔及氣孔缺陷，則會影響塑件的質(zhì)量及外觀。它適用于一模多件。方案三（采用點澆口）點澆口特點是：其澆口一般設(shè)在型腔底部，這樣排氣順暢，成型良好。由于進料口小，故去澆口后殘留余量小，塑件上不易留有痕跡。它使適用于深腔盒類零件，其缺點是：a.采用點澆口時，為了能取出流道凝料，必須使用雙分型面的結(jié)構(gòu)形式或者單分型面熱流道結(jié)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)較復雜，費用較高。b.不適合粘度高和對剪切速率不敏感的塑料熔體。c.不適合厚壁或壁厚不均勻的制品成型。d.要求采用較高的注射壓力。e.模具采用三板模，模具結(jié)構(gòu)復雜，模具費用較高。本塑料制件采用聚碳酸酯（PC），其流動性差，且此塑料制品為深腔制品，要求排氣良好，也要保證塑件的外觀及質(zhì)量。綜上考慮，采用直接澆口作為本塑件的澆注系統(tǒng)最為有利的塑件成型。該制品的澆口可設(shè)置在制品的底部，因為該制品底部為較隱蔽的地方，不會影響制品的外觀。根據(jù)本塑料制件采用的澆注系統(tǒng)為直接澆口，則模具類型可選用兩板模。4.2型腔、型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案4.2.1型腔、型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案整體式凹模由整快材料加工制成，其特點是強度和剛度高，不會使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡，質(zhì)量好。但加工困難，需要采用電火花機床和立式銑床加工，熱處理也不方便，消耗貴重的模具鋼，費用高，且制品表面光滑度差，僅適于形狀簡單的。（1）組合式采用組合式型腔的優(yōu)點：a.簡化凹模型腔加工，可將復雜凹模內(nèi)形體的加工變成外形體的加工，降低了加工的難度。b.鑲件可用高碳鋼或高碳合金鋼淬火，可用專用磨床研磨曲面形狀。凹模中使用鑲件的局部型腔有較高的精度和耐磨性，并可方便地更換鑲件。c.可節(jié)省優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，對于大型模具可大大降低模具的制造。d.有利于排氣系統(tǒng)的設(shè)計。采用組合式型腔的缺點：在設(shè)計和制造這類型腔時，必須注意提高拼塊的加工和熱處理工藝性，拼接必須牢靠嚴密。綜合考慮，模具選用組合式更能保證塑件的外觀和質(zhì)量以及模具鋼的費用。其結(jié)構(gòu)如圖4-1：圖4-14.2.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯是成型塑料制品內(nèi)表面的成型零件。型芯有整體式和組合式兩類：（1）整體式采用整體式，其結(jié)構(gòu)牢固，成型的制品質(zhì)量較好，但消耗貴重模具鋼較多，不便加工。（2）組合式采用組合式型芯的優(yōu)缺點與組合式凹模的基本相同。但在設(shè)計和制造這類型芯時，必須注意提高拼塊的加工和熱處理工藝性，拼接必須牢靠嚴密。綜合考慮，模具選用組合式更能保證塑件的外觀和質(zhì)量以及模具鋼的費用。其結(jié)構(gòu)如圖4-2：圖4-2第五章 模具方案確定5.1標準模架的選擇(1)型腔數(shù)目的確根據(jù)前面對澆注系統(tǒng)設(shè)計方案的比較，本塑料制件采用的是直接澆口，則確定本塑件的模具為單型腔模具。(2)成型零件尺寸的確定 半徑r1=128/2=64mm, r2=103/2=51.5mma.側(cè)壁的計算（按整體式圓形型腔計算）計算側(cè)壁的分界值r=86mm是剛度和強度的分界，大于86mm應(yīng)按剛度條件求側(cè)壁厚，小于86mm應(yīng)按強度條件求壁厚。而在r=86mm時按剛度和強度條件求得壁厚應(yīng)是相等的。r1=64r=86(分界值)，r2=51.566mm時，按剛度條件計算底版厚度；當r66時，則按強度計算。 r1=64r=60(分界值)，則采用強度計算。t底板=3pr2/4 p、r、同上則t底板=340642/4300 =20.24mm，取t底板=21mm從而確定了型腔的尺寸，見圖5-1圖5-1(3)標準模架的選擇為了縮短模具制造周期和降低成本，本塑料制件選用標準模架，根據(jù)型腔數(shù)目及型腔尺寸的確定，選用含推件板大水口類型的模架，選用“BI3535A110B70”,其中參數(shù)的含義是：3535模架的長度和寬度分別為350mm、350mmA110定模板（A板）厚110mmB70動模板（B板）厚70mm5.2選用注射機 根據(jù)塑料制件的形狀及型腔數(shù)目的確定，以及所設(shè)計的模具總高為440mm，結(jié)合書上的成型設(shè)備：機臺1的容模量為170350mm；機臺2的容模量為225500mm。初步選取機臺2為該制件的注射機。5.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆口是熔料注入模具最先經(jīng)過的一段流道，直接影響到填充時間和流動速度。澆口太小，熔料流動過程中冷卻面相對增大，批量消耗大，冷卻時間長，發(fā)生旋渦及紊流，要求機床可塑化能力增大。因此，必須選擇恰當?shù)臐部凇部诘淖饔茫篴.使熔體加速b.使熔體溫度升高，則其粘度降低，流動性提高c.當澆口凝固時，可防止熔體的回流一般情況下，其參數(shù)通常數(shù)值如下：（1）d=注塑機噴嘴孔直徑+（0.51）mm（2）=24（對于流動性差的塑料等情況，也有取36）（3）D流道的寬度（mm）（4）H按具體情況選擇，一般為38mm（5）R=注射機噴嘴球面半徑+（12）mm（6）L應(yīng)盡量縮短，若L值大，使塑料降溫過多，損耗大，一般不超過60mm，如需要很長時則應(yīng)采用熱延長噴嘴等措施。其澆口尺寸如圖-： 圖- 根據(jù)所選注射機，可知：射嘴端球面半徑為12mm射嘴孔直徑為2mm（1）d=2+1=3mm(d為澆口套小端直徑)（2）H=3mm（3）R=12+1=13mm(R為澆口套球面半徑)（4）L=60mm5.4分型面方案的確定分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則：(1)應(yīng)便于塑料制品的脫模(2)應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯(3)應(yīng)保證塑料制品的質(zhì)量(4)應(yīng)有利于防止溢料(5)應(yīng)有利于排氣(6)應(yīng)盡量使成型零件便于加工(7)應(yīng)考慮注射機的技術(shù)參數(shù)方案一：（如圖-）圖-采用此方安有利于此深腔塑件的排氣，且避免了側(cè)向抽芯，便于脫模，成型零件也便于加工，同時也保證了塑料制件的外觀要求。方案二：（如圖-）圖-采用此方案分型，不可避免側(cè)向抽芯，模具結(jié)構(gòu)較復雜，且成型后制件的分型面痕跡容易被看到，影響了塑料制件的美觀。 綜合考慮兩方案的優(yōu)缺點，方案一明顯優(yōu)于方案二，故采用方案一。5.5推出機構(gòu)的設(shè)計5.5.1推出機構(gòu)的方案比較推出機構(gòu)的設(shè)計要求a .盡可能使制品滯留在動模一側(cè)。以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。b .防止制品變形或損壞。正確分析制品對型腔的粘附力大小及其所在部位，使推出重心與脫模阻力中心相重合。c .力求良好的制品外觀。在選擇推出位置時，應(yīng)盡量選擇制品的內(nèi)部或?qū)χ破吠庥^影響不大的部位。d. 結(jié)構(gòu)合理可靠。運動靈活，制造方便，更換容易。方案一：（采用推桿推出機構(gòu)）推桿制造簡單，更換方便，滑動阻力小，脫模效果好，放置的位置自由度大，且容易實現(xiàn)標準化。但因推桿和制品接觸面積小，易引起應(yīng)力集中，從而可能損壞制品或使制品變形，不宜用于脫模力大的箱體制品脫模。方案二 ：（采用推管推出機構(gòu)）推管推出時推出力均勻，對于中心帶孔的圓筒形制品或局部是圓筒形制品，可用此脫模，但推管制造麻煩，強度較低容易損壞方案三：（采用推件板推出機構(gòu)）推件板推出面積大，推力均勻，模具不必另設(shè)復位桿，常用于推出深腔、薄壁、透明和不允許有推桿痕跡的塑料制件。由于該制件為深腔制件，且外觀具有一定的要求。綜合考慮各個方案的優(yōu)缺點，采用方案三，即用推件板推出機構(gòu)。5.5.2推件板設(shè)計采用推件板推出機構(gòu)，其設(shè)計要點是： a.推件板應(yīng)與型芯呈錐面配合，則可以減少運動摩擦，并起到輔助定位作用，有利于防止推件板偏心而溢料。b.推件板與型芯的配合間隙，以塑料不溢料間隙為準，否則推件板復位困難，并容易損壞模具。c.當用推件板推出無通孔的大型深腔殼體類制品時，應(yīng)在型芯上增設(shè)一個排氣裝置，以消除型芯與制品之間形成真空。d.推件板定位后，推件板與動模座板之間應(yīng)留有23mm空隙，以利于保護模具。e.當多型腔模具應(yīng)采用推件板脫模時，推件板上應(yīng)安裝襯套，并以推面與型芯配合。f.當型芯細長，此制品又為通孔時，則型芯前端應(yīng)由定模板支撐，以防偏心和位移，此時在推件板上增加推套以錐面與型芯相配合。設(shè)計推件板脫模應(yīng)注意以下事項：a.配合面應(yīng)淬火，推件板的頂出距離不得大于導柱長度。b.配合間隙一般為H8/f8。c.采用有配合斜度的，其間隙必須小于聚碳酸酯的溢邊值0.06 mm。 采用推板推出，其設(shè)計的重點在于推板與型芯的配合要保證不溢料，且不發(fā)生咬合。對于薄壁制件，通常有以下兩種配合方式（如下5-5、5-6）圖-圖-配合間隙可適當放大，兩者接觸面摩擦機會小，加工又方便，適用于制品高度尺寸小，并有一定脫模斜度，塑料流動性較差的場合。圖5-6為推件板與型芯采用錐面接觸，其優(yōu)點與錐形推桿相同，因配合對中性好，成型時不會產(chǎn)生飛邊，適用于流動性好的材料。本塑料制件采用聚碳酸酯（PC），其流動性差，比較上兩圖的優(yōu)缺點，采用圖5-5的推件板與型芯的配合方式更有利于本塑料制件的成型。 5.6加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計因為本塑料制件采用聚碳酸酯，其流動性差，所以要對模具型進行熱加，而對型芯進行冷卻（因型芯散熱能力差）。5.6.1加熱系統(tǒng)的設(shè)計在成型熱塑性塑料時，對流動性差，冷卻速度快的塑料，為了提高熔料流動性，防止厚壁塑件產(chǎn)生凹痕、空隙、應(yīng)力裂紋，對要求高結(jié)晶度的塑件，為提高塑件硬度、剛度、耐磨性以及某些機械強度，對熱澆道模具已及成型熱固塑，模具需設(shè)置加熱裝置。對模具電加熱的基本要求如下：a.電熱元件功率應(yīng)適當,不宜過小，也不宜過大。過小，模具不能加熱到并保持規(guī)定的溫度；過大，即使采用溫度調(diào)節(jié)器仍難以使模溫保持穩(wěn)定。b.合理布置電熱元件，使模溫趨于均勻。c.注意模具溫度的調(diào)節(jié)，保持模溫的均勻和穩(wěn)定。本塑件采用聚碳酸酯，其流動性差，在型腔及靠近澆口處開設(shè)加熱裝置，有利于提高塑件的流動性，從而可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本加熱裝置采用電熱棒加熱，這種電阻加熱方式的加熱元件使用壽命長，更換方便，且易于調(diào)節(jié)溫度及實現(xiàn)自動化控制。電熱棒數(shù)目的確定：加熱模具所需要的電功率可按如下經(jīng)驗公式計算：P=qm試中 P電功率（W）m模具質(zhì)（重）量（kg）；m=150kgq單位質(zhì)（重）量模具維持成型溫度所需要的電功率（W/kg）。查表得q=25W/kg 則P=qm=25150=3750wp1=1000w 其中p1為每根電熱棒功率則P=P/p1=3750/1000=3.75,則取n=4個 5.6.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計.模具設(shè)置冷卻裝置的目的a.防止塑料制件脫模變形。b.縮短成型周期。c.使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性、撓曲性、伸長率較好的塑料制件。 .冷卻裝置設(shè)計原則a.在滿足冷卻所需的傳熱面積和模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，冷卻回路盡量多，冷卻通道孔徑要盡量大。b.冷卻通道的布置應(yīng)合理c.冷卻回路應(yīng)有利于減小冷卻水進、出口水溫的差值。d.冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和清理，其通道孔徑一般取812mm。根據(jù)該塑料制件的成型特性可知，對型芯進行冷卻，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。其對于深腔厚壁進行冷卻，本塑料制件采用循環(huán)螺旋冷卻方式，冷卻效果好。其冷卻是在水路出口加工螺紋與外接水管標準件相連接。第章模具其他零件（配件）的選擇、設(shè)計以及必要的計算6.1支承板的強度校核凹模設(shè)在定模板上，型芯固定在動模上。支承板與墊塊構(gòu)成橋形，承受型芯投影面上的注射壓力，因此支承板的彈性變形量必須控制在允許的范圍之內(nèi)。 支承板厚度H的計算如下： H=L(5pl1l2/32EBy)1/3 式中 H 支承板的厚度（cm） L 支承板在墊塊之間的跨度（cm） P 型腔內(nèi)壓力（Mpa） l1 凹模型腔長度（cm） l2 凹模型腔寬度（cm） B支承板在L1方向上的長度（cm） E鋼材的彈性模量（Mpa），E=2.2105MPa y支承板允許最大彎曲變形（cm），y=0.005cm 見圖6-1：圖6-1則H=22.454013.37317.8/（322.2105350.005）1/3=7cm所設(shè)計的支承板厚度為45mm，而校核后支承板厚度必須為70mm，故支承板的強度不夠。為了使支承板不產(chǎn)生彈性變形，在推桿固定板和推板之間設(shè)置推板導柱，從而可加強支承板的強度。設(shè)置4根推板導柱，則其支承板厚度的計算為：H=2/3 L(5pl1l2/32EBy)1/3=4.66cm=46.6mm，則H取45mm故設(shè)置4根推桿導柱保證了支承板的強度。6.2導向機構(gòu)的設(shè)計在注射模中，引導動模和定模之間按一定方向閉合或開啟的裝置稱為導向機構(gòu)。導向機構(gòu)由導柱和導套組成。其功能是：（1）導向作用在動模與定模閉合的進程中，導向機構(gòu)應(yīng)首先接觸，引導動、定模準確配合，避免型芯與凹模發(fā)生碰撞。（2）定位作用保證動、定模按一定方位合模，避免模具在裝配時，因方向弄反而損壞成型零件，合模后保證型腔的正確形狀。（3）承受一定側(cè)壓力高壓塑料熔體在充模過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，須由導向機構(gòu)承擔。當單向側(cè)壓力過大時，除導向機構(gòu)承擔外，還須增設(shè)錐面定位機構(gòu)來承擔。（4）承載作用當采用推件板脫?；螂p分型面模具結(jié)構(gòu)時，導柱有承受推件板和型腔板重量的作用。（5）保持機構(gòu)運動平穩(wěn)對于大中型模具的脫模機構(gòu)，導向機構(gòu)有使機構(gòu)運動靈活平穩(wěn)的作用。為了保證制品順利脫模和推出機構(gòu)各部分運動靈活，以及推出元件的可靠復位，必須有導向零件的配合作用。在臥式和直角式注射機的注射模中，推桿固定板和推板的重力作用于推桿上，同時在推出過程中，制品推出阻力和注射機頂出桿的作用力可能形成力矩，致使推桿固定板扭曲、傾斜，這些都使推桿承受橫向負載，可能導致推桿變形，甚至斷裂或卡死，尤其是細長推桿。為了防止上述現(xiàn)象發(fā)生，常用導向零件（推板導柱）來承受上述負荷，導柱除起導向作用，還起支承作用，以增強支承板的剛度。設(shè)計推板導柱、導套時，其配合精度為H7/f7，為了防止導套在工作時磨損，應(yīng)制成便于更換的經(jīng)淬火的導套。6.3支承釘?shù)脑O(shè)計支承釘?shù)墓τ檬鞘雇瓢搴蛣幽０逯g形成空隙，便于調(diào)節(jié)推板的活動范圍，并容易清除料渣雜物。其配合精度為H7/n6。6.4定位圈的確定為了便于模具在注射機上安裝以及模具澆口套與注射機的噴嘴孔精確定位，應(yīng)在模具上（通常在定模上）安裝定位圈，用于與注射機定位孔匹配。定位圈除完成澆口套與噴嘴孔的精確定位外，還可以防止?jié)部谔讖哪?nèi)滑出。根據(jù)所選注射機，其基本尺寸為120mm。第7章 注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核所選注射機的主要參數(shù)如下表三所示：表三鎖模力218噸連接柱內(nèi)距（水平垂直）460510最大注射量油壓頂針推力2.8MPa開模行程405mm油壓頂針行程75mm容模量（最薄最厚）225500mm噴嘴端球面半徑12mm定位圈120mm射嘴孔直徑2mm7.1最大注射量的校核注射機最大注射量和制品的質(zhì)量或體積有直接關(guān)系，兩者必須相適應(yīng)，不然會影響制品的產(chǎn)量和質(zhì)量。若最大注射量小于制品的質(zhì)量，就會造成制品的形狀不完整或內(nèi)部組織疏松，制品強度下降等缺陷；而注射量過大，注射機利用率降低，浪費電能，而且可能導致塑料分解。為了保證正常的注射成型，注射機的最大注射量應(yīng)稍大于制品的質(zhì)（重）量或體積（包括流道及澆口凝料、飛邊）。通常注射機的實際注射量最好在注射機的最大注射機的80%以內(nèi)。0.8M機M塑件+M澆試中 M機注射機的最大注射量（g），M機=2128.35=595.35gM塑件塑件的重量（g），M塑件=9.0910-5公噸=90.9gM澆澆注系統(tǒng)重量（g），M澆=1.3710-6公噸=90.9g 則595.35g0.8=476.28g90.9+1.37 故符合要求。7.2鎖模力的校核鎖模力的校核的目的是當熔體充滿型腔時，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力總是力圖使模具沿分型面脹開，為此，注射機的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力于塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積。即F0F=P模A分 式中 F0 注射機的最大鎖模力（N）P模 模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力），見課本，P模=34.3MpaA分制品、流道、澆口在分型面上的投影面積之和（mm）A分=r2+2520=522+500=8990.56mm2則F=P模A分=34.38990.56=308376NF0=mg=2181039.8=2.1106N式中 m鎖模熔體質(zhì)量（kg），m=218103kg則F0F，故符合要求7.3開模行程的校核各種注射機的開模行程是有限的，取出制品所須的開模距離必須小于注射機的最大開模距離。本塑料制件開模行程可按下式校核：SH1+H2+（510）mm式中 S注射機最大開模行程（移動模板行程），S=405mmH1制品的推出距離，H1=70.22mm則S=405H1+H2=70.22+85故符合要求7.4油壓頂出行程校核制品的推出距離H1=70.22mm機臺2油壓頂針行程為75mm則75H1=70.22，故符合要求7.5模具安裝部分的校核注射機與安裝模具的關(guān)系必須注意以下幾點：、機床拉桿間隔、定位孔的直徑、頂出桿孔的位置、噴嘴前端的孔徑和球面的半徑、安裝螺孔的位置及孔徑該模具的外形尺寸為420350，注射機模板最大安裝尺寸為460510，故符合要求。澆口套的球面半徑R13噴嘴球頭半徑R12，故符合要求。澆口套小端孔徑3噴嘴孔直徑2，故符合要求。第8章 設(shè)計總結(jié)和感想在當今市場中，出現(xiàn)了各式各樣的塑料制件，而對于如何設(shè)計成型塑料制件模具，我還是一個初學者。在這次模具設(shè)計中，遇到了不少的困難，通過查找資料、獨立思考及在老師的指導下，得到了解決，同時也逐步提高了我對塑料模具的認識。本次設(shè)計中重點運用了Pro/E和CAD軟件，使設(shè)計過程周期縮短，大大節(jié)省了設(shè)計時間。 通過這次的模具設(shè)計，使我的知識面擴大了，也使我能夠?qū)⒃谛Ｋ鶎W的知識融會貫通。培養(yǎng)和提高了我獨立分析問題和解決問題的能力，及遇到問題時會查找資料的能力。畢業(yè)在即，就要離開母校到工作單位去，這次的畢業(yè)設(shè)計為我今后走向社會的實踐操作運用鑄就了一個良好的開端。最后感謝老師們的指導和幫助以及母校的栽培。致謝感謝各位老師特別是楊老師在這三年之中的淳淳教誨和在做畢業(yè)設(shè)計的過程中對我的幫助。使我在大學三年學到了更多知識，在此衷心對各位老師的辛勤教導表示感謝。對我們的平時學習和生活中提供的幫助，值此畢業(yè)之際表示深深的謝意。畢業(yè)之后，我一定會努力工作的，不辜負各位老師對我們的深切期望，在這里也說一聲：老師們辛苦了。祝各位老師，工作愉快，萬事如意。參考文獻1 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