油管接頭注塑模設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）

1目 錄摘要1關(guān)鍵詞11 前言21.1 選題的背景目的和意義21.2 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)21.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀21.2.2 發(fā)展趨勢(shì)21.3 對(duì)選題的設(shè)計(jì)設(shè)想和研究方法42 塑件分析和成型材料特性42.1 塑件分析42.2 成型材料的特性52.3 脫模斜度的選擇72.4 本章小結(jié)73 注射機(jī)選擇73.1 常用的注射機(jī)分類73.2 注射機(jī)的選擇83.3 本章小結(jié)94 分型面設(shè)計(jì)與型腔布置94.1 分型面設(shè)計(jì) 104.2 型腔布置設(shè)計(jì) 104.2.1 型腔數(shù)目的確定 104.2.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 114.3 本章小結(jié) 115 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 125.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 125.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1225.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 135.3.1 概述 135.3.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 135.3.3 排氣槽的位置和形式 135.4 本章小結(jié) 146 成型零部件和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 146.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 146.2 成型鋼材的選用 146.2.1 塑料模材料的性能要求 146.2.2 塑料模常用材料 156.3 成型零件工作尺寸計(jì)算 156.4 型腔壁厚的計(jì)算 186.5 模架與板厚的確定 186.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 196.7 本章小結(jié) 197 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 207.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 207.1.1 推管的設(shè)計(jì) 207.1.2 復(fù)位裝置設(shè)計(jì) 207.1.3 頂出距離 207.2 脫模力計(jì)算 207.3 本章小結(jié) 218 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 218.1 抽芯距的計(jì)算 218.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 218.3 滑塊的設(shè)計(jì) 228.4 本章小結(jié) 229 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)229.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件的影響239.2 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)2339.2.1 冷卻系統(tǒng)計(jì)算239.2.2 冷卻回路布置249.3 本章小結(jié)2510 模具校核 2510.1 注射機(jī)校核 2510.2 本章小結(jié) 26結(jié)論26參考文獻(xiàn)27致謝27附錄284油管接頭注塑模設(shè)計(jì)摘 要：簡(jiǎn)要介紹了一種油管接頭注塑成型模具的結(jié)構(gòu)方案。分析了塑件的成型工藝，設(shè)計(jì)了一模兩腔、側(cè)澆口、斜導(dǎo)拄抽芯的注塑模結(jié)構(gòu)。合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是塑料注射模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，從零件分析、選材、成型工藝分析到模具的結(jié)構(gòu)是否合理，對(duì)能否生產(chǎn)出合格的工件都是非常重要的環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)從保證產(chǎn)量和質(zhì)量雙方面的要求出發(fā)，以適應(yīng)激烈的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)為前提。關(guān)鍵詞：注塑模具；側(cè)澆口；斜導(dǎo)拄；推管Design of Injection Mold Tubing JointsAbstract: A structural scheme of injection mould of conduit adapter is introducted in this paper. The forming process of plastic parts is analyzed. The injection mold mechanism of one mold with two cavities, and edge gate and leaning guide post are designed. A reasonable design of pouring channel is the key to design the injected model of plastics. From the analysis of the components, the selection and the formed craft analyze that the mold structure is whether reasonable, and whether to produce the qualified work piece is due to the mold design.This design embarks from double aspect request in the guarantee output and the quality, its premise is taking adapts the intense technical competition. Key words: Injection Mould; Edge Gate; Leaning Guide Post; Pushing pipe 51 前言1.1 選題的背景目的和意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的油管接頭注塑模具。油管接頭即連接油管之間的部分，起著連接與轉(zhuǎn)向的作用。這就要求其具有良好的密封性能。目前國(guó)產(chǎn)高、中、低液壓油管，工業(yè)設(shè)備油管、工程機(jī)械液壓油管、挖掘機(jī)液壓油管、汽車液壓油管、轎車方向助力管、耐溫、耐磨管、及不銹鋼波紋管等各種油管，油管要使用與之相配套的油管接頭，這就要求油管接頭的尺寸、精度達(dá)到一定的要求。例如航空高壓油管，用于汽車、摩托車各類機(jī)械設(shè)備油管系統(tǒng)總成，尤其是整體式的油管接頭，解決了用焊接，鉚接法所產(chǎn)生的難以避免的泄漏，既安全又節(jié)省了油耗,延長(zhǎng)了使用壽命。特別是航空高壓管，由武漢理工大學(xué)檢測(cè)，達(dá)到了汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).這種結(jié)構(gòu)，是油管總成制造的一大突破。1.2 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，近幾年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件具為代表，我國(guó)主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模覆蓋面大增，已從電機(jī)、電鐵芯片模具，擴(kuò)大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模已能生產(chǎn) 34、48大展幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。塑料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體鋪助注射技術(shù)已開(kāi)始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體梯級(jí)壓鑄模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模交貨期較前縮短。模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD/CAE 軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高?？焖俳?jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)(RPM)進(jìn)展很快，國(guó)內(nèi)有多家已自行開(kāi)發(fā)出達(dá)到國(guó)際水平的相關(guān)設(shè)備。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面，由于對(duì)模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，模具水平得以提高，模具國(guó)產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來(lái)進(jìn)口模具不斷增長(zhǎng)的勢(shì)頭有所控制，模具出口穩(wěn)步增長(zhǎng) 1。 61.2.2發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在這種情況下，用戶對(duì)模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢(shì)是非常明顯的。模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達(dá)到一模幾百腔)使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來(lái)的 5m提高到 23m，今后有些模具加工精度公差要求在 1m 以下，這就要求發(fā)展超精加工。新型多功能復(fù)合具是在多工位級(jí)進(jìn)?；A(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過(guò)這種多勸能模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。國(guó)外熱流道模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達(dá) 80%以上，效果十分明顯。國(guó)內(nèi)近幾年已開(kāi)始推廣應(yīng)用，但總體還達(dá)不到 10%，個(gè)別企業(yè)已達(dá)到 20%-30%。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向?，F(xiàn)在，全面普及 CAD/CAM/ CAE 技術(shù)已基本成熟。由于模具 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡(jiǎn)化。在普及推廣模具 CAD/CAM 技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)抓住機(jī)遇，重點(diǎn)扶持國(guó)產(chǎn)模具軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工 ，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到 40000100000r/min,快速進(jìn)給速度可達(dá)到 3040m/min，換刀時(shí)間可提高到 13S。這樣就大幅度提高了加工效7率，如在加工壓鑄模時(shí)，可提高 78 倍，并可獲得 Ra 10um 的加工表面粗糙度。形狀精度可達(dá) 10um。另外，還可加工硬度達(dá) 60HRC 的模塊，形成了對(duì)電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)模具加工向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化。另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)外已出現(xiàn)了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)。這也是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤(pán)；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。綜上所述，近年來(lái)我國(guó)模具技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比還存一定的差距。我們要銳意進(jìn)取，共同努力，把我國(guó)的模具技術(shù)水平推上一個(gè)新的臺(tái)階。1.3 對(duì)選題的設(shè)計(jì)設(shè)想和設(shè)計(jì)方法本次設(shè)計(jì)的是油管接頭注塑模具。注射模亦稱注塑模，其成型原理是將塑料從注塑機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過(guò)加熱熔化呈流動(dòng)狀態(tài)后，在柱塞和螺桿的推動(dòng)下，熔融塑料被壓縮并向前移動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)料筒前的噴嘴以很快的速度注入溫度較低的閉合模腔之中，充滿型腔的熔料在受壓的情況下，經(jīng)冷卻固化后即可保持模具腔所賦予的形狀，然后開(kāi)模分型獲得成型塑件。和普通的注射模的不同在于采用了推管頂出。設(shè)計(jì)時(shí)首先要對(duì)塑件進(jìn)行工藝分析，根據(jù)塑件的特點(diǎn)合理的選用注射機(jī)。然后是對(duì)模具的主題進(jìn)行設(shè)計(jì)，又包括澆注和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、型腔和型芯的設(shè)計(jì)、模架的選取。主體設(shè)計(jì)好之后，就要設(shè)計(jì)導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。做完這些之后，就該對(duì)所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行校核了，只有通過(guò)了校核模具的設(shè)計(jì)才真正的結(jié)束。2 塑件分析和成型材料特性82.1 塑件分析該塑件為油管接頭，一般用于工業(yè)機(jī)械、汽車、電子電器、日用品、管道及配件等行業(yè)中的輔助零件，故對(duì)其力學(xué)性能有較高的要求，而表面粗糙度只為一般要求，可以采用塑料制件尺寸精度的 6 級(jí)精度（一般精度） 。該制件屬于中等批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，因此對(duì)模具的設(shè)計(jì)要求一般，但是需要制件可以自動(dòng)脫模，以提高生產(chǎn)效率，降低成本。圖 1 油管接頭塑料制件Fig1 Plastic pipe joint2.2 成型材料的特性聚甲醛又名聚氧化次甲基，英文名 polyxymethylene（簡(jiǎn)稱 POM） 。分子結(jié)構(gòu)規(guī)整和結(jié)晶性使其物理機(jī)械性能十分優(yōu)異，有金屬塑料之稱。 POM 為乳色不透明結(jié)晶性線性熱塑性樹(shù)脂，具有良好的綜合性能和著色性，具有較高的彈性模量，很高的剛性和硬度，比強(qiáng)度和比剛性接近于金屬；拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，耐蠕變性和耐疲勞性優(yōu)異，耐反復(fù)沖擊，去載回復(fù)性優(yōu)；摩擦系數(shù)小，耐磨耗，尺寸穩(wěn)定性好，表面光澤好，有較高的粘彈性，吹水性小，電絕緣性優(yōu)，且不受溫度影響；耐化學(xué)藥品性優(yōu)，除了強(qiáng)酸，故有吸振性、消音性；吸水性小，耐絕緣性好且不受濕度影響；耐化學(xué)藥品性優(yōu)：除了強(qiáng)酸、酚類和有機(jī)鹵化物外，對(duì)其他化學(xué)品穩(wěn)定，耐油；機(jī)械性能受溫度影響小，具有較高的熱變形溫度。缺點(diǎn)是阻燃性較差，遇火徐徐燃燒，氧指數(shù)小，即使添加阻燃劑也得不到滿意的要求，另外耐候性不理想，室外應(yīng)用要添加穩(wěn)定劑 2。9均聚甲醛結(jié)晶度高，機(jī)械強(qiáng)度、剛性、熱變形溫度等比共聚甲醛好，共聚甲醛熔點(diǎn)低，熱穩(wěn)定性，耐化學(xué)腐蝕性，流動(dòng)特性，加工性優(yōu)于均聚甲醛，新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品為超高流動(dòng)（快速成型） ，耐沖擊和降低模具沉積牌號(hào)，也有無(wú)機(jī)填充，增強(qiáng)牌號(hào)。POM 吸水率大于 0.2%，成型前應(yīng)預(yù)干燥，POM 熔融溫度與分解溫度相近，成型性較差，可進(jìn)行注塑、擠出、吹塑、滾塑、焊接、粘接、涂膜、印刷、電鍍、機(jī)加工、注塑是最重要的加工方法，成型收縮率大，模具溫度空高些，或進(jìn)行退火處理，或加入增強(qiáng)材料（如無(wú)堿玻璃纖維） 。POM 強(qiáng)度高，質(zhì)輕、常用建材來(lái)代替銅、鋅、錫、鉛等有色金屬， 廣泛用于工業(yè)機(jī)械、汽車、電子電器、日用品、管道及配件、精密儀器等部門(mén)。相對(duì)密度 1.41g/cm3,收縮率 1.5%2.0%,熔點(diǎn) 180200,熱變形溫度 98，拉伸強(qiáng)度 69MPa,彈性模量 2.5103MPa,彎曲強(qiáng)度 104MPa,沖擊強(qiáng)度 202kJ/m2,硬度11.2HBSM78。它的成型特性及條件：1)典型結(jié)晶型塑料,熔融范圍很窄,熔融或凝固速度快,結(jié)晶化速度快,料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶,流動(dòng)性下降。2) 熱敏性強(qiáng),極易分解(但比聚氯乙烯稍弱,共聚比均聚稍弱),分解溫度為 240,但 200時(shí)滯留 30min 以上也即發(fā)生分解,分解時(shí)產(chǎn)生有刺激性、腐蝕性氣體。3)流動(dòng)性中等,溢邊值為 0.04mm 左右,流動(dòng)性對(duì)溫度變化不敏感,但對(duì)注射壓力變化敏感。4)結(jié)晶度高,結(jié)晶時(shí)體積變化大,成形收縮范圍大,收縮率大。5)吸濕性低,水分對(duì)成形影響極小,一般可不干燥處理,但為了防止樹(shù)脂表面吸附水分,不利成形,加工前須進(jìn)行干燥并起預(yù)熱作用，特別對(duì)大面積薄壁塑件，改善塑件表面光澤有較好效果，干燥條件一般用烘箱加熱，溫度為 90100,時(shí)間 4h,料層厚度 3cm6)摩擦系數(shù)低，彈性高，淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模，塑件表面可滯有皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔凹痕等弊病。7)宜用螺桿式注塑機(jī)成形，余料不宜過(guò)多和滯留太長(zhǎng)，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不應(yīng)超過(guò)注塑機(jī)注射克量的 75，或取注射容量與料筒容量之值為 1 ：61 ：10，料筒噴嘴等務(wù)必防止有死腳、間隙而滯料，預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速宜取底，并宜用單頭、全螺紋、等距壓縮突變型螺桿。8)噴嘴孔徑應(yīng)取大,并采用直通式噴嘴,為防止流 現(xiàn)象,噴嘴孔克呈喇叭形,并設(shè)10置單獨(dú)控制的加熱裝置,以適當(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟取?)模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小，進(jìn)料口宜小，要盡量避免死角積料，模具應(yīng)加熱，模溫高時(shí)應(yīng)防止滑動(dòng)配合部件卡住，模具應(yīng)選用耐磨、耐腐蝕材料、并淬硬、鍍鉻，要注意排氣。必須嚴(yán)格控制成形條件，嵌件應(yīng)預(yù)熱（一般 100150）,料溫取稍高于熔點(diǎn)（一般 170190）即可，不宜輕易提高溫度。模溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大，提高模溫可改善表面凹痕，有助于融料流動(dòng)，塑件內(nèi)外均勻冷卻、防止缺料、縮孔、皺折，模溫對(duì)結(jié)晶度及收縮也有很大影響，必須正確控制，一般取 75120，壁厚大于 4mm的取 90120，小于 4mm 的取 7590。宜用高壓、高速注射。塑件可在較高溫度時(shí)脫模，冷卻時(shí)間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不均，脫模后宜將塑件放在 90左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。在料溫偏高,噴嘴溫度偏低,高壓對(duì)空注射時(shí)易發(fā)生爆炸性傷人事故,分解時(shí)有刺激性其他,易燃,應(yīng)遠(yuǎn)離明火。表 1 POM材料的注射工藝參數(shù) 3Table1 Injection parameters of POM material3注射機(jī)類型螺旋轉(zhuǎn)速/（ minr）噴嘴 機(jī)筒溫度/ 模具溫度/28形式 溫度 前段 中段 后段螺桿式直通式 170180 180190 170180 16017090120注射壓力/MPa保壓力/MPa注射時(shí)間/s 保壓時(shí)間/s 冷卻時(shí)間/s 成型周期7090 5070 2090 05 2060 501602.3 脫模斜度的選擇由于制品冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊地包住模具型芯或型腔中凸出的部分。為了使制品易于從模具內(nèi)脫出，設(shè)計(jì)使必須保證制品的內(nèi)外壁具有足夠的斜度，以確保塑件脫模，該斜度叫做脫模斜度。脫模斜度還沒(méi)有比較精確的計(jì)算公式，目前仍依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。脫模斜度與塑料的品種制品的形狀及模具的 結(jié)構(gòu)等有關(guān)，POM 塑料型腔的脫模斜度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為 35130，取 1；型芯為 2050，取 30。2.4 本章小結(jié)經(jīng)過(guò)對(duì)本塑件的分析，查找了 POM 的成型特性及注射工藝參數(shù)。同時(shí)確定了塑件11的脫模斜度。POM 塑料型腔的脫模斜度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為 35130，取 1；型芯為2050，取 30。3 注射機(jī)選擇3.1 常用的注射機(jī)分類用于注射成型的設(shè)備有：通用注射機(jī)；熱固性塑料注射成型機(jī)；特種注射成型工藝用注射成型機(jī)。其中通用注射成型機(jī)應(yīng)用最為廣泛。通用注射機(jī)按注射方向和模具的開(kāi)合方向可分為如下三類：1）立式注射機(jī)2）臥式注射機(jī)3）直角式注射機(jī) 3。其中臥式注射機(jī)具有重心低、穩(wěn)定，加料、操作及維修方便，塑件推出后可自行脫落，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，是大、中型注射機(jī)當(dāng)前廣泛應(yīng)用的一種形式。按塑料在料筒內(nèi)的塑化方式又可分為以下兩種：1）螺桿式注射機(jī)2）柱塞式注射機(jī)。其中螺桿式注射機(jī)較柱塞式多一旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，產(chǎn)生分力可使材料在螺旋槽間產(chǎn)生混煉作用，增加了塑化能力。它可成型形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高以及各種帶嵌件的塑件；塑化能力強(qiáng)，成型周期短，效率高，生產(chǎn)過(guò)程易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；其加熱缸的壓力損失小，用較低的射出力也能成型；并且加熱缸內(nèi)的材料滯留處少，熱穩(wěn)定性差的材料也很少因滯留而分解，是當(dāng)前應(yīng)用較廣泛的機(jī)型。圖 2 螺桿式注射機(jī)Fig2 Screw injection molding machine 123.2 注射機(jī)的選擇為了提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),故采用臥式注射機(jī)；為了得到尺寸精度高，殘余應(yīng)力小的制件，故采用螺桿式注射機(jī)。單個(gè)塑件:體積 V31972.33mm 331.97cm 3,質(zhì)量 m31.971.4145.08g。兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料:總體積 V 總65.56cm 3,總質(zhì)量 m92.44g。表 2 SZ200 注射成型機(jī)的技術(shù)規(guī)范Table2 SZ200 technical specifications of injection molding machine名 稱 指 標(biāo) 參數(shù)13螺桿直徑/mm 42螺桿轉(zhuǎn)速(r.min-1) 0220理論注射容量/cm3 200注射壓力/MPa 150注射速率(g.s-1) 120注射裝置 塑化能力(kg.h-1) 70鎖模力/10kN 120模板行程/mm 305模具最小厚度/mm 230模具最大厚度/mm 400定位孔直徑/mm 125定位孔深度/mm 15噴嘴伸出量/mm 20噴嘴球半徑/mm 15頂出行程/mm 90頂出力/kN 22鎖模裝置電 油泵電動(dòng)機(jī)功率/kW 15加熱功率/kW 8.25氣其 機(jī)器質(zhì)量/t 4.3他 外形尺寸(LWH)/(mmm)4.01.41.9從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的 2080之間考慮，初選額定注射量在200cm3以上的 SZ200。該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見(jiàn)表。3.3 本章小結(jié)本章列出了注射機(jī)的分類，通過(guò)對(duì)注射機(jī)比較和 POM 的成型性能，根據(jù)塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算，初選 SZ200 臥式注射成型機(jī)成型塑件。查找了它的相應(yīng)參數(shù)。4 分型面設(shè)計(jì)與型腔布置4.1 分型面設(shè)計(jì)14模具閉合時(shí)型腔與型芯相接觸的表面稱為分型面。分型面按其位置與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系來(lái)分類有：分型面垂直于注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向，平行于開(kāi)模方向，傾斜于開(kāi)模方向。為了便于脫模，分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的地方，還要不影響制品的外觀。根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特征，選定水平分型面即分型面垂直于開(kāi)模方向 4。經(jīng)分析，該零件成型時(shí)必須采用側(cè)向外抽芯，可能適合的模具結(jié)構(gòu)有兩種，即單分型面注射模和雙分型面注射模。1）單分型面注射模 型腔（凹模）在定模上；主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開(kāi)模口塑件連同流道內(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)；動(dòng)模上設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，用以頂出塑件和流道內(nèi)的凝料?？赡艿臐部谛问接校褐苯訚部?、側(cè)澆口、扇形澆口、重疊式澆口和潛伏式澆口等。該類模具采用的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，一般是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)（斜導(dǎo)柱在定模、滑塊在動(dòng)模） 、斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)、彎銷抽芯機(jī)構(gòu)和斜導(dǎo)槽抽芯機(jī)構(gòu)。2）雙分型面注射模 它從不同的分型面分別取出流道內(nèi)的凝料和塑件，又稱為三板式注射模具。與單分型面注射模相比，三板式注射模具增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板（又名澆口板） 。中間板適用與采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開(kāi)模時(shí)由于定距拉板的限制，中間板與定模板作定距離的分開(kāi)，以便取出這兩塊板之間流道內(nèi)的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件脫出。適合的澆口有：點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、重疊式澆口等。該類模具采用的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，一般是斜導(dǎo)柱在動(dòng)模，滑塊在定模，或斜導(dǎo)柱、滑塊均在定模的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。脫模時(shí)還必須有順序脫模機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。該零件為油管接頭，中等產(chǎn)量，每一件產(chǎn)品分?jǐn)偟哪＞叱杀疽草^多，要求模具簡(jiǎn)單，費(fèi)用低廉。綜上，選擇單分型面注射模，側(cè)澆口進(jìn)料，采用斜導(dǎo)柱在定模、滑塊在動(dòng)模的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，推管一次頂出。4.2 型腔布置設(shè)計(jì)型腔的布置包括了兩個(gè)方面的問(wèn)題，即模具型腔的數(shù)目和各型腔在模具中的排列。4.2.1 型腔數(shù)目的確定為了使模具的生產(chǎn)效率與注射機(jī)相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，并保證塑件的精度，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)合理得確定形腔的數(shù)目。確定模具型腔的方法有：根據(jù)鎖模力確定；根據(jù)最大注射量確定；根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟(jì)性等。本零件主要從經(jīng)濟(jì)性確15定。試制或小批量時(shí)，宜取單型腔或少型腔，大批量時(shí)采用多型腔。而該零件中等產(chǎn)量，因此采用一模兩腔，即一次注射成型兩個(gè)塑料制件。當(dāng)所有的型腔不在同以個(gè)時(shí)間充滿時(shí)，是得不到尺寸正確和物理性能良好的塑件的。為此，必須對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行平衡，使所有的型腔在同一時(shí)刻充滿。該平衡澆注系統(tǒng)的特點(diǎn)是：從分流道到澆口到型腔，其形狀、長(zhǎng)度尺寸、圓角、模壁的冷卻條件都完全相同。4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取模具標(biāo)準(zhǔn)化有利于提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約材料和采用新技術(shù)，模具的精度和動(dòng)作可靠性得到保證，提高了模具中易損件的互換性，便于模具維修。圖 3 中小型模架的基本類型 2Fig3 The basic types of small and medium-sized mold2圖 3 列出了中小型注射模架的基本形式，其中 A1 型模架定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，設(shè)置推桿（推管）推出機(jī)構(gòu)，定模型芯（腔）和動(dòng)模型芯（腔）采用整體加工方式或采用整體嵌入式加工方法，便于滑塊導(dǎo)滑槽的加工，故特別適用于16采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的單分型面注射成形模具。4.3 本章小結(jié)本章通過(guò)對(duì)兩種分型面的分析比較，確定了單分型面注射模。為了使模具的生產(chǎn)效率與注射機(jī)相匹配，一模兩腔平衡布置，側(cè)澆口進(jìn)料。通過(guò)對(duì)成型的整體分析，選擇了 A1 型標(biāo)準(zhǔn)模架。5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)注射成型過(guò)程和塑件質(zhì)量都有直接影響。因此設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)需要考慮以下問(wèn)題 5：成型塑料的工藝特性。如成型塑料熔體的流動(dòng)性，對(duì)壓力、溫度的敏感性，塑料熔體的收縮性、分子取向等性能。澆口位置、數(shù)量的設(shè)計(jì)要有利于熔體的流動(dòng)，避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射等現(xiàn)象，有利于排氣；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)先分析熔接痕的位置及對(duì)塑件質(zhì)量的影響。應(yīng)盡量縮短熔體到型腔的流程，以減少壓力損失。避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件的沖擊，以防止型芯的變形或嵌件的位移。盡量減少澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生，減少原材料的損耗。澆口的設(shè)置要便于冷凝料的去除，不影響塑件的外觀。5.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。其作用是使來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料融體，穩(wěn)定而順利地流入并充滿全部型腔，同時(shí)，在充模的過(guò)程中將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以保證塑件的完整成型。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理與否將直接影響塑件的質(zhì)量、成型工藝調(diào)整難易。主流道的設(shè)計(jì):指連接注射機(jī)噴嘴與分流道或型腔的進(jìn)料通道。其作用是將塑料熔體引入模具，其形狀、大小會(huì)直接影響塑料熔體的流速和填充時(shí)間。上端直徑 d注射機(jī)噴嘴直徑0.5mm=4.5mm,R噴嘴球半徑1mm16mm，下端直徑 D8mm。分流道的設(shè)計(jì):分流道是主流道與澆口之間的進(jìn)料通道。在多型腔模具中分流道是必不可少的；在單型腔模具中，有時(shí)可省去分流道。在設(shè)計(jì)分流道時(shí)主要考慮的是盡量減少熔體流動(dòng)時(shí)的壓力損失和溫度降低，同時(shí)盡量減小分流道的容積。本次設(shè)計(jì)為：截面形狀為圓形，直徑為 6mm。冷料穴的設(shè)計(jì):冷料穴的設(shè)置是根據(jù)澆注系統(tǒng)的需要來(lái)設(shè)置的，它既可設(shè)置在主流道的末端，還可設(shè)置在各分流道的轉(zhuǎn)向處，甚至在型腔料流的末端。冷料穴必須設(shè)17置在熔體流向的轉(zhuǎn)折處，并迎著上游料流的方向。冷料穴的長(zhǎng)度一般取流道直徑的1.52 倍1216mm，取 15mm。澆口的設(shè)計(jì):澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它起著調(diào)節(jié)控制料流速度補(bǔ)料時(shí)間，防止倒流及在多型腔中起著平衡進(jìn)料的作用。對(duì)澆口總的設(shè)計(jì)要求是：要使熔料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，同時(shí)在型腔充滿后適時(shí)冷卻封閉。一般要求澆口截面小，長(zhǎng)度短。選擇澆口位置時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：應(yīng)避免引起熔體破裂；澆口位置應(yīng)設(shè)置在塑件最大壁厚處；應(yīng)游利于排氣；有利于減少熔接痕和提高熔接痕強(qiáng)度；防止型芯變形；考慮塑件的收縮變形及分子取向；考慮塑件的外觀。澆口形式選擇側(cè)澆口，開(kāi)設(shè)在模具的分型面，從塑件的邊緣進(jìn)料，截面形狀為矩形，h=2mm，b=4mm，L=1mm。 它的特點(diǎn)是形狀簡(jiǎn)單，加工方便，調(diào)整容易，所以這種澆口的應(yīng)用非常廣泛。特別是一模多腔的澆注系統(tǒng)，使用這種澆口非常方便，同時(shí)去除澆注系統(tǒng)冷凝料比較方便。其缺點(diǎn)是在塑件的外表面留有澆口痕跡。定位環(huán)及澆口套:根據(jù)注射機(jī)定模板中心孔尺寸，選取定位環(huán)直徑為 125mm，澆口套公稱直徑為 30mm。5.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.3.1 概述排氣系統(tǒng)的作用是在注射過(guò)程中，將型腔中的氣體有序而順利地排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。注射過(guò)程中需要排出的氣體有以下幾種：1）澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然空氣；2）塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣；3）塑料熔體在受熱和凝固時(shí)分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體；4）塑料熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。5.3.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）排氣系統(tǒng)應(yīng)保證迅速、有序、通暢，排氣速度應(yīng)與注射速度相適應(yīng)；2）排氣槽應(yīng)設(shè)在塑料流的末端；3）排氣槽應(yīng)設(shè)在主分型面的凹模一側(cè)，一是便于加工和修正，二是如果產(chǎn)生排氣飛邊，凝料也較容易脫模和去除；4）排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在塑件較厚的成型部位；5）排氣槽應(yīng)設(shè)在便于清模的位置，以防止積存冷料；6）排氣槽的排氣方向應(yīng)避開(kāi)操作區(qū)，防止注射時(shí)高溫熔料的溢出而傷人；187）排氣槽的深度與塑料品種的流動(dòng)性以及注射壓力，注射溫度有關(guān)。5.3.3 排氣槽的位置和形式因?yàn)樵摿慵樾⌒土慵?，一模兩腔，所以利用分模面和推管之間的縫隙排氣即可，不必單獨(dú)考慮排氣方式。5.4 本章小結(jié)本章根據(jù)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)了澆注系統(tǒng)的尺寸，包括澆注和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、型腔和型芯的設(shè)計(jì)、模架類型的選取。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括主流道、側(cè)澆口、定位環(huán)和澆口套等的設(shè)計(jì)。為了保證塑料充滿型腔，需要是型腔的空氣盡量排出，所以設(shè)計(jì)了排氣系統(tǒng)。型腔和型芯是成型零件，根據(jù)塑件的尺寸確定。分析優(yōu)化模具設(shè)計(jì)方案，選擇最佳的成型工藝，制定最合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。6 成型零部件和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件在工作時(shí)與塑料直接接觸，成型塑件。成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要考慮保證獲得合格的塑件，同時(shí)又便于加工，還要注意盡量節(jié)約貴重模具材料，以降低模具成本。成型零件的設(shè)計(jì)主要包括型腔和型芯的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮保證獲得合格的塑件，又要便于加工制造，還要注意盡量節(jié)約貴重模具材料，以降低模具成本。型腔采用局部鑲拼式，型芯采用整體式。型腔中的小嵌塊用螺釘與型腔固定，整體式型芯（凸模）與凸模固定板用螺釘連接，靠過(guò)渡配合（H7/m6）定位，適用于任何異形截面凸模的固定，固定板型孔可用線切割方法加工。6.2 成型鋼材的選用塑料注射模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，組成一套模具有各種各樣的零件，各個(gè)零件在模具中所處的位置、作用不同，對(duì)材料的性能要求就有所不同。選擇優(yōu)質(zhì)、合理的材料，是生產(chǎn)高質(zhì)量模具的保證。6.2.1 塑料模材料的性能要求對(duì)于塑料注射模具零件的常用材料有如下要求 18：1)具有良好的機(jī)械加工性能；2)具有足夠的表面硬度和耐磨性；3)具有足夠的強(qiáng)度和韌性；194)具有良好的拋光性能；5)具有良好的熱處理工藝性；6)具有良好的耐腐蝕性；7)表面加工性能好。6.2.2 塑料模常用材料 6結(jié)構(gòu)零件用鋼:塑料注射模具中的結(jié)構(gòu)零件一般采用碳素鋼或低合金鋼。1）Q235A 鋼:Q235A 為碳素結(jié)構(gòu)鋼,其機(jī)械性能較差，但價(jià)格低廉，常用于塑料注射模的動(dòng)模及定模座板、墊塊等零件。2）45、55 鋼:此類鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，可以用來(lái)制造形狀較簡(jiǎn)單，精度要求不高的塑料注射模具，但其使用壽命較低，拋光性不好。45、55 鋼還可以通過(guò)調(diào)質(zhì)處理來(lái)改善其性能，可以用于制造塑料模具的推板、型芯固定板、支承板等零件。3）T8、T10 鋼:T8、T10 鋼為碳素工具鋼，其含碳量高，淬火硬度可達(dá) 5055HRC,可用于制造導(dǎo)柱、導(dǎo)套、斜銷、推桿等塑料注射模具零件。4）40Cr 鋼:40Cr 為低合金鋼，可以用于制造形狀不太復(fù)雜的中小型塑料注射模具。40Cr 鋼可以進(jìn)行淬火、調(diào)質(zhì)處理，制作型芯、推桿等零件。模具鋼:為滿足塑料注射模具對(duì)材料的各種要求，目前有許多專用的模具鋼：3Cr2Mo(P20)鋼、10Ni3CuAlVS(PMS)鋼、06Ni7Ti2Cr 鋼、8CrMnWMoVS(8CrMn)鋼等。同時(shí)，有色金屬材料和非金屬材料也是塑料注射模具中經(jīng)常用到的材料，例如鈹銅合金、鋅基合金、環(huán)氧樹(shù)脂等。根據(jù)本設(shè)計(jì)對(duì)制件所要求的精度和質(zhì)量，綜合上述模具材料的特點(diǎn)，該模具成型零部件的材料從 45 鋼、55 鋼、T8 鋼、T10 鋼、40Cr 鋼中選擇，并根據(jù)使用要求對(duì)其進(jìn)行熱處理，達(dá)到需要的工藝標(biāo)準(zhǔn)。模架和標(biāo)準(zhǔn)件直接外購(gòu)，具體材料由生產(chǎn)廠家自行決定。6.3 成型零件工作尺寸計(jì)算注射模的成型零部件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括凹模、型芯以及各種成型桿和成型鑲件（塊） 。本設(shè)計(jì)成型零件主要是型芯、凹模和側(cè)型芯。目前主要使用兩種方法計(jì)算成型零部件的工作尺寸，一種叫做平均值法，另一種叫公差帶方法。該設(shè)計(jì)采用以塑料平均收縮率為基準(zhǔn)的平均值計(jì)算方法。根據(jù)制件選用的材料為 POM,參看 SJ/T10628-1995，其主要尺寸精度等級(jí)可選用一般精度（6 級(jí)） 。該制件所需尺寸公差見(jiàn)表 3。表 3 塑件的尺寸公差 1Table3 Mold pieces of tolerance120塑件基本尺寸/mm 公差數(shù)值/mm IT636 0.28610 0.321014 0.361418 0.405065 0.646580 0.7680100 0.88圖 4 制件工藝參數(shù)Fig4 Part parameters平均收縮率 S(Smax+Smin)/20.0225模具的制造公差比制件的高 12 級(jí)。由參考文獻(xiàn)3，模具的制造公差選用 IT9級(jí)。具體標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值見(jiàn)表。表 4 模具的尺寸公差Table4 Mould dimension tolerance塑件基本尺寸 03 36 610 1018 1830 3050 5080 80120IT9 0.025 0.030 0.036 0.043 0.052 0.062 0.074 0.087型腔徑向尺寸：(1)zSDm0043)1(式(1)中 型腔直徑；mD制件的公稱直徑; 0塑件直徑公差; 成型零件制造公差。z21D1=D0(1+S)- 48(1+0.0225)- 0.56 mm430 43062.062.48D2=D0(1+S)- 40(1+0.0225)- 0.52 mm0 062. 062.51(2)zsHm032)1(式(2)中 型腔深度；mH制件高度的公稱尺寸；s塑件高度公差；成型零件制造公差。zH1=H0(1+s)- =25(1+0.0225)- 0.48 = mm320 32052.052.4H2= H0(1+s)- =18.631(1+0.0225)- 0.44 = mm0 052. 052.7618型芯徑向尺寸:(3)043)(1zsdm式(3)中 凸?；蛐托局睆剑籱d制件的公稱直徑；s塑件直徑公差；成型零件制造公差。zd1d0(1+s)+ -=35(1+0.0225)+ 0.52 = mm 430 43062.062.183d2d0(1+s)+ -=30(1+0.0225)+ 0.48 = mm0 052.052.4d3d0(1+s)+ -=10(1+0.0225)+ 0.32 = mm430 43036.036.71型芯高度尺寸:(4) 02)1(zshm式(4)中 凸?；蛐托靖叨龋籱h制件高度的公稱尺寸；s塑件高度公差；成型零件制造公差。z22h1h0(1+s)+ =3(1+0.0225)+ 0.24 = mm32032025.025.3h2h0(1+s)+ =22(1+0.0225)+ 0.44 = mm 0 052.052.79h3h0(1+s)+ =47(1+0.0225)+ 0.56 = mm 32032062.062.438螺紋型環(huán)的尺寸計(jì)算:外徑 Dm=D(1+s)-b =20.955(1+0.0225)-0.44 =20.99 mm0 07.07.內(nèi)徑 D1m=D1(1+s)-b =18.631(1+0.0225)-0.44 =18.61 mm.0.0中徑 D2m=D2(1+s)-b =19.793(1+0.0225)-0.44 =19.91 mm0 7.7.6.4 型腔壁厚的計(jì)算注射模在工作過(guò)程中要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、鎖模力等。模具型腔如強(qiáng)度不夠，將產(chǎn)生塑件變形或斷裂破壞；如剛度不夠，將產(chǎn)生較大的彈性變形，使模具貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象。另外，當(dāng)成型后成型壓力消失時(shí)，型腔因彈性回復(fù)而收縮，當(dāng)收縮量大于塑件的收縮時(shí)，型腔會(huì)緊緊包住塑件造成開(kāi)模困難或塑件殘留在定模上而損壞塑件或塑件質(zhì)量不良。因此，有必要對(duì)模具型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度計(jì)算。型腔側(cè)壁厚：從剛度的觀點(diǎn)出發(fā)，型腔最小壁厚為 mrpErSc 74.1)/()/(1 (5)式(5)中， 是泊松比，鋼材取 0.25；E 是彈性模量，鋼材取 2.1105Mpa；是允許變形量。為防止溢料應(yīng)根據(jù)不同塑料限定不同的最大部溢料間隙，取0.05mm；r 是型腔內(nèi)徑，為 24mm；p 是型腔內(nèi)熔體壓力，一般取 2545Mpa。型腔底板厚：從剛度的觀點(diǎn)出發(fā)，型腔最小壁厚為mErSh89.74.03(6)6.5 模架與板厚的確定在前面已確定了模架的基本形式，初選了 A1 型的基本模架。根據(jù)型腔尺寸和型腔最小側(cè)壁厚、底板厚，以及考慮側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)所占用的空間，由參考文獻(xiàn)2選擇BL 為 315315 尺寸系列的 A1 型標(biāo)準(zhǔn)模架。其模架結(jié)構(gòu)形式和尺寸參看圖 5。圖 5 詳細(xì)標(biāo)明了標(biāo)準(zhǔn)模架上導(dǎo)套、導(dǎo)柱的尺寸和安裝方法；復(fù)位桿的分布和尺寸；23動(dòng)（定）模座板、推板、推管固定板上螺紋的位置、數(shù)量和尺寸；推板、推管固定板的寬度、厚度。模具的標(biāo)準(zhǔn)化減少了設(shè)計(jì)和制造的工作量，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，降低了成本。圖 5 315L(1)模架結(jié)構(gòu)Fig5 315 L (1) Frame structure6.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)，主要用來(lái)保證動(dòng)模合定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確配合和可靠地分開(kāi)，以避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的形狀和尺寸精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 7。導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式有帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。本模具采用帶頭導(dǎo)柱。導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和尺寸也已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式有帶頭導(dǎo)套和直導(dǎo)套，本模具采用帶頭導(dǎo)套。根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)注射模架來(lái)確定導(dǎo)拄和導(dǎo)套的尺寸和布置，如圖 5。6.7 本章小結(jié)本章通過(guò)已知制件的尺寸及性能，設(shè)計(jì)并計(jì)算了成型的模具結(jié)構(gòu)和尺寸，選取了模具材料和標(biāo)準(zhǔn)模架。采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。由于選擇了標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱導(dǎo)套的尺寸和24布置隨之確定。本模具采用帶頭導(dǎo)柱和帶頭導(dǎo)套導(dǎo)向和定位。7 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對(duì)頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)達(dá)到的基本要求是一致的：使塑件在頂出過(guò)程中不會(huì)損壞變形；保證塑件在開(kāi)模的過(guò)程中留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模內(nèi)；若塑件需留在定模內(nèi)，則要在定模上設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。其中，一次頂出機(jī)構(gòu)是最常用的頂出機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)只需一次動(dòng)作就能使塑件脫模。本模具選用頂套一次頂出機(jī)構(gòu) 8。7.1.1 推管的設(shè)計(jì) 推管是一種空心推桿，用以頂出圓筒形塑件或頂推塑件上的環(huán)形凸臺(tái)。推管內(nèi)部有一個(gè)用于成型制品中心孔的型芯，推管內(nèi)徑與型芯外徑與型腔或鑲件均成間隙配合。由于注射模工作時(shí)推管與型腔反復(fù)摩擦，為降低摩擦磨損，延長(zhǎng)推管壽命，推管頭部需淬火處理，硬度為 4550HRC，局部淬火處理時(shí)，其長(zhǎng)度不小于推出距離。7.1.2 復(fù)位裝置設(shè)計(jì) 頂出機(jī)構(gòu)在完成塑件的頂出動(dòng)作后，為了進(jìn)行下一步循環(huán)必須回到其初始位置。常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和復(fù)位桿復(fù)位機(jī)構(gòu)。因?yàn)閺椈蓮?fù)位機(jī)構(gòu)不可靠，所以在此處選用復(fù)位桿復(fù)位。復(fù)位桿與動(dòng)模鑲塊或動(dòng)模固定板的配合長(zhǎng)度 L11.52d 大于等于 15mm，一般為 4 根，對(duì)稱布置在推出板的四周。7.1.3 頂出距離 為確保頂出時(shí)塑件能完全脫離動(dòng)模，頂出距離不小于 25mm。7.2 脫模力計(jì)算脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。它主要包括由塑件的收縮引起的塑件與型芯的摩擦阻力和大氣壓力。脫模力的大小與塑件的厚薄及其形狀有關(guān)。脫模力認(rèn)為初始脫模力和相繼脫模力兩種。在開(kāi)始脫模的瞬間克服包緊力所需的脫模力最大，稱為初始脫模力，之后繼續(xù)將型芯全部抽出所需的力叫相繼脫模力，這個(gè)力比初始脫模力要小的多，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)以初始脫模力為準(zhǔn) 2。對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Q）：(7)sinco(fLhpQ式(7)中 L型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng)（cm） ；h被包緊部分的深度（cm） ；p由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取 7.811.8MPa；25f摩擦系數(shù)，一般取 0.10.2；脫模斜度()。按公式計(jì)算的凸模力，當(dāng)考慮塑件材料對(duì)型芯的粘附力，以及塑件剛性等因素的影響，加以修正，確定實(shí)際脫模力，從而選用標(biāo)準(zhǔn)推桿的直徑及數(shù)量和分布。L3.5， h=2.5, p10， f0.15， 1，代入得 Q11.38N。影響脫模力的因素：1)塑件的塑料性能：收縮率越大的塑料的包緊力越大，脫模力就越大。硬質(zhì)塑料比軟質(zhì)塑料包緊力大，其脫模力也就大。表面潤(rùn)滑性較好的塑件。2)塑件成型部分的包容面積及斷面形狀：成型部分包容面積越大，包緊力越大，脫模力越大。斷面幾何形狀為圓形的型芯比矩形及其他形狀的型芯的包緊力小，脫模力也小。3)包容面積相同的塑件，壁厚越大，收縮率就越大，脫模力也越大。4)型芯的脫斜度越小，包緊力越大，脫模力越大。型芯的表面粗糙度越大，脫模力也越大。5)成型工藝：注射壓力低，保壓時(shí)間短，壓力小，冷卻時(shí)間短時(shí)，塑件尚未完全冷卻收縮，塑件對(duì)型芯的包緊力就小，脫模力也小。7.3 本章小結(jié)本章根據(jù)制件的外形，選擇推管推出機(jī)構(gòu)，復(fù)位桿復(fù)位，設(shè)計(jì)了復(fù)位桿的布置及尺寸。塑件完全被頂出，要保證頂出距離不小于 25mm。并計(jì)算了脫模力的大小為11.38N。影響脫模力的因素很多，所以應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整脫模力。8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)該模具采用了利用滑塊自身重力的擋塊定位方式。前面已確定側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)為斜導(dǎo)柱固定在定模上滑塊固定在動(dòng)模上的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu) 9。8.1 抽芯距的計(jì)算將活動(dòng)型芯從成型位置抽至不防礙塑件脫模位置所移動(dòng)的距離叫抽芯距。抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹大 23mm。這里，S=S 1+(23)=47+3=50mm。8.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的傾斜角 ：斜導(dǎo)柱的傾斜角通常取 15 度20 度，一般不大于 25 度。考慮到抽芯距較大，這里取 20 度。抽拔力： =104710(0.2cos1-sin1)=2693.59N，)sinco(2fLhPQ是活動(dòng)型芯被塑件包緊的斷面形狀周長(zhǎng)（mm） ；L是成型部分的深度（mm） ；h是側(cè)孔或側(cè)凹的凸模斜度()；是塑件對(duì)型芯單位面積的擠壓力，一般取 82MPa；2P26是塑料與鋼的摩擦系數(shù)，一般取 0.10.2。2f斜導(dǎo)柱所受彎曲力= 2866.46N (8)cosQP最小開(kāi)模行程HScot 137.37mm (9)斜導(dǎo)柱的直徑 D =24.08mm (10)3cos1.0彎P斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度L2 = =146.2mm (11)csH8.3 滑塊的設(shè)計(jì)8.3.1 滑塊與側(cè)型芯的連接 抽芯機(jī)構(gòu)的滑塊分整體式和組合式兩種。整體式是側(cè)向型芯和滑塊為一個(gè)整體；而組合式則