畢業(yè)論文---容器注塑模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位</p><p>　　模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。</p><p>　　模具工業(yè)是國

2、民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。</p><p>　　模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)

3、械、電子、輕工、汽車、紡織、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件、組件和部件的生產(chǎn)加工。</p><p>　　目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國、日本、法國、瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。

4、研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。</p><p>　　1.2 我國模具技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)

5、展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。</p><p>　　中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，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(chǎn)122CM大屏幕彩電塑殼

6、注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。</p><p>　　盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國

7、際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。</p><p>　?。?）注重開發(fā)大型、精密、復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。</p

8、><p>　　（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。</p><p>　　（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。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，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。</p>

9、<p>　?。?）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　第2章 總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 注射模具設(shè)計(jì)簡要</p><p>　　設(shè)計(jì)塑料注射模具首先要對塑

10、料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。聚合物集中了各種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔，產(chǎn)生流動變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認(rèn)為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工；而經(jīng)過加熱多個分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連結(jié)成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。</p><p>　　既然是鏈狀結(jié)

11、構(gòu)，那塑料的在加工時收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動方向上的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮率范圍較廣，在實(shí)際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)及確定注塑時溫度壓力的大小和取向性。</p><p>　　塑料注塑模具基本分為靜模和動模。在注塑機(jī)的注射頭一邊的帶澆口套的為靜模，靜模一般有澆口套

12、、靠板、模板組成，靜模沒有芯子的簡單模具也可以不使用靠板，直接用厚一點(diǎn)的模板就可以了。澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。動模的結(jié)構(gòu)一般為動模板、動模靠板、脫模機(jī)構(gòu)以及模腳和裝機(jī)固定板。脫模機(jī)構(gòu)中除了脫料桿，還有回位桿，部分模具還要增加彈簧以實(shí)現(xiàn)例如自動脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計(jì)不好的話，容易

13、產(chǎn)生缺陷。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計(jì)溢流和排氣。</p><p>　　現(xiàn)在的模具基本上要進(jìn)行熱處理，以加高模具的硬度，提高模具使用壽命。在熱處理前，應(yīng)先對模板進(jìn)行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、回位孔、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔、拉料孔、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)盒等。現(xiàn)在的普通精密模具的模板常用硬度一般為HRC55左右，芯子的硬度可在HRC58以上。</p><p>　　當(dāng)為一

14、產(chǎn)品設(shè)計(jì)模具時，首先要設(shè)定模具的基本結(jié)構(gòu)尺寸，復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。本設(shè)計(jì)中應(yīng)先充分研究制件尺寸及基本結(jié)構(gòu)，繪制好制品圖，進(jìn)而一步一步確定模具及部件尺寸。</p><p>　　2.2 注塑模具設(shè)計(jì)原則</p><p>　　一副模具其結(jié)構(gòu)是否合理，制造和裝配是否方便，成本是否較低等問題都是設(shè)計(jì)模具時所需要綜合考慮的。在通常的模具設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)遵循一些基本的設(shè)計(jì)原則，以保

15、證設(shè)計(jì)模具的合理性。 </p><p>　?。?）單向流動：保證在填充過程中，塑料應(yīng)該在一個方向上流動，并且保持一個直的流動前沿。這導(dǎo)致單方向定位的產(chǎn)生。 </p><p>　?。?）流動平衡：所有的流動路徑應(yīng)該是平衡的,以確保在相同時間以相同壓力進(jìn)行充填。</p><p>　　（3）恒定壓力梯度：最有效率的填充方式是壓力梯度（單位長度里的壓力降低）沿著流動路徑是固

16、定的時候。</p><p>　?。?）最大剪切應(yīng)力：剪應(yīng)力在填充的時候應(yīng)該是小于材料臨界的最大剪切應(yīng)力，數(shù)值依賴于材料和應(yīng)用。</p><p>　?。?）熔接痕/熔合痕放置：在最不敏感部位放置熔接和融合線。</p><p>　?。?）避免滯留：盡可能避免在流體流動路徑分為厚的和薄流動路徑那里設(shè)置澆口。 </p><p>　?。?）避免潛流：通

17、過澆口的設(shè)置避免潛流保證流體在最后充填區(qū)相遇。 </p><p>　?。?）可控制的摩擦加熱：為控制的磨擦加熱設(shè)計(jì)流道,增加型腔熔體溫度。這將在產(chǎn)品中獲得較低的應(yīng)力,而不引起因塑料長期處于較高的溫度而降解。 </p><p>　?。?）流道熱閥：利用熱閥設(shè)計(jì)流道系統(tǒng),保證澆口凍結(jié)時型腔剛好充填完畢和已充分保壓這避免在模具充填完畢后過保壓或產(chǎn)生倒流。</p><p>

18、　　（10）可接受流道/型腔比：為高壓力降設(shè)計(jì)流道系統(tǒng), 使流道材料最小獲得一個低比率的流道/型腔設(shè)計(jì)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)綜合考慮到以上這些設(shè)計(jì)原則，盡量滿足這些條件以確保設(shè)計(jì)的合理性，如果設(shè)計(jì)中有所沖突無法同時得到滿足，應(yīng)當(dāng)從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的角度權(quán)衡取舍。</p><p>　　第3章 注塑件分析</p><p>　　3.1 材料性能分析<

19、;/p><p>　　塑件材料應(yīng)依據(jù)它所處的工作環(huán)境、工作性能、要求及性能數(shù)據(jù)以選擇材料。除了考慮塑件材料基本的力學(xué)性能、成型難易和經(jīng)濟(jì)性之外，還應(yīng)當(dāng)考慮到其穩(wěn)定性、透光性、電氣絕緣性、減震性、耐磨性、對氣體和水蒸氣的阻隔性以及輕巧美觀性等方面的性能。 </p><p>　　在本設(shè)計(jì)中考慮到制件的無毒性、透明性以及有一定的力學(xué)性能要求，綜合考慮后，決定選定PC為塑件材料。PC中文名為：聚碳酸酯，

20、常用于制造承受一定載荷的機(jī)械零件、電動工具外殼、光學(xué)儀器和照明件、蒸煮冷凍食品包裝材料，以及醫(yī)療器械等，滿足設(shè)計(jì)對材料性能的要求。下面是聚碳酸酯材料的部分特性：</p><p>　　氧指數(shù)（OI） 24.9 </p><p>　　透光度/% 93</p><p>　　霧度/% 0.9</p>

21、<p>　　折射率 1.586</p><p>　　價格（元/噸） 33000~41000</p><p>　　聚碳酸酯的技術(shù)指標(biāo)、性能與用途、注射成型工藝參數(shù)參見表3-1到表3-3。</p><p>　　表3-1 聚碳酸酯的主要技術(shù)指標(biāo)[1]</p><p>　　表3-2 聚碳酸酯的性能與用途&

22、lt;/p><p>　　表3-3 聚碳酸酯注射成型的工藝參數(shù)</p><p>　　3.2 塑料件結(jié)構(gòu)和厚度分析</p><p>　　塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中，一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸精度等諸方面提出要求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度，保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品；另一方面，模具設(shè)計(jì)者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝

23、性進(jìn)行分析，弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn)，為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。設(shè)計(jì)中須要具體考慮的問題體現(xiàn)在一下幾個方面：</p><p>　　3.2.1 原始設(shè)計(jì)資料</p><p>　　設(shè)計(jì)中原始制件為外部帶有筋條的有底圓柱形注塑件，原始制件外型輪廓及基本結(jié)構(gòu)見圖3-1所示。值得注意的是塑件筋條底部寬為要求值8mm，筋條高也為要求值5（可通過夾角80°計(jì)算出來），在設(shè)計(jì)中筋條的原始幾何形狀有一定

24、的功能要求，所以應(yīng)該得到保證。</p><p>　　圖3-1 原始制件圖</p><p>　　3.2.2 加強(qiáng)肋分析</p><p>　　在本制件上有15條均勻分布的筋條，也就是加強(qiáng)肋。它可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強(qiáng)肋還能降低充模阻力，提高融體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。通常加強(qiáng)肋的設(shè)計(jì)原則為高度低（過高時容易在彎曲和沖擊負(fù)荷作用下受

25、損），寬度小，而數(shù)量多為好（塑件形狀所允許的情況下）。</p><p>　　在該塑件中的加強(qiáng)肋起到引導(dǎo)物料流動的作用同時又加強(qiáng)了塑件抗翹曲變形能力，考慮到圖3-1所示提供的原始制件筋條參數(shù)要求，將筋條設(shè)計(jì)為：寬度取8 mm（這是制件所要求的參數(shù)），高度比分型面高5mm，脫模斜度取1.5°（見3.2.4脫模斜度），筋條底部和頂部均圓角R0.8（見3.2.5 圓角分析）。</p><p&

26、gt;　　3.2.3 壁厚分析</p><p>　　各種塑件，不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁，根據(jù)使用要求具有一定的厚度，以保證其力學(xué)強(qiáng)度。一般地說，在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過厚，不僅可以節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短，提高生產(chǎn)率；其次，可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷、縮孔、夾心等質(zhì)量上的缺陷。</p><p>　　設(shè)計(jì)采用PC料的壁厚推薦值可參看表3-4。</p

27、><p>　　表3-4 PC的最小壁厚及常用壁厚推薦值 /mm </p><p>　　該塑件屬于中型件,塑件壁本可以取中型件壁厚2.3mm，但是考慮到塑件外表面功能要求必須布置高達(dá)5mm的筋條，為了使整個塑件的壁厚更趨于均勻，并確保塑件在冷凝成型過程中因外表面筋條所引起的形變盡可能不影響到塑件內(nèi)壁，因此，必須考慮適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大壁厚，最終確定為壁厚取值5mm。</p&g

28、t;<p>　　3.2.4 脫模斜度</p><p>　　由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸?；蛐托旧?，為了便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)、外表面都應(yīng)具有合理的斜度。本設(shè)計(jì)中制件外表面有脫模難度較大的筋條布置，故脫模斜度的設(shè)計(jì)顯得更為重要。</p><p>　　PC的脫模斜度推薦值為52′~2°，另可參考表3-

29、5所示。</p><p>　　表3-5 塑料件最小脫模斜度</p><p>　　綜合考慮，該塑件脫模斜度可取為外表面1.2°，內(nèi)表面1°，筋條取值1.5°。</p><p>　　3.2.5 圓角分析</p><p>　　塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)

30、力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。本設(shè)計(jì)制件較大，應(yīng)對圓角充分考慮。</p><p>　　圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng)R/T=0.6以后應(yīng)力集中變的緩和，T為塑件壁厚T=5mm，帶入下式：</p><p>　　R/T=0.6 （3—1）</p

31、><p>　　計(jì)算得該塑件大部分的圓角可取為R3。</p><p>　　另外，加強(qiáng)肋的圓角半徑值關(guān)系如表3-6所示。</p><p>　　表3-6 肋的圓角半徑值關(guān)系表</p><p>　　已確定肋高5mm，由表3-6知加強(qiáng)肋可取園角R0.8。</p><p>　　綜上所述，塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、厚度設(shè)計(jì)可見圖3-2。<

32、/p><p>　　圖3-2 設(shè)計(jì)制件圖</p><p>　　3.3 塑料件表面質(zhì)量與尺寸精度</p><p>　　塑件的表面質(zhì)量包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料、溢料與飛邊、凹陷與縮癟、氣孔、翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。

33、</p><p>　　下面著重討論尺寸精度相關(guān)問題。</p><p>　　（1）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差。</p><p>　?。?）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差

34、構(gòu)成為：</p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　式中 ——制件總的成型誤差； </p><p>　　——塑料收縮率波動所引起的誤差；</p><p>　　——模具成型零件制造精度所引起的誤差； </p><p>　　——模具磨損后所引起的誤差；</p&

35、gt;<p>　　——模具安裝，配合間隙引起的誤差；</p><p>　　影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個方面。</p><p>　　（1）模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。</p><p>　?。?）塑料材料——主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。</p><p>　?。?/p>

36、3）成型工藝——成型工藝條件的變化造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。</p><p>　　綜合考慮以上因素，并注意到本塑件要求有一定的透光性，所以對精度的要求會比較高。查表得PC建議采用等級為3、4、5，具體考慮后對塑件采用精度5級，因?yàn)槟＞叩那槐诒砻娲植诙仁撬芗砻娲植诙鹊臎Q定性因素，通常要比塑件高出一個等級，因此模具的腔壁表面采用精度4級。</p><p>　　第4章 注塑工藝及注塑

37、機(jī)選擇</p><p>　　4.1 注塑成型工藝條件</p><p>　　注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。注塑成型

38、工藝條件須注意溫度、壓力、時間等幾個方面因素?，F(xiàn)設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　（1）溫度 注塑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。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。</p><p>　

39、　設(shè)計(jì)中PC料的相關(guān)溫度以及模具溫度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可參考表3-3聚碳酸酯注射成型的工藝參數(shù)以確定。</p><p>　?。?）壓力 注射成型過程中的壓力包括注射壓力、保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于熔融粘度高，流動性差的料，保壓力應(yīng)該大些，以避免塑件產(chǎn)生光澤不良、凹陷、氣泡、暗泡、強(qiáng)度

40、下降等缺陷。注射壓力應(yīng)高于保壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.4~27.5MPa。</p><p>　　參考表3-3，本設(shè)計(jì)中PC料熔融粘度高、流動性差，所以保壓力應(yīng)該適當(dāng)大些，可取50 MPa，注射壓力

41、高于保壓力，取值110 MPa，背壓力可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度，同時提高塑件透明性，故也應(yīng)適當(dāng)取大一些。</p><p>　　（3）時間 完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間、保壓時間、冷卻時間、其他時間（開模、脫模、涂脫磨劑、安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時間一般為3~5

42、秒，保壓時間一般為20~120秒，冷卻時間一般為30~120秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長）。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中成型周期取值可參考表4-1。</p><p>　　表4-1 成型周期與壁厚關(guān)系</p><p>　　上表的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以用以初步確定成型工藝參數(shù)，但是因?yàn)楦鱾€推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時的參

43、數(shù)設(shè)置也不一致，所以必須結(jié)合兩者的合理因素來考慮其成型周期，再考慮到設(shè)計(jì)中采用冷卻效果較好的螺旋銑槽冷卻，故成型周期設(shè)計(jì)為58s。 </p><p>　　綜上所述，設(shè)計(jì)中初定制品成型工藝參數(shù)見表4-2。</p><p>　　表4-2 制品成型工藝參數(shù)初步確定</p><p>　　4.2 注塑機(jī)的選擇</p><p>　　注射模是安裝在注射機(jī)上

44、的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時應(yīng)該對注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時選定合適的注射機(jī)型號。從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計(jì)模具時，應(yīng)查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范。因?yàn)榧词雇灰?guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。</p><p>　　選用注射機(jī)時，通常是以某塑件（或模具）實(shí)際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號

45、，然后依次對該機(jī)型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。</p><p>　　以實(shí)際注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號；為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱注射量，即：</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p>　　式子中，—實(shí)際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）

46、的總體積（）。 </p><p>　　由第3章對注塑件的分析得出的數(shù)據(jù)，計(jì)算得（PC的密度=1.20 g/）</p><p>　　塑件總體積： V=1412.86</p><p>　　塑件總重量： M=1695.43 g</p><p>　　流道凝料的體積（質(zhì)量）是個未知數(shù)，根據(jù)手冊取0.1V（0.1M）來估算，塑件越大則比例可以取的越

47、小。流道凝料：</p><p>　　V′=0.1V （4—2）</p><p>　　際注射量為： =1412.861.1=1554.15 </p><p>　　實(shí)際注射質(zhì)量：=1695.431.1=1864.97 g</p><p>　　根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即：

48、 </p><p><b>　　（4—3）</b></p><p>　　=/0.8 </p><p>　　=1554.15/0.8</p><p><b>　　=1942.69 </b></p><p>　　由此可以初步確定注塑機(jī)，查

49、國產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表選取SZ-2500/500型,其主要技術(shù)參數(shù)如表4-3所示。 </p><p>　　表4-3 國產(chǎn)注射機(jī)SZ-2500/500技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　4.3 注塑機(jī)的校核 </p><p>　　4.3.1 最大注塑量校核</p><p>　　為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注

50、塑量的35%~75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%~80%。</p><p>　　=1554.15 =2500 </p><p><b>　　62.2 %</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p&

51、gt;　　4.3.2 鎖模力校核 </p><p>　　在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：</p><p>　　F ＞K A·P （4—4）</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　?。?3768 kN

52、 </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　式中：F為注塑機(jī)額定鎖模力：5000KN；</p><p>　　K為安全系數(shù)，通常取1.1~1.2，取K=1.2。 </p><p>　　4.3.3 塑化能力校核</p><p>　　由表4-2初定的成型周期為58 s

53、計(jì)算，實(shí)際要求的塑化能力為，即：</p><p>　　=26.80（g/s）</p><p>　　小于注塑機(jī)的塑化能力245（g/s），說明注射機(jī)能完全滿足塑化要求。 </p><p>　　4.3.4 噴嘴尺寸校核</p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機(jī)噴嘴球面半徑R1大1~2 mm，主流道小端直徑

54、D取比注射機(jī)噴嘴直徑d大0.5~1 mm，如圖4-1所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)該以注射機(jī) 圖4-1 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系</p><p>　　噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則。</p><p>　　故噴嘴尺寸設(shè)計(jì)取值見如下：</p><p>　　噴嘴球半徑/mm：R1=SR35，</p><p>

55、;　　主流道襯套始端球面半徑/mm：R2= SR36</p><p>　　噴嘴口直徑/mm：d=7 ，</p><p>　　主流道小端直徑/mm：D=8</p><p>　　4.3.5 模具外形尺寸校核</p><p>　　注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿 間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能

56、穿過拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺面上。初步寬松地設(shè)定模具外形尺寸在650×650以內(nèi)。校核知：</p><p>　　模具外形尺寸560×560 小于拉桿內(nèi)間距900×830，故滿足要求。</p><p>　　4.3.6 模具厚度校核</p><p>　　模具厚度必須滿足下式：</p><p>　　H H H

57、 （4—5）</p><p>　　400600750 </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　式中：H——所設(shè)計(jì)的模具厚度，初步考慮應(yīng)在600mm左右；</p><p>　　H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度400 mm；</p>&l

58、t;p>　　H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度750 mm。</p><p>　　4.3.7 開模行程校核</p><p>　　所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機(jī)移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。</p><p>　　S≧H+H+（5~10）mm （4—6）</p>&

59、lt;p>　　850≧100+470+10 </p><p>　　850≧580 </p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　式中：S——注塑機(jī)移模行程850 mm；</p><p>　　H——推出距離，設(shè)計(jì)中初步考慮不會大于100 mm ； </p>

60、<p>　　H——流道凝料與塑件高度，初步設(shè)計(jì)不會大于470 mm。</p><p>　　綜合以上校核結(jié)果知，設(shè)計(jì)中選擇注射機(jī)SZ-2500/500完全滿足要求，注塑機(jī)選擇合理。</p><p>　　第5章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 分型面的確定</p><p>　　塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必

61、須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件、澆口形式等有關(guān)，我們常見的形式有如下五種：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面。分型面的選擇通常應(yīng)該綜合考慮這三大原則：1.保證塑件質(zhì)量；2.便于塑件脫模；3.簡化模具結(jié)構(gòu)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中結(jié)合該產(chǎn)品特殊的帶筋條的的外形結(jié)構(gòu)，

62、考慮到采用氣動脫模，決定將分型面確定在塑件的最大投影面積上，即容器筋條分布的外表面上。采用水平分型面和垂直分型面組合形式。分型面布置如圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 分型面的位置</p><p>　　5.2 型腔數(shù)目的確定</p><p>　　為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力的匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件體精度，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)確定型腔數(shù)目。型腔數(shù)目

63、可由注塑機(jī)的注塑能力，注塑機(jī)的鎖模力，成型塑件的精度，生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性這幾個因素來確定。</p><p>　　考慮到設(shè)計(jì)中塑件的尺寸精度要求較高, 且尺寸較大，并且因?yàn)椴坏貌徊捎霉蚪Y(jié)構(gòu)從而使得模具結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，故綜合考慮選定為一模一腔最為合理。</p><p><b>　　5.3澆口確定</b></p><p>　　因設(shè)計(jì)選用的PC料熔融粘度

64、高，流動性差，且塑件為較大、較厚、一模一腔的中心對稱件，故采用位處于塑件中心的直接澆口（中心澆口）形式。</p><p><b>　　5.4 模具材料</b></p><p>　　注塑模的耐用程度與其所選材料關(guān)系極大，因此必須注意模具材料的選擇，一般來說，模具材料應(yīng)具備高耐磨性，高耐腐蝕性，良好的導(dǎo)熱性，良好的尺寸穩(wěn)定性，良好的拋光性等性能。。</p>

65、<p>　　在注塑模的工作過程中，零件表面的工作條件較惡劣，因此很易受到損害，為此，需要對某些零件表面進(jìn)行表面處理，以進(jìn)行局部增強(qiáng)。表面處理可以使零件達(dá)到增加表面硬度、提高抗壓強(qiáng)度、增加耐磨性、改善耐蝕性、改善滑動性的目的。模具零件表面處理方法主要有滲碳、滲氮（又叫氮化）、鍍硬鉻、鍍硬鎳、涂硬層等工藝。</p><p>　　注塑模的各個成型零件如：凹模、凸模、推桿、導(dǎo)柱、動模板、定模板等應(yīng)考慮到零件具體

66、應(yīng)用環(huán)境的不同以選用不同的合適材料。決定選材的主要依據(jù)有：塑料種類、塑件精度、塑件批量、制造成本、交貨日期等。各個零件應(yīng)當(dāng)各方面綜合考慮，合理選擇其材料。其中，選材時尤為重要的是根據(jù)制品料的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料。</p><p>　　設(shè)計(jì)中選材應(yīng)綜合考慮以上因素。本設(shè)計(jì)中制品料為PC，據(jù)此選擇模具型腔、型芯、哈夫材料，查表知可選擇為PMS、SM2之一，設(shè)計(jì)中選用SM2，；另外頂桿、導(dǎo)條、導(dǎo)柱、澆

67、口套這些較為重要，工作環(huán)境較為惡劣的部件查表選擇為T10；其他零部件可選用能滿足使用條件且較為經(jīng)濟(jì)的45鋼。SM2應(yīng)預(yù)硬化后，時效硬化處理；T10應(yīng)該淬火處理，以達(dá)到各自的硬度要求；45鋼也應(yīng)根據(jù)各個零件的使用環(huán)境和所需達(dá)到的硬度要求具體考慮淬火或調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　5.5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須

68、確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量，如外觀、物理性能、尺寸精度等都有直接的影響。</p><p>　　主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和

69、注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)，本設(shè)計(jì)中亦然。</p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，

70、有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等。各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為一模一腔，采用較為簡單的直接澆口，并無分流道和冷料井，因此此處不必考慮其設(shè)計(jì)；而直接澆口中塑料熔體從主流道直接進(jìn)入型腔，是主流道的自然延伸，所以，主流道的設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)融合為一體考慮。</p><p>　　綜合起來，設(shè)計(jì)時可以借鑒以下一些原則：1.型腔布置和澆口開設(shè)部位力

71、求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。2.型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。3.系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大），盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。4.對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進(jìn)入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。5.滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。6.澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯

72、變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。</p><p>　　綜合考慮后，現(xiàn)將本設(shè)計(jì)的主流道和澆口融合為一體設(shè)計(jì)如下：</p><p>　?。?）主流道圓錐角α=2°～6°，對流動性差的塑件可取3°～6°，考慮到PC流動性較差，決定取值4°，內(nèi)壁粗糙度為Ra=0.4 。</p><p>　　（2）因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以

73、其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)（參見4.3.4 噴嘴尺寸校核），主流道襯套始端球面半徑/mm：R2=SR36 ，主流道小端直徑/mm：D=8</p><p>　　（3）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，過長則會影響熔體的順利充型，設(shè)計(jì)取主流道長120mm。</p><p>　?。?）由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材

74、單獨(dú)加工和熱處理，設(shè)計(jì)中采用T10，淬火處理，使硬度達(dá)到HRC50-55。</p><p>　　由此，現(xiàn)將澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖5-2，5-3所示。</p><p>　　圖5-2 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖5-3 澆口套設(shè)計(jì)簡圖</p><p><b>　　5.6 模架設(shè)計(jì)</b></p><p&

75、gt;　　模架是模具的骨架，用模架將模具的各個部分連接起來，設(shè)計(jì)模架時，一般是按照類型和模板的長寬來確定的。</p><p>　　1、確定模板尺寸應(yīng)考慮一下幾個因素：</p><p>　?。?）根據(jù)型腔的大小和布置方案，畫出型腔的視圖；</p><p>　?。?）根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，將冷卻管道加畫在型腔的周圍；</p><p>　?。?）根據(jù)

76、所選模架的類型，將導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置在合適位置上；</p><p>　?。?）最后還要考慮如側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)對模架有無大的需要，即可確定模板尺寸的長度L和寬度B。</p><p>　　2、模板的布置及順序：</p><p>　　（1）型腔的位置 型腔的位置最好在中心對稱的位置，以免注射時產(chǎn)生受力不均現(xiàn)象；</p><p>　?。?）冷卻管道的位置 冷卻

77、水道與型腔的距離一般為12～15mm；</p><p>　　（3）支承柱的位置 支承柱應(yīng)分布均勻，以防模具變形；</p><p>　?。?）推桿、復(fù)位桿的位置 推桿應(yīng)盡量布置在塑件承受脫模力較大的位置。</p><p>　　全面考慮以上因素，現(xiàn)將模架和型腔、底板厚度設(shè)計(jì)如下。</p><p>　　5.6.1 關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)模架</p>

78、<p>　　標(biāo)準(zhǔn)模架可由專門廠商制造，大多數(shù)模具生產(chǎn)廠家樂于使用標(biāo)準(zhǔn)模架，以縮短生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)成本，集中精力搞好模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和型腔、型芯的設(shè)計(jì)與加工。</p><p>　　但是，本設(shè)計(jì)因?yàn)樗芗獗砻嬗?5條筋條布置，使得模具不得不采用復(fù)雜的哈夫結(jié)構(gòu)，這導(dǎo)致很難選取合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。最后，決定采用非標(biāo)準(zhǔn)的較為獨(dú)特的圓柱外形模架，如圖5-4所示。</p><p><b>

79、;　　圖5-4 模架外形</b></p><p>　　5.6.2 型腔壁厚和底板厚度</p><p>　　在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力[]時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因

80、此，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算。</p><p>　　模具型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式見圖5-5。</p><p>　　圖5-5 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式</p><p>　　如圖所示：模具型腔結(jié)構(gòu)由三部分構(gòu)成，1為哈夫；2為型芯；3為底板。</p><p>　　根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛度校核原則。側(cè)壁厚度計(jì)算公

81、式：</p><p>　　S≧() （5—1）</p><p><b>　　=()</b></p><p>　　=39.14 mm </p><p>　　C—與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比h/L有關(guān)的系數(shù)；查表C=1；

82、 </p><p>　　——型腔壓力，取30MP； </p><p>　　——型腔深度，=360；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10； </p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04;</p>&

83、lt;p><b>　　底板厚度計(jì)算公式：</b></p><p>　　≧（） （5—2）</p><p><b>　　=（）</b></p><p>　　=17.88 mm</p><p>　　——由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；此處=1；

84、</p><p>　　——型腔壓力，取30MP；</p><p>　　——底板短邊長度(mm)，=200；</p><p>　　E——模具材料的彈性模量（MP），E取2.1×10；</p><p>　　[]——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04；</p><p>　　以計(jì)算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，考慮到計(jì)算

85、數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)中的情況會有所誤差，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來需要進(jìn)行必要的修正，并且考慮到具體的模具結(jié)構(gòu)，以選取更加合理的數(shù)值。在這里，哈夫最薄弱處取值40mm，型芯壁厚也取值40mm，底板處因?yàn)榭紤]布置哈夫側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，需要較大空間，故底板厚度取值為較大的80mm。</p><p>　　5.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時要求有一定

86、的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)的主要作用有：1.定位：為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?.導(dǎo)向：塑件在注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)的精度限制，使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用；3.承受側(cè)壓力：動定模合模時，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，由導(dǎo)柱承受側(cè)壓力，引導(dǎo)動定模正確閉合。&l

87、t;/p><p>　　在本設(shè)計(jì)中導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱、T形導(dǎo)條和T形導(dǎo)板構(gòu)成。導(dǎo)柱在動定模合模時承受側(cè)壓力，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件；T形導(dǎo)條用以定位哈夫塊的軸向運(yùn)動，T形導(dǎo)板用以定位哈夫塊的徑向運(yùn)動，二者共同作用，避免哈夫在側(cè)抽芯運(yùn)動時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或跳動以破壞制件筋條和表面結(jié)構(gòu)。詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為圖5-6至5-9所示。</p><p>　　圖5-6 導(dǎo)柱外形

88、及尺寸簡圖</p><p>　　圖5-7 導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配合選用</p><p>　　導(dǎo)柱配合見圖5-7所示，滑動部分配合選擇為H7/g6，固定部分配合選擇為H7/k6。</p><p>　　圖5-8 T形導(dǎo)條外形及尺寸簡圖</p><p>　　圖5-9 T形導(dǎo)板外形及尺寸簡圖</p><p>　　5.8 側(cè)向分型

89、與哈夫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)塑件上具有與開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時，除極少數(shù)情況可以強(qiáng)制脫模外，一般都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可以活動的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中脫出。側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)有很多種，哈呋結(jié)構(gòu)是其中之一。哈呋結(jié)構(gòu)指模具的型腔部分由數(shù)個滑塊拼湊而成的，其中最簡單的便是由兩個滑塊拼湊的模具型腔。</p><p>　　本設(shè)計(jì)制品為韌性

90、不是很好的PC料，以帶筋條容器為加工制造對象，對模具結(jié)構(gòu)有特殊要求，使脫模有一定難度，該制品外部的筋條使得模具必須采用哈夫結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)中決定采用三塊哈夫結(jié)構(gòu)以滿足脫模要求。三塊哈夫結(jié)構(gòu)由3個T形導(dǎo)條和6個T形導(dǎo)板進(jìn)行導(dǎo)向定位，這在5-7章節(jié)已經(jīng)具體設(shè)計(jì)。</p><p>　　參見圖5-5所示哈夫結(jié)構(gòu)示意，側(cè)抽芯距計(jì)算如下：</p><p><b>　　（5—3）</b>

91、</p><p><b>　　=</b></p><p>　　= 27.97 mm</p><p>　　式中，R：最大圓角半徑（mm），設(shè)計(jì)取值R=145 mm</p><p>　?。黄渲?，，為阻礙塑件推出的外形的最小圓半徑（mm），取值105；計(jì)算得38.84°，進(jìn)而計(jì)算出=21.16°</p

92、><p>　?。簥A角。三等分滑塊取=120°；</p><p>　　S為機(jī)構(gòu)軸向移動距離，設(shè)計(jì)取值380 mm；</p><p>　　K：安全值，設(shè)計(jì)取K=5mm 。</p><p>　　5.9 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置就

93、是脫模機(jī)構(gòu)，也即是頂出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)可遵循以下原則：1.塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。2.由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。3.結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。</p><p>　　5.9.1 脫模力的計(jì)算</p><p>　　塑料成型時，由于有尺寸上的收縮，所以對模具的凹處部分有包緊力。脫模

94、機(jī)構(gòu)的負(fù)荷就是這種包緊力對脫模方向上形成的阻力。脫模力包括以下幾個方面：1.塑件從模具上脫下來的摩擦阻力；2.大氣壓力，當(dāng)成型有底殼體從起口部推出時，因?yàn)榈撞恳约俺烧婵?，脫模時在其底面上受有大氣壓力，約0.1MPa；3.塑料對鋼材的的粘附力，一般可以忽略不計(jì)；4.脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動阻力，一般為往返運(yùn)動，可以忽略不計(jì)；5.初始脫模力，當(dāng)脫模開始時阻力最大。</p><p>　　鑒于以上因素，計(jì)算脫模力：</p&g

95、t;<p>　　Q= （5—4）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=42.13 KN </p><p>　　式中Q——脫模力（N）；</p><p>　　t——塑件的平均厚度（cm），設(shè)計(jì)取值0.5 cm；</p><p&g

96、t;　　E——塑料彈性模量（N/cm），查表3-1知PC料E=；</p><p>　　S——塑料平均成型收縮率（mm/mm），查表3-1知PC料收縮率0.5~0.7，取值S=0.6；</p><p>　　L——包容凸模的長度（cm），設(shè)計(jì)取值35cm；</p><p>　　f——塑料與鋼的摩擦系數(shù), f=0.2；</p><p>　　m——塑

97、料的波松比, m=0.4； </p><p>　　B——塑件的接觸面積（m），設(shè)計(jì)中</p><p><b>　　=0.25 m。</b></p><p>　　5.9.2 氣動頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)考慮到開模后制件部分套在型芯上，可在開模后通入壓縮空氣方便地進(jìn)行脫模，即選取氣動頂出機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)見圖

98、5-10所示。</p><p>　　圖5-10 氣動頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　氣動脫模過程分析如下：</p><p>　　模具工作時，應(yīng)在氣路中旁接一吸氣單向閥，前期抽動型芯時，空氣從單向閥吸入，后繼壓縮氣體輔助頂出時，單向閥關(guān)閉，氣體通過氣塞頂桿導(dǎo)入制品內(nèi)腔。如果制品脫模錐度較大，也可以最后由人工將制品從型芯上取出。</p><p&

99、gt;<b>　　頂出距離計(jì)算：</b></p><p>　　S=h+K （5—5）</p><p><b>　　=360+20</b></p><p><b>　　=380 mm</b></p><p>　　式中：h：塑件脫模方向最

100、大尺寸，設(shè)計(jì)中h=360 mm </p><p>　　K：安全值，設(shè)計(jì)取為K=20 mm</p><p>　　5.10 成型零件工作尺寸計(jì)算</p><p>　　成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。本設(shè)計(jì)中塑件并無需要配合的地方，對尺寸的要求較低，并且塑件為收縮均勻的規(guī)則的圓柱形，因此計(jì)算不必很精確。<

101、/p><p>　　成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計(jì)計(jì)算不必很精確，故采用平均值法。</p><p>　　5.10.1 凹模工作尺寸計(jì)算</p><p>　　在本設(shè)計(jì)

102、中底板即為凹模，是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。</p><p>　?。?）凹模徑向尺寸的計(jì)算： </p><p>　　L=[(1+S)L－] （5—6）</p>

103、<p>　　=[(1+0.005)×210.24－×0.40]</p><p>　　=210.99 mm</p><p>　　式中 L—以R105.12加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　L—在R105.12弧段塑件的徑向尺寸；</p><p><b>　　—塑件的公差值；</b&

104、gt;</p><p>　　塑件尺寸公差根據(jù)GB/T14486——1993模塑件尺寸公差表取MT2——B級，由尺寸段決定值的大??；</p><p><b>　　—制造公差，=；</b></p><p>　　S—塑件的平均收縮率，S=0.005。</p><p>　　L=[(1+S)L－]

105、 （5—7）</p><p>　　=[(1+0.005) ×209.48－×0.52] </p><p>　　=210.13 mm </p><p>　　式中 L—以R104.24加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　L—在R104.24弧段塑件的凹模徑向尺寸。</p><p>　

106、?。?）凹模深度尺寸的計(jì)算： </p><p>　　H=[(1+ S)H－] （5—8） </p><p>　　=[(1+0.005)×360－×0.28] </p><p>　　=361.61

107、mm </p><p>　　式中 H—塑件的高度尺寸，H=360mm 。 </p><p>　　5.10.2 凸模工作尺寸計(jì)算</p><p>　　凸模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨損會使被包容尺寸變小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。&

108、lt;/p><p>　　（1）凸模徑向尺寸的計(jì)算： </p><p>　　L=[(1+ S) L+] （5—9）=[(1+0.005)×200.24+×0.40] </p><p>　　=201.54 mm </p><p>　　式中 L—以R100.12加工時凸模的徑向尺寸； &

109、lt;/p><p>　　L=[(1+ S) L+] （5—10）</p><p>　　=[(1+0.005)×199.48+×0.52] </p><p>　　=200.87 mm </p><p>　　式中 L—以R100.12加工時凸模的徑向尺寸。 </p><

110、;p>　?。?）凸模高度尺寸的計(jì)算： </p><p>　　H=[(1+ S) H+] （5—11）</p><p>　　=[(1+0.005)×360+×0.28] </p><p>　　=361.99 mm </p><p>　　式中 H—凹模深度減去塑件壁

111、厚型芯的理論高度。</p><p>　　5.10 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型

112、腔，同時，還會因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯、推桿、鑲件等的間隙排氣（又叫自然排氣）。 </p><p><b>　　間隙排氣設(shè)計(jì)原則：</b></p><p>　?。?）排氣間隙的大小，以不產(chǎn)生溢料為原則，其數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)熔體的流動性而定，與熔體粘度有關(guān)，一般在0.02~0.05 m

113、m范圍內(nèi)選擇；</p><p>　?。?）由于排氣間隙受到一定的約束，因此排氣速率受到限制，故間隙排氣一般只適用于中小型模具的排氣；</p><p>　　（3）若型腔的最后充滿部分不在分型面上，其附近有無可供排氣的頂桿或活動型芯時，可在型腔中熔體最后充滿的位置鑲嵌多孔金屬塊，用金屬塊中的間隙排氣。</p><p>　　綜合考慮，由于型腔內(nèi)的氣體很容易沿分型面、頂桿等

114、處縫隙逸出，因此大多數(shù)模具不必特意設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)。在本設(shè)計(jì)中，也即采用間隙排氣，設(shè)計(jì)排氣間隙約為0.05 mm。</p><p>　　5.11 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，