紙巾筒塑料模具設(shè)計論文

1、<p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1我國模具行業(yè)的發(fā)展狀況和趨勢</p><p>　　經(jīng)過1990年代的高速發(fā)展，中國的模具產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達到一定的水平，生產(chǎn)能力也有了相當大的提高，模具市場的規(guī)模也正在逐步擴大。過去十年，中國模具工業(yè)（主要集中在汽車、電子信息以及電器）以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。</p><

2、p>　　到2005年，全國模具生產(chǎn)廠點已達3萬多家，從業(yè)人員50多萬人；模具銷售總額高達610億元，比上年增長25%；模具生產(chǎn)企業(yè)總體上任務(wù)飽滿、訂單充足。2006年，業(yè)界預(yù)測中國汽車的年度銷售數(shù)量將會比前一年增長15%，年度銷售數(shù)量將會達到640萬臺。而汽車零部件市場比汽車整車的市場更大，可以預(yù)測汽車相關(guān)模具產(chǎn)業(yè)將會有高速發(fā)展。</p><p>　　與2004年相比，2005年中國的模具生產(chǎn)值增加了125

3、%，以610億人民幣居世界第三位。其中，出口比前一年增加了150%，達到了7.4億美元。目前，國內(nèi)模具行業(yè)正隨著我國制造業(yè)特別是汽車和電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展而逐漸步入"黃金期"。</p><p>　　近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟體制改

4、革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展較快 [11]。</p><p>　　在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過50噸，最精密的注塑模具精度已達到2微米。在 CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時，CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣，CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成

5、果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多[12]。</p><p>　　據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，未來我國模具發(fā)展趨勢包括10個方面[13]：</p><p>　?、?、模具日趨大型化。</p><p>　?、啤⒛＞叩木葘⒃絹碓礁?。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)已達到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。 ⑶、多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，

6、還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求越來越高。 ⑷、熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 ⑸、隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 ⑹、標準件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 ⑺、快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊。 ⑻、隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展

7、，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 ⑼、以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 ⑽、模具技術(shù)含量將不斷提高。</p><p>　　從應(yīng)用趨勢方面分析，受用戶要求模具的生產(chǎn)周期縮短影響；快速經(jīng)濟模具的開發(fā)將被重視，模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛，且采用計算機控制和機械手

8、操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。</p><p>　　1.2 注塑模具設(shè)計與制造技術(shù)[8]</p><p>　　質(zhì)量、成本（價格）、時間（工期）已成為現(xiàn)代工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的核心因素，現(xiàn)代企業(yè)大都以高質(zhì)量、低價格、短周期為宗旨來參與競爭市場。先進制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，對模具行業(yè)也是如此。模具行業(yè)必須在設(shè)計技術(shù)、制造工藝、生產(chǎn)模式等諸方

9、面加以調(diào)整以適應(yīng)這種要求。</p><p>　　1.2.1注塑模具的可視化設(shè)計</p><p>　　現(xiàn)在我們對產(chǎn)品設(shè)計的要求是快速、準確。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，三維設(shè)計（3D）的誕生使模具實現(xiàn)了可視化、面向裝配的設(shè)計。模具由二維設(shè)計（2D）到三維（3D實現(xiàn)了模具設(shè)計技術(shù)的重大突破。</p><p>　　模具三維設(shè)計直觀再現(xiàn)了未來加工出的模具本體，設(shè)計資料可以直接用于加

10、工，真正實現(xiàn)了CAD/CAM一體化和少、無圖樣加工；</p><p>　　模具三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難以解決的一系列問題，如干涉檢查、模擬裝配、CAE分析等；</p><p>　　模具三維設(shè)計能對模具的可制造性加以評價，大大減少了設(shè)計失誤。</p><p>　　1.2.2 注塑模具的快速制造</p><p>　?、呕诓⑿泄こ痰哪＞呖焖僦圃?

11、lt;/p><p>　　近些年來，為了滿足工期的要求，模具企業(yè)大都在自覺與不自覺中應(yīng)用“并行”的概念來組織生產(chǎn)、銷售工作。并行工程應(yīng)用的明確提出是對現(xiàn)有模具制造生產(chǎn)模式的總結(jié)與提高。并行工程、分散化網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)為模具快速制造提供了有效的實施平臺。</p><p>　　并行工程的基礎(chǔ)是模具的標準化設(shè)計。標準化設(shè)計是由三方面要素組成：統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸格式是基礎(chǔ)；實現(xiàn)信息集成和數(shù)據(jù)資源共享是關(guān)鍵

12、；高速加工等先進制造工藝是必備條件。</p><p>　?、茟?yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（RP+RT）</p><p>　　在快速原型（Rapid Prototyping,RP）技術(shù)領(lǐng)域中，目前發(fā)展最迅速、產(chǎn)值增長最明顯的就是快速模具(Rapid Tooling,RT)技術(shù)。應(yīng)用快速原型技術(shù)制造快速模具（RP+RT），在最終生產(chǎn)模具之前進行新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，可以大大提高產(chǎn)品開發(fā)的一次

13、成功率，有效地縮短開發(fā)時間、降低成本。這就是RP+RT技術(shù)產(chǎn)生根本原因。</p><p><b>　　高速切削技術(shù)的應(yīng)用</b></p><p>　　高速切削（High Speed Machining,HSM）在模具領(lǐng)域的應(yīng)用主要是在加工復(fù)雜曲面方面。其中高速銑削（也稱為硬銑削Hard Milling,HM）可以把復(fù)雜形面加工得非常光滑，幾乎或者根本不再需要精加工，從

14、而節(jié)約了點火花（EDM）加工和拋光時間及有關(guān)材料的消耗，及大地提高了生產(chǎn)效率，并且形面的精度不會遭到破壞。</p><p>　　1.2.3 制造模式的改變——信息流驅(qū)動的模具制造</p><p>　　先進制造生產(chǎn)模式對模具工業(yè)的影響主要體現(xiàn)在信息的流動。與制造活動有關(guān)的信息包括產(chǎn)品信息和制造信息，現(xiàn)代制造過程可以看作是原材料或毛坯所含信息量的增值過程，信息流驅(qū)動將成為制造業(yè)的主流。目前，面

15、向模具開發(fā)的CAD/CAPP/CAM/CAE、DNC、PDM、網(wǎng)絡(luò)集成等均是圍繞如何實現(xiàn)信息的提取、傳輸與物化，即使信息流得以暢通為宗旨。</p><p>　　1.3 Pro/E模具設(shè)計的基本流程 </p><p>　　目前，國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有Mold

16、Flow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。本次是運用Pro/E進行模具設(shè)計的,下面簡單介紹以下Pro/E模具設(shè)計流程。</p><p>　　Pro/E模具設(shè)計的基本流程如圖1.1</p><p>　　圖1.1 Pro/E模具設(shè)計的基本流程</p><p><b>　　1.4課題意義</b></p><

17、;p>　　在傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計中，設(shè)計周期長，一般要二到三個月的時間；設(shè)計成本高，需要往返數(shù)次制模，修模；產(chǎn)品質(zhì)量不能保證，對流體在模腔內(nèi)的流動狀態(tài)，冷卻狀況缺乏了解。</p><p>　　本文以紙巾筒的注塑模具設(shè)計為例，運用Pro/E軟件智能分模，不但保證了模具的精確性，而且分模簡單，是設(shè)計者可以節(jié)約時間，集中精力拆模做型腔；運用CAE分析功能，對塑料注塑過程進行模擬分析，包括充模流動模擬、保壓過程模擬、冷

18、卻過程模擬及翹曲模擬分析。通過模擬分析可以預(yù)測制品填充不足、熔接線、氣泡和翹曲變形等缺陷，還可以測定最佳澆口數(shù)量和位置，測定注塑時注射壓力以及注射時間，溶體流動前鋒的溫度變化等系列參數(shù)；運用專家模架系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計參數(shù)直接選取標準模架，構(gòu)造模具三維實體。這樣設(shè)計出來的模具具有更高的質(zhì)量，更大的準確性。</p><p>　　現(xiàn)代的模具設(shè)計在計算機的平臺上，運用CAD/CAE/CAM等軟件，使現(xiàn)代模具設(shè)計具有了高質(zhì)量，

19、高效率，低成本等特點。</p><p><b>　　2.注塑件的設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1 功能設(shè)計</b></p><p>　　功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達到一定的技術(shù)指標.該塑件是日用品,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷,振動,摩擦等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選

20、擇時對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是中批中量或大批大量生產(chǎn),這樣,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料的選擇時要綜合各種因素。</p><p><b>　　2.2 材料選擇</b></p><p>　　通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說

21、,要考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強度,表面硬度等.該塑件屬于日常生活用品，沒有什么特別的要求，因此主要從容易成型方面選擇材料。查[1]P240表12-4，選擇材料為聚丙烯，具有良好的流動性，且價格便宜。材料具體信息為：</p><p>　　材料：PP-7533 生產(chǎn)廠家：Taiwan PP</p><p>　　塑料固體密度

22、為，融化密度為。最大剪切應(yīng)力為0.26MPa。收縮率為1.0%-3.0%</p><p>　　2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 </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

23、一方面,模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點,為模具設(shè)計和制造提供依據(jù).</p><p><b>　　2.3.1 壁厚</b></p><p>　　通過查[1]P259表13-2得PP料的壁厚推薦值確定塑件各個部位的壁厚尺寸。</p><p><b>　　2.3.2脫模斜度</b></p&

24、gt;<p>　　由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸模或型芯上,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。在塑件的高度比較小時也可以不需要脫模斜度。查[1] P259表13-2,聚丙烯的脫模斜度為，由此確定塑件的脫模斜度。</p><p>　　2.3.3 加強肋</p><p>　　塑件上適當設(shè)置的

25、加強肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動方向的加強肋還能降低充模阻力，提高熔體流動性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。</p><p><b>　　2.3.4 圓角</b></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)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

26、料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。</p><p>　　2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量</p><p><b>　　2.4.1尺寸精度</b></p><p>　　該塑件是一般日用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級選用表，PP的高

27、精度為3級，一般精度為4級，未注公差尺寸等級為6級。該塑件為一般日常生活用品，所以取一般精度MT4。但由于塑件直徑為120mm處要與紙巾筒下部相連，所以取高精度MT3。各尺寸的公差值查[1]P266表13-2。</p><p>　　2.4.2塑件的表面質(zhì)量</p><p>　　塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點外，主要的由模具的表面的粗糙度決定。塑件的表觀缺陷

28、是其特有的質(zhì)量指標，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。由于該制品為一般日常生活用品，對表面粗糙度要求不高，取塑件表面粗糙度為0.8m。</p><p><b>　　2.5塑件2D圖</b></p><p>　　由以上對塑件要求的分析，繪制塑料制品圖，見圖紙ZJTMJ02和ZJTM

29、J03。</p><p>　　3.塑件的3D建模及注射成型工藝性分析</p><p>　　3.1塑件的3D模型</p><p>　　運用PRO\E繪圖軟件繪制塑件的3D圖，如下：</p><p>　　圖3.1 紙巾筒蓋 圖3.2 紙巾筒下筒</p><p>　　圖3.3

30、 紙巾筒 圖3.6 層切面信息</p><p>　　3.2塑件的注射成型工藝性分析</p><p><b>　　3.2.1初步分析</b></p><p><b>　?、拍Ｐ唾|(zhì)量屬性分析</b></p><p>　　分析結(jié)果：體積=2.046×

31、 曲面面積=</p><p>　　密度= 質(zhì)量=</p><p><b>　?、瓢文z查</b></p><p>　　查[1] P259,聚丙烯的脫模斜度為，由圖3.5可以看出模具需要拔模的曲面都呈黃色，根據(jù)色帶圖3.4的對比，需要拔模的曲面都滿足拔模斜度要求。</p><p>　　圖3.4

32、顏色范圍 圖3.5 拔模面色階 </p><p><b>　?、呛穸葯z查</b></p><p>　　用2mm的偏距層切片檢查模型不同區(qū)域的厚度，還可以得到層切片面積，根據(jù)結(jié)果可以看出那些區(qū)域過厚，可能會帶來在塑件冷卻中發(fā)生的一寫問題。在對話框中輸入最大厚度為2mm，最小厚度為0.6mm，由圖3.6各層切面

33、的分析信息可以看出，該塑件厚度滿足檢查要求。</p><p>　　3.2.2塑件注射成型工藝性CAE分析</p><p>　　調(diào)用Pro\E的Plastic Advisor，對塑件進行模型窗口分析，最佳澆口分析，塑料流動性分析，冷卻質(zhì)量分析，縮痕分析等。</p><p>　　初始條件：材料PP-7533 生產(chǎn)廠家：Taiwan PP。在plastic adviso

34、r中搜索到此材料，可以查看材料的一些具體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模具溫度為，熔化溫度為，材料融化溫度范圍：，模具溫度范圍：，塑料固體密度為，融化密度為，最大剪切應(yīng)力為0.26MPa。</p><p><b>　?、艥部谖恢梅治?lt;/b></p><p>　　分析結(jié)果：圖3.7中，藍色為澆口的最佳區(qū)域，紅色為最差區(qū)域。從圖中可以看出，澆口最佳位置點在塑件的

35、中部區(qū)域的第二個圓柱面上。圖中沒有出現(xiàn)紅色區(qū)域，說明沒有澆口最差點。顯然在塑件中部設(shè)置澆口會使模具結(jié)構(gòu)邊得很復(fù)雜?？紤]到塑件模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要，把澆口位置設(shè)置在塑件的底部圓柱的外表面上，具體位置如圖3.8示</p><p>　　圖3.7 澆口最佳區(qū)域 圖3.8 澆口位置</p><p><b>　　⑵模型窗口分析</b><

36、;/p><p>　　模型窗口顯示的是在一個指定的模具溫度下，熔解溫度和注射時間的范圍。系統(tǒng)綜合處理了大量數(shù)據(jù)，在圖上指定一個模具溫度、熔解溫度、注射時間的最佳配合點。圖中綠色區(qū)域是最佳區(qū)域，綠色區(qū)域越多，塑件越容易成型。如果綠色區(qū)域是一個狹窄區(qū)域就意味著如果處理條件變了，即使是很小量，塑件的成型效果也是不令人滿意的。黃色區(qū)域表示塑件可能會出現(xiàn)質(zhì)量問題，但是還是可以成型的。黃色區(qū)域說明塑件的澆口和材料沒有很好的配合。紅

37、色區(qū)域顯示塑件的澆口和材料沒有任何好的處理條件組合，需要改變澆口位置或材料。</p><p>　　圖中可以看出，最佳條件不一定是綠色區(qū)域中心，因為有些可變性高的條件，系統(tǒng)都作為了最佳區(qū)域。</p><p>　　初始條件：圖3.8所示的澆口位置，其他條件同最佳澆口位置分析初始條件一樣。分析結(jié)果如圖3.9示：</p><p>　　圖3.9 模型窗口分析結(jié)果</p&

38、gt;<p>　　由圖中可以看出注射成型各因素的最佳組合：模具溫度為，熔解溫度為，注射時間為0.6s，最大注射壓力為100MPa，流動速率為33.74cu.cm/s。</p><p><b>　?、撬芰狭鲃臃治?lt;/b></p><p>　　通過最塑件的模擬填充，得到填充時間，注射壓力，壓降，波前溫度，質(zhì)量預(yù)測，填充可能性等六個分析結(jié)果。主要檢查是否有遲滯

39、現(xiàn)象，過飽壓、徑流效應(yīng)、潛流現(xiàn)象、失衡的流動等五鐘影響塑件成型質(zhì)量現(xiàn)象。</p><p>　　遲滯現(xiàn)象是指由于較厚的區(qū)域造成流體在較薄區(qū)域速度下降，冷卻加速，無法填滿模具的現(xiàn)象。</p><p>　　過飽壓是指額外的流體被壓縮在一個流道中，而其他流道已充滿。</p><p>　　徑流效應(yīng)是指流體在較薄的部分填充之前，競相流過型腔厚實部分的現(xiàn)象。</p>

40、<p>　　潛流現(xiàn)象是指和另一股流體遇到另一流體后，反向流動回外邊已趨冷的流體層現(xiàn)象。</p><p>　　失衡的流動是指在流體填充完其他流道以前，一些流道以被填滿了。</p><p>　　初始條件：材料pp-7533，澆口位置如圖3.8示，按模型窗口分析最佳條件處理。</p><p>　　分析結(jié)果：圖3.10顯示模型全為綠色，表示分析結(jié)果合格。信息窗口

41、顯示選用此塑料和澆口位置是可以很輕易地進行填充，沒有短射方面的問題可能會出現(xiàn)品質(zhì)不佳，但還是可以接受的。</p><p>　　圖3.10 塑料填充</p><p>　　下面主要分析塑件可能存在的質(zhì)量問題及其原因。</p><p><b>　?、偬畛鋾r間</b></p><p>　　如圖3.11所示，紅色區(qū)域是最先填滿的區(qū)

42、域，藍色區(qū)域是最后填滿的區(qū)域。填充時間將顯示遲滯發(fā)生在非常狹窄的間距中。過飽壓一般發(fā)生在最短填充時間的部分。</p><p>　　圖3.11 填充時間</p><p><b>　　②注射壓力</b></p><p>　　如圖3.12所示，紅色為高壓區(qū)域，藍色為低壓區(qū)域。低壓區(qū)域面臨是否能夠填充滿的問題。前面的報告中已經(jīng)指出，本模具可以很容易填

43、充。在塑件的藍色區(qū)域，兩股流體交匯，可能會產(chǎn)生潛流現(xiàn)象。</p><p>　　圖3.12 塑料在模穴中射壓</p><p><b>　?、蹓航?lt;/b></p><p>　　紅色區(qū)域為壓降最大區(qū)域，藍色區(qū)域為壓降最小區(qū)域。當塑件厚度均勻時，壓降也很均勻。發(fā)生壓降不均勻，會產(chǎn)生翹曲，陰影或塑料劣化等不良現(xiàn)象。圖3.13顯示壓降很均勻。</p

44、><p>　　圖3.13 塑料在模穴中的壓降</p><p><b>　?、懿ㄇ皽囟?lt;/b></p><p>　　如圖3.14所示，藍色表示最低溫區(qū)域，紅色表示為最高溫區(qū)域。波前溫度太低，那么可能發(fā)生遲滯現(xiàn)象。波前溫度太高，可能發(fā)生物質(zhì)退化和表面瑕疵等現(xiàn)象。</p><p>　　圖3.14塑料的波前溫度</p>

45、<p><b>　?、萘鲃涌赡苄?lt;/b></p><p>　　前面報告已經(jīng)得出，模具很容易填滿。</p><p><b>　?、奁焚|(zhì)預(yù)測</b></p><p>　　如圖3.15所示，綠色為品質(zhì)較好區(qū)域，黃色表示品質(zhì)中等。由圖可以得出，塑件品質(zhì)較好。</p><p>　　圖3.15 品

46、質(zhì)預(yù)測</p><p><b>　?、壤鋮s質(zhì)量分析</b></p><p>　　初始條件：與塑料流動性分析相同</p><p>　　分析結(jié)果：分析報告顯示，塑件有輕微的冷卻質(zhì)量問題，但是系統(tǒng)沒有給出紅色警告提示，所以可以接受。以正常冷卻溫度為基準，塑件冷卻溫度在范圍內(nèi)。以正常的冷卻時間為基準，塑件冷卻時間在-0.89s~1.31s范圍內(nèi)。各方面

47、分析結(jié)果圖如下：</p><p><b>　　表面溫度的變異量</b></p><p>　　如果塑件的表面溫度變化比正常值高，就需要在設(shè)計冷卻水道時重點考慮這一區(qū)域的冷卻問題。從圖3.16可以看出，塑件的溫度變化比較均勻，且變化量不大。</p><p>　　圖3.16 塑料表面溫度的變異量</p><p><b&g

48、t;　　凝固時間的變異量</b></p><p>　　一個區(qū)域的冷卻時間比正常值大時，就表示那個區(qū)域?qū)⒁罄鋮s補償集中在那個區(qū)域。比正常值低時，表示那個區(qū)域冷卻時間快，也是將潛在有遲滯或短射現(xiàn)象。</p><p>　　圖3.17 塑料凝固時間的變異量</p><p><b>　　冷卻品質(zhì)</b></p><p&

49、gt;　　如圖3.18中，紅色區(qū)域表示冷卻質(zhì)量最低，黃色次之，綠色冷卻質(zhì)量最好。塑件絕大部分都呈綠色，冷卻質(zhì)量好。</p><p>　　圖3.18 冷卻品質(zhì)</p><p><b>　?、煽s痕分析</b></p><p>　　縮痕分析用來表示縮痕出現(xiàn)的位置?？s痕現(xiàn)象是指成型品表面發(fā)生凹陷，是由熱量收縮造成的?？紫妒撬芗耐馄榱朔乐贡砻姘枷菟?/p>

50、生成的足夠僵硬的抵抗，它可能是個孔，或是一群更小的孔。孔隙對塑件的結(jié)構(gòu)有嚴重的影響。</p><p>　　初始條件：與塑料流動性分析相同</p><p>　　分析結(jié)果：塑件有少于1%的縮痕面積。主要是由于塑件厚度的輕微變化造成的。由圖3.19可以看出，塑件質(zhì)量好，有少量的縮痕，對塑件不造成影響。</p><p>　　圖3.19 塑件縮痕</p>&l

51、t;p><b>　?、屎附泳€與逃氣分析</b></p><p>　　焊接線是在填充時間，數(shù)個流道的流體匯合后生成的弱處或可見缺陷。逃氣分析結(jié)果將顯示在數(shù)股流體會合處或最后填充區(qū)域，那里的氣泡將會在塑件上形成一個凹陷瑕疵。</p><p><b>　　焊接線分析</b></p><p>　　由圖3.20中紅色線可以看出

52、，塑件上可能有極少的焊接線，且對塑件不造成大的影響。</p><p>　　圖3.20 焊接線</p><p><b>　　逃氣分析</b></p><p>　　根據(jù)逃氣分析可以確定是否需要在模具上開逃氣槽，怎樣設(shè)計排氣裝置。由圖3.21可以看出塑件上有極少的氣泡產(chǎn)生，表示注射過程中能夠很好的排氣。</p><p>&l

53、t;b>　　圖3.21 逃氣</b></p><p>　　綜合以上分析，可以看出，該塑件結(jié)構(gòu)很合理，壁厚均勻，脫模斜度適當，選用的材料成型工藝性好，可以進行注射工藝性操作。以上分析也為后面的澆口位置確定，分型面位置，排氣裝置，冷卻裝置的設(shè)計提供了合理的依據(jù)。</p><p><b>　　3.3注塑機</b></p><p>

54、　　3.3.1注塑成型工藝參數(shù)</p><p>　　查[1]P244表12-10得PP料注射成型的主要工藝參數(shù)如下表3-1</p><p>　　3.3.2注塑機的選擇</p><p>　　由公稱注射量選定注射機</p><p>　　由3.2.1分析已得出單個塑件體積V=2.046×，流道凝料V’=0.5V</p>&l

55、t;p>　　(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)。</p><p>　　實際注射量為:V=20.46×1.5=30.69 cm；</p><p>　　根據(jù)實際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： </p><p>　　0.8V≧ V &

56、lt;/p><p>　　V= V/0.8 </p><p>　　=30.69÷0.8</p><p><b>　　=38.36cm；</b></p><p>　　由上計算初步確定注塑機為SZ-160/60，查[ 4]P14表1-6得注塑機主要技術(shù)參數(shù)如下表3-

57、2。</p><p>　　表3-2 國產(chǎn)注射機SZ-160/60技術(shù)參數(shù)表</p><p><b>　　4.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　4.1型腔數(shù)目的確定</p><p>　　注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素：</p><

58、p>　?。?）塑件的尺寸精度；</p><p>　?。?）模具制造成本；</p><p>　?。?）注塑成型的生產(chǎn)效益；</p><p>　?。?）模具制造難度。</p><p>　　考慮到該塑件是一般日用品，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟因素，初步確定該模具為一模兩腔。</p><p><b>　　4.2分型面的

59、確定</b></p><p>　　根據(jù)分型面的選擇原則： </p><p>　　（1）便于塑件脫模； </p><p>　?。?）在開模時盡量使塑件留在動模；

60、 </p><p>　?。?）外觀不遭到損壞；</p><p>　?。?）有利于排氣和模具的加工方便。</p><p>　　結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上。</p><p>　　用Pro\e對其進行分形面設(shè)計，分形面及型腔布置如下圖4.1</p><p><

61、b>　　圖4.1 分型面</b></p><p><b>　　4.3澆口的確定</b></p><p>　　PP料的流動性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。澆口位置已經(jīng)在3.2.2分析中確定。 </p><p>　　4.4模具材料的確定</p><p>　　現(xiàn)有的模

62、具模架已經(jīng)標準化,所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件,如果選材不當，則所有的精密加工所投入的工時,設(shè)備費用將浪費。</p><p>　　在選擇模具鋼時,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能,從使用性能考慮:硬度是主要指標之一,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變,必須有足夠的硬度,當承受沖擊載荷時還要考慮折斷,崩刃問題,所以韌

63、性也是一重要指標,耐磨性是決定模具壽命的重要因素。從工藝性能考慮:要熱加工工藝好,加工溫度范圍寬,冷加工性能如切削,銑削,拋光等加工性能好,此外還要考慮淬透性和淬硬性,熱處理變形和氧化脫碳等性能.另外從經(jīng)濟考慮,要求材料來源廣,價格低。</p><p>　　查[5]P183選擇模仁的材料為SM45鋼。SM45鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì)45碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量低，鋼材純度好。制造小型塑料模具，用調(diào)質(zhì)

64、處理可獲得較高的硬度和較好的強韌性。SM45鋼的優(yōu)點是價格便宜，切削加工性好，淬火后具有較高的硬度，調(diào)質(zhì)處理后具有良好的強韌性和一定的耐磨性，被廣泛用于制造中、低擋的塑料模具。</p><p><b>　　材料預(yù)備熱處理：</b></p><p>　　斷后退火；⑵高溫回火；⑶正火</p><p>　　推薦回火規(guī)范：回火溫度為500~560，空冷

65、，硬度為25~33HRC。</p><p>　　4.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。</p>

66、<p><b>　　4.5.1主流道</b></p><p>　　主流道是一端與注塑機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動通道。根據(jù)注塑機型號和查[1]P303表15-19，主流道尺寸如下圖4.2</p><p>　　圖4.2 主流道尺寸 圖4.3 分流道截面</p><p>　　由于

67、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)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。查[1]P457表20-33選擇B型澆口套，公稱尺寸d=16mm。由注塑機確定定位圈的尺寸，公稱尺寸為125mm，見[1]P457表20-32。</p><p>　　4.5.2分流道 </p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，

68、起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。澆道的截面積越大，壓力的損失就越大；澆道的表面積越小，熱量的損失就越少。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計越合理?？紤]熱量損失和澆道加工性能等因素，查[6]P151表4-3，選擇U形截面的分澆道。查[1]P304表15-11，聚丙烯

69、的分流道等效直徑為4.8~9.5mm，取分流道直徑為6mm。截面形狀和尺寸如圖4.3。長度尺寸如圖4.4</p><p>　　4.5.3冷料井</p><p>　　冷料井一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。該模

70、具的冷料井設(shè)計為帶Z形頭拉桿的冷料井。冷料井的尺寸如圖4.5所示：</p><p>　　圖4.4 分流道長度尺寸 圖4.5 冷料井及澆口尺寸</p><p>　　4.5.4 澆口</p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，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

71、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，有點澆口，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。該模具采用側(cè)澆口，已在4.3中得到確定。其有以下特性:</p><p>　?、傩螤詈唵危コ凉部诜奖?，便于加工，而且尺寸精度容易保證；</p><p>　?、谠嚹r如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改；</p><p>　　

72、③能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；</p><p>　?、軐τ跉んw形塑件，流動充填效果較佳。</p><p>　　澆口的截面形狀和分流道的一樣都采用U形截面，與分流道的連接方式見圖4.5。澆口等效直徑d=1.5mm，長度l=1.5mm。</p><p>　　圖4.6 主流道、分流道、澆口的連接情況</p><p>　　4.6成型零件工作

73、尺寸的計算</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。該塑件有需要配合的地方，所以對尺寸的要求比較高。塑件的基本尺寸如圖4.7所示，忽略倒圓弧的影響。未注壁厚均為1mm。</p><p>　　成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：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行計算；另一種是按極限收縮率、極限

74、制造公差和磨損量進行計算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計采用平均值法。</p><p>　　圖4.7 塑件基本尺寸</p><p>　　4.6.1凹模工作尺寸的計算</p><p>　　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

75、修模的余地，以及裝配的需要，在設(shè)計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸如圖4.8(a,b)所示：</p><p>　　圖4.8（a） 凹模 圖4.8（b）凸模</p><p><b>　　凹模徑向尺寸的計算</b></p><p>　　凹模尺寸如圖4.8（a）所示。 </

76、p><p>　　L=[(1+S)L－]=[(1+0.015)×123－×0.64] </p><p><b>　　=124.37mm</b></p><p>　　式中L—以φ123加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　L—在φ123處塑件的徑向尺寸；</p><p>　　—塑

77、件的公差值；由塑件的公差等級查[1]P266表13-12所得。</p><p>　　—制造公差，； S—塑件的平均收縮率，S=0.015。</p><p>　　L=[(1+S)L－]==[(1+0.015)×82－×0.72]</p><p><b>　　=82.69 mm</b></p>&l

78、t;p>　　式中L—以φ82和R41加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　L—在φ82和R41處塑件的徑向尺寸；</p><p>　　L=[(1+S)L－]==[(1+0.015)×72－×0.64] </p><p><b>　　=72.6 mm</b></p><p>　　式中 L

79、—以R36加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　L—在R36處塑件的徑向尺寸；</p><p><b>　　脫模斜度為1</b></p><p><b>　　凹模深度尺寸的計算</b></p><p>　　H=[(1+ S)H－]=[(1+0.015)×10－×0.4]&l

80、t;/p><p>　　=9.88 mm </p><p>　　式中 H—以尺寸為10加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　H—在尺寸為10處塑件的徑向尺寸；</p><p>　　H=[(1+ S)H－]=[(1+0.015)×18－×0.48]</p><p>　　=17.95 mm

81、 </p><p>　　式中 H—以尺寸為18加工時凹模的徑向尺寸；</p><p>　　H—在尺寸為18處塑件的徑向尺寸；</p><p>　　4.6.2 凸模工作尺寸的計算</p><p>　　凸模是成型塑件外形的，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

82、要，在設(shè)計模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。</p><p>　　凸模徑向尺寸的計算：</p><p>　　凸模尺寸如圖4.8(b)所示。</p><p>　　L=[(1+ S) L+]=[(1+0.015)×120+×0.58] </p><p>　　=122.24 mm </p>&l

83、t;p>　　式中L—以φ120加工時凸模的徑向尺寸； </p><p>　　L=[(1+ S) L+]=[(1+0.015)×80+×0.64] </p><p>　　=81.68 mm </p><p>　　式中L—以φ80和R40加工時凸模的徑向尺寸；</p><p>　　L=[(1+ S) L+]=[(1+

84、0.015)×74+×0.64] </p><p>　　=75.59 mm </p><p>　　式中L—以R37加工時凸模的徑向尺寸；</p><p><b>　　脫模斜度為1</b></p><p>　　凸模高度尺寸的計算：</p><p>　　H=[(1+ S) H+]

85、=[(1+0.015)×8.88+×0.4] =9.28 mm </p><p>　　式中 H—凹模深度尺寸H減去塑件壁厚1mm。</p><p>　　H=[(1+ S) H+]=[(1+0.015)×16.95+×0.48] </p><p>　　=17.52 mm </p><p>　　式

86、中 H—凹模深度尺寸H減去塑件壁厚1mm。</p><p>　　H=[(1+ S) H+]=[(1+0.015)×13.95+×0.46] </p><p>　　=14.47 mm </p><p>　　式中 H—凹模深度尺寸H減去塑件高度4mm。</p><p>　　4.7 Pro\E分模</p>&l

87、t;p>　　運用Pro\E軟件進行分模演示，得分模后的模具圖如圖4.9</p><p>　　圖4.9 分模演示</p><p>　　4.8對注射模的校驗性質(zhì)的CAE分析</p><p>　　針對多型腔模，我們再進行一次校驗性質(zhì)分析。</p><p>　　4.8.1鑄模模型質(zhì)量屬性分析</p><p>　　分析結(jié)

88、果：體積=4.8×</p><p><b>　　曲面面積=</b></p><p><b>　　密度=</b></p><p><b>　　質(zhì)量=</b></p><p>　　4.8.2測量模型在分型面上的投影面積</p><p><b&

89、gt;　　測量結(jié)果：面積=</b></p><p>　　4.8.3運用plastic advisor 進行分析</p><p><b>　?、挪牧闲畔?lt;/b></p><p>　　圖4.10和圖4.11是材料的一些基本信息，也是分析的初始條件。</p><p>　　圖4.10 材料信息（一）</p>

90、;<p>　　圖4.11 材料信息（二）</p><p><b>　?、颇Ｐ痛翱诜治?lt;/b></p><p>　　初始條件為⑴中所顯示的材料信息。分析結(jié)果顯示模具溫度、熔解溫度、注射時間的最佳配合點是模具溫度為。塑料熔解溫度為，注射時間為0.87s。</p><p>　　圖4.12 最佳配合點分析</p><

91、;p><b>　?、悄Ａ鞣治?lt;/b></p><p>　　初始條件是⑵分析中的模具溫度、溶解溫度、注射時間最佳配合點。分析結(jié)果顯示，該塑件很容易充填，沒有短射方面的問題，可能會出現(xiàn)品質(zhì)不佳，但還是可以接受的。實際注射時間是0.8s，實際注射壓力56.02MPa，預(yù)估循環(huán)時間48.39s，剪切速率47.79cu.cm，保壓力34.49T</p><p><b

92、>　?、偬畛鋾r間</b></p><p>　　如圖4.13所示，紅色區(qū)域是最先填滿的區(qū)域，藍色區(qū)域是最后填滿的區(qū)域。填充時間將顯示遲滯發(fā)生在非常狹窄的間距中。過飽壓一般發(fā)生在最短填充時間的部分。因為塑件壁厚均勻，所以一般不會發(fā)生遲滯現(xiàn)象。</p><p><b>　　圖4.13充填時間</b></p><p><b>

93、;　　②壓降</b></p><p>　　紅色區(qū)域為壓降最大區(qū)域，藍色區(qū)域為壓降最小區(qū)域。當塑件厚度均勻時，壓降也很均勻。發(fā)生壓降不均勻，會產(chǎn)生翹曲，陰影或塑料劣化等不良現(xiàn)象。該塑件壁厚均勻，圖4.14顯示壓降很均勻，因此不會產(chǎn)生翹曲，陰影或塑料劣化等不良現(xiàn)象。</p><p>　　圖4.14 塑料在模穴中的壓降</p><p><b>　?、?/p>

94、品質(zhì)預(yù)測</b></p><p>　　如圖4.15所示，綠色為品質(zhì)較好區(qū)域，黃色表示品質(zhì)中等，紅色為品質(zhì)最差區(qū)域。由圖可以得出，塑件品質(zhì)較好，而只有在主澆道中凝料才出現(xiàn)差品質(zhì)，不對塑件質(zhì)量造成影響。</p><p>　　圖4.15 品質(zhì)預(yù)測</p><p><b>　?、壤鋮s質(zhì)量分析</b></p><p>

95、;　　初始條件是⑵分析中的模具溫度、熔解溫度、注射時間最佳配合點。分析結(jié)果如圖4.16所示。從圖中可以看出塑件頂部有明顯是冷卻質(zhì)量問題，圓環(huán)面上有輕微的冷卻質(zhì)量問題。分析結(jié)果為后面的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計提供了依據(jù)，需要認真設(shè)計冷卻機構(gòu)。重點在上部球形面和直流道。</p><p>　　圖4.16 塑件的冷卻質(zhì)量</p><p><b>　　表面溫度的變異量</b></

96、p><p>　　如果塑件的表面溫度變化比正常值高，就需要在設(shè)計冷卻水道時重點考慮這一區(qū)域的冷卻問題。從圖4.17可以看出，塑件接近澆口部分的圓環(huán)面的溫度變化稍大，因此在布置冷卻水道的時候需要考慮到如何使整個塑件表面溫度變化均勻。</p><p>　　圖4.17塑件表面溫度的變異量</p><p><b>　　凝固時間的變異量</b></p&g

97、t;<p>　　一個區(qū)域的冷卻時間比正常值大時，就表示那個區(qū)域?qū)⒁罄鋮s補償集中在那個區(qū)域。比正常值低時，表示那個區(qū)域冷卻時間快，也是將潛在有遲滯或短射現(xiàn)象。由圖4.18可以看出塑件各部分凝固時間的變異量很均勻。</p><p>　　圖4.18 凝固時間的變異量</p><p>　?、煽s痕分析、逃氣和融合線分析</p><p>　?、購膱D4.19圖中可

98、以看出，縮痕主要集中在塑件下圓柱面和臺階平面的交界處，但是縮痕面積只有3%，不影響塑件質(zhì)量，我們也可以運用縮痕尺寸計算得出最大縮痕不超過0.108mm。如果縮痕很大，可以在設(shè)計模具的時候?qū)σ桩a(chǎn)生縮痕的地方結(jié)構(gòu)加以改善。也可以適當?shù)母淖円砸幌伦⑸錀l件等因素。</p><p>　　4.19圖 縮痕分析</p><p>　?、谟蓤D4.20可以看出，塑件表面可能會有很少的融合線，但是不影響塑件質(zhì)量

99、。也可以通過適當提高料溫、注射壓力或加快注射速度。由圖中可以看出，在塑件的某些部位會有少許的氣泡產(chǎn)生，但是根據(jù)對上下型腔和頂桿間隙的設(shè)計，氣體都可以順利排出。</p><p>　　圖4.20 逃氣和融合線分析</p><p>　　通過以上分析，塑件成型質(zhì)量滿足要求，塑料也很容易填滿型腔，且不會出現(xiàn)短射等不良現(xiàn)象。由分析得知，塑件會出現(xiàn)冷卻質(zhì)量問題，因此在模具設(shè)計過程中，需要重點注意冷卻裝置

100、的設(shè)計。</p><p><b>　　4.9模架的確定</b></p><p>　　4.9.1型腔壁厚、底板厚度和支撐板厚度的計算</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)該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔中產(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

101、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。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定。</p><p>　　該模具型腔壁厚和底板厚度按整體式圓形型腔計算。型腔結(jié)構(gòu)形式如圖4.21</p><p>　?、判颓粋?cè)壁厚度的計算</p><p><b>　?、侔磸姸扔嬎?l

102、t;/b></p><p>　　由[3]P128公式5-2得：</p><p>　　P——型腔內(nèi)單位平均壓力； 圖4.21 型腔結(jié)構(gòu)形式 </p><p>　　查[3]P127取P為注射機筒壓力的40%； </p><p>　　由4.8.3中⑶分析得出實際注射壓力</p><p&

103、gt;　　為56.02MPa。P=0.456.02=22.4MPa.</p><p>　　——型腔材料的許用應(yīng)力；查[3]P128取=90MPa</p><p><b>　?、诎磩偠扔嬎?lt;/b></p><p>　　由[3]P129公式5-5得</p><p>　　E——型腔材料的彈性模量，E=MPa</p>

104、<p>　　h——型腔高度，h=59mm</p><p>　　——型腔許用變形量，查[3]P127表5-1取=0.04mm </p><p>　　⑵型腔腔底厚度的計算</p><p><b>　?、侔磩偠葪l件計算</b></p><p>　　由[3]P130公式5-6得</p><p&g

105、t;　　r——由型腔具體形狀折中取r=41mm</p><p><b>　　②按強度條件計算</b></p><p>　　由[3]P130公式5-7得</p><p><b>　　支撐板厚度的計算</b></p><p>　　支撐板按組合式矩形型腔底板計算</p><p>&

106、lt;b>　　①按強度計算</b></p><p>　　由[1]P324表15-32得公式</p><p>　　式中：t——支撐板厚度 b——底板受壓寬度，b=320mm</p><p>　　P——底板所受平均壓力 ——兩墊塊之間的跨度，=150mm</p><p>　　B——底板總寬度，B=

107、450mm ——模具材料的許用應(yīng)力，=90MPa</p><p>　　模內(nèi)平均壓力P=22.4MPa，支撐板所受平均壓力</p><p><b>　　P= ,</b></p><p>　　式中:A為模型在分型面上的投影面積，由前面4.8.2分析得出A=</p><p><b>　　為支撐板的面積，=&

108、lt;/b></p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入公式中得：</p><p><b>　?、诎磩偠扔嬎?lt;/b></p><p>　　由[1]P324表15-32公式得</p><p>　　式中E=MPa, =0.04mm,其他數(shù)據(jù)同上式中。</p><p>　　4.9.2模架的選用</p

109、><p>　　注射模標準模架共有兩個國家標準：一是使用于模板尺寸B×L≤560mm×900mm的中小型模架（GB/T12556.1—1990）；二是使用于模板尺寸B×L為630mm×630mm~1250mm×2000mm的大型模架（GB/T12555.1—1990）。</p><p><b>　?、拍Ｈ食叽绲拇_定</b>&

110、lt;/p><p>　　因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計取模仁的大小為160×320 mm。</p><p>　?、仆?、凹模板尺寸的確定&l

111、t;/p><p>　　凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或剛度校核來確定。根據(jù)4.9.1的計算結(jié)果，只要凹模側(cè)壁厚度滿足36.6mm就可以達到剛度和強度要求，理論上只要取大于36.6mm的值就滿足設(shè)計要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為65 mm。

112、所以凸、凹模板的尺寸為250×450 mm。</p><p>　?、悄＞吒叨瘸叽绲拇_定</p><p>　　各塊板的厚度已經(jīng)標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意：</p><p>　?、偻鼓５装搴穸群桶寄５装搴穸?；在注射成型時型腔中有很大的成型壓力，當塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架

113、發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，根據(jù)4.9.1中計算知道，凸模支撐板的厚度滿足30.05mm就可滿足要求，為了安全，取底板厚度為35mm，。凹模因為是與注塑機的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，所以凹模底板就為定模坐板，厚度取25mm</p><p>　?、谕瓢逋瞥鼍嚯x；在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為59 mm左右，黏結(jié)在型芯

114、上的尺寸約59 mm左右，所以當推出距離為58mm時就能使塑件和型芯分離。如圖4.22所示,墊塊高度H需滿足如下關(guān)系式：</p><p>　　H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 </p><p>　　H——C板高度； 1——擋銷高度；</p><p>　　h2——推板厚度；h3推桿固定板厚度；</p><p>

115、<b>　　h——推出距離； </b></p><p><b>　　完成了以上的工作，</b></p><p>　　確定模具尺寸為250×450 mm，</p><p>　　A板厚度80 mm，B板厚度25 mm。</p><p>　　C板厚度100mm。

116、 </p><p>　　4.9.3模架參數(shù)表 圖4.22 推出距離與墊塊高度關(guān)系</p><p>　　由

117、以上計算，查[1]P434表20-2選取標準模架為A3-250450 GB/T 12556.1-1990</p><p>　　表4-1 模架參數(shù)表</p><p>　　4.10導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。

118、</p><p>　　設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有：</p><p>　?、藕侠聿贾脤?dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。</p><p>　?、茖?dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用