畢業(yè)設(shè)計(jì)--塑料彎管注塑模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　塑料彎管注射模具設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 高分子材料與工程

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　2013年6月</b></p><p>　　塑料彎管注塑模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文研究的是90帶螺紋的

3、塑料彎管及其注射成型的總體設(shè)計(jì)過(guò)程。彎管成90直角，因此側(cè)向分型抽芯是研究的重點(diǎn)。塑料彎管上有一段螺紋，本研究采用的是比較簡(jiǎn)單輕便的設(shè)計(jì)模式，因此采取了瓣合模的成型方式。因?yàn)椴皇褂脧?fù)雜的脫螺紋裝置，這一點(diǎn)對(duì)于螺紋類(lèi)的制品具有指導(dǎo)意義。本文選擇了正確的注塑機(jī)型號(hào)，采用PROE進(jìn)行模具的體積確定與分型面的選擇，決定采取一模四腔的方式，這將會(huì)快速的提高生產(chǎn)量與生產(chǎn)效率。本研究成功設(shè)計(jì)，將會(huì)為以后的彎管類(lèi)塑料提供極高的參考價(jià)值，并且對(duì)于生產(chǎn)有很

4、高的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞：塑料彎管，側(cè)向分型抽芯，瓣合模</p><p>　　Plastic pipe injection mold design</p><p><b>　　Abrtract</b></p><p>　　This paper studies a 90-degree bend with

5、thread and plastic injection mold of design process.The bend has a 90-degre .So the focus of the study is side parting core pulling.There was a thread on plastic pip.This study uses a simple design patterns.So flap spott

6、ing is the better method .Because which avoid the complex the installation of the unscrewing,which gives a guiding significance for the products of thread. By selecting the right injection molding machine type.Using PROE

7、 determine the volu</p><p>　　Key words:plastic pipe,side parting core pulling,flapclamping</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　我國(guó)的模具行業(yè)將會(huì)在“十二五”期間迎來(lái)有一個(gè)蓬勃發(fā)展階段[1]?！笆濉币?guī)劃中曾明確提出，未

8、來(lái)要走綠色智能環(huán)保的新型工業(yè)化道路，而對(duì)我國(guó)模具行業(yè)來(lái)說(shuō)，在“以塑代鋼”、“以塑代木”的大力倡導(dǎo)下，塑料模具產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量將快速增長(zhǎng)。 </p><p>　　據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前人均塑料消費(fèi)量?jī)H為發(fā)達(dá)國(guó)家的1/3，在提倡綠色環(huán)保發(fā)展的大背景下，未來(lái)市場(chǎng)需求空前廣闊。專(zhuān)家預(yù)計(jì)，“十二五”期間我國(guó)塑料模具制品行業(yè)仍將會(huì)保持高速發(fā)展，會(huì)維持年均15%的市場(chǎng)增長(zhǎng)率。毋庸置疑，塑料模具的蓬勃發(fā)展，這將給我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的

9、優(yōu)化升級(jí)帶來(lái)新的動(dòng)力。</p><p>　　“十二五”期間，我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)智能模具制造裝備發(fā)展的總目標(biāo)是以發(fā)展智能化模具來(lái)帶動(dòng)高效、精密、高性能模具總體水平的提高，以滿(mǎn)足“智能制造”配套要求來(lái)帶動(dòng)模具為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)總體水平的提高，使智能模具水平得到大幅度的提升，為我國(guó)模具行業(yè)到2020年步入世界模具強(qiáng)國(guó)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　據(jù)悉，具體目標(biāo)為：&l

10、t;/b></p><p>　　第一，要以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具的水平，中長(zhǎng)期目標(biāo)是要達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，“十二五”期末首先要使智能化模具水平能基本滿(mǎn)足智能制造所需。</p><p>　　第二，以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具占模具總量的比例從目前的約35%，達(dá)到“十二五”期末的40%以上，進(jìn)而達(dá)到50%以上的中長(zhǎng)期目標(biāo)。</p>&l

11、t;p>　　第三，不斷縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具使用壽命和穩(wěn)定性，首先達(dá)到“十二五”期末生產(chǎn)周期比現(xiàn)在縮短20%～30%，使用壽命比現(xiàn)在提高20%～30%，用模具制造精細(xì)化來(lái)提高可靠性和穩(wěn)定性。</p><p>　　第四，要不斷提高數(shù)字化、信息化水平?！笆濉逼谀┦股a(chǎn)高效、精密、高性能模具的企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)CAD/CAM/CAE/PDM一體化，并有40%以上企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)信息化管理。</p>&

12、lt;p>　　第五，模具自動(dòng)化生產(chǎn)是重要的發(fā)展方向，目前尚處于試驗(yàn)實(shí)踐階段，到“十二五”期末爭(zhēng)取有5家以上的模具企業(yè)可實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)化生產(chǎn)，并在模具智能網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)、管理方面有重大突破。</p><p>　　注塑模具在國(guó)外的發(fā)展也進(jìn)入到了一個(gè)更加高級(jí)的發(fā)展階段[2]。國(guó)外在高速集成，智能化，小型化，個(gè)性化和基于環(huán)保的理念方面有重大的突破。</p><p>　　第一，在CDA，CAE，

13、CAM等[3]方面外國(guó)擁有更加成熟的技術(shù)和培訓(xùn)，國(guó)外的工業(yè)化更加成熟信息化的成都也更高。這些只能軟件的運(yùn)用使得模具朝向智能化集成化發(fā)展。</p><p>　　第二，模具設(shè)計(jì)從低精度，簡(jiǎn)單形狀向高精度，復(fù)雜形狀以及高性能方面進(jìn)行發(fā)展。這也是未來(lái)模具發(fā)展的重要方向。</p><p>　　第三，模具的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化以及專(zhuān)業(yè)化將會(huì)更加完善。</p><p>　　第四，全面質(zhì)

14、量管理在日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)完全實(shí)施。質(zhì)量管理可以對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，制作以及注塑成型工藝方面有很重要的運(yùn)用。</p><p>　　第五，國(guó)外已經(jīng)從單純的模具設(shè)計(jì)本身延生到對(duì)模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，試圖通過(guò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化達(dá)到高性能的產(chǎn)品。</p><p>　　國(guó)外已經(jīng)從注塑模具的工藝性分析從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)階段發(fā)展到理論分析。國(guó)外更加專(zhuān)注于運(yùn)用Moldflow等[4]軟件進(jìn)行模具的提前分析。解決了原料的浪費(fèi)和

15、避免耗費(fèi)資源的問(wèn)題。</p><p>　　我們國(guó)家的模具設(shè)計(jì)方面在“十二五”規(guī)劃結(jié)束后將會(huì)在模具的高效高精度高性能方面取得進(jìn)步。因此本研究的重心也在于實(shí)踐“十二五”規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo)。并且基于國(guó)際視野設(shè)計(jì)的90直角彎管來(lái)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。</p><p>　　2 塑件結(jié)構(gòu)與原材料工藝分析</p><p>　　2.1 帶螺紋塑料彎管的設(shè)計(jì)</p><p

16、>　　2.1.1 塑料彎管的立體示意圖</p><p>　　本課題研究了90直角彎管并且?guī)饴菁y的塑料彎管的設(shè)計(jì)。彎管的立體PROE圖如圖2.1。</p><p>　　圖2.1 塑件結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　2.1.2 塑料彎管的二維視圖</p><p>　　本研究設(shè)計(jì)的90直角彎管的二維主視圖如圖2.2。</p>

17、<p>　　圖2.290塑料彎管主視圖</p><p>　　2.1.3 塑料彎管的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析</p><p>　　本研究設(shè)計(jì)的是90塑料彎管[5]。彎管呈現(xiàn)直角的構(gòu)型，在成型的過(guò)程中應(yīng)該進(jìn)行側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行分型，塑料彎管有一段外螺紋，螺紋的參數(shù)是M502—5g—S—LH[6]。螺紋的成型用瓣合模來(lái)進(jìn)行成型。因此本研究將會(huì)使用到側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)以及瓣合模。設(shè)計(jì)有一

18、定的難度。</p><p>　　2.2 塑料彎管原材料的選擇分析</p><p>　　2.2.1 塑料的原材料的選擇</p><p>　　選擇硬質(zhì)聚氯乙烯作為塑料彎管的原材料[7]，簡(jiǎn)稱(chēng)UPVC。作為具有較好的抗拉抗壓強(qiáng)度,耐腐蝕性?xún)?yōu)良,價(jià)格在各類(lèi)塑料管中最便宜但低溫下較脆。廣泛應(yīng)用在用于住宅生活、工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)的供排水、灌溉、供氣、排氣用管、電線導(dǎo)管、雨水管、工

19、業(yè)防腐管等方面。在管件方面UPVC有著非常好的性能。（1）物理性能優(yōu)良，UPVC管材、管件耐腐蝕，抗沖擊強(qiáng)度高，流體阻力小，不會(huì)結(jié)垢 ，內(nèi)壁光滑，不易堵塞，并達(dá)到建筑材料難燃性能的要求，耐老化，使用壽命長(zhǎng)。室內(nèi)以及埋地使用壽命可達(dá)50年以上，戶(hù)外使用達(dá)50年。（2）重量輕，便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和安裝，有利于加快工程進(jìn)度和降低施工費(fèi)用。（3）節(jié)省建筑費(fèi)用，使用UPVC管材、管件比使用同樣規(guī)格的鑄鐵管道系統(tǒng)造價(jià)低，且便于維修。</p>

20、<p>　　2.2.2 硬質(zhì)聚氯乙烯的性能指標(biāo)</p><p>　　聚氯乙烯的性能參數(shù)如表2.1。</p><p>　　表2.1UPVC的性能參數(shù)</p><p>　　3 成型工藝方案的確定</p><p>　　3.1 塑件分型面的確定</p><p>　　分開(kāi)模具取出塑件的面，通稱(chēng)為分型面[8]。

21、注塑模有一個(gè)分型面和多個(gè)分型面的模具，分型面的位置有垂直于開(kāi)模方向，平行于開(kāi)模方向以及傾斜于開(kāi)模方向幾種。分型面的形狀有曲面和平面。分型面的設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)，對(duì)制件，操作難易，模具的復(fù)雜性有很大的影響，主要考慮三點(diǎn)：（1）塑件從模內(nèi)取出，一般只采用一個(gè)與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向相垂直的分型面，特殊情況下才采用較多的分型面。應(yīng)該設(shè)法避免與開(kāi)模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和側(cè)向抽芯，因?yàn)檫@會(huì)增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。為此安排塑件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免

22、與開(kāi)模方向相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔。（2）分型面形狀的決定：分型面的形狀一般是與注射機(jī)開(kāi)模方向相互垂直的平面。（3）分型面位置的選擇：除了必須開(kāi)設(shè)在斷面輪廓最大的地方才能使塑件順利地從型腔中脫出外還要考慮四個(gè)因素：第一，因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊獾牧粝乱缌虾圹E，或拼合不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面最好不要選在制品表面光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。第二：從制件的推出裝置方面考慮，分型面要盡可能留在動(dòng)模邊。第三：從保證同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件

23、，取分型面時(shí)最好把同心度的部分放在模具分型面的同一側(cè)。第四：有側(cè)凹或側(cè)孔的制件</p><p>　　分析本塑件的結(jié)構(gòu)與特征，確定它的分型面的位置處于平面所在的位置如圖3.1。</p><p>　　圖3.1 塑件的分型面</p><p>　　3.2 型腔數(shù)量以及分布方式的確定</p><p>　　注射模具型腔數(shù)目的確定，與現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、

24、所要求的塑件質(zhì)量、塑件的幾何形狀（有無(wú)側(cè)抽芯）、塑件成本及交貨期等因素有關(guān)。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，訂貨量大時(shí)可選用大型機(jī)、多型腔模具，對(duì)于小型制件，型腔數(shù)量可由經(jīng)驗(yàn)決定。當(dāng)尺寸精度和重復(fù)性精度要求很高時(shí)，應(yīng)盡量減少型腔數(shù)目，在滿(mǎn)足其它要求的前提下盡量采用單型腔模具。針對(duì)于本設(shè)計(jì)的塑件，由于尺寸精度和重復(fù)性精度要求不高，而且是大量生產(chǎn)，因而擬采用一模多腔，同時(shí)考慮到塑件上有側(cè)向抽芯，為使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用一模四腔較為合適。</p>

25、<p>　　型腔的布置涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及模具在開(kāi)合模時(shí)的受力平衡等問(wèn)題，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)各方面的情況進(jìn)行綜合考慮，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)行必要的修改，已達(dá)到較為完善的結(jié)果。在本設(shè)計(jì)中，由于塑件需側(cè)向抽芯，并且是一模四腔，著重考慮抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因而采用平衡式排列布置,如圖3.2。</p><p><b>　　圖3.2型腔的分布</b>&

26、lt;/p><p>　　3.3 注塑機(jī)的選擇與參數(shù)校核</p><p>　　3.3.1 注塑量的計(jì)算</p><p>　　注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過(guò)程外，還應(yīng)對(duì)所選用的注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。注射成型時(shí)注射模具安裝在注

27、射機(jī)的動(dòng)模板和定模板上，由鎖模裝置進(jìn)行合模并且鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開(kāi)模，并由推出裝置將制件推出。</p><p>　　本模具采用一模四腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)的凝料體積一般按照實(shí)際情況選取，該模具設(shè)計(jì)選擇四個(gè)塑件的總體積容量的20%進(jìn)行預(yù)估計(jì)算。</p><p>　　將設(shè)計(jì)好的塑件通過(guò)PROE軟件的測(cè)量。單個(gè)塑件的

28、體積為47734.8。取UPVC的密度為1.4g/。那么單個(gè)塑件的質(zhì)量可以進(jìn)行如下計(jì)算。</p><p>　　m47.73481.4g/66.8g。</p><p>　　四個(gè)塑件需要的總共注塑容量是V：</p><p>　　V47.7348=190.9。</p><p>　　加上澆注系統(tǒng)的凝料的設(shè)計(jì)注塑量：</p><p&

29、gt;　　1.2190.9229。</p><p>　　四個(gè)塑件總共需要的塑料質(zhì)量M：</p><p>　　M66.8g=267.3</p><p>　　加上凝料系統(tǒng)總共的注塑質(zhì)量：</p><p>　　1.21.2320.7g。</p><p>　　模具設(shè)計(jì)的時(shí)候。塑件成型的塑料熔體總量或質(zhì)量在需要在注射機(jī)額定量的0

30、.5倍到0.8倍。由此可以確定注射機(jī)的體積應(yīng)該在286.4到458.2。</p><p>　　3.3.2 注塑機(jī)型號(hào)的確定</p><p>　　在體積容量足夠的前提下，還需要依靠鎖模力來(lái)進(jìn)行綜合的選擇注塑機(jī)的型號(hào)[9]。</p><p>　　塑件在分型面上的投影面積約為4200流道凝料在分型面上的投影面積可以按照塑件的0.2倍到0.5倍來(lái)取得，因此本澆注系統(tǒng)的投影

31、面積按照0.2倍約為840。</p><p><b>　　在分型面上的投影：</b></p><p><b>　　4200840</b></p><p><b>　　20160</b></p><p><b>　　645.1KN</b></p>

32、<p><b>　　式中：</b></p><p>　　—注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力（）；</p><p>　　—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；</p><p>　　—為型腔內(nèi)熔體壓力，??；</p><p>　　結(jié)合上述的情況，選擇注射機(jī)的型號(hào)為：海天HTF200X/1。</p><p

33、>　　該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表3.1。</p><p>　　表3.1注射機(jī)HTF200X/1的技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.3.3 型腔數(shù)量的校核</p><p>　　為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證精度，模具設(shè)計(jì)前應(yīng)合理的確定型腔的數(shù)目。</p><p>　　按照注射機(jī)的最大注射量校核型腔的數(shù)量：</

34、p><p>　?。ㄊ?.1） </p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　—注射機(jī)最大注射量/；</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)凝料量/；</b></p>&l

35、t;p>　　—單個(gè)塑件的容積/；</p><p>　　通過(guò)上面的計(jì)算知道單個(gè)塑件的體積為47.7；澆道凝料的體積為38.1。而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機(jī)額定最大注射量的，故可得,，所以型腔的數(shù)目?。?。</p><p>　　3.3.4 最大注射量的校核</p><p>　　在注射中，塑件的總重量加上澆注系統(tǒng)的重量不應(yīng)該超過(guò)注射機(jī)規(guī)定的克數(shù)。在額定注射

36、量的80%以?xún)?nèi)。</p><p><b>　　229.1</b></p><p><b>　　412</b></p><p><b>　?。ㄊ?.2）</b></p><p>　　由此可見(jiàn)，最大的注射量滿(mǎn)足要求。</p><p>　　3.3.5 鎖模力

37、的校核</p><p>　　當(dāng)高壓的塑料熔體充滿(mǎn)型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向方向的很大推力，其大小等于制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。</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>　　

38、F （式3.3）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—注塑機(jī)額定鎖模力，； </p><p>　　—為型腔內(nèi)熔體壓力（），； </p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得:</b></p><p><b>　　645.

39、1KN</b></p><p>　　由此可見(jiàn)，滿(mǎn)足鎖模力的要求。</p><p>　　3.3.6 注射壓力的校核</p><p>　　注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿(mǎn)足制品成型的需要。為此注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時(shí)所需要的注射壓力，即</p><p><b>　?。ㄊ?.4）</b&

40、gt;</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　注塑機(jī)的最大壓力MPa</p><p>　　P塑件需要的成型壓力；</p><p>　　制品成型時(shí)所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種，注射機(jī)類(lèi)型，噴嘴形式制品的形狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素相關(guān)。在確定制品的注射壓力的時(shí)候，一般采取類(lèi)比法。U

41、PVC的注射壓力要小于140Mpa。</p><p>　　由此可知，注塑機(jī)符合要求。</p><p>　　3.3.7 開(kāi)模行程的校核</p><p>　　注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。開(kāi)模距離分為兩種情況。本設(shè)計(jì)按照注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚無(wú)關(guān)的時(shí)候進(jìn)行校核，開(kāi)模行程按照下面進(jìn)行校核：</p>&l

42、t;p><b>　　S+510（mm）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　塑件頂出距離，mm；</p><p>　　塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm；</p><p>　　S注射機(jī)的最大開(kāi)模行程，mm；</p><p>　　對(duì)于帶有

43、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的模具，分型抽芯動(dòng)作是由斜導(dǎo)柱完成的，這時(shí)模座行程S的計(jì)算還必須考慮分型抽芯機(jī)構(gòu)的抽拔距離，當(dāng)，模座行程可由公式S（mm）進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　本塑件采取的是側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。最小開(kāi)模行程是指抽出側(cè)滑塊所必須的開(kāi)模運(yùn)動(dòng)距離。由于本模具設(shè)計(jì)的滑塊與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向一致。因此根據(jù)公式：</p><p><b>　　S</b></p><

44、;p><b>　　式中：</b></p><p>　　S為滑塊移動(dòng)的距離；</p><p>　　為所需要的開(kāi)模行程；</p><p>　　是傾斜角，在本設(shè)計(jì)中選擇為20；</p><p>　　S54.5mm；計(jì)算出136mm；</p><p>　　根據(jù)25mm+80mm149.73mm；&l

45、t;/p><p>　　因此（mm）136S=470mm；</p><p>　　3.3.8 噴嘴尺寸的校核</p><p>　　為了使注塑模具能夠合理的安裝在注塑機(jī)上并且生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)模具時(shí)候必須校核注塑機(jī)上與模具安裝有關(guān)的尺寸。因?yàn)椴煌吞?hào)和規(guī)格的注塑機(jī)，其安裝模具部分的形狀與尺寸各不相同。一般情況下設(shè)計(jì)模具時(shí)候應(yīng)該校核的部分包括噴嘴尺寸，定位圈尺寸，最大模

46、具厚度，最小模具厚度，模具板上的螺孔尺寸等。這里先對(duì)噴嘴尺寸進(jìn)行校核。其他的校核需要在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成以后進(jìn)行校核。</p><p>　　注射機(jī)噴嘴前端的球面半徑r和孔徑d與模具澆口套的球面半徑R及小孔徑D應(yīng)該吻合，以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。它們一般應(yīng)該滿(mǎn)足下列關(guān)系：</p><p>　　R=r+(12)mm；</p><p>　　D=d+(0.51)mm；&

47、lt;/p><p>　　如果Rr，將會(huì)出現(xiàn)死角，而積存塑料，使得主流道的塑料凝料將無(wú)法脫出。</p><p>　　所以注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)。模具的制造以它為準(zhǔn)則。</p><p>　　該模具r=10mm取R=11mm，符合要求。</p><p>　　該模具d=3mm，取D=3.5mm，符合要求。</p><p>　　選擇主

48、流道的單邊斜度1.5。</p><p>　　3.3.9 定位孔直徑的校核</p><p>　　澆口套與為了保證模具主流道中心線與注射機(jī)噴嘴中心線相重合，注射機(jī)固定模板上設(shè)計(jì)有定位孔，模具的定模板上應(yīng)該設(shè)計(jì)凸起的定位圈，兩者按照H9/f9間隙配合。為了讓定位圈直徑與注射機(jī)定位孔配合，應(yīng)該按選用注射機(jī)的定位孔直徑確定。定位環(huán)與注射機(jī)定模固定?？紫嗯浜?，配合精度為H11/b11，以便于裝模。定

49、位圈用內(nèi)六角螺釘固定在定模座上。注射機(jī)的定位孔直徑為160mm。因此定位圈的直徑也選?。?lt;/p><p>　　4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑過(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要的階段，對(duì)塑件的質(zhì)量關(guān)系影響極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始，到型腔人口為止那一段流道。</p><p>　　澆注系統(tǒng)包括：主流道,分流道,澆口,冷料井幾部分

50、組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則主要有六條：（1）對(duì)模腔的填充迅速有序；（2）可同時(shí)充滿(mǎn)各個(gè)型腔；（3）壓力和熱量損失最小；（4）可能消耗較少的塑料；（5）夠使型腔順利排氣；（6）注系統(tǒng)凝料容易與塑件分離或切除；（7）不會(huì)使冷料進(jìn)入型腔；口痕跡對(duì)塑件外觀影響小。</p><p>　　4.1 主流道和主流道襯套以及定位環(huán)的設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道是指注機(jī)噴嘴在同一軸心線上，物料在流道中不改

51、變方向，主流道形狀一般為圓錐形或圓柱形。由于主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰觸，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，選用優(yōu)質(zhì)的剛才制作并提高硬度。主流道襯套要求承受交變應(yīng)力，</p><p>　　主流道應(yīng)專(zhuān)門(mén)開(kāi)設(shè)在主流道襯套上。由于主流道要與高溫的塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時(shí)，若無(wú)主流道襯套，則模板間的拼合縫

52、可能溢料，以至主流道凝料無(wú)法脫出，有時(shí)將主流道襯套大端的圓盤(pán)凸出定模板端面5～10mm，并與注射機(jī)定模板的定位孔成間隙配合，起定位環(huán)作用。也常有將模具定位環(huán)與主流道襯套分開(kāi)設(shè)計(jì)的。</p><p>　　本模具的定位環(huán)與主流道襯套分開(kāi)設(shè)計(jì)。</p><p>　　主流道以及定位圈的尺寸確定。</p><p>　　按照選用的注塑機(jī)設(shè)計(jì)主流道的小端直徑d；主流道小端球面半徑

53、r；主流道的斜度選擇；定位環(huán)的外徑根據(jù)注射機(jī)的定位環(huán)的大小選擇160mm的標(biāo)準(zhǔn)件，如圖4.1。</p><p><b>　　圖4.1流道襯套</b></p><p>　　4.2 分流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 分流道的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的一段將塑料熔體沿分型面引入各個(gè)

54、型腔的那一段流道，因此它開(kāi)設(shè)在分型面上，分流到的斷面可以呈圓形、半圓形、梯形、矩形、U字形，它可以由動(dòng)模和定摸兩邊的溝槽組成，如圓形，也可單開(kāi)在定?；騽?dòng)模一側(cè)，如梯形、矩形等。</p><p>　　設(shè)計(jì)原則：（1）充模要保證融合線最小；（2）對(duì)熔體流動(dòng)的阻礙盡可能??；（3）所占注射重量比盡可能小；（4）易于脫模；（5）分流道長(zhǎng)度在工藝條件允許下應(yīng)盡可能短，以保證將壓力溫度以及材料的損耗為最小；（6）分流道橫截面所

55、選的尺寸應(yīng)使冷卻時(shí)間等于或略大于塑件的冷卻時(shí)間，只有這樣才能在塑件固化前保證足夠的保壓壓力。</p><p>　　4.2.2 分流道的形狀尺寸確定</p><p>　　長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置。從輸送熔體時(shí)減少壓力損失和熱量損失出發(fā)應(yīng)力求縮短。 斷面尺寸視制品大小、塑料品種、注射速率以及分流道的長(zhǎng)度而定。圓形分流道的直徑一般在5～10mm之間變動(dòng)；但對(duì)于流動(dòng)性特

56、別好的PP、PA等，當(dāng)分流道很短時(shí)，可小到φ2；對(duì)于流動(dòng)性特別差的塑料，可大于φ10。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)多數(shù)塑料，分流道直徑在5～6mm以下時(shí)，對(duì)流動(dòng)性影響較大。但在φ8以上時(shí)，再增大其直徑對(duì)流動(dòng)性的影響就很小了。因?yàn)樗芗馁|(zhì)量小于200g。因此用以下公式進(jìn)行計(jì)算：</p><p>　　D=0.2654 （式4.1） </p><p><

57、;b>　　式中：</b></p><p><b>　　W</b></p><p>　　L流道的長(zhǎng)度，mm；</p><p>　　分流道的設(shè)計(jì)分為兩部分，第一部分為主分流道，第二部分分流道為直接連接塑件的分流道。形狀為梯形。底面為w，h=w，x=w；</p><p>　?。?）第一部分分流道</p&

58、gt;<p><b>　　=0.2654mm</b></p><p><b>　　=7.4mm</b></p><p><b>　　按照當(dāng)量面積相等</b></p><p><b>　　=（+）</b></p><p>　　=8.6mm；=5

59、.7mm；=6.5mm；</p><p>　?。?）第二部分分流道</p><p><b>　　=0.2654mm</b></p><p><b>　　=5.5mm</b></p><p><b>　　按照當(dāng)量面積相等</b></p><p><b

60、>　　=（+）</b></p><p>　　=6.4mm；=4.3mm；=4.8mm；</p><p>　　4.2.3 分流道的形狀尺寸以及分布</p><p>　　分流道的分布如圖4.1。分流道的尺寸如圖4.2，4.3。</p><p>　　圖4.1 分流道的分布</p><p>　　圖4.2

61、第一部分分流道的截面尺寸</p><p>　　圖4.3 第二部分分流道的截面尺寸</p><p>　　4.3 澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.3.1 澆口的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　澆口指流道末端將塑料引入型腔的狹窄部分，是進(jìn)入型腔的門(mén)戶(hù)，一般說(shuō)來(lái)，其斷面尺寸比分流道斷面尺寸小，長(zhǎng)度也短，起著控制料流速度，補(bǔ)料時(shí)間的作用，其斷面形

62、狀常見(jiàn)的有圓形、矩形。澆口是連接分流道和型腔或者說(shuō)是塑件的橋梁，是整個(gè)澆注系統(tǒng)的最薄點(diǎn)。其形狀和安放位置應(yīng)根據(jù)各種實(shí)際需要來(lái)確定。</p><p>　　澆口在塑件上開(kāi)設(shè)的位置與數(shù)目，對(duì)制品的質(zhì)量影響很大。因此在選擇澆口位置與數(shù)目時(shí)，應(yīng)對(duì)塑料熔體在流道和型腔中的流動(dòng)狀況，填充順序、排氣、補(bǔ)縮等作全面考慮，以獲得盡可能好的制品質(zhì)量。設(shè)計(jì)的原則有六個(gè)：⑴避免在制件上產(chǎn)生缺陷；有利于流動(dòng)、排氣和補(bǔ)縮；⑶減少熔接痕，增加熔

63、接牢度；⑷取向方位對(duì)制品性能的影響；考慮流動(dòng)距離比；⑹防止料流將型芯或嵌件擠歪變形。</p><p>　　4.3.2 澆口的形狀尺寸確定</p><p>　　本模具的設(shè)計(jì)采用邊緣澆口[10]，邊緣澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，從制件的邊緣進(jìn)料，邊緣澆口具有矩形或接近矩形的形狀，其優(yōu)點(diǎn)是便于機(jī)械加工，且易于保證加工的精度，而且試模的時(shí)候尺寸易于調(diào)整，適于各種塑料，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以調(diào)整充模的剪切

64、速率和澆口的封閉時(shí)間。澆口封閉時(shí)間即補(bǔ)料時(shí)間，主要由澆口的厚度決定。當(dāng)厚度決定后，根據(jù)塑料的流動(dòng)性能選擇適當(dāng)?shù)募羟兴俾屎土鲃?dòng)速度，再依據(jù)制品的重量確定澆口的寬度。</p><p><b>　　澆口的深度h為：</b></p><p><b>　　h</b></p><p><b>　　式中：</b>&

65、lt;/p><p><b>　　制品厚度，mm；</b></p><p>　　材料系數(shù)，UPVC的系數(shù)選擇0.9。</p><p><b>　　h0.9；</b></p><p>　　澆口的寬度可按下式進(jìn)行計(jì)算:</p><p><b>　　式中：</b>&

66、lt;/p><p>　　A凹模邊型腔表面積，即塑件外表面積，。</p><p>　　本模具的澆口的尺寸計(jì)算為：</p><p><b>　　3.39mm</b></p><p>　　塑件邊緣澆口的典型尺寸為深度0.5，寬1.5，澆口臺(tái)階長(zhǎng)度0.5。</p><p>　　按照塑件易于修模以及經(jīng)驗(yàn)確定澆口

67、的深度尺h(yuǎn)=1.5mm；寬度w=2；長(zhǎng)度L=1mm。澆口的截面如圖4.4。</p><p>　　圖4.4 澆口的截面尺寸</p><p>　　4.3.3 澆口的位置</p><p>　　澆口的位置如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5 澆口的位置</p><p>　　4.4 剪切速率的校核</p&g

68、t;<p>　?。?）確定注塑的時(shí)間</p><p>　　一次注入模具的總體積：</p><p><b>　　190.9；</b></p><p><b>　　實(shí)際注射質(zhì)量：</b></p><p><b>　　1.41.4；</b></p><

69、;p><b>　　由此確定T=3s。</b></p><p>　?。?）主流道剪切速率的校核</p><p>　　主流道的體積流量的計(jì)算：</p><p><b>　　77</b></p><p>　　主流道的剪切速率的計(jì)算：</p><p><b>　　（式

70、4.2）</b></p><p><b>　　3.6</b></p><p>　　（3）分流道剪切速率的校核</p><p>　　第一部分分流道的剪切速率的計(jì)算：</p><p><b>　　35.3</b></p><p>　　分流道的當(dāng)量直徑的計(jì)算</p

71、><p><b>　?。﹉/2=</b></p><p><b>　　3.7mm</b></p><p><b>　　7.32</b></p><p>　　第二部分分流道當(dāng)量計(jì)算</p><p><b>　　17</b></p&g

72、t;<p><b>　　）h/2=</b></p><p><b>　　2.75mm</b></p><p><b>　　8.59</b></p><p>　?。?）澆口的剪切速率的計(jì)算：</p><p><b>　　16</b></p

73、><p><b>　　澆口的當(dāng)量直徑wl</b></p><p><b>　　0.97mm</b></p><p><b>　　1.93</b></p><p>　　4.5 尺寸的優(yōu)化校核</p><p>　　按照允許流動(dòng)阻力優(yōu)化分流道尺寸，在型腔模具中要

74、降低流動(dòng)阻力，應(yīng)該使分流道盡量短而且轉(zhuǎn)彎少。此外分流道的斷面尺寸要足夠大，以降低壓力損失和溫度損失，縮短充模時(shí)間，使得能夠生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。但是粗大的流道也會(huì)增加冷卻時(shí)間和增加澆注系統(tǒng)的凝料。比較合理的方法是根據(jù)塑件的大小和形狀設(shè)置一定的充模時(shí)間，通常在型腔入口處設(shè)定一適當(dāng)?shù)膲毫?，根?jù)注塑機(jī)壓力p確定澆注系統(tǒng)的壓力降，（），本注塑機(jī)給出的注塑壓力是170MPa，中型塑件的入口處大壓力大概需要50MPa。通過(guò)示差法可以得出最小的尺寸。根

75、據(jù)本塑件的澆注澆注系統(tǒng)的形狀分布。根據(jù)公式：</p><p><b>　　（式4.3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　流道各段長(zhǎng)度；</b></p><p><b>　　各段流道半徑；</b></p&

76、gt;<p><b>　　各段流道體積流量；</b></p><p>　　各段流道中的體積流量；</p><p><b>　　壓力降的校核：</b></p><p>　　根據(jù)壓力降的公式：</p><p>　　當(dāng)剪切速率在163時(shí)候的表觀粘度依次是：90Pa；1000Par；1100

77、Par；32Par[11]。</p><p><b>　　)Pa</b></p><p>　　94.4Mpa120MPa</p><p>　　由此可見(jiàn)分流道的布置以及大小的選擇符合壓力降的需求。</p><p>　　4.6 冷料井的設(shè)計(jì)</p><p>　　臥式或立式注射機(jī)用模具的冷料井，設(shè)在主

78、流道正對(duì)面的動(dòng)模上，直徑稍大于主流道大端直徑，以利冷料流入。冷料井底部常作成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料井兼有分模時(shí)將主流道凝料從主流道中拉出附在動(dòng)模邊的作用。在分流道的末端，為了防止冷料進(jìn)入模具，因此也需要開(kāi)設(shè)冷料井。</p><p>　　本模具的設(shè)計(jì)采用的是冷料井底部帶有推料桿的設(shè)計(jì)模式。設(shè)計(jì)的樣式是倒錐形冷料井，冷料的推桿固定在推板上，分模的時(shí)候依靠倒錐起拉料作用，然后再?gòu)?qiáng)制脫出。這是基于主流道不需要左右

79、移動(dòng)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫模。冷料井的示意圖如圖4.6所示。</p><p><b>　　圖4.6 冷料井</b></p><p>　　4.7 排氣槽的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)候，如果型腔里面原有氣體，蒸汽等不能順利排出，將在制品上形成氣孔,銀絲,灰霧,接縫,表面輪廓不清晰，型腔不能完全充滿(mǎn)等弊病，同時(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高

80、溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過(guò)高，黏度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低充模速度，影響周期和產(chǎn)品數(shù)量。因此設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是必須考慮的問(wèn)題。</p><p>　　排氣槽的設(shè)計(jì)一般采取四種方法進(jìn)行。（1）利用分型面或配合間隙排氣：對(duì)于一般的小型塑件，當(dāng)不采用特殊的高速注射時(shí)，可利用分型面或利用推桿與孔，推管與孔，脫模板與型芯，活動(dòng)型芯與孔的配合間隙

81、排氣。（2）開(kāi)設(shè)專(zhuān)用的排氣槽：對(duì)于大型塑件或告訴注塑模，應(yīng)開(kāi)設(shè)專(zhuān)用的排氣槽，最常見(jiàn)的是在型腔周邊的分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽，槽深在0.010.03mm之間變化，寬約0.020.03mm。對(duì)于具體塑料還需要按照實(shí)際情況進(jìn)行分析。（3）用多孔燒結(jié)金屬排氣：如果制品形狀特殊，型腔最后充滿(mǎn)的部位遠(yuǎn)離分型面和推桿而無(wú)法排氣時(shí)，可在型腔表面氣體聚集處鑲嵌圓形的燒結(jié)金屬排氣。（4）負(fù)壓及真空排氣：通過(guò)冷卻水道排氣是在負(fù)壓冷卻技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。模具

82、內(nèi)冷卻水通過(guò)特殊的容積泵抽吸流動(dòng)，因此整個(gè)冷卻水道在負(fù)壓下操作，型腔內(nèi)的氣體通過(guò)排氣間隙從冷卻水道中隨水帶出，其中最好的辦法就是通過(guò)推桿間隙排氣，推桿穿過(guò)冷卻水道而與型腔相通。</p><p>　　本塑件由于比較小型，不需要開(kāi)設(shè)專(zhuān)門(mén)的排氣槽。因此依靠分型面的粗糙程度進(jìn)行排氣。</p><p>　　5 成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　構(gòu)成模具型腔的零件統(tǒng)稱(chēng)為成型

83、零件，它主要包括凹模,凸模,型芯,鑲塊以及各種成型桿，各種成型環(huán)。由于型腔直接與高溫高壓塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度,剛度,硬度以及耐磨性，以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力，有足夠的精度和適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙龋ㄒ话?.4m以下），以保證塑料制品表面的光亮美觀,容易脫模。對(duì)于容易產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯乙烯，還應(yīng)該選用腐蝕性的鋼材或者表面鍍鉻。</p><p>　　本模具的凹模形狀簡(jiǎn)

84、單，容易加工，并且為了保證模具的精確尺寸，因此選擇整體式凹模。型芯采用組合式進(jìn)行成型的設(shè)計(jì)。</p><p>　　5.1 成型零件的三視圖</p><p>　　本模具采用的型芯的設(shè)計(jì)是整體式型芯。型芯的主視圖如圖5.1。俯視圖如圖5.2。本設(shè)計(jì)是整體型腔，型腔的俯視圖如圖5.3。</p><p>　　圖5.1 型芯的主視圖</p><p>

85、　　圖5.2 型芯的俯視圖</p><p>　　圖5.3 動(dòng)模型腔的俯視圖</p><p>　　5.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算原則</p><p>　　所謂工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸[12]。主要有型芯和型腔的徑向尺寸（包括矩形或異形型芯的長(zhǎng)和寬），型芯和型腔的深度尺寸，中心距尺寸等。任何塑料制品都有一定的尺寸要求，在使用或安裝中有配合要求的

86、塑料制品，其尺寸精度要求較高。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來(lái)確定相應(yīng)的成型零件的尺寸和精度等級(jí)。影響塑料制品精度的因素較為復(fù)雜，主要有以下四個(gè)方面：第一：與成型零件制造公差有關(guān)，顯然成型零件的精度越低，生產(chǎn)的制品的尺寸精度也越低。第二：設(shè)計(jì)模具時(shí)，估計(jì)的塑料收縮率與實(shí)際收縮率的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率的波動(dòng)值。第三：型腔在使用過(guò)程中不斷磨損，使得同一模具在新和舊的時(shí)候生產(chǎn)的制品尺寸各不相同。第四：模具可動(dòng)成型零件配合間隙變化

87、值。模具固定成型零件安裝尺寸變化值。</p><p>　　塑件所可能出現(xiàn)的最大公差值為這些誤差值的總和。</p><p><b>　　式中:</b></p><p><b>　　—塑件成型公差；</b></p><p>　　—成型零件制造誤差；—型腔使用過(guò)程中的總磨損量；—塑料收縮率波動(dòng)引起塑件

88、尺寸變化值（包括工藝波動(dòng)和材料批號(hào)變化所引起的波動(dòng)和設(shè)計(jì)時(shí)收縮率估計(jì)的誤差）;—可動(dòng)成型零件因配合間隙變化而引起制件尺寸變化值；—固定成型零件因安裝誤差而引起制件尺寸變化值。</p><p>　　制品規(guī)定公差值應(yīng)大于或等于以上各項(xiàng)因素帶來(lái)的累積誤差。</p><p>　　1.成型零件制造公差的影響</p><p>　　絕大多數(shù)的模具成型尺寸都是機(jī)械加工得到的，

89、其加工誤差直接影響制品尺寸，精度相同的模具零件其制造公差數(shù)值與零件尺寸大小有一定關(guān)系。在0500mm以?xún)?nèi)，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定<<公差與配合>>規(guī)定：</p><p><b>　　i</b></p><p><b>　　a（0.45）</b></p><p><b>　　式中:</b>

90、;</p><p>　　—成型零件制造公差值，um；—成型零件的尺寸，mm；a—常數(shù)，由加工精度等級(jí)決定； 組合式型腔的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈決定。實(shí)踐證明制造公差約占塑件總公差的1/3左右，因此在確定成型零件工作尺寸公差時(shí)可取塑件總公差的1/3。通常取GB1800-79中IT7IT10級(jí)精度作模具制造公差。</p><p>　　2.型腔成型零件的磨損量</p>&

91、lt;p>　　磨損的形成：（1）塑料在型腔中的流動(dòng)；（2）塑件脫模時(shí)與型腔壁的摩擦（主要）；（3）重新打磨、拋光。</p><p>　　3.影響磨損量大小的因素：（1）與脫模方向垂直的面不計(jì)磨損；（2）磨損量隨模具使用壽命的增加而增加；（3）考慮塑料特性對(duì)磨損的影響；（4）模具材料的耐磨性與熱處理狀況的影響；（5）中小型塑件的模具，最大磨損量可取制件總公差的1/6（0.02mm0.05mm），對(duì)于大型塑件應(yīng)

92、取1/6以下。對(duì)于小型塑件來(lái)說(shuō)，成型零件磨損對(duì)制件總公差影響較大，而大型制件則影響較小。</p><p>　　4.成型收縮率的影響</p><p>　　（1）設(shè)計(jì)選取的計(jì)算收縮率與實(shí)際收縮率的差異（系統(tǒng)誤差）；（2）生產(chǎn)制品時(shí)由于工藝條件波動(dòng)，材料批號(hào)發(fā)生變化而造成制件收縮率的波動(dòng)。（偶然誤差）。 收縮率波動(dòng)引起尺寸變化值：</p><p><b>

93、;　　式中：</b></p><p>　　—塑料的最大收縮率；—塑料的最小收縮率；—塑料制件的名義尺寸；</p><p>　　本設(shè)計(jì)按照平均收縮率進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　5.3 成型零件尺寸的計(jì)算</p><p>　　5.3.1 型腔型芯尺寸的計(jì)算</p><p>　　1.型腔徑向工作尺寸的

94、計(jì)算</p><p>　　型腔的徑向尺寸一共分為四個(gè)基本尺寸50mm，48.9mm，20mm，105.6mm。</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>　　（式5.1）</b></p><p><b>　　式中：</b></p>&

95、lt;p>　　—型腔的基本尺寸（）；</p><p>　　—塑料的平均收縮率，UPVC的收縮率取0.005；</p><p>　　—塑件外形基本尺寸()；</p><p>　　—模具制造公差，這里?。?lt;/p><p><b>　　—塑件尺寸公差值。</b></p><p><b>

96、　　mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b&g

97、t;　　=mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　2.型芯徑向尺寸</b></p><p>　　型芯的徑向尺寸分為:20mm，9mm，54.51mm，97.6mm。</p&

98、gt;<p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.2）</b></p><p>　　—塑件的內(nèi)徑尺寸()；</p><p>　　—塑料的平均收縮率,；</p><p>　　—塑件內(nèi)徑基本尺寸()；</p><p>　　—模具制造公

99、差，這里??；</p><p><b>　　—塑件尺寸公差。</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　

100、　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　

101、　3.型腔深度尺寸</b></p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>　?。ㄊ?.3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—型腔的基本尺寸尺寸；25mm,22.87mm。</p>&l

102、t;p><b>　　—型腔深度尺寸；</b></p><p><b>　　—模具制造公差；</b></p><p><b>　　—塑件尺寸公差；</b></p><p>　　—塑料的平均收縮率,取0.005。</p><p><b>　　mm</b>

103、</p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　4.型芯高度尺寸</b></p><p>　　型芯高度的基本尺寸42mm

104、，36.07mm。</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　（式5.4）</b></p><p>　　—型芯的基本高度尺寸；</p><p><b>　　—型芯高度尺寸；</b></p><p>　　—模具制造公差，這里取

105、；</p><p><b>　　—塑件尺寸公差；</b></p><p>　　—塑料的平均收縮率,取0.005。</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b&

106、gt;</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　5.3.2 螺紋型環(huán)的計(jì)算</p><p>　　1.螺紋型環(huán)的尺寸計(jì)算</p><p>　　螺紋塑件從模具中成型出來(lái)后，徑向和螺距尺寸都要縮小。為了使螺紋塑件與標(biāo)準(zhǔn)金屬螺紋較好的配合，提高成型后塑件螺紋的旋入性能，成型塑件的螺紋型芯或型環(huán)的徑向尺寸都

107、應(yīng)考慮收縮率的影響，即適當(dāng)縮小螺紋型環(huán)的徑向尺寸和增大螺紋型芯的徑向尺寸。由于螺紋中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的最重要參數(shù)，所以計(jì)算模具螺紋大，中，小的徑向尺寸，均以塑件螺紋中徑公差△中為依據(jù)。</p><p>　　螺紋型環(huán)大徑尺寸計(jì)算公式：</p><p><b>　?。ㄊ?.5）</b></p><p>　　螺紋型環(huán)中徑尺寸計(jì)算公式：</p

108、><p><b>　　（式5.6）</b></p><p>　　螺紋型環(huán)小徑尺寸計(jì)算公式：</p><p><b>　?。ㄊ?.7）</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—螺紋型環(huán)大徑基本尺寸。</p>&l

109、t;p>　　—螺紋型環(huán)中徑基本尺寸；</p><p>　　—螺紋型環(huán)小徑基本尺寸；</p><p>　　—塑件外螺紋大徑基本尺寸；</p><p>　　—塑件外螺紋中徑基本尺寸；</p><p>　　—塑件外螺紋小徑基本尺寸；</p><p><b>　　—塑料平均收縮率。</b></

110、p><p>　　—塑件螺紋中徑公差，由于目前我國(guó)尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的塑件螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)，故可參照金屬螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)中精度最低者選用。本模具查表GB/T197—1981； </p><p>　　—螺紋型環(huán)中徑制造公差，其值取。</p><p>　　本塑件有一個(gè)M50的外螺紋，設(shè)計(jì)的小徑為46.54mm，經(jīng)過(guò)計(jì)算其中徑為48.27mm，通過(guò)查詢(xún)，取其最小值公差值，得到中徑公差為0.09m

111、m。由此進(jìn)行如下計(jì)算：</p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　

112、mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　2.螺距的計(jì)算</b></p><p>　　塑件成型之后，螺距也會(huì)進(jìn)行收縮，因此有必要對(duì)螺距的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p>&

113、lt;p><b>　?。ㄊ?.8）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　螺紋型環(huán)的螺距尺寸；</p><p>　　P塑件螺紋的螺距尺寸；</p><p>　　螺紋型環(huán)的制造公差，取0.03；</p><p>　　塑料的收縮率。經(jīng)過(guò)計(jì)

114、算，得到mm。</p><p>　　5.4 型芯之間的中心距的計(jì)算</p><p>　　模具上型芯的中心距對(duì)應(yīng)著制件上孔的中心距，模具上成型孔的中心距對(duì)應(yīng)著制件上突出部分的中心距。制件上中心距尺寸公差標(biāo)注一般采用雙向等值公差±表示，模具上中心距的公差也用雙向等值公差表示。影響模具中心距的因素由有：⑴制造誤差，在坐標(biāo)鏜床上加工孔時(shí)，軸線位置尺寸偏差不會(huì)超過(guò)±0.01

115、50.02mm，并與名義尺寸無(wú)關(guān)。⑵若型芯與模具呈動(dòng)配合，配合間隙會(huì)影響模具的中心距尺寸，對(duì)于一個(gè)成型桿來(lái)說(shuō)，當(dāng)偏移到極限位置時(shí)引起中心距的偏差為0.5。</p><p>　　型芯或成型孔中心距尺寸的計(jì)算根據(jù)公式：</p><p>　　標(biāo)注上制造偏差后，得：</p><p><b>　　（式5.9）</b></p><p&g

116、t;　　制造公差應(yīng)根據(jù)模具的精度，加工方法確定或取制件公差的四分之一。</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　-型芯之間的基本尺寸；</p><p><b>　　-型芯之間的尺寸；</b></p><p>　　-塑料的平均收縮率；</p><p>　

117、　-模具制造公差，這里取。</p><p><b>　　=mm</b></p><p>　　5.5 型腔壁厚的設(shè)計(jì)</p><p>　　型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓。如果壁厚不夠，可表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形值；也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即型腔產(chǎn)生塑性變形甚至破裂。型腔壁厚計(jì)算以最大壓力為準(zhǔn)。理論分析和實(shí)踐證明：對(duì)于大尺寸的型

118、腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度計(jì)算；而小尺寸的型腔在發(fā)生大的彈性形變前，其內(nèi)應(yīng)力就超過(guò)許用應(yīng)力。因此應(yīng)按強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算的條件是各種形式下的許用應(yīng)力（如拉伸許用應(yīng)力、彎曲許用應(yīng)力）；剛度計(jì)算的條件則由于模具內(nèi)的特殊性，可以從以下三個(gè)方面加以考慮：⑴從模具型腔不發(fā)生溢料的角度出發(fā)；⑵從保證制件精度的角度出發(fā):最大彈性變形值可以取制件允許公差的五分之一左右，常見(jiàn)中小型制件公差為0.13～0.25mm（非自由尺寸）。因此允許彈性變形量

119、為0.025～0.05mm，視制件大小和精度等級(jí)而定；⑶從保證制件順利脫模出發(fā)：塑料的收縮率較大，絕大多數(shù)在0.4%以上。如制件能滿(mǎn)足前兩項(xiàng)要求，則多數(shù)已能滿(mǎn)足此項(xiàng)要求。當(dāng)制件某一尺寸同時(shí)有幾項(xiàng)要求時(shí)，應(yīng)以其中最苛刻者作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 在實(shí)際生產(chǎn)中，為了簡(jiǎn)化工作量，常常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇型腔的模具壁厚，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，相應(yīng)的矩形型腔的壁厚的相關(guān)參數(shù)</p><p>　　表5.1矩形型腔的壁厚參數(shù)</p&g

120、t;<p>　　將本模具的型腔的底板厚度的作為整體式矩形型腔進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　按照剛度條件的公式：</p><p><b>　　(5.10)</b></p><p><b>　　按照強(qiáng)度條件：</b></p><p><b>　　(5.11)</b>

121、</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　由型腔底邊邊長(zhǎng)比決定的系數(shù)，其值可以通過(guò)查表獲得，本模具為0.0138；</p><p>　　由型腔底邊邊長(zhǎng)比決定的系數(shù)，其值可以通過(guò)查表獲得，本模具為0.3078；</p><p>　　材料的許用應(yīng)力，取200MPa；</p><p&

122、gt;　　型腔的邊長(zhǎng)，本模具邊長(zhǎng)相等的矩形進(jìn)行計(jì)算；</p><p>　　鋼的彈性模量，取2.1MPa；</p><p>　　P型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，取50MPa；</p><p>　　材料的允許變形量。取0.05mm；</p><p><b>　　經(jīng)過(guò)計(jì)算。</b></p><p><b&

123、gt;　　按照剛度條件：</b></p><p><b>　　h12.5mm；</b></p><p><b>　　按照強(qiáng)度條件：</b></p><p><b>　　h20.49mm；</b></p><p>　　因此選擇的壁厚的范圍大于42mm，選擇的底板厚度大

124、于21mm即可。</p><p>　　6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)塑件上有與開(kāi)模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹時(shí),塑件不能直接脫模,必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可動(dòng)的,稱(chēng)為活動(dòng)型芯,在塑件脫模前,先將活動(dòng)型芯抽出,然后再自模中頂出塑件[14]。</p><p>　　完成活動(dòng)型芯抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)叫抽芯機(jī)構(gòu)，抽芯方式按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、氣動(dòng)和