家用網(wǎng)狀塑料垃圾筐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其成型模具設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　家用網(wǎng)狀塑料垃圾筐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其成型模具設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 <

2、;/p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p&

3、gt;　　對(duì)模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位進(jìn)行了描述，主要對(duì)注射成型進(jìn)行了說(shuō)明，包括注射模具的結(jié)構(gòu)組成，注射成型模具的分類，注射成型的工藝過(guò)程。塑料垃圾桶的設(shè)計(jì)，垃圾桶的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加垃圾桶強(qiáng)度的設(shè)計(jì)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的垃圾桶，然后設(shè)計(jì)相應(yīng)的注射模具，包括注射機(jī)的選擇，模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成型零部件的設(shè)計(jì)，模具的力學(xué)計(jì)算。對(duì)比較重要的零件進(jìn)行強(qiáng)度的校核，比如型芯、型腔、定模固定板等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：塑料垃圾桶；

4、模具設(shè)計(jì)；注射成型</p><p>　　Structure design and mold design of home meshes plastic waste basket </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　On the tooling industry’s position in the manu

5、facturing sector are described. Described the mainly on the injection molding, including the structure of injection mold, classification of injection mold, injection molding process. The design of plastic trash, the stru

6、ctural design of the trash, designed to increase the strength of the trash. According to the design of the trash, then the corresponding injection mold design, including the choice of injection machine, die casting desig

7、n, shaping the</p><p>　　Keywords: Plastic trash;Mold Design;Injection Molding</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII<

8、/p><p><b>　　1、緒論1</b></p><p>　　1.1模具工業(yè)的概況1</p><p>　　1.2注射成型最新的成果和動(dòng)態(tài)2</p><p>　　1.3課題的目的及意義3</p><p>　　1.4課題的主要內(nèi)容3</p><p><b>

9、　　2塑料件的設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　2.1材料的選擇4</p><p>　　2.1.1PP（聚丙烯）4</p><p>　　2.1.2PE（聚乙烯）5</p><p>　　2.2垃圾桶的外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.2.1精度的選擇6</p><p&g

10、t;　　2.2.2垃圾桶的結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.2.3桶身的斜度7</p><p><b>　　2.2.4壁厚7</b></p><p>　　2.2.5加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)8</p><p>　　2.2.6圓角設(shè)計(jì)9</p><p>　　3注塑成型模具的設(shè)計(jì)11</p>

11、<p>　　3.1注射機(jī)的選擇11</p><p>　　3.1.1型腔數(shù)量的決定11</p><p>　　3.1.2注射量計(jì)算校核11</p><p>　　3.1.3注射壓力校核12</p><p>　　3.1.4 鎖模力計(jì)算校核12</p><p>　　3.2注塑模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p

12、><p>　　3.2.1主流道的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.2.2澆口的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.3成型零部件的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.3.1分型面的確定19</p><p>　　3.3.2成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.3.3成型零件工作尺寸的計(jì)算

13、22</p><p>　　3.4塑料模具的力學(xué)設(shè)計(jì)26</p><p>　　3.4.1注塑機(jī)定模板處接觸壓應(yīng)力校核26</p><p>　　3.4.2型腔側(cè)壁壁厚計(jì)算26</p><p>　　3.5合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)27</p><p>　　3.6脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)28</p><p>

14、　　3.7側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)29</p><p><b>　　4 總結(jié)30</b></p><p><b>　　6 致謝32</b></p><p><b>　　附錄33</b></p><p><b>　　1、緒論</b></p>

15、<p>　　1.1模具工業(yè)的概況</p><p>　　模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、拖拉機(jī)、航空、無(wú)線電、電機(jī)、電器、儀器、儀表、兵器、日用品等工業(yè)必不可少的工藝設(shè)備。鍛件、沖壓件、壓鑄件、粉末冶金零件以及非金屬零件，如塑料、陶瓷、橡膠玻璃等制品都是用模具成型的。模具技術(shù)直接影響制造業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)品更新?lián)Q代能力和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。模具工業(yè)潛力很大，前景廣闊。近十多年來(lái)，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的模具總產(chǎn)值已超

16、過(guò)機(jī)床總產(chǎn)值。模具技術(shù)進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)發(fā)展，因而深受贊譽(yù)。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”；在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”；在聯(lián)邦德國(guó)，模具被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱；在羅馬尼亞，有“模具就是黃金”之說(shuō)?？梢?jiàn)模具工業(yè)在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要的地位。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。[1]</p><p>　　模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀

17、和尺寸的制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各種模具。[3]</p><p>　　所以在生產(chǎn)行業(yè)里，模具工業(yè)有著其不可替代的地位。而其中的注射模具存在著機(jī)械操作簡(jiǎn)單．設(shè)備成本低，人員易操作等眾多優(yōu)點(diǎn)，隨著時(shí)代的發(fā)展還具備了能制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜,精度很高的零件;可以采用多模腔來(lái)提高生產(chǎn)率,加裝工業(yè)機(jī)械手

18、及相應(yīng)夾具后可全自動(dòng)生產(chǎn),不會(huì)發(fā)生操作失誤和工傷的優(yōu)點(diǎn)。生活中也處處離不開(kāi)注射成型制品，小到手機(jī)、電話，大到汽車、飛機(jī)都有他的身影，所以注射成型市場(chǎng)的前景還是非常的廣闊的。[2]</p><p>　　塑料注塑成型在模具工業(yè)占了非常大的比例，又稱注射成型，是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一，除用于熱塑性塑料成型之外，近年來(lái)，也用于部分熱固性塑料的成型加工。注塑成型的生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化、并能制造外形

19、復(fù)雜，尺寸精確地塑料制品，大約60%-70%的塑料制件用此方法生產(chǎn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的課題是家庭用網(wǎng)狀塑料垃圾框的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其成型模具設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我會(huì)用一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)塑料垃圾桶的成型模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　1.2注射成型最新的成果和動(dòng)態(tài) </p><p>　　模具設(shè)計(jì)長(zhǎng)期以來(lái)一直依靠人的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械制圖來(lái)完成。自從20世紀(jì)80年代我國(guó)發(fā)展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技

20、術(shù)以來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)得到了越來(lái)越快的發(fā)展，已在模具制造中顯示出了巨大的優(yōu)越性。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始發(fā)展的模具計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）技術(shù)現(xiàn)在也已有許多企業(yè)應(yīng)用，它對(duì)縮短模具制造周期及提高模具質(zhì)量有著顯著的作用。一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具企業(yè)應(yīng)用CAD技術(shù)已從二維設(shè)計(jì)發(fā)展到三維設(shè)計(jì)，而且三維設(shè)計(jì)已達(dá)70%以上。我國(guó)大部分企業(yè)還停留在二維設(shè)計(jì)的水平上，能進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的企業(yè)還不到20%。CAE 軟件的應(yīng)用國(guó)外已較普遍，國(guó)內(nèi)應(yīng)用還比較少，而且在用

21、于預(yù)測(cè)零件成形過(guò)程中可能發(fā)生的缺陷方面水平還比較低。模具設(shè)計(jì)技術(shù)及CAD和CAE軟件今后應(yīng)在下列幾方面得到發(fā)展，不斷提高其水平。</p><p>　?。?）模具設(shè)計(jì)資料庫(kù)和知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)。</p><p>　?。?）模具工程規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）模具材料和標(biāo)準(zhǔn)件的合理選用。</p><p>　　（4）模具剛性、強(qiáng)度、流道及冷

22、卻通路的設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）塑料模具塑料成形過(guò)程的各種模擬分析（如注塑成形包括塑料充模、保壓、冷卻、翹曲、收縮、纖維取向等模擬分析）、熱傳導(dǎo)和冷卻過(guò)程的分析、凝固及結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析等。計(jì)算澆注系統(tǒng)及模腔的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、剪切應(yīng)變速率場(chǎng)和剪切應(yīng)力場(chǎng)的分布并分析其結(jié)果是非常復(fù)雜和非常費(fèi)時(shí)間的。這一模擬技術(shù)已從中面流技術(shù)發(fā)展到了雙面流技術(shù)，不久即可發(fā)展到既正確又快速的實(shí)體流技術(shù)，產(chǎn)生滿足塑料件虛擬制造

23、要求的三維注塑流動(dòng)模擬軟件。</p><p>　?。?）沖壓模金屬成形過(guò)程的模擬、起皺及破裂分析、應(yīng)力應(yīng)變和回彈分析等。</p><p>　　（7）壓鑄模壓鑄件成形流動(dòng)模擬、熱傳導(dǎo)及凝固分析等。</p><p>　?。?）鍛模鍛件成形過(guò)程模擬及金屬流動(dòng)和充填分析等。</p><p>　?。?）提高設(shè)計(jì)和分析軟件的快速性、智能化和集成化水平，并

24、強(qiáng)化它們的功能，以適應(yīng)模具的不斷發(fā)展。</p><p>　　除了模具CAD/CAE技術(shù)之外，計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）技術(shù)在我國(guó)模具企業(yè)中也開(kāi)始應(yīng)用。由于大部分模具都是單件生產(chǎn)，其工藝規(guī)程有別于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，因此應(yīng)用CAPP技術(shù)難度較大，也很難有適應(yīng)于各類模具和不同模具企業(yè)的CAPP軟件。為了較好地應(yīng)用CAPP技術(shù)，模具企業(yè)自身必須搞好開(kāi)發(fā)和研究。雖然CAPP技術(shù)的應(yīng)用和推廣要比CAD和CAE難得多，但這也

25、是一個(gè)發(fā)展方向，應(yīng)予重視?；谥R(shí)的工程（KBE）技術(shù)近年來(lái)已越來(lái)越受到重視。它是面向現(xiàn)代設(shè)計(jì)決策自動(dòng)化的重要工具，已成為促進(jìn)工程設(shè)計(jì)智能化的重要途徑。KBE技術(shù)作為一種新型的智能設(shè)計(jì)思想，將對(duì)模具的智能、優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要的影響。[1]</p><p>　　1.3課題的目的及意義</p><p>　　這個(gè)課題是要通過(guò)自己的努力，運(yùn)用在大學(xué)里學(xué)到的知識(shí)，發(fā)揮自己的長(zhǎng)處，開(kāi)動(dòng)自己的腦筋，設(shè)計(jì)一

26、個(gè)塑料垃圾桶及其成型模具。</p><p>　　通過(guò)本次課題，可以加強(qiáng)掌握復(fù)雜結(jié)構(gòu)的塑件成型方法及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。模擬實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題，擬定解決方案，以此來(lái)培養(yǎng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，鞏固自己在大學(xué)里面所學(xué)到的設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)。</p><p>　　1.4課題的主要內(nèi)容</p><p>　　首先要對(duì)家用網(wǎng)狀垃圾桶進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)榭紤]到垃圾桶的使用環(huán)境為家居環(huán)境，所以垃圾桶在實(shí)

27、用、牢固的基礎(chǔ)上更要考慮其應(yīng)具備美觀、大方的的特點(diǎn)，在社會(huì)高速發(fā)展的今天還要考慮塑料垃圾桶身材質(zhì)的環(huán)保，及其他各方面都要有創(chuàng)新。并且還要滿足塑料的成型特征，不然將無(wú)法把垃圾桶制作出來(lái)。而垃圾桶的使用環(huán)境不是非常的苛刻，所以可以只要考慮垃圾桶在普遍環(huán)境中的使用要求，不用在這方面進(jìn)行過(guò)多的研究。然后對(duì)垃圾桶的桶身、桶口等容易損壞的地方進(jìn)行受力分析及強(qiáng)度校核，在一些已破損的地方可以適當(dāng)?shù)募雍?，或者加上加?qiáng)筋。</p><p

28、>　　在網(wǎng)狀塑料垃圾桶進(jìn)行完結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的塑料注射模具。主要內(nèi)容有：澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成型零件的尺寸計(jì)算、塑料模具的力學(xué)計(jì)算、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2塑料件的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1材料的選擇</b></p>

29、<p>　　對(duì)塑料垃圾桶材料的要求：強(qiáng)度高；對(duì)人體無(wú)害，沒(méi)有有害物質(zhì)；抗老化能力強(qiáng)；不會(huì)褪色；價(jià)格便宜。針對(duì)垃圾桶的特點(diǎn)選擇兩種材料進(jìn)行比較分別為PP（聚丙烯）和PE（聚乙烯）。</p><p>　　2.1.1PP（聚丙烯）</p><p>　　聚丙烯，英文名稱:Polypropylene，比重:0.9-0.91克/立方厘米，成型收縮率:1.0-2.5%。成型溫度：160-220

30、℃ 。</p><p>　　聚丙烯是繼尼龍之后發(fā)展的又一優(yōu)良樹(shù)脂品種，它是一種高密度、無(wú)側(cè)鏈、高結(jié)晶必的線性聚合物，具有優(yōu)良的綜合性能。未著色時(shí)呈白色半透明，蠟狀；比聚乙烯輕。透明度也較聚乙烯好，比聚乙烯剛硬。物料性能穩(wěn)定，密度小，強(qiáng)度高，硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性.不受濕度影響,但低溫時(shí)變脆,不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件。<

31、/p><p><b>　　成型性能：</b></p><p>　　（1）結(jié)晶料，吸濕性小，易發(fā)生融體破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解。</p><p>　?。?）流動(dòng)性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形。</p><p>　?。?）冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低方向方向性明顯。

32、低溫高壓時(shí)尤其明顯，模具溫度低于50度時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良、留痕，9 0度以上易發(fā)生翹曲變形。</p><p>　?。?）塑料壁厚度須均勻，避免缺膠、尖角，以防應(yīng)力集中。</p><p>　?。?）特定條件下容易分解</p><p>　　常見(jiàn)制品：盆、桶、家具、薄膜、編織袋、瓶蓋、汽車保險(xiǎn)杠等。 </p><p>　　聚丙烯也包括丙

33、烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。PP粒料為本色、圓柱狀顆粒，顆粒光潔，粒子的尺寸在任意方向上為2mm～5mm，無(wú)臭無(wú)毒，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)。本品以高純度丙烯為主要原料，乙烯為共聚單體，采用高活性催化劑在62℃～80℃及低于4.0MPa的壓力下經(jīng)氣相反應(yīng)生產(chǎn)聚丙烯粉料，再經(jīng)干燥、混煉、擠壓、造粒、篩分、均化成聚丙烯顆粒。密度為0.90 g/cm3～0.91g/cm3，是通用塑料中最輕的一種。聚丙烯樹(shù)脂具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐熱性能，使用溫度范圍-30℃～

34、140℃。同時(shí)具有優(yōu)良的電絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎不吸水，與絕大多數(shù)化學(xué)品接觸不發(fā)生作用。本品耐腐蝕，抗張強(qiáng)度30MPa，強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好；缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過(guò)改性和添加抗氧劑予以克服。與發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、氯仿等接觸有腐蝕作用?？捎米鞴こ趟芰?，適用于制電視機(jī)、收音機(jī)外殼、電器絕緣材料、防腐管道、板材、貯槽等，也用于生產(chǎn)扁絲、纖維、包裝薄膜等。[12]</p&g

35、t;<p>　　2.1.2PE（聚乙烯）</p><p>　　聚乙烯，英文名稱：polyethylene ，簡(jiǎn)稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量 α－烯烴的共聚物。聚乙烯無(wú)臭，無(wú)毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70～-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良。<

36、/p><p>　　聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。采用不同的生產(chǎn)方法可得不同密度(0.91～0.96g/cm3）的產(chǎn)物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法加工。用途十分廣泛，主要用來(lái)制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。</p><p><b>　　聚乙烯的成

37、型特征：</b></p><p>　?。?）結(jié)晶料，吸濕小，不須充分干燥，流動(dòng)性極好流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分。不宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。 </p><p>　　（2）收縮范圍和收縮值大，方向性明顯,易變形翹曲。冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。</p><

38、;p>　?。?）加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)發(fā)生分解。 </p><p>　?。?）軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模。 </p><p>　?。?）可能發(fā)生融體破裂，不宜與有機(jī)溶劑接觸,以防開(kāi)裂。</p><p>　　綜上所述：以上兩種材料都具有，無(wú)毒、環(huán)保、價(jià)格便宜、機(jī)械性能好、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是聚丙烯在強(qiáng)度、剛性和透明性等方面都比聚乙烯好，所以選擇PP（聚丙

39、烯）作為塑料垃圾桶的材料。[12]</p><p>　　2.2垃圾桶的外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1精度的選擇</p><p>　　塑料件的精度的確定應(yīng)該合理，在滿足使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。選擇零件的精度等級(jí)為MT4。</p><p>　　2.2.2垃圾桶的結(jié)構(gòu)</p><p>　　對(duì)垃圾桶

40、的外觀結(jié)構(gòu)上的要求有：</p><p><b>　?。?）使用方便 </b></p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)合理，牢固耐用 </p><p><b>　　（3）外形美觀</b></p><p>　　在垃圾桶的桶壁上布滿圓孔，上大下小，共有4排，每90°一排如圖2.1所示。桶口的邊緣向下折

41、，并在后面添加加強(qiáng)筋，有助于增加桶口的強(qiáng)度。</p><p>　　圖 2.1 垃圾桶的整體外觀</p><p>　　外底面上有凸緣如圖2.2所示，可以防止垃圾桶的外底面和地面的摩擦，更加堅(jiān)固耐用。垃圾桶的外觀顏色為綠色，綠色美觀大方。垃圾桶的表面為糙面，既達(dá)到了悶光的的效果，而且更加干凈耐臟。</p><p>　　圖2.2 垃圾桶的翻邊</p><

42、;p>　　2.2.3桶身的斜度</p><p>　　在塑件的內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度，否則會(huì)發(fā)生脫模困難，如過(guò)大的推出力推出時(shí)易拉壞擦傷塑件，且考慮到垃圾桶的作用，就應(yīng)該設(shè)計(jì)成上大下小的形狀，并且垃圾桶表面的悶光效果的摩擦力較大，所以桶身的斜度設(shè)計(jì)為5°。</p><p><b>　　2.2.4壁厚</b></p><

43、p>　　塑件的壁厚對(duì)質(zhì)量影響很大。當(dāng)壁厚過(guò)小時(shí)，成型時(shí)流動(dòng)阻力大，大型復(fù)雜制品難以充滿型腔。塑件壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足以下幾個(gè)要求：首先是使用要求，既具有足夠的強(qiáng)度和剛度，脫模時(shí)能禁受住脫模機(jī)構(gòu)的沖擊與震動(dòng)，裝配時(shí)能承受緊固力。塑料制件最小壁厚值隨塑料品種牌號(hào)和制品大小不同而異。壁厚過(guò)大，不但造成原料的浪費(fèi)，而且對(duì)熱固性塑件來(lái)說(shuō)增加了壓塑的時(shí)間，且易造成固化不完全，對(duì)熱塑性塑件則會(huì)增加冷卻時(shí)間。制品壁厚增加一倍，冷卻時(shí)間將增加四倍，

44、使生產(chǎn)效率大大降低。另外也影響產(chǎn)品的質(zhì)量，厚壁塑件易產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲等缺陷。[1]</p><p>　　綜上所述，并參照表2.1的值確定垃圾桶的壁厚，考慮到塑料垃圾桶的實(shí)際作用，所用的材料PP（聚丙烯），及受力情況，確定其壁厚為：桶身為1毫米，桶底及垃圾桶的頂端為1.5毫米。 </p><p>　　表2.1 幾種熱塑性塑料建議壁厚值</p><p>　　2.2.

45、5加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)</p><p>　　多數(shù)塑料的彈性模量和強(qiáng)度較低，受力時(shí)易變形甚至破壞。所以必須在受力大，受到摩擦的地方加一些加強(qiáng)筋，用來(lái)塑料制件的剛度和強(qiáng)度。加強(qiáng)筋不單增加了塑件強(qiáng)度同時(shí)更多地增加了塑件的剛度，降低成型時(shí)的變形翹曲。</p><p>　　圖2.3 垃圾桶底部的加強(qiáng)筋</p><p>　　加強(qiáng)筋不應(yīng)設(shè)計(jì)地過(guò)厚，否則在其對(duì)面的壁上會(huì)產(chǎn)生凹陷。加強(qiáng)筋側(cè)壁

46、必須有足夠的斜度，筋的底部應(yīng)呈圓弧過(guò)渡。加強(qiáng)筋以設(shè)計(jì)得矮一些多一些為好。加強(qiáng)筋之間中心距應(yīng)大于塑件厚度A。除了采用加強(qiáng)筋外，薄殼狀的制件可以制作成球面或拱面。如圖2.3所示，在垃圾桶的外底面設(shè)置凸緣，既可以防止桶身與地面的摩擦，又增加了桶身的強(qiáng)度。如圖2.4所示的翻邊可以增加桶口的強(qiáng)度，而且倒垃圾時(shí)手拿著也方便，在翻邊后設(shè)置一些加強(qiáng)筋，打倒牢固桶身的作用。以上這些結(jié)構(gòu)都可以大大的延長(zhǎng)垃圾桶的使用壽命。</p><p&

47、gt;　　圖2.4 垃圾桶翻邊后的加強(qiáng)筋</p><p><b>　　2.2.6圓角設(shè)計(jì)</b></p><p>　　塑料制件除了有特殊要求采用尖角之外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓弧過(guò)渡，因制件尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂，甚至在脫模過(guò)程中即由于膜內(nèi)應(yīng)力集中而開(kāi)裂，特別是制件的內(nèi)轉(zhuǎn)角處。一般即使采用R0.5mm的圓角也能使塑件的強(qiáng)度大為的增

48、加。同時(shí)圓角使料流平滑繞過(guò)，可大大地改善塑料的沖模特性。垃圾桶的底面和桶身的交界處有R5的倒角，其余倒角都為R2mm。這樣既美觀，又減小了應(yīng)力。</p><p>　　圖2.5 垃圾桶上的圓角</p><p>　　圖2.6所示為塑料受力時(shí)應(yīng)力集中系數(shù)與圓角半徑的關(guān)系，從圖中可以看出理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)有壁厚的1/4以上。該圖的右下角為透明塑件，受力時(shí)轉(zhuǎn)角處的偏振光照片，應(yīng)力條紋密集處即應(yīng)力最大

49、處，集中在內(nèi)轉(zhuǎn)角附近。</p><p>　　圖2.6 應(yīng)力集中系數(shù)與圓角半徑的關(guān)系</p><p>　　3注塑成型模具的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1注射機(jī)的選擇</b></p><p>　　每副模具模具都只能安裝在與共相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注射機(jī)地關(guān)系十分密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)詳細(xì)地了

50、解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出合乎要求的模具。從模具設(shè)計(jì)角度出發(fā)，首先應(yīng)了解的技術(shù)規(guī)范有；注射機(jī)的最大注射量、最大注射力、最大鎖模力、最大成型面積、模具最大厚度和最小厚度、最大開(kāi)模行程等參數(shù)。所以將先算出各項(xiàng)參數(shù)然后來(lái)確定注塑機(jī)的型號(hào)。[2]</p><p>　　3.1.1型腔數(shù)量的決定</p><p>　　考慮的主要因素有：現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑件質(zhì)量、塑件成本及交貨期，起決定作用

51、的因素很多，它既有技術(shù)方面的因素，也有管理方面的因素?？紤]到垃圾桶的體積較大，所以我選擇單型腔的注射模具。然后對(duì)塑料件進(jìn)行模流分析得到表3.1所示的參數(shù)：</p><p>　　表3.1 模擬注射參數(shù)</p><p>　　3.1.2注射量計(jì)算校核</p><p>　　注射量取用多腔制n個(gè)制件成型體積（容積）與澆注系統(tǒng)總體積之和：</p><p>

52、;　　V=n×Vz+Vj （3.1）</p><p>　　V—一個(gè)成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積cm3</p><p><b>　　n—型腔數(shù)</b></p><p>　　Vz—單個(gè)塑件容量cm3</p><p>　　Vj—澆注系統(tǒng).凝料和飛邊所需的塑料

53、的容積cm3</p><p>　　利用模流分析軟件測(cè)得垃圾桶的體積Vz=247.54cm3</p><p><b>　　型腔個(gè)數(shù)n＝1</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所占總體容積V約為14.84cm3</p><p>　　V=1×247.54＋14.84＝262.38cm3 取整V＝263cm

54、3 </p><p>　　初步確定注塑量為263cm3 </p><p>　　3.1.3注射壓力校核</p><p>　　垃圾桶的軸向長(zhǎng)度較大，而且桶身的孔多，充模阻力大，選用軟件分析得出的注射壓力，即166MPa。</p><p>　　3.1.4 鎖模力計(jì)算校核</p><p>　　P鎖＝P腔×F

55、 （3.2）</p><p>　　P鎖—克服成型過(guò)程中制件對(duì)模具型腔產(chǎn)生漲?，F(xiàn)象至少需要的鎖模力</p><p>　　F—制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積</p><p>　　P漲一般?。?00～500）×105MPa 取450MPa</p><p>　　F＝3.14×13

56、02＋44×5＝53286mm2=532.86cm2</p><p>　　P鎖＝450×102kPa×0.053286m2＝2397kN</p><p>　　綜上所訴，選擇注塑機(jī)的型號(hào)為ZKW—3000，其結(jié)構(gòu)為如圖示意圖3.1所示，具體參數(shù)如下：</p><p><b>　　螺桿直徑：65mm</b></p

57、><p>　　注射容量：994cm2</p><p><b>　　注射重量：894g</b></p><p>　　注射速率：305G/s</p><p>　　注射壓力：181MPa</p><p>　　鎖模力：3000kN </p><p>　　圖3.1 臥式注射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意

58、圖</p><p>　　1—原料塑化注射部分2—合模成型部分3—機(jī)身部分</p><p>　　3.2注塑模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。它可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類型。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對(duì)制品性能、外觀和成型難易程度影響頗大。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)方面。</p>

59、<p>　　首先應(yīng)了解塑料及其流動(dòng)特性。高分子熱塑性塑料熔體屬于于非牛頓液體，在流動(dòng)過(guò)程中，其表觀粘度隨剪切速率的變化而發(fā)生顯著的變化。對(duì)假塑性液體而言(多數(shù)的熱型性塑料熔體屬于假塑性掩體)，剪切速率增加時(shí)，表觀粘廢會(huì)降低，溫度對(duì)聚合物的表觀粘度也有很大的影響，這對(duì)于分子鏈間作用力大的和分子鏈剛性大的塑料(如醋酸纖維、聚碳酸酯)其影響是很明顯的。與普通液體相比，聚合物解體又具有較大的可壓縮性。當(dāng)壓力增高時(shí)，其表觀粘度增加。由

60、于塑料在注射模澆注系統(tǒng)個(gè)和型腔內(nèi)的溫度、壓力和剪切速率是隨時(shí)隨處變化的，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合加以考慮，以期在充模這一階段，以盡可能低的表觀粘度和較快的速度充滿整個(gè)型腔；而在保壓這一階段，又能通過(guò)澆注系統(tǒng)使壓力充分地傳遞到型腔各部位。同時(shí)，通過(guò)澆注系統(tǒng)中澆口的適時(shí)凝固來(lái)控制補(bǔ)料時(shí)間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力小、無(wú)氣泡、無(wú)縮孔、無(wú)凹陷的制件。此外，制品灼外形、尺寸和對(duì)外觀的要求也影響著整個(gè)澆注系統(tǒng)的形狀和尺寸，多腔模小型腔的數(shù)量

61、直接關(guān)系著澆注系統(tǒng)。[2]</p><p>　　圖3.2 澆注系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1—主流道襯套 2—主流道 3—冷料井 4—分流道 5—澆口 6—型腔</p><p>　　主流道是指緊接注射機(jī)噴嘴到分流道為止的那一段流道，熔融塑料進(jìn)入模具時(shí)首先經(jīng)過(guò)它。它與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上，塑料在主流道中并不改變流動(dòng)方向，主流道斷面一般為圓形。</p>

62、;<p>　　冷料井是為了除去料流中的前鋒冷料而設(shè)置的。在注射過(guò)程的循環(huán)中，由于噴嘴與低溫模具接觸，使喚嘴前端存有一小段低溫料，常稱冷料。在注射入模時(shí)，冷料在料流最前端。如冷料進(jìn)入型腔將造成制件的冷接縫，甚至在未進(jìn)入型腔前冷料頭即將澆口堵塞而不能進(jìn)料。冷料井一般設(shè)在主流道末端，有時(shí)分流道末端也設(shè)有冷料井。</p><p>　　分流道系將從主流道中來(lái)的塑料沿分型面引入各個(gè)型腔的那一段流道，因此它開(kāi)設(shè)在

63、分型面上。分流道的斷面可以呈圓形、半圓形、梯形、矩形、U字形等。它可以由動(dòng)模和定模兩邊的構(gòu)槽組合而成，也可以單開(kāi)在定模一邊或動(dòng)模一邊，如梯形、半圓形等。</p><p>　　澆口系指流道末端將塑料引入型腔的狹窄部分，除了主流道型澆口以外的各種澆口，其斷面尺寸一般都比分流道的斷面尺寸小，長(zhǎng)度也很短，起著料流速度、補(bǔ)料時(shí)間等的調(diào)節(jié)控制作用。其斷面形狀，常見(jiàn)的有圓形、矩形等。[2]</p><p&g

64、t;　　3.2.1主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　在臥式或立式注射機(jī)用的模具中，主流道垂直于分型面，為了使凝料從主流道中拔出，設(shè)計(jì)成圓錐形，具有2°一6°的錐角，其小端直徑常見(jiàn)為4—8毫米，視制品重量及補(bǔ)料需要而定，但小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約1毫米，否則主流道中凝料將無(wú)法順利脫出，或因噴嘴與主流道對(duì)中梢有偏離而妨礙塑料順暢流動(dòng)。主流道的長(zhǎng)度由定模板厚度確定。</p><p

65、>　　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，則模板間的拼合縫可能溢料，以致主流道凝料無(wú)法取出。</p><p>　　主流道與噴嘴接觸處多作成半球形的凹坑，二者應(yīng)嚴(yán)密地配合，以避免高壓的塑料從縫隙處溢出。一般凹坑的半徑R。應(yīng)比噴嘴頭半徑Rl大1—2毫米，如若相反，則主流道凝

66、料格無(wú)法脫出。有時(shí)將主流道襯套大端的圓盤凸出定模端面5一l0毫米，并與注射機(jī)定模板的定位孔成為動(dòng)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。應(yīng)指出主流道襯套常受到型腔或分流道塑料的反壓力而退出，其與塑料接觸的端面面積愈大，則反推力也愈大，因此它與定模板間的連接要可靠。當(dāng)反壓力很大時(shí)，將定位環(huán)的周邊凸出使其緊壓在注射機(jī)的固定板下。但若主流道襯套端面尺寸很小時(shí)，則定注射機(jī)的注射座通過(guò)噴嘴的推力就能將它壓緊，而不必另用螺釘連

67、接。如圖3.3所示為設(shè)計(jì)的主流道襯套和定位環(huán)的的結(jié)構(gòu)。[2]</p><p>　　圖3.3 主流道襯套與定位環(huán)分開(kāi)設(shè)計(jì)</p><p>　　1—定模 2—主流道襯套 3—定位環(huán)</p><p>　　3.2.2澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的型狀和尺小對(duì)制件質(zhì)量影響很大，澆口在多數(shù)情況下，系整個(gè)流道中斷面尺寸最小

68、的部分(除主流道型的交口外)。一般澆口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.03到0.09。斷面形狀常見(jiàn)為矩形或圓形，澆口臺(tái)階長(zhǎng)l到1．5毫米左右。雖然澆口長(zhǎng)度比分流道短得多。但因其斷面積極小，澆口處的阻力與分流道的阻力相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時(shí)，更應(yīng)注意其尺寸的準(zhǔn)確性。</p><p>　　對(duì)于非牛頓行為明顯的塑料熔體，澆口尺寸增大時(shí)，在—定剪切速率范圍內(nèi)不能明顯地提高充模速率，要改善充模流動(dòng)必

69、須大幅度地增大澆口尺寸，在特殊情況下，小而短的澆口由于摩擦生熱引起物料粘度進(jìn)一步降低，甚至比尺寸較大的澆口更易充滿薄壁型腔。</p><p>　　減小澆口臺(tái)階尺寸L將會(huì)降低流動(dòng)阻力，增加流率Q，因此在任何場(chǎng)合縮短澆口臺(tái)階尺才都是恰當(dāng)?shù)?，臺(tái)階長(zhǎng)一般以以不超過(guò)2毫米為宜。</p><p>　　應(yīng)當(dāng)指出，小澆口引起的流動(dòng)阻力增加，在一定范圍內(nèi)可以用提高注射壓力的辦法來(lái)彌補(bǔ)。實(shí)驗(yàn)表明注射壓力上升不

70、到兩倍，體積流率增加四倍。一般來(lái)說(shuō)小澆口有下列優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)小澆口可以增加物料通過(guò)時(shí)的流速，同時(shí)澆口前后兩端有較大的壓力差，這樣可以明顯地降低某些非牛頓塑料熔體的表觀粘度，使充模容易。。</p><p>　　(2)小澆口處有較大的摩擦阻力，塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，一部分能量轉(zhuǎn)變成摩擦熱，使塑料熔體的溫度明顯升高，溫度上升也會(huì)降低表觀粘度，增加流動(dòng)性，達(dá)對(duì)提高薄壁制件或帶有精

71、細(xì)花紋的制品的質(zhì)量是有好處的。</p><p>　　(3)小澆口可以控制并縮短補(bǔ)料時(shí)間，從而降低制品內(nèi)應(yīng)力。在注射過(guò)程中，注射保壓階段一直要延續(xù)到澆口處固化為止。否則型腔中的塑科會(huì)倒流出來(lái)。如果澆口尺寸較大，補(bǔ)料時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)會(huì)增大大分子的凍結(jié)取向和凍結(jié)應(yīng)變，造成很大的補(bǔ)料內(nèi)應(yīng)力，特別在澆口附近的內(nèi)應(yīng)力更大。內(nèi)應(yīng)力會(huì)引起制品翹曲變形，機(jī)器強(qiáng)度降低和開(kāi)裂等。小澆口的適時(shí)封閉，能正確地控制補(bǔ)料時(shí)間，從而提高了制品的質(zhì)量

72、。</p><p>　　(4)降低了模塑周期，由于小澆口固化快，在生產(chǎn)某些制品時(shí)，可以不待整個(gè)截面完全固化就可脫模，而無(wú)未固化的塑科從澆口倒流之虞。</p><p>　　(5)在多腔模中，小澆口可以平衡各型腔的進(jìn)料速度，特別在分流道呈非平衡式布置的模具中，如果澆口尺寸過(guò)大，則分流道尚未充滿，一部分型腔就是開(kāi)始低速進(jìn)料，當(dāng)流道充滿時(shí)，這部分塑料已開(kāi)始凍結(jié)，這就造成制品缺陷和制品性能的不均勻性

73、及尺寸的不合格。由于小澆口處的阻力比流道阻力大得多，故當(dāng)流道充滿建立起足夠的壓力后，各型腔才以近似相同的時(shí)間充模，可改善各型腔進(jìn)料速度的不平衡。</p><p>　　(6)便于制件修整，大澆口往往需要在機(jī)床上或通過(guò)鋸割才能除去，小澆口可以用手工快速切除，或在脫摸時(shí)，利用特殊的模具結(jié)構(gòu)自動(dòng)切除；小澆口切除后的疤痕較小，減少了修整磨光時(shí)間。</p><p>　　但是，事物部有兩面性，過(guò)小的澆口

74、會(huì)造成太大的流動(dòng)阻力，延長(zhǎng)進(jìn)料時(shí)間，某些高粘度的塑料熔體和剪切速率對(duì)表現(xiàn)粘度影響很小的塑料熔體，就不宜采用小的澆口尺寸。成型大型制品時(shí)，澆口尺寸應(yīng)相應(yīng)放大，有時(shí)甚至不得不將澆口尺寸放大到接近制件最大厚度來(lái)改善物料的流動(dòng)性。某些壁較厚收縮率較大的塑件，要求有足夠的補(bǔ)料時(shí)間，這時(shí)澆口也不宜設(shè)計(jì)得太小。</p><p>　　而在以下幾種情況下宜使用較大的澆口：</p><p>　?。?）成型大型

75、塑件（多澆口除外）為避免在沖模階段產(chǎn)生過(guò)大的流動(dòng)阻力，必須采用大澆口，例如大型殼體、盒、桶等常用主流道型澆口，否則會(huì)延長(zhǎng)沖模時(shí)間，甚至充不滿型腔而缺料。</p><p>　?。?）對(duì)于厚壁和特厚制品，為了延長(zhǎng)補(bǔ)料的時(shí)間而必須采用相當(dāng)大的澆口，否則會(huì)產(chǎn)生很大的體積溫度應(yīng)力，內(nèi)部發(fā)生縮孔，表面產(chǎn)生凹陷。</p><p>　?。?）對(duì)于接近牛頓型的高粘度的塑料熔體，采用小澆口雖然提高了剪切速率，

76、但表觀粘度變化卻不大，因此澆口尺寸縮小會(huì)迅速的降低體積流率。</p><p>　?。?）熱敏性塑料（如RPVC）由于小澆口會(huì)引起溫度迅速上升，可能會(huì)造成塑料分解，在澆口附近產(chǎn)生明顯的燒焦變色痕跡，因此宜采用較大的澆口。</p><p>　　綜上所述：考慮到大澆口和小澆口優(yōu)缺點(diǎn)，以及相對(duì)應(yīng)的塑料件的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，應(yīng)該選用大澆口作為本產(chǎn)品的澆口。</p><p>　　澆口

77、形式又分為多種，常見(jiàn)的撓口形式有下述6種。</p><p>　　(1)針點(diǎn)式澆口 針點(diǎn)澆口又名橄欖形澆口、菱形澆口，是一種尺寸很小的澆口。物料通過(guò)時(shí)，有很高的速率。</p><p>　　(2)潛伏式澆口(又名隧道式澆口、剪切澆口)潛伏式澆口是由針點(diǎn)式澆口演變而來(lái)的，它除了具備針點(diǎn)式澆口的特點(diǎn)外，其進(jìn)料部分—般選在制件側(cè)面較隱避處，使不致影響制品的美觀。澆口潛入分型面的下面，沿斜向進(jìn)入型腔

78、。在頂出時(shí)流道和制件被自動(dòng)切斷。故頂出時(shí)必須有較強(qiáng)的沖擊力。對(duì)于過(guò)于強(qiáng)韌的塑料，潛伏式澆口是不適宜的。</p><p>　?。?）扇形澆口 它是邊緣澆口的一種變異形式。常用來(lái)成型寬度(橫向尺寸)較大的薄片狀制品如圖3.5所示。澆口沿進(jìn)料方向逐漸變寬，厚度逐漸減薄，并在澆口處迅速減至最?。芰贤ㄟ^(guò)長(zhǎng)約1毫米的澆口臺(tái)階進(jìn)入型腔，塑料經(jīng)過(guò)扇形澆口，在橫向得到更均勻的分配，可降低制品的內(nèi)應(yīng)力和帶入空氣的可能性，扇形澆口

79、與型腔連接處的澆口臺(tái)階寬而淺。</p><p>　　(4)平縫式澆口（又稱薄片式澆口)對(duì)于大面積的扁平制件(如片狀物)，可以采用平縫式澆口。這事物料通過(guò)特別開(kāi)設(shè)的平行流道得到均勻分配，以較低的線速度呈平行流均勻地進(jìn)入型腔，降低了制件的內(nèi)應(yīng)力，特別是減少了因取向而產(chǎn)生的翹曲，提高了制件的品質(zhì)。</p><p>　?。?）爪澆口 它是輪輻式澆口的一種變異形式如圖3.4所示，與輪輻式澆口的區(qū)別

80、僅在于分流道與澆口不在一個(gè)平面內(nèi)。它適用于管狀制件，尤其適于制件內(nèi)孔短小的管狀制件和同心度要求高的制件。由于型芯的頂端伸入定模內(nèi)，起到定位作用，避免了彎曲變形，保證了同心度。</p><p>　　圖3.4 爪澆口 圖3.5 扇形澆口</p><p>　　(6)直接澆口 又叫中心澆口，主流道型澆口。由于它的尺寸大，故固化時(shí)間

81、長(zhǎng)。延長(zhǎng)了補(bǔ)料時(shí)間。注射壓力直接作用在制品上，容易產(chǎn)生殘留應(yīng)力。當(dāng)采用這種澆口時(shí)，主流道的根部不宜設(shè)計(jì)得太粗，否則該處的溫度高，容易產(chǎn)生縮孔，澆口截除后縮孔留在制件表面上。加工薄壁制品時(shí)，澆口根部的直徑，最多等于制品厚的兩倍。這種撓口凝料的去除也是比較困難的。但它的流體阻力小，進(jìn)料速度快，常用于大型長(zhǎng)流程的制品，如大型容器殼體或用于厚度大的制品，以利于補(bǔ)縮。對(duì)熔融粘度很高的塑料，如聚碳酸酯等也常采用如圖3.6所示。[2]</p&g

82、t;<p><b>　　圖3.6 直接澆口</b></p><p>　　根據(jù)上述的澆口形式和所適用的情況，選用直接澆口來(lái)作為塑料垃圾桶注射模具的澆口，因?yàn)槔暗捏w積較大，固化時(shí)間長(zhǎng)。</p><p>　　圖3.7 模流分析澆口位置</p><p>　　把零件導(dǎo)入PLASTIC Advisor軟件進(jìn)行模流分析，在進(jìn)行分析后從圖3.

83、7中我們可以得知，垃圾桶身的中間部分是整個(gè)垃圾桶上設(shè)置澆口的最佳位置，但是這僅僅是從塑料注射過(guò)程的來(lái)考慮的。當(dāng)澆口設(shè)置在這里時(shí)，塑料模具的結(jié)構(gòu)會(huì)變得很復(fù)雜，而且這也將影響到垃圾桶的美觀。綜合各種因素可以將澆口設(shè)置在垃圾桶外底面的圓心處，這樣模具的結(jié)構(gòu)不會(huì)太復(fù)雜，也無(wú)法從垃圾桶的正面看到澆口的痕跡。而且從模流分析的結(jié)果得知，在該點(diǎn)設(shè)置澆口也是可行的。</p><p>　　3.3成型零部件的設(shè)計(jì)</p>

84、<p>　　型腔是模具上直接用以成型制品的部分。成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括凹模、凸模、成型桿、成型環(huán)等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制作尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)械加工角度決定型腔各個(gè)零件之間的組合方式，詳細(xì)地確定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其它細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)加工工藝要求等。此外由于塑料熔休有很高的壓力，因此還應(yīng)核對(duì)關(guān)鍵成型零件進(jìn)行強(qiáng)

85、度和剛度校核。[2]</p><p>　　3.3.1分型面的確定</p><p>　　分開(kāi)模具取出塑件的面稱為分型面，分型面的位置、形狀選取設(shè)計(jì)的得當(dāng)與否，直接影響到制件成型的質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等。分型面的選擇遵循如下原則：</p><p>　　a.分型面必須開(kāi)設(shè)在只見(jiàn)斷面輪廓最大的地方才能使制件順利地從型腔中脫出。</p><p&g

86、t;　　b.因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊鈺?huì)在塑件上留下溢料痕跡，或拼合不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面不宜采取在制件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。</p><p>　　c.從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮，分形時(shí)要盡可能地使制件留在動(dòng)模邊，一般罩殼類制件收縮后易包附在型芯上，將型芯設(shè)在動(dòng)模邊是合理的。</p><p>　　d.從保證只見(jiàn)相關(guān)部位的同心度出發(fā)，同心度要求較高的塑件，取分型面時(shí)最好把要求同心的部

87、分放在模具分型面的同一側(cè)。</p><p>　　e.有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)側(cè)向分型抽芯時(shí)，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向抽拔距離都比較小。取分型面時(shí)應(yīng)首先考慮將抽芯或分型距離長(zhǎng)的一邊放在動(dòng)、定模開(kāi)模的方向上，而將短的一邊作為側(cè)向分型或抽芯。</p><p>　　f.對(duì)于有頂出機(jī)構(gòu)的模具，采取動(dòng)模邊側(cè)向分型抽芯，模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，能獲得的抽拔距離也比較長(zhǎng)，

88、故選分型面應(yīng)優(yōu)先考慮把制件側(cè)凹或側(cè)孔放在動(dòng)模邊。若設(shè)在定模邊，則模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。[2]</p><p>　　首先考慮塑件在型腔中的放置方位，因?yàn)樗芰侠暗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且它的形狀也比較規(guī)則、對(duì)稱，所以把塑料垃圾桶水平放置的方法是最為合理的，且在垃圾桶的最大截面處設(shè)置分型面，圖3.8為垃圾桶的分型面。</p><p>　　圖3.8 垃圾桶的分型面</p><p>　

89、　3.3.2成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模、凸模、型芯，鑲塊、各種成型桿、各種成型環(huán)。由于型腔直接與高溫高壓的塑科相接觸，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、硬度和耐磨性以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力和足夠的精度和表面光潔度。一般來(lái)說(shuō)，成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有HRC40以上的硬度。如果成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料，還應(yīng)選盡耐腐蝕的鋼

90、材。</p><p>　?。?）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在多型腔的模具中，凹模一般均采用冷擠壓或其它方法單獨(dú)加工成鑲塊，型腔數(shù)量多而制件尺寸不大時(shí)，采用冷擠壓比切屑加工效率高，并可保證各型腔尺寸、形狀的一致件。凹模鑲塊的外形采用帶軸肩(臺(tái)階)的圓柱形，然后分別從下面嵌入凹模固定板中，用墊板螺釘將其固定，如圖3.9所示。當(dāng)凹模鑲件的硬度與固定板硬度不同時(shí)，以后者為宜。[2]</p><p>　　圖3

91、.9 凹模固定板的結(jié)構(gòu)</p><p>　?。?）型芯和成型桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯和成型桿都是用來(lái)成型塑料內(nèi)表面的零件，二者并無(wú)嚴(yán)格的區(qū)分。 一般成型桿多指成型制件上孔的小型芯。型芯也有整體式和組合式之分，形狀簡(jiǎn)單的主型芯和模板可以作成整體的。型狀比較復(fù)雜或形狀雖不復(fù)雜，但從節(jié)省貴重的鋼材、減少加工量考慮多采用組合式。固定板和型芯可分別采用不同的材料制造加熱處理，然后再連成一體。最常用的連接形式，即用軸肩和底板連接

92、。[2]</p><p>　　因?yàn)槔暗耐吧碛袛?shù)量較多的側(cè)孔，如果采用整體式的結(jié)構(gòu)，則有浪費(fèi)材料、增加工作量和成本的缺點(diǎn)，故采用組合式的結(jié)構(gòu)。將成型桿放在側(cè)鑲塊和側(cè)板之間，用螺釘固定兩板后，成型桿就固定在兩板之間了?？紤]到成型桿為圓形，在成型桿沒(méi)有完全固定時(shí)，會(huì)有成型桿發(fā)生旋轉(zhuǎn)的情況，使產(chǎn)品的形狀遭到破壞，所以在成型桿的尾端和側(cè)鑲塊的接觸處設(shè)計(jì)成為楔形結(jié)構(gòu)。成型桿的安裝方式如圖3.10所示。</p>

93、<p>　　圖3.10 成型桿的安裝方式</p><p>　?。?）排氣槽的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體注人型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、接縫、表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)還會(huì)因氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體被壓縮產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低充模通度，影響注射周期和產(chǎn)品質(zhì)量(特別在高速注射時(shí))。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣的問(wèn)題。[2]</p

94、><p>　　排氣槽應(yīng)設(shè)在塑料流的末端，一般常開(kāi)設(shè)在分型面凹模一側(cè)，如圖3.11所示。排氣槽深可取0.025一0.1毫米，寬1.5—6毫米，以塑料不進(jìn)入排氣槽為度，其出口不要對(duì)著操作工人，以防熔融塑料噴出，發(fā)生工傷事故。</p><p>　　圖3.11 分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽</p><p>　　因?yàn)槔暗捏w積較大，故分型面和頂桿的縫隙很難一下子就把型腔中的空氣排光，所以

95、會(huì)導(dǎo)致充模時(shí)間長(zhǎng)，充模阻力大等一系列的問(wèn)題，影響工作效率，還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的缺陷，所以必須在凹模的末端開(kāi)設(shè)排氣槽。</p><p>　　3.3.3成型零件工作尺寸的計(jì)算</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，主要有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形或異形型芯的長(zhǎng)和寬)，型腔或型芯的深度尺寸，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

96、塑料制品，其尺寸精度常要求較高。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)。[2]</p><p>　　模具的型腔成型尺寸主要由型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形或異形型芯的長(zhǎng)和寬)，型腔和型芯的深度和高度尺寸，中心距尺寸等。常見(jiàn)的成型尺寸計(jì)算方法有三種：按平均收縮率計(jì)算成型尺寸；按極限尺寸計(jì)算成型尺寸；模具成型尺寸近似確定法。平均收縮率法是建立在塑件的成型收縮率的基礎(chǔ)上，根據(jù)其尺

97、寸公差來(lái)確定模具型腔機(jī)械制造公差，由于平均收縮率計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)單易行，所以選擇平均收縮率法來(lái)計(jì)算型腔成型尺寸。PP（聚丙烯）的收縮率較大在1.8—2.5%之間，但在加入30%玻璃添加劑之后，收縮率下降到0.7%左右，我們就取材料的收縮率為0.7%計(jì)算。</p><p>　?。?）型腔徑向尺寸計(jì)算</p><p>　　Lm=[Ls+Ls×Scp-（3/4）△]

98、 （3.3）</p><p>　　Lm—型腔的徑向工作尺寸</p><p>　　Ls—塑件的徑向圖樣尺寸</p><p>　　Scp—塑件材料收縮率的平均值</p><p><b>　　△—塑件尺寸公差</b></p><p>　　δZ—型腔制造公差，取1/5塑件尺寸公差</p>

99、<p>　　上文中提到塑料零件選用精度MT4，根據(jù)塑件尺寸與公差關(guān)系和模具制造尺寸與制造公差關(guān)系并考慮到模具制造的難易和習(xí)慣，對(duì)應(yīng)的模具制造公差等級(jí)為IT10。</p><p>　　根據(jù)所的零件圖可知，上下端面分別為R125、R100、R2。按照A類不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差查表得。</p><p><b>　　R125:</b></p>

100、<p>　　△=0.92 δZ=1/5×0.92=0.224</p><p>　　Lm＝[125+125×0.007－（3/4）×0.92] =125.18</p><p><b>　　R100:</b></p><p>　　△=0.72 δZ=1/5×0.72=0.144

101、</p><p>　　Lm＝[100+100×0.007－（3/4）×0.72] =100.16</p><p><b>　　R2:</b></p><p>　　△=0.16 δZ=1/5×0.16=0.036</p><p>　　Lm＝[2+2×0.007－（3/4）

102、×0.16] =1.89</p><p>　?。?）型腔深度尺寸計(jì)算</p><p>　　Hm+Hs×Scp-（2/3）△] （3.4）</p><p>　　Hm—型腔的深度工作尺寸</p><p>　　Hs—塑件的高度圖樣尺寸</p><p>　　Scp—塑件材料

103、收縮率的平均值</p><p><b>　　△—塑件尺寸公差</b></p><p>　　δZ—型腔制造公差，取1/5塑件尺寸公差</p><p>　　根據(jù)圖紙垃圾桶的高度尺寸分別為298.5和290。按照A類不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差查表得：</p><p><b>　　298.5:</b>&

104、lt;/p><p>　　△=1.80 δZ=1/5×1.80＝0.36</p><p>　　Hm＝[298.5+298.5×0.007－（2/3）×1.80] =299.39</p><p><b>　　290:</b></p><p>　　△=1.80 δZ=1/5×

105、1.80＝0.36</p><p>　　Hm＝[290+290×0.007－（2/3）×1.80] =290.83</p><p>　?。?） 型芯外徑尺寸計(jì)算</p><p>　　lm=[ls+ls×Scp+（3/4）△] （3.5）</p><p>　　lm—型芯的外徑工作

106、尺寸</p><p>　　ls—塑件的徑向圖樣尺寸</p><p>　　Scp—塑件材料收縮率的平均值</p><p><b>　　△—塑件尺寸公差</b></p><p>　　δZ—型腔制造公差，取1/5塑件尺寸公差</p><p>　　根據(jù)所畫的零件徑向尺寸分別為R123、R98、R2。按照A

107、類不受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差查表得：</p><p><b>　　R124:</b></p><p>　　△=0.92 δZ=1/5×0.92＝0.184</p><p>　　lm＝[123+123×0.007+（3/4）×0.92] =124.53</p><p><b&

108、gt;　　R98:</b></p><p>　　△=0.72 δZ=1/5×0.72＝0.144</p><p>　　lm＝[98+98×0.007+（3/4）×0.72] =99.23</p><p><b>　　R2:</b></p><p>　　△=0.16

109、 δZ=1/5×0.16＝0.032</p><p>　　lm＝[2+2×0.007+（3/4）×0.16] =2.13</p><p>　　（4）型芯高度尺寸計(jì)算</p><p>　　hm=[ hs+hs×Scp+（2/3）△] （3.6）</p><p>　　hm—型芯

110、的高度工作尺寸</p><p>　　hs—塑件的高度圖樣尺寸</p><p>　　Scp—塑件材料收縮率的平均值</p><p><b>　　△—塑件尺寸公差</b></p><p>　　δZ—型腔制造公差，取1/5塑件尺寸公差</p><p>　　根據(jù)所畫的圖的高度尺寸分別為298、5。按照B類

111、受模具活動(dòng)部分影響的尺寸公差查表得：</p><p><b>　　298:</b></p><p>　　△=2.00 δZ=1/5×2.00＝0.4</p><p>　　hm＝[298+298×0.007+（2/3）×2.00]=301.33</p><p><b>　　5

112、:</b></p><p>　　△=0.38 δZ=1/5×0.38＝0.076</p><p>　　hm＝[5+5×0.007+（2/3）×0.38] =5.29</p><p>　?。?） 側(cè)抽成型桿中心距計(jì)算</p><p>　　Cm=[Cs +Cs×Scp]±（/2

113、） （3.7）</p><p>　　Cm—成型桿中心距工作尺寸</p><p>　　Cs—成型桿中心距圖樣尺寸</p><p>　　Scp—塑件收縮率的平均值</p><p>　　δZ—型腔制造公差，取1/5塑件尺寸公差</p><p>　　根據(jù)所畫的零件得知，成型桿的中心距分別為6