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目錄第一章 緒 論 .31.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 .31.2 國(guó)內(nèi)外注射塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r .41.3 課題的產(chǎn)生背景和現(xiàn)實(shí)意義 .5第二章 塑件成型制品工藝性分析 72.1 塑料 PP 的性能 72.1.1、PP 的基本特性 .72.2 塑件的結(jié)構(gòu)尺寸精度及表面質(zhì)量的分析 72.2.1、幾何形狀及結(jié)構(gòu)分析 82.2.2、尺寸精度分析 82.2.3、表面質(zhì)量分析 92.3 PP 的注塑工藝性分析 92.3.1、PP 的注射工藝參數(shù) .102.4 塑件的尺寸大小 .102.5 塑件的使用性能 .112.6 塑件的壁厚 .112.7 塑件的脫模斜度 .112.8 塑件的批量分析 .12第三章 注射成型機(jī)的初選 .123.1 計(jì)算塑件的體積 .123.2 初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 .133.2.1、注射機(jī)的最大注射量 133.2.2、注射機(jī)型號(hào)的確定 15第四章 確定模具的結(jié)構(gòu)方案 .164.1 分型面的選擇和排列方式 .164.2 型腔的數(shù)目 .17第五章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .175.1 凹模結(jié)構(gòu)形式的選擇 .175.2 型芯的設(shè)計(jì) .185.3 成型零件的工作尺寸計(jì)算 .195.4 成型零件的底版與側(cè)壁厚度尺寸的確定 .21第六章 側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .226.1 抽芯距 S 抽 226.2 確定斜導(dǎo)柱傾角 .226.3 確定斜導(dǎo)柱的尺寸 .236.4 滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) .23第七章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .257.1 澆注系統(tǒng)的組成 .257.2 主流道的設(shè)計(jì) .267.3 分流道的設(shè)計(jì) .267.4 冷料穴的設(shè)計(jì) .277.5 澆口的設(shè)計(jì) .287.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .29第八章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 298.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 .298.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .308.3 設(shè)計(jì)導(dǎo)套和導(dǎo)柱須注意的事項(xiàng)： .308.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .31第九章 模架的設(shè)計(jì) 329.1 塑料注射模架結(jié)構(gòu) .329.2 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 .339.3 定位環(huán) .359.4 支撐柱 .35第十章 注射機(jī)參數(shù)的校核 .3510.1 注射機(jī)的校核 .3510.2 對(duì)注射機(jī)有關(guān)安裝尺寸的較核 .36第十一章 模具的裝配、試模與維修 .3611.1 模具的裝配 .3611.2 模具裝配的主要內(nèi)容 .3711.2.1、型芯裝配 3711.2.2、型腔的裝配加工 3711.2.3、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配 3711.2.4、澆口套的裝配加工 3711.3 裝配時(shí)以分型面作為該模具的裝配基準(zhǔn)，裝配順序?yàn)?.3711.4 試模 .3811.5 模具的維修 .38第十二章 設(shè)計(jì)后感 38參考文獻(xiàn) 39第一章 緒 論1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，己成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，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。 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用，可以從以下四個(gè)方面看出:第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。例如:屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計(jì)與制造，不能沒(méi)有做引線框架的精密級(jí)進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模;計(jì)算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具;數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展，沒(méi)有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此，在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如:形狀誤差小于 0.003 的空對(duì)空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說(shuō)，許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè)，已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)” 。 第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)重要組成部分。在 1998 年以前，許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998 年 11 月召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來(lái)，是對(duì)機(jī)械工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因?yàn)閲?guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門需要的裝備，其零部件有很大一部分是模具 做出來(lái)的。 第四， 模具工業(yè)地位之重要，還在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)— 機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國(guó)每年要進(jìn)口近 10 億美元的模具。我國(guó)石化工業(yè)一年生產(chǎn) 500 多萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形成制品，才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的需求也可以看到模具工業(yè)地位之重要。 我國(guó)已于 2001 年 12 月 11 日正式加入了 WTO.“入世”后對(duì)模具工業(yè)將會(huì)帶來(lái)更大的影響，模具行業(yè)正在從行業(yè)自身和對(duì)模具需求量大的相關(guān)產(chǎn)業(yè)著手進(jìn)行分析，并研究采取相應(yīng)的對(duì)策。1.2 國(guó)內(nèi)外注射塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r 模具工業(yè)在工業(yè)發(fā)展中占有很重要的地位，各行各業(yè)均離不開模具，特別在汽車、摩托車、玩具、及家電等行業(yè)。其中塑料模具又是模具工業(yè)中重要的組成部分，彩電、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)等產(chǎn)品，需要的塑料模具量很大，在建筑、建材方面，今后塑料門窗、塑料水管和裝飾塑料制品將會(huì)有一個(gè)很大的發(fā)展。到 2010 年，塑料門窗的普及率和塑料管的普及率將達(dá)到 30%-50%,對(duì)模具的需求會(huì)有很大增長(zhǎng)。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，據(jù) 1991 年統(tǒng)計(jì)，日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占 40 ;韓國(guó)模具專業(yè)廠中，生產(chǎn)塑料模的占 43.9 ，生產(chǎn)沖壓模的占 44.8%;新加坡全國(guó)有 460 家模具企業(yè)，60%生產(chǎn)塑料模，35%生產(chǎn)沖模和夾具。中國(guó)模具工業(yè)一直以每年巧%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，2000 年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值己達(dá) 280 億元人民幣，在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%,塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其他各類模具約占 110。由以上事實(shí)可以看出塑料模具已處于同沖壓模具并駕齊驅(qū)的地位。 在塑料模具中注射模具是應(yīng)用最廣泛、類型最多、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一種。在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求、滿足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起著重要的作用。一副好的注塑模可成型上百萬(wàn)次，一副優(yōu)良的壓鑄模大約能成型 25 萬(wàn)次，這與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具的制造有著很大的關(guān)系。從塑料模的設(shè)計(jì)、制造及模具的材料等方 面考慮，塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以簡(jiǎn)單地歸納為以下幾個(gè)方面。Il (一) 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 為了適應(yīng)模具大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要，目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度只達(dá)到 20%.注射模方面關(guān)于模具零部件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有 14 個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置;精密標(biāo)準(zhǔn)模架、精密導(dǎo)向件系列:標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向性標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。 (二) 加強(qiáng)理論研究 隨著塑料制件的大型化和復(fù)雜化，模具的重量達(dá)數(shù)噸至十多噸，這樣大的模具，若只憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，往往會(huì)因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成模具報(bào)廢，數(shù)十萬(wàn)元的費(fèi)用將毀于一旦，所以設(shè)計(jì)模具己逐漸向理論設(shè)計(jì)方面發(fā)展，這些理論設(shè)計(jì)包括模板剛度、強(qiáng)度的計(jì)算、充型流動(dòng)、脫模阻力與溫控系統(tǒng)等。今后的工作是如何將理論與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合指導(dǎo)實(shí)際的模具工業(yè)生產(chǎn)。 (三) 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在 0.01一 0.001 mm 之內(nèi)的成型工藝方法，其制件主要用于電子、儀表工業(yè)。微型化的塑料制件要求在微型的設(shè)備上生產(chǎn)。目前，德國(guó)已研究出只有 0.lg 的微型注射機(jī)，可生產(chǎn) 0.05g 左右的微型注射成型塑件。國(guó)內(nèi)目前己有 0.5g 的注射機(jī)，可以生產(chǎn) 0.1g 左右的微型注射塑件。注射塑件的大型化要求有大型、超大型的注射成型設(shè)備。目前，法國(guó)己擁有注射量為 17 萬(wàn) g 的超大型注射機(jī)，合模力為150MN;美國(guó)和日本也已經(jīng)分別生產(chǎn)出注射量為 10 萬(wàn) 9 和 9.6 萬(wàn) 9 的超大型注射機(jī);國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的注射量也己達(dá)到 3.5 萬(wàn) g，合模力為 80MN 。 (四) 新材料、新技術(shù)、新工藝的研制、開發(fā)和應(yīng)用 隨著塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展，模具新材料、模具加工新技術(shù)和模具新工藝方面的開發(fā)己成為當(dāng)前模具工業(yè)生產(chǎn)和科研的主要任務(wù)之一。十多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外塑料成型行業(yè)在改進(jìn)和提高模具設(shè)計(jì)與制造方面投入了大量的資金和研究力量，取得了許多成果。 1. 各種新材料的研制和應(yīng)用模具材料的選用在模具的設(shè)計(jì)和制造中是一個(gè)較重要的問(wèn)題，它將直接影響模具加工成本、使用壽命以及塑料件成型的質(zhì)量等。國(guó)內(nèi)外模具材料工作者對(duì)模具的工作條件、失效形式和提高模具使用壽命的途徑進(jìn)行了大量的研究工作，并開發(fā)出許多不僅具有良好的使用性能，而且還具有加工性好、熱處理變形小的新型模具鋼種，如預(yù)硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時(shí)效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼等，經(jīng)過(guò)應(yīng)用，均取得了較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。 2. 模具加工技術(shù)的革新為了提高加工精度、縮短模具制造周期，塑料模成型零件加工不但廣泛應(yīng)用了仿形加工、電加工、數(shù)控加工及三坐標(biāo)測(cè)量等先進(jìn)技術(shù)，而且目前己應(yīng)用了快速成型、高速銑削及激光焊接與測(cè)量技術(shù)，使得加工速度大大提高。 (五) CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用 塑料制件應(yīng)用的日益廣泛和大型塑料制件的不斷開發(fā)，對(duì)塑料成型模具設(shè)計(jì)和制造提出的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品不斷開發(fā)和及時(shí)更新?lián)Q代與提高質(zhì)量的要求，為了適應(yīng)這些變化，先進(jìn)國(guó)家的CAD/CAM/CAE 技術(shù)在 20 世紀(jì) 80 年代中期己進(jìn)入實(shí)用階段，市場(chǎng)上已有商品化的系統(tǒng)軟件出售。國(guó)內(nèi)一些高校和研究所也對(duì)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)進(jìn)行了許多研究和實(shí)踐，并取得了很大成果。但我國(guó)在該技術(shù)的應(yīng)用和推廣方面與外國(guó)相比還存在一些差距，有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。 1.3 課題的產(chǎn)生背景和現(xiàn)實(shí)意義 中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，市場(chǎng)廣闊， 1990 年至 2001 年間，中國(guó)模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長(zhǎng) 14%左右。目前全世界的模具年產(chǎn)值，約有 600∽650 億美元，我國(guó) 2001 年模具產(chǎn)值約為 300 多億元人民幣，折合 30 多億美元，但大部分是企業(yè)自產(chǎn)自用，作為商品銷售的約占三分之一。我國(guó)生產(chǎn)的模具有些己接近或達(dá)到國(guó)際水平，但總的來(lái)看，還遠(yuǎn)不適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，大型、復(fù)雜、精密、長(zhǎng)壽命等高檔模具有很大一部分依靠進(jìn)口。近五年平均每年進(jìn)口模具 8.14 億美元，2000 年就進(jìn)口 9.7 億美元的模具，這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來(lái)的模具。從上面的數(shù)據(jù)可以看出我國(guó)的模具業(yè)與模具發(fā)達(dá)國(guó)家存在著很大差距，這不但表現(xiàn)在模具材料、加工技術(shù)、加工設(shè)備的區(qū)別上，還表現(xiàn)在對(duì) CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用上，目前模具發(fā)達(dá)國(guó)家己經(jīng)將CAD/CAM/CAE 技術(shù)貫穿于模具制造的整個(gè)環(huán)節(jié)，而我國(guó)的模具企業(yè)對(duì)CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用僅限于大型模具企業(yè)中，對(duì)于塑料注射模具設(shè)計(jì)在大力發(fā)展中。第二章 塑件成型制品工藝性分析2.1 塑料 PP 的性能PP 中文名：聚丙烯英文名：Polypropylene2.1.1、PP 的基本特性特性：聚丙烯樹脂的密度為 0.9～ ,力學(xué)性能優(yōu)于聚已烯，有較高30.91/gcm的抗彎疲勞強(qiáng)度。外觀特征似聚乙烯，無(wú)色，無(wú)毒，無(wú)味，但比聚乙烯更透明更輕。聚丙烯耐熱性良好，可在 左右使用，同時(shí)絕緣性優(yōu)越。C?結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂長(zhǎng)期與熱金屬接觸易發(fā)生分解。流動(dòng)性好,溢邊值 0.03mm 左右。冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。成型收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形，方向性強(qiáng)。注意控制成型溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于 以下塑件不光澤，易產(chǎn)生溶解不良，流痕， 以上時(shí)易發(fā)50C? 90C?生翹曲，變形。 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免用力集中。2.2 塑件的結(jié)構(gòu)尺寸精度及表面質(zhì)量的分析塑件形狀的成型準(zhǔn)則是：1. 各部分都能夠順利的，簡(jiǎn)單的從模具中取出，應(yīng)盡量避免側(cè)壁凹槽或與塑件脫模方向垂直的孔，這樣可以避免采用瓣合分型或側(cè)抽芯等復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)使分型面上留下飛邊。2. 對(duì)于較淺的內(nèi)外側(cè)凹槽或凸臺(tái)并帶有圓角的塑件，可以利用塑件在脫摸溫度下具有足夠彈性的特性和凸凹深度尺寸不大的特點(diǎn)，以強(qiáng)行脫摸而不必采用組合型芯的方法。3. 塑件的形狀還要有利于提高塑件的強(qiáng)度和剛度，為此薄殼狀塑件可設(shè)計(jì)成球面或拱形曲面，可以有效的增加剛度和減少變形。4. 緊固用的凸耳或臺(tái)階應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受緊固時(shí)的作用力，為此，應(yīng)避免臺(tái)階突然變化和尺寸過(guò)小而應(yīng)逐步過(guò)渡。5. 塑件的形狀還應(yīng)考慮成型時(shí)分型面位置，脫摸后不易變形等。綜上所述，塑件的形狀必須便于成型，以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低成本，提高生產(chǎn)率和保證塑件的質(zhì)量。2.2.1、幾何形狀及結(jié)構(gòu)分析如圖 1-1，從塑件圖可以看出，該塑件為三通管，且整體形狀為凸字形，各尺寸及形狀皆如圖所示．因此在設(shè)計(jì)模具是必須考慮其至少有一個(gè)或兩個(gè)以上的徹抽芯機(jī)構(gòu)．圖 1-12.2.2、尺寸精度分析如圖 1-2 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度。圖 1-2影響塑件精度（公差）的因素主要有：1.模具制造誤差及磨損，尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損；2.塑件收縮率的波動(dòng)；3.成型工藝條件的變化；4.塑件的形狀，飛邊厚度波動(dòng)；5.脫模斜度和成型后塑件尺寸變化等．一般塑件的尺寸精度是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮塑料的性能及成型工藝特點(diǎn)，過(guò)高的精度要求是不恰當(dāng)?shù)摹?.2.3、表面質(zhì)量分析1.塑件表面質(zhì)量包括有無(wú)斑點(diǎn)，條紋，凹痕，起泡，變色等缺陷，還有表面光澤性和表面粗糙度。表面缺陷必須避免；2.表面光澤性和表面粗糙度應(yīng)根據(jù)塑件使用要求而定，尤其是透明塑件，對(duì)光澤性和表面粗糙度有嚴(yán)格要求。塑件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點(diǎn)外，主要由模具成型零件的表面粗糙度決定。一般模具的表面粗糙度比塑件的表面粗糙度高一級(jí)。對(duì)于透明的塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明的塑件，則根據(jù)使用情況可以不同。該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表沒(méi)有斑點(diǎn)及溶接痕，粗糙度可取Ra0.8um， （表 3-3 不同加工方法和不同材料所能達(dá)到的表面粗糙度 GB/T 14234-1993）而塑件內(nèi)部沒(méi)有較高的表面粗糙度要求。2.3 PP 的注塑工藝性分析干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。 熔化溫度：220~275℃，注意不要超過(guò) 275℃。 模具溫度：40~80℃，建議使用 50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力：可大到 1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口：對(duì)于冷流道，典型的流道直徑范圍是 4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到 0.7mm 的澆口。對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP 材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。2.3.1、PP 的注射工藝參數(shù)注射類型： 螺桿式預(yù)熱和干燥： 溫度 t/℃ 70-90 時(shí)間 τ/h 4-6噴嘴溫度： 160～180℃料筒溫度： 前 170～190℃ 中 165～180℃ 后 160～170℃模溫： 30～60℃注射壓力： 80～130Mpa塑化壓力： 0.5Mpa注射時(shí)間： 15～60s保壓時(shí)間： 0～5s冷卻時(shí)間： 15～60s總周期: 40～130s螺桿轉(zhuǎn)速： 28n/(r*min)2.4 塑件的尺寸大小尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按 查取公差，起5MT主要尺寸公差標(biāo)注如下：（單位均為 ） m（GB/T14486-1993）1.塑件外形尺寸：Φ28 0 -0.50 54 0 -0.74. 27 0 -0.502.塑件內(nèi)形尺寸：Φ16 +0.38 0 20 +0.44 0 15 +0.38 0 27 +0.5 0 22 +0.44 0 4 +0.24 0 2.5 塑件的使用性能聚丙烯是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種之一，其價(jià)格便宜,應(yīng)用廣泛。由于聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道，管件，輸油管，離心泵和鼓風(fēng)機(jī)等。聚丙烯硬板廣泛用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建筑用材。由于電氣絕緣性能優(yōu)良，聚丙烯在電氣，電子工業(yè)中，用于制造插座，插頭，開關(guān)和電纜。在日常生活中，聚丙烯用與制造涼鞋，雨衣，玩具和人造革等．2.6 塑件的壁厚均勻壁厚或盡可能一致，否則會(huì)因固化或冷卻速度不同而引起收縮不均勻，從而在塑件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致塑件產(chǎn)生翹曲，縮孔甚至開裂等缺陷。若塑件的小塑件壁厚取 1.0-2mm，大型件取 3-8mm.熱固性塑料結(jié)構(gòu)必須有厚度不均勻時(shí)，則應(yīng)使其變化平緩，避免突變，否則易變形。塑件壁厚大小主要取決于塑件品種，塑件大小及成型工藝條件，熱固性塑料易于成型薄壁塑件，壁厚可達(dá) 0.25mm，但一般不宜小于 0.9mm，常選 2-4mm。2.7 塑件的脫模斜度為了便于塑件脫摸，以防脫摸時(shí)擦傷塑件表面，與脫摸方向平行的塑件表面一般應(yīng)具有合理的脫摸斜度。脫模斜度的大小主要取決于塑料的收縮率，塑件的形狀和壁厚以及塑件的部位等因素。收縮率大的塑料取較大的脫模斜度，一般情況下，脫摸斜度 30′—1°30′，但應(yīng)根據(jù)具體情況而定。脫摸斜度的確定要點(diǎn)：1.當(dāng)塑件有特殊要求或精度要求時(shí)，應(yīng)選用較小的斜度，外表面斜度可小致 5′。 2.高度不大的塑件，還可以不要脫模斜度；尺寸較高，較大的塑件，應(yīng)選用較小的脫摸斜度。3.收縮率大的塑料應(yīng)取較大的脫摸斜度。4.塑件形狀復(fù)雜的，不易脫摸的，應(yīng)取較大的脫摸斜度。5.塑件上的凸起或加強(qiáng)筋單邊應(yīng)有 — 的斜度。0356.側(cè)壁帶皮革花紋應(yīng)有 — 的斜度。0467.當(dāng)塑件壁厚較大時(shí)，因成型時(shí)塑件的收縮量大，故也應(yīng)選用較大的脫摸斜度，如果要求脫摸后塑件保持在型芯的一邊，那么要求塑件的內(nèi)表面脫摸斜度宜比外表面的小，反之，如果要求脫摸后塑件保持在凹模一邊，則外表面的脫摸斜度應(yīng)小于內(nèi)表面的脫摸斜度，但是當(dāng)內(nèi)外表面的脫摸斜度不一致時(shí)無(wú)法保證壁厚的均勻。8.脫摸斜度的取向原則：內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得；外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得，一般脫摸斜度值不包括在塑件尺寸的公差范圍內(nèi)，但塑件精度要求高時(shí)，脫摸斜度應(yīng)包括在公差范圍內(nèi)。綜上所述，該制品的脫摸斜度適當(dāng)，適合脫模。2.8 塑件 的批量分析1.單件生產(chǎn) 單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品品種多，而每一種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，尺寸不同，且產(chǎn)量很少，2.各個(gè)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象經(jīng)常改變，且很少重復(fù)的生產(chǎn)類型。3.大量生產(chǎn) 大量生產(chǎn)是指產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)長(zhǎng)期的按一定節(jié)拍進(jìn)行某個(gè)零件的某一道工序的加工。4.成批生產(chǎn) 成批生產(chǎn)是指一年中分批輪流的制造幾種不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，工作地點(diǎn)的加工對(duì)象周期性的重復(fù)。5.按照成批生產(chǎn)中每批投入生產(chǎn)的數(shù)量（即批量）大小和產(chǎn)品的特征，成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)三種。6.小批生產(chǎn)與單件生產(chǎn)相似，大批生產(chǎn)與大量生產(chǎn)相似，常合稱為單件小批生產(chǎn)，大批大量生產(chǎn)，而成批生產(chǎn)僅指中批生產(chǎn)。該塑件制品根據(jù)課題要求屬大批生產(chǎn)，但設(shè)計(jì)的模具要求對(duì)注塑效率的要求不高，而且存在兩個(gè)側(cè)向抽心機(jī)構(gòu)，則模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)，且制品為圓筒類零件，可采用中間進(jìn)料的側(cè)澆口。第三章 注射成型機(jī)的初選3.1 計(jì)算塑件的體積根據(jù)塑件材料分析，得知材料密度 =0.9—0.91g/cm ，故取平均密度 =0.9 ρ3ρg/cm 。3S 筒=3.14（14 -10 ）=301.44㎜22S 實(shí)=3.14X11 =379.94㎜S 環(huán)=3.14X11 -3.14X8 =178.98㎜222S 空=3.14X10 =314㎜S 側(cè)=S 筒=54S 筒+ 2S 實(shí)+ 2S 環(huán)- 2S 空+ 13S 側(cè)v件=16277.76+759.88+357.96-628+3918.72=20.68632㎝ 3m= =20.68632X0.9 18.62gv件 ??3.2 初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格注射模是安裝在注射機(jī)上的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。初選設(shè)備 該塑件制品初步選定注射機(jī)類型為螺桿式注射機(jī)。3.2.1、注射機(jī)的最大注射量1.初步確定模具型腔數(shù)量 根據(jù)課題任務(wù)書要求，該塑件制品根據(jù)課題要求屬大批生產(chǎn)，但設(shè)計(jì)的模具要求對(duì)注塑效率的要求不高，而且存在兩個(gè)側(cè)向抽心機(jī)構(gòu)，則模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)，故選定模具型腔為一模一腔。2.確定成型塑件所需的注射量 Mr澆注系統(tǒng)凝料的重量（體積）在模具沒(méi)有最后確定之前是一個(gè)未知數(shù)：若是流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件質(zhì)量或體積的 15%-20%（注塑廠統(tǒng)計(jì)資料） ，若是流動(dòng)性不太好或是精密塑件，根據(jù)每個(gè)塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積是塑件的 0.2 倍，當(dāng)塑件溶體黏度高，塑件愈小，壁越薄，型腔越多又做平衡式布置時(shí)，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積甚至要大，在學(xué)校設(shè)計(jì)時(shí)以塑件總重量（體積）的 60%估算。 （《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 伍先明 王群 著） 則6P=20.68632 60%=12.411792 cmv澆 ?3成型塑料所需的注射量 Mr=成型塑件的質(zhì)量+澆注系統(tǒng)的質(zhì)量。即： Mr= =29.7918.62.0%??3.確定注射機(jī)最大注射量 Mmax 和注射壓力注射機(jī)的最大注射量是指注射機(jī)螺桿或柱塞以最大注射行程注射時(shí)，一次所能達(dá)到的塑料注射量，不同類型的注射機(jī)最大注射量有不同的標(biāo)定方法，螺桿式注射機(jī)是以一次所能注射出的塑料溶體體積（以 cm ）表示。這種方法的優(yōu)點(diǎn)3是不論何種塑料，最大注射量的數(shù)值都是相同的，塑件連同澆道在內(nèi)的總體積應(yīng)小于注射機(jī)額定的注射量的 0.8 陪，即0.8vn??注 件 澆=v注 .件 澆= 20.6831.4792?=41.37264 cm3式中 注射機(jī)的額定注射量，cmv注 ?3塑件的體積，cm件 3澆注系統(tǒng)凝料的總體積，cmv澆 3n 型腔的數(shù)量，cm 31）注射機(jī)的公稱注射壓力應(yīng)大于成型時(shí)需要的壓力， 既p?注 成由經(jīng)驗(yàn)公式的 =70 150 Mpa成 :2）一般的 =（0.3 0.8） 注射機(jī)的公稱注射壓力應(yīng)大于成型時(shí)需要的p成 p注壓力， 既p?注 成由經(jīng)驗(yàn)公式的 =70 150 Mpa成 :一般的 =（0.3 0.8） p成 p注3.2.2、注射機(jī)型號(hào)的確定 注射機(jī)的初步選定 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量以及最大注射壓力初步選定注射成型機(jī)為 XS-ZY-125記錄注射機(jī)有關(guān)參數(shù)： （教材 附錄 D）型號(hào) XS-ZY-125注射量/ cm 125 3螺桿直徑/mm 42注射壓力/MPa 119 注射行程/mm 115注射時(shí)間/s 1.6 注射方式 螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 29 43 56 69 86 101鎖模力/KN 900 最大成形面積/cm 3202拉桿空間/mm 260×290 模板尺寸/mm 428×450模板厚度/mm 最大 300模板最大行程/mm 300油泵 流量/(L*min ) 100 12 1壓力/MPa 6.5 最小 200機(jī)器外形尺寸/m 3.34×0.75×1.55 電動(dòng)機(jī)功率/KW 10 螺桿驅(qū)動(dòng)功率/KW -4加熱功率/KW 5 機(jī)器重量/kg 3500模具定位孔尺寸/mm Φ100 +0.054 0噴嘴球徑/mm SR12 噴嘴孔徑/mm Φ4 中心孔徑/mm --頂出 兩側(cè) 孔徑/mm Φ22孔距/mm 230第四章 確定模具的結(jié)構(gòu)方案綜合考慮塑件工藝性與生產(chǎn)要求，模具的結(jié)構(gòu)方案分析如下：4.1 分型面的選擇和排列方式1.分型面的選擇 分型面的選擇很重要，它對(duì)塑件的質(zhì)量，操作難易，模具結(jié)構(gòu)及制造影響很大。在選擇分型面的時(shí)候應(yīng)遵循以下基本原則：①分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；②確定有利的留模方式，便于塑件順利脫摸；③保證塑件的精度要求；④滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；⑤考慮成型面積和鎖模力；⑥便于模具加工；⑦對(duì)側(cè)抽芯的影響；⑧考慮排氣效果。因此，在設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很重要，它對(duì)塑件的質(zhì)量操作難易，模具結(jié)構(gòu)及制造影響很大。分型面要求設(shè)計(jì)在塑件的最大截面積處，而且不宜設(shè)在曲面或圓弧面上，由于該塑件為三通管，在設(shè)計(jì)時(shí)，也應(yīng)該充分考慮該塑件的塑性。對(duì)于該塑件來(lái)說(shuō)，分型面的選擇有以下三種方案： 方案一 方案二 方案三根據(jù)塑件的設(shè)計(jì)要求考慮，因?yàn)樵撍芗且煌庑螢橥棺中蔚娜?，型腔的?duì)稱分布，為了避免飛邊，為了利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，以及當(dāng)塑件在相互垂直方向都需要設(shè)置型芯時(shí)，應(yīng)將較短型芯置于側(cè)抽芯方向，以利于減小抽拔距。且第三種方案有三個(gè)側(cè)抽芯，模具復(fù)雜。4.2 型腔的數(shù)目本塑件在注射時(shí)采用一模一件，但因該塑件結(jié)構(gòu)形狀，需在動(dòng)定模分別開有對(duì)稱的型腔，故模具需要?jiǎng)佣▋蓚€(gè)型腔。 第五章 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件中與塑料接觸并決定制品幾何形狀的各處尺寸，稱為工作尺寸。一般來(lái)講，任何塑料制品的幾何尺寸均可分為外形尺寸，內(nèi)形尺寸和中心距尺寸等三大類型，而與它們對(duì)應(yīng)的成型零部件的工作尺寸分別稱為型腔尺寸，型芯尺寸和模具中心距尺寸。其中型腔尺寸和型芯尺寸又均可分為高度尺寸和徑向尺寸。型腔，型芯和中心距的標(biāo)注形式及其偏差分布所做的規(guī)定可以歸納成以下三條：1.制品上的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值，與制品外形尺寸相應(yīng)的型腔內(nèi)尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值。2.制品上的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相應(yīng)的型腔外尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值。3.制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正，負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。5.1 凹模結(jié)構(gòu)形式的選擇凹模也可稱為型腔或凹模型腔，它們是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀，尺寸，使用要求，生產(chǎn)批量以及模具的加工方法等有關(guān)。常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式，嵌入式，鑲拼組合式和瓣合式四種類型。1）定模型腔 （《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P173 曹宏深 趙仲治 主編）整體式凹模是用整塊模具材料直接加工而成的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)帶有鑲拼接縫的溢料痕跡。使用整體式凹模有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。但是，在制品的幾何形狀比較復(fù)雜的情況下，用整塊模具加工一個(gè)形狀復(fù)雜的整體凹模型腔比較困難，往往不要使用仿行加工或電火花加工，而且在熱處理時(shí)，型腔的某些部位還很容易發(fā)生變形或開裂，因此，從加工制造方面考慮，整體式凹模主要適用于制品形狀不太復(fù)雜的中小型注射模。需要指出，為了滿足注射成型時(shí)的排氣要求，采用整體式凹模時(shí)，應(yīng)注意在其內(nèi)部開設(shè)一些不會(huì)妨礙制品成型質(zhì)量的排氣槽，以保證注射模具有可靠的排氣功能。挈如實(shí)嵌入式凹模的特點(diǎn)是其型腔部分仍用整體模具材料加工制造而成，但它們必須嵌入到固定板或某些特制的模套中才能使用。嵌入式凹模的優(yōu)點(diǎn)，如凹模嵌入固定板或模套后，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度將會(huì)提高，因此使用起來(lái)比較靠，不易變形。同時(shí)制品也不會(huì)出現(xiàn)拼縫溢料的痕跡，此外，當(dāng)成型工藝需要凹模部分具有較大的承壓合模面時(shí)，利用嵌入式凹模可以節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具材料，即優(yōu)質(zhì)模具材料只用來(lái)制造型腔部分，而對(duì)型腔以外的承壓合模面，則由材料較差的模套來(lái)提供， 。綜上所述，嵌入式凹模適用于小型，多腔注射?；蛐枰?jié)約優(yōu)質(zhì)模具材料的場(chǎng)合。綜合考慮多方面因素，本套模具定模部分型腔為嵌入式凹模型腔。具體如圖 A-A 剖所示：2）動(dòng)模型腔 因塑件的形狀特殊，動(dòng)定模的型腔是完全對(duì)稱分布。所以，動(dòng)模型腔也為嵌入式凹模型腔。具體如圖 B-B 剖所示：5.2 型芯的 設(shè)計(jì)凸模和型芯都是用來(lái)成型塑制品內(nèi)形的零件，兩者沒(méi)有嚴(yán)格區(qū)別。一般來(lái)講，可以認(rèn)為凸模是成型制品整體內(nèi)形的模具零部件，而型芯則多指成型制品上某些局部特殊內(nèi)形或局部孔，槽等所用的模具零部件，所以有時(shí)也可以把型芯叫做成型桿。凸模和型芯的結(jié)構(gòu)應(yīng)該根據(jù)制品的形狀，使用要求，生產(chǎn)批量以及模具的加工方法等因素來(lái)確定，凸模和型芯的結(jié)構(gòu)形式也可分為整體式，嵌入式，鑲拼組合式及活動(dòng)式等不同類型。嵌入式型芯主要用于圓形，方形等形狀比較簡(jiǎn)單的型芯。最早采用的嵌入形式是型芯帶有凸肩，型芯嵌入固定板的同時(shí)，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，在墊上墊板與固定板連接，另一種嵌入方法是固定板上加工出盲沉孔，型芯嵌入盲孔后用螺釘直接與固定板連接。綜上所述，考慮多方面因素，本套模具的型芯采用嵌入式型芯。具體結(jié)構(gòu)如下圖 3 所示：動(dòng)定模型芯 側(cè)型芯圖 35.3 成型零件的工作尺寸計(jì)算成型零件中與塑料接觸并決定制品幾何形狀的各處尺寸，稱為工作尺寸。一般來(lái)講，任何塑料制品的幾何尺寸均可分為外形尺寸，內(nèi)形尺寸和中心距尺寸等三大類型，而與它們對(duì)應(yīng)的成型零部件的工作尺寸分別稱為型腔尺寸，型芯尺寸和模具中心距尺寸。其中型腔尺寸和型芯尺寸又均可分為高度尺寸和徑向尺寸。型腔，型芯和中心距的標(biāo)注形式及其偏差分布所做的規(guī)定可以歸納成以下三條：1.制品上的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值，與制品外形尺寸相應(yīng)的型腔內(nèi)尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值。2.制品上的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相應(yīng)的型腔外尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值。3.制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正，負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。（《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P182 曹宏深 趙仲治 主編）本套模具的工作尺寸計(jì)算如下:解：①塑件的平均收縮率 Scp= = %=1.05%2maxinS+5.160②凹模的有關(guān)尺寸計(jì)算? 徑向尺寸L=[L 塑（1+K）-（3/4）△] δ+=[20(1+1.05%)-(3/4)0.5] 30.5=27.92 17.0+? 深度尺寸H=[ L 塑（1+K）-(2/3) △] δ+=[54(1+1.05%)-(2/3)0.74] 374.0+=54.32 25.0+H′=[ L 塑（1+K）-(2/3) △] δ+=[27(1+1.05%)-(2/3)0.5] 35.0= 27.07 17.0+③凸模有關(guān)尺寸計(jì)算? 徑向尺寸=[ （1+K）+(3/4) △]20s δ_=[20(2+1.05%)+(3/4)0.44] 34.0=20.54 15.0_=[ （1+K）+(3/4) △]16?s δ_=[16(1+1.05%)+(3/4)0.38] 38.0=16.453 13.0_? 深度尺寸=[h （1+K ）+(2/3) △] 20hs δ_=[16(1+1.05%)+(2/3)0.38] 38.0=16.453 13.0_=[h （1+K ）+(2/3) △]16hs δ_=[22(1+1.05%)+(2/3)0.44] 34.0=22.52 15.0_? 側(cè)型芯深度尺寸=[h （1+K ）+(2/3) △] 20hs δ_=[15(1+1.05%)+(2/3)0.38] 38.0=15.41 13.0_=[h （1+K ）+(2/3) △] 16hs δ_=[12(1+1.05%)+(2/3)0.32] 32.0_=12.34 1.0_5.4 成型零件的底版與側(cè)壁厚度尺寸的確定塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫摸。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔側(cè)壁和底板厚度。模具型腔壁厚的計(jì)算，應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn)。而最大壓力是在注射時(shí)，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的。隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時(shí)接近常壓。理論和實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；而對(duì)于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過(guò)了模具材料的許用應(yīng)力，因此強(qiáng)度不夠是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。剛度計(jì)算的條件則由于模具特殊性，可以從以下幾個(gè)方面加以考慮：① 要防止溢料。模具型腔的某些配合面當(dāng)高壓塑料熔體注入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生足以溢料的間隙。為了使型腔不致因模具彈性變形而發(fā)生溢料，此時(shí)應(yīng)根據(jù)不同塑料的最大不溢料間隙來(lái)確定其剛度條件。② 應(yīng)保證塑件精度。塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，這就要求模具型腔具有很好的剛性，即塑料注入時(shí)不產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。最大彈性變形值可取塑件允許公差的 1/5，常見中小型塑件公差為0.13-0.25㎜，可按塑件大小和精度等級(jí)選取。上述要求在設(shè)計(jì)模具時(shí)其剛度條件應(yīng)以這些項(xiàng)中最苛刻者（允許最小的變形值）為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但也不宜無(wú)根據(jù)的過(guò)分提高標(biāo)準(zhǔn)，以免浪費(fèi)材料，增加制造難度。（《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 屈華昌 著）型腔壁厚的計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法 教材 表 4-8 型腔底壁厚度 的經(jīng)驗(yàn)th數(shù)據(jù)。 =(0.12—0.13)b=0.12*28=3.36mmth單型腔側(cè)壁厚度 的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為： =0.20t+17（型腔壓力c tc＜490MPa） 。多型腔模具的型腔與型腔之間的壁厚 的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為PM ct`≥ /2。ct`=0.2*28+17=22.6mmtc第六章 側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)本模采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。且斜導(dǎo)柱設(shè)在定模，滑塊設(shè)在動(dòng)模。斜導(dǎo)柱是分型抽芯機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零件，其作用是：在開模時(shí)將側(cè)抽芯拔出來(lái)，而在合模過(guò)程中將側(cè)型芯與滑塊順利復(fù)位到成型位置。6.1 抽芯距 S 抽側(cè)向抽芯或側(cè)向瓣合模從成型位置到不妨礙制品頂出脫摸位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距，用 S 抽表示，為了安全起見，抽拔距通常應(yīng)比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大 2-3mm。但在側(cè)向型芯或瓣合模塊脫出側(cè)孔或側(cè)凹以后，其幾何位置有限于制品脫摸的情況下，抽芯距不能簡(jiǎn)單依靠這種方法確定。所以，根據(jù)上所述本套模具的抽芯距可取 S 抽= 20 mm （《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P277 曹宏深 趙仲治 主編） 6.2 確定斜導(dǎo)柱傾角當(dāng) 值增大時(shí)，要獲得相同的抽芯力，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力要增大，同時(shí)α所受的開模力也增大，因此，從希望斜導(dǎo)柱受力較小的角度考慮， 愈小愈好，α但是當(dāng)抽芯距 S 抽一定時(shí)， 值的減小必然導(dǎo)致斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度及開模行α程的增大，且它們之間的相互關(guān)系是：= S 抽 sinl4=S 抽 cotH式中 S 抽——抽芯距——斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度4——完成抽芯時(shí)所需的開模行程l因?yàn)殚_模行程受到注射機(jī)開模行程的限制，而且斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度的加長(zhǎng)會(huì)降低斜導(dǎo)柱的剛度，所以斜導(dǎo)柱斜角應(yīng)綜合考慮本身的強(qiáng)度，剛度和注射機(jī)開模行程。從理論上推導(dǎo)， 取 22°30′為宜，在生產(chǎn)中斜角 取 15°— 20°，最αα大不超過(guò) 25°。故斜導(dǎo)柱的傾角取 =20°。6.3 確定斜導(dǎo)柱的尺寸 (表 3-15 斜導(dǎo)柱各段長(zhǎng)度計(jì)算表 《塑料模具設(shè)計(jì) 》 機(jī)械工業(yè)出版社 P88) 則D=18㎜ d=14㎜L1=3.38㎜ L2=35.32㎜L3=2.55㎜ L4=58.56㎜L=L1+L2+L4+L5=3.38+35.32+58.56+(5—10)=1006.4 滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)1.滑塊設(shè)計(jì) 滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的重要零部件。它上面安裝有側(cè)向型芯或成型鑲塊，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證。滑塊的結(jié)構(gòu)形狀可以根據(jù)具體制品和模具結(jié)構(gòu)靈活設(shè)計(jì)，既可與型芯做成一個(gè)整體，也可采用組合裝配結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)多用于型芯較小和形狀簡(jiǎn)單的場(chǎng)合，而組合式結(jié)構(gòu)則市把型芯與滑塊分開加工，然后裝配在一起，采用組合式結(jié)構(gòu)可以節(jié)省優(yōu)質(zhì)剛材（型芯用鋼一般比滑塊用鋼要求高） ，并使加工變得比較容易。2.滑槽設(shè)計(jì) 側(cè)向抽芯過(guò)程中，滑塊必須在滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且具有一定精度。設(shè)計(jì)滑槽時(shí)應(yīng)注意下面問(wèn)題：(1)滑塊完成抽拔動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)有全部或部分長(zhǎng)度留在滑槽內(nèi)?；瑝K的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常要大于滑塊寬度的 1.5 倍，而保留在滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于這個(gè)數(shù)值的 2/3，否則，滑塊開始復(fù)位時(shí)容易偏斜，甚至損壞模具。如果模具尺寸較小，為了保證滑槽長(zhǎng)度，可以把滑槽局部加長(zhǎng)，使其伸出模外。(2)滑槽地滑塊的導(dǎo)滑部位采用間隙配合，配合特性選用 H8/g7 或 H8/h8，其他各處均應(yīng)留有間隙，滑塊的滑動(dòng)部分和滑槽導(dǎo)滑的表面粗糙度均應(yīng)小于0.63-1.25um。(3)滑塊與滑槽的材料 滑塊可用 45 鋼或碳素工具鋼制造，導(dǎo)滑部分要求硬度≥40HRC，滑槽可用耐磨材料制造，也可用 45 鋼或碳素工具鋼制造，要求硬度為 52-56HRC。3.滑塊的導(dǎo)化滑形式 為了確保側(cè)型芯可靠的抽出和復(fù)位，保證滑塊在移動(dòng)過(guò)程中平穩(wěn)上下竄動(dòng)和卡死現(xiàn)象，滑塊與導(dǎo)滑槽必須很好配合和導(dǎo)滑?；瑝K與導(dǎo)滑槽的配合一般采用 H7/f，其配合結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)模具大小，模具結(jié)構(gòu)和塑件的產(chǎn)量選擇，常見的形式如下圖: 圖（a）為整體式滑塊與整體式導(dǎo)滑槽，結(jié)構(gòu)緊湊，但制造困難，精度難控制主要用于小型模具的抽芯機(jī)構(gòu)；圖（b）表示導(dǎo)滑部分設(shè)在滑塊中部，改善了斜導(dǎo)柱的受力狀態(tài)，適用于滑塊上下無(wú) 支承板的場(chǎng)合；圖（c）是組合式結(jié)構(gòu)，容易加工和保證精度。4.滑塊的定位裝置 為了保證斜導(dǎo)柱伸出端準(zhǔn)確可靠地進(jìn)入滑塊斜孔，則滑塊在完成抽芯動(dòng)作后，必須停留在一定位置上。為此，滑塊需有靈活，可靠，安全的定位裝置。如下圖所示：圖（a）是利用能夠滑塊自重停靠在擋板上，達(dá)到定位目的，它適用于臥式注射機(jī)向下和向左，有抽芯的模具。圖（b）是依靠彈簧的彈力使滑塊靠在限位塊上定位，在模具的任意方向抽芯均可采用，尤其向上抽芯的模具。5．楔緊塊的設(shè)計(jì) 楔緊塊的形式如下圖所示：圖（a）為楔緊塊與定模板作成整體，特點(diǎn)是材料耗量大，加工不便，磨損后修復(fù)困難，但牢固可靠，剛釁好剛性好，適用于楔緊力要求很大的場(chǎng)合。圖（b）是用螺釘，銷釘固定形式，便于制造，裝配和調(diào)整，適用于楔緊力不大的場(chǎng)合。圖（c） （d）為整體鑲?cè)胧?，常用在模板邊緣與足夠固定位置的場(chǎng)合。圖（e）是對(duì)楔緊塊起加強(qiáng)作用的形式，適用于抽芯距較短而需楔緊力大的場(chǎng)合。楔緊塊的楔角 ′，要求楔緊塊的楔角 ′必須大于斜導(dǎo)柱的斜角 ，這樣ααα當(dāng)模具一開模，楔緊塊就讓開，否則斜導(dǎo)柱將無(wú)法帶動(dòng)滑塊作抽芯動(dòng)作，一般′= +(2 o—3 o) α第七章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.1 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.應(yīng)考慮成型材料的工藝特性，如流動(dòng)性，對(duì)壓力、溫度的敏感性，塑料熔體的收縮性、分子取向等性能。2.澆口位置、數(shù)量的設(shè)計(jì)要有利于與熔體的流動(dòng)性，避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射等現(xiàn)象，由利于排氣。3.應(yīng)盡量縮短熔體道型腔的流程，以減少壓力損失。4.盡量減少澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生，減少原材料的損耗。5.澆口的設(shè)置要便于冷凝料的去除，不影響塑件的外觀。綜上所述，根據(jù)塑件的形狀采用推桿推出。由于本塑件是圓筒狀制品所以盡可能采取中心進(jìn)料，所以選擇點(diǎn)澆口，雙分型面，分流道采用圓形截面。7.2 主流道的設(shè)計(jì)按按主流道的軸線與分型面的關(guān)系，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。在臥式和立式注射機(jī)中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統(tǒng)；在直角式注射機(jī)中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。澆口套又稱為主流道襯套。主流道上端與注射機(jī)噴嘴緊密接觸，因此其尺寸應(yīng)該按注射機(jī)噴嘴尺寸選擇。澆口套的長(zhǎng)度按模具模板厚度尺寸選取。 主流道一般位于模具中心線上，它與注射機(jī)噴嘴的軸線重合，以利于澆注系統(tǒng)的對(duì)稱布置。主流道一般設(shè)計(jì)得比較粗大，以利于熔體順利地向 分流道流動(dòng)，但不能太大，否則會(huì)造成塑料消耗增多。反之主流道也不宜過(guò)小，否則熔體流動(dòng)阻力增大，壓力損失大，對(duì)沖模不利。因此，主流道尺寸必須恰當(dāng)。通常對(duì)于黏度大的塑料或尺寸較大的塑件，主流道截面尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)得大一些；對(duì)于黏度小的塑件或尺寸較小的塑件，主流道截面尺寸設(shè)計(jì)得小一些。主流道橫截面形狀通常采用圓形截面。為了便于留道凝料的餓脫出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度 =2°- 4°，內(nèi)壁粗糙度 Ra 小于 0.4μm，小端直徑一α般取 3-6㎜比注射機(jī)噴嘴直徑大 0.5-1㎜（取 4㎜） ，Ra≥r+(0,5-1) ㎜，主流道的長(zhǎng)度有定模座厚度確定（取 16㎜） ，一般總長(zhǎng)度不超過(guò) 60㎜。如右圖 4 所示，根據(jù)注射機(jī)相關(guān)參數(shù) SR=12，確定圓弧為 13㎜，L=8，N=12，直徑 d=20。圖 47.3 分流道的設(shè)計(jì)主流道與澆口的料流通道，是塑料熔體由主流道流入模腔的過(guò)渡段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換，在多腔模中還起著將熔體向各個(gè)模腔分配的作用。1.分流道的截面形狀及尺寸 分流道截面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。由流道的效率（流道的截面積與周長(zhǎng)的比值）分析可知，圓形和矩形流道的效率最高，即具有壓力損失少的最大截面積和傳熱損失少的流道的最小面積，因此圓形截面的矩形截面是分流道比較理想的形狀。綜合考慮，雖然圓形和矩形流道的效率最高，但由于圓形截面分流道因其以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出，加工工藝性不佳，且模具閉合后難以精確保證兩半圓對(duì)準(zhǔn)，故生產(chǎn)實(shí)際中不常使用；矩形截面的分流道不易于凝料的推出，生產(chǎn)中也比較少用。實(shí)際生產(chǎn)中常采用梯形截面分流道。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動(dòng)阻力均不大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取梯形流道的深度為梯形截面大底邊寬度的 2/3-3/4，側(cè)面斜度取 5°- 10°。對(duì)于壁厚小于 3㎜，質(zhì)量200ɡ 以下的塑件，可采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定其截面大底邊寬度尺寸：D=0.2654 4Lm式中： D——梯形的大底邊寬度，mmm——塑件的質(zhì)量，gL——分流道的長(zhǎng)度，mm對(duì)于 U 形截面的分流道，H=1.25R，R=0.5D。2.分流道的長(zhǎng)度 分流道要盡可能短，且少?gòu)澱?，以利于最?jīng)濟(jì)地使用原料和減少注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失。若分流道設(shè)計(jì)得比較長(zhǎng)時(shí)，其末端應(yīng)留有冷料穴，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入模腔。3.道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度一般取 1.6um 左右，不需要很低，這樣的表面有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。4.分流道的布置 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式兩類。平衡式布置是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度，端面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等，這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，使成型的塑件力學(xué)性能基本一致。但是，這種形式的布置使分流道比較長(zhǎng)。非平衡式布置是指分流道到各型腔澆口長(zhǎng)度不相等的布置，這種布置使塑件進(jìn)入各型腔有先有厚，因此不利于均衡送料，但對(duì)型腔數(shù)量多的模具，為了不使流道過(guò)長(zhǎng)，也常采用。為達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，各澆口的斷面尺寸要制作得不同，在試模中要多次修改才能實(shí)現(xiàn)。5.分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ① 保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡。② 流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。③ 分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)定模板上，合模后形成分流道截面形狀。④ 分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)渡。7.4 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是聚集料流前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。底部帶有拉 料桿的冷料井，且選用帶有 Z 字形拉 料桿，具體如圖 5 所示：圖 5 1．主流道 2.冷料井 3.拉料桿7.5 澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的最短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀，位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的作用 ① 熔體充模后，澆口處首先凝固，可防止注射機(jī)螺桿（或柱塞）后退時(shí)熔體向分流道回流。② 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)產(chǎn)生摩檫熱，使熔體升溫，有助于充模。③ 易于切除澆口余料，二次加工方便。④ 對(duì)于多型腔模具，澆口能用來(lái)平衡進(jìn)料，對(duì)于多澆口單型腔模具，澆口不僅可以用來(lái)平衡進(jìn)料，還可以用來(lái)控制熔合紋在塑件中的位置。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，斷面積為分流道斷面積的 3% -9% , 斷面形狀為矩形或圓形，澆口的長(zhǎng)度為 1-1.5mm。在設(shè)計(jì)澆口時(shí)，往往先取較小的尺寸值，以便在試模時(shí)逐步加以修正。澆口的類型 盤形澆口又稱薄板澆口或圓環(huán)形澆口。盤形澆口用于內(nèi)孔較大的圓筒形塑件，或具有較大正方形內(nèi)孔的塑件，澆口在整個(gè)內(nèi)孔周邊上，塑料熔體由內(nèi)孔周邊上以大致相同的速度進(jìn)入型腔。塑件不會(huì)產(chǎn)生熔接痕，型芯受力均勻，空氣順序排除。 d -- 澆口深度 l -- 澆口長(zhǎng)度 n -- 塑件系數(shù) t – 塑件厚度澆口尺寸在制作時(shí) 可取小些，在加工，試模時(shí)再進(jìn)行修改。 L1=2澆口位置 澆口位 置開設(shè)正確與否，對(duì)塑件的成型性能和質(zhì)量影 響很大，因此合理選擇澆口位置是設(shè)計(jì)澆注系 統(tǒng)時(shí)的重要環(huán)節(jié)。在確定澆口位置時(shí)， 應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：①盡量縮短流 動(dòng)距離②澆口應(yīng)開設(shè) 在塑件壁最厚處③盡量避免塑件出現(xiàn)熔合痕④避免在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置⑤澆口應(yīng)開設(shè)在不影響型芯穩(wěn)定性的部位⑥澆口應(yīng)開設(shè)在不影響塑件外觀的部位⑦澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體斷裂7.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具型腔在塑料熔體充填過(guò)程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固