口杯蓋注塑模具設(shè)計(jì),口杯,注塑,模具設(shè)計(jì) 1 制品的工藝分析 1.1制品(某型口杯蓋)分析 1.1.1見(jiàn)其零件圖 1.1.2塑料名稱:聚乙烯(PE) 1.1.3色調(diào) 淡綠色 不透明 1.1.4生產(chǎn)綱領(lǐng) 大批大量 1.1.5制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 1.1.5.1結(jié)構(gòu)分析 該制品為一口杯蓋,表面有一階梯, 小階梯的外圓面有突起,這就增大了成型的難度,兩 外圓面分別在兩個(gè)型腔成型,必須保證同軸度, 所 以在模具設(shè)計(jì)和制造上要有精密的定位措施和良 好的加工工藝，以保證傳動(dòng)精度。 1.1.5.2成型工藝分析 1.1.5.2.1精度等級(jí) 采用一般精度6級(jí) 1.1.5.2.2脫模斜度 因本設(shè)計(jì)中采用的是瓣合模， 所以不需要考慮脫模，也就是說(shuō)脫模斜度為零度 1.2材料的性能分析 聚乙烯（PE）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料來(lái) 源充足，而且聚乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，耐化學(xué)腐 蝕性能，耐低溫性能和良好的加工流動(dòng)性，因此PE及其 制品生產(chǎn)非常迅速. 1.2.1注射成形過(guò)程 對(duì)PE的色澤、細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。 1.2.2PE的注射工藝參數(shù) 注射機(jī)：注塞式 噴嘴形式:直通式 噴嘴溫度:230~ 240 料筒溫度（）： 前段 250 ~ 280 中段 ----- 后段 240 ~ 260 模具溫度（）：80 ~ 100 注射壓力（）：80 ~ 130 保壓力（）：40~ 50 成形時(shí)間（ s ）：注射 0 ~ 5 保壓時(shí)間 20 ~ 50 冷卻時(shí)間 20 ~ 50 成形周期 50 ~ 140 1.2.3 PE的使用性能 耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,輻照改性.可用玻璃纖維增強(qiáng)其熔點(diǎn),剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有突出的電氣性能和良好的耐輻射性.高壓聚乙烯柔軟性,伸長(zhǎng)率,沖擊強(qiáng)度和透明性較好,超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨,用冷壓燒結(jié)成型. 1.2.4PE的主要性能指標(biāo) PE的主要性能指標(biāo) 密度g/cm3 0.95 彈性模量MPa 0.84~0.95×103 比容cm3/g 1.03~1.06 彎曲強(qiáng)度MPa 208~400 吸水率%（24h） 小于0.01 抗拉屈服強(qiáng)度MPa 220~390 收縮率% 1.5~3.0 熔點(diǎn)°C 105~137  2擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式 2.1確定型腔數(shù)量及排列方式 當(dāng)塑料制件的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型 腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點(diǎn)： 2.1.1塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致； 2.1.2工藝參數(shù)易于控制； 2.1.3模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡(jiǎn)化。 一般來(lái)說(shuō)，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于精度要求不高的小型制品（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn) 效率大為提高。 由以上分析初步定為一模兩腔, 見(jiàn)圖。 2.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定 2.2.1多型腔單分型面模具：制品外觀質(zhì) 量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品， 可采用此結(jié)構(gòu)。 2.2.2多型腔多分型面模具：制品外觀質(zhì)量 要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可 采用此結(jié)構(gòu)。 該制品外觀質(zhì)量要求較高，分析該制品樣品 所采用的澆口位置、分型面位置、推出機(jī)構(gòu)的 痕跡，可知澆口為一般側(cè)澆口，并可初步擬定 采用兩型腔雙分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，其中雙 分型面為：水平、垂直分型面。  3注塑機(jī)型號(hào)的確定 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，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)出符合求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步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、推出型式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注塑機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(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。 3.1注射機(jī)的選用原則： 3.1.1計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量） 的0.8倍； 3.1.2模具成型時(shí)需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力； 3.1.3模具型腔注射時(shí)所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力； 3.1.4模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大，最小閉合高度之間； 3.1.5模具脫模取出朔件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開(kāi)模行程； 3.1.6模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時(shí)應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對(duì)應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對(duì)應(yīng)，注射機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足脫件條件。 3.2有關(guān)制品的計(jì)算 根據(jù)零件圖提供的樣品，便可以根據(jù)樣品測(cè)繪得出制品體積，同時(shí)也可以借助計(jì)算機(jī)輔助軟件(如：Pro/E軟件等)建立制品模型（對(duì)于沒(méi)有提供樣品的設(shè)計(jì)，也可以由所提供的制品圖樣建立模型），這樣既便于較精確的計(jì)算制品的各個(gè)參數(shù)，又更為直觀、形象。因條件所限,本設(shè)計(jì)是由測(cè)繪所的體積 3.2.1制品的體積為：V1=36.99（cm3） 質(zhì)量為：m=0.95g/cm336.99 cm3=35.15g 3.2.2初步估計(jì)澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的0.7倍： V2=36.990.7 =24.605（cm3） 本設(shè)計(jì)中取V2=25（cm3） 3.2.3該模具一次注射共需塑料的體積約為： V0=2V1+ V2 =98.98（cm3） 3.3注射機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為XS—ZY—125的注射機(jī)。 近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)的機(jī)型很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的“注射機(jī)使用說(shuō)明書”上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為XS—ZY—125的注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表： XS—ZY—125注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 額定注射量（cm3） 125 螺桿(柱塞)直徑（mm） 42 注射壓力（MPa） 150 注射行程（mm） 115 注射時(shí)間(s) 1.6 鎖模力（kN） 900 最大成型面積（cm2） 320 最大開(kāi)合模行程（mm） 300 模具最大厚度（mm） 300 模具最小厚度（mm） 200 合模方式 液壓—機(jī)械 噴嘴球頭半徑（mm） SR12 頂桿中心距（mm） 230 噴嘴孔徑（mm） 4 3.4注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 3.4.1注射壓力的校核： 該注射機(jī)的注射壓力為150MPa，PE的注射壓力為80～ 130MPa，所以能夠滿足要求。 3.4.2由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n： 上式右邊=3.652 （符和要求） 式中K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 M——注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h） T——成形周期 M2——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3） M1——單個(gè)制品的質(zhì)量和體積（g或cm3） 3.4.3按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量n： =2.063 2.0637.32 （符合要求） 式中 Mn——注射機(jī)允許的最大注射量（g或cm3） 3.4.4按注射機(jī)的鎖模（合模）力的校核 注射模從分型脹開(kāi)的力（鎖模力）應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，既 FP（n A1+ A2） 式子的右面為429932.8（符合要求） 式中F——注射機(jī)的額定鎖模力（N） A1——單個(gè)制品在模具分型面上的投影面積（mm2） A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2） p——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)的壓力為20~40Mpa；成型一般制品為24~34Mpa；精密制品為39~44Mpa。 本設(shè)計(jì)中取模腔內(nèi)的平均壓力為40Mpa n——型腔個(gè)數(shù) 3.4.5開(kāi)模行程的校核：SmaxS=H1+H2+5～10 上式右邊S=32+34+46+5 =117mm（符合要求） 式中Smax——注射機(jī)最大開(kāi)模行程（mm） H1——推出距離（脫模距離）（mm） H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm） 4 分型面位置確定 模具上用以取出制品和（或）澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。分型面的選擇不緊關(guān)系到塑件的正常成型和脫模具,而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本.在制品設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成形時(shí)分型面的形狀和位置，否則無(wú)法用模具成形。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。 分型面的選擇應(yīng)遵守如下原則： 4.1分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處,無(wú)論塑件以何方位布置型腔,都應(yīng)將此作為首要原則； 4.2有利于保證制品的外觀質(zhì)量,分型面上型腔壁面稍有間隙,熔體就會(huì)在塑件上產(chǎn)生飛邊； 4.3盡可能使制品留在動(dòng)模一側(cè),因?yàn)樵趧?dòng)模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便易行； 4.4有利于保證制品的尺寸精度； 4.5盡可能滿足制品的使用要求； 4.6盡量減少制品在合模方向上的投影面積,以減小所需鎖模力； 4.7長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向,當(dāng)塑件在相互垂直方向都需設(shè)置型心時(shí),將較短的型心設(shè)置在4側(cè)抽芯方向,有利于減小抽拔距離； 4.8有利于排氣； 4.9有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu),應(yīng)盡量避免側(cè)向分型或抽芯； 4.10在選擇非平面分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。 對(duì)于該設(shè)計(jì)，在進(jìn)行制品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮了上述原則，從所提供樣品采用的分型面可知：第一分型面與開(kāi)模方向垂直；進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，在充分考慮上述原則的基礎(chǔ)上，可得出：第二分型面與制品推出方向平行。 5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)制品質(zhì)量影響很大。他的作用是將塑料熔體順利地充滿到模具行腔深處,以獲得外形輪廓清晰,內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件. 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料穴、澆口。 5.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 5.1.1澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應(yīng)有壓降,流量和溫度的分布的均衡布置； 5.1.2結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置； 5.1.3盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時(shí)間； 5.1.4澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動(dòng)、避免產(chǎn)生湍流、渦 流、噴射和蛇形流動(dòng)，有利于排氣和補(bǔ)縮，且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料； 5.1.5避免高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生； 5.1.6澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和整修； 5.1.7熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù)先考慮到熔 接痕的部位、形態(tài)，以及對(duì)制品質(zhì)量的影響； 5.1.8盡量減少因開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量； 5.1.9澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有 IT8以上的精度要求； 5.1.10設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施； 5.1.11盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無(wú)法重合應(yīng)使兩者的偏離距離盡可能小。 5.2主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的順利拔出。 5.2.1主流道尺寸 5.2.1.1主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5～1 =4+0.5～1 取d =5（mm） 這樣便于噴嘴和主流道能同軸對(duì)準(zhǔn),也能使的主流道凝料能順利脫出 5.2.1.2主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑R,應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的2～3mm.反之,兩者 不能很好的貼合,會(huì)讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難. SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+2～3 取SR=12+2=14（mm） 5.2.1.3主流道長(zhǎng)度L，一般按模板厚度確定，但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50之內(nèi)在出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)流道時(shí)，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設(shè)計(jì)中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu) 取L=35（mm） 5.2.1.4主流道大端直徑 D=d+2Ltgα（半錐角α為1°～ 2°，取α=2°） ≈8 取D=8（mm） 5.2.2主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行 加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為53～57HRC。由于該模 具主流道較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)成分體式較宜。其定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸 插圖 5.2.3主流道襯套的固定 主流道襯套的固定 插圖， 5.3冷料穴的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10～25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成形性能不佳，如果這里相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴（冷料井）。 冷料穴的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。 5.3.1主流道冷料穴 主流道冷料穴常設(shè)在主流道的末端，開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出,所以冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑.由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型，冷料穴分別開(kāi)在左右瓣合模上，開(kāi)模時(shí)，將主流道中的凝料拉出來(lái)；側(cè)向分型時(shí)，冷料穴中的凝料會(huì)制動(dòng)脫落。 Z形冷料穴 其中D為主流道大端直徑,該模具取d=D=8 (mm), 插圖 5.3.2分流道冷料穴 當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為分流道冷料穴，以儲(chǔ)存前 鋒冷料，其長(zhǎng)度為分流道直徑的1.5～2倍。 　　該模具的分流道冷料穴與流道的截面形狀相同，直徑逐漸縮小的半圓形 插圖 5.4分流道的設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑 料熔體的流動(dòng)通道，其作用是通過(guò)流道截面及方向變化，使熔料能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注入型腔。分流道最理想的設(shè)計(jì)就是把流動(dòng)樹脂在流道中的壓降降到最小。在多種常見(jiàn)截面當(dāng)中，圓形截面的壓降是最小的。 5.4.1分流道的形狀及尺寸 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形、矩形、六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可以用流道截面積與其周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。各種截面的效率見(jiàn)表 圓形 矩形 六角形 半圓形 梯形 四方形 效率見(jiàn)課本59面 因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來(lái)粗略地估計(jì)分流道的直徑，也常用塑料的分流道直徑的推薦值，對(duì)于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200克以下的塑件，可以用以下的經(jīng)驗(yàn)公式確定分型面的直徑： 式中 B―分流道直徑（mm） m―流經(jīng)分流道的塑料量（g） L―分流道的長(zhǎng)度（mm） 根據(jù)公式計(jì)算得 修改 =2.72（mm）（故不在適用范圍） 插圖 計(jì)算結(jié)果不在給定的推薦值內(nèi)，在本設(shè)計(jì)中取12mm 部分常用塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍 塑料名稱 分流道斷面尺寸mm 塑料名稱 分流道斷面尺寸mm ABS、AS 4.8～9.5 聚苯乙烯 3.5～10 聚乙烯 1.6～9.5 軟聚氯乙烯 3.5～10 尼龍類 1.6～9.5 硬聚氯乙烯 6.5～16 聚甲醛 3.5～10 聚氨酯 6.5～8.0 聚丙烯 5～10 聚苯醚 6.5～10 丙烯酸塑料 8～10 聚砜 6.5～10 5.4.2分流道長(zhǎng)度 長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，且少?gòu)澱? 該模具分流道的長(zhǎng)度為：140 5.4.3分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處取Ra=0.8μm。 5.4.4分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分為平衡式與非平衡式兩種。不管有多少種布置形式，總的來(lái)說(shuō)應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式 5.4.5分流道與澆口部分的連接 插圖 見(jiàn)課本63 5.5澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，它的作用是增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料，以保證充填實(shí)，確保制品質(zhì)量。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)制品的質(zhì)量影響很大。 5.5.1澆口的主要作用有如下幾點(diǎn)： 熔體充模后，首先在澆口處凝結(jié)，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流； 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模； 易于切除澆口尾料； 對(duì)于多型腔模具，澆口能用來(lái)平衡進(jìn)料。對(duì)于多澆口的單型腔模具，澆口還能用以 控制熔接痕的位置。 5.5.2澆口尺寸的確定 澆口的截面積一般為分流道截面積的3%～9%，截面的形狀多為矩形（寬度與厚度的比為3：1）或圓形；澆口長(zhǎng)度約為0.5～2.0mm左右。在設(shè)計(jì)的時(shí)候一般取小值，在以便在試模時(shí)修正。澆口最終的具體尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和零件的尺寸和形狀的要求確定。 5.5.3澆口位置的選擇 澆口位置與數(shù)量對(duì)制品質(zhì)量影響很大，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則： 5.5.3.1澆口應(yīng)設(shè)在能使型腔的各部位、各角落同時(shí)充滿的位置； 5.5.3.2澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從厚斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料； 5.5.3.3澆口應(yīng)設(shè)在有利于排除型腔中氣體的部位； 5.5.3.4澆口應(yīng)設(shè)在避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋的部位； 5.5.3.5對(duì)于帶有長(zhǎng)型心的模具，澆口應(yīng)設(shè)置在能使進(jìn)料沿型心軸向均勻進(jìn)行，以免型心被熔體沖擊而變形； 5.5.3.6澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體的斷裂； 5.5..3.7澆口的設(shè)置應(yīng)不影響塑件的外觀； 5.5.3.8澆口不要設(shè)置在塑件使用中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位。 5.5.4澆口結(jié)構(gòu)的形式 注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，不同類型的澆口其尺寸、特點(diǎn)及應(yīng)用情況個(gè)不相同。按澆口的特征可分為限制澆口（既封閉式澆口，在分流道與型腔之間有突然縮小的阻尼式澆口）和非限制澆口（既開(kāi)放式澆口，又稱直接澆口或主流道式澆口）；按澆口形狀可分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)行澆口及薄片式澆口；按澆口的特征性質(zhì)可分為潛伏式澆口、護(hù)耳澆口；按澆口所在的塑件的位置可分為中心澆口和側(cè)澆口等。 對(duì)于該模具，是中小型制品的多型腔模具，同時(shí)從塑件的形狀等各方面分析知采用的是點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口又稱橄欖形澆口或菱形澆口，是種截面尺寸特小的圓形澆口。點(diǎn)澆口一般設(shè)在型腔底部，排氣暢通，成型良好，塑件無(wú)不良痕跡。有利于實(shí)現(xiàn)制動(dòng)化操作，常用于成型如殼盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件，能制動(dòng)切斷澆口凝料。 插圖 見(jiàn)2。563面 5.5.5澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 根據(jù)模具的實(shí)際情況，再結(jié)合所提供經(jīng)驗(yàn)值得 側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦尺寸 制品壁厚/mm 側(cè)澆口尺寸/mm 點(diǎn)澆口的直徑d（mm） 澆口長(zhǎng)度 l/mm 深度h 寬度w <0.8 0~0.5 0~1.0 0.8~1.3 1.0 0.8~2.4 0.5~1.5 0.8~2.4 2.4~3.2 1.5~2.2 2.4~3.3 3.2~6.4 2.2~2.4 3.3~6.4 1.0~3.0 綜上得此點(diǎn)澆口尺寸： 6.脫模推出機(jī)構(gòu)的確定 注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)，稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作。既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動(dòng)分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。 6.1脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 制品推出（頂出）是注射成形過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則： 6.1.1.結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度，且推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)； 6.1.2.保證制品不因推出而變形損壞； 6.1.3.機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠； 6.1.4.保證良好的制品外觀； 6.1.5盡量使塑件留在動(dòng)模一邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。 6.2制品推出的基本方式 按模具中的推出零件分 6.2.1推桿推出：推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式，常用的推桿形式有圓形、矩形、“D”形。 6.2.2.推件板推出：對(duì)于輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)的制品，采用推件板推出結(jié)構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定。 6.2.3.推管推出：適用于薄壁圓桶形塑件。 6.2.4推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。 6.2.5利用成型零件推出制品的脫模：使用于羅紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件 6.2.6．多元聯(lián)合式脫模：對(duì)于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機(jī)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作以完成脫模過(guò)程。 本套模具的設(shè)計(jì)中，的推出機(jī)構(gòu)形式不算太復(fù)雜，全部采用推推件板推出。每個(gè)塑件采用4根推桿推推板推出，推桿與推板采用螺栓連接。推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙（由于該套模具各制品的6根推桿分布比較緊湊，故采用單邊0.25mm的間隙），這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象此推桿與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合；推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙；工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8，推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50， 插圖 1。445 6.3帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu) 鑒于本設(shè)計(jì)的特殊性，需脫螺紋。 塑件的內(nèi)羅紋由螺紋型心成型，外螺紋由螺紋型環(huán)成型，所以帶螺紋塑件的脫出可分為強(qiáng)制脫螺紋、活動(dòng)螺紋型心或螺紋型環(huán)以及旋轉(zhuǎn)脫螺紋三大類。 強(qiáng)制脫螺紋，這種模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通常用于精度不高的塑件。 6.3.1利用塑件的彈性脫螺紋：對(duì)于聚乙烯、聚丙烯等具有彈性的塑料，可以采用脫模板將塑件從螺紋型心上強(qiáng)制脫出。 6.3.2利用硅橡膠螺紋型心脫螺紋：是在硅橡膠型心中插入芯桿，在開(kāi)模時(shí)，芯桿先從橡膠中脫出，使橡膠螺紋型心產(chǎn)生收縮，再由推桿將塑件強(qiáng)迫脫出。因本設(shè)計(jì)中，塑件所用的材料是聚乙烯，且精度等級(jí)要求的不高，所以比較適合強(qiáng)制脫模，在此其它脫模方式就不再一一介紹。 插圖 6.4脫模斜度的確定 在注射模一般的設(shè)計(jì)中，為了使塑件成型后易于從模具型腔內(nèi)脫模，在垂直分型面的定模與動(dòng)模型腔和型心工作面上，必須設(shè)計(jì)出脫模斜度。而本設(shè)計(jì)因?yàn)樗芗男螤畛叽缣厥猓捎玫氖前旰夏３尚?，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就不需要再考慮脫模斜度的問(wèn)題。 7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有于開(kāi)模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時(shí)，除極少數(shù)情況可以強(qiáng)制脫模外，一般都需要將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個(gè)塑件從模具中取出，完成側(cè)向活動(dòng)型心的抽出和復(fù)位的這種機(jī)構(gòu)就叫做抽芯機(jī)構(gòu)。 這種模具脫出塑件的運(yùn)動(dòng)有兩種情況：一是開(kāi)模時(shí)優(yōu)先完成側(cè)向分型和抽芯，然后推出塑件；二是側(cè)想抽芯分型與塑件的推出同步進(jìn)行。 7.1側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn) 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)按其動(dòng)力來(lái)源可分手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、氣動(dòng)或液壓三大類。 7.1.1手動(dòng)側(cè)抽芯：這種模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊場(chǎng)合下應(yīng)用，如試制新產(chǎn)品或小批量生產(chǎn)。 7.1.2機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯：開(kāi)模時(shí)，依靠注射機(jī)的開(kāi)模動(dòng)力，通過(guò)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向，將活動(dòng)零件抽出。機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯操作方便、生產(chǎn)效率高、便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制動(dòng)化，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)形式主要有：斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯、斜彎銷側(cè)抽芯、斜滑塊側(cè)抽芯、齒輪齒條側(cè)抽芯以及彈簧側(cè)抽芯。 7.1.3液壓或氣動(dòng)抽芯：在模具上配置專門的油缸或氣缸，通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行側(cè)向抽芯。這類機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是抽拔力大、抽芯距離長(zhǎng)、動(dòng)作靈活且不受開(kāi)模過(guò)程限制，常在大型注射機(jī)中使用。 7.2脫模阻力的計(jì)算 脫模力是指將塑件從型心上脫出時(shí)所需克服的阻力。它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的重要依據(jù)之一。脫模阻力的計(jì)算式與抽拔力相同，由于影響脫模力的因素很多，例如塑件的壁厚、塑件包容截面形狀的大小、塑件的性能、成型的工藝參數(shù)等，如要全面考慮這些因素較困難，在生產(chǎn)過(guò)程中只要考慮主要因素，因此可按簡(jiǎn)化公式計(jì)算： Q=Ahq（μcosa-sina） =105.600（KN） 式中 Q—抽拔力（N） A— 側(cè)型心被包緊的截面周長(zhǎng)（cm）； h—成型部分深度（cm）； q—單位面積積壓力，一般取800~1200（N/ mm2）； μ—摩擦系數(shù)，取0.1~0.2； a—脫模斜度。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用的是瓣合模，所以脫模斜度是零度。 7.2抽拔距的確定 抽拔距：型心從成形位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動(dòng)的距離稱為抽拔距。當(dāng)原材料確定時(shí)，抽拔力的大小與模具的結(jié)構(gòu)和塑件的形狀有密切的關(guān)系。一般抽拔距等于成形側(cè)孔或側(cè)凹的深度加上2~3mm。在結(jié)構(gòu)比較特殊時(shí)，當(dāng)成形的塑件是圓形的線圈骨架時(shí)，其抽拔距按以下公式計(jì)算： S= 約為18 計(jì)算結(jié)果 根據(jù)計(jì)算結(jié)果和塑件的形狀分析本設(shè)計(jì)中采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 7.3斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是最常用的一種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、安全可靠等特點(diǎn)，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)的幾種形式：斜導(dǎo)柱在定模，滑塊在動(dòng)模；斜導(dǎo)柱在動(dòng)模，滑塊在定模；斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模；斜導(dǎo)柱和滑塊同在動(dòng)模； 本設(shè)計(jì)中采用的是斜導(dǎo)柱在動(dòng)模，滑塊在定模的那種。 7.4斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 7.4.1斜導(dǎo)柱和滑塊孔的配合間隙應(yīng)有0.5~1mm的間隙，以保證開(kāi)模瞬間使塑件松動(dòng)，并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動(dòng)作。 7.4.2斜導(dǎo)柱的傾角a一般取15°~25°，而鎖緊楔的楔角應(yīng)大于a，一般為a+（2~3）°。 7.4.3活動(dòng)型心可以與滑塊做成一體，也可以將活動(dòng)型心安裝在滑塊上成組合式，其連接必須牢固可靠。 7.4.4滑塊在導(dǎo)滑槽中活動(dòng)必須平穩(wěn)順利，不得發(fā)生卡死或跳動(dòng)現(xiàn)象。 7.4.5為防止滑塊在成性過(guò)程中受力而移動(dòng)，需用鎖緊楔鎖緊。 7.4.6為使滑塊在抽芯完畢，停留在規(guī)定位置上，必須用定位裝置。 7.4.7斜導(dǎo)柱在定模，滑塊在動(dòng)模的結(jié)構(gòu)，必須考慮滑塊復(fù)位時(shí)與推出機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉的現(xiàn)象。 7.5開(kāi)模行程及斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度的計(jì)算 7.5.1開(kāi)模行程的計(jì)算 開(kāi)模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開(kāi)合距離，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程，由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同，開(kāi)模行程有不同的計(jì)算方式： 7.5.1.1對(duì)單分型面注射模，所需開(kāi)模行程H為： S≥H=H1+H2+（5~10）mm 式中， H1—塑件推出距離（也可以作凸模高度）（mm）； H2—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm）； S—注射機(jī)移動(dòng)板最大行程（mm）； H—所需開(kāi)模行程（mm）。 7.5.1.2對(duì)雙分型面注射模，開(kāi)模行程為： S≥H=H1+H2+a+（5~10）mm 式中，a—中間板與定模的分開(kāi)距離（mm）。 7.5.1.3根據(jù)以上情況和對(duì)塑件的分析得： S≥H=H1+H2+（5~10）mm =32+34+（5~10）mm 初步定為72mm 7.5.2斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算 根據(jù)以上的要求，取斜導(dǎo)柱的傾角為22°，故斜導(dǎo)柱用于抽芯的有效長(zhǎng)度為 L=18/sina 約為51.5 綜合以后的考慮初步確定其總長(zhǎng)為70mm 插圖 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開(kāi)模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向零件的作用：模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí)，保證動(dòng)、定模之間一定的方向和位置，導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起導(dǎo)向和定位作用。 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 8.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的分類 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。 8.1.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)適用于精度要求高，生產(chǎn)批量大的模具。當(dāng)對(duì)于小批生產(chǎn)的簡(jiǎn)單模具，可不采用導(dǎo)套，直接與模體間隙配合。同時(shí)在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)和應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 8.1.1.1導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 8.1.1.2導(dǎo)柱的長(zhǎng)度比型心端面的高度高出6~8mm，以免型心進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞； 8.1.1.3導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度，長(zhǎng)采用20號(hào)低碳鋼經(jīng)滲碳0.5~0.8mm，淬火48~55HRC，也可采用T8A碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理，導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4μm。 8.1.1.4為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 8.1.1.5導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，可以保護(hù)型心不受損壞，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配形式。 8.1.1.6一般導(dǎo)柱的滑動(dòng)部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分的配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H7/k6。 8.1.1.7除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。 8.1.1.8導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的大小而決定，也可參考標(biāo)準(zhǔn)模架的數(shù)據(jù)。 8.1.2本設(shè)計(jì)中導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 對(duì)以上各個(gè)條件的綜合考慮，本設(shè)計(jì)中采用了四根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置。該模具導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模固定板上，因塑件的尺寸不大所以就沒(méi)有設(shè)置導(dǎo)套，這無(wú)論是從加工的角度，還是從經(jīng)濟(jì)的角度都是比較合理的。一個(gè)合理的導(dǎo)柱應(yīng)該使整套模具在合模時(shí)，保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞.當(dāng)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，也可確保同軸度要求。 插圖 導(dǎo)柱示意圖 9. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料在成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑料質(zhì)量。 模具溫度過(guò)高，成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和黏模。 模具溫度過(guò)低，則熔體流動(dòng)性差，塑件輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷。 當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型心和型腔溫度差過(guò)大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。所以在模具中需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使在工作過(guò)程中達(dá)到理想的溫度，才能產(chǎn)出塑件的所需的要求。注射模設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過(guò)控制模具溫度，使注射成形具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。所以必須用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)模具的溫度進(jìn)行控制。 通常溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種。對(duì)模具是加熱還是冷卻需要根據(jù)塑料的品種，塑件的結(jié)構(gòu)形狀，尺寸大小，生產(chǎn)率及塑料成形工藝對(duì)模具的要求等來(lái)定。 9.1加熱系統(tǒng) 熱澆道模具以及成形熱固性塑料模具到需設(shè)加熱系統(tǒng)。對(duì)大多數(shù)熱塑性塑料，當(dāng)成形溫度 80oC以上時(shí)，模具應(yīng)設(shè)加熱系統(tǒng)。由于該套模具的模溫要求無(wú)需設(shè)置加熱裝置。 9.2冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200oC左右，而制品固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60oC以下。熱塑性塑料在注射成形后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件的定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍66等），因?yàn)槌尚喂に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻，以使塑件在模內(nèi)加快冷卻定型縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。 PE的成形溫度、模具溫度脫模溫度分別為150～250oC、50～70oC、70～110oC。 9.2.1冷卻介質(zhì)：有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看螅瑐鳠嵯禂?shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道。 9..2.2冷卻裝置的理論計(jì)算（僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流的散熱，而忽略其它因數(shù)） 對(duì)于大型模具，從理論上講，被傳導(dǎo)給模具型腔內(nèi)的總熱量應(yīng)由塑料熔體釋放出的熱量，和高溫噴嘴頭向模具的接觸傳熱兩部分組成。 （1）制品厚度與冷卻時(shí)間的關(guān)系：該制品平均厚度為2mm，其冷卻時(shí)間略為30s，成型總周期在50～60s。 （2）假設(shè)由塑料放出的熱量全部傳給模具，則該塑料每小時(shí)所放出的熱量為： Q—熔融塑料每小時(shí)所放出的熱量（J/h） G—每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)，kg） G=94.90510-3（kg） n—每小時(shí)的注射次數(shù) H焓—塑料從熔融狀態(tài)進(jìn)入型腔的溫度到塑料冷卻后的脫模溫度焓之差（J/kg） =4.2105 （J/kg） 其中 Cs—塑料的比熱容，PE的Cs=2554 若考慮塑料的溶解潛熱，則每千克塑料所放出的總熱量為： =5.5105 （J/kg） 則 =5.2105（J/h） 在不考慮其它熱量損失時(shí)，可認(rèn)為塑料所放出的熱量等于冷卻介質(zhì)帶走的熱量，由 =12.24（kg/h） 式中 W—每小時(shí)所需冷卻介質(zhì)的質(zhì)量（kg/h） t2—冷卻介質(zhì)的出口溫（K） t3—冷卻介質(zhì)的入口溫度（K） c—冷卻介質(zhì)的比熱容 由以上計(jì)算得冷卻水的體積流量為 =0.2210-3（m3/min） 由表5—2[3]得，該模具的冷卻管道直徑8mm，冷卻水最低流速為v=1.66（m/s） 冷卻水道的長(zhǎng)度為=840（mm） 9.2.3.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡。 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻的效果越均勻。 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當(dāng)塑件的壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等。 澆口處加強(qiáng)冷卻，一般在注射成型時(shí)，澆口附近的溫度最高。 應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差，如果進(jìn)水與出水的溫差過(guò)大，將使模具的溫度分布不均勻。 合理選擇冷卻水道的形式，對(duì)于收縮大的塑件應(yīng)沿收縮方向開(kāi)設(shè)冷卻水孔。 合理確定冷卻水管接頭位置。 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要通盤考慮。 冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過(guò)程中造成損壞。 9.2.4冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式 簡(jiǎn)單流道式：即通過(guò)在模具上直接大孔，并通以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的形式。水道直徑為8mm，在兩瓣合模上、下各布置一根，左右對(duì)稱布置。 螺旋式：其特點(diǎn)是使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀回路，冷卻效果較好，但制造較麻煩，所以現(xiàn)場(chǎng)一般不采用。 隔片導(dǎo)流式：用于多型芯的冷卻水道。 噴流式：是在型心中間裝有一個(gè)噴水管，用于長(zhǎng)型心的冷卻形式。 導(dǎo)熱桿及導(dǎo)熱型心式：在型心上鑲有導(dǎo)熱性好的合金，冷卻水與合金的全部或尾部接觸，一提高冷卻效率。 綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開(kāi)設(shè)冷卻水道即可，均采用簡(jiǎn)單流道式。 10.模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 以上內(nèi)容確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。在學(xué)校作設(shè)計(jì)時(shí)，模架部分要自行設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。模板周界尺寸使用括號(hào)內(nèi)的尺寸時(shí)，原組合零件的規(guī)定尺寸允許增減。 模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時(shí)對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架180×L，其中L取250mm，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。 兩模板之間應(yīng)有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)兩塊模板。 10.1定模座板（250250，厚30mm） 主流道襯套與固定孔為H7/m6過(guò)渡配合） 10.2定模板（180250，厚16mm） 用于塑件的部分成型 10.3動(dòng)模固定板（160250，厚20mm） 在本設(shè)計(jì)中，也是型心的支承板，斜導(dǎo)柱的固定板 10.4支承板（180250，厚20mm） 支承板的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用45鋼，經(jīng)熱處理235HB或50鋼、40Cr、40MnB等調(diào)質(zhì)235HB，或結(jié)構(gòu)鋼Q235～Q275。還起到了支承的作用，其要承受成形壓力導(dǎo)致的模板彎曲應(yīng)力。 10.5墊塊（38250，厚54mm） 墊塊：是用來(lái)連接支承板與動(dòng)模座板的零件。 主要作用：在動(dòng)模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 結(jié)構(gòu)型式：可以是平行墊塊、也可以是拐角墊塊（該模具采用平行墊塊）。 墊塊一般用中碳鋼制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨鑄鐵等。 墊塊的高度計(jì)算： h墊塊=h限釘+h頂墊+h頂固+s頂+Δ =54mm 式中 Δ—頂出行程的富裕量，一般為3～6mm，以免頂出板頂?shù)絼?dòng)模墊板 10.6動(dòng)模座板（250250，厚25mm） 其注射機(jī)頂桿孔為?40mm； 其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。 10.7瓣合模（180250，厚33mm） 其導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱為H7/m6過(guò)渡配合。 10.8推板（78196，厚5mm） 在此模具中不是平常說(shuō)的完全意義的推板，而是直接和推桿固定的一塊薄板 11 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 塑料在成型加工過(guò)程中，用來(lái)充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構(gòu)成這個(gè)型腔的零件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型心、型環(huán)或成形桿等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩檫，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時(shí)要考慮零件的加工性和模具的制造成本。 凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成形桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計(jì)算，塑料模具型腔在成形過(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)致溢料飛邊，降低制品尺寸精度并影響順利脫模。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)確定型腔壁厚和底板厚度。 11.1定模（凹模）的設(shè)計(jì) 由于該制品是在比較普通的口杯蓋上多出兩個(gè)對(duì)稱的凸起，用以裝掛環(huán)，使口杯便于攜帶。如果光憑經(jīng)驗(yàn)，看完塑件的第一反映就是這個(gè)設(shè)計(jì)不怎么難?？墒亲屑?xì)分析一下它的結(jié)構(gòu)便知道需要兩個(gè)分型面才能完成零件的注塑。且還有內(nèi)螺紋，增加了脫模的難度。綜合各種因素得，采用瓣合模。故需要?jiǎng)?、定模部分同時(shí)設(shè)置型芯。因塑件尺寸不大，出于經(jīng)濟(jì)的考慮把凹模做成整體式。見(jiàn)圖。 型芯1～2mm。 若定模部分采用單一的圓柱型芯，則瓣合模上的型腔或者此圓柱型芯幾乎無(wú)法加工。所以采用組合型芯，即在單一的圓柱型芯上通過(guò)配合套上一個(gè)開(kāi)有8個(gè)槽的圓筒形型芯。 1.圓柱型芯如圖10-1 （1）采用臺(tái)肩固定的形式，上底面用定模座板壓緊。 （2）尺寸計(jì)算（制品尺寸ds=?100+0.20 hs=180+0.24 ds’=?70+0.20 hs’=80+0.20） ①　 =10+0.22+0.27(mm) 　式中ε—塑料的平均收縮率，PA66為1.5% 圖10-1 圓柱型芯模型 x—取值范圍為[0.5，0.75]，該處均取0.6 Δ—制品的尺寸公差 δ—模具成形零件制造誤差（其它誤差忽略）, 當(dāng)尺寸小于50mm時(shí)， δ=1/4Δ；當(dāng)制品尺寸大于50mm時(shí)，δ=1/5Δ 　 ②　dM’=[(1+ε)ds’+xΔ]0-δ =7+0.175+0.225(mm) ③ hM=[(1+ε)hs+xΔ]0-δ=18+0.354+0.414(mm) ?、? hM’=[(1+ε)hs’+xΔ]0-δ =8+0.19+0.24(mm) （3）加工工藝 序號(hào) 名稱 加工內(nèi)容 設(shè)備 1 下料 準(zhǔn)備?16×46mm的圓鋼坯料 2 車削 平端面，打中心孔 車床C6136 3 車削 粗車大頭外圓及端面（至?15mm） 車床C6136 4 車削 粗車小頭外圓及端面（至?11、?8mm） 車床C6136 5 車削 精車小頭外圓及端面（至?10.4、?7.4mm） 車床C6136 6 鉆孔 鉆?5的孔，深度為2mm 車床C6136 7 車削 精車大頭端面及外圓（至?14.4mm） 車床C6136 8 熱處理 淬火，表面硬度達(dá)54～58HRC 9 磨削 精磨小頭兩外圓?10.4、?7.4至圖紙要求 MQ1350A 10 最后檢驗(yàn) （4）數(shù)控程序： 圖10-3 N01 G92 X30 Z70 N02 G00 G42 X7 Z60 S31 M03 T11 M08 F40 N05 G01 G91 Z-12 N08 G01 X3 N10 G01 Z-33 N12 G01 X4 N14 G01 Z-5 N16 G01 X16 N18 G00 G90 X30 Z70 M02 2.圓筒形型芯見(jiàn)圖10-4 （1）采用臺(tái)肩固定形式，上底面用定模座板壓緊。 （2）尺寸計(jì)算（制品尺寸 Ds=?12.5-0.220 hs=90+0.20） DM=[(1+ε) Ds- xΔ]0+δ=12.5+0.055+0.11(mm)