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1 SMT PROCESS SPECIFICATION CONTENTS 1 SHIPPING STORAGE and PRODUCTION ENVIRONMENT 4 1 1 General 4 1 2 General shipping and storage conditions 5 1 3 Storage and handling conditions for solder paste 6 1 4 Storage and handling conditions for printed wiring boards PWBs 6 1 5 Storage conditions for underfill epoxy materials 7 1 6 Shelf life time for different component categories 8 1 6 1 Expired material handling 8 1 7 Moisture sensitivity levels 8 1 8 Drying baking moisture sensitive devices 9 1 8 1 Drying baking restrictions 9 1 9 DRY STORAGE CONDITIONS 10 2 STENCIL PRINTING PROCESS SPECIFICATIONS 11 2 1 Paste specification 11 2 2 Squeegee 12 2 3 Stencil 12 2 4 Support tables 13 2 5 Printing process parameters stencil printing 13 2 6 Print result validation 14 3 Process control and monitoring 15 3 1 Automated Optical Inspection AOI 15 3 2 Location of the machine in the production line 15 3 3 Utilization of inspection results 15 3 4 Component and paste alarm limits 16 3 5 Specification limits for capability analyses 17 4 PLACEMENT PROCESS SPECIFICATIONS 18 4 1 Nozzles 18 4 2 Feeders 18 4 3 NC Programs 18 4 4 Part Data Vision processing 19 4 5 Placement process management data compatibility table 19 5 Dipping process 20 5 1 Dipping flux specification and handling instructions 20 5 1 1 Storage and handling instructions 20 5 1 2 Flux specifications 20 5 2 Dipping process specifications 21 5 2 1 Dipping device 21 5 2 2 Dipping process parameters 21 6 Reflow soldering profile measurement 22 6 1 Profile measurement equipment 22 6 2 Reflow profile measurement method with standard calibration board 22 7 Standard lead containing soldering process 23 7 1 1 Recommended reflow oven settings 24 8 Lead free soldering process 25 8 1 Reflow profile definition for Pb free process 25 8 2 General Pb free reflow soldering profile specification 26 8 3 Basic profile specification for standard calibration board in Pb free process 27 8 4 Start up settings for Pb free process 29 8 5 Reflow profile measurement on product PWBs 30 2 9 UnderfiLl process 31 9 1 General 31 10 NK ACA SMT Process Specification 33 10 1 ACA Technology Introduction 33 10 2 ACA Process 33 10 3 Anisotropic Conductive Film 35 10 3 1 ACF Material Specification 35 10 3 2 ACA Process Parameters 36 10 3 3 Cooplanarity measurement 37 10 3 4 Measurement of bond line temperature 37 10 3 5 Interposer 38 10 4 ACA Storage Conditions 38 10 5 Interconnection Area Designing for Hitachi Chemical AC 2056T 45 ACF 39 10 6 Bonding Force Calculation 40 11 MANUAL SOLDERING PROCESS AND WORKMANSHIP CRITERIA 41 12 Specifications for visual inspection error criteria faults classification and training material 41 13 Related Documents 41 3 1 SHIPPING STORAGE AND PRODUCTION ENVIRONMENT 1 1 General Global NK Workplace Resources NWR organization specifies and takes care of general environmental conditions in material storage and factory hall containing heating ventilation air conditioning water sewage fire extinguishing systems cooling special HVAC vacuum soldering exhaust etc electrical AC and ESD protection should be take care by Time Zones and factories Environmental conditions should be continuously monitored Longer than four hour weighted average out of specification situations should trigger corrective actions If tighter conditions are required or if these specifications limits can t be remain local air conditioning AC systems like cooler heater and laminar flow cabins must be used More detailed and up to date environmental specifications can be found from Global NK Workplace Resources Intranet pages 4 1 2 General shipping and storage conditions Expected shipping conditions components and materials 1 Relative humidity RH 15 70 Temperature 5 C 40 C General NK Storage conditions 2 Relative humidity RH 10 70 Temperature Temperature 15 C 30 C 3 Component packing level Components must be at least in the first level so called intimate delivery packing MBB Moisture Barrier Bag for humidity sensitive components ESD Electro Static Discharge protective packing Air flow preventive plastic packing vacuum or not but tightly closed Cardboard box if nothing of above mentioned packing are used General storage requirements Materials are not allowed to be stored in direct sun shine not even through windows close to heater cooler humidifier light source close to outdoors so that temperature humidity limits are repeatedly exceeded NK production conditions Relative humidity 35 55 Temperature 20 5 C 26 5 C 1 External environment Materials should be packed so that special requirements like maximum temperatures for underfill epoxy is not exceeded Solder paste has it s own specified shipping condition 2 Look special storage conditions for solder paste and underfill epoxy below 3 Components esp those having high mass e g PWBs should reach factory room temperature before entering process 5 1 3 Storage and handling conditions for solder paste Solder paste storage and handling Storage temperature Refrigerator 0 8 C or paste specific requirements Shelf storage time 6 months max Storage time in room temperature General 4 weeks T 20 5 25 C Alpha Metals OM 338T 2 weeks Stabilization time before usage 4 hours Environment in shipping Temperature 5 25 C Handling instructions Do not store cartridges nozzle end up Paste should warm up in room temperature without extra heating at least 4 hours Do not put paste into refrigerator if it has reach room temperature 1 4 Storage and handling conditions for printed wiring boards PWBs PWB delivery handling and storage conditions Delivery package and storage Air evacuated vacuum Moisture Barrier Bag MBB according EIA 583 class 2 50 panels bag all from same manufacturing lot X out marked panels should be packed separately and marked according separate document Humidity Indicator Card HIC 5 levels on the top of PWB stack Desiccant optional must be placed so that panels don t bend Incoming inspection Check that MBB is not broken or HIC reading is 40 RH Actions if NOK return to vendor or bake in 60 C 5 hours RH 5 soldering within 24 hours Shelf time Look table below Panels must be stored on flat shelf to prevent warpage see section 1 5 Open time for bare PWBs NiAu plating Soldering within 48 hours OSP plating floor life limit 48 hours time between solderings 24h Cleaning washing Not allowed 6 1 5 Storage conditions for underfill epoxy materials Material name and type Loctite 3593 Emerson dry storage time should be included Dry storage specification Temperature 25 5 C Humidity 15 min if more than 50 of paste volume is refilled or after paste collection together outside squeegee area paste should be kneeded 11 2 2 Squeegee Property Specification Squeegee blade material Ni or Titanium plated stainless steel with adequate stiffness for high speed printing Thickness 275 10 m Squeegee holder angle critical parameter 60 2 5 Squeegee width for DEK ERROR CRITERIA FAULTS CLASSIFICATION AND TRAINING MATERIAL Visual inspection criteria applied at NK is defined in document NS055 SMD Workmanship Standard This standard in mainly based on ANSI IPC A 610B class 2 telecommunications Same criteria are used also for assemblies manufactured by subcontractors Applicable international standard ANSI IPC A 610B class 2 telecommunications Error criteria and fault classification SMD Workmanship Standard NS055 Training package NK training package SMD Workmanship Standard NS055 or equivalent training material conforming to ANSI IPC A 610B 13 RELATED DOCUMENTS NS055 SMD Workmanship Standard stored in Operation Global DocMan database EIA 583 Packing Material Standards for Moisture Sensitive Items EIA 541 Packing Material Standards for ESD Sensitive Items Both above mentioned standards are available also in NK Intranet Lead Free Process specification in Operations Global DocMan database 42 SMT 工藝說明書 目錄 1 運送 存儲和生產(chǎn)環(huán)境 3 1 1 概述 3 1 2 普通運送和儲藏條件 4 1 3 錫膏的存儲和處理條件 5 1 4 印刷線路板 PWBs 的存儲和處理條件 5 1 5 環(huán)氧樹脂的儲藏條件 6 1 6 不同種類的元件的擱板壽命期 6 1 7 潮濕靈敏性級別 7 1 8 烘干 烘焙 潮濕敏感器件 7 1 9 干貨存貯條件 8 2 絲網(wǎng)印刷工藝說明 10 2 1 錫膏規(guī)格 10 2 2 刮刀 11 2 3 絲網(wǎng) 11 2 4 支撐臺 12 2 5 印刷工藝參數(shù) 絲網(wǎng)印刷 12 2 6 印刷結(jié)果確認(rèn) 13 3 印刷工藝控制和監(jiān)控 14 3 1 自動光學(xué)檢測 AOI 14 3 2 機(jī)器在生產(chǎn)線的位置 14 3 3 檢測結(jié)果的利用 14 3 4 元器件和錫膏的報警極限 14 3 5 能力 分析的規(guī)格限制 16 4 貼裝過程規(guī)范 17 4 1 吸嘴 17 4 2 飛達(dá) 17 4 3 數(shù)控程序 17 4 4 零件數(shù)據(jù) 視覺處理 18 4 5 貼裝進(jìn)程數(shù)據(jù)管理兼容表 18 5 點膠 工藝 19 5 1 點膠量規(guī)范和操作說明 19 5 2 點膠工藝規(guī)范 20 6 回流焊曲線測量 21 6 1 曲線測量設(shè)備 21 6 2 校準(zhǔn)結(jié)合板的回流曲線測量方法 21 7 有鉛焊工藝 標(biāo)準(zhǔn) 21 8 無鉛工藝 23 8 1 無鉛工藝曲線 23 43 8 2 普通無鉛回流焊曲線規(guī)格 25 8 3 在無鉛過程中標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)板的基本的曲線規(guī)格 26 8 4 無鉛工藝啟動設(shè)置 28 8 5 PWBs 產(chǎn)品回流曲線的測量 29 9 點膠過程 30 9 1 概述 30 10 NK ACA SMT 工藝規(guī)格 32 10 1 ACA 技術(shù)介紹 32 10 2 ACA 工藝 32 10 4 ACA 貯藏條件 37 10 5 日立化學(xué)制品 AC 2056T 45 ACF 互聯(lián)設(shè)計的面積 37 10 6 結(jié)合力計算 38 11 手工焊接的過程和手藝標(biāo)準(zhǔn) 39 12 視覺檢測的規(guī)格 錯誤標(biāo)準(zhǔn) 故障分類和培訓(xùn)材料 39 13 相關(guān)文檔 39 44 1 運送 存儲和生產(chǎn)環(huán)境 1 1 概述 全球 NK 工作場所資源 NWR 部門指定和照顧材料存儲和工廠環(huán)境條件 包括 加熱 通風(fēng) 空調(diào) 水 污水 滅火系統(tǒng) 冷卻 特殊 HVAC 真空 焊接排氣等 電力 錯誤標(biāo)準(zhǔn) 故障分類和培訓(xùn)材料 視覺檢測標(biāo)準(zhǔn)被應(yīng)用 NK 文件 NS055 SMD 手藝標(biāo)準(zhǔn) 這個標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù) ANSI IPC A 610B 電信 2 級標(biāo)準(zhǔn) 人工裝配代理商可以使用同樣標(biāo)準(zhǔn) 可適用的國際標(biāo)準(zhǔn) ANSI IPC A 610B 電信 2 級標(biāo)準(zhǔn) 錯誤標(biāo)準(zhǔn)和故障分類 SMD 手藝標(biāo)準(zhǔn) NS055 培訓(xùn)包 NK 培訓(xùn)包 SMD 手藝標(biāo)準(zhǔn) NS055 以及符合 ANSI IPC A 610B 的培訓(xùn)材料 11 相關(guān)文檔 NS055 SMD 手藝標(biāo)準(zhǔn)存放在運轉(zhuǎn)中的全球性 DocMan 數(shù)據(jù)庫 EIA 583 填充料標(biāo)準(zhǔn)為潮濕敏感條款 EIA 541 填充料標(biāo)準(zhǔn)為 ESD 敏感條款 兩個上述標(biāo)準(zhǔn)可在 NK 內(nèi)部網(wǎng)找到 無鉛處理規(guī)格在運轉(zhuǎn)中的全球性 DocMan 數(shù)據(jù)庫 摘 要
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年業(yè)，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。
本設(shè)計對 “洗衣機(jī)管接頭”進(jìn)行研究和討論，分析了其工藝特點，介紹其注射模結(jié)構(gòu)及模具的工作過程，系統(tǒng)闡述了注射模設(shè)計過程，對洗衣機(jī)管接頭塑料制件結(jié)構(gòu)和成型工藝進(jìn)行分析，主要包括成型位置及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列,流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等，并對鎖模力、注射壓力、開模行程等進(jìn)行校核，以及模具零件材料的選擇和制造進(jìn)行了分析。
本設(shè)計方案結(jié)構(gòu)緊湊，滿足制品大批量生產(chǎn)、高精度、外形復(fù)雜的要求，設(shè)計參考了以往注射模具的設(shè)計經(jīng)驗，并結(jié)合制件性能，簡化設(shè)計機(jī)構(gòu)，并且運用AutoCAD、Solidwork等軟件進(jìn)行二維和三維繪圖，縮短了生產(chǎn)周期，獲得良好的經(jīng)濟(jì)性能。
關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)管接頭；塑料注射模；側(cè)抽芯
2
Abstract
The plastic mold's development is develops along with the plastics industry development. In recent years, the people were getting higher and higher request to lightweight of each kind of equipment and the thing, this has provided a broader market for the plastic products.
The design of the "washing machine pipe" to carry out research and discussion, and analysis of the characteristics of its technology to introduce the structure of injection mold and die work processes, systems on the process of injection mold design, plastic fittings for washing machine parts structure and forming process analysis, including the location and the molding surface of choice, to determine the number of mold cavity and the cavity flow arrangement and the layout and the choice of gate location, the work of parts of the structure of mold design, the introduction of institutional design, drawing materials under the form of options, such as exhaust design.
The compact design to meet the mass production of products, high-precision, complex shape designed with reference to past experience in injection mold design, combined with performance parts to simplify the design and use of AutoCAD, solidwork software, such as two-dimensional and three-dimensional graphics and shortened the production cycle, access to good economic performance.
Key words：washing machine pipe l; injection mould design; core-drawing
目 錄
引言 1
1 概論 2
1.1 洗衣機(jī)管接頭注塑模設(shè)計總體方案 2
1.2 設(shè)計基本過程 2
2 塑料工藝規(guī)程的分析 4
2.1 注塑材料 4
2.2 塑件制件設(shè)計的工藝分析 5
2.3 計算塑件的體積和重量 6
3 模具設(shè)計 6
3.1 注射機(jī)的選擇 7
3.2 分型面的設(shè)計 9
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 10
3.4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 13
3.5 成型零件的設(shè)計 13
3.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 16
3.7 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 19
3.8 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 20
3.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 24
3.10 注塑機(jī)各項行程校核 25
3.11 模架設(shè)計 25
4 模具材料的選用和制造 26
4.1 模具材料的選用 26
4.2 模具零件制造 27
5 結(jié)論 29
謝 辭 30
參考文獻(xiàn) 31
附 錄 32
1
摘 要
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年業(yè)，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。
本設(shè)計對 “洗衣機(jī)管接頭”進(jìn)行研究和討論，分析了其工藝特點，介紹其注射模結(jié)構(gòu)及模具的工作過程，系統(tǒng)闡述了注射模設(shè)計過程，對洗衣機(jī)管接頭塑料制件結(jié)構(gòu)和成型工藝進(jìn)行分析，主要包括成型位置及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列,流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等，并對鎖模力、注射壓力、開模行程等進(jìn)行校核，以及模具零件材料的選擇和制造進(jìn)行了分析。
本設(shè)計方案結(jié)構(gòu)緊湊，滿足制品大批量生產(chǎn)、高精度、外形復(fù)雜的要求，設(shè)計參考了以往注射模具的設(shè)計經(jīng)驗，并結(jié)合制件性能，簡化設(shè)計機(jī)構(gòu)，并且運用AutoCAD、Solidwork等軟件進(jìn)行二維和三維繪圖，縮短了生產(chǎn)周期，獲得良好的經(jīng)濟(jì)性能。
關(guān)鍵詞：洗衣機(jī)管接頭；塑料注射模；側(cè)抽芯
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Abstract
The plastic mold's development is develops along with the plastics industry development. In recent years, the people were getting higher and higher request to lightweight of each kind of equipment and the thing, this has provided a broader market for the plastic products.
The design of the "washing machine pipe" to carry out research and discussion, and analysis of the characteristics of its technology to introduce the structure of injection mold and die work processes, systems on the process of injection mold design, plastic fittings for washing machine parts structure and forming process analysis, including the location and the molding surface of choice, to determine the number of mold cavity and the cavity flow arrangement and the layout and the choice of gate location, the work of parts of the structure of mold design, the introduction of institutional design, drawing materials under the form of options, such as exhaust design.
The compact design to meet the mass production of products, high-precision, complex shape designed with reference to past experience in injection mold design, combined with performance parts to simplify the design and use of AutoCAD, solidwork software, such as two-dimensional and three-dimensional graphics and shortened the production cycle, access to good economic performance.
Key words：washing machine pipe l; injection mould design; core-drawing
目 錄
引言 1
1 概論 2
1.1 洗衣機(jī)管接頭注塑模設(shè)計總體方案 2
1.2 設(shè)計基本過程 2
2 塑料工藝規(guī)程的分析 4
2.1 注塑材料 4
2.2 塑件制件設(shè)計的工藝分析 5
2.3 計算塑件的體積和重量 6
3 模具設(shè)計 6
3.1 注射機(jī)的選擇 7
3.2 分型面的設(shè)計 9
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 10
3.4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 13
3.5 成型零件的設(shè)計 13
3.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 16
3.7 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計 19
3.8 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計 20
3.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 24
3.10 注塑機(jī)各項行程校核 25
3.11 模架設(shè)計 25
4 模具材料的選用和制造 26
4.1 模具材料的選用 26
4.2 模具零件制造 27
5 結(jié)論 29
謝 辭 30
參考文獻(xiàn) 31
附 錄 32
引言
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年業(yè)，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，塑料模具也快速發(fā)展。
通過對設(shè)計課題“洗衣機(jī)管接頭”的研究和討論，分析其工藝特點，介紹其注射模結(jié)構(gòu)及模具的工作過程。分析和闡述模具型芯零件的選材、熱處理工藝，塑件的尺寸公差和精度的選擇，塑件的體積和質(zhì)量的計算方法。模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計是對我們所學(xué)知識的一項綜合性的訓(xùn)練，在設(shè)計的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題解決問題，從而提高自身的設(shè)計能力以及模具開發(fā)能力。
本次設(shè)計中，主要用到所學(xué)的注射模設(shè)計，以及機(jī)械設(shè)計等方面的知識。著重說明了注射模的一般設(shè)計過程，即注射成型的分析、注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、注射模具設(shè)計的有關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計既是重點又是難點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等。
通過本次畢業(yè)設(shè)計，我更加了解模具設(shè)計的意義，懂得如何快速、有效的查閱相關(guān)資料以及怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我們以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。
1 概論
1.1 洗衣機(jī)管接頭注塑模設(shè)計總體方案
在實際生產(chǎn)中，由于塑料制品的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、尺寸大小、精度高低、生產(chǎn)批量以及技術(shù)要求等各有不同，所以模具的設(shè)計是不可能一成不變的，應(yīng)該根據(jù)具體情況，結(jié)合實際生產(chǎn)條件，綜合運用模具設(shè)計基本原理和基本方法，設(shè)計出合理、經(jīng)濟(jì)性能好的成型模具。塑料制品設(shè)計時候應(yīng)該要保證制品質(zhì)量要求，盡量減少后加工，模具應(yīng)具有最大的生產(chǎn)能力，而且經(jīng)久耐用，制造方便，價格合理。
在設(shè)計中要明確設(shè)計者的對塑件制品的要求，明確任務(wù)。并根據(jù)任務(wù)書提出的要求設(shè)計模具的設(shè)計方案，有條件可以進(jìn)行實地調(diào)研，下面就以任務(wù)書的要求和自己的實際情況編制模具設(shè)計的基本過程。
(1).課題調(diào)研、獲取相關(guān)的資料，包括：PE工藝分析、成型零件的計算方式、注射機(jī)參數(shù)的選擇和注射機(jī)的選用。以及國內(nèi)外相關(guān)模具設(shè)計的能力，并能掌握其中有用的技術(shù)，作為設(shè)計的依據(jù)。
(2).確定成型工藝規(guī)程，并根據(jù)工藝規(guī)程進(jìn)行注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對模具設(shè)計展開有關(guān)計算，確定模具設(shè)計的方案、總體設(shè)計和及其主要零件設(shè)計，注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，在設(shè)計中要明確模具在實際運用中的使用情況，熟悉成型工藝的流程，認(rèn)真仔細(xì)每一個細(xì)節(jié)的設(shè)計。
(3).繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖。
1.2 設(shè)計基本過程
圖1.1：洗衣機(jī)管接頭零件圖
洗衣機(jī)管接頭的結(jié)構(gòu)有兩部分組成:階梯圓形通孔和兩側(cè)八字形翅膀構(gòu)成。洗衣機(jī)管接頭的表面粗糙度不需要太高一般在 0.2～1.6之間；而精度要求也不是很高一般在IT5～～I(xiàn)T6之間。
(1).畢業(yè)設(shè)計的要求
①根據(jù)洗衣機(jī)水管接頭特點合理確定分型面，合理選擇澆口位置及澆口形狀；
②根據(jù)注塑產(chǎn)品重量及結(jié)構(gòu)特點，懂得計算鎖模力并合理選擇注塑機(jī)，并校核相關(guān)工藝參數(shù)；
③了解不同塑料粒子收縮率不同對注塑模具的影響；
④根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，分析模具結(jié)構(gòu)，設(shè)計合理的抽芯頂出，冷卻結(jié)構(gòu)，通過對模具結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計合理的脫模結(jié)構(gòu)；
(2).設(shè)計總體方案
根據(jù)設(shè)計要求，為了提高生產(chǎn)效率，保證塑件的成型質(zhì)量，理想的模具設(shè)計結(jié)構(gòu)要滿足塑件成型工藝技術(shù)要求和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性能要求，技術(shù)要求是要保證塑料制品的幾何形狀、尺寸公差及表面粗糙度；生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性能要求是要使生產(chǎn)的成本低，生產(chǎn)效率高，模具壽命長，操作簡單、安全、方便。
設(shè)計采用雙型腔設(shè)計，由于零件中間和側(cè)向有空，因此采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，設(shè)置6個斜銷-滑塊側(cè)抽芯，通過推桿推出塑件。塑件表面有精度要求，厚度較小，在脫模是容易產(chǎn)生變形，所以設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)時，采用的推桿盡可能的大，并且要求推桿的布置在塑件的對稱位置，使塑件在推出的過程中受力均勻，推出迅速，保證塑件在推出過程中不發(fā)生變形。為使設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，設(shè)計中零件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以便減少加工工序和加工成本。為了更好的設(shè)計出洗衣機(jī)管接頭塑料注射模，本論文將進(jìn)一步對設(shè)計進(jìn)行分析說明，以下是設(shè)計的具體步驟：
①成型工藝分析：為注射所用的材料提供選擇依據(jù)，分析塑件成型工藝以便合理的選擇成型設(shè)備
②注射模結(jié)構(gòu)分析：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及其型腔的排列方式和冷卻水道的布局以及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、斜向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。
③模具設(shè)計的有關(guān)計算：工作零件的尺寸設(shè)計，為模具裝配提供依據(jù)。
④模具系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)校核： 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算、模具閉合高度的確定、注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的確定。
2 塑料工藝規(guī)程的分析
2.1 注塑材料
為使注射過程能順利進(jìn)行并保證塑料制件的質(zhì)量，在成型前應(yīng)進(jìn)行一些必要的準(zhǔn)備工作。此制品，使用的材料為低壓PE，對這種材料進(jìn)行分析。
低壓PE塑料的工藝參數(shù)如下表所示：
表2.1:HDPE工藝參數(shù)
HDPE
注射機(jī)類型
螺桿式
噴嘴
形式
直通式
溫度（℃）
150～180
料筒溫度（℃）
前段
180～190
中段
180～200
后段
140～160
模具溫度（℃）
30～60
注射壓力（MPa）
70～100
保壓力（MPa）
40～50
注射時間（s）
0～5
保壓時間（s）
15～60
冷卻時間（s）
15～60
成型周期（s）
40～1400
基本特性：聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時采用的壓力不同可分為高壓，中壓和低壓三種。低壓聚乙烯的分子鏈上支鏈較少，相對分子質(zhì)量，結(jié)晶度和密度較高（故又稱高密度聚乙烯），所以比較硬，耐磨，耐蝕，耐熱及絕緣性較好。高壓聚乙烯分子帶有許多支鏈，因而相對分子質(zhì)量較小，結(jié)晶度和密度較低（故稱低密度聚乙烯），且具有較好的柔軟性，耐沖性及透明性。
聚乙烯無毒，無味，呈乳白色。密度為0.91~0.96g/ ,有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸，稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿，鹽溶液。聚乙烯有高度的耐水性，長期與水接觸其性能保持不變。其透水氣性較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱，光，氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。一般高壓聚乙烯的使用溫度約在80 左右，低壓聚乙烯為100 左右。聚乙烯能耐寒，在-60 時仍有較好的力學(xué)性能，-70 時仍有一定的柔軟性。
主要用途：低壓聚乙烯可用于制造塑料管，塑料板，塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪，軸承等：高壓聚乙烯常用于制造塑料薄膜，軟管，塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。
成型特點：聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大，注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加：聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強(qiáng)行脫模。
2.2 塑件制件設(shè)計的工藝分析
2.2.1尺寸和精度要求
尺寸： 這里的尺寸是指塑料制件的總體尺寸大小。由于受塑料流動性的影響，對流動性差的塑料或薄壁制件，在注射或壓注成型時塑件的尺寸不能太大，以免塑料容體充不滿模具型腔或使產(chǎn)生的熔接痕強(qiáng)度過差，從而使塑件不能正常成型或?qū)λ芗耐庥^和強(qiáng)度產(chǎn)生影響。此外，塑件尺寸還受現(xiàn)有的成型設(shè)備規(guī)格，參數(shù)等的影響。
尺寸精度：塑料制件尺寸公差：塑件圖上無公差要求的默認(rèn)為8級精度，本人所選塑件材料為PE，故定塑件的等級為：7級精度。
2.2.2 塑件的表面質(zhì)量
塑件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度和外觀質(zhì)量等。塑件表面粗糙度的高低主要與模具型腔內(nèi)各成型表面的粗糙度有關(guān)。一般模具型腔表面粗糙度值要比塑件的要求低1-2級。例如，通常注射成型塑件表面的粗糙度為Ra0.02~Ra1.25um，型腔表面的粗糙度應(yīng)為Ra0.01~Ra0.63um，不同的成型方法及不同塑料材料所能達(dá)到的塑件表面粗糙度不同。
一般來說，原材料的質(zhì)量，成型工藝和模具的表面粗糙度等都會影響到塑件的表面粗糙度，尤其以型腔壁上的表面粗糙度影響最大。
本塑件表面粗糙度為Ra0.4um，型腔表面的表面粗糙度為Ra0.8um。
2.2.3脫模斜度
由于塑件冷卻后會產(chǎn)生收縮時會緊緊包在凸模上，或由于粘附作用而緊貼在型腔內(nèi)。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時出現(xiàn)頂白、頂傷、劃傷等，在塑件設(shè)計時應(yīng)考慮其表面具有合理的脫模斜度。
塑件上的脫模斜度大小，與塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因數(shù)、塑件壁厚和幾何形狀有關(guān)。在選取脫模斜度時，注意一下幾點：
（1）凡塑件要求高時，應(yīng)采用較小的脫模斜度，
（2）凡較高、較大的塑件尺寸，應(yīng)選用較小的脫模斜度。
（3）塑件形狀復(fù)雜的、不易脫模的，應(yīng)選用較小的脫模斜度。
（4）塑件的收縮率大的應(yīng)選用較大的脫模斜度值。
（5）塑件壁較厚時，會使成型收縮增大，脫模斜度應(yīng)采用較大的數(shù)值。
（6）如果要求脫模斜度后塑件保持在型芯的一邊，那么塑件的內(nèi)表面的脫模斜度可選得比外表面?。环粗?，要求脫模后塑件留在凹模內(nèi)，則塑件外表面的脫模斜度應(yīng)小于內(nèi)表面。但是，當(dāng)外表面要求不一致時，往往不能保證壁厚的均勻。
（7）增強(qiáng)塑件宜取大值，含自潤滑劑等易脫模塑料可取小值。
（8）取斜度的方向，一般內(nèi)孔以小端為準(zhǔn)，符合圖樣，斜度由擴(kuò)大方向取得。外形以大端為準(zhǔn)，符合圖樣，斜度由縮小方向取得。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)。常用塑件的脫模斜度見下表。
表2.2:常用塑件的脫模斜度
塑料名稱
脫模斜度
凹模
型芯
聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯
25ˊ-45ˊ
20ˊ-45ˊ
硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜
35ˊ-40ˊ
30ˊ-50ˊ
聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、聚甲醛、ABS
35ˊ-90ˊ
30ˊ-40ˊ
熱固性塑料
25ˊ-40ˊ
20ˊ-50ˊ
根據(jù)以上所述，本塑件選用30ˊ的脫模斜度。
2.2.4形狀
形狀：塑件的幾何形狀除應(yīng)滿足使用要求外，還應(yīng)盡可能使其所對應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)簡單，便于加工。而本塑件的形狀具備了以上的優(yōu)點，故為模具設(shè)計帶來了方便。
2.3 計算塑件的體積和重量
計算塑件的重量是為了選用注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。各數(shù)據(jù)由solidworks軟件計算而得。這樣計算更加精確又更加方便。
(1).計算塑件的體積：V = 5413.58
(2).計算塑件的重量：PE的密度ρ = 0.95g/
所以塑件的重量為：W = V×ρ
= 5.14 g
3 模具設(shè)計
塑料注射成型模具主要用于成型熱塑性塑料制件。由于塑料注射成型模具對塑料的適應(yīng)性比較廣，而且用這種方法成型塑料制件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量均較好，生產(chǎn)效率特別高（與塑料的其他成型方法相比），所以注射成型模具日益引起人們的重視。作為成型塑料制件的重要工藝裝備之一，其結(jié)構(gòu)的合理性，將直接影響塑件的成型質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動強(qiáng)度、模具壽命及成本等。
3.1 注射機(jī)的選擇
注射機(jī)的選用，包括兩方面的內(nèi)容：一是要確定注射機(jī)的型號，使塑料塑件、注射模和注射工藝等所要求的技術(shù)參數(shù)點在所選注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)可調(diào)范圍之內(nèi) 。二是調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需的參數(shù)點。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑料制品的大小及生產(chǎn)批量。在選擇注射機(jī)時，主要考慮其塑化率、注射量、鎖模力、安裝模具的有效面積（注射機(jī)拉桿內(nèi)間距）、容模量、頂出形式及頂出長度。
根據(jù)零件體積的大小，預(yù)選注塑機(jī)如下：
采用雙型腔結(jié)構(gòu)，考慮其外行尺寸、注射時所需要的壓力的工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注射機(jī)為SZ-68/500型。
3.1.1型腔數(shù)量的確定和校核
在此設(shè)計實踐中，已經(jīng)確定注射機(jī)的型號，再根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計算能夠選取的型腔的數(shù)目。分以下幾點考慮：
①塑料制件的批量和交貨周期。因為塑件要求大批量生產(chǎn)，因此使用多型腔模具生產(chǎn)，這樣可提供獨特的優(yōu)越條件，提高生產(chǎn)效率。
②質(zhì)量控制要求。塑料制件的質(zhì)量控制要求是指其尺寸、精度、性能及表面粗糙度要求等。每增加一個型腔，由于型腔的制造誤差和成型工藝誤差的影響，塑件的尺才精度要降低約4％～8％。
③成型的塑料品種與塑件的形狀及尺寸。塑件的材料、形狀尺寸與澆口的位置和形式有關(guān)，同時也對分型面和脫模的位置有影響，因此確定型腔數(shù)目時應(yīng)考慮這方面的因素。
型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化速率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響。
采用注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量：
（3-1）
式中 ——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；
——注射機(jī)允許的最大注射量；
——單個塑件的質(zhì)量或體積；
——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積。
在solidwors下，經(jīng)過估算求出單個塑件的體積約為5413.58 ；且估算出澆注系統(tǒng)所需塑料體積約為3590 ，查表得注射機(jī)允許的最大注射量為，分別代入上式得：
雖然由上式得出型腔數(shù)的取值范圍，但是還必須考慮注射機(jī)安裝模板尺寸的大?。苎b多大的模具）、對稱性、成型塑件的尺寸精度及模具的生產(chǎn)成本等?！阏f來，型腔數(shù)量越多，塑件的精度越低（經(jīng)驗認(rèn)為，每增加一個型腔，塑件的尺寸精度便降低4%～8%），模具的制造成本越高。綜合考慮以上因素，最終確定型腔數(shù)量為2。
3.1.2 注射量校核
由于型腔數(shù)量由注射量計算而得，而且實際型腔數(shù)量少于最大型腔數(shù)量，故知注塑機(jī)的注射量必滿足要求。
3.1.3注射壓力的校核
注射壓力的校核是核定注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足該塑件成型的需要，塑件成型所需要的壓力是由注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的。
式中 ——注射機(jī)的最大注射壓力；
——塑件成型所需的實際注射壓力；
經(jīng)過對塑件材料查表得，所需注射壓力最大為，而所選用的注射機(jī)的額定注射壓力為，即：
因此，注射機(jī)的注射壓力符合要求。
3.1.4塑件在分型面上的投影面積校核
注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設(shè)計注射模時必須滿足下面關(guān)系：
（3-2）
式中 ——注射機(jī)允許使用的最大成型面積；
——單個塑件在模具分型面上的投影面積；
——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；
其他符號意義同前。
經(jīng)過對零件圖的分析，以及在SolidWorks下求出其面積，經(jīng)過估算求出單個塑件在模具分型面上的投影面積，澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，注射機(jī)允許使用的最大p成型面積，把數(shù)據(jù)代入上式得：
因此，塑件在分型面上的投影面積符合要求。
3.1.5塑件在分型面上鎖模力校核
注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：
（3-3）
式中 ——塑料熔體對型腔的成型壓力其大小一般是注射壓力的80％；
——注射機(jī)的額定鎖模力；
其他符號意義同前。
經(jīng)過對塑件材料查表得，所需注射壓力最大為，注射機(jī)的額定鎖模力，分別將數(shù)據(jù)代入上式得：
因此，塑件的鎖模力符合要求。
3.2 分型面的設(shè)計
將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，這些可以分離部分的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時要綜合分析比較。本塑件的分型面選擇在塑件外形最大輪廓處，并且有利于留模方式的選擇，便于塑件順利脫模，保證了塑件的精度要求，滿足塑件的外觀質(zhì)量要求，便于模具加工制造，這樣可以減少塑件（型腔）在合模分型面上的投影面積，可靠地鎖模，避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，與型腔充填時塑料熔體的料流末端所在的型腔內(nèi)壁表面重合。
分型面的選擇是整個模具設(shè)計的關(guān)鍵部分，本文設(shè)計時參考了一些其它塑模的分型面設(shè)計，大概需要注意以下幾個問題：
a.分型面應(yīng)取在塑件尺寸最大處。
b.分型面應(yīng)使塑件留在動模部分。
c.拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面懸在塑件的中間部位。
d.分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。
e.分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。
f.分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。
根據(jù)該塑件結(jié)構(gòu)的形狀，塑件在結(jié)構(gòu)中應(yīng)臥式擺放，即以直徑為17.5mm孔中心線和5mm×4mm方孔中心線確定的平面為模具分型面，采用三方向抽芯的結(jié)構(gòu)形式，如下圖所示。
圖3.1:分型面
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計
在設(shè)計本塑件的澆注系統(tǒng)時，主要考慮了塑料的成型性能和塑料熔體的流動特性，以保證塑料制件的質(zhì)量；設(shè)計盡量短的流程，同時還應(yīng)控制好流道的表面粗糙度，以減少熱量與壓力損失，克服塑料熔體因熱量損失和壓力損失過大所引起的成型缺陷，縮短填充時間和成型周期，提高成型質(zhì)量，減少澆注系統(tǒng)的凝料量；有利于良好的排氣，使塑件獲得良好的成型質(zhì)量；盡量避免塑料熔體直沖細(xì)小型芯和嵌件，以防止熔體沖擊力使細(xì)小型芯變形或使嵌件位移；使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料與塑件易于分離，且澆口痕跡易于清除修整；保證在同一時間內(nèi)塑料熔體充滿各型腔，并且使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)的鎖模力作用中心相重合；對其注射成型時的流動距離比或流動面積比進(jìn)行校核，避免充填不足現(xiàn)象的發(fā)生。
3.3.1主流道設(shè)計
①主流道的截面形式通常采用比表面積（表面積與體積之比）最小的圓形截面。在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為讓凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為2°～6°，過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣；錐角過小的話凝料會脫模困難。錐孔內(nèi)壁必須光滑，其表面粗糙度Rα＜0.8 μm。
②主流道較小端的直徑d根據(jù)塑件重量，填充要求及所選的注射機(jī)規(guī)格而定，通常d = 2～8 mm，為了與注射機(jī)噴嘴相吻合，主流道的始端也應(yīng)設(shè)計成球面凹坑狀，球面半徑R 根據(jù)注射機(jī)噴嘴球面半徑確定。球面深度一般取3 ～ 5 mm或（1/3～2/5）R。主流道長度L 根據(jù)定模座板厚度確定，在能夠?qū)崿F(xiàn)成型的條件下應(yīng)盡量短，以減少壓力損失和塑料耗量。
根據(jù)設(shè)計手冊查得SZ-30/250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端孔徑：d0 = 3mm；
噴嘴前端球面半徑：R0 = 10mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
R = R0＋（1～2）mm （3-4）
d = d0＋（0.5～1）mm （3-5）
取主流道球面半徑R = 12 mm；
取主流道的小端的直徑d = 3.5mm；
為了便于將凝料從主流道中撥出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為1°～3°，經(jīng)過換算得到主流道大端直徑D =5 mm。為了使熔融塑料順利進(jìn)入分流道，可以在主流道出料端口設(shè)計半徑r = 3 mm的圓弧過渡。
3.3.2分流道設(shè)計
在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應(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通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向交換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段，因此要求所設(shè)計的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快的流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。
分流道的斷面尺寸要視塑件的大小，品種注射速度及分流道的長度而定。 一般分流道直經(jīng)在5~6mm以下時，對流動性影響較大，當(dāng)直經(jīng)大于8mm 時，對流動性影響較小。
多腔模中，分流道的排布：
a、 平衡式和非平衡式：
平衡式：分流道的形狀尺寸一致。
非平衡式：靠近主流道澆口尺寸設(shè)計得大于遠(yuǎn)離主流道的澆口尺寸。
b、分流道不能太細(xì)長，太細(xì)長，溫度，壓加體大會使離主流道較遠(yuǎn)的型腔難以充滿。
c、一般需要多次修復(fù)，調(diào)理達(dá)到平衡。
d、即使達(dá)到料流和填充平衡，但材料時間不相同，制品出來的尺寸和性能有差別，對要求高的制品不宜采用。
e、非平衡式分布，分流道長度短 。
f、如果分流道較長，可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長作冷料穴，使冷料不致于進(jìn)入型腔。
g、分流道和型腔布置時，要使用塑件投影面積總重心與注塑機(jī)鎖模力的作用線重合。
根據(jù)此零件型腔的設(shè)計，不需要分流道。
3.3.3澆口設(shè)計
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。
澆口又稱進(jìn)料口，根據(jù)塑件的成型要求，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道，其截面積約為分流道的0.03～0.09，長度約為0.5mm～2mm。澆口形式有直澆口、側(cè)澆口、點澆口和潛伏性澆口等。澆口的作用可以概述為，非限制性澆口起著引料、進(jìn)料的作用，限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的理料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔， 另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。
澆口的位置及尺寸在模具設(shè)計時要求比較嚴(yán)格，初步試模后有時還需要修改澆口尺寸。無論采用什么形式的澆口，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響均很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之，如果要使塑件具有良好的性能與外表，要使塑件的成型在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，一定要認(rèn)知考慮澆口位置的選擇。一般在選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求，并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動特性，成型條件等因素。通常下述幾項原則可供參考。
（1）盡量縮短流動距離；
（2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處；
（3）必須盡量減少或避免熔接痕；
（4）應(yīng)有利于型腔中氣體的排除；
（5）考慮分子定向的影響；
（6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動；
（7）不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口；
（8）澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀的質(zhì)量；
根據(jù)以上所述，澆口選用直澆口，位置選在分型面處。
澆注系統(tǒng)如下圖所示:
圖3.2:澆注系統(tǒng)
3.4 排溢系統(tǒng)的設(shè)計
當(dāng)塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。
在本塑件模具的設(shè)計過程中，利用配合間隙排氣。利用推桿、型芯以及模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為0.05mm。
3.5 成型零件的設(shè)計
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模，型芯，鑲塊，成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓，料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零部件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度，剛度及較好的耐磨性能。
成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計：因塑件的外部形狀類似螺紋形，又在兩側(cè)有方孔，所以在定模套板中鑲?cè)攵ｈ偧?，在動模套板中鑲?cè)雱幽ｈ偧?
成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。在設(shè)計模具時，根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素是作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。在設(shè)計時，考慮塑件收縮率的影響，但是確定準(zhǔn)確的收縮率是很困難的，因為所選取的計算收縮率和實際收縮率有差異，因此只能估計其收縮率；模具成型零件的制造誤差影響，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級作為模具制造公差；模具成型零件的磨損影響，脫模時塑件對成型零件的摩擦磨損是主要的，為簡化計算起見，凡與脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面應(yīng)考慮磨損；模具安裝配合的誤差影響。
(1).型腔的尺寸的計算
圖3.3：模具成型零件工作尺寸與塑件尺寸的關(guān)系
PE收縮率=0.0225，根據(jù)附表1 精度等級的選用。選7級精度。
①型腔徑向尺寸
塑件的基尺寸是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差，如果塑件上原有的公差的標(biāo)注與此不符，應(yīng)按此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負(fù)偏差，因此，塑件的平均徑向尺寸為。模具型腔的基本尺寸是最小尺寸，公差值為正偏差，型腔的平均尺寸則為。型腔的平均磨損量為，根據(jù)附表2塑料制件公差數(shù)值表查得公差值。式中前的系數(shù)x在塑件尺寸較大、精度較低時，x=0.5；塑件尺寸較小、精度較高時，x=0.75?？紤]平均收縮率后，則可用如下等式計算：
(3-6)
和是和有關(guān)的量；
——模具成型零件制造公差；
——塑料的平均收縮率，這里查表取0.0225；
——塑件尺寸公差。
②型腔深度尺寸
在型腔深度和型芯高度尺寸計算中，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可不考慮磨損量，由此可以推出：
(3-7)
上兩式中修正系數(shù)，當(dāng)塑件尺寸大、精度要求低時取小值；反之取大值。計算如表3.1。
(2).型芯的尺寸的計算
① 型芯徑向尺寸
塑件孔的徑向基本尺寸是最小尺寸，其公差為正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差為負(fù)偏差，工件尺寸根據(jù)附表2 查得起公差經(jīng)過與上面型腔徑向尺寸相類似的推導(dǎo)，可得：
(3-8)
②型芯高度計算公式：
(3-9)
③型芯之間或成型孔之間中心距的計算：
(3-10)
型芯的計算如表3. 2。
表3. 1：型腔的計算
類別
序號
塑件尺寸
計算公式
型腔工作尺寸
型
腔
的
計
算
型腔深度尺寸
11.22
7.20
型腔徑向尺寸
26.32
25.64
20.06
23.06
45.40
5.36
25.64
2.66
表3. 2：型芯的計算
類別
序號
塑件尺寸
計算公式
型芯的工作尺寸
型
芯
的
計
算
型芯高度
15.5
17.5
3.84
徑向尺寸
45
25
4.84
3.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。
3.6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
在本塑件的模具中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是定位作用，導(dǎo)向作用，并且承受一定的側(cè)向壓力。模具閉合后，保證動定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確，便于裝配和調(diào)整。使動定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。
3.6.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
(1).導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求
①長度：導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8～12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。本設(shè)計導(dǎo)柱長度為45mm。
②形狀：導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。本設(shè)計導(dǎo)柱選用錐臺形。
③材料：導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理或T8、T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為50～55HRC。
本設(shè)計選用20鋼經(jīng)淬火處理，硬度為50～55HRC，導(dǎo)柱固定部分表面祖糙度為，導(dǎo)內(nèi)部分表面粗糙度為
④數(shù)量及布置：導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1～1.5倍)。為確保合模時只能按一個方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用等直徑導(dǎo)柱不對稱布置或不等直徑導(dǎo)柱對稱布置。
在本模具的設(shè)計中，導(dǎo)柱設(shè)置在動模一側(cè)。
⑤配合精度：導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6過渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7的間隙配合。
下圖是此模具的導(dǎo)柱設(shè)計：
圖3.4：導(dǎo)柱
(2).導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求
①形狀：為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料。
②材料：導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度為。
③固定形式及配合精度：本設(shè)計導(dǎo)套用H7/m6配合鑲?cè)肽０濉?
④設(shè)計時都采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱、導(dǎo)套。
下圖是此模具導(dǎo)套的設(shè)計：
圖3.5：導(dǎo)套
3.7 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計
塑件在從模具上取下以前，還有一個從模具的成型零件上脫出的過程，使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動作是通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或液壓缸來完成的。
本設(shè)計選用推桿推出機(jī)構(gòu)。
由于設(shè)置推桿位置的自由度較大，因而推桿推出機(jī)構(gòu)是最常用的推出機(jī)構(gòu)，常被用來推出各種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定，可設(shè)計成圓形、矩形等等。在這里用圓形推桿，因為使用圓形推桿的地方，較容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運動阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點，損壞后還便于更換。
合理地布置推桿的位置是推出機(jī)構(gòu)設(shè)計中的重要工作之一，推桿的位置分布得合理，塑件就不致于產(chǎn)生變形或被頂壞。在此模具中，推桿設(shè)在脫模阻力大的地方，因為型芯周圍塑件對型芯包緊力很大，所以可在型芯外側(cè)塑件的端面上設(shè)推桿，也可在型芯內(nèi)靠近側(cè)壁處設(shè)推桿。如果只在中心部分推出，塑件容易出現(xiàn)被頂壞的現(xiàn)象；使推桿均勻布置，保證塑件被推出時受力均勻，推出平穩(wěn)、不變形；并且使推桿設(shè)置在塑件強(qiáng)度剛度較大處，不應(yīng)該設(shè)在塑件薄壁處，盡可能設(shè)在塑件壁厚、凸緣、加強(qiáng)肋等處，以免塑件變形損壞。
推桿在推塑件時，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，而此塑件的凸緣部分有足夠的空間，為此，在此塑件中使用大直徑推桿，同時，在復(fù)位時，端面與分型面齊平。推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7的間隙配合。
由于推桿的工作端面在合模注射時是模腔底面的一部分，如果推桿的端面低于型腔底面，則在塑件上就會留下一個凸臺，這樣將影響塑件的使用。因此，通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面乎齊，或高出型腔底面0.05～0.1mm。
推桿固定端與推桿固定板采用單邊0.5mm的間隙，這樣既可降低加工要求，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。推桿的材料使用T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度，工作端配合部分的表面粗糙度。
下圖是推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計：
圖3.6：推出機(jī)構(gòu)
3.8 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計
當(dāng)塑料制品側(cè)壁帶有通孔凹槽，凸臺時，塑料制品不能直接從模具內(nèi)脫出，必須將成型孔，凹槽及凸臺的成型零件做成活動的，稱為活動型芯。完成活動型抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)叫做抽苡機(jī)構(gòu)。
(1).抽芯機(jī)構(gòu)的分類
①機(jī)動抽芯 開模時，依靠注射檢的開模動作，通過抽芯機(jī)來帶活動型芯，把型芯抽出。機(jī)動抽芯具有脫模力大，勞動強(qiáng)度小，生產(chǎn)率高和操作方便等優(yōu)點，在生產(chǎn)中廣泛采用。按其傳動機(jī)構(gòu)可分為以下幾種：斜導(dǎo)柱抽芯，斜滑塊抽芯，齒輪齒條抽芯等。
②手動抽芯 開模時，依靠人力直接或通過傳遞零件的作用抽出活動型芯。其缺點是生產(chǎn)，勞動強(qiáng)度大，而且由于受到限制，故難以得到大的抽芯力、其優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制造模具周期短，適用于塑料制品試制和小批量生產(chǎn)。因塑料制品特點的限制，在無法采用機(jī)動抽芯時，就必須采用手動抽芯。手動抽芯按其傳動機(jī)構(gòu)又可分為以下幾種：螺紋機(jī)構(gòu)抽芯，齒輪齒條抽芯，活動鑲塊芯，其他抽芯等。
③液壓抽芯 活動型芯的，依靠液壓筒進(jìn)行，其優(yōu)點是根據(jù)脫模力的大小和抽芯距的長短可更換芯液壓裝置，因此能得到較大的脫模力和較長的抽芯距，由于使用高壓液體為動力，傳遞平穩(wěn)。其缺點是增加了操作工序，同時還要有整套的抽芯液壓裝置，因此，它的使用范圍受到限制，一般很少采用。
(2).抽芯距和抽芯力的計算
側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離稱為抽芯距，用s表示。為了安全起見，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺的高度大2-3mm。
抽芯力的計算與脫模力的計算相同。對于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力往往是比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動時的摩擦力。對于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算：
(3-11)
式中 ——抽芯力（N）；
C——側(cè)型芯成型部分的截面平均周長；
h——側(cè)型芯成型部分的高度；
p——塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（包緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，p=（0.8～1.2）×10Pa，模外冷卻的塑件，p=（2.4～3.9）×10Pa；
u——塑件在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)，一般u=0.15～0.20;
α——側(cè)型芯的脫模斜度和傾斜角。
側(cè)型芯成型部分的截面平均周長c經(jīng)過估算大約為51.8mm，側(cè)型芯成型部分的高度h大約為16.5mm，p取1×10Pa，u取0.20，α為22°。
=0.0518×0.0165×1×10×（0.20×cos0.5°-sin0.5°）
=1634.7N
抽芯距根據(jù)零件的形狀設(shè)計為50mm。
(3).斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計
①斜導(dǎo)柱抽芯的工作原理
斜導(dǎo)柱側(cè)向機(jī)芯機(jī)構(gòu)是由與開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱和滑塊所組成。為了保證抽芯動作平穩(wěn)可靠，必須有滑塊定位及閉鎖裝置。
②斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計原則
活動型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯進(jìn)松動滑脫。型芯與滑塊連接有一定的強(qiáng)度和剛度。
滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住，跳動等 現(xiàn)象。
滑塊限位裝裝置要可靠，保證開模后滑塊停止在一定而不任意滑動。
鎖緊塊要能承受注射時向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖緊塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ，一般取θ1-θ>2°-3°,否則斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊運動。
滑塊完成抽芯運動后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于滑塊全長的-4、3，否財，滑塊在開始復(fù)位時容易傾斜而損壞模具。
防止滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。
③斜導(dǎo)柱形式：圖3.7中（a）為圓形斜導(dǎo)柱。（b）為減小斜導(dǎo)柱與滑塊的斜孔壁之間的磨擦，在圓導(dǎo)柱上銑去二平面，銑去后的平面間距約為斜導(dǎo)直徑的0.8倍。
（a）
（b）
圖3.7：斜導(dǎo)柱的形狀
斜導(dǎo)柱各項參數(shù)計算：斜導(dǎo)柱傾斜角θ的計算：斜導(dǎo)柱傾斜角θ與脫模力及抽芯距有關(guān)。角度θθ大則斜導(dǎo)柱所受彎曲力要增大，所需模力也增大。因此希望角度小些為好。但是當(dāng)抽芯距一寂靜時，角度θ小則使斜導(dǎo)柱所受彎曲力兩方面。一般采用斜角θ值為15°~20°.但當(dāng)抽芯距較大時，可適當(dāng)增加θ值以滿足抽芯距的要求，這時斜導(dǎo)柱的直徑和固定部分長度需相應(yīng)增加，這樣才能承受較大的力。
為了滿足滑塊和鎖緊塊先分開，斜導(dǎo)柱后抽芯的動作要求，則滑塊和鎖緊塊的角度應(yīng)比斜導(dǎo)柱的角度大2°~3°.抽芯距與斜導(dǎo)柱角度θ的關(guān)系如下：
計算公式如下；
L=S/sinθ (3-12)
H=S ctgθ (3-13)
式中
L—— 斜導(dǎo)柱工作部分長度（mm）
θ——斜導(dǎo)柱斜角（°）
S——抽芯距（mm）
H——開模行程（mm）
開模行程為125mm，抽芯距為50mm，可算出斜導(dǎo)柱斜角為22度，工作部分長度為125mm。
斜導(dǎo)柱直徑D的計算：斜導(dǎo)柱的直徑D決定于所承受的彎曲力，而彎曲力又決定于脫模力，斜導(dǎo)柱的斜角θ及工作部分長度。在模具設(shè)計中，先算出脫模力，再選定斜導(dǎo)柱的傾斜角，然后計算斜導(dǎo)柱直徑，。斜導(dǎo)柱直徑的計算公式如下：
(3-14)
式中 ——斜導(dǎo)柱所受彎矩；
——斜導(dǎo)柱彎曲力矩；
由于推導(dǎo)此公式比較麻煩，以及計算比較復(fù)雜，有時為了方便用查表方法確定斜導(dǎo)柱的直徑。
通過查表，導(dǎo)柱直徑選擇為18mm。
下圖為斜導(dǎo)柱的設(shè)計圖：
圖3.8：斜導(dǎo)柱
滑塊和斜孔與斜導(dǎo)柱進(jìn)行配合，在配合的同時要做成單邊0.5mm的間隙，這樣在開模的瞬間有一個很小的空行程，使滑塊和活動型芯末抽動前強(qiáng)制塑料制品脫出凹?；蛲鼓＃⑹规i緊塊先脫離滑塊，然后再進(jìn)行抽芯?；瑝K的結(jié)構(gòu)形式，視模具結(jié)構(gòu)信側(cè)抽芯力的大小來決定。
下圖為滑塊的設(shè)計圖：
圖3.9：滑塊
④鎖緊塊：活動型芯和滑塊一般用鎖緊塊鎖緊。它的主要作用是防止側(cè)型芯在注射成型時因受力產(chǎn)生移動。因為它要承受注射壓力，所以應(yīng)選用可靠的方式和模塊相連接。最好緊塊與模板做成整體。同時鎖緊塊的斜角θ1應(yīng)比導(dǎo)柱斜角θ 大2°~3°，否則斜導(dǎo)柱無法帶動滑塊。
⑤防止斜導(dǎo)柱，滑塊抽結(jié)構(gòu)中的干擾措施 ：在塑料注射模具中，推出塑料制品后的推桿復(fù)位，一般都是采用反推桿來完成的。但在斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中，若活動型芯的水平投影與推桿相重全合時，如果仍然采用反推桿復(fù)位，將產(chǎn)生推桿與活動型芯發(fā)生干擾的