電器殼體的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模1模2腔含UG三維及14張CAD圖帶模流-獨(dú)家.zip,電器,殼體,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,UG,三維,14,CAD,圖帶模流,獨(dú)家
電器殼體注塑模具設(shè)計(jì)
摘 要
根據(jù)塑料電器殼體制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模二腔，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用HTF300XB型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說(shuō)明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的注塑模具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：電器殼體；一模二腔；側(cè)澆口進(jìn)料；注射機(jī)；注塑模具
I
Abstract
According to the requirements of plastic electric appliance shell products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts such as workmanship, dimensional accuracy, and consider the size of plastic parts. This mold adopts a mold two cavity, the side gate feed, the injection machine adopts the HTF300XB model, sets the cooling system, CAD and UG draw two-dimensional assembly drawings and parts drawing, choose the reasonable processing method of the mold. Attached are instructions for the systematic use of brief text, concise sketches and calculations to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design.
Key words: electrical shell; one mold two cavity; side gate feed; injection machine; injection mold
I
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 前言 - 1 -
1.1 課題背景 - 1 -
1.2 課題分析 - 2 -
第二章 塑件分析 - 3 -
2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件 - 3 -
2.2 塑件材料的確定 - 4 -
2.3 塑件材料的性能分析 - 5 -
2.3.1基本特性 - 5 -
2.2.1基本特性 - 5 -
2.2.2成型性能 - 6 -
2.2.3主要用途 - 7 -
第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇 - 8 -
3.1 進(jìn)膠方式選擇 - 8 -
3.2 型腔的布局及成型尺寸 - 8 -
3.3 估算塑件體積質(zhì)量 - 10 -
3.4 注塑機(jī)的選擇和校核 - 11 -
3.4.1注射膠量的計(jì)算 - 11 -
3.4.2鎖模力的計(jì)算 - 11 -
3.4.3 注塑機(jī)選擇確定 - 12 -
第四章 注塑模具設(shè)計(jì) - 14 -
4.1 模架的選用 - 14 -
4.1.1模架基本類型 - 14 -
4.1.2模架的選擇 - 14 -
4.1.3導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 16 -
4.2 成型澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 17 -
4.2.1主流道設(shè)計(jì) - 17 -
4.2.2分流道的設(shè)計(jì) - 18 -
4.2.3澆口的設(shè)計(jì) - 18 -
4.2.4冷料穴的設(shè)計(jì) - 19 -
4.3 分型面的設(shè)計(jì) - 19 -
4.4 成型零部件的設(shè)計(jì) - 20 -
4.4.1成型零部件結(jié)構(gòu) - 21 -
4.4.2成型零部件工作尺寸的計(jì)算 - 22 -
4.4.3 凹模寬度尺寸的計(jì)算 - 23 -
4.4.4 凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 - 23 -
4.4.5 凹模高度尺寸的計(jì)算 - 24 -
4.4.6 凸模寬度尺寸的計(jì)算 - 24 -
4.4.7 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算 - 24 -
4.4.8 凸模高度尺寸的計(jì)算 - 24 -
4.4.9模具強(qiáng)度與剛度校核 - 24 -
4.5 脫模及推出機(jī)構(gòu) - 26 -
4.5.1脫模力 - 26 -
4.5.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 26 -
4.5.3頂針推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 27 -
4.5.4 脫模力的計(jì)算 - 27 -
4.6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 - 29 -
4.6.1冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) - 30 -
4.6.2冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置 - 30 -
4.6.3冷卻水道的計(jì)算 - 31 -
4.7 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 32 -
4.8 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 - 32 -
4.9 模流分析 - 33 -
結(jié)語(yǔ) - 37 -
致謝 - 38 -
附圖(2D/3D)裝配圖 - 39 -
參考文獻(xiàn) - 41 -
III
第一章 前言
1.1 課題背景
模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%～80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來(lái)這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。
由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下:
a．塑件的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對(duì)應(yīng)力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)。
b．塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀應(yīng)有利于成型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固化。
c．塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)化脫模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。
對(duì)于特殊用途的制品，還要考慮其光學(xué)性能、熱學(xué)性能、電性能、耐腐蝕性能等。
目前，我國(guó)的模具制造技術(shù)已從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤大型注射模。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)技術(shù)對(duì)塑料注塑過(guò)程進(jìn)行流動(dòng)分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等，合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化，也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力大為提高。采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模,模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。某些國(guó)外電加工機(jī)床具有內(nèi)容豐富、實(shí)用可靠的工藝數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng)，使模具的深槽窄縫加工、微細(xì)加工、鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高。新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測(cè)和控制，提高了大面積加工的深度控制精度。電火花混粉加工技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量。模具逆向工程技術(shù)、快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)、三維掃描測(cè)量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)模具制造能力的提高也起到了很大作用。特別是模具成型零件方面的軟件等，這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造，或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。
1.2 課題分析
本課題內(nèi)容是對(duì)電器殼體進(jìn)行測(cè)繪。基于生產(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局、澆口形式與位置、模胚選擇、分型面的確定、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、推出機(jī)構(gòu)設(shè)置、注塑機(jī)臺(tái)選擇及注塑工藝分析等。
根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，本模具采用一模二腔布局，側(cè)潛入式澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用HTF300XB型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算分析，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。選擇合理的加工方法。模具方案確定后進(jìn)行工藝分析。根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，并且大大提高了注塑模的質(zhì)量。
- 41 -
第二章 塑件分析
2.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
本次設(shè)計(jì)取加熱器上蓋來(lái)做模具設(shè)計(jì)。
其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見(jiàn)圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
產(chǎn)品2D/3D視圖
塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT5級(jí)精度，未注采用MT8級(jí)精度。
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為Ra0.8，內(nèi)部為Ra1.2。
2.2 塑件材料的確定
塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。
此產(chǎn)品壁厚均勻，ABS性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成型，對(duì)于本課題零件相當(dāng)適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。
2.3 塑件材料的性能分析
2.3.1基本特性
2.2.1基本特性
丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（簡(jiǎn)稱：ABS）是日常生活中最常用的高分子材料之一，丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物抗多種有機(jī)溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性環(huán)境中丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物會(huì)被氧化。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物在薄膜狀態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的，但是在塊狀存在的時(shí)候由于其內(nèi)部存在大量的晶體，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而不透明。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個(gè)數(shù)的影響，枝鏈越多，越難以結(jié)晶。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的晶體融化溫度也受到枝鏈個(gè)數(shù)的影響，分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物單晶通?？梢酝ㄟ^(guò)把高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備。
丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物有:
高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS, High Density Polyethylene）又稱低壓丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，因?yàn)樵诘蛪合律a(chǎn)，含有較多長(zhǎng)鏈，因此密度高。主要用于制造各種注塑、吹塑和擠出成型制品。
中密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（MDABS, Medium Density Polyethylene）
低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（LDABS, Low Density Polyethylene)用高壓法（147.17—196.2MPa）生產(chǎn)，支鏈較多，強(qiáng)度低，多用來(lái)生產(chǎn)薄膜制品。
線性低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（LLDABS, Linear Low Density Polyethylene）等多種產(chǎn)品。
高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物通常使用Ziegler-Natta（齊格勒-納塔催化劑）聚合法制造，其特點(diǎn)是分子鏈上沒(méi)有支鏈，因此分子鏈排布規(guī)整，具有較高的密度。該過(guò)程在管式或釜式低壓反應(yīng)器中以乙烯為原料，用氧或有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)。高密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物屬環(huán)保材質(zhì)，加熱達(dá)到熔點(diǎn)，即可回收再利用。須知塑膠原料可大分為兩大類：“熱塑性塑膠”（Thermoplastic）及“熱固性塑膠”（Thermosetting），“熱固性塑膠”是加熱到一定溫度后變成固化狀態(tài)，即使繼續(xù)加熱也無(wú)法改變其狀態(tài)，因此，有環(huán)保問(wèn)題的產(chǎn)品是“熱固性塑膠”的產(chǎn)品（如輪胎），并非是“熱塑性塑膠”的產(chǎn)品（如：夾板），所以并非所有“塑膠”皆不環(huán)保。
低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物通常使用高溫高壓下的自由基聚合生成，由于在反應(yīng)過(guò)程中的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在分子鏈上生出許多支鏈。這些支鏈妨礙了分子鏈的整齊排布，因此密度較低。
線性低密度丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物是通過(guò)在丙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的主鏈上共聚一些具有短支鏈的共聚物生成的。
2.2.2成型性能
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用潛伏式澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060℃，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080℃。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。
2.2.3主要用途
ABS料在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造高溫電氣制品、風(fēng)筒殼、火牛殼、電工用具、電機(jī)殼、工具箱、奶瓶、冷飲機(jī)殼、照相機(jī)零件、安全帽、齒輪、食品盤子、醫(yī)療器材、導(dǎo)管、發(fā)夾、吹風(fēng)筒、理發(fā)用品、鞋跟、纖維增強(qiáng)后可作結(jié)構(gòu)更強(qiáng)的工程零件、CD碟。
第三章 成型布局及注塑機(jī)選擇
3.1 進(jìn)膠方式選擇
注射模的澆注系統(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。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。
澆口的位置選擇原則：
澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使
1)流程(包括分支流程)為最短；
2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端；
3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料；
4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。
2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體
由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口在產(chǎn)品端面處，成形后切除澆口, 零件組裝時(shí)澆口被遮擋起來(lái)。
3.2 型腔的布局及成型尺寸
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模二腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的布局應(yīng)該是每個(gè)產(chǎn)品在成型過(guò)程中的分得所需的壓力形同,以保證熔融狀態(tài)的塑料體能投均勻地、快速
的、充填每個(gè)型腔室,保證每個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量、外觀均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。
成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計(jì)算確定，需考量成形封閉結(jié)合面大小，太大造成模具尺寸過(guò)大，成本浪費(fèi)，太小易導(dǎo)致成型時(shí)溢料飛邊，甚至型腔變形。因模具是一模二腔，考量排布可得型腔長(zhǎng)至少為310mm，寬至少為270mm。塑件的高度為30mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加20-40mm，因此得出成型型腔總體厚度至少需要100mm，因考慮成本，現(xiàn)采用模架一體式，尺寸為450X450。型腔布局如圖。
型腔布局
3.3 估算塑件體積質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在UG軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的體積為52.9，ABS的密度為1.05，即可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為55.5g。
3.4 注塑機(jī)的選擇和校核
3.4.1注射膠量的計(jì)算
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中：--型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的重量（g）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g）
本設(shè)計(jì)中：n=2 55.5g =8g
m≥（2x55.5+8）/0.8 即m≥148.75g
因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為148.75g以上
3.4.2鎖模力的計(jì)算
選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，不然模具分型面要分開(kāi)而產(chǎn)生溢料。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。
成型投影面積=
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)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
n=2 =11096 =1057
本設(shè)計(jì)中 =2x11096+1057=23249
鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定：
式中 —鎖模力，kN；
—型腔壓力，MPa ；
A —成型投影面積，mm2；
一般的注塑注塑機(jī)在經(jīng)過(guò)模具噴嘴時(shí)候的壓力大概為60～80MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通常為20-40MPa，這里取30MPa。
計(jì)算：×A/1000=30×23249/1000=697 kN (取整700kN)
得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為700 kN以上。
3.4.3 注塑機(jī)選擇確定
綜合考慮以上因素，選定注射機(jī)為HTF300XB。其相關(guān)性能符合成型方案要求，以下相關(guān)參數(shù)：
型號(hào)
單位
300×A
300×B
300×C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
60
65
70
理論注射容量
cm3
727
853
989
注射重量PS
g
662
776
900
注射壓力
Mpa
213
182
157
注射行程
mm
257
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~160
料筒加熱功率
KW
17.25
鎖模力
KN
3000
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
660×660
允許最大模具厚度
mm
660
允許最小模具厚度
mm
250
移模行程
mm
660
移模開(kāi)距(最大)
mm
1260
液壓頂出行程
mm
160
液壓頂出力
KN
62
液壓頂出桿數(shù)量
PC
13
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
30
油箱容積
l
580
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
6.9×2.0×2.4
機(jī)器重量
t
11.5
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
460×460
表<1> HTFHTF300XB注塑機(jī)參數(shù)
第四章 注塑模具設(shè)計(jì)
4.1 模架的選用
4.1.1模架基本類型
注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。
4.1.2模架的選擇
注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。
根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇CI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：
CI型模架圖
CI型模具定模采用頂板和定模板，動(dòng)模采用動(dòng)模板、上下頂針板、模腳、底板，又叫兩板模，大水口模架，適合潛伏式澆口，側(cè)入式澆口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具。
由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過(guò)考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸。
把型腔排列成一模二腔可得長(zhǎng)為310mm，寬為270mm，
模架的長(zhǎng)L=310+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚450mm
模架的寬W=270+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚450mm
根據(jù)制品的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其它螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。在設(shè)計(jì)中，如果有斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，還需要考慮側(cè)抽芯對(duì)模具設(shè)計(jì)中模架外形尺寸的影響。
綜合考慮本設(shè)計(jì)選用WL=450x450的模架。塑件的高度為30mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加20-40mm。
綜合考慮強(qiáng)度要求，定模板厚度取110mm, 動(dòng)模板的厚度取90mm。考慮推桿的頂出行程要求，支撐板取120mm以滿足頂出要求。
綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：CI-4545-A110-B90-C120。
4.1.3導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：保證模具在進(jìn)行開(kāi)合模時(shí)，保證公母模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。
1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)
（1） 導(dǎo)向零件（主要是導(dǎo)柱和導(dǎo)套）應(yīng)該盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)模架已設(shè)計(jì)好的尺寸，這樣有利于保證質(zhì)量和減少設(shè)計(jì)周期，導(dǎo)柱、導(dǎo)套到模具側(cè)壁必須要有足夠的距離，必須滿足模具的強(qiáng)度要求，防止因模板變形而引起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)失效。
（2） 現(xiàn)在根據(jù)模具的型號(hào)，一套模具正常需要二到四根導(dǎo)柱。由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。
（3） 導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在分型面處應(yīng)有承屑槽
（4） 導(dǎo)柱`導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行
（5） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成型零件。
2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
（1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分
導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面6…8mm
（2） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有倒圓角處理
（3） 固定方式凸臺(tái)形式固定在模板上
（4） 導(dǎo)柱、導(dǎo)套需要熱處理來(lái)增加硬度、剛度、耐磨性。
3. 導(dǎo)套和導(dǎo)套孔
（1） 無(wú)導(dǎo)套的導(dǎo)套孔，直接開(kāi)在模板上。現(xiàn)在常規(guī)設(shè)計(jì)師導(dǎo)套孔直接開(kāi)在定模板上、然后在鑲嵌一個(gè)有托導(dǎo)套上去。
（2） 導(dǎo)套有有托式、臺(tái)階式、凸臺(tái)式
（3） 在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角r。
一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對(duì)合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向的作用.
4.2 成型澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)按照澆口形式可以分為大水口澆注系統(tǒng)和細(xì)水口澆注系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)中采用普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。
澆注系統(tǒng)組成：
普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分。
1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道
5－澆口 6－型腔 7－冷料穴
4.2.1主流道設(shè)計(jì)
所選用HTF300XB型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下：
噴嘴前段孔徑d0=3mm
噴嘴圓弧半徑R0=10mm
為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑d應(yīng)稍大于噴嘴直徑。
d=d0+（0.5~1）=3.5mm
主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角@通常為2~4°，主流道角度過(guò)大時(shí)，容易卷入空氣而產(chǎn)品氣泡，主流道角度過(guò)小時(shí)，會(huì)使充填過(guò)程的壓力損耗率增大，所以本次設(shè)計(jì)的主流道傾斜角度為1°，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2mm。這里取主流道球面半徑R11mm，經(jīng)測(cè)量主流道長(zhǎng)度L取139.5mm。
4.2.2分流道的設(shè)計(jì)
分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。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)。其作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔，分流道的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能短，折彎少，盡量減少流動(dòng)過(guò)程中的熱量損失與壓力損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取Ra為1.6 m，本設(shè)計(jì)選擇矩形截面的分流道，d=5mm，采用流道布局如圖所示：
流道布局
4.2.3澆口的設(shè)計(jì)
側(cè)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般開(kāi)設(shè)在產(chǎn)品側(cè)面上，一般塑料熔體從外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形。側(cè)澆口的大小為4x1.
4.2.4冷料穴的設(shè)計(jì)
主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問(wèn)題必須在沒(méi)塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。
冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為5mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的倒扣形式有多種，這里采用Z倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用，開(kāi)模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模。如圖：
拉料針
4.3 分型面的設(shè)計(jì)
將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開(kāi)時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。
選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：
1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
2）使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上；
3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；
4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；
5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；
6）使塑件易于脫模。
綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，如圖所示。
分型面的選擇
4.4 成型零部件的設(shè)計(jì)
模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。
成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。
4.4.1成型零部件結(jié)構(gòu)
成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。
型腔是用來(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。
本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。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)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還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。不過(guò)模具加工起來(lái)比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。
針對(duì)型芯和型腔的工藝分析如下：
形同點(diǎn)：
型芯和型腔均需要加工成型區(qū)域，流道，澆口為位置，冷卻水路，固定用的螺絲孔。
不同點(diǎn)：
型芯需要加工頂針孔，勾料針孔，型腔則需要加工澆口襯套孔
型腔3D圖
型芯3D圖
4.4.2成型零部件工作尺寸的計(jì)算
成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，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，以及中心距尺寸等。
在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。
塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定ABS材料的平均收縮率為0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：
A=B+0.005B
式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸
B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸
4.4.3 凹模寬度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=108.59±0.05=109.13-0.70MM,相應(yīng)的塑件制造公差，
LM1=[(1хSCP)+LS1+X1ХP1]00.22=[(1Х0.005)+109+0.6Х0.7]00.22=109.1300.22mm
式中，是塑件的平均收縮率，ABS的收縮率為1%~2%,所以平均收縮率；、是系數(shù)， 一般在0.5~0.8之間，此處??；分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對(duì)于中小型零件取（下同）。
4.4.4 凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=203.74±0.05=204.761.20MM，相應(yīng)的塑件制造公差Δ3=1.2MM
LM1=[(1+SCP)+LS1+X3ХP1]00.2=[(1+0.005)+203.74+0.5х1.2]00.2=204.7600.2MM
式中，是系數(shù)，一般在0.5~0.8之間，此處取。
4.4.5 凹模高度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：HS1=38.34±0.05=38.53-0.040MM，相應(yīng)的塑件制造公差0.1mm
HM1=[(1+SCP) +HS1+X1ХP1]=[(1+0.005)+38.34+0.7х0.4]00.067=35.5300.067MM
式中，是系數(shù)，一般在0.5~0.7之間，此處取。
4.4.6 凸模寬度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS=104.59±0.05=105.1100.7MM，相應(yīng)的塑件制造公差0.7mm
LM=[(1+SCP) +LS+XХP]= [(1+0.005) +104.59+0.6х0.7]0.1170 =105.11.1170 MM
式中，是系數(shù)，一般在0.5~0.7之間，此處取。
4.4.7 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換LS=199.75±0.05=200.7401.02MM：，相應(yīng)的塑件制造公差1.02mm
LM=[(1+SCP)+LS+XХP]= [(1+0.005)+199.75+0.65х1.02]-0.170 =200.74-0.170 MM
式中，是系數(shù)，知一般在0.5~0.7之間，此處取。
4.4.8 凸模高度尺寸的計(jì)算
塑件尺寸的轉(zhuǎn)換HS=36.34±0.02=36.520O.4MM，相應(yīng)的塑件制造公差o.4mm
HM=[(1+SCP)+H S+XХP]= [(1+0.005)+36.34+0.6х0.4]-0.170 =36.52.0670 MM
式中，是系數(shù)，可知一般在0.5~0.7之間，此處取。
4.4.9模具強(qiáng)度與剛度校核
普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。
由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過(guò)強(qiáng)度校核來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。
模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。
整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算，選取較大的尺寸。
計(jì)算公式如下：
S長(zhǎng)代表的是：
S長(zhǎng) = S 短 ≥ 1.15[ph/(E[δ])] = 1.15[30x1.5÷(2.1x10x0.03)] = 0.433
按強(qiáng)度條件計(jì)算:
S長(zhǎng) ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 102x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 1.246
S 短 ≥ r{[[σ]/( [σ]-2p)] -1} = 65x{[2500÷(2500-2x30)] -1} = 0.794
按照厚度的數(shù)值還有校核的結(jié)構(gòu)，選擇側(cè)面的內(nèi)壁的厚度是可以的，所以我們論文里面的模具的型腔的側(cè)壁的厚，除此之外動(dòng)模的型芯進(jìn)行一樣的計(jì)算，那么它的厚度的值就是
注：
E—模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼為2.1x x10；
分別計(jì)算。
4.5 脫模及推出機(jī)構(gòu)
4.5.1脫模力
脫模力的產(chǎn)生范圍：
①（脫模）塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。
②不帶通孔殼體類塑件，脫模時(shí)要克服大氣壓力 。
③機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力。
④塑件與模具之間的粘附力。
初始脫模力，開(kāi)始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力。
相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計(jì)算脫模力時(shí)，一般計(jì)算初始脫模力。
脫模力的影響因素：
a． 產(chǎn)品的自身壁厚，型芯長(zhǎng)度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各項(xiàng)值越大，則脫模力越大。
b． 塑件收縮率，彈性模量E越大，脫模力越大。
c． 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。
d． 排除其他客觀因素的影響，原則上是塑料產(chǎn)品的脫模斜度越大，產(chǎn)品越容易出模。
4.5.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和頂針，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。
脫模機(jī)構(gòu)的選擇：
脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、頂針推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。
脫模機(jī)構(gòu)的選用原則：
（1）使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）；
（2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；
（3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；
（4）推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形；
（5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；
本設(shè)計(jì)中采用頂針推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。
4.5.3頂針推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿和頂針機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)頂針與回針鎖定，回針運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)頂針運(yùn)動(dòng)。回針端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。定模板與頂針孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，ABS塑料的溢料間隙為。
4.5.4 脫模力的計(jì)算
脫模力是從動(dòng)模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所需施加的外力，需克服塑件對(duì)型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力。本設(shè)計(jì)主要計(jì)算由型芯包緊力形成的脫模阻力。
當(dāng)開(kāi)始脫模時(shí)，模具所受的阻力最大，推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)計(jì)算，亦即無(wú)視脫模斜度（a=0）
由于制品是薄壁矩形件
Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f) （kN）
式中，Q—脫模最大阻力（kN）
t—塑件的平均壁厚（cm）
E—塑料的彈性模量（N/）
S—塑料毛坯成型收縮率（mm/mm）
l—包容凸模長(zhǎng)度（cm）
f—塑料與鋼之間的摩擦系數(shù)
m—泊松比，一般取0.38~0.49
查表得，S=0.005，E=1.8×10N/cm
已知，t0.12cm，l=4.5cm，f=0.28
Q=8×0.12×1.8×10×0.005×4.0×0.28/(1-0.43)(1+0.28)
=1.32kN
---摩擦阻力（N）
---摩擦系數(shù)，一般取0.15～1.0，本設(shè)計(jì)取0.5
---因塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的正壓力（N）
---塑件對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力，一般取8～12MPa,本設(shè)計(jì)取10MPa
---塑件包緊型芯的側(cè)面積（㎜2）
頂針推出機(jī)構(gòu)
4.6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過(guò)大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。
4.6.1冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
a．冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)塑件冷卻也就越均勻。
b．冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。
c．塑件局部壁厚處，應(yīng)加設(shè)冷卻裝置。當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為D時(shí)，它的孔距最好為5D，孔與型腔的距離為3D。
d．當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí)，料流較長(zhǎng)，而料溫越流越低，可以適當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度。
e．冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強(qiáng)度。
f．冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)接縫部分，以防漏水。
g．冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分。
h．澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴，是模具上最熱的部分，應(yīng)加強(qiáng)冷卻，有時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)料嘴單獨(dú)冷卻。
i．進(jìn)出水水嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常在注塑機(jī)操作的對(duì)面。
j．如果型芯太長(zhǎng)，冷卻水道無(wú)法開(kāi)設(shè)，則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料，在型芯下部采用噴水法進(jìn)行冷卻。
4.6.2冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置
冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動(dòng)模板的厚度，必須將冷卻水路設(shè)計(jì)在產(chǎn)品膠位較大的地方，即型芯和型腔熱量較大、較多區(qū)域,冷卻水道最好采用環(huán)繞式的冷卻水路，可以均勻的冷卻塑件，保證冷卻水路的均勻分布。不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更?。?。
本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸變形一致。冷卻水路排布如圖所示：
模具冷卻水路圖
4.6.3冷卻水道的計(jì)算
冷卻計(jì)算：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量Q，可以用參考文獻(xiàn)中的公式計(jì)算：
Q=W1 × a
式中 W1—單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量g
a—克塑料的熱容量(J/g)
經(jīng)計(jì)算：Q=61．8265×1．1÷1．6×130≈5525．74J
則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計(jì)算：
式中 W—通過(guò)模具冷卻水的重量(g/h)
T3—出水溫度℃
T4—入水溫度℃
K—熱傳導(dǎo)系數(shù)；
經(jīng)計(jì)算 W≈378．997 g/h
由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑：
式中 —冷卻液容重kg/cm3 =0．001 kg/cm3，
L —冷卻水道長(zhǎng)度cm L=17．4cm
d—冷卻水道直徑cm
經(jīng)計(jì)算d≈8．128 cm，取10mm
4.7 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在塑料熔體充模過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。
由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜。
4.8 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核
1.模具長(zhǎng)寬尺寸
模具長(zhǎng)寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距,本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為400×400,模具長(zhǎng)寬為350x400，經(jīng)核算機(jī)臺(tái)選用合適。
2.模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為380mm 250
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