?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)題 目： 酒瓶?jī)?nèi)蓋注塑模具設(shè)計(jì) 專業(yè)年級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 年 6 月 20 日?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)學(xué)生姓名 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專業(yè)： 任務(wù)起止時(shí)間：2015 年 5 月 6 日至 2015 年 6 月 20 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：酒瓶?jī)?nèi)塞注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師簽名： 指導(dǎo)教師職稱： 評(píng)閱教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)語(yǔ)：評(píng)閱教師簽名： 評(píng)閱教師職稱： 答辯委員會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的評(píng)語(yǔ)：答辯委員會(huì)評(píng)定，該生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)椋? 答辯委員會(huì)主席簽名： 職稱： 2015 年 6 月 23 日專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué) 院： 專業(yè)： 任務(wù)起止時(shí)間： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：酒瓶?jī)?nèi)蓋注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容：本模具是根據(jù)酒瓶?jī)?nèi)塞設(shè)計(jì)的，具體內(nèi)容如下：1.塑件的工藝性分析和注塑機(jī)的選用。2.成型零件的計(jì)算和模架的設(shè)計(jì)。3.模具相關(guān)參數(shù)的校核。4.模具裝配的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)。資料：1 付宏生，劉京華，注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社，2003：25~42指導(dǎo)教師意見(jiàn)：簽名：2015 年 5 月 6 日指導(dǎo)教師意見(jiàn)：簽名：2015 年 5 月 7 日酒瓶?jī)?nèi)塞注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要本模具為一個(gè)酒瓶?jī)?nèi)塞的注塑模具。設(shè)計(jì)分為整體裝配圖設(shè)計(jì)和所用各零件的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)從實(shí)際生產(chǎn)條件出發(fā)，結(jié)合相關(guān)理論給出了生產(chǎn)此類塑料制件的模具設(shè)計(jì)解決方案，涉及塑料的工藝性能、模具設(shè)計(jì)、以及機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)。本課題主要是針對(duì)酒瓶?jī)?nèi)蓋進(jìn)行的模具設(shè)計(jì)，該塑件的材料為 PE。通過(guò)對(duì)該產(chǎn)品的數(shù)量以及塑料的工藝進(jìn)行分析，從而確定了塑件采用注射成形法生產(chǎn)。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性和模具的結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、分型面的設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、退出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、排溢系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及有關(guān)參數(shù)的校核等，都有詳細(xì)的說(shuō)明。并簡(jiǎn)要介紹了模具的裝配及模具的工作原理。利用 Pro/E 來(lái)繪制三維工件圖，最后利用 AutoCAD 軟件完成繪制模具總的裝配圖和零件圖，并對(duì)開(kāi)模行程、鎖模力、最大注塑量、壓力機(jī)等進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的校核。關(guān)鍵詞 塑料制件；注塑模具；酒瓶?jī)?nèi)蓋目錄摘要…… I第 1 章 緒論 11.1 國(guó)內(nèi)外模具發(fā)展?fàn)顩r .11.1.1 國(guó)內(nèi)模具發(fā)展 11.1.2 國(guó)外模具發(fā)展 11.2 本論文研究主要內(nèi)容 .2第 2 章 塑件的工藝性分析 32.1 產(chǎn)品技術(shù)要求 .32.2 塑件的工藝分析 .32.2.1 PE 材料簡(jiǎn)介 .32.3 材料收縮率 .42.4 塑件的工藝性分析 .42.5 注塑機(jī)的選用 .42.6 本章小結(jié) .5第 3 章 注塑模的設(shè)計(jì) 63.1 分型面的設(shè)計(jì) .63.1.1 型腔的布局 63.1.2 分型面設(shè)計(jì) 63.2 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .63.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 73.2.2 主流道的設(shè)計(jì) 73.2.3 分流道的設(shè)計(jì) 83.2.4 澆口的設(shè)計(jì) 83.2.5 澆口的位置的確定 83.2.6 澆口系統(tǒng)的平衡 83.2.7 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 93.3 成型零件的設(shè)計(jì) .103.3.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 103.3.2 型腔的工作尺寸計(jì)算 103.3.3 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 113.3.4 型芯的尺寸計(jì)算 123.3.5 影響塑件尺寸精度因素 123.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .133.4.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 133.4.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 143.4.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 153.5 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .153.5.1 脫模力的計(jì)算 153.5.2 推桿的設(shè)計(jì) 153.5.3 推件板的厚度計(jì)算 163.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .173.6.1 模具對(duì)塑件質(zhì)量的影響 173.6.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 183.7 模架的設(shè)計(jì) .183.8 模具相關(guān)參數(shù)的校核 .193.8.1 型腔數(shù)目的確定 193.8.2 最大注射量的校核 193.8.3 鎖模力的校核 193.8.4 壓力機(jī)的校核 203.8.5 開(kāi)模行程的校核 203.9 本章小結(jié) .20第 4 章 模具裝配的工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 214.1 模具總的裝配程序 .214.2 模具裝配要點(diǎn) .224.2.1 選擇裝配基準(zhǔn)面 224.2.2 組件的裝配 224.3 本章小結(jié) .24結(jié)論 25致謝 26參考文獻(xiàn) 27- 1 -第 1 章 緒論1.1 國(guó)內(nèi)外模具發(fā)展?fàn)顩r模具是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，也是發(fā)展和顯示少無(wú)切削新技術(shù)不可缺少的裝備。汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、儀器、儀表、輕工、國(guó)防等行業(yè)有 60-90%的產(chǎn)品零件需用模具加工，產(chǎn)品中的金屬制品，塑料制品、玻璃制品、陶瓷制品、橡膠制品、建筑材料及食品等大部分需用模具加工成型。模具精確度不高，產(chǎn)品質(zhì)量就不能保證，模具結(jié)構(gòu)落后或壽命低，產(chǎn)品產(chǎn)量就難于提高，模具制造周期長(zhǎng)，就影響產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，模具造價(jià)高，就會(huì)增加產(chǎn)品的成本。所以模具急速是衡量一個(gè)國(guó)家制造工藝水平的重要標(biāo)志之一。下面談?wù)剣?guó)內(nèi)外模具工業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。1.1.1 國(guó)內(nèi)模具發(fā)展我國(guó)模具專業(yè)廠初步統(tǒng)計(jì)僅 120 家，專業(yè)分工不細(xì)，有的名為專業(yè)模具廠，實(shí)為大廠的模具車間一樣，各種類型的模具都做，結(jié)果技術(shù)提不高，質(zhì)量上不去，周期一樣長(zhǎng)，成本反而高，我們要隨著體制改革的進(jìn)行，敘述改革模具行業(yè)落后的不合理管理體制，盡快完善建立我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)化體系，積極組織模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)工藝技術(shù)水平，力求降低成本，在大城市建立銷售門市部，做到商品化。國(guó)內(nèi)模具工業(yè)的落后，也與政府相關(guān)部門對(duì)模具在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性認(rèn)識(shí)不夠有關(guān)。國(guó)家自1997 年起，對(duì)達(dá)到一定規(guī)模的專業(yè)模具生產(chǎn)企業(yè)給予了一定的扶持政策，但能夠享受的企業(yè)畢竟有限，而且今年是政策執(zhí)行的最后一年，模具行業(yè)目前迫切需要一個(gè)長(zhǎng)久的扶持政策。1.1.2 國(guó)外模具發(fā)展國(guó)外工業(yè)先進(jìn)國(guó)家模具的高速發(fā)展，在于實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化生產(chǎn)。美國(guó)模具專業(yè)化生產(chǎn)已達(dá) 90%，日本為 74%，目前國(guó)內(nèi)模具專業(yè)化程度僅為10%。美國(guó)、日本模具工業(yè)特點(diǎn)是“多”、“小”、“?！?、“精”。所謂“多”是模具專業(yè)工廠多，據(jù)美國(guó)、日本 1972 年統(tǒng)計(jì)，各有 5000~6000家模具生產(chǎn)企業(yè)。過(guò)了十年，1982 年統(tǒng)計(jì)，都發(fā)展到擁有一萬(wàn)家或一萬(wàn)家以上的模具生產(chǎn)企業(yè)了。所謂“小” ，是模具廠規(guī)模大多很小，日本現(xiàn)在擁有近一萬(wàn)家模具廠，其中﹤9 人占 83.7%，100 人的模具專業(yè)廠不占總數(shù)的 1%，可見(jiàn)絕大多數(shù)都是小廠。所謂“?！?，是各廠生產(chǎn)的模具單一。有專長(zhǎng)和特色，有明確、固定的服務(wù)對(duì)象。所謂“精” ，是對(duì)模具生產(chǎn)技術(shù)精益求精，不僅工人技術(shù)高，而且配備著成套高效、精密加工設(shè)備，從而保證生產(chǎn)的模具精密、質(zhì)量高，性能穩(wěn)定可靠，而且交貨期短。- 2 -國(guó)內(nèi)模具產(chǎn)業(yè)與國(guó)外相比，至少還要落后十年。1.2 本論文研究主要內(nèi)容模具又是“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)值的幾十倍以上。目前，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，己成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，可以帶動(dòng)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。如今，模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低，而在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，并且直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)，特別是在制造業(yè)中，它起著其它行業(yè)無(wú)可取替代的支撐作用，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響。由于酒瓶?jī)?nèi)塞是精度不高的外螺紋，所以用哈弗塊成型，采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。圖 1 外螺紋酒瓶?jī)?nèi)塞- 3 -第 2 章 塑件的工藝性分析2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求1.使用性能此為酒瓶?jī)?nèi)塞，對(duì)于表面粗糙度的要求不高，但也不能有粗糙感。2.外觀平整，光滑，不能有制造缺陷，如氣泡、凹陷、燒焦、疤痕、銀紋等。零件形狀如圖 1-1 所示。圖 1-1 工件簡(jiǎn)圖2.2 塑件的工藝分析2.2.1 PE 材料簡(jiǎn)介聚乙烯無(wú)味，無(wú)毒、呈乳白色。密度為 0.91～0.96 g/cm3 為結(jié)晶型塑- 4 -料。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比其機(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(zhǎng)期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸汽的性能好。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)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(shí)仍有較好的機(jī)械性能，-70 ℃時(shí)仍有一定的柔軟性。聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向的收縮率差異較大。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(duì)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(shí)可強(qiáng)行脫模 [1]。2.3 材料收縮率據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 [2]表 2-1 聚乙烯(PE)收縮率1.5%～ 3.5%。2.4 塑件的工藝性分析PE 塑料它是屬于通用塑料，該產(chǎn)品是通過(guò)注塑成型的。它的原理是將顆?；蚍蹱钏芰蠌淖⑺軝C(jī)的料中送進(jìn)加熱器中，經(jīng)加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復(fù)雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過(guò)程包括如下：成型前的準(zhǔn)備，注塑過(guò)程，塑件后處理。注塑過(guò)程它是一個(gè)比較關(guān)鍵的進(jìn)程，各個(gè)步驟都要控制好，這對(duì)塑件的質(zhì)量和形狀起著至關(guān)重要的作用。注塑成型的核心問(wèn)題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時(shí)間是其最關(guān)鍵的工藝參數(shù)。注塑模包括：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)、支承零部件。只有處理好各個(gè)環(huán)節(jié)的制約關(guān)系，才能設(shè)計(jì)出一副較好的模具來(lái)，一副模具設(shè)計(jì)出來(lái)，把它裝在注塑機(jī)上，還要通過(guò)校核，才能投入生產(chǎn)。因此注塑模與注塑機(jī)的關(guān)系也是至關(guān)重要 [2]。2.5 注塑機(jī)的選用注射機(jī)的選取是至關(guān)重要的，因?yàn)樽⑸錂C(jī)的眾多參數(shù)需要和模具的相- 5 -互匹配，否則無(wú)法正常使用，這也是我們選擇注射機(jī)的重要依據(jù)。需要計(jì)算的參數(shù)很多，有注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式等。下面通過(guò)對(duì)一些參數(shù)的計(jì)算來(lái)選取注射機(jī)的型號(hào)。塑件體積和質(zhì)量的確定：V 圓頂=πr2h=3.14×13×2×13=1061.32 mm 3V 圓柱 1=πr12h=3.14×9×9×30=7630.2 mm3V 圓柱 2=πr22h=3.14×8.2×8.2×30=6334 mm3V 蓋 =V 圓頂+V 圓柱=1061.32+(7630.2 ～6334) =1061.32+1296.2=2357.5 mm3m=ρv=2.358×(0.91～0.96)=2.15g～2.26 g4×2.358+0.092=9.5 mm3根據(jù)前面的分析，塑件的形狀大小，塑件的結(jié)構(gòu)特征及模具最小厚度、最大厚度的估算值選用 XS-ZS-22 型注射機(jī)，該注射機(jī)的基本參數(shù)如下：額定注射量為 20 cm3,螺桿直徑 D=20 mm,注射壓力 75 MPa鎖模力 F=250 kN，拉桿內(nèi)間距 d=235 mm,開(kāi)模行程 s=160 mm,模具最大厚度 d=180 mm,模具最小厚度 d=60 mm,噴嘴球半徑 d=SR12。2.6 本章小結(jié)聚乙烯的優(yōu)點(diǎn)：1. 聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異。2.聚乙烯有高度的耐水性，長(zhǎng)期接觸水其性能可保持不變。聚乙烯的缺點(diǎn)：1.聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。2.聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向的收縮率差異較大。PE 塑料注塑成型的核心問(wèn)題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時(shí)間是其最關(guān)鍵的工藝參數(shù)。注射機(jī)的選取是至關(guān)重要的，因?yàn)樽⑸錂C(jī)的眾多參數(shù)需要和模具的相互匹配，否則無(wú)法正常使用，這也是我們選擇注射機(jī)的重要依據(jù)。- 6 -第 3 章 注塑模的設(shè)計(jì)3.1 分型面的設(shè)計(jì)打開(kāi)模具取出塑件或澆注系統(tǒng)的凝料的面，稱之為分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它的設(shè)計(jì)受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響 [3]。3.1.1 型腔的布局由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在設(shè)計(jì)中加以綜合考慮。由于是一模四腔，應(yīng)該使型腔的每一處都有足夠的壓力，同時(shí)保證塑件充滿型腔每一處，如圖 3-1 所示，采用短形對(duì)稱布置。圖 3-1 型腔排布圖3.1.2 分型面設(shè)計(jì)該模具采用的是全開(kāi)分型面，其分型面的設(shè)計(jì)原則滿足了以下幾項(xiàng)原則：1.有利于塑件的順利脫模。2.應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求。3.便于模具的加工制造。4.應(yīng)保證塑件的精度要求。5.有利于排氣效果 [4]。該模具的成型面的設(shè)計(jì)可以見(jiàn)裝配圖，它基本符合上述要求。- 7 -3.2 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。 3.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)分析計(jì)算，此塑件采用普通流道系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。其結(jié)構(gòu)圖如下圖 3-2 所示。圖 3-2 澆注系統(tǒng)圖 澆注系統(tǒng)是將來(lái)自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時(shí)使型腔的氣體能及時(shí)順利排出，在塑件熔體填充凝固的過(guò)程中，將注塑壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的一般原則：1.了解塑件的成型性能。2.盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕。3.有利于型腔中的氣體排出。4.防止型芯的變形和嵌件的位移。5.盡量采用較短的流程充滿型腔。6.流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核 [5]。3.2.2 主流道的設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸處開(kāi)始到分流道為止的塑件熔體的流通通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響。在注塑機(jī)上，主流道垂直- 8 -分型面。為了使凝料從其中順利推出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 4°，表面粗糙度 Ra≤0.8，主流道部分在成型過(guò)程中，其小端入口處與注塑機(jī)及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆，采用碳素工具鋼即 T8A，淬火到 53～57 HRC 。3.2.3 分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道末端與澆口之間的通道。此副模具采用圓形的截面形狀對(duì)于壁厚為 0.8 mm，質(zhì)量在 20 g 以下的塑件，分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 要求比較高，一般取 1.6 左右。分流道在分型面上的布置的形式，um它必須遵循以下兩方面的原則，即一方面排列緊湊，縮小模具板面的尺寸，一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡，該模具采用平衡式的分流道。分流道的布置，分流道的布置也根據(jù)型腔的位置而定，型腔位置確定要考慮模具在分型面上力的平衡問(wèn)題，它的要求是反作用力，以及鎖模力就作用于主流道中心。3.2.4 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通道。它是整個(gè)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。該塑件采用的是點(diǎn)澆口，它一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率和剪切熱，使其順利充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動(dòng)特性，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)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開(kāi)的作用。3.2.5 澆口的位置的確定設(shè)計(jì)中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時(shí)還需要修改。因此澆口的位置的開(kāi)設(shè)，對(duì)成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時(shí)，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，綜合分析。一般要滿足以下原則：1.考慮分子定向的影響。2.減少熔接痕提高熔接強(qiáng)度。3.澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處。4.避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷。5.盡量縮短流動(dòng)距離 [6]。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的考慮，該塑件是均勻壁厚件，又為了不影響塑件的外觀，該塑件采用點(diǎn)澆口，它能保證塑料迅速而且均勻充滿型腔。- 9 -3.2.6 澆口系統(tǒng)的平衡該塑件是屬于小型塑件，采用一模多腔，這樣有利于提高生產(chǎn)效率。但是在設(shè)計(jì)時(shí)是否能同時(shí)達(dá)到充滿型腔的目的。這就要對(duì)澆注系統(tǒng)的平衡。若澆口平衡則可以得到良好的物理和較精度尺寸的塑件。分流道的布置分平衡式和非平衡式。平衡式是指從主流道到各分流道，其長(zhǎng)度、截面形狀和尺寸均對(duì)應(yīng)相等。非平衡式即上述的參數(shù)不相等。澆口的平衡的經(jīng)驗(yàn)公式如下：BGV=Ag/(Lr)?Lg (3-1) 式中 Ag - 澆口的截面面積。Lr - 從主流道中心至澆口的流動(dòng)通道的長(zhǎng)度。Lg - 澆口的長(zhǎng)度。此副模具是采用平衡式的，其上面的數(shù)據(jù)是一樣的。所以澆口是平衡的。分流的平衡的計(jì)算：l1/l2=d1/d2=Q1/Q2 (3-2)=130/130=10/10=1由于采用是一模四腔的，且采取的是平衡式的澆口，所以分流道的長(zhǎng)度、和分流道的截面積尺寸也是一樣的。上式的式子它沒(méi)有考慮到分流道轉(zhuǎn)彎部分阻力的影響，以及模具濕度不均勻的影響。L 1、L 2 是流道 1 和 2的長(zhǎng)度。d 1、d 2 是流道 1 和 2 的直徑， Q1、Q 2 別是塑料熔體在流道 1和 2 的流量。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)后，還要對(duì)澆口平衡進(jìn)行試模。其步驟如下：1.首先將各澆口的長(zhǎng)度和厚度加工成對(duì)應(yīng)相等的尺寸。2.試模后檢查每個(gè)型腔的塑件的質(zhì)量。3.將后充滿的型腔的澆口的寬度略為修大一點(diǎn)，盡可能不改變澆口厚度，因?yàn)闈部诤穸炔灰?，則澆口冷凝封固時(shí)間也就不一樣。4.用同樣的工藝條件重復(fù)上述步驟直到滿意為止。3.2.7 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)PE 材料在熔化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時(shí)及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時(shí)排除干凈，可以會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時(shí)的排氣可采用如下四種方式排氣：1.利用配合間隙排氣。2.在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣。- 10 -3.利用排氣守排氣。4.強(qiáng)制性排氣。該模具是采用利用配合間隙排氣 [7]。3.3 成型零件的設(shè)計(jì)成型零件決定了塑件的幾何尺寸和形狀。成型零件它直接與高溫、高壓的塑料流接觸，因此成型零件要求具有較高的強(qiáng)度、剛度和耐磨性能。成型零部件，它包括：型腔、型芯、成型桿、和成型環(huán)等。該產(chǎn)品是 IT5級(jí)精度制造的，產(chǎn)品外表面要求比較光滑，因此要求成型零件的拋光性能要好，表面應(yīng)該光滑美觀。表面粗糙度要求 Ra0.8。型腔的材料選Cr12MoV，淬火處理，并中溫回火，使其達(dá)到硬度達(dá)到 55HRC 以上。3.3.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且其精度較要求高，要求其塑件不充許出現(xiàn)表面刮傷，經(jīng)過(guò)仔細(xì)的參考，該型腔采用開(kāi)式較為合理。根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]可得塑件的理想的外壁圓角半徑為塑件的壁厚的 1.5倍。即 R=1.5×t。即 R=1.2 mm，該型腔的加工，先下料，經(jīng)粗加工后在磨床上進(jìn)行磨削，使其達(dá)到應(yīng)有的光潔度，然后熱處理，使其硬度達(dá)到55HRC 以上，再進(jìn)行精磨，最后用電火花將型腔加工出來(lái)并拋光。如圖3-3 所示。圖 3-3 型腔結(jié)構(gòu)圖3.3.2 型腔的工作尺寸計(jì)算所謂成型零件工作尺寸是指直接用來(lái)構(gòu)成塑件型面的尺寸。它主要包括型腔的徑向尺寸、型腔的深度、中心距等尺寸。它受到塑件的尺寸精度的影響。型腔的計(jì)算公式如下：型腔的徑向尺寸計(jì)算 Dx1=[(1+Scp)Ls-3/4 △]+δz (3-3) =[1.025×26-0.75×0.32]+0.011- 11 -=26.41+0.011Dx1=Dx2=Dx3=Dx4 式中 Dx - 是型腔的徑向尺寸。Da - 是塑件最大徑向尺寸。Δ - 是塑件的設(shè)計(jì)公差值。Dg - 是塑件徑向公稱尺寸。Z - 是模具制造公差。一般取 Z =1/3-1/6△查參考文獻(xiàn)得 PE 塑料的最小收縮率為 1.5%[6]，最大的收縮率為 3.5%，由公式得 Scp=(1.5%+3.5%)/2 得 Scp 為 2.5%，至于塑件的精度，在此到△ 的系數(shù)為 0.32，當(dāng)塑件的精度不同時(shí)會(huì)有變化。型腔的深度尺寸計(jì)算：Hx1= [(1+Scp)Hs-2/3 △ ]+δz (3-4) =[1.025×30-0.32×2/3]+0.011=30.54+0.011HX1=Hx2=Hx3=Hx4式中 H m - 為型腔的深度尺寸。Hd - 為制品高度最大尺寸。Hg - 為制品高度公稱尺寸。Δ 系數(shù)取 2/3。塑件表面的凹槽是通過(guò)在型腔上設(shè)一塊鑲塊而得到的。3.3.3 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯是成型塑件的內(nèi)表面的零件。此塑件用小型芯來(lái)成型，主型是用來(lái)成型塑件的內(nèi)壁，塑件的內(nèi)表面精度要求要稍微低一些，因此型芯的表面加工可以稍稍粗糙點(diǎn)。該芯采用鑲嵌式，它結(jié)構(gòu)牢固，它固定在動(dòng)模固定板上。其形狀尺寸如圖 3-4 所示。圖 3-4 凸模示意圖- 12 -其工件角度都是通過(guò)核算而得到的。型芯選 Cr12MoV，淬火處理，使其硬度達(dá)到 55HRC 以上，不至于使它在注射成型時(shí)變彎、變軟。它的加工過(guò)程是，先取一段圓棒料，在車床上車削，然后進(jìn)行熱處理，再進(jìn)行電火花加工，使其達(dá)到所要求的形狀和尺寸，最后進(jìn)行磨和拋光 [8]。3.3.4 型芯的尺寸計(jì)算型芯的徑向尺寸： Lm1=〔(1+scp)Ls+3/4△) 〕 -δz (3-5) d1=〔(1+scp)Ls+3/4△) 〕 -δz (3-6) =〔(1+0.025)×16.4+0.75×0.24 〕 -0.009 =16.99-0.009d2=〔(1+scp)Ls+3/4△) 〕 -δz (3-7)=〔(1+0.025)×16.4+0.75×0.24 〕 -0.009=16.99-0.009d1= d2= d3= d4其上面字母所表示的意義和型腔的字母是一樣的。 型芯的高度尺寸計(jì)算如下： Hx=〔(1+scp)Hs+2/3 △)〕 -δz (3-8) H1=〔(1+scp)Hs+2/3 △)〕 -δz (3-9)=〔(1+0.025)×28+(2/3)×0.32〕 -0.011=28.91-0.011H2=〔(1+scp)Hs+3/4△)〕 -δz (3-10)=〔(1+0.025)×28+(2/3)×0.32〕 -0.011 =28.91-0.011 H1=H2=H3=H43.3.5 影響塑件尺寸精度因素影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面：1.零件的制造公差；2.設(shè)計(jì)時(shí)所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率波動(dòng)；3.模具使用過(guò)程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：a.制造誤差： Δz=a·i=a(0.45 +0.001D) (3-11)3D式中 D - 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；Δz - 成型零件的制造公差值。 i - 公差單位。- 13 -a - 精度系數(shù)，對(duì)模具制造最常用的精度等級(jí)。b.成型收縮率波動(dòng)影響：(3-12) %10???MSLs?式中 - 塑件成型收縮率。s?LM - 模具成型尺寸。LS - 塑件對(duì)應(yīng)尺寸。c.型腔磨損對(duì)尺寸的影響：為簡(jiǎn)便計(jì)算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來(lái)選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考慮塑料對(duì)鋼材的磨損情況；同時(shí)還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的 1/6(常取 0.02～0.05 mm)，而對(duì)于大的模具則應(yīng)取 1/6 以下。但實(shí)際上對(duì)于聚烯烴 (如像 PP)、尼龍等塑料來(lái)說(shuō)對(duì)模具的磨損是很小的，對(duì)小型塑件來(lái)說(shuō)，成型零件磨損量對(duì)塑件的總誤差有一定的影響，而對(duì)于大的塑件來(lái)說(shuō)影響很小。塑件理想的內(nèi)角圓半徑應(yīng)為塑件壁厚的 1/3 以上。所以取內(nèi)角圓半徑為 0.5 mm。型腔由于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)壁和厚度過(guò)下，則會(huì)引起溢料和出現(xiàn)飛邊，這樣就降低了塑件的精度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響脫模。因此還要計(jì)算側(cè)壁和底板的厚度。模具型腔的壁厚的計(jì)算，應(yīng)以最大的壓力為準(zhǔn)。此塑件是屬于小尺寸塑件，側(cè)壁長(zhǎng) L370 mm，所以強(qiáng)度不足是主要原因，因此應(yīng)以強(qiáng)度計(jì)算。型腔側(cè)壁尺寸查參考文獻(xiàn)可得 S=48 mm[8]。底板厚度的計(jì)算。按強(qiáng)度的條件，最大應(yīng)力發(fā)生在板中，底板厚度為：H≥(3Pbl×l/4B[σ])? (3-13) =6 mm式中 H - 型腔板的高度。經(jīng)算得 6 mm 滿足要求了。3.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。本副模具是采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)它起到的作用有：定位作用、導(dǎo)向作用、承載作導(dǎo)柱導(dǎo)向通常是由導(dǎo)柱和導(dǎo)套的間隙配合而組成的。導(dǎo)柱分帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。因?yàn)樵摦a(chǎn)品是成批量的生產(chǎn)，導(dǎo)柱經(jīng)常運(yùn)動(dòng)，容易磨損，所以采用導(dǎo)套，這樣導(dǎo)套壞了，可以隨時(shí)更換。小型模- 14 -具采用帶頭導(dǎo)柱。3.4.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)技術(shù)要求包括：導(dǎo)柱的長(zhǎng)度、形狀、材料、數(shù)量及布置。此副模具把導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，這樣有利于推桿的運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6，而導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用 H7/f7 的間隙配合。導(dǎo)套也分直導(dǎo)套和芾頭導(dǎo)套。其用法與導(dǎo)柱的用法一樣。導(dǎo)套的技術(shù)要求的技術(shù)要求包括：導(dǎo)套的形狀、導(dǎo)套的材料、及固定形式及配合精度。導(dǎo)套采用 H7/r6 配合鑲?cè)肽０濉?dǎo)柱結(jié)構(gòu)和尺寸如圖 4-5 所示。圖 3-5 導(dǎo)柱示意圖取導(dǎo)柱的長(zhǎng)度為 100 mm，導(dǎo)柱的材料選 20 鋼，淬火處理到55～60HRC，導(dǎo)柱的前端做成錐臺(tái)形，這樣是為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱固定端粗糙度 Ra 為 1.2，導(dǎo)向部分 Ra 為 0.8 該導(dǎo)柱的布置采用階梯導(dǎo)柱對(duì)稱分布。3.4.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套采用直導(dǎo)套，這樣簡(jiǎn)單易制作，而且也適用。其結(jié)構(gòu)和形狀如圖4-6 所示。圖 3-6 導(dǎo)套示意圖導(dǎo)套的前端倒圓角，是為了讓導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套。材料通常也采用 20- 15 -鋼，熱處理，使其硬度達(dá)到一定硬度，以利于耐磨。粗糙度為 Ra 為 0.8，固定采 H7/r6 配合鑲?cè)肽０濉?.4.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)其材料用 T8A，硬度 HRC≥55，表面粗糙度≤0.8，它與其固定板之間采用 H7/m6 配合，斜角取 25°。3.5 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱之為推出機(jī)構(gòu)。本副模具是通過(guò)注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)，把力傳給推板，然后通過(guò)固定板，再通過(guò)推桿，最后傳給推件板，把塑件推出的。推出零件常分為推件板、推桿、推管、成型推桿等。此副模具所設(shè)計(jì)的塑件是屬于薄壁塑件，而且在推出時(shí)不允許有推出痕跡，所以該模具采用推件板推出，這樣有利于保證塑件的精度。此模具的設(shè)計(jì)也要滿足一般推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：塑件滯于動(dòng)模一側(cè)，這樣有利于設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)，以致于使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、防止塑件變形、力求良好的塑個(gè)外觀、結(jié)構(gòu)可靠、脫模時(shí)工作可靠，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，制造方便，更換容易。3.5.1 脫模力的計(jì)算脫模力由下式：Ft=FbFb=AP (3-14) =19140×20 =382kN式中 Ft - 是脫模力。Fb - 是塑件對(duì)型芯的包緊力。P - 為塑件對(duì)型芯的單位面積的包緊力。模外冷卻取 P 約為 2.4～3.9×107 Pa，模內(nèi)冷卻約取 0.8×1.2×107 Pa，由此式可以得到，當(dāng)塑件越大，對(duì)型芯的包緊面也越大，因此脫模力也越大，在模內(nèi)脫出所需的脫模力要少于模外脫出的脫模力。但模內(nèi)脫模容易使塑件容易變形，因此該模選用模外脫模。此副模具采用簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)。它需要設(shè)計(jì)推桿、推件板、推桿固定板、推板等的設(shè)計(jì)。3.5.2 推桿的設(shè)計(jì)此模具由于塑件是圓形件，各處的脫模力是一樣的，為了各處平衡，設(shè)計(jì)推桿時(shí)應(yīng)均勻布置推桿。這樣使系統(tǒng)就顯得比較平衡了，增加了推桿的壽命。推桿在推推件板時(shí)，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，條件充許的話，盡可以把推桿的直徑設(shè)得大一點(diǎn)。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的推算，選推桿的直徑為- 16 -8，為了保持推桿在工作時(shí)具有一定的穩(wěn)定性，把它進(jìn)行校核。由公式:直徑 d =φ(L2Q/nE)? (3-15) =6.5取直徑為 8 mm，已經(jīng)足夠了。進(jìn)行強(qiáng)度校核。σ=4Q/n×3.14d2≤σs =4×765/4×3.14×62=410/452.12σs式中 d - 是推桿直徑。Φ - 是安全系數(shù)，通常取 1.5，L 是推桿長(zhǎng)度。Q - 是脫模阻力。E - 彈性模量。N - 是推桿的根數(shù)。Σs - 是推桿的屈服極限。說(shuō)明它的強(qiáng)度是滿足的。推桿的材料選用 T8A，淬火處理。推桿的固定形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用 H8/f7 的間隙配合。推桿的工作端面的配合部分的表面粗糙度 Ra 為 0.8。推件板由一塊與型芯按一定的配合精度相配合的模板，它是在塑件的周邊端面上進(jìn)行推出，但作用面積小，推出力比較小，且均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，并且在塑件外表面上沒(méi)有推出痕跡。配合，這樣可以降低推件板與型芯的配合，以不產(chǎn)生溢料為準(zhǔn)，否則推件板復(fù)位困難，并且有可能造成模具損壞。復(fù)位機(jī)構(gòu)采用彈簧復(fù)位，并將彈簧裝在推料桿上。3.5.3 推件板的厚度計(jì)算對(duì)于筒形或圓形，推件板受力狀況可以簡(jiǎn)化為“圓環(huán)形平板周界到集中的載荷” 。按強(qiáng)度計(jì)算可得厚度為：h=(K2Q/[σ])? (3-16)=12式中 h - 是推件板的厚度。K2 - 是系數(shù)。Q - 是脫模阻力。所以對(duì)推件板采用 12 mm。此副模具是采用點(diǎn)澆口，開(kāi)模時(shí)，塑件包在動(dòng)模型芯上，并且隨動(dòng)模一起移動(dòng)，所以它采用多型面，這樣當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)，點(diǎn)澆口被切斷，而分流道、澆口和主流道凝料在冷料井倒錐穴的作用下，拉出定模而隨動(dòng)模移動(dòng)。推桿固定板它只要滿足它的強(qiáng)度和剛度則就可以滿足需要。它的粗糙度要求可以比較低。它是起到固定推桿的作用。它對(duì)的設(shè)計(jì)主要從它的強(qiáng)度和剛度去考慮，只要滿足了，就可以了。經(jīng)核算推桿固定板和推板它們的厚度均為 12 mm，采用 45。- 17 -3.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模具的溫度設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)，不僅影響塑件的質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)效率、充模流動(dòng)、固化定型都有重要影響。3.6.1 模具對(duì)塑件質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：a)、改善成形性 b)、成形收縮率 c)、塑件變形 d) 、尺寸穩(wěn)定性 e) 、力學(xué)性能 f)、外觀質(zhì)量。當(dāng)大批量的生產(chǎn)時(shí)，而且又要滿足塑件的質(zhì)量要求時(shí)，增多型腔是不現(xiàn)實(shí)的。這時(shí)提高生產(chǎn)率顯得尤其重要了。而提高生產(chǎn)率又與模具溫度的控制有密切關(guān)系。生產(chǎn)效率主要取決于冷卻介質(zhì)（一般是水）的熱交換效果。因此縮短注射成形周期的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。根據(jù)牛頓冷卻定律，冷卻介質(zhì)從模具帶走的熱量為：Q=αA△Tθ (3-17) =4.09×0.09243×(60-45)×35=198.47 J式中 α - 是冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)。A - 冷卻管道壁的傳熱面積。T - 模具與冷卻介質(zhì)溫度之差值。Θ - 冷卻時(shí)間(s) 。由上述式子可得，當(dāng)需傳遞熱量不變時(shí)，可通過(guò)以下三條途徑來(lái)縮短冷卻時(shí)間。1.提高傳熱系數(shù) α。α=φ(ρv)4/5/d0.2 (3-18)=2.57式中 φ - 是冷卻介質(zhì)。ρ - 是冷卻介質(zhì)在該溫度下的密度。d - 是冷卻管道直么。v - 是冷卻介質(zhì)的流速。由上式得，只有提高冷卻介質(zhì)的流速，便可達(dá)到傳熱系數(shù)。2.提高模具與冷卻介質(zhì)間的溫差△T△T=Tw-Tθ (3-19)=60-45=15 ℃式中 Tw - 是模具溫度。Tθ - 是冷卻介質(zhì)的溫度。一般模溫是一定，為了提高溫差 ΔT，有利于縮短冷卻時(shí)間。從而提- 18 -高生產(chǎn)率。3.增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積 A。A=n×3.14dL (3-20)=4×3.14×26×30 mm2=9796.8 mm2式中 L - 模具上一根冷卻水孔的長(zhǎng)度。d - 是冷卻通道的直徑。n - 是模具開(kāi)設(shè)冷卻通道孔數(shù)。顯然，應(yīng)在模具上開(kāi)盡可能多的冷卻通道，以增大傳熱面積，縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率 [9]。3.6.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1.冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大。2.冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等。3.澆口處加強(qiáng)冷卻。4.冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小。5.冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。6.冷卻水道盡量避免在塑件的熔接痕處。7.合理確定冷卻水接頭位置。3.7 模架的設(shè)計(jì)模架技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是指在模具設(shè)計(jì)中和制造中所應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、基準(zhǔn)、和準(zhǔn)則。它具有以下義：1.減少了模具設(shè)計(jì)者的重復(fù)性工作。2.改變了模具制造行業(yè)“大而全，小而全”的生產(chǎn)局面，轉(zhuǎn)為專業(yè)生產(chǎn)。 3.模具的標(biāo)準(zhǔn)化是采用 CAD/CAM 技術(shù)的先決條件。4.有利于模具技術(shù)的國(guó)際交流和模具出口。該模具的模架采用 A3 型，它適應(yīng)于單分型面的模具的推件板的推出機(jī)構(gòu)，且可以用半開(kāi)式澆口。其圖可見(jiàn)其裝配圖。根據(jù)《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》 [2]表 9-16 的中小型模架的尺寸組合系列：模寬 B=260 mm， 模長(zhǎng) L=260 mm。模板 A=20 mm， 材料 45 鋼。模板 B=25 mm， 材料 45 鋼。墊塊 C=50 mm， 材料 45 鋼。動(dòng)模座板的高度為 36mm，它的材料為 45 鋼，定模座板的高度為 20 mm，它的材料也為 45 鋼。 模架的總高度計(jì)算得：- 19 -H=25+36+28+20+20+30+50+20=229 mm經(jīng)校核模具的強(qiáng)度和剛度都是足夠的。且模架的大小也適中，經(jīng)核算選用該模架是較為合理的。3.8 模具相關(guān)參數(shù)的校核3.8.1 型腔數(shù)目的確定1.澆注系統(tǒng)凝料量的計(jì)算該注射模采用點(diǎn)澆口。d=0.5～ 1.5 mm， L=0.5～2 mm， α=6°～15°， β=60°～90° ，V 小圓柱=4.71 mm 3V 圓臺(tái)=43.75 mm3V 澆=2×V 圓臺(tái) + V 小圓柱=2×43.75+4.71=92.1 mm 32.按注射機(jī)最大注射量確定型腔數(shù)量 n 得：n≤(Kmp-m1)/m (3-21)n≤(0.8×22-0.092)/2.358≤7式中 n - 是型腔數(shù)目。K-是注射機(jī)的最大注射量的利用系數(shù)。取 0.8，mp 是注射機(jī)的最大注射量 cm3，m 1 是澆注系統(tǒng)的塑料的質(zhì)量體積。根據(jù)對(duì)塑件的精度要求及型腔的排布，n=4。3.8.2 最大注射量的校核nm+m1≤kmp (3-22)4×2.358+0.092=9.517.5式中 mp - 是注射機(jī)充許的最大注射量(g 或 cm3)。滿足 nm1+m2≤80% mp，所以能保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)的最大注射范圍內(nèi)。3.8.3 鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具分型面漲開(kāi)的力，這個(gè)力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力 Fp，才能保證注射時(shí)不發(fā)生溢料現(xiàn)象即：Fz=p(nA+A1)Fp (3-23)式中 Fz-為熔融塑料在分型面上的漲開(kāi)力。 A=πr2=3.14×13×13=530.66 (3-24)A1=πr12=3.14×1.5×1.5=7.07 Fz=(10～15)×(4×A+7.07)=21297～31945.5 N FzFp=250 kN - 20 -式中 A - 是塑件在分型面上的投影面積。A1 - 是澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積。P - 是塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力。其大小一般約為注射機(jī)的 80%左右。由上式可得它也是符合要求。3.8.4 壓力機(jī)的校核PE 塑料是綜合力學(xué)性較好的塑料，粘度不高，精度要求也比較低，根據(jù)《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》 ，它所需的壓力一般選 80～100 MPa 即可 [2]。經(jīng)查得此注射機(jī)的注射壓力為 75 MPa，所以由此可得它的壓力也是足夠的。噴嘴尺寸的查表得它的球面半徑為 SR12，則 R2=SR+0.5-1，這樣有利于主流道的凝料脫出。3.8.5 開(kāi)模行程的校核注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離，否則塑件無(wú)法從模具中取出。開(kāi)模行程可按下式校核：S≥H1+H2+(5～10)+a 1+a2 =28+30+10+15+35=118160 mm所以也是符合的。由上述數(shù)據(jù)可以確定，選擇 XS-ZS-22 型注射機(jī)，是合適的。選擇好的注射機(jī)是得到高質(zhì)量塑件的重要前提，因此這個(gè)步驟是必不可少的。3.9 本章小結(jié)分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它的設(shè)計(jì)受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響。澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。PE 材料在熔化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生氣體，如果在型腔中不及時(shí)排除干凈，可以會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。成型零件的設(shè)計(jì)，成型零件決定了塑件的幾何尺寸和形狀。模架的設(shè)計(jì)，模架技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是指在模具設(shè)計(jì)中和制造中所應(yīng)遵循的技術(shù)規(guī)范、基準(zhǔn)、和準(zhǔn)則。經(jīng)校核模具的強(qiáng)度和剛度都是足夠的。且模架的大小也適中，經(jīng)核算選用該模架是較為合理的。- 21 -第 4 章 模具裝配的工藝過(guò)程設(shè)計(jì)模具裝配是模具制造過(guò)程的最后階段，裝配質(zhì)量如何將影響模具的精度、壽命各部分的功能。同時(shí)模具裝配過(guò)程階段的工作量又比較大，又將影響模具的生產(chǎn)制造和生產(chǎn)成本。因此，模具裝備是模具制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。模具裝配過(guò)程是按照模具技術(shù)要求和各零件間的相互關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件，直至裝配成合格的模具。它可以分為組件裝配和總裝配等 [10]。模具裝配內(nèi)容包括：選擇裝配基準(zhǔn)、組件裝配、調(diào)整、修配、研磨拋光、檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，通過(guò)裝配達(dá)到模具各項(xiàng)裝配精度指標(biāo)和技術(shù)要求。裝配圖如圖 4-1 所示。1-動(dòng)模座板；2- 推板；3- 推桿固定板；4- 墊塊；5-推桿；6-推管；7-推桿；8-支承塊；9- 限位拉桿；10-凸模固定板；11-動(dòng)模板；12-斜滑塊；13- 掛鉤；14-彈簧；15-中間板；16-定模板；17-澆口套；18-型腔鑲塊；19-導(dǎo)柱；20-壓塊；21- 轉(zhuǎn)軸；22-型芯圖 4-1 總裝配圖4.1 模具總的裝配程序1.確定裝配基準(zhǔn)。2.裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈。3.調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，- 22 -以保證模板組裝密合，分型面處吻合面積不得小于 80%，間隙不得超過(guò)溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。4.配盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查。5.裝導(dǎo)向系統(tǒng)，并保證開(kāi)模、合摸動(dòng)作靈活，無(wú)松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象。6.組裝修整頂出系統(tǒng)，并調(diào)好復(fù)位及頂出位置等。7.組裝修整型芯、鑲塊，保證配合面間隙達(dá)到要求。8.組裝冷卻或加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水、不漏電、閥門動(dòng)作靈敏9.組裝液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)，保證運(yùn)行正常。10.緊固所有連接螺釘，裝配定位銷。11.試模：試模合格后打上模具標(biāo)記。如模具編號(hào)、合格標(biāo)記及組裝基面12.最后檢查各種配件、附件及起重吊環(huán)等零件。4.2 模具裝配要點(diǎn)4.2.1 選擇裝配基準(zhǔn)面該模具選用標(biāo)準(zhǔn)模架和導(dǎo)柱導(dǎo)套，因此以模板相鄰兩兩側(cè)面作為裝配基準(zhǔn)；將已有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的動(dòng)模和定模合模后，磨削模板相鄰兩側(cè)面呈 90度，然后以側(cè)面為基準(zhǔn)分別安裝定模和動(dòng)模上的其它零件。4.2.2 組件的裝配1.型腔和型芯與模板的裝配該模具的型芯與固定板之間的裝配采用螺釘固定式。裝配時(shí)可按下列順序：① 在加工好的型芯上壓入實(shí)心的定位銷釘套。② 在型芯螺孔口部抹紅丹粉，根據(jù)型芯在固定板上的要求位置，用定位板定位，把型芯與固定板合攏，用平行夾板夾緊在固定板上。將螺釘孔位置復(fù)印到固定板上，取下型芯，在固定板上鉆螺釘孔過(guò)孔及沉孔，用螺釘將型芯初步固定。③ 在固定板的背面劃出銷孔位置，并與型芯一起鉆、鉸銷釘孔，壓入銷釘。該模具的型腔凹模較為簡(jiǎn)單，該種型腔凹模鑲?cè)肽０?，關(guān)鍵是型腔形狀和模板相對(duì)位置的調(diào)整及其最終位置?？刹捎貌糠謮喝牒笳{(diào)整。調(diào)整方法：型腔凹模壓入模板極小一部分時(shí)，用百分表校正其直邊部分。當(dāng)調(diào)至正確位置時(shí)，再將型腔凹模全部壓入模板。2.裝配時(shí)的注意事項(xiàng) 裝配時(shí)應(yīng)注意：① 型腔凹模和型芯與模板固定孔一般為 H7/m6 配合，如配合過(guò)緊，- 23 -應(yīng)進(jìn)行磨修，否則在壓入后模板變形，對(duì)于多型腔模具，還將影響各型芯間的尺寸精度。② 裝配前，應(yīng)檢查、修磨影響裝配的清角為倒棱或圓角。③ 為便于型芯和型腔凹模鑲?cè)肽０?，并防止擠毛孔壁，應(yīng)在壓入端設(shè)計(jì)成導(dǎo)入斜度。④ 型芯和型腔凹模鑲?cè)肽０鍟r(shí)應(yīng)保持垂直與平穩(wěn)，在壓入過(guò)程中應(yīng)邊檢查邊壓入。3.過(guò)盈配合零件的裝配過(guò)盈配合零件裝配后，應(yīng)該緊固，不允許有松動(dòng)脫出。為保證裝配質(zhì)量，應(yīng)有適當(dāng)?shù)倪^(guò)盈量和較小的粗糙度數(shù)值，而且壓入端導(dǎo)入斜度應(yīng)做得均勻，并與軸線垂直。薄壁精密件，如導(dǎo)套或鑲套壓入模板，除上述要求外，更應(yīng)該邊檢查邊壓入。在壓入后必須檢查內(nèi)孔尺寸，如發(fā)現(xiàn)縮小后，應(yīng)進(jìn)行研磨到規(guī)定要求。或壓入再進(jìn)行精密加工。4.推桿的裝配與修整推桿的作用是推出制件。推件時(shí)，推桿應(yīng)動(dòng)作靈活、平穩(wěn)可靠。5.推桿的裝配要求：① 推桿的導(dǎo)向段與型腔推桿孔的配合間隙要正確，一般用 H8/f8 配合，注意防止間隙太大漏料。② 推桿在推桿孔中往復(fù)運(yùn)動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)卡滯現(xiàn)象。③ 推桿和復(fù)位桿端面應(yīng)分別與型腔表面和分型面齊平。6.推桿固定板的加工與裝配為了保證制作的順利脫模，各推出組件應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，復(fù)位可靠，推桿固定板與推板需要導(dǎo)向裝置和復(fù)位支承。其結(jié)構(gòu)式有：用導(dǎo)柱導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)、用復(fù)位桿導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)和用模腳作推桿固定板支承的結(jié)構(gòu)。該模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。為使推桿在推桿孔中往復(fù)平穩(wěn)，推桿在推桿固定板孔中應(yīng)有所浮動(dòng)，推桿與推桿固定孔的裝配部分每邊留有 0.5mm 的間隙。所以推桿固定孔的位置通過(guò)型腔鑲塊上的推桿孔配鉆而得。其裝配過(guò)程：① 先將型腔鑲塊上的推桿孔配鉆到支承板上，配鉆時(shí)用動(dòng)模板和支承板上原有的螺釘與銷釘作定位和緊固。② 再通過(guò)支承板上的孔配鉆到推桿固定板上。兩者之間可利用已裝配好的導(dǎo)柱、導(dǎo)套定位，用平行夾來(lái)夾緊。7.推桿的裝配與修模① 將推桿孔入口處和推桿頂端倒成小圓角或斜度。② 修剪推桿尾部臺(tái)肩厚度，使臺(tái)肩厚度比推桿固定板沉孔的深度小0.05mm 左右。③ 裝配推桿時(shí)將有導(dǎo)套的推桿固定板套在導(dǎo)柱上，然后將推桿復(fù)位桿穿入推桿固定板、支承板和型腔鑲塊推桿孔，而后蓋上推板，并用螺釘緊固。- 24 -④ 將導(dǎo)柱臺(tái)肩尺寸修磨到正確尺寸。由于模具閉合后，推桿和復(fù)位桿的極限位置決定于導(dǎo)柱的臺(tái)階尺寸。因此在修磨推桿端面之前，先推板復(fù)位到極限位置，如果推桿低于型面，則應(yīng)修磨導(dǎo)柱臺(tái)階；如推桿高出型面，則可修磨推板的底面。⑤ 修磨推桿和復(fù)位桿的頂端面時(shí)，先將推板復(fù)位到極限位置，然后分別測(cè)量出推桿和復(fù)位桿高出型面與分型面的尺寸，確定磨修量。修磨后，推桿端面應(yīng)與型面齊平，但可高出 0.05-0.10mm；復(fù)位桿與分型面齊平，但可低 0.02-0.05mm。由于該模具推桿數(shù)量較多，所以應(yīng)該注意：一是應(yīng)將推桿與推桿孔進(jìn)行選配，防止組裝后，出現(xiàn)推桿動(dòng)作不靈活、卡緊現(xiàn)象；二是必須使各推桿端面與制件相吻合，防止頂出點(diǎn)的偏斜，推力不均勻，使制件脫模時(shí)變形 [11]。4.3 本章小結(jié)本章主要總結(jié)模具的總的裝配過(guò)程和組件的裝配過(guò)程。模具總的裝配過(guò)程：1.確定裝配基準(zhǔn)2.裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈。3.調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面處吻合面積不得小于 80%，間隙不得超過(guò)溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。4.配盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查。5.裝導(dǎo)向系統(tǒng)，并保證開(kāi)模、合摸動(dòng)作靈活，無(wú)松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象。6.組裝修整頂出系統(tǒng)，并調(diào)好復(fù)位及頂出位置等。7.組裝修整型芯、鑲塊，保證配合面間隙達(dá)到要求。8.組裝冷卻或加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水、不漏電、閥門動(dòng)作靈9.組裝液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)，保證運(yùn)行正常。10.緊固所有連接螺釘，裝配定位銷。11.試模：試模合格后打上模具標(biāo)記。如模具編號(hào)、合格標(biāo)記及組裝基面12.最后檢查各種配件、附件及起重吊環(huán)等零件。