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武漢工程大學(xué)材料學(xué)院模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 摘要 本次設(shè)計(jì)的是塑料碗, 主要介紹了碗的設(shè)計(jì)思路、加工過(guò)程和碗的注射模的設(shè)計(jì)。這種聚丙烯水杯無(wú)毒、無(wú)味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度、耐熱性都較好，是人們?nèi)粘Ｉ钪械谋夭豢缮俚纳钣闷贰? 　　　本次設(shè)計(jì)采用的是注射成型。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先對(duì)進(jìn)行原材料分析，比較不同塑料的物理和化學(xué)性質(zhì)從而選定碗的最佳原料為聚丙烯。然后計(jì)算碗的體積，初步選定注射機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)模架，再進(jìn)一步設(shè)計(jì)模具各個(gè)結(jié)構(gòu)，最后對(duì)注射機(jī)進(jìn)行校核。 　　　關(guān)鍵詞：注塑成型 注射機(jī) 模具 Abstract 　　　This design is about bow. It mainly introduces the design ideas 0f bow, the processes, and the injection mold. bow have many advantages, such as its non-poisonous, unpalatable, low density, whats more, its strength, stiffness, rigidity and heat-resistance are also good. Its essential to daily life. 　　　The design adopt the injection molding. During the design process, first, we analyse raw materials, and select PP as the best material of bowl by comparing the different physical and chemical properties of plastics. Then calculating the volume of a bowl. Following initially selected injection machine and the standard mold, design further structural of each mold. Finally, check on the injection machine. Key words : injection molding injection machine the mould 目錄 摘要 I Abstract II 第一章 制品成型工藝分析 - 1 - 1.1 材料的選用 - 1 - 1.2注塑模工藝條件 - 1 - 1.3塑件的尺寸選擇 - 3 - 1.3.1 塑件的尺寸 - 3 - 1.3.2 塑件的表面質(zhì)量 - 4 - 第二章 型腔布局與分型面設(shè)計(jì) - 4 - 2.1 型腔數(shù)目 - 4 - 2.2 分型面的設(shè)計(jì) - 5 - 第三章 注射成型機(jī)的選型 - 5 - 3.1注塑機(jī)的選用 - 5 - 第四章 澆注系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì) - 7 - 4.1 主流道設(shè)計(jì) - 7 - 4.2 主流道尺寸計(jì)算 - 8 - 4.3 定位圈 - 9 - 4.4 澆口的設(shè)計(jì) - 10 - 4.5 澆口套的設(shè)計(jì) - 11 - 第五章 模具成型零件的設(shè)計(jì) - 12 - 5.1 影響工作尺寸的因素 - 12 - 5.2 型腔的徑向尺寸計(jì)算 - 12 - 5.3型芯的徑向尺寸計(jì)算 - 12 - 5.4型腔深度尺寸計(jì)算 - 13 - 5.5型芯深度尺寸計(jì)算 - 13 - 第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 14 - 6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) - 14 - 6.2 帶頭導(dǎo)柱 - 15 - 6.3 帶頭導(dǎo)套 - 15 - 第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 17 - 7.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則 - 17 - 7.2 推件力的計(jì)算 - 17 - 7.3 復(fù)位桿 - 17 - 7.4 推件板 - 18 - 7.5 澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu) - 18 - 第八章 注塑模溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 19 - 8.1 冷卻、加溫控制設(shè)計(jì) - 19 - 第九章 注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 20 - 9.1 排氣槽的設(shè)計(jì) - 20 - 第十章 注塑機(jī)工藝參數(shù)的校核 - 21 - 10.1注射壓力的校核 - 21 - 10.2鎖模力校核 - 21 - 10.3開(kāi)模行程的校核 - 21 - 10.4安裝部分的尺寸校核 - 21 - 10.4.1 噴嘴尺寸 - 21 - 10.4.2 定位環(huán) - 22 - 10.5強(qiáng)制脫模的校核 - 22 - 第十一章 工藝卡片 - 23 - 11.1 塑料模具碗注射成型的工藝參數(shù) - 23 - 參考資料 - 23 - 附圖一 課程設(shè)計(jì)塑料模具碗總裝圖 - 24 - 附表一 課程設(shè)計(jì)塑料模具碗總裝圖的零部件情況 - 25 - - 23 - 武漢工程大學(xué)材料學(xué)院模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第一章 制品成型工藝分析 1.1 材料的選用 塑料碗的使用性能要求：無(wú)毒、一定的剛性、耐熱性等。 塑件的材料可選用PP，屬熱塑性塑料，可以采用注射成型。無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，對(duì)人體健康沒(méi)有威脅，并有良好的表面光澤。密度為0.90~0.91 g/cm3，質(zhì)輕。 PP高的結(jié)晶性賦予它良好的耐溶劑性和耐熱性能。PP具有較好的力學(xué)性能，其拉伸屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度都超過(guò)PE，其拉伸強(qiáng)度還超過(guò)PS和ABS。PP的力學(xué)性能受溫度的影響比較小，即使溫度為100℃時(shí)，其拉伸強(qiáng)度仍能保持一半。PP的沖擊強(qiáng)度強(qiáng)烈依賴(lài)溫度的大小，在室溫以上，PP的沖擊性能較好；但在低溫時(shí)，其沖擊性能迅速變差。 從使用性能看，該塑料剛度好，耐水、耐油、耐熱性強(qiáng)，可耐100℃熱水煮沸，所得制品是唯一可放入微波爐加熱的塑料碗。 從成型性能上看，該塑料吸水性小，加工前不必干燥處理。熔體接近非牛頓流體，黏度對(duì)溫度敏感小，其取決于剪切速率，熔料的流動(dòng)性較好，成型容易，但收縮率較大。 另外，該塑料成型時(shí)易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形等缺陷；成型溫度低時(shí)，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，在成型時(shí)應(yīng)注意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)較緩慢散熱，冷卻速度不宜過(guò)快。 PP的透明性差，可制的半透明制品。 以PP為原材料，成本低，是較理想的材料。 1.2注塑模工藝條件 ① 干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。 ② PP染色性較差，色粉在塑料中擴(kuò)散不夠均勻，大塑件尤為明顯。PP制品表面若需噴油或移印等裝飾，須先用PP底漆擦拭。 ③ 熔化溫度：因PP高結(jié)晶，所以加工溫度需要較高。前料筒200~240℃，中料筒170~220℃，后料筒160~190℃，注意不要超過(guò)275℃。實(shí)際上為減少飛邊，收縮等缺陷，往往取偏下限料溫。 ④ 模具溫度：40~80℃，建議使用50℃左右。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。模溫太低，塑件表面光澤差，甚至無(wú)光澤；模溫太高，則易發(fā)生翹曲變形，收縮凹陷等。 ⑤ 注射壓力：PP成型收縮率大，尺寸不穩(wěn)定，塑件易變形收縮，可采用提高注射壓力及注射速度，減少層間剪切力使成型收縮率降低，但PP流動(dòng)性很好，注射壓力大時(shí)易出現(xiàn)飛邊且有方向性強(qiáng)的缺陷，注射壓力一般為：50~80MPa，保壓壓力取注射壓力的80%左右，宜取較長(zhǎng)的保壓時(shí)間補(bǔ)縮及較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間保證塑件尺寸，變形程度。 ⑥ 注射速度：PP冷卻速度快，宜快速注射，適當(dāng)加深排氣槽來(lái)改善排氣不良。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，也可使用較高溫度下的低速注塑。 注意：高結(jié)晶的PP高分子在熔點(diǎn)附近，其容積會(huì)發(fā)生很大變化，冷卻時(shí)收縮及結(jié)晶化導(dǎo)致塑件內(nèi)部產(chǎn)生氣泡甚至局部空心，所以調(diào)節(jié)注塑工藝參數(shù)要有利于補(bǔ)縮。 1.3塑件的尺寸選擇 1.3.1 塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素： ① 取決于用戶(hù)的使用要求； ② 受制于塑件的流動(dòng)性； ③ 受制于塑料熔體在流動(dòng)充填過(guò)程中所受到的結(jié)構(gòu)阻力； ④ 在此不考慮塑件的公差問(wèn)題。 根據(jù)日常需要，此次設(shè)計(jì)選擇的是塑料碗外徑D1=100mm，塑料碗內(nèi)徑D2=96mm，碗底直徑D3=60mm，碗高H=60mm，壁厚和底厚S=2mm，底部凸起h0=10mm。 制品的尺寸圖如圖1.1，三視圖如圖1.2： 圖1.1 塑料模具碗的尺寸圖 圖1.2 塑料模具碗的三視圖 1.3.2 塑件的表面質(zhì)量 塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。 模具型腔的表面粗糙度通常應(yīng)比塑件對(duì)應(yīng)部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低1-2級(jí)。本設(shè)計(jì)要求制造的碗，表面應(yīng)該光滑，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加深，應(yīng)該隨時(shí)拋光復(fù)原。 第二章 型腔布局與分型面設(shè)計(jì) 2.1 型腔數(shù)目 根據(jù)所接任務(wù)書(shū)和題目，模腔數(shù)為一模一腔，型腔布局如圖2.1 圖2.1 型腔布局 2.2 分型面的設(shè)計(jì) 選擇設(shè)計(jì)分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時(shí)還應(yīng)考慮以下因素： （1）應(yīng)便于塑件脫模并簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) 盡可能使塑件在動(dòng)定模分離后留在動(dòng)模一側(cè)。 （2）應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求 （3）盡量選擇在不影響塑件外觀(guān)的位置，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整。 （4）應(yīng)有利于排氣 為此應(yīng)盡量使分型面與充模時(shí)型腔料流末端重合，以利于排氣。 （5）應(yīng)便于模具零件加工 （6）應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù) 圖2.2 澆注系統(tǒng)示意圖 （7）應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。 綜合以上因素，該制品的分型面可確定為與右圖類(lèi)似： 第三章 注射成型機(jī)的選型 3.1注塑機(jī)的選用 圖3.1 制品的尺寸圖 制品碗底圓柱體積V1=S0h0=(D3/2)2πh0=(6/2)23.1411cm3=28.27cm3； 制品除中間圓錐四周壁的體積V2=1/3{2/3π（R3-r3）}=10.06cm3； 制品碗底體積V3=V1-V球面= V1-π{2/3ra367.11/180—1/3hara2} 所以V3=V1-V球面=43.17cm3； 整個(gè)制品的體積V=V2+V3=10.06cm3+43.17cm3=53.23cm3； 額定注射量 V*=53.23/0.8 cm3=66.54cm3； 所需熔體PP塑料質(zhì)量M=Vρ=53.23cm30.91g/ cm3=48.44g； 注射機(jī)選型為SZ—60/40塑料注塑成型機(jī)。有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 表3.1 注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 理論注射容積 100cm 注射壓力 170MPa 最大開(kāi)模行程 305mm 模具最大厚度 300mm 模具最小厚度 170mm 模具定位孔直徑 100mm 噴嘴球半徑 10mm 鎖模力 800KN 螺桿直徑 35 mm 注射速率 95 g/s 第四章 澆注系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì) 該模具采用的是直澆口，一模一腔，只需設(shè)計(jì)主流道，即可。 4.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。形狀結(jié)構(gòu)如圖4.1： 圖4.1 主流道示意圖 其設(shè)計(jì)要點(diǎn)： a) 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角可取2~6，流道壁表面粗糙度取Ra=0.8μm，且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光； b) 主流道如端凹坑球面半徑R2比注射機(jī)的、噴嘴球半徑R1大1~2 mm；球面凹坑深度3~5mm；主流道始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0.5~1mm；一般d=2.5~5mm； c) 主流道末端呈圓無(wú)須過(guò)渡，圓角半徑r=1~3mm； d) 主流道長(zhǎng)度L以小于60mm為佳，最長(zhǎng)不宜超過(guò)95mm； e) 主流道常開(kāi)設(shè)在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用T8A，熱處理淬火后硬度53~57HRC。 4.2 主流道尺寸計(jì)算 （1）主流道通常設(shè)計(jì)成圓錐形，PP的流動(dòng)性較好，可取錐角a=3，內(nèi)壁表面粗糙度一般為Ra=0.8um。 （2）根據(jù)所選注射機(jī),則主流道小端直徑為 d=注射機(jī)噴嘴直徑d0+（0.5~1）mm=4+1=5mm. 主流道球面半徑為R=噴嘴球面半徑R0+（1~2）mm=10+1=11mm 主流道與噴嘴對(duì)接處凹坑深度h=3~5mm,可取4mm。 （3）為減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力，主流道大端呈圓角過(guò)渡，其圓角半徑r=1~3mm，這里取2mm. （4）通常主流道長(zhǎng)度由模板厚度確定，本模具取L=40mm。 4.3 定位圈 因?yàn)椴捎玫臒o(wú)托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ100mm，內(nèi)徑Φ70mm。 根據(jù)GB/T 4169.18-2006塑料注射模具零件 第21部分，定位圈示意圖如下： 圖4.2 定位圈 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和CAD的標(biāo)注尺寸選擇如下幾何尺寸： D0=100mm D1=70mm h=15mm； 材料：45鋼 定位圈 φ60 GB/T 4169.18-2006 4.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱(chēng)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(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 a) 澆口的選用 它是流道系統(tǒng)和型腔之間的通道,這里我們采用直澆口： 澆口在成形自動(dòng)切數(shù)斷，故有利于自動(dòng)成形； 澆口的痕跡不明顯，通常不必后加工； 澆口之壓力損失大，必須高之射出壓力； 澆口部份易被固化之殘錙樹(shù)脂堵隹。 它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件。 b) 澆口位置的選用 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 盡量縮短流動(dòng)距離； 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處； 必須盡量減少熔接痕； 應(yīng)有利于型腔中氣體排出； 考慮分子定向影響； 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)； 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷； 注意對(duì)外觀(guān)質(zhì)量的影響。 c) 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同。 4.5 澆口套的設(shè)計(jì) 根據(jù)GB/T 4169.19-2006塑料注射模模零件 第19部分，澆口套示意圖如下： 圖4.4 澆口套 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和CAD的標(biāo)注尺寸選擇如下幾何尺寸： D=20mm D1=50mm D2=4.0mm L=50mm； 材料：45鋼 澆口套 φ2050 GB/T 4169.19-2006。 第五章 模具成型零件的設(shè)計(jì) 5.1 影響工作尺寸的因素 (1)塑件收縮率的影響：聚丙烯收縮率為1.0～2.5%； (2)凹、凸模工作尺寸的制造公差：通常凹、凸模的制造公差取塑件公差的1/3～1/6，表面粗糙度取Ra值為0.8～0.4μm。 5.2 型腔的徑向尺寸計(jì)算 已知：塑件尺寸 Ls 模具磨損量 δc= Δ/6 　　　　 平均收縮率Scp 模具制造公差 δz= Δ/3 PP的收縮率為（1-2.5）%,則Scp=（1+2.5）%/2=1.75%， 碗的精度要求不高，可采用PP的一般精度，為6級(jí)精度，根據(jù)塑件基本尺寸查表，得其尺寸公差為Δ=1.1mm，則δz= Δ/3=0.37mm。 最外端直徑：LM=LS+LSScp-3/4Δ=100+100*0.0175-3/4*1.1=100.925mm 最內(nèi)端直徑：LM=LS+LSScp-3/4Δ=60+60*0.0175-3/4*1.1=60.225mm 其圖形如下： 圖5.2.1 型腔圖形狀 5.3型芯的徑向尺寸計(jì)算 徑向尺寸：lM=lS+lSScp-3/4Δ=98+98*0.0175+3/4*1.1=100.54mm 其圖形如下： 圖5.2.2 型芯圖形狀 5.4型腔深度尺寸計(jì)算 已知：塑件尺寸Hs-Δ 平均收縮率Scp 模具制造公差δz= Δ/3 碗邊厚度為2mm，查表得，Δ=0.24mm，δz=0.24/3=0.08. 按平均值計(jì)算方法可得： 型腔的深度：HM=HS+HSScp-2/3Δ=50+50*0.0175-2/3*0.24=50.715mm 5.5型芯深度尺寸計(jì)算 按平均值計(jì)算方法可得： 型芯的深度：hM=hS+hSScp+2/3Δ=48+48*0.0175+2/3*0.24=49mm 第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) ① 小型模具一般只設(shè)置兩根導(dǎo)柱，當(dāng)其元合模方位要求，采用等徑且對(duì)稱(chēng)布置的方法，若有合模方位要求時(shí)，則應(yīng)采取等徑不對(duì)稱(chēng)布置，或不等徑對(duì)稱(chēng)布置的形式。 ② 直導(dǎo)套常應(yīng)用于簡(jiǎn)單模具或模板較薄的模具；Ⅰ型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于復(fù)雜模具或大、中型模具的動(dòng)定模導(dǎo)向中；Ⅱ型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向中。 ③ 導(dǎo)向零件應(yīng)合理分布在模具的周?chē)蚩拷吘壊课?；?dǎo)柱中心到模板邊緣的距離δ一般取導(dǎo)柱固定端的直徑的1~1.5倍；其設(shè)置位置可參見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)模架系列。 ④ 導(dǎo)柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對(duì)某些特殊的要求，如塑件在動(dòng)模側(cè)依靠推件板脫模，為了對(duì)推件板起到導(dǎo)向與支承作用，而在動(dòng)模側(cè)設(shè)置導(dǎo)柱。 ⑤ 為了確保合模的分型面良好貼合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)置承屑槽；一般都是削去一個(gè)面，或在導(dǎo)套的孔口倒角， ⑥ 導(dǎo)柱工作部分的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出6~8mm，以確保其導(dǎo)向作用。 ⑦ 應(yīng)確保各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線(xiàn)平行，以及同軸度要求，否則將影響合模的準(zhǔn)確性，甚至損壞導(dǎo)向零件。 ⑧ 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度時(shí)可采用H8/f8或H9/f9）；導(dǎo)柱固定部分的配合精度采用H7/k6（或H7/m6）。導(dǎo)套與安裝之間一般用H7/m6的過(guò)渡配合，再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。 ⑨ 對(duì)于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具，導(dǎo)柱可直接與模板上加工的導(dǎo)向孔配合。通常導(dǎo)向孔應(yīng)做志通孔；如果型腔板特厚，導(dǎo)向孔做成盲孔時(shí)，則應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)通氣孔，或在導(dǎo)柱柱身、導(dǎo)向孔開(kāi)口端磨出排氣槽； 6.2 帶頭導(dǎo)柱 采用帶頭導(dǎo)柱，可以直接與模板中的導(dǎo)向孔配合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)高出凸模端面6-12mm，可取10mm。標(biāo)準(zhǔn)模架的導(dǎo)柱直徑和數(shù)量一般都是確定的。導(dǎo)柱應(yīng)具有良好的韌性和抗彎強(qiáng)度，其工作面應(yīng)有較高的硬度和耐磨性。可采用20鋼滲碳淬火，硬度取50-55HRC。 根據(jù)GBT 4169.4-2006 塑料注射模零件 第4部分，帶頭導(dǎo)柱示意圖如下： 圖6.1 帶頭導(dǎo)柱 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和CAD的標(biāo)注尺寸選擇如下幾何尺寸： D=35mm D1=40mm h=8mm L=110mm L1=100mm 材料：T10A 帶頭導(dǎo)柱 φ35110100 GBT 4169.4-2006。 6.3 帶頭導(dǎo)套 采用直導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。形狀：做成通孔，利于排出空內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。尺寸：導(dǎo)套導(dǎo)向孔d與導(dǎo)柱相符，導(dǎo)套長(zhǎng)度可由導(dǎo)套固定板確定，不小于其配合直徑的1-1.5倍。與導(dǎo)柱用相同的材料制造，其硬度低于導(dǎo)柱的硬度。 根據(jù)GB/T 4169.3-2006塑料注射模具零件 第3部分，帶頭導(dǎo)套示意圖如下： 圖6.2 帶頭導(dǎo)套 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和CAD的標(biāo)注尺寸選擇如下幾何尺寸： D=35mm D1=48mm L=70mm h=10mm R=5mm 材料：T10A 帶頭導(dǎo)套 φ3570 GB/T 4169.3-2006。 第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則 a) 要求在開(kāi)模過(guò)程中塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便推出機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，從而簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 b) 正確分析塑件對(duì)模具包緊力與粘附力的大小及分布，有針對(duì)性地選擇合理的推出裝置和推出位置，使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致；推出力作用點(diǎn)應(yīng)靠近塑件對(duì)凸模包緊力最大的位置，同時(shí)也應(yīng)是塑件剛度與強(qiáng)度最大的位置；力的作用面盡可能大一些，以防止塑件在被推出過(guò)程中變形或損壞。 c) 推出位置應(yīng)盡可能設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^(guān)影響不大的部位，以力求良好的塑件外觀(guān)。 d) 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠(即：推出到位、能正確復(fù)位且不與其他零件相干涉，有足夠的強(qiáng)度與剛度)，遠(yuǎn)動(dòng)靈活，制造及維修方便。 7.2 推件力的計(jì)算 脫模力：Q=LhP(fcosα－sinα)； 式中：L—凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng)(cm)； h—被包緊部分的深度(cm)； P—由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積的正壓力，一般取0.8107～1.2107Pa； f—摩擦系數(shù)，一般取0.1； α—脫模斜度。 則：L=3.14198=307.72mm；h=48mm； Q=307.72mm48mm10MPa（0.1cos0-sin0）=14770.56N。 7.3 復(fù)位桿 復(fù)位桿設(shè)計(jì)：GBT 4169.13-2006塑料注射模具零件 第13部分：復(fù)位桿示意圖如下： 圖7.2 復(fù)位桿 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和CAD的標(biāo)注尺寸選擇如下幾何尺寸： D=25mm h=5mm L=150mm 材料：T10A 復(fù)位桿φ25150 GBT 4169.13-2006。 7.4 推件板 推件板設(shè)計(jì)：GBT 4169.7-2006 塑料注射模具零件 第7部分，推板示意圖如下： 圖7.3推件板 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架和CAD的標(biāo)注尺寸選擇如下幾何尺寸： W=350mm L=500mm H=40mm 材料： 45鋼 推件板 35050040 GB/T 4169.7-2006。 7.5 澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu) 流道凝料的脫模方式，這里采用兩板式脫模，即單分型面。直澆口時(shí)料的澆注系統(tǒng)能夠利用開(kāi)模動(dòng)作實(shí)現(xiàn)塑件與流道凝料的自動(dòng)分離，同時(shí)利用塑件對(duì)凸模的包緊力將塑件與流道凝料拉斷。 第八章 注塑模溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8.1 冷卻、加溫控制設(shè)計(jì) 由于PP注射成型的模具溫度為40-80℃，一般選在80℃以下成型，故模具中無(wú)需設(shè)置加熱裝置。 冷卻機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： （1） 冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu)； （2） 合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及型腔壁的距離； （3） 降低進(jìn)出水的溫度差； （4） 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻； （5） 應(yīng)避免將冷卻水開(kāi)設(shè)在塑件熔接痕處； （6） 冷卻水道應(yīng)便于加工和清理。 對(duì)于PP制品，可用常溫水冷卻。 當(dāng)塑件壁厚為2-3mm時(shí)，水孔直徑可取8-10mm，該設(shè)計(jì)取8mm。 水孔邊至型腔表面距離應(yīng)大于10mm,為冷卻管道直徑的1-2倍，常為12-15mm，這里取14mm。兩冷卻水道中心距為3-5倍水孔直徑，這里取30mm。 該設(shè)計(jì)為6個(gè)冷卻水孔，合理地安置在型腔的周?chē)? 由于冷卻水道的位置，結(jié)構(gòu)形式，孔徑，表面狀態(tài)，水的流速，模具材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計(jì)算比較。實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過(guò)調(diào)節(jié)沾濕，水速來(lái)滿(mǎn)足要求。  第九章 注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9.1 排氣槽的設(shè)計(jì) 排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)：一、是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二、是排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開(kāi)設(shè)就顯得尤為重要。另外對(duì)于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開(kāi)設(shè)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。對(duì)于模腔的充分排氣，一般來(lái)說(shuō)，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。 適當(dāng)?shù)亻_(kāi)設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī)器的能量消耗。其設(shè)計(jì)往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。 第十章 注塑機(jī)工藝參數(shù)的校核 10.1注射壓力的校核 注射機(jī)注射壓力為170MPa > PP注射成型注射壓力（70-120）MPa. 則符合要求。 10.2鎖模力校核 PP的保壓力為50-60 Mpa 制品在分型面上的投影面積為：A=π（50/2）2 =1962.5 mm2 則最大的保壓力 F=60*A=117.75KN < 注射機(jī)的鎖模力800 KN 故滿(mǎn)足要求。 10.3開(kāi)模行程的校核 所選注射機(jī)SZ—60/40為帶有液壓和機(jī)械聯(lián)合作用的注射機(jī)，則注射機(jī)最大開(kāi)模行程Smax與模具厚度無(wú)關(guān)。 H1=50mm，H2=42+50=92mm 則H1+H2+（5~10）mm=（147~152）mm 而注射機(jī)Smax=305mm > H1+H2+（5~10）mm 則滿(mǎn)足要求。 10.4安裝部分的尺寸校核 10.4.1 噴嘴尺寸 圖10 澆口套標(biāo)注示意圖 PP粘度小，取的錐角a=3，可以。 d=注射機(jī)噴嘴直徑d0+（0.5~1）mm=4+1=5mm. 主流道球面半徑為 R=噴嘴球面半徑R0+（1~2）mm=10+1=11mm 主流道與噴嘴對(duì)接處凹坑深度h=3~5mm,可取4mm。 都符合要求。 10.4.2 定位環(huán) 定位環(huán)與注射機(jī)定模固定板上的定位孔之間按H9/h9配合。定位環(huán)與定位孔的配合高度，取10mm。 符合要求。 10.5強(qiáng)制脫模的校核 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，有2mm 尺寸PP制品需強(qiáng)制脫模，知道PP在一定溫度下，有一定的柔性，在強(qiáng)制脫模量之內(nèi)，故可以進(jìn)行強(qiáng)制脫模。 第十一章 工藝卡片 11.1 塑料模具碗注射成型的工藝參數(shù) 塑料模具碗注射成型的工藝參數(shù)如下表： 表1 塑料模具碗注塑工藝參數(shù) 制品名稱(chēng) 塑料模具碗 預(yù)熱和干燥 溫度t(℃) 90 注射壓力P(MPa) 50-80 制品材料 PP 時(shí)間 t(h) 1 注射時(shí)間t注(s) 20-60 制品體積 53.23cm3 料筒溫度t(℃) 前段 160-180 保壓時(shí)間t保(s) 0-3 制品質(zhì)量 48.44g 中段 180-200 冷卻時(shí)間t冷(s) 20-90 投影面積 19.625cm2 后段 200-220 生產(chǎn)周期t周(s) 50-160 成型方法 注射成型 噴嘴溫度 t(℃) 220 后處理 注射機(jī)類(lèi)型 螺桿式 模具溫度t(℃) 80-90 制造批量 中等批量 參考資料 [1] 李力、崔江紅等.塑料成型模具設(shè)計(jì)與制造.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009 [2] 王文廣等.塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [3] 李海梅等.注塑成型及模具設(shè)計(jì)使用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [4] 俞芙芳.簡(jiǎn)明塑料模具實(shí)用手冊(cè).福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2006 [5] 齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工藝出版社，2008 [6] 史鐵梁：模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 附圖一 課程設(shè)計(jì)塑料模具碗總裝圖  附表一 課程設(shè)計(jì)塑料模具碗總裝圖的零部件情況