094-三通接頭的注塑模具設(shè)計(jì)

094-三通接頭的注塑模具設(shè)計(jì),094,三通,接頭,注塑,模具設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：三通接頭的注塑模具設(shè)計(jì) 三通接頭的注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 三通管作為一種連接件在日常生活中應(yīng)用廣泛，本文對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)方法及過程進(jìn)行了闡述。設(shè)計(jì)了三通管塑料模具中的各個(gè)系統(tǒng)如注射系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、分型面及排氣槽。并對(duì)塑件的材料性能進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞：三通管 注塑模 導(dǎo)向 分型 脫模 頂出 Design of the injection mould for three tube Abstract The Three Links Pipeline as a kind of attachment is widely used in daily life. In the paper, the design method and processes of the plastics mould have been described. In design, some parts of plastics mould have been designed, such as: injecting system, temperature-control system, director, joint face, pushing off system, mould unloading system, air evacuation groove. And material function of the plastic piece has been analysized. Keywords: Three links pipeline, Injection mould, director , joint face , stripping , drive 主要符號(hào)表 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 注射機(jī)最大注塑量 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量 單個(gè)塑件的質(zhì)量 注射機(jī)最大開模行程 推出距離 塑件高度 注射機(jī)的公稱鎖模力 注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力 B 梯形的大底邊寬度 m 塑件的質(zhì)量 H 梯形的高度 L 分流道的長(zhǎng)度 B 側(cè)澆口的寬度 A 塑件的外側(cè)面積 T 側(cè)澆口的厚度 澆口處朔件的厚度 L 澆口長(zhǎng)度 型腔徑向尺寸 、 塑件徑向尺寸 型芯徑向尺寸 型腔深度尺寸 塑件高度公稱尺寸 型芯高度尺寸 塑件深度公稱尺寸 V 目 錄 1 緒論 1 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 1 1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2.1 半導(dǎo)體封裝模具走向自動(dòng)化 2 1.3 研究?jī)?nèi)容 2 2 工藝方案分析 4 2.1 塑件分析 4 2.2 材料特征 5 2.3 材料分類 5 2.4 制備方法 6 2.5 PVC發(fā)展概況 7 2.6 物化性質(zhì) 7 2.7 注塑模工藝條件 8 2.8 特性以及成型特性 9 3 注射機(jī)的選擇及校核 11 3.1 注射機(jī)的選擇 11 3.2 型腔數(shù)目的確定及校核 12 3.3 鎖模力的校核 13 3.4 開模行程的校核 13 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 4.1.1 分型面的選擇原則 15 4.1.2 主流道的設(shè)計(jì) 16 4.1.3 主流道襯套的設(shè)計(jì) 17 4.1.4 分流道的設(shè)計(jì) 18 4.1.5 澆口的設(shè)計(jì) 18 4.1.6 拉料桿和冷料穴設(shè)計(jì) 20 4.1.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20 5 模架的選擇 22 6 成型零部件的設(shè)計(jì) 23 6.1 側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 6. 1 .1 型芯 23 6. 1. 2 脫模力(抽芯力) 24 6. 1 .3 抽芯距 25 6.2斜導(dǎo)柱的確定 25 6.2.1 斜導(dǎo)柱直徑的確定 25 6.2.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇 26 6.2.3 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度的計(jì)算 26 6.3側(cè)滑塊設(shè)計(jì) 26 6.4 滑塊的導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 27 6.5滑塊定位擋塊設(shè)計(jì) 27 6.6推出機(jī)構(gòu) 27 6.6.1. 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 28 6.6.2. 推管、復(fù)位桿 28 7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 30 7.1 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 8 設(shè)計(jì)總結(jié) 33 9 經(jīng)濟(jì)分析 34 致 謝 35 參 考 文 獻(xiàn) 36 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 38 1 緒論 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展將起越來越大的作用。 　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，在家電、玩具等輕工行業(yè)，近90％的零件是靠模具生產(chǎn)的；在飛機(jī)、汽車、農(nóng)機(jī)和無線電行業(yè)，這個(gè)比例也超過60％。例如飛機(jī)制造業(yè)，某型戰(zhàn)斗機(jī)模具使用量超過三萬套，其中主機(jī)八千套、發(fā)動(dòng)機(jī)二千套、輔機(jī)二萬套。從產(chǎn)值看，20世紀(jì)80年代以來，美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具行業(yè)的產(chǎn)值已超過機(jī)床行業(yè)，并且有繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。 對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制品的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、旗袍、凹痕、燒焦等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難易程度很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模過程和取制件過程中的手工勞動(dòng)，為此常采用自動(dòng)開合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)品需求量很大，對(duì)模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。 1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì) “十二五”期間，中國(guó)模具業(yè)將進(jìn)一步調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場(chǎng)，苦練內(nèi)功，提升水平，使中國(guó)模具業(yè)在整體上再上一個(gè)新臺(tái)階，而這并不只是模具業(yè)的“一家之事”。模具業(yè)與其他行業(yè)的發(fā)展可以用唇齒相依來形容，因而模具業(yè)整體水平的提升與相關(guān)行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。? 1.2.1、半導(dǎo)體封裝模具走向自動(dòng)化 半導(dǎo)體封裝模具業(yè)對(duì)模具的要求是：一是要求精加工模具，目前電子產(chǎn)品不斷集成化、小型化，產(chǎn)品趨向高端，尺寸也越來越小，封裝體越來越薄，這對(duì)封裝要求越來越高，對(duì)模具精度要求很高。? 　　如今封裝技術(shù)正不斷發(fā)展。芯片尺寸縮小，芯片面積與封裝面積之比越來越接近于1，I/O數(shù)增多、引腳間距減小。封裝技術(shù)的發(fā)展離不開先進(jìn)的電子工模具裝備，多注射頭封裝模具(MGP)、自動(dòng)沖切成型系統(tǒng)、自動(dòng)封裝系統(tǒng)等高科技新產(chǎn)品適應(yīng)了這一需求，三佳也陸續(xù)推出這些產(chǎn)品。? 　　今后半導(dǎo)體封裝模具發(fā)展方向是向更高精度、更高速的封裝模具——自動(dòng)封裝模具發(fā)展。自動(dòng)塑封系統(tǒng)是集成電路后工序封裝的高精度、高自動(dòng)化裝備。系統(tǒng)中設(shè)置多個(gè)塑封工作單元，每個(gè)單元中安裝模盒式MGP模，多個(gè)單元按編制順序進(jìn)行封裝，整機(jī)集上片、上料、封裝、下料、清模、除膠、收料于一體。該項(xiàng)技術(shù)國(guó)外發(fā)展較快，已出現(xiàn)了貼膜覆蓋封裝、點(diǎn)膠塑封等技術(shù)，可滿足各類高密度、高引線數(shù)產(chǎn)品的封裝。? 　　隨著微電子技術(shù)飛速發(fā)展，半導(dǎo)體后工序塑封成型裝備應(yīng)用技術(shù)不斷提高，自動(dòng)化作業(yè)已成必然趨勢(shì)。三佳作為國(guó)內(nèi)第一家模具行業(yè)的上市公司，將緊盯世界先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展電子模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。? 1.2.2、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展更上層樓 　　中國(guó)模具業(yè)雖然有了長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了巨大進(jìn)步，但在模具業(yè)的上下游配套環(huán)節(jié)中，加工設(shè)備大都依賴進(jìn)口，而機(jī)床是一薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)羅百輝了解，2004年進(jìn)口加工設(shè)備中機(jī)床約60億美元，而其中模具業(yè)應(yīng)用機(jī)床占據(jù)了大部分，這也反映國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域還待加油。中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)秦珂認(rèn)為，國(guó)內(nèi)廠商應(yīng)重視裝備制造業(yè)重視模具業(yè)的需求，目前國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商如沈陽機(jī)床集團(tuán)公司等已意識(shí)到模具機(jī)床的“增值”潛力，著重在加工中心、數(shù)控機(jī)床等設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)。而機(jī)床朝著高速化、精密化、高性能專業(yè)化、系統(tǒng)化、復(fù)合化方向發(fā)展也給國(guó)內(nèi)廠商帶來新課題。? 　　在模具標(biāo)準(zhǔn)件領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)已有較大產(chǎn)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件主要是模架、導(dǎo)向件、沖頭等，汽車模具用含油導(dǎo)板、斜楔等。據(jù)羅百輝了解，目前中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件在模具中的使用覆蓋率只有40%，而在歐美等國(guó)則達(dá)到了70%。羅百輝指出，標(biāo)準(zhǔn)化成為模具業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，模具業(yè)要擴(kuò)大模具標(biāo)準(zhǔn)件的品種，提高其精度，提高生產(chǎn)集中度，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。 1.3研究?jī)?nèi)容 對(duì)三通管進(jìn)行實(shí)物測(cè)繪； 研究分析結(jié)果，綜合分析其合理性； 對(duì)產(chǎn)品成型方案進(jìn)行工藝參數(shù)、澆口位置、冷卻系統(tǒng)等的優(yōu)化并加以加以比較，確定最佳成型方案； 利用PROE和AutoCAD繪制三通管蓋模具圖和成型零件圖。 圖1.3 零件三視圖 35 2 工藝方案分析 2.1 塑件分析 三通管工件如圖2.1所示。 圖2.1 三通管零件 它是一種常見的塑料工件，從工件本身來看，屬特小型件，其抽芯脫模機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，側(cè)向抽芯技術(shù)是本課題的難點(diǎn)，零件直通管的成型采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)以上問題進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，以解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。 塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于塑件有特殊的機(jī)械性能，因此設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，補(bǔ)償其缺點(diǎn)，在滿足使用要求的前提下，塑件的形狀盡可能地做到簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，符合成型工藝特點(diǎn)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮： 1、塑件的物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度、剛性、韌性、彈性、吸水性等； 2、塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性； 3、塑料形狀應(yīng)有利于充模流動(dòng)、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能適應(yīng)高效冷卻硬化（塑性塑料）或快速受熱固化（熱固性塑料）； 4、塑件在成型后收縮情況及各向收縮率差異； 5、模具總體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出塑件的復(fù)雜程度； 6、模具零件的形狀及制造工藝。 除此之外，還應(yīng)考慮塑件設(shè)計(jì)原則： 1、在滿足性能和使用條件下，盡可能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壁厚均勻、連接可靠、裝使用方便； 2、結(jié)構(gòu)合理，用簡(jiǎn)單的加工方法就能完成模具的制作； 3、減小成型加工后的輔助加工。 2.2 材料特征 聚氯乙烯（Poly Vinyl Chloride，PVC） 分子結(jié)構(gòu) Polyvinylchloride，主要成份為聚氯乙烯， 色澤鮮艷、耐腐蝕、牢固耐用，由于在制造過程中增加了增塑劑、抗老化劑等一些有毒輔助材料來增強(qiáng)其耐熱性，韌性，延展性等，故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品。它是當(dāng)今世界上深受喜愛、頗為流行并且也被廣泛應(yīng)用的一種合成材料。它的全球使用量在各種合成材料中高居第二。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅僅1995年一年， PVC在歐洲的生產(chǎn)量就有五百萬噸左右，而其消費(fèi)量則為五百三十萬 噸。在德國(guó)，PVC的生產(chǎn)量和消費(fèi)量平均為一百四十萬噸。PVC正以4%的增長(zhǎng)速度在全世界范圍內(nèi)得到生產(chǎn)和應(yīng)用。近年來PVC 在東南亞的增長(zhǎng)速度尤為顯著，這要?dú)w功于東南亞各國(guó)都有進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迫切需求。在可以生產(chǎn)三維表面膜的材料中，PVC是最適合的材料。PVC(聚氯乙烯)，其單體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH2=CHCl. PVC材料用途極廣， 具有加工性能良好，制造成本低，耐腐蝕，絕緣等良好特點(diǎn)，主要用于制作：普瑞文pvc卡片；pvc貼牌；pvc鐵絲；pvc窗簾；pvc涂塑電焊網(wǎng)；pvc發(fā)泡板、pvc吊頂、pvc水管、pvc踢腳線等以及穿線管、電纜絕緣、塑料門窗、塑料袋 等方面。在我們的日常生活領(lǐng)域中處處可見到PVC產(chǎn)品。PVC被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運(yùn)動(dòng)制品，如籃球、足球和橄欖球等。還可用于制作制服和專用保護(hù)設(shè)備的皮帶。 2.3 材料分類 根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，PVC可分為：通用型PVC樹脂、高聚合度PVC樹脂、交聯(lián)PVC樹脂。通用型PVC樹脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長(zhǎng)劑聚合而成的樹脂；交聯(lián)PVC樹脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹脂。 根據(jù)氯乙烯單體的獲得方法來區(qū)分，可分為電石法、乙烯法和進(jìn)口（EDC、VCM)單體法（習(xí)慣上把乙烯法和進(jìn)口單體法統(tǒng)稱為乙烯法）。 根據(jù)聚合方法，聚氯乙烯可分為四大類：懸浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本體法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。懸浮法聚氯乙烯是產(chǎn)量最大的一個(gè)品種，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。懸浮法聚氯乙烯按絕對(duì)黏度分六個(gè)型號(hào)：XS-1、XS-2……XS-6；XJ-1、XJ-2……、XJ-6。型號(hào)中各字母的意思：X-懸浮法；S-疏松型；J-緊密型。 根據(jù)增塑劑含量的多少，常將PVC塑烯塑料分為：無增塑PVC，增塑劑含量為0；硬質(zhì)PVC，增塑劑含量小于10%；半硬質(zhì)PVC，增塑劑含量為10-30%；軟質(zhì)PVC，增塑劑含量為30-70%；聚氯乙烯糊塑料，增塑劑含量為80%以上。 2.4 制備方法 聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經(jīng)取代反應(yīng)制成。由于其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用于各行各業(yè)各式各樣產(chǎn)品： 電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建筑裝潢用品、家俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具（如有名的意大利“Rody”跳跳馬）、門簾、卷門、輔助醫(yī)療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時(shí)裝等。 聚合方法: PVC用自由基加成聚合方法制備，聚合方法主要分為懸浮聚合法、乳液聚合法和本體聚合法，以懸浮聚合法為主，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。將純水、液化的VCM單體、分散劑加入到反應(yīng)釜中，然后加入引發(fā)劑和其它助劑，升溫到一定溫度后VCM單體發(fā)生自由基聚合反應(yīng)生成PVC顆粒。持續(xù)的攪拌使得顆粒的粒度均勻，并且使生成的顆粒懸浮在水中。此外，還有用微懸浮法生產(chǎn)PVC糊用樹脂，產(chǎn)品性能和成糊性均好。 ①懸浮聚合法　使單體呈微滴狀懸浮分散于水相中，選用的油溶性引發(fā)劑則溶于單體中，聚合反應(yīng)就在這些微滴中進(jìn)行，聚合反應(yīng)熱及時(shí)被水吸收，為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散，需要加入懸浮穩(wěn)定劑，如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。引發(fā)劑多采用有機(jī)過氧化物和偶氮化合物，如過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二異庚腈、偶氮二異丁腈等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進(jìn)行的。聚合后，物料流入單體回收罐或汽提塔內(nèi)回收單體。然后流入混合釜，水洗再離心脫水、干燥即得樹脂成品。氯乙烯單體應(yīng)盡可能從樹脂中抽除。作食品包裝用的 PVC，游離單體含量應(yīng)控制在1ppm以下。聚合時(shí)為保證獲得規(guī)定的分子量和分子量分布范圍的樹脂并防止爆聚，必須控制好聚合過程的溫度和壓力。樹脂的粒度和粒度分布則由攪拌速度和懸浮穩(wěn)定劑的選擇與用量控制。樹脂的質(zhì)量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表觀密度、孔隙度、魚眼、熱穩(wěn)定性、色澤、雜質(zhì)含量及粉末自由流動(dòng)性等性能來表征。 ②乳液聚合法　最早的工業(yè)生產(chǎn) PVC的一種方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯單體外，還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑，使單體分散于水相中而成乳液狀，以水溶性過硫酸鉀或過硫酸銨為引發(fā)劑，還可以采用“氧化-還原”引發(fā)體系，聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩(wěn)定劑，十二烷基硫醇作調(diào)節(jié)劑，碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚合方法有間歇法、半連續(xù)法和連續(xù)法三種。聚合產(chǎn)物為乳膠狀，乳液粒徑0.05～2μm,可以直接應(yīng)用或經(jīng)噴霧干燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短，較易控制，得到的樹脂分子量高，聚合度較均勻，適用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸漬制品。乳液法聚合的配方復(fù)雜，產(chǎn)品雜質(zhì)含量較高。 ③本體聚合法　聚合裝置比較特殊，主要由立式預(yù)聚合釜和帶框式攪拌器的臥式聚合釜構(gòu)成。聚合分兩段進(jìn)行。單體和引發(fā)劑先在預(yù)聚合釜中預(yù)聚1h，生成種子粒子，這時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)8%～10%，然后流入第二段聚合釜中，補(bǔ)加與預(yù)聚物等量的單體，繼續(xù)聚合。待轉(zhuǎn)化率達(dá)85%～90%，排出殘余單體，再經(jīng)粉碎、過篩即得成品。樹脂的粒徑與粒形由攪拌速度控制，反應(yīng)熱由單體回流冷凝帶出。此法生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本也較低。 PVC改性方法: PVC樹脂是一個(gè)極性非結(jié)晶性高聚物，密度： 1.380 g/cm3，玻璃轉(zhuǎn)變溫度：87℃，因此熱穩(wěn)定性差，不易加工。不能直接使用，必須經(jīng)過改性混配，添加相關(guān)助劑和填充物才可以使用。而因添加的相關(guān)助劑和填充物的種類和分?jǐn)?shù)的不同，這就決定了所制備的PVC材料性能和要求是不一樣的。我們通常稱之為PVC配方，嚴(yán)格說來是PVC改性配方，而PVC只有經(jīng)過改性才能使用。這一類常被歸類為高分子改性材料。高分子材料改性主要圍繞通用塑料的高性能化、單組分材料向多組分材料復(fù)合材料轉(zhuǎn)變（合金、共混、復(fù)合）、賦予材料功能化、優(yōu)化性能與價(jià)格等方面的研究。改性方法主要是化學(xué)改性、填充改性、增強(qiáng)改性、共混改性以及納米復(fù)合改性。改性基本原理就是通過添加物賦予材料功能或者提高某些性能。因此，PVC配方技術(shù)的高下，決定了一家工廠技術(shù)和生產(chǎn)能力的高下。? PVC一般先要改性造粒，用螺桿擠出機(jī)組制備成粒子后，塑化更充分，加工也更容易，尤其是工藝是注塑的產(chǎn)品。螺桿擠出機(jī)是塑料成型加工最主要的設(shè)備之一，它通過外部動(dòng)力傳遞和外部加熱元件的傳熱進(jìn)行塑料的固體輸送、壓實(shí)、熔融、剪切混煉擠出成型。螺桿擠出機(jī)無論作為塑化造粒機(jī)械還是成型加工機(jī)械都占有重要地位嚴(yán)格來說，有著特殊要求的PVC制品，PVC改性配方，是根據(jù)客戶要求量身定做的。還有就是在PVC生產(chǎn)過程中共聚衍生，此類改性的品種有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等。 PVC改性材料 2.5 PVC發(fā)展概況 有著特殊要求的PVC材料，一般都需要從國(guó)外進(jìn)口，隨著我國(guó)各大科研院所和生產(chǎn)單位的不斷研發(fā)和技術(shù)積累，國(guó)內(nèi)PVC改性材料的配方設(shè)計(jì)、制造已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，涌現(xiàn)了以徐州漢永新材料有限公司等擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的公司，已經(jīng)完全取代國(guó)外進(jìn)口材料，有不少產(chǎn)品已出口國(guó)外。? 2.6物化性質(zhì) 中文名稱： 聚氯乙烯樹脂 中文別名： PVC; PVC多元復(fù)合潤(rùn)滑劑 英文名稱： Poly(vinyl chloride) 英文別名： Pvc resin; Polyvinyl chloride film CAS號(hào)： 9002-86-2;93050-82-9 EINECS號(hào)： 200-831-0 分子式： C2H3Cl 分子量： 62.4982 InChI： InChI=1/C2H3Cl/c1-2-3/h2H,1H2 分子結(jié)構(gòu)： 分子結(jié)構(gòu) 密度： 1.34g/cm3 蒸汽壓： 2580mmHg at 25°C 物化性質(zhì)：本色為微黃色半透明狀 2.7注塑模工藝條件 干燥處理：通常不需要干燥處理。 熔化溫度：185~205℃ 模具溫度：20~50℃ 注射壓力：可大到1500bar 保壓壓力：可大到1000bar 注射速度：為避免材料降解，一般要用相當(dāng)?shù)氐淖⑸渌俣取? 流道和澆口：所有常規(guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件，最好使用針尖型澆口或潛入式澆口；對(duì)于較厚的部件，最好使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的最小直徑應(yīng)為1mm；扇形澆口的厚度不能小于1mm。 典型用途：聚氯乙烯具有原料豐富（石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、價(jià)格低廉、用途廣泛等突出特點(diǎn)，現(xiàn)已成為世界上僅次于聚乙烯樹脂的第二大通用樹脂，占世界合成樹脂總消費(fèi)量的29%。聚氯乙烯容易加工，可通過模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進(jìn)行加工。聚氯乙烯主要用于生產(chǎn)人造革、薄膜、電線護(hù)套等塑料軟制品，供水管道，家用管道，房屋墻板，商用機(jī)器殼體，電子產(chǎn)品包裝，醫(yī)療器械，快艇護(hù)舷，也可生產(chǎn)板材、門窗和閥門等塑料硬制品。 PVC可分為硬PVC和軟PVC。其中硬PVC大約占市場(chǎng)的2/3，軟PVC占1/3。軟PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表層，但由于軟PVC中含有柔軟劑(這也是軟PVC與硬PVC的區(qū)別)，容易變脆，不易保存，所以其使用范圍受到了局限。硬PVC不含柔軟劑，因此柔韌性好，易成型，不易脆，無毒無污染，保存時(shí)間長(zhǎng)，因此具有很大的 開發(fā)應(yīng)用價(jià)值。下文均簡(jiǎn)稱PVC。軟質(zhì)PVC多用來做成真空吸塑薄膜，用于各類面板的表層包裝，所以又被稱為裝飾膜、附膠膜，應(yīng)用于建材、包裝、醫(yī)藥等諸多行業(yè)。其中建材行業(yè)占的比重最大，為60%，其次是包裝行業(yè)，還有其他若干小范圍應(yīng)用的行業(yè)。 簡(jiǎn)單地說，鹽的水溶液在電流作用發(fā)生化學(xué)分解。這一過程會(huì)產(chǎn)生氯、苛性鈉和氫氣。精煉、裂化石油或汽油能產(chǎn)生乙烯。當(dāng)氯和乙烯混合后，就會(huì)產(chǎn)生二氯乙烯；二氯乙烯又可以轉(zhuǎn)換產(chǎn)生氯化乙烯基，它是聚氯乙烯的基本組成部分。聚合過程將氯化乙烯基分子連接在一起組成了聚氯乙烯鏈。以這種方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末狀。它是不能單獨(dú)使用的，但是可以與其它成分混合生成許多產(chǎn)品。 氯化乙烯基最初是在1835年在Justus von Liebig實(shí)驗(yàn)室合成出來的。而聚氯乙烯是由Baumann在1872年合成的。但是直到20世紀(jì)20年代才在美國(guó)生產(chǎn)出了第一個(gè)聚氯乙烯的商業(yè)產(chǎn)品，在接下來的20年內(nèi)歐洲才開始大規(guī)模生產(chǎn)。 聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值為40以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為90%的硫酸、濃度為60%的硝酸和濃度20%的氫氧化鈉）、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。但其耐熱性較差，軟化點(diǎn)為80℃，于130℃開始分解變色，并析出HCI。 2.8特性以及成型特性 比重：1.38克/立方厘米，成型收縮率：0.6-1.5%，成型溫度：160-190℃。 特點(diǎn)：力學(xué)性能，電性能優(yōu)良，耐酸堿力極強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，但軟化點(diǎn)低. 適于制作薄板，電線電纜絕緣層，密封件等。 成型特性： 1．無定形料，吸濕小，流動(dòng)性差.為了提高流動(dòng)性，防止發(fā)生氣泡，塑料可預(yù)先干燥.模具澆注系統(tǒng)宜粗短，澆口截面宜大，不得有死角.模具須冷卻，表面鍍鉻； 2．由于其腐蝕性和流動(dòng)性特點(diǎn)，最好采用專用設(shè)備和模具。所有產(chǎn)品須根據(jù)需要加入不同種類和數(shù)量的助劑； 3．極易分解，在200度溫度下與鋼.銅接觸更易分解，分解時(shí)逸出腐蝕.刺激性氣體.成型溫度范圍??； 4．采用螺桿式注射機(jī)噴嘴時(shí)，孔徑宜大，以防死角滯料.好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。 PVC（聚氯乙烯）是一種阻燃，化學(xué)穩(wěn)定性好，只產(chǎn)生低張裂內(nèi)力的材料。同時(shí)其材料特性還包括高強(qiáng)度，高剛度和高硬度，工作溫度范圍從零下15度到60度，可粘接，可焊接。 PVC主要特性：耐腐蝕強(qiáng)：最適用于化學(xué)工業(yè)之防蝕性設(shè)備。加工容易：切斷、焊接、彎曲均極簡(jiǎn)易。高強(qiáng)度，高剛度和高硬度；良好的電氣絕緣性；化學(xué)穩(wěn)定性好；可自熄滅；低吸水性；易粘接，易油漆。價(jià)格低廉。 PVC應(yīng)用領(lǐng)域：酸驗(yàn)制造塔，海水濃縮槽，照片沖洗用具，電鍍槽，電池箱，電表板，音響座上蓋，收音機(jī)底版，各種電氣絕緣用板，水泥槽內(nèi)襯，機(jī)擋風(fēng)板，排氣導(dǎo)氣管工程工程，文具，建材等。 3 注射機(jī)的選擇及校核 3.1注射機(jī)的選擇 初選注射機(jī)型號(hào)：HTF300XA 其相關(guān)數(shù)據(jù)見表3.1。 表3.1 HTF300XA型注射機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù) 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 430×430 由于塑件形狀不規(guī)則，可通過PROE對(duì)其進(jìn)行體積分析，分析得其體積為： V件=48.109cm3 =1.2g/cm3 V澆注= 12.147cm3 V總=4V件+ V澆注=4x48.109+12.147=204.6cm3 其總質(zhì)量為： M總= V總=204.6×1.2=245.5g 為了保證制件的質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，注射模一次成型的塑料重量應(yīng)在注射機(jī)理論注射量的50%～80%之間為好，則： V注=V總÷80%=255.75m3 3.2型腔數(shù)目的確定及校核 因型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關(guān)，因此有任何一個(gè)參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量。一般根據(jù)注射機(jī)料筒塑化速率確定型腔數(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)最大注塑量，g； ——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量，； ——單個(gè)塑件的質(zhì)量，。 式中、、也可以為注射機(jī)最大注射體積（cm3）、澆注系統(tǒng)凝料體積（cm3）、單個(gè)塑件的體積（cm3）。 塑料PVC的密度為1.05g/cm3，收縮率為0.4%～0.7%，取平均收縮率為1.2﹪。按照塑件零件圖所示的尺寸，用三維制圖軟件PROE測(cè)量。 由3D測(cè)量的數(shù)據(jù)可知，單個(gè)塑件的體積V1=48109mm3。 澆注系統(tǒng)的體積：V= 12147mm3 注射機(jī)最大注射體V3=727 cm3 由此可求出： n<(0.8x727-12.147)/48.109=11.8>4 本設(shè)計(jì)實(shí)例采用一模四腔的型腔布局。故取n=4滿足要求。 3.3 鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。當(dāng)熔體充滿型腔時(shí)，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力總是力圖使模具沿分型面脹開，為此，注射機(jī)的合模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，即 (3.2) 式中 ——注射機(jī)的公稱鎖模力（N）； ——模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力Mpa）； ——塑件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和（），見表3.2； ——注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力（N）。 表3.2 模內(nèi)的平均壓力 制品特點(diǎn) 模內(nèi)平均壓力（Mpa） 舉例 容易成型制品 24.5 PE、PP、PS等壁厚均勻的日用品 一般制品 29.4 在模溫較高下成型的薄壁容器類制品 中等黏度塑料盒有精度要求的制品 34.3 PVC、PMMA等有精度要求的工程結(jié)構(gòu)件，如殼件、齒輪等。 加工高黏度塑料、高精度、充模難的制品 39.2 用于機(jī)器零件上高精度的齒輪或凸輪等 利用三維制圖軟件PROE計(jì)算塑件總投影面積近似為： =31.83查表4.1得 則 =4×3183×30=381960N=381KN 所選用的注射機(jī)的公稱鎖模力=3000KN,故注射機(jī)滿足要求。 3.4 開模行程的校核 注射機(jī)開模行程是有限的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模行程，否則塑件無法從模具取出。為了保證開模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于單分型面注射模具，需要滿足下式： (3.3 ) —注射機(jī)最大開模行程；(S=1260mm) —推出距離（脫模距離，H1=30.5mm） —塑件高度；（H2=60.5mm） 則 故滿足要求。 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳物質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，歲塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。 4.1.1 分型面的選擇原則 分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)面，選擇模具分型面時(shí)通?？紤]如下有關(guān)問題： 1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量； 2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處； 3）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)； 4）有利于保證塑件的尺寸精度； 5）盡可能滿足塑件的使用要求； 6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積； 7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向； 8）有利于排氣； 9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。 分型面的確定 分析零件特點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)零件的外表面有比較高的精度要求，簡(jiǎn)易分型面示意圖如下圖4.1所示： 圖4.1簡(jiǎn)易分型面示意圖 4.1.2 主流道的設(shè)計(jì) 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 1）為便于將凝料從主流道中拉出，主流道通常設(shè)計(jì)成錐形，其錐角α=2°～6°。內(nèi)壁表面粗糙度一般為Ra=0.8。 2）為防止主流道與噴嘴處溢料及便于將主流道凝料拉出，主流道與噴嘴應(yīng)緊密對(duì)接，主流道進(jìn)口處應(yīng)制成球面凹坑，其球面半徑為R=R+(1～2)mm,凹入深度3～5mm。 3) 為了物料的流動(dòng)阻力，主流道末端與分流道連接處呈圓角過渡，其圓角半徑r=1～3mm。 4) 主流道長(zhǎng)度L應(yīng)盡量短，否則將增加主流道凝料，增大壓力損失，一般主流道長(zhǎng)度由模具結(jié)構(gòu)和模板厚度所確定，一般不大于60mm，取L=40mm。 5) 因主流道與塑料熔體反復(fù)接觸，進(jìn)口處與噴嘴反復(fù)碰撞，因此，常將主流道設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，用較好的鋼材制造并進(jìn)行熱處理，一般選用T8、T10制造，熱處理硬度為HRC50～55。 主流道尺寸： 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。主流道通常設(shè)計(jì)在模具的澆口套中，在臥式注射機(jī)上主流道垂直于分型面，為使凝料能順利拔出，設(shè)計(jì)成圓錐形，選用材料為P20，熱處理要求淬火53～57HRC。主流道各部分尺寸如下圖4.2所示： 圖4.2 主流道個(gè)部分尺寸 按照前面所選取的注射機(jī)的參數(shù)和設(shè)計(jì)要求主流道各部分尺寸計(jì)算如下： 主流道小端直徑 主流道球面半徑 ； 主流道錐角 α＝2°～6°，為了方便拉出主流道，這里取α＝2°； 主流道長(zhǎng)度 L＝100 主流道大端倒圓角：為使融料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=2mm的圓弧過渡。 4.1.3主流道襯套的設(shè)計(jì) 主流道是塑料容體進(jìn)入模具型腔時(shí)經(jīng)過的部分，它將注射機(jī)的噴嘴注出的塑料容體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，便于容體順利地向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來。主流道的尺寸直接影響到塑料容體的流動(dòng)速度和充填時(shí)間。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC。 因?yàn)樵跐沧⒊尚蜁r(shí)，主流道要與高溫熔料體和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以本設(shè)計(jì)不將主流道直接開在定模板上，而是設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，然后將它嵌入到定模座板中。它的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)主流道的加工和熱處理以及襯套本身的選材等工作帶來很大的方便，而且在主流道損壞以后，也便于修整和更換，符合生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。 本次設(shè)計(jì)所選用的澆口套為把澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成整體形式，澆口套與模板間的配合采用H6/M6的過渡配合，用螺釘定位于定模座板上，此種設(shè)計(jì)一般只用于小型注射模，如下圖4.3所示： 圖4.3澆口套 4.1.4 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是連接主流道到和澆口的進(jìn)料通道。在單腔膜中，常不開設(shè)分流道，而在多腔膜中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動(dòng)時(shí)，要求通過它盡快地充滿型腔，流動(dòng)中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時(shí)，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的回料量，分流道也不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還會(huì)增長(zhǎng)模塑周期。 在設(shè)計(jì)中考慮到，在保證成型質(zhì)量的前提下盡量縮短流程，減少斷面積以縮短充填及冷卻時(shí)間，縮短成型周期，減少澆注系統(tǒng)損耗的朔料，因?yàn)樘菪谓孛娣至鞯兰庸そ腥菀?，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式，故本次設(shè)計(jì)選梯形分流道截面。 梯形截面分流道的尺寸可按下面經(jīng)驗(yàn)公式確定： B= =0.2654×140.11×1/2×18×1/4=6.6mm H=2/3B=2/3×6.6=4.4 其中，B—梯形的大底邊寬度（mm） m—塑件的質(zhì)量（g） L—分流道的長(zhǎng)度（mm） H—梯形的高度（mm） 梯形的側(cè)面斜角a常取5°～10° 4.1.5 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熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到朔件能否完好、高質(zhì)量地注射成型，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 澆口的主要作用： 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； 易于切除澆口尾料； 對(duì)于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高流動(dòng)性能，有利于充型，但是澆口尺寸過小會(huì)使壓力增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。 澆口的位置選擇，應(yīng)遵循如下原則： 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷,避免噴射有兩種方法： a 加大澆口截面尺寸，降低熔體流速； b 采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動(dòng)狀況。 該模具采用方法a； 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處； 有利于塑件熔體流動(dòng)； 有利于型腔排氣； 考慮塑件使用時(shí)的載荷狀況； 減少或避免塑件的熔接痕； 考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀? 考慮澆口位置和數(shù)目對(duì)塑件成型尺寸的影響； 防止將型芯或嵌件擠歪變形。 本次設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口，其截面形狀為矩形，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間。 側(cè)澆口尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下： b===2.6mm (4.6.1） t=(0.6~0.9)=1.5mm （4.6.2） L取1.5mm b——側(cè)澆口的寬度，mm; A——朔件的外側(cè)面積，mm^2; t——側(cè)澆口的厚度，mm； ——澆口處朔件的厚度，mm; L——澆口長(zhǎng)度，mm; 4.1.6拉料桿和冷料穴設(shè)計(jì) 當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前面的熔體塑料的溫度較低，形成冷凝料頭，為了防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，在進(jìn)料口的末端的動(dòng)模板上開設(shè)一洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個(gè)洞穴就是冷料穴。它的作用是儲(chǔ)存因兩次注塑間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端的直徑。為了使主流道凝料能順利地從主流道襯套中脫出，往往是冷料穴兼有開模時(shí)將主流道凝料從主流道拉出而附在動(dòng)模一邊的作用，根據(jù)拉料的方式的不同，冷料穴的形式又可分為與推桿匹配的冷料穴、與拉料桿匹配的冷料穴和無拉料桿的冷料穴三種。 冷料穴一般開設(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，深度約為直徑的1～1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本設(shè)計(jì)采用帶倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。結(jié)構(gòu)如圖4.4： 圖4.4 冷料穴及拉料桿 4.1.7排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，型腔內(nèi)氣體將產(chǎn)生很大的壓力，阻止塑料熔體正常快速充模，同時(shí)氣體壓縮產(chǎn)生高溫，可能是塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件壁厚較厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。 排氣系統(tǒng)的作用是在注射成型過程中，將型腔中的氣體有序而順利地排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。注射過程中需要排出的氣體有：澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然氣體，塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣，塑料熔體在受熱或凝固時(shí)分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。一般來說，在模具結(jié)構(gòu)里，氣體能從分型面、頂桿等結(jié)構(gòu)件中自然而然地排出氣體。 注塑模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用開設(shè)排氣槽的排氣方式。排氣槽一般設(shè)在分型面上凹模一側(cè)，以便于模具制造與清理。排氣槽尺寸一般為寬1.5～6mm，深0.02～0.05mm，以塑料不從排氣槽溢出為宜，即應(yīng)小于塑料的溢料間隙。 采用排氣槽排氣是最簡(jiǎn)單可行的方法，同時(shí)利用頂桿與孔的配合間隙排氣，其間隙為0.03mm～0.05mm,不過最可靠有效的方法是在分型面上開設(shè)專用排氣槽。 5 模架的選擇 按進(jìn)料口（澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，香港地區(qū)將澆口稱為水口，大水口模架指采用除點(diǎn)澆口外的其他澆口形式的模具（二板式模具）所選用的模架，小水口模架指進(jìn)料口采用點(diǎn)澆口模具（三板式）所選用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四種型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八種型式，其中以D字母開頭的四種型號(hào)適用于自動(dòng)斷澆口模具的模架。 本方案采用GB/T1225.6～12556.2-1990中小型標(biāo)準(zhǔn)AI型模架[9]，模具定模和動(dòng)模均采用兩塊模板，設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)。適用于直接澆口，采用斜滑塊側(cè)抽芯的注射成形模具。其模板尺寸選用400×450㎜。模具的實(shí)際閉合高度為430mm在該模架的最大閉合高度和最小閉合高度之間，符合設(shè)計(jì)要求。 圖5.1 標(biāo)準(zhǔn)模架 6 成型零部件的設(shè)計(jì) 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接用以構(gòu)成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬）、凹模和凸模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。成型零件的加工精度和質(zhì)量決定了塑件的精度和質(zhì)量，工作尺寸的計(jì)算受塑件尺寸精度的制約，影響塑件尺寸精度的因素甚多，主要有模具制造公差、模具的磨損量和塑件收縮率等因素，因此，計(jì)算工作零件尺寸時(shí)應(yīng)根據(jù)上述三個(gè)因素進(jìn)行計(jì)算。 本設(shè)計(jì)采用平均收縮率法計(jì)算模腔各工作尺寸。 在計(jì)算成型零件型腔和型芯的尺寸時(shí)，塑料制品和成型零件尺寸均按單向極限制，即凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸，即公差為正；凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，公差為負(fù)；而孔心距尺寸則按公差帶對(duì)稱分布的原則進(jìn)行計(jì)算。 6.1側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有與開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時(shí)，除極少數(shù)情況下可以強(qiáng)制脫模外，一般都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個(gè)塑件從模具中脫出。完成側(cè)向活動(dòng)型芯的抽出和復(fù)位的這種機(jī)構(gòu)就叫做側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。這種模具脫出塑件的運(yùn)動(dòng)有兩種情況：一是開模時(shí)優(yōu)先完成側(cè)向分型和抽芯，然后推出塑件；二是側(cè)向抽芯與塑件的推出同時(shí)進(jìn)行。側(cè)向分型的抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來源可分為手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓和機(jī)動(dòng)四種類型。手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，故僅適用于小型制品的小批量生產(chǎn)；液壓或氣動(dòng)抽芯側(cè)向分型的活動(dòng)型芯可以依靠液壓或氣壓傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)抽出。由于一般注塑機(jī)沒有抽芯液壓缸或氣壓缸，因此需要另行設(shè)計(jì)液壓或氣壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及抽芯系統(tǒng)；機(jī)動(dòng)抽芯是利用注塑機(jī)的開模力通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向，將側(cè)向的活動(dòng)型芯抽出。機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但抽芯不需人工操作，抽拔力較大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率高、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作、無需另外添置設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，由于該塑件在與開模方向不一致的方向上有兩個(gè)小孔，不能順利分模，需要側(cè)向抽芯，綜合上述分析這里我們選用的是機(jī)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)中的斜導(dǎo)柱滑塊抽芯. 6.1.1型芯 塑件為形狀有規(guī)則排列而又難于整體加工,所以采用由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成的組體型芯,即鑲拼組合式型芯. 查閱參考文獻(xiàn)《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》，該設(shè)計(jì)所用的公式如下： 型腔徑向尺寸的計(jì)算： （6.1） 型芯徑向尺寸的計(jì)算： （6.2） 型腔高度尺寸的計(jì)算： （6.3） 型芯高度尺寸的計(jì)算： （6.4） 式中，——型腔徑向尺寸（mm） 、——塑件徑向尺寸(mm) ——型芯徑向尺寸(mm) ——型腔深度尺寸(mm) ——塑件高度公稱尺寸(mm) ——型芯高度尺寸(mm) ——塑件深度公稱尺寸(mm) —塑料的平均收縮率(%)（==0.55%） —塑件公差值(mm)（《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》P97～P98表2.36，表2.37） ——模具制造公差(mm) （一般取=） 6.1.2脫模力(抽芯力) 塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于冷縮的原因，物料溫度降低，直至復(fù)原到常溫這個(gè)過程，尺寸逐漸減小，塑件對(duì)型芯產(chǎn)生一個(gè)包緊力。因此在塑件脫模時(shí)必須克服這一包緊力所產(chǎn)生的脫模力的阻力，塑件同時(shí)還需克服與型芯之間的黏附力和摩擦力及抽芯機(jī)構(gòu)本身所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)摩擦合力才能將型芯脫開。這幾種合力即為脫模力M，在側(cè)抽芯動(dòng)作中稱抽芯力，在頂出動(dòng)作中稱頂出力[10]。 塑件底面帶通孔的脫模力（抽芯力）的計(jì)算公式: ----塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力。一般 模內(nèi)冷卻的塑件，=(0.8~1.2)× pa ---塑件包緊側(cè)型芯成型部分的側(cè)面積，m2 ---塑件與模體鋼材的摩擦系數(shù)，一般取=0.1~0.3 ---脫模斜度 0° 6.1.3抽芯距 抽芯距是指?jìng)?cè)抽芯從成型位置側(cè)抽至不妨礙塑件頂出的位置時(shí)，側(cè)型芯所移動(dòng)的距離. S=+(2~3)=33+(2~3)=35mm ----側(cè)向凸臺(tái)高度， ----實(shí)際抽芯距， 6.2斜導(dǎo)柱的確定 本設(shè)計(jì)采用的是在中小型模具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，其臺(tái)肩部相平于模面，角度與抽拔角一致。材料多為T8、T10等碳素工具鋼，也可用20鋼作滲碳處理，由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常于滑塊摩擦，熱處理要求硬度HRC≥55,表面粗糙度Ra≤0.8。 斜導(dǎo)柱固定部分與模板的配合精度為H7/m6的過渡配合。 6.2.1 斜導(dǎo)柱直徑的確定 圓柱形斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力，而彎曲力又取決于抽拔力，抽拔角以及受力點(diǎn)的位置。 一般地，斜導(dǎo)柱和斜滑塊的斜孔的配合都有一定的間隙（0.2-0.4），在開模瞬間定程距為M， ， (6.5) ——斜導(dǎo)柱直徑， ——抽芯力，N ——受力點(diǎn)到固定板平面的距離, =21 ——抽拔角 ——斜導(dǎo)柱鋼材的許用彎曲應(yīng)力，。 碳素鋼取=137.2 ，取20mm 6.2.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇 斜導(dǎo)柱傾斜角與斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度，抽芯距,斜導(dǎo)柱完成抽芯時(shí)所需最小開模行程有關(guān)。增大，L和H減小，有利于減小模具尺寸，但斜導(dǎo)柱所受的彎曲力和側(cè)抽芯時(shí)的開模力將增大；反之亦反，綜合兩方面考慮，一般最常用為 本設(shè)計(jì)取為。 6.2.3斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度的計(jì)算 斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度 ——斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度，mm ——斜導(dǎo)柱臺(tái)肩直徑，mm ——斜導(dǎo)柱抽拔角, ° ——斜導(dǎo)柱固定板厚度，mm ——斜導(dǎo)柱工作部分直徑，mm ——抽芯距。 根據(jù)上式代入數(shù)據(jù)得： ≈190 mm 6.3側(cè)滑塊設(shè)計(jì) 滑塊是斜滑塊側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件，它上面安裝有側(cè)向型芯，滑塊結(jié)構(gòu)形式有整體式和組合式。本設(shè)計(jì)采用組合式?；瑝K材料通常用45鋼或T10，T8制造，淬硬至45HRC以上，在設(shè)計(jì)中取用T8來制造。 6.4 滑塊的導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 為了滑塊的滑動(dòng)，應(yīng)該設(shè)置有導(dǎo)滑槽，導(dǎo)滑槽應(yīng)使滑塊運(yùn)動(dòng)平衡可靠，二者之間上下、左右各有一對(duì)平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有間隙，滑塊的導(dǎo)滑部分設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度是130mm, 超過了滑塊滑動(dòng)的最大距離，因此，長(zhǎng)度足夠，可以避免滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生傾斜。此外，導(dǎo)滑槽應(yīng)該有足夠的耐磨性，由45鋼或T10，T8制造，硬度在50HRC以上。 6.5 滑塊定位擋塊設(shè)計(jì) 限位裝置起限制滑塊的滑動(dòng)終止位置的作用，本設(shè)計(jì)采用擋塊定位裝置。 6.6 推出機(jī)構(gòu) 注射成型的每一周期中，必須將塑件從模具型腔中脫出，這種把塑件從型腔中脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)，也可稱為頂出機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： 1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 2）使制品在推出過程中不變形不損壞。 3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出動(dòng)作可靠。 4）使脫模后的制品有良好的外觀。 5）合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。 6.6.1. 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 本次設(shè)計(jì)，選用Φ=32mm、L=50mm的導(dǎo)柱以及與之配合的導(dǎo)套。如圖6.6 6.6.2 推管、復(fù)位桿 為了不影響滑塊的滑動(dòng)，可布置四個(gè)直徑為Φ=20、L=130的復(fù)位桿。在合模狀態(tài)下介于滑塊導(dǎo)滑板與推板之間，利用合模力復(fù)位。開模后，塑件包緊動(dòng)模型芯的力比較大，采用推管推出塑件，推出力比較平穩(wěn)，塑件不易發(fā)生變形。由于型芯結(jié)構(gòu)的特殊性，故將推管設(shè)計(jì)成圖6.7形狀。