瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)論文設(shè)計(jì)/論文題目： 瓶蓋注塑模設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 原始資料:制品：塑料瓶蓋外徑 72mm，高度 20mm材料 PS。插圖清單第一章：圖 1—1 塑料制品第二章：圖 2—1 分型面第七章：7—1 推桿，7—2 復(fù)位桿表格清單畢業(yè)設(shè)計(jì)/ 論文說(shuō)明書目錄緒論模具在汽車，拖拉機(jī)，飛機(jī)，家用電器，工程機(jī)械，動(dòng)力機(jī)械，冶金，機(jī)床，儀器儀表，輕工，日用五金等制造業(yè)中，起著極其重要的作用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，模具工業(yè)近年來(lái)也得到快速普及和發(fā)展。各種模具是大批量制造各種工業(yè)產(chǎn)品廣泛采用工裝設(shè)備。模具的種類繁多，形式多樣，模具的主要特點(diǎn)是單件生產(chǎn)，每套模具都需要進(jìn)行一次新的設(shè)計(jì)。隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的使用壽命、加工精度等提出了更高的要求。模具材料性能的好壞和使用壽命的長(zhǎng)短，將直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)小，定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。成型特點(diǎn)：流動(dòng)性和成型型優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過(guò)小，但頂出要均勻；由于熱膨脹系數(shù)高，塑件不宜有嵌件，否則因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大導(dǎo)致開裂，塑件壁后應(yīng)均勻；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力成型并延長(zhǎng)注射時(shí)間，以防止縮孔及變形，降低內(nèi)應(yīng)力，但料溫過(guò)高容易出現(xiàn)銀絲；因流動(dòng)性好，模具設(shè)計(jì)中大多采用點(diǎn)澆口形式。因具有良好的可塑流動(dòng)性及較小的成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料品種之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。對(duì)我們?cè)谛４髮W(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)學(xué)習(xí)前人經(jīng)驗(yàn)掌握理論知識(shí)的重要時(shí)期。我們即將走出學(xué)校大門，邁向社會(huì)，我們要把握好畢業(yè)設(shè)計(jì)這次機(jī)會(huì)，為以后的工業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。（畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文題目） 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書/論文第 1 章 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是一個(gè)間斷型內(nèi)螺紋瓶蓋，其零件圖如下圖所示，本塑件的材料采用 PS 生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)。 圖 1—11.1 塑件的工藝性分析1.1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用 PS,即聚本乙烯，屬于熱塑性塑料。聚本乙烯是苯乙烯聚合而成的。合成方法有本體聚合，溶液聚合和乳液聚合。PS 分子主鏈?zhǔn)呛斜净鶄?cè)基的飽和 鏈，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，加之本環(huán)體積的影響，使大分子鏈不易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因而具有較大的剛性，并且難以形成有序的結(jié)構(gòu)，因此 PS 是典型的非晶態(tài)線型高分子化合物。制造各種塑料制品 PS，其分子量通常在45000~70000 范圍。聚苯乙烯是僅次于聚 乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種，無(wú)色透明，無(wú)毒無(wú)味。落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲，密度為 1.05kg/cm[1]。它的力學(xué)性能與聚合方法，相對(duì)分子量大小，定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。聚苯乙烯熔點(diǎn)較低（約 90℃）具有較寬的熔融溫度范圍，其熔體充模流動(dòng)性好，加工成型性很好。聚本乙烯制品以注塑為主大約用在電氣儀表零件文教用品工藝美術(shù)品，發(fā)泡成型生產(chǎn)的發(fā)泡 PS 廣泛應(yīng)用作包裝材料，保溫裝璜制品，其他塑料成型方法也有所應(yīng)用，但不普通。具有很小的吸水率，在潮濕環(huán)境中形狀和尺寸的變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品如儀表殼體等。聚苯乙烯的缺點(diǎn)就是脆性大，形狀復(fù)雜，制品成型后存在較大內(nèi)應(yīng)力時(shí)，常會(huì)在使用中自行開列。為了改善它的脆性加入少量丁二烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。成型特點(diǎn)：流動(dòng)性和成型型優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過(guò)小，但頂出要均勻；由于熱膨脹系數(shù)高，塑件不宜有嵌件，否則因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大導(dǎo)致開裂，塑件壁后應(yīng)均勻；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力成型并延長(zhǎng)注射時(shí)間，以防止縮孔及變形，降低內(nèi)應(yīng)力，但料溫過(guò)高容易出現(xiàn)銀絲；因流動(dòng)性好，模具設(shè)計(jì)中大多采用點(diǎn)澆口形式。因具有良好的可塑流動(dòng)性及較小的成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料品種之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析1.1.2.1 結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。在塑件內(nèi)部螺紋為間斷型，直徑 72mm，塑件總高度為 20mm，螺紋尺寸 M68×3mm。因此模具設(shè)計(jì)時(shí)采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)使制品脫模容易，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這可遮掩成型過(guò)程中在塑件表面上形成的疵點(diǎn)，絲痕，波紋等缺陷，其目的是為了增大么擦力，便于工作時(shí)施力。該塑件采用了圓形截面的螺紋，也就是粗牙螺紋。1.1.2.2 尺寸精度分析由塑件的零件圖可知，該塑件的尺寸屬于未標(biāo)注公差尺寸，又因該塑件采用聚苯乙烯，所以該塑件的尺寸精度等級(jí)為 IT5 級(jí)（GB/T14486 —1993[2]，螺紋的公差等級(jí)取 IT7 級(jí)，由以上分析可見，該零件的尺寸精度為一般精度，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。塑件壁厚均勻，有利于零件的成型。制品的外行尺寸標(biāo)注單向負(fù)公差，內(nèi)行尺寸標(biāo)注單向正公差。1.1.2.3 表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。一般情況下，模具粗糙度低于制品 1—2 個(gè)等級(jí)，塑料制品的粗糙度一般在 Ra0.2～0.8 之間。綜上分析可以看出，注塑時(shí)，在工藝參數(shù)控制得好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。1.2 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量主要是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔。塑件體積計(jì)算：V==18196㎜ -3塑件質(zhì)量計(jì)算： W=V×ρ=18196× ×1.054=19.8g1.3 選用成型設(shè)備注射模是安裝在注射機(jī)上的，模具與注射機(jī)應(yīng)當(dāng)相互適應(yīng)，這樣關(guān)系到塑件的質(zhì)量，均勻性及有效的成型周期。一副模具放在許多型號(hào)和規(guī)格的注射機(jī)上使用，均可能取得令人滿意的效果。但是惟有包括該模具預(yù)想的量、鎖模力、注射速度和總的循環(huán)操作的機(jī)型才能取得最佳的效果。選擇注射機(jī)時(shí)，必須保證制品的注射量小于注射機(jī)允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制品注射量一般不超過(guò)注射機(jī)的最大注射量的 80%，此模具采用一模兩腔，考慮其外形尺寸，塑件所需的壓力和工廠現(xiàn)有的設(shè)備，初步選用注塑機(jī)為 YS—ZY—45[3]。1.4 注射量的校核模具型腔能否充滿與注塑機(jī)允許的最大注塑量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)保證注塑模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是允許最大注射量的 80。經(jīng)計(jì)算，滿足使用要求。1.5 注射壓力校核和鎖模力校核注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注射壓力的大小與制品復(fù)雜程度、模具結(jié)構(gòu)、塑件品種、注射速度流動(dòng)比、噴嘴及模具流道系統(tǒng)，以及注射機(jī)類型等因素有關(guān)。聚苯乙烯的注射壓力為60～110MPa，而 YS—ZY—45 型注射機(jī)的注射壓力為 125Mpa[4]，故滿足注射壓力的需要。注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過(guò)程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)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：(nA 1＋A 2)P＜F, 經(jīng)計(jì)算滿足上式要求。故滿足使用要求。第 2 章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。2.1 分型面的選擇將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可以分離的部分的接觸面分開時(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)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并直接影響著塑件熔體的流動(dòng)充模性及塑件的脫模。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。圖 2—1如何確定分型面，需要考慮的因素很復(fù)雜，由于分型面受到塑件在模具中的位置，澆口位置的設(shè)計(jì)，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，選出較為合理的方案?？紤]到分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，有利的留模方式，應(yīng)保證塑件的精度要求，滿足塑件的外觀質(zhì)量要求和對(duì)成型面積的影響及排氣效果。根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。該塑件為瓶蓋，表面無(wú)特殊要求，該零件的高度為 20mm，且垂直于軸線的截面形狀，比較簡(jiǎn)單和規(guī)范而且有利于抽芯。2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴出來(lái)后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道。其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)的引入模具型腔，并在熔體充填和固化定型的過(guò)程中，將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品各部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制品。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。它對(duì)獲得優(yōu)良性能的理想外觀的塑料制件以及最優(yōu)良的成型效率有直接的影響，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素：塑件的成型特性，制品大小及形狀，模具成型制品的型腔數(shù)。制品外觀、注射機(jī)安裝模板的大小，成型效率、冷料等。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等部分組成。將塑料熔體從噴嘴引入模具，當(dāng)模具閉和后，注射機(jī)噴嘴壓緊模具主流道襯套，并封緊注射機(jī)與模具之間的間隙，熔體材料直接從料筒流入主流道．本模具在角式注塑機(jī)上成型，主流道平行于分型面，主流道大多設(shè)計(jì)成等徑圓柱行而且直接開設(shè)在模具分型面上。由于塑件是圓行且面積較大，所以本模具采用側(cè)澆口。2.3.2 側(cè)澆口有關(guān)尺寸計(jì)算側(cè)澆口一般開在模具的分型面上，從制品的邊緣進(jìn)料，故稱為邊緣澆口。在側(cè)澆口進(jìn)入或連接型腔部位應(yīng)成圓角以防開裂。在側(cè)澆口的三個(gè)尺寸中，以澆口深度最。H=nt=0.6×2=1.2㎜W=n.A－2 /30=0.6×127/30=2.54澆口長(zhǎng)度 L 在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下以短為好，一般選用L=0.5㎜ ～0.75 ㎜t—制品厚度n—塑料材料系統(tǒng)w—澆口寬度A— 型腔表面積，2.3.4 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴一般設(shè)在主流道末端，其標(biāo)稱直徑與大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1—1.5 倍，最終要保證冷卻的體積小于冷料穴的體積。由于該塑件的塑性好，采用帶球頭拉料桿的冷料穴，它使用于推件板脫模的拉料桿形式的冷料穴，拉料桿固定在動(dòng)模板上。其球頭直徑為 8.5mm，深度為 9mm，其冷料穴的作用是收集每次注射成型時(shí)流動(dòng)熔體前端的冷料頭，避免了這些冷料進(jìn)入到型腔影響制品質(zhì)量，或防止這些冷料堵塞澆口造成制品缺料。2.3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序推出型腔及澆注系統(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，一方面會(huì)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(huì)導(dǎo)致塑件局部炭化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。排氣的方式有利用配合間隙排氣、在分型面上開排氣槽排氣、利用排氣塞排氣、強(qiáng)制性排氣。排氣槽位置和大小的選定主要依靠經(jīng)驗(yàn)，通常將排氣槽或空先開在比較明顯的部位，經(jīng)過(guò)試模后再修正。本模具屬小型模具的簡(jiǎn)單型腔，材料是聚苯乙烯。利用推桿、活動(dòng)型心與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為 0.04mm[7]，排氣槽厚度一般取 0.02㎜。2.3.6 成型零部件設(shè)計(jì)2.3.5.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的見價(jià)值利用等因素。凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是牢固，使用不易發(fā)生變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難，熱處理不方便。因此常用在形狀簡(jiǎn)單的中小型模具上，可在型板上直接加工出型腔，模具一般不進(jìn)行熱處理。根據(jù)本模具分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口均設(shè)在凹模上，凹模上的階梯孔用于安放型芯。2.3.5.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第 3 章 成型零件工作的計(jì)算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型芯和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要求，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因素，相當(dāng)復(fù)雜，其影響因素有：塑件收縮率、模具成型零件的制造誤差、模具成型零件的摩損、模具安裝配合的誤差。這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。本設(shè)計(jì)中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。查文獻(xiàn) [9]表 14—1 得，聚苯乙烯的收縮率為 S=0.2％～0.6％，故平均收縮率為 Scp=(0.2％＋0.6％)／2=0.4％，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有的條件，模具制造公差取 δz=Δ／3。3.1 型腔的工作尺寸計(jì)算由公差等級(jí)可查的各尺寸的上、下偏差。由計(jì)算公式：型腔內(nèi)表面尺寸：Lm=（Ls＋LsScp% －3/4Δ） ＋ 0δz=（72＋72×0.4%－3/4×0.86） ＋ 00.28=71.64＋ 00.28型腔深度： Hm=（%－2/3Δ） ＋ 00.05 = 19.29＋ 00.053.2 型芯的設(shè)計(jì)型芯是用來(lái)成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件，用來(lái)成型塑件整體的內(nèi)部形狀，由于制品內(nèi)螺紋為間斷型，所以選用有斜滑塊組合而成的螺紋型芯結(jié)構(gòu)。3.3 螺紋型芯的計(jì)算螺紋連接的種類很多，配合性質(zhì)也各不相同，影響塑件螺紋連接的因素比較復(fù)雜，目前尚無(wú)塑料螺紋的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也沒有成熟的計(jì)算方法，因此要滿足塑件螺紋配合的準(zhǔn)確要求是比較難的。螺紋型芯的工作尺寸屬于型芯類尺寸，為了提高成型后塑件的旋入性能，適當(dāng)?shù)脑黾勇菁y型芯的徑向尺寸。由于螺紋中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的最重要參數(shù)，它決定著螺紋的可旋入性和連接的可靠性。所以計(jì)算中的模具螺紋大、中、小徑的尺寸均以塑件螺紋中徑公差為依據(jù)。螺紋型芯的中徑尺寸的計(jì)算：DM 中 =[（1＋S sp）D s 中 ＋Δ 中 ]－ 0δz=[（1＋0.4%）×68.8＋0.05] － 00.01=69.13－ 00.01螺紋型芯的外徑尺寸的計(jì)算：）DM 外 =[（1+S cp）D s 外 ＋Δ 中 ]－ 0δ 外=[（1+0.4%）×68+0.05] － 00.05=68.32－ 0O.O1螺紋型芯的內(nèi)徑尺寸的計(jì)算：DM 內(nèi) =[（1+S cp）D S 內(nèi) ＋Δ 中 ]－ 00.01=[(1＋0.4%) ×69.6+0.05]－ 00.01=69.95－ 00.01DM 外 ，D M 中 ，D M 內(nèi) ——螺紋型芯外徑，中徑，內(nèi)徑公稱尺寸DS 外 ，D S 中 ，D S 內(nèi) ——制品螺孔的外徑，中徑，內(nèi)徑公稱尺寸注射模在其工作過(guò)程中需要承受注射壓力、保壓力、鎖模力和脫模力等各種外力，如果這些外力過(guò)大，注射模及其成型零部件會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，導(dǎo)致整個(gè)模具失效，因此，設(shè)計(jì)成型零部件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。另外，在外力作用比較大時(shí)，即使模具產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，也有可能產(chǎn)生較大的彎曲變形，引起成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙。因此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，導(dǎo)致制品無(wú)法滿足技術(shù)要求。因此同過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型件計(jì)算。原則是：寧可有余而不可不足。3.4.1 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算h=r{[（1－u＋E δ/rp）∕（Eδ/rp－u－1）]－1}－2=5.15㎜3.4.2 凹模底板厚度的計(jì)算h2=（0.175×pr 4/Eδ） －3=(0.175×30×364/2.1×105×0.04)－3=10.16㎜h1—凹模側(cè)壁厚度h2—底板厚度第 4 章 成型零件材料的選用成型零微組織應(yīng)均勻致密。耐磨性和抗疲勞性能好，注塑模不僅受高壓塑料熔體沖刷而且還受冷熱溫度交變的應(yīng)力的作用。具有耐磨性能。選用鋼種，應(yīng)按塑料制品、生產(chǎn)批量、塑料物料品種及塑料精度與表面質(zhì)量要求確定。根據(jù)零件材料選用原則，凹模的材料選用 CrWMn，熱處理采用淬火，硬度可達(dá) 54～58HRC ，型芯采用 CrWMn，熱處理采用淬火，硬度也可達(dá)54～58HRC。第 5 章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證定模或上下模合模時(shí)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)出塑件前是須將型芯抽出，合模時(shí)應(yīng)復(fù)位，這種機(jī)構(gòu)稱為抽芯機(jī)構(gòu)。由于制品內(nèi)螺紋為間斷型，所以采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于成型面積較大，側(cè)孔或側(cè)凹較淺的塑件，所有抽拔距也較小。6．1 斜滑塊的設(shè)計(jì)斜滑塊的傾斜角及斜滑塊的推出行程：由于斜滑塊的強(qiáng)度較高一般在≤30˙內(nèi)選取，斜滑塊的頂出高度一般不超過(guò)導(dǎo)滑長(zhǎng)度的 2/3，以免影響使用的可靠性。6.2 抽芯距的確定抽芯距是將側(cè)型芯從成型位置抽到不防礙塑件頂出時(shí)側(cè)型芯所移動(dòng)的距離。S=Sc+（2～3）㎜=1.6+3=4.6㎜S—設(shè)計(jì)抽芯距Sc—臨界抽芯距，側(cè)抽芯的深度第 7 章 其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)7．1 推桿推桿應(yīng)有足夠的剛性，以承受彈簧的拉力，為此只要條件允許，盡可能使用大直徑推桿。直徑由標(biāo)準(zhǔn)查得初選 ?16，其形狀為圓形截面的推桿。尾部用球頭的形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用 H8／f7 的配合，推桿固定端與推板采用單邊 0.5mm 的間隙。材料選用 T10，熱處理后硬度達(dá) 50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度 Ra0.6um，其長(zhǎng)度為 L=82mm 其圖如下：圖 7—17．2 復(fù)位桿圖 7—27．3 模板設(shè)計(jì)7．4 墊塊設(shè)計(jì)7．5 推板由標(biāo)準(zhǔn)查得推板尺寸為 118㎜×200㎜×16mm(GB ／T4169.7—1984),材料采n=A/πdL=0.101/3.14×0.015×O.3=4A— 冷卻管道總傳熱面積h—冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱系數(shù)d—冷卻管道直徑閉合高度：H=H1+H2+H3+H4+H5=45+40+32+32+45=194mm第 11 章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)件零件工作圖\緒論模具在汽車，拖拉機(jī)，飛機(jī)，家用電器，工程機(jī)械，動(dòng)力機(jī)械，冶金，機(jī)床，儀器儀表，輕工，日用五金等制造業(yè)中，起著極其重要的作用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，模具工業(yè)近年來(lái)也得到快速普及和發(fā)展。各種模具是大批量制造各種工業(yè)產(chǎn)品廣泛采用工裝設(shè)備。模具的種類繁多，形式多樣，模具的主要特點(diǎn)是單件生產(chǎn)，每套模具都需要進(jìn)行一次新的設(shè)計(jì)。隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的使用壽命、加工精度等提出了更高的要求。模具材料性能的好壞和使用壽命的長(zhǎng)短，將直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。而模具材料的種類、熱處理工藝、表面處理技術(shù)是影響模具使用壽命的極其重要的因素，所以世界各國(guó)都在不斷地研究和開發(fā)新型模具材料、改進(jìn)模具熱處理工藝、選用適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砑夹g(shù)、合理地設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)、加強(qiáng)對(duì)模具的維護(hù)等措施，來(lái)穩(wěn)定和提高模具的使用壽命，防止模具的早期失效。模具材料的使用性能將直接影響模具的質(zhì)量和使用壽命。模具材料的工藝性能將主要影響模具加工的難易程度、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本。為此，應(yīng)合理選擇模具材料，改進(jìn)熱處理工藝和表面處理工藝，大力推廣模具生產(chǎn)中的新里材料、新工藝和新技術(shù)。我國(guó)塑料工業(yè)是建國(guó)后才興起的，雖與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有一定差距，但發(fā)展速度很快。目前，我國(guó)不僅能生產(chǎn)品種比較齊全的塑料成型設(shè)備，并能生產(chǎn)一些大型、精密、自動(dòng)化程度高的塑料成型設(shè)備，打破了這類設(shè)備依賴進(jìn)口的格局。我國(guó)已能生產(chǎn)注射量達(dá) 3000cm3 的大型注射機(jī)，螺桿直徑達(dá) ?250mm 的塑料擠出機(jī)，壓制力達(dá) 20000kN 的塑料層壓機(jī)以及大型精密壓延機(jī)等。同時(shí)，擠出機(jī)、注射機(jī)、壓延機(jī)等都已系列化。隨著我國(guó)改革開放的深入和現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，必將為塑料工業(yè)及塑料設(shè)備的發(fā)展帶來(lái)勃勃生機(jī)。本設(shè)計(jì)是瓶蓋注塑設(shè)計(jì)，它包括分型面的選擇、型腔數(shù)目的計(jì)算、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件的選擇、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、排氣管的設(shè)計(jì)、成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、輔助零件的設(shè)計(jì)等幾部分重要內(nèi)容。認(rèn)真的檢閱了許多資料并認(rèn)真分析了原始資料，作了認(rèn)真的設(shè)計(jì)。模具安裝在注射機(jī)上，定模部分固定在注射機(jī)的定模板上，動(dòng)模板固定在注射機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注射機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。該模具在角式注塑機(jī)上成型。由于制品內(nèi)螺紋為間斷型，故采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu) 使制品脫模，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。塑件的材料采用 PS,即聚本乙烯，屬于熱塑性塑料。聚本乙烯是苯乙烯聚合而成的。合成方法有本體聚合，溶液聚合和乳液聚合。PS 分子主鏈?zhǔn)呛斜净鶄?cè)基的飽和 鏈，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，加之本環(huán)體積的影響，使大分子鏈不易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因而具有較大的剛性，并且難以形成有序的結(jié)構(gòu)，因此 PS 是典型的非晶態(tài)線型高分子化合物。制造各種塑料制品 PS，其分子量通常在45000~70000 范圍。聚苯乙烯是僅次于聚 乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種，無(wú)色透明，無(wú)毒無(wú)味。落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲，密度為 1.05kg/cm[1]。它的力學(xué)性能與聚合方法，相對(duì)分子量大小，定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。成型特點(diǎn)：流動(dòng)性和成型型優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋，成型塑件的脫模斜度不宜過(guò)小，但頂出要均勻；由于熱膨脹系數(shù)高，塑件不宜有嵌件，否則因兩者的熱膨脹系數(shù)相差太大導(dǎo)致開裂，塑件壁后應(yīng)均勻；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力成型并延長(zhǎng)注射時(shí)間，以防止縮孔及變形，降低內(nèi)應(yīng)力，但料溫過(guò)高容易出現(xiàn)銀絲；因流動(dòng)性好，模具設(shè)計(jì)中大多采用點(diǎn)澆口形式。因具有良好的可塑流動(dòng)性及較小的成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料品種之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。對(duì)我們?cè)谛４髮W(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)學(xué)習(xí)前人經(jīng)驗(yàn)掌握理論知識(shí)的重要時(shí)期。我們即將走出學(xué)校大門，邁向社會(huì)，我們要把握好畢業(yè)設(shè)計(jì)這次機(jī)會(huì)，為以后的工業(yè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績(jī)，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國(guó)際市場(chǎng)中去，促進(jìn)我國(guó)整個(gè)模具行業(yè)的快速發(fā)展。 隨著市場(chǎng)的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì)不斷發(fā)展，因此對(duì)模具的要求\ （4）模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP 及 PDM 等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 （5）更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 （6）更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之而來(lái)的也會(huì)產(chǎn)生一種特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 （7）各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不\第 1 章 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是一個(gè)間斷型內(nèi)螺紋瓶蓋，其零件圖如下圖所示，本塑件的材料采用 PS 生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 1.1 塑件的工藝性分析1.1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用 PS,即聚本乙烯，屬于熱塑性塑料。聚本乙烯是苯乙烯聚合而成的。合成方法有本體聚合，溶液聚合和乳液聚合。PS 分子主鏈?zhǔn)呛斜净鶄?cè)基的飽和 鏈，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，加之本環(huán)體積的影響，使大分子鏈不易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因而具有較大的剛性，并且難以形成有序的結(jié)構(gòu)，因此 PS 是典型的非晶態(tài)線型高分子化合物。制造各種塑料制品 PS，其分子量通常在45000~70000 范圍。聚苯乙烯是僅次于聚 乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種，無(wú)色透明，無(wú)毒無(wú)味。落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲，密度為 1.05kg/cm[1]。它的力學(xué)性能與聚合方法，相對(duì)分子量大小，定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。聚苯乙烯熔點(diǎn)較低（約 90℃）具有較寬的熔融溫度范圍，其熔體充模流動(dòng)性好，加工成型性很好。聚本乙烯制品以注塑為主大約用在電氣儀表零件文教用品工藝美術(shù)品，發(fā)泡成型生產(chǎn)的發(fā)泡 PS 廣泛應(yīng)用作包裝材料，保溫裝璜制品，其他塑料成型方法也有所應(yīng)用，但不普通。具有很小的吸水率，在潮濕環(huán)境中形狀和尺寸的變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品如儀表殼體等。聚苯乙烯的缺點(diǎn)就是脆性大，形狀復(fù)雜，制品成型后存在較大內(nèi)應(yīng)力時(shí)，常會(huì)在使用中自行開列。為了改善它的脆性加入少量丁二烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。\\\1.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析1.1.2.1 結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。在塑件內(nèi)部螺紋為間斷型，直徑 72mm，塑件總高度為 20mm，螺紋尺寸 M68×3mm。因此模具設(shè)計(jì)時(shí)采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)使制品脫模容易，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這可遮掩成型過(guò)程中在塑件表面上形成的疵點(diǎn)，絲痕，波紋等缺陷，其目的是為了增大么擦力，便于工作時(shí)施力。該塑件采用了圓形截面的螺紋，也就是粗牙螺紋。1.1.2.2 尺寸精度分析\該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。一般情況下，模具粗糙度低于制品 1—2 個(gè)等級(jí)，塑料制品的粗糙度一般在 Ra0.2～0.8 之間。綜上分析可以看出，注塑時(shí)，在工藝參數(shù)控制得好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。1.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量主要是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔。塑件體積計(jì)算： [2]V==18196㎜ -3塑件質(zhì)量計(jì)算： W=V×ρ=18196× ×1.054=19.8g1.4 選用成型設(shè)備注射模是安裝在注射機(jī)上的，模具與注射機(jī)應(yīng)當(dāng)相互適應(yīng)，這樣關(guān)系到塑件的質(zhì)量，均勻性及有效的成型周期。一副模具放在許多型號(hào)和規(guī)格的注射機(jī)上使用，均可能取得令人滿意的效果。但是惟有包括該模具預(yù)想的量、鎖模力、注射速度和總的循環(huán)操作的機(jī)型才能取得最佳的效果。選擇注射機(jī)時(shí)，必須保證制品的注射量小于注射機(jī)允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制品注射量一般不超過(guò)注射機(jī)的最大注射量的 80%，此模具采用一模一腔，考慮其外形尺寸，塑件所需的壓力和工廠現(xiàn)有的設(shè)備，初步選用注塑機(jī)為 XS—Z—60[3]。1.4.1 注射量的校核模具型腔能否充滿與注塑機(jī)允許的最大注塑量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)保證注塑模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是允許最大注射量的 60。經(jīng)計(jì)算，滿足使用要求。1.4.2 注射壓力校核和鎖模力校核注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注射壓力的大小與制品復(fù)雜程度、模具結(jié)構(gòu)、塑件品種、注射速度流動(dòng)比、噴嘴及模具流道系統(tǒng)，以及注射機(jī)類型等因素有關(guān)。聚苯乙烯的注射壓力為60～110MPa，而 XS—Z—60 型注射機(jī)的注射壓力為 100Mpa[4]，故滿足注射壓力的需要。注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水分型面上的投影面積有關(guān)，為了\保壓 ： 選用 40保壓時(shí)間： 選用 10s冷卻時(shí)間： 選用 40s成型收縮率：0.2～0.6﹪第 2 章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。2.1 分型面的選擇將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可以分離的部分的接觸面分開時(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)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并直接影響著塑件熔體的流動(dòng)充模性及塑件的脫模。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。圖 2—1如何確定分型面，需要考慮的因素很復(fù)雜，由于分型面受到塑件在模具中的位置，澆口位置的設(shè)計(jì)，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，選出較為合理的方案?？紤]到分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，有利的留模方式，應(yīng)保證塑件的精度要求，滿足塑件的外觀質(zhì)量要求和對(duì)成型面積的影響及排氣效果。根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。該塑件為瓶蓋，表面無(wú)特殊要求，該零件的高度為 20mm，且垂直于軸線的截面形狀，比較簡(jiǎn)單和規(guī)范而且有利于抽芯。2.2 確定型腔的數(shù)目在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有先確定注射機(jī)型號(hào)，再根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的經(jīng)濟(jì)要求計(jì)算能夠選取的型腔數(shù)目；也有根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先確定型腔數(shù)目，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行校核計(jì)算，看選定的型腔數(shù)目是否滿足要求。此設(shè)計(jì)采用的是后者。[2]n≤（0.8G－W 2 ）/ W 1≤(0.8×45－10)/19.18≤1.35所以 n=1 G—注射機(jī)的最大注射量W1—單個(gè)制品的質(zhì)量W2—澆注系統(tǒng)的質(zhì)量2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴出來(lái)后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道。其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)的引入模具型腔，并在熔體充填和固化定型的過(guò)程中，將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品各部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制品。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。它對(duì)獲得優(yōu)良性能的理想外觀的塑料制件以及最優(yōu)良的成型效率有直接的影響，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素：塑件的成型特性，制品大小及形狀，模具成型制品的型腔數(shù)。制品外觀、注射機(jī)安裝模板的大小，成型效率、冷料等。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等部分組成。將塑料熔體從噴嘴引入模具，當(dāng)模具閉和后，注射機(jī)噴嘴壓緊模具主流道襯套，并封緊注射機(jī)與模具之間的間隙，熔體材料直接從料筒流入主流道．本模具在角式注塑機(jī)上成型，主流道平行于分型面，主流道大多設(shè)計(jì)成等徑圓柱行而且直接開設(shè)在模具分型面上。由于塑件是圓行且面積較大，所以本模具采用側(cè)澆口。2.3.1 主流道的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 XS－Z－60 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸噴嘴前端孔徑： = 4mm噴嘴前端球面半徑： =12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R= +(1～2)mmD= +(0.5～1)mm取主流道球面半徑 R=13mm取主流道的小端直徑 d= 4.5mm為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度 2 度～4 度，經(jīng)查《注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》表 6－1 可知主流道大端直徑D= 6mm，為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑 r=3mm 的圓弧過(guò)渡。 在保證制品成型的條件下，住流道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短， 以減小壓力損失和廢料量，通常主流道長(zhǎng)度可小于或等于 60mm圖 3－2 主流道2.3.2 分流道設(shè)計(jì)分流道的的形狀尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注塑速率、分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。本塑件形狀不復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道長(zhǎng)度較短，為了便于加工起見，選用截面為梯形分流道。梯形截面分流道容易加工，且熔體的熱量散發(fā)和流動(dòng)阻力都不大。查表得 R=4mm。2.3.3 澆口設(shè)計(jì)澆口是流道和型腔之間的連接部分，也是注塑模進(jìn)料系統(tǒng)的最后部分，其基本作用是：（1）流道來(lái)的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔；（2）滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。澆口的設(shè)計(jì)與塑件形狀、斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注塑工藝條件(壓力)及塑料性能等因素有關(guān)系。但是，根據(jù)上述兩項(xiàng)基本作用來(lái)說(shuō)，澆口的截面要小，長(zhǎng)度要短，因?yàn)橹挥羞@樣才能滿足增大料流速度、快速冷卻封閉、便于與塑件分離以及澆口殘痕最小等要求。根據(jù)塑件成型要求及型腔的排列方式，用點(diǎn)澆口較為理想。這種澆口的長(zhǎng)度很短，不超過(guò)其直徑，所以脫模后塑件上的澆口殘痕不明顯，不需要再修正澆口痕跡。這種澆口被廣泛采用，但采用這種澆口時(shí)，常常要在模具上增加一分型面，以便澆口凝料脫模。如圖 3－4 所示；查表得 , ,.圖 3－4 點(diǎn)澆口/無(wú)論采用什么形式的澆口，其開設(shè)的位置，對(duì)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(shí)澆口位置的不同還會(huì)影響模具結(jié)構(gòu)?？傊?，如果要使塑件具有良好的性能和外表，要是塑件的成型在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。一般選擇澆口位置時(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，并綜合考慮塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)特性，成型條件等因素，綜合考慮，該塑件的澆口位置選在塑件的上端面。2.3.5 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴一般設(shè)在主流道末端，其標(biāo)稱直徑與大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1—1.5 倍，最終要保證冷卻的體積小于冷料穴的體積。由于該塑件的塑性好，采用帶球頭拉料桿的冷料穴，它使用于推件板脫模的拉料桿形式的冷料穴，拉料桿固定在動(dòng)模板上。其球頭直徑為 8.5mm，深度為 9mm，其冷料穴的作用是收集每次注射成型時(shí)流動(dòng)熔體前端的冷料頭，避免了這些冷料進(jìn)入到型腔影響制品質(zhì)量，或防止這些冷料堵塞澆口造成制品缺料。2.3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序推出型腔及澆注系統(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，一方面會(huì)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(huì)導(dǎo)致塑件局部炭化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。排氣的方式有利用配合間隙排氣、在分型面上開排氣槽排氣、利用排氣塞排氣、強(qiáng)制性排氣。排氣槽位置和大小的選定主要依靠經(jīng)驗(yàn)，通常將排氣槽或空先開在比較明顯的部位，經(jīng)過(guò)試模后再修正。本模具屬小型模具的簡(jiǎn)單型腔，材料是聚苯乙烯。利用推桿、活動(dòng)型心與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為 0.04mm[7]，排氣槽厚度一般取 0.02㎜。2.3.6 成型零部件設(shè)計(jì)成型零部件在注射過(guò)成中，直接與塑料熔體接觸，需要受高溫、壓力及塑料熔體的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作之后，容易發(fā)生磨損，變形和斷裂。設(shè)計(jì)注射模時(shí)應(yīng)針對(duì)塑料制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，生產(chǎn)批量，使用要求以及模具的使用壽命等，合理確定成型零部件的結(jié)構(gòu)，滿足精度、粗糙度、剛度及強(qiáng)度的要求。2.3.6.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的見價(jià)值利用等因素。凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是牢固，使用不易發(fā)生變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難，熱處理不方便。因此常用在形狀簡(jiǎn)單的中小型模具上，可在型板上直接加工出型腔，模具一般不進(jìn)行熱處理。根據(jù)本模具分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口均設(shè)在凹模上，凹模上的階梯孔用于安放型芯。2.3.6.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種，該模具中采用組合式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)節(jié)省了優(yōu)質(zhì)模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，也便于動(dòng)模和定模對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)塑件形狀本模具采用螺紋型芯。螺紋型芯，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮塑件收縮率，表面粗糙度要小，螺紋始端和末端按塑料螺紋結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)，以防止從塑件上擰下時(shí)，拉毛塑料螺紋。安裝在模具上，成型時(shí)要可靠定位，不能因合模振動(dòng)或料流沖擊而移動(dòng)；開模時(shí)能與塑件一道取出并便于裝卸，螺紋型芯在模具上安裝連接時(shí)，采用 H8／f8 配合。將型芯作成圓柱形的臺(tái)階來(lái)定位，利用外圓柱面配合，防止塑料注入螺紋型芯下沉，螺紋型芯的非成型端應(yīng)制成方形，以便在模外用于工具將其旋入。成型塑件上小孔的型芯，單獨(dú)制造成臺(tái)階式的，再嵌入模板中。安裝在模具上時(shí)，用臺(tái)肩固定，上面用墊板壓緊，是常用的形式，且牢固可靠。第 4 章 成型零件工作的計(jì)算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型芯和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要求，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因素，相當(dāng)復(fù)雜，其影響因素有：塑件收縮率、模具成型零件的制造誤差、模具成型零件的摩損、模具安裝配合的誤差。這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。本設(shè)計(jì)中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。查文獻(xiàn) [9]表 14—1 得，聚苯乙烯的收縮率為 S=0.2％～0.6％，故平均收縮率為 Scp=(0.2％＋0.6％)／2=0.4％，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有的條件，模具制造公差取 δz=Δ／3。3.1 型腔的工作尺寸計(jì)算 [3]由公差等級(jí)可查的各尺寸的上、下偏差。由計(jì)算公式：型腔內(nèi)表面尺寸：Lm=（Ls＋LsScp% －3/4Δ） ＋ 0δz=（72＋72×0.4%－3/4×0.86） ＋ 00.28=71.64＋ 00.28型腔深度： Hm=（Hs＋HsScp%－2/3Δ） ＋ 0δz=（20＋20×0.4%－2/3Δ）＋ 00.05 = 19.29＋ 00.053.2 型芯的設(shè)計(jì)型芯是用來(lái)成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件，用來(lái)成型塑件整體的內(nèi)部形狀，由于制品內(nèi)螺紋為間斷型，所以選用有斜滑塊組合而成的螺紋型芯結(jié)構(gòu)。3.3 螺紋型芯的計(jì)算螺紋連接的種類很多，配合性質(zhì)也各不相同，影響塑件螺紋連接的因素比較復(fù)雜，目前尚無(wú)塑料螺紋的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，也沒有成熟的計(jì)算方法，因此要滿足塑件螺紋配合的準(zhǔn)確要求是比較難的。螺紋型芯的工作尺寸屬于型芯類尺寸，為了提高 成型后塑件的旋入性能，適當(dāng)?shù)脑黾勇菁y型芯的徑向尺寸。由于螺紋中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的最重要參數(shù)，它決定著螺紋的可旋入性和連接的可靠性。所以計(jì)算中的模具螺紋大、中、小徑的尺寸均以塑件螺紋中徑公差為依據(jù)。螺紋型芯的中徑尺寸的計(jì)算 [4]：DM 中 =[（1＋S sp）D s 中 ＋Δ 中 ]－ 0δz=[（1＋0.4%）×68.8＋0.05] － 00.01=69.13－ 00.01螺紋型芯的外徑尺寸的計(jì)算：）DM 外 =[（1+S cp）D s 外 ＋Δ 中 ]－ 0δ 外=[（1+0.4%）×68+0.05] － 00.05=68.32－ 0O.O1螺紋型芯的內(nèi)徑尺寸的計(jì)算：DM 內(nèi) =[（1+S cp）D S 內(nèi) ＋Δ 中 ]－ 00.01=[(1＋0.4%) ×69.6+0.05]－ 00.01=69.95－ 00.01DM 外 ，D M 中 ，D M 內(nèi) ——螺紋型芯外徑，中徑，內(nèi)徑公稱尺寸DS 外 ，D S 中 ，D S 內(nèi) ——制品螺孔的外徑，中徑，內(nèi)徑公稱尺寸Scp——塑料的平均收縮率 Δ 中 ——制品的中徑公差S 中 ——螺紋型芯的中徑制造公差，一般取 Δ 中 /5。3.4 型腔側(cè)厚壁和底板厚度的計(jì)算\3.4.2 凹模底板厚度的計(jì)算H2=10.16㎜H1—凹模側(cè)壁厚度H2—底板厚度r—凹模內(nèi)半徑U—泊松比，常取 0.25～0.3㎜\第 5 章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證定?；蛏舷履：夏r(shí)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。該模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。該模具采用帶頭導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，小批量生產(chǎn)一般不需要用導(dǎo)套，是導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合，因此該模具采用導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合。導(dǎo)柱前端應(yīng)作成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱應(yīng)有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌不易折斷的內(nèi)芯，因此采用 20 鋼經(jīng)滲碳淬火處理。硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱表面部分粗糙度 Ra 為 0.8um，導(dǎo)向部分表面粗糙度 Ra 為0.4um。導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻分布在模具分型面四周，導(dǎo)柱中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度，為確定和模時(shí)只能按一個(gè)方向合模。導(dǎo)柱固定端與模板之間采用 H7／m6 的過(guò)渡配合，導(dǎo)柱導(dǎo)向部分通常采用 H7／h7 的配合。第 6 章 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件有側(cè)孔，側(cè)凹，側(cè)凸等形狀時(shí)開模頂出塑件前是須將型芯抽出，合模時(shí)應(yīng)復(fù)位，這種機(jī)構(gòu)稱為抽芯機(jī)構(gòu)。由于制品內(nèi)螺紋為間斷型，所以采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于成型面積較大，側(cè)孔或側(cè)凹較淺的塑件，所有抽拔距也較小。6．1 斜滑塊的設(shè)計(jì)斜滑塊的傾斜角及斜滑塊的推出行程：由于斜滑塊的強(qiáng)度較高一般在≤30˙內(nèi)選取，斜滑塊的頂出高度一般不超過(guò)導(dǎo)滑長(zhǎng)度的 2/3，以免影響使用的可靠性。為了6.2 抽芯距的確定抽芯距是將側(cè)型芯從成型位置抽到不防礙塑件頂出時(shí)側(cè)型芯所移動(dòng)的距離。S=Sc+（2～3）㎜=1.6+3=4.6㎜S—設(shè)計(jì)抽芯距Sc—臨界抽芯距，側(cè)抽芯的深度。第 7 章 其他結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)7．1 推桿推桿應(yīng)有足夠的剛性，以承受彈簧的拉力，為此只要條件允許，盡可能使用大直徑推桿。直徑由標(biāo)準(zhǔn)查得初選 ?16，其形狀為圓形截面的推桿。尾部用球頭的形式，推桿直徑與模板上的推桿孔采用 H8／f7 的配合，推桿固定端與推板采用單邊 0.5mm 的間隙。材料選用 T10，熱處理后硬度達(dá) 50HRC，工作端配合部分的表面粗糙度 Ra0.6um，其長(zhǎng)度為 L=82mm 其圖如下：圖 7—17．2 復(fù)位桿為了使推出元件合模后能回到原來(lái)的位置，推桿固定板上同裝有復(fù)位桿，常用的復(fù)位桿均采用圓形截面，一般每副模具設(shè)置四根復(fù)位桿。其位置設(shè)在推桿固定板的四周，以便推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面平齊。材料選用 T8A，查標(biāo)準(zhǔn)初選復(fù)位桿直徑為 ?12.5，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=16＋30＋32+40=118mm 。圖 7—27．3 模板設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)查得模板尺寸為 180mm×200mm×40mm(GB／T4169.8～1984)，材料為 45 鋼。7．4 支承板設(shè)計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)查得墊塊尺寸為 160mm×180mm×32mm(GB／T4169.6～1984)，材料選用 Q235。7．5 推板由標(biāo)準(zhǔn)查得推板尺寸為 118㎜×180㎜×16mm(GB ／T4169.7—1984),材料采用 45 鋼。第 8 章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計(jì)算注射成型過(guò)程中，模具的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)，固化成型，生產(chǎn)率，制品的形狀和尺寸精度，機(jī)械強(qiáng)度，應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。為保證制品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率，模具溫度必須適當(dāng)、穩(wěn)定、均勻。本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫，因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下計(jì)算：設(shè)定模具平均工作溫度為 40℃，用 20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30℃，產(chǎn)量為（初算每 2 分鐘 1 套）9.59㎏/h 。求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 Q3，查表的聚苯乙烯的單位熱量為27×104J／㎏Q3=WQ2=9.59×27×104J／㎏求冷卻水的體積流量 VV=WQ/рC1(θ1－θ2)=10×10 －3 ms/minW—單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量V—冷卻水的體積流量θ1—冷卻水出口溫度θ2—冷卻水入口溫度C1—冷卻水的比熱容查表 9.8—1,為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，d=15㎜n=A/πdL=0.101/3.14×0.015×O.3=4B— 冷卻管道總傳熱面積h—冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱系數(shù)d—冷卻管道直徑L—冷卻管道長(zhǎng)度第 9 章 模具閉合高度的確定由前面的設(shè)計(jì)中，確定的出：定模板 H1=45mm，動(dòng)模板 H2=40mm，支承板 H3=32mm，墊塊 H4=32㎜，根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的尺寸確定 H5=45mm，因而確定模具閉合高度：H=H1+H2+H3+H4+H5=45+40+32+32+45=194mm第 10 章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)校核