雪碧瓶蓋模具設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)(doc48頁(yè))

1、目 第一章 緒論41.1 模具在加工工業(yè)中的地位41.2 塑料成型加工技術(shù)的進(jìn)展和開(kāi)發(fā)動(dòng)向41.3 本課題研究的目的和基本要求6第 2 章 塑件模具的工藝分析 .72.1 材料的選擇72.2 塑件形態(tài)72.3 塑件壁厚分析82.4 結(jié)構(gòu)分析82.5 模具成型特性82.6 模具綜合性能9第 3 章 模具尺寸的計(jì)算 .11第 4 章 型腔布置與設(shè)計(jì) .12第 5 章 分型面的設(shè)計(jì) . .14第 6 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)156.1 設(shè)計(jì)原則15第 7 章 注射機(jī)的選擇及型號(hào)和規(guī)格19第 8 章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算218.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)218.2 成型零件工作尺寸計(jì)算21第 9

2、 章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)299.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用299.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則299.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)309.4 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)309.5 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)32第 10 章脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3510.1 脫模機(jī)構(gòu)的分類35第 11 章冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) .3911.1 冷卻系統(tǒng)工藝3911.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算4011.3 模具的閉模高度43總結(jié)45致謝46參考資料47第 1 章 緒論1.1 模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀成型具有其特定形狀尺寸的工具。 成型制品塑料的模具叫做塑料模具。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

3、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。塑料模具影響著塑料制品的質(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)制件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、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。 在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)， 應(yīng)盡量減少開(kāi)模、 合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)， 為此，常采用自動(dòng)開(kāi)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。當(dāng)批量不

4、大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大， 這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本?，F(xiàn)在塑料制品生產(chǎn)中， 合理的加工工藝、 高效的設(shè)備、 先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素， 尤其是塑料模具對(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。 高效的全自動(dòng)的設(shè)備也只有安裝上全自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)更新都有是以模具的制造和更新為前提的。 由于工業(yè)塑件和日暮途窮用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，推動(dòng)了塑料模具向前不斷發(fā)展。1.2 塑料成型加工技術(shù)的進(jìn)展和開(kāi)發(fā)動(dòng)向1. 當(dāng)前塑料成型加工工藝仍主要以注射成型、擠出成型、中空成型為主，但有了許多新

5、進(jìn)展。1) 注射成型的主要技術(shù)進(jìn)展是開(kāi)發(fā)了多種新型注射成型技術(shù)，如超高速注射成型、精密注射成型、薄壁注射成型、 氣體輔助注射成型、水輔助注射成型、三維 MID注射成型、層狀結(jié)構(gòu)注射成型、結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型、低壓注射成型、注射壓縮成型、嵌件注射成型、反應(yīng)注射成型、結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型（ SRIM ）等；特殊注射成型技術(shù)，如澆口止封成型、推 -拉注射成型、夾芯注射成型、復(fù)合注射成型、回路基盤(pán)注射成型、光學(xué)部件注射成型等； 以及特殊材料如高性能工程塑料、 復(fù)合塑料、高粘度塑料、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、低粘度液狀樹(shù)脂（ LIM ）、熱塑彈性體、金屬粉末（MIM ）、橡膠、陶瓷等的注射成型技術(shù)。此外為改

6、進(jìn)制品質(zhì)量還開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)纖維破斷抑制成型、定向控制成型、表面光澤成型、表皮一體成型、表面裝飾成型、溶融中子成型等。2) 擠出成型技術(shù)的發(fā)展從柱塞式間歇擠出到螺桿式連續(xù)擠出；從單螺桿到雙螺桿、多螺桿；螺桿結(jié)構(gòu)由普通型發(fā)展到分離型、屏障型、銷釘型、波狀、 DIS、多角型等；長(zhǎng)徑比根據(jù)要求由原來(lái)十幾增加到 30、48 甚至 60；擠出理論由固體輸送理論，發(fā)展到熔融理論、熔體輸送理論、粘性剪切理論、混煉理論等；新型擠出技術(shù)如高精度擠出、異型擠出、多層共擠出、反應(yīng)擠出、機(jī)電磁一體化和動(dòng)態(tài)塑化擠出等也蓬勃發(fā)展。據(jù)報(bào)導(dǎo)，利用低剪切熔融理論和新的高效喂料技術(shù)以及將雙螺桿技術(shù)的某些理論應(yīng)用于單螺桿上，是擠出技術(shù)未來(lái)

7、發(fā)展方向。3) 中空成型及其它成型技術(shù)的主要進(jìn)展：雙壁中空吹塑技術(shù)、三維中空成型、多層中空成型、保留型芯吹塑成型、多層滾塑、固相多層成型、微孔發(fā)泡成型、空氣發(fā)泡成型、多層雙向拉伸、口模牽伸技術(shù)等。2. 近年來(lái)，成型加工技術(shù)開(kāi)發(fā)的總趨向是對(duì)與已有的原材料 成型加工 評(píng)價(jià)方法等有關(guān)的技術(shù)奧秘進(jìn)行最大限度挖掘， 根據(jù)外部技術(shù)導(dǎo)入， 對(duì)滿足特性要求的適應(yīng)加工方法及其進(jìn)展等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合性重新評(píng)價(jià)，可概括為以下幾方面：1) 根據(jù)對(duì)原有加工技術(shù)的基本評(píng)價(jià)，通過(guò)簡(jiǎn)化工序、省力化、原料配方的最佳選擇、復(fù)合化及與其它材料一體化加工等措施達(dá)到高性能化和降低成本。2) 開(kāi)發(fā)適合材料物性的成形加工法，采用利用高次構(gòu)

8、造（高晶化、分子定向等）的成形 加工方 法， 如利用溶 融壓縮 性的 加工法、 利用 PVT 特性的加 工法；SCORIM/SCOREX/SCORBEND 法的應(yīng)用，澆口凝封注射成型等。3) 相接技術(shù)的研究，是將不同成形加工技術(shù)進(jìn)行組合的加工方法，如注射壓縮法、擠出 壓延法、擠出壓縮法、注拉吹成型法、擠拉吹成型法等。1.3 本課題研究的目的和基本要求該塑件材料為L(zhǎng)DPE（低密度聚乙烯），它的整體結(jié)構(gòu)以及表面形態(tài)較為簡(jiǎn)單，由于該零件為實(shí)用零件對(duì)其尺寸公差沒(méi)有太嚴(yán)格的要求，塑件的壁厚均為1mm 在其最小壁厚范圍內(nèi)。可以注射成型。第 2 章 塑件模具的工藝分析2.1 材料的選擇：材料簡(jiǎn)介：LDPE

9、中文名：低密度聚乙烯英文名： Lowdensitypolyethylene由于塑件在尺寸上要求比較高,且在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中需要較高的強(qiáng)度和硬度，也要求有一定的耐磨性，所以本次設(shè)計(jì)采用的材料為 LDPE（低密度聚乙烯），它是日常生產(chǎn)中常用的塑料材料之一，低密度聚乙烯分子鏈上有長(zhǎng)短支鏈。結(jié)晶度較低，分子量一般 5 50 萬(wàn)，它是 一種乳白色呈半透明的蠟狀固體樹(shù)脂，無(wú)毒。軟化點(diǎn)較低，超過(guò)軟化點(diǎn)即熔融，其熱熔接性、成型加工性能很好，柔軟性良好，抗沖擊韌性、耐低溫性很好， 可在 -60 -80下工作， 電絕緣性優(yōu)秀 （尤其是高頻絕緣性）， LDPE 的機(jī)械強(qiáng)度 較差，耐熱性不高，抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性、粘附性

10、、粘合性、印刷性差，需經(jīng)表面處 理，如化學(xué)侵蝕、電暈等處理后方可改進(jìn)其粘合性、印刷性。吸水性很低，幾乎不 吸水，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)秀，如對(duì)酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑都較穩(wěn)定。對(duì) CO2、有機(jī)性臭 氣滲透性大，但對(duì)水蒸汽、空氣的滲透性差。易燃燒，燃燒時(shí)有似石蠟昧；在日光 和熱作用下容易老化降解而變色， 由白轉(zhuǎn)黃轉(zhuǎn)褐色， 最終呈黑色，且性能下降或龜 裂，若加入一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可改善性能、在化學(xué)交聯(lián)劑或高能輻照下交聯(lián)，可提高軟化點(diǎn)、耐溫性、剛度、耐溶劑性等。在保證塑料制品的功能和性能的同時(shí)還要考慮到加工生產(chǎn)、 成本和供應(yīng)，綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實(shí)際生產(chǎn)，選用在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的

11、塑料 LDPE（低密度聚乙烯）。2.2 塑件形態(tài)我所設(shè)計(jì)的塑料制品為瓶蓋， 它的整體結(jié)構(gòu)以及表面形態(tài)較為簡(jiǎn)單， 整個(gè)塑件呈圓筒狀，塑件高為 15mm，外徑 28mm，壁厚 1mm，中間的銜接部分用圓弧過(guò)渡。由于該零件為實(shí)用零件對(duì)其尺寸公差沒(méi)有太嚴(yán)格的要求， 故在本次設(shè)計(jì)中可以忽略此方面的考慮，以降低成本。 由于該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 壁厚較小、均勻，適合于大批量生產(chǎn)。塑件圖如 1-1 所示：9610圖 1-12.3 塑件壁厚分析該塑件的壁厚對(duì)其生產(chǎn)成品的質(zhì)量有很大的影響。壁厚過(guò)小，成型時(shí)熔融塑料流動(dòng)阻力大，充模困難，特別是大型且形狀復(fù)雜的塑件更為突出。壁厚過(guò)大，不僅造成原料的浪費(fèi)，而且增加冷卻時(shí)間，

12、容易使塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。查相關(guān)手冊(cè)可知，該塑件的壁厚均為1mm 在其最小壁厚范圍內(nèi)。因此，該塑件符合注塑模具成型的厚度條件。2.4 結(jié)構(gòu)分析再生產(chǎn)塑件時(shí)為了避免應(yīng)力集中， 提高塑件的局部強(qiáng)度， 并改善熔體的流動(dòng)情況更有利于脫模，在塑件各個(gè)內(nèi)外表面的連接處，采用過(guò)渡圓弧。在無(wú)特殊要求時(shí)，塑件連接處均應(yīng)有不小于 0.5 1mm 的圓角。按照?qǐng)A角的設(shè)計(jì)原則：一般外圓弧半徑應(yīng)是厚度的 1.5 倍、內(nèi)圓弧半徑應(yīng)是厚度的 0.5 倍。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并考慮現(xiàn)有的設(shè)備和生產(chǎn)力，此塑件的內(nèi)外過(guò)渡圓弧是小半徑為0.5mm ，適合注塑制品的結(jié)構(gòu)和工藝要求。2.5 模具成型特性該塑件采用 LDPE 型

13、塑料它收縮率大，方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率影響大，應(yīng)控制模溫。宜用高壓注射，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要充分。不宜采用直接澆口注射，否則會(huì)增加內(nèi)應(yīng)力，使收縮不均勻和方向性明顯。并且吸濕性小,成型前可不預(yù)熱，熔體粘度小，成型時(shí)不易分解，流動(dòng)性極好 , 溢邊值為 0.02mm 左右 ,流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感，加熱時(shí)間長(zhǎng)則易發(fā)生分解。冷卻速度快 ,必須充分冷卻 ,設(shè)計(jì)模具時(shí)要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。應(yīng)注意選擇澆口位置。質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。2.6 模具綜合性能：壓縮比：1.842.30熱變形溫度：1.88MPa- 48oC0.46MPa-6082oC抗 拉

14、 屈 服強(qiáng) 度 :2239 MPa拉伸彈性模量：0.840.95GPa彎曲強(qiáng)度：2540MPa彎曲彈性模量：1.11.4 GPa壓縮強(qiáng)度：225 MPa疲勞強(qiáng)度：11 Mpa（107 周）脆化溫度：-70LDPE 的注射工藝參數(shù)：注射機(jī)類型：柱塞式噴嘴形式：直通式噴嘴溫度：150170oC料筒溫度：前170200oC后 140160oC模溫：3045oC注射壓力：60100Mpa保壓力：4050Mpa注射時(shí)間：05s保壓時(shí)間：1560s冷卻時(shí)間：1560s成型周期：40140s第 3 章模具尺寸的計(jì)算塑件圖如 3-1 所示：9610圖 3-1由于塑件的工作條件對(duì)精度要求相對(duì)較高， 根據(jù) LDP

15、E 的性能可選擇其塑件的精度等級(jí)為 6 級(jí)精度（查閱塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) P67 表 3-9）。外徑 :28mm壁厚 :1mm內(nèi)徑 :16mm壁厚 :1mm根據(jù)體積計(jì)算公式可得塑件的近似體積為:V 塑=S*H=2.825cm3查得 LDPE(低密度聚乙烯 )密度約為 :0.94g / cm3由公式 wv 代入數(shù)據(jù)可得塑件的質(zhì)量為：W 塑 =V 塑r 塑 =2.6(g) 。第 4 章 型腔布置與設(shè)計(jì)型腔的排布設(shè)計(jì)原則：4.11根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目。根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則， 并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用， 僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)。4.12根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。

16、當(dāng)成型大型平板制件時(shí)，常用這種方法。設(shè)注射機(jī)的額定鎖模力大小為F（N），型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 Pm,單個(gè)制品在分型面上的投影面積為 A1，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為 A2，則：(nA1+A2)Pm F 即：F P mA2nA1Pm4.13根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度要降低4%,高模具中的型腔數(shù)目為 n,制品的基本尺寸為L(zhǎng) ，塑件尺寸公差為，型腔模具注塑模具生產(chǎn)時(shí)可能性產(chǎn)生的尺寸誤差為s % (s 不同的材料，有不同的值，如：聚甲醛為0.2%，龍66 為0.3% ，碳酸酯、聚氯乙烯、 ABS 等非結(jié)晶型塑料為0.05%)，有塑件尺寸精2500

17、s%+ （ n-1 ） Ls%4%簡(jiǎn)化后可得型腔數(shù)目為：度的表達(dá)式為：LL24ns對(duì)于高精度制品， 由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致，故通常推薦型腔數(shù)目不超過(guò)4 個(gè)。4.14根據(jù)注射機(jī)的額定最大注射量確定型腔數(shù)目。設(shè)注射機(jī)的最大注射量0.8G W2W1（ g），澆注系統(tǒng)質(zhì)量為G （ g），單個(gè)制品的質(zhì)量為W2 （g），則型腔數(shù)目 n 為： nW1多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、 H 形、直線型及復(fù)合型等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：1、盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。2、型腔布置與澆口開(kāi)高部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。3、盡量使型腔排列得緊湊，

18、以便減小模具的外形尺寸。已知的體積V 塑或質(zhì)量 W 塑 ，又因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度較高， 綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機(jī)的型號(hào)選擇，初步確定采用一模四腔對(duì)稱性排布, 分流道直徑可選1.69.5mm(參見(jiàn)塑料制品成型及模具設(shè)計(jì) P59 表 4-3 部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍 )。由塑件的外形尺寸 (塑件壁厚 0.81.02.4)和機(jī)械加工的因素，確定采用點(diǎn)澆口，根椐塑件的材料及尺寸，澆口直徑可選0.81.3mm(參見(jiàn)塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)P67 表 4-7 側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦值)。采用對(duì)稱平衡的排布 ,如 4-1 圖示：

19、型腔數(shù)目及排布圖4-1第 5 章 分型面的設(shè)計(jì)分型面按其位置與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系來(lái)分類有：分型面垂直于注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向、平行于開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向、 傾斜于開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向。 按分型面的形狀來(lái)分類有：平面分型面、曲面分型面、階梯分型面和斜面分型面。選擇分型面的設(shè)計(jì)基本原則：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。還應(yīng)考慮以下因素：1 分型面的選擇應(yīng)便于塑件脫模并簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)因此，應(yīng)盡可能使塑件在動(dòng)定模分離后留在動(dòng)模一側(cè)。2 分型面的選擇應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求3 分型面的選擇應(yīng)盡量選擇在不影響塑件外觀的位置， 并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和休整4 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣5 分型面的選擇應(yīng)便于

20、模具零件加工6 分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)本塑件屬于薄壁殼小型塑件， 塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上， 故從塑件脫模和精度要求角度考慮， 應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)， 以便于脫模， 而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。綜合以上因素，分型面應(yīng)選擇在瓶蓋的下部較為合理，如圖所示:分型面圖第 6 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1 設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)是指指由注射機(jī)噴嘴中噴出的塑料進(jìn)入型腔的流動(dòng)通道。 其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充真到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、 流程應(yīng)盡量

21、短、 防止型芯變形、 整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。6.1.1主流道設(shè)計(jì)：在臥式或立式注射機(jī)使用的模具中， 主流道垂直于分型面， 主流道是連接注射機(jī)噴嘴與公流道的一段通道， 通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上， 斷面為圓形， 帶有一定的錐度。本塑件所用的材料為 LDPE（低 密度聚乙烯），根據(jù)其流動(dòng)性特點(diǎn)，主流道設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下：1 、主流道圓錐角 = 5 ，內(nèi)壁粗糙度為 Ra0.63m。2 、主流道大端呈圓角，取半徑 r=3mm 減小料流轉(zhuǎn)過(guò)渡時(shí)的阻力。3 、主流道應(yīng)盡可能的短， 過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型， 此處根據(jù)實(shí)際情況選35m

22、m。4、襯套與主流道設(shè)計(jì)成整體, 材料使用 T8，熱處理強(qiáng)度為53-57HRC。6.1.2冷料穴的設(shè)計(jì)：冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，或者在分流道的末端 .其作用是收集熔體前鋒的冷料 ,防止進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量 .冷料穴分兩種 :一種是專門(mén)用于收集儲(chǔ)存冷料的 ;另一種是既有儲(chǔ)存冷料又有拉出主流道冷凝料功能的 .本塑件采用無(wú)拉料桿的冷料穴。分流道設(shè)計(jì)： 分流道是主流道與澆口之間的通道， 它是主流道與澆口之間的進(jìn)料通道 .一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用。多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道，單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口時(shí)也要設(shè)置分流道。1、分流道截面形狀和尺寸的選擇：分流道截面形狀一般有圓形

23、、矩形、梯形、U 形和六角形等，為了減少流道內(nèi)壓力損失和傳熱損失，常將分流道的表面加工的比較粗糙，一般取 Ra1.25 2.5m，以加大對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力， 使外層塑料凝固層固定。 因此可用流道截面積與其周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。 由于正方形流道凝料脫模困難， 六角形流道效率低而圓形截面流道在加工時(shí)兩半很難對(duì)準(zhǔn)，在此，選擇半圓形，取半圓直徑 4.5mm.參見(jiàn)塑料制品成型及模具設(shè)計(jì) 59 頁(yè)表 4-32、分流道的布置分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。 分流道的布置分平衡式與非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如6-1：圖 6-16.1.3澆口設(shè)計(jì)：澆口又

24、叫進(jìn)料口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道， 它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量的影響很大。本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，其表面要求較高，而點(diǎn)澆口截面積小，對(duì)于纖維增強(qiáng)的塑料，澆口斷開(kāi)時(shí)不會(huì)損傷塑件表面，故而確定采用點(diǎn)澆口。澆口位置的選擇：澆口開(kāi)設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：澆口應(yīng)開(kāi)在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮，澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣體的排除澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位， 對(duì)于圓筒類制品， 采用中心澆口比側(cè)澆口好。對(duì)于帶細(xì)長(zhǎng)的型芯模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型

25、芯因沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口。基本參數(shù)如 6-2 所示 :圖 6-2根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下：由塑件質(zhì)量 W 塑=2.6g 可得d 取 4D 取 6d=4mmD=6mmR=15mmh=5mmd1=1mmH1=4.5mml=6070mmL=25mma=4。a1=10。L1=17mm6.1.4溢流排氣系統(tǒng)工藝：排氣系統(tǒng)是為了讓塑料充滿型腔， 防止產(chǎn)生接縫和表面輪廓不完整等缺陷有著很重要的作用。一般大型模具，要在分型面開(kāi)設(shè)專門(mén)的排氣槽， 以利型腔內(nèi)氣體的排除。排氣方式：排氣槽一般通常開(kāi)設(shè)在分型面上凹模一邊，

26、 位置位于塑料熔體流動(dòng)的末端。一般情況下，排氣槽尺寸以氣體能夠順利排出而不產(chǎn)生溢料為原則。 排氣槽寬度可取 1.56 mm，深度可取 0.0250.1 mm，長(zhǎng)度可取 0.81.5 mm。第 7 章 注射機(jī)的選擇及型號(hào)和規(guī)格根據(jù)所選擇的參數(shù)，初步估算澆注系統(tǒng)的:體積 :V 澆=89cm3。其質(zhì)量約為： W 澆=V 澆 r 塑=7.58.5g。S=(nW 塑+ W 澆) /0.8=2324g。可以初步選項(xiàng)注射機(jī)型號(hào)為：XS-Z-30XS-Z-30 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格如下 :型號(hào)：XS-Z-30額定注射量 (cm3)：30螺桿直徑 (mm)：28注射壓力 (MPa)：119注射行程（ mm）：130

27、注射時(shí)間（ s）：0.7注射方式：柱塞式合模力 kN）：250最大注射面積（ cm2）：90最大開(kāi)（合）模行程（ mm）：160模具最大厚度（ mm）：180模具最小厚度（ mm）：60模板最大距離（ mm）：340動(dòng)、定模固定板尺寸（ mm）：250280噴嘴圓?。?mm）：12噴嘴孔徑（ mm）：2第 8 章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算8.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：成型零件即構(gòu)成型腔的零件， 通常包括凹模， 凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的 8 強(qiáng)度、剛度、硬度、耐摩性和較低的表面粗糙度。同

28、時(shí)還應(yīng)考慮零件的加工性和模具的制造成本。8.1.1凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凹模又叫陰模，是成型塑件外輪廓的零件。凹模有整體結(jié)構(gòu)式和組合式。1、整體式凹模：這種形式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。但當(dāng)塑件形狀復(fù)雜時(shí)， 采用一般機(jī)械加工方法制造型腔比較困難。 由整塊金屬材料直接加工而成，因此它適用于形狀簡(jiǎn)單的塑件?？煞譃椋赫w式凹模、整體嵌入式凹模、局部鑲嵌式凹模、大面積鑲嵌式凹模、四壁拼合式凹模。該塑件的外形簡(jiǎn)單，采用整體式凹模。8.1.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式。1、整體式凸模：其結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件的質(zhì)量好，但機(jī)械加工不便

29、，鋼材耗量較大，適用于小型凸模當(dāng)塑件的內(nèi)形比較簡(jiǎn)單，深度不大時(shí)，可采用整體式凸模。2、組合式凸模： 當(dāng)塑件的內(nèi)形比較復(fù)雜而不便于機(jī)械加工時(shí)， 或形狀雖不復(fù)雜，但為了節(jié)省貴金屬， 減少加工量， 通常采用組合式凸模。 固定板和凸?？煞謩e采用不同的材料制造和熱處理，然后再連接成一體，這種結(jié)構(gòu)形式適用于大型凸模。由瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，有兩層，內(nèi)有螺絲，采用鑲件組合式凸模。8.2 成型零件工作尺寸計(jì)算：成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸， 通常包括凹模和凸模的徑向尺寸（包括零件的長(zhǎng)和寬） 、凹模和凸模的高度尺寸及位置尺寸，故零件的工作尺寸計(jì)算主要是凹模和凸模的尺寸計(jì)算。產(chǎn)生偏差的原因：1、塑

30、料的成型收縮成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有： 預(yù)定收縮率（設(shè)計(jì)算成型零部件工作尺寸所用的收縮率） 與制品實(shí)際收縮率之間的誤差； 成型過(guò)程中， 收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動(dòng)。 s=(Smax-Smin)制品尺寸 s成型收縮率波動(dòng)引起的制品的尺寸偏差。Smax、 Smin分別是制品的最大收縮率和制品的最小收縮率。2、成型零部件的模具制造偏差工作尺寸的制造偏差包括模具的加工偏差和裝配偏差。加工偏差就是模具在制造過(guò)程中所產(chǎn)生的尺寸偏差，裝配偏差主要是模具在分型面上的合模間隙以及組合模具的配合偏差。3、成型零部件的磨損成型零部件的摩損相對(duì)于精度要求不高的大型零部件來(lái)說(shuō)， 可以不考慮，

31、但對(duì)于精度要求較高的小型零部件，就必須要對(duì)其進(jìn)行考慮。本產(chǎn)品為 LDPE 制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件， 預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取 1.5%和 3.5。平均收縮率 s 為 2.5%,此產(chǎn)品采用 6 級(jí)精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、 高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù) x 取值可在 0.50.75 的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差， 因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到 IT IT 級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：Z1Z凹模徑向尺寸計(jì)算： 0(LM 1) 0(1 s) LM 1 s210 .4879-80 頁(yè)）圖 8-1 中：（相關(guān)公式參見(jiàn)塑料制品成

32、型及模具設(shè)計(jì)第(1 2.5%) 280.4840228.46 00.12 mm(LM 2 ) 0Z(1s)LM 2s10Z2(12.5%)1310.3600.362413.5100.09 mm(H M ) 0Z(1s)H MS1 0Z210.4(12.5%)150.442015.17500.1 mm圖 8-1(C1)z/2 =(1+ s)C1Sz/2=(1+2.5%)20.32/2=2.05 0.16 mm8.2.1 凸模計(jì)算 :8-1 中：(LM1) 0- z= (1+ s)LM1S+0.5 0- z= (1+2.5%) 26+0.50.480-0.48/4=26.650-0.12( L1)

33、 0+ z=(1+ s)L1S - 0.50+ z= (1+2.5%) 16-0.50.4+0.4/40 =16.2+0.10(lx) 0+ z =(1+ s)lXS - 0.5 0+z=(1+2.5%) 2 - 0.5 0.24+0.24/40=1.93+0.040(CX) z/2 =(1+s)CXSz/2=(1+2.5%)110.38/2=11.270.19(wx)0+ z=(1+ s)w XS - 0.50+z=(1+2.5%) 0.5-0.50.24+0.24/40=0.4+0.060圖8-1圖8-2l ,1圖8-38.2.2中，螺紋型芯與大型芯的配合采用H8/f8 。型芯徑向尺寸計(jì)算

34、：l i16.2 00.1836(hQ) 0+z= (1+ s)hQS-0.5 0+z= (1+2.5%)3-0.50.24+0.24/40=2.96+0.060(hQ1) 0-z=(1+ s)hQ1s+0.5 0- z= (1+2.5%) 10-0.5 0.32 0-0.32/4=10.09 0-0.08(lQ2) 0- z= (1+ s)lQ2S+0.5 0-z=1+2.5%)9+0.50.320-0.32/4=9.070-0.088.2.3計(jì)算螺紋型芯的工作尺寸：螺紋型芯大徑：(dM 大 )0- z=(1+ s)ds 大+中 0- z螺紋型芯中徑：(dM 中 )0- z=(1+ s)ds

35、 中+中 0- z螺紋型芯小徑：(dM 小 )0- z=(1+ s)ds 小+中 0- zdM 大,dM 中,dM 小分別為螺紋型芯的大，中，小徑；ds 大， ds 中， ds 小分別為塑件內(nèi)螺紋大，中，小徑基本尺寸；中塑件螺紋中徑公差；z螺紋型芯的中徑制造公差，其值取/5。將數(shù)據(jù)代入以上公式計(jì)算得：(dM 大)0-z=(1+2.5%)14+0.030-0.03/5=14.380-0.006(dM 中)0-z=(1+2.5%)12.701+0.030-0.03/5=13.0490-0.006(dM 小)0-z=(1+2.5%)11.835+0.030-0.03/5=12.1610-0.0068

36、.2.4型腔壁厚和底板厚度計(jì)算注射模在其工作過(guò)程需要承受多種外力， 如注射壓力、 保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過(guò)大， 注射模及其成型零部件將會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞， 或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形， 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， 由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)模具失效或無(wú)法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，成型零部件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和校核是必不可少的。一般來(lái)說(shuō)，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計(jì)算決定， 但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計(jì)時(shí)只能對(duì)它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。因在設(shè)計(jì)時(shí)采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計(jì)算參考公式如下：側(cè)壁

37、：按強(qiáng)度計(jì)算：sr (1)2Pm按剛度計(jì)算：0.75rpEs r (1)p E1.25rp底部：按強(qiáng)度計(jì)算：2hs1.1pmr按剛度計(jì)算：4hs0.93 PmrE凸模計(jì)算：按強(qiáng)度計(jì)算：Pmr2L按剛度計(jì)算：4r3PmL參數(shù)符號(hào)的意義和單位以及經(jīng)查表所得值如下：Pm模腔壓力（ MPa）取值范圍 5070E材料的彈性模量（ MPa）查得 2.06 105材料的許用應(yīng)力（ MPa）查得176.5； 成型零部件的許用變形量（mm）查得 0.05；將以上值代入公式計(jì)算可得：按強(qiáng)度計(jì)算得： s4.93mmhs4.38mmr8.52mm按剛度計(jì)算得： s0.93mmhs1.91mmr3.97mm模具采用材料

38、為3Gr2W8V ，淬火中溫回火， 46HRC第 9 章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開(kāi)模，因此在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向， 定位以及承愛(ài)一定的側(cè)向壓力。 根據(jù)本塑件的實(shí)際情況，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。9.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1、導(dǎo)向作用合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸， 引導(dǎo)動(dòng)定模或上下模準(zhǔn)確閉合， 避免型芯進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。2、定位作用模具閉合后， 保證動(dòng)定模或上下模位置正確， 保證型腔的形狀和尺寸精確在模具的裝配過(guò)程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。3、一定的側(cè)向壓力。9.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則：1、導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度。2、導(dǎo)柱的長(zhǎng)度

39、應(yīng)比型芯端面的高度高出 6-8mm ，以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。3、導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。4、為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角 .5、一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按 H8/f8 ，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 H7/k6 ，導(dǎo)套外徑的配合按 H6/k6;6、導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不愛(ài)損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。7、除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外、 ，一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。8、導(dǎo)柱的直徑

40、應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)框架數(shù)據(jù)選取。9.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)：在注射模中，動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定， 但通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長(zhǎng)的那一側(cè)。 而雙分型的注射模，為了中間板在工作過(guò)程中的支承和導(dǎo)向，所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導(dǎo)柱。如 9-1 所示：圖 9-19.4 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)：9.4.1導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)：1、直通式導(dǎo)柱：拆裝方便，便于維修，但制造比較費(fèi)時(shí)，且需增加墊板，適用于大型固定式模具。2、鉚合式導(dǎo)柱：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，但導(dǎo)柱損壞后更換麻煩。3、壓入式合模銷：在垂直分型面的模具中，為了保證錐模套中的對(duì)拼凹模相對(duì)位置準(zhǔn)確，常采用兩個(gè)合模銷。根

41、據(jù)設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)，選用直通式導(dǎo)柱。9.4.2對(duì)導(dǎo)柱的要求：1、導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證導(dǎo)柱具有足夠的抗彎強(qiáng)度。2、為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的先導(dǎo)部分。球形先導(dǎo)部分因制造費(fèi)時(shí)，一般很少采用。3、導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面的高度高出 6 8 ，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之前型芯進(jìn)入型腔時(shí)與凹模相碰而損壞。 此外，導(dǎo)柱長(zhǎng)于凸模端面， 脫模后可按任何利于操作的位置放在工作臺(tái)上，而不致于擦傷凸模成型表面。4、導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的型芯。5、導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。6、導(dǎo)柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些。7、導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H8/h8 間隙配合

42、，固定部分按H7/m6過(guò)渡配合導(dǎo)柱的尺寸如下圖：9.5 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) :9.5.1導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)：1、凸臺(tái)式導(dǎo)套：主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)。2、臺(tái)階式導(dǎo)套：用于精度要求較高的大型模具。檢修方便，能保證導(dǎo)向精度。3、套筒式導(dǎo)套：用于模套高度不大的簡(jiǎn)單模具。4、帶油槽的導(dǎo)套：改善導(dǎo)向條件，減少磨擦，但增加了制造成本，僅用于模具溫度不高的固定式注射模。結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求，選用臺(tái)階式導(dǎo)套。9.5.2對(duì)導(dǎo)套的要求：1、導(dǎo)套配合部分的表面光潔度不能過(guò)低。 2、對(duì)于大型注射模， 當(dāng)開(kāi)模力過(guò)大時(shí)，為了防止導(dǎo)套拔出，應(yīng)在導(dǎo)套上部加裝蓋板。3、導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?、為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒有圓角R。5、導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/h8 間隙配合，導(dǎo)套外徑按H7/m6過(guò)渡配合。導(dǎo)套設(shè)計(jì)及尺寸如下圖所示:點(diǎn)澆口形式的雙分型號(hào)面注射模