畢業(yè)論文（設(shè)計）斜導柱抽芯機構(gòu)分析及骨架注射模具設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書1.設(shè)計的主要任務(wù)及目標 1)模具裝配圖及零件圖2)設(shè)計說明書一本3)電子資料一份4)在教師的指導下，鍛煉學生綜合運用所學的基礎(chǔ)與專業(yè)知識，分析與解決工程實際問題的能力。2.設(shè)計的基本要求和內(nèi)容 基本要求:1) 收集、學習和掌握有關(guān)資料，熟練使用有關(guān)沒計手冊；2) 同學間互相討論，按時向老師匯報和討論，獨立完成設(shè)計任務(wù)；3) 模具圖紙符合機械制圖規(guī)范，使用計算機繪制； 4) 設(shè)計說明書內(nèi)容充實、語句通順，計算準確、論點和公式有據(jù)可查。 主要內(nèi)容：1）對給定工件進行工藝分析；2）進行注塑工藝設(shè)計；3）模具的總體設(shè)計；4）模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計；5）模具參數(shù)的校核。3.主要參考文獻(1)王文

2、平，池成忠.塑料成型工藝與模具設(shè)計M.北京：北京大學出版社，2005.(2)塑料模具技術(shù)手冊編委會.塑料模具技術(shù)手冊（輕工模具）M.北京：機械工業(yè)出版社，1997(3)唐志玉.塑料擠塑模與注塑模優(yōu)化設(shè)計M.北京：機械工業(yè)出版社，2000.4.進度安排 設(shè)計各階段名稱 起 止 日 期1收集資料、完成文獻綜述2014年3月3日-2014年3月10日2完成工藝計算、確定模具結(jié)構(gòu)方案2014年3月11日-2014年4月29日3中期檢查2014年4月30日-2014年5月6日4繪制模具圖2014年5月7日-2014年5月28日5完善設(shè)計內(nèi)容、完成設(shè)計說明書2014年5月29日-2014年6月12日6準備

3、答辯2014年6月13日-2014年6月25日斜導柱抽芯機構(gòu)分析及骨架注射模具設(shè)計摘要：注射成形是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。與其他模具相比，注射模具成型的塑料制件內(nèi)在和外觀質(zhì)量均較好，生產(chǎn)效率特別高。本文以側(cè)分型機構(gòu)和骨架注射模具為研究對象，詳細的分析了側(cè)分型機構(gòu)的幾種類型，在綜合分析塑件結(jié)構(gòu)，使用要求，成型質(zhì)量和模具制造成本的基礎(chǔ)上，闡述了骨架注射模具的設(shè)計過程。設(shè)計的過程包括塑件工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、注射機的選用、澆注系統(tǒng)設(shè)計、排氣系統(tǒng)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計和注射機有關(guān)參數(shù)的校核。由于塑件具有凹槽，所以采用側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，使塑

4、件能一次成型,設(shè)計了相應(yīng)的斜導柱側(cè)向分型抽芯的注射模。最后介紹了模具的安裝與試模過程。關(guān)鍵詞：注射成型，注射模具，側(cè)分型，斜導柱The analysis of oblique guide pillar core-pulling mechanism and injection mold design of frame Abstract：Injection molding is plastic molding of a kind of important method,it is mainly applied to thermoplastic plastic molding and shaping

5、 a complex shape of precision plastic pieces.Compared with other mold, injection molding plastic product appearance and intrinsic quality is good, the production efficiency is very high.In this paper, a side parting mechanism and the frame injection mould as the research object, a detailed analysis

6、of several types of side parting mechanism, on analyzing the structure of plastic parts ,use requirement,forming quality and mould manufacturing cost , expounds the design process of the frame injection mould.Design process including the plastic process analysis, mold structure design, the selection

7、 of injection machine, gating system design, design of the exhaust system, cooling system design and the injection machine and check the related parameters.Due to the plastic parts have a groove,so use the lateral ponts core-pulling mechanism,make plastics can once molding.Design the correspondings

8、oblique guide pillar side parting core-pulling of injection moudle Finally introduce the process of fix and tune of the mould.Keyword:injection molding,injection mould,core-pulling,oblique guide pillar目 錄1 前言11.1 引言11.2 塑料的分類11.3 塑料模具的發(fā)展趨勢22 注塑模側(cè)分型機構(gòu)分析42.1 斜導柱側(cè)分型機構(gòu)42.2 彎銷側(cè)分型機構(gòu)52.3 液壓側(cè)抽芯機構(gòu)62.4 斜導槽側(cè)向分

9、型與抽芯機構(gòu)63 工藝分析及工藝方案的確定73.1 工藝分析7778883.2 注塑工藝設(shè)計884 選擇注射機104.1 塑件工藝參數(shù)計算1010104.2 型腔數(shù)目的確定104.3 注塑機的選擇1111115 模具設(shè)計有關(guān)計算135.1 成形零件工作尺寸的計算1313145.2 成型腔壁厚的計算146 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計166.1 型腔的排列166.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計16161718186.3 分型面和排氣槽的設(shè)計2020216.4 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計2122226.5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的確定2323242525266.6 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計2829296.7 合模導向機構(gòu)的設(shè)計29306.

10、8 推出機構(gòu)的設(shè)計3132326.9 復位機構(gòu)的設(shè)計337 注塑機參數(shù)的校核347.1 最大注塑量的校核347.2 注塑壓力的校核347.3 鎖模力的校核347.4 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核353535358 模具安裝和試模37結(jié)論38參考文獻39致謝401 前言1.1 引言通過分析老師給的畢業(yè)設(shè)計課題，選用注射成型此零件。注射成型主要用于熱塑性材料的成型，它具有周期性的生產(chǎn)方式。注射成型的過程復雜但效率較高，它涉及的因素有很多，比如：注射機的工作狀況，注射工藝參數(shù)的控制，注射條件的設(shè)計，模具的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計制造情況和原材料本身的性能等等。因此，通常根據(jù)實際的情況對塑件的性能特點做一個比

11、較全面的分析，而且根據(jù)現(xiàn)有的條件（工廠有的注射機的型號，加工條件等）確定一個模具設(shè)計的最佳方案。在保證塑件精度的前提下，考慮到現(xiàn)有的加工條件，應(yīng)比較經(jīng)濟實用的來選擇模具分型面，確定澆注系統(tǒng)的設(shè)計以及是否采用側(cè)抽芯機構(gòu)，采用什么樣的側(cè)抽芯機構(gòu)最合理等，從而設(shè)計出注塑模具來。另外，注塑模具的設(shè)計應(yīng)盡量采用標準件，這樣不僅使零件設(shè)計和制造規(guī)范化，而且減少很多工作量，節(jié)約大量成本。1.2 塑料的分類一、塑料按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分為熱塑性塑料和熱固性塑料。 熱塑性塑料 熱塑性塑料的合成樹脂都是線形或帶有支鏈型結(jié)構(gòu)的聚合物，其特點是受到熱變軟或熔化成為可流動的穩(wěn)定粘稠液，在此狀態(tài)下具有可塑性，可塑

12、制成一定形狀的塑件；冷卻后保持既得的形狀；再加熱可以變軟并可變成另一形狀。在該過程中一般只有物理變化，其變化過程是可逆的。如聚苯乙烯（PS）、丙烯氰-丁二烯-苯乙烯聚合物（ABS）、聚氯乙烯（PVC）。 熱固性塑料 熱固性塑料的合成樹脂是帶有體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物，加熱之初的分子呈線性結(jié)構(gòu)，加熱時，溫度達到一定程度后，分子稱網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，樹脂變成不溶不熔的體型結(jié)構(gòu)，使形狀固定下來不再變化。再加熱，也不變軟，不在有可塑性，變化過程有物理變化，也有化學變化，因此其變化是不可逆的。 二、按制造方法分 合成樹脂的制造方法主要是根據(jù)兩種反應(yīng)：聚合反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。 聚合反應(yīng)是將單分子體化合成高分子化合物的反應(yīng)，

13、縮聚反應(yīng)是將相同的低分子單體化合成高分子聚合物的反應(yīng)。 三、按用途分類可以分為通用塑料、工程塑料、以及特殊用途的塑料。通用塑料是指用途最廣泛、產(chǎn)量最大、價格最低廉的塑料。如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）。工程塑料指可以做工程材料的塑料，主要有：聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）等1。1.3 塑料模具的發(fā)展趨勢 一、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 二、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE 技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟

14、的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 三、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量， 并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。 制訂熱流道元器件的國

15、家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。 目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制， 而且常用于較復雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 四、開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 五、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國

16、模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件的規(guī)格品種。 六、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 七、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提2。2 注塑模側(cè)分型機構(gòu)分析 當塑料有側(cè)壁孔、凹槽、凸臺結(jié)構(gòu)時，采用側(cè)抽芯機構(gòu)。此產(chǎn)品由于帶有凹槽，故采用側(cè)

17、抽芯機構(gòu)。側(cè)分型機構(gòu)可分為三類：一、手動側(cè)分型與抽芯機構(gòu)操作麻煩、工人勞動強度大、生產(chǎn)效率低，但模具結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，常用于產(chǎn)品試制、小批量生產(chǎn)或無法采用其他側(cè)分型機構(gòu)的場合。二、液壓或氣動側(cè)分型與抽芯機構(gòu)用于抽拔力較大，側(cè)拔距離較長的場合，例如大型管狀塑件生產(chǎn)，抽拔動作比較平穩(wěn)，但液壓或氣動裝置成本較高。三、機動側(cè)分型與抽芯機構(gòu)利用注塑機開模力作動力，通過有關(guān)傳動零件施力于側(cè)向成型零件，將模具側(cè)向分型，合模時又靠它使側(cè)向成型零件復位。這類機構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復雜，但分型無需手工操作、生產(chǎn)效率高。根據(jù)傳動零件的不同，又可分為斜導柱、彎銷、斜導槽、斜滑塊等許多不同類型機構(gòu)1。2.1 斜導柱側(cè)分型

18、機構(gòu) 圖2.1頂出式斜導柱抽芯，錐套鎖緊機構(gòu) 1定模板 2斜導柱 3滑塊 4動模定板 5型芯 6錐桿斜導柱側(cè)抽芯機構(gòu)主要由側(cè)型芯、滑塊、斜導柱、楔緊塊和定位裝置等零件組成。頂出時，推桿6推動動模套版4，同時斜導柱2拔動滑塊3完成抽芯并將制品從型芯5上脫出。定模板1帶有錐形套對滑塊鎖緊，適用于具有較大脹型力的場合。斜導柱側(cè)分型機構(gòu)是利用斜導柱等零件把開模傳遞給側(cè)向成型塊使之產(chǎn)生側(cè)向運動完成分型動作。這類側(cè)向分型機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、動作安全可靠、加工制造方便，是注塑模常用的分型機構(gòu)但它的抽拔力和抽拔距離受到模具結(jié)構(gòu)的限制，一般使用于抽拔力不大及抽拔距離小于6080mm的場合。2.2 彎銷側(cè)分型機

19、構(gòu) 彎銷側(cè)分型機構(gòu)的工作原理和斜導柱側(cè)分型機構(gòu)相似，所不同的是在結(jié)構(gòu)上以矩形截面的彎銷代替了斜導柱，因此，彎銷側(cè)分型機構(gòu)衽離不開滑塊得道滑、注射時側(cè)型芯得鎖緊和側(cè)抽芯結(jié)束時滑塊的定位這三大要素。圖2.2所示是彎銷側(cè)分型機構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)。 圖2.2 彎銷抽芯 1彎銷2滑塊3型芯開?？招谐涕g隙后，彎銷3撥動滑塊4完成抽芯，鎖緊塊2對滑塊鎖緊，擋板1對滑塊限位。通常，彎銷及其導滑孔的制造困難一些，但彎銷側(cè)抽芯也有斜導柱不及的優(yōu)點：一、強度高，可采用較大的傾斜角。彎銷一般采用矩形截面，抗彎截面系數(shù)比斜導柱大，因此抗彎強度較高，可以采用較大的傾斜角，所以在開模距相同的條件下，使用彎銷可比斜導柱獲得較大的抽

20、拔距。利用彎銷的高抗彎強度，在注射熔料對側(cè)型芯總壓力不大時，可在彎銷前端設(shè)置一個支承塊，對側(cè)型芯滑塊起到鎖緊作用，而簡化模具結(jié)構(gòu)；但在熔料對側(cè)型芯總壓力較大時，仍應(yīng)考慮設(shè)置楔緊塊，以鎖緊彎銷或直接鎖緊滑塊。二、可以延時分型。由于塑件的特殊或模具結(jié)構(gòu)的需要，彎銷還可以延時側(cè)抽芯。三、彎銷抽芯機構(gòu)與滑塊只有平面的接觸，所以其當量摩擦因素較小，減少了摩擦時的側(cè)抽阻力，使其自鎖的危險性下降。四、在相同的設(shè)計空間的情況下，彎銷的抗彎截面模量大于斜導柱，即它可以承受較大的彎曲力，這樣在一定的抽拔力的情況下，可選用較小的彎銷。五，在抽拔力需要很大而滑塊狹窄，斜導柱無法安裝時，采用彎銷較好。2.3 液壓側(cè)抽芯

21、機構(gòu) 圖2.3 液壓抽芯機構(gòu) 1液壓缸 2支架 3滑塊 4拉桿 5動模板 液壓缸1，通過支架2固定于動模板5，液壓缸1的話賽桿通過拉桿4于滑塊3的T型槽直接連接。滑塊3在動模板5的槽中滑動，并通過液壓缸1中活塞的往復運動，實現(xiàn)抽芯及復位。此種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊。適用于大型模具，特別是抽芯距很大的長塑料管狀制品的抽芯中均得到應(yīng)用。2.4 斜導槽側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 圖2.4 滾輪式滑板抽芯機構(gòu) 1鎖緊塊 2滑塊 3滑板 4滾輪 滾輪4套在穿過滑塊2的軸上，開模過程中，滾輪4沿滑板3的斜槽運動，與此同時，滑塊2做側(cè)向移動完成抽芯。閉模狀態(tài)時，鎖緊塊1對滑塊進行縮進。特點：模具結(jié)構(gòu)緊湊，抽芯穩(wěn)定可靠，選取大

22、抽拔角度，能滿足較長的抽拔距離，滾動軸承與滑板導滑槽相配，摩擦阻力小8。3 工藝分析及工藝方案的確定3.1 工藝分析 塑料的材料選用PVC 一、基本特征：PVC是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種之一。聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末。根據(jù)不同的用途可以加入不同的添加劑，使聚氯乙烯呈現(xiàn)不同的物理性能和力學性能在聚氯乙烯樹脂中加入適量的增塑劑，就可制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明塑件。純聚氯乙烯的密度為g/cm2.00g/cm。硬聚氯乙烯不含或含少量的增塑劑，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能，可單獨做結(jié)構(gòu)材料。軟聚氯乙烯含有較多的增塑劑，他的柔軟性、斷裂伸長率、耐寒性增加，但脆性、硬度、抗拉強度降低。聚氯乙烯有

23、較好的電器絕緣性能，可以用作低頻絕緣材料。其化學穩(wěn)定性也較好。但聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時間加熱會導致分解，放出氯化氫氣體，使聚氯乙烯變色。其應(yīng)用溫度范圍較窄，一般在之間。二、主要用途：由于聚氯乙烯的化學性能穩(wěn)定，所以可用于防腐管道、管件、輸油管、離心泵、鼓風機等。聚氯乙烯的硬板廣泛用于化學工業(yè)上制作各種貯槽的襯里、建筑物的瓦楞板、門窗結(jié)構(gòu)、墻壁裝飾物等建筑用材。由于電氣絕緣性能優(yōu)良而在電氣、電子工業(yè)中，用于制造插座、插頭、開關(guān)、電纜。在日常生活中，用于制造涼鞋、雨衣、玩具、人造革等。三、成形特點：聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。所以必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴格控制溫度及熔料的滯留

24、時間；不能用用一般的注射成型機成型聚氯乙烯，因為聚氯乙烯的耐熱性和導熱性不好，用一般的注射機需將料筒內(nèi)的物料溫度加熱到166193，會引起分解。應(yīng)采取帶預塑化裝置的螺桿式注射機；模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，進料口截面宜大，模具應(yīng)有冷卻裝置10。從零件圖上分析，在一個長為30mm,寬為60mm，高為60mm的長方體中間有一個長為30mm，寬為40mm，高為40mm的臺階孔，然后留壁厚2mm。該塑件有凹槽，因此模具設(shè)計必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。該零件屬于簡單復雜程度。該零件所有尺寸精度均為IT14級，對塑件尺寸精度要求不高，對應(yīng)的相關(guān)零件的尺寸可以保證。從塑件的壁厚上來看，該塑件的所有壁厚均勻，均為2mm

25、，有利于塑件成型。 由實際用途可知，對該塑件的表面沒有什么要求，故比較容易實現(xiàn)。綜合以上分析，注射時在工藝參數(shù)控制好的情況下，零件的成型要求就可以得到保證。該塑件要求大批量生產(chǎn)3.2 注塑工藝設(shè)計 （1）注塑溫度： 機筒溫度，由于PVC材料左右開始軟化，呈熔融態(tài)，以上分解，所以選之間。 噴嘴溫度， 模具溫度，油溫，液壓系統(tǒng)壓力油溫度，在注塑工藝上起著重要影響，油溫升高，粘度變小，增加了油的泄漏量，控制在以下為宜。（2）注塑壓力： 塑化壓力（背壓），一般情況下不宜超過2MPa 注塑壓力式中：液壓缸油壓 液壓缸內(nèi)徑 柱塞或螺桿直徑PVC熔體粘度高，選取 保壓壓力選取 合模力 式中： 工藝合模力 P

26、模腔平均壓力（MPa） A制品投影面積（cm）4 選擇注射機4.1 塑件工藝參數(shù)計算 塑件的質(zhì)量為=28.09g又因為（通過Pro/E計算得出）所以4.2 型腔數(shù)目的確定 模具型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀（有無側(cè)抽芯）、制品精度、批量以及經(jīng)濟效益來確定。型腔數(shù)量主要依據(jù)一下因素進行確定：1、制品重量與注射劑的注射量；2、制品的投影面積與注射機的鎖模力；3、制品外形尺寸與注射機安裝模具的有效面積（或注射機拉桿內(nèi)間距）；4、制品精度；5、制品顏色；6、制品有無側(cè)抽芯及其處理方法；7、制品的生產(chǎn)批量（月批量或年批量）；8、經(jīng)濟效益（每一模的生產(chǎn)值）2。綜合以上所有因素，確定型腔數(shù)

27、量為一模兩腔。4.3 注塑機的選擇塑料注射機(全稱塑料注射成型機）發(fā)展很快,種類日益增多，分類的方法也不一樣。 按注射容量的大小，可分為小型注射機、中型注射機和大型注射機。 按機型外表特征，可分為臥式注射機、立式注射機、角式注射機和多模式（即轉(zhuǎn)盤式）注射機。 按塑化方式和注射方式，可分為柱塞式注射機、螺桿式注射機和螺桿預塑柱塞式注射機。 按用途，可分為多用途注射機和專門用途注射機。專門用途注射機又分為熱固型、排氣式、發(fā)泡、多色、轉(zhuǎn)盤式和玻璃纖維增強塑料注射機。 按螺桿形式分類，可分為單螺桿預塑化式注射機、螺桿復合式注射機、斜角螺桿式注射機、平角螺桿式注射機、直角螺桿式注射機、連續(xù)式注射機、三階

28、螺桿式注射機與多級柱塞式注射機等1。 （1）首先考慮理論注塑量 理論注塑量是指注塑機在對空注射的條件下，注塑螺桿(或柱塞)做一次最大注射行程時，注塑裝置所能達到的最大注塑量。理論注塑量一般有兩個表示方法：一種規(guī)定以注塑PVC的最大克數(shù)位標準，稱為理論注塑質(zhì)量。另一種規(guī)定以注塑塑料的最大容積（）為標準，稱之為理論注塑容量。 （2）考慮實際注塑量 根據(jù)實際情況，注塑機的實際注塑量位理論注塑量的80%左右，即 式中： 理論注塑質(zhì)量 理論注塑容量 實際注塑質(zhì)量 實際注塑容量 注塑系數(shù)，一般去0.8在注塑生產(chǎn)中，注塑機在每一個成型周期內(nèi)向模內(nèi)注入熔融塑料的容積或質(zhì)量稱為塑件的注塑量，塑件的注塑量必須小于

29、或等于注塑機的實際注塑量。當時機注塑量以實際注塑容量V1為標準時，有式中： 注塑密度為時塑料的實際注塑質(zhì)量，； 在塑化溫度和壓力下熔融塑料密度，； ； 注塑塑料在常溫下的密度 ； 塑化溫度下和壓力塑料密度變化的校正系數(shù)；對結(jié)晶型塑料，對于非結(jié)晶型塑料； 當實際注塑量以注塑質(zhì)量表示時，有=（）式中： PVC在常溫下的密度（約為） 所以，塑件注塑量M應(yīng)滿足表達式 式中：型腔個數(shù) 每個塑件質(zhì)量 澆注系統(tǒng)及飛邊質(zhì)量根據(jù)塑件制品的體積和質(zhì)量，查塑料模具設(shè)計使用手冊，確定注射機型號SZ-100/60,注塑機參數(shù)如表4.1：螺桿直徑 最大理論注射量 注射壓力 鎖模力 開模行程 最小模具厚度 最大模具厚度 噴

30、嘴孔徑 噴嘴圓弧直徑SR 拉桿空間距離 表 4.1 注塑機參數(shù)5 模具設(shè)計有關(guān)計算根據(jù)塑件圖可知，線圈骨架的外形尺寸無精度要求，只是塑件本身達到IT8級的精度要求，它屬于一般的精度要求。故主要計算出相對于固定型心和滑塊組合而成的型腔尺寸，其余型心與型腔尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸。5.1 成形零件工作尺寸的計算 （1）型心的徑向尺寸計算按平均收縮率計算型心的徑向尺寸經(jīng)查注塑模具設(shè)計，PVC的平均收縮率一般為0.4%根據(jù)精度等級IT8查得塑料注射模具設(shè)計中“塑件公差數(shù)值表”，其徑向基本尺寸為40mm，那么它的浮動尺寸為根據(jù)公式=(+) =() =40.83（2）型心高度計算，同樣按收縮率計算這時規(guī)定之間

31、孔深的名義尺寸，偏差為正偏差，型心高度的名義尺寸為最大尺寸，偏差為負偏差，而其基本尺寸為30mm，浮動尺寸為同上可得到型心高度名義尺寸為：=（） =(%) = （1）型腔內(nèi)形尺寸 （） =（%） =但是要考慮到一點那就是該設(shè)計的一大優(yōu)點，為了便于工人的制模，把型腔先做成一個整體，然后用先切割機床再分開，這樣可以節(jié)約材料。因此在型腔一方將會加上一個放電間隙值和鉬絲直徑值。（設(shè)放電間隙值為0.02mm，鉬絲直徑為0.18mm）所以型腔內(nèi)形尺寸為=mm（2）型腔深度尺寸=（） =（%） =5.2 成型腔壁厚的計算 成型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓，如壁厚不夠可表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈

32、性變形值；也可表現(xiàn)為強度不夠，即型腔發(fā)生塑隆變形甚至破裂。模具的型腔在注射時，當型腔全部充滿時，內(nèi)壓力達到極限值，然后隨著塑料的冷卻和澆口的封閉，壓力逐漸減小，在開模時接近常壓。型腔壁厚計算以最大壓力為準。理論分析和實踐證明，對于大尺寸的型腔，剛度不足是主要原因，應(yīng)按剛度來計算；而小尺寸的型腔在發(fā)生彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力就超過了許用應(yīng)力，因此按強度來計算。而此次設(shè)計的塑件尺寸不是很大，因此，我們就按強度來計算型腔壁厚。模具結(jié)構(gòu)中，都采用的是整體式且是矩形型腔，它要按強度來計算側(cè)壁的厚度比較復雜。則根據(jù)經(jīng)驗公式：式中： 矩形型腔側(cè)壁長邊長度，（）。所以側(cè)壁厚度6 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計6.1 型腔的排列

33、型腔數(shù)量確定之后，便進行型腔的排列，亦即型腔位置的布置。為配合模具設(shè)計尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯（滑塊）機構(gòu)的設(shè)計、鑲件及型芯的設(shè)計以及熱交換系統(tǒng)的設(shè)計，進行仔細調(diào)整以后，最后確定型腔排列方式為左右對稱排列。如圖6.1所示： 圖6.1 型腔布置圖6.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計流道系統(tǒng)包括主流道、分流道和冷料穴及其結(jié)構(gòu)設(shè)計。 主流道是澆注系統(tǒng)中從注塑機噴嘴與模具相接觸的部位開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道。它一般位于模具中心線上，與注塑機噴嘴軸線重合，是塑料熔體最先在較冷的模具中流動的一段。主流道通常位于模具中心塑料熔體入口處，它將注射機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道和型腔，其形狀為圓

34、錐形，其尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，甚至塑料的內(nèi)在質(zhì)量。主流呈圓錐形，便于充模時既能順利通過又能在脫模時拔出，錐角，表面粗糙度；噴嘴窩球面半徑；流道小端直徑；計算得到 ；流道長度由定模座板厚度確定，通常。主流道襯套的結(jié)構(gòu)形式如圖6.2所示，定位圈外徑按注塑機的定位孔直徑確定，由的螺釘固定在定模座板上。因為主流道部分零件在工作過程中，與注塑機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體冷熱交替地反復接觸，屬易損件，對材料要求較高，因而模具的主流道部分常單獨設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套，選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如，淬火熱處理硬度為。圖 6.2 主流道襯套 由于本設(shè)計采

35、用側(cè)交口，分流道直接澆注塑件，分流道截面采用梯形，通過查塑料模具設(shè)計原則、要點及實例解析，得經(jīng)驗公式: 式中：D分流道直徑，(mm)； M制品質(zhì)量，(g)； L分流道長度，(mm)。可以估算分流道直徑 圖 6.3 分流道截面 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用是冷料、拉料和頂料。冷料穴直徑應(yīng)大于主流道大端直徑主要有以下幾類：（1）底部帶有推桿的冷料穴 這類冷料穴的地步由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上。因此它常與推桿或推桿脫模機構(gòu)連用但僅適用于韌性塑料。（2）底部帶有拉料桿的冷料穴 這類冷料穴的底部有一根拉料桿組成，裝于型芯固定板上，常見結(jié)構(gòu)有球頭型，菌頭型，倒錐頭型，圓錐頭型。（3）

36、底部無桿的冷料穴 對具有垂直分型面的注射模，冷料穴置于左右兩半模的中心線上，當開模時分型面左右分開，塑件與流道凝料一起去處，冷料穴底部不用設(shè)置桿件。本設(shè)計采用帶球形頭底部無桿的冷料穴，起到拉料作用 ，一般情況下，主流道冷料穴圓柱體的直徑為，其深度為，本設(shè)計6。 圖 6.4 冷料穴 澆口是連接流道與型腔之問的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的設(shè)計或選擇恰當與否，直接關(guān)系到制品能否被完好的注射成型，澆口的種類包括有直澆口、側(cè)澆口、扇形澆口，環(huán)形澆口以及點澆口。 （1）澆口形式的確定 直接澆口 直接澆口又稱主流道型澆口，塑料熔體直接從主流道進入型腔，因而具有流動阻力小、料流速度快及補縮時

37、間長的特點，但注射壓力直接作用在塑件晌，容易在進料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導致塑件翹曲變形，塑件痕跡也較明顯。這類澆口大多數(shù)用于注射成型大型厚壁，長流程，深型腔的塑件。 側(cè)澆口 側(cè)澆口又稱邊緣澆口，澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體與型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫， 調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選取進料位置，因此它使被廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強；但澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，單深型腔塑件排氣不

38、便。 點澆口 點澆口又稱菱形澆口，其尺寸很小，能有效的增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導致熔體的粘度下降，流動性增加，利于填充。有利于成型薄壁塑件，但不利于成型平薄及形狀復雜的塑件。采用點澆口的模具，以取得澆注系統(tǒng)的平衡，有利于自動化的操作，但壓力損失大，澆口凝料脫模需要在定模部分另加一個分型面；塑件澆口殘留痕跡小，但收縮率達易變形。 環(huán)形澆口 環(huán)形澆口用來成型圓筒形塑件，它開設(shè)在塑件的外側(cè)，采用這類澆口，塑料熔體在充模仕進料均勻，各處料流速度大致相同，模腔內(nèi)氣體易排出，避免了側(cè)澆口容易在塑件上產(chǎn)生的熔接痕，但澆口去除較難，澆口痕跡明顯。 盤形澆口 盤形澆口類似于環(huán)形澆口，它與環(huán)

39、形澆口的區(qū)別在于開設(shè)在塑件的內(nèi)側(cè)，其特點與環(huán)形澆口基本相同。根據(jù)制品的要求，采用側(cè)交口。（2） 澆口位置的選擇澆口位置與數(shù)目對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則： 避免塑件上產(chǎn)生缺陷； 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最后處； 有利于塑料熔體流動；有利于型腔排氣；考慮塑件受力狀況；增加熔接痕牢度1。 在澆口位置的選擇方面，本設(shè)計有兩個方案：一、澆口設(shè)置在主流道襯套內(nèi)結(jié)構(gòu)；二、澆口設(shè)置在成型凹模內(nèi)。綜合考慮，由于第一種方案脫模凝料去除后，有可能在端面留下痕跡影響塑件質(zhì)量。而第二種方案在模去除凝料后，由于痕跡留在了內(nèi)壁，不會影響使用。這里采用第二種方案。6.3 分型面和排氣槽的設(shè)計 在注塑模中，

40、用于去除塑件禍澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱分型面。常見的取出塑件的主分型面，與開模方向垂直。分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且涉及模具結(jié)構(gòu)和成本，在選擇分型面時應(yīng)遵循以下原則：（1）分型面應(yīng)選在塑件得最大截面處；（2）盡量將塑件留在動模一側(cè)；（3）有利于保證塑件的尺寸精度；（4）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；（5）考慮滿足塑件的使用要求（6）盡量減少塑件在合模平面上的投影面積；（7）長型芯應(yīng)置于開模方向；（8）有利于排氣；（9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)1。 綜上所述，確定分型面如圖6.5所示： 圖 6.5 分型面 從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時，必須置換出型腔內(nèi)空

41、氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)的設(shè)計相當重要。 （1）排氣不良的危害 增加熔體充模流動的阻力，是型腔充不滿； 在制品上呈現(xiàn)明顯可見的熔接縫，其力學性能降低； 滯留氣體時塑件產(chǎn)生質(zhì)量缺陷； 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時局部高溫，使塑料熔體分解； 由于排氣不良，降低了充模速度。（2）排氣系統(tǒng)的設(shè)計方法 利用分型面排氣是最好的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)； 對于大型模具，可以用鑲拼的成型零件的縫隙排氣； 利用頂桿與孔的配合間隙排氣； 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導排氣； 在熔合縫位置開設(shè)冷料穴2。本模具可以利用配合間隙排氣，通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型

42、芯端部與模板的配合間隙進行排氣，這里不再單獨設(shè)計排氣槽。6.4 加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 為防止塑件出模后發(fā)生翹曲、變形，就要使模具保持塑料冷卻固化所需的最佳溫度。這時必須對高溫塑料帶入模具的溫度進行有效的調(diào)節(jié)和控制，常用且又簡便的方法，就是利用冷卻介質(zhì)水對模具進行循環(huán)冷卻，將模具中多余的熱量，帶出模外，以保持制品冷卻所需的最佳模溫。冷卻系統(tǒng)的計算很麻煩，在此只進行簡單的計算。計算時忽略模具因空氣對流，輻射以及與注射機所散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量1。 PVC屬于流動性差的材料，其成型溫度及模具溫度分別為和，熱變形溫度為。所以模具溫度初步選擇為，用常溫

43、水對模具進行冷卻。 （1）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 塑料制品的體積 塑料制品的質(zhì)量 塑件壁厚為和，查塑料成型工藝與模具設(shè)計得。注射時間，脫模時間，則注射周期：。由此可得每小時注射次數(shù)N=240次。 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量： （2）確定單位質(zhì)量的塑料在凝固時所放出的熱量 查塑料成型工藝與模具設(shè)計直接可知PVC的單位熱流量的值的范圍在（）之間，故可取=315。 （3）計算冷卻水的體積流量 設(shè)冷卻水道進水口的水溫為，出水口的水溫為，取水的密度，水的比熱容。則根據(jù)公式可得： （4）確定冷卻水路的直徑 當時，查塑料成型工藝與模具設(shè)計可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，可知所需的

44、冷卻水管直徑非常小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。因為塑件的尺寸不大，模具的外形尺寸也不大，所以可不設(shè)置加熱系統(tǒng)，剛開始可有熔融的流體對模具進行加熱。6.5 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的確定 斜導柱側(cè)向分析與抽芯機構(gòu)是利用斜導柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成型塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運動完成抽芯與分型動作。這類側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)緊湊、動作安全可靠、加工制造方便，是注射模具最常用的抽芯機構(gòu)，但它的抽拔力和抽拔距離受到模具結(jié)構(gòu)的限制，一般使用與抽拔力不大及抽拔距離小于的場合。 由圖看出，斜導柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)主要由斜導柱、楔緊塊、側(cè)型腔或型芯滑塊、導滑槽、側(cè)型芯以及定距限位裝置等組

45、成。與模具開合方向成一定角度的斜導柱固定在定模座板上，滑塊可以在動模板上的導滑槽內(nèi)滑動。開模時，開模力通過斜導柱作用于滑塊上，迫使滑塊在動模座導滑槽內(nèi)滑動，直至斜導柱全部脫離滑塊，即完成抽芯動作，塑件有推出機構(gòu)推出型芯。在注射成型時，滑塊受到型腔熔體壓力的作用，有產(chǎn)生位移的可能，因此用楔緊塊來保證滑塊在成型時的位置。定距限位裝置，使滑塊保持抽芯后的最終位置，以確保再次合模時，斜導柱能順利地插入滑塊的斜導柱孔內(nèi)，使滑塊回到成型時的位置1。 側(cè)向成型零件從成型位置抽到不妨礙塑件脫模的位置所移動的距離稱為抽拔距離，用表示。抽拔距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺的高度大，即：即 對于側(cè)型芯的

46、抽拔力，計算公式可采用脫模力的計算方式進行估算，即： 式中： 塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為； 塑件包容型芯的表面積 塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下，模外 冷卻的塑件：；模內(nèi)冷卻的塑件。即 斜導柱斜角是斜導柱抽芯機構(gòu)的一個主要參數(shù)，它的大小涉及到開模力、斜導柱所受的彎曲力、滑塊抽拔力以及開模行程的大小。斜導柱的工作長度、抽拔距、完成抽拔距所需的開模行程與斜導柱的傾斜角有以下關(guān)系：由此可知，在抽拔距離一定的情況下，值小，則斜導柱的工作長度和開模行程均需增加。但值過大會使斜導柱的剛性下降，值增大也受到注塑機行程的限制。如不考慮斜導柱與滑塊間的摩擦力，抽芯時滑塊的受力關(guān)系如下所示： 式中：側(cè)抽

47、芯時滑塊受到斜導柱的作用力，；與斜導柱所受的彎曲力是一對作用力與反作用力。 滑塊抽拔力，； 側(cè)抽芯時模具的開模力，。 由上式可知，當值增大時，要獲得相同的抽拔力，則斜導柱所受的彎曲力要增大，同時所受的開模力也增大。因此，從希望斜導柱受力較小的角度來考慮，值越小越好。但是當抽拔距一定時，值的減小必然導致斜導柱工作部分長度及開模形成的增大。因開模行程受到注射機開模行程的限制，而且斜導柱工作長度的加長，會降低斜導柱的剛度，所以斜導柱斜角應(yīng)綜合考慮斜導柱的強度、剛度和注射機的開模行程，取為宜，在生產(chǎn)中斜角一般，最大不超過。綜合考慮，選取為。 查塑料成型工藝與模具設(shè)計得斜導柱的直徑計算公式為： 式中：斜

48、導柱承受的最大彎曲力，。 彎曲力作用點距斜導柱伸出部分根部的距離，。 滑塊受的脫模力作用線與斜導柱中心線的交點到斜導柱固定板 的距離，。 斜導柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力，；對硬度在的鋼，；對硬度在的鋼，。所以斜導柱的直徑為。 斜導柱長度根據(jù)抽拔距離、固定端模板厚度、斜導柱直徑以及斜角大小確定，如圖6.5所示：式中：斜導柱總長，； 斜導柱固定部分臺肩直徑，； 抽拔距離，； 斜導柱斜角，（）。 圖 6.6 斜導柱即 （1）側(cè)型芯與滑塊的連接形式 為了便于加工和修配以及節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用組合式滑塊，即將型芯、滑塊分別制造，然后安裝在一起。側(cè)型芯與滑塊的連接方式如圖6.7所示: 圖 6.7

49、滑塊 （2）滑塊的導滑形式 為了保證滑塊在移動過程中的平穩(wěn)，確保側(cè)型芯可靠地抽出和復位，滑塊與導滑槽必須很好地配合和導滑，配合一般采用。滑塊與導滑槽的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，滑塊完成抽拔動作后，保留在導滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于導滑配合長度的。結(jié)構(gòu)方式如圖6.8所示。 圖 6.8 滑塊的導滑形式 （3）滑塊的定位裝置合模時為了保證斜導柱伸出端準確可靠地進入滑塊斜孔，側(cè)滑塊在完成抽芯動作后，必須停留在終止的位置上。為此，滑塊需要靈活、可靠、安全的定位裝置。裝置結(jié)構(gòu)如圖6.9所示： 圖 6.9 定位裝置 （4）楔緊塊的設(shè)計注射成型過程中，側(cè)型芯在抽芯方向受到熔體較大的推力作用，這個力通

50、過滑塊傳遞給斜導柱，而一般斜導柱為細長桿，受力后容易變形，導致滑塊后移。因此必須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力，保護斜導柱和保證滑塊在成型時位置精度。楔緊塊的楔角必須大于斜導柱的斜角，這樣當模具一開模，楔緊塊就讓開，否則斜導柱將無法帶動滑塊作抽芯動作。設(shè)計楔緊塊形式如圖6.10所示： 圖 6.10 楔緊塊6.6 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計 由型腔壁厚經(jīng)驗公式得：模板設(shè)計與結(jié)構(gòu)尺寸如圖6.11所示： 圖 6.11 模板本模具采用直澆口A型標準模架，模板的長度、寬度選擇最少應(yīng)該保證型腔壁厚S。同時配合導柱、螺釘、限位釘?shù)鹊陌惭b。在滿足注塑機拉桿內(nèi)間距的范圍內(nèi)，盡量使模具的布排緊湊合理。所選各模板的尺寸如表6.1所示：表6.1 模板尺寸模板寬度長度高度材料定模座板40040030 S50C動模座板40040030 S50C定模扳35035080 S50C動模板35035075 S50C支撐板3503504