沐浴露壓蓋注塑模設(shè)計(jì)

1、江西理工大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 前言1.1  模具工業(yè)的概況20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。中國(guó)塑料

2、模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍

3、需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，先要對(duì)國(guó)內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個(gè)較清晰的了解，這也就使我們對(duì)本課題的意義有所了解。首先要對(duì)模具有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上被稱為“工業(yè)之母”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力

4、工業(yè)” ；美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”；德國(guó)則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力” ，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛

5、速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及地區(qū)分布在中國(guó)，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。還能生產(chǎn)厚度僅為0. 08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0. 02 0. 05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬次，淬火鋼模達(dá)50 100萬次，交貨期較以

6、前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。  在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)EDS的UG II、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Eng

7、ineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中科技大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CA

8、E軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來，國(guó)內(nèi)己較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM I、SM II等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。縱觀發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。

9、模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對(duì)知識(shí)的更新與學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在教學(xué)中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

10、，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國(guó)模具工業(yè)是一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來。1.3 我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是： CAD、CAM、CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進(jìn)和CADCAMCAE技術(shù)的進(jìn)一步集成

11、化、一體化、智能化； PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)管理)、KBE(基于知識(shí)工程)、ERP(企業(yè)資源管理)、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng))及Internet平臺(tái)等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用； 高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用； 超精加工、復(fù)合加工、先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用； 快速成型與快速制模(RPRT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用； 熱流道技術(shù)、精密測(cè)量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用； 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用； 優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用； 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用； 虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用。1.4 注塑模具C

12、AD發(fā)展概況及趨勢(shì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer  Aided  Design,  CAD)是當(dāng)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高，CAD技術(shù)及其應(yīng)用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。作為CAD技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)十分重要的方面，塑料模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬分析與制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。三十多年來，國(guó)外注射模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代己開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓盤形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流

13、動(dòng)過程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十年來，注射模CAD技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際使用中不斷改進(jìn)、提高和完善。1.5 課題來源及研究意義本課題來源于實(shí)際生產(chǎn)，模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。而本課題的研究將涉及一些二維及三維軟件的應(yīng)用，如UG,AutoCad等，在獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高

14、。隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國(guó)防、農(nóng)業(yè)、日常生活等各個(gè)行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的需求日益增加，塑料模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。乳液泵常用于日用品、化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域的包裝容器內(nèi)，它封于容器的口部，用來擠壓出洗滌液、沐浴露等液態(tài)物質(zhì)。乳液泵一般由按頭、牙套、活塞桿、氣缸、彈簧等部件構(gòu)成。其中，壓蓋是乳液泵工作中載荷輸入和液體輸出的部件，是乳液泵的核心，對(duì)沐浴露壓蓋進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)注塑模能更進(jìn)一步的研究其構(gòu)造，已進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。第二章 注塑件的設(shè)計(jì)2.1功能分析功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能，并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是日用品，要能承受一定的外力，如沖擊載荷，振動(dòng)，摩擦等;塑件

15、的工作溫度是室溫，這使得在材料選抒時(shí)對(duì)熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低;作為一種日用品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn)，這樣，就必須考慮生產(chǎn)成本和模其壽命，在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素。2.2材料選擇通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對(duì)常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力，彈性模量，彎曲強(qiáng)度，表而硬度等，該塑件對(duì)材料的要求首先必須是耐一磨性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題，以下是對(duì)耐磨性能較好材料的性能對(duì)比，如表2-1所示。 表2-1 材料的特性特性塑料名稱PPPVCABS拉伸強(qiáng)度/MPa78-9

16、035-5038彎曲強(qiáng)度/MPa539080斷裂伸長(zhǎng)率/%20020-4035計(jì)算收縮率/%1.0-3.00.6-1.00.4-0.7洛氏硬度/M11582101彎曲彈性模量/GPa0.05-0.091.4熱變形溫度/115-12067-8283-103維卡軟化點(diǎn)/140-15071-122馬丁耐熱度/6563體積電阻率/·cm10-146.71×10-116.9×10-14吸水率/%0.01-0.030.07-0.40.2-0.4摩擦系數(shù)0.340.45-0.650.45密度/g·cm³0.90-0.911.35-1.450.45屈服強(qiáng)度/M

17、Pa3635-5050以上的性能分析對(duì)比中著出，在耐磨性方而三種材料相差不大，成型特性上以PP為最好，由于是一般日用品，所以價(jià)格上是需要考慮的，我們主要要求是價(jià)格和耐磨性，以及成型特點(diǎn)。其它如拉仲?gòu)?qiáng)度，斷裂仲長(zhǎng)率等則是次要考慮的指標(biāo)(這由塑件的工作環(huán)境決定)，最終選定PP為塑件材料。2.3 塑料成型工藝性能分析塑料成型工藝特性是塑料在成型加工過程中所表現(xiàn)出來的特有性質(zhì)，下面，對(duì)注塑材料PP工藝特性進(jìn)行分析： 收縮性 塑料從溫度較.高的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸或體積會(huì)發(fā)生收縮變化，這種性質(zhì)稱為收縮性。收縮性的的大小以單位長(zhǎng)度塑件收縮量的百分?jǐn)?shù)來表示，稱為收縮率。一般對(duì)于大型模具的收縮率計(jì)算

18、，我們采用實(shí)際收縮率進(jìn)行計(jì)算:Ss=a-b/b×100%（Ss:實(shí)際收縮率;a:模具或塑件在成型溫度時(shí)一的尺寸;b:塑件在室溫時(shí)的尺寸;c：模其在室溫時(shí)的尺寸)對(duì)我所設(shè)計(jì)的零件屬于小型的模具，所以采用Sj=c-b/b X 100% （Sj;為計(jì)算收縮率)。通過查找資料常用塑料的收縮率，可得:PP塑料成型收縮率為:1%-3%，由于塑件的結(jié)構(gòu)，模具的結(jié)構(gòu)，成型工藝條件等都會(huì)影響塑料的收縮率變化。我們?nèi)∫粋€(gè)相對(duì)平均值:2%。 流動(dòng)性 塑料在一定的溫度、壓力作用充填模具開腔的能力，稱為塑料的流動(dòng)性。塑料的流動(dòng)性差，就不容易充滿開腔，易產(chǎn)生缺料或熔接痕等缺陷。但流動(dòng)性太好，又會(huì)在成型時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重

19、的飛邊。PP材料流動(dòng)比為250:1，流動(dòng)性較好。其次:料溫，壓力，模具結(jié)構(gòu)都會(huì)影響塑料的流動(dòng)及充模能力。 吸濕性吸濕性是指塑料對(duì)水分的親疏程度。按吸濕或粘附水分能力的大小分類，PP塑料屬于吸濕性塑料，吸水率為0.05%-0.5%。在注塑成型過程中比較容易發(fā)生水降解，成型后塑件上出現(xiàn)氣泡，銀絲與斑紋等缺陷。因此，在成型前必須進(jìn)行干燥處理。一般干燥溫度取80-90，干燥時(shí)間為兩小時(shí)。 熱敏感性 塑料的化學(xué)性質(zhì)對(duì)熱量的敏感程度稱為熱敏性。熱敏性塑料在成型過程中很容易在不太高的溫度卜發(fā)生熱分解、熱降解，從而影響到塑件的性能，色澤和表而質(zhì)量等，另外，塑料熔體發(fā)生熱分解或熱降解時(shí)，會(huì)釋放出一些揮發(fā)性氣體，

20、這些氣體一般具有腐蝕性，或有毒，不管是對(duì)人，還是模具都會(huì)造成一定的影響。PP塑料成型溫度為210-250，經(jīng)查中國(guó)人力資源專家網(wǎng)提供的材料編經(jīng)驗(yàn)值得，到達(dá)260變色，當(dāng)料溫達(dá)到260時(shí)，塑料出現(xiàn)分解。于是注塑成型溫度一般取210-250。綜上所述:PP收縮比較大，成型收縮后，對(duì)型芯具有比較大的包裹力，為方便塑件順利脫模，應(yīng)將脫模斜度設(shè)計(jì)為較大值:型腔30-1°40，型芯30一1°PP溶融時(shí)具有良好的流動(dòng)性;較低的熱敏性;屬于吸濕性塑料。于是在成型是需要控制好，成型溫度，壓力，注射前的干燥處理等。PP的成形條件如表2-3所示。表2-3 PP成型工藝參數(shù)塑件模塑成型工藝參數(shù)預(yù)熱

21、和干燥溫度t/7090成型時(shí)間注射時(shí)間0 3時(shí)間T/h1保壓時(shí)間20 60料筒溫度 t/后段160180冷卻時(shí)間20 90中段180200周期50160前段200220螺桿轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)48噴嘴溫度t/170 190后處理方法模具溫度t/80 90溫度t/注射壓力p/MPa70 100時(shí)間T/h2.4結(jié)構(gòu)分析良好的塑料制品工藝性是獲得合格塑料制品的前提，也是塑料成型工藝得以順利進(jìn)行和塑料模具達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理要求的基本條件，所以，設(shè)計(jì)塑料制品不僅要滿足使用要求，而且要符合成型工藝特點(diǎn)，并且盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。這樣，既能保證工藝穩(wěn)定，提高制品質(zhì)量，又能提高生產(chǎn)率，降低成本。 設(shè)

22、計(jì)塑料制品必須充分考慮一下因素：1 成型方法 不同的成型方法其塑料制品的工藝性要求有所不同2 塑料的性能 塑料制品的尺寸、公差、結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)與塑料的物理性能、力學(xué)性能和工藝性能等相適應(yīng)3 模具結(jié)構(gòu)及加工工藝性 塑料制品形狀應(yīng)有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)、尤其是有利于簡(jiǎn)化抽芯和脫模機(jī)構(gòu)，還要考慮模具零件尤其是成型零件的加工工藝性利用注塑工藝生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，由于塑料在模腔中的不均勻冷卻和不均勻收縮以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，容易引起產(chǎn)品的各種缺陷，如：縮印、熔接痕、氣孔、變形、拉毛、頂傷、飛邊。該塑件的使用性能分析：塑件外表而光亮耐磨，平整，噴嘴處需要有良好的力學(xué)性能。噴嘴尺寸精度要求不高，需要適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和彈性，不容易

23、產(chǎn)生的變形，整體無變形即可。塑件的表面質(zhì)量分析：該塑件要求外形美觀，內(nèi)、外表而表而光滑，沒有斑點(diǎn)及熔接痕現(xiàn)象，內(nèi)、外表而粗糙度均可取Ra0. 4m。塑件制品內(nèi)、外表而成型后方不可見邊緣有缺陷，邊緣而要求平整從該塑件的結(jié)構(gòu)上分析有以下幾點(diǎn)：（1）塑件形狀比較復(fù)雜，上表而用圓弧過度，下面有插孔，側(cè)面有彎形長(zhǎng)嘴。（2）塑件整體結(jié)構(gòu)較小，平均壁厚為2mm 綜上所述，該塑件中等復(fù)雜，在條件控制較好的情況下可以采用注射成型。第三章 注塑成型的準(zhǔn)備3.1注塑成型工藝簡(jiǎn)介注塑成型是將熱塑性塑料加工成型的主要方法，并且逐漸用于加工熱固性塑料、纖維填充混合物和彈性體。注塑可成型各種各樣的制品，質(zhì)量從0.1200k

24、g。據(jù)統(tǒng)計(jì)，25%的熱塑性塑料是用于注塑加工的，如果考慮到新的改進(jìn)，如反應(yīng)注射成型，以及用以代替金屬的改性塑料的高速發(fā)展，注塑在全世界工業(yè)上的重要性可能仍在繼續(xù)增長(zhǎng)。注塑時(shí)將粉狀或顆粒狀固體樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)轲ば砸后w或熔體，熔體在壓力作用下，通過噴嘴進(jìn)入模具型腔，經(jīng)過冷卻定型后形成塑料制品。完整的注塑成型工藝過程包括：成型物料準(zhǔn)備（預(yù)處理）、注塑機(jī)上的成型和成型所得制品的熱處理和調(diào)濕處理（后處理）三個(gè)大的階段。（1） 物料準(zhǔn)備：成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還

25、要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑件制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2） 注塑過程：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射、保壓、冷卻和脫模四個(gè)階段，注塑過程可以用圖3-1表示圖3-1 注塑成型壓力時(shí)間曲線（3） 制件后處理：由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，在加上流動(dòng)前塑化不均勻以及沖模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能、光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。因此有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處

26、理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的1020至熱變形溫度以下1020之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121，加熱溫度為100121，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取29小時(shí)）。3.2注塑成型工藝條件獲得優(yōu)異高產(chǎn)的注塑制品涉及的生產(chǎn)因素很多，一般情況下，當(dāng)設(shè)計(jì)一件注塑制品時(shí)，在經(jīng)濟(jì)合理和技術(shù)可行的原則下，首先選擇合適的原材料，并確定生產(chǎn)設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)。在這些條

27、件確定之后，工藝條件的選擇就是應(yīng)當(dāng)主要考慮的因素了。所謂成型工藝條件,具體上就是和溫度、壓力及時(shí)間有關(guān)的各參數(shù)。1） 溫度：注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度和油溫等。前兩項(xiàng)主要影響塑料的塑化與流動(dòng)，而模具溫度對(duì)塑料的流動(dòng)與冷卻定型起決定性的作用。另外注塑機(jī)的油溫控制是工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)的重要條件。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，以避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PP料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3-1所示。表3-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒

28、溫度/噴嘴溫度/模具溫度/熱變形溫度/后段中段前段17019080901101401601801802002002202） 壓力：注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度以及對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀、壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像ABS流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，

29、塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.427.5MPA。3） 時(shí)間：完成一次注塑成型過程所需的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間和其他時(shí)間，在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減少成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為35秒，保壓時(shí)間一般為20120秒，冷卻時(shí)間一般為30120秒。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表3-2所示。表3-2 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚/mm成型周期/s制件壁厚/mm成型周期/s0.5102.5351153451.5223.565228485經(jīng)過對(duì)上面經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值的分析，在結(jié)合塑件材料的成型性能和

30、工藝性能的考慮，可以初步確定成型的各項(xiàng)工藝參數(shù)，因?yàn)槊總€(gè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值之間存在點(diǎn)差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，最后綜合考慮各種因素，初步的塑件成型工藝參數(shù)如下表3-3所示，在結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程中的工藝性，以及在生產(chǎn)過程中的各種問題綜合分析，最終確定了塑件注塑成型的工藝卡片。表3-3 塑件模塑成型工藝參數(shù)塑件模塑成型工藝參數(shù)預(yù)熱和干燥溫度t/7090成型時(shí)間注射時(shí)間0 3時(shí)間T/h1保壓時(shí)間20 60料筒溫度 t/后段160180冷卻時(shí)間20 90中段180200周期50160前段200220螺桿轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)48噴嘴溫度t/170 190后處理方法模具

31、溫度t/80 90溫度t/注射壓力p/MPa70 100時(shí)間T/h3.3注塑機(jī)的選擇利用UG軟件的體積測(cè)量功能，如圖3-1所示，塑件的體積為2051 mm3 , 由于是一模四腔結(jié)構(gòu)，所以總體積約為8.2cm³圖3-1 塑件體積分析根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)0.8倍公稱注射量原則，即：V=1.2xV=1.2x8.2 cm³=9.84 cm³；0.8VVV=V/0.8 =9.84/0.8 =12.3cm³通過以上的計(jì)算可以得出注塑量，再查表3-5，選擇比注塑量大但和注塑量最接近的注塑機(jī)，由此可以初步確定注射機(jī)型號(hào)為XS-Z-30。表3-5 常用熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主

32、要技術(shù)規(guī)格型號(hào)XS-Z-30XS-Z-60XS-ZY-125螺桿（柱塞）直徑（mm)283842注射容量（cm³）3060125注射壓力（Mpa）119122119鎖模力（KN)250500900最大注射面積（cm³）90130320模具厚度（mm)最大180300350最小60200250模板行程160180300噴嘴球半徑（mm）121218孔直徑（mm）444定位孔直徑（mm）5555100頂出中心孔徑（mm）50兩側(cè)孔徑（mm）2022孔距（mm）1702303.4注射機(jī)的校核3.4.1最大注射量的校核為了確保塑件的質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量應(yīng)在公稱注塑量的35

33、%75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%，最小不應(yīng)小于10%。為保證塑件質(zhì)量，并充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常為50%80%。V=9.84cm³；V=30cm³；9.84/30x100%=32.8% 滿足要求。3.4.2鎖模力的校核高壓的塑料熔體在充滿模腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的使模具沿分型面分開的脹模力，此脹模力的大小等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔內(nèi)壓力的乘積。脹模力必須小于注塑機(jī)額定鎖模力?？砂垂竭M(jìn)行粗略計(jì)算：Pc=p式中 Pc型（模）腔壓力，Mpa；P 注射壓力，Mpa； 壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種、澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及尺寸、塑件形狀、成型 工藝條件和塑件復(fù)雜程度不同而異，通

34、常在0.250.5范圍內(nèi)選取。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，型腔壓力Pc常取2040Mpa。型腔平均壓力Pc確定后，可以按式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：TkPcA （3-1）式中 T注塑機(jī)額定（合）模力，KN； A塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，mm²； K安全系數(shù)，通常取1.11.2。TkPcA 1.2x16x90017.28KN 滿足要求。3.4.3噴嘴尺寸的校核根據(jù)上面確定的注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格中可知，噴嘴的球頭半徑為6mm，孔直徑為4mm，而根據(jù)澆口套的尺寸要求規(guī)定：澆口套的球頭半徑必須比噴嘴的球頭半徑大0.51mm，在根據(jù)澆口套的推薦尺寸，所以澆口套的球頭半徑選擇為7mm；而澆口套的孔直徑也必須

35、比噴嘴的孔直徑大0.51mm，結(jié)合推薦尺寸，澆口套的孔直徑選擇為5mm。圖3-3 噴嘴尺寸的校驗(yàn)第四章 模具結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)4.1確定型腔數(shù)量及其布局方式為了使模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。常用的方法有如下四種方法。(1) 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目(2) 根據(jù)注塑機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目(3) 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目(4) 根據(jù)注塑機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目考慮到沐浴露按頭投影面積比較小，且該塑件的精度要求是MT5。所以設(shè)定為一模四腔。模具型腔數(shù)的確定可以按鎖模力的大小進(jìn)行計(jì)算： （4-1）式中 n型腔數(shù)目； 注塑機(jī)的額定鎖模力；

36、型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力； 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積；單個(gè)制品在分型面上的投影面積。通過以上的計(jì)算，可以確定型腔數(shù)目為4，所以注塑時(shí)采用一模四腔的形式。4.2分型面的確定實(shí)際的模具結(jié)構(gòu)基本上有3種情況：型腔完全在動(dòng)模一側(cè)；型腔完全在定模一側(cè)；型腔各有一部分在動(dòng)、定模。分型面的選取不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本。一般來說，分型面的總體選擇原則是：保證塑件質(zhì)量、便于制品脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。具體包括以下幾條。（1） 分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔，這是分型面選擇的首要原則。（2） 有利于保證塑件尺寸精度。（3） 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。（

37、4） 考慮滿足塑件的使用要求。（5） 考慮注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格，使模板間距大小合適。（6） 考慮鎖模力，盡量減少塑件在分型面的投影面積。（7） 盡可能將塑件留于在動(dòng)模一側(cè)，易于設(shè)置和制造簡(jiǎn)便易行的脫模機(jī)構(gòu)。（8） 考慮側(cè)向抽拔距，一般機(jī)械式分型面芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都較小，因此選擇的分型面應(yīng)使抽拔距離盡量短。（9） 盡量方便澆注系統(tǒng)的布置。（10） 有利于排氣。（11） 模具零件易于加工。 分型面的選擇原則有很多，但是首要原則是選擇截面尺寸最大的那個(gè)平面，所以根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，分型面選擇的最大截面也是很容易分開的截面，綜合考慮分型面的設(shè)置如圖4-1所示。圖4-1 分型面4.3澆口的確定澆口是

38、連接分流道和型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），是樹脂注入型腔的入口。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。澆口截面形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度約為0.52mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。PP塑料的流動(dòng)性好，可適用于所有澆口，根據(jù)塑件形狀選擇潛伏式澆口，所以在滿足注塑要求的條件下，該塑件的澆口位置如圖4-2所示。圖4-2 澆口位置4.4模具材料的選擇在選擇模具鋼時(shí)，硬度是主要指標(biāo)之一，耐磨性是決定模具壽命的重要因素。經(jīng)過仔細(xì)比較最終選擇了40Cr這種材料來制造型芯和型腔。其它零件的材料見表4-18所示。表4-1塑料

39、模零件常用材料及熱處理零件類別零件名稱材料牌號(hào)熱處理方法硬度成型零件型腔型芯45調(diào)質(zhì)HB216260T8A、T10A淬火HRC545840Cr淬火HRC545820/15滲碳、淬火HRC5458模板零件墊板45淬火HRC4348動(dòng)、定模板45調(diào)質(zhì)HB230270固定板45調(diào)質(zhì)HB230270推件板45調(diào)質(zhì)HB230270澆注系統(tǒng)零件澆口套拉料桿T8A、T10A淬火HRC5055導(dǎo)向零件導(dǎo)柱T8A、T10A淬火HRC5055導(dǎo)套T8A、T10A淬火HRC5055推板導(dǎo)柱T8A、T10A淬火HRC5055抽芯機(jī)構(gòu)零件斜銷T8A、T10A淬火HRC5458楔緊塊T8A、T10A淬火HRC5458推出

40、機(jī)構(gòu)零件推桿T8A、T10A淬火HRC5458推板45淬火HRC4348推桿固定板45支承零件墊塊45淬火HRC4348其他零件水嘴454.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注塑模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)注射成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循以下原則。重點(diǎn)考慮型腔布局熱量及壓力損失要小均衡進(jìn)料塑料耗量要少消除冷料防止塑件出現(xiàn)缺陷等一系列原則。綜合以上各種原則最終的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)為如圖4-3所示。圖4-3 澆注系統(tǒng)4.5.1主流道主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于塑料熔體的流動(dòng)及流道凝料的拔出

41、。熱塑性塑料注射成型用的主流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，所以主流道常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套。主流道的尺寸設(shè)計(jì)要求如下。與噴嘴接觸的始端直徑和噴嘴直徑的關(guān)系為D=d+（0.51）mm。球面凹坑半徑R=R+（0.51）mm，半錐角=1°2°。盡可能縮短主流道的長(zhǎng)度L（小于60mm為佳）。4.5.2分流道分流道是主流道與澆口之間的通道。多型腔模具一定要設(shè)置分流道，大型塑件由于使用多澆口進(jìn)料也需設(shè)置分流道。分流道設(shè)計(jì)時(shí)要求熔體的流動(dòng)阻力盡可能小、轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過渡、要保證均衡進(jìn)料等要求。常用分流道斷面尺寸推薦如下表4-212所示。表4-2分流道斷面直徑推薦尺寸塑料名稱分流

42、道斷面直徑塑料名稱分流道斷面直徑ABS、AS4.89.5聚苯乙烯3.510聚乙烯1.69.5軟聚氯乙烯3.510尼龍類1.69.5硬聚氯乙烯6.516聚甲醛3.510聚氨酯6.58.0丙烯酸810熱塑性聚酯3.58.0抗沖擊丙烯酸812.5聚苯醚6.510醋酸纖維素510聚砜6.510聚丙烯510離子聚合物2.410異質(zhì)銅晶體810聚苯硫醚6.513分流道的斷面形狀有圓形、矩形、梯形、U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減少傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形

43、流道。該塑件在注射成型時(shí)選用的是潛伏式澆口類型，如圖4-4所示。圖4-4 潛伏式澆口4.5.3冷料井通過分析，選擇倒錐形的拉料桿來進(jìn)行拉料（如圖4-5中的（b）。圖4-5 頂出桿成型的冷料井4.6模架的確定注射模是由成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件組成。結(jié)構(gòu)零部件部分包括注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架、注射模的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和支承零部件。支承零部件主要由固定板（動(dòng)、定模板）、支承板、墊板和動(dòng)、定模座板等組成。標(biāo)準(zhǔn)模具一般由定模座板、定模板、動(dòng)模板、動(dòng)模支承板、墊塊、動(dòng)模座板、推桿固定板、推板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成，如圖4-6所示。圖4-6 最常見的注射模架1-定模座板；2-定模板；3-導(dǎo)柱及導(dǎo)套；4-動(dòng)模板；5-動(dòng)

44、模支承板；6-墊塊；7-推桿固定板；8-推板；9-動(dòng)模座板（1） 模仁尺寸的確定因?yàn)椴捎玫慕M合式型芯和組合式型腔，所以模仁的大小必須按照塑件的大小設(shè)計(jì)，模仁所承受的力最終是傳遞到型芯、型腔上，從節(jié)約材料的角度考慮，模仁的值取得越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻系統(tǒng)的原因，所以為了給冷卻系統(tǒng)留足空間，最終模仁的大小設(shè)計(jì)為58X130mm。（2）凸、凹模尺寸的確定凸、凹模受到力的作用，其尺寸需要進(jìn)行強(qiáng)度或剛度來確定。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，只要凹模長(zhǎng)邊的寬度滿足5mm就可以達(dá)到剛度要求，理論上只要取大于5mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對(duì)模具強(qiáng)度和剛度的削弱作用，實(shí)際生產(chǎn)中都取比理

45、論值大得多的值，在本設(shè)計(jì)中，在長(zhǎng)度方向，去模仁到模具邊的單邊寬度為13mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為50mm。所以凸、凹模尺寸為100X160mm。（3） 模具高度尺寸的確定各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個(gè)尺寸需要注意：凸模底板厚度和凹模底板厚度：在注射成型時(shí)型腔中有很大的成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時(shí)，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，根據(jù)的計(jì)算可知，厚度滿足14.73mm可滿足要求，為了安全，取底板厚度為16mm。推桿推出距離：在分模時(shí)塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，

46、需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為25mm。該塑件中心還有芯桿成型，將芯桿推出脫離還得推出33mm。所以當(dāng)推出距離為58mm時(shí)就能滿足要求。如果C板（即墊塊）的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯。經(jīng)過計(jì)算，確定了模具尺寸為100X160mm，A板厚度30mm，B板厚度16mm，C板厚度63mm。為了保證凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1mm間隙。最終的模架結(jié)構(gòu)如圖4-7所示。圖4-7 模架結(jié)構(gòu)示意圖4.7導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件，主要有合模導(dǎo)向裝置和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套

47、，有的不用導(dǎo)套而在模板上鏜孔代替導(dǎo)套，稱為導(dǎo)向孔。導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)主要有如下功能：（1） 定位作用（2） 導(dǎo)向作用（3） 承載作用（4） 保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用（5）錐面定位機(jī)構(gòu)功用4.7.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)（1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)至少有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱通常設(shè)在離中心線處的長(zhǎng)邊上。（2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要24個(gè)導(dǎo)柱。（3） 由于塑件通常留在動(dòng)模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝設(shè)在定模。（4） 為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處

48、應(yīng)設(shè)有承屑槽，一般都是削去一個(gè)面，或在導(dǎo)套的孔口倒角。（5） 各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保持平行，否則將影響合模的準(zhǔn)確性，甚至損壞導(dǎo)向零件。（6） 在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致?lián)p壞成型零件。（7） 當(dāng)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，導(dǎo)柱裝配處的直徑應(yīng)與導(dǎo)套外徑相等。綜合以上各種原則考慮，導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成帶頭導(dǎo)柱，形狀尺寸查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)第511頁(yè)表2-114注射模帶頭導(dǎo)套標(biāo)準(zhǔn)尺寸（mm）。4.7.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)1）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用任何一副模具在定動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。其作用有如下:定位作用：合模時(shí)維持動(dòng)定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。 導(dǎo)向作用：合

49、模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)向力。承載作用：采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用：對(duì)大中型模具的脫模結(jié)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。2）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式如下圖4-9所示。導(dǎo)柱的工作部分的油槽可以貯油以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了制造成本。對(duì)于要求不高的模具，也可不加油槽。（2）柱的長(zhǎng)度必須必凸模端面的高度高出68mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之前凸模先進(jìn)入型腔相碰而損壞。（a）單節(jié)式導(dǎo)柱 （b）臺(tái)階式導(dǎo)柱圖4-9 導(dǎo)柱的形式（3）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端面常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。

50、（4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度。（5）導(dǎo)柱的常見安裝固定形式如圖4-10所示。 （a） （b） （c）圖4-10 導(dǎo)柱的安裝方法（1） 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。綜合考慮以上所有因素，導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)可查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)2表2-111注射模帶頭導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)尺寸。3）設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需注意的事項(xiàng) 合理布置導(dǎo)柱位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)一導(dǎo)柱直徑的厚度;導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模模具四角的危險(xiǎn)斷面上，通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等直徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。 導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端而高出6-8mm，以確保其

51、導(dǎo)向與引導(dǎo)用。 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/h7(低精度時(shí)采用H8/f8,甚至H9/f9 ) 導(dǎo)柱固定定部分配合精度采取H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/m6。配合長(zhǎng)通常取配合直徑1. 5-2倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，并降低加工難度。 導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，其硬度為HRC48-55，也可采用T8或T10碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。導(dǎo)柱工作部分的粗糙度為Ra0.4,固定部分為Ra0.8；導(dǎo)套內(nèi)外圓柱而表面粗糙度取Ra0.8為妥。 導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模一邊或定模一邊，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊便于塑件脫模，一般情況下導(dǎo)柱多設(shè)在有型芯

52、的一邊，有時(shí)動(dòng)定模兩邊均設(shè)有導(dǎo)柱，分別起著不同的作用。 導(dǎo)柱頭部應(yīng)制成截錐形或球頭型，導(dǎo)套的前端也應(yīng)一倒角，一般倒角半徑為1-2mm。4.8頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，制件必須從模具型腔中取出，完成取出制件動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動(dòng)分離，稱為脫出，然后把塑料和澆注系統(tǒng)凝料等從模內(nèi)取出，有時(shí)脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作之間無明顯動(dòng)作。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：（1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。 （2）由于塑料收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于

53、塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。（3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推桿兼推管脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。4.8.1脫模力的計(jì)算脫模力的大小與制件的厚度及幾何形狀密切相關(guān)，為此將制件所需的脫模力按“厚壁制件”與“薄壁制件”兩種類型考慮，每種類型又按圓形、矩形制件的兩種不同的幾何形狀分別進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)對(duì)塑件的分析，塑件橫斷面為矩環(huán)形時(shí)，所需脫模力：= （4-2）39 F=； （4-3） （4-4） (4-5) (4-6)式中 塑料的拉伸模量； 塑料成型平均收縮率； 塑料的泊松比；塑件的平均壁厚； 模具型芯的脫模斜度； 塑料與模具材料的摩擦系數(shù)； 盲孔制件型芯在脫模方向上的投影面積，通孔制件B=0. 制件對(duì)型芯的包緊力； 的垂直和水平分量； 沿凸模表面的脫模力； 脫模斜度。所以，脫模力的計(jì)算公式為： (4-7)又式中 凸模成型部分的截面周長(zhǎng)； 凸模被制件包緊部分的高度； 制件對(duì)凸模的單位包緊力，其數(shù)值與制件的幾何特點(diǎn)及塑料的性質(zhì)有關(guān)，一般可取812Mpa。綜合以上幾個(gè)公式并