塑料空心球柄的模具設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、第1章對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí)1.1 模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模 具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。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

2、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)盡量減少開模、 合模的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。當(dāng)批量不大時(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)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(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

3、重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能 發(fā)揮其作用，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)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)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)近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面：(1)提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模 成型的制品日漸大型化、復(fù)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。(2)在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CA

4、D/CAM/CAE術(shù)。CAD/CAMfe術(shù)已發(fā) 展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CA眼術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已 降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度， 為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng) 絡(luò)的CAD/CAM/CAE體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CA陳統(tǒng) 無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CA順件的智能化程度將逐步 提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中 發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。(3)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)

5、約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。 制訂熱流道元器件的 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)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(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大， 因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)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。(4)開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。(5)提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率

6、。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo) 準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)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(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首 先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品 種。(6)應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必 要。(7)研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo) 掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAMJ關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、 廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提.1.3 設(shè)

7、計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用通過對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過程中對(duì)模具的工藝要 求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，了 解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。課程設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的 知識(shí)。第2章原始材料分析及注射機(jī)的初步確定2.1 塑件的工藝性分析2.1.1 塑件圖1.1塑料空心球柄平面圖(1)塑料名稱：塑料空心球柄(2)塑件材料：HDPE(高密度聚乙烯)(3)生產(chǎn)綱領(lǐng)：50萬(wàn)件(4 )色調(diào)：白色2.1.2塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝

8、性分析(1)結(jié)構(gòu)分析如下：該塑件的形狀較復(fù)雜，孔的深度較深，在保證孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度?？招那虮淖⑺懿牧线x用 HDPE該塑件壁厚不均勻，在注塑成型過程中因?yàn)楸诤竦牟痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來(lái)調(diào)節(jié)收縮率。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就相應(yīng)的給注塑帶來(lái)了一定的難度。勢(shì)必會(huì)在注塑的時(shí)候到來(lái)很大的牛頓減力， 造成塑件填充不滿的缺陷，可以考慮采用雙 澆口，但對(duì)其進(jìn)行模仿CAE的注塑之后，發(fā)現(xiàn)會(huì)給空心球柄的表面帶來(lái)更多的 熔接痕和氣孔。也可以利用模具的可靠的精度來(lái)定位， 但是這樣的話成模具設(shè)計(jì) 本太高，而且易造成模具損壞。因?yàn)榭紤]到凹凸模形狀的復(fù)雜，用整體形式是不 利于

9、損壞后的維修，適當(dāng)?shù)氖褂们都涂梢越鉀Q這些問題，但不能利用過多的 嵌件，不然的話就會(huì)造成型腔的強(qiáng)度與剛度不夠。（2）成型工藝分析如下。精度等級(jí)。采用高精度5級(jí)。脫模斜度。該塑件壁厚約為2.3mm其脫模斜度內(nèi)表面為20'45',塑件外 表面25'45'。圓角分析。為了避免應(yīng)力集中，提高塑件的局部強(qiáng)度，改善熔體的流動(dòng)情況且 便于脫模，在塑件各內(nèi)外表面的連接處，應(yīng)采用過渡圓弧。塑件件的圓角半徑一 般不小于0.5mm其設(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。塑件的表面質(zhì)量塑料制件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度和表觀質(zhì)量。塑件表面粗糙度的高

10、低， 主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。目前注射成型的塑件表面粗糙度通常為 R0.011.25 pm,模腔表避的表面粗糙度應(yīng)為塑件的 1/2 ,即R0.010.63 m 綜合各種因素，塑件的內(nèi)表面粗糙度去 R1.6,而外表面的粗糙度去 R1.6。塑料的表觀質(zhì)量指的是塑件成型后的表觀缺陷狀態(tài)，如常見的缺料、溢料、 飛邊、凹陷、氣孔、熔接痕、銀紋、翹曲等。它是由塑件成型工藝條件、塑件成 型原材料的選擇，模具總體設(shè)計(jì)等多種因素造成的。2.2原料（HDPE的成型特性與工藝參數(shù)HDPE（高密度聚乙烯）是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。它安全 無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭的白色顆粒，熔點(diǎn)約為 130C,相對(duì)密度為0.

11、9410.960,它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng) 度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。2.2.1 HDPE塑料主要的性能指標(biāo)HDPE塑料主要的性能指標(biāo)如表1-1表1-1 HDPE塑料主要的性能指標(biāo)性能項(xiàng)目試驗(yàn)條件狀態(tài)測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單位基本性臺(tái)匕 目匕密度0.961g/cm3宛動(dòng)速率 190 C/21.60kg57g/10min熔體流動(dòng)速率 190 C/2.16kg0.80g/10min機(jī)械性臺(tái)匕 目匕2嘴U線彎曲模量1296MPa斷裂拉伸強(qiáng)度24MPa里度66Shore D屈服拉伸強(qiáng)度32MPa斷裂伸長(zhǎng)率1000%拉伸沖擊強(qiáng)度84KJ/m2屈服伸長(zhǎng)率

12、7%熱性能 據(jù)化溫度<-105(<-76 )°F(C)熱變形溫度66psi(0.45MPa)76C熔點(diǎn)133c維卡軟化點(diǎn)131c結(jié)晶點(diǎn)120c其它性 能耐環(huán)境應(yīng)力開裂 住122oF(50 C ),F50,100%lgep al20hrs2.2.2 HDPE的注射成型工藝參數(shù)(1)溫度熔料溫度220280C料筒恒溫220 c噴嘴 220 300c (240C)模具溫度 2060C,設(shè)定其溫度Tm=40C(2)注射壓力具有很好的流動(dòng)性能，避免采用過高的注射壓力，一般為80140MPa ; 一些薄壁包裝容器除外可達(dá)到 180MPa 。(3)保壓壓力收縮程度較高，需要長(zhǎng)時(shí)間對(duì)制品

13、進(jìn)行保壓，尺寸精度是關(guān)鍵因素，約為注射壓力的30%60% 。(4)背壓520MPa(5)注射速度對(duì)薄壁包裝容器需要高注射速度，中等注射速度往往比較適用于其它類的塑料制品。(6)螺桿轉(zhuǎn)速高螺桿轉(zhuǎn)速(線速度為1.3m/s)是允許的，只要滿足冷卻時(shí)間結(jié)束前就完成塑化過程就可以；螺桿的扭矩要求為低。(7)計(jì)量行程0.54D (最小值最大值)。(8)回收率 可達(dá)到100%回收。(9)收縮率1.22.5 %;容易扭曲；收縮程度高；24h后不會(huì)再收縮c(10)料筒設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)螺桿，標(biāo)準(zhǔn)使用的三段式螺桿；對(duì)包裝容器類制品，混合段和切變段幾何外形特殊(L: D= 25: 1),直通噴嘴，止 逆閥。2.3注射機(jī)型號(hào)的

14、確定2.3.1 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量由體積計(jì)算公式(或者UG程序)可計(jì)算得塑件的近似體積得：V 塑=E S*H=8.642cm33HDPE平均密度約為：P 0.95g/cm由公式w=8代入數(shù)據(jù)可得塑件的質(zhì)量為：W =V 塑 X P塑=8.2g2.3.2注射機(jī)型號(hào)確定按預(yù)選型腔數(shù)來(lái)選擇注射機(jī)(1)模具所需塑料熔體注射量m= nm+m式中m-一副模具所需塑料的質(zhì)量或體積(g或cm3);n初步選定的型腔數(shù)量；單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積(g或CR3)；m-澆注系統(tǒng)白質(zhì)量或體積（g或cm3）。m2是個(gè)未知值，在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)以 0.6nm,來(lái)估算，即mF 1.6nmi得，m=52.48g注射機(jī)最大注射量M=m/

15、0.8=65.6g（2）塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積及所需鎖模力A=nA+AFm= （nA+A） p 型式中A-一塑件及流道凝料在分型面上的投影面積 （mm2）;Ai單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（mm）；A流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（mm）；Fm-模具所需的鎖模力（N）;p型塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力（MPa）。流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積 A在模具設(shè)計(jì)前是未知值。根 據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大致是每個(gè)塑件在分型面上投影面積Ai的0. 20. 5倍，因此可用0.35A1來(lái)估算。成型時(shí)塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力，其大小一般 是注射壓力的30%-65 %。取，

16、p 型=25MPa計(jì)算得A =3074.833mm2Fm= 76870.825N（3）選擇注射機(jī)型號(hào)由m和Fm值來(lái)選擇XS-ZY125型螺桿式注射機(jī)滿足式中a注射系數(shù)，無(wú)定型塑料取0.85,結(jié)晶型塑料取0.75。F>FXS- ZY-125型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù):表1-2注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值1最大注射量/cm31252注射壓力/MPa1203鎖模力/kN9004動(dòng)、te模模板取大女裝尺寸 / (mm< mm420 X 4505最大模具厚度/mm3006最小模具厚度/mm2007取大開模仃程/mm3008噴嘴前端球面半徑/mm129噴嘴孔直徑/mm4

17、10定位圈直徑/mm120第3章擬定模具結(jié)構(gòu)形式3.1分型面位置的確定在塑件設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無(wú)法用模具 成型。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分 型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大 影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。分型面的選擇原則(1)分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。 而且應(yīng) 使塑件流在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)， 將型芯設(shè)置在動(dòng)模 部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的 壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為

18、了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在 動(dòng)模一側(cè)。(2)分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處，否則給脫模和加工帶來(lái)困難 。(3)在安排制件在型腔中方位時(shí)，盡量避免側(cè)向分型或抽芯以利于簡(jiǎn)化模 具結(jié)構(gòu)。結(jié)合以上原則還要綜合考慮塑件的尺寸精度、外觀質(zhì)量、使用要求及是否有 利于澆注系統(tǒng)特別是澆口的合理安排，是否有利于排氣。所設(shè)計(jì)的模具的塑件 的分型面如圖3.1 :圖3.1分型面3.2 型腔數(shù)量的確定注射?？稍O(shè)計(jì)成一模一腔也可設(shè)計(jì)成一模多腔。 其數(shù)目的確定要從以下幾個(gè) 方面考慮：(1)注塑產(chǎn)品的尺寸及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 。(2)塑件的尺寸精度一型腔越多，精度也相對(duì)降低。這不僅由于型腔加工 精度產(chǎn)差，也由于熔體在模具內(nèi)

19、流動(dòng)不均所致。(3)制造難度一多腔模比單腔模的難度大。(4)制造成本一多腔模高于單腔模，但不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系。從塑單件成本中所占 的費(fèi)用比例來(lái)看比單腔模低。(5)注塑成型的生產(chǎn)效益。從表面上看，多腔模比單腔模高的多，單多腔 模所使用 的注射極大，每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維持費(fèi)用高。一般來(lái)說(shuō)，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對(duì)精度要求不高的小型塑件(沒有配合精度要求)，形狀簡(jiǎn)單，又是大批量 生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可供獨(dú)特的優(yōu)越條件， 使生產(chǎn)效率大為提高。故由此 初步擬定采用一模四腔。3.3 型腔排列方式、模具結(jié)構(gòu)形式的確定在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：(1)盡可能采用平衡式排列，

20、確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。(2)型腔布置與澆口開高部位應(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，以便減小模具的外形尺寸。采用對(duì)稱平衡的排布，如圖3.2 :圖3.2型腔的布局第4章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體 導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流 道凝料的順利拔出。(1)主流道尺寸 主流道小端直徑 D :注射機(jī)噴嘴直徑+(0.51)=4+(0.51),取D= 4. 5mm主流道球面半徑 SR0=注射機(jī)噴口f球頭半徑+(12) = 12+(12),取SR 二1

21、3mm球面配合高度：h = 3mrrr 5mm取h=3mm主流道長(zhǎng)度 盡量小于60mm由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L = 25+20 =45mm主流道大 端直徑D'= D+2Ltan a = 8mm華錐角a為1.5度)，取D'=8mm澆口套總長(zhǎng) L0=4+16+50= 70mm(2)主流道襯套的形式如圖4.11622J圖4.1主流道襯套主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，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

22、如圖4所示。由于該模具主流道較長(zhǎng)，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式較宜，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸 如圖4.2所示。_,011 圖4.2定位圈4.2分流道設(shè)計(jì)(1)分流道尺寸考慮到減少散熱應(yīng)選擇比表面小的圓形分流道，直徑一般取 510mm當(dāng)小 于5mmM則料溫降低而易于產(chǎn)生壓力降，但對(duì)于小件也可使用 34mm這里取 di=4mm 長(zhǎng)度 Li=45mm分流道的布置形式分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流 程盡量短、鎖模力力求平衡。該模具的流道布置形式采用平衡式， 定模部分與瓣 合模上均開有分流道。為了減少在流道內(nèi)地

23、的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低以及極少分流道的容積和壓力平衡，采用平衡式分流道，如圖4.3圖4.3分流道的布置(3)分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度及。并不要求很低一般取0.63 1.6,這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面 滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處 Ra= 0.8。4.3澆口的設(shè)計(jì)4.3.1 澆口選用本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，具表面要求較高，而點(diǎn)澆口截面積小, 對(duì)于纖維增強(qiáng)的塑料，澆口斷開時(shí)不會(huì)損傷塑件表面，故而確定采用側(cè)澆口。澆口尺寸形狀圖如圖4.

24、4:圖4.4側(cè)交口尺寸形狀圖4.3.2 澆口尺寸的計(jì)算a =3°a 1=2b=1.6 h=1l=0.75 r=24.3.3 澆口類型及位置的確定該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時(shí)從所提供塑件圖樣中可看出，在中 部直徑為15的圓周上設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便地調(diào)整充模時(shí)的 剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而又稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。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地選擇進(jìn)料位置， 因此它是廣泛使用的一種澆 口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。4.3.4 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴一般位于主流道

25、對(duì)面的動(dòng)模板上，具作用就是存放料流前峰的“冷料”， 防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成冷接縫；止匕外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模 板中拉出。冷料井應(yīng)設(shè)在熔料流動(dòng)方向的轉(zhuǎn)折位置， 并迎著上游的熔流，其長(zhǎng)度為交到 直徑的1.5-2倍。第5章成型零件的設(shè)計(jì)5.1 凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模又稱陰模，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。 亦 可以分為：整體式凹模、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。本塑件的外形簡(jiǎn)單，采用整體式凹模。其適用于形狀簡(jiǎn)單且凸模高度較小的 塑件，整體式凹模為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃?/p>

26、整體式和組合 式。由于空心球柄復(fù)雜而且尺寸小，所以采用整體式，用電火花加工。5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算本產(chǎn)品為HDPE®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為1.5 %和2.5 %。平均收縮率為2.0%。采用高精度，查表選擇5 級(jí)精度。通過查表，得到成型零件基本尺寸/mm 塑件尺寸公差 修正系數(shù)x模具尺寸公差m/mm型腔徑向A300.320.650.052型腔徑向D150.240.70.042型芯徑向C250.320.650.052型芯徑向E110.220.70.042型腔深度150.240.60.042型芯高度45.50.400.560.062型腔徑向尺

27、寸DmA(1 SCp) d XA 5(1 2.0%) 30 0.65 0.3200052 30.392o0.052 mmDmD (1 Scp) d XA5 (1 2.0%) 15 0.7 0.2400.042 / L / cc 0.052 15.132omm型芯徑向尺寸dmC (1 Scp)D XA Am (1 2.0%) 25 0.65 0.32 00.052 25.70800.052 mmdmE (1 Scp)D XA Am (1 2.0%) 11 0.7 0.2200.042 1 1.37400.042 mm型腔深度Hm (1 Sep) d xA f (1 2.0%) 15 0.6 O.

28、24oo.o42 15.15600.042 mm型芯高度hm (1 Sep)D XA Am (1 2.0%) 45.5 0.56 0.40°0.062 46.63400.062 mm5.3 型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算如果是利用計(jì)算公式的話比較煩瑣，且不能保證在生產(chǎn)中的精確性，我們 可以根據(jù)書中的經(jīng)驗(yàn)值來(lái)取的。成型零件材料選擇。為實(shí)現(xiàn)高性能的目的；選用 模具材料應(yīng)具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。必須具有 一定的強(qiáng)度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因?yàn)镠DPES有腐蝕性?？梢圆捎肅r12,經(jīng)過調(diào)質(zhì)，淬火加低溫回火，正火。HRO 55。取型腔壁厚為33。第

29、6章脫模推由機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 塑件推出的基本方式(1)推桿推出：推桿推出是一種基本的、也是一種常用的塑件推出方式。 常用的推桿形式有圓形、矩形、階梯形。(2)推件板推出：對(duì)于輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)的塑件，采用推件板推出結(jié)構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)塑件形狀而定。(3)氣壓推出：對(duì)于大型深型腔塑件，經(jīng)常采用或輔助采用氣壓推出方式。本套模具的推出機(jī)構(gòu)形式較為復(fù)雜，全部采用推桿推出。其中瓣合模由4根圓形推桿推出，每個(gè)塑件由6根階梯形推桿推出。 第一次分型時(shí)，在彈簧頂銷的作用下，塑件和動(dòng)模部分一起脫出定模部分的型芯；第二次分型時(shí)，瓣合模推桿在推出瓣合模塊以完成側(cè)向抽芯與分型的同時(shí)，塑件推桿也推出塑件使塑件

30、脫離型芯。6.2 塑件的推出機(jī)構(gòu)該模具采用推板分型推管脫模機(jī)構(gòu)如圖8:成型套推管型芯-頂桿圖6.1塑件的推出機(jī)構(gòu)推板第7章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用7.1模架的確定由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為A2型、模架尺寸為315mmX315mm標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。模架如圖7.14xMl0x寇港血圖7.1模架7.2模具的裝配順序裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具在模具裝配過程中，對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合

31、理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證8XM 6），塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定模，動(dòng)模 的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先 將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動(dòng)模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或 工藝定位器法保證壁厚，動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊， 鏈投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套 孔，最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05 0.15毫米，因?yàn)樵撎幨車娮靿?/p>

32、力的影響，在注射時(shí)會(huì)發(fā)生變形，有時(shí)在試模中 經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊， 就是由于沒有間隙的原因。為了 有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對(duì)位移的面上錘一個(gè)三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。(1)確定裝配基準(zhǔn)；(2)裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；(3)調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%間隙不得小于溢料最小值，防 止產(chǎn)生飛邊。(4)在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查；(5)組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活，無(wú)松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象；(6)組

33、裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動(dòng)作靈活緊固 所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠， 但應(yīng)防 止進(jìn)入系統(tǒng)中；(7)試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號(hào)、合模標(biāo)記及組裝基面。7.3模具的維護(hù)模具在使用過程中，優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個(gè)別已損壞的零件，不會(huì)導(dǎo)致使用過程中，會(huì)出現(xiàn)正常的磨損或不正常的 磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢。最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應(yīng) 嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。第8章溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.1 注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則(1)冷

34、卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大，型腔表面的溫度與冷卻水道 的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。(2)冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水道 到型腔表面最好距離相等，但是當(dāng)塑件不均勻時(shí)，厚的地方冷卻水道到型腔表面 的距離應(yīng)近一些，間距也可適當(dāng)小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm 常用 12-15mm.(3)澆口處加強(qiáng)冷卻，塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口 越遠(yuǎn)溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆 口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻， 而遠(yuǎn)離澆口部分的模具在經(jīng)過一 定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。(4)冷卻水道

35、出、入口溫差應(yīng)盡量小，如果冷卻水道較長(zhǎng)，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)引起注意。(5)冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置(6)合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè) 在注射機(jī)背面的模具同一側(cè)。(7)冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其它機(jī)構(gòu)(如推桿孔，小型芯等) 發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要通盤考慮。(8)冷卻水道水管接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在運(yùn)動(dòng)過程中造成損壞。以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件10mm&右，不小于 8mm根據(jù)冷卻水道的設(shè)計(jì)必須盡量避免接近塑件的熔接部位, 強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為8mm勺冷

36、卻水道。8.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)塑料制品的形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回跟可分為直通式、圓周式、 多級(jí)式、螺旋式、噴射式、隔板式等多種樣式，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種 冷卻回路。選擇直通式冷卻回路。8.3 冷卻系統(tǒng)的主要零件冷卻系統(tǒng)對(duì)應(yīng)不同的冷卻裝置有不同的零件，主要有以下幾種：(1)水管接頭，一般由黃銅制成，對(duì)要求不高的模具也可用一般結(jié)構(gòu)鋼制 成。(2)螺塞，主要用來(lái)構(gòu)造水路，起截流作用。要求高的模具用黃銅制作。(3)密封圈，主要用來(lái)使冷卻回路不泄漏。(4)密封膠帶，主要用來(lái)使螺塞或水管接頭與冷卻通道連接不泄漏。(5)軟管，主要作用是連接并構(gòu)造模外冷卻回路。8.4 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算本塑

37、件屬于小型模具，可忽略空氣對(duì)流、輻射以及注射機(jī)接觸傳走的熱量， 同時(shí)也忽略高溫噴嘴頭向模具的接觸傳給型腔的熱。對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，及以塑料熔體釋放出的熱Q1作總熱量，全部由冷卻介質(zhì)傳走。(模具實(shí)際工作過程中， 這些熱量應(yīng)分別由凹模和冷卻系統(tǒng)所帶走，因此此處計(jì)算是個(gè)近似值).1 .中散發(fā)的總熱量每次的注射量：V 0.96 48.56 46.62 g確定生產(chǎn)周期:t力主t冷t脫式中t為生產(chǎn)周期（s） ,t注為注射時(shí)間，t冷為冷卻時(shí)間，t澆為脫模時(shí)V平均4qv4 0.723 10-3V2 2 0.15m/sd 3.1415 0.0082間，查得t注15-60s,t冷15-60S,總周期t為40-140

38、S； HDPE勺單位熱流量Qs為550-750 kJ/kg3.6A00.8(V)d°23.6 7.93(1000 0.11)080.0080.23222每小時(shí)需要注射的次數(shù) N=3600/t,取t=120s,可求得N=30次.每小時(shí)的注射量： W N?G 30 46.62 1.399kg /h從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量Q總 W Qs, Qs取650kJ/kg,代入式中得Q總 1.399 kg/h 650kj/kg 909.35kj/h2 .凹模冷卻水質(zhì)體積流量：式中 為水的密度103kg小3, Ci為水的比熱容ci 4.187J/kg?C, T出為 水管出口設(shè)定溫度，T進(jìn)為水管進(jìn)口設(shè)定溫度

39、。設(shè)定水管進(jìn)口溫度 T進(jìn)=23C ,水 管出口溫度T出=27c，則平均水溫將以上數(shù)據(jù)代入得：909.35/ 60103 4.187(27-23)0.723 10-3m3/min3 .查表可得冷卻管道直徑d=8mm;4 .冷卻水的平均流速:5 .由平均水溫查表可知冷卻水物理性質(zhì)參量的函數(shù)Ao7.93冷卻管壁與水交界面的的傳熱膜系數(shù)6 .凹模冷卻管的總?cè)珶崦娣e：模具溫度與冷卻介質(zhì)溫度之間的平均溫差 AT Tm-T平40 25 15 C將以上數(shù)據(jù)代入下式得：人® 二談二188kM皿 3223457 .計(jì)算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻管長(zhǎng)度：A ：dLL A/ d3L A/ d 18.81 10 /3.1

40、4159 0.008 748.35mm本塑件是中等深度的塑件，采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的中等深度的殼形塑件， 在凹模 底部附近采用簡(jiǎn)單流道式即與型腔表面等距離鉆孔的形式。由以上計(jì)算可得：通水孔直徑取d=8mm.第9章導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)9.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)(1)怫合式導(dǎo)柱：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，但導(dǎo)柱損壞后更換麻煩。(2)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。(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。本次設(shè)計(jì)結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及其它各方面的要求，選用直通式導(dǎo)柱。如圖 9.1圖9.1導(dǎo)柱9.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)(1)套筒式導(dǎo)

41、套：用于模套高度不大的簡(jiǎn)單模具。(2)臺(tái)階式導(dǎo)套：檢修方便，能保證導(dǎo)向精度，主要用于精度要求較高的 大型模具。(3)凸臺(tái)式導(dǎo)套：主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)。(4)帶油槽的導(dǎo)套：可以改善導(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0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。如圖 9.29.3復(fù)位機(jī)構(gòu)對(duì)于推件板推出機(jī)構(gòu)而言，由于推桿端面與推件板接觸，可以起到復(fù)位桿的 作用。因此，可以不必再另外設(shè)置復(fù)位桿第10章注射機(jī)校核10.1 鎖模力的校核鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系為 F > k - p - A式中F-注射機(jī)鎖模力，查參考設(shè)計(jì)手冊(cè)得 XS-ZY125型螺桿式注射機(jī) 鎖模力900KNk-壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2 ,取1.1 ;p-型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件 p=30Mp