三通管注塑模及零部件設(shè)計

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。三通管注塑模及零部件設(shè)計三通管注塑模及零部件設(shè)計 三通管注塑模及零部件設(shè)計摘要： 有三個開口的管接頭 叫三通管。三通管廣泛用于輸送液體、氣體的管網(wǎng)中。 本文詳細(xì)地闡述了三通注塑模具的設(shè)計過程。設(shè)計了注塑模具中的各個系統(tǒng)，如注射系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、脫模機構(gòu)、分型面等，并對塑料材料性能進(jìn)行分析。根據(jù)塑件的產(chǎn)品數(shù)量要求，以及結(jié)構(gòu)要求，該模具采用一模四腔。利用proe、CAD軟件設(shè)計成形零件以及非標(biāo)準(zhǔn)零件，從而進(jìn)行全方面的參數(shù)化設(shè)計，即對模具進(jìn)行分模、生產(chǎn)元件、裝配、試模、開

2、模設(shè)計。關(guān)鍵詞：三通管 注塑模 導(dǎo)向 分型面 脫模 頂出機構(gòu)ABSTREACT: There are three openings called tee fittings. Tee widely used for conveying liquid, gas pipe networkThis paper expounds the three injection mold design process .Design of the injection mould in various systems , such as injection system, temperature control s

3、ystem ,guiding and positioning mechanism ,side parting and core pulling mechanism ,release mechanism ,the parting surface ,and the plastic material performance are analyzed . According to the plastic parts of the product quantity ,and structural requirements ,the use of a mold of a mould four cavity

4、. The use of PROE,CAD software design forming parts and non-standard parts, thus all the parametric design ,namely of the mold parting ,production element ,assembly ,test mold ,mold design.Key word: Three way pipe , Injection mold , Guide , Parting surface , Release , Ejection mechanism. 目 錄第一章 工藝方案

5、分析1、 塑件分2、 材料特性第二章 塑件成形工藝與設(shè)備1、 注射成型工藝條件2、 注射機型號的確定3、 注射機的校核第三章 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計1、 型腔的確定2、 制品成型位置及分型面的選擇3、 成形零部件設(shè)計4、 模架的選擇5、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計6、 導(dǎo)向與定位機構(gòu)7、 推出機構(gòu)的設(shè)計8、 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與計算9、 側(cè)向分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計10、 模具成型零部件材料的選擇第四章 試模設(shè)計小結(jié)致謝參考文獻(xiàn)第一章 工藝方案分析1.1 塑件分析 三通管工件如圖所示。它是一種常見的塑料工件，從工件本身來看，屬小型件，其抽芯脫模機構(gòu)較為復(fù)雜。由于抽拔距很長普通的斜導(dǎo)柱抽芯結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)抽芯動作的順利完成，故

6、采用機動進(jìn)行側(cè)向抽芯。 1.2 材料特性1.2.1PVC化學(xué)物理特性比重：1.38g/cm³，成型收縮率1.53.0%，這里取成型收縮率為2.25%；成型溫度160190。PVC 材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。具有不易燃性、高強度、耐氣候變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC 對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氧化烴接觸的場合。軟聚氯乙烯的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、沖擊韌性等均較硬聚氯乙烯為低，而破斷時的拉長率較高。軟聚氯乙烯制品有儲槽、薄板、薄膜、電線絕緣層、密封

7、蓋、耐酸堿軟管等。PVC 在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數(shù)，如果此參數(shù)不當(dāng)，將導(dǎo)致材料分解的問題。PVC 的流動特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC 材料更難于加工（這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC 材料。1.2.2成形特性1、無定形料，吸濕小，流動性差，為了提高流動性，防止發(fā)生氣泡，塑料可預(yù)先干燥。模具澆注系統(tǒng)宜粗短，交口截面宜大，不得有死角。模具須冷卻，表面鍍鉻。2、由于其腐蝕性和流動性特點，最好采用專用設(shè)備和模具。所有產(chǎn)品須根據(jù)需要加入不同種類和數(shù)量的助劑。3、極易分解，在200度溫度下與鋼、銅接觸更易分解，分解時逸出腐蝕、

8、刺激性氣體、成型溫度范圍小，必須嚴(yán)格控制料溫；4、采用螺桿式注射機噴嘴時，孔徑宜大，以防死角滯料，最好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。1.2.3 注塑模工藝條件 干燥處理：通常不需要干燥處理 熔化溫度：185205 模具溫度2025 注射壓力：為避免材料降解，一般要用相當(dāng)?shù)淖⑸渌俣?流道和澆口：所有的常規(guī)的澆口都可以使用第二章 塑件成形工藝與設(shè)備2.1注射機型號的確定注射模具是安裝在注射機上使用的。在設(shè)計模具時，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對所選用的注射機有關(guān)的技術(shù)參數(shù)有全面了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。注射機為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形分為立式、臥式、指教式三種。注射成型時注射模

9、具安裝在注射機的動模板和定模板上，有鎖模裝置和模柄鎖緊，塑料在料筒內(nèi)呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后有鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。2.1.1制件體積計算 由于塑件形狀不規(guī)則，可通過CAD制圖軟件proe對其進(jìn)行體積分析，分析得體積為：V<件>98³ =1.38g³澆,注系統(tǒng)的體積取塑件的20%，取一模四腔，則：V<澆注>=V<件>*20%=98*20%=19.6³V<總>=4V<件>+V<澆注>=411.6³其總質(zhì)量為：M<總>=V

10、<總>=411.6*1.38=568.008g注射機的選擇： 為了保證制件的質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，注射模一次成型的塑料重量應(yīng)在注射機理論注射量的50%80%之間為好。初選注射機型號：SZ-800/3200，由上海第一塑料機械廠生產(chǎn)的臥式塑料注射機，其相關(guān)數(shù)據(jù)見下表。 SZ-800/3200型注射機相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式臥式理論注射容量³840螺桿直徑67注射壓力Mpa142.2注射速率gs260塑化能力gs34螺桿轉(zhuǎn)速rmin10125鎖模力kN3200拉桿內(nèi)間距600×600移模行程550最大模具厚度600最小模具厚度300鎖模形式雙曲肘2.1.2型腔數(shù)量的

11、確定1、按注射機的塑化能力確定型腔數(shù)量nKm<p>t÷3600M<f>M<s>式中k注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 M<p>注射機的額定塑化量，gh或³h t成型周期,s M<f>澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積，g或³ M<s>單個塑件的質(zhì)量或體積，g或³ n型腔數(shù)量由上式得n0.8×34×3600×80÷360019.6×1.3898×1.38=15.8n=415.8，滿足要求2、按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)量 n

12、KM<max>-M<f>M<s>n型腔個數(shù)M<s>單個塑件的質(zhì)量或體積，g或³M<f>澆注系統(tǒng)及飛邊的質(zhì)量或體積，g或³k最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8M<max>注射機的最大注射量，g或³由上式得n0.8×84019.698=6.66，復(fù)合設(shè)計要求。2.1.3注射機的校核1、最大注射量的校核設(shè)計模具時，應(yīng)滿足注射成型所需的總注射量應(yīng)小于所選注射機的最大注射量。M=nM<s>M<j>=M<max>式中M<s>單個塑件質(zhì)量體積 M&l

13、t;j>澆注系統(tǒng)所需要的質(zhì)量或體積 M注射成型塑件所需的總注射量(包括塑件、澆注系統(tǒng)及飛邊)，g或³由上式得 ：M=411.680%M<max>=80%×840=672 符合要求2、鎖模力的校核 當(dāng)高壓的塑料充滿模具型腔時，會產(chǎn)生使模具分型面脹開的力，這個力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機的額定鎖模力F<p>，才能保證注射時不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即 pnA<s>A<j>F<p>式中n型腔數(shù)目，n=4 p塑料件熔體對型腔的成型壓力（Mpa） A<s>單個塑件在

14、模具分型面上的投影面積(²) A<s>=4.5×5.23.14×2.6²÷23.14×2.6²1.9²=22.6778² A<j>澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(²) A<j>=3.14×0.459²0.7×11.40.6×3×2=11.54² 型腔平均計算壓力選用條件型腔平均壓力Mpa舉例易于成型的制品20聚乙烯、聚苯乙烯等厚壁均勻的日用品、容器普通制品25薄壁容器類高粘度塑料、精度高35ABS、

15、聚甲醛等機械零件、精度高的制品粘度特別高、精度高40高精度的機械零件查表可知軟PVC的熔體壓力取為20MpaF<p>=20×4×22.677811.54=2045.024KN該注射機型號的鎖模力為3200KN2045.024KN故符合要求3、最大注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射類型、噴嘴形式、塑件形狀和澆注系統(tǒng)壓力損失等因素決定的，對于粘度較大的塑料以及細(xì)薄、流程長的塑件，注射壓力應(yīng)取大些。注射機的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時的注射壓力，即 P<max>KP式中 P<max>注射機的最大注射壓力 P塑料件成

16、型時所需的注射壓力。P取70100MPa K安全系數(shù)，常取K=1.251.4，取K=1.3代入數(shù)據(jù)得：KP=130MPaP<max>=141MPa130MPa故符合要求4、模具與注射機安裝部分相關(guān)尺寸的校核1噴嘴尺寸 設(shè)計模具時，主流道始端的球面必須比注射機噴嘴頭部球面半徑大12，主流道小端直徑要比噴嘴中心孔直徑大0.51。否則主流道內(nèi)的塑料凝料將無法脫出。2定位圈尺寸 為了使模具主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線相重合，模具定模版上凸出的定位圈應(yīng)與注射機固定板上的定位孔采用較松動的間隙配合H11h11或留有0.1的間隙。對于小型模具定位圈高度為810，大型模具定位圈高度為1015

17、。3最大、最小模厚 在模具設(shè)計時，由于注射機可安裝模具的厚度有一定限制，所以設(shè)計模具的閉合厚度H<max>及最小模具厚度H<min>之間，即 H<min>H<m>H<max> H<max>=H<min>k式中 H<min>注射機允許模具最小厚度() H<max>注射機允許模具最大厚度 H<m>模具閉合高度 k注射機調(diào)模機構(gòu)可調(diào)整長度代入數(shù)據(jù)得：H<m>=400滿足H<min>=300H<m>=400H<max>=600故符合要求

18、 4安裝螺孔尺寸 模具在注射機上的安裝方法有兩種：一種是用螺釘直接固定；另一種是用螺釘、壓板固定。當(dāng)螺釘直接固定時，模具固定板與注射機模板上的螺孔應(yīng)完全吻合。而用壓板固定時，只要在模具固定板需安放壓板的外側(cè)附近有螺孔就能緊固，因此，壓板固定具有較大的靈活性。本套模具采用壓板固定。5、開模行程校核 注射機的開模行程是有限的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。注射機的最大開模行程與模具厚度無關(guān)。當(dāng)注射機采用液壓和機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定，并不受模具厚度的影響。 單分型面注射模，開模行程按下式校核 S<

19、max>H1H2510 式中 S<max>注射機動模板的開模行程 H1推出距離（脫模距離 H2包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 代入數(shù)據(jù)得：S<max>=550319010=131滿足條件故可選擇SZ-8003200型注射機第三章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1型腔的確定 為了使模具與注射機相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計前應(yīng)確定合理的型腔數(shù)目。由于本模具所要達(dá)到的生產(chǎn)批量為大批量，結(jié)合本塑件結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜。因此綜合考慮本模具采用一模四腔比較合理。3.2制品成型位置及分型面的選擇3.2.1分型面的選擇 分型面的位置直接影響模具的使用、制造及塑件質(zhì)量，因此

20、必須選擇合理的分型面，一般應(yīng)考慮到的因素有：塑件形狀，尺寸厚度，澆注系統(tǒng)的布局，塑料性能及填充條件，成型效率及成型操作，排氣及脫模，模具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，容易制造等。 對于該塑料制件可以選擇以下分型面： 它是塑件最大截面，孔在開模方向上成型，而單個孔在側(cè)面，便于抽芯。3.2.2模具型腔的排列 采用一模四腔，能夠適應(yīng)生產(chǎn)需求，結(jié)構(gòu)如下圖所示3.3 成型零部件設(shè)計 成型零部件的設(shè)計應(yīng)在保證塑件的質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。其中最重要的是凹模和凸模尺寸的設(shè)計。成型零部件工作尺寸指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括型腔和型芯的徑向尺寸及高度尺寸，及孔中

21、心距等。本設(shè)計中采用平均值法計算。3.3.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 凹模是成型塑件外表面的零部件，其結(jié)構(gòu)類型有整體式和組合式。本塑料若采用整體式，則會導(dǎo)致側(cè)向抽芯的難度加大，增加成本。所以采用組合式，這樣可以改善加工工藝性，減少熱變形。1、型腔的徑向尺寸計算塑件外形徑向尺寸：、 式中型腔的基本尺寸 塑料的平均收縮率，=2.25%；塑件外形基本尺寸；模具制造公差，這里取=；塑件尺寸公差值。由上式得： 2、 型腔高度尺寸計算塑件外形深度尺寸：式中 塑件高度尺寸； 型腔深度尺寸； 模具制造公差，這里取=； 塑件尺寸公差值； 塑料平均收縮率。由上式可知： 3.3.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計與尺寸計算 型芯是用來成型

22、塑件的內(nèi)表面，本產(chǎn)品采用組合式型芯。1、 型芯徑向尺寸計算塑件的內(nèi)形徑向尺寸：、 式中 塑件的內(nèi)形尺寸（mm）； 塑件的平均收縮率，=2.25%； 塑件內(nèi)形基本尺寸（mm）; 模具制造公差，這里取=； 塑件尺寸公差。由上式可知： = 2、 型芯高度尺寸塑件高度尺寸：、 式中 塑件的深度尺寸； 塑件的平均收縮率，=2.25%； 塑件深度基本尺寸； 模具制造公差，這里取=； 塑件尺寸公差。由上式可知 ： 3.4 模架的選擇 本方案采用GB/T1225.6 12556.2-1990 中小型標(biāo)準(zhǔn)A2 型模架，模具定模和動模均采用兩塊模板，有支撐板，設(shè)置以推管推出塑件的機構(gòu)組成模架。適用于立式與臥式注射

23、機，用于直澆道，采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯，其分型面可在模面上，也可設(shè)置斜滑塊垂直分型脫模式機構(gòu)的注射模。其模板尺寸選用600×450mm。模具的實際閉合高度為400mm在該模架的最大閉合高度和最小閉合高度之間，符合設(shè)計要求。模架的結(jié)構(gòu)圖如圖4.3 所示。各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇。（1）定模板厚度和動模板厚度；在本設(shè)計中，動、定模的組合起來的空間即為型腔。在注射成型時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很大時，若動、定模板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，為了安全，取底板厚度為30mm,則有動、定模板的厚度為90mm。（2）推管推出距離在分模時塑件一

24、般是黏結(jié)在型芯上的，需要推管推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為120mm，黏結(jié)在型芯上的尺寸約為31mm 左右，所以當(dāng)推出距離為31mm 時就能使塑件和型芯分離。（3）支撐板支撐板又稱動模墊板，是墊在動模型腔下面（或主型芯固定板下面）的一塊平板。其作用是承受成型時的塑料，以防止型腔底部產(chǎn)生過大的撓曲變形或防止主型芯脫出型芯固定板。支撐板應(yīng)有足夠的強度和剛度，以承受成型壓力而不產(chǎn)生過量變形。支撐板的厚度可通過查下表經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定。 支撐板厚度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)塑件在分型面上的投影面積²支撐板厚度 5 15 510 1520 1050 2025 50100 2530 100200 304

25、0 200 40由proe 軟件分析得： A=91.9108（cm²），根據(jù)實際生產(chǎn)需要，取支撐板厚度H=5040(mm)，滿足要求。（4）墊塊尺寸如果墊板的高度太小，則推出的距離不夠，使塑件不能脫離型芯，需要滿足下面關(guān)系式： 式中 H墊塊高度； 擋銷高度，一般?。?5），這里取擋銷的高度為5； 推板厚度； 退管固定板厚度； 推出距離。由上式可知：H5+25+30+31=91即可，這里取墊板的厚度為100。滿足要求3.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計是注塑模具設(shè)計中的一個重要問題。澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴出來以后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)的作用，是將熔體從噴

26、嘴平穩(wěn)地引進(jìn)型腔，并在熔體充模和固化定型中，將注射壓力和保壓力充分傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件制品。澆注系統(tǒng)的好壞，直接影響到熔體的充填程度，氣孔的存在與否，甚至制件的工藝性能，通常要求充模過程快而有序，壓力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離。澆注系統(tǒng)一般均由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。在設(shè)計模具澆注系統(tǒng)時，首先考慮使得塑料熔體迅速填充型腔，減少壓力與熱量損失。其次，應(yīng)從經(jīng)濟上考慮，盡量減少由于流道產(chǎn)生的廢料比例。最后，應(yīng)容易修除制品上的澆口痕跡。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計時，一般遵守如下基本原則：（1）適應(yīng)塑料的工藝

27、性；（2）排氣良好；（3）流程應(yīng)盡量短；（4）防止型芯變形和嵌件位移；（5）修整應(yīng)盡量方便；（6）防止塑件變形和翹曲；（7）澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小，容積也應(yīng)盡量?。唬?）澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱，澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減小模具的尺寸。3.5.1 主流道的設(shè)計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射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。因主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬于易損件，對材料要求較高，所以模具的主流道部分設(shè)成可拆卸更換的主流道襯套式，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理。主流道襯套

28、設(shè)置在模具的對稱中心位置上。主流道設(shè)計如圖所示 d=碰嘴直徑+1mm=4mm；R=碰嘴球面半徑+23mm=21mm；a =2°6°；r=D/8；H=（1/32/5） R=4mm3.5.2 分流道設(shè)計選擇分流道的截面形狀為梯形。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動阻力均不大，其截面尺寸可以參考下表。 梯形分流道截面尺寸主流道直徑56789101112h3.5455.5678956789101112 因主流道的直徑 D=9mm，考慮到實際生產(chǎn)加工，故取一級主流道= 6mm，= 7mm ，二級主流道= 5mm， = ，= 6mm3.5.3 澆口設(shè)計本設(shè)計中采用的是側(cè)

29、澆口，又稱為邊緣澆口或普通澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多維矩形，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆 口的凍結(jié)時間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，因此它是應(yīng)用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于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。由于澆口截面積小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，且不留痕跡。但這種澆口成型的塑件往往有熔體痕存在，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不利。 側(cè)澆口尺寸計算的經(jīng)驗公式如下： 式中 側(cè)澆口的寬度，； 塑件的外側(cè)表面積，²； 側(cè)澆口的厚度，； 澆口處塑

30、件的壁厚，。 用proe軟件測量其表面積 A=18000² 則有 ； 因分流道、澆口在分型面的同一側(cè)，側(cè)向進(jìn)料，澆口長度可??；3.5.4 冷料穴設(shè)計本設(shè)計采用帶鉤形拉料桿和底部帶推桿的冷料穴。開模時，由于Z 形將冷凝料鉤住，使主流道凝料從澆口套中拔出。因拉料桿另一端固定在推管固定板上，所以推管推動塑件的同時也將冷凝料從動模中推出。取出塑件時，用手工朝Z 形的側(cè)向稍加移動，就可將澆注系統(tǒng)和塑件一起取下。如圖所示為帶鉤形（Z形）拉料桿的冷料穴。3.5.5 排氣系統(tǒng)設(shè)計排氣系統(tǒng)的作用是在注射過程中，將型腔中的其他有序而順利的排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷。如果排氣不良有以下危害性：（1

31、） 在塑件上形成氣泡、印紋、接痕，使表面輪廓不清；（2） 嚴(yán)重時在塑件表面產(chǎn)生焦痕；（3） 降低充模速度，影響成型周期；（4） 形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。因此，及時有序的將氣體排出是十分必要的。一般有以下幾種排氣方式：（1） 排氣槽排氣；（2） 分型面排氣；（3） 拼鑲件縫隙排氣；（4） 推桿間隙排氣；（5） 粉末燒結(jié)合金塊排氣；（6） 排氣并排氣；（7） 強制排氣。本塑件是小型塑件，結(jié)構(gòu)塑件特點，可以采用分型面排氣方式足夠排氣，因而不采用排氣槽排氣。3.6 導(dǎo)向與定位機構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對合精度。3.6.1 導(dǎo)向機構(gòu)的功用在注射模中，引導(dǎo)動模和定模之間按

32、一定方向閉合或開啟的裝置，稱為導(dǎo)向機構(gòu)。其作用有：1、導(dǎo)向作用。在動模與定模閉合的進(jìn)程中，導(dǎo)向機構(gòu)應(yīng)首先接觸，引導(dǎo)動、定模準(zhǔn)確配合，避免型芯與凹模發(fā)生碰撞。2、定位作用。保證動、定模按一定的方位合模，避免模具在裝配時，因方向弄反而損壞成型零件，合模后保持型腔的正確形狀。3、承受一定側(cè)壓力。高壓塑料熔體在充模過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，須由導(dǎo)向機構(gòu)承擔(dān)。4、保持機構(gòu)運動平穩(wěn)。3.6.2 導(dǎo)柱的設(shè)計導(dǎo)柱是安裝在另一模半上的導(dǎo)套相配合，用以確定動、定模的相對位置保證模具運動導(dǎo)向精度的圓柱形零件。導(dǎo)柱有兩種基本形式，一種是帶頭導(dǎo)柱，另一種是帶肩導(dǎo)柱。在本設(shè)計中，采用的是帶頭導(dǎo)柱，其特點是帶有軸向定位臺階，

33、固定段與導(dǎo)向段具有同一公稱尺寸、不同公差帶的導(dǎo)柱。同時，在導(dǎo)柱上開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。導(dǎo)柱的直徑與模板外形尺寸有關(guān)，其關(guān)系如下表模板外形尺寸150150200200250250300 300400導(dǎo)柱直徑d 60 1618 1820 2025 2530模板外形尺寸40050050060060080080010001000 導(dǎo)柱直徑d 3035 3540 4050 60 60因為該設(shè)計的模具模板為600×450，故取導(dǎo)柱的直徑d =35 mm3.6.3 導(dǎo)套的設(shè)計導(dǎo)套是與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導(dǎo)向精確的圓套零件。導(dǎo)套

34、常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是直導(dǎo)套，另一種是帶頭導(dǎo)套。在本設(shè)計中，采用的是帶頭導(dǎo)套，其特點是帶有軸向定位臺階。其結(jié)構(gòu)如圖所示：3.6.4 定位圈的設(shè)計為了便于模具在注射機上安裝以及模具澆口套與注射機的噴嘴孔精確定位，應(yīng)在模具上（通常在定模上）安裝定位圈，用于與注射機定位孔匹配。定位圈除完成澆口套與噴嘴孔的精確定位外，還可以防止?jié)部谔讖哪?nèi)滑出。3.7 推出機構(gòu)的設(shè)計注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出制品的裝置稱為脫模機構(gòu)，也常稱為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)的工作原理：推管有推管固定板和推板經(jīng)螺栓聯(lián)接后被夾緊。注射機上的頂柱作用在推板上，經(jīng)推管傳遞脫模力將制品

35、從型芯上推出。拉料桿在開模瞬間拉住澆注系統(tǒng)凝料，使其隨同制品滯留在動模一側(cè)，脫模時再將凝料推出。在合模時，復(fù)位桿被定模推回，使整個脫模機構(gòu)復(fù)位。脫模力由兩部分組成，即 式中 制品對型芯包緊的鎖模阻力（N） 使封閉殼體脫模需克服的真空吸力（N） 式中 0.1單位為MPa； 型芯的橫截面面積（²）。在脫模力計算中，將的制品視為薄壁制品。反之，視為厚壁制品。產(chǎn)品，。所以有，為厚壁制品。 式中 塑料的拉伸彈性模量（MPa）； 塑料的平均成形收縮率； 塑料的泊松比； 型芯脫模方向高度（）； 型芯的脫模斜度； 制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數(shù)； 脫模斜度修正系數(shù)，其計算式為 制品與鋼材表面之間的靜

36、摩擦系數(shù)； 厚壁制品的計算系數(shù)，其計算式為 比例系數(shù)； 型芯的平均半徑（）；制品壁厚（）。查資料 ，。由上式可知： 3.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計與計算3.8.1 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計因軟PVC 要求的模溫為2050 攝時度，不超過80 攝時度，故無須設(shè)置加熱裝置。3.8.2 模具系統(tǒng)的熱平衡計算如果忽略模具因空氣對流、熱輻射以及注射機接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的和簡略的計算。熱平衡計算：在單位時間內(nèi)熔體凝固時放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量，因此有: 式中 冷卻水的體積流量（m /min 3；單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具的塑料重量（Kg/min ）；單位

37、重量的塑料制品在凝固時所放出的熱量（KJ/Kg ）； 冷卻水的密度（Kg/m³）； 冷卻水的比熱容KJ/(Kg·)； 冷卻水出口溫度（）； 冷卻水入口溫度（）。Q1 可表示為 式中 塑料的比熱容KJ/(Kg·)； 塑料熔體的初始溫度（）； 塑料制品在推出時的溫度（）；u 結(jié)晶型塑料的熔化質(zhì)量焓（KJ/Kg ）。冷卻管道總傳熱面積A（m² ）可用下式計算：式中 W 單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料重量（Kg/min ）；單位重量的塑料制品在凝固時所放出的熱量（KJ/Kg ）；h冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) /( ) 2 KJ m h C 

38、15; ×o ；模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫差（）。對于長徑比l / d50 的細(xì)長冷卻管道，其孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h 的計算式為 式中 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)； 冷卻水在一定溫度下的密度（Kg / m³ ）； 冷卻水在圓管中的流速（m/ s）； 冷卻管道的直徑（m ）的計算式為：式中 冷卻水的熱導(dǎo)率 KJm²·h·；冷卻水的比熱容 KJ /(Kg ·；冷卻水的粘度（Pa ·s ）。若冷卻介質(zhì)為水時， f 值可由表查出。冷卻水在圓管中的流速為 式中 qv冷卻水的體積流量（m³s）；d 冷卻管道的直徑

39、（m ）；v 冷卻水在圓管中的流速（m/ s）。模具應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)為 式中 L 冷卻管道開設(shè)方向上模具長度或?qū)挾龋╩ ）A 冷卻管道總傳熱面積（m²）；d 冷卻管道的直徑（m ）。設(shè)模具注射的平均周期為80s 則n =3600/80=45每次注射塑料的質(zhì)量為：v<澆注>=v<件>×20%=19.6³V<總>=4V<件>+V<澆注>=411.6³其總質(zhì)量為： M<總>=V<總>=411.6×1.38=568.008g則得到每小時的注射量為v=0.56800

40、8×45 Kg / h =25.56 Kg / h用20的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為27，水呈湍流狀態(tài)，若模具平均溫度為35，模具寬度為400mm。1、塑料制品在固化時每小時釋放的熱量Q。查表4-4 得軟聚氯乙烯單位重量放出的熱量 ， 表4-4 常用塑料熔體的單位熱流量 塑料品種塑料品種ABS310400低密度聚乙烯590690聚甲醛420高密度聚乙烯690810丙烯酸290聚丙烯590醋酸纖維素390聚碳酸酯270聚酰胺650750聚氯乙烯1603202、求冷卻水的體積流量由式（4.12）可知：3、求冷卻管道直徑d。查表得，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=8mm4、求冷卻水在管道內(nèi)

41、的流速u 。由式（4.17）可知：=1.53m/s5、求冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h 。查表得，取f =7.22（水溫為30時），由式（4.15）可知：=KJ/(m²·h·) 6、求冷卻管道總傳熱面積A 。由式（4.14）可知：=0.0294m² 7、求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)n 。由式（4.18）可知：=2.93 取4所以在分型面兩側(cè)各布置了兩個尺寸為=8mm，長度400mm的冷卻管道，足以使塑件及模具達(dá)到冷卻要求。3.9 側(cè)向分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計當(dāng)塑件上具有與卡模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹時，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做

42、成可動的，稱為活動型芯，在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再從模中取出塑件。帶動側(cè)向成型零件作側(cè)向移動的整個機構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。按動力來源的不同,側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)一般可分為手動,機動,氣動或液壓三類.這里我們選用的是機側(cè)向抽芯機構(gòu)中的斜導(dǎo)柱分型抽芯。（1）型芯:塑件為形狀有規(guī)則排列而又難于整體加工,所以采用由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成的組體型芯,即鑲拼組合式型芯.（2）抽芯距的確定側(cè)向型芯從成型位置到不妨礙塑件頂出脫模位置移動的距離稱為抽芯距，用S 表示。為安全起見，抽芯距通常應(yīng)比側(cè)孔的深度大23mm，但在側(cè)向型芯脫出側(cè)孔后，其幾何位置有礙于塑件脫模的情況下，抽芯距不能簡單地依靠這

43、種方法確定。其抽芯距必須保證側(cè)向瓣合模塊完全推到臺肩之外才能將塑件頂出脫模，故有 式中 側(cè)向凸臺高度，mm;S 實際抽芯距，mm。且有 式中 R骨架臺肩半徑； r骨架圓筒半徑。由上式可知 （3）抽芯力的確定塑件在模具中冷卻定型時，由于冷縮的原因，物料溫度降低，直至復(fù)原到常溫這個過程，尺寸逐漸減小，塑件對型芯產(chǎn)生一個包緊力。因此在塑件脫模時必須克服這一包緊力所產(chǎn)生的脫模力的阻力，塑件同時還需克服與型芯之間的黏附力和摩擦力及抽芯機構(gòu)本身所產(chǎn)生的運動摩擦合力才能將型芯脫開。這幾種合力即為脫模力M，在側(cè)抽芯動作中稱抽芯力，在頂出動作中稱頂出力。塑件底面帶通孔的脫模力（抽芯力）的計算公式:式中 塑件對側(cè)

44、型芯的收縮應(yīng)力。一般模內(nèi)冷卻的塑件， A 塑件包緊側(cè)型芯成型部分的側(cè)面積，m²塑件與模體鋼材的摩擦系數(shù)，一般取= 0.1 0.3脫模斜度 0°通過proe 測量，A 6600mm²，塑件為模內(nèi)冷卻，P 取 ,塑件與側(cè)型芯的摩擦系數(shù)取0.2，所以側(cè)向抽拔力：F=5.28×。3.9.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計本設(shè)計采用的是在中小型模具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，其臺肩部相平于模面，角度與抽拔角一致。材料為T8 碳素工具鋼，由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常于滑塊摩擦，熱處理要求硬度HRC50,表面粗糙度Ra0.8mm。 斜導(dǎo)柱固定部分與模板的配合精度為H7/m6 的過渡配合，結(jié)構(gòu)圖如圖所示：1

45、、斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇斜導(dǎo)柱傾斜角與斜導(dǎo)柱的有效工作長度L ，抽芯距S ,斜導(dǎo)柱完成抽芯時所需最小開模行程H 有關(guān)。增大， L 和H 減小，有利于減小模具尺寸，但斜導(dǎo)柱所受的彎曲力和側(cè)抽芯時的開模力將增大；反之亦反，綜合兩方面考慮，一般最常用為12°22°本設(shè)計取為22°2、圓柱形斜導(dǎo)柱直徑的確定圓柱形斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力，而彎曲力又取決于抽拔力，抽拔角以及受力點的位置。 式中 斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力，一般碳鋼可取3×Pa;側(cè)型芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導(dǎo)柱中心線交點到斜導(dǎo)柱固定板的距離，它并不等于滑塊高度的一半；斜導(dǎo)柱彎曲力臂d 斜

46、導(dǎo)柱直徑，mm 抽芯力，N抽拔角由上述公式可得： 18mm，滿足要求斜導(dǎo)柱的總長為：斜導(dǎo)柱的工作長度 L 為170.82mm，根據(jù)L=Ssin計算實際抽芯距：S=170.82×sin22°=63.9945+23）mm(理論抽芯距)完全抽拔出側(cè)型芯所需的開模行程為：170.82×cos22° = 158.38 (mm)。158.38118 (mm)（脫澆注系統(tǒng)凝料所需開模行程），所以對于SZ800/3200 注射機移模行程的校核應(yīng)按完全抽拔出側(cè)型芯所需開模行程校核。3.9.2 側(cè)滑塊設(shè)計側(cè)型芯與滑塊的連接形式，由于側(cè)型芯較大，故側(cè)型芯與滑塊采用燕尾式連接，

47、然后利用4 銷釘固定。側(cè)滑塊的導(dǎo)滑槽采用鑲拼組合形式，共設(shè)計六根導(dǎo)軌，利用M10內(nèi)六角螺釘和10 銷釘將導(dǎo)軌安裝于動模板上，構(gòu)成導(dǎo)滑槽。側(cè)滑塊與兩根導(dǎo)軌構(gòu)成的導(dǎo)滑槽的寬度和高度方向都采用H7/f8 配合，以保障滑塊平穩(wěn)、靈活運動。側(cè)滑塊在斜導(dǎo)柱驅(qū)動下完成抽拔后，由SR8mm的鋼珠定位，以使其停留在和斜導(dǎo)柱相脫開的位置上不再移動，保證下次合模時斜導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入滑塊的斜孔使滑塊復(fù)位，在滑塊底部加工兩個深3mm，球半徑為4mm，相距63mm的凹坑，與鋼珠配合使用。4.9.3 楔緊塊設(shè)計模具合模后，利用楔緊塊把鎖模力傳給側(cè)滑塊、使滑塊不致產(chǎn)生位移，從而保證斜導(dǎo)柱和滑塊在成型時的位置精度。楔緊塊利用螺

48、釘安裝于定模座板上，在側(cè)抽芯機構(gòu)中，楔緊塊的楔角是一個重要的參數(shù)。為了保證在合模時能壓緊滑塊，而在開模時它能迅速脫離滑塊，避免楔緊塊影響導(dǎo)柱對滑塊的驅(qū)動，鎖緊角一般必須大于斜導(dǎo)柱的斜角，這樣才能保證模具一開模，楔緊塊就讓開。一般楔角要比斜導(dǎo)柱的傾角大2°3°。3.9.4 干涉現(xiàn)象干涉現(xiàn)象是指滑塊的復(fù)位先與推管的復(fù)位，致使活動側(cè)型芯與推管相碰撞，造成推管或側(cè)型芯的損壞。避免干涉的條件，在側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)中，如果側(cè)型芯的水平投影與推管重合或推管的頂出距離大于側(cè)型芯的最低面時，若仍采用復(fù)位桿復(fù)位就會產(chǎn)生干涉，因此在模具結(jié)構(gòu)予許的情況下，應(yīng)盡量避免推管與側(cè)抽芯的水平投影相重合，或是推管頂

49、出距離小于側(cè)型芯的最低面。綜合以上設(shè)計，在完全合模狀態(tài)下，側(cè)型芯與推管在分型面上投影不相重合，并且推管頂出距離大于側(cè)型芯的最低面，所以，推管與側(cè)型芯不會發(fā)生干涉現(xiàn)象。3.10 模具成型零部件材料的選擇由于標(biāo)準(zhǔn)模架的座板、墊塊、支撐板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件可查找設(shè)計手冊確定，故此處只對成型零件的材料進(jìn)行選擇。由于各種模具用鋼并不可能具備所有應(yīng)該具備的條件，依模具的使用情況不同而合理的選擇鋼材，這是最重要的。作為塑料模具的使用條件，有不同條件，模具用鋼大致應(yīng)滿足如下的要求：1、機械加工性能優(yōu)良；2、拋光性能優(yōu)良；3、有良好的表面腐蝕加工性；4、既要耐磨損，而且又有韌性；5、淬火性能好，變形??；

50、6、電火花加工性能好；7、有耐腐蝕性；8、焊接性好。在選擇模具鋼材時，要依以下條件而逐次考慮，最后作出結(jié)論。1、塑件的生產(chǎn)批量；2、塑件的尺寸精度；3、制件的復(fù)雜程度；4、制件體積大??；5 制件外觀要求。綜合考慮各方面因素，本模具的型芯的材料選用的是CrWMn，硬度為HRC5055。型腔的材料選用的是45 鋼，熱處理硬度為HBS230270，易于加工成型，成型位置需要滲碳處理。第四章 試模4.1 試模過程試模的目的主要是：檢查模具在設(shè)計中制造上是否存在缺陷，若有缺陷則需要排除，另外對模具成型工藝條件進(jìn)行試模應(yīng)按以下順序進(jìn)行：1、裝模模具盡可能整體安裝，模具定位圈裝入注射機的定位孔后，以很慢的速

51、度合模，由定模板將模具輕輕壓緊，然后裝上壓板，通過調(diào)節(jié)螺釘或墊塊，將壓板壓緊。模具固緊后可慢慢開模，裝好模具后，按通冷卻水管進(jìn)行檢驗。2、試模做好試模準(zhǔn)備后，選用合格的原料，根據(jù)注射工藝條件將料筒和噴嘴加熱并調(diào)試加熱溫度。當(dāng)溫度合適時可以開機試模。4.2 試模過程中可能產(chǎn)生的缺陷、原因以及調(diào)整方法（1）注射填充不足所謂的填充不足是指在足夠大注射壓力，足夠多的料量的條件下注射不滿型腔而得不到完整塑件。這種情況極為常見，其主要原因有：1、熔體流動阻力過大。主要有：主流道或分流道尺寸不合理；2、型腔排氣不良。這是個很容易被忽略的問題，模具精度高，排氣尤為重要。尤其在型腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須要合理的安排推管、鑲塊，利用間隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且容易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象；3、鎖模力不足，因注射時動模稍往后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量加大而引起缺料，應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量；（2）制品尺寸超差初次是試模時經(jīng)常出現(xiàn)