基于ProE的洗衣液瓶蓋注射模具設(shè)計(jì)（機(jī)械CAD圖紙）

摘要本設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了洗衣液瓶蓋的注射模設(shè)計(jì)過(guò)程。包括了塑件結(jié)構(gòu)的分析和材料的選擇、擬定模具結(jié)構(gòu)形式、注塑機(jī)型號(hào)的選擇、澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)、模架確實(shí)定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)確實(shí)定、脫模推出機(jī)構(gòu)確實(shí)定、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、典型零件制造工藝等。該塑件有內(nèi)螺紋，模具型腔為一模四腔，采用點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)，需要兩次分型。且中間盲孔較深，為保證塑件整體結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，采用活動(dòng)螺紋型芯膜外脫的脫出方法。故設(shè)計(jì)中主要解決了分型面的選擇，型腔數(shù)目確實(shí)定，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，采用了二次脫模機(jī)構(gòu)來(lái)脫模，保證塑件能順利的成型出模。關(guān)鍵詞：洗衣液瓶蓋；注射模；活動(dòng)螺紋型芯；ABSTRACTThispaperindetailintroducedtheinjectionmolddesignprocessofthebottlecapofdetergent,includingthestructureanalysisandmaterialselectionoftheplasticparts,drawingupthemouldstructurestyle,theselectionoftheinjectionmoldingmachine,theformofpouringsystemandthedesignoftherunner,thedesignofshapedparts,mold-determinationandselectionofstandardparts,theorientedinstitutionstoidentifyformoldclamping,thedeterminationofejectororganizationforde-molding,thedesignoflateralcore-pullingorganization,thedesignofthemoldpumpingsystem,thedesignofthesystemforcontrollingthemoldtemperature,themanufacturingprocessesoftypicalcomponentsandsoon.Thereissomeinternalthreadinsidetheplasticpartsandthisfour-cavitymoldwasdesignedwithpointrunnersandtwomoldjoints.Wechoosetoseparatetheplasticpartsfromtheactivethreadedcoresoutsidethemoldtokeeptheoverallstructureandsimplifythemoldbecauseofthedeepmiddleblindhole.Sothepapermainlyfiguredoutthedeterminationofjoints,theconfirmofcavityamountandthedesignofextrusiondevice.Andtwo-timedemouldingmechanismwasusedinordertomaketheplasticpartsbeshapedupandbedemoldedsuccessfully.KeyWords:thebottlecapofdetergent；injectionmold；theactivethreadedcore；目錄第一章緒論 -5-第二章塑件成型工藝分析 -6-2.1塑件分析 -6-壁厚分析 -6-圓角分析 -6-精度等級(jí) -6-2.2塑件材料的選擇及材料特性 -7-2.2.3PP化學(xué)和物理特性 -7-注射成型的工藝條件 -8-2.2.6PP的成型條件 -8-其成型條件如表2-2所示： -8-2.3分型面位置確實(shí)定 -9-2.4型腔數(shù)量、排列方式確實(shí)定 -10-第三章注射機(jī)的選擇 -13-3.1注射機(jī)的初步選擇 -13-3.2注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 -14-第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) -17-4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原那么 -17-4.2主流道設(shè)計(jì) -18-第五章成型零件的設(shè)計(jì) -22-5．2成型零件工作尺寸計(jì)算 -22-5.3成型零件尺寸及動(dòng)模墊板的計(jì)算 -27-第六章模架確實(shí)定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 -28-6.1模架的選定 -28-6.2模架各尺寸校核 -29-第七章合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) -30-7.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 -30-7.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原那么 -30-第八章脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) -36-8.1脫模機(jī)構(gòu)的組成 -36-8.2脫模方式確實(shí)定 -37-8.3推出機(jī)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) -38-第十章排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -44-第十一章加工設(shè)計(jì) -45-第十二章設(shè)計(jì)總結(jié) -49-參考文獻(xiàn) -50-致謝 -51-第一章緒論模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根底工業(yè)，被稱(chēng)為“工業(yè)之母〞.而塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)的一朵奇葩，其開(kāi)展極為迅速。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)，有69%~90%工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具已成為工業(yè)開(kāi)展的根底，許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)在有大程度上都依賴(lài)于模具生產(chǎn)，特別是汽車(chē)、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)塑料工業(yè)開(kāi)展很快，表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多，產(chǎn)量已上升到世界第四位，由此可見(jiàn)，塑料工業(yè)已在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來(lái)大的作用。傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)，主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，用仿形加工，成行磨削以及電火花加工方法來(lái)制造模具。而現(xiàn)代模具不同，它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且技術(shù)要求更高，用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的開(kāi)展，采用先進(jìn)制造技術(shù)，才能到達(dá)它的技術(shù)要求。當(dāng)前，整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的開(kāi)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)劇烈。為了適用市場(chǎng)對(duì)模具制造的短交貨期，高精度，低本錢(qián)的迫切要求，模具將有如下開(kāi)展趨勢(shì)：模具的精度將越來(lái)越高。10年前，精密模具的制造精度一般為5μm，現(xiàn)在已達(dá)2μm－3μm，不久1μm精度的模具即將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1μm以?xún)?nèi)，這就要求開(kāi)展超精加工工藝。不斷提高模具的設(shè)計(jì)、制造技術(shù),使模具能更精確、簡(jiǎn)易、省料地加工出形狀復(fù)雜的零件，并提高模具使用的穩(wěn)定性和壽命。模具日趨大型化。這一方面是由于運(yùn)用模具制造的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求而開(kāi)展的一模多腔〔現(xiàn)在有的已到達(dá)一個(gè)模幾百腔〕所致。多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步開(kāi)展。新型多功能復(fù)合模具是在多工位級(jí)進(jìn)模根底上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，一副多功能模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，這種多功能模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件，如觸頭與支座的組件、各種微小電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等，可大大產(chǎn)品的生產(chǎn)和裝配周期。此次的設(shè)計(jì)任務(wù)即洗衣液瓶蓋注射模具設(shè)計(jì)，零件模型擺在面前，如何才能以最快的速度設(shè)計(jì)出模具來(lái)，并降低本錢(qián)，首先應(yīng)考慮ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)如何才能在設(shè)計(jì)中發(fā)揮其主要優(yōu)勢(shì)，因此，我使用了強(qiáng)大的模具設(shè)計(jì)軟件——PRO/ENGINEER。因此設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是PRO/ENGINEER設(shè)計(jì)軟件在注射模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用問(wèn)題，并且由于該零件的尺寸及復(fù)雜程度，使得分模與型腔及型芯的設(shè)計(jì)工作變的尤為關(guān)鍵，為圓滿完成這次設(shè)計(jì)任務(wù)，我對(duì)該軟件的幾個(gè)常用模塊，特別是零件、曲面、工程圖及模具模塊進(jìn)行了比擬深入的學(xué)習(xí)，相信能借助PRO/ENGINEER，使設(shè)計(jì)工作到達(dá)事半功倍的效果。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人遇到了不少的困難，但通過(guò)查閱相關(guān)資料、虛心請(qǐng)教以及和同學(xué)相互討論，尤其是指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，都一一把困難克服了。相信本設(shè)計(jì)能符合設(shè)計(jì)要求，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于本人知識(shí)水平不高，設(shè)計(jì)中肯定還會(huì)有不完善的地方，懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正。第二章塑件成型工藝分析2.1塑件分析該塑料制品為一塑膠瓶蓋，其塑件的結(jié)構(gòu)以及外表形狀較為簡(jiǎn)單，整個(gè)塑件呈筒狀，中間銜接局部以圓弧過(guò)渡。作為實(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，以降低模具的加工制造本錢(qián)。且塑件本身壁厚較小、均勻，適合于大批量的注塑模具生產(chǎn)。壁厚分析塑件的壁厚對(duì)塑件質(zhì)量的影響很大。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，不但浪費(fèi)原料，而且增加冷卻時(shí)間，更重要的是塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。查相關(guān)手冊(cè)可知，該塑件的壁厚介于1~2mm間，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。圓角分析為了防止應(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)外外表的連接處，應(yīng)采用過(guò)渡圓弧。塑件上的過(guò)渡圓弧對(duì)于模具制造也是必要的。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)原那么：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。本次設(shè)計(jì)要求該塑件的內(nèi)外圓弧半徑結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來(lái)設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)力狀況以及條件設(shè)備，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。精度等級(jí)制品的外表質(zhì)量包括外表粗糙度和外觀質(zhì)量等，制品的外觀要求越高，外表粗糙度值應(yīng)越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能防止冷疤、云紋等缺陷來(lái)保證外，主要取決于模具型腔外表的粗糙度。一般模具外表的粗糙度要比制品的要求低1～2級(jí)。精度要求采用MT5。脫模斜度PP的成型性能較好，收縮率方向均勻，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)【2】表2-10，其凹模的脫模斜度25′～45′，凸模型芯的脫模斜度為20′～45′，考慮到塑件的高度尺寸較深，故本塑件的內(nèi)、外外表脫模斜度均選為1°。2.2塑件材料的選擇及材料特性材料的選擇該塑件在尺寸上要求比擬高,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，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)、本錢(qián)和供給，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)，選用成型性能較好，綜合性能優(yōu)良、在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的塑料PP〔聚丙烯〕。材料簡(jiǎn)介PP中文名：聚丙烯英文名：Polypropylene2.2.3PP化學(xué)和物理特性PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是參加1%~4%〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)〕乙烯的無(wú)規(guī)那么共聚物或乙烯含量的嵌共聚物型的PP材料有較低的熱變形溫度〔100℃〕、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的外表剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題。通常，采用參加玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.0%~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比HDPE等材料要好得多。參加30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對(duì)芳香烴〔如苯〕溶劑、氯化烴〔四氯化碳〕溶劑等沒(méi)有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。2.2.4PP主要性能指標(biāo)其主要性能指標(biāo)如表2-1所示表2.1PP的性能指標(biāo)性能范圍性能范圍密度∕0.90~0.91計(jì)算收縮率〔%〕1.0~3.0比體積∕1.10~1.11拉伸強(qiáng)度∕MPa30~39吸水率〔%〕0.01~0.83抗拉屈服強(qiáng)度∕MPa37熔點(diǎn)∕℃170~176抗彎強(qiáng)度∕MPa67.5注射成型的工藝條件〔1〕枯燥處理如果儲(chǔ)存適當(dāng)那么不需要枯燥處理?！?〕熔化溫度220~275℃，注意不要超過(guò)275℃。〔3〕模具溫度40~80℃，建議使用50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定?！?〕注射壓力可大到180MPa?！?〕用在較高溫度下進(jìn)行低速注射流道和澆口對(duì)于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的澆口和流道。所有類(lèi)型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。2.2.6PP的成型條件其成型條件如表2-2所示：表2.2PP成型條件工程要求條件注射成型機(jī)類(lèi)型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速∕(r/min)30～60密度∕(g/cm)0.9～0.91計(jì)算收縮率(%)1.0～2.5預(yù)熱溫度∕℃80～100時(shí)間∕h3～4料筒溫度∕℃后段160～180中段180～200前段200～230噴嘴溫度∕℃180～190模具溫度∕℃40～80注射壓力∕MPa70～120成型時(shí)間∕s注射時(shí)間20～60高壓時(shí)間0～3冷卻時(shí)間20～90總周期50～1602.3分型面位置確實(shí)定在塑件設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否那么無(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具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。選擇分型面的根本原那么分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時(shí)在選擇分型面時(shí)考慮以下因素：(1)不應(yīng)影響塑件的尺寸精度和外觀，即分型面不破壞塑件光滑的外外表；(2)盡量簡(jiǎn)單，防止復(fù)雜形狀，使模具制造容易；(3)不阻礙塑件脫模和抽芯，確保塑件開(kāi)模后留在動(dòng)模一側(cè)；(4)有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置，特別是澆口位置；(5)盡可能與料流的末端重合，有利于排氣。分型面類(lèi)型的選擇〔1〕單分型面注射模單分型面注射模又稱(chēng)兩板式模具，它是注射模中最簡(jiǎn)單又最常見(jiàn)的一種結(jié)構(gòu)形式。這種模具可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成單型腔，也可以設(shè)計(jì)成多型腔。構(gòu)成型腔的一局部在動(dòng)模，另一局部在定模。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上。開(kāi)模后由于拉料桿的拉料作用以及塑件應(yīng)收縮包緊在型芯上，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一同留在動(dòng)模一側(cè)，動(dòng)模一側(cè)設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。一般對(duì)于塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。〔2〕雙分型面注射模雙分型面又稱(chēng)三板式注射模。與單分型面注射模相比，在動(dòng)模與定模之間增加了一個(gè)可移動(dòng)的澆口板〔又稱(chēng)中間板〕，塑件和澆注系統(tǒng)凝料從兩個(gè)不同的分型面取出。雙分型面的種類(lèi)較多，我們接觸到的大致有以下幾種：定距板式雙分型面注射模、定距拉式雙分型面注射模、定距導(dǎo)柱式雙分型面注射模、拉鉤式雙分型面注射模、擺鉤式雙分型面注射模、尼龍拉鉤式雙分型面注射模。雙分型面對(duì)于塑件外觀質(zhì)量要求比擬高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各種雙分型面結(jié)構(gòu)。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2.1所示:圖2.12.4型腔數(shù)量、排列方式確實(shí)定為了使模具與注射機(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，常用的方法有以下：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)用最小的原那么，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)。根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目當(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,單個(gè)制品在分型面上的投影面積為，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為，型腔數(shù)目為n，那么：，即根據(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%，設(shè)模具中的型腔數(shù)目為n,制品的根本尺寸為L(zhǎng)，塑件尺寸公差為，單型腔模具注射生產(chǎn)時(shí)可能產(chǎn)生的尺寸誤差為(不同的材料，有不同的值，如：聚甲醛為0.2%,尼龍66為0.3%,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非結(jié)晶型塑料為0.05%),那么有塑件尺寸精度的表達(dá)式為：簡(jiǎn)化后可得型腔數(shù)目為：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)。根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目。設(shè)注射機(jī)的最大注射量G〔g〕，單個(gè)制品的質(zhì)量為〔g〕，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為〔g〕，那么型腔數(shù)目n為：型腔的排布設(shè)計(jì)原那么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)遵循以下原那么：盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。型腔布置與澆口開(kāi)高部位應(yīng)力求對(duì)稱(chēng)，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。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、外表粗糙度較高，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)本錢(qián)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(chēng)性排布,分流道直徑可選1.6~9.5mm(參見(jiàn)?塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)?P59表4-3局部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0.8<1.0<2.4)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0.8~1.3mm(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(chēng)平衡的排布,如圖2.2示：圖2.2型腔數(shù)目及排布圖第三章注射機(jī)的選擇注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格確實(shí)定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注塑機(jī)，倘假設(shè)用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，假設(shè)不能滿足要求，那么必須重新調(diào)整。3.1注射機(jī)的初步選擇注射量的計(jì)算通過(guò)三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得塑件體積：塑件質(zhì)量：式中，參考表2-1可取0.91。澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算查閱有關(guān)文獻(xiàn)得公式〔3-1〕式中………………一副模具所需塑料的質(zhì)量或體積〔或〕………………初步選定的型腔數(shù)量………………單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積〔或〕………………澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積〔或〕澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2～1倍來(lái)估算。假設(shè)是流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料約為塑件體積的15%～20%〔多澆口多型腔時(shí)，注塑廠的統(tǒng)計(jì)資料〕。在學(xué)校做設(shè)計(jì)時(shí)一般以作為預(yù)測(cè)估算，由于本設(shè)計(jì)采用流道簡(jiǎn)單，故〔1〕選擇注射機(jī)根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量,并由注射機(jī)公稱(chēng)注射量的計(jì)算公式得，根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定公稱(chēng)注射量為，注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3.2。表3.2理論注射容量/106移模行程/300螺桿直徑/45最大模具厚度/300注射壓力/150最小模具厚度/200注射時(shí)間/1.8鎖模形式液壓——機(jī)械塑化能力/16.8模具定位孔直徑/100螺桿轉(zhuǎn)速/10～140噴嘴球半徑/12鎖模力/9×10噴嘴口孔徑/4拉桿內(nèi)間距/260×3603.2注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核注射壓力校核設(shè)計(jì)中要求，(3-3)式中…………注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力…………塑件成型時(shí)所需注射力…………注射壓力平安系數(shù)，常取=1.25～1.4塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑件流動(dòng)性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類(lèi)型等因素決定，在生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為70～150MPa。所設(shè)計(jì)塑件所用材料為PP，流動(dòng)性較好，屬中等壁厚塑件，取=100MPa，=150MPa，=1.3，那么：=1.3×100=130＜,所以，注射機(jī)注射壓力合格。鎖模力校核塑件在分型面上的投影面積，那么澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料〔包括澆口〕在分型面上的投影面積數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。大致是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2～0.5倍。由于本例流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一點(diǎn)。這里取=0.35。塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，那么成型時(shí)塑料熔體對(duì)模具型腔的平均壓力，其大小一般是注射壓力的30%～65%。設(shè)計(jì)中常按表3.3中型腔壓力進(jìn)行估算，故取25MPa。表3.3塑件特點(diǎn)舉例容易成型塑件25PE、PP、PS等壁厚均勻的日用品，容器類(lèi)一般塑件30在模溫較高的情況下，成型薄壁容器類(lèi)中等黏度塑件及有精度要求的塑件35ABS、POM等有精度要求的零件，如殼體類(lèi)等高黏度塑料及高精度、難充模塑料40高精度的機(jī)械零件，如齒輪、凸輪等。模具型腔內(nèi)的脹型力，那么查表3.2可得該注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力=9×10kN，鎖模力平安系數(shù)為=1.1～1.2。這里取=1.2，那么，所以，注射機(jī)鎖模力合格。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定前方可進(jìn)行。第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。因此要求充模速度快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件別離或切除，且在塑件上留下澆口痕跡小。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。從注塑機(jī)噴嘴至模具型腔的熔融樹(shù)脂流路稱(chēng)之為流道，其澆口套內(nèi)樹(shù)脂流路稱(chēng)之為主流道，其余局部稱(chēng)之為分流道。分流道末端通向型腔的節(jié)流孔稱(chēng)之為澆口，在不通向型腔的分流道末端設(shè)置冷料井。澆注系統(tǒng)分為兩大類(lèi)，制品與固化的澆注系統(tǒng)一同從模具中取出的澆注系統(tǒng)稱(chēng)之為冷流道澆注系統(tǒng)。通過(guò)加熱裝置保持流道中樹(shù)脂為熔融狀態(tài)的稱(chēng)之為熱流道澆注系統(tǒng)。4.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原那么設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵循以下原那么：〔1〕澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；〔2〕盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短沖模時(shí)間：〔3〕選擇澆口位置時(shí)應(yīng)防止產(chǎn)生湍流和渦流及噴射和蛇形流動(dòng)，并有利于排氣和補(bǔ)縮；〔4〕防止高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移；〔5〕澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑料件別離、切除整修容易，且外觀無(wú)損傷；〔6〕融合縫位置需合理安排，必要時(shí)配以冷料井或溢料槽；〔7〕盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量；(8)澆注系統(tǒng)應(yīng)到達(dá)所需精度和粗糙度，其中澆口須有IT8級(jí)以上精度。澆口位置及澆口種類(lèi)決定熔料在型腔中的流動(dòng)方向和路徑。選擇澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)兼顧熔體的流動(dòng)、收縮、塑件形狀、外表質(zhì)量及澆口凝料的取出。假設(shè)澆口位置不當(dāng)或澆口種類(lèi)選用不適合，那么難以保證塑件質(zhì)量。模具采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，澆口設(shè)置在塑件上部的中心處，以使熔體流動(dòng)均勻，填充迅速，降低塑件變形幾率，脫模時(shí)澆口凝料自動(dòng)拉斷，提高生產(chǎn)效率；留在塑件外表的澆口痕跡很小，在模具外手工去除，確保塑件外表質(zhì)量。4.2主流道設(shè)計(jì)主流道〔也叫進(jìn)料口〕，它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過(guò)的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長(zhǎng)短有著密切關(guān)系。假設(shè)主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時(shí)間增長(zhǎng)，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻缺乏，主流道外脫模困難；假設(shè)主流道太小，那么塑料在流動(dòng)過(guò)程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。在一般情況下，主流道不直接開(kāi)設(shè)在定模板上，而是制造成單獨(dú)的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開(kāi)設(shè)在定模板上。主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)〔1〕澆口套的內(nèi)孔即主流道呈圓錐形，單邊錐度1°～2°。錐度過(guò)大會(huì)造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進(jìn)時(shí)易混進(jìn)空氣，產(chǎn)生氣孔；錐度過(guò)小，會(huì)使阻力增大，熱量損耗大，外表黏度上升，造成注射困難。澆口套內(nèi)孔出料口處〔大端〕應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角r，一般為0.5～3mm?！?〕澆口套的進(jìn)口進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5-1mm。假設(shè)等于或小于注射機(jī)噴嘴直徑，在注射成型時(shí)會(huì)造成死角，并積存塑料，注射壓力下降，塑料冷凝后，脫模困難。d=注射機(jī)噴嘴尺寸+〔0.5-1〕mm?！?〕澆口套球面澆口套與注射機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合，澆口套球面半徑比注射機(jī)噴嘴球面半徑大約2mm～3mm，接觸時(shí)圓弧度吻合的好。反之兩者不能很好貼合，會(huì)讓塑料熔體返噴出現(xiàn)溢邊，致使脫模困難。即澆口套球面半徑R=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(2-3)mm?！?〕澆口套長(zhǎng)度澆口道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。澆口套的長(zhǎng)度應(yīng)與定模板厚度一致，它的端部不應(yīng)凸出在分型面上，否那么會(huì)造成合模困難，不嚴(yán)密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。所以選擇L=50mm?！?〕澆口套的結(jié)構(gòu)澆口套錐度內(nèi)壁外表粗糙度為Ra1.6～Ra0.8μm，保證料流順利，易脫模。澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進(jìn)入接縫處，造成冷料脫模困難。澆口套部位是熱量最集中的地方，為了保證注射工藝順利進(jìn)行，要考慮冷卻措施。主流道設(shè)計(jì)：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PP〔聚丙烯〕，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ａ=，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63μm.〔2〕主流道大端呈圓角，取半徑r=3mm,以減小料流轉(zhuǎn)過(guò)渡時(shí)的阻力?！?〕主流道應(yīng)盡可能的短，過(guò)長(zhǎng)那么會(huì)影響熔體的順利充型，此處根據(jù)實(shí)際情況選35mm.〔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.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，其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；此外，在開(kāi)模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。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，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：通常的分流道截面形狀有圓形、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，希望流道的截面積大、外表積小。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以下圖：圖4.1澆口設(shè)計(jì)：澆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)鍵局部。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，其外表要求較高，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)損傷塑件外表，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)遵循以下原那么：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)選擇在能防止制品產(chǎn)生熔合紋的部位，對(duì)于圓筒類(lèi)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，以防止型芯因沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位根據(jù)以上原那么，瓶蓋屬于圓筒類(lèi)制品，故而采用中心澆口。根本參數(shù)如4.2所示:圖4.2澆注系統(tǒng)圖根據(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=2.6g可得d取4D取6d=4mmD=6mmR=15mmh=5mmd1=1mmH1=4.5mml=60~70mmL=25mma=4。a1=10。L1=17mm第五章成型零件的設(shè)計(jì)5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)塑料在成型加工過(guò)程中，用來(lái)充填塑料熔體以成型制品的空間被稱(chēng)為型腔。而構(gòu)成這個(gè)型腔的零件叫做成型零件，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強(qiáng)度、剛度、硬度、耐摩性和較低的外表粗糙度。同時(shí)還應(yīng)考慮零件的加工性和模具的制造本錢(qián)。凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模又稱(chēng)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?！?〕整體式凹模由整塊金屬材料直接加工而成，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擬困難。因此它適用于形狀簡(jiǎn)單的塑件?！?〕組合式凹模對(duì)于形狀復(fù)雜的塑件或難于機(jī)械加工的整體式凹模，為了節(jié)省貴金屬，便于型腔加工，減少熱處理，通常采用組合式凹模。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。凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)外表的成型零件，通常可分為整體式和組合式。〔1〕整體式凸模當(dāng)塑件的內(nèi)形比擬簡(jiǎn)單，深度不大時(shí)，可采用整體式凸模，其結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件的質(zhì)量好，但機(jī)械加工不便，鋼材耗量較大，適用于小型凸模。〔2〕組合式凸模當(dāng)塑件的內(nèi)形比擬復(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。固定板和凸模可分別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。5．2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)?！?〕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，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PP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%和3%。平均收縮率為22%，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0.5～0.75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到達(dá)IT７～I(xiàn)T８級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：凹模尺寸計(jì)算〔1〕凹模的徑向尺寸由參考文獻(xiàn)【2】表2-3選擇塑件公差等級(jí)為MT5，根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表2.4得塑件外部尺寸為：；；。徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的制造公差；相應(yīng)的公差；，相應(yīng)的塑件制造公差。根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表4.15，用平均尺寸法計(jì)算，凹模徑向尺寸計(jì)算公式為：。其中，為塑件的平均收縮率，由參考文獻(xiàn)表1-3，得PP的收縮率為，故；x為系數(shù)，在0.5～0.8之間，根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】表2.10，。為模具制造公差，一般，取，那么。因此凹模徑向尺寸為：〔2〕凹模的深度尺寸塑件公差等級(jí)為MT5，根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表2.4得塑件外部尺寸為：；；；。徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的制造公差；，相應(yīng)的制造公差；，相應(yīng)的制造公差；，相應(yīng)的制造公差。根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表4.15，用平均尺寸法計(jì)算，凹模深度尺寸計(jì)算公式為：其中：為塑件的平均收縮率，；x為系數(shù)，在0.5～0.8之間，根據(jù)參考文獻(xiàn)【3】表2.10，；為模具制造公差，取，那么；為塑件高度根本尺寸。凹模深度尺寸為：凸模尺寸計(jì)算〔1〕凸模徑向尺寸塑件公差等級(jí)為MT5，根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表2.4得塑件外部尺寸為：；；；；；；。徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的制造公差；，；，相應(yīng)的制造公差；，相應(yīng)的制造公差；，相應(yīng)的制造公差；，；，相應(yīng)的制造公差。根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表4.15凹模徑向尺寸為：其中：字母所代表的含義與上面一樣，取值也相同。凸模徑向尺寸為：(2)凸模高度尺寸塑件公差等級(jí)為MT5，根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表2.4得塑件外部尺寸為：；；；；。徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：，相應(yīng)的公差；，；，相應(yīng)的制造公差；，相應(yīng)的制造公差；，相應(yīng)的制造公差。根據(jù)參考文獻(xiàn)【2】表4.15凹模高度尺寸為：。其中：字母所代表的含義與上面一樣，取值也相同。凸模高度尺寸為：螺紋型芯與大型芯的配合采用H8/f8。型芯徑向尺寸計(jì)算：(hQ)0+δz=[(1+)hQS-0.5×Δ]0+δz=[(1+2.5%)×3-0.5×0.24]+0.24/40=2.96+0.060(hQ1)0-δz=[(1+)hQ1s+0.5×Δ]0-δz=[(1+2.5%)×10-0.5×0.32]0-0.32/4=10.090-0.08(lQ2)0-δz=[(1+)lQ2S+0.5×Δ]0-δz=[(1+2.5%)×9+]0-0.32/4=9.070-0.08計(jì)算螺紋型芯的工作尺寸：〔1〕螺紋型芯大徑：(dM大)0-δz=[(1+)ds大+Δ中]0-δz螺紋型芯中徑：(dM中)0-δz=[(1+)ds中+Δ中]0-δz螺紋型芯小徑：(dM小)0-δz=[(1+)ds小+Δ中]0-δzdM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，小徑根本尺寸；Δ中———塑件螺紋中徑公差；δz———螺紋型芯的中徑制造公差，其值取Δ/5。將數(shù)據(jù)代入以上公式計(jì)算得：(dM大)0-δz=[(1+2.5%)×14+0.03]0-0.03/5=14.380-0.006(dM中)0-δz=[(1+2.5%)×12.701+0.03]0-0.03/5=13.0490-0.006(dM小)0-δz=[(1+2.5%)×11.835+0.03]0-0.03/5=12.1610-0.0065.3成型零件尺寸及動(dòng)模墊板的計(jì)算在注塑成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)當(dāng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過(guò)型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開(kāi)裂。與此同時(shí)，假設(shè)剛度缺乏將導(dǎo)致過(guò)大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對(duì)重要的、精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定型腔壁厚和底板厚度。模具型腔壁厚的計(jì)算，應(yīng)以型腔最大壓力為準(zhǔn)。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐說(shuō)明，大尺寸的模具型腔，剛度缺乏是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；而對(duì)于小尺寸的模具型腔，強(qiáng)度缺乏是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。以強(qiáng)度計(jì)算所需要的壁厚和以剛度計(jì)算所需要的壁厚相等時(shí)的型腔內(nèi)即為強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算的分界值。在分界值不知道的情況下，應(yīng)分別按強(qiáng)度條件和剛度條件算出壁厚，取其中較大值作為模具型腔的壁厚。第六章模架確實(shí)定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用6.1模架的選定模架是注射模的骨架和基體，通過(guò)它將模具的各個(gè)局部有機(jī)地聯(lián)系成一個(gè)整體，也可以說(shuō)塑料模的模架起裝配、定位和安裝作用。塑料注射模架現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化了，因此在設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸直接選用即可，也可以自行設(shè)計(jì)。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，選擇適宜的模板尺寸，由于該模具采用點(diǎn)澆口，且需要側(cè)抽芯，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，參照標(biāo)準(zhǔn)選A4型模架。具體尺寸選擇如下：塑件在分型面上的投影寬度為，按照參考文獻(xiàn)【2】式〔4.67〕得：36.4≤，即，綜合考慮模具須在兩個(gè)方面進(jìn)行側(cè)向抽芯，且側(cè)向抽芯距離較大，查表參考文獻(xiàn)【2】表4.38可得，對(duì)應(yīng)模架寬度。復(fù)位桿直徑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)式4-68可得：，即，因?yàn)樵撃＞邽橐荒汕?，考查表取，?duì)應(yīng)的模架長(zhǎng)度。故所選模架為A4型標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格為。標(biāo)準(zhǔn)模架選定后，從表4.38中可以直接查出與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。動(dòng)、定模座板寬度，厚度為；動(dòng)模墊板厚度由前面計(jì)算有，；根據(jù)模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及型芯的相關(guān)尺寸，定模厚度；根據(jù)動(dòng)模與定模厚度可確定墊塊的厚度，又墊塊寬度為，墊塊高度為，那么墊塊尺寸為；推桿固定板尺寸為；推板尺寸為。導(dǎo)柱直徑，導(dǎo)套直徑，布置尺寸為；復(fù)位桿直徑，布置尺寸為；推板螺釘選用標(biāo)準(zhǔn)件4*M8，布置尺寸為；動(dòng)、定模座板螺釘選用標(biāo)準(zhǔn)件8*M12，布置尺寸為；推桿根據(jù)塑件尺寸，參考文獻(xiàn)【2】附錄E，選用根本尺寸。6.2模架各尺寸校核由上述已選定的模架數(shù)據(jù)可得，模具閉合厚度為:。由第三章選定注塑機(jī)SZ-40/32參數(shù)有，不能滿足模具的要求，故注塑機(jī)必須重新選定。參考文獻(xiàn)【1】表2.9-3，選用國(guó)產(chǎn)SZ系列中SZ-60/40臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表6.1。表6.1SZ-60/40型注射機(jī)參數(shù)工程SZ-60/40型注射機(jī)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式臥式理論注射容量/cm360螺桿注射直徑/mm30注射壓力/MPa150鎖模力/KN400拉桿內(nèi)間距/mm295*185移模行程/mm260最大模具厚度/mm280最小模具厚度/mm160噴嘴球半徑/mm15噴嘴口孔徑/mm3.5那么主流道球面半徑：R=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(2～3)mm=15+(2～3)mm=17mm～18mmR取17mm。開(kāi)模行程由參考文獻(xiàn)【2】式〔4.7〕有：SZ-60/40臥式注射機(jī)移模行程L=260mm，故合格經(jīng)校核，其他數(shù)據(jù)可保持不變。第七章合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開(kāi)模，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。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定們兩種，根據(jù)本塑件的實(shí)際情況，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。7.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用〔1〕定位件用模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，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?！?〕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，防止型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞?！?〕承受一定的側(cè)向壓力。7.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原那么〔1〕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?！?〕導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(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)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(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?！?〕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)那么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?！?〕一般導(dǎo)柱滑動(dòng)局部的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定局部配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H6/k6?！?〕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)?！?〕導(dǎo)柱的直徑應(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。7.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)一般在注射模中，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，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。如圖7.1所示：圖7.1模具結(jié)構(gòu)圖7.4導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)〔1〕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?！?〕直通式導(dǎo)柱拆裝方便，便于維修，但制造比擬費(fèi)時(shí)，且需增加墊板，適用于大型固定式模具?！?〕壓入式合模銷(xiāo)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(xiāo)。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。對(duì)導(dǎo)柱的要求〔1〕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外表。〔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)局部。球形先導(dǎo)局部因制造費(fèi)時(shí)，一般很少采用?！?〕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?！?〕導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的外表，堅(jiān)韌而不易折斷的型芯?！?〕導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。〔6〕導(dǎo)柱配合局部的外表光潔度應(yīng)高一些?！?〕導(dǎo)柱滑動(dòng)局部按H8/h8間隙配合，固定局部按H7/m6過(guò)渡配合。該模具選用帶頭直通式導(dǎo)柱，在與導(dǎo)套配合段加油槽。導(dǎo)柱必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且外表要耐磨，心部要見(jiàn)人，因此導(dǎo)柱的材料大多采用低碳鋼〔20鋼〕滲碳淬火，或用碳素工具鋼〔T8、T10〕淬火處理，硬度為50～55HRC，導(dǎo)柱工作局部的外表粗糙度為。另外，導(dǎo)柱的端部常設(shè)計(jì)成錐形或半球形，便導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)套。導(dǎo)柱的尺寸確定及計(jì)算〔1〕定模導(dǎo)柱導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度〔該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架可知為〕。根據(jù)GB/T4169.4-1984由根本尺寸，可得：頭部直徑；頭部長(zhǎng)度；根據(jù)模具模架尺寸，導(dǎo)柱全長(zhǎng)設(shè)計(jì)為；為方便安裝及加工設(shè)計(jì)3×0.5mm退刀槽。導(dǎo)柱尺寸示意圖如7.2所示：圖7.2動(dòng)定模導(dǎo)柱示意圖〔2〕推板導(dǎo)柱推板導(dǎo)柱承受徑向力相對(duì)較小，故可以根據(jù)動(dòng)定模導(dǎo)柱減小一個(gè)型號(hào)選取，取。根據(jù)GB/T4169.4-1984由根本尺寸，可得：頭部直徑；頭部長(zhǎng)度；根據(jù)模具模架尺寸，導(dǎo)柱全長(zhǎng)設(shè)計(jì)為；為方便安裝及加工設(shè)計(jì)3×0.5mm退刀槽。導(dǎo)柱尺寸示意圖如7.3所示：圖7.3推板導(dǎo)柱示意圖7.5導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)〔1〕套筒式導(dǎo)套用于模套高度不大的簡(jiǎn)單模具?！?〕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?！?〕凸臺(tái)式導(dǎo)套主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)?！?〕帶油槽的導(dǎo)套可以改善導(dǎo)向條件，減少磨擦，但增加了制造本錢(qián)，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Ⅰ型帶頭導(dǎo)套。對(duì)導(dǎo)套的要求〔1〕為使導(dǎo)柱比擬順利地進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒有圓角R?！?〕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?！?〕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??！?〕導(dǎo)套配合局部的外表光潔度不能過(guò)低?！?〕導(dǎo)套孔的滑動(dòng)局部按H8/h8間隙配合，導(dǎo)套外徑按H7/m6過(guò)渡配合。導(dǎo)套結(jié)構(gòu)根據(jù)模架需要選取，為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比擬順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角R，導(dǎo)柱孔做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。導(dǎo)套孔的滑動(dòng)局部按或的間隙配合，外表粗糙度為Ra=0.4um。導(dǎo)套外徑與模板一端采用過(guò)渡配合配合。導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅〔青銅合金〕等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)妆焕?，該模具中采用T8A。導(dǎo)套的尺寸確定及計(jì)算〔1〕動(dòng)定模導(dǎo)套根據(jù)模架結(jié)構(gòu)，動(dòng)定模導(dǎo)套選取Ⅰ型導(dǎo)套，直徑根據(jù)導(dǎo)柱或者模架尺寸來(lái)確定，該導(dǎo)套內(nèi)徑徑為，外徑為。根據(jù)GB/T4169.3-1984由根本尺寸，可得：頭部直徑；頭部長(zhǎng)度；根據(jù)模具模架尺寸，導(dǎo)柱全長(zhǎng)設(shè)計(jì)為；導(dǎo)套前端圓角為R=1mm；為方便安裝及加工設(shè)計(jì)3×0.5mm退刀槽。導(dǎo)柱尺寸示意圖如7.4所示：圖7.4動(dòng)定模導(dǎo)套示意圖〔2〕推板導(dǎo)套根據(jù)推板與推桿固定板結(jié)構(gòu)，推板導(dǎo)套選取Ⅱ型帶頭導(dǎo)套，直徑根據(jù)導(dǎo)柱確定，該導(dǎo)套內(nèi)徑徑為，外徑為。根據(jù)GB/T4169.3-1984由根本尺寸，可得：頭部直徑；頭部長(zhǎng)度；根據(jù)模具模架尺寸，導(dǎo)柱全長(zhǎng)設(shè)計(jì)為；導(dǎo)套前端圓角為R=1mm；為方便安裝及加工設(shè)計(jì)2×/