扣式杯蓋畢業(yè)設(shè)計扣式杯蓋塑料模具設(shè)計

2011-閩南理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目扣式杯蓋塑料模具設(shè)計系別光電與機電工程系專業(yè)模具設(shè)計與制造班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師完成時間評定成績教務(wù)處制年月日摘要本人設(shè)計的是扣式杯蓋塑料模具設(shè)計，主要介紹了熟料模具的設(shè)計方法及制作過程，首先對PP熟料材料的與工藝特性進行流模分析，然后確定設(shè)計的扣式杯蓋的結(jié)構(gòu)特征及其型腔數(shù)目，接著確定成形方案:總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、分型面設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、脫模機構(gòu)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計等。接下來是對注塑機的選擇，最后進行注塑機工藝參數(shù)校核,包括注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度和注射機閉合高度等方面。該設(shè)計方法對其它不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的注塑模具設(shè)計有一定的參考價值。并用cimatronE繪制了一套模具裝配圖、零件圖、3D裝配圖和3D零件圖關(guān)鍵詞：扣式杯蓋，流模分析，成型方案，注塑機工藝參數(shù)，cimatronEABSTRACTIdesignistocovertheplasticmoulddesignbuckletype,mainlyintroducesthedesignmethodandclinkermoldproductionprocess,firstofPPclinkermaterialsandprocesscharacteristicsofflowmodeanalysis,andthendeterminethebuttontypecoverdesignfeaturesofthestructureofthenumberandthecavity,thensureformingscheme:generalstructuredesign,partingsurfacedesign,pouringsystemdesign,partingmechanismdesign,coolingsystemdesign,etc.Thenexttothechoiceofinjectionmoldingmachineis,theinjectionmoldingmachinecheckprocessparameters,includinginjectionquantity,clampingforce,injectionpressure,mouldthicknessandinjectionmachineclosedheight,etc.Thedesignmethodsofotherdifferentstructureoftheproductinjectionmolddesignisofsomereferencevalue.AnddrawacimatronEmoldassemblydrawing,partsgraph,3Ddrawingsand3Ddrawing.Keyword:Coverthebuttontype,flowmodeanalysis,formingscheme,themachineprocessparameters,cimatronE目錄1緒論 12塑件的成形工藝性分析 22.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析 22.2pp的注射成型工藝 32.2.1注射成型工藝過程 3PP的注射成型工藝參數(shù) 33模具結(jié)構(gòu)形式的擬定 53.1確定型腔數(shù)量及排列方式 53.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定 54注塑機型號的確定 64.1有關(guān)塑件的計算 64.2注射機型號的確定 64.3注射機及型腔數(shù)量的校核 74.4注射機及參數(shù)量的校核 74.4.1注射量的校核 74.4.2型腔數(shù)量的確定和校核 75分型面位置的確定 105.1分型面的選擇通常有以下原則： 105.2分型面的設(shè)計原則 106澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計 126.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 126.2主流道的設(shè)計 126.2.1主流道的尺寸 126.2.2主流道襯套的形式 136.3冷料井的設(shè)計 146.4分流道的設(shè)計 146.4.1分流道的截面面形狀 14分流道的截面尺寸 146.4.3分流道的長度 156.5澆口的設(shè)計 157模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 178合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 198.1機構(gòu)的功用 19導(dǎo)向機構(gòu)的功用 19定位機構(gòu)的功用 198.2導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計 198.3導(dǎo)柱的設(shè)計 198.4導(dǎo)套的設(shè)計 209脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 219.1脫模機構(gòu)的設(shè)計原則 219.2塑件的推出機構(gòu)的設(shè)計原則 2110側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計 2210.1側(cè)向分型機構(gòu)的選用 2210.2側(cè)向分型機構(gòu)的設(shè)計原則 2311成型零件的設(shè)計 2412排氣系統(tǒng)的設(shè)計 2512.1排氣設(shè)計 2512.2排氣不良的危害性 2512.3排氣方式 2513冷卻回路的設(shè)計 2613.1模具溫度調(diào)節(jié)的重要性 2613.1.1控制成型效率的溫度控制 2613.1.2防止制品變形的溫度控制 2613.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 26總結(jié) 28致謝 29參考文獻 301緒論毫無疑問世界上的塑料產(chǎn)量，用途已經(jīng)超過其他金屬材料，已經(jīng)成為世界上使用的第一大工業(yè)材料，我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展，塑料制品已經(jīng)廣泛使用到個個行業(yè)及其部門，是衡量一個國家化業(yè)水平的重要指標(biāo)。與模具設(shè)計是塑料工程中的重要組成部分,是塑料工業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié)。模具設(shè)計是塑料工程中的重要組成部分,是塑料工業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié)。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。本文以扣式杯蓋塑料模具為例,主要介紹了塑料注塑模具的設(shè)計過程，包括材料工藝分析，確定成型方案,最后對該注塑機進行必要的工藝參數(shù)校核等。2塑件的成形工藝性分析2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析1、塑件模型2、塑件材料的選擇：選用PP（聚丙烯）。聚丙烯是一種熱塑性聚合物（熱塑性：指一種材料加熱后可以

熔化冷卻后有可以硬化，并可以反復(fù)進行；聚合物：指天然或合成化合物，其分子是由一系列簡單的單體小子重復(fù)連接起來的大分子），它也抗細(xì)菌生產(chǎn)，適合作一次性注射器和醫(yī)療設(shè)備?？捎糜谧⑺艹尚突驒C加工和焊接?？捎糜诠懿?、過濾材料、喇叭筒和其它質(zhì)量要求比聚乙烯制品高的塑料制品。聚丙烯是一種高剛性材料，與PE同屬聚烯烴。均聚料密度低至0.90。可加入玻璃纖維和礦物質(zhì)（如碳酸鈣）增強。PP不適合0oC以下使用。如要在零下溫度使用，必須用丁二烯共聚，這樣就產(chǎn)生了共聚PP。均聚PP的的操作溫度是90oC，抗化學(xué)品（酸、堿）性能非常好。用均聚PP生產(chǎn)的零部件具有非常低的吸濕性，但注塑時收縮大。電氣性能很好，但耐紫外旋光性能、抗其它穿透性能很差。在日用品等廣泛應(yīng)用，因為扣式杯蓋也是日用品杯子整體的一部分。因而選用聚丙烯（PP）為扣式杯蓋的材料3、色調(diào)：透明無色。4、生產(chǎn)批量：大批量。5、塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析：（1）結(jié)構(gòu)析塑件為扣式杯蓋的，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強度，內(nèi)側(cè)有倒角和凹槽，所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為扣式杯蓋，因此對表面粗糙度要求不是特別的高。（2）工藝性分析精度等級：采用5級低精度脫模斜度：塑件外表面30′－1°05′塑件內(nèi)表面30′－0.8°（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)。）2.2PP的注射成型工藝注射成型工藝過程（1）預(yù)烘干--→裝入料斗--→預(yù)塑化--→注射裝置準(zhǔn)備注射--→注射--→保壓--→冷卻--→脫模--→塑件送下工序（2）清理模具、涂脫模劑--→合模--→注射2.2.2PP的注射成型工藝參數(shù)（1）注射機：螺桿式（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30——60（選30）料筒溫度

喂料區(qū)

30～50℃（50℃）

區(qū)1

160～250℃（200℃）

區(qū)2

200～300℃（220℃）

區(qū)3

220～300℃（240℃）

區(qū)4

220～300℃（240℃）

區(qū)5

220～300℃（240℃）

噴嘴

220～300℃（240℃）括號內(nèi)的溫度建議作為基本設(shè)定值，行程利用率為35％和65％，模件流長與壁厚之比為50：1到100：1熔料溫度

220～280℃料筒恒溫

220℃模具溫度

20～70℃注射壓力

具有很好的流動性能，避免采用過高的注射壓力80～140MPa（800～1400bar）；

一些薄壁包裝容器除外可達(dá)到180MPa(1800bar)保壓壓力

避免制品產(chǎn)生縮壁，需要很長時間對制品進行保壓（約為循環(huán)時間的30％）；約為注射壓力的30％～60％背壓

5～20MPa（50～200bar）注射速度

對薄壁包裝容器需要高的注射速度（帶蓄能器）；中等注射速度往往比較適用于其它類的塑料制品螺桿轉(zhuǎn)速

高螺桿轉(zhuǎn)速（線速度為1.3m/s）是允許的，只要滿足冷卻時間結(jié)束前完成塑化過程就可以計量行程

0.5～4D（最小值～最大值）；4D的計量行程為熔料提供足夠長的駐留時間是很重要的殘料量

2～8mm，取決于計量行程和螺桿轉(zhuǎn)速預(yù)烘干

不需要；如果貯藏條件不好，在80℃的溫度下烘干1h就可以回收率

可達(dá)到100％回收收縮率

1.2～2.5％；收縮程度高；24h后不會再收縮（成型后收縮）澆口系統(tǒng)

點式澆口或多點澆口；加熱式熱流道，保溫式熱流道，內(nèi)澆套；澆口位置在制品最厚點，否則易發(fā)生大的縮水機器停工時段

無需用其它材料進行專門的清洗工作；PP耐溫升料筒設(shè)備

標(biāo)準(zhǔn)螺桿，標(biāo)準(zhǔn)使用的三段式螺桿；對包裝容器類制品，混合段和切變段幾何外形特殊（L：D＝25：1），直通噴嘴，止逆閥（3）預(yù)熱和干燥：溫度（°C）75——80時間(h)2——3（4）密度（g/cm3）:0.9（5）材料收縮率（℅）：0.3——0.6（6）成形時間（S）：注射時間20——70高壓時間4——6冷卻時間20——80總周期50——200（7）適應(yīng)注射機類型：螺桿、柱塞均可（8）后處理：方法紅外線燈、溫度（°C）、時間（h）2—43模具結(jié)構(gòu)形式的擬定3.1確定型腔數(shù)量及排列方式一般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。再依據(jù)塑件的大小，采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)。3.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定(1).單分型面模具：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).多分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。最常用的澆口形式有：第一是側(cè)澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不得因素是澆道流程長，熱量損耗大，因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善，則需加大澆道尺寸，但隨之澆道部份的回料增多。其次塑料的進料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時，又損壞了周圍的美觀。第二是點澆口。塑料注射時，在點澆口以高速注入型腔，一部份動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此塑料在會合時的熱量損耗比側(cè)澆口少，所以會合處熔合較好，熔接痕不太明顯。其缺點是塑件的正面將留下點燒口的痕跡，影響塑件的美觀，并且為了取出點澆口的澆道剩料，型腔必須移動。由于型腔重量較大，所以不方便移動。第三種是綜合上述兩種澆口形式的優(yōu)缺點，采用剪切澆口。因為塑件側(cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進料是很難實現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機床自動化。從塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個剪切澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。由于塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般，且裝配精度要求高，因此我們設(shè)計的模具采用二板模，點澆口。從塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出機構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置。分型面為單分型面垂直分型。4注塑機型號的確定除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進行較核，并通過較核來設(shè)計模具與選擇注射機型號。4.1有關(guān)塑件四腔的計算體積V=14.3396（cm3）面積S=34.885（cm2）密度=0.9(g/cm3）質(zhì)量M=126(g)4.2注射機型號的確定根據(jù)塑件的體積初步選定用XS-Z-60（臥式）型注塑機。SZ-60/40（臥式）型注塑機的主要技術(shù)規(guī)格如下表：表4-1注塑機的主要參數(shù)理論注射容積(cm3）60螺桿直徑(mm)30注射壓力(MPa)180注射速率(g/s)70塑化能力(g/s)35螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0—200鎖模力(kN)400拉桿有較距離(mm)220×300移模行程(mm)200模具最大厚度(mm)66模具最小厚度(mm)25鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑(mm)￠60噴嘴球半徑(mm)SR10噴嘴口孔徑(mm)￠2.5模板尺寸(mm)496*5764.3注射機及型腔數(shù)量的校核1、主流道的體積約為：V(cm)=3.95×0.54×3=6.399（4.1）2、分流道與澆口的體積約為：V(cm)=10×11.22×1.5=16.83（4.2）3、該模具總共需填充塑件的體積約為：V(cm)=14.3396+6.399+16.83=37.586（4.3）4.4注射機及參數(shù)量的校核注射量的校核注射機一個注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機額定注射量的80%以內(nèi)。在一個注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即V=nVz+Vj（4.4）或M=nmz+mj式中V（m）——一個成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm3或g）；n——型腔數(shù)目Vz（mz）——單個塑件的容量或質(zhì)量(cm3或g）。Vj（mj）——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm3或g）。故應(yīng)使：nVz+Vj≤0.6Vg或nmz+mj≤0.6mg（4.5）式中：Vg（mg）——注射機額定注射量(cm3或g）。根據(jù)容積計算nVz+Vj=13.447mg（4.6）可見注射機的注射量符合要求型腔數(shù)量的確定和校核型腔數(shù)量與注射機的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因數(shù)影響?？筛鶕?jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)n（4.7）式中K——注射機的最大注射量的得用系數(shù)，一般取0.8；mN——注射機允許的最大注射量；m2——澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（g或cm3）；m1——單個塑件的質(zhì)量或體積（g或cm3）。所以需要0.8*60-14.3396n<=9.3895（4.8）3.5849n=4符合要求5分型面位置的確定分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。分型面的形式塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。5.1分型面的選擇通常有以下原則：（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)使塑件流在動模部分，由于推出機構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，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，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。（2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。（3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。（4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點可以不必考慮。該塑件的模具有1分型面。兩點進膠，確定能快速有效的充滿整個型腔，縮短注射時間，提高生產(chǎn)效率。5.2分型面的設(shè)計原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項基本原則：（1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處（2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模（3）保證塑件的精度（4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求（5）便于模具制造加工（6）注意對在型面積的影響（7）對排氣效果（8）對側(cè)抽芯的影響在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。6澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注射模具設(shè)計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。6.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則尺寸是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。6.2主流道的設(shè)計主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠(yuǎn)”位置的能力。在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為2°——6°。主流道的尺寸（1）主流道小端直徑主流道小端直徑d=注射機噴嘴直徑+0.5～1（6.1）=9+0.5～1取d=10（mm）（2）主流道的球半徑主流道的球半徑SR=10+1～2取SR=12（mm）（6.2）（3）球面配合高度球面配合高度為3～5取3（mm）。（4）主流道長度主流道長度L，應(yīng)盡量小于60mm，，上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取L=85（mm）（5）主流道錐度主流道錐角一般應(yīng)在2°——6°，取α=4°，所以流道錐度為α/2=2°。（6）主流道大端直徑主流道大端直徑D=d+2Ltg（α/２）（α=2°d=3mm）≈10（mm）（6.3）（7）主流道大端倒圓角倒角D/8≈0.5（mm）根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計出主流道如下圖6.1所示。圖6.1主流道形式主流道襯套的形式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、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(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T8A、T10A等，熱處理要求淬火60～85HRC主流道襯套的形式有兩種：一是主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，一般用于小型模具；二是主流道襯套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合在固定在模板上。該模具主流道襯套可以選用分離式,主流道襯套和定位圈的固定形式如下圖6.2所示。圖6.2襯套的固定形式6.3冷料井的設(shè)計冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑。，在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的從噴嘴端塑料熔體的溫度，部到注射機料筒以內(nèi)約10～25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井（冷料穴）冷料穴為5mm。6.4分流道的設(shè)計該模具為一模四腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小。分流道的截面面形狀常用分流道的截面面形狀有半圓形、圓錐形、和圓柱形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最?。?，由于正方形流道凝料脫模困難，實際使用側(cè)面具有斜度為3~8度的圓錐形流道。淺矩形及半圓形截面流道。從上述分析，該分型面為平面，該模具分流道截面采用半圓形。分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。（1）對于壁厚小于3mm,質(zhì)量在200g以下的塑件，可用下述公式確定分流道的直徑：D=0.2654WL（6.4）其中D——流道直徑（mm）；W——塑件的質(zhì)量（g）；L——分流道的長度（mm）。此式計算的分流道直徑限于3.2～9.5mm。根據(jù)前面的計算數(shù)據(jù)，有D=3.4×5.88×96（6.5）≈9（mm）故不在適應(yīng)范圍。（2）根據(jù)分流道截面形狀與流動理論長度的關(guān)系和《塑料成形工藝與模具設(shè)計》表5-3，再考慮到ABS的成型工藝性能，可確定分流道圓形直徑為3.5mm.因此，分流道截面形狀采用U形如下圖6.3所示：圖6.3分流道截面分流道的長度分流道的長度應(yīng)盡量短，且少彎折。分流道長度為：L=125（mm）（6.6）6.5澆口的設(shè)計澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用是：(1)型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；(2)易于切除澆口凝料；(3)對于多型腔的模具，用以平衡進料；(4)澆口的面積通常為分流道面積的0.03～0.25。澆口的截面有矩形和圓形兩種。澆口長度約為0.5～2mm左右。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗公式確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。7模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用在學(xué)校作設(shè)計時，模架部分要自行設(shè)計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、螺絲、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架FC2525A=50B=70C=70L=250。模具的結(jié)構(gòu)圖見圖7.1所示。模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個基準(zhǔn)推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動、定模固定板之間通過導(dǎo)向零件定位；脫出固定板通過導(dǎo)向零件與動?；蚨９潭ò宥ㄎ?；模具通過澆注套定位圈與注射機的中心定位孔定位；動模墊板與動模固定板不需要銷釘精確定位；墊快不需要與動模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。1、（定模座板）（346*396*27，厚27mm）主流道襯套固定孔與其為H7/m6過渡配合；上固定板上固定的有4個導(dǎo)柱和導(dǎo)套，法蘭固定孔。定模墊板通常就是模具與注射機連接處的定模板。2、水口板（346*346*36，厚36mm）上面開有水口勾針孔，唧咀孔，在開模時，水口留在水口板上3、定模板（346*346*36，厚36mm）上面開有放置上內(nèi)模的型腔；還有拉桿孔，尼龍塞孔4、動模板（346*396*27，厚27mm）上面開有拉桿孔，復(fù)位桿孔5、墊塊（C板）（346396，厚27mm）（1）、主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成頂出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度要求。（2）、結(jié)構(gòu)型式：可為平行墊塊、拐角墊塊。（該模具采用平行墊塊）。（3）、墊塊一般用中碳鋼制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨鑄鐵等。（4）、模具組裝時，應(yīng)注意左右兩墊塊高度一致，否則由于負(fù)荷不均勻會造成動模板損壞。6、上頂針板（346*346*36，厚36mm）固定頂針。7.1模架的結(jié)構(gòu)圖8合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。8.1機構(gòu)的功用導(dǎo)向機構(gòu)的功用（1）定位作用；（2）導(dǎo)向作用；（3）承載作用；（4）保持運動平穩(wěn)作用。定位機構(gòu)的功用對于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生產(chǎn)批量大的注射模，僅用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是不完善的，還必須在動、定模之間增設(shè)錐面定位機構(gòu)，有保持精密定位和同軸度的要求。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。8.2導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計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，以保證模具的強度，防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套壓入后變形；2、該模具采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對稱布置；3、該模具導(dǎo)柱安裝在定模固定板上，導(dǎo)套安裝在定模板和動模板上；4、各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行；5、在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導(dǎo)致模具損壞；6、當(dāng)動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。8.3導(dǎo)柱的設(shè)計1、該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且在其圓周面上開有導(dǎo)油槽；2、導(dǎo)柱的長度必須貫穿到下固定板為止；3、為使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分；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度5、導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/m6配合。導(dǎo)柱滑動部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合；6、導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.32μm；7、導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為55HRC以上或45#鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度55HRC以上。8.4導(dǎo)套的設(shè)計1、結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套（Ⅰ型），導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時鉆，再分別擴孔，以保證其配合精度；2、導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣；3、導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為Ra0.32μm。導(dǎo)套外徑按H7/m6或H7/k6配合鑲?cè)肽０澹?、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)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?脫模推出機構(gòu)的設(shè)計脫模機構(gòu)是注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置。9.1脫模機構(gòu)的設(shè)計原則脫模機構(gòu)一般應(yīng)遵循下述原則①塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作，致使模具結(jié)構(gòu)簡單；②防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及所在部位，有針對性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心線相重合；由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點應(yīng)盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大部位，作用應(yīng)盡量大一些，以防止塑件變形或損壞③力求良好的塑件外觀，在選擇頂出裝置時，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^質(zhì)量影響不大的部分，在采用推桿脫模時，尤其要注意這個問題；④結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機構(gòu)應(yīng)工作可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強度和剛度。9.2塑件的推出機構(gòu)的設(shè)計原則(1)采用帶肩推桿；(2)推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方；(3)推桿應(yīng)均勻布置；(4)推桿應(yīng)設(shè)在塑件強度、剛度較大處；(5)推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合；(6)通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.05～0.10mm；(7)推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.25mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象；10側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計側(cè)向分型抽芯機構(gòu)是帶動側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(抽拔與復(fù)位)的整個機構(gòu)。當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凹臺、凸臺等的塑料制件時，模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動的零件，以便在脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件，否則就無法脫模。對于成型側(cè)向凸臺的情況（包括重直分型的瓣合模），常常采用側(cè)向分型，對于成型側(cè)孔或側(cè)凹的情況，往往采用側(cè)向抽芯。但扣式杯蓋無側(cè)向分型抽芯機。10.1側(cè)向分型機構(gòu)的選用幾種側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的比較。(1)機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是利用注射機開模力作為動力，通過有關(guān)傳動件（如斜導(dǎo)柱、滾輪等）使力作用于側(cè)向成型零件則將模具側(cè)向分型可把側(cè)向型芯從塑料制件中抽出，合模時又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位。這類機構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但分型與抽芯無手工操作，生產(chǎn)率高，在生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)傳動零件的不同，這類機構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱、斜滑塊，彈簧、彎銷和齒輪等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。（2）液壓可氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是以液壓力或壓縮空氣作為動力進行側(cè)向分型與抽芯，同樣亦靠液壓力或氣動力使之復(fù)位。液壓或氣動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)多用于抽拔力大、抽芯距比較長的場合，例如大型管子塑件的抽芯等。這類分型與抽芯機構(gòu)靠液壓缸或氣缸的活塞來回運動進行的，抽芯的動作比較平穩(wěn)，特別是的些注射機本身帶有抽芯液壓缸，所以采用液壓鍘向分型與抽芯機構(gòu)更為方便，但缺點是液壓或氣動裝置成本較高。（3）手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是利用人力將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從成型塑件中取出。這一類機構(gòu)操作不方便、人工勞動強度大、生產(chǎn)率低，但模具結(jié)構(gòu)簡單、加工制造成本低，因此常用于生產(chǎn)的試制、小批量生產(chǎn)或無法采用其他側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的場合。手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的形式很多，可根據(jù)不同的塑料制件設(shè)計不同形式的手動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。手動側(cè)向分型與抽芯可分為兩類：一類是模內(nèi)手動分型與抽芯，另一類是模外手動分型與抽芯，而模外手動分型與抽芯機構(gòu)實質(zhì)上是帶的活動鑲件的模具結(jié)構(gòu)。10.2側(cè)向分型機構(gòu)的設(shè)計原則(1)正確選擇主型芯位置：這直接關(guān)系到塑件能否自動脫模。一般將主型芯位置設(shè)于動模，這樣在脫模過程中，塑件雖與主型芯松動，但側(cè)向分型時對塑件仍有限制側(cè)向移動的作用，所以塑件不會粘附在斜滑塊上，脫模比較順利。對于該套模具，側(cè)向抽芯距不大，而且塑件推桿的直徑很小，只為2mm，為使第二次分型時，塑件的脫模阻力較小，應(yīng)將主型芯設(shè)置在定模部分，使動模部分的型芯的抽芯與側(cè)向分型幾乎同時完成即可。(2)開模時側(cè)型芯的止動：可在側(cè)型芯上設(shè)置彈簧頂銷，利用彈簧頂銷直接止動。(3)側(cè)型芯的裝配要求：為了保證側(cè)型芯在合模時其拼合面密合，避免注射成型時產(chǎn)生飛邊，側(cè)型芯裝配后必須使其底面高出模套型芯側(cè)面0.2～0.5mm的間隙。(4)滾輪位置的確定：為了保證模具合模時側(cè)型芯的準(zhǔn)確復(fù)位，必須保證滾輪有足夠大的半徑將側(cè)型芯壓入。所以滾輪半徑R必須大于側(cè)型芯的抽芯距，即大于3mm。取滾輪半徑R=5mm。(5)側(cè)抽芯脫模斜度：因為孔為塑件（即手機外殼）揚專聲器孔，可選定其脫模斜度大約為2°。但扣式杯蓋無側(cè)向分型抽芯機11成型零件的設(shè)計成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形鑲件，行位鑲件。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算，塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型鑲件用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。設(shè)計時應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進澆點、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸，從機加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機加工工藝要求等。此外由于塑件融體有很高的壓力，因此還應(yīng)該對關(guān)鍵成型零件進行強度和剛度的校核。12排氣系統(tǒng)的設(shè)計12.1排氣設(shè)計對于一些大型腔殼形塑件，注射成型后，整個型腔由塑料填滿，型腔內(nèi)氣體被排出，此時塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空，當(dāng)塑件脫模時，由于受到大氣壓的作用，造成脫模困難，如采用強行脫模，勢必使塑件發(fā)生變形或損壞，因此必須加引氣裝置。而對于該模具為小型塑件，則可以不需要進行引氣裝置的設(shè)計。12.2排氣不良的危害性①在塑件上形成氣泡、銀紋、云霧、接縫，使表面輪廓不清，甚至充模不滿；②嚴(yán)重時在塑件表面產(chǎn)生焦痕；③降低充模速度，影響成形周期；④形成斷續(xù)注射，降低生產(chǎn)效率。12.3排氣方式通常用的排氣方式有如下幾種：(1)排氣糟排氣。(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)排氣井排氣。(7)強制性排氣。該模具為小型塑件，排氣方式可稍微簡單。本模具利用分型面排氣，同時也可適當(dāng)有意增大推桿的配合間隙，利用推桿間隙排氣。所以無需專門進行排氣方面的設(shè)計。13冷卻回路的設(shè)計13.1模具溫度調(diào)節(jié)的重要性控制成型效率的溫度控制模具的溫度明顯地影響制品的外觀、塑料的物理性能及成型周期。一般情況下，為了提高成型效率，將模具保持在較低的溫度狀態(tài)。但有時也因制品的形狀、模具的結(jié)構(gòu)及成型塑料的性能原因，不得不提高模具的溫度而延長成型周期，來滿足成型的需要。防止制品變形的溫度控制這與成型塑料的性能有關(guān)，要取實現(xiàn)均衡的、適時的冷卻。如果冷卻的時間過短，則部分制品未固化，造成收縮不均衡而產(chǎn)生變形。因冷卻造成的變形可以通過適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂朴谝愿纳?。但是模具設(shè)計時，往往因型芯、推出機構(gòu)等影響，冷卻位置無法任意布置，無法時均衡冷卻。在這種情況下，可采用對快速冷卻的制品部位用溫油或溫水加熱，使型腔各處基本達(dá)到均衡冷卻，減少制品的變形。13.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200oC左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60oC以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。對于粘度低、流動性好的塑料（例如：