瓶蓋的塑料模具設(shè)計說明書

.PAGE.....塑料設(shè)計說明書朱葉明模具12212012051348..目錄1塑件的分析…………31.1塑件成型工藝分析…………………31.2壁厚分析…………………31.3圓角分析………………32塑件材料的選擇及材料特性……………42.1材料的選擇………………42.2材料簡介…………………42.3基本特性…………………42.4物理性質(zhì)…………………42.5成型特性…………………53塑件的形狀尺寸的計算…………………64注射機的選擇及型號和規(guī)格…………64.1估算塑件的體積和質(zhì)量…………64.2選擇注射機………………………65型腔數(shù)目的確定及排布……………85.1型腔數(shù)目……………85.2型腔的排布…………86分型面的選擇……………………97澆注系統(tǒng)的設(shè)計……………………107.1導(dǎo)柱的設(shè)計…………107.2導(dǎo)套的設(shè)計…………107.3分流道設(shè)計……………107.4澆口的設(shè)計…………117.5冷料穴的設(shè)計……………127.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計…………128塑料工藝尺寸的計算…………………138.1凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………138.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………138.3凹模徑向尺寸計算…………………138.4凸模徑向尺寸計算…………………148.5螺紋型芯的工作尺寸………………158.6型腔壁厚和底板厚度計算……………169導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計…………169.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的作用……………169.2開模過程設(shè)計……………………169.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計………………179.4導(dǎo)柱與導(dǎo)套的布置………………1810脫模機構(gòu)的設(shè)計…………1910.1脫模機構(gòu)的組成…………………1910.2設(shè)計原則…………1911溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計…………………2011.1模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計……………2011.2模具冷卻時間的確定………………2011.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則…………………2011.4冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………2111.5冷卻系統(tǒng)的計算…………………2112模具工作過程……………21..1塑件的分析1.1塑件的成型分析此次的塑件是瓶蓋,整個塑件呈現(xiàn)半開狀的圓筒形,該構(gòu)件的表面的形狀和整體的結(jié)構(gòu)較其他塑件較為簡單,經(jīng)過對大量的飲料瓶蓋的統(tǒng)計檢驗,整個瓶蓋的外部輪廓高達15mm,外徑28mm,壁厚1mm,作為對表面粗糙度要求不太高的塑件,而且較為實用性零件對其尺寸公差沒有太嚴格的要求。且本身塑件壁厚較小、均勻,可以用大批量的注塑模具加以生產(chǎn).1.2壁厚分析各種塑件,不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁,根據(jù)使用要求具有一定的厚度,以保證其力學(xué)強度。塑件的壁厚對塑件質(zhì)量的影響很大,如果壁厚過大,會浪費原料,而且使冷卻時間增加,更重要的還會使塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷,一般地說,在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過厚,不僅可以節(jié)約原材料,降低生產(chǎn)成本,而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短,提高生產(chǎn)率。因此,該塑件的壁厚均為1mm,在其最小壁厚范圍內(nèi),塑件符合注塑的模具成型的厚度要求。1.3圓角分析帶有圓角的塑件,在成型時往往會在該處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中,在受力或沖擊下會發(fā)生開裂,所以,為了避免應(yīng)力集中,提高塑件的局部強度,減小應(yīng)力集中,改善熔體的流動性能且便于脫模,在塑件各內(nèi)外表面的過渡連接處,應(yīng)采用過渡圓弧。采用圓弧過度可增加塑件的美觀程度和增加塑件的強度,根據(jù)應(yīng)力集中系數(shù)和圓角半徑的關(guān)系可得,理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的1/3以上,通常塑件內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)是壁厚的一半,而外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍。這次設(shè)計要求該塑件的2內(nèi)外圓弧半徑結(jié)合實際情況來設(shè)計,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)外過渡圓弧是小半徑為0.5mm2塑件材料的選擇及材料特性2.1材料的選擇：選擇塑件的材料依據(jù)是它的使用性能要求及工作環(huán)境,以及生產(chǎn)商提供的材料性能數(shù)據(jù)；對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,其考慮的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性變形,表面硬度,彎曲強度,耐腐蝕性等。該塑件對材料的要求首先必須是密封性能好,而后是成型難易和經(jīng)濟性問題,模具成型也要考慮到材料的注射特性,好的成型特性是選擇材料的主要標準,該塑件在尺寸上要求比較高,且在長期的使用過程中需要較高的強度和硬度,而且從經(jīng)濟性上講,在保證塑料制品的功能和性能的同時還應(yīng)考慮到加工生產(chǎn)、成本。綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實際情況,選用收縮率較小、綜合性能優(yōu)良、在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的塑料LDPE〔低密度聚乙烯。2.2材料簡介：LDPE中文名：低密度聚乙烯2.3基本特性：化學(xué)性質(zhì)聚乙烯抗多種有機溶劑,抗多種酸堿腐蝕,但是不抗氧化性酸,在氧化性環(huán)境中聚乙烯會被氧化。2.4物理性質(zhì)聚乙烯在薄膜狀態(tài)下可以被認為是透明的,但是在塊狀存在的時候由于其內(nèi)部存在大量的晶體,會發(fā)生強烈的光散射而不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個數(shù)的影響,枝鏈越多,越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個數(shù)的影響,分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍,枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通?？梢酝ㄟ^把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備?！睱DPE低密度聚乙烯是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。無毒、無味、呈乳白色。密度為0.94～0.965g/cm3,有一定的機械強度,具有良好的耐沖擊性、柔軟性及透明性,但和其他的大型塑料構(gòu)件相比強度、剛度較差,表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異,在常溫下聚乙烯不會溶于任何一種已知的溶劑,并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙稀有高度的耐水性,長期與水接觸其性能可保持不變。適合做飲料、低腐蝕性液體的瓶蓋。其透水氣性能較差,而透氧氣、二氧化碳以及許多有機物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣等作用下會產(chǎn)生變脆和老化。一般使用溫度約在80oC左右。耐寒,在-60oC時仍有較好的力學(xué)性能,-70oC時仍有一定的柔軟性。2.5成型特性：成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況,有無雜質(zhì)的進行檢驗,并測試其熱穩(wěn)定性,流動性和收縮率等指標。低密度聚乙烯屬于結(jié)晶形塑料,吸濕性小,熔體粘度小,成型前可不預(yù)熱,成型時不易分解,流動性極好,溢邊值為0.02mm左右,流動性對壓力變化敏感,加熱時間長則易發(fā)生分解。收縮率較大,方向性明顯,易發(fā)生變形、翹曲,結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮率有較大影響,應(yīng)控制模溫。冷卻速度快,必須得到充分冷卻,設(shè)計模具時要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)宜用高壓注射,料溫要均勻,填充速度應(yīng)快,保壓要均勻。不宜采用直接澆口注射,否則會增加內(nèi)應(yīng)力,使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口位置。質(zhì)軟易脫模,塑件有淺的側(cè)凹可強行脫模。LDPE的注射工藝參數(shù)：表3-1制品成型工藝參數(shù)初步確定特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容注射機類型柱塞式螺桿轉(zhuǎn)速〔r/min58噴嘴形式直通式模具溫度30-45噴嘴溫度<℃>150~170oC后段溫度<℃>140～160中段溫度<℃>前段溫度<℃>170～210注射壓力60~100Mpa保壓力40~50注射時間s0~4s保壓時間s15~60s冷卻時間s15~60s其他時間s3成型周期s40~140s成型收縮<%>0.8干燥溫度<℃>60～80干燥時間<℃>1～3綜合性能：壓縮比：1.84~2.50抗拉屈服強度:22~40MPa熱變形溫度：1.88MPa48oC壓縮強度：225MPa0.46MPa60~82oC疲勞強度：10Mpa拉伸彈性模量：0.84~0.95GPa彎曲彈性模量：1.1~1.4GPa彎曲強度：25~40MPa脆化溫度：-703塑件的形狀尺寸的計算瓶蓋的工作環(huán)境對精度有較高要求,按LDPE的性能可選擇塑件的精度等級為6級精度〔查閱《塑料成型工藝》。外徑:28mm壁厚:1mm內(nèi)徑:16mm壁厚:1mm突起：9mm查得LDPE<低密度聚乙烯>密度約為:,代入公式.數(shù)據(jù)可得塑件的質(zhì)量為：體積：由體積計算公式可計算得塑件的近似體積得:V塑=S*H=2.83mm3質(zhì)量:由質(zhì)量計算公式可計算得塑件的質(zhì)量得W塑=V塑×r塑=2.6602<g>4注射機的選擇及型號和規(guī)格塑料成型設(shè)備依據(jù)成型工藝的不同而不同,塑料成型設(shè)備主要有用于注射成型工藝的注射機,用于壓縮成型工藝和壓注成型工藝的壓力機,用于擠出成型的擠出機。本設(shè)計采用用于注射成型工藝的注射機作為成型設(shè)備。注射成型工藝是塑料成型的一種最常用的方法。它將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機的料筒中,經(jīng)過加熱到流動狀態(tài),在注射機的柱塞或螺桿的推動下,以一定的流速,通過噴嘴和閉合模具的澆注系統(tǒng)而充滿型腔,經(jīng)過一定的時間的冷卻定型,打開模具,從模內(nèi)取出成型的塑件。4.1估算塑件的體積和質(zhì)量估算塑件體積和質(zhì)量該產(chǎn)品材料是低密度聚乙烯,查有關(guān)數(shù)據(jù)得知其密度g/cm3。使用UG軟件畫出三維圖建模,并可直接用軟件進行分析,查詢到塑件的體積V件=2.83cm3。由ρ=0.90～0.94g/cm3可得塑件質(zhì)量m=ρv=2.66g。4.2選擇注射機根據(jù)塑件制品的體積和質(zhì)量,可選定注射機型號為XS-Z-30。注射機的參數(shù)如下：額定注射量：30cm3注射壓力：120Mpa注射行程：130mm鎖模力：250KN最大成型面積：90cm2最大模厚：180mm最小模厚：60mm噴嘴圓弧半徑：12mm噴嘴孔徑〔mm：2mm柱塞式成型機中,塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供。在柱塞的平穩(wěn)推動下,料流是一種平緩的滯流態(tài)勢。料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì)點有著梯度變化的流速,結(jié)果靠料筒軸心的流速快,靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的溫度分布也有差異,靠近筒壁的料,因流速慢,又直接接受外壁的電熱圈加熱,所以溫度高；而靠近軸心的料,因流動快,且又與料筒加熱圈隔了一層熱阻很大的塑料層,所以溫度低?？梢娫谥搅贤矁?nèi),塑料的塑化程度很不均勻。注射機的分類：按外形可分為：臥式、立式和直角式按傳動方式可分為：機械式、液壓式和液壓、機械聯(lián)合式按用途又可分為：通用型和專用型所選注射機的型號為：XS-Z-30,屬于臥式通用型注射機。5型腔數(shù)目的確定及排布5.1型腔數(shù)目注射模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素：〔1塑件的尺寸精度；〔2模具制造成本；〔3注射成型的生產(chǎn)效益；〔4模具制造難度。為了提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性并與注射機的生產(chǎn)能力相配合,保證塑件較高的精度,模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目,常用的方法有以下《塑料模具設(shè)計準則》：1、根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目。根據(jù)總成型加工費用最小的原則,僅考慮模具加工費和塑件成型加工費,并忽略試生產(chǎn)原材料費用。2、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗,在模具中每增加一個型腔,制品尺寸精度要降低4-6%,高模具中的型腔數(shù)目為n,制品的基本尺寸為L,塑件尺寸公差為,單型腔模具注塑模具生產(chǎn)時可能性產(chǎn)生的尺寸誤差為<不同的材料,有不同的值,如：尼龍66為0.3%,聚甲醛為0.2%,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非結(jié)晶型塑料為0.05%>,則有塑件尺寸精度的表達式為：L%+〔n-1L%4%簡化后可得型腔數(shù)目為：n3、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。當(dāng)成型大型表面積塑件時,常用這種方法。設(shè)注射機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Pm,單個制品在分型面上的投影面積為A1,澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為A2,則：<nA1+A2>PmF即：n對于高精度制品,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4個.4、根據(jù)注射機的額定最大注射量確定型腔數(shù)目。設(shè)注射機的最大注射量G〔g,單個制品的質(zhì)量為W1〔g,澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為W2〔g,則型腔數(shù)目n為：nn4.15.2型腔的排布：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)計時有以下原則：〔1盡量采用對稱式排布,確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定?！?塑件結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)盡量使型腔緊湊排列,而減小模具的外形尺寸?！?分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置,分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短?！?為了避免模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象,澆口開口部位與型腔布置應(yīng)對稱。因為該塑件屬大批量生產(chǎn)的小型塑件,但對產(chǎn)品的精度、表面粗糙度還是有較高的要求,通過前面算出的單個產(chǎn)品的體積V和質(zhì)量W,綜合考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素,以及注射機的類型選擇確定采用一模四腔對稱排布。分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開設(shè)在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向作用,分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置,分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短,以減少壓力損失,熱量損失和流道凝料,參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》P59表4-3部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍,分流道直徑可選1.6~9.5mm[1]表6-1分流道斷面直徑選擇塑料名稱分流道斷面直徑塑料名稱分流道斷面直徑ABS,AS聚乙烯<PE>尼龍類<PA>聚甲醛〔POM抗沖擊丙烯酸4.7～9.51.6～9.51.6～9.53.5～108～12.5聚苯乙烯<PS>軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯聚苯醚3.5～103.5～106.5～166.5～8.06.5～10根據(jù)塑件的壁厚〔0.8<1.0<2.4和外形因素和機械加工因素來確定澆注方式,確定為澆注方式,參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》并采用對稱平衡的排布方式。6分型面的選擇分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素,它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的脫模和模具的制造工藝的有關(guān),一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以與合模方向平行或傾斜。因此,分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。根據(jù)分型面的選擇原則：〔1分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；〔2在開模時盡量使塑件留在動模；〔3分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量；〔4有利于排氣和模具的加工方便；〔5有助于避免側(cè)抽芯或便于側(cè)抽芯。該塑件為瓶蓋對美觀不太要求,無斑點和熔接痕,表面質(zhì)量要求一般。在選擇分型面時,根據(jù)分型面的選擇原則,考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件,瓶蓋屬于薄壁殼小型塑件,塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上,所以,應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè),以便于脫模,并不影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度,以及外觀形狀。7澆注系統(tǒng)的設(shè)計注射模的澆注系統(tǒng)是指從注流道的開始端到型腔之間的熔體流動通道。它由主流道,分流道,冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳料,傳熱,傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量,它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度。7.1澆注系統(tǒng)設(shè)計原則：澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計合理、盡量減少塑料的消耗。7.2主流道設(shè)計：主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道,通常和注射機的噴嘴在同一軸線上,斷面為圓形,有一定的錐度,目的是便于冷料的脫模,同時也改善料流的速度,因為要和注射機相配,所以其尺寸與注射機有關(guān)。本塑件所用的材料為LDPE〔低密度聚乙烯,根據(jù)其流動性特點,主流道設(shè)計的主要參數(shù)如下：主要參數(shù)：錐角=4°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.08 ； 主流道大端呈圓角,半徑r=3mm,以減小料流轉(zhuǎn)過渡時的阻力,小端直徑d=D—<1~2>襯套與主流道設(shè)計成整體,材料為T8,熱處理要求淬火為53-57HRC。7.3分流道設(shè)計：分流道是主流道與澆口之間的通道,一般開在分型面上,起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U型等圓形和正方形截面流道的表面積與體積之比最小,塑料熔體的溫度下降小,阻力小,流道的效率最高,但加工困難,而且正方形截面不易脫模,所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。在分流道的設(shè)計時,應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失,盡可能避免熔體溫度的降低,同時還要考慮減小流道的容積。在此,選擇半圓形,取半圓直徑4.5mm.參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》。分流道的布置：7.4澆口的設(shè)計：澆口又稱進料口,是連接分流道與型腔之間的熔體通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：〔1熔體充模后,澆口處首先凝固,可防止其倒流；〔2熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時產(chǎn)生摩擦熱,使熔體升溫,有助于充模；〔3易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積的0.03-0.09,澆口的長度約為0.5mm-2mm,澆口的具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定,取其下限值。當(dāng)塑料熔體通過澆口時,剪切速率增高,同時熔體的內(nèi)摩擦加劇,使料流的溫度升高,粘度降低,提高了流動性能,有利于充型。澆口位置的選擇：澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大,在確定澆口時,應(yīng)遵循以下原則：澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的部位,以利于補縮,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)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位,對于圓筒類制品,采用中心澆口比側(cè)澆口好。對于帶細長的型芯模具,宜采用中心頂部進料方式,以避免型芯因沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位根據(jù)以上原則,瓶蓋屬于圓筒類制品,故而采用中心澆口。根據(jù)塑件的質(zhì)量和外形尺寸等影響因素,初步取值如下：由塑件質(zhì)量W塑=2.66g可得單位mmD=6mmd=4mmR=15mmh=5mmd1=1mmH1=4.5mml=60~70mmL=25mma=4。a1=10。L1=17mm7.5冷料穴的設(shè)計冷料穴是將主流道或分流道延長所形成的井穴。冷料穴一般設(shè)在主流道正對面的動模板上或處于分流道末端。其作用是存放料流前鋒的冷料,以防止冷料進入型腔而形成接縫；另外,開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑宜大于大端直徑。冷料穴的形式有三種：一是與推桿匹配的冷料穴；二是與拉料桿匹配的冷料穴；三是無拉料桿的冷料桿。本塑件采用無拉料桿的冷料穴。7.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計排氣槽的設(shè)計：塑料熔體在充模的型腔過程中同時要排出型腔及流道原有的空氣,另外,塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體,所以長在分型面上開設(shè)排氣槽進行排氣。否則,被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫,會引起塑件局部碳化燒焦或塑件產(chǎn)生泡沫,或使塑件熔接不良引起強度下降,甚至充模不滿。當(dāng)塑料熔體充填型腔時,必需順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利地排出,塑件會由于充填不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺點；甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫,使塑料焦化。排氣方式：排氣槽一般通常開設(shè)在分型面上凹模一邊,位置位于塑料熔體流動的末端。一般情況下,排氣槽尺寸以氣體能夠順利排出而不產(chǎn)生溢料為原則。排氣槽寬度可取1.5～6mm,深度可取0.025～0.1mm,長度可取0.8～1.5mm。但對于此模具,無需設(shè)計專門的排氣槽來排氣,可通過分型面及活動型芯與模板之間配合間隙來排氣,足夠能使氣體順利排出。在本設(shè)計中,可利用頂桿間隙和定模型芯間隙排氣,不再開設(shè)排氣系統(tǒng)。8塑料工藝尺寸的計算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。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。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。8.1凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計：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。〔1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,采用一般機械加工方法制造型腔比較困難。因此它適用于形狀簡單的塑件?！?組合式凹模：對于形狀復(fù)雜的塑件或難于機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。本塑件的外形簡單,采用整體式凹模。其適用于形狀簡單且凸模高度較小的塑件,整體式凹模為非穿通式模體,強度好,不易變形。8.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：凸模,即型芯,是成型塑件內(nèi)表面的成型零件,通?？煞譃檎w式和組合式。組合式凸模：當(dāng)塑件的內(nèi)形比較復(fù)雜而不便于機械加工時,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?？煞謩e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。塑件為LDPE制品,屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件,預(yù)定的收縮率取1.5%至3.5％。平均收縮率為2.5%,此產(chǎn)品采用6級精度,屬于一般精度制品。凸凹模各處工作尺寸的制造公差,因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT７～IT８級。8.3凹模徑向尺寸計算：圖B:8.4凸模徑向尺寸計算：圖A中：<LM1>0-δz=[<1+>LM1S+0.5×Δ]0-δz=[<1+2.5%>×26+0.5×0.48]0-0.48/4=26.650-0.12<L1>0+δz=[<1+>L1S-0.5×Δ]0+δz=[<1+2.5%>×16-0.5×0.4]+0.4/40=16.2+0.10<lx>0+δz=[<1+>lXS-0.5×Δ]0+δz=[<1+2.5%>×2-0.5×0.20]+0.24/40=1.93+0.040螺紋型芯與大型芯的配合采用H8/f8。型芯徑向尺寸計算：<lQ2>0-δz=[<1+>lQ2S+0.5×Δ]0-δz=[<1+2.5%>×9+0.5×0.32]0-0.32/4=9.060-0.088.5螺紋型芯的工作尺寸：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,小徑基本尺寸；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%>×12.708+0.03]0-0.03/5=13.0560-0.006<dM小>0-δz=[<1+2.5%>×11.830+0.03]0-0.03/5=12.1550-0.0068.6型腔壁厚和底板厚度計算注射模在其工作過程需要承受多種外力,如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大,注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞,或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形,引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙,由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象,從而導(dǎo)致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求。塑件的壁厚對質(zhì)量影響很大。如果壁厚過薄,塑件在使用上可能不具備足夠的強度和剛度,且在成型時流動阻力大,大型復(fù)雜的制件難以充滿型腔；在脫模時,難以承受脫模機構(gòu)的沖擊和振動,裝配時不能承受緊固力；在運輸中,會造成變形甚至損壞。如果塑件過厚,會因為用料過多,而使成本增加,并且會使成型時間加長,從而降低生產(chǎn)效率。此外,壁厚過厚的塑件也易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕、翹曲等缺陷。因此,由于塑件屬于中小型制品,這里我們?nèi)⌒颓槐诤駷?mm,底板厚度取2mm。9導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計為了保證注射模準確合模和開模,在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)的作用是導(dǎo)向,定位以及承愛一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)向機構(gòu)包括導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定們兩種,根據(jù)本塑件的實際情況,采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。9.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的作用：定位件用：模具閉合后,保證動定模或上下模位置正確,保證型腔的形狀和尺寸精確,在模具的裝配過程中也起定位作用,便于裝配和調(diào)整。導(dǎo)向作用：合模時,首先是導(dǎo)向零件接觸,引導(dǎo)動定模或上下模準確閉合,避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。承受一定的側(cè)向壓力。9.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計原則：〔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,以保證模具的強度。〔2導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出6-8mm,以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞?！?導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度?！?為了使導(dǎo)柱能順利的進入導(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.〔5導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不愛損傷,而設(shè)在定模一側(cè)則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。<6>般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/f8,導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6,導(dǎo)套外徑的配合按H6/k6;<7>除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外、,一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套,以保證推出機構(gòu)的正常運動。<8>導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定,可參考標準框架數(shù)據(jù)選取。9.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計：導(dǎo)柱的設(shè)計：〔1該模具采用帶頭導(dǎo)柱,且不加油槽；〔2導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出6～8mm；〔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〔該導(dǎo)柱直徑由標準模架知為?20；〔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Ra0.4μm；〔7導(dǎo)柱滑動部分按H8/h8間隙配合,固定部分按H7/m6過渡配合導(dǎo)柱的尺寸如下圖：圖10-2導(dǎo)柱圖導(dǎo)柱與導(dǎo)套選用間隙配合.導(dǎo)套的設(shè)計:對導(dǎo)套的要求：〔1為使導(dǎo)柱比較順利地進入導(dǎo)套,在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒有圓角R?！?對于大型注射模,當(dāng)開模力過大時,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)套配合部分的表面光潔度不能過低?！?導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/h8間隙配合,導(dǎo)套外徑按H7/m6過渡配合。導(dǎo)套設(shè)計及尺寸如下圖所示:圖10-3導(dǎo)套圖9.4導(dǎo)柱與導(dǎo)套的布置：定端與模板間用H7/m6或H7/k6的過渡配合,導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求,與導(dǎo)柱同動作的彈簧應(yīng)布置4個,并盡可能對稱布置于A分型面的四周,以保持分型時彈力均勻,中間板不被卡死。10脫模機構(gòu)的設(shè)計在注射成型的每一循環(huán)中,都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出,模具中這種脫出機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)〔或推出機構(gòu)、頂出機構(gòu)。脫模機構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作,即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離,稱為脫出,然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。10.1脫模機構(gòu)的組成:推出機構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。按推出零件的類別分類：〔1推桿式脫?！?推管推出脫模〔3推件板推出脫模,又稱卸料板或刮板。〔4利用成型零件推出制品的脫模,適用于螺紋型環(huán)一類的制品,利用模具中某些成型零件推出塑件?！?多元聯(lián)合式脫模按脫模動作分類：〔1一次推出脫?！?二次推出脫?！?動定模雙向推出脫模〔4帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)可采用強制脫模、活動型芯和型環(huán)形式脫螺紋及回轉(zhuǎn)式脫螺紋。10.2設(shè)計原則：<1>推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè)以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置,完成脫模動作；<2>保證塑件不因推出而變形損壞,外形良好；<3>結(jié)構(gòu)簡單可靠:機械的運動準確、可靠、靈活,并有足夠的剛度和強度；用推件板推出機構(gòu)中,為了減少推件板與型芯的摩擦,在推件板與型芯間留0.20~0.25mm的間隙,并用錐面配合,防止推件因偏心而溢料。復(fù)位零件：對于推件板推出機構(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)位桿排氣系統(tǒng)：當(dāng)塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷,另一方面氣體受壓,體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦〔褐色斑紋,同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度,因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中