帶內(nèi)螺紋的塑料蓋子注塑模具設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計.doc

畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計 題 目 帶內(nèi)螺紋的塑料蓋子注塑模具設(shè)計 英文題目 injection mold design of the plastic cover with internal thread 院 系 機械與材料工程學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名 年 級 2009 級（機材 a0913） 指導教師 二 零 一 三 年 六 月 學 位 論 文 獨 創(chuàng) 性 說 明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作 及其取得研究成果。盡我所知，除了文中加以標注和致謝的地方外，論文中不 包含其他人或集團已經(jīng)公開發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得九江學 院或其他教育機構(gòu)的學位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研 究所做的任何貢獻均已在論文中做了明確說明并表示了謝意。 學位論文作者簽名： 日期：2013.6.3 學 位 論 文 知 識 產(chǎn) 權(quán) 聲 明 書 本人完全了解學校有關(guān)保護知識產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學位期 間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬于九江學院。學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或 機構(gòu)送交論文的復印件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。學?？梢詫⒈?學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或 掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。同時本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學位論文 研究課題在撰寫的文章一律注明作者單位為九江學院。 保密論文待解密后適用本聲明。 學位論文作者簽名： 指導教師簽名： 2013 年 6 月 3 日 摘摘 要要 本次主要設(shè)計是對瓶蓋注射模的設(shè)計, 重點對塑件的成型原理、原料選用 和注射技術(shù)進行分析。通過根據(jù)形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果， 確定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、 成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。該塑件有內(nèi)螺紋，需兩次分型。故設(shè)計中主要 解決了分型面的選擇，型腔數(shù)目的確定，脫模機構(gòu)的設(shè)計.采用了二次脫模機構(gòu) 來脫模，保證塑件能順利的成型出模。pro/e 軟件貫穿了此次注塑模具的整個 三維設(shè)計過程。 【關(guān)鍵詞】注射模；分型面；低密度聚乙烯 2 abstract the main design graduate of lid injection mold design. focus on the analysis of the principle of molding plastic parts, materials selection and injection technique. adopted under the shape, size, accuracy and surface quality requirements of the analysis results, the program required molding, products after processing, the choice of parting, the number and arrangement of the cavity, forming part of the structure, pouring system . the plastic parts within a thread,need twice disport model.therefore,the design of the project profile for the plastic parts of sub-surface choices,determining the number of cavity,the demoulded mechanism design.using twice demoulding agencies,guarantee a smooth plastic parts from the model.pro/e was wildly used throughout the process of 3d injection mold design. 【key words】 injection mold; parting surface; ldpe 3 目 錄 前言前言.1 第一章第一章 概論概論.2 1.1 注塑模具制造的特點2 1.2 模具制造技術(shù)的發(fā)展方向3 1.3 結(jié)論5 第二章第二章 塑塑件件結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計6 2.1 瓶蓋的成型分析.6 2.2 壁厚分析6 2.3 圓角分析6 2.4 材料的選擇7 2.4.1 材料簡介7 2.4.2 基本特性7 2.43 物理性質(zhì) .7 2.44 成型特性 .8 第三章第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模具結(jié)構(gòu)設(shè)計.10 3.1 分型面的選擇10 3.2 型腔的排布設(shè)計11 3.3 脫模機構(gòu)的設(shè)計12 第四章第四章 注塑機型號的選擇注塑機型號的選擇13 4.1 注塑成型工藝簡介.13 4.2 估算塑件的體積和質(zhì)量.14 4.3 選擇注塑機14 4.3.1 最大注射壓力較核 .15 4.3.2 最大注射量校核 .15 2 4.3.3 鎖模力校核 .15 第五章第五章 模具設(shè)計模具設(shè)計.16 5.1 模架的選擇16 5.1.1 產(chǎn)品邊到模仁邊的距離 .16 5.1.2 模仁高度尺寸的確定 .16 5.1.3 模架尺寸的確定 .17 5.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計17 5.2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計的原則 .17 5.2.2 主流道設(shè)計 .17 5.2.3 分流道設(shè)計 .17 5.2.4 澆口的設(shè)計 .18 5.2.4 冷斜穴的設(shè)計 .19 5.3 導向機構(gòu)的設(shè)計20 5.3.1 導柱導向機構(gòu)的作用 20 5.3.2 導柱導套的設(shè)計原則 20 5.3.3 導柱的設(shè)計 21 5.3.4 導套的設(shè)計 22 5.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計23 5.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計.24 5.5.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 24 5.5.2 模具冷卻時間的確定 24 5.5.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 24 5.5.4 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 25 5.5.5 冷卻系統(tǒng)的計算 25 第六章第六章 模具的裝配模具的裝配.26 6.1 模具的裝配順序26 6.2 模具開閉模過程分析.26 3 第第七七章章 制件常見缺陷及解決辦法制件常見缺陷及解決辦法.27 結(jié)論結(jié)論28 參考文獻參考文獻.29 謝辭謝辭30 1 前前 言言 塑料制品已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防和日常生活中的方面得到廣泛應(yīng)用。特別 是在電子業(yè)中則為突出。電子產(chǎn)品的外客大部分是塑料制品，產(chǎn)品性能的提高 要求高素質(zhì)的塑料模具和塑料性能。成型工藝和制品的設(shè)計。隨著社會的發(fā)展， 人類的需求，生活水平的提高，日常生活不可缺少的產(chǎn)品的供不應(yīng)求，為加大 生產(chǎn)力度，對模具的設(shè)計越來越重視。我們常用的東西大都是通過模具生產(chǎn)出 來的，應(yīng)用價值提高，這技術(shù)的重要，有必要為這們課題研究。更加有力的學 習這套工藝。對今后的發(fā)展有著可觀的標志。 2 第第 1 1 章章 概論概論 1.11.1 注塑模具制造的特點注塑模具制造的特點 型腔及型芯呈立體型面。塑件的外部和內(nèi)部形狀是由型腔和型芯直接成 型的，這些復雜的立體型面加工難度比較大，特別是型腔的盲孔型內(nèi)成型表面 加工，如果采用傳統(tǒng)的加工方法，不僅要求工人技術(shù)水平高、輔助工夾具多、 刀具多，而且加工的周期長。 精度和表面質(zhì)量要求高，使用壽命要求長。目前一般塑件的尺寸精度要 求為 it67，表面粗糙度 ra0.20.1m，相應(yīng)的注塑模具零件的尺寸精度要求 達到 it56，表面粗糙度 ra0.1m 以下。激光盤記錄面的粗糙度要達到鏡面加 工的水平的 0.020.01m，這就要求模具的表面粗糙度達到 0.01m 以下。長 壽命注塑模具對于提高高效率和降低成本是很必要的，目前注塑模具的使用壽 命一般要求 100 萬次以上。精密注塑模要用剛度大的模架，增加模板的厚度， 增加支承柱或錐形定位元件以防止模具受壓力后產(chǎn)生變形，有時內(nèi)壓可以達到 100mpa。頂出裝置是影響制品變形和尺寸精度的重要因素，因此應(yīng)該選擇最佳 的頂出點，以使各處脫模均勻。高精度注塑模具在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用鑲拼或全拼 結(jié)構(gòu)，這要求模具零部件的加工精度、互換性均大為提高。 工藝流程長，制造時間緊。對于注塑件而言，大多是與其它零部件配套 組成完整的產(chǎn)品，而且在很多的情況下都是在其它部件已經(jīng)完成，急切等待注 塑件的配套上市。因為對制品的形狀或尺寸精度要求很高，加之由于樹脂材料 的特性各異，模具制造完成后，還需要反復地試模與修正，使開發(fā)和交貨的時 間非常緊張。 異地設(shè)計、異地制造。模具制造不是最終目的，而是由用戶提出最終制 品設(shè)計，模具制造廠家根據(jù)用戶的要求，設(shè)計制造模具而且在大多數(shù)情況下， 制品的注射生產(chǎn)也在別的廠家。這樣就造成了產(chǎn)品的設(shè)計、模具設(shè)計制造和制 品的生產(chǎn)異地進行的情況。 專業(yè)分工，動態(tài)組合。模具生產(chǎn)批量小，一般屬于單件的生產(chǎn)，但是模 具需要很多的標準件，大到模架，小到頂針，這些不能也不可能只由一個廠家 3 單獨完成，且制造工藝復雜，普通設(shè)備和數(shù)控設(shè)備使用極不均衡。 1.21.2 模具制造技術(shù)的發(fā)展方向模具制造技術(shù)的發(fā)展方向 基于以上模具制造的五個特點，對現(xiàn)代模具制造業(yè)提出了相應(yīng)的要求。當 前模具制造的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為以下五個方面： （1）從一般的機加工方法，發(fā)展至采用光機電相結(jié)合的數(shù)控電火花成形、 數(shù)控電火花線切割以及各種特殊加工相結(jié)合，例如電鑄成形、粉末冶金成形、 精密鑄造成形、激光加工等。從而可以加工出復雜的型腔和型芯，以及保證較 高的加工精度要求。目前慢走絲線切割和電火花放電加工精度可達到 1.5m，加工表面粗糙度可達到 ra0.004m，基本上達到了鏡面要求。 （2）先進的技術(shù)支持條件。模具的服務(wù)對象主要是電器、汽車廠家，產(chǎn)品 的更新?lián)Q代快，而且模具的設(shè)計已經(jīng)從二維發(fā)展為三維，實現(xiàn)了可視化設(shè)計， 不但可以立體、直觀地再現(xiàn)尚未加工出的模具體，真正實現(xiàn)了 cad/cam 一體化， 而且三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難于解決的一些問題，諸如：干涉檢查、模擬裝 配等。 （3）模具快速制造技術(shù)。當前快速制造有三個發(fā)展方向：分別是基于并行 工程的注塑模具快速制造、基于快速原型技術(shù)的注塑模具快速制造和高速切削 技術(shù)。 基于并行工程的注塑模具快速制造這種生產(chǎn)方式。是以注塑模具的標準化 設(shè)計為基礎(chǔ)的，它主要體現(xiàn)為經(jīng)營管理、模具設(shè)計和模具制造的三個體系的標 準化。為了實現(xiàn)標準化，需要解決三項關(guān)鍵技術(shù)：一是統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和文件傳輸 格式；二是充分利用和開發(fā) internet 和 intranet,實現(xiàn)信息的集成和數(shù)據(jù)資源 的共享；三是解決生產(chǎn)的組織、協(xié)調(diào)和專業(yè)分工，確定各個部門和層次的項目 分解和利益分配的基準和算法。 基于快速原型技術(shù)的注塑模具快速制造。直接從 cad 模型生產(chǎn)的模具被認 為是一種可以減少新產(chǎn)品成本和開發(fā)周期的重要的方法，近些年來，這種將 cad 技術(shù)、快速成型（rp）和快速工模具制造（rt）等高新技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng) 對傳統(tǒng)的注塑模具的制造產(chǎn)生了重大的沖擊。cad 技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上代 替了實物的評估和試驗，減少了新產(chǎn)品研制過程中的迭代次數(shù)，從而加快了新 產(chǎn)品的開發(fā)速度。 4 高速切削技術(shù)（high speed machining）的應(yīng)用。高速切削技術(shù)制造模具， 具有切削效率高，可明顯縮短機動加工時間，加工精度高，表面質(zhì)量好，因此 可大大縮短機械后加工、人工后加工和取樣檢驗輔助工時等許多優(yōu)點。在某注 塑模的高速銑削中，材料硬度為 5658hrc，原來采用電火花加工（edm） ，每個 零件需時 90min，采用直徑為 12mm 球頭銑刀，主軸轉(zhuǎn)速 1500r/ min、工作臺進 給 1500r/ min 進行高速加工，加工每個零件只需 5min，工效提高了 18 倍。 今后，電火花成形加工應(yīng)該主要針對一些尖角、窄槽、深小孔和過于復雜 的型腔表面的精密加工。高速成切削加工在發(fā)達國家的模具制造業(yè)中已經(jīng)處于 主流地位，據(jù)統(tǒng)計，目前有 85%左右的模具電火花形加工工序已被高速加工所 取代。但是由于高速切削的一次性設(shè)備投資比較大，在國內(nèi)，高速成切削與電 火花加工還會在較長時間內(nèi)并存。 模具的高速切削中對高速切削機床有下列技術(shù)要求：主軸轉(zhuǎn)速高，功率 大；機床的剛度好；主軸轉(zhuǎn)動和工作臺直線運動都要有極高的加速度。由 于高速切削時產(chǎn)生的切削熱和刀具的磨損比普通速度切削高很多，因此，高速 刀具的配置十分重要，主要表現(xiàn)為：刀具材料應(yīng)硬度高、強度高、耐磨性好， 韌度高、抗沖擊能力強，熱穩(wěn)定和化學穩(wěn)定性好；必須精心選擇刀具結(jié)構(gòu)和 精度、切削刃的幾何參數(shù)，刀具與機床的連接方式廣泛采用錐部與主軸端面同 時接觸的 hsk 空心刀柄，錐度為 1：10，以確保高速運轉(zhuǎn)刀具的安全和軸向加 工精度。型腔的粗加工、半精加工和精加工一般采用球頭銑刀，其直徑應(yīng)小 于模具型腔曲面的最小曲率半徑；而模具零件的平面的粗、精加工則可采用帶 轉(zhuǎn)位刀片的端銑刀。 （4）發(fā)展新的塑料模具材料及模具表面技術(shù)。主要是發(fā)展易加工、拋光性 好的材料，預硬易切削鋼（一般 2835hrc 之間)、耐蝕鋼、硬質(zhì)合金鋼以及時 效硬化型鋼、冷擠壓成型鋼。表面工程可以彌補模具材料的不足，降低模具材 料的研發(fā)及加工的費用。近年來迅速發(fā)展起來的激光表面強化技術(shù)、物理氣相 沉淀技術(shù)（pvd） 、化學氣相沉淀技術(shù)（cvd） 、熱噴涂技術(shù)等新的表面技術(shù)，而 傳統(tǒng)的表面技術(shù)（如熱擴散、電鍍）也有很大的完善與發(fā)展，如電鍍技術(shù)已經(jīng) 發(fā)展到復合電鍍技術(shù)。 （5）基于信息注塑模具的制造新模式。與注塑模具制造活動有關(guān)的信息包 5 括產(chǎn)品的信息和制造信息。現(xiàn)代制造過程可以看作是原材料或毛坯所含的信息 量的增值過程，信息流驅(qū)動將成為制造業(yè)的主流。它包括兩個層面：一是通過 企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，完成模具報價、人員的安排、制品原始數(shù)據(jù)、模具加工工 藝、質(zhì)量檢測、試模具與交付等任務(wù)；二是通過企業(yè)外部的互聯(lián)網(wǎng)完成企業(yè)與 用戶、與外協(xié)企業(yè)之間的信息交換，這種制造方式必須通過動態(tài)聯(lián)盟（virtual organization）這種新的生產(chǎn)模式來實現(xiàn)的。動態(tài)聯(lián)盟分三層：緊密層、合作 關(guān)系層和松散層。 1.31.3 結(jié)論結(jié)論 先進制造技術(shù)對注塑模具制造產(chǎn)生了重大的影響，反過來，注塑成型新技術(shù) 的產(chǎn)生與發(fā)展也對制造技術(shù)不斷提出了新的要求。將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù) 應(yīng)用于制造全過程，未來注塑模制造將是以計算機輔助技術(shù)為主導技術(shù)，以信 息流暢作為首要備件的有極強應(yīng)變能力與競爭力的技術(shù)。 6 第二章第二章 塑件結(jié)構(gòu)分析塑件結(jié)構(gòu)分析 2.12.1 瓶蓋的成型分析瓶蓋的成型分析 此次塑件是帶內(nèi)螺紋的塑料瓶蓋，整個塑件呈現(xiàn)半開狀的圓筒形，該構(gòu)件表 面形狀和整體結(jié)構(gòu)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 12mm，外徑 32mm，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)。 圖 2-1 塑件圖 2.22.2 壁厚分析壁厚分析 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。 2.32.3 圓角分析圓角分析 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 7 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。采用圓弧過渡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 0.5mm，適合注塑制品 的結(jié)構(gòu)和工藝要求。 2.42.4 材料的選擇材料的選擇 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） 。 .1 材料簡介材料簡介 ldpe 中文名：低密度聚乙烯 英文名：low density polyethylene .2 化學性質(zhì)化學性質(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。 .3 物理性質(zhì)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到 130的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。聚 乙烯單晶通常可以通過把高密度聚乙烯在 130以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制 8 備。 （ldpe）- 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 0.940.965g/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 80左右。耐寒，在-60時仍有較好的力學性能，-70時仍有一定的 柔軟性。 .4 成型特性成型特性 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。ldpe 的注射工藝參數(shù)如表 3-1 所示。 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 9 注射機類型 柱塞式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 58 噴嘴形式 直通式 模具溫度 30-45 噴嘴溫度() 150170oc 后段溫度() 140160 中段溫度() 前段溫度() 170210 注射壓力 60100mpa 保壓力 4050 mpampa 注射時間 s 04s 保壓時間 s 1560s 冷卻時間 s 1560s 其他時間 s 3 成型周期 s 40140s 成型收縮(%) 0.8 干燥溫度() 6080 干燥時間() 13 綜合性能： 壓縮比： 1.842.50 抗拉屈服強度: 2240 mpa 熱變形溫度： 1.88mpa- 48 壓縮強度： 225 mpa 疲勞強度： 10 拉伸彈性模量： 0.840.95gpa mpa 彎曲彈性模量： 1.11.4gpa 彎曲強度： 2540mpa 脆化溫度： -70 10 第三章第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .分型面的選擇分型面的選擇 模具設(shè)計過程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型 面選擇的原則來確定模具的分型面。 （1）塑件脫出方便：盡量使塑件滯留在動模一側(cè)，模具的脫模機構(gòu)在動模 一側(cè)，一般將主型芯裝在動模一側(cè)，使塑件的包緊在主型芯上，型腔可以設(shè)在 定模一側(cè)。 （2）模具結(jié)構(gòu)簡單，使模具容易切削加工，從簡化模具加工來考慮，對要 求抽芯的塑件，應(yīng)盡量避免在定模部分抽芯。 （3）其他必須型腔排氣順利，確保塑件質(zhì)量，無損塑件外觀，設(shè)備利用合 理以及塑件的成型要求來選擇分型面。 該塑件為瓶蓋，表面無特殊的要求，由于制件有側(cè)向抽心的點連接,因此制 件需要側(cè)向內(nèi)抽芯機構(gòu)，分型比較復雜，可采用滑塊側(cè)向分型，故分型面選擇 11 如下圖所示： 圖 3-1 分型面的選擇 3.23.2 型腔的排布設(shè)計型腔的排布設(shè)計 多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、h 形、直線型及復合型等，在設(shè) 計時應(yīng)遵循以下原則。 （1）盡可能采用平衡式排列，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。 本次設(shè)計的模具型腔采用對稱平衡的排布,如圖 3-2 所示。 12 圖 3-2 型腔的排布 3.33.3 脫模機構(gòu)的設(shè)計脫模機構(gòu)的設(shè)計 脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減 小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機構(gòu)本身運動時的摩擦阻力、塑 料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等等，因此要考慮到所 有因素的影響較困難,因此上面計算出的結(jié)果只是一個近似值，實際的脫模力應(yīng) 比計算出來的要大才合理。脫模機構(gòu)應(yīng)遵行以下設(shè)計原則： （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。 （2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出 力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位以保證塑件不因推出而變形損壞。 （3）結(jié)構(gòu)簡單、動作合理可靠、合模時能正確復位，便于制造和維護。 常用的推出方式有推桿推出、推板推出、氣壓推出，其中推桿脫模機構(gòu)最為 常用，采用推桿脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。 13 第 4 章 注塑機型號的選擇 4.1 注塑成型工藝簡介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成 型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔 體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射 進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以 從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作。 圖4-1 注塑成型壓力時間曲線 （1）物料準備 成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況、有無雜質(zhì)等進行檢 驗，并測試其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。對于吸濕性強的塑料，應(yīng)根 據(jù)注射成型工藝允許的含水量進行適當?shù)念A熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件 的熱膨脹系數(shù)，對模具進行適當?shù)念A熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制 品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 （2）注塑過程 塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動 可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示4-1所示。 圖中t0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（t=t1）時，熔體 壓力迅速上升，達到最大值p0。從時間t1到t2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓 力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在 流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端 沿流動方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。 14 這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從 t2到t3） ，由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓 力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時的壓 力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 （3）制件后處理 由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常 復雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不 均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫 模后除引起時效變形外，還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質(zhì)量變壞， 嚴重時會開裂。故有的塑件需要進行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕 兩種。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對制件 進行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的 1020至熱變形溫度以下1020之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后 處理工序，主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕 處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為121，加熱溫度為 100121） ，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取29小時。 4.24.2 估算塑件的體積和質(zhì)量估算塑件的體積和質(zhì)量 塑件的工作條件對精度要求較高，根據(jù) ldpe 的性能可選擇其塑件的精度等 級為 6 級精度。 外徑: 32mm 壁厚: 1mm 內(nèi)徑: 30mm 壁厚: 1mm 由體積計算公式可計算得塑件的近似體積得: v塑=sxh =2.413cm3 查得 ldpe(低密度聚乙烯)密度約為: 由公式代入數(shù) 3 /94 . 0 cmgvw 據(jù)可得塑件的質(zhì)量為： w塑 =v塑r r塑= =2.27(g)。 4.34.3 選擇注射機選擇注射機 根據(jù)所選擇的參數(shù)，初步估算澆注系統(tǒng): 15 體積: v澆=89cm3。 其質(zhì)量約為：w澆=v澆r r塑=7.58.5g。 s=(nw塑+ w澆) /0.8=17-18g。 可以初步選項注射機型號為： xs-z-60 xs-z-60 注射機的技術(shù)規(guī)格如下: 型號： xs-z-60 額定注射量(cm3)： 60 螺桿直徑(mm)： 38 注射壓力 (mpa)： 122 注射行程（mm）： 170 注射時間（s）： 0.7 注射方式： 柱塞式 合模力 kn）： 500 最大注射面積（cm2）： 130 最大開（合）模行程（mm）： 180 模具最大厚度（mm）： 200 模具最小厚度（mm）： 70 動、定模固定板尺寸（mm）： 300440 噴嘴圓?。╩m）： 12 噴嘴孔徑（mm）： 4 .1 最大注射壓力校核最大注射壓力校核 ldpe 的注射壓力：60100mpa 小于 xs-z-60 注射機：注射壓力 (mpa)： 122 mpa,所以符合要求。 .2 最大注射量校核最大注射量校核 澆注系統(tǒng)體積之和為 2.413*4+89=1819 cm3，而注射機額定注射量為 60cm3，明顯滿足要求。 .3 鎖模力校核鎖模力校核 型腔平均壓力為 25mpa， a=mm325265 . 4414 22 25 2526=63.17kn，明顯小于注射機合模力 500mpa，合格。 分腔a p 16 第五章 模具設(shè)計 5.1 模架的選擇 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠強 度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。為節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據(jù)產(chǎn) 品的外形尺寸，可以確定鑲件（模仁）的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可 以大致確定模架的大小。 5.1.1 產(chǎn)品邊到模仁邊的距離（x、y 方向尺寸的確定） 表 5.1 產(chǎn)品邊到模仁邊距離 產(chǎn)品尺寸（mm）產(chǎn)品邊到模仁邊的距離（mm） 小件產(chǎn)品（80mm）2530 大件產(chǎn)品（80mm）3550 注：模仁尺寸（x、y 方向尺寸）必須取整數(shù)，且最好是 10 的倍數(shù)； 從表格可知，此塑料杯屬于小件產(chǎn)品，故取產(chǎn)品到默認邊的距離為 30mm。 產(chǎn)品中心到模仁邊的距離為 60mm，產(chǎn)品中心距為 90mm，故模仁長度為 d=60mm+90mm+60mm=210mm；產(chǎn)品底面是圓形，所以，模仁的寬度也取 210mm。 5.1.2 模仁高度（厚度）尺寸的確定（z 方向尺寸的確定） 表 5.2 模仁高度尺寸參照 產(chǎn)品尺寸（mm）產(chǎn)品最高位置到前模仁(型 腔)頂面的距離 h1（mm） 產(chǎn)品最低位置到后模仁(型 芯)底面的距離 h2（mm） 小件產(chǎn)品 （80mm） 2530 大件產(chǎn)品 （80mm） 3550 h2= h1(510)且 h220 注：模仁高度（厚度）尺寸（z 方向尺寸） ，最好取整數(shù)0.5，以保證 a 板和 b 板的開框 深度為整數(shù)。 從表格可知，小件產(chǎn)品模仁高度取 2530，此處取 30mm?？紤]到塑料杯底 部凸臺只有少量膠位，高度僅為 2mm，從節(jié)省成本考慮，邊界從產(chǎn)品底部算起， 忽略凸臺，前模仁的高度為 110mm。產(chǎn)品最低位置到后沫仁地面的距離為 30mm+5mm=35mm。整個模仁的高度為 145mm。 17 5.1.3 模架尺寸的確定 選擇 a 型結(jié)構(gòu)模架 查得 a=5055，取 a=50mm 模架寬度為： b=b+2a=130+100=230mm 模架長度為： l=l+2a=130+100=230mm 上述尺寸確定后，就可以確定 模架的板面尺寸為 230mmx230mm。 圖 5-1 模架類型 5.2 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)計及加工的復雜程度。 5.2.1 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。 5.2.2 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： 錐角=4；內(nèi)表面粗糙度 ra=0.08； m 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 (12)mm 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。 18 5.2.3 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。 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圖 5- 1。 圖 5-1 分流道 5.2.4 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： 19 （1）澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置 （2）澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮， （3）澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣體的排除 （4）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。 （5）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。 （6）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。 5.2.5 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。 5.3 導向機構(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)置導向機構(gòu)。導向機 構(gòu)的作用是導向，定位以及承愛一定的側(cè)向壓力。導向機構(gòu)包括導柱導向和錐 面定們兩種，根據(jù)本塑件的實際情況，采用導柱導向機構(gòu)。 5.3.1 導柱導向機構(gòu)的作用 1.定位件用 模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確， 在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。 2.導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導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。 3.承受一定的側(cè)向壓力。 5.3.2 導柱導套的設(shè)計原則 1、導柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導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 20 模相碰而損壞。 3、導柱和導套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度。 4、為了使導柱能順利的進入導套、導柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導套的 前端也應(yīng)倒角. 5、導柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，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、一般導柱滑動部分的配合形式按 h8/f8，導柱和導套固定部分配合按 h7/k6，導套外徑的配合按 h6/k6。 7、除了動模、定模之間設(shè)導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置 導柱和導套，以保證推出機構(gòu)的正常運動。 8、導柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標準框架數(shù)據(jù)選取。 5.3.3 導柱的設(shè)計 1、導柱的結(jié)構(gòu) （1）鉚合式導柱：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但導柱損壞后更換麻煩。 （2）直通式導柱：拆裝方便，便于維修，但制造比較費時，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拼凹 模相對位置準確，常采用兩個合模銷。 本次設(shè)計結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及其它各方面的要求，選用直通式導柱。 2、對導柱的要求 （1）導柱的長度必須比凸模端面的高度高出 68，以免在導柱未導正方 向之前型芯進入型腔時與凹模相碰而損壞。此外，導柱長于凸模端面，脫模后 可按任何利于操作的位置放在工作臺上，而不致于擦傷凸模成型表面。 （2）為使導柱能順利地進入導套，導柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的 先導部分。球形先導部分因制造費時，一般很少采用。 （3）導柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證導柱具有足夠的抗彎強度。 （4）導柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的型芯。 （5）導柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。 （6）導柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些。 （7）導柱滑動部分按 h8/h8 間隙配合，固定部分按 h7/m6 過渡配合 21 5.3.4 導套的設(shè)計 1、導套的結(jié)構(gòu) （1）套筒式導套：用于模套高度不大的簡單模具。 （2）臺階式導套：檢修方便，能保證導向精度，主要用于精度要求較高的大 型模具。 （3）凸臺式導套：主要用于固定式模具中的推出機構(gòu)。 （4）帶油槽的導套：可以改善導向條件，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。 結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求，選用臺階式導套。 2、對導套的要求 （1）為使導柱比較順利地進入導套，在導套的前端應(yīng)倒有圓角 r。 （2）對于大型注射模，當開模力過大時，為了防止導套拔出，應(yīng)在導套上 部加裝蓋板。 （3）導套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導柱的硬 度，這樣可以改善摩擦，以防止導柱或?qū)桌?（4）導套配合部分的表面光潔度不能過低。 （5）導套孔的滑動部分按 h8/h8 間隙配合，導套外徑按 h7/m6 過渡配合。 點澆口形式的雙分型面注射模應(yīng)注意使分型面 a 的分型號距離能保證澆注系 統(tǒng)凝料順利取出，一般 a 分型號面分型距離為： s=s1+35mm sa 分型面分型距離(mm)； s1澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長度(mm)。 雙分型面模具中要注意導柱的設(shè)置及導柱的長度，如果導柱同時對動模部 分導向，則導柱導向部分的長度應(yīng)按下式計算： ls+h+810mm l導柱導向部分長度(mm); sa 分型面分型距離(mm); h中間板的厚度（mm） 。 s1=46.5mm s=49.551.5mm h=34.5mm l92mm 定端與模板間用 h7/m6 或 h7/k6 的過渡配合,導向部分通常采用 h7/f7 或 h8/f7 的間隙配合。 22 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求，與導柱同動作的彈簧應(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。 布局形式如圖所示： 圖 5-3 導柱排布圖 5.4 排氣系統(tǒng)設(shè)計 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含 有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā) 氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋 放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成 氣孔，接縫、表面輪廓不清、不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮 而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕、色澤不佳等缺陷。 模具的排氣可以利用排氣槽排氣、分型面排氣、利用型芯、推桿、鑲件等 的間隙排氣。abs 的排氣深度為 0.015 mm。 通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時，應(yīng)遵循以下原則4： （1） 排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； （2）最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； （3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便； （4）開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； （5）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕； （6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活 23 動的型芯時，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； （7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； 該模具為中型模具，可以通過分型面和頂桿來排氣，不需要另設(shè)排氣槽。 5.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 5.5.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響塑料的充模、定型、成型周期和 塑件質(zhì)量。所以，我們在模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達理想的溫度要求。 一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為 200左右，而塑件從模具型腔中取出時 其溫度在 60以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效地冷 卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對 于熔融黏度低、流動性比較好的塑料，如聚丙烯、有機玻璃等等，當塑件是小 型薄壁時，如我們的塑件，則模具課簡單地進行冷卻或利用自然冷卻不設(shè)定冷 卻系統(tǒng)：當塑件是大型的制品時，則需要對模具進行人工冷卻。 5.5.2 模具冷卻時間的確定 在注射過程中，塑件的冷卻時間是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開 模取出塑件時為止的這段時間。這一時間標準常以制品已充分固化定型而且具 有一定的強度和剛度為準，確定生產(chǎn)周期： 脫冷注 tttt 式中 t 為生產(chǎn)周期（s）,t注為注射時間，t冷為冷卻時間，t澆為脫模時間， 查得 t 注 15-60s,t 冷 15-60s，總周期 t 為 40-140s。 5.5.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 （1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （2）冷卻水孔數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻； （3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等； （4）澆口處加強冷卻； （5）應(yīng)降低進水和出水的溫差； （6）合理選擇冷卻水道的形式； （7）合理確定冷卻水管接頭位置； （8）冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象； （9）冷卻水管進出接口應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中損壞。 24 5.5.4 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)塑料制品的形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周 式、多級式、螺旋式、噴射式、隔板式等多種樣式，同時還可以互相配合，構(gòu) 成各種冷卻回路。 5.5.5 冷卻系統(tǒng)的計算 ldpe 的單位熱流量： ldpe(低密度聚乙烯)的單位熱流量 qs 為 590-690 kj/kg 每小時需要注射的次數(shù) n=3600/t； 取 t=120s，可求得 n=30 次。 每小時的注射量：hkggnw/72 . 0 2430 從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 qs 取 650kj/kg,代入式中得 s qwq 總 hkjkgkjhkgq/468/650/72 . 0 總 25 第六章 模具的裝配 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，對模具的裝配精度應(yīng)控制