異型管連接件綜述

1、湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)第一章 前言隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟形勢的日趨好轉(zhuǎn)， 在“實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引 下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要 標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽為“進入富裕的原動力”，德國 則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見模 具工業(yè)在國民經(jīng)濟中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機械行業(yè)的 首要任務(wù)。近年

2、來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、 精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加 熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注 系統(tǒng)進入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識。注射成型作為一種重要的成型加工方法，在家電行業(yè)、汽車工業(yè)、機械工業(yè)等都有廣泛應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度 咼、復(fù)雜度咼、一致性咼、生產(chǎn)效率咼和消耗低的特點，有很大的市場需求和發(fā)展前景。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)對各類模具的需求不斷增加，所需品種也越來

3、越細化據(jù)預(yù)測，國內(nèi)模具發(fā)展的趨勢：(1) 模具日趨大型化；模具的精度將越來越高；多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展；(2) 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；(3) 隨著塑料成形工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模 具將隨之發(fā)展；(4) 標(biāo)準件的應(yīng)用將日漸廣泛；(5 )快速經(jīng)濟模具的發(fā)展前景十分廣闊；本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是塑料筆筒注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)筆筒塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對筆筒的具體結(jié)構(gòu)，通過此次設(shè)計，使 我對側(cè)澆口單分型面模具的設(shè)計有了較深的認識。同時，在設(shè)計過程中，通過查閱大量 資料、手冊、標(biāo)準、期刊等，結(jié)合教材上的知識也對注塑

4、模具的組成結(jié)構(gòu) (成型零部件、 澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng))有了系統(tǒng)的認識，拓寬了 視野，豐富了知識，為將來獨立完成模具設(shè)計積累了一定的經(jīng)驗本次設(shè)計中得到了 XXX老師的指點。同時也非常感謝 XXX老師的精心教誨。由于實際經(jīng)驗和理論技術(shù)有限，設(shè)計的錯誤和不足之處在所難免，希望各位老師批 評指正。湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)第二章塑件成型工藝的可行性分析2. 1塑件立體圖圖2.1 塑件立體圖塑件材料為MT52. 2塑件的分析(1) 外形分析 該塑件為塑料外殼，壁厚為7.5mm，塑件的外形尺寸不大, 熱塑性材料ABS流動性好，適合于注射成型。(2) 精度等級由于任務(wù)

5、書中未給定尺寸公差，未注公差的尺寸取公差為湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 脫模斜度ABS的成型性能良好，其脫模斜度根據(jù)表 2-1，可知在30130。ABS的流動性為中等，為使注射充型流暢，取其脫模斜度為1 o表2-1常用塑件的脫模斜度塑料名稱脫模斜度凹模型芯聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、聚酰胺、氯化聚醚25452045硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜35403050聚苯乙烯、有機玻璃、ABS聚甲醛35 1 303040熱固性塑料254020502. 3 ABS工程塑料的性能分析ABS 樹脂(丙烯腈 -苯乙烯-丁二烯共聚物，ABS 是 Acrylonitrile ButadieneStyrene的首

6、字母縮寫)是一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料。結(jié)構(gòu) ABS 樹脂是丙烯腈(Acrylonitrile )、1,3- 丁二烯(Butadiene )、苯乙烯(Styrene)三種單體的接枝共聚物。它的分子式可以寫為(C8H8 C4H6 C3H3N )x，但實際上往往是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中，丙烯腈占15%35%，丁二烯占5%30%，苯乙烯占40%60%，最常見的比例是 A:B:S=20:30:50 ABS塑料的成型溫度為 180 C 250 C，但是最好不要超過 240 C， 此時樹脂會有分解。隨著三種成分比例的調(diào)整，樹脂的物理性能會有一定的變

7、化： 1,3-丁二烯為 ABS樹脂提供低溫延展性和抗沖擊性，但是過多的丁二烯會降低樹 脂的硬度、光澤及流動性；丙烯腈為ABS樹脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化學(xué)腐蝕的性質(zhì)；苯乙烯為ABS樹脂提供硬度、加工的流動性及產(chǎn)品表面的光潔度。ABS樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為1.041.06g/cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強，也可在一定程度上耐受有機溶劑溶解。ABS樹脂可以在-25 C60 C的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好的成型性能，加工出的產(chǎn)品表面 光潔，易于染色和電鍍。其性能指標(biāo)見表2-2。表2-2 ABS的性能指標(biāo)密度 P/kg dm1.02 1.16抗拉屈服強度b/MPa50比

8、體積* /（dm3 kg）0.86 0.98拉伸彈性模量 E1/MPa31.8x10吸水率24h/%0.2 0.4抗彎強度貯半/ MPaCu80收縮率s/%0.4 0.7沖擊韌度Ct k/（kJ，m）11熱變形溫度t/C83 103硬度（HB）9.7熔點t / C130160體積電阻系數(shù)Pv/（0 cm）6.9 x10162. 4注射成型工藝過程及工藝參數(shù)混料一干燥一螺桿塑化一充模一保壓一冷卻一脫模一塑件后處理（1）ABS塑料的干燥ABS塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大，在加工前應(yīng)進行充分的干燥和預(yù)熱，不 但能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件 表面色斑和

9、云紋。ABS原料需要控制水分在0.3%以下。注射前的干燥條件是：干冬季節(jié)在75 C 80 C以下，干燥2h3h，夏季雨水天在 80 C90 C以下，干燥4h 8h，干燥達8h 16h可避免因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表 面霧斑。在此，由于塑料外殼屬于批量生產(chǎn)，要求自動化程度高實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘 干料斗并裝備熱風(fēng)料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮。（2）注射成型時各段溫度ABS塑料非牛頓流性較強，在熔化過程溫度升高時，其黏度降低較大，但一旦達到 成型溫度（適合加工的溫度范圍，如 200 C 230 C ），如果繼續(xù)盲目升溫，必將導(dǎo)致 耐熱性不太高的ABS的熱降解反而使熔融黏度增大，注射

10、更困難，塑件的機械性能也下 降。ABS溫度相關(guān)的工藝參數(shù)如表2-3所示。表2-3 ABS工藝參數(shù)表工藝參數(shù)通用型ABS工藝參數(shù)通用型ABS料筒后段溫度/ c160 180噴嘴溫度/ c170180料筒中段溫度/ C180 200模具溫度/ C50 80料筒前段溫度/ C200 220（3）注射壓力ABS熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時要采用較高的注射壓力。 但并非所有的ABS制件都要施用高壓，考慮到本塑件不大、結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜、厚度適中, 可以用較低的注射壓力。注射過程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了塑件的表 面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過小，塑料收縮大，容易造成黏膜。對于螺

11、桿式注射 機一般取為70lOOMPa。（4）注射速度ABS塑料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過快時，塑料容易燒焦或分解析 出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。但塑料外殼 為薄壁制件，且澆口類型為潛伏式澆口，故又要保證有足夠高的注射速度，否則塑料熔 體難以充滿型腔。（5 ）模具溫度ABS比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗型樹脂，料溫更宜取高），料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 C左右，與在料筒中停留時間長短有關(guān)，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑料件模溫宜取 50 C 60 C，要求光澤及耐熱型料宜取60 C

12、80 C。塑料外殼，屬于中小型制件，形狀規(guī)則，故不用考慮專門對模具加熱（6）料量控制80%為了提高塑件質(zhì)量50%為宜使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)注射機注塑ABS塑料時，其每次注射量僅達標(biāo)準注射量的及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標(biāo)定注射量的 通常要確定確保注塑機生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個很寬的范圍，能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過程時盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低第三章擬定模具結(jié)構(gòu)形式3.1 分型面的選擇分型面，是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根 據(jù)需要可能有一個或

13、丙個以上分型面，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。合理地選擇分型面對于塑件質(zhì)量、模具制造、與使用性能都有著很大的影響，模具 設(shè)計時應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、脫模方法、嵌件位置、排氣條件 及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇，是使塑件能完好的成形的先決條件。分 型面的方向盡量采用與注射機開模垂直的方向，特殊情況下采用與注射機開模方向平行的方向。分型面位置的選擇原則：（1）符合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具內(nèi)取出，分型面位置應(yīng)設(shè)在 塑件脫模方向最大的投影邊緣部位；（2）分型線不影響塑件外觀，即分型號面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面；（3）確保塑件留

14、在動模的一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面；（4）確保塑件質(zhì)量；（5）應(yīng)盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡單，盡量避 免定模滑塊；（6）滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動模的合模方向上， 而將投影小的方向作為側(cè)向分型面；另外，分型面是曲面時，應(yīng)加斜面鎖緊；（7）合理安排澆注系統(tǒng)，特別澆口位置；（8）有利于模具加工。在塑件設(shè)計階段，就應(yīng)該考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。 在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面和澆口位置，然后選擇模具的結(jié)構(gòu)。該塑件在進行 結(jié)構(gòu)設(shè)計時已經(jīng)充分考慮到了模的分型面， 同時從所提供的塑件圖樣可以看出該塑件為 圓蓋，分型

15、面設(shè)計在塑件上最大的邊緣處，以方便出模，如圖3-1所示。圖3-1分型面的位置3.2 型腔數(shù)量的確定當(dāng)塑件分型面位置確定之后，就需要考慮采用單型腔模還是多型腔模。該塑 件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，塑件外形不對稱，上下兩端結(jié)構(gòu)不同。塑件上端部為圓心接管， 有6個側(cè)糟，且不均勻分布。塑件上端圓形管接處有3個凸起卡扣。塑件下端部分為方形管接，在4個拐角處圓角過渡。下端方形管接處，在4個面有4個完全相同的長方凸起卡臺。結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)，故初步擬定采用一模一腔。3.3 注射機型號的確定3.3.1 注射量的計算通過Pro/E建模分析得塑件的質(zhì)量屬性如圖3-3所示。倉期可 o耐目圖3-3塑件質(zhì)量屬性由圖3-3可知：塑件體積

16、 V塑=1.14cm3，塑件質(zhì)量 叫=1.2g （取ABS的密度為0.2倍來估算。從上1.05g/cm3），流道凝料的質(zhì)量還是個未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的 述分析中確定為一模一腔，所以，注射量為：m = 1.2nm塑=1.2 1 1.2 = 1.44g式中,19.851.053=1.37 cm可根據(jù)表2-2取為1.05g / cm33.3.2 塑件和流道凝料在分型面上和投影面積及所需鎖模力流道凝料在分型面上的投影面積A2，在模具設(shè)計出來前是個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，A2是塑件在分型面上的投影面積 A的0.2 0.5倍，因此可0. 35nA來進行估算，則:2A = nA A2 = nA 0.

17、35 nA, =1.35nA, = 4342.94mm式中，A =廡 r2 =恵 322 =3216.99mm2模具所需鎖模力 Fm =Ap型二 4342.94 35 = 152002.9N = 152kN式中，型腔壓力 p型取35MPa。3.3.3 選擇注射機根據(jù)以上計算得出在一次注射過程中，注入模具型腔的塑料的總體積為 V = 15.77cm3，由注射機的公稱注射量計算公式：V公二V/0.8可知，公稱注射量為：V公二V/0.8 =15.77/0.8 = 19.71cm3。根據(jù)以上的計算，初步選擇公稱注射量為 40cm3，鎖模力為250kN ，初選注射機型號為 SZ-40/25，其主要的技術(shù)

18、參數(shù)如表 3-1所列。表3-1 SZ-40/25 注射機技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)項目參數(shù)理論注射容積/ cm340鎖模力/ kN250螺桿直徑/ mm30注射壓力/ MPa200注射速率/（g/s）50塑化能力/（ kg/h）20螺桿轉(zhuǎn)速/ （ r / min）0 220拉桿內(nèi)間距/ mm250 x 250移模行程/ mm230最大模具厚度/mm260最小模具厚度 /mm130模具定位孔直徑/ mm55噴嘴球半徑/ mm10注射機頂出/ kN6.73.3.4 型腔數(shù)量及注射機相關(guān)參數(shù)的校核(1) 由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)nKMt/3600-m20.8 20000 50/3600-0.2 2

19、 16.56n-13.02mi16.5613. 021,故型腔數(shù)校核合格。式中，K 注射機最大注射量的利用系數(shù)，無定形塑料一般取0.8 ;M 注射機的額定塑化量，該注射機為20000g/h ;t成型周期，取為50s；m1單個塑件的質(zhì)量或體積， m16.56g ;m2 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積，取m2二2nm1 o(2) 按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量KmN - m20.8 40-0.2 2 16.56n1.53m.|16.561.531，故型腔數(shù)校核合格。式中，mN為注射機允許的最大注射量，該注射機為 40cm3。其他符號意義同上1,故該注射機符合設(shè)計要求。5 式中，F(xiàn) 注射機的額定鎖模力

20、，該注射機為 4 10 N ；A 塑件在模具分型面上的投影面積，A = 3216.99mm2 ;A2 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，人=0.35A ；p型一一塑料熔體對型腔的成型壓力，該處取 35MPa。3.3.5注射機工藝參數(shù)的校核(1) 注射量校核注射量以容積表示，最大注射容積為Vmax - V 二 0.8 40 = 32cm3式中，Vmax模具型腔和流道的在注射壓力下所能注射的最大容積；V指定型號與規(guī)格的注射機注射量容積，該注射機為40cm3 ；:-注射系數(shù)，取0.750.85,無定形塑料可取0.85，結(jié)晶型塑料可取0.75,該處取0.8。倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發(fā)

21、揮，塑料在料筒中停留時間過長。所以，最小注射量容積Vmin -0.25-0.25 40 =10cm3。故每次注射的實際注射量容積 V應(yīng)滿足 Vmin ：V : Vmax，而 V =1.2門場=1.2 2 15.77 = 37.85cm10cm,滿足要求。(2) 鎖模力校核由上述計算可知，模具所需的鎖模力為152kNv400kN，符合要求。(3) 最大注射壓力校核注射機的額定注射壓力即為該注射機的最高壓力Pmax =200MPa，應(yīng)該大于注射成型時所需調(diào)用的注射壓力P0，即Pmax - Kpo =1.4 (70100) =98140MPa故符合設(shè)計要求。式中，K安全系數(shù)，常取K =1.251.4

22、，該處取為1.4；P0實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需注射壓力為70MPa 100MPa。其他安裝尺寸及開模行程的校核待模具設(shè)計完成之后進行。第四章澆注系統(tǒng)的設(shè)計所謂注射模的澆注系統(tǒng)，是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用 是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因 此，澆注系統(tǒng)十分重要。澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。4. 1主流道的設(shè)計4.1.1主流道的作用主流道，是連接注射機噴嘴與分流道的一段通道，通常位于模具中心塑料熔體的入 口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以 便熔體的流動和開模時主流道

23、凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速 度和充模時間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此，設(shè)計 中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。4.1.2主流道的主要設(shè)計要點(1) 為了防止?jié)部谔着c注射機噴嘴對接處溢料，主流道與噴嘴的對接處應(yīng)設(shè)計成 半球形凹坑，凹坑的深度為35mm,其球面半徑SR應(yīng)比注射機噴嘴頭球面半徑S&大 1 2mm ；主流道小端直徑應(yīng)注射機噴嘴直徑 do大0.5 1mm，以防止主流道口部積存凝 料而影響脫模；(2) 為了減小對塑料熔體的阻力及順利脫出主流道凝料，澆口套內(nèi)壁表面粗糙度 應(yīng)加工到Ra =&計；(3) 主流道的圓錐角設(shè)得過小，會增加主流道凝料的

24、脫出難度；設(shè)得過大，又會產(chǎn)和湍流，卷入空氣，所以，通常取:=2 4，對流動性差的塑料可取為3 6。圓 錐角可由下式表示：tan 匚-(D -d)/2L式中，D是主流道大端直徑；d是主流道小端直徑；L是主流道長度；(4) 主流道大端呈圓角，半徑r = 1 3mm，以減小料轉(zhuǎn)向過渡時的阻力；(5) 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道長度應(yīng)盡可能短，一般取 L乞GOmm，過長 則會增長壓力損失，使塑料熔體的溫度下降過多，從而影響熔體的順利充型。另外，過 長的流道還會浪費材料、增加冷卻時間。為經(jīng)，可以采用延伸式澆口套或采用能縮短主 流道的定位圈，讓注射機噴嘴伸到模具內(nèi)部，從而達到縮短主流道的作用；(6)

25、由于澆口套在工作時經(jīng)常與注射機噴嘴反復(fù)接觸，所以，澆口套常用優(yōu)質(zhì)合 金鋼制造，也可以選用T8、T10,并進行相應(yīng)的熱處理，保證足夠的硬度，但是其硬度 應(yīng)低于注射機噴嘴的硬度，以防止噴嘴被碰壞；(7) 對小型模具可將主流道澆口套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下是 將主流道澆口套與定位圈設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上。主流道澆口套與定 模座析采用H7/m6過渡配合，與定位圈采用H9/f9間隙配合。定位圈用于模具在注射機 上安裝定位時使用。(8) 當(dāng)澆口套的底部與塑料熔體接觸面較小時，僅靠注射機噴嘴的推力就能使?jié)?口套壓緊，此時，可以不設(shè)固定裝置。當(dāng)澆口套的底部與塑料熔體的接觸面較大時，

26、塑 料熔體對澆口套的反作用力也較大。為了防止?jié)部谔妆粩D出，可以用螺釘固定，或用定 位圈壓住澆口套的方式固定。4.1.3 主流道尺寸的確定1)主流道尺寸： 主流道小端直徑 d =注射機噴嘴直徑do (0.5 1) = 3. (0.5 1)，取d = 4mm ； 主流道球面半徑SR二注射機噴嘴半徑SR (1210 (12),取SR二12mm ； 球面配合高度h =3 5mm，取h =3mm ； 主流道長度 盡量小于60mm，由標(biāo)準框架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取 L0=45mm； 主流道大端直徑 D =d 2Lta n：、6.5mm(半錐角為1 2 ,這里取=1.5)； 澆口套總長L 二 L0 h = 4

27、5 3 二 48mm。2)3)主流道的凝料體積V主二 L主(R主 r主 R主r主) /3 =35 (3.252 22 3.25 2)二 /3 二 22.06mm3主流道當(dāng)量半徑4= 2.625mm24)主流道澆口套形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。主流道襯套為標(biāo)準件可選購對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道襯套與定位圈設(shè)計成一個整 體，但考慮上述原因通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時，也便于選用優(yōu) 質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理?；谏鲜鲈颍话愣?，材料選用45鋼，并經(jīng)過局部熱處理，球面硬度達到3845HRC，設(shè)計獨立的定位環(huán)用來安裝模具時起定位作用，

28、主流道襯套的進口直徑略大于噴嘴直徑0.5mm1mm以避免溢料并且防止銜接不準而發(fā)生的堵截現(xiàn)象，如圖4-1所示圖4-1主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式4. 2澆口的設(shè)計4.2.1澆口的作用澆口，是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，其作用是使從分流道流過來的塑 料熔體以較快的速度進入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能迅速地凝固而封 閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。4.2.2澆口的類型及適用的范圍注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，按照澆口的形狀、大小、位置的不同，可分為直接澆 口、中心澆口、點澆口、側(cè)澆口、潛伏式澆口、護耳形澆口。直接澆口，只適用于單腔模具；中心澆口，一般用于單型腔注射模，適用于圓筒形、 圓環(huán)形

29、或中心帶孔的塑件成型；點澆口，通常用于流動性較好的塑料制品，適用于外觀 要求較高的殼類，或盒類塑件的單腔模，多腔模等各種模具；側(cè)澆口，一般開設(shè)在分型 面上，從側(cè)面進料，廣泛用于一模多腔的模具中，適用于各種形狀的塑件；潛伏式澆口, 常用于ABS HIPS材料，澆口的位置選擇范圍較廣；護耳形澆口，只用于難于成型的塑 料，如硬聚氯乙烯、聚糖酸酯、丙烯酸酯等。綜合考慮各方因素，本模具采用側(cè)澆口。4.2.3側(cè)澆口的特點側(cè)澆口，一般開設(shè)在分型面上，從側(cè)面進料，廣泛用于一模多腔的模具中，適用于 各種形狀的塑件。常見的側(cè)澆口有矩形側(cè)澆口、扇形側(cè)澆口、薄片式側(cè)澆口等。側(cè)澆口的優(yōu)點： 側(cè)澆口多為扁平形狀，可以大大

30、縮短澆口的冷卻時間，從而縮短成型周期； 易于去除澆注系統(tǒng)凝料而不影響塑件的外觀； 可根據(jù)塑件的形狀特點靈活多樣地選擇澆口位置； 側(cè)澆口橫截面積通常較小，熔體注入型腔前受到擠壓和剪切而再次加熱， 改善流 動狀況，便于成型，降低制品表面粗糙度，減少澆口附近的殘余應(yīng)力，避免變形、開裂 及流動紋的出現(xiàn)； 澆口設(shè)在分型面上，而且澆口橫截面形狀簡單，容易加工，并能隨時調(diào)整澆口尺 寸，較為方便地達到各型腔的澆口平衡，改善注射條件； 適用于一模多腔的模具，提高注射效率。424澆口的設(shè)計原則（1）避免引起熔體破裂現(xiàn)象；（2）有利于塑料熔體補縮；（3）有利于熔體流動；（4）有利于型腔內(nèi)氣體的排出；（5）減少塑件熔

31、接痕增加熔接強度；（6）防止料流將型芯或嵌件擠壓變形；（7）注意高分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀唬?）保證流動在允許范圍內(nèi)。4.2.5設(shè)計側(cè)澆口應(yīng)注意的問題 注射壓力損失較大，在注射過程中應(yīng)采取較大的注射壓力，而縮短澆口長度也 可以起到減小注射壓力損失的作用； 側(cè)澆口容易形成熔接痕、縮孔、氣泡等擔(dān)缺陷，這應(yīng)從選擇澆口的位置和方向 上以及排氣措施上予以考慮解決。4.2.6澆口位置的確定ABS在熔融時顯現(xiàn)比較明顯的非牛頓性，其熔體表面黏度隨剪切速率的升高而降低。 如采用澆口尺寸大的澆口，能夠降低流動阻力，但熔體通過大澆口時比小澆口剪切速率 低，導(dǎo)致熔體表面黏度升高，從而使流動速率降低，因此不能通過增大

32、澆口尺寸來提高 非牛頓熔體流動速率。另外，注塑機注射時有一定的注射速率，澆口尺寸過大，澆口前 后方的壓力降.爲(wèi)減小，會導(dǎo)致得不到理想的充模速率?？ㄗA盤塑件壁厚較小流程相 對較長，且其側(cè)壁與底面均有破口，不利于熔體在模腔內(nèi)的流動速率。因此采用小澆口 全大增大熔體通過澆口哩的剪切速率，而且產(chǎn)生的摩擦熱也會降低熔體黏度，以達到順 利充模的目的。綜合以上分析和考慮到塑件和實際模具形狀， 采用側(cè)澆口進料，位置在外側(cè)壁一側(cè)， 選在該位置不但模具簡單，而且去除澆口的后加工操作也非常簡單，提高了工作效率， 也便于模具的機械加工，易保證澆口加工精度，試模時澆口尺寸易于修整。4.3校核主流道的剪切速率由上述設(shè)計

33、可知，塑件的體積、主流道的體積以及主流道的當(dāng)量半徑，則可計算校 核主流道熔體的剪切速率。4.3.1計算主流道的體積流量V主nV塑t0.02206 13.2023=6.61cm34.3.2計算主流道的剪切速率3.3q 主3.3 6.61二 3.253 10=657.35s主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5 102 s_1 5 103s J之間，所以，主流道的剪切速率合格。4.4冷料穴的設(shè)計冷料穴也稱冷料進井。一般設(shè)在主流道和分流道的末端，其作用主要是存放兩次注 射間隔而產(chǎn)生的冷料和料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而形成各種缺陷。 根據(jù)冷料穴所處位置的不同，冷料穴可分為主流道

34、冷料穴和分流道冷料穴。本設(shè)計中， 由于分流道的長度只有5mm故不設(shè)分流道冷料穴，只有主流道冷料穴。根據(jù)塑件的要 求，采用與Z形拉料桿匹配的冷料穴，開模時，利用凝料對拉料桿的包緊力使凝料從主 流道襯套中脫出。第五章成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔或 模膛。而構(gòu)成這個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 模時反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它們有足夠的強度、剛度、耐磨性和較低的表面 粗糙值。同時，還要考慮零件的加工性與模具的制造成本。5. 1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5

35、.1.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模，又稱陰模，它是成型塑件的外輪廓的零件。根據(jù)不同的需要，可分為： 整體式凹模、整體嵌入式凹模、組合式凹模以及鑲嵌式凹模。整體式凹模，是由一整塊金屬材料直接加工而成，其特點是為非穿通式模體， 強度好，不易變形。但由于成型后熱變形大，浪費貴重材料，故只適用于小型且 簡單的塑件成型。整體嵌入式凹模，對于小件一模多腔模具比較實用，這種結(jié)構(gòu)的凹模形狀， 尺寸一致性好，更換比較方便。組合式凹模廣泛應(yīng)用于大型的模具上，對于形狀較復(fù)雜的凹模或者尺寸較大 時，可以將凹模做成通孔型的，然后裝上底板，底板的面積大于凹模的底面。鑲 拼式凹模。在模具中采用鑲拼結(jié)構(gòu)有如下好處：1. 凹模的加工，

36、將復(fù)雜的凹模內(nèi)形的加工變成鑲件的外形加工，降低 了凹模的整體加工難度。2. 鑲件選用高碳鋼或者高碳合金鋼淬火。淬火后變形較小，可以專用 磨床研磨復(fù)雜的形狀和曲面。凹模中使用鑲件的局部凹模有較高的 精度、經(jīng)久的耐磨性并可置換。3. 可以節(jié)約優(yōu)質(zhì)的塑料模具鋼，尤其對于大型模具更是如此。4. 有利于排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)通道的設(shè)計和加工。5.1.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式兩種類型。整體式凸模，將成型的凸模與動模板做成一個整體，不僅結(jié)構(gòu)牢固，還可省 去動模墊板。但是，由于不便于加工，故只適合于形狀簡單且凸模高度較小的單 型腔模具。組合式凸模，根據(jù)裝配方式的不

37、同，可分為整體裝配式凸模、圓柱形小型芯 裝配凸模、異形型芯凸模、鑲拼型芯凸模。通過對塑件結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有兩個：一個是下端零件的大型芯如圖5-2所示，因塑件包緊力較大，所以設(shè)在動模部分；另一個是上端零件的小 型芯如圖5-3所示，設(shè)計時將其放在定模部分。圖5-2 大型芯圖5-3 小型芯5.2成型零件鋼材的選用根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的強度、耐磨性， 同時考慮到它的機械加工性和拋光性。因為，該塑件為單型腔生產(chǎn)，所以選定型 腔的材料為45鋼。對于動模板來說，由于和其配合的定模板都是整體式，選用的 材料也為45鋼，進行調(diào)質(zhì)處理。5.3成型零件工作尺寸的計算在型腔和型

38、芯工作尺寸計算之前，對塑件各重要尺寸應(yīng)按機械設(shè)計中最大實 體原則進行轉(zhuǎn)化，即塑件外形尺寸Ls和高度尺寸Hs （名義尺寸）為最大尺寸，其公差為二負值，制造公差 z為正值；塑件的內(nèi)腔尺寸 Is及深度尺寸hs （名義尺寸） 為最小尺寸，其公差 厶正值，制造公差-z為負值；模具中心距 Cm和塑件中心距Cs 均為公稱尺寸，其公差為正負z/2。Smax、Smin和分別為塑料的最大收縮率、最小收縮率和平均收縮率。型腔徑向尺寸計算公式：(5-1)(5-2)(5-3)(5-4)Lm =1（1 Scp）ls -X.：oz型芯徑向尺寸計算公式：Lm =（1 Scp）ls Xz型腔深度尺寸計算公式：Hm =（1 Sc

39、p）Hs -x.：oz型芯高度尺寸計算公式：Hm =（1 Scp）Hs xz公式（5-1 ）、（ 5-2 ）中，dz=-；（ 5-3 ）、（ 5-4 ）中，6-。 x 為修正系數(shù),54按塑件公差值的大小來查取，如表5-1所示。表5-1 按平均收縮率計算模具尺寸的修正系數(shù)x數(shù)值表塑件尺寸公差也/mm凹模和型芯徑向工 作尺寸計算的X值凹模深度和型芯高度 工作尺寸計算的X值大于至-0.10.80.650.10.20.750.630.20.30.700.600.30.40.650.580.40.50.600.560.50.70.580.550.71.00.560.541.02.00.540.532.0

40、-0.530.525.3.1凹模徑向尺寸的計算Ls1 = $88,28 mm相應(yīng)的塑件制造公差為糾=0.56 mmLs2 = 850亠56 mm相應(yīng)的塑件制造公差為也2 = 0.56mm = *45. 64 mm相應(yīng)的塑件制造公差為亠=0.64 mmLs4 =0.6：.2m m相應(yīng)的塑件制造公差為4 = 0.2 mmLs5 = 1. 10J）.2mm相應(yīng)的塑件制造公差為也5 =0.2 mmLs6 = 3,24m m相應(yīng)的塑件制造公差為0.24mm = 15： 74 mm相應(yīng)的塑件制造公差為A? = 0.74mm根據(jù)公式(5-1)，則有：Lmi =(1 Scp)Lsi -為 。z1 -(1 0.

41、0055) 38.28-0.58 0.56。0.056 二 38.16600.056 二 38 0.226 mmLm2 二(1 Scp)Ls2 -X2 ：20 二(1 0.0055) 40.28-0.58 0.56。0056 =40.177o0.056 二 40 0.237 mmLm3 =(1 Scp)Ls3 -X3 ：3o z3 =(1 0.0055) 42.31 -0.58 0.64。0.128 二 42.182。0.128 = 42 0.1；2mmLm4 二(1 Scp)Ls4 -X4 ：4o z4 二(1 0.0055)0.6-0.75 0.2。004 =0.45.04 =0.5 揺5

42、 mmLm5 =(1 Scp)Ls5 -X5 ：50 z5 =(1 0.0055) 1.1 -0.75 0.2。0.040.04,0= 0.96。=1 _0.04mmLm6 珂(1 %山6 -X6 飛。6 (1 0.0055) 4.12-0.7 0.24。0.0480.0480.018= 3.97。4_0.030 mmLm7 珂(1 %)Ls7 -xS；-7 珂(1 0.0055) 64.37-0.56 0.74。0.148=64.310o0.148 二 64 0.458 mm5.3.2凹模深度尺寸的計算Hs1 = 50_0.4mm相應(yīng)的塑件制造公差為亠=0.4 mmHs2 =7.24；.48

43、 mm相應(yīng)的塑件制造公差為也2 =0.48 mmH S3 =7.64.48 mm相應(yīng)的塑件制造公差為也3 =0.48 mm盅4 = 8.74.48 mm相應(yīng)的塑件制造公差為5二0.48 mmHs =11.26.52mm相應(yīng)的塑件制造公差為亠=0.52mmH S6 = 11.96.52 mm相應(yīng)的塑件制造公差為直6= 0.52 mmHs7 =12.26紜.52 mm相應(yīng)的塑件制造公差為也7 = 0.52mmH筋=15.29；.58mm相應(yīng)的塑件制造公差為 8 = 0.58mm 根據(jù)公式（5-3），則有：Hm1 珂（1 Scp）Hs1 -X1 1o z1 珂（1 0.0055） 3.2-0.58

44、O.4oO.10c ccc -0.10c 0.004=2.986=3j014mmHm2 二(1 Scp)Hsi X2 ：2o z2 二(1 0.0055) 7.24 0.56 O.48joO.120.1200.131=7.011。=7 書.011 mmHm3 r(1 Scp)Hs3 X3.：30 z3 r(10.0055)7.64 0.56 0.4800.120.1200.533=7.413=7.4 書.413mmHM4 珂(1 Scp)HS4 x4 ：40 z4 =(1 0.0055) 8.74 0.56 0.4800.12-8.51900.120 -8.5 0.639 mmHms二(1Sc

45、p)Hs5-X5 Soz5= (10.0055)11.26-0.550.52013= 11.O3600.130 = 1 1 0066 mmHm6(1Scp)Hs6-X6 ：60z6“(10.0055)11.96 -0.550.52。0.13= 11.74O00.130 = 1 1.7 0.010 mmHm7(1Scp)Hs7-X7 ：70 z7=(10.0055)12.26 -0.550.52。0.13=12.04100.130 =12 0071 mmHm8 =(1 Scp)Hs8 X8 ：80 z8 =(1 0.0055) 15.29 -0.55 0.58。0.145= 15.05500.1

46、45 = 15 0.205 mm5.3.3凸模徑向尺寸的計算I s1 = *150.28mm相應(yīng)的塑件制造公差街=0.28 mm = 55j.74 mm相應(yīng)的塑件制造公差也2 =0.74 mm|s3 = 065皐74 mm相應(yīng)的塑件制造公差心3 =0.74 mm根據(jù)公式(5-2)，則有：lM1 (1 Scp)ls1 xr-：1z.1 二(1 0.0055) 9.86 0.7 0.28役礙 =*10.110；056 =*10：054mm.148lM2二(1Scp)ls2X2 ：21、Z2二(10. 0055)550. 560. 74=55(L0.148 mmlM3 1Scp)ls3X30_z3二

47、(10. 0055)650.560. 7400. 394965 七.246 mm5.3.4凸模深度尺寸的計算hs1 =8.3600.48mm相應(yīng)的塑件制造公差d =0.48 mmhs2 =14.71；.58mm相應(yīng)的塑件制造公差心2 = 0.58mm湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)根據(jù)公式hm1= 17.7l0.58mm相應(yīng)的塑件制造公差也3 = 0.58mm(5-4)，則有：hm2hm3= (1+Scp)hsi +為街0審=(1 +0.0055)x8.36 + 0.56x0.48Oo.i2= 8.675；i20 =8.6 雲(yún)7：mm二(1 Scp)hs2X2 ：2；z2 “(1 0.005

48、5)14.71 0.55 0.58幕45=15.110 =15035 mm=(1+Scp)hs3 十乂3也30& =(1 +0.0055)17.71+0.55漢 0.58；1450 0.126=18.126_0.145 = 18_019 mm第六章 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計在注射成型的每一個循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹模中或型芯上脫出，模 具中這種脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)（或推出機構(gòu)、頂出機構(gòu)）。脫模機構(gòu)的作用包括塑件等的脫出，取也兩個動作，即首先將塑件和澆注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。6.1 脫模機構(gòu)的分類（1）按驅(qū)動方式分類a. 手動脫模：它是在開模后，用人工

49、操作推出機構(gòu)取出塑件。b. 機動脫模：它的利用注射機的開模動作使塑件脫離型腔。開模時塑件先隨動模一 起移動，達到一定的位置，脫模機構(gòu)被注射機上固定不動的推桿頂住而不能隨動模繼續(xù) 移動，而使塑件脫離模腔，在實際生產(chǎn)中大多都是利用這種脫模方式脫模的，本設(shè)計也 是采用此設(shè)計脫模。c. 液壓脫模：注射機上設(shè)置有專用的液壓頂出裝置，當(dāng)開模到一定的距離后，通過 液壓崗活塞驅(qū)動而實現(xiàn)脫模動作。d. 氣動脫模：利用壓縮空氣，通過型腔里微小的頂出氣孔或受氣閥將塑件吹出。（2）按脫模機構(gòu)的動作分類a. 一次推出機構(gòu)：這是最常用的脫模方式，塑件只經(jīng)過推出機構(gòu)的一次動作，就可 以脫模，故又稱簡單脫模機構(gòu)。b. 二次推

50、出機構(gòu)：塑件經(jīng)過兩次不同的動作才能脫模。c. 延遲動作推出機構(gòu)：在某些情況下，當(dāng)塑件被推出后，還需要延遲動作在推出澆 注系統(tǒng)凝料，尤其用于潛伏式澆注系統(tǒng)的注射模。（3）按模具中的推出零件分類a. 推桿式推出：應(yīng)用廣泛，常用圓形截面推桿。b. 推管式脫模：適用于薄壁圓筒形塑件。c. 脫模板式：運用于薄壁容器，殼體以及不允許存在推出痕跡的塑件。d. 推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。e. 斜削脫模：適用于有倒鉤類的塑件。f. 液壓以及氣壓推出：適用于中大型內(nèi)表面要求較高的塑件。6.2脫模機構(gòu)的設(shè)計原則1） 塑件滯留于動模模具開啟后應(yīng)使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的

51、動模上，以便脫模裝置在注射機推桿的驅(qū)動下完成脫模動作。2） 保證塑件不變形損壞這是脫模機構(gòu)應(yīng)達到的基本要求。首先要正確分析 塑件對凹?；蛐托镜母街Φ拇笮∫约八诓课唬嗅槍π缘剡x擇合適的脫模方法和脫模位置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。型芯由于塑料收縮時對其包 緊力最大，因此推出的作用點應(yīng)盡可能地靠近型芯，推出力應(yīng)該作用于塑件剛度、 強度最大的部位，作用面應(yīng)盡可能地大一些。影響脫模力大小的因素很多，當(dāng)材 料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯開關(guān)復(fù)雜，脫模斜度小以及凹模（型芯） 表面粗糙度值高時，脫模阻力就會增大，反之則小。3）力求良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)該盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)ν庥^影

52、 響不大的部位，在采用推桿脫模時尤其要注意這個問題。6.3 脫模力的計算6.3.1主型芯脫模力因為V牛6 10，此時塑件視為薄壁塑件。又因為塑件斷面形狀為圓形，則脫模力的計算公式為:0.1A(6-1)2 二tESLcos (f - tan )(1門心式中，e塑料的拉伸彈性模量（MPa；S塑料成型的平均收縮率（ ；t塑件和壁厚（mm ；L被包型芯長度（mm ；J塑料的泊松比；:脫模斜度（）；塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù);A 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（mm2）；K2由f和決定的無因次數(shù)，K2 = f sin cos，其中K12九2cos2 ?2 cos= 15.5根據(jù)公式（6-1），可知

53、主型芯的脫模力為:3O0.1 3216.99 = 416.57N2 3.14 2 2 100.0055 15 (0.5 - tan1 )(1 -0.32)(15.5+0.5sin1 亠1)6.3.2小型芯的脫模力因為，二丄二5 =2.5 10，此時，塑件視為厚壁塑件。又因為其橫斷面為圓形, t 2故脫模力的計算公式為：(6-2)l 2 :rESL（f -tan JF0.1A（1+ KJK2式中，e塑料的拉伸彈性模量（MPa；S塑料成型的平均收縮率（% ；t塑件和壁厚（mm ；L被包型芯長度（mm；J塑料的泊松比；:脫模斜度（）；f 塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)；A 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（mm2）；K2由f和決定的無因次數(shù)，K2 = f sincosl-心，其中2?cos2 ?2 cos= 2.08根據(jù)公式（6-2），可知小型芯的脫模力為3O0.1 3216.99-359.84N2 3.14 5 2 1 03 0.0055 3 (0.5-tan1 )(1 3.2 2.08)(2.08 0.5sin1 cos1 ) 6.3.3總脫模力F 干 F2 =416.57 359.85 =776.42N6.4推出方式的確定與校核根據(jù)塑件的實際情況，可擬用的推出方式可以有推桿推出、推件板推出等方 式。