塑料盆模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、* 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目：家用塑料盆注射模具設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電工程系 班 級(jí)： 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 年月 日 摘 要此設(shè)計(jì)為家用塑料盆的注塑模具設(shè)計(jì)，塑件材料選為聚丙烯。本設(shè)計(jì)包括注射模具模架、成型零部件、澆注系統(tǒng)和脫模系統(tǒng)等注塑模具主要的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度和剛度要求進(jìn)行了計(jì)算，選取了注射機(jī)并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開(kāi)模行程、注射機(jī)的鎖模力等。此模采用一模一腔，一次分型脫出塑件。在確定模具結(jié)構(gòu)方案后，繪制出了模具裝配圖以及部分零件圖，從而完成了整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。 關(guān)鍵詞：注塑模具 聚丙烯 家用塑料盆 一模一腔thedesignofinject

2、ionmoulds for the household plastic potsabstract thisdesign istalkingaboutthedesignofinjectionmoulds for the household plastic potsthe plastic material are selected for polypropylencethe design includes injection mold，molded parts，gating system and mold release systems，the main injection mold design

3、 processmold strength and stiffness requirements were calculatedoutward injection machine design for the relevant selection and validation of parameters，including the thickness of the mold is closed，the mold mounting dimensions，mold opening stroke，injection molding machine clamping force and so on t

4、his mold uses a mold cavity，a minute leaves modelsafter in determining the structure scheme of mold，he mold assembly drawing and some parts diagram drawn，to arrive at a complete theoretical design resultskeywords: injection mold；polypropylene；household plastic pots；a model of a cavity 目 錄1 引言12 塑件的選

5、材及性能分析22.1 塑件材料的性能分析22.2 塑件材料的成形特性23 模具的結(jié)構(gòu)形式53.1 注射機(jī)的選取53.1.1 射量的計(jì)算53.1.2 最大注射壓力與模腔壓力的計(jì)算63.1.3 鎖模力的計(jì)算73.1.4 確定注射機(jī)型號(hào)73.2 確定分型面73.3 確定型腔數(shù)84 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)104.1 主流道設(shè)計(jì)104.2 澆口的設(shè)計(jì)114.3 排氣方案的設(shè)計(jì)125 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算135.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)135.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)135.2.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算135.2.2 型腔壁厚計(jì)算156 模架的確定176.1 各模板尺寸的確定176.2 模架的校核176.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)

6、的設(shè)計(jì)176.3.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)186.3.2 導(dǎo)套設(shè)計(jì)197 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)217.1 設(shè)計(jì)原則及分類(lèi)217.1.1 設(shè)計(jì)原則217.1.2 脫模機(jī)構(gòu)分類(lèi)217.2 脫模力的計(jì)算217.3 推桿的直徑計(jì)算及強(qiáng)度校核237.4 復(fù)位裝置的設(shè)計(jì)247.5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)248 結(jié)論25謝辭26參考文獻(xiàn)27 1 引言 隨著各種性能優(yōu)越的工程塑料不斷開(kāi)發(fā)，注塑工藝越來(lái)越多地被各個(gè)制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的制品。要高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)出注塑制品，必須綜合考慮成型材料、注塑模具及注塑機(jī)的問(wèn)題，注塑模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響成型制品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。 注塑模具在注射制品成型中起著極其重要的作用，

7、除了塑料制品的表面質(zhì)量、成型精度完全由模具決定之外，塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量、成型效率也受模具左右，所以如何高質(zhì)量、簡(jiǎn)明、快捷、規(guī)范化地設(shè)計(jì)注塑模具，成為發(fā)揮注塑成型工藝的優(yōu)越性，擴(kuò)大注塑制品的首要問(wèn)題。傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)，主要是依賴(lài)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的速度、質(zhì)量及可靠性的程度，因設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)而異。又因模具是單品或極少批量的產(chǎn)品，采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，每一張圖紙都需要手工繪制，設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度大，設(shè)計(jì)工作難以達(dá)到規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。目前世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)都已相繼采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)，其主要是采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)即cad及計(jì)算機(jī)輔助工程cae。我國(guó)模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世

8、紀(jì)，近幾年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具cad/cam/cae技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具cad/cae軟件。塑料模是應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)模具。近年來(lái)，我國(guó)塑料模有長(zhǎng)足的進(jìn)步。在制造技術(shù)方面，首先是采用cad/cam技術(shù)，用計(jì)算機(jī)造型、編程并由數(shù)控機(jī)床加工已是主要手段，cae軟件也得到應(yīng)用。 2 塑件的選材及性能分析2.1 塑件材料的性能分析該塑料制品是日常生活用品，對(duì)外觀有一定的要求，且要求有一定的強(qiáng)度和低溫韌度，抗氧化和抗老化性，主要尺寸參數(shù)如圖2-1所

9、示，基于上述的要求其材料擬選用聚丙烯（pp）。 圖2-1 家用塑料盆的尺寸要求聚丙烯無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒。光澤好，易著色，不吸水；有很好的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和硬度及彈性，有特別高的抗彎曲強(qiáng)度、耐熱性好、耐腐蝕性強(qiáng)，但是，在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。2.2 塑件材料的成形特性 (1)結(jié)晶性塑料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長(zhǎng)期余熱金屬接觸已發(fā)生分解。 (2)流動(dòng)性極好，溢邊值0.03mm左右。 (3)冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的散熱應(yīng)適度。 (4)成型收縮范圍大，收縮率大，已發(fā)生縮孔、凹痕、變形，取向性強(qiáng)。(5)注意控制成型溫度，料溫低時(shí)取向性明顯，尤其低

10、溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于50以下塑件無(wú)光澤，已產(chǎn)生熔接痕、流痕；90以上時(shí)易發(fā)生翹曲、變形。 (6)塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防止應(yīng)力集中。表2-1 塑件材料pp的物理性能、熱性能、力學(xué)性能 密度0.900.91質(zhì)量體積 1.101.11 吸水率 24h0.010.03 熔點(diǎn) 170176熔融指數(shù)g/10min230維卡針入度 140150熱變形溫度 102115線膨脹系數(shù)10-59.8比熱容j/(kgk)1930熱導(dǎo)率w/(mk)0.126屈服強(qiáng)度37拉伸強(qiáng)度斷裂伸長(zhǎng)率%200彎曲強(qiáng)度67彎曲彈性模量1.45 表2-2 pp成形條件注射成型機(jī)類(lèi)型螺桿式計(jì)算收縮率（）1.02.5預(yù)

11、熱溫度（）時(shí)間（h）8010012料筒溫度（）后段中段前段160180180200200220模具溫度8090注射壓力70100成形時(shí)間（s）注射時(shí)間高壓時(shí)間冷卻時(shí)間總周期206003209050160螺桿轉(zhuǎn)速（rmin）48適用注射機(jī)類(lèi)型螺桿、柱塞均可3 模具的結(jié)構(gòu)形式3.1 注射機(jī)的選取注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱(chēng)注射量，注射壓力，注射速度，塑化能力，鎖模力，合模裝置的基本尺寸，開(kāi)合模速度，空循環(huán)時(shí)間等。這些參數(shù)是設(shè)計(jì)，制造，購(gòu)買(mǎi)和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。(1)公稱(chēng)注塑量：指在對(duì)空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反映了注塑機(jī)的加工能力。(2)注射壓力

12、：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱(chēng)為注射壓力。(3)注射速率：為了使熔料及時(shí)充滿(mǎn)型腔,除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。(4)塑化能力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。(5) 鎖模力：注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。(6) 合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉桿空間，模板間最大開(kāi)距，動(dòng)模

13、板的行程，模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。(7) 開(kāi)合模速度：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn)，以及開(kāi)模，推出制件時(shí)不使塑料制件損壞，要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理，即合模時(shí)從快到慢，開(kāi)模時(shí)由慢到快在到停。(8) 空循環(huán)時(shí)間：在沒(méi)有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動(dòng)作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。下面通過(guò)對(duì)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算來(lái)選取注射機(jī)的型號(hào)。3.1.1 射量的計(jì)算注射量是指注射機(jī)在對(duì)空注射的條件下，一次注射聚丙烯時(shí)所能達(dá)到的最大注射體積（或質(zhì)量），螺桿式注射機(jī)注射其他塑料時(shí)的注射量采用下式計(jì)算： nv s+v j0.8vg （3-1） vs 單個(gè)塑件的容積（）。

14、 v j 澆注系統(tǒng)和飛邊所需要塑件的容積（）。 v g 注射機(jī)額定注射量（） 。 n 模具型腔數(shù) 該制品屬于不規(guī)則實(shí)體，不能通過(guò)體積公式來(lái)計(jì)算體積?？梢越柚嚓P(guān)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)體積計(jì)算。這里，借助了pro/e來(lái)實(shí)現(xiàn)體積計(jì)算：圖3-1 家用塑料盆的體積分析經(jīng)軟件計(jì)算得：vs455cm3 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0.21倍來(lái)估算。由于本設(shè)計(jì)塑件體積較大流道簡(jiǎn)單，用0.2倍來(lái)估算。代入： 塑件質(zhì)量： 3.1.2 最大注射壓力與模腔壓力的計(jì)算最大注射壓力是指注射過(guò)程中位于柱塞或螺桿前端的熔融塑料的壓力，用p表示。由于注射機(jī)類(lèi)型、噴嘴形式、塑料流動(dòng)特性、澆注

15、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和型腔的流動(dòng)阻力等影響因素，熔料進(jìn)入模腔時(shí)的壓力遠(yuǎn)小于最大注射壓力，有效注射壓力采用下式計(jì)算： pa=kp （3-2） 式中：k壓力損失系數(shù)。一般取值范圍為（1/4-1/2） 選注射機(jī)注射機(jī)的最大注射壓力為：ppm /k pm（模腔壓力）熔融型料在型腔內(nèi)的壓力（20mp40mp），在此取30mp。ppm=30/(1/3)=90mp3.1.3 鎖模力的計(jì)算鎖模力是指注射過(guò)程中注射機(jī)能夠提供的防止模具打開(kāi)的最大鎖緊力，用f表示。注射模從分型面張開(kāi)的力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力即： （3-3）式中：f注射機(jī)的額定鎖模力（n）。 a、a塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積，mm。 p塑料熔體在

16、模腔中的平均壓力，在此取30。 模具型腔數(shù)，本設(shè)計(jì)取1。 3.1.4 確定注射機(jī)型號(hào)根據(jù)上述的計(jì)算結(jié)果，擬選擇的注射機(jī)參數(shù)如下：表3-1 注射機(jī)參數(shù)型號(hào)htf1300w2 a型拉桿內(nèi)間距/mm13501350理論注射容積/cm5227模具最大厚度/mm1300螺桿直徑/mm110模具最小厚度/mm600注射壓力/200注射方式螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）098頂出行程/mm350鎖模力/kn13000頂出力/kn215注射質(zhì)量（ps）/g4757塑化能力/（g/s）104噴嘴球頭半徑/mmsr20噴嘴孔孔徑/mm6定位孔直徑/mm250螺桿長(zhǎng)徑比/mm26.2注射速率/（g/s）806模板行

17、程mm14003.2 確定分型面分型面是模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。分型面決定著塑料制品在成型模具中的位置。按形狀分類(lèi)分型面可分為：平面分型面，曲面分型面，階梯分型面，斜面分型面。按其位置與注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系可分為：分型面垂直于注射機(jī)開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向，平行與開(kāi)模方向，傾斜與開(kāi)模方向。分型面的選擇設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、精度要求、澆注系統(tǒng)形式、排氣方式、脫模形式及模具的制造工藝等各種因素，進(jìn)行全面考慮，做出合理選擇。分型面選擇設(shè)計(jì)的基本原則是，選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時(shí)還要考慮以下因素：（1）分型面的選擇應(yīng)便于脫模并簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。因此盡可能使

18、塑件在動(dòng)模分離后留在動(dòng)模一側(cè)。如塑件有側(cè)孔或側(cè)凹，選擇分型面應(yīng)盡可能將側(cè)型心置于動(dòng)模，以避免定模抽心，并使抽拔距離盡量短。（2）分型面的選擇應(yīng)考慮技術(shù)要求。當(dāng)塑件的表面有同軸度、平行度等要求時(shí)，應(yīng)盡可能將其置于同于半模內(nèi)，否則，將會(huì)由于合模誤差影響塑件精度。（3）分型面應(yīng)盡量選擇不在影響塑件外觀的位置，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和修整，由于分型面處不可避免地要在塑件上留有飛邊和拼合縫的痕跡，因此分型面最好不要設(shè)在塑件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，以免影響塑件外觀。（4）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。為此應(yīng)盡量使分型面與充模時(shí)型腔料流末端重合，以利于排氣。（5）分型面的選擇應(yīng)便于模具零件加工。（6

19、）分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。注射成型時(shí)所需的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。由于此產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需要選擇一個(gè)分型面。在此選擇塑料盆最大的切面為分型面。分型面如下圖所示，粗線部分為分型面。圖3-2 為分型面示意圖3.3 確定型腔數(shù)單型腔模具其優(yōu)點(diǎn)是塑件精度高、工藝參數(shù)易于控制、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、模具制造成本低、周期短，但塑件成型的生產(chǎn)率低、塑料成本高。其適用于塑件較大精度要求較高或者小批量生產(chǎn)及試生產(chǎn)。 多型腔模具其塑料成型的生產(chǎn)效率，塑件的成本底但塑料的精度低，工業(yè)參數(shù)難以控制，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模

20、具制造成本高、周期長(zhǎng)，其適用大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)的小型塑件?？紤]到塑件的體積和注射機(jī)的鎖模力范圍，在這里選擇一模一腔結(jié)構(gòu)。4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑件熔體由注射機(jī)噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道，其作用是將塑件熔體充滿(mǎn)型腔并將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、輪廓清晰、表面光潔、尺寸精確的塑件。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理與否將直接影響塑件的質(zhì)量、成型工藝。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、澆口及冷料穴。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理,對(duì)注射成型過(guò)程和塑件質(zhì)量都有影響,因此設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1）應(yīng)考慮成型塑料的工藝特性。如成型塑料熔體的流動(dòng)性，對(duì)壓力、

21、溫度的敏感性，塑料溶體的收縮性、分子取向等性能。（2）澆口位置、數(shù)量的設(shè)計(jì)要有利于熔體的流動(dòng)，避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射等現(xiàn)象，有利于排氣；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)先分析熔接痕的位置及對(duì)塑件質(zhì)量的影響。（3）應(yīng)盡量縮短溶體到型腔的流程，以減少壓力損失。（4）避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件的沖擊，以防止型芯的變形或嵌件的位移。（5）盡量減少澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生，減少原材料的損耗。（6）澆口的位置要便于冷凝料的去除，不影響塑件的外觀。4.1 主流道設(shè)計(jì)（1）主澆道截面為圓形，整體形狀為內(nèi)圓錐體，錐度為24對(duì)于粘度較大的塑料熔體可以增大到6。為了減少主澆道凝料的脫模阻力,本設(shè)計(jì)選取=4。（2）主澆道小端直徑d根據(jù)塑件的質(zhì)

22、量、填充要求幾所選用注射機(jī)的規(guī)格而定，通常d=48mm。d=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.51）這里取d=7mm。（3）主流道大端直徑d=d+2ltan/2。取d=10（4）主流道大端與分澆道連接處應(yīng)有過(guò)渡圓角，以減小塑料熔體流動(dòng)轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力，其圓角半徑一般取r=13mm，這里取r=2mm。（5）為了保證注射機(jī)噴嘴頭部與澆注系統(tǒng)進(jìn)料處的良好吻合避免由于積存冷料而影響脫模，一般，主流道始端球面凹坑半徑r比注射機(jī)噴嘴球半徑大12mm。通過(guò)注射機(jī)的參數(shù)可知r=20mm，取r=22mm。（6）主流道長(zhǎng)度l以小于60mm為佳，特殊情況下也應(yīng)盡可能段，這里取l=50mm。 由于塑件尺寸較大模架模板較厚，采用延伸式

23、主流道襯套，以達(dá)到縮短主流道的目的。 各尺寸參數(shù)見(jiàn)下圖：圖4-1 延伸式主澆道襯套4.2 澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，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(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口的類(lèi)型有很多，有點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、直接澆口、潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，本設(shè)計(jì)采用直接澆口，其有以下特性：（1）壓力傳遞好，進(jìn)料快，保壓補(bǔ)縮效果好，可使用任何品種的塑料，模具結(jié)構(gòu)緊湊。（2）澆口冷凝慢，澆口附近易產(chǎn)生殘余應(yīng)力與縮孔，為此通常在塑件澆口處的壁厚應(yīng)適當(dāng)以球冠狀增厚

24、（）；另外，澆口凝料去除困難，澆口痕跡明顯。（3）特適合大型、厚壁、深腔類(lèi)塑件及黏度特高的塑料品種的成型。直澆口的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： （4-1） d2t l60為準(zhǔn) r=13 注射機(jī)噴嘴口直徑 流動(dòng)性差的取 塑件壁厚 通過(guò)上面對(duì)主流道的計(jì)算可得：d=7；=4；r=2mm；l=50mm。4.3 排氣方案的設(shè)計(jì)排氣是注射模設(shè)計(jì)中一個(gè)主要問(wèn)題。塑料熔體在填充模具的型腔過(guò)程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿(mǎn)。在注射成型過(guò)程中，熔體注入型腔時(shí)

25、。必須將型腔中的空氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔，否則會(huì)影響塑件質(zhì)量。排氣方式通常有：利用分型面排氣，利用活動(dòng)零件之間的間隙排氣，開(kāi)設(shè)排氣槽等。選擇排氣槽的開(kāi)設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1）排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故。（2）最好開(kāi)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(kāi)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(kāi)設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕。（6）若型腔最后充滿(mǎn)部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，

26、以供排氣。（7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出。 該塑件不需開(kāi)設(shè)排氣槽，利用分型面和活動(dòng)零件之間的間隙就可以排氣若在試模時(shí)發(fā)現(xiàn)排氣不良，再開(kāi)設(shè)排氣槽。5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算塑料在成型加工過(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、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，因此要求它由足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部

27、位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。5.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）整體式凹模在模板上直接加工出凹模腔體，其強(qiáng)度剛度好，所成型塑件無(wú)拼接縫痕跡，塑件精度高；整體式凹模適用于形狀簡(jiǎn)單的中小型塑件。（2）整體嵌入式凹模該結(jié)構(gòu)制造加工效率高，裝拆方便，能節(jié)省貴重模具材料，適用于小型塑件的多型腔模中。（3）組合式凹模簡(jiǎn)化了復(fù)雜凹模的機(jī)加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復(fù)，有利于采用鑲拼間隙來(lái)排氣，可節(jié)省貴重模具材料。由于本模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，總體考慮選用整體式凹模結(jié)構(gòu)。5.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是用來(lái)形成制品

28、的內(nèi)表面。結(jié)合制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用整體式型芯結(jié)構(gòu)。5.2.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算 （1）凹模徑向尺寸計(jì)算： lm=(1+）ls-x+z （51） 式中：lm凹模徑向尺寸。 成形尺寸計(jì)算中所用的材料為pp，查參考文獻(xiàn)得pp的收縮率為s 1.03.0，故平均收縮率（1.02.0）/22。 ls塑件的徑向公稱(chēng)尺寸。 塑件的公差值。 z制造公差。=（1/61/4）（），取=0.2 x由參考文獻(xiàn)查得修正系數(shù)為x=1/23/4，取x=0.5 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：mm=； 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： （2）凹模深度尺寸計(jì)算： hm=(1+）hs-x+z （5-2)式中：hm凹模

29、深度尺寸。 hs塑件高度公稱(chēng)尺寸。 塑件高度尺寸的轉(zhuǎn)換：； （3）型芯徑向尺寸計(jì)算 lm=(1+）ls+x-z (5-3)式中：lm型芯徑向尺寸。 z制造公差。 塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： （4）型芯的高度尺寸 hm=(1+）hs+x-z (5-4)式中：hm型芯深度尺寸。 hs塑件孔高度公稱(chēng)尺寸。5.2.2 型腔壁厚計(jì)算在注射成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(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)，若剛度不足將導(dǎo)致過(guò)大的

30、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)剛度和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)采用圓形整體式型腔按剛度條件計(jì)算。按剛度計(jì)算側(cè)壁的厚度s： (5-5)式中：e模具材料的彈性模量，碳鋼為2.1105。 p型腔壓力，由前面所知為30 。 剛度條件，即允許變形量，mm，得出聚丙烯的值允許范圍為0.0250.04mm。h型腔深度尺寸，mm。=76.5按強(qiáng)度計(jì)算側(cè)壁的厚度s： (5-6)式中：r型腔徑向半徑，mm。 p型腔壓力，由前面所知為30 。 模具材料的許用應(yīng)力，已知為45鋼為160 ，一般常用模具鋼為200。由此可以選取s=220mm。按剛度計(jì)算底版的厚度h： (5-7)式中：r型腔徑向半徑，

31、mm。e模具材料的彈性模量，碳剛為2.1105mpa。 p型腔壓力，由前面所知為30 。 剛度條件，即允許變形量，mm，由得出聚丙烯的值允許范圍為0.0250.04mm。代入數(shù)據(jù)：按強(qiáng)度計(jì)算底板的厚度h：式中：r型腔徑向半徑，mm。 p型腔壓力，由前面所知為30 。 模具材料的許用應(yīng)力，已知為45鋼為160 ，一般常用模具鋼為200。代入數(shù)據(jù)： 由此可以選取h=180mm。6 模架的確定考慮到凹模鑲件的的尺寸、凹模壁厚、導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，參考大型模架組合尺寸，可以確定選用模架序號(hào)為28號(hào)（），模架結(jié)構(gòu)為a型，即：a-125125-28 gb/t 12555.1-906.1 各模板尺寸的確定

32、（1）a板尺寸，a板定模型腔板，塑件高度為170mm，又考慮到在模板上還要開(kāi)設(shè)冷卻水道。故a板厚度取180mm。 （2）b板尺寸，為型芯固定板和支撐板，前面算得厚度為180mm，按照模架標(biāo)準(zhǔn)取為180mm。 （3）c板尺寸，按照模架標(biāo)準(zhǔn)為250mm。 （4）模架高度，經(jīng)計(jì)算為744mm。6.2 模架的校核 （1）模具高度尺寸：744mm，600mm（模具的最小厚度）744；1250mm1250mm1350mm1350mm（拉桿間距），校核合格。 （2）模具開(kāi)模行程： （510）mm (6-1) 式中：注塑機(jī)最大開(kāi)模行程，。 h推出距離，mm；由模架可知，大小為148mm。 h包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的

33、塑件高度，大小為220mm；因?yàn)閟1400mm（510ms故開(kāi)模行程滿(mǎn)足要求。6.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類(lèi)型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精度對(duì)中定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向通常由導(dǎo)柱與導(dǎo)套的間隙配合組成，并呈滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。主要零件有導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長(zhǎng)的導(dǎo)柱應(yīng)開(kāi)設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別對(duì)于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)

34、套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：（1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱(chēng)布置，或不等直徑對(duì)稱(chēng)布置。（2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出68mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。（3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用h7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求。導(dǎo)柱固定部分配合精度采用h7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取h7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。（

35、4）導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，其硬度為hrc；也可采用t8或t10碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為，固定部分為；導(dǎo)套內(nèi)外圓柱面表面粗糙度取為為妥。（5）導(dǎo)柱頭部應(yīng)制成截錐形或球頭形；導(dǎo)套的前段也應(yīng)倒角，一般倒角半徑為。（6）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模一邊或定模一邊，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊便于塑件脫模。一般情況下，導(dǎo)柱多設(shè)在有型芯的一邊。有時(shí)動(dòng)、定模兩邊均設(shè)有導(dǎo)柱，分別起著不同的作用。（7）一般導(dǎo)柱滑動(dòng)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h7/k6。（8）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可

36、參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取。6.3.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱直徑可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行選取。設(shè)計(jì)要求大致如下圖所示：圖6-1 導(dǎo)柱尺寸為： 對(duì)于大、中型模具，若導(dǎo)柱需要支承模板的重量，導(dǎo)柱的直徑可用下式校核： (6-2）式中：導(dǎo)柱導(dǎo)向段直徑，mm；大小由模架知為80mm。 單根導(dǎo)柱承受的型腔板重量，（n）。 導(dǎo)柱導(dǎo)向段長(zhǎng)度，mm；大小為175mm。 鋼材的彈性模量，e=2.1105。 導(dǎo)柱頭部彎曲變形的允許擾度，常取0.05mm。已知型腔模板的材料為45鋼，它的密度為7.8g/cm3,它的bl=15001250厚度為63mm，則它的重力為：w189.810-6=9029.475n，

37、 w2=125012502247.89.810-6=26754n w=(w1+w2)/4=8945.86n代入數(shù)據(jù)得：故可以滿(mǎn)足條件。6.3.2 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 因?yàn)榇笮湍＜茌^多使用直導(dǎo)套。其尺寸如下圖所示。圖6-2 導(dǎo)套尺寸圖它的基本尺寸為l為140mm，d為mm，d1為，d1與模板的孔是采用過(guò)盈配合，d與模板的孔采用的是間隙配合，該導(dǎo)套與導(dǎo)柱之間采用的是間隙配合。7 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)注射成形每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)，也稱(chēng)頂出機(jī)構(gòu)或脫模裝置。7.1 設(shè)計(jì)原則及分類(lèi)7.1.1 設(shè)計(jì)原則（1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫

38、模動(dòng)作，致使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。（2）防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對(duì)性的選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑料收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，作用面積也應(yīng)盡可能大一些，以防塑件變形或損壞。（3）力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。在采用推桿脫模時(shí)，尤其要注意這個(gè)問(wèn)題。（4）結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強(qiáng)度和剛度。7.1.2 脫模機(jī)構(gòu)分類(lèi)簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)通常包括四種：推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)

39、構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、聯(lián)合推出機(jī)構(gòu)及其他特殊推出機(jī)構(gòu)。其中推桿推出機(jī)構(gòu)具有脫模力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)明顯的推出痕跡等特點(diǎn)，且本制品為薄壁容器塑件，故采用推桿推出機(jī)構(gòu)。7.2 脫模力的計(jì)算根據(jù)包緊力、大氣壓力、摩擦阻力及型腔側(cè)壁的脫模斜度的影響，塑件脫模時(shí)是以瞬時(shí)初始力為最大。一般按薄壁殼體類(lèi)塑件（指壁厚s與其內(nèi)孔直徑d之比小于1/20的塑件）與厚壁殼體類(lèi)塑件（指壁厚s與其內(nèi)孔直徑d之比大于1/20的塑件）兩大類(lèi)型進(jìn)行估算，見(jiàn)下表。表7-1 脫模力的計(jì)算塑件類(lèi)型脫模力計(jì)算公式薄壁殼體類(lèi)圓環(huán)形橫截面矩環(huán)形橫截面厚壁殼體類(lèi)圓環(huán)形橫截面矩環(huán)形橫截面表中各參數(shù)的意義如下：e為塑料的拉伸彈性

40、模量，查得pp為16001700，在此取為 1700； 為塑料的平均成性收縮率，查參考文獻(xiàn)得pp的收縮率為s1.03.0，故平均收縮率（1.03.0）/22； t為塑件的平均壁厚，mm，約為10mm； l為被包型芯長(zhǎng)度，mm； 為塑件的泊松比，查參考文獻(xiàn)pp為0.43； 為脫模斜度，（），本設(shè)計(jì)取1； 為塑件與型腔材料之間的摩擦系數(shù)，查參考文獻(xiàn)pp為0.490.51在此取0.5； 為型芯大小端的平均半徑，mm； 分別為矩形型芯短邊與長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度，mm； a為塑件在分型面上的投影面積，當(dāng)塑件底部有通孔時(shí)，計(jì)算式不含此項(xiàng)，本設(shè)計(jì)面積約為252368.865mm； 為由和決定的無(wú)量綱數(shù)，=，=1.00

41、87； 分別由和決定的無(wú)量綱數(shù)，。 本設(shè)計(jì)塑件屬于薄壁殼體類(lèi)圓環(huán)形橫截面采用下式計(jì)算： 代入數(shù)據(jù)： 經(jīng)計(jì)算脫模力為294kn。7.3 推桿的直徑計(jì)算及強(qiáng)度校核 （1）圓形推桿的直徑。 （7-1）式中：l推桿長(zhǎng)度，根據(jù)模架查參考文獻(xiàn)為480mm； 推桿數(shù)量，n=4 e推桿材料的彈性模量（）； k是安全系數(shù)，取k=1.5。代入數(shù)據(jù)：（2）強(qiáng)度校核 （7-2）式中：是推桿材料的許用壓應(yīng)力（）。查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)，代入相關(guān)數(shù)據(jù)：根據(jù)(gb/t 12555.13-90)和模架相關(guān)尺寸推桿直徑取d=40mm。 圖7-1 推桿尺寸圖 （3）推桿的數(shù)目及布置1）數(shù)目：在首先保證推出穩(wěn)定、可靠的情況下，應(yīng)盡可能地降低推桿數(shù)。雖然推桿數(shù)量越多，推出效果越好，制品越平整；但會(huì)提高成本和影響型芯和冷卻管道的布置。綜合考慮本設(shè)計(jì)推桿數(shù)目定為四個(gè)。2）推桿布置的一般原則：a.宜設(shè)在脫模阻力大的部位。b.保證塑件被推出時(shí)受力均勻，推出平穩(wěn)，不變形。c.推桿應(yīng)盡可能設(shè)在塑件厚壁、凸緣、加強(qiáng)肋等塑件強(qiáng)度、剛度較大處。d.不影響凸模的強(qiáng)度與壽命。e.在模內(nèi)排氣困難的部位，應(yīng)設(shè)置推桿。7.4 復(fù)位裝置的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)完成塑件的頂出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)必須回復(fù)到初始位置，目