清洗器注射成型工藝分析及模具設(shè)計畢業(yè)論文

清洗器注射成型工藝分析及模具設(shè)計畢業(yè)論文目錄目錄 I摘要 IVAbstract V前言 -1-第一章工藝參數(shù)的確定 -2-1.1塑件成型工藝性分析 -2-1.1.1塑件（一次性清洗器外筒）分析 -2-1.1.2成型工藝性分析 -3-1.1.3熱塑性塑料的注射成型過程及工藝參數(shù) -3-1.2確定型腔數(shù)量及排列方式 -5-1.3注射機型號的確定 -5-1.3.1所需注射量的計算 -6-1.3.2注射機型號的確定 -6-1.3.3型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 -7-1.4澆注系統(tǒng)形式與澆口的設(shè)計 -9-1.4.1主流道的設(shè)計 -10-1.4.2冷料穴的設(shè)計 -11-1.4.3分流道的設(shè)計 -11-1.4.4澆口的設(shè)計 -13-1.4.5澆注系統(tǒng)的平衡 -14-1.5溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 -15-1.5.1加熱系統(tǒng) -15-1.5.2冷卻系統(tǒng) -15-1.5.3冷卻裝置的布置 -17-1.6用Moldflow軟件進(jìn)行分析注塑成型分析 -17-1.6.1分析前處理 -17-1.6.2分析計算 -19-1.6.3分析結(jié)果及相關(guān)后處理 -19-1.7優(yōu)化后的結(jié)果分析 -30-1.7.1設(shè)計參數(shù)的調(diào)整 -30-1.7.2參數(shù)優(yōu)化后的分析結(jié)果 -30-第二章模具的設(shè)計 -37-2.1擬定模具結(jié)構(gòu)形式 -37-2.1.1分型面位置的確定 -37-2.1.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定 -39-2.2注射機工藝參數(shù)的校核 -39-2.2.1噴嘴尺寸 -39-2.2.2定位圈尺寸 -39-2.2.3最大與最小模厚 -40-2.2.4開模行程的校核 -40-2.2.5模架尺寸與注射機拉桿間距校核 -40-2.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 -41-2.3.1型芯的設(shè)計計算 -41-2.3.2斜滑塊的設(shè)計計算 -42-2.3.3動模型腔套的設(shè)計計算 -43-2.3.4滑塊蓋板的設(shè)計計算 -44-2.3.5成型推桿的設(shè)計計算 -45-2.3.6型腔零件強度、剛度的校核 -45-2.4模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 -47-2.4.1定模座板 -47-2.4.2定模板 -47-2.4.3動模板 -48-2.4.4動模墊板 -48-2.4.5墊塊 -48-2.4.6推桿支承板 -48-2.4.7推桿固定板 -48-2.4.8動模座板 -48-2.5合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 -49-2.5.1導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計 -49-2.5.2導(dǎo)柱設(shè)計 -49-2.5.3導(dǎo)套設(shè)計 -49-2.6脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 -50-2.6.1推出機構(gòu)的設(shè)計原則 -50-2.6.2塑件推出的推桿的設(shè)計 -50-2.6.3脫模力的計算 -51-2.7側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 -53-2.7.1側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)類型的選擇 -53-2.7.2斜滑塊的組合形式 -53-2.7.3斜滑塊的裝配要求 -53-2.7.4模具設(shè)計要點 -54-2.8模具工作過程 -54-致謝 -56-參考文獻(xiàn) -57-附錄 -58-CAD/CAE/CAM -58-清洗器注射成型工藝分析及模具設(shè)計前言模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。而塑料模具又是在整個模具工業(yè)中的一枝獨秀。工業(yè)技術(shù)部斷進(jìn)步的一個重要標(biāo)志是計算機應(yīng)用的日益普及。在機械制造業(yè)，計算機輔助設(shè)計(CAD)技術(shù)的地位和角色正在發(fā)生深刻的轉(zhuǎn)變由稀有昂貴的高級技術(shù)資源普及稱為常規(guī)的和必要的技術(shù)手段。隨著全球制造業(yè)向我國的轉(zhuǎn)移，這種轉(zhuǎn)變已經(jīng)呈現(xiàn)出加速的趨勢，形成了對該領(lǐng)域技術(shù)人才巨大的市場需求。今年來，模具行業(yè)發(fā)展迅速，在制造業(yè)中的地位日益突出。針對模具設(shè)計和塑料成型的CAE軟件可以協(xié)助設(shè)計人員在模具設(shè)計過程中及早發(fā)現(xiàn)模具和成型過程中可能存在的問題，從而可以更加快速地做出設(shè)計方案，有效地縮短設(shè)計生產(chǎn)周期并降低成本。Moldflow軟件為注塑成型設(shè)計和生產(chǎn)提供了高效的解決方法。MoldflowPlasticsInsight簡稱為MPI，它是原Moldflow動態(tài)系列的升級產(chǎn)品，是一個更為深入的制件和模具設(shè)計分析得軟件集成體，它提供了強大的分析功能、可視化功能和項目管理工具。MPI使用者可以對制件的幾何形狀、材料的選擇、模具設(shè)計及加工參數(shù)設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化，從而獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。MPI能夠模擬最廣泛的熱塑性塑料和熱固性塑料注射成型中的制造工藝?？梢阅M熱塑性塑料注射成型過程中的充填、保壓以及冷卻階段，還能預(yù)測出制品成型后的缺陷，如制品翹曲變形等。甚至能夠分析纖維流動情況，預(yù)測纖維的取向并在預(yù)測產(chǎn)品翹曲時加以考慮。本次的設(shè)計是大學(xué)生涯的最后一次綜合性的課程設(shè)計；是我們對大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)理論知識和技能的一次綜合性訓(xùn)練。模具設(shè)計是一項很復(fù)雜的工作，它要求我們在掌握理論知識的基礎(chǔ)上要有更好的實踐經(jīng)驗。設(shè)計一副好的模具，其中牽涉到許多的容工藝，一套模具有多種工藝方案，在進(jìn)行的比較中需要考慮的容包括對塑件成型工藝的分析，如何確定分型面、型腔數(shù)目以及選擇注射機型號。確定模具的總體結(jié)構(gòu)、型腔、型芯的結(jié)構(gòu)，同時還考慮了模具制造工藝的可行性以及模具制造的經(jīng)濟性；澆注系統(tǒng)的設(shè)計，確定澆口形式及位置大?。淮_定主流道，分流道和冷料穴的形式及尺寸；脫模機構(gòu)的設(shè)計，脫模力的計算；模架的確定；側(cè)向分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計，導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。同時用Moldflow軟件對制件進(jìn)行動態(tài)分析，提高了成型的可靠性。第一章工藝參數(shù)的確定注射成型過程中，塑料在型腔中的流動和成型，與材料的性能、制品的形狀尺寸、成型溫度、成型速度、成型壓力、成型時間、型腔表面情況和模具設(shè)計等一系列因素有關(guān)。在模具基本設(shè)計完成后，可以通過注塑成型分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的缺陷，從而保證模具設(shè)計的合理性，提高模具的一次試模成功率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。注塑成型CAE分析得容和結(jié)果為模具設(shè)計和制造提供可靠、優(yōu)化的參考數(shù)據(jù)，其中主要包括：◆澆注系統(tǒng)的平衡，澆口的數(shù)量、位置和大?。弧羧劢雍鄣奈恢妙A(yù)測；◆注塑過程中的注射壓力和熔融料體在填充過程中的壓力損失；◆型腔部的溫度變化；◆熔融料體的溫度變化；根據(jù)注塑成型的CAE分析結(jié)果，就可以判斷模具及其澆注系統(tǒng)的設(shè)計是否合理，其中的一些基本原則如下：◆各流道的壓差要比較小，壓力損失要基本一致：◆整個澆注系統(tǒng)要基本平衡，即保證熔融料體要同時到達(dá)，同時充滿型腔；◆型腔要基本同時填充完畢；◆填充時間要盡可能短，總體注射壓力要小，壓力損失壓要?。弧籼畛浣Y(jié)束時熔融料體的溫度梯度不大；◆熔接痕和氣穴位置合理，不影響產(chǎn)品質(zhì)量。1.1塑件成型工藝性分析1.1.1塑件（一次性清洗器外筒）分析塑件為一次性清洗器外筒，材料為PP,，如圖1.1所示。屬于長筒薄壁件，壁厚1.2mm，長165.2mm，在筒的底部有一圓環(huán)和一翼狀結(jié)構(gòu)，筒外表面一側(cè)有刻度線。要求壁厚均勻，表面光滑，無毛刺。生產(chǎn)要求為大批量生產(chǎn)。一次性清洗器的結(jié)構(gòu)類似于普通的注射器，使用方法也大致相同，只是其外側(cè)的圓環(huán)使其固定在支架上。圖1.1一次性清洗器產(chǎn)品圖1.1.2成型工藝性分析=1\*GB3①精度等級。查文獻(xiàn)【1】表3-10可知對于聚丙烯（PP）,采用一般等級MT3.=2\*GB3②脫模斜度。該塑件壁厚為1.2mm，其脫模斜度參考文獻(xiàn)【2】中的表8.5-7得，表面25′～45′，外表面20′～45′。1.1.3熱塑性塑料的注射成型過程及工藝參數(shù)（1）注射成型過程=1\*GB3①成型前的準(zhǔn)備。=2\*GB3②注射過程。塑料在注射機料筒經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻、脫模等階段。=3\*GB3③塑件的后處理。（2）PP的注射工藝參數(shù)查文獻(xiàn)【1】表3.1可知=1\*GB3①注射機：螺桿式。=2\*GB3②螺桿速率（r/min）:30～60；=3\*GB3③噴嘴溫度（℃）：170～190；噴嘴形式：直通式；=4\*GB3④料筒溫度（℃）：前段～；中段～220；后段160～170；=5\*GB3⑤模具溫度（℃）：40～80；=6\*GB3⑥注射壓力（MPa）:70～120;=7\*GB3⑦保壓壓力（MPa）:50～60；=8\*GB3⑧成型時間（s）：注射時間：0～5；保壓時間20～60；冷卻時間：15～50；成型周期：40～120。(3)PP性能分析=1\*GB3①使用性能聚丙烯由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化,故熔點高達(dá)167℃,耐熱,制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點。密度0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕,抗強度30MPa，強度、剛性和透明性都比聚乙烯好。缺點是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性和添加抗氧劑予以克服?？捎糜谥谱鞲鞣N機械零件，如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件；可作水、蒸汽、各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層、可制造蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)。=2\*GB3②成型性能吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解。流動性好,但收縮圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形。冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料。溫低溫高壓時容易取向,模具溫度低于50度時,塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,流痕,90度以上易發(fā)生翹曲變形塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中。=3\*GB3③PP的主要性能指標(biāo)參考文獻(xiàn)【3】表9-6，得PP的主要性能指標(biāo)見表1.1表1.1PP的主要性能指標(biāo)密度/(g/)0.90～0.91體積電阻系數(shù)/(·cm)>比體積/(/g)1．10～1.11抗拉強度/MPa37吸水率24h/(%)0.01～0.83擊穿強度E/(kV/mm)30玻璃化溫度/℃(0.6MPa)102～115(0.185MPa)56～67抗彎強度/MPa67.5熔點/℃170～176計算收縮率/(%)1.0～3.01.2確定型腔數(shù)量及排列方式一般來說，大中型塑件和精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于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。故由此初步擬定采用一模四腔，如圖1.2所示圖1.2型腔布置1.3注射機型號的確定注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模時應(yīng)該詳細(xì)了解注射機的技術(shù)規(guī)，才能設(shè)計出符合要求的模具。注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射時間、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機。1.3.1所需注射量的計算（1）塑件質(zhì)量、體積計算對于該設(shè)計，用Pro/進(jìn)行造型，并用Moldflow分析時可以得知：塑件總體積：=75.4034;塑件總質(zhì)量:=75.4034×0.91=68.617g.（2）澆注系統(tǒng)凝料的初步估算可按塑件體積的0.6倍進(jìn)行計算，因為該模具采用一模四腔，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為=*0.6=75.4034×0.6=45.2604;（3）該模具一次注射所需塑料PP體積:=+=75.4034+45.2604=120.6638;質(zhì)量：==0.91×120.6638=109.8046g.1.3.2注射機型號的確定根據(jù)以上的計算參考文獻(xiàn)【3】表13-1，可初步選定型號SZ-125/630型臥式注射機，其主要參數(shù)見表1.2表1.2SZ-125/630型臥式注射機主要參數(shù)理論注射容積/140拉桿向距/mm370×320螺桿直徑/mm40移模行程/mm270注射壓力/MPa最大模具厚度/mm300注射速率/(g/s)110最小模具厚度/mm150塑化能力/(g/s)16.8鎖模形式雙曲軸螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)14～模具定位孔直徑/mm125鎖模力/kN530噴嘴球半徑/mm15

1.3.3型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核（1）型腔數(shù)量的校核=1\*GB3①由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n≤;式中K注射機最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般取0.75；M注射機的額定塑化量(g/s)，該注射機為16.8g/s；t成型周期，可取50s；單個塑件的質(zhì)量和體積(g或),取=17.154g；澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或），取=0.6×4.將各參數(shù)代入式中可得右邊=34.3>4,所以符合要求。=2\*GB3②按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量n≤式中注射機允許的最大注射量（g或），該注射機為140;將各參數(shù)代入式中可得右邊=3.17<4,不符合要求，所以應(yīng)該重新選取注射機。參考文獻(xiàn)【3】表13-1，可初步選定型號SZ-160/1000型臥式注射機，其主要參數(shù)見表1.3表1.3SZ-160/1000型臥式注射機主要參數(shù)理論注射容積/179拉桿向距/mm360×260螺桿直徑/mm44移模行程/mm280注射壓力/MPa132最大模具厚度/mm360注射速率/(g/s)110最小模具厚度/mm170塑化能力/(g/s)10.5鎖模形式液壓螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)10～150模具定位孔直徑/mm120鎖模力/kN1000噴嘴球半徑/mm10繼續(xù)校核

注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n≤;式中K注射機最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般取0.75；M注射機的額定塑化量(g/s)，該注射機為10.5g/s；t成型周期，可取50s；單個塑件的質(zhì)量和體積(g或),取=17.154g；澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或），取=0.6×4.將各參數(shù)代入式中可得右邊=20.55>4,所以符合要求。按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量n≤式中注射機允許的最大注射量（g或），該注射機為179;將各參數(shù)代入式中可得右邊=4.721>4,符合要求.=3\*GB3③按注射機的額定鎖模力校核型腔數(shù)量p(nA+)≤式中注射機的額定鎖模力,N;該注射機為1000kN.A單個塑件在模具分型面上的投影面積，；澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，；p塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%,MPa.注射壓力大小參考文獻(xiàn)【1】表3.1得70～120MPa，可取100MPa.nA+由Moldflow分析可得其值為15.444將各參數(shù)代入式中可得左邊=123.55kN≤1000kN,符合要求.（2）注射機工藝參數(shù)的校核=1\*GB3①注射量校核注射量以容積表示最大注射容積為=V=0。75×179=134.25式中模具型腔和流道的最大容積（）；V指定型號與規(guī)格的注射機注射量容積（），該注射機為179；注射系數(shù)，取0.75～0.85，無定型塑料可取0.85，結(jié)晶性塑料取0.75。對于聚丙烯，取0.75.倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料膜在料筒中停留時間久會過長。所以最小注射容積=0.25V=0.25×179=44.75。故每次注射的實際注射量容積應(yīng)滿足<<,而=120.6638，符合要求。=2\*GB3②鎖模力校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生使模具分型面漲開的力，這個力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機的額定鎖模力，才能保證注射時不發(fā)生溢料的現(xiàn)象，即：=p(nA+)<在前面已經(jīng)校核，符合要求。=3\*GB3③最大注射壓力校核注射機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力=132MPa（見表3），應(yīng)該大于注射成型時所需調(diào)用的注射壓力，即≥式中安全系數(shù)，常取=1.25～1.4；實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需注射壓力為70～120MPa。代入式中計算，符合要求。1.4澆注系統(tǒng)形式與澆口的設(shè)計澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓、傳熱的功能，對塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。1.4.1主流道的設(shè)計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道尺寸=1\*GB3①主流道小端直徑D=注射機噴嘴直徑+（0.5～1）D=4+（0.5～1），取5mm.=2\*GB3②主流道球面半徑=注射機噴嘴球半徑+（1～2）=10+（1～2），取12mm。=3\*GB3③球面配合高度h=3mm～5mm,取h=3mm。=4\*GB3④主流道長度盡量小于60mm，由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)選，取L=25+32=57mm。=5\*GB3⑤主流道大端直徑=D+2L≈7.992mm(半錐角為1°～2°，取2°)，取=8mm。=6\*GB3⑥澆口套總長=32+25+h=60mm，參考文獻(xiàn)【3】表7-9得，取規(guī)格為63mm的澆口套。澆口套的設(shè)計主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，一邊有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼。參考文獻(xiàn)【3】表7-9，本設(shè)計選用T10A鋼，熱處理硬度為50HRC～55HRC.具體尺寸如圖1.3所示。圖1.3澆口套1.4.2冷料穴的設(shè)計（1）主流道冷料穴的設(shè)計開模時應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型，冷料穴分別開在左右瓣合模撒謊能夠，開模時，將主流道中的凝料拉出；側(cè)向分型時，冷料穴中的凝料及塑件同時被推出。該模具采用底部無桿的圓環(huán)槽冷料穴，如圖1.4所示。圖1.4主流道冷料穴d其中為主流道大端直徑，該模具取d+2=10mm,冷料穴深度為d=6mm.(2)分流道冷料穴的設(shè)計當(dāng)分流道較長時，可將分流道端部沿料硫前進(jìn)方向延長作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料。1.4.3分流道的設(shè)計（1）分流道的布置形式分流道在分型面上的布置與前面所述的型腔的排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面餓原則：一方面排列緊湊、縮小模具版面尺寸；另一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡。該模具的流道布置形式采用平衡式，定模部分與瓣合模上均開有分流道。該流道形式是由模具結(jié)構(gòu)形式所確定的，分流道的布置形式如圖1.5所示。圖1.5分流道布置形式（2）分流道的長度、形狀和尺寸分流道的長度應(yīng)盡可能的短，且少彎折，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。由于聚丙烯的流動性較好，為了便于分流道的加工，采用圓形分流道，其直徑為6mm.其長度如圖1.6所示。圖1.6分流道的尺寸和形狀分流道的表面粗糙度由于分流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.63～1.6，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處=澆口的設(shè)計澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口截面積通常為分流道截面積的0.07～0.08倍，澆口截面形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5～2mm。澆口的具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定。澆口類型及位置的確定用Moldflow軟件分析得知，采用圖4所示的型腔排布方式后，最佳澆口位置在翼狀結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。潛伏式澆口又稱剪切澆口，由點澆口變異而來。這種澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量和美觀效果。對于該制件，相對合適。（2）澆口結(jié)構(gòu)形式及尺寸的經(jīng)驗計算=1\*GB3①潛伏式澆口的結(jié)構(gòu)如圖1.7圖1.7潛伏式澆口的形式=2\*GB3②潛伏式澆口尺寸的經(jīng)驗計算查參考文獻(xiàn)【2】公式（9.2-19）式中d潛伏式澆口的直徑,mm;A型腔的表面積,;C制品壁厚的函數(shù)值,見參考文獻(xiàn)【2】表9.2-3,取0.23;n塑料材料系數(shù)，見參考文獻(xiàn)【2】表9.2-2，取0.7.將各數(shù)據(jù)代入式中可得d=0.936mm,取1.0mm1.4.5澆注系統(tǒng)的平衡對于該模具，從主澆道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應(yīng)相等，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。1.5溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計1.5.1加熱系統(tǒng)由于該套模具的模溫要求在80℃以下，又是小型模具，所以無需設(shè)置加熱裝置。1.5.2冷卻系統(tǒng)一般注射到模具的塑料溫度為200℃左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)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。對于聚丙烯(PP)，由于其黏度低，流動性好，成型工藝要求模溫不太高，聚丙烯(PP)的成型溫度和模具溫度分別為220℃～260℃、40℃～80℃。所以常用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。冷卻介質(zhì)因為水的熱容量大、傳熱系數(shù)大，成本低，所以冷卻介質(zhì)選擇水，即在模具型腔周圍或部開設(shè)冷卻水道。冷卻系統(tǒng)的粗略計算如果忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的和簡略的計算。=1\*GB3①塑件在固化時每小時釋放的熱量Q查文獻(xiàn)【1】表10.2得聚丙烯(PP)單位質(zhì)量放出的熱量q=5.9×，故Q=Wq式中W單位時間（每分鐘）注入模具中的塑料質(zhì)量(kg/min）;Q=10.5×60××5.9×=371.7kJ/min=2\*GB3②冷卻水的體積流量=式中W單位時間（每分鐘）注入模具中的塑料質(zhì)量(kg/min）.q聚丙烯(PP)單位質(zhì)量放出的熱量,5.9×k;冷卻水的密度，為1.0×kg/;冷卻水的比熱容，為4.187kJ/(kg·℃);冷卻水出口溫度，取25℃；冷卻水入口溫度，取20℃.將各數(shù)據(jù)代入式中可得=17.75×=3\*GB3③冷卻管道直徑d參考文獻(xiàn)【2】表9.8-1,為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=10mm.=4\*GB3④冷卻水在管道的流速v參考文獻(xiàn)【2】的式（9.8-20）知，v=將各數(shù)據(jù)代入式中可得v=3.769m/s=5\*GB3⑤冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a可用如下公式計算：a=式中a冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/()；冷卻水的密度，為1.0×kg/;v冷卻水的流速，m/s;d冷卻水孔直徑,mm;與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)，其值查文獻(xiàn)【1】表10.3得=7.95.將各數(shù)據(jù)代入式中可得a=14499.6kJ/（·h·℃）=6\*GB3⑥冷卻回路所需的總表面積冷卻回路所需的總表面積A可按下式計算：A=式中A冷卻回路所需的總表面積，;M單位時間注入模具中的塑料質(zhì)量,kg/h;q單位質(zhì)量塑料在模具放出的熱量，J/kg;a冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/();模具成型表面的溫度,℃；取60℃;冷卻水的平均溫度,℃；取25℃。將各數(shù)據(jù)代入式中可得A=0.0122.=7\*GB3⑦模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)nn=式中L斜滑塊的長度,400mm.將各數(shù)據(jù)代入式中可得n=0.97考慮到斜滑塊為2塊，每塊1根水道，因此總水道數(shù)為2孔。1.5.3冷卻裝置的布置設(shè)置冷卻效果良好的冷卻回路的模具是縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率最有效的辦法。如果不能實現(xiàn)均一的快速冷卻，則會使塑件部產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)品變形或開裂。1.6用Moldflow軟件進(jìn)行分析注塑成型分析MPI的基本分析流程包括分析前處理、分析計算、分析結(jié)果及相關(guān)后處理。1.6.1分析前處理（1）項目創(chuàng)建及模型導(dǎo)入首先用Pro/E將制件按尺寸要求繪為三維圖形，并改為STL格式，然后將模型導(dǎo)入。（2）模型網(wǎng)格的劃分及缺陷修改被分析模型的網(wǎng)格劃分和修改是MPI分析前處理中最為重要，同時也是最為復(fù)雜、繁瑣的環(huán)節(jié)。并且，網(wǎng)格劃分的是否合理，將直接影響到產(chǎn)品的最終分析結(jié)果。將網(wǎng)格經(jīng)行修改后的統(tǒng)計狀態(tài)為：見圖1.8圖1.8網(wǎng)格信息（3）分析類型的設(shè)置在此次分析中需要經(jīng)行GateLocation（最佳澆口位置）分析，F(xiàn)ill（填充）分析，Cool+Flow+Warp（冷卻+流動+翹曲）分析。（4）產(chǎn)品注塑材料的選擇對于該制件來說，選擇的材料為GenericDefault生產(chǎn)的聚丙烯，其牌號為GenericPP。（5）型腔的布局針對一模多腔的注塑產(chǎn)品，完成單個產(chǎn)品的網(wǎng)格劃分后，就能對多個模腔按照設(shè)計意圖在MPI系統(tǒng)中布局，該產(chǎn)品為一模四腔。（6）澆注系統(tǒng)的建立在該設(shè)計中，根據(jù)前面的計算、設(shè)計，采用直接利用系統(tǒng)的直線、曲線創(chuàng)建功能，首先勾畫出澆注系統(tǒng)的中心線，再對中心線進(jìn)行桿單元的網(wǎng)格劃分。（7）冷卻系統(tǒng)的建立方法和澆注系統(tǒng)的繪制相同。冷卻水的溫度設(shè)為20℃。（8）工藝過程參數(shù)的確定工藝過程參數(shù)包括了整個注塑周期有關(guān)模具、注塑機等相關(guān)設(shè)備及其冷卻、保壓、開合模等工藝參數(shù)。因此，過程參數(shù)的設(shè)定實際上是將現(xiàn)實的制造工藝和生產(chǎn)設(shè)備抽象化的過程。過程參數(shù)的設(shè)定將直接影響到產(chǎn)品注塑成型的分析結(jié)果。所選取的主要參數(shù)如下：=1\*GB3①模具表面的溫度，采用默認(rèn)值，40℃；=2\*GB3②料溫，采用默認(rèn)值230℃；=3\*GB3③開模時間，采用默認(rèn)值5s；=4\*GB3④注射、保壓、冷卻時間周期，可設(shè)定80s;=5\*GB3⑤填充控制,采用默認(rèn)值A(chǔ)utomatic自動控制；=6\*GB3⑥保壓壓力與轉(zhuǎn)換點的填充壓力相關(guān)聯(lián)的曲線控制方法,修改參數(shù)如圖1.9；圖1.9保壓曲線的文字形式1.6.2分析計算在完成了分析前處理后，即可經(jīng)行分析計算，，通過分析計算的輸出信息，可以掌握在整個注塑成型仿真過程中的一些重要信息。包括解算器參數(shù)設(shè)置、產(chǎn)品模型的網(wǎng)格讀入和單元檢查、材料的屬性、填充分析過程分析、保壓過程分析等。1.6.3分析結(jié)果及相關(guān)后處理分析計算結(jié)束后，MPI會生成大量的文字、圖形、和動畫結(jié)果，并且分類顯示在任務(wù)欄中。下面對一些重要結(jié)果做分析。（1）澆口位置的分析結(jié)果Bestgatelocation(最佳澆口位置)以圖像的形式給出最佳澆口位置所在的區(qū)域，如圖1.10所示。圖1.10最佳澆口位置區(qū)域結(jié)果顯示中，藍(lán)色的區(qū)域是最佳的澆口位置區(qū)域，澆口設(shè)在該區(qū)域可以保證注塑過程的熔體流動的平衡性。（2）流動分析結(jié)果及相關(guān)后處理=1\*GB3①Filltime（填充時間）Filltime為動態(tài)結(jié)果，它可以顯示從進(jìn)料開始到充模完成整個注塑過程，任一時刻流動前鋒Flowfront的位置，如圖1.11所示。從圖上可以看出，等直線的分布及間距比較均勻，到模腔末端且等距離的熔體填充時間相同，這說明熔體在四個模腔中的流動平衡，基本上同一時刻充滿各自的型腔，且時間2.269s,較合理。圖1.11Filltime的等值線顯示=2\*GB3②Pressure(endoffilling)壓力分布Pressure(endoffilling)顯示了填充結(jié)束時的腔及流道的壓力分布，如圖1.12所示圖1.12Pressure(endoffilling)顯示從圖中可以看出，熔體在整個流動路徑上的壓力降還是比較大的，但是壓力變化比較均勻，（云圖顏色過渡較好），其相互對應(yīng)區(qū)域的顏色差別不大，這說明注射壓力在四個模腔的傳遞是平衡的。=3\*GB3③Pressureatinjection:XYPlotPressureatinjection:XYPlot為產(chǎn)品進(jìn)料口位置的壓力、保壓、冷卻整個過程中的變化圖，如圖1.13所示。圖1.13Pressureatinjection:XYPlot=4\*GB3④Bulktemperature(endoffilling)平均溫度分布Bulktemperature是沿產(chǎn)品壁厚方向上以熔體流速為權(quán)值(Weight)的平均溫度，它表示產(chǎn)品上某一位置的能量傳遞值。如圖1.14所示。通過Bulktemperature(endoffilling)的顯示結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在注塑過程中溫度較高的區(qū)域，如果最高平均溫度接近或超過聚合物材料的降解溫度，或者是出現(xiàn)局部過熱的情況，都需要重新設(shè)計澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)或者是改變工藝參數(shù)。圖1.14Bulktemperature(endoffilling)顯示=5\*GB3⑤Weldlines（熔接痕）熔接痕容易使產(chǎn)品強度降低，特別是在產(chǎn)品可能受力的部位產(chǎn)生熔接痕會造成產(chǎn)品表面質(zhì)量部過關(guān)。如圖1.15所示為產(chǎn)品上的熔接痕的位置。圖1.15Weldlines與Filltime疊加顯示由圖可以觀察到每個制件上有兩條很明顯的熔接痕，嚴(yán)重的影響到制件的外觀質(zhì)量，所以應(yīng)該改善工藝參數(shù)來使熔接痕減小。分析可得是由于熔體的流動性不足料溫較低，所以可以適當(dāng)提高料溫。還可能是由于分子的流動方向?qū)е铝巳劢雍鄣漠a(chǎn)生，如圖1.16Orientationatskin（表層分子趨向）所示，所以可以改善側(cè)澆口的方向，這樣就使兩個側(cè)澆口的流向一致，會大大減小熔接痕。圖1.16Orientationatskin（表層分子趨向）顯示=6\*GB3⑥Airtraps（氣穴）Airtraps氣穴的結(jié)果顯示如圖1.17所示。圖1.17Airtraps氣穴顯示由圖可以觀察到熔體前沿匯聚在塑件部或型腔表層的氣泡基本上都在塑件四周側(cè)壁上，因此氣體可以很容易通過模具分型面的間隙排出，從而可以有效地避免因氣穴形成的塑件表面瑕疵及焦痕等缺陷。=7\*GB3⑦Temperatureatflowfront(流動前沿溫度)Temperatureatflowfront(流動前沿溫度)，溫度差一般控制在20℃。如圖1.18所示，從圖中可以看出溫度差已經(jīng)達(dá)到37.2℃，所以應(yīng)該適當(dāng)?shù)母淖児に噮?shù)。 圖1.18Temperatureatflowfront(流動前沿溫度)顯示冷卻分析結(jié)果及相關(guān)后處理=1\*GB3①Maximumtemperaturepart（產(chǎn)品最高溫度)Maximumtemperaturepart(產(chǎn)品最高溫度)顯示了冷卻周期結(jié)束時計算出的產(chǎn)品上的最高溫度，如圖1.19所示。產(chǎn)品經(jīng)過冷卻的最高溫度應(yīng)該低于設(shè)定的產(chǎn)品頂出溫度。在過程參數(shù)設(shè)置中，頂出溫度設(shè)定為101℃，分析結(jié)果顯示滿足要求。圖1.19Maximumtemperaturepart（產(chǎn)品最高溫度)=2\*GB3②Circuitcoolanttemperature(冷卻介質(zhì)溫度)Circuitcoolanttemperature(冷卻介質(zhì)溫度)顯示了冷卻周期結(jié)束時，計算出的冷卻系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)的溫度，如圖1.20所示圖1.20Circuitcoolanttemperature(冷卻介質(zhì)溫度)回路中的冷卻介質(zhì)的升溫應(yīng)該小于2～3℃，從圖中可以看出冷卻水升溫僅有0.18℃，顯然滿足要求。翹曲分析結(jié)果及相關(guān)后處理塑料制品的翹曲變形在很大程度上是由聚合物分子取向程度不同造成的。在充模的過程中，大多數(shù)聚合物分子將沿著充模流動方向排列，這樣就會造成沿熔體流動方向上的分子取向大于垂直流動方向上的分子取向。在充模完成后，分子試圖恢復(fù)卷曲狀態(tài)，導(dǎo)致塑件有在該方向上縮短的趨勢。翹曲分析結(jié)果有四類：總體變形、冷卻因素導(dǎo)致的變形、收縮因素導(dǎo)致的變形和分子取向?qū)е碌淖冃?。每一類變形又分為總變形量和X、Y、Z三個方向上的分量。=1\*GB3①總變形量產(chǎn)品的總變形量如圖1.21所示。從圖中可以看到總變形量為0.9173㎜<0.98㎜（公差值）。圖1.21總變形量的顯示=2\*GB3②冷卻因素影響下的變形量塑料制品由于模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計部合理或模局溫度控制不當(dāng)而造成的冷卻不足，都會導(dǎo)致制品的翹曲變形。冷卻因素影響下的Z軸的變形量如圖1.22所示，可以看出，塑件的相對總變形量來說，較小，所以翹曲的主要原因不是冷卻因素導(dǎo)圖1.22冷卻因素影響下的變形量=3\*GB3③收縮因素影響下的變形量收縮因素影響下的變形量如圖1.23所示。圖1.23收縮因素影響下的變形量從圖1.23可以看出，收縮因素影響下的Z向變形量為0.9177㎜，產(chǎn)品的變形基本上都是由于收縮引起的。在本次設(shè)計中，雖然翹曲量在公差圍，但是仍可以優(yōu)化。如，可以采用降低熔體溫度和模溫的方法來減少流動取向并緩和取向應(yīng)力的松弛。=4\*GB3④分子取向因素影響下的變形量分子取向因素影響下的變形量如圖1.24所示。圖1.24分子取向因素影響下的變形量從圖1.24可以看出，收縮因素影響下的變形量為5.881E-0.9㎜，這表明分子取向因素不是引起產(chǎn)品變形量的主要因素。=5\*GB3⑤翹曲綜合分析通過對上述產(chǎn)品翹曲變形量的定量分析，可以得出以下結(jié)論：●Z軸方向總體的相對變形量為0.9173㎜，基本滿足設(shè)計要求；●收縮因素對Z向的翹曲變形影響最大，而冷卻因素和分子取向的影響相對較小。1.7優(yōu)化后的結(jié)果分析綜合以上結(jié)果的分析，需要對一些參數(shù)和澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改，達(dá)到優(yōu)化的目的，最終得到比較合理的設(shè)計方案。1.7.1設(shè)計參數(shù)的調(diào)整=1\*GB3①模具表面的溫度，采用60℃；=2\*GB3②注射、保壓、冷卻時間周期，可設(shè)定100s;=3\*GB3③填充控制,采用由螺桿速度曲線控制；圖1.25螺桿速度曲線圖1.7.2參數(shù)優(yōu)化后的分析結(jié)果重點解決前面所出現(xiàn)的問題，所以僅對一些重要結(jié)果做出分析。（1）Weldlines（熔接痕）圖1.25所示為Weldlines和Filltime的疊加結(jié)果，從圖中可以明顯看出熔接痕明顯減小，參數(shù)得到了優(yōu)化。圖1.25Weldlines和Filltime的疊加顯示（2）Pressureatinjection:XYPlot如圖1.26所示為Pressureatinjection:XYPlot圖。從圖中可以看出與設(shè)置的參數(shù)基本吻合。圖1.26Pressureatinjection:XYPlot顯示（3）Temperatureatflowfront(流動前沿溫度) 如圖1.27所示，可以看出溫度差為5.9℃，已經(jīng)滿足條件。圖1.27Temperatureatflowfront(流動前沿溫度)顯示（4）Timetofreeze,part（制件的冷卻時間）圖1.27Timetofreeze,part（制件的冷卻時間）顯示（5）Circuitcoolanttemperature(冷卻介質(zhì)溫度)Circuitcoolanttemperature(冷卻介質(zhì)溫度)顯示了冷卻周期結(jié)束時，計算出的冷卻系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)的溫度，如圖1.28所示圖1.29Circuitcoolanttemperature(冷卻介質(zhì)溫度)顯示（4）總變形量產(chǎn)品的總變形量如圖1.30所示。從圖中可以看到總變形量為0.8559㎜，相比前面的分析結(jié)果，有了更好的改善。圖1.30總變形量的顯示經(jīng)過結(jié)果分析和對比可知，清洗器外筒的翹曲，熔接痕等問題得到了很好的改善，，工藝參數(shù)的調(diào)整方案是十分有效的。綜上可得：優(yōu)化的參數(shù)為Filltime=1.0000s;Cycletime=105.0000sPacking/holdingtime=70.0000sAmbienttemperature=25.0000CMelttemperature=230.0000CTotalvolume=118.2310cm^3Partvolumetobefilled=75.4034cm^3Sprue/runner/gatevolumetobefilled=42.8272cm^3Totalprojectedarea=175.6420cm^2Maximuminjectionpressure(at1.103s)=72.6913MPaTimeattheendoffilling=1.2831sTotalweight=90.1188gMaximumClampforce-duringfilling=67.4546tonne其相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果如圖所示。圖1.31Filltime的等值線顯示圖1.32Clampforcecentric（鎖模力質(zhì)心）顯示圖1.33Recommendedramspeed（推薦螺桿速率）顯示圖1.34Pressure（壓力）顯示圖1.35Pressure(endoffilling)顯示第二章模具的設(shè)計2.1擬定模具結(jié)構(gòu)形式2.1.1分型面位置的確定在塑件設(shè)計階段，就應(yīng)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)該首先確定分型面的位置，然后再選模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。（1）分型面的設(shè)計原則=1\*GB3①分型面的選擇要有利于脫模；=2\*GB3②分型面的選擇要有利于保證制品質(zhì)量（尺寸精度、形位公差、外觀）；=3\*GB3③分型面的選擇要有利于側(cè)向抽芯；=4\*GB3④分型面的選擇要有利于排氣；=5\*GB3⑤分型面的選擇要有利于防止溢料；=6\*GB3⑥分型面的選擇要有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計時已經(jīng)充分考慮了上述原則，同時從縮提供的塑件圖樣上可以看出，由于塑件的底部有一圓環(huán)和外側(cè)有刻度線，所以需要側(cè)向分型，作為長筒件，還需要軸向抽芯。（2）分型面選擇方案=1\*GB3①分型面選擇方案Ⅰ。第一分型面與開模方向垂直；第二分型面與塑件推出方向平行。分型面的形式與位置如圖2.1所示。定模型芯利用開模動作從塑件中取出，塑件外側(cè)凸凹利用滑塊來成型，分型距離短，下面的尖部可以在另外一塊模板中成型，整個塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也相對比較簡單。圖2.1分型面的形式與位置=2\*GB3②分型面選擇方案Ⅱ。第一分型面與開模方向平行，第二分型面與開模方向垂直，如圖2.2所示。因為側(cè)環(huán)在兩個分型面，且外側(cè)需要刻度線，這樣就保證不了圓筒的質(zhì)量要求，同時模具也相對較復(fù)雜。圖2.2分型面形式與位置綜上所述，分型面采用方案Ⅰ模具結(jié)構(gòu)相對簡單，塑件成型精度可靠，因此采用方案Ⅰ。2.1.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定該塑件外觀質(zhì)量要求較高，從該塑件的外部特征可以看出塑件外形屬于階梯軸類零件。由于塑件的底部有一圓環(huán)和外側(cè)有刻度線，故需要側(cè)向分型。側(cè)向分型的方式有很多種，有斜導(dǎo)柱、斜導(dǎo)槽、彎銷驅(qū)動側(cè)向滑塊成型、斜滑塊側(cè)向成型等方法。斜滑塊側(cè)向成型要比斜導(dǎo)柱之類的側(cè)向成型機構(gòu)簡單得多，所以作為首選。但是常規(guī)的斜導(dǎo)柱帶動滑塊側(cè)向分型、推件板推出塑件的方法會帶來推件板比較笨重，澆道無法排布的難題。如果采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)，開模的順序?qū)⑹窍葌?cè)向分型，而由于收縮產(chǎn)生的包緊力，塑件將停留在主型芯上，難以使其脫模。所以開模的順序應(yīng)該是先使主型芯抽出一定距離，然后再側(cè)向分型，如果主型芯完全抽出，則由于塑件可能沒有依靠倒向一側(cè)滑塊中影響脫模，所以需要采用一種導(dǎo)向板脫模機構(gòu)來控制主型芯的脫模狀態(tài)。所以該模具初步設(shè)定為彎銷分型，導(dǎo)向板脫模機構(gòu)。2.2注射機工藝參數(shù)的校核2.2.1噴嘴尺寸主流道的小端直徑D大于注射機噴嘴d，通常為D=d+（0.5～1）mm對于該模具d=4mm，取D=5mm.主流道入口的凹球面半徑應(yīng)大于注射機噴嘴球半徑SR,通常為=SR+（1～2）mm對于該模具SR=10mm（見表3），取=12mm2.2.2定位圈尺寸為了使模具主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線相重合，模具定模板上凸出的定位圈應(yīng)與注射機固定模板上的定位孔呈較松動的間隙配合。注射機定位孔的尺寸為mm，定位圈尺寸為mm，兩者之間呈較松動的間隙配合，符合要求。2.2.3最大與最小模厚模具厚度應(yīng)滿足<H<式中=170mm,=360mm（見表3）而該套模具厚H=25＋40＋122＋63＋32＋50＋25=357mm,符合要求。2.2.4開模行程的校核注射機的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。對于具有側(cè)向抽芯時的最大開模行程，若完成側(cè)向抽芯所需的開模行程為，當(dāng)≤時，對開模行程沒有影響。全液壓式鎖模機構(gòu)的注射機，其最大開模行程受模具厚度的影響。此時最大開模行程等于注射機動模板與定模板之間的最大距離s減去模具厚度。對于雙分型面注射模具，校核公式為：s-≥++a＋(5～10)mm式中s注射機最大開模行程，mm；取280mm，（見表3）。推出距離（脫模距離），取18mm；包括澆注系統(tǒng)在的塑件高度，mm；其值為165＋57=222㎜,a定模板與中間板之間的分開距離，因為222+18+(5～10)=(245～250)<280㎜,所以滿足要求。2.2.5模架尺寸與注射機拉桿間距校核該套模具的模架的外形尺寸為250㎜×450㎜，而注射機拉桿間距為360㎜×260㎜，所以符合要求。注：對于上面的校核是與后面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計交叉進(jìn)行的，但為了行文整體形式與容的統(tǒng)一，所以將此部分容放于此。2.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和要求，模具的結(jié)構(gòu)特點，可以確定需要在動、定模部分同時設(shè)置型芯。2.3.1型芯的設(shè)計計算（1）主型芯（見圖2.3）圖2.3主型芯=1\*GB3①固定形式。采用臺肩固定的形式，上底面用定模板壓緊。=2\*GB3②尺寸計算。其中塑件尺寸公差值源自參考文獻(xiàn)【1】表3-9。塑件尺寸=，=，，=，，，，；。式中平均收縮率。對于PP.取值圍為0.5～0。75，此處可以取0.6；塑件的尺寸公差。模具成型零件制造誤差（其他誤差忽略），當(dāng)尺寸小于50mm時，=；當(dāng)塑件尺寸大于50mm時,=。將各數(shù)據(jù)代入式中可得()==;;；。；；；；；。2.3.2斜滑塊的設(shè)計計算斜滑塊參考文獻(xiàn)【3】表7-12（滑塊推薦尺寸）可得，材料選用P20，熱處理硬度為氮化，表面硬度230HB～270HB.斜滑塊的型腔比較復(fù)雜。見圖2.4圖2.4斜滑塊塑件尺寸，，，，尺寸計算各符號的意義和前面所述相同。；；；。2.3.3動模型腔套的設(shè)計計算塑件尺寸公差值源自參考文獻(xiàn)【1】表3-9。見圖2.5圖2.5動模型腔套塑件尺寸，，，。尺寸計算；；；。2.3.4滑塊蓋板的設(shè)計計算塑件尺寸，，尺寸計算；。2.3.5成型推桿的設(shè)計計算見圖2.6圖2.6成型推桿塑件尺寸尺寸計算。2.3.6型腔零件強度、剛度的校核塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，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)生翹曲變形，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，更不能單憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。模具型腔壁厚的計算應(yīng)以最大壓力位準(zhǔn)。最大壓力是在注射時熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸模具型腔剛度不足時主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)，而對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其應(yīng)力往往超過了模具材料的許用應(yīng)力，因此強度不夠時主要矛盾，所以，設(shè)計型腔壁厚應(yīng)以滿足強度條件為準(zhǔn)。型腔壁厚的強度計算條件是型腔在各種受力形式下的應(yīng)力值不得超過模具材料的許用應(yīng)力，即；型腔壁厚的剛度計算條件應(yīng)使型腔彈性變形不超過允許變形量，即。對于該套模具，斜滑塊型腔、滑塊蓋板均能滿足強度和剛度的要求，所以不需要校核，可以參考文獻(xiàn)【3】表6-9、表6-10。可以只對動模型腔套進(jìn)行強度、剛度的校核。動模型腔強度的校核=1\*GB3①側(cè)壁壁厚的校核參考文獻(xiàn)【1】的式（9.4-41）得，整體式圓形型腔按剛度條件計算側(cè)壁壁厚式中p型腔熔體的壓力,MPa,一般為30MPa～50MPa，取50MPa。模具強度計算的許用應(yīng)力，預(yù)硬化模具鋼具體值為=300MPa。r型腔壁半徑,mm，為17.2mm.將各數(shù)據(jù)代入式子可得右邊=3.86mm＜s=4.8mm,符合要求。=2\*GB3②底板厚度的校核查參考文獻(xiàn)【2】式（9.4-46）對于整體式圓形型腔，在熔體壓力作用下，型腔底板最大壓力產(chǎn)生在底板邊界，為了滿足強度條件，需滿足=式中各符號的含義與取值與前面相同。將各數(shù)據(jù)代入式子可得右邊=7.724㎜,符合要求。動模型腔剛度的校核=1\*GB3①側(cè)壁壁厚的校核查參考文獻(xiàn)【2】式（9.4-33），圓筒形凹模側(cè)壁厚度為=式中模具鋼材的泊松比，0.25；E鋼的彈性模量,取;模具剛度許用變形量，查參考文獻(xiàn)【2】的表9.4-12，得=15==15.8865mm式中W用代替r，將各數(shù)據(jù)代入式中可得右邊=1mm≤s=4.8㎜,所以滿足剛度要求.=2\*GB3②底板厚度的校核由參考文獻(xiàn)【2】的式（9.4-37），圓筒形凹模底板厚度為式中各符號的含義與取值與前面相同。將各數(shù)據(jù)代入式中可得右邊=0.254mm,所以滿足剛度要求.2.4模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用以上容計算確定以后，便可根據(jù)計算結(jié)果選定模架。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，這樣能大大縮短模具制造周期，提高經(jīng)濟效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，查參考文獻(xiàn)【3】表7-1，選用結(jié)構(gòu)形式為A2型，模架尺寸為315mm×450mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。模具上所有的螺釘盡量采用六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹漆。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修的過程中，可以方便的分開兩塊模板。2.4.1定模座板（400mm×450mm×25mm）定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45#鋼。通過8個M16的六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過4個M8的六角圓柱螺釘與其連接。2.4.2定模板（315mm×400mm×40mm）用于固定型芯，導(dǎo)套，也稱凸模固定板。固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的的強度，采用45#鋼，調(diào)質(zhì)230HB～270HB.其上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套采用H7/k6配合；定模板與澆口套采用H7/f8配合；與圓筒型芯為H7/m6配合。2.4.3動模板（315mm×400mm×32mm）采用45#鋼，調(diào)質(zhì)230HB～270HB.查參考文獻(xiàn)【3】表7-4。2.4.4動模墊板（315mm×400mm×32mm）采用45#鋼，調(diào)質(zhì)230HB～270HB.2.4.5墊塊（63mm×400mm×63mm）根據(jù)模具的設(shè)計要求和參考文獻(xiàn)【3】表7-2得。所用材料為Q235A鋼。(1)主要作用在動模座板與支承板之間形成推出機構(gòu)的空間。(2)結(jié)構(gòu)形式可以是平行墊塊或是拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。（3）墊塊材料采用Q235A制造。（4）墊塊的高度h校核式中頂出板限位柱的厚度，推板厚度，取16；推桿固定板厚度，取16；s推出行程推出行程富余量，一般為3～6=16+16+28+3=63㎜。2.4.6推桿支承板（180mm×400mm×32mm）采用45#制造.其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f7配合。2.4.7推桿固定板（180mm×400mm×32mm）采用45#制造。其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f7配合。2.4.8動模座板（400mm×400mm×25mm）材料為45#鋼。其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/n6配合。2.5合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計因為采用的是標(biāo)準(zhǔn)模架，其本身就帶有導(dǎo)向裝置。2.5.1導(dǎo)向機構(gòu)的總體設(shè)計（1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻的分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。（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)柱安裝在支撐板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。（4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，在導(dǎo)套的孔口倒角。（5）在合模時，應(yīng)該保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。（6）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。2.5.2導(dǎo)柱設(shè)計（1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，不加油槽。結(jié)合所選的模架，并查參考文獻(xiàn)【3】表7-7得，如圖（2）導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出6mm～8mm.（3）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)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)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f7的間隙配合。(5)導(dǎo)柱的工作部分的表面粗糙度為0.4。(6)導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的芯。采用HT導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。（1）結(jié)構(gòu)形式采用帶頭導(dǎo)套。其參數(shù)依據(jù)導(dǎo)柱的設(shè)計，并參考文獻(xiàn)【3】表7-6，如圖所示。（2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔剩余空氣。（3）導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4。導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/e7配合鑲?cè)肽０?。?）導(dǎo)套材料科用淬火鋼等耐磨材料制造，該模具中采用)HT25。2.6脫模推出機構(gòu)的設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為推出機構(gòu)。2.6.1推出機構(gòu)的設(shè)計原則塑件的推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時應(yīng)遵循以下原則。（1）推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。（2）保證塑件不因推出而變形損壞。（3）機構(gòu)簡單、動作可靠。（4）良好的塑件外觀。（5）合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。2.6.2塑件推出的推桿的設(shè)計推桿推出是以種基本的、也是一種常用的塑件推出方式。（1）此推桿為成型推桿，既起成型作用，也起推出作用。其設(shè)計已經(jīng)在前面型腔的設(shè)計中得出。（2）推桿設(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、剛度較大的地方。（5）推桿形式為階梯形推桿。（6）推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f8的間隙配合。（7）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0.05mm～0.10mm（8）推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm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。（9）推桿的材料常用碳素工具鋼，熱處理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度為=0.8。2.6.3脫模力的計算脫模力是從動模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所需施加的外力，需克服塑件對型芯的包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機構(gòu)本身的運動阻力。脫模力是注射模脫模機構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)。但脫模力的計算與測量十分復(fù)雜。用簡單估算法對該套模具的脫模力進(jìn)行計算。脫模力由兩部分組成，由參考文獻(xiàn)【2】的式（9.6-1），即式中塑件對型芯包緊的脫模阻力（N）;使封閉殼體脫模需要克服的真空吸力（N）,=0.1,這里0.1的單位為MPa，為型芯的橫截面積().（1）第一次分型時脫模力主型芯產(chǎn)生的脫模阻力：此型芯為階梯形，對應(yīng)的半徑、壁厚和高分別為=24mm,=16mm;