塑料把手注塑模具設(shè)計(jì)

摘要首先分析塑件工藝結(jié)構(gòu)，了解塑件的技術(shù)要求，測(cè)量塑件尺寸，繪制塑件圖，選用PVC材料，設(shè)計(jì)出一套塑料模具。同時(shí)，詳細(xì)表達(dá)了設(shè)計(jì)過(guò)程如何分析塑件制品的結(jié)構(gòu)、性能，確定成型方案。成型局部，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、排氣、冷卻系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)，接著分析了如何選擇模具材料、模具標(biāo)準(zhǔn)件。本套模具設(shè)計(jì)應(yīng)用了機(jī)械制圖、CAD、公差配合、模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)模具工藝學(xué)、ProE等專(zhuān)業(yè)課程的知識(shí)，講述了塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟，詳細(xì)介紹了一套塑料模具設(shè)計(jì)的全部過(guò)程。關(guān)鍵詞：注射模具；手柄AbstractThisinstructionbookletmainnarrationChargershellmodelsthegraduationprojectwhichcarriesonthemoldtodesign.Firstanalyzesmodelsthecraftstructure,understoodmodelsthespecification,thesurveymodelsasize,theplanmodelsachart,selectthePVCmaterial,designsaplasticmold.Atthesametime,howindetailnarratedthedesignprocesstoanalyzemodelsaproductthestructure,theperformance,determinedtookshapetheplan,tookshapethepartialdesigns,theguidanceorganization,poursthesystem,goesagainsttheorganization,theexhaust,thecoolingsystemandsoon,howthenanalyzedhaschosenthemoldaluminum,themoldstandardThissetmoldingtooldesigncombinedthemachinegraphics,CAD,thebusinesstripmatch,moldingtooldesign,machinemanufacturingthetechniquemoldingtoolcraftlearn,theProEwaitsprofessionallesson,relatingtheplasticsmoldingtoolstructureadesignofstep,detailedintroducedasetofplasticsmoldingtooltodesignofallprocesses.Keywords:Injectionmold;Chargershell目錄TOC\o"1-3"\h\u55821緒論 5236091.1前言 525961.1.1模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 5174901.1.2各種模具的分類(lèi)和占有量 5132281.1.3我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 638091.1.4世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況 7145031.1.5我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及開(kāi)展趨勢(shì) 891122零件材料分析及方案論證 968242.1零件的材料及材料的特性 9316792.2工件材料的工藝性分析 9317002.2.1根本特性 9284102.2.2主要用途 9253502.2.3成型特點(diǎn) 10264582.3塑件的尺寸和公差分析 1077193模具結(jié)構(gòu)方案確實(shí)定 11160853.1分型面確實(shí)定 1172303.1.1分型面的分類(lèi) 11229353.1.2分型面的分類(lèi)及選擇原那么 1194743.1.3分型面確實(shí)定 11275973.2型腔的分布 11168843.3模具結(jié)構(gòu)形式確實(shí)定 1238023.3.1注射模具根本組成 1234003.3.2方案的論證和初步確定 12105133.4注射機(jī)的選擇 12320423.4.1注射機(jī)的粗選擇 1211343.4.2注射機(jī)的校核 13138633.5排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1550883.6成型零件的設(shè)計(jì) 1514613.6.1動(dòng)定模的設(shè)計(jì) 1592553.6.2側(cè)型芯的設(shè)計(jì) 16282133.6.3成型零件工作尺寸的分析 16236293.6.4模具型腔側(cè)璧和底板厚度計(jì)算 17143173.6.5塑件的結(jié)構(gòu)分析 18213173.6.6成型零件的強(qiáng)度分析 18222073.6.7型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 18274554澆注系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20129694.1流道的設(shè)計(jì) 20267804.1.1澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2044454.2澆口的設(shè)計(jì) 21106834.2.1澆口類(lèi)型的選擇 2144594.2.2澆口的位置確定 21199544.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22275944.3.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 22198144.3.2導(dǎo)套選擇 2358474.4側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23206494.4.1抽芯距確定與抽芯力計(jì)算 23322434.4.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 24200374.4.3斜導(dǎo)柱受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 25234024.4.4滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26260144.4.5導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 26282384.4.6楔緊塊設(shè)計(jì) 27270804.4.7滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 27216084.5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28256804.5.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 28205894.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29222794.7彈簧的選定 29181984.8模架的選擇 29320695加工工藝和加工仿真 30209475.1主要零件的加工工藝設(shè)計(jì) 3041715.2主要零件的加工仿真 30317866結(jié)論 3228585參考文獻(xiàn) 341緒論1.1前言1.1.1模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種根本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料(固態(tài)或液態(tài))的流動(dòng),使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)本錢(qián)低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根底工業(yè)，是國(guó)際是公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的上下是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品產(chǎn)品制造水平上下的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和開(kāi)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到眾的關(guān)注。早在1989年3月中國(guó)政府頒的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為樞機(jī)工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成局部，又是敲打技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車(chē)，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承當(dāng)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60%~90%的產(chǎn)品零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性主要表達(dá)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)興旺的國(guó)家，這一市場(chǎng)點(diǎn)破整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)工業(yè)重點(diǎn)的開(kāi)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)和重型汽車(chē)，汽車(chē)模具作為開(kāi)展重點(diǎn)，已在汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車(chē)根本車(chē)型不斷增加，2005年將到達(dá)170種。一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車(chē)將不斷換型，汽車(chē)換型時(shí)約有80%的模具需要更換。中國(guó)摩托車(chē)首先是位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車(chē)共有14種盾量80多個(gè)車(chē)型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車(chē)約有零件2000種，共計(jì)15000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車(chē)生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為10000多元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。上演世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家，中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)本錢(qián)低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大開(kāi)展。研究和開(kāi)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展有著特別重要的意義。1.1.2各種模具的分類(lèi)和占有量模具主要類(lèi)型有：沖模，鍛模，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除局部沖模以外的，上述各種模具都屬于型腔模，因?yàn)樗麄円话愣剂拷衲耆S的模具型腔是材料成型。沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50%以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。鍛模：鍛模是金屬在熱太或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型時(shí)所用模具的總稱(chēng)。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力檴鍛模，熱模鍛壓力鍛模，來(lái)鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，調(diào)整錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛模可分為預(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約點(diǎn)模具總數(shù)的35%，而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄工藝裝備，壓力鑄是使液態(tài)金屬在高溫和調(diào)整下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6%。粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成形工藝分類(lèi)粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬核工業(yè)部，鑄造〔凝固理論〕，塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見(jiàn)。1.1.3我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的開(kāi)展提供了巨大的動(dòng)力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)開(kāi)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅30億元人民幣，1994年增長(zhǎng)到130億元人民幣，1999年已到達(dá)245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以10%~15%的速度快速增長(zhǎng)。目前，我國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)外，其他所有制形式的模具廠(chǎng)家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速開(kāi)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省開(kāi)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)〞和最具開(kāi)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛參加了對(duì)模具制造的夜。例如，科龍，美的，康佳和威力得知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)那么多集中于沿海工業(yè)興旺地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50%〔中國(guó)臺(tái)灣：40%〕，塑料模具約占33%〔中國(guó)臺(tái)灣：48%〕，壓鑄模具約占6%〔中國(guó)臺(tái)灣：5%〕，其他各類(lèi)模具約占11%〔中國(guó)臺(tái)灣：7%〕。中國(guó)臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)，分為萌芽期〔1961——1981〕，成長(zhǎng)期〔1981——1991〕，成熟期〔1991——2001〕三個(gè)階段。萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改良。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷(xiāo)表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠(chǎng)商〔如熱處理產(chǎn)業(yè)等〕逐年增加。在些階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。1981年——1991年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)開(kāi)展最為迅速且高度成長(zhǎng)的時(shí)期，有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)開(kāi)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺(tái)灣專(zhuān)區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)選用范圍〞，大力推動(dòng)模具工業(yè)的開(kāi)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷(xiāo)策略，愈開(kāi)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車(chē)車(chē)及家電業(yè)開(kāi)展，沖壓模具與塑料模具，遨游形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助言傳身教和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。成熟期，在國(guó)際化，自由化和國(guó)際分工的漫游下，1994年，1998年由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與開(kāi)展五年市場(chǎng)調(diào)節(jié)〞與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與開(kāi)展市場(chǎng)市場(chǎng)調(diào)節(jié)〞，以協(xié)助業(yè)界突破開(kāi)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開(kāi)發(fā)向附加值與進(jìn)口依賴(lài)高的模具。1887年11月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)〔ISTMA〕認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)。正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì)員。整體而言，臺(tái)灣模具廠(chǎng)商供給對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車(chē)運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并開(kāi)展出汽機(jī)車(chē)用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。1.1.4世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況美國(guó)塑料〔原料〕的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首，早在80年代前期，美國(guó)塑料產(chǎn)量就是已達(dá)2000萬(wàn)噸之多，1986年增至2310噸，占全球總產(chǎn)量的28.5%，此后美國(guó)塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈規(guī)穩(wěn)定增長(zhǎng)之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710噸、2810萬(wàn)噸、3010萬(wàn)噸、4000萬(wàn)噸和4360萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30%以上。2001年美國(guó)塑料首先是為4170噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)15000多萬(wàn)噸。其次分別是氯乙烯650萬(wàn)噸、聚丙烯720萬(wàn)噸、聚笨乙烯對(duì)酞酸脂320萬(wàn)噸，聚笨乙烯280萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量〔產(chǎn)量+進(jìn)口量-出口量〕，美國(guó)也是全球最多的。美國(guó)的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬(wàn)噸。美國(guó)人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤，居全球第3位。美國(guó)現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬(wàn)多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53%，50~100人的占21%，100~500人的占23%，超過(guò)500人的占近4%，職工總數(shù)近90萬(wàn)人。在美國(guó)塑料制品加工業(yè)報(bào)就職人數(shù)達(dá)110萬(wàn)，2001年出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。德國(guó)是世界最大的塑料〔原料〕生產(chǎn)國(guó)之一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國(guó)塑料首先是都為990多萬(wàn)噸，1994年增達(dá)超過(guò)1000萬(wàn)噸的1110萬(wàn)噸。1998年達(dá)近1300萬(wàn)噸，19999年為近14000萬(wàn)噸，2000年增至1550萬(wàn)噸，超過(guò)日本成為世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)，2001年上升為1580萬(wàn)噸，2002年已過(guò)1600萬(wàn)噸。2001年德國(guó)生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬(wàn)噸〔低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯125萬(wàn)噸〕，氯乙烯175萬(wàn)噸，聚丙烯160萬(wàn)噸。德國(guó)2001年的國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬(wàn)噸，其中聚乙烯265萬(wàn)噸，聚丙烯155萬(wàn)噸。氯乙烯152萬(wàn)噸。擂人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國(guó)的155公斤，排世界第2位。德國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近30萬(wàn)人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國(guó)塑料制品加工企業(yè)中職工50人的點(diǎn)44%，50~100人的點(diǎn)28%，100~500人的點(diǎn)25%，500人以上的點(diǎn)4%。中國(guó)塑料工業(yè)多年持續(xù)調(diào)整增長(zhǎng)，1991年首先是僅為250號(hào)，1995年增為350萬(wàn)噸，1998年超過(guò)700萬(wàn)噸，到2002年已增達(dá)約1400萬(wàn)噸，超過(guò)日本而成為世界第3磊塑料原料生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)今年顏料制品市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長(zhǎng)，需求量銺超過(guò)2500萬(wàn)噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過(guò)2500萬(wàn)噸，其中包裝塑料制品今年需求量將超過(guò)850萬(wàn)噸，工程塑料制品需求量將達(dá)400萬(wàn)噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá)300萬(wàn)噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在500萬(wàn)噸左右，日用塑料制品需求量約80萬(wàn)噸左右。日本在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國(guó)的世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)。一直到1997年，日本塑料首先是曾經(jīng)連續(xù)多年增長(zhǎng)，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬(wàn)噸，1987年突破1000萬(wàn)噸，1991年達(dá)約1300萬(wàn)噸，1992年和1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至1258和1225萬(wàn)噸。從1994年起產(chǎn)量再度增長(zhǎng)，1994年、1995年和1996年分別上升到1300萬(wàn)噸、1400萬(wàn)噸和1470萬(wàn)噸，1997年的產(chǎn)量又比上年增長(zhǎng)3.7%，到達(dá)1521萬(wàn)噸，首次超過(guò)500萬(wàn)噸。但這種增勢(shì)在1998年受到遏制，首先是大幅度減少。1998年，日本塑料首先是為1390萬(wàn)噸，比步行減少了8.7%。1999年和2000年日本塑料首先是分別上升到1432萬(wàn)噸和1445萬(wàn)噸，但遠(yuǎn)未恢復(fù)到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降到1400萬(wàn)噸以下的1364萬(wàn)噸和1361萬(wàn)噸。2002年日本塑料〔原料〕首先是減為1361萬(wàn)噸。而中國(guó)增為1366萬(wàn)噸，日本又退居第4位。韓國(guó)首先是增長(zhǎng)十分迅速，1986年超過(guò)200萬(wàn)噸，1990年增達(dá)300萬(wàn)噸，1992年突破500萬(wàn)噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬(wàn)噸、700多萬(wàn)噸和8000多萬(wàn)噸，1998年產(chǎn)量增至850萬(wàn)噸，1999年突破900萬(wàn)噸，2001年達(dá)1200萬(wàn)噸，躋身于世界5大塑料生產(chǎn)國(guó)之列。韓國(guó)塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年首先是為340萬(wàn)噸〔低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯180萬(wàn)噸〕，聚丙烯以238萬(wàn)噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬(wàn)噸、氯乙烯124萬(wàn)噸、ABS-AS樹(shù)脂86萬(wàn)噸、聚笨乙烯77萬(wàn)噸。韓國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬(wàn)人，出貨金額為85億美元，人均276美元。塑料產(chǎn)量位居世界前10名的國(guó)家和地區(qū)還有法國(guó)660萬(wàn)噸，比利時(shí)600萬(wàn)噸，中國(guó)臺(tái)灣598萬(wàn)噸，加拿大432萬(wàn)噸和意大利385萬(wàn)噸〔均為2001年產(chǎn)量〕。1.1.5我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及開(kāi)展趨勢(shì)20世紀(jì)80年代開(kāi)始，興旺工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中別離出來(lái)，并開(kāi)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)可信度工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)開(kāi)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15%的增長(zhǎng)秘藏。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)開(kāi)展。加大了用于技術(shù)坤的投稿力度，將技術(shù)坤區(qū)重要?jiǎng)恿Α４送?，許多科研機(jī)構(gòu)和院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的開(kāi)展是使我國(guó)成為世界制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要開(kāi)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工業(yè)的快速開(kāi)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。中國(guó)塑料模工業(yè)從走上到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，歷了很大開(kāi)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"〔約122CM〕大屏幕彩電注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多開(kāi)腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具，經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAM/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具核工業(yè)部等方面取得了顯著坤；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面創(chuàng)造出了奉獻(xiàn)。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，局部模具已到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿(mǎn)足不了市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類(lèi)大型，精密，復(fù)雜模具。與興旺甲寅的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上還有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具：隨著我國(guó)轎車(chē)，家電等工業(yè)的快速開(kāi)展，成形零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用：使用模具件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造本錢(qián)而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。推廣CAD/CAD/CAE技術(shù)：模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)開(kāi)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的開(kāi)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期：隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于成形的制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。2零件材料分析及方案論證2.1零件的材料及材料的特性工件根本參數(shù)如表2-1所示：表2-1工件的根本參數(shù)質(zhì)量m=18.2g密度ρ=1.4g/cm3體積13cm3材料聚氯乙烯工件的根本尺寸如圖2-1所示：圖2-1工件的根本尺寸2.2工件材料的工藝性分析2.2.1根本特性聚氯乙烯是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種之一。其體格廉價(jià)，應(yīng)用廣泛。聚氯乙烯樹(shù)脂為白色或淺黃色粉末。根據(jù)不同的用途可以參加不同的添加劑，聚氯乙烯塑件可呈規(guī)不同的物理性能和力學(xué)性能。在聚氯乙烯樹(shù)脂中參加適量的增塑劑，可制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品。純聚氯乙烯的密度為1.4g/cm3。硬聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能，可單獨(dú)用作結(jié)構(gòu)材料。軟聚氯乙烯的柔軟性、斷裂伸長(zhǎng)率、耐寒性會(huì)增加，但脆性、硬度、拉伸強(qiáng)度會(huì)降低。聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可以用作低頻絕緣材料。其化學(xué)穩(wěn)定性也較好。由于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)導(dǎo)致分解，放出氯化氫氣體，使聚氯乙烯變色，所以其應(yīng)用范圍較窄，使用溫度一般在-15~55℃之間。2.2.2主要用途由于聚氯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、輸油管、離心泵和鼓風(fēng)機(jī)等。聚氯乙烯的硬板廣泛用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板、門(mén)窗結(jié)構(gòu)、墻壁裝飾物等。由于其電氣絕緣性能優(yōu)良，可在工業(yè)中用于制造插座、插頭、開(kāi)關(guān)和電纜。在日常生活中，聚氯乙烯用于制造涼鞋、雨衣、玩具和人造革等。2.2.3成型特點(diǎn)聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。因此，在成型時(shí)，必須參加穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑，并嚴(yán)格控制溫度及熔料的滯留時(shí)間。不能用一般的柱塞式注射成型機(jī)成型聚氯乙烯塑料，因?yàn)榫勐纫蚁┠蜔嵝院蛯?dǎo)熱性不好，而用柱塞注射機(jī)需將料舳內(nèi)的物料溫度加熱到166~193℃，這會(huì)引起聚氯乙烯分解。所以，應(yīng)采用帶預(yù)塑化裝置的螺桿式注射機(jī)注射成型，模具澆注系統(tǒng)也應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面宜大，模具應(yīng)有冷卻裝置。2.3塑件的尺寸和公差分析塑件的尺寸大小，受以下因素的影響：1.塑件的使用要求；2.塑料的流動(dòng)性；3.注射機(jī)的注射量,鎖模力和模板的尺寸的限制。塑件公差的影響因素：1.模具的制造精度和塑料收縮率波動(dòng)；2.模具的磨損程度；3.成型工藝條件的變化,塑件成型后的時(shí)效變化,塑件的飛邊等。說(shuō)明:(1)在引起塑件的尺寸的誤差中,模具制造公差和成型收縮波動(dòng)引起的誤差各占三分之一；(2)對(duì)于塑料制作圖樣上未注明的公差尺寸的允許偏差時(shí),一般采用MT5級(jí)精度等級(jí)。3模具結(jié)構(gòu)方案確實(shí)定3.1分型面確實(shí)定分型面是動(dòng)、定模具的分界面，即翻開(kāi)模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開(kāi)設(shè)密切相關(guān)。3.1.1分型面的分類(lèi)實(shí)際的模具結(jié)構(gòu)根本上有三種情況：型腔完全在動(dòng)模一側(cè)；型腔完全在定模一側(cè)；型腔各有一局部在動(dòng)定、模中。3.1.2分型面的分類(lèi)及選擇原那么分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且設(shè)計(jì)末句結(jié)構(gòu)和制造本錢(qián)。一般來(lái)說(shuō)，分型面的總體選擇原那么有以下幾條：脫出塑件方便；模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；型腔排氣順利；確保塑件質(zhì)量；無(wú)損塑件外觀(guān)；合理利用設(shè)備。3.1.3分型面確實(shí)定鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在方形握柄對(duì)稱(chēng)面所在的平面，此面為塑件截面尺寸最大的部位，是該塑件分型面的一個(gè)好的選擇。如圖3-1所示：圖3-1分型面的位置3.2型腔的分布與多型腔模具相比擬，單型腔模具具有塑料制作的形狀和尺寸一致改好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、模具制造本錢(qián)低、制造周期短等特點(diǎn)。模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、H形排列、直線(xiàn)排列、對(duì)稱(chēng)排列及復(fù)合排列等。綜合考慮，該制件比擬大，外型比擬復(fù)雜，宜采用三向側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，因此模具型腔選擇一模一腔，型腔設(shè)置在模板上的位于中心位置。3.3模具結(jié)構(gòu)形式確實(shí)定3.3.1注射模具根本組成注射模具一般包括： 澆注系統(tǒng)； 成型零件。包括凹模(型腔)、凸模和型芯等； 脫模系統(tǒng)。包括推出和抽芯機(jī)構(gòu)等； 導(dǎo)向系統(tǒng)； 冷卻系統(tǒng)； 固定和安裝局部等。3.3.2方案的論證和初步確定根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》，注射模具有以下6種典型結(jié)構(gòu)：?jiǎn)畏中兔孀⑸淠Ｒ卜Q(chēng)二板式注射模，它是注射模中最簡(jiǎn)單的一種結(jié)構(gòu)形式。這種模具只有一個(gè)分型面，單分型面注射模具根據(jù)需要，既可設(shè)計(jì)成單型腔注射模，也可以設(shè)計(jì)成多型腔注射模，應(yīng)用十分廣泛。多用于生產(chǎn)外形較為簡(jiǎn)單的塑件。雙分型面注射模雙分型面注射模具有兩個(gè)分型面，第一分型面，分型后澆注系統(tǒng)凝料由此脫出；第二分型面，分型后塑件由此脫出。與單分型面注射模具比擬，雙分型面注射模具在定模局部增加了一塊可以局部移動(dòng)的中間板，所以也叫三板式〔動(dòng)模板、中間板、定模板〕注射模具。雙分型面注射模常用于點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔或多型腔的注射模具，開(kāi)模時(shí)，中間板在定模的導(dǎo)柱上與定模板作定距離別離，以便在這兩模板之間取出澆注系統(tǒng)凝料。斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模當(dāng)塑件側(cè)壁有通孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí)，其成型零件必須制成可側(cè)向移動(dòng)的，否那么塑件無(wú)法脫模。帶動(dòng)型芯滑塊側(cè)身移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱(chēng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。斜滑塊側(cè)向分型與抽芯注射模斜滑塊側(cè)向分型與抽芯注射模一樣也是用來(lái)成型帶有側(cè)向凹凸塑件的模具，所不同的是，其側(cè)向分型與抽芯動(dòng)作是由可斜向移動(dòng)的斜滑塊來(lái)完成的，常常用于側(cè)向分型與抽芯距離較短的場(chǎng)合。帶有活動(dòng)鑲件的注射模有些塑件上躍然有側(cè)向的通孔及凹凸形狀，但還有更特殊的要求，如模具上需要設(shè)置螺紋型芯或螺紋型環(huán)等。這樣的模具，有時(shí)很難用側(cè)向返崗芯機(jī)構(gòu)來(lái)滿(mǎn)足側(cè)向抽芯的要求。為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，將不采用斜導(dǎo)柱、斜滑塊等機(jī)構(gòu)，而是在型腔的局部設(shè)置活動(dòng)鑲件。開(kāi)模時(shí)，這些活動(dòng)鑲件不能簡(jiǎn)單地沿開(kāi)模方向與塑件別離，而是必須在塑件脫模時(shí)連同塑件一直移出模外，然后通過(guò)手工或用專(zhuān)門(mén)的工具將它與塑件別離，在下一次合模注射之前，再重新將其放入模內(nèi)。采用活動(dòng)鑲件結(jié)構(gòu)形式的模具，其優(yōu)點(diǎn)不僅活動(dòng)了斜導(dǎo)柱、滑塊等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成型，更主要的是在某些無(wú)法安排斜滑塊等結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，必須使用活動(dòng)鑲件形式。這種方法的缺點(diǎn)是操作時(shí)平安性差，生產(chǎn)效率低。角式注射機(jī)用注射模角式注射機(jī)用注射模又稱(chēng)直角式注射模。這類(lèi)模具在成型時(shí)進(jìn)丵的方向與開(kāi)模方向相互垂直，其主流產(chǎn)開(kāi)設(shè)在動(dòng)’定模分型面上的兩側(cè)，其截面積通常是不變的，常呈圓形或扁圓形，這與其他注射機(jī)用的模具是有區(qū)別的。通過(guò)以上的分析，再考慮到制件的外形特點(diǎn)，模具宜采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，綜合各種因素，這里選擇“斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模〞。3.4注射機(jī)的選擇3.4.1注射機(jī)的粗選擇從模具設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，應(yīng)了解的注射機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有：注射機(jī)的類(lèi)型、最大注射量、最大注射壓力、鎖模力、最大注射面積、模具的最大和最小閉合厚度、最大開(kāi)模行程以及模具在注射機(jī)上安裝時(shí)所需的定位孔的大小、螺釘孔的位置等等。工件有關(guān)尺寸如表2-1所示。注射機(jī)型號(hào)選擇為臥式XS-ZY-125，其根本參數(shù)如表3-1所示：表3-1臥式XS-ZY-125注射機(jī)的規(guī)格和性能型號(hào)XS-ZY-125額定注射量125cm3螺桿直徑42mm注射壓力120MPa注射行程115mm鎖模力900KN最大成型面積320cm2最大開(kāi)合模行程300mm模具最大厚度300mm模具最小厚度200mm噴嘴圓弧半徑12mm噴嘴孔直徑4mm動(dòng)、定模固定板尺寸428×458mm拉桿空間266×290mm合模方式液壓-機(jī)械液壓泵流量100L/min壓力6.5Mpa電動(dòng)機(jī)功率11KW螺桿驅(qū)動(dòng)4kN加熱功率5kW機(jī)器外形尺寸3340×750×1550mm3.4.2注射機(jī)的校核最大注射量的校核最大注射量是指注射機(jī)一次注射塑料的最大容量。設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證成型塑件所需的總注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量，根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》公式4.5，有：nm+m1≤Kmp式中：K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；m1——澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量，g；m——單個(gè)塑件的質(zhì)量，g；n——開(kāi)腔的數(shù)量。這里取，m1=m，聚氯乙烯的密度1.4g/cm3，那么nm+m1=18.2+18.2=36.4gKmp=0.8×125×1.4=140g所以該注射機(jī)的最大注射量符合要求。鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料精神分析充滿(mǎn)模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具分開(kāi)面漲開(kāi)的力，這個(gè)力的大小等于塑件和澆注系統(tǒng)在分開(kāi)面上的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的客家鎖模力Fp，才能保證注射時(shí)不發(fā)生溢料現(xiàn)象，根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》公式4.6有：Fz=p(nA+A1)＜Fp式中，F(xiàn)z——熔融塑料在分型面上的漲開(kāi)力，N；Fp——注射機(jī)的額定鎖模力，N；A——單個(gè)塑件在模具分型面上投影面積，A1——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的夜景面積，；P——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%，MPa。nA+A1根據(jù)塑件取保守最大值40×72=2880mm2；P=0.8×120=96MPa那么Fz=276.48KN≤900KN，鎖模力符合使用要求。注射壓力的校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類(lèi)型、噴嘴形式、塑件形狀和澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的，對(duì)于粘度較大的塑料以及形狀細(xì)薄、流程長(zhǎng)的塑件，注射壓力應(yīng)取大些。由于注塞式注射機(jī)的壓力損失比螺桿式大，所以注射壓力也應(yīng)取大些。注射壓力的校核是核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時(shí)所需的壓力。查表知，PVC的成型壓力一般為20~40MPa，XS-ZY-125注射機(jī)的額定注射壓力為120MPa，所以該注射機(jī)符合使用要求。開(kāi)模行程的校核注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離，否那么塑件無(wú)法從模具中取出。由于XS-ZY-125注射機(jī)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合用的鎖模機(jī)構(gòu)，所以最大開(kāi)模程度由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程所決定，并不受模具厚度的影響。為了保證開(kāi)模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于雙分開(kāi)面注射模具，需要在開(kāi)模距離增加定模板與中間板之間的分開(kāi)距離a。a的大小應(yīng)保證可以方便地取出流道內(nèi)的凝料，這里取a=50mm。根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》公式4.8有：s≥H1+H2+a+(5~10)mm=16+24+50+(5~10)=96mm式中 s——注射機(jī)的最大開(kāi)模行程，mm，XS-ZY-125注射機(jī)為115mm；H1——推出距離〔脫模距離〕，mm；H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm。推出裝置的校核各種型號(hào)的注射機(jī)的推出裝置和最大推出距離不盡相同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使模具的推出機(jī)構(gòu)與注射機(jī)相適應(yīng)。通常是根據(jù)開(kāi)合模系統(tǒng)推出裝置的推出形式、推桿直徑、推桿間距和推出距離等，校核模具內(nèi)的推桿位置是否合理，推桿推出距離能否到達(dá)使塑件脫模要求。查表知臥式XS-ZY-125注射機(jī)宜采用兩側(cè)雙頂桿推出裝置，符合本模具。3.5排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)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)生的氣體不被排干凈，一方面將會(huì)在塑件上產(chǎn)生氣泡，接縫外表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(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。由于本模具型腔較小且很簡(jiǎn)單，所以可以利用推板、活動(dòng)型芯等活動(dòng)配合間隙排氣，排氣間隙應(yīng)小于聚氯乙烯的溢料間隙〔0.04mm〕。3.6成型零件的設(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的外表粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件應(yīng)根據(jù)塑料的特性、塑件的結(jié)構(gòu)和使用要求，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)算成型零件的尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。3.6.1動(dòng)定模的設(shè)計(jì)因?yàn)樗芗^小，而且采用一模一腔，使用動(dòng)定模采用組合式，因?yàn)椴捎眠@種形式各個(gè)凹模采用機(jī)械加工、冷擠壓和電加工等方式加工制成，然后壓入模板中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，維護(hù)方便，可以保證型腔形狀尺寸。它的特點(diǎn)是加工容易，熱處理方便，節(jié)約成型核材料，特別是形狀比擬復(fù)雜的零件。根據(jù)工件的外形，定模設(shè)計(jì)為圖3-1所示的形狀。圖3-1動(dòng)模的根本形狀3.6.2側(cè)型芯的設(shè)計(jì)本模具設(shè)計(jì)的難度在于側(cè)型芯的設(shè)計(jì)，由于小型芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果用手工去設(shè)計(jì)，那難度是很大的，利用CAD三維軟件Pro/ENGINEER去設(shè)計(jì)，用軟件中的型腔設(shè)計(jì)可以很方便的抽取出小型芯。本方案中直徑較小的型芯采用階梯軸結(jié)構(gòu)，單獨(dú)制造，在嵌入模板中，用壓板固定。型芯采用P20鋼，熱處理要求硬度32~36HRC。如圖3-1、3-2所示：圖3-2側(cè)型芯I圖3-3側(cè)型芯II3.6.3成型零件工作尺寸的分析成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來(lái)構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸。任何塑件制作都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，在使用中有配合要求的尺寸，那么精度要求較高。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級(jí)來(lái)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因數(shù)很多，主要有：塑件收縮率的影響拉手塑件的材料是聚氯乙烯，聚氯乙烯具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，流動(dòng)性好，易于成型，成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為0.5%；模具成件型零件的制造誤差；模具成型零件的磨損；模具的安裝配合的誤差。3.6.4模具型腔側(cè)璧和底板厚度計(jì)算塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用,應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小,可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞;也可能因剛度缺乏而產(chǎn)生繞曲變形,導(dǎo)致溢料或出現(xiàn)飛邊,降低塑件尺寸精度，并影響到脫模的順利進(jìn)行.因此,應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚,尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔,更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔側(cè)壁和底板厚度。模具型腔壁厚的計(jì)算,應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn).而最大壓力是在注射時(shí),熔體充滿(mǎn)型腔的瞬間產(chǎn)生的,隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié),型腔內(nèi)的壓力逐漸降低,在開(kāi)模時(shí)接近常壓.理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐說(shuō)明,大尺寸的模具型腔,剛度缺乏是主要矛盾,型腔壁厚應(yīng)以滿(mǎn)足剛度條件為準(zhǔn);而對(duì)于小尺寸的模具型腔,在發(fā)生大的彈性變形前,其內(nèi)應(yīng)力往往超過(guò)了模具材料的許用應(yīng)力,因此強(qiáng)度不夠是主要矛盾,設(shè)計(jì)型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。型腔壁厚的強(qiáng)度計(jì)算條件是型腔在各種應(yīng)力形式下的應(yīng)力值不得超過(guò)模具材料的許用應(yīng)力;而剛度計(jì)算條件由于模具的特殊性,應(yīng)從以下三方面來(lái)考慮:(1)模具成型過(guò)程中不發(fā)生溢料；(2)保證塑件尺寸精度；(3)保證塑件順利脫模。型腔側(cè)壁厚度計(jì)算在熔體壓力作用下,側(cè)壁向外膨脹產(chǎn)生彎曲變形,使側(cè)壁與底板間出現(xiàn)間隙,間隙過(guò)大將發(fā)生溢料或影響塑件尺寸精度.將側(cè)壁每一邊都看成是受均勻載荷的端部固定梁,設(shè)允許最大變形量為[],根據(jù)《塑料成型工藝和模具設(shè)計(jì)》公式6.22，其壁厚按剛度條件計(jì)算式為:式中s型腔側(cè)壁厚度(mm);p型腔內(nèi)熔體的壓力(Mpa);H1承受熔體壓力的側(cè)壁高度(mm);l型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊長(zhǎng)(mm);E鋼的彈性模量，取2.06×105MPa;H型腔側(cè)壁總高度(mm);[]允許變形量(mm)。這里p=50MPa、H1/H=4/5、[]=0.05mm、l=72mm，代入數(shù)據(jù)計(jì)算，型腔側(cè)壁厚度s計(jì)算得：20mm底板厚度計(jì)算組合式型腔底板厚度實(shí)際上是支承板厚度.底板厚度的計(jì)算因其支撐形式不同有很大差異,對(duì)于常見(jiàn)的動(dòng)模邊為雙支腳的底板,為簡(jiǎn)化計(jì)算,假定型腔長(zhǎng)邊l和支腳間距L相等,底板可作為受均勻載荷的簡(jiǎn)支梁,其最大變形出現(xiàn)在板的中間,根據(jù)《塑料成型工藝和模具設(shè)計(jì)》公式6.28，按剛度條件計(jì)算底板的厚度為:式中c由型腔邊長(zhǎng)比l/b決定的系數(shù)，l=72mm、b=42mm，查表得c為0.0260，經(jīng)計(jì)算取h=50mm。動(dòng)模支撐板厚度動(dòng)模支撐板又稱(chēng)作型芯支撐板，一般都是兩端用墊塊支撐的。其厚度的選用按照經(jīng)驗(yàn)來(lái)選用，取30mm。3.6.5塑件的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)塑件結(jié)構(gòu)時(shí)，首先要考慮塑件壁厚均勻，以產(chǎn)生縮孔，氣孔，變形，開(kāi)裂等缺陷,塑件強(qiáng)度較低處可設(shè)置加強(qiáng)筋等。塑件兩壁相交處必須用圓弧過(guò)渡，為了便于塑件從模具中脫出,防止脫模時(shí)拉傷塑件，設(shè)計(jì)時(shí)，塑件內(nèi)外外表沿脫模方向應(yīng)留有足夠的斜度，即脫模斜度，脫模斜度的取向應(yīng)根據(jù)塑件的內(nèi)，外尺寸而定。在塑件圖上標(biāo)注時(shí)，內(nèi)孔以小端尺寸為準(zhǔn)，塑件外形以大端尺寸為準(zhǔn)，尺寸符合圖樣要求，且由于斜度而導(dǎo)致的尺寸變化應(yīng)滿(mǎn)足塑件的公差要求。3.6.6成型零件的強(qiáng)度分析塑料塑件在模腔中成形以后，便可以從模具中取下，但塑件從模具中取下之前，制件在成形過(guò)程中，模具型腔受到熔體高溫高壓的作用，所以模具型腔側(cè)壁和底板必須有足夠的厚度，以滿(mǎn)足強(qiáng)度和剛度的要求。剛度缺乏，模具會(huì)產(chǎn)生彈性形變，強(qiáng)度不夠，模具會(huì)產(chǎn)生塑性變形或破裂。滿(mǎn)足強(qiáng)度要求各種情況下所受的應(yīng)力必須小于材料的許用應(yīng)力。如拉伸時(shí)，拉伸應(yīng)力＜拉伸許用應(yīng)力。型芯受彎時(shí)，彎曲應(yīng)力＜彎曲許用應(yīng)力。理論分析和大量的生產(chǎn)實(shí)踐說(shuō)明，對(duì)于小尺寸的型腔，強(qiáng)度缺乏是主要矛盾。滿(mǎn)足剛度要求需要型腔不產(chǎn)生溢料,保證塑件尺寸精度并能順利脫模。模具型腔不產(chǎn)生溢料型腔在高壓作用下會(huì)產(chǎn)生彈性形變，使一些配合面形成間隙，間隙超過(guò)一定值，將出現(xiàn)溢料。不同塑料其最大的不溢料間隙也不同，設(shè)計(jì)時(shí)需使模具型腔在高壓作用下產(chǎn)生的彈性形變的變形量小于所允許的最大變形量。保證塑件尺寸精度如果型腔變形量較大，還會(huì)影響塑件的尺寸精度，所以通常使型腔變形量為塑件公差的1/5。保證塑件順利脫模假設(shè)塑料熔體的壓力產(chǎn)生過(guò)大的彈性形變，其型腔變形量大于塑件收縮量時(shí)，塑件的周邊被型腔包住，這樣塑件脫模時(shí)必須強(qiáng)制脫模，從而使塑件劃傷、劃裂，因此型腔變形量應(yīng)小于塑件收縮量。3.6.7型腔和型芯工作尺寸計(jì)算〔1〕型腔和型芯的徑向尺寸型腔徑向尺寸如前所述，塑件的根本尺寸Ls是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差，如果塑件上原有的公差標(biāo)注與此不符，應(yīng)按此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負(fù)偏差。因此塑件的平均徑向尺寸為L(zhǎng)s-/2。模具型腔的根本尺寸Lm是最小尺寸，其公差為正偏差，型腔的平均尺寸為L(zhǎng)s+/2。型腔的平均磨損量為/2，考慮平均收縮率后，根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》150頁(yè)的分析，可列出以下等式：略去比其它各項(xiàng)小得多的/2和S，那么型腔徑向尺寸為：與是和有關(guān)的量，因此公式后半局部可用x表示。標(biāo)注上制造公差后得：由于，與的關(guān)系隨塑件的精度等級(jí)和尺寸的不同而變化，因此式中前的系數(shù)x在塑件的尺寸較大，精度較低時(shí)，和可以忽略，那么x=0.5；塑件的尺寸較小，精度較高時(shí)，可取/3，可取/6，此時(shí)X=0.75，那么：式中Ls=72mm，=0.13mm.，查《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》附錄B取22.5%，經(jīng)計(jì)算得型腔徑向尺寸為：。型芯的徑向尺寸塑件孔的徑向尺寸ls是最大尺寸，其公差為正偏差，模具型芯的根本尺寸lm是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差，經(jīng)過(guò)與上面類(lèi)似的推導(dǎo)，可得：式中Ls=42mm，=0.13mm，經(jīng)計(jì)算得型芯向尺寸為：。帶有嵌件的塑件，收縮率較實(shí)體收縮率小，在計(jì)算收縮值時(shí)，應(yīng)將上式中含有收縮值的這一項(xiàng)的塑件尺寸改為塑件外形尺寸減去嵌件局部尺寸。為了塑件脫模的方便，型腔和型芯的側(cè)壁都應(yīng)設(shè)計(jì)有脫模斜度，當(dāng)脫模斜度值不包括在塑件公差范圍內(nèi)時(shí)，塑件的外形的尺寸只保證大端塑件內(nèi)腔的尺寸只保證小端。這時(shí)計(jì)算型腔尺寸以大端尺寸為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)減小；計(jì)算型芯尺寸以小端尺寸為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)增大，以便于修模時(shí)有余量。如果塑件的使用要求正好相反，那么應(yīng)在圖紙上注明?！?〕型腔深度尺寸和型芯高度尺寸根據(jù)《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》，在型腔深度尺寸和型芯高度尺寸計(jì)算中，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可以不考慮磨損量，由此可以推出：式中，Hs=5mm，hs=4.5mm，修正系數(shù)x=1/2～2/3，當(dāng)塑件尺寸大精度要求低是取小值，反之取大值，這里取x=0.70，經(jīng)計(jì)算得型腔深度尺寸和型芯高度尺寸分別為：。4澆注系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1流道的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆系統(tǒng)兩大類(lèi)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良性能及理想外觀(guān)的塑料制件，以及獲得最正確成型效果有著直接影響。普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道，分流道，澆口和冷料井等四局部組成，普通澆注系統(tǒng)主要是將來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出。在塑料熔體填充及凝固的過(guò)程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。同時(shí)應(yīng)把澆注系統(tǒng)和型腔布局結(jié)合起來(lái)考慮。澆注系統(tǒng)的分布形式與型腔的排布密切相關(guān)，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能保證在同一時(shí)間內(nèi)塑料熔體充滿(mǎn)各型腔，并且使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)的鎖模力作用中心相重合，這對(duì)于鎖模的可靠及鎖模機(jī)構(gòu)受力的均勻性都是有利的。主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的局部開(kāi)始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。屬于從熱的塑料熔體到相對(duì)較冷的模具的一段過(guò)渡的流動(dòng)長(zhǎng)度，因此它的進(jìn)口形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動(dòng)速度及填充時(shí)間，必須使熔體的溫度降和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最遠(yuǎn)位置的能力。在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2°~6°，外表粗糙度Ra<0.8μm;在直角式注射機(jī)上使用的模具中，主流道開(kāi)設(shè)在分型面上，因其不需沿軸線(xiàn)上拔出凝料，設(shè)計(jì)成圓柱形，其中心軸線(xiàn)就在動(dòng)定模的合模面上。綜合考慮這些因素，注流道開(kāi)在型腔板中，直接與澆口襯套相連接。4.1.1澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-1澆口套澆口套一般采用碳素工具鋼〔如T8A、T10A等〕制造，經(jīng)淬熾熱處理，其結(jié)構(gòu)形式上如圖4-1所示。澆口套采用定位圈固定方式，澆口套和模板間的配合采用H7/m6過(guò)渡配合，澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)插入注射機(jī)定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機(jī)的安裝定位。定位圈外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔徑小0.2mm以下，根據(jù)注射機(jī)結(jié)構(gòu)形式確定其尺寸為：公稱(chēng)尺寸為Φ20,其長(zhǎng)度L=50mm;T12A，熱處理32~36HRC。4.2澆口的設(shè)計(jì)4.2.1澆口類(lèi)型的選擇本模具采用點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)，點(diǎn)澆口又稱(chēng)針點(diǎn)式澆口、橄欖形澆口或菱形澆口，其尺寸很小。這類(lèi)澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，截面形狀小如針點(diǎn)的澆口,塑件澆口痕跡小,能有效地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體的表觀(guān)粘度下降，流動(dòng)性增加，利于填充，因而對(duì)于薄壁塑件以及諸如聚乙烯、聚甲醛、聚苯乙烯等表觀(guān)粘度隨剪切速率變化而敏感改變的塑料成型有利，但不利于成型流動(dòng)性差及熱敏性塑料，也不利于成型平薄易變形及形狀復(fù)雜的塑件。用于粘度對(duì)剪切速率和溫度敏感及粘度低的塑料,但不利于成形流動(dòng)性差(如PC，PVC，PSF)的及熱敏性塑料.適用材料：PP、PE、PS、POM、PA、ABS。根據(jù)塑件尺寸，取半徑為1mm的圓形澆口。4.2.2澆口的位置確定澆口的形式很多，但無(wú)論采用什么形式的澆口，其開(kāi)設(shè)的位置對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大，因此，合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的一個(gè)重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。另外，澆口公交車(chē)的不同還會(huì)影響模具的結(jié)構(gòu)。選擇澆口位置時(shí)，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特征和成型的質(zhì)量要求，并分析塑料原材料的工藝特性與塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)、成型的工藝條件，綜合進(jìn)行考慮。盡量縮短流動(dòng)距離澆口位置的選擇應(yīng)保證迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短精神分析的流動(dòng)距離，這對(duì)大型塑件更為重要。防止精神分析破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷小的澆口如果正對(duì)著一個(gè)寬度和厚度較大的型腔，那么熔體經(jīng)過(guò)澆口時(shí)，由于受到很高的剪切應(yīng)力，將產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)等熔體斷裂現(xiàn)象。有時(shí)塑料熔體直接從型腔的一端噴射到型腔的另一端，造成折疊，在塑件上產(chǎn)生波紋狀痕跡或其外表疵瘢缺陷。要克服這種現(xiàn)象，可適當(dāng)?shù)丶哟鬂部诘慕孛娉叽?，或采用沖擊型澆口〔澆口對(duì)著大型芯等，〕防止熔體破裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處當(dāng)塑件的壁厚相差較大時(shí)，假設(shè)將澆口開(kāi)設(shè)在壁薄處，這時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔后，不但流動(dòng)阻力大，而且還易冷卻，影響精神分析的流動(dòng)距離，難以保證充填滿(mǎn)整個(gè)型腔。從收縮角度考慮，塑件壁厚處往往是熔體最晚固化的地方，如果澆口開(kāi)設(shè)在薄壁處，那壁厚的地方因精神分析收縮得不到補(bǔ)縮就會(huì)形成外表凹陷或縮孔。為了保證塑料熔體順利充填型腔，使注射壓力得到有效地傳遞，而在熔體液態(tài)收縮時(shí)又能得到充分地補(bǔ)縮，一般澆口位置應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件的壁厚處。考慮分子定向的影響塑件熔體在充填模具型腔期間，會(huì)在其流動(dòng)方向上出現(xiàn)聚合物分子和填料的取向。由于垂直于流向和平行于流向之處的強(qiáng)度和應(yīng)力開(kāi)裂傾向是有差異的，往往垂直于流向的方位強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂，所以在選擇澆口位置時(shí)，應(yīng)充分注意這一點(diǎn)。減小熔接痕提高熔接強(qiáng)度由于澆口位置的原因，塑料熔體充填型腔時(shí)會(huì)造成兩股或兩股以上的熔體料的集合。在集合之處，料流前端是氣體且溫度最低，所以在塑件上就會(huì)形成熔接痕。熔接痕部位塑件的熔接強(qiáng)度降低，也會(huì)影響塑件外觀(guān)，在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料制作時(shí)這種現(xiàn)象尤其嚴(yán)重。如無(wú)特殊需要最好不要開(kāi)設(shè)一個(gè)以上的澆口，以免增加熔接痕。綜合以上設(shè)計(jì)原那么，本模具的澆口位置開(kāi)設(shè)如以下圖所示：圖4-2澆口的位置4.3合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用主要有：〔1〕定位作用模具閉合后，保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中起了定位作用，便于裝配和調(diào)整?！?〕導(dǎo)向作用合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，防止型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。〔3〕承受一定的側(cè)向壓力塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。假設(shè)側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承當(dāng)，需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。4.3.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)擬采用如圖所式結(jié)構(gòu)：本模具中采用帶頭導(dǎo)柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具。模板中設(shè)置導(dǎo)套，導(dǎo)向孔磨損后，只要更換導(dǎo)套即可。根據(jù)所選模具板厚度及其重量,采用導(dǎo)柱直徑為Φ25，其總長(zhǎng)為104mm，其材料為T(mén)8A，T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為HRC52～56。導(dǎo)柱固定局部外表粗糙度Ra為0.8μm，導(dǎo)向局部外表粗糙度Ra為0.8～0.4μm。圖4-3導(dǎo)柱的形式圖4-4導(dǎo)柱的尺寸4.3.2導(dǎo)套選擇因?yàn)閷?dǎo)套和導(dǎo)柱是配套使用的，所以選取與上面導(dǎo)柱相配的即可，長(zhǎng)度為60mm.4.4側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺(tái)等的塑料制件時(shí)，模具上成型該處的零件就必須制成可移動(dòng)的零件，以便在脫模之前先抽出側(cè)向成型零件，否那么就無(wú)法脫模。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作移動(dòng)的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱(chēng)為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，側(cè)向分型與抽型機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類(lèi)型。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)要求采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。4.4.1抽芯距確定與抽芯力計(jì)算注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。對(duì)于帶通孔的殼體類(lèi)塑件，脫模時(shí)還要克服大氣壓力，一般塑料制件剛開(kāi)始脫模時(shí)所需確阻力最大即所需的脫模力最大，如圖4-5為塑模時(shí)型芯的受力分析。圖4-5型芯的受力側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不阻礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱(chēng)為抽芯距，用S表示。根據(jù)制件要求取43mm.抽芯力的計(jì)算同脫模力計(jì)算相同。可以使用以下公式進(jìn)行計(jì)算：Fc=chp(μcosα-sinα)式中Fc——抽芯力(N)；c——側(cè)型芯成型局部的截面平均周長(zhǎng)(m)；h——側(cè)型芯成型局部的高度(m)；p——塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力〔包緊力〕，其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)〔Pa〕；μ——塑件在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的摩檫系數(shù)，一般μ=0.15～0.20；ɑ——側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角。4.4.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱軸向與開(kāi)模方向的夾角稱(chēng)為斜導(dǎo)柱的傾斜角,它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)，的大小對(duì)斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度，抽芯距和各受力狀況等起著決定性的影響。增大， L和H減小，有利于減小模具尺寸，但Fw和Fk增大，影響導(dǎo)柱和模具的強(qiáng)度和剛度。反之減小，斜導(dǎo)柱和模具受力減小，但要獲得相同的抽芯距，斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度就要增長(zhǎng)，開(kāi)模距就要變大，因此模具尺寸會(huì)增大，綜合兩方面，取分別取20°、15°比擬理想。斜導(dǎo)柱的材料多為T(mén)8、T10等碳素鋼，也可以用20鋼滲碳處理。由于斜導(dǎo)柱與滑塊摩檫，熱處理要求硬度HRC≥55，外表粗糙度Ra≤0.8μm。這里選用TA8碳素鋼，淬火52~56HRC。斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算公式如下:式中Lz——斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度，mm；d2——斜導(dǎo)柱固定局部大端直徑，30mm； h——斜導(dǎo)柱固定板厚度，20mm；d——斜導(dǎo)柱工作局部直徑，25mm；s——抽芯距，96mm；帶入數(shù)據(jù)計(jì)算：斜導(dǎo)柱1長(zhǎng)度l1取117.75mm；斜導(dǎo)柱2長(zhǎng)度l2取100mm。斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算斜導(dǎo)柱的直徑主要受彎曲應(yīng)力的影響，斜導(dǎo)柱所受的彎矩為：式中Mω——斜導(dǎo)柱所受彎矩；Lω——斜導(dǎo)柱彎曲力臂；由材料力學(xué)可知：式中[σω]——斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力； W——抗彎截面系數(shù)。斜導(dǎo)柱的截面一般為圓形，其抗彎截面系數(shù)為：所以斜導(dǎo)柱的直徑為：式中Hω——側(cè)型芯滑塊受的脫模力作用線(xiàn)與斜導(dǎo)柱中心線(xiàn)的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離，它并不等于滑塊高的一半。Fc=900kN，Hw=32mm，[σω]=150MPa，α=30度。經(jīng)計(jì)算查表取：斜導(dǎo)柱1直徑d1為φ15mm；斜導(dǎo)柱2直徑d2為φ15mm。4.4.3斜導(dǎo)柱受力分析與強(qiáng)度計(jì)算斜導(dǎo)柱受力析：斜導(dǎo)柱在抽芯過(guò)程中受到彎曲力Fw的作用。圖4-6斜導(dǎo)柱受力分析Fw=Fk=式中Fw——側(cè)抽芯時(shí)斜導(dǎo)柱所多彎曲力；Ft——側(cè)抽芯時(shí)的脫模力，其大小等于抽芯力Fc；Fk——側(cè)抽芯時(shí)所受開(kāi)模力。4.4.4滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析滑塊受力情況圖4.7滑塊受力分析Ft是抽芯力壓的反作用力，大小與Fc相等，方向相反；Fk是開(kāi)模力，它通過(guò)導(dǎo)滑模施加于滑動(dòng)；F是斜導(dǎo)柱通過(guò)斜導(dǎo)孔施加于滑塊的正壓力，其大小與斜導(dǎo)柱所受的彎曲力Fw相等；F1是斜導(dǎo)柱與滑塊間的磨擦力；F2是滑塊與滑模間的磨擦力。那么〔1〕那么〔2〕式中；〔3〕由〔1〕〔2〕〔3〕得由于磨擦力和其它力相比擬一般很小，可以忽略，〔即μ=0〕，所以上式F=即Fw=。4.4.5導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過(guò)程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過(guò)程是在滑塊和導(dǎo)滑槽的配合形式也不同，一般采用T形槽或燕尾槽導(dǎo)滑。T形槽導(dǎo)滑結(jié)構(gòu)緊湊，多用于小型模具的抽芯機(jī)構(gòu)，由于塑件尺寸較小，抽芯距不大所以本模具采用組合式T形槽導(dǎo)滑，材料45鋼。為了便于加工和防止熱處理變形，常常調(diào)質(zhì)銑銷(xiāo)成形。蓋板材料用45鋼，要求硬度42HRC.導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑局部采用間隙配合，一般采用H8/F8在配合面上成型時(shí)與熔融塑料接觸，為防止配合局部漏料，應(yīng)適當(dāng)提高精度，采用H8/f7或H8/g7,其它各處留有0.5mm左右間隙，配合局部外表要求較高外表粗糙度Ra0.8wm。4.4.6楔緊塊設(shè)計(jì)在注射成型過(guò)程中，側(cè)向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，這個(gè)力通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長(zhǎng)桿件，受力后容易變形，導(dǎo)致滑塊后移，因此必須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力楔緊塊的工作局部是斜面，為了保證斜面能在合模時(shí)壓緊滑塊，而在開(kāi)模時(shí)又能迅速脫離滑塊，以防止楔緊塊影響斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊的驅(qū)動(dòng)，鎖緊角ˊ一般都應(yīng)比斜導(dǎo)柱傾斜解大一些ˊ=+〔2°～3°〕。楔緊塊是防止注射時(shí)熔體壓力使測(cè)型芯滑塊產(chǎn)生位移而設(shè)置的，為了有效工作，其上面的斜面應(yīng)與側(cè)型芯滑塊上的斜度一致，設(shè)計(jì)時(shí)斜面應(yīng)留有一定的修正余時(shí)量，以便裝配時(shí)修正。4.4.7滑塊定位裝置設(shè)計(jì)依靠壓縮彈簧的彈力使滑塊停留在限位擋塊處，即：彈簧拉桿擋塊式，適用于任何方向的抽芯動(dòng)作]壓縮彈簧的彈力是滑塊重量的2倍左右，其壓縮長(zhǎng)度須大于抽芯距S，一般取1.3S拉桿5是支持彈簧的，當(dāng)抽芯距，彈簧的直徑和長(zhǎng)度已確定，那么拉桿的直徑和長(zhǎng)度就能確定，拉桿長(zhǎng)度計(jì)算如下：圖4-8滑塊的形式Ll=2d+s+t+0.8Ld+4D式中L1——拉桿長(zhǎng)度；d——拉桿直徑，6mm；S——抽芯距，44mm；T——擋塊厚度，8mm；Ld——彈簧自由長(zhǎng)度15mm； D——拉桿端部擰入墊圈及六角螺母的長(zhǎng)度4mm。經(jīng)計(jì)算可?。篖1=L2=86mm。4.5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件在從模具上取下之前，還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂板來(lái)完成的。由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂板來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置，從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過(guò)程中的各種力的作用，確保塑件順利地脫模。推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件上不影響使用的部位，以免推出痕跡影響塑件的外觀(guān)質(zhì)量和使用。設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干預(yù)。圖4-9推板的結(jié)構(gòu)形式綜合考慮這些因素，本模具采用推板推出塑件，所要求的是推板具有一定的強(qiáng)度和剛度，所以采用如下圖的階梯軸結(jié)構(gòu)形式，這樣既保證其起到順利推出制件的作用，又能保證推板的強(qiáng)度和剛度要求。推板孔與推板間隙應(yīng)小于聚氯乙烯的溢料間隙〔0.04mm〕，設(shè)計(jì)四根彈簧用以推板機(jī)構(gòu)的復(fù)位。4.5.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算塑件在模腔中成形以后,便可以從模具中取下,但塑件從模具中取下之前,模具還必須完成一個(gè)將塑件從模腔中推出的動(dòng)作,模具上完成這一動(dòng)作的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模推出機(jī)構(gòu).一般情況下,推出塑件的動(dòng)作在動(dòng)模上完成。在特殊情況下,也可以在定模上設(shè)脫模機(jī)構(gòu).但因注射機(jī)的定模板一側(cè)沒(méi)有推出機(jī)構(gòu),故此時(shí)須采取特殊結(jié)構(gòu).推出機(jī)構(gòu)通常是有三大局部組成,第一局部是直接作用在塑件上將塑件推出的零件稱(chēng)推出零件;第二局部是用來(lái)固定推出零件的零件,有推板固定板,推板等;第三局部是作用推出零件推出動(dòng)作的導(dǎo)向及合模時(shí)推出零件復(fù)位的零件.推出機(jī)構(gòu)的原那么是:應(yīng)使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀(guān);推力的分布依脫模阻力的大小要合理安排;推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單,動(dòng)作可靠,不發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作,合模時(shí)能正確復(fù)位.4.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)論何種塑料進(jìn)行注射成型，均有一個(gè)比擬適宜的模具溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿(mǎn)型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及外表質(zhì)量也比擬高。為了使模溫能控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，必須設(shè)計(jì)模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具溫度的調(diào)節(jié)是指對(duì)模具進(jìn)行冷卻或加熱，必要時(shí)兩者兼有，從而到達(dá)控制模溫的目的。對(duì)模具進(jìn)行冷卻還是加熱，與塑料品種、塑件的形狀與尺寸、生產(chǎn)效率及成型工藝對(duì)模溫的要求有關(guān)。對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料，因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶撸猿Ｓ贸厮畬?duì)模具進(jìn)行冷卻，有時(shí)為了進(jìn)一步縮短在模內(nèi)的冷卻時(shí)間，亦可用冷水控制模溫。對(duì)于粘度高、流動(dòng)性差的塑料，為了提高充型性能，成型工藝要求有較高的模溫，因此經(jīng)常需要對(duì)模具加熱。對(duì)于粘流溫度或熔點(diǎn)較低的塑料，一般需用常溫或冷水對(duì)模具