【管道固定座注射模設(shè)計(jì)（論文）19000字】

頁緒論自進(jìn)入兩千年以來，世界經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們經(jīng)濟(jì)水平的提高，產(chǎn)品的制造理念也發(fā)生了改變。使得塑料、橡膠、陶瓷等非金屬材料在工業(yè)產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越迅速，直接刺激到了模具工業(yè)，使其迅速發(fā)展、壯大。在機(jī)械、電子等相關(guān)行業(yè)中，為了節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用、提高產(chǎn)品的純利潤(rùn)、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)和產(chǎn)品的。超過50%的產(chǎn)品都以模具快速成型制造的方法為主。工業(yè)的迅速發(fā)展使得模具成型生產(chǎn)制造的方式也跟著日新月異起來，其中塑料模注射成型是模具注塑成型生產(chǎn)的主流。工業(yè)、生活類塑料制品隨著工業(yè)建筑和家居生活的要求而升級(jí)改變，對(duì)原材料的性能、使用環(huán)境和成型結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。為了滿足使用要求，減少研發(fā)設(shè)計(jì)的費(fèi)用，提高效率。故而前期非常有必要利用二維、三維軟件對(duì)塑件進(jìn)行CAE/CAM/CAD模擬分析、設(shè)計(jì)及制造。塑料模具工業(yè)簡(jiǎn)介注塑模具是使塑料在一定條件下加工成型的必要工裝印模，也是制造內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外觀復(fù)雜，可一次完整成型并使成型塑件具有很高精度的工具，利用塑料在高溫下的高流動(dòng)性和可塑性特點(diǎn)，將受熱融化的塑料按照產(chǎn)品的尺寸等要求由注塑機(jī)高壓射入模腔，通過化學(xué)或物理變化制成一定形狀和大小的塑料成型品。主要用于形狀復(fù)雜、批量生產(chǎn)的某些部件，其設(shè)計(jì)周期、生產(chǎn)效率、合格率和品質(zhì)直接影響產(chǎn)品的進(jìn)度、成本和效率，以及塑料成品的性能、質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的研發(fā)。用塑模生產(chǎn)成型零件主要存在制造方式簡(jiǎn)單、材料利用率高等優(yōu)勢(shì)，特別是批量生產(chǎn)的制品，取得物美價(jià)廉的經(jīng)濟(jì)效益。塑料的工藝性能和原材料的種類、塑件的外觀形狀和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、注射機(jī)選型的不同等人為因素的改變，為了滿足成型生產(chǎn)的需要，模具的結(jié)構(gòu)也會(huì)跟著改變，但模具的基本結(jié)構(gòu)萬變不離其宗，主要由兩個(gè)系統(tǒng)與兩部分零件組成，澆注系統(tǒng)跟成型零部件直接與熔融狀體下的塑料直接接觸，兩者隨原材料的工藝、內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和塑料制品外觀的變化而變化，是模具成型結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、變化最為多樣性、表面粗糙度最小和尺寸精度最高的部分。根據(jù)制成品所采用不同的原材料、成型方法，在塑料加工業(yè)中常見注射(塑)成型、擠出成型、壓入成型、壓縮成型等幾種塑料模具，相對(duì)而言，這些模具是其他模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，模具與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)間的融合度極高，逐漸演變成產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步的重要保障之一。我國塑料?，F(xiàn)狀隨工業(yè)化的發(fā)展，人民群眾對(duì)各種設(shè)備或制品的要求趨向于美觀、輕量化等高要求，使電器、汽車等塑料制品行業(yè)、企業(yè)在社會(huì)上處于激烈競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。我國現(xiàn)當(dāng)下以技術(shù)為依托、以設(shè)計(jì)為中心的集約型現(xiàn)代化經(jīng)營(yíng)，模具精度、型腔表面粗糙度等設(shè)計(jì)水平，生產(chǎn)周期、壽命等制造水平、標(biāo)準(zhǔn)化水平指標(biāo)大幅度提升，但相對(duì)于國外工業(yè)的發(fā)展稍遜一籌。依當(dāng)下社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)狀，模具行業(yè)的經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)出現(xiàn)：明顯的產(chǎn)品差異化、專用工藝設(shè)備等制造方式的單件定制生產(chǎn)，但也存在大批量生產(chǎn)，就需求量和物流業(yè)的發(fā)展而言，傾向于訂制單件模具產(chǎn)品，模具的需求數(shù)量較少，導(dǎo)致模具制造商的銷售量較低，地區(qū)產(chǎn)能的規(guī)模影響著模具行業(yè)的集中度。但也存在多品種、少批量生產(chǎn)的市場(chǎng)，對(duì)這部分進(jìn)行深入研究和設(shè)計(jì)，開發(fā)新的成型工藝，指不定也是快速經(jīng)濟(jì)的來源。塑件體現(xiàn)出高技術(shù)含量、復(fù)雜化、創(chuàng)新性、高附加值、高生產(chǎn)率和低消耗的特性。我國生產(chǎn)的塑件集中中低檔模具市場(chǎng)，但高端塑件的市場(chǎng)需求量不斷擴(kuò)大，國內(nèi)生產(chǎn)技術(shù)等各方面難以滿足市場(chǎng)需求，存在一定的供需矛盾。塑料模發(fā)展趨勢(shì)模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化使用成為制作塑件中經(jīng)濟(jì)創(chuàng)收效益最高的領(lǐng)域，對(duì)我國的注塑模具工業(yè)發(fā)展起到推動(dòng)作用，模具工業(yè)的發(fā)展標(biāo)志著國家工業(yè)化水平和產(chǎn)品的研發(fā)能力。由于塑料具有可塑性、可替代性，塑料模具可制作性，隨著各行業(yè)、企業(yè)的大力發(fā)展和支持，對(duì)塑料制品要求具有高精度、復(fù)雜多樣化、長(zhǎng)壽命等，刺激相關(guān)企業(yè)、行業(yè)不斷改進(jìn)工藝流程、材料的選擇等方面，促使塑料工業(yè)不斷進(jìn)步與發(fā)展，從而在塑料行業(yè)占據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。在未來的模具行業(yè)發(fā)展中，模具市場(chǎng)需求總體趨勢(shì)將平穩(wěn)上升，在市場(chǎng)中占比將逐步提高，發(fā)展速度比其他模具更高。使企業(yè)通過優(yōu)質(zhì)的材料和先進(jìn)的表面保護(hù)處理提高注塑模具的壽命、提升自身研發(fā)能力、提高技術(shù)裝備等方式去適應(yīng)高生產(chǎn)效率。注塑模CAE軟件的完善可保證參數(shù)精度，避免產(chǎn)生缺陷而優(yōu)化控制，取得更全面、更準(zhǔn)確的分析結(jié)果。因此，塑料模今后的發(fā)展趨勢(shì)主要運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方式與工藝設(shè)計(jì)相結(jié)合,注射成型的設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)較為復(fù)雜的過程，在塑料模具設(shè)計(jì)過程中選用更合理、低損耗的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)算，全面推廣使用CAD、CAM、CAE技術(shù)，克服設(shè)計(jì)者由于自身經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致模具參數(shù)設(shè)計(jì)、材料選擇、驗(yàn)證、制造等產(chǎn)生誤差，使注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)化水平、塑件的使用率逐漸提高，塑件在使用和推廣中不斷增質(zhì)、增量，逐步統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格和品種。同時(shí)，注塑模具建立與上下游產(chǎn)業(yè)相配套的制造企業(yè)、制造品，與產(chǎn)品制造業(yè)建立更為緊密的關(guān)系，形成企業(yè)、行業(yè)間相互依賴，使企業(yè)在區(qū)域上高度集中。塑料模的未來發(fā)展趨勢(shì)主要為以下幾方面：（1）模具朝高精度、大型化和超小型方向發(fā)展；（2）由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向CAE/CAD理論設(shè)計(jì)方向發(fā)展；（3）高速加工、快速成型、虛擬仿真及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在塑料模具中快速發(fā)展；（4）熱流道模會(huì)成為日后的主流制造模具；（5）多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展；（6）標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛；（7）快速經(jīng)濟(jì)模具的發(fā)展前景日益壯大。管道固定座注塑模設(shè)計(jì)課題的研究?jī)?nèi)容和意義管道固定座注塑模設(shè)計(jì)課題的研究?jī)?nèi)容本文主要針對(duì)管道固定座注塑模具設(shè)計(jì)的驗(yàn)算過程進(jìn)行研究分析。利用二維、三維軟件、借助NXIUH10.0和計(jì)算機(jī)輔助分析（CAE）、設(shè)計(jì)（CAD）和制造（CAM）等方式，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化注塑機(jī)、成型工藝的應(yīng)用、材料的選型驗(yàn)證等內(nèi)容進(jìn)行參數(shù)計(jì)算、分析、整理與驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模具開模行程的設(shè)計(jì)驗(yàn)證即進(jìn)行CAE仿真分析，依解讀分析結(jié)構(gòu)判斷設(shè)計(jì)的模型參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求和可能存在的問題，并分析找出出現(xiàn)這些情況的原因，據(jù)此進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化再進(jìn)行驗(yàn)證找出最優(yōu)設(shè)計(jì)，從而獲得滿足數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)、質(zhì)量等要求的塑件，固定模具。據(jù)此本文驗(yàn)證部分的內(nèi)容包括成型工藝性分析、注射機(jī)的選擇、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射機(jī)的校核等，每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都會(huì)影響到整個(gè)模具參數(shù)的改變。管道固定座注塑模設(shè)計(jì)課題的研究意義隨著塑料用品、行業(yè)的增加以及相關(guān)學(xué)者對(duì)于注塑模具研究與實(shí)踐，取得豐碩的研究成果，但是對(duì)管道固定座注塑模具的設(shè)計(jì)并未出現(xiàn)相關(guān)研究成果。因此本文利用二維、三維軟件對(duì)管道固定座注塑模具進(jìn)行CAE、CAM、CAD仿真模擬分析、設(shè)計(jì)及制造，豐富注塑模具的內(nèi)涵，為今后相關(guān)塑料模具的設(shè)計(jì)、測(cè)算、制造提供一定的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)本文的研究?jī)?nèi)容，合理設(shè)計(jì)管道固定座注塑模具設(shè)計(jì)的驗(yàn)算過程，并不斷改進(jìn)、優(yōu)化塑料模并固定模具，歸納總結(jié)出模具工作的原理，豐富注塑成型相關(guān)理論的內(nèi)涵，為后期學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究提供理論基礎(chǔ)。運(yùn)用CAD和CAE技術(shù)，合理選擇模塑件成型工藝性以及注射機(jī)的選擇、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射機(jī)的校核等對(duì)管道固定座注塑模具部件性能的測(cè)試與優(yōu)化，簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)、加工過程，實(shí)現(xiàn)塑件高效率、高性能、高質(zhì)量的批量生產(chǎn)，降低生產(chǎn)周期、生產(chǎn)成本，提高塑料制品附加值，使注塑模具標(biāo)準(zhǔn)化水平、塑件使用率逐漸提高，從而提高在經(jīng)濟(jì)社會(huì)中的地位，為后期相關(guān)注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)踐具有一定的實(shí)踐參考價(jià)值。

塑件成型工藝性分析分型面的選擇為了使管道固定座在成型后能夠順利脫模，更有效的控制塑料成型的質(zhì)量，對(duì)的分型面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)非常有必要。分析管道固定座的外形尺寸、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和管道固定座的長(zhǎng)寬高、厚度，根據(jù)塑件的分型面按模具分型面設(shè)計(jì)原則，分型面選其輪廓最大處，其開模方向?yàn)楹穸确较?。通過對(duì)管道固定座的結(jié)構(gòu)分析，設(shè)置如REF_Ref9928\h圖STYLEREF1\s２-１所示分型面。圖STYLEREF1\s２-SEQ圖\*DBCHAR\s1１管道固定座分型面塑件原材料分析PVC塑料的組成塑料是指以樹脂為主的合成復(fù)合材料，在樹脂中按比例加入一定量的化學(xué)添加試劑使材料分子重組后得到全新的塑料品種。塑料零件的主要組成材料如下：（1）高分子塑化劑；（2）無機(jī)顏料著色劑；（3）塑件成型硬化劑；（4）離型劑；（5）PVC熱穩(wěn)定劑（6）PVC阻燃試劑；（7）有合成樹脂；（8）填料或增強(qiáng)材。管道固定座材料的選擇塑料零件的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)零件的使用要求和使用環(huán)境以及場(chǎng)所，因?yàn)椴煌乃芰蠈?duì)物理性能有不同的要求。在對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證前，必須要綜合考慮以下因素對(duì)設(shè)計(jì)制成的影響：塑料成型過程的材料工藝性能，如熱流動(dòng)性，填充料的填充性；塑料物理常規(guī)性能：抗變形強(qiáng)度、形變彈性量、材料剛度、韌性斷裂指數(shù)、材料吸水率以及應(yīng)力敏感性；（3）塑制品外觀在制造過程中，有利于塑件填充料充滿模具、氣體排出性能、表面缺陷補(bǔ)縮等流動(dòng)性能；（4）塑料制品注射成型后產(chǎn)品收縮狀況及大小；（5）注塑模的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，特別是側(cè)抽行位機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性；（6）模具成型部件的外形及其制造技術(shù)；選用PVC（聚氯乙烯）為本次管道固定座設(shè)計(jì)的材料。PVC（聚氯乙烯）材料擁有良好的耐化腐蝕性，表面抵抗變形或損傷的能力高，塑造性能強(qiáng)，染色性能優(yōu)異。聚氯乙烯的性能聚氯乙烯(PVC)是一種可以在低溫環(huán)境下正常使用而不耐高溫的材料。（1）聚氯乙烯材料特征如下：ａ、有良好的拉扯性能，抗彎曲、擠壓能力好和沖擊性能強(qiáng)；ｂ、質(zhì)輕；ｃ、其力學(xué)性能在低溫環(huán)境里仍可以保持。（2）聚氯乙烯的成型性能：PVC（聚氯乙烯）的流動(dòng)性比大多數(shù)的塑料差，容易在過熱狀態(tài)下分解放出氯化氫，為了增強(qiáng)聚氯乙烯的穩(wěn)定性，必須根據(jù)成型需要按比例添加脫模潤(rùn)滑劑、PVC熱穩(wěn)定劑，嚴(yán)格控制成型時(shí)的模溫與高溫注射狀態(tài)下塑料的停留時(shí)間；注射成型時(shí)溫度范圍小于一般的成型溫度，對(duì)成型時(shí)的料溫調(diào)整在范圍平均值內(nèi)，加裝冷熱調(diào)節(jié)系統(tǒng)保證模具工作時(shí)處于恒溫狀態(tài)。常規(guī)的注射機(jī)由于PVC材料在受熱情況下物理機(jī)械性能與傳熱系數(shù)不佳而不能滿足注塑要求，且需要將原材料需提前加熱達(dá)到料筒溫度，并且原材料容易受熱分解，但采用帶預(yù)塑化裝置的螺桿式的注射機(jī)就不會(huì)受這個(gè)因素的影響。為了不影響注塑，模具應(yīng)設(shè)計(jì)成粗短的澆注系統(tǒng)和寬大的進(jìn)料口，加裝溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，型腔工作表面層要鍍鉻。其性能如REF_Ref11832\h表STYLEREF1\s２-1所示：表STYLEREF1\s２-SEQ表\*ARABIC\s11聚氯乙烯的主要技術(shù)指標(biāo)表密度：1.35~1.6g/cm3拉伸強(qiáng)度：40~60Mpa彎曲強(qiáng)度：80~110Mpa硬度：80~100HRB收縮率：1.5~3.0%斷裂伸長(zhǎng)率：40~80%塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 塑件的尺寸分析如所示，管道固定座的外型為一般殼體，塑件最小處的壁厚為2.3mm，大于模具設(shè)計(jì)的最小壁厚要求。塑件的外形尺寸為33.5×32.4×20.5，屬于小型塑件，且結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。在塑件的外壁兩側(cè)有側(cè)孔，深5mm，內(nèi)壁有通孔，且塑件內(nèi)壁和外壁均有有1°的拔模斜度，保證脫模時(shí)不損壞塑件。塑件圓角R0.5、R1、R2.4、R2.7，在不影響塑件功能結(jié)構(gòu)的前提下提高工作零部件精度，促進(jìn)熔體流動(dòng)性能方便脫模。如REF_Ref10911\h圖STYLEREF1\s２-２所示通過對(duì)管道固定座的結(jié)構(gòu)分析，合理的工藝流程方案是保證模具設(shè)計(jì)順利進(jìn)行的前提。圖STYLEREF1\s２-SEQ圖\*DBCHAR\s1２塑件尺寸結(jié)構(gòu)塑件的公差分析塑件在使用時(shí)只要求起固定、不發(fā)生徑向位移即可，塑件尺寸較小，對(duì)精度要求不高，且圖紙尺寸沒有特殊要求，一般精度便可滿足設(shè)計(jì)要求。因此在國標(biāo)GB/T14486-1993中取MT5級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)。以保證模具成型零件的尺寸精度。塑件的表面質(zhì)量分析根據(jù)塑件的用途，雖然塑件沒有尺寸精度要求，為了塑料制品表面美觀，光潔、光亮、光滑。塑制品表面不得有氣孔，減少成型時(shí)熔料匯合處產(chǎn)生的熔接痕，溢料飛邊、冷卻硬化造成收縮凹陷等缺陷，表面光潔度可取Ra1.6。工藝性分析注塑形成的工藝過程可以分為：（1）注塑準(zhǔn)備工作:原材料IQC檢驗(yàn)、材料著色、原材料的加工條件需要判定，按材料屬性對(duì)原材料進(jìn)行預(yù)熱、干燥，提前對(duì)模具的嵌鑲零部件進(jìn)行預(yù)熱，打掃料筒以免混料，選用合適的離型劑。（2）注射成型過程：按照規(guī)定的量進(jìn)行加料，原材料在料筒加熱塑化，加壓注射使塑料充模，持續(xù)保壓補(bǔ)縮，在冷卻一定時(shí)間后塑件成型、脫模取出塑件。（3）塑件后處理：對(duì)成型塑件的外觀、尺寸檢驗(yàn)，去除注塑時(shí)產(chǎn)生的水口，并對(duì)塑件退火、調(diào)濕處理以減少應(yīng)力。其工藝性能如REF_Ref11022\h表STYLEREF1\s２-2所示：表STYLEREF1\s２-SEQ表\*ARABIC\s12PVC（聚氯乙烯）的注塑成型工藝參數(shù)表注射機(jī)類型：螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速：25~30r/min干燥處理：50~60℃熱風(fēng)干燥處理噴嘴形式：直通式噴嘴溫度：150~170℃料筒溫度前段170~190℃中段165~180℃后段160~170℃模具溫度：45~60℃注射壓力：80~130Mpa保壓力：40~60Mpa注射時(shí)間：2~5S保壓時(shí)間：15~40S冷卻時(shí)間：15~40S成型周期：40~90S降壓固化時(shí)間：15~60S注射機(jī)的選擇塑件體積的計(jì)算由于塑件形狀、尺寸不規(guī)則,如REF_Ref11694\h圖STYLEREF1\s３-１所示，經(jīng)UG10.0軟件對(duì)塑件的屬性分析測(cè)量體，測(cè)得塑件的體積為V=6.6cm3。聚氯乙烯塑料的密度范圍為：1.35~1.6g/cm3。圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1１塑件體積初步確定型腔數(shù)目由于管道固定座的使用對(duì)精度的要求不高，一模多腔的型腔結(jié)構(gòu)適用于大批量塑件的生產(chǎn)。為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益性，初步確定型腔數(shù)目采用一模八件。初選注射機(jī)型號(hào)根據(jù)公式：Vmax≥(n?Vs+Vj)/K （STYLEREF1\s３-SEQ公式\*ARABIC\s1式中：表3-SEQ表\*ARABIC\s11公式注解V注射機(jī)允許最大的注射量cm3n設(shè)計(jì)的型腔數(shù)量V塑件單個(gè)的體積cm3Vj凝料系統(tǒng)的計(jì)算、查詢體積K最大注射量的理論利用系數(shù)，按經(jīng)驗(yàn)值取K=0.8已知n=2，Vs=6.6cm3，澆注系統(tǒng)的凝料的體積按理論設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，取塑件總則：VjV總=8×6.6+10.56=63.36cm3≤V公以上注射機(jī)注射量計(jì)算方式表示：注射機(jī)的規(guī)格用額定注射容量來表示，單位為cm3，將80%理論注射量表示標(biāo)準(zhǔn)螺桿注射。由上述計(jì)算可知，注塑機(jī)理論注塑量要遠(yuǎn)大于塑件需要的79.2cm3才能滿足設(shè)計(jì)要求。經(jīng)查表得：XS-ZY-125額定注射量為125cm3，其性能如REF_Ref27948\h表STYLEREF1\s３-1所示。設(shè)計(jì)滿足要求注射要求。表STYLEREF1\s３-SEQ表\*ARABIC\s12注射機(jī)規(guī)格與性能數(shù)據(jù)表標(biāo)稱注塑量/cm3104/106/125螺桿（柱塞）直徑/mm30/45/42注射壓力/MPa150注射行程/mm160螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）10~140注射機(jī)單次注塑時(shí)間/S1.8注射機(jī)注塑方式螺桿式模具合模力/N9×10最大注射成型面積/cm3360模板最大行程300塑件質(zhì)量的計(jì)算測(cè)得塑件的體積為：V聚氯乙烯塑料的密度為：1.35~1.6g/cm3，取ρ=1.6g/cm則質(zhì)量M=79.2×1.6=126.72g。確定型腔數(shù)目為了驗(yàn)證選用的注射機(jī)合理性、提高注射機(jī)的成型利用率，采用注射機(jī)的額定注射量來驗(yàn)證型腔數(shù)目。其校核公式為： n=KVmax?VjV1 (STYLEREF1\s３-SEQ公式\*ARABIC\s12得：n注：型腔布局模具采用的是一模八件，由于塑件結(jié)構(gòu)的特殊性，要根據(jù)合理的模具結(jié)構(gòu)、制成品成型工藝進(jìn)行排列。型腔排列方式與模具結(jié)構(gòu)、塑件工藝相鋪相成，直接影響到后期的注射成型工藝。因?yàn)樗芗捎靡荒０思?，在這種情況下，澆口位置應(yīng)統(tǒng)一；且塑件體積、大小基本一致，在這基礎(chǔ)上要做到塑件和澆注系統(tǒng)都處于平衡狀態(tài)，并力求結(jié)構(gòu)緊湊。所以管道固定座的型腔排位從：澆口位置、進(jìn)料平衡這兩個(gè)注射角度考慮。其排列方式如REF_Ref11956\h圖STYLEREF1\s３-２所示：圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1２型腔布局圖確定模具整體結(jié)構(gòu)類型由于側(cè)澆口痕跡小，在注塑完成后對(duì)塑件進(jìn)行后處理不費(fèi)太大工時(shí)，也不會(huì)因此在塑件的表面留下明顯的注塑痕跡，且側(cè)澆口在模具開模的時(shí)候自動(dòng)拉斷，可實(shí)現(xiàn)后期產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)過度到自動(dòng)化生產(chǎn)模式；塑件底部有通孔，并于開模方向垂直。因此，對(duì)于管道固定座模具來說，為了能使塑件順利脫模必須設(shè)置側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，模具側(cè)抽芯通常采用側(cè)向分型和抽芯注射模的形式。即此次模具設(shè)計(jì)的整體結(jié)構(gòu)類型為側(cè)抽芯注射模。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為本次管道固定座模具設(shè)計(jì)中不可或缺，其設(shè)計(jì)的合理性直接影響后期塑件的加工效率與質(zhì)量。該注射模的型腔布局為一模八件，選用側(cè)澆口的連接形式。澆注系統(tǒng)通常由進(jìn)料注口，主、分流體流道，澆口和冷料井構(gòu)成。設(shè)計(jì)的基本原則為以下幾點(diǎn)：（1）必須熟悉原材料的基本特性、成型工藝要求；（2）澆注系統(tǒng)由于有優(yōu)良的排氣性能，使熔體能快速平穩(wěn)地流向模腔，并排出模腔內(nèi)的氣體，使塑料模腔內(nèi)的所有部位平穩(wěn)且快速填充熔體；（3）起到保護(hù)的作用，將在高速融化狀態(tài)下的塑料注射入模腔時(shí)，對(duì)芯或鑲件起保護(hù)作用，防止因注入塑料引起注射壓力過大，以致于使芯片和鑲件變形；（4）減少熔融體流動(dòng)的行程以及熔體因流道引起的不必要消耗量；（5）保證塑件的外觀質(zhì)量，并做到去除、修整水口方便；（6）使熱量、壓力損耗減少到最小。主流道設(shè)計(jì)本次管道固定座設(shè)計(jì)采用XS-ZY-125注射機(jī)注塑，模具、澆注主流體通道和注塑機(jī)的噴嘴三者的軸線重合。塑件腔體以主流道軸線為中心對(duì)稱分布。設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）設(shè)計(jì)首要考慮水口、凝料的形狀，主流道設(shè)計(jì)成圓錐柱的形式，方便開模時(shí)自動(dòng)推出或取出；（2）為了使凝料平緩過渡到腔體各個(gè)角落，減少轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力，主流流體通道與分流體通道道的過渡段倒R=1~3mm的圓角；（3）為防止主流道與噴嘴在生產(chǎn)過程中反復(fù)接觸、碰撞，對(duì)主流道不必要的損壞，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)的鋼材對(duì)容易損壞的主流道添加可拆卸襯套保護(hù)；（4）在保證塑制品成型質(zhì)量良好、模板厚度符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，主流道長(zhǎng)度L應(yīng)該盡可能的短，這樣即可以減少廢料的產(chǎn)生，又使流體壓力損失不大。主流道結(jié)構(gòu)如REF_Ref12148\h圖STYLEREF1\s３-３所示：圓柱形，從進(jìn)口端開始有α=2°的向外拔模斜度，表面光潔度選用Ra=0.63μm，主流道的進(jìn)口端直徑D1=4.5mm，長(zhǎng)度L取決于模具的裝配情況。為防止主流道的損壞，設(shè)計(jì)成澆口襯套的形式，避免了鋼材的浪費(fèi)，方便后期的維護(hù)。圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1３主流道分流道設(shè)計(jì)注射機(jī)分流道的設(shè)計(jì)受澆口設(shè)計(jì)的位置與注射模具型腔的布置方案的影響。設(shè)計(jì)的合理性可減少輸送熔體時(shí)壓力的損失、熱量的損失以及減少因應(yīng)力集中引起的塑件變形等。所以分流道的長(zhǎng)度選取要盡可能的縮短。分流道截面尺寸選取受模具的多種因素影響：分流道截面尺寸選受原材料的粘合度、塑件設(shè)計(jì)的壁厚、分流道和成型品的質(zhì)量等多種因素影響，為確保分流道熔體可冷卻凝固，分流道截面面積應(yīng)保證凝料加熱后的熔體能快速充滿型腔，并能補(bǔ)充塑件收縮所需的熔體。因而，選擇塑件的壁厚要比分流道截面的橫截面積或截面直徑大。易于注射模具的加工、凝料與脫模，將分流道設(shè)計(jì)在型腔型芯的分型面上，常用分流道的有呈正六邊形、圓形、半圓形等形狀的截面。雖然圓形流道的表面積小，但有著傳送效率最高，熱量損失和流動(dòng)阻力較小的優(yōu)點(diǎn)，選用圓形流道可減少來自熔體的流動(dòng)阻力及熔體的熱量損耗，還可克服塑料或薄壁塑件流動(dòng)性不順暢的缺點(diǎn)。對(duì)圓形流道進(jìn)行加工時(shí)，必須在兩側(cè)模板都加工，以避免由于加工誤差形成合模時(shí)圓形流道兩側(cè)難以對(duì)齊的現(xiàn)象。隨著注塑模具加工技術(shù)的發(fā)展與不斷更替，使上述問題逐步得到解決即以圓形橫截面的分流道作為模具分流道的主流。通過查閱《分流道的截面形狀及其特點(diǎn)》與相關(guān)資料，將分流道的種類進(jìn)行相互之間的對(duì)比，進(jìn)而分析與設(shè)計(jì)，最終選定具有流動(dòng)阻力小導(dǎo)致壓力損失小、流道中心冷卻速度慢利于保壓等優(yōu)點(diǎn)的常規(guī)圓柱截面形狀作為分流道的橫截面。按照塑件的排列分布，長(zhǎng)度取L=18，直徑為：d≥Tmaxd≥5mmTmax則分流道的尺寸如REF_Ref12250\h圖STYLEREF1\s３-４所示，為：L×d=5×18mm圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1４分流道澆口設(shè)計(jì)模具采用側(cè)澆口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具有制造加工簡(jiǎn)單，維修快速便捷，澆口的位置不受成型塑件外形影響的優(yōu)點(diǎn)。其設(shè)計(jì)在中小型模具的多型腔模具中非常受歡迎。查《澆口直徑尺寸》，材料為聚氯乙烯，平均壁厚大于1mm，則澆口尺寸如REF_Ref12354\h圖STYLEREF1\s三-５所示。為：b×t×l=1.2×0.8×2mm。圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1５冷料井設(shè)計(jì)該冷料井為次分流道的端部尺寸的延伸與分流道的下方兩個(gè)地方。流道系統(tǒng)具體形式尺寸如REF_Ref12455\h圖STYLEREF1\s３-６所示：圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1６流道系統(tǒng)排氣系統(tǒng)設(shè)置排氣系統(tǒng)主要是為排出注射熔料時(shí)所產(chǎn)生的熱量，若模具可利用自身結(jié)構(gòu)自行排出產(chǎn)生的熱量，則不需要設(shè)計(jì)有排氣槽的排氣系統(tǒng)，否則，需要設(shè)計(jì)有排氣槽。根據(jù)本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可知：管道固定座注塑模具屬于小型模具，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，不僅可以利用側(cè)抽行位機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)的間隙進(jìn)行排氣，而且可利用分型面與零件的配合間隙自然排氣。排氣間隙通常在0.02~0.03mm之間，管道固定座注塑模具的零部件配合間隙可滿足這要求，因此，無需專門設(shè)置排氣槽。成型零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將塑料制成品外表面的呈現(xiàn)凹狀的零部件稱為凹模，主要由由內(nèi)腔與實(shí)體組成，是確保注塑模具成型的首要條件。管道固定座的外形結(jié)構(gòu)、制造工藝、加工工藝以及模具裝配的工藝要求決定了其結(jié)構(gòu)形狀。級(jí)進(jìn)模的凹模通常分為兩大類，即整體結(jié)構(gòu)式凹模和組合結(jié)構(gòu)式凹模。考慮到此塑件為大批量生產(chǎn)，為延長(zhǎng)模具的使用壽命，選用優(yōu)質(zhì)的模具鋼以增長(zhǎng)使用壽命。為節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼的使用，降低模具制造成本，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，組合式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在凹模與凸模中都適用。而且還有著減少熱處理變形、利于排除腔體內(nèi)空氣、便于后期的模具維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。管道固定座注塑模具零件的設(shè)計(jì)采用盲孔式嵌入設(shè)計(jì)，究其原因，主要模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，所設(shè)計(jì)的型芯、型腔尺寸較小，使得結(jié)構(gòu)更為緊湊。其結(jié)構(gòu)如REF_Ref25270\h圖3-7、REF_Ref25277\h圖3-8、REF_Ref25682\h圖3-9所示：圖3-SEQ圖\*ARABIC\s17嵌入式凹模結(jié)構(gòu)圖3-SEQ圖\*ARABIC\s18嵌入式凸模結(jié)構(gòu)圖3-SEQ圖\*ARABIC\s19型腔結(jié)構(gòu)成型零件鋼材的選用綜合分析注塑成型的零件、PVC（聚氯乙烯），得出成型零件性能的基本要求如下：防止磨損要具有耐磨性、抗變形和抗壓強(qiáng)度以及相應(yīng)的彈性形變，散熱要具有耐腐蝕性和耐熱性，此外還需要包含加工、拋光等性能，因而選用鋼材作為成型零件的材料，其還具有抗疲勞強(qiáng)度和金屬材料剛度大等優(yōu)點(diǎn)。該塑件為大批量生產(chǎn)，采用盲孔式嵌入設(shè)計(jì)，模具在成型制造過程中，頻繁的開合注塑、塑件脫模，會(huì)產(chǎn)生摩擦使凹模磨損嚴(yán)重，所以凹模鋼材選擇新型的模具鋼P(yáng)CR。對(duì)于側(cè)抽行位機(jī)構(gòu)來說，型芯尺寸較小，在注塑成型時(shí)塑件具有收縮性，收縮塑件會(huì)包緊型芯，型芯要揮散的熱量增多，同樣型芯磨損的量也會(huì)跟著增加，因此型芯選用Cr12M0V鋼材。其余模具零件類別視情況選用T8A、T10A、#45號(hào)鋼、#20號(hào)鋼種材料和相應(yīng)的熱處理工藝。成型零部件的工作尺寸計(jì)算對(duì)型腔、型芯凹凸模尺寸公差造成影響的因素有：在制造過程中引起的加工誤差、注塑成型造成的磨損量以及塑制品因收縮率引起的尺寸偏差和尺寸波動(dòng)。管道固定座因成型收縮率波動(dòng)引起的尺寸誤差量的計(jì)算，可按成型零部件工作尺寸平均值法計(jì)算： S=Lm?LsLS×100% (STYLEREF1\s３- Lm=LS+LSS （STYLEREF1\s３-SEQ公式\*ARABIC\s1 &s=（Smax?Smix）Ls （STYLEREF1\s３ Lm=(1+SCP)ls?x?+δz 式中：S——固定座成型進(jìn)程中收縮率的理論計(jì)算公式；LS——Lm——25°&s——由于收縮率引起的凹模制造工（手工量引起的誤差）/公差，用&s=&c——凹模在注塑過程中因熔體流動(dòng)造成δz——凹模在加工過程中因加工的誤差引起?——塑件的公差（mm）；Smax——塑料在成型過程中因原材料引起Smix——塑件在成型過程中因原材料引起由與相關(guān)計(jì)算結(jié)果證明：將凹模的制造公差取值為1/3~1/6之間，實(shí)踐證明，模具制造公差的取值范圍為1/3~1/6之間，即&z=（1/3~1/6）?。通常小型模具的塑料注塑成型件，最大磨損量取塑制品公差的1/6，即&c=1/6解：凹模徑向尺寸的計(jì)算塑件長(zhǎng)度L=32.4mm，塑件寬度b=33.5mm，未標(biāo)注公差；塑件一模八件，并配有側(cè)抽芯滑塊機(jī)構(gòu)。 Lm=(1+SCP)ls?x??δz L=L校核： Lm+&c+δz?SmixLS<LLL凹模的深度尺寸計(jì)算塑件的深度為10.25mm，未標(biāo)準(zhǔn)公差，按照簡(jiǎn)化公式Lm Hm=HS+HSSCP （STYLEREF1\s３-=10.25+10.25×0.025=10.48mm推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)又名為脫模機(jī)構(gòu)，是在注塑熔料凝固后，從凹模或型芯中分離出塑件或水口凝料，完成脫離的裝置。脫模結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一共由八個(gè)部分組成，即圓柱推桿及與之相配套的位置固定塊，推板的導(dǎo)套、導(dǎo)柱及壓板，此外還有拉料桿和復(fù)位桿兩種桿型及支撐釘三種結(jié)構(gòu)。根據(jù)成型品結(jié)構(gòu)的不同選擇并設(shè)計(jì)出不同的推出動(dòng)作。本文是根據(jù)成型品脫出動(dòng)作可由安裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或液壓缸來實(shí)現(xiàn)的原理，頂桿或液壓缸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接影響成型品的制作質(zhì)量和其后的產(chǎn)線半自動(dòng)化、自動(dòng)化升級(jí)。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是塑料模注射成型設(shè)計(jì)不可或缺的環(huán)節(jié)。根據(jù)不同的依據(jù)得出不同的推出機(jī)構(gòu)類型，以推出動(dòng)力的來源為依據(jù)，可分為手動(dòng)操作、機(jī)械自動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)以及氣壓驅(qū)動(dòng)四種推出機(jī)構(gòu)，以推出的對(duì)象為依據(jù)，可將推出機(jī)構(gòu)分為成型塑件和澆注系統(tǒng)凝料兩種類型。相關(guān)的設(shè)計(jì)要求如下幾點(diǎn)：（1）確保開模時(shí)塑件不留在定模上，盡量設(shè)計(jì)塑件開模時(shí)留在動(dòng)模上；（2）在推出過程中要保證塑件不出現(xiàn)使塑件損壞的情況，不影響到塑件的外觀、表面質(zhì)量；（3）保證其在工作狀態(tài)下運(yùn)行順暢，機(jī)構(gòu)開合靈敏可靠；（4）設(shè)計(jì)的推出機(jī)構(gòu)制造難度低、配件更換間接和維護(hù)方便。本次管道固定座模具設(shè)計(jì)采用脫模機(jī)構(gòu)為推桿推出機(jī)構(gòu)，脫模時(shí)的動(dòng)力來源，采用目前脫模機(jī)構(gòu)中最為普遍的機(jī)械推動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)，通過動(dòng)、定模開合時(shí)動(dòng)模的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，借助注塑機(jī)的機(jī)械能頂出結(jié)構(gòu)元件，推動(dòng)注塑模具內(nèi)設(shè)置的脫模機(jī)構(gòu)，使塑件從型腔內(nèi)脫出。推桿的形狀采用普通推桿中的圓形截面推桿，如REF_Ref26057\h圖3-10所示:圖3-SEQ圖\*ARABIC\s110推桿結(jié)構(gòu)推桿頂端段直徑尺寸和模板孔的配合采用間隙配合，其間隙尺寸公差范圍不得超過塑件的溢邊值，通常選用H8/f7或H7/f7的間隙配合就可以滿足PVC材料0.03mm的溢邊值。本模具采用H8/f7級(jí)間隙配合。通常推桿直徑的1.5~2.0倍是設(shè)計(jì)的推桿配合段長(zhǎng)度，單邊0.5mm的配合間隙使推桿固定端凸肩與推桿固定板在加工時(shí)減小制造難度，使得多推桿聯(lián)合工作狀態(tài)下，避免因制造誤差引起的垂直度不良使得推桿卡死或過分磨損。模架的選擇為滿足大規(guī)模、大批量生產(chǎn)塑料成型模具，提高模具的精密度從而降低成本，縮短制造周期的需求，因此選用龍記（LKM）標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行設(shè)計(jì)，使模具生產(chǎn)趨向于專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化。早在1988年，我國就對(duì)模具完成了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的制定。其中就包括《塑料注射模中小型模架》和《塑料注射模大型模架》的國標(biāo)制定，由中華人民共和國技術(shù)監(jiān)督局審批并發(fā)表實(shí)施。（1）確定模架的組合方式大水口模架非常適合管道固定座澆口的側(cè)澆口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此，選用更為合適；A1型腔模板長(zhǎng)度為（如REF_Ref13197\h圖STYLEREF1\s３-１１模架組合結(jié)構(gòu)圖所示）L=S+A+t+A+S=341mm型腔模板寬度可通過計(jì)算得：N=S+B+t+B+S=288mm通過上述計(jì)算結(jié)果，可通過在標(biāo)準(zhǔn)庫中選取合適的型腔模板，并通過型腔尺寸最終確定模架寬度，寬度N=288mm，選用大于計(jì)算所得尺寸的近似于標(biāo)準(zhǔn)尺寸的290mm，則選尺寸290×Lmm的模板；在L系列標(biāo)準(zhǔn)尺寸中，最接近L=341mm的模板長(zhǎng)度是350mm。則確認(rèn)采用290×350mm尺寸規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)模架。其尺寸如REF_Ref13197\h圖STYLEREF1\s３-１１所示：圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1１１型腔尺寸結(jié)構(gòu)A板尺寸設(shè)計(jì)驗(yàn)證。A板在模具中通常表示定模的型腔板，管道固定座整體的高度h=20.5mm，凹模型腔嵌件的設(shè)計(jì)深度為35mm。為了模具使模具保持溫度的穩(wěn)定、根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，需要增加A板厚度給模具加設(shè)的恒溫系統(tǒng)、側(cè)抽行位機(jī)構(gòu)提供足夠的位置。故確認(rèn)A板的尺寸為HAB板尺寸設(shè)計(jì)驗(yàn)證。B板的主要作用是固定凹模，由REF_Ref25682\h圖3-9可知其的型腔厚度為40mm，需預(yù)留厚度設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)、側(cè)抽形位機(jī)構(gòu)，故B板的厚度取標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值HB=80mm。C板尺寸設(shè)計(jì)驗(yàn)證。C板為墊塊，其作用是確保管道固定座在注塑成型后為順利推出留出足夠的移動(dòng)空間。本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)厚度為25mm的龍記模架推桿墊板，標(biāo)準(zhǔn)厚度為20mm的推桿固定板，通過塑件推出距離公式為型芯高度+（5~10），就算得出30.5mm，將推桿固定板與塑件推出距離以及墊板的厚度三者相加之和作為C板的厚度，確保產(chǎn)品在成型后順利脫離凹模，通過計(jì)算出C板的厚度為75.5mm。取墊塊標(biāo)準(zhǔn)值HC（2）選定模架。模架標(biāo)記選用龍記cl935型模架。結(jié)構(gòu)如REF_Ref13311\h圖STYLEREF1\s３-１２所示：圖STYLEREF1\s３-SEQ圖\*DBCHAR\s1１２標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)的必要性在塑件成型工藝設(shè)計(jì)中，注塑模具溫度場(chǎng)的場(chǎng)地分布和溫度的高低都會(huì)直接影響塑件生產(chǎn)效率和塑件的品質(zhì)。原材料工藝性能與塑件成型工藝性的不同導(dǎo)致所需溫度存在差異性，所需的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)也不同，即冷卻或加熱兩種較常見的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其影響主要有以下幾點(diǎn)：（1）溫控調(diào)節(jié)保證了成型時(shí)溫度的穩(wěn)定，使得冷卻速度平緩、溫度分布勻稱，減少塑件的形變量；（2）模具溫度不穩(wěn)定，成型收縮率會(huì)產(chǎn)生變化，使用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以減少這種變化的產(chǎn)生，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性，提高精確度。（3）對(duì)機(jī)械性能有進(jìn)一步的提高，減少注塑成型時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)塑件引起開裂傾向；（4）塑件制品的表面質(zhì)量可以利用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)改善；（5）使得傳熱系數(shù)有了進(jìn)一步的改善；并提升了散熱水路的傳熱面積（6）可對(duì)冷卻介質(zhì)與注塑模具之間的溫差起增大作用。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的冷卻效果絕大多數(shù)時(shí)候決定了注射模具的冷卻時(shí)間，在一個(gè)注塑循環(huán)周期中冷卻時(shí)間約占的三分之二，在提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素中就包括縮短注射循環(huán)周期的冷時(shí)間。查表可知，PVC塑料的注射循環(huán)周期溫度如REF_Ref28781\h表STYLEREF1\s４-1所示：表STYLEREF1\s４-SEQ表\*ARABIC\s11聚氯乙烯成型溫度塑料名稱（代號(hào)）成型溫度T模具溫度T脫模溫度T軟聚氯乙烯（PVC）170~19045~6060~100冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則（1）動(dòng)、定模要分開加工冷卻裝置，并確保冷卻可以同時(shí)進(jìn)行，保證模具在工作狀態(tài)溫度始終保持平衡，并降低了制造難度；（2）澆口與注射機(jī)直接連接，附近的溫度最高，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)澆口處的冷卻；（3）塑件壁厚大小決定了水管的孔徑大小；壁厚越大，需要散發(fā)的熱量越多，相應(yīng)的水管孔徑越大；（4）為避免造成冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，鑲件與鑲件之間不允許冷卻通道穿過，交界面連接處要添加橡膠墊圈；（5）為避免引起模具的溫度分布不平衡，應(yīng)降低進(jìn)出水管的溫度差；（6）合理設(shè)計(jì)水管接頭的位置，盡量避免冷卻水道接頭與其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由上表可知，PVC的模具溫度為45~60°C，未超過70度，故無需在模具上設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)，為保證模溫平衡，只需對(duì)模具設(shè)計(jì)加裝冷卻系統(tǒng)。對(duì)冷卻系統(tǒng)的回路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足：模具（塑件）注塑成型時(shí)傳導(dǎo)的熱量被模具回路系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的冷卻介質(zhì)充分吸收。以確保在生產(chǎn)塑件時(shí)，將成型工作面的溫度控制在模溫范圍內(nèi)，同時(shí)模具內(nèi)部回路系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)可順暢流動(dòng)，未滯留于某一部位。在注塑模具中，選用常溫（25℃）干凈的自來水做為模具冷卻劑使用，取其冷卻水道的出水口溫度為28℃，可保證回路通道內(nèi)的冷卻介質(zhì)呈現(xiàn)流動(dòng)狀態(tài)。由已知模具溫度為55℃，寬度為296。冷卻系統(tǒng)的計(jì)算利用熱平衡原理對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即在相同時(shí)間內(nèi)塑料在凝固時(shí)放出的熱量與冷卻系統(tǒng)帶走的熱量相等。（1）由塑件（已知）數(shù)據(jù)/由前部分對(duì)塑件零件的計(jì)算可知：塑件最厚的地方是4.2mm，查表可知該厚度的冷卻時(shí)間t冷為39.8s，注塑時(shí)間t注為1.8s，脫模時(shí)間t脫=18.4s，通過成型周期的計(jì)算公式t冷+（2）單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體注入模具的總質(zhì)量為： W=NVρ （STYLEREF1\s４-SEQ公式\*ARABIC\s11）=60×（1.6×63.36）/1000=6.082kg/h（3）將單位質(zhì)量的制品在凝結(jié)過程所釋放的熱量用QS表示。根據(jù)《塑料成型工藝手及模具設(shè)計(jì)》中表4-35可知：PVC的單位熱流量QS取值范圍為（160~360）kj/kg，本設(shè)計(jì)中取其（4）計(jì)算冷卻系統(tǒng)內(nèi)水的體積與流量qv，取自然條件下水的密度為ρ=1000kg/m3，已知進(jìn)水口的溫度為25℃，出水口溫度為28℃，比熱容c=4.18kj/（kg?℃ qv=WQS60ρC(θ1?θ2)=（5）由上述的（4）可知通過計(jì)算得出：qv=0.00242m3/min，以《塑料成型工藝手及模具設(shè)計(jì)》表4-30為依據(jù)，本設(shè)計(jì)中將模具冷卻水道的直徑d取值為6mm。（6）冷卻水在管內(nèi)流速v為： v=4qv60×πd2 （STYLEREF1\s４-SEQ公式\*ARABIC\s13）=（7）冷卻道（系統(tǒng)）的管壁與水交界（接觸）面的膜傳熱系數(shù)h，冷卻水進(jìn)出冷卻道（系統(tǒng)）的平均水溫為26.5℃，由《塑料成型工藝手及模具設(shè)計(jì)》中表4-31顯示?=7，則有： h=4.187?（ρv）0.8d0.2 （STYLEREF1\s４-SEQ公式\*ARABIC\s14=（8）計(jì)算冷卻系統(tǒng)水道的通道導(dǎo)熱總面積A A=WQSh?θ （STYLEREF1\s４-SEQ公式\*ARABIC\s15）=（9）確認(rèn)冷卻水管總長(zhǎng)度L L=Aπd （STYLEREF1\s４-SEQ公式\*ARABIC\s16）=（10）由上述（9）的計(jì)算得出：水管總長(zhǎng)度L=238mm，據(jù)此通過公式x=L/l計(jì)算出冷卻系統(tǒng)里水管總的根數(shù)量，即x=L/l=238/200≈1.2根。由上述計(jì)算結(jié)果得知，單根冷卻水道未滿足模具的冷卻需求，要根據(jù)模具的實(shí)際情況做出相應(yīng)的調(diào)整。為提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，型芯與型腔都應(yīng)該使用冷卻系統(tǒng)使模具得到充分的冷卻，以保證模具生產(chǎn)的順利進(jìn)行。其布置如REF_Ref14166\h圖STYLEREF1\s４-１所示：圖STYLEREF1\s４-SEQ圖\*DBCHAR\s1１冷卻水道的布置圖導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)決定注塑進(jìn)程中的動(dòng)模、定模間開合模和脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向，其采用配合公差為H7/h6級(jí)的間隙配合。其定位方式可分為模內(nèi)定向與模外定向。定位、導(dǎo)向與模具開合時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)壓力由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)分解、承受。其主要零部件是導(dǎo)柱與導(dǎo)套。注射模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零部件是由導(dǎo)柱與導(dǎo)套構(gòu)成，其主要零部件與模板間的配合常采用H7/k6或H7/m6級(jí)的過渡公差，導(dǎo)柱與導(dǎo)套零部件間配合長(zhǎng)度是三者配合直徑的1.5~2倍，為了降低制造成本和加工難度，其余部分采用擴(kuò)孔的形式，減少兩者之間的相對(duì)摩擦。導(dǎo)套的選用查《塑料注射模中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸組合》，采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套，材料牌號(hào)T8A，采用淬火熱處理工藝加強(qiáng)表面硬度。其硬度在50~55HRC之間，采用H7/m6級(jí)公差配合鑲?cè)肽０宓慕Y(jié)構(gòu)形式。其結(jié)構(gòu)如REF_Ref14346\h圖STYLEREF1\s４-２所示圖STYLEREF1\s４-SEQ圖\*DBCHAR\s1２導(dǎo)套結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)柱的選用設(shè)計(jì)導(dǎo)柱有帶頭直通式導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱兩種結(jié)構(gòu)形式，本次設(shè)計(jì)的管道固定座注塑模具屬于小型模具，以此本設(shè)計(jì)采用帶頭直通式導(dǎo)柱，采用標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)如REF_Ref14542\h圖STYLEREF1\s４-３所示，同時(shí)滿足以下要求：（1）所有的導(dǎo)柱抗彎強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求即型芯部足夠堅(jiān)韌，成型工作面堅(jiān)硬耐磨，要通過滲碳淬火或T8/T10工具鋼淬火等方式加強(qiáng)材料表面的硬度；（2）為防導(dǎo)柱與導(dǎo)套合模未導(dǎo)正，凸模與型腔發(fā)生碰撞、摩擦導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)的損壞，據(jù)此設(shè)計(jì)導(dǎo)柱高柱高度比凸模端面高出6~8mm；（3）防止導(dǎo)套與導(dǎo)柱在運(yùn)行中導(dǎo)合不對(duì)中，導(dǎo)致對(duì)撞或脫軌，特將導(dǎo)柱的頂端設(shè)計(jì)呈錐形或半圓形形狀。圖STYLEREF1\s４-SEQ圖\*DBCHAR\s1３導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)尺寸側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)管道固定座進(jìn)行分析：該塑件上有一梯度的通孔，平行于分型面，為保證塑料制品順利成型，需要對(duì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的分類即根據(jù)傳動(dòng)零件的差異性，將其分為斜導(dǎo)柱、斜滑塊、斜導(dǎo)槽彎銷和齒輪條等類型，采用最常用的機(jī)構(gòu)類型作為本設(shè)計(jì)的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)即斜導(dǎo)柱式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制造簡(jiǎn)潔、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯距將側(cè)抽型芯從成芯位置抽出至不影響塑件脫模所移動(dòng)的距離稱為抽芯距。為安全起見，通常情況下，所設(shè)計(jì)的抽芯距高度，要比塑件上側(cè)孔、側(cè)槽的深度或側(cè)向的凸臺(tái)的高度高高出2~3mm。則相關(guān)的計(jì)算過程如下：S抽式中，S抽表示設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯距，h表示管道固定座側(cè)抽芯力的計(jì)算當(dāng)塑件處于脫模狀態(tài)，將型芯從開模方向有一交角的方位抽離塑件過程中需要克服的阻力稱之為抽芯力。其計(jì)算過程如下： FC=nchp（μcosα?sinα） (STYLEREF1\s４-SEQ公式\*ARABIC\s1=8×0.03×0.006×0.8×式中：n——設(shè)計(jì)采用的型腔數(shù)量，據(jù)前文可知：n=8；C——塑件包緊側(cè)抽型芯的斷面平均周長(zhǎng)（m）；UG10.0測(cè)得c=0.03m；h——側(cè)型芯成型部分的平均高度（m）；UG10.0測(cè)得h=0.006m；μ——塑件與鋼之間的摩擦系數(shù)；μ取值范圍為0.1~0.2，取μ=0.2；P——塑件對(duì)型芯在單位面積上包緊力的乘積，p取值為0.8×10α——側(cè)型芯脫模斜度；斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)計(jì)算由《斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式和尺寸》可知，要求對(duì)材料加熱處理后，導(dǎo)柱的表面硬度達(dá)到54~58HRC，據(jù)此將T10A作為斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)材料，其與固定板間采用H7/m6的過渡配合。為保證開合運(yùn)動(dòng)靈活可靠，將斜導(dǎo)柱孔與斜導(dǎo)柱兩者間距離設(shè)計(jì)成0.5~1mm的間隙。斜導(dǎo)柱傾斜角取值范圍為α=12°~25°，取α=20°斜導(dǎo)柱采用UG標(biāo)準(zhǔn)庫中設(shè)計(jì)庫的標(biāo)準(zhǔn)件。從《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》書中表P3-1《最大彎曲力與抽芯力和斜導(dǎo)柱傾斜角》得知：當(dāng)塑件抽芯力FC=2275，傾斜角α=20°時(shí)，取Fw=3KN；又由名為《斜導(dǎo)柱傾斜角、高度、最大彎曲力斜導(dǎo)柱直徑之間的關(guān)系》的表P3-2中的抽芯力FC、傾斜角α、高度側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)能否順利進(jìn)行工作，側(cè)滑塊是保證其正常工作的重要零部件，上面與側(cè)型芯進(jìn)行裝配。其精度直接影響了塑件的成型精度和運(yùn)動(dòng)可靠性。本次對(duì)管道固定座的設(shè)計(jì)采用一模八件，對(duì)稱式排列設(shè)計(jì)，為了節(jié)省優(yōu)質(zhì)的工具鋼、降低加工成本，側(cè)滑塊選用組合式結(jié)構(gòu)，側(cè)型芯采用過渡配合鑲?cè)牖瑝K，然后用螺塞固定。蓋板采用整體蓋板式，在滑塊上制出凹形槽導(dǎo)滑，移動(dòng)方向受中間的導(dǎo)槽與滑塊控制。導(dǎo)槽與滑塊之間用間隙配合，為了減少工作過程中的摩擦系數(shù)，組成導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)的零件對(duì)硬度和耐磨性有要求。材料采用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)后銑削加工成型，硬度不小于50。為保證工作時(shí)的穩(wěn)定性，使導(dǎo)軌有一定的導(dǎo)滑長(zhǎng)度、接觸的工作表面，導(dǎo)滑塊適當(dāng)加長(zhǎng)，使其一部分伸出模外。其結(jié)構(gòu)如REF_Ref14653\h圖STYLEREF1\s４-４所示圖STYLEREF1\s４-SEQ圖\*DBCHAR\s1４側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

注射機(jī)的校核驗(yàn)證最大注射量是否滿足設(shè)計(jì)要求注射機(jī)的最大注射量是注塑機(jī)在生產(chǎn)狀態(tài)下，塑料件能加工的最大質(zhì)量或體積，用注塑機(jī)注塑一次的最大容量來表示。在選擇注塑機(jī)時(shí)，注塑機(jī)的最大注射量必須大于塑料件中水口凝料和飛邊的質(zhì)量或體積，否則注射量不足會(huì)使塑料件造成缺陷，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)疏散，導(dǎo)致塑料件的強(qiáng)度降低。據(jù)此得出其校核公式為： nm+m1≤Kmp （STYLEREF1\s５-SEQ公式\*ARABIC\s11）=式中：n——設(shè)計(jì)采用的型腔數(shù)目，據(jù)前文可知：n=8；Mp——M——單個(gè)塑件/塑料制成品的質(zhì)量或體積，g或cm3；M1K——注射機(jī)能承受熔料最大注射量的利用系數(shù)，通常情況下K=0.8。注射機(jī)注射壓力的校核對(duì)注射機(jī)的注射壓力進(jìn)行校核，其目的在于查驗(yàn)設(shè)計(jì)所采用的注射機(jī)最大注射壓力是否滿足塑料制成品的成型需要。根據(jù)注射機(jī)的相關(guān)工作原理可知：注射機(jī)的最大壓力一定要大于塑件成型時(shí)的注射壓力，將其表示為：校核注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足塑件的成型需要，為此，其注射公式為： Pmax≥P （STYLEREF1\s５-SEQ公式\*ARABIC\s12）本設(shè)計(jì)所選用的注射機(jī)注射壓力P=150MPa，據(jù)PVC的工作特點(diǎn)知：在塑件成型時(shí)，PVC（聚氯乙烯）需要的注射壓力Pmax在80~130MPa之間，而P<Pmax，設(shè)計(jì)的注射機(jī)注射壓力符合鎖模力的校核管道固定座在注塑成型的過程中，高溫、高壓狀態(tài)下的原材料在模具型腔內(nèi)沿著鎖模方向注入型腔過程中，對(duì)型腔產(chǎn)生脹型壓力，迫使模具沿分型面與塑件分離。據(jù)此，注射機(jī)的額定鎖模力FP必須大于型腔產(chǎn)生的脹型壓力，避免其壓力過大導(dǎo)致鎖模不緊引起塑件在分型面上的投影面積用A塑來表示，運(yùn)用UG10.0測(cè)得A塑=585mm3。澆注系統(tǒng)即模具流道凝料（包括澆口）在模具分型面上的投影面積用A澆表示，將每個(gè)塑件投影在分型面上投影面積A澆的0.2~0.3倍作為A總的投影面積計(jì)算如下： A總=n（A塑+0.2A澆） （STYLEREF1\s５-SEQ公式\*ARABIC\s1=8×（585×0.2+585）=5616mm2據(jù)此根據(jù)公式計(jì)算型腔內(nèi)的脹型壓力：F=5616×25N=14025N式中，表示型腔內(nèi)壓力的計(jì)算平均值，其值常取注射壓力額定值的20%~40%，由相關(guān)表格數(shù)據(jù)知：P模的范圍在20~45Pa。由于該塑件精度要求較低，可忽略設(shè)計(jì)計(jì)算，故取P模通過查表可知：本次設(shè)計(jì)選用的注射機(jī)公稱鎖模力F鎖=9×105N。鎖模力的安全系數(shù)取值 F鎖k2=1.2F脹 （STYLEREF1\s５-SEQ公式\*ARABIC\s14）=1.2×14.025KN=16.83所以，設(shè)計(jì)采用的注塑機(jī)鎖模力滿足生產(chǎn)需要。部分模具安裝尺寸驗(yàn)證噴嘴尺寸依據(jù)本設(shè)計(jì)的原理即便于模具澆口套中的凝料脫落，模具澆口套和注射機(jī)噴嘴的設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：前者的始端面的球面半徑比后者前端的球面半徑r大1~2mm，前者終端小孔徑要比后者的直徑d大0.5~1mm（如圖REF_Ref14800\h圖STYLEREF1\s５-１所示），只為防止模具澆口套在相交面處因配合不良造成堆存凝料，在脫模時(shí)，使主流道凝料不能順利脫出。注射機(jī)噴嘴的圓弧半徑查表得R12mm，澆口套圓弧的半徑選用標(biāo)準(zhǔn)庫中的R16mm；噴孔直徑查表為Ф4mm，主流道小端的起始直徑為Ф4.5mm。如REF_Ref14800\h圖STYLEREF1\s５-１所示，噴嘴圓弧半徑R12＜澆口套圓弧設(shè)計(jì)半徑R16；噴孔直徑Ф4＜主流道小端設(shè)計(jì)直徑Ф4.5。故而噴嘴尺寸符合設(shè)計(jì)要求。圖STYLEREF1\s５-SEQ圖\*DBCHAR\s1１噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖定位圈尺寸設(shè)計(jì)的驗(yàn)證為確保注射機(jī)噴嘴的中心軸線與模具主流道的中心軸線相互重合，將相應(yīng)的定位裝置安裝在注射機(jī)的固定板上，使之與模具定模坐板上設(shè)有突起的定位圈按H9/f9的間隙配合，定位圈的定位面高度值取中小型模具定位圈厚度的一般值8mm。定位孔直徑Ф100＝定位圈直徑Ф100；驗(yàn)證確定定位圈滿足設(shè)計(jì)要求。模具的外形尺寸驗(yàn)證為保證注射機(jī)上的模具能順利安裝并正常運(yùn)行，模具的外形尺寸必須要大于注射機(jī)的拉桿距離。此外，模具的座板尺寸也要小于注射機(jī)的模板尺寸。拉桿空間260×360＞模具外形350×350，最小模板厚度200＜模具厚度28＜模板最大厚度。驗(yàn)證確定模具模板外形尺寸符合設(shè)計(jì)要求。模具開模行程的設(shè)計(jì)驗(yàn)證開模行程是打開塑料模具能順利取出成型品的必要距離，最大開模行程是塑料模具在不損壞塑件的情況下，能張開的最長(zhǎng)距離。換而言之，注塑機(jī)的最大開模距離要大于塑料模具的開模距離，方能取出成型品。由此可見，模具的開模行程受成型品尺寸大小的直接影響。換言之，塑件所需的開模距離要小于注射機(jī)的最大開模距離，才能順利取出塑件并未損壞模具。本設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)的管道固定座注塑模具的開模行程為20.5+10.25+95=125.75mm，根據(jù)查表可知，采用的125型注射機(jī)的最大開模行程為300mm，與上述計(jì)算結(jié)果比較，管道固定座模具的開模行程小于注射機(jī)的最大開模行程，據(jù)此得出：管道固定座注塑模具的開模行程滿足設(shè)計(jì)要求，可按要求進(jìn)行生產(chǎn)。推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證兩側(cè)推出，孔徑為Ф20mm，行程為230mm，符合設(shè)計(jì)要求。模具固定壓板式固定與螺釘式固定是模具的安裝固定最為常見的固定方式。本次模具設(shè)計(jì)采用壓板式結(jié)構(gòu)固定，其操作靈活、拆裝方便快捷。

結(jié)論本文以注塑模具成型的相關(guān)研究為理論基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)當(dāng)代注塑模具成型的發(fā)展現(xiàn)狀，將管道固定座注塑模具的設(shè)計(jì)作為研究?jī)?nèi)容，對(duì)塑件成型的工藝性、注射機(jī)的選擇、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射機(jī)的校核等內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算分析，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程，最后固定注塑模具，由以上的驗(yàn)算過程，歸納總結(jié)出管道固定注塑模具的工作原理。本設(shè)計(jì)從塑件分型面的選擇、原材料的分析、結(jié)構(gòu)工藝性分析等對(duì)管道固定座模具的成