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湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
分析了香水蓋外殼塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，敘述了該塑件成型工藝、注射模的結(jié)構(gòu)和工作原理，其原理是：采用定距螺釘和彈簧進(jìn)行二次分型,用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯,型芯頂出零件,進(jìn)料時(shí)采用潛伏式澆口進(jìn)料形式,當(dāng)開(kāi)模的時(shí)候,用球頭拉料桿把澆注系統(tǒng)凝料頂出,然后利用型芯內(nèi)抽推板推出塑件,合模時(shí)用彈簧先復(fù)位,然后進(jìn)行下一次成型開(kāi)始。提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：香水蓋；注射模；定距螺釘；彈簧；斜導(dǎo)柱；側(cè)抽芯；型芯；球頭拉料桿；推板
vi
Abstract
Analyzed the structure characteristics of the perfume cover outer shell plastics piece，described the piece’s structure and work principle which model a craft and inject a mold， its principle ：adopt and certainly be apart from bolt and spring coil and carry on two cents type， use inclined lead a side outside the pillar and take out heart， type the heart crest spare parts， while entering and anticipating adoption incubate the type sprinkle into anticipate a form， while opening a mold， with the ball head pull and anticipate a pole sprinkle and note system and anticipate， then make use of and take out and push plank and release a plastics piece inside a heart，use spring coil and reset first while matching a mold， then carry on willing model a beginning next time.Raised to produce an efficiency.
Keyword：perfume cover；inject a mold；certainly be apart from bolt；spring coil； inclined to lead pillar；the side takes out heart；type heart；the ball head pulls to anticipate a pole；push plank
前 言
在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80％。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計(jì)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。
對(duì)于一個(gè)機(jī)械專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生來(lái)說(shuō)，對(duì)塑料模的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一個(gè)大概的了解。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論、知識(shí)和技能，以解決較復(fù)雜的工程實(shí)際問(wèn)題的能力，主要包括設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，勇于實(shí)踐、勇于探索和開(kāi)拓創(chuàng)新的精神，掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。
畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練，通過(guò)獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的全過(guò)程，培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力。另外，畢業(yè)設(shè)計(jì)必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中都應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)課題利用利用Pro/E 軟件進(jìn)行塑件的3D塑件分模，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用AutoCAD進(jìn)行二維圖的繪制。
在這個(gè)過(guò)程之中，首先是對(duì)零件的分析，消化現(xiàn)有的資料，對(duì)設(shè)計(jì)的目的和要求有一個(gè)大致的了解；然后是大致測(cè)量零件的尺寸著手畫(huà)出實(shí)物的零件圖，利用所學(xué)知識(shí)分析出零件的凸模和凹模；查找手頭的資料進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫(huà)出草圖，檢查和核對(duì)之后繪制零件的裝備圖；最后分析總結(jié)，寫(xiě)出自己的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)體會(huì)。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)除了對(duì)知識(shí)和能力培養(yǎng)的收獲感受外，還得到思想道德方面的鍛煉。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我感受到了作為一名高級(jí)工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本精神，需要強(qiáng)化的工程實(shí)踐意識(shí)，以及對(duì)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量要負(fù)責(zé)，具有高度的責(zé)任感，樹(shù)立實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，并嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我主要是完成香水蓋子的造型以及其模具設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，從塑料原材料的選用出發(fā)，對(duì)成型設(shè)備的選擇、對(duì)成型模具的設(shè)計(jì)與制造和成型工藝的制定等幾個(gè)必要的環(huán)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。由于設(shè)計(jì)水平有限、時(shí)間倉(cāng)促，此設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中難免有錯(cuò)誤和欠妥之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
目 錄
第一章 緒論…………………………………….….……………………….…1
1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展………………………………….………………1
1.2 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用…………………………...….....……2
1.3 塑件成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) ……………………………...…..……………2
1.4 塑料模具的分類(lèi)……………………………....….…………..…………4
1.5 塑料模具的分類(lèi)……………………………....….…………..…………4
1.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求…………………………………......…..…....….6
第二章 塑件工藝分析………………………………………………....….…..9
2.1 塑件材料及其工藝特性分析……………………………....…..…………7
2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝分析……………………………....….………..…………8
第三章 注射機(jī)型號(hào)的確定……………………………..………………..….13
3.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量……………………………....….…….…………10
3.2塑件注射工藝參數(shù)的確定……………………………....….…...………10
第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………....….….......….15
4.1 分型面的選擇……………………………....….…………...…………11
4.2 確定型腔的排列方式……………………………....….………….……12
4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………....….……………………13
4.4 主流道的設(shè)計(jì)……………………………....….……...………………13
4.5 分流道的設(shè)計(jì)……………………………....….……...………………14
4.6 澆口設(shè)計(jì)……………………………....….…………......……………15
4.7 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………….............….…………16
4.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………....…..........…………18
第五章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)分析............…………………………................….25
5.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算……………………………......................….20
5.2 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算………………………...........……....….20
5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的分析……………………………...................….21
5.4 模具閉合高度的確定……………………………....…..........................24
第六章 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核………………….............................…25
6.1 注射機(jī)最大開(kāi)模行程與模具厚度無(wú)關(guān)時(shí)的校核…………………………26
6.2 注射機(jī)最大開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)時(shí)的校核…………………………26
6.3 注射量校核……………………………....….………………..………27
6.4 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核…………………………...27
6.5 注射壓力的校核……………………………....….………...…………27
6.6 鎖模力的校核……………………………....….………………..……28
6.7 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核……………………………...….……28
第七章 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖…........….……...……....37
第八章 注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制…...….....………….….......38
第九章 設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………...………………...…......39
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………....….…40
致謝……………………………...............…………………………….....….…41
附錄A…………………………...............……………………………...............42附錄B…………………………...............……………………………...............43
第一章 緒論
1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展
塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)高聚物。塑料其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、固化劑、填料及其它配合劑。
塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍，這是由于它的一系列特殊的優(yōu)點(diǎn)決定的。塑料密度小、質(zhì)量輕，大多數(shù)塑料的密度都1.0～1.4g/㎝3之間，相當(dāng)于鋼材密度的0.11和鋁材密度的0.5左右，所以有以“塑代鋼”的優(yōu)點(diǎn)。塑料比強(qiáng)度高；絕緣性能好，介電損耗低，是電子工業(yè)不可缺少的原材料；塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)酸、堿和許多化學(xué)藥品都有很好的耐腐蝕能力；塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此，塑料躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
塑料工業(yè)的發(fā)展階段大致分為一下及個(gè)階段：
(1) 初創(chuàng)階段 30年代以前，科學(xué)家研制分醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料，他們的工業(yè)化特征是采用間歇法、小批量生產(chǎn)。
(2) 發(fā)展階段 30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工業(yè)化生產(chǎn)，奠定了塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，為其進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟了道路。
(3) 飛躍階段 50年代中期到60年代末，塑料的產(chǎn)量和數(shù)量不斷增加，成型技術(shù)更趨于完善。
(4) 穩(wěn)定增長(zhǎng)階段 70年代以來(lái)，通過(guò)共聚、交聯(lián)、共混、復(fù)合、增強(qiáng)、填充和發(fā)泡等方法來(lái)改進(jìn)塑料性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，生產(chǎn)技術(shù)更趨合理。塑料工業(yè)向著自動(dòng)化、連續(xù)化、產(chǎn)品系列化，以及不斷拓寬功能性和塑料的新領(lǐng)域發(fā)展。
我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展較晚，40年代只有酚醛和賽璐珞兩種塑料，年產(chǎn)僅200t。50年代末，由于萬(wàn)噸級(jí)聚氯乙稀裝置的投產(chǎn)和70年代中期引進(jìn)石油化工裝置的建成投產(chǎn)，使塑料工業(yè)有了兩次的躍進(jìn)，于此同時(shí)，塑料成型加工機(jī)械和工藝方法也得到了迅速的發(fā)展，各種加工工藝都已經(jīng)齊全。
塑料由于其不斷的被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善，極大地促進(jìn)了成型模具的開(kāi)發(fā)于制造。隨者工工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求的日益增加，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來(lái)越短，對(duì)塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。
1.2 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用
模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類(lèi)型。
模具設(shè)計(jì)水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱、模具質(zhì)量的好壞，直接影響著許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基礎(chǔ)”，日本則稱(chēng)“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的勞動(dòng)力”。
近年來(lái)，我國(guó)各行業(yè)對(duì)模具的發(fā)展都非常重視。1989年，國(guó)務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定”，在重點(diǎn)支持改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機(jī)械技術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要任務(wù)。總之，要盡快提高我國(guó)模具工業(yè)的整體技術(shù)水平并迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的模具技術(shù)水平。
1.3 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
一副好的塑料模具與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具制造有很大的關(guān)系?？傆^世界發(fā)展趨勢(shì)，塑料成型技術(shù)的發(fā)展可以歸納為以下幾個(gè)方面：
(1) 模具的標(biāo)準(zhǔn)化
為了適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要，目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度只達(dá)到了20%。注射模方面關(guān)于模具零件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有了一些國(guó)標(biāo)。當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置，精密標(biāo)準(zhǔn)模架，精密導(dǎo)向件系列，標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向性標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。
(2) 加強(qiáng)理論研究
隨著塑料制件的大型化和復(fù)雜化，模具的重量達(dá)到數(shù)噸甚至十多噸，這樣大的模具，若只憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，往往會(huì)因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成模具報(bào)廢，大量的資金被浪費(fèi)，所以大型模具還是要向理論設(shè)計(jì)方面發(fā)展，如模板剛度、強(qiáng)度的計(jì)算和充型流動(dòng)理論的建立。
(3) 塑料制件的精密化、微型化和超大型化
為了滿(mǎn)足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在0.01～0.001㎜之內(nèi)的成型工藝方法，其制件主要用于電子、儀表工業(yè)。微型化的塑料制件要求在微型的設(shè)備上生產(chǎn)。目前，德國(guó)已經(jīng)研究出注射量只有0.1g的微型注射機(jī)，而法國(guó)有注射量為17萬(wàn)g的超大型注射機(jī)，合模力為150MN；美國(guó)和日本也有較先進(jìn)的注射機(jī)。目前，國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的注射量也已達(dá)3.5萬(wàn)g，合模力為80MN。
(4) 新技術(shù)、新工藝的研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用
隨著塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展，模具新材料、模具加工新技術(shù)和模具新工藝方面的開(kāi)發(fā)已成為當(dāng)前模具工業(yè)生產(chǎn)和科研的主要任務(wù)之一。十多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在塑料行業(yè)投入了大量的資金和研究力量，取的了許多成果。例如：材料方面有預(yù)硬鋼、馬氏體時(shí)效鋼、耐腐蝕鋼等，模具加工技術(shù)方面有廣泛應(yīng)用仿形加工、電加工、數(shù)控加工及微機(jī)控制加工等；另外，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)也進(jìn)入了實(shí)用階段。
① 全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
② 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸? 出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車(chē)、摩托車(chē)、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
加入世貿(mào)組織后，我國(guó)將獲得一個(gè)更加穩(wěn)定的國(guó)際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國(guó)的改革開(kāi)放．有利于我國(guó)與各國(guó)、各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。我國(guó)在制定法律法規(guī)時(shí)要遵守WTO的規(guī)則，增加透明度，減少行政干預(yù)等；在市場(chǎng)開(kāi)放方面，需要逐步降低關(guān)稅，取消非關(guān)稅措施，開(kāi)放服務(wù)業(yè)市場(chǎng)等。這無(wú)論在觀念上還是在體制上都會(huì)帶來(lái)一定的變化。我國(guó)加入 WTO同時(shí)也將為各國(guó)、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場(chǎng)進(jìn)入機(jī)會(huì)。使我國(guó)的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定，我國(guó)的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大，我國(guó)的市場(chǎng)體系將更加完善和發(fā)達(dá)。國(guó)內(nèi)和國(guó)外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機(jī)會(huì)和收益。
1.4 塑料模具的分類(lèi)
按塑件成型方本法不同可分為：
(1) 注射模
注射模又稱(chēng)注塑模。注射成型主要是通過(guò)注射機(jī)把粒狀塑料或粉狀塑料熔融后注射成型成塑料制品，它主要用于熱塑性和熱固性塑料。
(2) 壓縮模
壓縮模又稱(chēng)壓塑模。它主要是通過(guò)把預(yù)熱過(guò)的塑料直接壓入模具型腔，由于化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)，使塑料逐漸硬化成型。
(3) 壓鑄模
壓鑄模又稱(chēng)傳遞模。
(4) 擠出模
擠出模常稱(chēng)擠出機(jī)頭。擠出成型是利用擠出機(jī)筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式，連續(xù)地將塑化好的、呈熔融狀態(tài)的物料從擠出機(jī)的機(jī)筒中擠出成型。
(5) 氣動(dòng)成型模
氣動(dòng)成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、壓縮空氣成型模等。
1.5 典型塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成
塑料注射成型模具主要用于成型熱塑性塑料制件，近年來(lái)在熱固性塑料的成型中也得到了日趨廣泛的應(yīng)用。由于塑料注射成型模具的適用性比較廣，而且用這種方法成型塑料制件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量均較好，生產(chǎn)效率特別高，所以塑料注射模具已日益引起人們的重視。注射模具 的結(jié)構(gòu)的合理性，將直接影響塑件的成型質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度、模具壽命和成本等。一副典型的注射模具可由以下幾部分組成：
(1) 成型零件
成型零部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。如成型
零件內(nèi)表面的凸模和成型塑件外表面的凹模以及各種成型桿、鑲件等。
(2) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模在合模時(shí)準(zhǔn)確對(duì)合，以保證塑件形狀和尺寸的精確度，并避免模具中其他零件發(fā)生碰撞和干涉。常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
(3) 澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所流經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料穴等。
(4) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)
當(dāng)塑件的側(cè)向有凹凸形狀的孔或凸臺(tái)時(shí)，在開(kāi)模推出塑件之前， 必須先把成型塑件側(cè)向凹凸形狀的型芯從塑件上脫開(kāi)，塑件方能順利脫模。
(5) 推出機(jī)構(gòu)
推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置，又稱(chēng)脫模機(jī)構(gòu)一般情況下，推出機(jī)構(gòu)由推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿、復(fù)位桿及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)所組成。常見(jiàn)的推出機(jī)構(gòu)有推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推薦板推出機(jī)構(gòu)等。
(6) 加熱和冷卻系統(tǒng)
加熱和冷卻系統(tǒng)亦稱(chēng)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它是為了滿(mǎn)足注射成型工藝對(duì)模具溫度的要求而設(shè)置的，其作用是保證塑料熔體的順利充型和塑件的固化定型。注射模具中是設(shè)置冷卻回路還是設(shè)置加熱裝置要根據(jù)塑料品種塑件成型工藝來(lái)確定，冷卻系統(tǒng)一般是在模具上開(kāi)設(shè)水道，加熱系統(tǒng)則在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。
(7) 排氣系統(tǒng)
在注射成型成型過(guò)程中，為了將型腔中的氣體及注射成型過(guò)程中塑 料本身?yè)]發(fā)出來(lái)的氣體排出模外，以避免它們?cè)谒芰先垠w充型過(guò)程中造成氣孔或充不滿(mǎn)等缺陷，常常需要開(kāi)設(shè)排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是在分型面上有目的地開(kāi)設(shè)幾條排氣槽許多模具的推桿或活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙可起排氣作用。小型塑料制件的排氣量不大，因此可直接利用分型面排氣。
(8) 支承零部件
用來(lái)安裝固定或支承成型部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件均稱(chēng)為支承零部件。支承零部件組裝在一起，可以構(gòu)成注射模具的基本骨架。
1.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)，通過(guò)對(duì)話(huà)筒塑料注射模的設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到如下目的：
(1) 更深入了解聚合物的物理性能、流動(dòng)性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化以及塑料的組成、分類(lèi)及其性能。
(2) 更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn)，正確分析成型工藝對(duì)模具的要求。
(3) 掌握各種成型設(shè)備對(duì)各類(lèi)模具的要求。
(4) 掌握各類(lèi)成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，能設(shè)計(jì)中等復(fù)雜模具。
(5) 具有分析、解決成型現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)技術(shù)問(wèn)題的能力，包括具有分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提出克服辦法的能力。
結(jié)合以前學(xué)過(guò)的各門(mén)課程，綜合運(yùn)用各種知識(shí)來(lái)完善這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)該注意了解塑料模具的新工藝、新技術(shù)和新材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)，閱讀外文資料，學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)，更好地為本設(shè)計(jì)和振興我國(guó)的塑料成型加工技術(shù)服務(wù)。
第二章 塑件工藝分析
2.1 塑件材料及其工藝特性分析
聚丙烯(PP)塑料基本特性、成型工藝、用途
2.1.1 基本特性
聚丙烯無(wú)味、無(wú)色、無(wú)毒。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更輕。密度僅為0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光澤好、易著色。
聚丙烯的屈服強(qiáng)度、抗拉、抗壓強(qiáng)度和硬度及彈性比聚乙烯好。
定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈，其具有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，如用聚丙烯注射成型的一體鉸鏈(蓋和本體合一的各種容器)，經(jīng)過(guò)7×107次開(kāi)閉彎折未產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。
聚丙烯的熔點(diǎn)為164～1700C，其耐熱性好，能在1000C以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌。聚丙烯耐低溫的使用溫度可達(dá)-150C，在低于－350C時(shí)會(huì)脆裂。聚丙烯的高頻絕緣性能好，而且由于其不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。
2.1.2 成型工藝條件
(1) 結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易發(fā)生分解；
(2) 流動(dòng)性極好，溢邊值0.03mm左右；
(3) 聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路；冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢；
(4) 成形收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強(qiáng)；
(5) 注意控制成形溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于500C以下塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良，流痕；90℃以上時(shí)易發(fā)生翹曲、變形，因此，適宜模溫為800C左右，不可低于500C（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）；
(6) 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以避免應(yīng)力集中。
(7) 注射壓力：60~100MPa
2.1.3 用途
聚丙烯可用于制作各種機(jī)械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車(chē)零件和自行車(chē)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)中。
2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析，該零件總體形狀是圓筒形，里面有一個(gè)Φ4mm、高7.5mm的小圓筒抽芯和有一個(gè)Φ4mm的側(cè)抽芯，還有加強(qiáng)筋，該塑件屬于一般復(fù)雜程度。如下圖2.2.1所示
圖2.2.1 香水蓋零件3D圖
2.2.2 尺寸精度分析
該塑件沒(méi)有什么重要尺寸，尺寸精度為5到6級(jí)。由以上分析可見(jiàn)，該零件的尺寸精度為低精度，對(duì)應(yīng)的模具的相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
該塑件形狀簡(jiǎn)單，是一個(gè)較薄的圓形制品，壁厚最大處為3.5mm，最小壁厚處為0.8mm，壁厚差不多，較均勻，為了便于從成型零件上順利脫出塑件，塑件的精度為一般精度，即塑件的精度等級(jí)是MT3級(jí)。
2.2.3 表面質(zhì)量分析
該零件的表面和配合面除要求沒(méi)有缺陷、毛刺，沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得好的情況下，零件的成型要求可以得到保證.
2.2.4 方案
方案一:斜導(dǎo)柱與側(cè)滑快同時(shí)安裝在定模
方案二: 斜導(dǎo)柱固定在定模、側(cè)滑塊安裝在動(dòng)模
經(jīng)分析，綜合考慮各方面的因素，方案一較合理。
第三章 注射機(jī)型號(hào)的確定
3.1 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔參數(shù)。經(jīng)計(jì)算塑件的體積為V=1677.19立方毫米，計(jì)算塑件的質(zhì)量，根據(jù)《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》中13頁(yè)表1-4 常用熱塑性塑料成形條件知：PP的密度為p=0.90～0.91 g/cm3
選p＝0.90 g/cm3
故塑件的質(zhì)量為：w=v×p=1677.19×0.90=9.03g
采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸、注射機(jī)所需壓力和現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注射機(jī)XS-ZS-22型。
103頁(yè) 表4-2 常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的規(guī)格和性能
型號(hào)XS-ZS-22(臥式)
螺桿（柱塞）直徑（mm） Φ20
注射壓力（MPa） 75
鎖模力（KN） 50
最大成型面積（c㎡）130
模具厚度 最大 180mm 最小60mm
最大開(kāi)合模行程（mm）160
噴嘴 球半徑（mm）12 孔直徑（mm） Φ2
動(dòng)定模固定板尺寸/mm 250×280
3.2 塑件注射工藝參數(shù)的確定
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》47頁(yè)表3-1各種塑料的注射工藝參數(shù)，選用螺桿式注射機(jī)各溫度為
噴嘴溫度：170～190 模具溫度：40～80
料筒溫度：前段：180～200 中段：200～220
后段：160～170
第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括；分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
4.1 分型面選擇
為了將塑件從閉合的模腔中取出，為了取出澆注系統(tǒng)凝料，或?yàn)榱藵M(mǎn)足模具的動(dòng)作要求，必須將模具的一些面分開(kāi)，這些可分開(kāi)的面可統(tǒng)稱(chēng)為分型面。分開(kāi)型腔取出塑件的面叫型腔分型面。塑件在型腔中的方位選擇是否合理，將直接影響模具總體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。一般應(yīng)盡量避免與開(kāi)合模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和抽芯，使模具結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單。為此，在選擇塑件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開(kāi)合模方向垂直或傾斜的方向有側(cè)孔側(cè)凹。
在選擇分型面位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
(1) 分型面在塑件外形最大輪廓處；
(2) 便于塑件順利脫模；
(3) 保證塑件的精度要求；
(4) 滿(mǎn)足塑件的外觀要求；
(5) 便于模具加工制造；
(6) 減少塑件在合模分型面上的投影面積，可靠鎖模避免漲模溢料現(xiàn)象；
優(yōu)點(diǎn)：
(1) 有利于排氣；
(2) 保證抽心機(jī)構(gòu)順利抽心。
模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。根據(jù)塑件的形狀和尺寸，采用平直分型面，分型面的位置和形狀如圖5.1.1所示。
圖5.1.1 平直分型面示意圖
4.2 確定型腔的排列方式
型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的質(zhì)量、投影面積、幾何形狀、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定，以上這些因素有時(shí)是相互制約的，在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)必須進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證滿(mǎn)足其主要條件。
型腔數(shù)量確定之后，便進(jìn)行型腔的排列。型腔的排列涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件及型心的設(shè)計(jì)以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問(wèn)題又與分型面及澆口的位置選擇有關(guān)，所以在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，要進(jìn)行必要的調(diào)整，以達(dá)到比較完善的設(shè)計(jì)。
本塑件在注射時(shí)采用一模四件，即模具需要四個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，擬采取如圖4.2.1所示的型腔排列方式：
圖4.2.1 型腔排列方式示意圖
該塑件有側(cè)向抽芯，這種排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是料流長(zhǎng)度較短，易充滿(mǎn)型腔，成型周期短。
4.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還于塑件所用的塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此這是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
澆注系統(tǒng)是指模具中注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。流注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體充滿(mǎn)型腔，并將注射壓力傳遞到模腔的各個(gè)部位,以獲得組織致密、外觀清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。
采用普通澆注系統(tǒng)時(shí)，制件脫模后還需將澆注系統(tǒng)凝料從制件上切除（點(diǎn)澆口除外）。凝料可再加以回收利用。因此，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)在不影響制件質(zhì)量的前提下盡量減小流道尺寸，以減小流道回料。
4.4 主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》103頁(yè)表4-2常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的規(guī)格和性能
查得型號(hào)XS-ZS-22(臥式) 注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為噴嘴前端孔徑d0=Φ2mm；噴嘴前端球面半徑R0=12mm。則主流道主要尺寸可根據(jù)如下計(jì)算獲得：
主流道小端直徑d=d0+(0.5～1) mm＝3mm；
主流道球面半徑R=R。+（1～2）mm＝13mm；
球面配合高度ｈ＝3～5㎜，?。瑁?㎜；
主流道錐角α＝2°～6°，取α＝3°；
主流道長(zhǎng)度Ｌ≤60㎜，?。蹋?5㎜；
主流道大端直徑
主流套材料：T10A，熱處理：HRC50～55
為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=4 mm的圓弧過(guò)渡。
4.4.1 主流道襯套的結(jié)構(gòu)形式及尺寸如圖4.4.1所示
圖4.4.1 澆口套形式及尺寸
4.4.2 主流道襯套的固定
澆口套與模板間配合采用H7/m6的過(guò)渡配合，與定位圈采用H9/f9的配合
4.5 分流道設(shè)計(jì)
圓形截面分流道的缺點(diǎn)：其的加工要以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出，這種加工的工藝性不佳，其模具閉合后難以保證兩半圓對(duì)準(zhǔn)。
梯形截面分流道的優(yōu)點(diǎn)：容易加工，且塑料熔體熱量散失及流動(dòng)阻力均不大。
比較以上的兩種形式，再考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，采用梯形截面分流道更符合設(shè)計(jì)的要求，故本模具的分流道設(shè)計(jì)形式采用了梯形截面分流道的形式。分流道截面形狀如圖4.5.1所示。
圖4.5.1 分流道截面形狀
經(jīng)查表計(jì)算 取H=4 L= 22 b＝6 點(diǎn)澆口長(zhǎng)度： Lg = 1mm
4.6 澆口設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用潛伏澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從壁厚為1.5 mm處進(jìn)料，且模具結(jié)構(gòu)采用鑲拼式型芯，有利于排氣，采用截面為矩形的潛伏澆口，初選尺寸為如圖4.6.1所示，其中錐角取10°~20°，傾斜角為42°~45°試模時(shí)修正。
圖4.6.1 潛伏式澆口形式
澆口位置的選擇需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征、成型質(zhì)量和技術(shù)要求，并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動(dòng)性、成型條件等因素。通?？煽紤]一下原則：
(1) 盡量縮短流動(dòng)距離；
(2) 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最厚處；
(3) 必須盡量減少或避免熔接痕；
(4) 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除；
(5) 考慮分子定向的影響；
(6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；
(7) 不在承受彎曲和沖擊載荷的部位設(shè)置澆口；
(8) 澆口位置的選擇應(yīng)考慮塑件外觀質(zhì)量；
綜上所述，澆口位置如圖5.6.2所示
圖4.6.2 澆口的位置分布圖
4.7 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.7.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具采用一模四件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工難易程度和材料的價(jià)值利用等因素，凹模采用整體式型腔結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是牢固、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線(xiàn)痕跡。結(jié)構(gòu)如圖4.7.1所示
圖4.7.1.1 型腔
如上圖成型型腔在定模板上，根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口均開(kāi)設(shè)在定模型板和凹模板上。
4.7.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模主要是與凹模結(jié)合構(gòu)成模具的型腔座，其凸模（主型芯與分型芯）采用鑲嵌結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)如圖4.7.2.1.所示：
圖4.7.2.1 型芯
4.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
4.8.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
① 長(zhǎng)度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出8~12mm,以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。
② 形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，以使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。
③ 材料 導(dǎo)柱應(yīng)有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，故采用T8A經(jīng)淬火處理，硬度為50~55HRC；導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra=0.8μm,導(dǎo)向部分Ra為0.8~0.4μm，取0.5μm。
④ 布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣通常為導(dǎo)柱直徑的1~1.5倍）。
⑤ 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6的過(guò)渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用H7/f7間隙配合。
⑥ 具體尺寸（單位：mm）
d(f7)
基 本 尺 寸
極 限 偏 差
定 模 導(dǎo) 柱
16
-0.018
-0.025
動(dòng) 模 導(dǎo) 柱
16
-0.018
-0.025
⑦ 導(dǎo)柱總長(zhǎng) 定模導(dǎo)柱為70mm，動(dòng)模導(dǎo)柱為55mm。
4.8.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
① 材料：T8A 熱處理：硬度HRC50~55，應(yīng)低于導(dǎo)柱。
② 配合精度：Ⅰ型導(dǎo)套用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉?
③ 具體尺寸（單位：mm）
d(H7)
基 本 尺 寸
極 限 偏 差
定 模 導(dǎo) 套
16
+0.018
0
動(dòng) 模 導(dǎo) 套
16
+0.018
0
第五章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本模具中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均法計(jì)算。查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》知：PP的收縮率為1.0%-2.5%，故平均收縮率為Scp=(1.0+2.5)/2=1.75%,考慮到模具制造的現(xiàn)有條件，模具公差去δ=△/3。
5.1 型腔和型芯工作尺寸計(jì)算
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》189頁(yè)表4.4-5按平均收縮率計(jì)算模具成型零件工作尺寸的公式表
型腔徑向尺寸
Dm＝【(1+Scp)d-x)】=17.12 （x＝0.75）
型芯徑向尺寸
dm＝【(1+Scp)D-x)】＝14.08 （x＝0.75）
型腔深度尺寸
Hm＝【(1+Scp)h-x)】=16.14 （x＝0.6）
型芯高度尺寸
hm＝【(1+Scp)H+x)】＝7.5 （x＝0.6）
中心距
Lm＝【(1+Scp)L)】
型腔內(nèi)凸臺(tái)或孔的中心線(xiàn)至側(cè)壁距離
Lm＝【(1+Scp)L)】
型芯上凸臺(tái)或孔的中心線(xiàn)至側(cè)壁距離
Lm＝【(1+Scp)L)】
5.2 型腔側(cè)壁厚度和底版厚度計(jì)算
在塑料制品的成型過(guò)程中，塑料熔體在型腔中產(chǎn)生很高的壓力，使型腔發(fā)生變形甚至破裂。型腔的變形，不但影響塑件的尺寸精度，還可能使拼合處產(chǎn)生間隙，形成溢料飛邊。變形過(guò)大，甚至?xí)绊懰芗捻樌撃?。為了保證模具的強(qiáng)度、剛度，應(yīng)根據(jù)模具零件的結(jié)構(gòu)和工作時(shí)的受力狀況進(jìn)行必要的強(qiáng)度、剛度計(jì)算。對(duì)大型模具，應(yīng)以剛度計(jì)算為主，對(duì)小型模具，以強(qiáng)度計(jì)算為主。
5.2.1 壁厚的計(jì)算
查《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》和《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》156頁(yè)
按剛度條件計(jì)算
p-------型腔內(nèi)塑料熔體壓力，取p =60MPa
h1-----型腔側(cè)壁高度 H1=16mm
E------型腔材料彈性模量
中碳鋼E＝2.1×100000MPa
[δ] 按《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》表4.4-13算
（w＝r）
經(jīng)計(jì)算得：S≥12.99mm
取S＝13mm
5.2.2 型腔底板厚度計(jì)算
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》157頁(yè)
按強(qiáng)度計(jì)算
取P＝60MPa r＝8.5mm
[δ]------模具強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力，一般中碳鋼[δ]＝160MPa
計(jì)算得：h＝4.53mm
5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的分析
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：
(1) 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大
(2) 冷卻水道離模具型腔表面的距離
(3) 水道出入口的布置a)澆口處加強(qiáng)冷卻和b)冷卻水道的出入口溫差應(yīng)盡量小。
(4) 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮方向設(shè)置
(5) 冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)暢通無(wú)阻。
(6) 水管接頭的部位要設(shè)置在不影響操作的方向。
(7) 冷卻水道的布置應(yīng)避開(kāi)塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位
(8) 考慮水的密封防漏措施。
型腔表面的溫度與水道孔徑、孔間距、孔至型腔表面的距離和冷卻水的溫度等因素有關(guān)。為了保證冷卻系統(tǒng)具有足夠的冷卻能力，為保證冷卻的均勻性，在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡量多，孔徑盡量大，如圖10所示，圖5.3.1（A）型腔表面溫度較均勻，制品內(nèi)應(yīng)力小，變形小、精度高。圖5.3.1（B）型腔表面溫度差較大，冷卻不均勻。為保證傳熱效果，水道中水應(yīng)處于絮流狀態(tài)，一定的孔徑應(yīng)有一定的流量與之想對(duì)應(yīng)。
圖5.3.1（A）冷卻水道布置方式
圖5.3.1（B）冷卻水道布置方式
根據(jù)中間板的厚度和型腔尺寸，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦值，在中間板中開(kāi)設(shè)2條直轉(zhuǎn)通式冷卻水道，直徑為10㎜。由于型芯是采用鑲拼組合，而且不規(guī)則，又有頂桿，故在型芯中不能開(kāi)設(shè)冷卻水道。又由于本塑件比較薄，只在型腔中開(kāi)設(shè)冷卻水道是可行的，為了單位時(shí)間內(nèi)帶走更多的熱量，同時(shí)平衡型芯處較熱的情況，要提高冷卻液的壓力，即單位時(shí)間的流量。
冷卻水道和外界的連接采用標(biāo)準(zhǔn)件水嘴連接。
5.3.1 冷卻水孔至型腔表面距離相等
為使塑件均勻冷卻，當(dāng)塑件的壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離最好相等，分布盡量與型腔輪廓相吻合，如圖5.3.1.1（A）所示。當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，厚壁處應(yīng)加強(qiáng)冷卻，如圖5.3.1.1（B）所示。冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng)，一般可為10—15mm，過(guò)大會(huì)影響冷卻效果，過(guò)小會(huì)導(dǎo)致模腔表面溫差增大。冷卻水孔間距離不宜太大或太小，一般在（1.7—3）之間。
圖5.3.1.1（A）冷卻水道布置方式
圖5.3.1.1（B）冷卻水道布置
5.3.2 澆口處加強(qiáng)冷卻
當(dāng)塑件熔體剛充滿(mǎn)模腔時(shí)，澆口附近溫度最高，離澆口越遠(yuǎn)處，溫度越低，為保證冷卻均勻，對(duì)澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。進(jìn)水口設(shè)置在靠近澆口處，出水口設(shè)置在遠(yuǎn)離澆口處。
5.3.3 降低進(jìn)出口的溫差
為使整個(gè)塑件冷卻均勻一致，提高塑件質(zhì)量，當(dāng)模腔各處溫度要求較均勻時(shí)，則必須盡量降低冷卻水進(jìn)出口的溫差，一般情況下冷卻水進(jìn)出口的溫差應(yīng)在5攝氏度以下，精密塑件應(yīng)控制在2攝氏度左右。一般可通過(guò)并聯(lián)水道或改變水孔的排列方式來(lái)降低進(jìn)出是水口的溫差。如圖5.3.3.1（A）所示形式水孔過(guò)長(zhǎng)，進(jìn)出口水的溫差較大，圖5.3.3.1（B）所示形式進(jìn)出水口的溫差則較小，冷卻效果好。
圖5.3.3.1（A）冷卻水道方式
圖5.3.3.1（B）冷卻水道方式
① 冷卻水孔避開(kāi)熔接縫
冷卻水孔不宜設(shè)在靠近熔接縫處，以免影響熔接牢固。
② 便于加工清理
冷卻水通道要易于加工，便于清理，水孔不宜過(guò)小，一般為6—12mm。
③ 密封可靠
當(dāng)冷卻水道設(shè)在模具零件的結(jié)合面上或穿過(guò)模具零件的結(jié)合面時(shí)，應(yīng)密封可靠，不能在結(jié)合面上產(chǎn)生泄露現(xiàn)象。另外進(jìn)出口處、堵頭也應(yīng)有很好的密封。
本塑件在注射成型時(shí)不要求有太高的模溫，因而在模具上不設(shè)加熱系統(tǒng)。
5.4 模具閉合高度的確定
根據(jù)支撐與固定零件的設(shè)計(jì)中提供的數(shù)據(jù)，確定模具的閉合高度為
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7
= 20+15+25+25+25+50+20=180 mm
第六章 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
模具開(kāi)模后為了便于取出制件，要求有足夠的開(kāi)模距離，而注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行注射機(jī)開(kāi)模行程的校核。對(duì)于帶有不同形式的鎖模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開(kāi)模行程有的與模具厚度有關(guān)，有的則與模具厚度無(wú)關(guān)。
6.1 注射機(jī)最大開(kāi)模行程與模具厚度無(wú)關(guān)時(shí)的校核
對(duì)于具有液壓—機(jī)械式合模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)，其最大開(kāi)模行程系由肘桿機(jī)構(gòu)和合模液壓缸的沖程決定，不受模具厚度的影響，模厚變化時(shí)可由注射機(jī)模厚調(diào)節(jié)裝置調(diào)整，使注射機(jī)動(dòng)定模板之間的距離與實(shí)際模厚相適應(yīng)。故校核時(shí)只需使注射機(jī)最大開(kāi)模行程大于模具所需的開(kāi)模距離，即
S最大≥S
式中S最大---------注射機(jī)最大開(kāi)模行程，mm
S-----------------模具所需要開(kāi)模距離，mm
6.2 注射機(jī)最大開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)時(shí)的校核
對(duì)具有側(cè)向抽芯時(shí)的最大開(kāi)模行程，當(dāng)模具需要利用開(kāi)模動(dòng)作完成側(cè)向抽芯時(shí)，開(kāi)模行程的校核應(yīng)考慮側(cè)向抽芯所需的開(kāi)模行程。
若設(shè)完成側(cè)向抽芯所需的開(kāi)模行程為Hc ，當(dāng)Hc≤H1 + H2時(shí)，Hc對(duì)開(kāi)模行程沒(méi)有影響，用smax =sk- Hm≥H1 + H2 +α+(5~10)mm公式進(jìn)行校核。
當(dāng)Hc≥H1 + H2時(shí)，可用Hc代替前述校核公式中的H1 + H2進(jìn)行校核。
式中Sk---------------注射機(jī)與固定模板之間的最大開(kāi)距, mm
Hm--------------模具厚度, mm
本模具的外形尺寸為160mm×200 mm×180 mm。XS-ZS-22型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為250 mm×280 mm，故能滿(mǎn)足模具的安裝要求。
由上述的計(jì)算模具的閉合高度H=180 mm，XS-ZS-22型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為60mm，最大厚度為180 mm，即能滿(mǎn)足Hmin ≤H ≤ Hmax 安裝要求。
XS-ZS-22型注射機(jī)的最大開(kāi)模行程S=160mm，滿(mǎn)足出件要求為：
S≥H 1+H2+α+（5～10）
=17 mm+16 mm+（5～10） mm
=（38~43） mm
H1---制品的推出距離 H2-----制品的總高度
可見(jiàn)，注射機(jī)的開(kāi)模行程足夠。
6.3 注射量校核
模具型腔能否充滿(mǎn)與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需溶體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其允許最大注射量（額定注射量）的80%：
m1—單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積
m2—澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積
m—注射機(jī)最大注射量
nm1 + m2≤80%m
m1= 1.68mL m2=2.92mL
nm1+m2 = 6.72+ 2.92＝9.64（mL）
m=22(mL)
22×80%=17.6mL
可見(jiàn)，注射機(jī)最大注射量足夠
6.4 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核
Hmin< H < Hmax
Hmin—注射機(jī)允許的最小模厚
Hmax—注射機(jī)允許的最大模厚
H—閉合高度
Hmin =60mm < H=180mm < Hmax =180mm符合要求。
6.5 注射壓力的校核
塑料制件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、塑件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸和澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。對(duì)黏度大的塑料，壁薄、流程長(zhǎng)的塑件，注射壓力需大些。柱塞式注射機(jī)壓力損失較螺桿式大，注射壓力也需大些。
成型所需的注射壓力P=60MPA
XS-ZS-22注射機(jī)額定注射壓力75MPA
PE≥PZ 注射機(jī)壓力足夠。
6.6 鎖模力的校核
注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)必需滿(mǎn)足下面關(guān)系：
nＡ1+Ａ2<Ａ
Ａ=4×53.38+102.35=315.87㎜2<90cm2
式中Ａ－注射機(jī)允許使用的最大成型面積（㎜2）；
Ａ1－單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（㎜2）；
Ａ2－澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（㎜2）
為了可靠地鎖模，不使成型過(guò)程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：
(nＡ1+Ａ2)P
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