塑料衣架的注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、 目錄前言.1第一章 塑料衣架產(chǎn)品圖樣.31.1 產(chǎn)品 3D 圖 .31.2 產(chǎn)品的尺寸.4第二章 塑料衣架產(chǎn)品分析.52.1 材料的選擇.52.2 材料的性能參數(shù).52.3 工藝參數(shù).62.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分析.62.5 脫模斜度的確定.72.6 塑料工件的結(jié)構(gòu)工藝性.72.7 影響成型的主要因素.82.7.1 注射壓力.82.7.2 注射溫度.92.7.3 注射速度.9第三章 注塑機(jī)的選擇規(guī)格.103.1 產(chǎn)品的參數(shù).103.2 注塑機(jī)的選擇.11第四章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核.134.1 最大注射量的校核.134.2 鎖模力的校核.134.3 注射壓力的校核.15第五章 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇.

2、155.1 模架的組合形式確定.155.2 型腔壁厚的確定.15 5.3 型腔與型芯的工作尺寸計(jì)算.175.4 型腔模板周界的確定.195.5 模板的厚度確定.205.6 模具閉合高度部分.205.7 模具安裝部分的校核.205.8 開(kāi)模行程的校核.20第六章 模架各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).226.1 模架的類型.226.2 分型面的選擇.226.2.1 分型面選擇：.226.2.2 分型面的選擇原則.236.3 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).236.3.1 主流道的設(shè)計(jì)：.246.3.2 分流道的設(shè)計(jì).256.3.4 澆口的設(shè)計(jì).276.4 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì).296.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).306.5.1 脫模機(jī)構(gòu).

3、306.5.2 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).316.5.3 拉料桿的設(shè)計(jì).326.6 冷卻方式與裝置的選擇.32第七章 模架及其它結(jié)構(gòu)零件.357.1 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架.357.2 支撐零部件的設(shè)計(jì).357.2.1 墊塊.367.2.2 動(dòng)定模底板.377.3 合模導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì).377.3.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu).37 7.3.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).387.4 推板 推桿固定板.39結(jié)論.41致謝.42參考文獻(xiàn).43 1 前言前言由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點(diǎn)，近年來(lái)它在各領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。作為塑料制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè) 塑料模具的設(shè)計(jì)與制造也得到了空前的發(fā)展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注射模具，由于

4、它成型效率高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，得到迅速的發(fā)展，在我國(guó)其發(fā)展速度之快，需求量之大是前所未有的。同時(shí)其技術(shù)水平也得到了迅速的發(fā)展和提高，新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層出不窮，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念不斷更新，并逐步縮小和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的距離5。由于塑料模具行業(yè)的發(fā)展日新月異，塑料模具行業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)制造業(yè)有著重要的影響。所以模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，模具的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志5。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國(guó)今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)， “小而?！?、 “小而

5、精” 仍舊是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，為了滿足用戶對(duì)模具制造的“交貨期短”、 “精度高”、 “質(zhì)量好”、 “價(jià)格低”的要求。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家許多5。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。（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此

6、，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。（3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)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 2發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣5。Pro/E 軟件的介紹Pro/E 是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司推出的一套 CAD/CAE/CAM 參數(shù)化軟件系統(tǒng)，它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三

7、維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程圖的輸出、數(shù)控加工編程12。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其功能也越來(lái)越完善，Pro/E 目前共有 80 多個(gè)模塊，為用戶和設(shè)計(jì)人員提供了豐富而實(shí)用的實(shí)體造型和裝配功能，通過(guò)可視化的三維設(shè)計(jì)，保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性、高效性。從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。Pro/E 軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)可使 CAD 系統(tǒng)不僅具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。Pro/E 軟件使用單一數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程所做的任何修改都會(huì)自動(dòng)調(diào)整到整個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，從而做到了所謂全相關(guān)，這對(duì)設(shè)計(jì)復(fù)雜的裝備尤為重要。在模具設(shè)計(jì)方面，Pro/E 有專門面向塑料模設(shè)計(jì)模塊，通過(guò)利用其方便快捷的標(biāo)準(zhǔn)模

8、架庫(kù)外掛，使得模具設(shè)計(jì)中的一些繁瑣工作變得尤為簡(jiǎn)單，因此做到了零件的自動(dòng)裝配和數(shù)據(jù)的任意修改，直到得出滿意的方案12。所以 Pro/E 是模具設(shè)計(jì)的首選軟件。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是塑料衣架注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。通過(guò)對(duì)塑件材料、質(zhì)量、體積的分析與計(jì)算，合理選用注塑機(jī)，并對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了校核，設(shè)計(jì)出一副合理，經(jīng)濟(jì)，適用的塑料注塑模具，并通過(guò) Pro/E 軟件的塑料模設(shè)計(jì)模塊畫出塑料衣架模具結(jié)構(gòu)的三維視圖12。重點(diǎn)解決的問(wèn)題（1）分析塑件結(jié)構(gòu)及其技術(shù)要求；（2）了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格；（3）了解塑料的加工性能和工藝性能，主要了解一下幾點(diǎn)；（4）考慮模具的結(jié)構(gòu)與制造的問(wèn)題；（5）正確選擇分型面和進(jìn)料點(diǎn)及型腔

9、的布置； 3（6）采用何種脫模機(jī)構(gòu)和抽芯或分型機(jī)構(gòu)，將塑件取出模外；第一章第一章 塑料衣架產(chǎn)品圖樣塑料衣架產(chǎn)品圖樣1.1 產(chǎn)品產(chǎn)品 3D 圖圖圖 1-1 塑料衣架 3D 圖產(chǎn)品的材料選擇塑料 PP,選擇該材料作為產(chǎn)品的生產(chǎn)原料，是由于其相對(duì)于其他塑料具有良好的使用性能，其相對(duì)密度小，強(qiáng)度、剛性、耐熱性能均優(yōu)于低壓聚乙烯，且耐腐蝕性、耐疲勞性、高頻絕緣性好。經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后，強(qiáng)度接近工程塑料1。其使用主要適用于注射制品、汽車配件、殼體、日用品、打包帶、編織袋、雙向拉伸膜（煙膜、黏膠帶基膜等） 、電容器膜、上水管材、地?zé)峁?、片材?（吸塑成保證盒、一次性水杯等）及中空瓶等。 41.2 產(chǎn)品的尺寸產(chǎn)

10、品的尺寸圖 1-2圖 1-3圖 1-4上圖為塑料衣架衣架尺寸圖 5第二章第二章 塑料衣架產(chǎn)品分析塑料衣架產(chǎn)品分析2.1 材料的選擇材料的選擇本設(shè)計(jì)選用 PP 塑料成型，PP 是一種具有優(yōu)良綜合性能的工程材料，它物料性能密度小，強(qiáng)度剛度，硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆，不耐磨易老化， 適于制作一般機(jī)械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件1。其抗拉強(qiáng)度可達(dá) 37Mpa。粘度較低，流動(dòng)性好。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是耐氣候性，其使用溫度范圍 100左右。PP 的線膨脹系數(shù)為 6-10，線膨脹系數(shù)較小，具有良好的尺寸穩(wěn)定性，且抗蠕變性好；拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、硬度值都較高

11、；能耐水、無(wú)機(jī)酸、堿等。但耐候性差，易發(fā)生光氧化老化和熱氧化老化，為了提高耐候性，可分別通過(guò)改性和添加抗氧劑予以克服。綜上所述，由于 PP 具有良好的耐酸堿性、較強(qiáng)力學(xué)性能、使用溫度范圍較高，因此更加適合做衣架的成型材料。2.2 材料的性能參數(shù)材料的性能參數(shù)PP 是目前較常用的塑料材料，它是一種半結(jié)晶性材料1。介電強(qiáng)度 24kV/mm介電常數(shù) 2.2（百萬(wàn)赫茲）耐電弧 185/s相對(duì)密度 0.90-0.91g/cm3吸水率 0.01-0.03%/24h收縮率在 1.0-3.0%熔點(diǎn)（170-176） 。C熱變形溫度為 102。C（1.85MPa）拉伸強(qiáng)度：37MP彈性模量：896 MP彎曲強(qiáng)度

12、：67.5MPa沖擊強(qiáng)度：3.5-4.8MPa 6硬度：R95-105 PP（聚丙烯丙烯少量乙烯共聚物）具有耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好、易成型加工各等特點(diǎn)1。鑒別：外觀似 PE 乳白色，但比 PE 硬，膜透明好，揉搓有聲。 火焰：上端黃色，底部藍(lán)色，有少量黑煙。燃燒狀態(tài)：熔融落滴，易燃燒。燃燒氣味：石油性氣味。2.3 工藝參數(shù)工藝參數(shù)干燥處理：吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥7。模具溫度：4080 噴嘴溫度：150170 前段溫度：220200 中段溫度：200180 后段溫度：180160 注射溫度：200260 注射壓力：68.7117.7MP

13、a塑化形式：螺桿式噴嘴形式：直通式注射時(shí)間：35s保壓時(shí)間：2030s冷卻時(shí)間：3040s成型周期：6075s成型收縮率：1.02.0%2.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分析（1）產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析：本產(chǎn)品是生活當(dāng)中經(jīng)常用到的衣架，該制品要求有高的耐氣候性以及優(yōu)良的集合穩(wěn)定性，這就要求材料具有良好的強(qiáng)度，材料均勻。 7（2）表面質(zhì)量分析：產(chǎn)品尺寸精度為0.1mm9，外觀較光滑，粗糙度可取 Ra=1.6m9，且無(wú)飛邊、缺陷、毛刺、斑點(diǎn)及熔接痕。2.5 脫模斜度的確定脫模斜度的確定塑件截面比較簡(jiǎn)單，且高度在 25mm 以下時(shí)可以不考慮脫模斜度6。本產(chǎn)品的衣架的實(shí)際尺寸高度為 220mm，遠(yuǎn)大于

14、25mm，因此必須采用脫模斜度，根據(jù)常用塑料脫模斜度數(shù)據(jù)表可查的，PP 型芯的脫模斜度為 2550，型腔的脫模斜度為 301，故選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為 30。此外若塑料衣架有孔存在的情況下，不僅要考慮塑料脫模斜度，還要采用側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。表 2-1 常用塑料脫模斜度表脫模斜度塑料名稱型芯型腔ABS35140120PS30135130PC3050351PP2550301PE20452545POM30135130PA20402540HPVC50145502SPVC2550301CP204525452.6 塑料工件的結(jié)構(gòu)工藝性塑料工件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）塑件公差等級(jí)的選用與塑料

15、的品種有關(guān)：模具塑件尺寸公差的代號(hào)為 8MT，公差等級(jí)分為 7 級(jí),每一級(jí)又可分為 A、B 兩部分，其中 A 為不受模具活動(dòng)部分影響尺寸的公差，B 為受模具活動(dòng)部分影響尺寸的公差。塑件尺寸精度的確定應(yīng)合理選擇，盡可能選用低精度等級(jí)。查常用材料模塑件公差等級(jí)9表可知材料為 PP 時(shí)，選取一般精度等級(jí)為 MT3，未注公差尺寸的公差等級(jí)為MT5，故選用產(chǎn)品的公差等級(jí)為 MT5. （2）塑件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低 12 級(jí)，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般為 3.20.2m，在模具使用中，由

16、于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。透明制件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；而不透明制件則根據(jù)使用情況而定，非配合表面和隱藏面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求外，一般型腔的表面粗糙度要低于型芯的表面粗糙度9。PP 塑料表面粗糙度的取值范圍為 0.1m1.6m。在本設(shè)計(jì)中表面粗糙度采用 1.6m。2.7 影響成型的主要因素影響成型的主要因素2.7.1 注射壓力（1）合模力：合模力的調(diào)整將直接影響制品的表面質(zhì)量和尺寸精度，合模力不足會(huì)導(dǎo)致模具開(kāi)縫，發(fā)生溢料；合模力太大會(huì)使模具變形，制品不合要求，能量消耗也高。 （2）注射壓力：太高時(shí)，塑料在高壓下，強(qiáng)迫冷凝，易產(chǎn)生內(nèi)

17、應(yīng)力，有利于提高塑料的流動(dòng)性，易產(chǎn)生溢料、溢邊，對(duì)模腔殘余壓力大，塑料易粘模，脫模困難塑件變形，但不產(chǎn)生氣泡等：太低時(shí)，塑料的流動(dòng)性下降，成型不足，產(chǎn)生熔接痕，不利于氣體從熔料中溢出，易產(chǎn)生氣泡，冷卻中補(bǔ)縮差，產(chǎn)生凹痕和波紋等4。 （3）保壓壓力：壓力較高時(shí)，往往會(huì)使制品的收縮率減小，制品表面光潔、密度增加、熔接痕強(qiáng)度提高、制品尺寸穩(wěn)定。 （4）背壓：過(guò)高，塑化時(shí)間長(zhǎng)，熔料易分解變色，產(chǎn)生氣泡、斑紋、黑點(diǎn)等；過(guò)低，料筒前端熔料中氣體受溫度提高，熔料局部受熱過(guò)高，分解產(chǎn)生黑 9點(diǎn)、斑紋和氣泡等4。2.7.2 注射溫度（1）熔料溫度與模腔內(nèi)塑料的填充狀態(tài)及冷卻時(shí)間等有密切關(guān)系，成型收縮則表現(xiàn)為這些

18、因素的綜合結(jié)果，在遇到具體情況時(shí)，根據(jù)分析所采用的材料的收縮率與注射溫度的關(guān)系綜合確定7。（2）熔料溫度偏高，易分解，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；熔體的表現(xiàn)粘度下降，流動(dòng)性好對(duì)于溫度敏感的塑料尤其是這樣，充模容易，易溢料、溢邊：收縮率加大，易產(chǎn)生凹陷；此外結(jié)晶度下降；取向程度下降等。（3）熔料溫度偏低，不易分解，表現(xiàn)粘度大，流動(dòng)性差，充模困難，易產(chǎn)生澆不足、熔接痕、冷塊或僵塊等。（4）熔料溫度不均，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，如在實(shí)際模腔中，個(gè)點(diǎn)的溫度是不均勻的 ，熔體的流動(dòng)屬于非等溫流動(dòng)。噴嘴溫度太高，塑料易發(fā)生分解反映等；溫度太低，噴嘴易堵塞，易產(chǎn)生冷塊或僵塊等。料桶溫度要大于塑料的流動(dòng)溫度，小于塑料的分解溫度。2.

19、7.3 注射速度（1）閉模鎖模時(shí)間太長(zhǎng)，則模具溫度過(guò)低，熔料在料筒中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；太模具溫度相對(duì)較高。 （2）注射時(shí)間、充模速度、剪切速率：注射時(shí)間縮短、沖模速度提高：取向下降。剪切速率增加，絕大多數(shù)塑料的表現(xiàn)粘度均下降。 （3）保壓時(shí)間短塑件不緊密，易產(chǎn)生凹痕，塑件尺寸不穩(wěn)定等。保壓時(shí)間長(zhǎng)，加大塑件的內(nèi)應(yīng)力，易產(chǎn)生變形、開(kāi)裂，脫模困難。 （4）冷卻時(shí)間長(zhǎng)，脫模困難，易變形，結(jié)晶度高等。冷卻時(shí)間短，易產(chǎn)生變形，冷卻不足等。 （5）螺桿轉(zhuǎn)速快，剪切熱加大，塑化時(shí)間短等。螺桿轉(zhuǎn)速慢，剪切熱剪小，塑化時(shí)間增長(zhǎng)等7。 （6）開(kāi)模速度快，則成型周期短，但過(guò)快，容易引起塑件表面與型腔之間的摩擦加大，造成劃

20、傷。 10（7）頂出速度過(guò)大，則塑件容易產(chǎn)生變形。 11第三章第三章 注塑機(jī)的選擇規(guī)格注塑機(jī)的選擇規(guī)格3.1 產(chǎn)品的參數(shù)產(chǎn)品的參數(shù)產(chǎn)品的參數(shù)是在 Pro/E 軟件計(jì)算得來(lái)的12圖 3-1 塑料衣架體積圖上圖由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得塑料衣架的體積 V=（1.292.72）9mm =3.519=8.11104 mm塑料衣架的密度 P=0.90g/cm3故塑料衣架的質(zhì)量為m=PV=81.10.90=72.99g 12圖 3-2 澆口道冷凝料體積圖上圖由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得12 澆注系統(tǒng)中的主流道，分流道，澆口，冷料井的初步估計(jì)體積 VV 澆=（8.462.72）3=1.2177

21、104 mm其密度為 P=0.90g/cm3故澆注系統(tǒng)中的塑料的質(zhì)量為m=PV=12.180.90=10.96g3.2 注塑機(jī)的選擇注塑機(jī)的選擇 塑料衣架模具注射機(jī)的選擇4 由于塑料衣架的尺寸較大，故采用一模兩腔，塑料衣架的注塑體積為8.11104 mm，澆注系統(tǒng)的塑料冷凝料的體積為 1.2177104 mm。由公式 V 塑0.8V 注，即成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和。小于或等于注射機(jī)最大注射容量。 故 V 塑=V+V 澆=281.1+12.18=174.38cm 又 V 塑0.8V 注，所以 V 注1.25V 塑=1.25174.38=217.975 cm 13表 3-1 常用塑料注射成型機(jī)主

22、要技術(shù)參數(shù)注射機(jī)型號(hào)SYS-10SYS-30XS-Z-30XS-Z-60XS-ZY-125XS-ZY-250XS-ZY-350XY-ZY-500理論注射量 cm10303060125250350500選用模內(nèi)壓力MPa33.3382838.5283639.435最大注射面積cm245130901303205006451000鎖模力KN150500250500900180025403500最大模具厚度mm180200180200300350406450最小模具厚度mm100756070200200195300模板行程mm120180160180300350260500拉桿空間（長(zhǎng)寬）214190

23、300235300190290260 373295 368290 440540定位孔直徑mm55556455100125125180噴嘴球半徑mm1212121212181818噴嘴孔徑mm2.53244445孔徑mm30505028407527.5頂出 孔距mm170230280經(jīng)查表可初選注射成型機(jī)的規(guī)格為 XS-ZY-500 螺桿式注射機(jī)。 14第四章第四章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核4.1 最大注射量的校核最大注射量的校核根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其公式按下式校核： V 塑0.8V 注=0.8500=400 cm式中：V 注注射機(jī)最

24、大注射容量，cm V 塑成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和，cm 0.8最大注射容量的利用系數(shù)。 由上可知經(jīng)估算計(jì)算后得到的成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和為 217.975 cm小于 400 cm，故合格。4.2 鎖模力的校核鎖模力的校核 型腔的壓力計(jì)算，由 2.3 可知 PP 的注射壓力為 68.7117.7MPa，但一般熔料經(jīng)噴嘴注入模具型腔時(shí)的注射壓力 P 型6（由于壓力的損失和截面積的增大） ，只有注射機(jī)最大注射壓力的 0.250.5，取 P 注=93.2MPa，R=0.4。 故 P 型=RP 注=93.20.4=37.28 MPa 分型面上即動(dòng)模板上所受到的因注射而承受的壓力 P 型為 F 型=

25、P 型S，但是實(shí)際分型面上所受到的壓力應(yīng)小于注射機(jī)上的額定鎖模力 F 鎖，否則會(huì)因鎖模力量不夠而產(chǎn)生溢料或強(qiáng)制開(kāi)?，F(xiàn)象，即 F 型F 鎖 F 型=P 型S （S塑件總投影面積，m2） S=2S1+S2 （S1 為塑料衣架的投影面積，S2 為冷凝料投影面積） （1）塑料衣架的投影面積為 15圖 4-1 塑料衣架最大投影面積圖 由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得 S1=0.5360220=39960mm2（2）冷凝料的投影面積為 圖 4-2 澆口道冷凝料最大投影面積圖由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得 S2=1040+253.14=478.5 mm2 由以上各種數(shù)據(jù)可知 S=2S1+S1 =239

26、960+478.5=80398.5 mm2綜上所述 F 型=P 型S=80398.537.281000=2997.26KN又因?yàn)?2997.263500，即 F 型F 鎖，故合格。 164.3 注射壓力的校核注射壓力的校核 常用塑料推薦選用型腔內(nèi)熔體平均壓力 p=35Mpa，注射機(jī)的注射壓力為145Mpa，即注射壓力型腔成型壓力6，所以注射壓力滿足要求。第五章第五章 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇5.1 模架的組合形式確定模架的組合形式確定 塑料衣架采用直 B 型整體式模架2，即動(dòng)模為一模板的結(jié)構(gòu)形式13。 如下圖所示圖5-1 直 B 型5.2 型腔壁厚的確定型腔壁厚的確定 在塑料注射模的注射過(guò)

27、程中，型腔從合模到注射保壓過(guò)程中將受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度11。有以下幾種情況：（1）合模時(shí)的壓應(yīng)力；（2）注射過(guò)程中塑料流動(dòng)的注射壓力；（3）澆口封閉前一瞬間的保壓壓力；（4）開(kāi)模時(shí)的拉應(yīng)力。但型腔所承受的力主要是注射壓力和保壓壓力，并在注射的過(guò)程中總在變化。在這些壓力的作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生彈性形變，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料飛邊。當(dāng)塑料冷 17卻收縮時(shí)，隨著壓力的下降，型腔會(huì)產(chǎn)生彈性回復(fù)，當(dāng)型腔的彈性變形恢復(fù)量大于塑件厚度的收縮量時(shí)，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至使塑件留在型腔中。如果型腔的強(qiáng)度不足時(shí)，會(huì)

28、產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴(yán)重的會(huì)使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)要首先考慮使型腔的壁厚和底板的厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過(guò)程中不產(chǎn)生超過(guò)規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔的壁厚和底板的厚度的計(jì)算和選擇是十分重要的。在確定型腔壁厚和底板厚度時(shí)，應(yīng)分別從強(qiáng)度和剛度兩方面計(jì)算10，相互校驗(yàn)后取其大值。在進(jìn)行型腔剛度和強(qiáng)度的計(jì)算時(shí)，需注意以下重要技術(shù)參數(shù)。（1）型腔內(nèi)壁的單位平均壓力 P（2）不產(chǎn)生溢料值，即不超過(guò)型腔的許用變形量 型腔的變形量應(yīng)不使其產(chǎn)生溢料現(xiàn)象； 型腔的變形量應(yīng)小于塑件壁厚的收縮量。表 5-1 型腔許用變形量的值表黏度特性塑料品種舉例許用變形量低黏度

29、PE PP PA0.0250.04中黏度PS ABS PMMA0.05高黏度PC PSF PPO0.060.08 （3）型腔所選用的鋼材的許用應(yīng)力，未經(jīng)淬硬的鋼材的許用應(yīng)力取78.498MPa，對(duì)淬硬到 HRc4558 的鋼材的許用應(yīng)力取 137.2156.8MPa。計(jì)算型腔有四種規(guī)格分別是組合式圓形型腔、整體式圓形型腔、組合式矩形型腔、整體式矩形型腔。根據(jù)產(chǎn)品的形狀與尺寸選取整體式圓形型腔作為計(jì)算型腔壁厚的依據(jù)。整體式圓形型腔因受底板約束，在熔體壓力的作用下，沿側(cè)壁高度不同點(diǎn)的變形情況不同，距離底部越遠(yuǎn)變形越大。（1）整體式圓形型腔厚度的計(jì)算10側(cè)壁剛度計(jì)算公式：S=1.15Ph4/E1/3

30、 =1.1535104/2100000.031/3 =1.153.82 18 =4.39 mm 側(cè)壁強(qiáng)度計(jì)算公式：S=r(/ -2P) -1 =5147/(147-250) -1 =50.77 =3.85 mm（2）整體式圓形底板厚度計(jì)算 底板剛度計(jì)算公式：Hs=0.56（Pr4/E）1/3 =0.56（35625/2100000.03）1/3 =0.561.51 =0.85 mm 底板強(qiáng)度計(jì)算公式：Hs=0.87(Pr2/) =0.87(3525/147) =0.872.44 =2.12 mm式中：S圓形型腔側(cè)壁厚度，mm； h型腔的有效高度，mm； P型腔的壓力，MPa； E模具材料的彈性

31、模量，MPa； r型腔的半徑，可取制件的半徑，mm； 模具材料廠的許用應(yīng)力，MPa； 剛度條件，型腔自由端所允許的徑向形變量 mm。5.3 型腔與型芯的工作尺寸計(jì)算型腔與型芯的工作尺寸計(jì)算 制品的工作尺寸是指成型零部件上直接決定制件形狀的有關(guān)尺寸11，主要包括：凹模（型腔）、凸模（型芯）的徑向尺寸（含長(zhǎng)、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距的尺寸等。為了保證制件的質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)制件的尺寸與精度等級(jí)確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。 19成型零件工作尺寸的計(jì)算方法很多，本設(shè)計(jì)只采用以塑料平均收縮率來(lái)計(jì)算。查參考書塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)可知常用熱塑性塑料的主要技術(shù)指標(biāo)得PP 的收縮率為 Sq

32、1.0 3.0，故平均收縮率1為 Scp=2.0，模具的制造公差取 Z/3。表 5-2 衣架型芯工作尺寸計(jì)算類別尺寸類型塑件尺寸計(jì)算公式型芯工作尺寸0.38012.5R+00.1312.85R-1.120209.2R+00.37211.19R-0.44023.9R+00.1524.36R-0.44016.3R+00.1516.72R-1.300252.7R+00.43255.06R-0.38010.0R+00.1110.34R-0.3807.6f+00.137.93f-徑向尺寸0.3606.4f+03143cpssmSlll00.126.71f-0.3201.2+00.111.51-型 芯 的

33、 計(jì) 算高度尺寸0.34010.7+0332CPSSMSHHH00.1110.99-表 5-3 衣架型腔工作尺寸計(jì)算類別尺寸類型塑件尺寸計(jì)算公式型腔工作尺寸00.4420.7R-0.15020.48R+01.12217.4R-0.370217.76R+00.4832.1R-0.16031.92R+00.4824.5R-0.16024.27R+型 腔 的 計(jì) 算徑向尺寸01.2260.9R-3043cpssmSlll0.40261.43R+ 2000.416.5R-0.13016.29R+00.3410.0f-0.1109.77f+00.366.0f-0.1205.76f+00.366.9-0.

34、1206.67+00.388.0-0.1307.759+00.365.0-0.1204.75+高度尺寸00.3812.3-31032CPSSMSHHH0.1103.16+表 5-4 中心距尺寸的計(jì)算類別塑件尺寸計(jì)算公式孔心距工作尺寸360.000.72361.980.47277.000.65178.520.11170.000.49170.940.16124.000.32124.680.11256.800.65256.210.22孔 心 距 的 計(jì) 算7.50.1(1)2ZMCPSLSLd=+7.530.035.4 型腔模板周界的確定型腔模板周界的確定 型腔長(zhǎng)度為 480 mm， 型腔長(zhǎng)度方向到

35、動(dòng)定模板的距離為 40 mm。 型腔寬度為 360 mm， 型腔寬度方向到動(dòng)定模板的距離為 45 mm。故模板周界的長(zhǎng)度為 L=480240=560 mm，模板周界的寬度為N=360245=450 mm。通過(guò)以上有步驟計(jì)算的模板周界6不大可能與標(biāo)準(zhǔn)的尺寸相等，所以必須將計(jì)算的數(shù)據(jù)想標(biāo)準(zhǔn)尺寸接近，一般取向叫大的修整。另外還得考慮到在壁厚位置上應(yīng)該有足夠的位置安裝其他的零部件，如果不夠的話，需要增大尺寸。一般情況下，動(dòng)定模板的尺寸比制件的外形尺寸大 3080 mm，制件外形尺寸也 21大，模板尺寸與制件外形的尺寸的差值也應(yīng)該選的越大。這里根據(jù)制件外形尺寸和型腔排列情況，選取動(dòng)定模腔尺寸為 450

36、mm560 mm，可以確定模板的周界尺寸為 550 mm560 mm。5.5 模板的厚度確定模板的厚度確定 由 5.1 可知選擇直 B 型整體式模架，所以模板厚度是由定模座板，定模板，動(dòng)模板，動(dòng)模底板，墊塊厚度組成，由 4.4 模具閉合高度部分可知整副模架的厚度7為 H=h1ABCh140604012540=305 mm5.6 模具閉合高度部分模具閉合高度部分 模具閉合高度的確定。根據(jù)參考書目實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)查中小型模架尺寸系列表3可得：定模座板 h1 =40mm；定模板 A=60mm；動(dòng)模板 B=40mm；動(dòng)模底板 h1=40mm；墊塊 C=125mm；推桿固定板 =25mm；推板 =32m

37、m。模具閉合高度：H=h1+A+B+C+h1=305mm。5.7 模具安裝部分的校核模具安裝部分的校核模具外型尺寸校核：查中小型模架尺寸系列表2可知該模具外形尺寸為450mm560mm，XS-ZY-500 型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為 700mm850mm，所以能滿足模具安裝要求。模具厚度校核：XS-ZY-500 型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為 300mm，最大厚度為 450mm，模具閉合高度滿足 HminH Hmax 安裝條件。5.8 開(kāi)模行程的校核開(kāi)模行程的校核 設(shè)計(jì)注射模具時(shí)，還應(yīng)考慮注射機(jī)壓板的最大開(kāi)距 S 和塑件脫模時(shí)所要求的開(kāi)模距離 L 是否相符，即塑件脫模時(shí)所要求的開(kāi)模距離 L 應(yīng)

38、小于注射機(jī)壓板的最大開(kāi)距 S7，即 LS。 L= H+S1+S2=305+15+10=330S=500 mm式中：L脫模狀態(tài)時(shí)，模具的展開(kāi)厚度，mm； 22 S1頂板頂出行程，mm； S2塑件高度，mm。由上可知經(jīng)估算計(jì)算后得到的結(jié)論是所設(shè)計(jì)注射模具的開(kāi)模距離 L 小于其最大開(kāi)距 S，故合格。 23第六章第六章 模架各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模架各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.1 模架的類型模架的類型由于熱塑性塑料 PP 適合于注射成型，本設(shè)計(jì)采用單分型面注射模，這種模具是在動(dòng)模板與定模板之間具有一個(gè)分型面。單分型面注塑模的主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，推出機(jī)構(gòu)和拉料桿設(shè)在動(dòng)模上，開(kāi)模后塑件連同流道凝料一

39、起留在動(dòng)模上。制品的成型位置：本設(shè)計(jì)衣架采用兩型腔模具14，如下圖所示。圖 6-1 衣架模腔分布圖6.2 分型面的選擇分型面的選擇6.2.1 分型面選擇：分型面6是動(dòng)、定模的分界面，即打開(kāi)模具取出制件或取出澆注系統(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 24面的開(kāi)設(shè)密切相關(guān)。6.2.2 分型面的選擇原則7：（1）分型面的位置應(yīng)設(shè)在制件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔。（2）分型面的選擇有利于保證制件的尺寸精度。（3）分型面的選擇有利于保證制件的外觀質(zhì)量。（4）分型面的選擇滿足制件的使用要求。（5）分型面的選擇要考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，使模板間距大小合適。

40、（6）分型面的選擇要考慮鎖模力，盡量減小制件在分型面的投影面積。 （7）分型面的選擇要盡可能將制件留在動(dòng)模一側(cè)，易于設(shè)置和制造簡(jiǎn)便易行的脫模機(jī)構(gòu)。 （8）分型面的選擇要考慮側(cè)向抽拔距。 （9）分型面的選擇盡量方便澆注系統(tǒng)的布置。 （10）分型面的選擇要有利于排氣。 （11）分型面的選擇使模具零件易于加工。該衣架設(shè)計(jì)中，注射模具只有一個(gè)分型面，分型面的形狀采用平直分型面，將分型面選在塑件外形最大輪廓處；并使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模一側(cè)，有利于塑件的順利脫模，分型面的選擇保證了塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量，有利于模具的加工，有利于排氣，符合設(shè)計(jì)原則。6.3 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是注

41、射成型模具的一個(gè)重要組成部分，是塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到型腔入口位置的流動(dòng)通道11。主要包括主流道、分流道、冷料口和澆口四個(gè)組成部分。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： （1）重點(diǎn)考慮型腔布局，包括盡可能采用平衡式的布置，以便設(shè)置平衡式分流道；型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 25 （2）熱量及壓力損失小。 （3）均衡進(jìn)料。 （4）塑料耗量較少。 （5）消除冷料。 （6）排氣良好。 （7）防止制件出現(xiàn)缺陷。 （8）制件外形美觀。 （9）生產(chǎn)效率高。 （10）塑料熔體流動(dòng)特性好。6.3.1 主流道的設(shè)計(jì)： 主流道的設(shè)計(jì)原則11：（1）要能保證塑件的質(zhì)量。（2）盡量減小及縮短澆注系

42、統(tǒng)的斷面及長(zhǎng)度。（3）盡可能做到同步填充。 主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注射機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。主流道的形狀為圓錐型，便于塑料熔體的流動(dòng)及流道凝料的拔出。熱塑性塑料成型用的主流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，所以主流道常設(shè)計(jì)成可拆的主流道襯套15。由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開(kāi)在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成錐形，錐度為

43、3，內(nèi)表面的粗糙度為 Ra0.8 微米,孔徑為 0.5 毫米9。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因 PP 的流動(dòng)性較高，故其錐度取 3 度7，過(guò)大會(huì)造成流 26速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為 R0.8um。（2）在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過(guò)多影響注射成形。 （3）為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑為 R2=R1+(12),其小端直徑 D=d+(0.51),凹坑深度取 1

44、1 mm。在此模具中取 R2=11 mm。 （4）由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套14，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長(zhǎng)度 H=30 mm。如下圖所示圖 6-2 主流道尺寸圖6.3.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道和澆口之間的通道，多型模腔具一定要設(shè)置分流道15，大型制件由于使用多澆口進(jìn)料，故需要設(shè)置分流道。 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）分流道要求熔體的流動(dòng)阻力盡可能小。（2）分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡。（3）各型腔要均衡進(jìn)料。 27（4）表面粗糙度要以 Ra0.8um 為佳。（5）當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)

45、，在分流道的末端應(yīng)開(kāi)設(shè)冷料井。（6）分流道的位置可單獨(dú)開(kāi)設(shè)在定?；騽?dòng)模板上，也可同時(shí)開(kāi)在動(dòng)、定模板上。分流道的截面分流道設(shè)計(jì)如下圖14所示 圖 6-3 分澆道的截面示意圖和尺寸此副模具采用圓形的截面形狀，對(duì)于壁厚小于 3,質(zhì)量在 200g 以下的塑件，截面的直徑可采用如下的的經(jīng)驗(yàn)公式：D=0.2654W1/2L1/4=10 mm式中：D分流道的直徑，mm； L分流的長(zhǎng)度，mm； W塑件的質(zhì)量,g；此副模具選分流道的截面直徑為 D=10 mm,由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻11，只有中心部位的塑料的熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 要求比較高，一般取 0.8um 左

46、右。分流道在分型面上的布置的形式，它必須遵循以下兩方面的原則，即一方面排列緊湊，縮小模具板面的尺寸，一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡，該模具采用平衡式的分流道。6.3.3 冷料井的設(shè)計(jì) 28 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是除去熔體流動(dòng)前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。對(duì)于主流道冷料井，開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出，所以冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑d2，冷料井與拉料桿頭部結(jié)構(gòu)緊密相連6。本設(shè)計(jì)采用 Z 形拉料桿冷料井，這種結(jié)構(gòu)形式有足夠大的冷料井，在成型韌性好的塑料制品時(shí)，應(yīng)用比較廣泛。在取出主流道凝料時(shí)無(wú)需作側(cè)向移動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。如下圖所示

47、 圖 6-4 冷料井的結(jié)構(gòu)形式6.3.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是主流道、分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的在終端。一般這段很短的通道截面積很小，當(dāng)熔融的塑料流在高壓下通過(guò)澆口時(shí)，因?yàn)闈部诘慕孛娣e很小，使塑料流速加速，而由于摩擦的作用，又使塑料流的溫度升高，粘度降低，提高了塑料的流動(dòng)性，有利于充滿型腔，因此它是整個(gè)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點(diǎn)7。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口。 29 設(shè)計(jì)中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時(shí)還需要修改。因此澆口的位置的開(kāi)設(shè)，對(duì)成型

48、性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時(shí)，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，綜合分析。 澆口設(shè)計(jì)原則：（1）避免在制件上產(chǎn)生噴射等缺陷。（2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在制件截面最厚處。（3）有利于塑料熔體的流動(dòng)。（4）有利于型腔排氣。（5）考慮制件使用時(shí)載荷狀況。（6）減少或避免制件的熔接痕，增加熔接牢度。（7）考慮分子取向?qū)χ萍阅艿挠绊?。?）考慮澆口位置和數(shù)目對(duì)制件成型尺寸的影響。（9）校核流動(dòng)距離比。（10）防止將型芯后嵌件擠歪變形。如下圖所示 30圖 6-5 澆口的位置和形式6.4 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)型腔內(nèi)氣體的來(lái)源除了型強(qiáng)內(nèi)原有的空氣外還因塑件受熱或凝固而產(chǎn)生的低

49、分子揮發(fā)氣體以及塑件熔體中某些添加劑揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)生成的氣體。因此在高速成型過(guò)程中，高溫的塑料熔體，將這些氣體驅(qū)趕并壓縮至死角，形成多個(gè)高溫高壓的氣室。這些高壓的氣室的反壓作用，阻止熔料的正常快速充模，而高溫也可能引起塑件局部的碳化、燒焦10。同時(shí)這些高溫高壓的氣室也可能滲入塑料熔體內(nèi)部，造成填充不足，產(chǎn)生氣孔、空洞、組織疏松等影響塑件強(qiáng)度的缺陷。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則6：（1）排氣系統(tǒng)應(yīng)保證迅速、有序、通暢，排氣速度應(yīng)與注射速度相適應(yīng)。 （2）排氣槽應(yīng)設(shè)在塑料流的末端，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端。 （3）排氣槽應(yīng)設(shè)在主分型面的凹模一側(cè)，一是便于加工和修正，二是如果產(chǎn)生排氣飛邊，凝料也較容易脫

50、?；蛉コ?。 （4）排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在塑件較厚的成型部位。 （5）排氣槽應(yīng)設(shè)在便于清模的位置，以便防止積存冷料。 （6）排氣槽的排氣方向應(yīng)避開(kāi)操作區(qū)，防止注射時(shí)高溫熔料的溢出而傷人。 （7）排氣槽的深度與塑料品種的流動(dòng)性以及注射壓力、注射溫度有關(guān)。表 6-1 常用塑料排氣槽深度表塑料名稱排氣槽深度塑料名稱排氣槽深度PE0.02SAN0.03PP0.010.02POM0.010.03PS0.02PA0.01SB0.03PA（含玻璃纖維）0.010.03ABS0.03PC0.010.03AS0.03PC (含玻璃纖維)0.050.07 31排氣槽的位置和形式本設(shè)計(jì)采用利用模具零件配合間隙排氣：利用各種

51、間隙排氣，利用分型面的間隙排氣，利用型心和頂桿的間隙排氣，利用側(cè)抽芯和凹凸模的間隙排氣。.6.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)6.5.1 脫模機(jī)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大元件組成，脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量。 脫模機(jī)構(gòu)按基本傳動(dòng)形式可分為機(jī)動(dòng)、液壓、氣動(dòng)和手動(dòng)四類機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用液壓脫模，它是利用開(kāi)模動(dòng)作，由注射機(jī)上的液壓缸推動(dòng)模具上的脫模機(jī)構(gòu)，將塑件從動(dòng)模部分脫模。 脫模機(jī)構(gòu)按頂出零件的類別可分為推桿脫模、推管脫模、推板脫模等。本設(shè)計(jì)采用推桿脫模機(jī)構(gòu)，推桿脫模機(jī)構(gòu)是脫模機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、動(dòng)作最可靠、最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)樵O(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面

52、大部分為圓形，制造、修配方便，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。 推桿的形狀 本設(shè)計(jì)中推桿的形狀采用圓柱頭直通式推桿，尾部采用臺(tái)肩固定，這種形式通常在 d3mm 時(shí)采用，是最常用的形式。本設(shè)計(jì)中衣架的推桿直徑 d 取5mm。 推桿的固定與配合 在推桿固定板上制有臺(tái)階孔，將推桿裝入其中。這種形式強(qiáng)度高，不易變形，但在推桿很多的情況下，臺(tái)階孔深度的一致性很難保證，本設(shè)計(jì)中衣架所使用的推桿數(shù)為 8。推桿固定板上的孔為 d+1mm，即 6mm；推桿臺(tái)階部分的直徑為 10mm，推桿固定板上的臺(tái)階孔為 11mm。 32 推桿工作部分與

53、模板或型芯上推桿孔的配合為 H7/e7 或 H8/f8 的間隙配合9，視推桿直徑大小與塑料品種不同而定。推桿直徑大、塑料流動(dòng)性差可以取H8/f8，反之采用 H7/e7。本設(shè)計(jì)采用的推桿直徑較小，且 PP 塑料的流動(dòng)性好，故取 H7/e7。推桿與推桿孔的配合長(zhǎng)度視推桿直徑大小而定，L=1.53d，本設(shè)計(jì)取配合長(zhǎng)度為 3d 即 15mm。推桿工作端配合部分的粗糙度 Ra 一般取0.6m。 推桿的材料與熱處理要求材料為 45 鋼，端部淬火到 5358HRC8。 推桿位置的選擇衣架設(shè)計(jì)采用的推桿數(shù)為 8，由于采取了一模兩腔使塑件對(duì)稱分布，所以單一衣架的推桿數(shù)為 4。為使推桿位置的選擇能保證塑件推出時(shí)受

54、力均勻，進(jìn)而保證良好的塑件外觀。推桿位置如下圖所示 圖 6-6 衣架身推桿14的布置方式 33圖 6-7 推桿的尺寸圖6.5.2 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的復(fù)位裝置是在推桿固定板上同時(shí)安裝上復(fù)位桿，這是推出機(jī)構(gòu)復(fù)位最簡(jiǎn)單、最常用的方法。復(fù)位桿11為圓形截面，復(fù)位桿數(shù)為 4，其位置對(duì)稱設(shè)置在推桿固定板上，以便推出機(jī)構(gòu)在合模時(shí)能平穩(wěn)復(fù)位。復(fù)位桿在裝配后其端面應(yīng)與動(dòng)模分型面齊平。衣加采用復(fù)位桿直徑為 25mm 的標(biāo)準(zhǔn)桿件作為復(fù)位桿。數(shù)據(jù)引自實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)圖 6-8 復(fù)位桿結(jié)構(gòu)圖6.5.3 拉料桿的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 Z 形的拉料桿，衣架拉料桿的直徑 d 取 12mm。如下圖所示圖 6-9 拉桿的設(shè)

55、計(jì) 346.6 冷卻方式與裝置的選擇冷卻方式與裝置的選擇 假設(shè)由熔融塑料10放出的熱量全部傳給模具，其熱量為Q1=nmC(T1-T2) (J/h) 式中 n每小時(shí)注射次數(shù)（次/小時(shí)） ； m每次注射的塑料質(zhì)量（千克/次） ；C塑料的比熱容（J/kg.） ；T1熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（） ；T2制品脫模溫度（） 。 由 PP 的工藝參數(shù)取 T1=200， T2=60，m=145.98g，C=1047 J/kg.。成型周期為 68 秒。代入數(shù)據(jù)得 Q=1134080.7（J/h）冷卻時(shí)所需要的冷卻水量)(43TTQM 式中 M通過(guò)模具的冷卻水質(zhì)量（kg） ；T3冷卻介質(zhì)的出水溫度（） ；T4冷卻介

56、質(zhì)的進(jìn)水溫度（） 。 其中取 5。=1055 代入數(shù)據(jù)得，M =214.99Kg。()34TT- 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速與水道直徑 d 的關(guān)系6，確定模具冷卻水管道直徑 d。Md3104 式中 M冷卻水的質(zhì)量（kg） ； 管道內(nèi)冷卻介質(zhì)的流速，一般取 0.82.5m/s； 冷卻介質(zhì)的密度（kg/m3） 。代入數(shù)據(jù)得 d=10.45 mm 故 d 取 11mm。冷卻管道總傳熱面積計(jì)算式為 35TKMA式中 K冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)7。2 . 0)(4187dfK式中 水的密度（kg/m3） ； V冷卻介質(zhì)的流速（m/s） ； d冷卻管道的直徑（m） ； f與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系

57、數(shù)； T模溫與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差（） 。代入數(shù)據(jù)得：K=900945860.69（J/m2） A=110-8 （m2）通過(guò)上面的計(jì)算，可以得出需要的冷卻面積太小，考慮到加工的費(fèi)用，而且制品的覆蓋面比較廣，故無(wú)須設(shè)冷卻水道，以節(jié)省模具的成本。 36第七章第七章 模架及其它結(jié)構(gòu)零件模架及其它結(jié)構(gòu)零件注射模具由成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件組成。結(jié)構(gòu)零部件部分包括注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架2、注射模的支承零部件和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。支承零部件主要由動(dòng)定模板、支承板、墊塊和動(dòng)定模座板等組成。7.1 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架模架是注射模的骨架和基體，通過(guò)它將模具的各個(gè)部分有安裝、排列、相互配合組成為一個(gè)整體。標(biāo)準(zhǔn)模

58、架一般由定模座板、定模板、動(dòng)模板、動(dòng)模支承板、墊塊、動(dòng)模座板、推桿固定板、推板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。我國(guó)塑料注射模架的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件 （GB/T125561990）和塑料注射模大型模架 （GB/T125551990） 。前者按結(jié)構(gòu)特征分為基本型（4 種）和派生型（9 種） ，適用的模板尺寸為B（寬）L（長(zhǎng)）560mm900mm；后者也分為基本型（2 種）和派生型（4 種），適用的模板3尺寸為 B（寬）L（長(zhǎng)）為 630mm630mm 至1250mm2000mm。本設(shè)計(jì)零件尺寸屬于中小型，所以采用中小型模架標(biāo)準(zhǔn)2制造生產(chǎn)，選取直 B 型作為基本模架結(jié)構(gòu)，公

59、制單位（mm） ，衣架模架尺寸為450mm560mm，其中定模取標(biāo)準(zhǔn)值高度為 60mm，動(dòng)模取標(biāo)準(zhǔn)值 40mm，標(biāo)記為直 B-450560-6 040-125GB/T125561990。模架的精度直接決定著模具的精度和質(zhì)量，一般對(duì)于模架生產(chǎn)要保證的工藝條件有：模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度與側(cè)面的垂直度、導(dǎo)柱導(dǎo)套與模板配合的松緊程度、相對(duì)運(yùn)動(dòng)板件間的開(kāi)合自如程度，另外還有整套模架的外觀，如表面粗糙度、倒角9等。 377.2 支撐零部件的設(shè)計(jì)支撐零部件的設(shè)計(jì)模具的支承零部件主要指用來(lái)安裝固定或支承成型零件及其他結(jié)構(gòu)零件的零部件。支承零部件6主要包括固定板、墊板、支承件及模座等。7.2

60、.1 墊塊 墊塊的作用主要是在動(dòng)模板與動(dòng)模底板之間形成推出機(jī)構(gòu)所需的動(dòng)作空間。另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)模具安裝厚度要求的作用。因?yàn)樵撃＞邽橹行⌒湍＞撸赃m合用角架式墊塊。在安裝時(shí)，務(wù)必保持所有的墊塊高度保持一致，否則由于負(fù)荷不均勻會(huì)造成相關(guān)模板的損壞，墊塊與動(dòng)模板之間一般用螺栓連接，要求高時(shí)可用銷釘定位。本設(shè)計(jì)采用模架庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)件，衣架身模架墊塊高度為 125mm，長(zhǎng)為 560mm，寬為 50mm，材料為 45 鋼，GB /T4169.61984，M12 螺栓連接。數(shù)據(jù)引自實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)墊塊尺寸系列如下圖所示圖 7-1 墊塊的 3D 圖 387.2.2 動(dòng)定模底板設(shè)計(jì)時(shí)必須

61、保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機(jī)上的動(dòng)定固定模板相匹配，開(kāi)設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)也必須與注射機(jī)定模固定板安裝螺孔15的大小和位置相適應(yīng)。它在注射成型過(guò)程中起著傳遞合模力并承受成型力，為保證定模座板具有足夠的剛度和強(qiáng)度，動(dòng)定模座板也應(yīng)具有一定的厚度。在衣架的設(shè)計(jì)中動(dòng)定模座板采用模架庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)件，尺寸為 550mm560mm，厚度為 40mm。如下圖12所示圖 7-2 動(dòng)定模底板 3D 圖7.3 合模導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì)7.3.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) （1）導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)一般可按標(biāo)準(zhǔn)件選用，也可以自行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)件當(dāng)中的有肩導(dǎo)柱，衣架模架取 d 為 40mm。 （2）導(dǎo)柱的安裝與配合導(dǎo)柱

62、安裝時(shí),導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)，固定部分按 H7/m6 過(guò)渡配合。為了防止導(dǎo)柱從模板中脫出，導(dǎo)柱凸臺(tái)底部要用墊板壓住，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按 H8/f8間隙配合9。安裝沉孔直徑視導(dǎo)柱直徑可取 D+（110mm） 。 （3）導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求 391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 68mm。2形狀 導(dǎo)柱前端面應(yīng)做成錐面或半球面，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。3. 材料 導(dǎo)柱材料采用 45 鋼（GB/T1298-1986） 。4. 表面粗糙度 導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為 Ra=0.8m。導(dǎo)滑部分表面常用Ra=0.4m。5. 技術(shù)條件：熱處理，表面淬火，低溫回火，硬度55HRC8。導(dǎo)柱直徑d

63、 的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級(jí)內(nèi)變動(dòng)。6. 導(dǎo)柱布置：一副模具至少用兩根導(dǎo)柱，本設(shè)計(jì)中采用 4 根直徑相同的導(dǎo)柱對(duì)稱布置。如下圖所示圖 7-3 導(dǎo)柱的 3D 圖7.3.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 因本設(shè)計(jì)中的導(dǎo)柱采用有肩導(dǎo)柱，所以導(dǎo)套須采用有肩導(dǎo)套。（2）導(dǎo)套的安裝與配合導(dǎo)套安裝時(shí)，為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，在導(dǎo)向孔的前端應(yīng)倒有圓角。導(dǎo)向孔的滑動(dòng)部分按 H8/f8 間隙配合。有肩導(dǎo)套安裝沉孔直徑視導(dǎo)柱直徑可取 D+（110mm）導(dǎo)套長(zhǎng)度由模板厚度決定。（3）導(dǎo)套結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求1長(zhǎng)度 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套前端應(yīng)倒角。 402材料 導(dǎo)柱材料采用 45 鋼（GB/T12

64、98-1986） 。3. 表面粗糙度 帶頭導(dǎo)套外徑按 H7/m6 過(guò)渡配，導(dǎo)向孔的滑動(dòng)部分按 H8/f8 間隙配合。導(dǎo)向固定部分的粗糙度為 Ra=0.8m，導(dǎo)向滑動(dòng)部分粗糙度為Ra=0.4m。4. 技術(shù)條件：熱處理，45 鋼經(jīng)調(diào)制后硬度為 235HB8，且導(dǎo)套的材料可用淬火鋼或銅（H62、青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套直徑 d 的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級(jí)內(nèi)變動(dòng)。5. 導(dǎo)套布置：導(dǎo)套應(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。為了確保合模時(shí)只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置采用等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置。如下圖

65、所示圖 7-4 導(dǎo)套的 3D 圖7.4 推板推板 推桿固定板推桿固定板本設(shè)計(jì)中推桿的形狀采用圓柱頭直通式推桿，在推桿固定板上制有臺(tái)階孔，另一面用推板壓緊固定。衣架模架推桿固定板 286mm560mm，厚度為25mm，推板尺寸尺寸 286mm560mm，厚度為 32mm，材料為 45 號(hào)鋼（GB/T 699-1999） 。如下圖所示 41圖 7-5 推板固定板 3D 圖圖 7-6 推板 3D 圖圖 7-5 為衣架模推桿固定板尺寸 286mm560mm25mm圖 7-6 為衣架模推板的尺寸 286mm560mm32mm 42結(jié)論結(jié)論短短幾個(gè)月過(guò)去了，畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，從選題到查找資料，再到實(shí)踐設(shè)

66、計(jì)，足足花了好四周的時(shí)間。本次設(shè)計(jì)使我對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)的各種成型工藝方法，成型零部件的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇，注射機(jī)型號(hào)的校核，主要工藝參數(shù)的計(jì)算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法及模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。從衣架注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中體會(huì)到理論和實(shí)踐之間存在著較大的差異，使得在設(shè)計(jì)中遇到各種不同程度和層次的問(wèn)題。不過(guò)也在當(dāng)中學(xué)到了很多方法與技巧，并不斷拓展了我們知識(shí)構(gòu)架的寬度及深化了理論上的深度。在模架的設(shè)計(jì)方面 ，老師給我的幫助是最大的。及時(shí)糾正了我在設(shè)計(jì)當(dāng)中的不合理的結(jié)構(gòu)以及各種缺陷，因?yàn)闆](méi)有接觸到模架模型，所以設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品跟實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中有很多相互矛盾之處。例如在模架設(shè)計(jì)中，衣架的一部分尺寸比較小，在理論當(dāng)量和標(biāo)準(zhǔn)選擇中是可以計(jì)算出來(lái)，但是在實(shí)際當(dāng)中很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。鄭老師馬上指出 這個(gè)計(jì)設(shè)中的不足之處，必須要分開(kāi)設(shè)計(jì)計(jì)算再加上一些經(jīng)驗(yàn)上測(cè)量和數(shù)據(jù)收集，這樣子才適合際的成型工藝。這段時(shí)間當(dāng)中我發(fā)現(xiàn)我對(duì)專業(yè)認(rèn)識(shí)程度的還不夠深，只是還停留在表面。很多關(guān)于制造和工藝的知識(shí)有待我們提高，更多的是需要我們自己去觀察、實(shí)踐、學(xué)習(xí)，不斷地體驗(yàn)，不斷地積累。只有具備這項(xiàng)能力才能夠勝任未來(lái)