模具-彎管接頭塑料模設(shè)計(jì)(DT有相同圖紙-待刪除)

模具-彎管接頭塑料模設(shè)計(jì)(DT有相同圖紙-待刪除),模具,彎管,接頭,塑料模,設(shè)計(jì),dt,相同,圖紙,刪除 [鍵入文字] 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 塑料彎管注射模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 張洪博 學(xué)號(hào)：0903034247 學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)： 高分子材料與工程 指導(dǎo)教師： 王燕 2013年6月 中北大學(xué)2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 塑料彎管注塑模具設(shè)計(jì) 摘要 本文研究的是90°帶螺紋的塑料彎管及其注射成型的總體設(shè)計(jì)過程。彎管成90°直角，因此側(cè)向分型抽芯是研究的重點(diǎn)。塑料彎管上有一段螺紋，本研究采用的是比較簡(jiǎn)單輕便的設(shè)計(jì)模式，因此采取了瓣合模的成型方式。因?yàn)椴皇褂脧?fù)雜的脫螺紋裝置，這一點(diǎn)對(duì)于螺紋類的制品具有指導(dǎo)意義。本文選擇了正確的注塑機(jī)型號(hào)，采用PROE進(jìn)行模具的體積確定與分型面的選擇，決定采取一模四腔的方式，這將會(huì)快速的提高生產(chǎn)量與生產(chǎn)效率。本研究成功設(shè)計(jì)，將會(huì)為以后的彎管類塑料提供極高的參考價(jià)值，并且對(duì)于生產(chǎn)有很高的經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：塑料彎管，側(cè)向分型抽芯，瓣合模 Plastic pipe injection mold design Abrtract This paper studies a 90-degree bend with thread and plastic injection mold of design process.The bend has a 90-degre .So the focus of the study is side parting core pulling.There was a thread on plastic pip.This study uses a simple design patterns.So flap spotting is the better method .Because which avoid the complex the installation of the unscrewing,which gives a guiding significance for the products of thread. By selecting the right injection molding machine type.Using PROE determine the volume of the mold and parting line selection.It is to decide taking a mold with a four cavity, which would rapidly increase the production capacity and production efficiency.Successful design of this study will be for the future of plastic pipe classes provide a high reference value, and for the production of high economic efficiency. Key words:plastic pipe,side parting core pulling,flapclamping 目錄 1 前言 1 2塑件結(jié)構(gòu)與原材料工藝分析 3 2.1 帶螺紋塑料彎管的設(shè)計(jì) 3 2.1.1 塑料彎管的立體示意圖 3 2.1.2 塑料彎管的二維視圖 3 2.1.3 塑料彎管的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析 3 2.2 塑料彎管原材料的選擇分析 4 2.2.1 塑料的原材料的選擇 4 2.2.2 硬質(zhì)聚氯乙烯的性能指標(biāo) 4 3成型工藝方案的確定 5 3.1 塑件分型面的確定 5 3.2 型腔數(shù)量以及分布方式的確定 6 3.3 注塑機(jī)的選擇與參數(shù)校核 6 3.3.1 注塑量的計(jì)算 6 3.3.2 注塑機(jī)型號(hào)的確定 7 3.3.3 型腔數(shù)量的校核 8 3.3.4 最大注射量的校核 8 3.3.5 鎖模力的校核 9 3.3.6 注射壓力的校核 9 3.3.7 開模行程的校核 9 3.3.8 噴嘴尺寸的校核 10 3.3.9 定位孔直徑的校核 11 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 4.1 主流道和主流道襯套以及定位環(huán)的設(shè)計(jì) 12 4.2 分流道的設(shè)計(jì) 13 4.2.1 分流道的設(shè)計(jì)原則 13 4.2.2 分流道的形狀尺寸確定 13 4.2.3 分流道的形狀尺寸以及分布 14 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 15 4.3.1 澆口的設(shè)計(jì)原則 15 4.3.2 澆口的形狀尺寸確定 16 4.3.3 澆口的位置 17 4.4 剪切速率的校核 17 4.5 尺寸的優(yōu)化校核 18 4.6 冷料井的設(shè)計(jì) 19 4.7 排氣槽的設(shè)計(jì) 20 5 成型零件的設(shè)計(jì) 21 5.1 成型零件的三視圖 21 5.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算原則 22 5.3 成型零件尺寸的計(jì)算 24 5.3.1 型腔型芯尺寸的計(jì)算 24 5.3.2 螺紋型環(huán)的計(jì)算 26 5.4 型芯之間的中心距的計(jì)算 28 5.5 型腔壁厚的設(shè)計(jì) 29 6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32 6.1 抽芯力的計(jì)算 32 6.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 32 6.2.1 斜導(dǎo)柱的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 6.2.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定 33 6.2.3 斜導(dǎo)柱的尺寸計(jì)算 33 6.2.4 斜導(dǎo)柱的示意圖 35 6.3 側(cè)滑塊的設(shè)計(jì) 35 6.4 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 36 6.5 楔緊塊的設(shè)計(jì) 36 6.6 滑塊定位裝置的設(shè)計(jì) 37 7 合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu) 38 8 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 40 8.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 40 8.2 脫模力的計(jì)算 41 8.3 推桿的設(shè)計(jì) 42 8.3.1 推桿的設(shè)計(jì)原則 42 8.3.2 推桿的尺寸的計(jì)算： 42 8.3.3 推桿的形狀與尺寸 43 8.4 復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 43 8.5 拉料桿的設(shè)計(jì) 44 9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 45 9.1 模具溫度設(shè)計(jì)的原則 45 9.1.1 模具溫度與制品質(zhì)量的關(guān)系 45 9.1.2 冷卻效率對(duì)生產(chǎn)效率的影響及其提高的辦法 46 9.1.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 46 9.1.4 降低入水與出水的溫差 46 9.2 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 47 9.2.1 塑料注射量的計(jì)算 47 9.2.2 制品所需冷卻時(shí)間的計(jì)算 47 9.2.3 冷卻水體積流量的計(jì)算 47 9.2.4 水孔直徑的選擇 48 9.2.5 冷卻水在管道內(nèi)的流速 48 9.2.6 冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校核 49 9.2.7 冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h 49 9.2.7 計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A 49 9.2.8 計(jì)算模具所需冷卻水管道的總長度L 49 9.2.9 冷卻水路的根數(shù)x, 49 10.模板尺寸的選擇 51 12.裝配圖的設(shè)計(jì) 52 參考文獻(xiàn) 55 致謝 56  V 1 前言 我國的模具行業(yè)將會(huì)在“十二五”期間迎來有一個(gè)蓬勃發(fā)展階段[1]。“十二五”規(guī)劃中曾明確提出，未來要走綠色智能環(huán)保的新型工業(yè)化道路，而對(duì)我國模具行業(yè)來說，在“以塑代鋼”、“以塑代木”的大力倡導(dǎo)下，塑料模具產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量將快速增長。 據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國目前人均塑料消費(fèi)量?jī)H為發(fā)達(dá)國家的1/3，在提倡綠色環(huán)保發(fā)展的大背景下，未來市場(chǎng)需求空前廣闊。專家預(yù)計(jì)，“十二五”期間我國塑料模具制品行業(yè)仍將會(huì)保持高速發(fā)展，會(huì)維持年均15%的市場(chǎng)增長率。毋庸置疑，塑料模具的蓬勃發(fā)展，這將給我國模具產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級(jí)帶來新的動(dòng)力。 “十二五”期間，我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)智能模具制造裝備發(fā)展的總目標(biāo)是以發(fā)展智能化模具來帶動(dòng)高效、精密、高性能模具總體水平的提高，以滿足“智能制造”配套要求來帶動(dòng)模具為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)總體水平的提高，使智能模具水平得到大幅度的提升，為我國模具行業(yè)到2020年步入世界模具強(qiáng)國奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 ??據(jù)悉，具體目標(biāo)為： ??第一，要以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具的水平，中長期目標(biāo)是要達(dá)到國際先進(jìn)水平，“十二五”期末首先要使智能化模具水平能基本滿足智能制造所需。 ??第二，以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具占模具總量的比例從目前的約35%，達(dá)到“十二五”期末的40%以上，進(jìn)而達(dá)到50%以上的中長期目標(biāo)。 ??第三，不斷縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具使用壽命和穩(wěn)定性，首先達(dá)到“十二五”期末生產(chǎn)周期比現(xiàn)在縮短20%～30%，使用壽命比現(xiàn)在提高20%～30%，用模具制造精細(xì)化來提高可靠性和穩(wěn)定性。 ??第四，要不斷提高數(shù)字化、信息化水平?！笆濉逼谀┦股a(chǎn)高效、精密、高性能模具的企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)CAD/CAM/CAE/PDM一體化，并有40%以上企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)信息化管理。 第五，模具自動(dòng)化生產(chǎn)是重要的發(fā)展方向，目前尚處于試驗(yàn)實(shí)踐階段，到“十二五”期末爭(zhēng)取有5家以上的模具企業(yè)可實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)化生產(chǎn)，并在模具智能網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)、管理方面有重大突破。 注塑模具在國外的發(fā)展也進(jìn)入到了一個(gè)更加高級(jí)的發(fā)展階段[2]。國外在高速集成，智能化，小型化，個(gè)性化和基于環(huán)保的理念方面有重大的突破。 第一，在CDA，CAE，CAM等[3]方面外國擁有更加成熟的技術(shù)和培訓(xùn)，國外的工業(yè)化更加成熟信息化的成都也更高。這些只能軟件的運(yùn)用使得模具朝向智能化集成化發(fā)展。 第二，模具設(shè)計(jì)從低精度，簡(jiǎn)單形狀向高精度，復(fù)雜形狀以及高性能方面進(jìn)行發(fā)展。這也是未來模具發(fā)展的重要方向。 第三，模具的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化以及專業(yè)化將會(huì)更加完善。 第四，全面質(zhì)量管理在日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)完全實(shí)施。質(zhì)量管理可以對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，制作以及注塑成型工藝方面有很重要的運(yùn)用。 第五，國外已經(jīng)從單純的模具設(shè)計(jì)本身延生到對(duì)模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，試圖通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化達(dá)到高性能的產(chǎn)品。 國外已經(jīng)從注塑模具的工藝性分析從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)階段發(fā)展到理論分析。國外更加專注于運(yùn)用Moldflow等[4]軟件進(jìn)行模具的提前分析。解決了原料的浪費(fèi)和避免耗費(fèi)資源的問題。 我們國家的模具設(shè)計(jì)方面在“十二五”規(guī)劃結(jié)束后將會(huì)在模具的高效高精度高性能方面取得進(jìn)步。因此本研究的重心也在于實(shí)踐“十二五”規(guī)劃的發(fā)展目標(biāo)。并且基于國際視野設(shè)計(jì)的90°直角彎管來進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 2 塑件結(jié)構(gòu)與原材料工藝分析 2.1 帶螺紋塑料彎管的設(shè)計(jì) 2.1.1 塑料彎管的立體示意圖 本課題研究了90°直角彎管并且?guī)饴菁y的塑料彎管的設(shè)計(jì)。彎管的立體PROE圖如圖2.1。 圖2.1 塑件結(jié)構(gòu)示意圖 2.1.2 塑料彎管的二維視圖 本研究設(shè)計(jì)的90°直角彎管的二維主視圖如圖2.2。 圖2.290°塑料彎管主視圖 2.1.3 塑料彎管的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析 本研究設(shè)計(jì)的是90°塑料彎管[5]。彎管呈現(xiàn)直角的構(gòu)型，在成型的過程中應(yīng)該進(jìn)行側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)來進(jìn)行分型，塑料彎管有一段外螺紋，螺紋的參數(shù)是M50×2—5g—S—LH[6]。螺紋的成型用瓣合模來進(jìn)行成型。因此本研究將會(huì)使用到側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)以及瓣合模。設(shè)計(jì)有一定的難度。 2.2 塑料彎管原材料的選擇分析 2.2.1 塑料的原材料的選擇 選擇硬質(zhì)聚氯乙烯作為塑料彎管的原材料[7]，簡(jiǎn)稱UPVC。作為具有較好的抗拉抗壓強(qiáng)度,耐腐蝕性優(yōu)良,價(jià)格在各類塑料管中最便宜但低溫下較脆。廣泛應(yīng)用在用于住宅生活、工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)的供排水、灌溉、供氣、排氣用管、電線導(dǎo)管、雨水管、工業(yè)防腐管等方面。在管件方面UPVC有著非常好的性能。（1）物理性能優(yōu)良，UPVC管材、管件耐腐蝕，抗沖擊強(qiáng)度高，流體阻力小，不會(huì)結(jié)垢 ，內(nèi)壁光滑，不易堵塞，并達(dá)到建筑材料難燃性能的要求，耐老化，使用壽命長。室內(nèi)以及埋地使用壽命可達(dá)50年以上，戶外使用達(dá)50年。（2）重量輕，便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和安裝，有利于加快工程進(jìn)度和降低施工費(fèi)用。（3）節(jié)省建筑費(fèi)用，使用UPVC管材、管件比使用同樣規(guī)格的鑄鐵管道系統(tǒng)造價(jià)低，且便于維修。 2.2.2 硬質(zhì)聚氯乙烯的性能指標(biāo) 聚氯乙烯的性能參數(shù)如表2.1。 表2.1UPVC的性能參數(shù) 性能參數(shù) UPVC 性能參數(shù) UPVC 密度g/cm3 1.4 氧指數(shù) 42 吸水率 0.07~0.4 收縮率% 0.1~0.5 比熱容/（KJ/kg?℃） 1.842 脫模度數(shù) 30'~50' 抗拉強(qiáng)度/MPa 45~50 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度/℃ 85 折射率硬質(zhì)成型品 1.52~1.55 成型溫度/℃ 160~190 熱導(dǎo)率/×104[kw/（m.℃）] 黏流態(tài)溫度/℃ 1.59 180 熱擴(kuò)散系數(shù)/×107（m2/r） 拉伸模量/GPa 0.61 3.3 3 成型工藝方案的確定 3.1 塑件分型面的確定 分開模具取出塑件的面，通稱為分型面[8]。注塑模有一個(gè)分型面和多個(gè)分型面的模具，分型面的位置有垂直于開模方向，平行于開模方向以及傾斜于開模方向幾種。分型面的形狀有曲面和平面。分型面的設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)，對(duì)制件，操作難易，模具的復(fù)雜性有很大的影響，主要考慮三點(diǎn)：（1）塑件從模內(nèi)取出，一般只采用一個(gè)與注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)方向相垂直的分型面，特殊情況下才采用較多的分型面。應(yīng)該設(shè)法避免與開模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和側(cè)向抽芯，因?yàn)檫@會(huì)增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。為此安排塑件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開模方向相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔。（2）分型面形狀的決定：分型面的形狀一般是與注射機(jī)開模方向相互垂直的平面。（3）分型面位置的選擇：除了必須開設(shè)在斷面輪廓最大的地方才能使塑件順利地從型腔中脫出外還要考慮四個(gè)因素：第一，因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊獾牧粝乱缌虾圹E，或拼合不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面最好不要選在制品表面光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。第二：從制件的推出裝置方面考慮，分型面要盡可能留在動(dòng)模邊。第三：從保證同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時(shí)最好把同心度的部分放在模具分型面的同一側(cè)。第四：有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)側(cè)向分型抽芯的時(shí)候，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽芯距離外，一般的分型側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)都比較小。 分析本塑件的結(jié)構(gòu)與特征，確定它的分型面的位置處于平面所在的位置如圖3.1。 圖3.1 塑件的分型面 3.2 型腔數(shù)量以及分布方式的確定 注射模具型腔數(shù)目的確定，與現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑件質(zhì)量、塑件的幾何形狀（有無側(cè)抽芯）、塑件成本及交貨期等因素有關(guān)。從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，訂貨量大時(shí)可選用大型機(jī)、多型腔模具，對(duì)于小型制件，型腔數(shù)量可由經(jīng)驗(yàn)決定。當(dāng)尺寸精度和重復(fù)性精度要求很高時(shí)，應(yīng)盡量減少型腔數(shù)目，在滿足其它要求的前提下盡量采用單型腔模具。針對(duì)于本設(shè)計(jì)的塑件，由于尺寸精度和重復(fù)性精度要求不高，而且是大量生產(chǎn)，因而擬采用一模多腔，同時(shí)考慮到塑件上有側(cè)向抽芯，為使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用一模四腔較為合適。 型腔的布置涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及模具在開合模時(shí)的受力平衡等問題，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)各方面的情況進(jìn)行綜合考慮，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)行必要的修改，已達(dá)到較為完善的結(jié)果。在本設(shè)計(jì)中，由于塑件需側(cè)向抽芯，并且是一模四腔，著重考慮抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因而采用平衡式排列布置,如圖3.2。 圖3.2型腔的分布 3.3 注塑機(jī)的選擇與參數(shù)校核 3.3.1 注塑量的計(jì)算 注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對(duì)所選用的注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。注射機(jī)為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。注射成型時(shí)注射模具安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板和定模板上，由鎖模裝置進(jìn)行合模并且鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。 本模具采用一模四腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)的凝料體積一般按照實(shí)際情況選取，該模具設(shè)計(jì)選擇四個(gè)塑件的總體積容量的20%進(jìn)行預(yù)估計(jì)算。 將設(shè)計(jì)好的塑件通過PROE軟件的測(cè)量。單個(gè)塑件的體積為47734.8mm3。取UPVC的密度為1.4g/cm3。那么單個(gè)塑件的質(zhì)量可以進(jìn)行如下計(jì)算。 m=47.7348cm3×1.4g/cm3=66.8g。 四個(gè)塑件需要的總共注塑容量是V： V=4×47.7348cm3=190.9cm3。 加上澆注系統(tǒng)的凝料的設(shè)計(jì)注塑量V1： V1=1.2×190.9cm3=229cm3。 四個(gè)塑件總共需要的塑料質(zhì)量M： M=4×66.8g=267.3 加上凝料系統(tǒng)總共的注塑質(zhì)量M1： M1=1.2M=1.2×267.3g=320.7g。 模具設(shè)計(jì)的時(shí)候。塑件成型的塑料熔體總量或質(zhì)量在需要在注射機(jī)額定量的0.5倍到0.8倍。由此可以確定注射機(jī)的體積應(yīng)該在286.4cm3到458.2cm3。 3.3.2 注塑機(jī)型號(hào)的確定 在體積容量足夠的前提下，還需要依靠鎖模力來進(jìn)行綜合的選擇注塑機(jī)的型號(hào)[9]。 塑件在分型面上的投影面積約為A塑件=4200mm2。流道凝料在分型面上的投影面積可以按照塑件的0.2倍到0.5倍來取得，因此本澆注系統(tǒng)的投影面積按照0.2倍約為A澆注=840mm2。 在分型面上的投影： A分=A塑件+A流道=4200mm2+840mm2=5040mm2 A總=4×5040mm2=20160mm2 F額≥F脹=A分×P型分=20160mm2×32MPa=645.1KN 式中： F額—注射機(jī)的公稱鎖模力（N）； A分—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； P型—為型腔內(nèi)熔體壓力，取P型=32MPa； 結(jié)合上述的情況，選擇注射機(jī)的型號(hào)為：海天HTF200X/1。 該注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表3.1。 表3.1注射機(jī)HTF200X/1的技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 內(nèi)容 技術(shù)參數(shù) 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 理論注射量/cm3 臥式 412 拉桿間距/mm 移模行程/mm 510×510 470 螺桿直徑/mm ?50 最大模具厚/mm 550 注射壓力/MPa 170 最小模具厚/mm 200 注射速率/g/r 152 鎖模形式 雙曲肘 鎖模力/KN 2000 定位孔直徑/mm ?160 螺桿轉(zhuǎn)速/r/min 0-150 噴嘴球半徑/mm 10 塑化能力/g/r 24 噴嘴孔直徑/mm ?3 3.3.3 型腔數(shù)量的校核 為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證精度，模具設(shè)計(jì)前應(yīng)合理的確定型腔的數(shù)目。 按照注射機(jī)的最大注射量校核型腔的數(shù)量： n≤0.8Vg-VjVn （式3.1） 其中： Vg—注射機(jī)最大注射量/cm3； Vj-澆注系統(tǒng)凝料量/cm3； Vn—單個(gè)塑件的容積/cm3； 通過上面的計(jì)算知道單個(gè)塑件的體積為47.7cm3；澆道凝料的體積為38.1cm3。而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機(jī)額定最大注射量的20%，故可得,n=6.1，所以型腔的數(shù)目?。簄=4。 3.3.4 最大注射量的校核 在注射中，塑件的總重量加上澆注系統(tǒng)的重量不應(yīng)該超過注射機(jī)規(guī)定的克數(shù)。在額定注射量的80%以內(nèi)。 V實(shí)際=229.1cm3 V注射機(jī)=412cm3 α=V實(shí)際V注射機(jī)=229.1412=55.63% （式3.2） 由此可見，最大的注射量滿足要求。 3.3.5 鎖模力的校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向方向的很大推力，其大小等于制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力T合，否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F>A分×P型分 （式3.3） 式中： F—注塑機(jī)額定鎖模力，F(xiàn)=2000KN； P型—為型腔內(nèi)熔體壓力（MPa），P型=32MPa； 代入數(shù)據(jù)得: A總×P型分=20160mm2×32MPa=645.1KN<2000KN； 由此可見，滿足鎖模力的要求。 3.3.6 注射壓力的校核 注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要。為此注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時(shí)所需要的注射壓力，即 Pmax>P （式3.4） 式中： Pmax>P 注塑機(jī)的最大壓力Pmax=170MPa P-塑件需要的成型壓力； 制品成型時(shí)所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種，注射機(jī)類型，噴嘴形式制品的形狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素相關(guān)。在確定制品的注射壓力的時(shí)候，一般采取類比法。UPVC的注射壓力要小于140Mpa。 由此可知，注塑機(jī)符合要求。 3.3.7 開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限制的，取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模距離。開模距離分為兩種情況。本設(shè)計(jì)按照注塑機(jī)最大開模行程與模厚無關(guān)的時(shí)候進(jìn)行校核，開模行程按照下面進(jìn)行校核： S=H1+H2+5~10（mm） 式中： H1-塑件頂出距離，mm； H2-塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm； S-注射機(jī)的最大開模行程，mm； 對(duì)于帶有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的模具，分型抽芯動(dòng)作是由斜導(dǎo)柱完成的，這時(shí)模座行程S的計(jì)算還必須考慮分型抽芯機(jī)構(gòu)的抽拔距離，當(dāng)He>H1+H2，模座行程可由公式S≥He+5~10（mm）進(jìn)行計(jì)算。 本塑件采取的是側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。最小開模行程是指抽出側(cè)滑塊所必須的開模運(yùn)動(dòng)距離。由于本模具設(shè)計(jì)的滑塊與開模運(yùn)動(dòng)方向一致。因此根據(jù)公式： S=Hetanα 式中： S-為滑塊移動(dòng)的距離； He-為所需要的開模行程； α-是傾斜角，在本設(shè)計(jì)中選擇α為20°； S=54.5mm；計(jì)算出He=136mm； 根據(jù)H1+H2=25mm+80mm<149.73mm； 因此He+5~10（mm）=136mm>規(guī)定： ?z=a?i =a（0.453D+0.001D） 式中: ?z—成型零件制造公差值，um； D—成型零件的尺寸，mm； a—常數(shù)，由加工精度等級(jí)決定； 組合式型腔的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈決定。實(shí)踐證明制造公差約占塑件總公差的1/3左右，因此在確定成型零件工作尺寸公差時(shí)可取塑件總公差的1/3。通常取GB1800-79中IT7~IT10級(jí)精度作模具制造公差。 2.型腔成型零件的磨損量 磨損的形成：（1）塑料在型腔中的流動(dòng)；（2）塑件脫模時(shí)與型腔壁的摩擦（主要）；（3）重新打磨、拋光。 3.影響磨損量大小的因素：（1）與脫模方向垂直的面不計(jì)磨損；（2）磨損量隨模具使用壽命的增加而增加；（3）考慮塑料特性對(duì)磨損的影響；（4）模具材料的耐磨性與熱處理狀況的影響；（5）中小型塑件的模具，最大磨損量可取制件總公差的1/6（0.02mm~0.05mm），對(duì)于大型塑件應(yīng)取1/6以下。對(duì)于小型塑件來說，成型零件磨損對(duì)制件總公差影響較大，而大型制件則影響較小。 4.成型收縮率的影響 （1）設(shè)計(jì)選取的計(jì)算收縮率與實(shí)際收縮率的差異（系統(tǒng)誤差）；（2）生產(chǎn)制品時(shí)由于工藝條件波動(dòng)，材料批號(hào)發(fā)生變化而造成制件收縮率的波動(dòng)。（偶然誤差）。 收縮率波動(dòng)引起尺寸變化值： δr=(Smax-Smin)Lr 式中： Smax—塑料的最大收縮率； Smin—塑料的最小收縮率； Lr—塑料制件的名義尺寸； 本設(shè)計(jì)按照平均收縮率進(jìn)行計(jì)算。 5.3 成型零件尺寸的計(jì)算 5.3.1 型腔型芯尺寸的計(jì)算 1.型腔徑向工作尺寸的計(jì)算 型腔的徑向尺寸一共分為四個(gè)基本尺寸50mm，48.9mm，20mm，?105.6mm。 根據(jù)公式： LM=[Lr+LrScp-34?]+δz （式5.1） 式中： LM—型腔的基本尺寸（mm）； Scp—塑料的平均收縮率，UPVC的收縮率取0.005； Lr—塑件外形基本尺寸(mm)； δz—模具制造公差，這里取δz=13?； ?—塑件尺寸公差值。 L50=[50+50×0.005-34×0.30]+0.10mm =50.025+0.10mm L48.9=[48.9+48.9×0.005-34×0.30]+0.10mm =48.920+0.10mm L20=[20+20×0.005-34×0.20]+0.007mm =19.95+0.007mm L105.6=[105.6+105.6×0.005-34×0.42]+0.14mm =105.813+0.14mm 2.型芯徑向尺寸 型芯的徑向尺寸分為:20mm，9mm，54.51mm，?97.6mm。 根據(jù)公式： LM=[Lr+LrScp+34?]+δz （式5.2） 式中： LM—塑件的內(nèi)徑尺寸(mm)； Scp—塑料的平均收縮率,Scp=0.005； Lr—塑件內(nèi)徑基本尺寸(mm)； δz—模具制造公差，這里取δz=13?； ?—塑件尺寸公差。 L20=[20+20×0.005+34×0.30]-0.1mm =20.325-0.1mm L9=[9+9×0.005+34×0.24]-0.08mm =9.225-0.08mm L54.51=[54.51+54.51×0.005+34×0.40]-0.13mm =55.082-0.13mm L97.6=[97.6+97.6×0.005+34×0.48]-0.16mm =98.448-0.13mm 3.型腔深度尺寸 根據(jù)公式： HM=[Hr+HrScp-2?3]+δz （式5.3） 式中： Hr—型腔的基本尺寸尺寸；25mm,22.87mm。 HM—型腔深度尺寸； δz—模具制造公差δz=13?； ?—塑件尺寸公差； Scp—塑料的平均收縮率,取0.005。 H25=[25+25×0.005-23×0.22]+0.07mm =24.98+0.07mm H22.87=[22.87+22.87×0.005-23×0.20]+0.07mm =22.85+0.07mm 4.型芯高度尺寸 型芯高度的基本尺寸42mm，36.07mm。 式中： HM=[Hr+HrScp+2?3]-δz （式5.4） Hr—型芯的基本高度尺寸； HM—型芯高度尺寸； δz—模具制造公差，這里取δz=13?； ?—塑件尺寸公差； Scp—塑料的平均收縮率,取0.005。 H42=[42+42×0.005+23×0.26]-0.08mm =42.38-0.08mm H36.07=[36.07+36.07×0.005+23×0.24]-0.08mm =36.410-0.08mm 5.3.2 螺紋型環(huán)的計(jì)算 1.螺紋型環(huán)的尺寸計(jì)算 螺紋塑件從模具中成型出來后，徑向和螺距尺寸都要縮小。為了使螺紋塑件與標(biāo)準(zhǔn)金屬螺紋較好的配合，提高成型后塑件螺紋的旋入性能，成型塑件的螺紋型芯或型環(huán)的徑向尺寸都應(yīng)考慮收縮率的影響，即適當(dāng)縮小螺紋型環(huán)的徑向尺寸和增大螺紋型芯的徑向尺寸。由于螺紋中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的最重要參數(shù)，所以計(jì)算模具螺紋大，中，小的徑向尺寸，均以塑件螺紋中徑公差△中為依據(jù)。 螺紋型環(huán)大徑尺寸計(jì)算公式： Dm大=[（1+Scp）Dr大-?中]+δz（式5.5） 螺紋型環(huán)中徑尺寸計(jì)算公式： Dm中=[（1+Scp）Dr中-?中]+δz （式5.6） 螺紋型環(huán)小徑尺寸計(jì)算公式： Dm小=[（1+Scp）Dr小-?中]+δz （式5.7） 式中: Dm大—螺紋型環(huán)大徑基本尺寸。 Dm中—螺紋型環(huán)中徑基本尺寸； Dm小—螺紋型環(huán)小徑基本尺寸； Dr大—塑件外螺紋大徑基本尺寸；在此處鍵入公式。 Dr中—塑件外螺紋中徑基本尺寸； Dr小—塑件外螺紋小徑基本尺寸； Scp—塑料平均收縮率。 ?中—塑件螺紋中徑公差，由于目前我國尚無專門的塑件螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)，故可參照金屬螺紋公差標(biāo)準(zhǔn)中精度最低者選用。本模具查表GB/T197—1981； δz—螺紋型環(huán)中徑制造公差，其值取15?。 本塑件有一個(gè)M50的外螺紋，設(shè)計(jì)的小徑為46.54mm，經(jīng)過計(jì)算其中徑為48.27mm，通過查詢，取其最小值公差值，得到中徑公差為0.09mm。由此進(jìn)行如下計(jì)算： Dm大=[（1+0.005）×50-0.09]+0.018mm =50.16+0.018mm Dm中=[1+0.005×48.27-0.09]+0.018mm =48.42+0.018mm Dm小=[（1+0.005）×46.54-0.09]+0.018mm =46.68+0.018mm 2.螺距的計(jì)算 塑件成型之后，螺距也會(huì)進(jìn)行收縮，因此有必要對(duì)螺距的長度進(jìn)行計(jì)算： 根據(jù)公式： PM=（P+PScp）-δz+δz （式5.8） 式中： PM-螺紋型環(huán)的螺距尺寸； P-塑件螺紋的螺距尺寸； δz-螺紋型環(huán)的制造公差，取0.03； Scp-塑料的收縮率。 經(jīng)過計(jì)算，得到PM=2.016-0.03+0.03mm。 5.4 型芯之間的中心距的計(jì)算 模具上型芯的中心距對(duì)應(yīng)著制件上孔的中心距，模具上成型孔的中心距對(duì)應(yīng)著制件上突出部分的中心距。 制件上中心距尺寸公差標(biāo)注一般采用雙向等值公差±表示，模具上中心距的公差也用雙向等值公差表示。 影響模具中心距的因素由有：⑴制造誤差δz，在坐標(biāo)鏜床上加工孔時(shí)，軸線位置尺寸偏差不會(huì)超過±0.015~0.02mm，并與名義尺寸無關(guān)。⑵若型芯與模具呈動(dòng)配合，配合間隙會(huì)影響模具的中心距尺寸，對(duì)于一個(gè)成型桿來說，當(dāng)偏移到極限位置時(shí)引起中心距的偏差為0.5δj。 型芯或成型孔中心距尺寸的計(jì)算根據(jù)公式： LM=Lr+LrScp 標(biāo)注上制造偏差后，得： LM=[Lr+LrScp]-δz+δz （式5.9） 制造公差δz應(yīng)根據(jù)模具的精度，加工方法確定或取制件公差?的四分之一。 式中： LM-型芯之間的基本尺寸； Lr-型芯之間的尺寸； Scp-塑料的平均收縮率； δz-模具制造公差，這里取δz=13?。 LM=[110+110×0.005]-0.14+0.14 =110.55-0.14+0.14mm 5.5 型腔壁厚的設(shè)計(jì) 型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓。如果壁厚不夠，可表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈性變形值；也可表現(xiàn)為強(qiáng)度不夠，即型腔產(chǎn)生塑性變形甚至破裂。型腔壁厚計(jì)算以最大壓力為準(zhǔn)。理論分析和實(shí)踐證明：對(duì)于大尺寸的型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度計(jì)算；而小尺寸的型腔在發(fā)生大的彈性形變前，其內(nèi)應(yīng)力就超過許用應(yīng)力。因此應(yīng)按強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。強(qiáng)度計(jì)算的條件是各種形式下的許用應(yīng)力（如拉伸許用應(yīng)力、彎曲許用應(yīng)力）；剛度計(jì)算的條件則由于模具內(nèi)的特殊性，可以從以下三個(gè)方面加以考慮：⑴從模具型腔不發(fā)生溢料的角度出發(fā)；⑵從保證制件精度的角度出發(fā):最大彈性變形值可以取制件允許公差的五分之一左右，常見中小型制件公差為0.13～0.25mm（非自由尺寸）。因此允許彈性變形量為0.025～0.05mm，視制件大小和精度等級(jí)而定；⑶從保證制件順利脫模出發(fā)：塑料的收縮率較大