咖啡杯塑料模具設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購(gòu)買(mǎi)對(duì)應(yīng) 紙 咨詢(xún) 14951605 買(mǎi)對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 咖啡杯塑料模具設(shè)計(jì) 業(yè)班級(jí) ： 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 系 別 ： 機(jī)械工程系 2008 年 6 月 需要購(gòu)買(mǎi)對(duì)應(yīng) 紙 咨詢(xún) 14951605 買(mǎi)對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 咖啡杯塑料模具設(shè)計(jì) 本課題以咖啡杯作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)形式和材料的注射成型工藝進(jìn)行正確的分析，設(shè)計(jì)了一付一模兩腔的塑料注射成型模具。根據(jù)制件的質(zhì)量和體積初步選定注射機(jī)的型號(hào)，并對(duì)注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了校核，同時(shí)對(duì)模具分型面進(jìn)行了選擇，型腔布局進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)重要成型零件比如 型芯和型腔的工藝參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。其次對(duì)澆注系統(tǒng)各個(gè)部分的工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)的選擇，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與布局，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)依據(jù)，還包括模架的選擇等等，都做了相關(guān)的研究。最后，對(duì)模具的組成零部件和總體裝配圖進(jìn)行了繪制，并對(duì)部分零部件的材料進(jìn)行了選擇，加工工藝也進(jìn)行了安排。 關(guān)鍵詞： 咖啡杯；成型零件；工藝參數(shù)；零部件 需要購(gòu)買(mǎi)對(duì)應(yīng) 紙 咨詢(xún) 14951605 買(mǎi)對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 of of is of is NC is on of of of of up of of 要購(gòu)買(mǎi)對(duì)應(yīng) 紙 咨詢(xún) 14951605 買(mǎi)對(duì)應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 目 錄 緒 論 . 1 第 1 章 塑件幾何形狀及塑料材料 . 3 料的基本特性及工藝分析 . 3 丙烯 主要用途及其成型特點(diǎn) . 4 第 2 章 設(shè)備選取 . 5 射機(jī)的分類(lèi) . 5 具相關(guān)尺寸計(jì)算 . 7 第 3 章 確定型腔數(shù)及位置布局方案 . 9 腔數(shù)的確定 . 9 腔布局方案 . 9 定分型面及模架組合形式 . 10 第 4 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 11 流道、主流道襯套的設(shè)計(jì) . 11 流道設(shè)計(jì)、澆口的設(shè)計(jì) . 12 料穴的設(shè)計(jì)及成形零部件的設(shè)計(jì) . 13 定成形零部件工作尺寸 . 14 向 分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 15 第 5 章 注射模結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)及注射機(jī)的校核 . 18 模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 18 射量、注射 壓力及鎖模力的校核 . 19 具高度與注射機(jī)閉合高度的關(guān)系校核、開(kāi)模行程的校核 . 20 第 6 章 模具的裝配與調(diào)試 . 21 套模 具的設(shè)計(jì)方案 . 21 構(gòu)的工作原理（開(kāi)模和關(guān)模）及裝配要點(diǎn) . 21 總 結(jié) . 22 參 考 文 獻(xiàn) . 23 附 錄 . 24 附錄 1：英文資料 . 24 附錄 2：中文資料 . 30 零件圖及工藝卡片 . 34 致 謝 . 35 1 買(mǎi)文檔送全套圖紙 14951605 緒 論 21 世紀(jì) ,塑料工業(yè)以前所謂有的速度高速發(fā)展。塑料 ,在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)中已擁有舉足輕重的不可替代的地位。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來(lái)越向多品種、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強(qiáng)產(chǎn)品在 市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來(lái)越短，于是對(duì)制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備 模具的要求越來(lái)越苛刻。 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿(mǎn)足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場(chǎng)的需要，要求模具向著制造周短 ,成本低的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類(lèi)型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益越來(lái)越顯著。 目前，我國(guó)塑料工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求。在 2004 年，塑料 模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到 30左右，未來(lái)幾年中，塑料模具還將保持較高速度發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的重要裝備，采用模具生產(chǎn)制品及零件，具有生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料，成本低廉，保證質(zhì)量的一系列優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要手段和主要發(fā)展方向。 在我國(guó)塑料模具市場(chǎng)中，以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前僅汽車(chē)行業(yè)就需要各種塑料制品 36 萬(wàn)噸；電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò) 1000 萬(wàn)臺(tái)；彩電的年產(chǎn)量已超過(guò) 3000 萬(wàn)臺(tái)。統(tǒng)計(jì)表明，家電行業(yè) 2 所需模具量年增長(zhǎng)率約為 10 。一臺(tái)電冰箱約需模具 350 副，價(jià)值約 4000 萬(wàn)元；一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)約需模具 200 副，價(jià)值 3000 萬(wàn)元；一臺(tái)空調(diào)器僅塑料模具就有 20副，價(jià)值 150 萬(wàn)元；單臺(tái)彩電大約共需模具約 140 副，價(jià)值約 700 萬(wàn)元，僅彩電模具每年就有約 28 億元的市場(chǎng)。 隨著家電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化，外殼設(shè)計(jì)成為重要的一環(huán)，對(duì)家電外殼的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，大型、精密、設(shè)計(jì)合理（主要針對(duì)薄壁制品）的注塑模具將得到市場(chǎng)的歡迎。汽車(chē)工業(yè)近年來(lái)增長(zhǎng)速度驚人，因此汽車(chē)模具潛在市場(chǎng)巨大。每一種型號(hào)的汽車(chē)都需要幾千副模具， 價(jià)值上億元，而我國(guó)大型精密模具的制造能力不足。據(jù)介紹，目前我國(guó)高檔轎車(chē)的覆蓋件模具幾乎全部為進(jìn)口產(chǎn)品。有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例將步提高，其發(fā)展速度將高于其他模具。所以我們加強(qiáng)模具的設(shè)計(jì)就更加重要了。 我們?cè)趯W(xué)校學(xué)習(xí)的學(xué)生 ,應(yīng)當(dāng)以當(dāng)前的發(fā)展相適應(yīng) ,所以安排模具方面的課題也具有深遠(yuǎn)的意義。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中 ,我系統(tǒng)的收集了資料 ,認(rèn)真地分析了塑件的結(jié)構(gòu)和材料的性質(zhì)，隨后定下方案，繪制了模具裝配圖，零件圖，安排了零件加工工藝、撰寫(xiě)了設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。通過(guò)這些過(guò)程，使我對(duì)于模具結(jié)構(gòu)及工作原理有 了更新的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，得到了劉介臣技師的指導(dǎo)，在方案的擬定方面提出了建設(shè)性的建議；零件圖的繪制中，張鐵城教授進(jìn)行了全面的審核。在此，對(duì)老師的幫助表示衷心的感謝。 由于作者水平有限，設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正，作者不勝感激。 3 第 1 章 塑件幾何形狀及塑料材料 塑料成形模具按成形原理分有注射模、壓縮模、壓注模、擠出模、吹塑成形模和擠壓成形模。此次設(shè)計(jì)的模具需要成形的塑料零件是皮帶輪，材質(zhì)是聚氯乙烯（ 因此注射模是其最適合成形的塑料模。設(shè)計(jì)模具之前，明確 料的種 類(lèi)及特性，模具設(shè)計(jì)必須符合其成形條件。為了了解 必要先了解一下樹(shù)脂及塑料。 樹(shù)脂是遇熱變軟，具有可塑性的高分子化合物的統(tǒng)稱(chēng)。一般是無(wú)定形固體或半固體。分為天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂兩大類(lèi)。松香、安息香等是天然樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯樹(shù)脂等是合成樹(shù)脂。樹(shù)脂是制造塑料的原材料，也用來(lái)制涂料、黏合劑、絕緣材料等。 塑料是一種以有機(jī)合成樹(shù)脂為主要原料，加入或不加入其它配合材料而構(gòu)成的人造高分子材料。按受熱行為分有熱固性塑料和熱塑性塑料。受熱后聚合物作物理及化學(xué)變化，分子呈網(wǎng)型結(jié)構(gòu)而固化的塑料為熱固性塑料，如酚醛樹(shù)脂 （ 脲甲醛樹(shù)脂（ 環(huán)氧樹(shù)脂（ 。受熱后聚合物作物態(tài)轉(zhuǎn)變而變軟，分子仍為線(xiàn)型或支鏈型結(jié)構(gòu)的塑料為熱塑性塑料，如聚乙烯（ 聚氯乙烯（ 聚苯乙烯（ 。按使用特點(diǎn)分為通用塑料、工程塑料、特種塑料和增強(qiáng)塑料。聚乙烯（ 聚苯乙烯（ 聚氯乙烯（ 通用塑料，產(chǎn)量大（約占塑料總產(chǎn)量的 75%）、價(jià)格低、用途廣。 工程塑料，其力學(xué)性能優(yōu)良、在工程中作結(jié)構(gòu)材料的塑料。特種塑料具有某一方面的特殊性能，如高耐熱性、高電絕緣性類(lèi)塑料。 特種塑料。增強(qiáng)塑料是樹(shù)脂與增強(qiáng)材料 （如玻璃纖維）相結(jié)合而提高塑料機(jī)械強(qiáng)度的復(fù)合型塑料。 增強(qiáng)塑料。按結(jié)晶狀態(tài)分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料。結(jié)晶型塑料是分子規(guī)整排列且保持其形狀的塑料。 結(jié)晶型塑料。非結(jié)晶型塑料是長(zhǎng)鏈分子繞成一團(tuán)（對(duì)熱塑性塑料）或結(jié)成網(wǎng)狀（對(duì)熱固性塑料），且保持其形狀的塑料。聚丙烯屬結(jié)晶型塑料。 料的基本特性及工藝分析 聚丙烯是由丙烯單體經(jīng)聚合而成。無(wú)味、無(wú)毒，外觀似聚乙烯，呈白色的半透明蠟狀，是通用塑料中最輕的聚合物，其相對(duì)密度僅為 晶度為50% 70%，具有明顯 的熔點(diǎn)（ 164 170）。 聚丙烯具有優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、電性能和力學(xué)性能。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、硬度、剛度及彈性、韌性、延伸性比聚乙烯好，特別是經(jīng)定向后的聚丙烯具有極高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，可制作鉸鏈。聚丙烯可在 107 121下長(zhǎng)期使用，在無(wú)外力作用下，使用溫度可達(dá) 150。聚丙烯是通用塑料中唯一能再水中煮沸 4 且在 135蒸汽中消毒而不被破壞的塑料。 聚丙烯的低溫特性不如聚乙烯，脆化溫度僅為 低溫沖擊強(qiáng)度低，抗氧化能力很低，其制品在光、熱及氧的作用下易老化，故聚丙烯塑料中應(yīng)添 加適量的抗氧化添加劑。 制品的材料采用增強(qiáng)聚丙烯，屬熱塑性塑料。該塑料吸水性小，熔融時(shí)流動(dòng)性較好，成型容易，但收縮大。另外，該塑料成型時(shí)易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形等缺陷；成型溫度低時(shí)，方向性明顯，凝固速度較快，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。因此，在成型時(shí)應(yīng)注意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，冷卻速度不宜過(guò)快。 工藝分析：根據(jù)材料的性能，聚丙烯材料塑件的壁厚應(yīng)為 4。合理的選擇壁厚很重要，在使用上要求壁厚有足夠的強(qiáng)度和剛度，脫模時(shí)能順利脫出，為方便實(shí)用，塑件取用壁厚為 厚不但顯得笨重，而且還會(huì)增加成本，由于塑件冷 卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)使塑件冷卻后緊緊包住型芯或型腔當(dāng)中的突起部分，為防止拉傷和擦傷塑件，設(shè)計(jì)塑件時(shí)，必須考慮塑件內(nèi)外表面沿脫模方向具有足夠的脫模斜度，常取 10。塑件轉(zhuǎn)角處采用過(guò)渡圓角，半徑為塑件壁厚的 1/3 以上。最少不宜小于 丙烯主要用途及其成型特點(diǎn) 主要用途：聚丙烯可用做各種機(jī)械零件，如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車(chē)零件和自行車(chē)零件等；可用作冷熱水、蒸汽、各種非強(qiáng)酸、堿等的輸送管道，化工容器和其他設(shè)備的襯里、表面涂層等；可制造各種絕緣零件以及自帶鉸鏈的蓋體合一的箱殼類(lèi)制件。聚丙烯 優(yōu)良性還在于它能耐沸水蒸煮，而不損壞，因此，適宜做醫(yī)療器械，和餐具。 成型特點(diǎn)：成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔，凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜模溫為 80，溫度過(guò)低會(huì)造成制品表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過(guò)高會(huì)產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。 由于模具是與注射機(jī)配套使用的，設(shè)計(jì)模具時(shí)，大部分結(jié)構(gòu)都是根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格來(lái)設(shè)計(jì)的，因此設(shè)計(jì)過(guò)程中，注射機(jī)的選用顯得尤為重要，而且應(yīng)先選用注射機(jī)。 5 第 2 章 設(shè)備選取 射機(jī)的分類(lèi) 注射機(jī)是成型熱塑性材料的主要設(shè)備，其類(lèi) 型和規(guī)格很多，現(xiàn)已經(jīng)成批生產(chǎn)和試制，注塑機(jī)的選擇從一次注射 310有世界水平的 332000 大型注射成型機(jī)等一系列產(chǎn)品，而且還在日益擴(kuò)大。 注射成型機(jī)的分類(lèi)方法很多，有按塑料塑化方式分類(lèi)柱塞式和螺旋式；有的按機(jī)械的傳動(dòng)方式分為液壓式和機(jī)械式；也有的按操作方式分為自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)；還有按住設(shè)計(jì)的能力分為超小型（合模力在 上）、小型（合模力為 ；注射容量為 350060 ）、中型（合模力為 ；注射容量為 32000500 ）、大型和超大型的（合模力為 800；注射容量為 32000 上）關(guān)于柱設(shè)計(jì)的分類(lèi)，至今還沒(méi)有統(tǒng)一的意見(jiàn)，目前采用按外形特征分類(lèi)的方法，可分為 以下幾種類(lèi)型 （ 1） 立式注塑機(jī) 它的注射方向與合模仿相一致呈垂直狀態(tài)，這種注塑機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝和拆卸方便，嵌件便于安放，料斗中的塑料能均勻的進(jìn)入料筒。其缺點(diǎn)是塑件頂出后需用手取出，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，因機(jī)身較高，對(duì)廠房高度有一定的要求，機(jī)器易傾不夠穩(wěn)定，加料也不方便，這類(lèi)注塑機(jī)的注射量 下，大、中型注射機(jī)不宜采用。 （ 2） 臥式注塑機(jī) 這是目前使用最廣，產(chǎn)量最大的注塑機(jī)，它的注射方向和合模方向一至，成水平排列。這種注射機(jī)的特點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操作合加料。機(jī)床因重心較低而比較穩(wěn)定；成型后訂出的塑 料可利用重力的作用自動(dòng)下落。易于自動(dòng)化操作，其缺點(diǎn)是模具的安裝安放嵌件比較麻煩，即后的占地面積大。 （ 3） 直角式注塑機(jī) 它的注射方向與合模方向呈垂直狀態(tài)，引起優(yōu)點(diǎn)介于立、臥兩種注塑機(jī)之間，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，特別適應(yīng)于成型中心不允許留用澆口的痕跡的平面塑件。 按塑化方式分類(lèi)，可分為以下幾種類(lèi)型 （ 1） 注塞式注射機(jī) 塑料在料筒內(nèi)受到料筒壁和分流梭兩方面?zhèn)鱽?lái)的熱量而塑化成熔融狀態(tài)。由于塑料的導(dǎo)熱性很差，如果塑料層太厚，則它的外層熔融塑化時(shí)，內(nèi)層尚未塑化，若要使塑料的內(nèi)層也熔融塑化，塑料的外層就會(huì)因受熱時(shí)間過(guò) 長(zhǎng)而分解。因此，注塞式結(jié)構(gòu)不宜用于加工流動(dòng)性差、熱敏性強(qiáng)的塑料。 6 （ 2） 螺桿式注射機(jī) 可使進(jìn)入料筒內(nèi)的塑料顆粒有一個(gè)預(yù)先塑化的過(guò)程，注射機(jī)內(nèi)的注射注塞用螺桿代替。螺桿除作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，還可作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。進(jìn)入料筒的塑料，一方面在料筒的傳熱及螺桿與塑料之間的剪切摩擦發(fā)熱的加熱下逐步熔融塑化，另一方面被螺桿不斷推向料筒前端。當(dāng)靠近噴嘴處的塑料熔體達(dá)到一次注射量時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并在液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下向前推動(dòng)，將熔體注入模具形腔中去。 聚丙烯是流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性都差的塑料，因此不宜選用注塞式注射機(jī)。再根據(jù)給定塑料件的大小 ，初步設(shè)計(jì)一模多腔的注射模所需的注射量要大于 25且模具形狀不大，所以適合選用臥式注射機(jī)。立式注射成形機(jī)和直角式注射成形機(jī)的結(jié)構(gòu)為注塞式結(jié)構(gòu)，而臥式注射成形機(jī)的結(jié)構(gòu)多為螺桿式，因此，此塑件應(yīng)選用臥式且為螺桿式的注射機(jī)進(jìn)行成形加工。根據(jù)技術(shù)規(guī)格的不同，此類(lèi)注射機(jī)分有多種型號(hào)。由聚丙烯的成型條件工藝參數(shù)結(jié)合實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)，選型號(hào)為 上海塑料機(jī)械廠制造 機(jī)型 H H H 螺桿直徑/2 25 30 25 30 35 30 35 40 理論注射容積 /19 25 36 28 40 54 46 63 82 注射壓力/13 165 115 237 165 121 225 165 126 鎖模力 /50 320 400 模具最小厚度 /30 130 150 模板行程/10 310 350 模板最大開(kāi)距 /40 440 500 頂出力 /3 13 18 頂出行程/0 70 70 塑料成形時(shí)所需的注射總量應(yīng)小于所選的注射機(jī)的注射量，注射容量以容積表示，塑件體積應(yīng)小于（包括澆注系統(tǒng)）注射機(jī)容量，其關(guān)系按下式校核： (2注件 7 注塑容量一重量 （ g）表示 (包括澆注系統(tǒng) )同樣應(yīng)小于注射機(jī)的注射量其關(guān)系按下式校核： (2 根據(jù)塑件尺寸大至估算其體積 V 如下 : (2(2模具為兩腔型腔平均壓力 :聚丙烯屬易成型制品，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查表，選擇注射機(jī)型號(hào)為 : 具相關(guān)尺寸計(jì)算 1）模具厚度 注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度是指動(dòng)模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板和定模板間的最大與最小距離，因此所設(shè)計(jì)模具的厚度應(yīng)處在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi)，即 式中： 動(dòng)、定模之間的最小開(kāi)距（ 如果模厚太大，則無(wú)法安裝在注射機(jī)上，反之如果模厚太小，需要增加墊板。 2）開(kāi)模行程的校核 開(kāi)模行程 s（也稱(chēng)合模行程）指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定 板的移動(dòng)距離。注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，制品從模具中取出所需的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離，否則制品無(wú)法從模具中取出。下面分三種情況加以討論。 注射機(jī)最大開(kāi)模行程 模厚無(wú)關(guān)時(shí)的校核 當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，其最大開(kāi)模行程是由連桿機(jī)構(gòu)或合模液壓缸的沖程所決定的，而不受模具厚度影響，當(dāng)模具厚度變化時(shí)可由其調(diào)模裝置調(diào)整。其開(kāi)模行程用下述方法校核。 單分型面注射模 式中： 制品脫模需推出的距離； 制品高度（包括澆注系統(tǒng)凝料）。 3）雙分型面注射模 對(duì)于雙 分型面注射模，為了保證開(kāi)模后既能取出制品又能取出流道內(nèi)的凝料，需要在開(kāi)模距離中增加定模座板與中間板之間的分開(kāi)距離，的大小應(yīng)該保證可以方便地取出流道內(nèi)的凝料，因此 雙分型面注射模 式中： 制品脫模需推出的距離； 注件 總)105(21 n 05(321 n a x 8 制品高度（包括澆注系統(tǒng)凝料）； 取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長(zhǎng)度。 一般情況下制品脫模所需的推出距離 等于或大于模具型芯高度，但對(duì)于內(nèi)表面為階梯狀的制品，有時(shí)不必推出型芯的全部高度即可取出制品。 4） 注射機(jī)最大開(kāi)模行程 模厚有關(guān)時(shí)的校核 對(duì)于全液壓式鎖 模機(jī)構(gòu)的注射機(jī)和直角式注射機(jī)，它們的最大開(kāi)模行程直接與模具厚度有關(guān)，其最大開(kāi)模行程等于注射機(jī)移動(dòng)模板與固定模板之間最大距離 去模具閉合厚度 ,即 式中： 注射機(jī)移動(dòng)模板與固定模板之間最大距離（）； 模具厚度（）。 單分型面注射模 m )105(21m a x 或 105(21 雙分型面注射模 m )105(321m a x 或 m )105(321 5） 具有側(cè)向抽心時(shí)的最大開(kāi)模行程 的校核 當(dāng)模具需要利用開(kāi)模動(dòng)作完成側(cè)向抽芯動(dòng)作時(shí)，開(kāi)模行程的校核還應(yīng)考慮為完成抽芯動(dòng)作所需增加的開(kāi)模行程。設(shè)完成抽芯動(dòng)作的開(kāi)模距離為 有 當(dāng) 2 時(shí)，取 105(m a x 當(dāng) 2 時(shí)，取 105(21m a x 9 第 3 章 確定型腔數(shù)及位置布局方案 腔數(shù)的確定 為了提高模具的成形效率，把模具設(shè)計(jì)成有多個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)，使得一次注射成形多個(gè)相同的塑料骨架。而 射機(jī)的最大注射量為 63這勢(shì)必會(huì)限制模具的型腔數(shù)。而且，此塑件成形模具必須帶有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，型腔越多，模具結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，從而提高模具的制造難度及加工成本。另外，型腔越多，成形出的制品精度也就越低。經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度降低 4%，因此型腔數(shù)也不宜過(guò)大。綜合考慮，初步確定為一模兩腔的結(jié)構(gòu)。 腔布局方案 由于 射機(jī)為臥式注射機(jī)，模具也應(yīng)該設(shè)計(jì)成臥式的，因此模具在水平方向上實(shí)現(xiàn)合開(kāi)模動(dòng)作。而側(cè)向抽芯運(yùn)動(dòng)方向既可鉛 垂（圖 3也可水平（圖3但對(duì)兩者進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，前者上下兩個(gè)側(cè)型芯的自重會(huì)影響各自的抽芯力，導(dǎo)致兩個(gè)側(cè)型芯所用抽芯力的大小不同，破壞兩個(gè)斜導(dǎo)柱的受力平衡。而且在開(kāi)模后，上下兩個(gè)側(cè)型芯所需的限位形式也會(huì)有所不同，從而增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。若采用后者結(jié)構(gòu)，上述缺點(diǎn)就會(huì)全被消除，因此應(yīng)該選用 (圖 2)所示的水平抽芯結(jié)構(gòu)。側(cè)向型芯位置確定后，為了使斜導(dǎo)柱的安裝位置不與分流道的開(kāi)設(shè)位置發(fā)生干涉，最好將兩個(gè)型腔上下設(shè)置，即一個(gè)型腔設(shè)置在整個(gè)模具的上半部分，另一個(gè)型腔設(shè)置在下半部分，形成一上一下的位置結(jié)構(gòu)（圖 3 圖 3 310 定分型面及模架組合形式 由于有兩個(gè)型腔，若模具設(shè)置成一個(gè)分型面，塑件成形后就很難使冷凝料和塑件自動(dòng)脫落，而且取出塑件和冷凝料也會(huì)有一定困難，因此最好設(shè)兩個(gè)分型面，即一個(gè)主分型面 個(gè)次分型面 時(shí)，注射機(jī)、型腔數(shù)與布局及分型面都已確定，接下去就可以對(duì)模架的組成形式作出大致的確定。注射模架設(shè)計(jì)應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的模架組合形式，但由于一些標(biāo)準(zhǔn)模架不完全符合模具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，所以模架不能完全選用標(biāo)準(zhǔn)件，因此可參照 架標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模架設(shè)計(jì)。 根據(jù)成形塑料零件及注射機(jī)型號(hào)，再參照 架標(biāo)準(zhǔn)，初步確定模架主要結(jié)構(gòu)部件及主要尺寸。 射機(jī)所允許的模具最小厚度為150具最大厚度為無(wú)限制，但要考慮到模板行程。整個(gè)模架的厚度應(yīng)在 150 500 之間。 初定模架厚度為 200具高度或?qū)挾葢?yīng)小于 射機(jī)動(dòng)、定模固定板上的拉桿間距，以使模具能穿過(guò)拉桿空間安裝在固定板上。若模具高度小于拉桿間距，安裝時(shí)應(yīng)把模具吊起，高過(guò)注射機(jī) ，從上往下穿過(guò)拉桿進(jìn)行安裝。若模具寬度小于拉桿間距，安裝時(shí)則把模具從注射機(jī)一側(cè)橫向穿過(guò)拉桿進(jìn)行安裝。因型腔是一上一下分布，高度方向尺寸相對(duì)寬度方向要大，再根據(jù) 射機(jī)動(dòng)、定模固定板尺寸，初定模具高度為 255度為 230模具高度大于模具寬度，且寬度小于固定板上拉桿間距，在注射機(jī)上安裝模具時(shí)應(yīng)把模具從上往下穿過(guò)拉桿進(jìn)行安裝。 由于澆注系統(tǒng)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)及型腔等主要結(jié)構(gòu)還未完全確定，因此導(dǎo)柱、復(fù)位桿的位置先不予確定，以免發(fā)生結(jié)構(gòu)上的干涉，待主要結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)至于完善后再作定奪。 先進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì) 11 第 4 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴出來(lái)后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道，其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)的引入模具型腔，并在熔體填充和固化定形的過(guò)程中將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品各部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料模具。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類(lèi)。此次設(shè)計(jì)的模具，其澆注系統(tǒng)為普通流道澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)注射成型效率和制件質(zhì)量有直接影響，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵。 澆注 系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 流道、主流道襯套的設(shè)計(jì) 主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處起到分流道為止的一段料流通道，負(fù)責(zé)將塑料熔體從噴嘴引入模具。當(dāng)模具閉合后，注射機(jī)噴嘴壓緊模具主流道襯套，并封緊注射機(jī)與模具之間的間隙，熔體材料直接從料筒流入主流道。此次設(shè)計(jì)的模具在臥式注射機(jī)上使用，主流道應(yīng)垂直于分型面。為了使冷凝料能從主流道中順利拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。錐角約為 1 4，錐角取大值，以降低熔體在流道中流動(dòng)阻力，因此取 =4 見(jiàn)圖。內(nèi)壁表面粗糙度 小于 m，取 m。 注射機(jī)噴嘴應(yīng)與主流道對(duì)中，為了補(bǔ)償對(duì)中誤差并解決冷凝料的脫模問(wèn)題，主流道進(jìn)口端直徑需比噴嘴直徑大 流道進(jìn)口直徑 d=1) ( 式中 注射機(jī)噴嘴直徑， 此， d=4+1=5（ 主流道進(jìn)口端與噴嘴頭部應(yīng)為球面接觸，在主流道襯套上連出一淺的球形定位槽，將噴嘴的球形頭壓在主流道襯套凹內(nèi)。通常主流道進(jìn)口端凹下的球面半徑 R 比噴嘴球面半徑 1 2下深度約為 3 5流道進(jìn)口端球面半徑 R= 1 2） （ 式中 噴嘴球面半徑，得 2此 ,R=12+2=14 (以方便脫出主流道內(nèi)的塑料凝料。 在保證制品成形的條件下，主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失及廢料，但由于主流道的長(zhǎng)度由與定模座板的厚度及主流道襯套的安裝位置有關(guān)，必須結(jié)合主流道襯套的設(shè)計(jì)一同對(duì)其進(jìn)行確定，因此主流道長(zhǎng)度待定，接下去先設(shè)計(jì)主流道襯套。 12 由于注射成形時(shí)，注射機(jī)對(duì)模具施加的壓力很大，主要作用于主流道襯套上，且主流道在與高溫塑料熔體和注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以一般不將主流道直接開(kāi)設(shè) 在定模上，而是將它單獨(dú)開(kāi)在一個(gè)主流襯套中，通常在淬火后嵌入模具，這樣在損壞時(shí)便于更換或修磨。 常用的主流道襯套有 A、 B 兩類(lèi)，此模具選用 B 型是為了防止襯套在熔體反壓力作用下退出定模設(shè)計(jì)的，這里不再贅述。主流道襯套嵌定模座板之后，再由定位圈壓住其大端面，也能起到抵抗熔體反壓力的作用。 主流道襯套的材料選用 求熱處理后硬度達(dá)到 53 57 其尺寸應(yīng)根據(jù) 射機(jī)配套的定位圈尺寸及定模的厚度進(jìn)行確定。 襯套與定模座板之間的配合采用 H7/定模座板必須與中間板無(wú)間隙接觸，所以主流道襯套與定模座板配合后，必須保證其端面與定模座板大平面處在同一平面內(nèi)。主流道襯套長(zhǎng)度定為 30流道長(zhǎng)度也隨之確定為 36306），主流道截止到定模座板的左端面處，塑料熔體流經(jīng)此處開(kāi)始進(jìn)入分流道。下一步，分流道的設(shè)計(jì)。 流道設(shè)計(jì)、澆口的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過(guò)渡段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)轉(zhuǎn)換，在多型腔模中起著將熔體向各個(gè)型 腔分配的作用。對(duì)于單型腔模，可不設(shè)置分流道，而此次設(shè)計(jì)的模具設(shè)有兩個(gè)型腔，有必要開(kāi)設(shè)分流道，且開(kāi)設(shè)在定模座板與中間板之間，并在中間板上進(jìn)行加工。 分流道其截面形狀及尺寸主要取決于制品的大小、模具結(jié)構(gòu)以及所加工的塑料種類(lèi)。根據(jù)此塑料零件、材料及加工難易程度，確定分流道截面為拋物線(xiàn)截面，其尺寸依據(jù)推薦值及主流道直徑大小定為如圖所示尺寸。分流道的表面粗糙度不宜太小，以防將冷凝料帶入型腔，一般要求達(dá)到 為 m 即可。這樣可增大對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，減小流速，并與中心熔體之間具有一定的速度差，以保證熔體流 動(dòng)時(shí)具有合適的切變速率和剪切熱。 在容易修磨情況下，分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失及廢料，因此兩個(gè)型腔之間的間距也盡量小。根據(jù)型腔的大小，兩個(gè)型腔的距離定為 102流道的單邊長(zhǎng)度應(yīng)為 40長(zhǎng)為 80口是分流道與型腔之間長(zhǎng)度非常短，截面又很狹窄的一段料流通道。澆口截面狹窄，可使經(jīng)過(guò)分流道之后壓力和溫度都已有所下降的塑料熔體，產(chǎn)生加速度和較大的剪切熱，保證熔體充模時(shí)具有較快的流動(dòng)速度和較好的流動(dòng)性。又因其長(zhǎng)度短，所 13 以澆口內(nèi)可容納的塑料熔體體積很小，故很容易冷卻固化，從而有助于防止保壓力 不足或保壓時(shí)間過(guò)短而引起的倒流現(xiàn)象。而且，澆口內(nèi)冷卻固化的塑料熔體（廢料）強(qiáng)度很低，非常容易斷裂，故使制品與廢料分離，并便于制品脫模。澆口的長(zhǎng)度和截面尺寸一般均可在試模過(guò)程中適當(dāng)調(diào)整。特別是調(diào)整其截面尺寸時(shí)，截面高度的變化對(duì)澆口的容積及澆口凍結(jié)時(shí)間影響很大；另外，截面積的變化對(duì)塑料熔體內(nèi)的切變速率影響很大，而切變速率又與熔體表面黏度有關(guān)，所以改變澆口截面尺寸或截面積的大小，可以控制澆口凍結(jié)時(shí)間，以及熔體充模時(shí)的流動(dòng)性能。 澆口的形式很多，參考實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè) 1給出的澆口形式，根據(jù)塑料種類(lèi)、塑料 制品的形狀及分模落料形式，應(yīng)選點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口又稱(chēng)針狀澆口或橄欖形澆口，點(diǎn)澆口是一種在制品中央開(kāi)設(shè)澆口時(shí)使用的圓形限制性澆口，由于澆口前后兩端存在較大的壓力差，能有效地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體的表觀粘度下降，流動(dòng)性增加，利于充模。常用于各種殼類(lèi)、盒類(lèi)的熱塑性塑料制品。點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)是澆口殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也利于自動(dòng)化操作；但是 由于澆口的截面積小，流動(dòng)阻力大，需提高注射壓力，只宜于成型流動(dòng)性好的熱塑性塑料。 澆口的直徑經(jīng) 計(jì)算得 d=1 料穴的設(shè)計(jì)及成形零部件的設(shè)計(jì) 冷料穴是用來(lái)收集料流前鋒的冷料，常設(shè)在主流道或分流道末端。如圖所示深度取 4流道表面粗糙度 于 m。 注射模閉合后，其內(nèi)部零部件將組合成一個(gè)能容納塑料的閉合空腔，即所說(shuō)的型腔，它將接受由注射機(jī)注射出來(lái)的塑料熔體，并使它們?cè)谄鋬?nèi)部固化成形為塑料制品。構(gòu)成型腔的所有零部件統(tǒng)稱(chēng)為成形零部件。 由于塑料零件外形有凹陷部分，對(duì)應(yīng)成形模上必須有凸起部分，為便于加工起見(jiàn)，不把成形模設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，而是采用嵌入式的 成形模，即用型芯嵌入固定板中形成型腔結(jié)構(gòu)。另外，與其它結(jié)構(gòu)件不同，成形零部件采用的是更為優(yōu)質(zhì)的材料，出于材料費(fèi)用考慮，也應(yīng)設(shè)計(jì)成嵌入式的。 成形零部件在注射成形過(guò)程中直接與塑料熔體接觸，需要承受溫度、壓力及塑料熔體的沖擊和摩擦，長(zhǎng)期工作之后，容易發(fā)生磨損、變形和斷裂，因此成形零部件必 14 須采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作。而聚丙烯又跟別的塑料不同，熱分解后會(huì)產(chǎn)生帶有腐蝕性的氣體，因此成形零部件必須要選用耐腐蝕材料，可選用熱作模具鋼 38者用行鍍鉻或滲碳處理。 定成形零部件工作尺寸 成形零部件工作 尺寸的確定必須考慮塑料的成形收縮、成形零部件的制造偏差及成形零部件的磨損等各方面因素。而且，由塑料零件圖給出，零件上由模具型腔成形的部位，其最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值；有型芯成形的部位，其最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值。參見(jiàn)塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)的規(guī)定，型腔的最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值。由塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)中的公式，型腔內(nèi)形尺寸計(jì)算 /2- z/2 Z 0 式中 型腔內(nèi)形基本尺寸（），為制品的公差或偏差， z 為成型零件的制造公差或偏差 ,取為 /53， 塑料制品的基本尺寸，且為最大極限尺寸（）， S 為塑料的平均收縮率，這里材料是聚丙烯，因此 S=（ 。 27+27 = 13+13 型芯外形尺寸計(jì)算 /2+ z /20 Z 式中 型芯外形基本尺寸（）， 塑料制品的基本尺寸，且為最小極限尺寸（ ），為制品的公差或偏差， z 為成型零件的制造公差或偏差 ,取為 /53。 50+50 += 型腔深度尺寸計(jì)算 2- z /2 Z 0 式中 型腔深度基本尺寸（）， 塑料制品高度基本尺寸，且為最大極限尺寸（），為制品的公差或偏差， z 為成型零件的制造公差或偏差，取為 /53， 14+14 = 型芯高度尺寸計(jì)算 /2+ z/2 0 Z 式中 型芯高度基本尺寸 ( )， 塑料制品型孔深度基本尺寸，且為最小極限尺寸（） , 為制品的公差或偏差， z 為成型零件的制造公差或偏差，取為 /53， 14+14 + = 為了塑件成形后便于脫模，型芯應(yīng)該做成 1的錐度。 塑件成型收縮率計(jì)算 15 成型收縮率是指室溫時(shí)塑件與模具型腔（或型芯）兩者尺寸的相對(duì)差?？砂聪率角蟮茫?S= （ / 00%=S 塑件成型收縮率； 模具型腔在室溫下的尺寸； 塑件在室溫下的尺寸。 向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)榇怂芗袀?cè)凹部分，所以成形結(jié)構(gòu)中必須帶有側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)分型時(shí)自動(dòng)抽芯，把其設(shè)計(jì)成機(jī)動(dòng)式的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 機(jī)動(dòng)式側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)的開(kāi)模運(yùn)動(dòng)，并對(duì)其方向進(jìn)行變換后，可將模具側(cè)向分型或把側(cè)型芯從制品中抽出。此次設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱式抽芯機(jī)構(gòu)。 由于塑料制品冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊地包住模具型芯或型腔中凸出的部分，為了使制品易于從模具內(nèi)脫出，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證制品的內(nèi)外側(cè)面具有足夠的脫模斜度。脫模 斜度一般依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取，其大小與塑料的品種、制品的形狀及模具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，通常情況下脫模斜度 30 1 30，最小為 15 20。成型型芯愈長(zhǎng)或型腔愈深，則斜度應(yīng)取偏小值；反之可選用偏大值。制品高度不大時(shí)（小于 23不設(shè)計(jì)脫模斜度。脫模斜度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 2 2各種塑料的脫模斜度 塑料名稱(chēng) 脫模斜度 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯 龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃 熱固性塑料 30 1 35 1 30 50 2 20 1 1) 抽芯距的確定 抽芯距是指?jìng)?cè)型芯從成形位置抽到不妨礙制品取出位置時(shí)，側(cè)型芯在抽拔方向所移動(dòng)的距離。抽芯距應(yīng)保證型芯從成形位置拔到不防礙塑件的取出，抽芯距即型芯（滑塊）移動(dòng)的距離，抽芯距通常比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大 2 3圖所示，采用二等分滑塊合模，其抽芯距必須保證瓣合模塊完全退到骨架臺(tái)肩之外才能將制品脫模，即必須抽出 距離再加上 2 3品才能脫出，故抽芯距為 S= 322 +2 3中 S 為最小抽芯距，單位為 R 為骨架最大半徑， 單位為 r 為骨架 16 最小半徑，單位為 所以 S= 22 +2 3=) 抽芯力的確定 將側(cè)型芯從制品中抽出所需的力叫抽芯力。塑件在冷卻時(shí)包緊型芯，產(chǎn)生包緊力。因此型芯抽拔力必須克服包緊力和摩擦阻力。在開(kāi)始抽拔的瞬間抽拔力為最大。影響抽芯力的因素很多，它與側(cè)型芯成形部分的表面積大小及其幾何形狀、壁厚、塑料的收縮率、剛性、對(duì)成形零