帶內(nèi)螺紋的塑料蓋子注塑模具設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題 目 帶內(nèi)螺紋的塑料蓋子注塑模具設(shè)計(jì) 英文題目 injection mold design of the plastic cover with internal thread 院 系 機(jī)械與材料工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 姓 名 年 級(jí) 2009 級(jí)（機(jī)材 a0913） 指導(dǎo)教師 二 零 一 三 年 六 月 學(xué) 位 論 文 獨(dú) 創(chuàng) 性 說(shuō) 明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 及其取得研究成果。盡我所知，除了文中加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不 包含其他人或集團(tuán)已經(jīng)公開(kāi)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得九江學(xué) 院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研 究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確說(shuō)明并表示了謝意。 學(xué)位論文作者簽名： 日期：2013.6.3 學(xué) 位 論 文 知 識(shí) 產(chǎn) 權(quán) 聲 明 書(shū) 本人完全了解學(xué)校有關(guān)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期 間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬于九江學(xué)院。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或 機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。學(xué)?？梢詫⒈?學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或 掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)本人保證，畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文 研究課題在撰寫(xiě)的文章一律注明作者單位為九江學(xué)院。 保密論文待解密后適用本聲明。 學(xué)位論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2013 年 6 月 3 日 摘摘 要要 本次主要設(shè)計(jì)是對(duì)瓶蓋注射模的設(shè)計(jì), 重點(diǎn)對(duì)塑件的成型原理、原料選用 和注射技術(shù)進(jìn)行分析。通過(guò)根據(jù)形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果， 確定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、 成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。該塑件有內(nèi)螺紋，需兩次分型。故設(shè)計(jì)中主要 解決了分型面的選擇，型腔數(shù)目的確定，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).采用了二次脫模機(jī)構(gòu) 來(lái)脫模，保證塑件能順利的成型出模。pro/e 軟件貫穿了此次注塑模具的整個(gè) 三維設(shè)計(jì)過(guò)程。 【關(guān)鍵詞】注射模；分型面；低密度聚乙烯 2 abstract the main design graduate of lid injection mold design. focus on the analysis of the principle of molding plastic parts, materials selection and injection technique. adopted under the shape, size, accuracy and surface quality requirements of the analysis results, the program required molding, products after processing, the choice of parting, the number and arrangement of the cavity, forming part of the structure, pouring system . the plastic parts within a thread,need twice disport model.therefore,the design of the project profile for the plastic parts of sub-surface choices,determining the number of cavity,the demoulded mechanism design.using twice demoulding agencies,guarantee a smooth plastic parts from the model.pro/e was wildly used throughout the process of 3d injection mold design. 【key words】 injection mold; parting surface; ldpe 3 目 錄 前言前言.1 第一章第一章 概論概論.2 1.1 注塑模具制造的特點(diǎn)2 1.2 模具制造技術(shù)的發(fā)展方向3 1.3 結(jié)論5 第二章第二章 塑塑件件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6 2.1 瓶蓋的成型分析.6 2.2 壁厚分析6 2.3 圓角分析6 2.4 材料的選擇7 2.4.1 材料簡(jiǎn)介7 2.4.2 基本特性7 2.43 物理性質(zhì) .7 2.44 成型特性 .8 第三章第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).10 3.1 分型面的選擇10 3.2 型腔的排布設(shè)計(jì)11 3.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)12 第四章第四章 注塑機(jī)型號(hào)的選擇注塑機(jī)型號(hào)的選擇13 4.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介.13 4.2 估算塑件的體積和質(zhì)量.14 4.3 選擇注塑機(jī)14 4.3.1 最大注射壓力較核 .15 4.3.2 最大注射量校核 .15 2 4.3.3 鎖模力校核 .15 第五章第五章 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì).16 5.1 模架的選擇16 5.1.1 產(chǎn)品邊到模仁邊的距離 .16 5.1.2 模仁高度尺寸的確定 .16 5.1.3 模架尺寸的確定 .17 5.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)17 5.2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 .17 5.2.2 主流道設(shè)計(jì) .17 5.2.3 分流道設(shè)計(jì) .17 5.2.4 澆口的設(shè)計(jì) .18 5.2.4 冷斜穴的設(shè)計(jì) .19 5.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)20 5.3.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 20 5.3.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 20 5.3.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 21 5.3.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 22 5.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23 5.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì).24 5.5.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 5.5.2 模具冷卻時(shí)間的確定 24 5.5.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 24 5.5.4 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 5.5.5 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 25 第六章第六章 模具的裝配模具的裝配.26 6.1 模具的裝配順序26 6.2 模具開(kāi)閉模過(guò)程分析.26 3 第第七七章章 制件常見(jiàn)缺陷及解決辦法制件常見(jiàn)缺陷及解決辦法.27 結(jié)論結(jié)論28 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).29 謝辭謝辭30 1 前前 言言 塑料制品已在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國(guó)防和日常生活中的方面得到廣泛應(yīng)用。特別 是在電子業(yè)中則為突出。電子產(chǎn)品的外客大部分是塑料制品，產(chǎn)品性能的提高 要求高素質(zhì)的塑料模具和塑料性能。成型工藝和制品的設(shè)計(jì)。隨著社會(huì)的發(fā)展， 人類的需求，生活水平的提高，日常生活不可缺少的產(chǎn)品的供不應(yīng)求，為加大 生產(chǎn)力度，對(duì)模具的設(shè)計(jì)越來(lái)越重視。我們常用的東西大都是通過(guò)模具生產(chǎn)出 來(lái)的，應(yīng)用價(jià)值提高，這技術(shù)的重要，有必要為這們課題研究。更加有力的學(xué) 習(xí)這套工藝。對(duì)今后的發(fā)展有著可觀的標(biāo)志。 2 第第 1 1 章章 概論概論 1.11.1 注塑模具制造的特點(diǎn)注塑模具制造的特點(diǎn) 型腔及型芯呈立體型面。塑件的外部和內(nèi)部形狀是由型腔和型芯直接成 型的，這些復(fù)雜的立體型面加工難度比較大，特別是型腔的盲孔型內(nèi)成型表面 加工，如果采用傳統(tǒng)的加工方法，不僅要求工人技術(shù)水平高、輔助工夾具多、 刀具多，而且加工的周期長(zhǎng)。 精度和表面質(zhì)量要求高，使用壽命要求長(zhǎng)。目前一般塑件的尺寸精度要 求為 it67，表面粗糙度 ra0.20.1m，相應(yīng)的注塑模具零件的尺寸精度要求 達(dá)到 it56，表面粗糙度 ra0.1m 以下。激光盤(pán)記錄面的粗糙度要達(dá)到鏡面加 工的水平的 0.020.01m，這就要求模具的表面粗糙度達(dá)到 0.01m 以下。長(zhǎng) 壽命注塑模具對(duì)于提高高效率和降低成本是很必要的，目前注塑模具的使用壽 命一般要求 100 萬(wàn)次以上。精密注塑模要用剛度大的模架，增加模板的厚度， 增加支承柱或錐形定位元件以防止模具受壓力后產(chǎn)生變形，有時(shí)內(nèi)壓可以達(dá)到 100mpa。頂出裝置是影響制品變形和尺寸精度的重要因素，因此應(yīng)該選擇最佳 的頂出點(diǎn)，以使各處脫模均勻。高精度注塑模具在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用鑲拼或全拼 結(jié)構(gòu)，這要求模具零部件的加工精度、互換性均大為提高。 工藝流程長(zhǎng)，制造時(shí)間緊。對(duì)于注塑件而言，大多是與其它零部件配套 組成完整的產(chǎn)品，而且在很多的情況下都是在其它部件已經(jīng)完成，急切等待注 塑件的配套上市。因?yàn)閷?duì)制品的形狀或尺寸精度要求很高，加之由于樹(shù)脂材料 的特性各異，模具制造完成后，還需要反復(fù)地試模與修正，使開(kāi)發(fā)和交貨的時(shí) 間非常緊張。 異地設(shè)計(jì)、異地制造。模具制造不是最終目的，而是由用戶提出最終制 品設(shè)計(jì)，模具制造廠家根據(jù)用戶的要求，設(shè)計(jì)制造模具而且在大多數(shù)情況下， 制品的注射生產(chǎn)也在別的廠家。這樣就造成了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)制造和制 品的生產(chǎn)異地進(jìn)行的情況。 專業(yè)分工，動(dòng)態(tài)組合。模具生產(chǎn)批量小，一般屬于單件的生產(chǎn)，但是模 具需要很多的標(biāo)準(zhǔn)件，大到模架，小到頂針，這些不能也不可能只由一個(gè)廠家 3 單獨(dú)完成，且制造工藝復(fù)雜，普通設(shè)備和數(shù)控設(shè)備使用極不均衡。 1.21.2 模具制造技術(shù)的發(fā)展方向模具制造技術(shù)的發(fā)展方向 基于以上模具制造的五個(gè)特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)代模具制造業(yè)提出了相應(yīng)的要求。當(dāng) 前模具制造的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為以下五個(gè)方面： （1）從一般的機(jī)加工方法，發(fā)展至采用光機(jī)電相結(jié)合的數(shù)控電火花成形、 數(shù)控電火花線切割以及各種特殊加工相結(jié)合，例如電鑄成形、粉末冶金成形、 精密鑄造成形、激光加工等。從而可以加工出復(fù)雜的型腔和型芯，以及保證較 高的加工精度要求。目前慢走絲線切割和電火花放電加工精度可達(dá)到 1.5m，加工表面粗糙度可達(dá)到 ra0.004m，基本上達(dá)到了鏡面要求。 （2）先進(jìn)的技術(shù)支持條件。模具的服務(wù)對(duì)象主要是電器、汽車廠家，產(chǎn)品 的更新?lián)Q代快，而且模具的設(shè)計(jì)已經(jīng)從二維發(fā)展為三維，實(shí)現(xiàn)了可視化設(shè)計(jì)， 不但可以立體、直觀地再現(xiàn)尚未加工出的模具體，真正實(shí)現(xiàn)了 cad/cam 一體化， 而且三維設(shè)計(jì)解決了二維設(shè)計(jì)難于解決的一些問(wèn)題，諸如：干涉檢查、模擬裝 配等。 （3）模具快速制造技術(shù)。當(dāng)前快速制造有三個(gè)發(fā)展方向：分別是基于并行 工程的注塑模具快速制造、基于快速原型技術(shù)的注塑模具快速制造和高速切削 技術(shù)。 基于并行工程的注塑模具快速制造這種生產(chǎn)方式。是以注塑模具的標(biāo)準(zhǔn)化 設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的，它主要體現(xiàn)為經(jīng)營(yíng)管理、模具設(shè)計(jì)和模具制造的三個(gè)體系的標(biāo) 準(zhǔn)化。為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，需要解決三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：一是統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)和文件傳輸 格式；二是充分利用和開(kāi)發(fā) internet 和 intranet,實(shí)現(xiàn)信息的集成和數(shù)據(jù)資源 的共享；三是解決生產(chǎn)的組織、協(xié)調(diào)和專業(yè)分工，確定各個(gè)部門(mén)和層次的項(xiàng)目 分解和利益分配的基準(zhǔn)和算法。 基于快速原型技術(shù)的注塑模具快速制造。直接從 cad 模型生產(chǎn)的模具被認(rèn) 為是一種可以減少新產(chǎn)品成本和開(kāi)發(fā)周期的重要的方法，近些年來(lái)，這種將 cad 技術(shù)、快速成型（rp）和快速工模具制造（rt）等高新技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng) 對(duì)傳統(tǒng)的注塑模具的制造產(chǎn)生了重大的沖擊。cad 技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上代 替了實(shí)物的評(píng)估和試驗(yàn)，減少了新產(chǎn)品研制過(guò)程中的迭代次數(shù)，從而加快了新 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度。 4 高速切削技術(shù)（high speed machining）的應(yīng)用。高速切削技術(shù)制造模具， 具有切削效率高，可明顯縮短機(jī)動(dòng)加工時(shí)間，加工精度高，表面質(zhì)量好，因此 可大大縮短機(jī)械后加工、人工后加工和取樣檢驗(yàn)輔助工時(shí)等許多優(yōu)點(diǎn)。在某注 塑模的高速銑削中，材料硬度為 5658hrc，原來(lái)采用電火花加工（edm） ，每個(gè) 零件需時(shí) 90min，采用直徑為 12mm 球頭銑刀，主軸轉(zhuǎn)速 1500r/ min、工作臺(tái)進(jìn) 給 1500r/ min 進(jìn)行高速加工，加工每個(gè)零件只需 5min，工效提高了 18 倍。 今后，電火花成形加工應(yīng)該主要針對(duì)一些尖角、窄槽、深小孔和過(guò)于復(fù)雜 的型腔表面的精密加工。高速成切削加工在發(fā)達(dá)國(guó)家的模具制造業(yè)中已經(jīng)處于 主流地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前有 85%左右的模具電火花形加工工序已被高速加工所 取代。但是由于高速切削的一次性設(shè)備投資比較大，在國(guó)內(nèi)，高速成切削與電 火花加工還會(huì)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)并存。 模具的高速切削中對(duì)高速切削機(jī)床有下列技術(shù)要求：主軸轉(zhuǎn)速高，功率 大；機(jī)床的剛度好；主軸轉(zhuǎn)動(dòng)和工作臺(tái)直線運(yùn)動(dòng)都要有極高的加速度。由 于高速切削時(shí)產(chǎn)生的切削熱和刀具的磨損比普通速度切削高很多，因此，高速 刀具的配置十分重要，主要表現(xiàn)為：刀具材料應(yīng)硬度高、強(qiáng)度高、耐磨性好， 韌度高、抗沖擊能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定性好；必須精心選擇刀具結(jié)構(gòu)和 精度、切削刃的幾何參數(shù)，刀具與機(jī)床的連接方式廣泛采用錐部與主軸端面同 時(shí)接觸的 hsk 空心刀柄，錐度為 1：10，以確保高速運(yùn)轉(zhuǎn)刀具的安全和軸向加 工精度。型腔的粗加工、半精加工和精加工一般采用球頭銑刀，其直徑應(yīng)小 于模具型腔曲面的最小曲率半徑；而模具零件的平面的粗、精加工則可采用帶 轉(zhuǎn)位刀片的端銑刀。 （4）發(fā)展新的塑料模具材料及模具表面技術(shù)。主要是發(fā)展易加工、拋光性 好的材料，預(yù)硬易切削鋼（一般 2835hrc 之間)、耐蝕鋼、硬質(zhì)合金鋼以及時(shí) 效硬化型鋼、冷擠壓成型鋼。表面工程可以彌補(bǔ)模具材料的不足，降低模具材 料的研發(fā)及加工的費(fèi)用。近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的激光表面強(qiáng)化技術(shù)、物理氣相 沉淀技術(shù)（pvd） 、化學(xué)氣相沉淀技術(shù)（cvd） 、熱噴涂技術(shù)等新的表面技術(shù)，而 傳統(tǒng)的表面技術(shù)（如熱擴(kuò)散、電鍍）也有很大的完善與發(fā)展，如電鍍技術(shù)已經(jīng) 發(fā)展到復(fù)合電鍍技術(shù)。 （5）基于信息注塑模具的制造新模式。與注塑模具制造活動(dòng)有關(guān)的信息包 5 括產(chǎn)品的信息和制造信息。現(xiàn)代制造過(guò)程可以看作是原材料或毛坯所含的信息 量的增值過(guò)程，信息流驅(qū)動(dòng)將成為制造業(yè)的主流。它包括兩個(gè)層面：一是通過(guò) 企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，完成模具報(bào)價(jià)、人員的安排、制品原始數(shù)據(jù)、模具加工工 藝、質(zhì)量檢測(cè)、試模具與交付等任務(wù)；二是通過(guò)企業(yè)外部的互聯(lián)網(wǎng)完成企業(yè)與 用戶、與外協(xié)企業(yè)之間的信息交換，這種制造方式必須通過(guò)動(dòng)態(tài)聯(lián)盟（virtual organization）這種新的生產(chǎn)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)聯(lián)盟分三層：緊密層、合作 關(guān)系層和松散層。 1.31.3 結(jié)論結(jié)論 先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)注塑模具制造產(chǎn)生了重大的影響，反過(guò)來(lái)，注塑成型新技術(shù) 的產(chǎn)生與發(fā)展也對(duì)制造技術(shù)不斷提出了新的要求。將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù) 應(yīng)用于制造全過(guò)程，未來(lái)注塑模制造將是以計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為主導(dǎo)技術(shù)，以信 息流暢作為首要備件的有極強(qiáng)應(yīng)變能力與競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。 6 第二章第二章 塑件結(jié)構(gòu)分析塑件結(jié)構(gòu)分析 2.12.1 瓶蓋的成型分析瓶蓋的成型分析 此次塑件是帶內(nèi)螺紋的塑料瓶蓋，整個(gè)塑件呈現(xiàn)半開(kāi)狀的圓筒形，該構(gòu)件表 面形狀和整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)對(duì)大量的飲料瓶蓋的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，整個(gè)瓶蓋的 外部輪廓高達(dá) 12mm，外徑 32mm，壁厚 1mm，作為對(duì)表面粗糙度要求不太高的塑 件，而且較為實(shí)用性零件對(duì)其尺寸公差沒(méi)有太嚴(yán)格的要求。且本身塑件壁厚較 小、均勻，可以用大批量的注塑模具加以生產(chǎn)。 圖 2-1 塑件圖 2.22.2 壁厚分析壁厚分析 各種塑件，不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁，根據(jù)使用要求具有一定的厚度，以保 證其力學(xué)強(qiáng)度。塑件的壁厚對(duì)塑件質(zhì)量的影響很大，如果壁厚過(guò)大，會(huì)浪費(fèi)原 料，而且使冷卻時(shí)間增加，更重要的還會(huì)使塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等 缺陷，一般地說(shuō)，在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過(guò)厚，不僅可以節(jié)約原材 料，降低生產(chǎn)成本，而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時(shí)間縮短，提高生產(chǎn)率。 因此，該塑件的壁厚均為 1mm，在其最小壁厚范圍內(nèi)，塑件符合注塑的模具成 型的厚度要求。 2.32.3 圓角分析圓角分析 帶有圓角的塑件，在成型時(shí)往往會(huì)在該處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，在受力或沖 7 擊下會(huì)發(fā)生開(kāi)裂，所以，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件的局部強(qiáng)度，減小應(yīng)力 集中，改善熔體的流動(dòng)性能且便于脫模，在塑件各內(nèi)外表面的過(guò)渡連接處，應(yīng) 采用過(guò)渡圓弧。采用圓弧過(guò)渡可增加塑件的美觀程度和增加塑件的強(qiáng)度，根據(jù) 應(yīng)力集中系數(shù)和圓角半徑的關(guān)系可得，理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)為壁厚的 1/3 以上， 通常塑件內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)是壁厚的一半，而外壁圓角半徑可為壁厚的 1.5 倍。 這次設(shè)計(jì)要求該塑件的內(nèi)外圓弧半徑結(jié)合實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)力 狀況以及條件設(shè)備，此塑件的內(nèi)外過(guò)渡圓弧是小半徑為 0.5mm，適合注塑制品 的結(jié)構(gòu)和工藝要求。 2.42.4 材料的選擇材料的選擇 選擇塑件的材料依據(jù)是它的使用性能要求及工作環(huán)境，以及生產(chǎn)商提供的 材料性能數(shù)據(jù)；對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，其考慮的主要是材料的力 學(xué)性能，如屈服應(yīng)力，彈性變形，表面硬度，彎曲強(qiáng)度，耐腐蝕性等。該塑件 對(duì)材料的要求首先必須是密封性能好，而后是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，模具成 型也要考慮到材料的注射特性，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，該塑件 在尺寸上要求比較高，且在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中需要較高的強(qiáng)度和硬度，而且從 經(jīng)濟(jì)性上講，在保證塑料制品的功能和性能的同時(shí)還應(yīng)考慮到加工生產(chǎn)、成本。 綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實(shí)際情況，選用收縮率較小、綜 合性能優(yōu)良、在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的塑料 ldpe（低密度聚乙烯） 。 .1 材料簡(jiǎn)介材料簡(jiǎn)介 ldpe 中文名：低密度聚乙烯 英文名：low density polyethylene .2 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 聚乙烯抗多種有機(jī)溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，在氧化性 環(huán)境中聚乙烯會(huì)被氧化。 .3 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 聚乙烯在薄膜狀態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的，但是在塊狀存在的時(shí)候由于其 內(nèi)部存在大量的晶體，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到 其枝鏈的個(gè)數(shù)的影響，枝鏈越多，越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到 枝鏈個(gè)數(shù)的影響，分布于從 90到 130的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。聚 乙烯單晶通?？梢酝ㄟ^(guò)把高密度聚乙烯在 130以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制 8 備。 （ldpe）- 低密度聚乙烯是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。 無(wú)毒、無(wú)味、呈乳白色。密度為 0.940.965g/cm3,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,具有良 好的耐沖擊性、柔軟性及透明性，但和其他的大型塑料構(gòu)件相比強(qiáng)度、剛度較 差，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，在常溫下聚乙烯不會(huì)溶于任何一種 已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽 溶液。聚乙稀有高度的耐水性，長(zhǎng)期與水接觸其性能可保持不變。適合做飲料、 低腐蝕性液體的瓶蓋。其透水氣性能較差，而透氧氣、二氧化碳以及許多有機(jī) 物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣等作用下會(huì)產(chǎn)生變脆和老化。一般使用溫 度約在 80左右。耐寒，在-60時(shí)仍有較好的力學(xué)性能，-70時(shí)仍有一定的 柔軟性。 .4 成型特性成型特性 成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)的進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其 熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。低密度聚乙烯屬于結(jié)晶形塑料,吸濕性小, 熔體粘度小，成型前可不預(yù)熱，成型時(shí)不易分解，流動(dòng)性極好, 溢邊值為 0.02mm 左右,流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感，加熱時(shí)間長(zhǎng)則易發(fā)生分解。收縮率較大， 方向性明顯，易發(fā)生變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率有較大影響， 應(yīng)控制模溫。冷卻速度快,必須得到充分冷卻,設(shè)計(jì)模具時(shí)要設(shè)冷料穴和冷卻系 統(tǒng)宜用高壓注射，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要均勻。不宜采用直接澆 口注射，否則會(huì)增加內(nèi)應(yīng)力，使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口位 置。ldpe 的注射工藝參數(shù)如表 3-1 所示。 表 3-1 制品成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 9 注射機(jī)類型 柱塞式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 58 噴嘴形式 直通式 模具溫度 30-45 噴嘴溫度() 150170oc 后段溫度() 140160 中段溫度() 前段溫度() 170210 注射壓力 60100mpa 保壓力 4050 mpampa 注射時(shí)間 s 04s 保壓時(shí)間 s 1560s 冷卻時(shí)間 s 1560s 其他時(shí)間 s 3 成型周期 s 40140s 成型收縮(%) 0.8 干燥溫度() 6080 干燥時(shí)間() 13 綜合性能： 壓縮比： 1.842.50 抗拉屈服強(qiáng)度: 2240 mpa 熱變形溫度： 1.88mpa- 48 壓縮強(qiáng)度： 225 mpa 疲勞強(qiáng)度： 10 拉伸彈性模量： 0.840.95gpa mpa 彎曲彈性模量： 1.11.4gpa 彎曲強(qiáng)度： 2540mpa 脆化溫度： -70 10 第三章第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .分型面的選擇分型面的選擇 模具設(shè)計(jì)過(guò)程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 面選擇的原則來(lái)確定模具的分型面。 （1）塑件脫出方便：盡量使塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，模具的脫模機(jī)構(gòu)在動(dòng)模 一側(cè)，一般將主型芯裝在動(dòng)模一側(cè)，使塑件的包緊在主型芯上，型腔可以設(shè)在 定模一側(cè)。 （2）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使模具容易切削加工，從簡(jiǎn)化模具加工來(lái)考慮，對(duì)要 求抽芯的塑件，應(yīng)盡量避免在定模部分抽芯。 （3）其他必須型腔排氣順利，確保塑件質(zhì)量，無(wú)損塑件外觀，設(shè)備利用合 理以及塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。 該塑件為瓶蓋，表面無(wú)特殊的要求，由于制件有側(cè)向抽心的點(diǎn)連接,因此制 件需要側(cè)向內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)，分型比較復(fù)雜，可采用滑塊側(cè)向分型，故分型面選擇 11 如下圖所示： 圖 3-1 分型面的選擇 3.23.2 型腔的排布設(shè)計(jì)型腔的排布設(shè)計(jì) 多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、h 形、直線型及復(fù)合型等，在設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則。 （1）盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。 （2）型腔布置與澆口開(kāi)高部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生 溢料現(xiàn)象。 （3）盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 本次設(shè)計(jì)的模具型腔采用對(duì)稱平衡的排布,如圖 3-2 所示。 12 圖 3-2 型腔的排布 3.33.3 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減 小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力、塑 料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動(dòng)等等，因此要考慮到所 有因素的影響較困難,因此上面計(jì)算出的結(jié)果只是一個(gè)近似值，實(shí)際的脫模力應(yīng) 比計(jì)算出來(lái)的要大才合理。脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)遵行以下設(shè)計(jì)原則： （1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。 （2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出 力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位以保證塑件不因推出而變形損壞。 （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作合理可靠、合模時(shí)能正確復(fù)位，便于制造和維護(hù)。 常用的推出方式有推桿推出、推板推出、氣壓推出，其中推桿脫模機(jī)構(gòu)最為 常用，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。 13 第 4 章 注塑機(jī)型號(hào)的選擇 4.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成 型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔 體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射 進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以 從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。 圖4-1 注塑成型壓力時(shí)間曲線 （1）物料準(zhǔn)備 成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況、有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢 驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性、流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根 據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件 的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制 品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 （2）注塑過(guò)程 塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng) 可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖所示4-1所示。 圖中t0代表螺桿或柱塞開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（t=t1）時(shí)，熔體 壓力迅速上升，達(dá)到最大值p0。從時(shí)間t1到t2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓 力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在 流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端 沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。 14 這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開(kāi)始后退到結(jié)束（時(shí)間從 t2到t3） ，由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓 力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓 力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 （3）制件后處理 由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常 復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不 均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫 模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)開(kāi)裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕 兩種。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件 進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的 1020至熱變形溫度以下1020之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后 處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕 處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121，加熱溫度為 100121） ，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取29小時(shí)。 4.24.2 估算塑件的體積和質(zhì)量估算塑件的體積和質(zhì)量 塑件的工作條件對(duì)精度要求較高，根據(jù) ldpe 的性能可選擇其塑件的精度等 級(jí)為 6 級(jí)精度。 外徑: 32mm 壁厚: 1mm 內(nèi)徑: 30mm 壁厚: 1mm 由體積計(jì)算公式可計(jì)算得塑件的近似體積得: v塑=sxh =2.413cm3 查得 ldpe(低密度聚乙烯)密度約為: 由公式代入數(shù) 3 /94 . 0 cmgvw 據(jù)可得塑件的質(zhì)量為： w塑 =v塑r r塑= =2.27(g)。 4.34.3 選擇注射機(jī)選擇注射機(jī) 根據(jù)所選擇的參數(shù)，初步估算澆注系統(tǒng): 15 體積: v澆=89cm3。 其質(zhì)量約為：w澆=v澆r r塑=7.58.5g。 s=(nw塑+ w澆) /0.8=17-18g。 可以初步選項(xiàng)注射機(jī)型號(hào)為： xs-z-60 xs-z-60 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格如下: 型號(hào)： xs-z-60 額定注射量(cm3)： 60 螺桿直徑(mm)： 38 注射壓力 (mpa)： 122 注射行程（mm）： 170 注射時(shí)間（s）： 0.7 注射方式： 柱塞式 合模力 kn）： 500 最大注射面積（cm2）： 130 最大開(kāi)（合）模行程（mm）： 180 模具最大厚度（mm）： 200 模具最小厚度（mm）： 70 動(dòng)、定模固定板尺寸（mm）： 300440 噴嘴圓?。╩m）： 12 噴嘴孔徑（mm）： 4 .1 最大注射壓力校核最大注射壓力校核 ldpe 的注射壓力：60100mpa 小于 xs-z-60 注射機(jī)：注射壓力 (mpa)： 122 mpa,所以符合要求。 .2 最大注射量校核最大注射量校核 澆注系統(tǒng)體積之和為 2.413*4+89=1819 cm3，而注射機(jī)額定注射量為 60cm3，明顯滿足要求。 .3 鎖模力校核鎖模力校核 型腔平均壓力為 25mpa， a=mm325265 . 4414 22 25 2526=63.17kn，明顯小于注射機(jī)合模力 500mpa，合格。 分腔a p 16 第五章 模具設(shè)計(jì) 5.1 模架的選擇 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對(duì)于模具而言，在保證足夠強(qiáng) 度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。為節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據(jù)產(chǎn) 品的外形尺寸，可以確定鑲件（模仁）的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可 以大致確定模架的大小。 5.1.1 產(chǎn)品邊到模仁邊的距離（x、y 方向尺寸的確定） 表 5.1 產(chǎn)品邊到模仁邊距離 產(chǎn)品尺寸（mm）產(chǎn)品邊到模仁邊的距離（mm） 小件產(chǎn)品（80mm）2530 大件產(chǎn)品（80mm）3550 注：模仁尺寸（x、y 方向尺寸）必須取整數(shù)，且最好是 10 的倍數(shù)； 從表格可知，此塑料杯屬于小件產(chǎn)品，故取產(chǎn)品到默認(rèn)邊的距離為 30mm。 產(chǎn)品中心到模仁邊的距離為 60mm，產(chǎn)品中心距為 90mm，故模仁長(zhǎng)度為 d=60mm+90mm+60mm=210mm；產(chǎn)品底面是圓形，所以，模仁的寬度也取 210mm。 5.1.2 模仁高度（厚度）尺寸的確定（z 方向尺寸的確定） 表 5.2 模仁高度尺寸參照 產(chǎn)品尺寸（mm）產(chǎn)品最高位置到前模仁(型 腔)頂面的距離 h1（mm） 產(chǎn)品最低位置到后模仁(型 芯)底面的距離 h2（mm） 小件產(chǎn)品 （80mm） 2530 大件產(chǎn)品 （80mm） 3550 h2= h1(510)且 h220 注：模仁高度（厚度）尺寸（z 方向尺寸） ，最好取整數(shù)0.5，以保證 a 板和 b 板的開(kāi)框 深度為整數(shù)。 從表格可知，小件產(chǎn)品模仁高度取 2530，此處取 30mm。考慮到塑料杯底 部凸臺(tái)只有少量膠位，高度僅為 2mm，從節(jié)省成本考慮，邊界從產(chǎn)品底部算起， 忽略凸臺(tái)，前模仁的高度為 110mm。產(chǎn)品最低位置到后沫仁地面的距離為 30mm+5mm=35mm。整個(gè)模仁的高度為 145mm。 17 5.1.3 模架尺寸的確定 選擇 a 型結(jié)構(gòu)模架 查得 a=5055，取 a=50mm 模架寬度為： b=b+2a=130+100=230mm 模架長(zhǎng)度為： l=l+2a=130+100=230mm 上述尺寸確定后，就可以確定 模架的板面尺寸為 230mmx230mm。 圖 5-1 模架類型 5.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注射模的澆注系統(tǒng)是指從注流道的開(kāi)始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。它 由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳料，傳熱，傳壓情況 決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具 設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度。 5.2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動(dòng)平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變 形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè) 計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。 5.2.2 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)的噴嘴在 同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改 善料流的速度，因?yàn)橐妥⑸錂C(jī)相配，所以其尺寸與注射機(jī)有關(guān)。 本塑件所用的材料為 ldpe（低密度聚乙烯） ，根據(jù)其流動(dòng)性特點(diǎn)，主流道設(shè) 計(jì)的主要參數(shù)如下： 錐角=4；內(nèi)表面粗糙度 ra=0.08； m 主流道大端呈圓角，半徑 r=3mm，以減小料流轉(zhuǎn)過(guò)渡時(shí)的阻力，小端直徑 d = d (12)mm 襯套與主流道設(shè)計(jì)成整體，材料為 t8，熱處理要求淬火為 53-57hrc。 18 5.2.3 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的 作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 u 型等。圓形和 正方形截面流道的表面積與體積之比最小，塑料熔體的溫度下降小，阻力小， 流道的效率最高，但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中 較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 u 形。 在分流道的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失，盡可能避免熔 體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積。在此，選擇半圓形，取半圓直 徑 4.5mm。 分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置分平衡式 與非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如圖 5- 1。 圖 5-1 分流道 5.2.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的熔體通道，它是澆注系統(tǒng)的 關(guān)鍵部分。 其主要作用是： （1）熔體充模后，澆口處首先凝固，可防止其倒流； （2）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模； （3）易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積的 0.03-0.09，澆口的 長(zhǎng)度約為 0.5mm-2mm,澆口的具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值。 當(dāng)塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使 料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。 澆口開(kāi)設(shè)的位置對(duì)制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口時(shí)，應(yīng)遵循以下原則： 19 （1）澆口應(yīng)開(kāi)在能使型腔各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置 （2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮， （3）澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣體的排除 （4）澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位，對(duì)于圓筒類制品， 采用中心澆口比側(cè)澆口好。 （5）對(duì)于帶細(xì)長(zhǎng)的型芯模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯因沖 擊變形。 （6）澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位 根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口。 5.2.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是將主流道或分流道延長(zhǎng)所形成的井穴。冷料穴一般設(shè)在主流道正 對(duì)面的動(dòng)模板上或處于分流道末端。其作用是存放料流前鋒的冷料，以防止冷 料進(jìn)入型腔而形成接縫；另外，開(kāi)模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直 徑宜大于大端直徑。冷料穴的形式有三種：一是與推桿匹配的冷料穴；二是與 拉料桿匹配的冷料穴；三是無(wú)拉料桿的冷料桿。本塑件采用無(wú)拉料桿的冷料穴。 5.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開(kāi)模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī) 構(gòu)的作用是導(dǎo)向，定位以及承愛(ài)一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐 面定們兩種，根據(jù)本塑件的實(shí)際情況，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 5.3.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 1.定位件用 模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確， 在模具的裝配過(guò)程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。 2.導(dǎo)向作用 合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯 先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。 3.承受一定的側(cè)向壓力。 5.3.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 1、導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠 的距離，以保證模具的強(qiáng)度。 2、導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6-8mm，以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹 20 模相碰而損壞。 3、導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度。 4、為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的 前端也應(yīng)倒角. 5、導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利 脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 6、一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按 h8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 h7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按 h6/k6。 7、除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置 導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。 8、導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)框架數(shù)據(jù)選取。 5.3.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) （1）鉚合式導(dǎo)柱：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，但導(dǎo)柱損壞后更換麻煩。 （2）直通式導(dǎo)柱：拆裝方便，便于維修，但制造比較費(fèi)時(shí)，且需增加墊板， 適用于大型固定式模具。 （3）壓入式合模銷：在垂直分型面的模具中，為了保證錐模套中的對(duì)拼凹 模相對(duì)位置準(zhǔn)確，常采用兩個(gè)合模銷。 本次設(shè)計(jì)結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及其它各方面的要求，選用直通式導(dǎo)柱。 2、對(duì)導(dǎo)柱的要求 （1）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面的高度高出 68，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方 向之前型芯進(jìn)入型腔時(shí)與凹模相碰而損壞。此外，導(dǎo)柱長(zhǎng)于凸模端面，脫模后 可按任何利于操作的位置放在工作臺(tái)上，而不致于擦傷凸模成型表面。 （2）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的 先導(dǎo)部分。球形先導(dǎo)部分因制造費(fèi)時(shí)，一般很少采用。 （3）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證導(dǎo)柱具有足夠的抗彎強(qiáng)度。 （4）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的型芯。 （5）導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。 （6）導(dǎo)柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些。 （7）導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按 h8/h8 間隙配合，固定部分按 h7/m6 過(guò)渡配合 21 5.3.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 1、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) （1）套筒式導(dǎo)套：用于模套高度不大的簡(jiǎn)單模具。 （2）臺(tái)階式導(dǎo)套：檢修方便，能保證導(dǎo)向精度，主要用于精度要求較高的大 型模具。 （3）凸臺(tái)式導(dǎo)套：主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)。 （4）帶油槽的導(dǎo)套：可以改善導(dǎo)向條件，減少磨擦，但增加了制造成本，僅 用于模具溫度不高的固定式注射模。 結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求，選用臺(tái)階式導(dǎo)套。 2、對(duì)導(dǎo)套的要求 （1）為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒有圓角 r。 （2）對(duì)于大型注射模，當(dāng)開(kāi)模力過(guò)大時(shí)，為了防止導(dǎo)套拔出，應(yīng)在導(dǎo)套上 部加裝蓋板。 （3）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)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?（4）導(dǎo)套配合部分的表面光潔度不能過(guò)低。 （5）導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按 h8/h8 間隙配合，導(dǎo)套外徑按 h7/m6 過(guò)渡配合。 點(diǎn)澆口形式的雙分型面注射模應(yīng)注意使分型面 a 的分型號(hào)距離能保證澆注系 統(tǒng)凝料順利取出，一般 a 分型號(hào)面分型距離為： s=s1+35mm sa 分型面分型距離(mm)； s1澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長(zhǎng)度(mm)。 雙分型面模具中要注意導(dǎo)柱的設(shè)置及導(dǎo)柱的長(zhǎng)度，如果導(dǎo)柱同時(shí)對(duì)動(dòng)模部 分導(dǎo)向，則導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)按下式計(jì)算： ls+h+810mm l導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長(zhǎng)度(mm); sa 分型面分型距離(mm); h中間板的厚度（mm） 。 s1=46.5mm s=49.551.5mm h=34.5mm l92mm 定端與模板間用 h7/m6 或 h7/k6 的過(guò)渡配合,導(dǎo)向部分通常采用 h7/f7 或 h8/f7 的間隙配合。 22 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求，與導(dǎo)柱同動(dòng)作的彈簧應(yīng)布置 4 個(gè)，并盡可能對(duì)稱布 置于 a 分型面的四周，以保持分型時(shí)彈力均勻，中間板不被卡死。 布局形式如圖所示： 圖 5-3 導(dǎo)柱排布圖 5.4 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在塑料熔體填充注射模腔過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含 有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā) 氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋 放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成 氣孔，接縫、表面輪廓不清、不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮 而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕、色澤不佳等缺陷。 模具的排氣可以利用排氣槽排氣、分型面排氣、利用型芯、推桿、鑲件等 的間隙排氣。abs 的排氣深度為 0.015 mm。 通常，選擇排氣槽的開(kāi)設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則4： （1） 排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故； （2）最好開(kāi)設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； （3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便； （4）開(kāi)設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； （5）開(kāi)設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕； （6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活 23 動(dòng)的型芯時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； （7）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； 該模具為中型模具，可以通過(guò)分型面和頂桿來(lái)排氣，不需要另設(shè)排氣槽。 5.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.5.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料在成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響塑料的充模、定型、成型周期和 塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。 一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為 200左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí) 其溫度在 60以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效地冷 卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì) 于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小 型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具課簡(jiǎn)單地進(jìn)行冷卻或利用自然冷卻不設(shè)定冷 卻系統(tǒng)：當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻。 5.5.2 模具冷卻時(shí)間的確定 在注射過(guò)程中，塑件的冷卻時(shí)間是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開(kāi) 模取出塑件時(shí)為止的這段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具 有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，確定生產(chǎn)周期： 脫冷注 tttt 式中 t 為生產(chǎn)周期（s）,t注為注射時(shí)間，t冷為冷卻時(shí)間，t澆為脫模時(shí)間， 查得 t 注 15-60s,t 冷 15-60s，總周期 t 為 40-140s。 5.5.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （2）冷卻水孔數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻； （3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等； （4）澆口處加強(qiáng)冷卻； （5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差； （6）合理選擇冷卻水道的形式； （7）合理確定冷卻水管接頭位置； （8）冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象； （9）冷卻水管進(jìn)出接口應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過(guò)程中損壞。 24 5.5.4 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)塑料制品的形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周 式、多級(jí)式、螺旋式、噴射式、隔板式等多種樣式，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu) 成各種冷卻回路。 5.5.5 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 ldpe 的單位熱流量： ldpe(低密度聚乙烯)的單位熱流量 qs 為 590-690 kj/kg 每小時(shí)需要注射的次數(shù) n=3600/t； 取 t=120s，可求得 n=30 次。 每小時(shí)的注射量：hkggnw/72 . 0 2430 從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 qs 取 650kj/kg,代入式中得 s qwq 總 hkjkgkjhkgq/468/650/72 . 0 總 25 第六章 模具的裝配 裝配模具是模具制造過(guò)程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、 壽命和各部分的功能。模具裝配過(guò)程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將 合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過(guò)程中，對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制