酒瓶內(nèi)蓋塑料成型模具設(shè)計(jì)

1、填寫完整 摘 前面插入分頁符 要本課題為一個(gè)酒瓶內(nèi)蓋的注塑模具。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1、對實(shí)際工件進(jìn)行工藝性能和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性分析2、進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)的分析和優(yōu)化，設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)3、對成形零件的材料、結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行分析皮優(yōu)化。設(shè)計(jì)整副模具的非標(biāo)準(zhǔn)零件4、對成形零件的制造工藝進(jìn)行分析，編制成形零件的工藝卡5、對模具的裝配工藝進(jìn)行分析，編制模具的裝配工藝文件。6、按制圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一套模具的裝配圖和有關(guān)的關(guān)鍵零件的零件圖關(guān)鍵詞：酒瓶應(yīng)該是酒瓶內(nèi)蓋；模具；注塑模具；重復(fù)了，保留注塑模具Abstract Within this issue for a bottle cap injection mold. Main

2、 design elements are as follows: 1, the actual process performance and production parts for Economic Analysis 2, the mold structure analysis and optimization, design of mold structure 3, forming part of the material, analysis of skin structure and parameters optimization. Design of the entire non-st

3、andard parts deputy dies 4, forming part of the manufacturing process of the analysis, preparation of cards forming part of the process 5, the mold assembly process analysis, preparation of the mold assembly process documentation. 6, according to a standard design drawing mold assembly drawings and

4、related critical components of the Parts Keywords: bottle; mold; injection mold;隨著中文摘要修改而修改目 錄前面插入分頁符二級(jí)目錄格式不對摘 要3Abstract4第1章 塑件的工藝性分析71.1 產(chǎn)品技術(shù)要求71.2 塑件工藝分析81.2.1 PE材質(zhì)簡介81.2.2 材料收縮率9第2章 注塑模的設(shè)計(jì)102.1 注射模與注射機(jī)的關(guān)系102.1.1注塑機(jī)的選用102.1.2型腔數(shù)目的確定102.1.3最大注射量的校核112.1.4鎖模力的校核112.1.5注射壓力的校核122.1.6開模行程的校核122.2 分型面

5、的設(shè)計(jì)122.2.1型腔的布局122.2.2分型面設(shè)計(jì)132.3 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)132.3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)132.3.2主流道的設(shè)計(jì)142.3.3分流道的設(shè)計(jì)152.3.4澆口的設(shè)計(jì)152.3.5澆口的位置的確定152.3.6澆注系統(tǒng)的平衡162.3.7排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)172.4 成型零件的設(shè)計(jì)172.4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)172.4.2型腔的工作尺寸計(jì)算182.4.3型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)192.5合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)212.5.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)222.5.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)222.5.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)232.6推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)232.6.1 脫模力的計(jì)算242.6.2推桿的設(shè)計(jì)242.6.3推件板的厚度

6、計(jì)算252.7溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)252.7.1 模具對塑件質(zhì)量的影響252.7.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則272.8模架的設(shè)計(jì)27第3章 模具裝配的工藝過程設(shè)計(jì)293.1 模具總的裝配程序293.2模具裝配要點(diǎn)293.7.1選擇裝配基準(zhǔn)面293.7.2 組件的裝配30第4章 總 結(jié)33參考文獻(xiàn)34致 謝35第1章 塑件的工藝性分析前面插入分頁符1.1 塑件的技術(shù)要求 （1）材質(zhì)要求：材質(zhì)為指定的新PE料，嚴(yán)禁使用回收廢PE料。 （2）外觀及要求：無歪斜，形狀完整，無顏色不均現(xiàn)象。外表干凈，無灰層、雜物。外表面光滑平整，無毛刺、裂痕、凸起、波皺、氣泡等。（3）衛(wèi)生要求 ： 無異味，無異嗅，經(jīng)衛(wèi)生防疫站

7、檢測判斷合格。 圖1-1 此為酒瓶內(nèi)蓋工件簡圖圖標(biāo)不對，應(yīng)該用“圖1.1”1.2塑件工藝分析1.2.1 PE材質(zhì)簡介Polyethylene簡稱PE，中文俗稱聚乙烯。其是乙烯聚合而成的熱塑性樹脂，無臭、無毒,用手觸摸類似與蠟，其具有良好的耐低溫性能（-70-100是其最低使用溫度），而且具有良好的穩(wěn)定的化學(xué)性，耐酸、堿（除了含有氧化性的強(qiáng)酸），常溫下不溶于普通溶劑，但是其抗熱老化性很差。PE為結(jié)晶性原料，吸濕性很差，不超過0.01%，也因此加工前不進(jìn)行干燥處理。其加熱時(shí)間不能過長，過長容易會(huì)出現(xiàn)材料分解的現(xiàn)象。雖然PE的熔點(diǎn)一般，但是其比熱容比較大，因此塑化時(shí)仍要消耗較多的熱量。在生產(chǎn)塑件過程

8、中，為了生產(chǎn)效率進(jìn)一步提升，其塑化裝置必須要有較大的加熱功率。PE熔體的冷卻速度很慢，所以必須加快及充分冷卻，其生產(chǎn)塑件的模具要有較好的冷卻系統(tǒng)。段落行距不對因PE工藝的不同，所以其通常分為LDPE（低密度聚乙烯）、MDPE（中密度聚乙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、LLDPE（線型低密度聚乙烯）、MPE（茂金屬聚乙烯）、UHMWPE（超高分子量聚乙烯）。LDPE其密度在0.9260.94g/cm3之間，是一種呈無色、半透明粒狀，無毒無味的聚乙烯，因LDPE有良好的柔韌性、電絕緣性，且容易燃燒，燃燒時(shí)散發(fā)出石蠟味，很容易老化，所以通常用于制成薄膜、電纜絕緣層、護(hù)套、人造革等。MDPE其密度在0

9、.940.965 g/cm3之間,是一種性能方面類似與LDPE的聚乙烯，因密度的進(jìn)一步提高，使其結(jié)晶度高達(dá)70%80%。由于密度、結(jié)晶度進(jìn)一步的提高，MDPE熔融溫度、塑件的硬度、強(qiáng)度得到加強(qiáng)。據(jù)有關(guān)資料顯示PE也可以用壓延的方法成型制成成片材和薄膜，但是由于MDPE其熔融流動(dòng)性比較好，壓延加工都用在PE的填充改性材料。例如：片材用在真空吸塑包裝制品中。HDPE其密度在0.940.965 g/cm3之間，HDPE為一種結(jié)晶度高、非極性的熱膠樹脂。高強(qiáng)度，較差的透明性。其機(jī)械強(qiáng)度、剛性、耐溶劑性等都比LDPEH優(yōu)秀，也因此其通常用在注塑制品、吹塑制品、擠塑制品等，例如塑料網(wǎng)、容器、打包帶，而且用

10、在電纜的覆層及管材、片材等。LLDPE除了具有LDPE的性能，還具有良好的熱封性，其熔融時(shí)粘度較大。一般被用在制作非載荷型螺桿。MPE是一種不同于以上PE材料的聚乙烯。在其加工制成時(shí)，添加了一種由二茂基鋯和甲基鋁氧化物制成的催化劑。尤其它不但具有LLDPE同樣的性能，而且其也可以用提高溫度，或者提高剪切力的方法提高其流動(dòng)性。被廣泛應(yīng)用在塑料包裝上。與以上不同的是UHMWPE為 分子量超過100萬的聚乙烯，由于分子量含量特別高，其熔融流動(dòng)性幾乎為零，且不適用于一般的加工設(shè)備來進(jìn)行加工。而只適合于用熱壓法或者冷壓燒結(jié)法進(jìn)行加工。在生產(chǎn)制品中，現(xiàn)在一般都是把其加入其它PE材料的摻混法用擠出法擠出制品

11、。因?yàn)槠潆y用于普遍加工，所以就目前而言僅用于包裝容器，很少有其他的用途。1.2.2 PE材料的收縮率 單位量的塑料在固態(tài)下體積比在其熔融態(tài)體積要少，這也同時(shí)說明了塑料在冷卻成型之后其體積產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，塑料的這種現(xiàn)象被稱為塑料的收縮性。收縮率是用來形容塑料收縮性的大小，也就是單位長度塑料收縮量的百分比。收縮率分用Sj計(jì)算收縮率和Sa實(shí)際收縮率。 根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)（劉彥國 編著 人民郵電出版社 2009.4）表1-2 常見塑料的收縮率 中“PE（聚乙烯）的收縮率，PE（低密度）的收縮率為1.5%3.5%，PE（高密度）收縮率為1.5%3.0%”。第2章 注塑模的設(shè)計(jì)2.1 注射模具與注射

12、機(jī)之間的關(guān)系注射模具是裝在注塑機(jī)上的。為了選擇與塑件相匹配的注塑模、注塑機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及要求確定模具機(jī)構(gòu)及注塑機(jī)。注塑模與注塑機(jī)之間的匹配必須考慮注塑量、鎖模力、模具定位圈的尺寸。不然會(huì)不利于或無法使注塑過程正常運(yùn)行。2.1.1選擇注塑機(jī)根據(jù)上圖，對塑件的體積及質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算： V塑頂=rh1=3.14132=1061.32 V圓柱1=r1h2=3.14930=7630.2mmV圓柱2=rh3=3.148.230=6334.0086334mmV蓋=V塑頂 +V圓柱 =V塑頂+（V圓柱1-V圓柱2）=1061.32+（7630.2-6334）=2357.5 mm m=v=（0.910

13、.96）2.358=2.15g2.26g由前面塑件的質(zhì)量形狀大小及結(jié)構(gòu),加上注塑模的最小、厚度的值可以確定該塑件采用XS-Z-22型注射機(jī)，XS-Z-22型注射機(jī)的參數(shù)如表：機(jī)型XS-Z-22螺桿直徑()22最大注射量(或g)20注射壓力(MP)75鎖模力(KN)250模具最大厚度()180模具最小厚度()60最大開模行程()160噴嘴球半徑()12拉桿內(nèi)間距()235表標(biāo)號(hào)2.1.2計(jì)算型腔數(shù)(1)型腔數(shù)目的計(jì)算由于該注模具澆注系統(tǒng)用點(diǎn)澆注d=0.51.5mm，L=0.52mm，1=615，2=6090，V小圓柱=4.71 mmV圓臺(tái)=43.75 mmV澆=2V圓臺(tái)+ V小圓柱=243.75

14、+4.71=92.1 mm由于塑料有不同的密度和壓縮比，注塑機(jī)的注塑能力有所降低，為使塑件質(zhì)量達(dá)到要求，所需注射量應(yīng)不大于80%的注射機(jī)額定注射量 。由公式：nm+mjKm注射機(jī) 得出n（Km注射機(jī)-mj）/m (0.822-0.092)/2.35 7公式中n為型腔數(shù)，m每個(gè)塑件的質(zhì)量或體積,K為最大注射量利用系數(shù)，通常為0.8，mj為澆注系統(tǒng)中包括飛邊的塑料質(zhì)量或體積。實(shí)踐證明,型腔越多會(huì)使塑件精度降低.同時(shí)根據(jù)型腔的排布,該模具采用4腔,即n等于42.1.3校對最大注塑量 m=nm+mjKm注射機(jī) （3.2） m=42.358+0.092=9.517.5由此可知,該模具所需塑料熔體質(zhì)量體積

15、在注射機(jī)的額定注塑量范圍內(nèi)。2.1.4鎖模力的校核 鎖模力亦稱合模力,即指的是注射熔體使,鎖模裝置的最大加緊力.由于熔體經(jīng)過高壓注射,所以高壓的熔體會(huì)把模具從分型面中漲大.為防止產(chǎn)生漲?；蛘呷垠w溢出等現(xiàn)象,Fk即鎖模力,應(yīng)大于P與塑件在澆注系統(tǒng)和分型面上不重合的投影面積之和的乘積。即公式： F=（nA+AJ）Fk公式中F即為注射力在型腔內(nèi)的作用力，F(xiàn)k即為注射機(jī)的鎖模力，其中A為每個(gè)塑件在分型面的投影面積，單位為2。AJ為澆注系統(tǒng)在分型面的投影面積 。P即為熔體在型腔內(nèi)的平均壓力，單位為MPa。F=(1015)(4A+7.07)=2129731945.5N A=r=3.141313=530.6

16、62 AJ=r1=3.141.51.5=7.072 FFk =250KN 經(jīng)過計(jì)算分析，F(xiàn)k鎖模力符合要求。 2.1.5校對注塑壓力 校對注塑壓力是驗(yàn)證注射機(jī)的注塑壓力是否達(dá)到塑件成型的要求。為使塑件達(dá)到要求，塑件所需的注塑壓力應(yīng)小于等于注塑機(jī)的注塑力。根據(jù)相關(guān)資料，PE熔體所需壓力一般在80到100MPa，由上述注射機(jī)型可得注塑壓力為75MP，對于該壓力，相對來說比較足夠的。經(jīng)查得該注塑機(jī)的噴嘴球半徑為12，該小端直徑R2=12+（0.51），這樣對于主流道凝料比較有利。2.1.6開模行程的校核開模行程又稱為合模行程，指的是行程過程中，動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。為了制品在成型后順利的取出，模具開

17、模之后必須要有一定的開模距離。而開模行程是有限制的，設(shè)計(jì)模具應(yīng)對開模行程進(jìn)行校核。該模具開模行程可按如下公式校核：SH1+H2+(510)+a1+a2=28+30+10+15+35=118經(jīng)上計(jì)算，XS-Z-22型注射機(jī)的開模行程為160，因此滿足要求。為滿足塑件的精度要求，以上的校對都是必須進(jìn)行的。 2.2 分型面的設(shè)計(jì)分型面指的是用來拿出塑件以及凝量的可分離的接觸表面，其設(shè)計(jì)直接影響到模具的結(jié)構(gòu)形式、熔體流動(dòng)以及塑件的脫模等。2.2.1型腔的布局型腔的排布合理與否，會(huì)直接影響到澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置。因此在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該充分考慮注射機(jī)的注射壓力能否確保塑料熔體均勻的充滿型腔。在此，該模具選用矩形

18、對稱布置。 圖3-1 型腔排布圖2.2.2分型面的選擇原則由于該模具為全開分型面，在設(shè)計(jì)分型面的時(shí)候一般按如下原則：(1)必須設(shè)置在塑件外形的最大輪廓處，不然無法去除塑件。(2)分型面要處于動(dòng)模一側(cè)，有利于塑件脫模。(3)分型面的設(shè)計(jì)要滿足塑件的精度，同時(shí)避免熔體溢出。(4)盡可能滿足塑件的外觀技術(shù)要求。(5)具有良好的排氣效果。(6)盡量達(dá)到塑件的使用要求。此模具分型面見裝配圖，基本滿足以上原則。 2.3 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 。 2.3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由上述計(jì)算可得，對于該塑件，模具應(yīng)采用普通流道系統(tǒng)。分流道、主流道、冷料穴、澆口是構(gòu)成普通澆注系統(tǒng)的主要部分。結(jié)構(gòu)圖如下： 圖3-2

19、澆注系統(tǒng)示意圖 從型腔到噴嘴的進(jìn)料通道被稱為澆注系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接決定了制品的精度、質(zhì)量、成型效率。澆注系統(tǒng)是將熔體均衡的充滿型腔，而且能使注射壓力平衡地傳送到型腔的每個(gè)部分。以此使得塑件能夠達(dá)到質(zhì)量要求，使塑件外形完整、精度高。其設(shè)計(jì)原則如下：（1）在塑件工藝性及熔體流動(dòng)性方面多加考慮。 （2）盡可能的降低注射壓力及熔體熱量的損失。（3）保持熔體流動(dòng)平穩(wěn)，并且要有良好的排氣效果。（4）降低塑料耗量。2.3.2澆注系統(tǒng)主流道的設(shè)計(jì)主流道普遍在模具中心線，它與噴嘴軸線相重疊。其設(shè)計(jì)要精確，不宜過大，太大會(huì)致使塑件耗料過多，增加成本。不宜過小，否則對充模不利。主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： (1)主流

20、道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角取2到6，此模具錐角為4。且其表面粗糙度Ra小于或者等于0.8m。沿軸向拋光，使該系統(tǒng)方便凝料取出。 (2)設(shè)計(jì)噴嘴和主流道相接的地方，應(yīng)為半球形凹坑，凹深H=（1/31/2）R球形半徑R=r+（1+2），小端直徑D=（0.51）+d，查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表6-1中，D一般選用3到6。主流道長度一般不大于60。主、分流道相接的過渡圓半徑為13。 (3)設(shè)計(jì)定位圈與注射固定模板定位孔之間的配合取h11/h11，或者0.1的間隙。 (4)主流道襯套采用碳素工具鋼T8A，5256HRC的熱處理,選用H7/m6為襯套和定模板之間的配合。2.3.3設(shè)計(jì)分流道分流道指的是把澆口與

21、主流道相接通的通道，顧名思義其作用為分流。分流道設(shè)計(jì)時(shí)要求物料的熱量和壓力損失盡量小，流動(dòng)平穩(wěn)。由計(jì)算可得該模具選擇圓形截面，壁厚0.8，塑件質(zhì)量小于20克分，分流道的表面粗糙度為1.6m。為了降低注射壓力、熱量損失，降低原材料、能耗等。其分流道長度做到盡量短，彎道少等，且鎖模力必須達(dá)到平衡。該模具分流道采用平衡式分布，平衡式布置即分流道的形狀尺寸一致。其特點(diǎn)是能使物料均衡的充滿各個(gè)型腔。為使塑件達(dá)到精度要求，不僅要使物料進(jìn)料平衡，而且要達(dá)到一個(gè)熱平衡。2.3.4澆口的設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口，指的是型腔和分流道最后的連接部分。其設(shè)計(jì)及其位置選址直接決定了塑件的質(zhì)量及精度。按澆口截面積大小可分為限制

22、與非限制兩類澆口。按其形狀可分有扇形、薄片式、潛伏式、護(hù)耳式、點(diǎn)澆口等。根據(jù)材料分析，此塑件應(yīng)用點(diǎn)澆口。其優(yōu)點(diǎn)是取澆口容易，且澆口所留痕跡小，外觀較好，對充模有利，降低了塑件的內(nèi)應(yīng)力，能使?jié)部谶M(jìn)料達(dá)到平衡。2.3.5澆口位置的選擇在此模具設(shè)計(jì)當(dāng)中，澆口設(shè)計(jì)很重要，其位置的選擇與確立也非常重要。為避免出現(xiàn)變形、熔接痕等現(xiàn)象，初次試模之后，必要時(shí)還應(yīng)該做修改。所以澆口的位置的確定，關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量、精度、性能等。其位置的選擇應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、精度等進(jìn)行綜合分析。位置確定原則如下：（1）使塑件熔體流動(dòng)流程盡可能短，減少物料流動(dòng)方向。（2）避免塑料熔體破裂。（3）排氣、補(bǔ)料效果好。（4）避免物料流

23、動(dòng)導(dǎo)致嵌件、型芯變形等現(xiàn)象，同時(shí)防止塑件出現(xiàn)凹陷及熔接痕等缺陷。（5）對分子取向方位影響塑件成型精度方面充分考慮。（6）設(shè)計(jì)之后，應(yīng)對流動(dòng)比進(jìn)行校對。經(jīng)過有關(guān)材料可知此塑件壁厚均衡。為了達(dá)到塑件所要求的外觀要求，塑件選用點(diǎn)澆口。2.3.6澆注系統(tǒng)的幾何參數(shù)平衡法所謂的澆注系統(tǒng)的幾何參數(shù)平衡法，指的是在利用改變澆口的截面積與澆口長度或模具中分流道的截面積來達(dá)到一個(gè)平衡系統(tǒng)。查有關(guān)方面資料，得到BGV是用來粗略估計(jì)系統(tǒng)是否平衡（Balanced Gate Value）。BGV值的計(jì)算公式： BGV=Ag/（LrLg） （3.5） 在公式中Ag為澆口截面積，Lr為分流道的長度，其中Lg為澆口的長度該

24、模具澆注系統(tǒng)采用平衡式，因此上述Ag、Lr、Lg的數(shù)據(jù)都一致。所以該澆口是平衡的。而分流的平衡問題可以粗略用下面進(jìn)行一個(gè)粗略的估算： l1/l2=d1/d2=Q1/Q2 =130/130=10/10 =1 式子中d1、d2是流道1、2的直徑，Q1、Q2為塑料熔體在1、2中的流量。由此該澆口不僅平衡，在分流方面也平衡。設(shè)計(jì)后，必須對澆口平衡試模。按如下進(jìn)行：（1）按尺寸加工出各個(gè)澆口長度、厚度。（2）初次試模后，查驗(yàn)各個(gè)塑件的質(zhì)量，包括尺寸精度。（3）調(diào)整型腔澆口寬度，盡量保持澆口厚度。（4）按上述步驟進(jìn)行重復(fù)，直到達(dá)到要求為止。2.3.7排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)指的是將在澆注系統(tǒng)、型腔內(nèi)以及塑料

25、熔體等產(chǎn)生的氣體及時(shí)的排出模具外。在塑件成形過程中，該模具的空氣（包括型腔、澆注系統(tǒng)的空氣），還包括物料熔化的氣體，這些氣體應(yīng)及時(shí)的排出，否則會(huì)導(dǎo)致塑件上出現(xiàn)氣泡、銀痕等缺陷，設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)時(shí)，可采取以下方式：（1）設(shè)計(jì)間隙配合排氣。（2）設(shè)計(jì)排氣槽。（3）利用頂桿排氣。（4）強(qiáng)制性排氣。而在這里，該副模具是采用系統(tǒng)中間隙配合進(jìn)行排氣的。2.4 成型零件的設(shè)計(jì)成型零件的設(shè)計(jì)直接影響到塑件的尺寸、質(zhì)量。因?yàn)樗c高溫物料直接接觸，受到高溫的影響，同時(shí)又要受到高溫物料的沖壓，所以成型零件應(yīng)結(jié)構(gòu)合理，具備良好的剛度、機(jī)械強(qiáng)度等。根據(jù)要求可知，該塑件的精度為IT5，外表要求光滑。因此該模具的成型零件應(yīng)光滑

26、，粗糙度為0.8m，型腔的材料為Cr12MoV，淬火并中溫回火，硬度達(dá)到55HRC以上。2.4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在尺寸精度方面要求比較高，表面要求光滑平整。所以該型腔選用開式比較好。根據(jù)有關(guān)資料，最適合塑件外壁圓半角為塑件的壁厚的1.5倍。即是R=1.2mm。其型腔加工過程中，下料后，經(jīng)粗加工、磨削、熱處理后使型腔表面光滑，硬度為55HRC以上，再一次磨削后，進(jìn)行電火花加工出型腔，最后進(jìn)行拋光。2.4.2成型零件尺寸計(jì)算成型零件工作尺寸即決定塑件形狀的尺寸。包括凹模、凸模的直徑及中心距離等。其尺寸的確定一般使用平均收縮法。型腔尺寸計(jì)算公式 (LM)+z =(1+Scp)Ls-X

27、+z （3.6） LM1= LM2= LM3= LM4 式子中LM為型腔的徑向工作尺寸，是塑件的尺寸公差，z為模具的制造公差，通常?。?/3-1/5），X為修正系數(shù)，通常取1/2到3/4，這里取3/4。而Scp計(jì)算公式如下： Scp=（Smax+Smin）/2由章節(jié)1.2.2中可知Smax=3.5，Smin=1.5，所以Scp=2.5。 LM1 =(1+Scp)Ls-X+z =1.02526-0.750.32+0.011 =26.41+0.01 型腔深度工作尺寸計(jì)算公式： HM= (1+Scp)Hs-x+z （3.7） =1.02530-0.322/3+0.011 =30.54+0.011 H

28、M1=HM2=HM3=HM4式子中HM為型腔的深度尺寸，Hs為塑件高度最大尺寸，這里取2/3。放一塊鑲塊在型腔上形成了塑件的表面凹槽。2.4.3型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯為一塊突狀零件，主要用于塑件內(nèi)表面的成型。根據(jù)分析可得，該塑件圖3-3 型芯示意圖采用小型芯，鑲嵌式固定方式。由于該塑件表面精度對精度要求不是很高，所以加型芯可以略微簡單些。如上圖所示：上圖型芯工件角度是計(jì)算及校核為使型芯硬度大于55HRC，型芯材料應(yīng)采用Cr12MoV，車床加工經(jīng)淬火處理后，對其進(jìn)行電火花處理，達(dá)到形狀及上述尺寸要求后，對其進(jìn)行拋光達(dá)到預(yù)定要求。型芯徑向尺寸計(jì)算公：LM1=(1+scp)Ls+3/4-z dm1=(1

29、+scp)Ls+3/4)-z =（1+0.025）16.4+0.750.24-0.009 =16.99-0.009 dm2=(1+scp)Ls+3/4)-z =（1+0.025）16.4+0.750.24-0.009 =16.99-0.009 dm1= dm2= dm3= dm4式子中的字母與型腔計(jì)算公式中的大致相同。 型芯的高度工作尺寸計(jì)算公式： hx=(1+scp)hs+2/3-z （3.9） h1=(1+scp)hs+2/3)-z =(1+0.025)28+(2/3)0.32-0.011 =28.91-0.011 h2=(1+scp)hs+3/4)-z =(1+0.025)28+(2/3

30、)0.32-0.011 =28.91-0.011 h1=h2=h3=h4 式子中hs為塑件的高度最大尺寸。塑件尺寸精度受很多因素影響，在不考慮人操作因素外，主要的因素如下：（1）成型零件的制造公差。（2）成型時(shí)塑件收縮率的波動(dòng)。（3）模具精度及磨損因素。（4）注射機(jī)系統(tǒng)及工藝因素。上述4方面主要計(jì)算在如下：（1）零件制造誤差計(jì)算公式：Z=ai=a（0.45D1/3+0.001D）公式中D為零件的加工尺寸，Z為成型零件的制造公差，a為零件精度系數(shù)，是模具制造常用的精度等級(jí)，而公式中的i為公差單位。（2）成型收縮率：= （ LM-LS）/LM100 （3.11）公式中為制品的成型收縮率，LM為模具

31、的成型尺寸，LS為塑件的對應(yīng)尺寸。（3）型腔磨損對塑件尺寸的影響：簡化計(jì)算，不計(jì)脫模垂直磨損，只計(jì)脫模平行磨損。為使塑件精度不隨產(chǎn)量增多帶來的磨損而受到很大的影響。也因此必須考慮模具型腔耐磨性及其塑料對型腔材料的磨損情況。從模具使用壽命方面就必須考慮磨損情況。根據(jù)有關(guān)資料，模具磨損量最大可為制品總誤差的1/6。對于該模具來說，由于材料為PE，而塑件尺寸較小，所以，零件磨損對塑件尺寸具有一定的影響。塑件理想的內(nèi)角圓半徑應(yīng)大于壁厚的1/3，所以取內(nèi)角圓半徑為0.5mm。為了使塑件精度達(dá)到要求，必須降低型腔磨損量。因此在型腔及成型零件應(yīng)具備一定的強(qiáng)度和剛度。尤其是型腔，其剛度、強(qiáng)度有較高的要求。 方

32、便塑件脫模順利，對型腔的側(cè)壁及底板的厚度也應(yīng)進(jìn)行計(jì)算和校對。根據(jù)制品尺寸，該塑件型腔的側(cè)壁長度L370，模具型腔的壁厚的計(jì)算，應(yīng)以最大的壓力為準(zhǔn)。此塑件是屬于小尺寸塑件，側(cè)壁長L370。查根據(jù)有關(guān)資料型腔側(cè)壁尺寸可得S=48mm底板厚度的計(jì)算：按強(qiáng)度計(jì)算，最大應(yīng)力發(fā)生在板中，底板厚度為：H(3PLl/4B) =6 公式中P為熔體壓力，單位為MPa，B為強(qiáng)度。為模具材料的許用應(yīng)力，單位為MPa。 H型腔板的高度，計(jì)算結(jié)果為6，符合要求。2.5合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑模具設(shè)計(jì)過程中，為使動(dòng)模和定模之間按正確的定位和方位進(jìn)行閉合所設(shè)計(jì)的裝置叫做合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)?？煞譃閷?dǎo)柱導(dǎo)向與錐面導(dǎo)向。其作用為導(dǎo)向、定

33、位及承受一定的側(cè)向壓力的作用。而該副模具是采用導(dǎo)柱導(dǎo)向形式。導(dǎo)柱導(dǎo)向一般采用導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的間隙配合而成的。導(dǎo)柱先導(dǎo)部分應(yīng)做成球形或帶有錐度，導(dǎo)套前端應(yīng)倒角，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的材料在剛度及耐磨性上要求比較高。2.5.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有長度、公差配合、粗糙度、材料、直徑和位置布置及固定。為了便于塑件脫模及推桿運(yùn)動(dòng)，通常把導(dǎo)柱留在動(dòng)模一側(cè)，導(dǎo)柱表面應(yīng)耐磨，而該副模具，導(dǎo)柱材料選擇20號(hào)低碳鋼，采用滲碳淬火處理，使其硬度達(dá)到55HRC以上。而導(dǎo)柱與模板及導(dǎo)套之間分別采用H7/m6和H7/f7進(jìn)行配合。圖3-4 導(dǎo)柱示意圖2.5.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)由于該塑件采用成批量生產(chǎn)，導(dǎo)柱容易損壞，因此配以導(dǎo)套，以便

34、更換。其結(jié)構(gòu)和形狀如下圖所示： 圖3-5 導(dǎo)套示意圖為了使導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔及導(dǎo)套安裝方便，導(dǎo)柱的長度取100，端部形狀加工成醉臺(tái)形，位置分布形式采用臺(tái)階形對稱分布。其端部與導(dǎo)向部的粗糙度分別為1.2m與0.8m。2.5.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱起滑塊導(dǎo)向作用，該副模具斜導(dǎo)柱材料采用T8A工具鋼，熱處理后使其硬度大于55HRC，粗糙度小于0.8m，其端部固定于模板，按H7/m6進(jìn)行配合，與滑塊配合為0.51的間隙配合，在此斜角為25。2.6推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)即塑件成型之后，使塑料直接從模具中脫落的機(jī)構(gòu)。其由三部分構(gòu)成，分別為推出、導(dǎo)向、復(fù)位三部分組成。推出元件有推桿、限位桿、桿墊板等組成，導(dǎo)向元件

35、由推桿導(dǎo)桿、推板導(dǎo)套等。復(fù)位元件由復(fù)位桿組成。為了滿足塑件的質(zhì)量、精度、外觀、結(jié)構(gòu)等要求，該副模具的推出機(jī)構(gòu)采用推桿推出機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)原則如下：（1）使塑件具備良好的外觀形狀。（2）把塑件保留在動(dòng)模一側(cè)。（3）塑件脫模時(shí)，避免變形、損壞。（4）其材料應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度與剛度，使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。2.6.1 脫模力的計(jì)算 因脫模力受很多因素影響，所以很難計(jì)算出脫模力的精確值，下式對脫模力進(jìn)行簡單的估值計(jì)算，： F=PA（Cos-Sin）=1914020 =382KN式子中為物料與鋼材之間的摩擦系數(shù)，通常PE取0.20.3，P為型芯單位面積受到的包緊力，取值分模外、模內(nèi)冷卻值分別為2.4107和0.81

36、07單位為Pa，為塑件的脫模斜角，通常取0.51.5，A為凸模（即型芯）與塑件接觸的面積，單位為。2.6.2推桿的設(shè)計(jì)由于該塑件為原型壁件，為延長推桿使用壽命，應(yīng)均衡分布推桿，使其受力達(dá)到平衡，因推桿要承載推出力，所以推桿的剛度要求較高。經(jīng)綜合分析，推桿數(shù)為4，直徑為8。材料取T8A工具鋼，其工作部分與凸模推桿孔選用H8/f8H9/f9，表面粗糙度小于0.8m。其直接校核公式如下: d=(LQ/nE) （3.14） =6.5而直徑取8，已經(jīng)符合要求。下面進(jìn)行強(qiáng)度校核， =4Q/（n3.14d2）s =410/452.12s由計(jì)算分析，其強(qiáng)度符合要求。式子中d為推桿的直徑，為安全系數(shù)，一般為 1

37、.5，L為推桿的長度，Q為脫模的阻力，E為彈性模量，n為推桿的根數(shù)，s為推桿的屈服極限。對于推桿固定板的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足其強(qiáng)度、剛度、粗糙度。因此采用45號(hào)鋼，經(jīng)淬火處理后使其硬度達(dá)到4550HRC。粗糙度為0.8m。2.6.3推件板的厚度計(jì)算推件板是裝在型芯根部的模塊，其作用是配合型芯推出塑件，僅在作用在塑件周邊面上。由于該塑件為圓形壁件，所以塑件對推板件的作用力可粗略簡化成“圓環(huán)行板周邊到集中的載荷”，按強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算： H厚=(K2Q/) （3.16） =12式子中h是推件板的厚度，K2為系數(shù)，Q為塑件的脫模阻力。由于推件板與型芯之間存在摩擦，因此推薦板材料采用45號(hào)鋼，經(jīng)淬火處理，硬度達(dá)到

38、4550HRC，粗糙度為8m，其厚度與推桿固定板都為12，該模具澆注用點(diǎn)澆口，因此采用多分型面。2.7調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具溫度的調(diào)節(jié)是指系統(tǒng)必須具備冷卻和加熱模具，以便控制模溫。模溫：模具中型腔與型芯的表面溫度。由于塑件材料為塑料，溫度對其成型非常重要。直接關(guān)系到塑件形狀及尺寸的精度，模溫調(diào)節(jié)即對模具采取冷卻及加工措施。模溫調(diào)節(jié)具備有穩(wěn)定塑件尺寸、防止塑件變形、保證塑件具備良好的精度等好處。2.7.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于該塑件為大批量生產(chǎn)，為提高塑件的數(shù)量要求，提高生產(chǎn)效率，因此冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要，其有利于縮短成型周期，提高塑件的生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)中，冷卻水及其回路的設(shè)計(jì)決定了生產(chǎn)效率和塑件

39、的質(zhì)量。模具中被冷卻介質(zhì)所導(dǎo)出的熱量為： Q=AT （3.17） =4.090.09243（60-45）35 =198.47J式子中冷卻管孔和冷卻介質(zhì)間的熱傳導(dǎo)系，A為冷卻管壁傳熱面積，T為模溫與水溫之差，為冷卻的時(shí)間，從澆注到脫模所需的時(shí)間。 由上式可知，有三種方式可以縮短冷卻時(shí)間。增大冷卻水表面的傳熱系數(shù)，。 上式 =（V）/d0.2 （3.18） =2.57為與冷卻水有關(guān)的物理系數(shù)，為冷卻水的密度kg/m；d為冷卻水管直徑； v是冷卻水的流速，單位為m/s。根據(jù)上述分析，通過加快冷卻水的流速，從而使傳導(dǎo)系數(shù)提高。 增大溫差。即增大模具和冷卻水之間的溫差T T=T模具-T冷卻水=60-45

40、=15式子當(dāng)中，T模具為模具溫度，T冷卻水為冷卻水的溫度。根據(jù)分析，一般簡化為模具溫度不變，為了使生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，所以增大溫差，縮減模具冷卻周期。(3) 加大傳熱面積A。A=n3.14dL =43.142630 =9796.8n為冷卻管道孔數(shù)，L為單位冷卻水孔的長度，而式子中的d即冷卻管的直徑。根據(jù)計(jì)算分析，為縮短冷卻時(shí)間，縮短成型周期，提高塑件生產(chǎn)效率，可采用增大溫差T，多開冷卻通道。2.7.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（1）冷卻管水孔徑盡量大。（2）型腔與冷卻管道之間的距離盡力保持一致。（3）減少入、出水的溫差。（4）冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小。（5）嚴(yán)禁在塑件的熔接痕部位設(shè)冷卻管道（6）

41、保證冷卻水道的密封性，防止出現(xiàn)漏水現(xiàn)象（7）冷卻孔道不存在水或有回流的部分。2.8模架的設(shè)計(jì)模架的標(biāo)準(zhǔn)是國家所完善的模架的技術(shù)要求及結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)的模架可減去復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)與制造的工作，大大節(jié)約了成本，有利模具損壞的更換及維修，同時(shí)對模具技術(shù)的國際交流及模具的出口。通過計(jì)算分析，由于該塑件屬于比較小，又屬于圓形薄壁件，因此該副模具的模架選用A3型，A3型模架為中型模架。由塑料模具技術(shù)手冊表9-16的中小型模架的尺寸組合系列，A3模架有關(guān)尺寸如下：模板A=20mm， 材料45號(hào)鋼。模板B=25mm， 材料45號(hào)鋼。墊塊C=50mm， 材料45號(hào)鋼。模寬B=260mm, 模長L=260mm。動(dòng)模座板高

42、36mm,材料選45號(hào)鋼，定模座板高20mm,材料45號(hào)鋼。 模架的總高度計(jì)算： H=25+36+28+20+20+30+50+20 =229經(jīng)過相關(guān)對模具的強(qiáng)度、剛度的校核，符合要求，其模架也合適。第3章 模具裝配的工藝過程設(shè)計(jì)該模具最后一項(xiàng)重要工程是其裝配過程，其裝配質(zhì)量將很大程度上影響模具的精度及壽命等。因其工作量比較大，所以裝配過程又直接影響模具的成本。模具裝配內(nèi)容涵蓋了模架、流道系統(tǒng)、成型零件、脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)裝配和總裝、試模等。由于PE屬于熱塑性塑料，其模具裝配還有其他附加的要求：分型面處要密封。上下模型芯接觸要緊密。上下平行面的平行度誤差小于0.05。3.1 模具總的裝配程

43、序（1）裝配基準(zhǔn)的選擇（2）準(zhǔn)備工作前，按要求把合適的零件去磁，使其表面干凈。（3）調(diào)整裝配后，模具的總誤差。確保各零件及模板裝配合適，而在分型面處，不能起標(biāo)準(zhǔn)的允許最小溢料值。（4）裝配后有利于維修檢查。（5）安裝導(dǎo)向系統(tǒng)時(shí)，必須使模具達(dá)到松緊適中，開合模正常。（6）安裝推出機(jī)構(gòu)時(shí)，對型芯及鑲件安裝時(shí)，有必要時(shí)修磨，使其滿足配合要求。（7）安裝冷卻、加熱系統(tǒng)時(shí)，確保其正常地、安全地工作。（8）安裝液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，使其達(dá)到要求的密封度。（9）安裝一切連接螺釘，裝上定位銷。（10）對安裝后，進(jìn)行試模，經(jīng)檢查后，打上模具標(biāo)記。（11）檢查所帶配件、附件等，確保模具完整。3.2模具裝配要點(diǎn)3.7.

44、1裝配基準(zhǔn)面的確定 由上設(shè)計(jì)，此副模具模架采用A3型，并有導(dǎo)柱導(dǎo)套，因此，該模具的裝配基準(zhǔn)選在模板的兩側(cè)。合模之后，使其模板相鄰兩側(cè)成90角，最后以側(cè)面為基準(zhǔn)安裝其他成型零件。3.7.2 組件的裝配（1）裝配型腔與型芯裝配此注塑模的型芯和固定板時(shí)，用螺釘固定。其安裝順序如下：采用壓入的方法，把合格的型芯和定位銷套進(jìn)行配合。由固定板上型芯的具體位置，使其平行夾塊把定位塊固定在固定板上。通過螺釘把型芯固定在固定板上的沉孔及過孔。劃出銷控在固定板的位置，且鉆出銷釘孔，插入銷釘，同時(shí)對型芯進(jìn)行相同的作業(yè)。該注塑模具的型腔采用鑲嵌式，為型腔達(dá)到要去的位置，采取小部分壓入后進(jìn)行調(diào)整。把型腔極小部分壓入模板后，用百分表校正型腔的位置，如還有誤差，用鉗子將型腔旋轉(zhuǎn)到預(yù)定位置，最后壓入模板。（2）裝配型腔與型芯時(shí)應(yīng)注意：為不影響型芯尺寸，模板固定孔與小型芯和型腔之間用H7/m6。準(zhǔn)備組裝前，應(yīng)四處查看并裝配的清角是是否是圓角和倒角。如不是，要進(jìn)行修磨。將型腔壓入端設(shè)計(jì)成導(dǎo)入斜角，壓入時(shí)，邊檢查，邊壓入。（3）裝配過盈配合零件在過裝配盈配合零件后，固定使其不松動(dòng)。為保證配合質(zhì)量，過盈量和粗糙度數(shù)值要適合的小，壓入端導(dǎo)入斜度均衡，垂直軸線。壓入模板時(shí)，邊檢查邊壓入。壓