飲水機(jī)龍頭注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)引言相對(duì)機(jī)械而言，塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。在近百年的發(fā)展歷程中，世界塑料工業(yè)在一開始主要是發(fā)展和利用熱固性塑料。原料的發(fā)展經(jīng)歷了天然樹脂，改性天然樹脂，人工合成樹脂完整過程。酚醛塑料和氨基塑料在當(dāng)時(shí)的電器和儀器制造業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用，這一階段的工業(yè)化特征僅是間歇法、小批量生產(chǎn)。隨后逐步發(fā)展熱塑性塑料。低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等熱塑性塑料相繼工業(yè)化，奠定了塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，為塑料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展開辟了道路。之后的石油化工的高速發(fā)展為塑料工業(yè)提供了豐富而廉價(jià)的原料。高密度聚氯乙烯和聚丙烯相繼工業(yè)化生產(chǎn)。工程塑料也因?yàn)榫厶妓狨?、聚甲醛和聚酰亞胺的相繼出現(xiàn)且工業(yè)化生產(chǎn)

2、，使得塑料向著耐高溫的結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域發(fā)展。增強(qiáng)及復(fù)合材料的出現(xiàn)進(jìn)一步是塑料步入高強(qiáng)度、耐高溫的尖端材料領(lǐng)域。近些年，由于石油危機(jī)，原材料價(jià)格猛漲，塑料的增長(zhǎng)速度平穩(wěn)。通過共聚、交聯(lián)、共混、填充和發(fā)泡等方法來改進(jìn)塑料性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，生產(chǎn)技術(shù)更加日趨合理。塑料工業(yè)向著生產(chǎn)工藝自動(dòng)化、連續(xù)化和產(chǎn)品協(xié)力惡化以及不斷開拓功能性塑料的新領(lǐng)域發(fā)展。相對(duì)世界塑料工業(yè)發(fā)展而言，我國的塑料工業(yè)則起步較晚，新中國成立之前基本上是一個(gè)空白點(diǎn)，僅能生產(chǎn)少量酚醛和氨基塑料制品，而且原材料主要依賴進(jìn)口。隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛，塑料成型加工機(jī)械和成型模具發(fā)展十分迅速，高效，自動(dòng)化，大型，微型，精密，高壽命的模具在整

3、個(gè)模具行業(yè)中所占的比例越來越大。我國大型、復(fù)雜、精密、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了一個(gè)新臺(tái)階，不少種類模具已能替代進(jìn)口模具，模具CAD/CAM技術(shù)得到了較快推廣應(yīng)用并取得了良好效果，快速成形制造技術(shù)和設(shè)備有了長(zhǎng)足發(fā)展并已開始進(jìn)入實(shí)用推廣階段，高速銑等新一代制造技術(shù)已被人們重視并開始應(yīng)用。從模具使用角度來說，要求高效，自動(dòng)化，作簡(jiǎn)便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理，制造容易，低成本?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素。模具與其他機(jī)械產(chǎn)品比較，一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)含量高、凈產(chǎn)值比重大。隨著化工、輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國的模具工業(yè)近年來一直以每年1315左右的

4、增長(zhǎng)速度高速發(fā)展，而各行業(yè)對(duì)模具的要求也越來越高。面對(duì)市場(chǎng)的變化，有著高技術(shù)含量的模具正在市場(chǎng)上嶄露頭角。隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來越多；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是趨精美，華氣。因此，結(jié)合中國具體情況，學(xué)習(xí)國外模具工業(yè)建設(shè)和模具生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，宣傳、推行科學(xué)合理化的模具生產(chǎn)，才能推進(jìn)模具技術(shù)的進(jìn)步。近年來，由于我國國民經(jīng)濟(jì)的高速、穩(wěn)定的增長(zhǎng)，促進(jìn)了我國模具工業(yè)迅速發(fā)展壯大，因此，模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)或相關(guān)的材料成形與控制專業(yè)已成為國內(nèi)具有優(yōu)勢(shì)的熱門專業(yè)之一。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。廣泛用于汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、家用電器、工程機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械、冶金、機(jī)床、兵器、儀器儀表、輕工、日

5、用五金等制造業(yè)中，起著極為重要的作用。模具是實(shí)現(xiàn)上述行業(yè)的鈑金件、鍛件、粉末冶金、鑄件、壓鑄件、注塑件、橡膠件、玻璃件、陶瓷件等生產(chǎn)的重要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，與切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)率高和成本低等顯著特點(diǎn)。塑料模具是整個(gè)模具工業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速，應(yīng)用范圍極其廣泛。其中塑料注射成型所用的模具稱為注射成型模具，簡(jiǎn)稱注射模。塑料的注射成型過程，是借助于注射機(jī)內(nèi)的螺桿或柱塞的推力，將已經(jīng)塑化的塑料熔體以一定的壓力和速率注射到閉合的模具型腔內(nèi)，經(jīng)冷卻、固化、定型后開模而獲得制品。當(dāng)塑料原材料、注射機(jī)和注射成型工藝參數(shù)

6、確定后，制品的質(zhì)量和注射成型的身產(chǎn)率就基本上取決于注射模的結(jié)構(gòu)類型和工作特征。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為飲水機(jī)龍頭注塑模具設(shè)計(jì)及其主要零件的數(shù)控加工，飲水機(jī)是日常生活中必備的家具之一，選取其中的水龍頭作為設(shè)計(jì)題目具有典型性。本次設(shè)計(jì)的目的在于檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握情況，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，增強(qiáng)Pro/E和CAD等軟件的操作使用，提高使用軟件解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步掌握模具設(shè)計(jì)的方法和過程，為畢業(yè)之后的工作夯實(shí)基礎(chǔ)。加深模具設(shè)計(jì)中從選材到設(shè)計(jì)成型的了解，并系統(tǒng)掌握模具設(shè)計(jì)和制造的各個(gè)細(xì)節(jié)，鍛煉自己的獨(dú)立思考和創(chuàng)造能力。主要內(nèi)容包括：1.制品的結(jié)構(gòu)特征、塑料的性能分析；2.模具

7、結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)；3.相關(guān)的計(jì)算；4.裝配圖、零件工作圖設(shè)計(jì)；5.主要零件數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)；6.編寫設(shè)計(jì)說明書。第1章 塑件成型工藝分析1.1 塑件的分析該塑件是一個(gè)飲水機(jī)龍頭，如圖1.1所示，壁厚為2mm4mm，為薄壁塑件，外形尺寸不大，生產(chǎn)批量大，主要用于輸水。要求材料具有較好的耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性，較小的吸水性，并且力學(xué)強(qiáng)度要高。硬質(zhì)聚氯乙烯力學(xué)強(qiáng)度高，電氣性能優(yōu)良，耐酸堿力極強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，適于制造棒、管、板件等。因此選擇PP為塑件成型材料。圖1.1 飲水機(jī)龍頭 工藝性與結(jié)構(gòu)分析：（1）精度等級(jí)：采用一般精度6級(jí)；（2）脫模斜度：設(shè)計(jì)脫模斜度的目的是便于塑件的脫模，避免在脫模

8、過程中拉傷塑件表面，其大小取決于塑料的收縮率。脫模斜度的取向要根據(jù)塑件的內(nèi)外型尺寸而定。塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸要符合圖紙要求，斜度沿形狀減小方向。根據(jù)硬質(zhì)聚氯乙烯的性能，并參考相關(guān)資料選定該塑件的脫模斜度為1°。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，當(dāng)要求開模后塑件留在型腔內(nèi)時(shí)，塑件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)不大于塑件外表面的脫模斜度。1.2 聚丙烯(PP塑料)的性能分析聚丙烯(PP塑料)是繼尼龍之后發(fā)展的又一優(yōu)良樹脂品種，它是一種高密度、無側(cè)鏈、高結(jié)晶必的線性聚合物，具有優(yōu)良的綜合性能。未著色時(shí)呈白色半透明，蠟狀；比聚乙烯輕。透明度也較聚乙烯好，比聚乙烯剛硬。（1）物理性能：

9、聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0.90.091g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對(duì)水特別穩(wěn)定，在水中24h的吸水率僅為0.01%，分子量約815萬之間。成型性好，但因收縮率大，厚壁制品易凹陷。制品表面光澤好，易于著色。（2）力學(xué)性能：聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其強(qiáng)度和硬度、彈性都比HDPE高，但在室溫和低溫下，由于本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度高，所以沖擊強(qiáng)度較差，分子量增加的時(shí)候，沖擊強(qiáng)度也增大，但成型加工性能變差。PP最突出的性能就是抗彎曲疲勞性，如用PP注塑一體活動(dòng)鉸鏈，能承受7×107次開閉的折迭彎曲而無損壞痕跡，干摩擦系

10、數(shù)與尼龍相似，但在油潤(rùn)滑下，不如尼龍。（3）熱性能：PP具有良好的耐熱性，熔點(diǎn)在164170，制品能在100以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的，150也不變形。脆化溫度為-35，在低于-35會(huì)發(fā)生脆化，耐寒性不如聚乙烯。（4）化學(xué)穩(wěn)定性：聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對(duì)其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定，但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使PP軟化和溶脹，同時(shí)它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高，所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件，防腐蝕效果良好。（5）電性能：聚丙烯的高頻絕緣性能優(yōu)良，由于它幾乎不吸水，故絕緣性能不受濕度的影響。它有較高的介電系數(shù)，且隨溫度的上升，可以用

11、來制作受熱的電氣絕緣制品，它的擊穿電壓也很高，適合用作電氣配件等?？闺妷骸⒛碗娀⌒院?，但靜電度高，與銅接觸易老化。（6）耐候性：聚丙烯對(duì)紫外線很敏感，加入氧化鋅、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。PP聚丙烯為無毒、無臭、無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0.900.91g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對(duì)水特別穩(wěn)定，在水中24h的吸水率僅為0.01%，分子量約815萬之間。成型性好，但因收縮率大，厚壁制品易凹陷。制品表面光澤好，易于著色。PP聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對(duì)其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定，但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯

12、化烴等能使PP軟化和溶脹，同時(shí)它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高，所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件，防腐蝕效果良好。PP聚丙烯的高頻絕緣性能優(yōu)良，由于它幾乎不吸水，故絕緣性能不受濕度的影響。它有較高的介電系數(shù)，且隨溫度的上升，可以用來制作受熱的電氣絕緣制品，它的擊穿電壓也很高，適合用作電氣配件等?？闺妷骸⒛碗娀⌒院?，但靜電度高，與銅接觸易老化。表1.1 PP的性能指標(biāo)性能數(shù)值性能數(shù)值密度/（g/cm）0.90.91抗拉屈服強(qiáng)度/MPa35.250質(zhì)量體積/（cm/g）0.690.74拉伸彈性模量/MPa2.44.2×10吸水率/%（24h）0.01抗彎強(qiáng)度/MPa90收縮率/

13、%1.02.5沖擊韌度（缺口）/kJ.m58熱變形溫度/150硬度/HB16.2 R110120熔點(diǎn)/164170體積電阻系數(shù)/（.cm）6.71×10 1.3 PP的注射成型過程及工藝參數(shù)1.3.1注射成型工藝過程（1） 注射前準(zhǔn)備 為了使注射成型順利進(jìn)行，保證塑件質(zhì)量，一般在注射之前要進(jìn)行原料的預(yù)處理、清洗料筒、預(yù)熱嵌件和選擇脫模劑等準(zhǔn)備工作。分析檢驗(yàn)成型物料的質(zhì)量，注射前必須對(duì)原料進(jìn)行外觀及工藝性能的檢驗(yàn)，判斷原料的品種規(guī)格、牌號(hào)等與所要求的參數(shù)是否符合。對(duì)PP的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，PP成型前必須進(jìn)行預(yù)熱和干燥，處理溫度7090，干燥時(shí)間46小時(shí)。（2） 注射過程 塑

14、料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。即：預(yù)烘干裝入料斗預(yù)塑化注射裝置準(zhǔn)備注射注射保壓冷卻脫模塑件送下一工序 預(yù)熱、清理模具涂脫模劑合模注射1.3.2聚丙烯注射成型工藝參數(shù) 如表1.2。表1.2 PP注射成型工藝參數(shù)性能數(shù)值性能數(shù)值注射機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速N/（r/min）48預(yù)熱和干燥溫度/7090保壓p/MPa60-80料筒后段溫度/160180注射時(shí)間/s20料筒中段溫度/180220保壓時(shí)間/s3料筒前段溫度/200220冷卻時(shí)間/s20模具溫度t/5090輔助時(shí)間/s7注射壓力p/MPa70

15、100總周期/s50第2章 模具的結(jié)構(gòu)形式和注射機(jī)選擇2.1塑件分型面位置的分析和確定如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面收到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及其精度、嵌件位置和形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類型、澆口形式等有關(guān)，除受排位的影響外，還受塑件的形狀、外觀、精度、澆口位置、滑塊、推出、加工等多種因素影響。因此在選擇分型面的時(shí)候，應(yīng)該綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。分型面選擇是否合理是塑件能否完好成型的先決條件，一般應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 符合塑件脫模的基本要求

16、，能使塑件從模具內(nèi)取出，分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件脫模方向最大截面處； 分型線不影響塑件外觀，盡量不破壞塑件光滑的外表面，尤其是對(duì)外觀有明確要求的塑件，更應(yīng)注意分型面對(duì)外觀的影響； 確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀； 確保塑件質(zhì)量和精度； 盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡量避免定?；瑝K； 滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動(dòng)模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面； 有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置，特別是澆口位置； 有利于模具加工，特別是型腔的加工； 便于嵌件的安裝； 長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。通過對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分

17、型面應(yīng)選在塑件截面積最大且有利于開模取出塑件的對(duì)稱面上，其位置如圖2.1所示 圖2.1 塑件分型面 2.2塑件型腔數(shù)量及排列方式的確定2.2.1型腔數(shù)量的確定型腔數(shù)量的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量要求、批量大小、交貨期長(zhǎng)短、注射機(jī)能力、模具成本等要求來綜合考慮。一般來說，精度要求高的小型塑件和大中型塑件以及復(fù)雜塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對(duì)于精度要求不高的小型塑件，形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。但是隨著模具制造設(shè)備的數(shù)字化控制和電加工設(shè)備的逐漸普及，模具型腔的制造精度越來越高，在儀器儀表和各種家用電器中的機(jī)械傳動(dòng)塑料齒輪和一些比

18、較精密的塑件中，也在廣泛的采用著一模多腔注射成型，但一般不超過4腔。型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)塑件的質(zhì)量、投影面積、幾何形狀、有無抽芯、塑件精度、批量大小以及經(jīng)濟(jì)效益來確定，以上這些因素有時(shí)是互相制約的，在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)候，必須進(jìn)行協(xié)調(diào)，以保證滿足其主要條件。飲水機(jī)龍頭屬于小型塑件，大批量生產(chǎn)。該塑件精度要求不太高，且為大批量生產(chǎn)，理論上可以采用一模多腔的形式。但是考慮到該塑件需要兩個(gè)成直角的側(cè)抽芯，并且抽芯距較大，難以實(shí)現(xiàn)一模多腔的注塑方式，所以考慮到模具的制造成本的經(jīng)濟(jì)性和適用性，此處采用一模兩腔的注塑形式。2.2.2型腔的排列型腔數(shù)量確定之后，就可以進(jìn)行型腔的排列，型腔排列應(yīng)滿足或基本滿足

19、在分型面上的壓力平衡。型腔的排列設(shè)計(jì)模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、鑲件及型芯的設(shè)計(jì)以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問題又與分型面及澆口的位置選擇有關(guān)，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)候要進(jìn)行必要的調(diào)整。此處塑件有2個(gè)直角抽芯，一模兩腔，應(yīng)采用對(duì)稱布置，平衡式排位，考慮到側(cè)抽芯，水龍頭大端排在外側(cè)，如圖2.2所示。圖2.2 型腔排列 2.3注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)的校核2.3.1 注射機(jī)的選擇注射機(jī)型號(hào)主要是根據(jù)塑件的外形尺寸或型腔的數(shù)量和排列方式、質(zhì)量大小來確定，在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，應(yīng)對(duì)模具所需塑料注射量，塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需用的鎖模力進(jìn)行計(jì)算

20、，然后初步確定注射機(jī)的型號(hào)。模具完成以后的外形尺寸和開模距離要與注射機(jī)安裝尺寸及開模行程相適應(yīng)，如果兩者不匹配，則模具無法安裝使用。因此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核，并通過校核來最終確定注射機(jī)的型號(hào)或?qū)δ＞咦鲆欢ǖ男薷?。按預(yù)選型腔數(shù)目來選擇注射機(jī)。（1） 模具所需塑料熔體注射量、注射壓力的計(jì)算 式中 m一副模具所需塑料的質(zhì)量或體積（g或cm）； n初步選定的型腔數(shù)量； 單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（g或cm）； 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積（g或cm） 。 首先是個(gè)未知值，若是流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料約為塑件質(zhì)量或體積的15%20%。若是流動(dòng)性不太好、或者是精密塑件，每個(gè)塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量

21、或體積是塑件的0.21倍。當(dāng)塑料熔體黏度高，塑件越小、壁越薄，型腔越多又做平衡式布置時(shí)，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積甚至還要大，而大型塑件采用直接澆口時(shí)，澆注系統(tǒng)質(zhì)量相對(duì)很小，可忽略不計(jì)。這里涉及以0.6作為預(yù)測(cè)估算，即： m=1.6通過Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖2.3所示。圖2.3 塑件質(zhì)量屬性 單個(gè)塑件體積：=7.1；PP密度1.3g/，單個(gè)塑件質(zhì)量：=9.25g ；流道凝料未知，按塑件的0.6倍計(jì)算采用一模兩腔，則注射量：按質(zhì)量計(jì)算：M=1.6×n×=1.6×2×9.25=29.6g；按體積計(jì)算：V=1.6×2×q=1.6&#

22、215;2×7.1=22.72。流道凝料在分型面上的投影面積，在模具設(shè)計(jì)前是未知值。根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，是塑件在分型面上的投影面積的0.20.5倍，因此可采用0.35倍n進(jìn)行估算。根據(jù)pro/E建模分析塑件在分型面上的投影=283，n=2；所以塑件和流道凝料在分型面上的投影面積A=2×+0.35×2×=2.7=2.7×283=764.1（2）鎖模力計(jì)算 取模腔壓力P=40Mpa ，所需鎖模力：=A×P=764.1×40=30564 N（3）選擇注射機(jī) 根據(jù)上面計(jì)算得到的m和值來選擇一種注射機(jī)，塑件成型所需要的注射量應(yīng)小于

23、所選注射機(jī)的注射容量，因此注射機(jī)的最大注射量G滿足 ，為注射系數(shù)，聚氯乙烯屬于無定型塑料，故取0.85。額定鎖模力F應(yīng)滿足F，因此：G=36g，G=25.75，F(xiàn)30.564 KN因此選擇注射機(jī)為XS-ZY-125型注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示表2.1 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射容積/125注射時(shí)間/s1.8注射壓力/MPa150注射行程/mm160塑化能力/（g/s）16.8合模力/KN900移模行程/mm300最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm200噴嘴球半徑/mm12噴嘴口直徑/mm4定位孔直徑/mm100最大成型面積/cm360注射方式螺桿式螺桿直徑/mm30合模方式液壓-機(jī)

24、械 2.3.2 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核（1）注射壓力的校核 注塑機(jī)額定壓力為p=150Mpa，塑件成型時(shí)所需要的注射力，一般由塑料流動(dòng)性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定，取=100MPa鎖模力安全系數(shù)，取=1.2。上式右邊=1.2×764.1mm×40MPa=36676.8NF=900000 N36676.8 N因此，注射機(jī)鎖模力符合注塑條件。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。第3章 澆注系統(tǒng)的形式選擇和截面尺寸的計(jì)算3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰、內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。因此要求沖

25、模速度快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，且在塑件上留下澆口痕跡小。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，首先選擇澆口的位置，澆口位置的選擇遵循以下原則： 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，流道應(yīng)盡量少彎折，表面粗糙度為Ra0.8m1.6m。 應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對(duì)稱。 單型腔塑件投影面積較大時(shí)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口，不然會(huì)造成注射時(shí)模具受力不均。 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑件上不留痕跡。 一模多腔時(shí)，應(yīng)防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具

26、內(nèi)。 在設(shè)計(jì)澆口時(shí)，避免塑料熔體直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲、折斷或移位。 在滿足成型排氣良好的前提下，要選取最短的流程，這樣可縮短填充時(shí)間。 能順利地引導(dǎo)熔融的塑料填充各個(gè)部位，并在填充過程中不致產(chǎn)生熔體渦流、紊流現(xiàn)象，使型腔內(nèi)的氣體順利排出模外。 在成批生產(chǎn)塑件時(shí)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻時(shí)間及成型周期。 因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑件在這個(gè)部位要求精度較高時(shí)，主流道應(yīng)留有加工余量或修正余量。 澆口的位置應(yīng)保證塑料熔體順利流入型腔，即對(duì)著型腔中寬暢、厚壁部位。 盡量避免使塑件產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在塑件不重要的部位。3.2主流道設(shè)計(jì)3.2.1主流道尺寸主流道是連接注

27、射機(jī)噴嘴與分流道的塑料熔體通道，熔體最先經(jīng)過，一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的圓形流動(dòng)通道。主流道小端尺寸d應(yīng)與所選注射機(jī)噴嘴尺寸相適應(yīng)，噴嘴尺寸為4mm， 因?yàn)橛操|(zhì)聚氯乙烯流動(dòng)性差，主流道應(yīng)設(shè)計(jì)得短粗一些。（1） 主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）mm=4.5mm。（2） 主流道的長(zhǎng)度一般情況下由模具結(jié)構(gòu)確定，對(duì)于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，在主流道過長(zhǎng)時(shí)，可在澆口套挖出深凹坑，讓噴嘴深入到模具內(nèi)。本次設(shè)計(jì)中初取L=50mm進(jìn)行計(jì)算。（3） 主流道半錐角=2°4°。過大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)

28、使充模時(shí)流動(dòng)阻力增大，比表面增大，熱量損耗大。該設(shè)計(jì)中=3°。（4） 主流道大端直徑D=d+Ltan（）=7.1mm。（5） 主流道球面半徑3.2.2主流道襯套形式主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，一般采用45鋼，進(jìn)行局部熱處理，球面硬度達(dá)到（3845）HRC。本次設(shè)計(jì)的模具是小型模具，主流道襯套和定位圈應(yīng)設(shè)計(jì)成整體式。3.2.3定位圈尺寸 與注射機(jī)固定模板中定位孔尺寸相適應(yīng)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)件。定位圈尺寸只在模具的定模座板上設(shè)定定位圈，定位圈必

29、須與模具主流道同心，與料筒、噴嘴的中心線相重合，模具定位圈與注射機(jī)定位孔基本尺寸相等，均為100mm，模具定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈間隙配合（）。定位圈高度為H=10mm。3.3分流道設(shè)計(jì)在多型腔時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是主流道末端與澆口之間塑料熔體的流動(dòng)通道。是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。3.3.1分流道的形狀為了便于加工及凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形

30、等，圓形分流道比表面積小，熱量損失和流動(dòng)阻力較小，但流道應(yīng)分別開設(shè)在動(dòng)、定模兩個(gè)部分，對(duì)機(jī)械加工精度要求比較高。對(duì)于流動(dòng)性不太好的塑料或薄壁塑件，通常采用圓形流道，為了減小熔體的流動(dòng)阻力和熱量損失，這里設(shè)計(jì)采用圓形截面分流道，平衡式分流道，如圖3.1、3.2所示。圖3.1 分流道截面 圖3.2 分流道布置形式 3.3.2分流道尺寸計(jì)算（1） 分流道長(zhǎng)度 根據(jù)兩個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和塑件的尺寸，分流道長(zhǎng)度較小，取L=26mm。（2） 分流道直徑 流過分流道的塑件質(zhì)量 =9.57g200g但該塑件壁厚在2mm3mm之間，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道直徑。即 D=0.2654 式中D分流道直徑（mm）；m

31、塑件的質(zhì)量（g）；L分流道長(zhǎng)度（mm）。帶入數(shù)據(jù)得D=3mm。（3） 分流道凝料體積分流道截面面積A=（D/2）=7.1mm分流道凝料體積V=LA=184.6mm（4） 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度一般取Ra0.63m1.6m即可，對(duì)于PP，流道必須在表面鍍鉻以避免在塑件上產(chǎn)生劃痕。3.3.3剪切速率的校核（1） 主流道 =571 s式中主流道剪切速率；R主流道平均半徑（cm）；q模具的體積流量（cm/s），而q=（V+V+2V）/t；V通過主流道熔體體積（cm）；t注射時(shí)間（s）。t=1.8s。 主流道的剪切速率在澆口與分流道的最佳剪切速率500s5000s范圍內(nèi)，所以，主流道的剪

32、切速率合格。（2） 分流道 =1320s式中分流道剪切速率；q模具的體積流量（cm/s），而q=（V/2+V）/t；R分流道平均半徑（cm）；V通過分流道熔體體積（cm）；t注射時(shí)間（s）。t=1.8s。分流道的剪切速率在澆口與分流道的最佳剪切速率500s5000s范圍內(nèi)，所以，分流道的剪切速率合格。3.4澆口的設(shè)計(jì)3.4.1澆口的作用 連接分流道與型腔，使分流道流過來的塑料熔體以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿后，澆口部分的熔體能迅速地凝固而封閉澆口，防止型腔內(nèi)的熔體倒流。3.4.2采用側(cè)澆口 使用經(jīng)驗(yàn)公式 n塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定，PP的n=0.9；t塑件壁厚，t=2mm；為了去除澆口

33、方便，=1mm；A型腔表面積，A=283mm。由于該塑件是殼體塑件，且分型面在中心線上，取側(cè)澆口截面積深度h=0.5mm，寬度b=1.5mm，長(zhǎng)度L=1mm。3.4.3澆口剪切速率的校核 =269720000式中 q單位時(shí)間注射量（注射量/注射時(shí)間），單位cm/s；q=3.8cm/s。 R澆口當(dāng)量直徑（cm），R=，A實(shí)際流道的截面面積（cm），L實(shí)際流道截面的周邊長(zhǎng)度（cm）。R=0.114cm。因此，澆口剪切速率校核合格。3.4.4最大流動(dòng)距離比的校核在確定大型塑件的澆口位置時(shí)，還應(yīng)考慮塑料熔體所允許的最大流動(dòng)距離比。最大流動(dòng)比是指熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)的最大長(zhǎng)度與相應(yīng)的型腔厚度之比。也就是說當(dāng)

34、型腔厚度增大時(shí)，熔體所能夠達(dá)到的流動(dòng)距離也會(huì)長(zhǎng)一些。由于本次設(shè)計(jì)的塑件壁厚較小，因此不校核最大流動(dòng)距離比。3.5冷料穴設(shè)計(jì)第4章 成型零件設(shè)計(jì)及力學(xué)計(jì)算4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1凹模凹模是成型塑件外表面的重要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式兩大類。整體式凹模由整塊材料制成，成型的塑件尺寸精度高，沒有拼合縫，外形美觀，適合于成型外形簡(jiǎn)單的中小型塑件。組合式凹模由兩個(gè)或兩個(gè)以上零件組合而成，按其組合結(jié)構(gòu)不同，可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式。在設(shè)計(jì)中采用何種型式，要視塑件的尺寸大小和復(fù)雜程度來合理選用?？偟脑O(shè)計(jì)原則就是要簡(jiǎn)化凹模的加工工藝，減少熱處理

35、變形，便于模具的維修和節(jié)約貴重的模具鋼材。本設(shè)計(jì)選擇整體嵌入式凹模。4.1.2凸模和型芯凸模和型芯都是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)腔的零件，又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件中較小孔、槽的零件。主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式，整體式主要用于小型模具上的簡(jiǎn)單型芯。一般模具的型芯都采用單獨(dú)加工，然后鑲?cè)肽０逯?。采用一定結(jié)構(gòu)或方式對(duì)型芯進(jìn)行周向或軸向定位。為了加工方便，形狀復(fù)雜的型芯大多采用鑲拼式組合結(jié)構(gòu)。小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨(dú)制造，然后嵌入模板中。對(duì)于異型芯，為了方便加工，常將型芯設(shè)計(jì)成兩段，聯(lián)接和固定段制成圓形，并用凸肩和模板連接。本設(shè)計(jì)的塑件是殼體

36、，有兩個(gè)側(cè)向抽芯。一個(gè)粗型芯，一個(gè)細(xì)型芯。粗側(cè)型芯：采用組合式，抽芯型芯為圓柱形，用內(nèi)六角螺釘固定在滑塊中。細(xì)側(cè)型芯：與粗型芯一樣，采用組合式，用內(nèi)六角螺釘固定。4.1.3螺紋型環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：螺紋型芯和螺紋型環(huán)是分別用來成型塑件上內(nèi)螺紋和外螺紋的活動(dòng)鑲件。另外，螺紋型芯和螺紋型環(huán)還可以用來固定帶螺紋孔和螺桿的嵌件。本設(shè)計(jì)塑件只有2個(gè)外螺紋，使用螺紋型環(huán)。螺紋型環(huán)用于成型塑件外螺紋或固定帶有外螺紋的金屬嵌件。實(shí)際上為一個(gè)活動(dòng)的螺母鑲件，在模具閉合前裝入凹模套內(nèi)，成型后隨塑件一起脫模，在模外卸下，其結(jié)構(gòu)有整體式和組合式兩類。整體式螺紋精度高，但拆裝稍費(fèi)時(shí)間；組合式由兩半瓣螺紋拼合而成，成型后塑件外

37、螺紋上留下難以修整的拼合縫。本設(shè)計(jì)塑件外螺紋精度要求不高，這里采用組合式螺紋型環(huán)，兩半瓣中間用十字槽沉頭螺釘固定在定模型腔板和動(dòng)模型腔板上。4.2成型零件鋼材的選用定動(dòng)模型腔： S136，高純度、高鏡面度拋光性能好，抗銹防酸能力極佳，熱處理變形小，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，硬度可達(dá)到50HRC52HRC，并可提高拋光性，耐磨及耐腐蝕性。應(yīng)用：鏡面模及放酸性高，可保證冷卻管道不受銹蝕，適合PVC等塑料。側(cè)型芯：45Cr，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進(jìn)組織球化，改進(jìn)硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在溫度550570進(jìn)行回火，該鋼具有最佳的綜合力學(xué)性能。該鋼的淬透

38、性高于45鋼，適合于高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。型環(huán)：Cr12，是應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼，具有高強(qiáng)度、較好的淬透性和良好的耐磨性，但沖擊韌性差。主要用作承受沖擊負(fù)荷較小，要求高耐磨的冷沖模及沖頭、冷切剪刀、鉆套、量規(guī)、拉絲模、壓印模、搓絲板、拉延模和螺紋滾模等。Cr12屬于高碳高鉻萊氏體鋼,也是應(yīng)用廣泛的冷作模具鋼.該鋼具有較好的淬透性、耐磨性、熱加工性.碳化物在鋼中分布較好,可用于制造形狀復(fù)雜、工作條件繁重下的各種冷作模具.如冷沖模沖頭、螺紋滾模、拉絲模、料模、冶金粉模、木工切削工具、冷切剪刀鉆套及量規(guī)等工具4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算4.3.1型腔和型芯工作尺寸計(jì)算（1） 型腔徑向尺

39、寸 =50mm，取X=0.8，取=0.2%，=0.14mm，=0.023mm 計(jì)算得 =49.988mm=50mm=30mm 計(jì)算得 =29.948=30mm（2） 型腔深度尺寸 4.3.2螺紋型環(huán)工作尺寸的計(jì)算大徑= 17.868=17mm =21.876=21mm中徑=16.16 =16 mm =20.95=20小徑=14.425=14mm =20mm螺距尺寸=2.004 =2mm =1.1022=1mm、螺紋型環(huán)大徑、中徑、小徑基本尺寸（mm）；、塑件螺紋的大徑、中徑、小徑基本尺寸（mm）；螺紋型環(huán)中徑制造公差，一般取/4，=0.035mm；塑件螺紋中徑制造公差（mm），=0.14mm；

40、螺紋型環(huán)的螺距基本尺寸（mm）；塑件螺距基本尺寸（mm）；螺紋型環(huán)的螺距制造公差（mm），=0.02mm。4.3.3模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算分別按強(qiáng)度條件和剛度條件計(jì)算出壁厚，取其中較大值作為模具型腔的壁厚（1） 凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，剛度公式 P型腔平均壓力取40Mpa，h型腔深度為10.91mm，E型腔材料彈性模量取2.1×10Mpa，型腔許用變形量取0.027mm S=5.4mm，取S=6mm。（2） 底板厚度=6.18mm取底板厚度為T=8mm。固定定模型腔的螺釘為內(nèi)六角螺釘M8×25mm，固定動(dòng)模型腔的螺釘為內(nèi)六角螺釘M8×

41、35mm；固定型環(huán)為十字槽沉頭螺釘M6×16mm。第5章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)每套塑料模具都要設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在模具工作時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動(dòng)模與定模的正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。同時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動(dòng)模按順序合模，防止型芯在合模過程中損壞，并能承受一定的側(cè)向力。對(duì)于采用三板式結(jié)構(gòu)的模具，導(dǎo)柱可承受卸料板和定模型腔板的重載荷作用。一般導(dǎo)向分為動(dòng)、定模之間的導(dǎo)向，推板的導(dǎo)向， 推件板的導(dǎo)向。一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間之后，其配合精度降低，會(huì)直接影響塑件的精度，因此對(duì)精度要求較高的塑件必須另行設(shè)計(jì)精密導(dǎo)向定位裝置。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架

42、本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。此處設(shè)計(jì)精度要求較高，塑件壁厚較薄，在模具中要設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向。5.1.1導(dǎo)柱設(shè)計(jì)導(dǎo)柱主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是帶頭直通式導(dǎo)柱，一般用于簡(jiǎn)單模具。小批量生產(chǎn)時(shí)一般不需要導(dǎo)套，導(dǎo)柱直接與模板導(dǎo)向孔配合；而在大多數(shù)情況下，導(dǎo)柱需要與導(dǎo)套配合。另一種是有肩導(dǎo)柱。小型模具采用帶頭直通式導(dǎo)柱，大型模具采用有肩導(dǎo)柱。所有的導(dǎo)柱必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要耐磨，心部要堅(jiān)韌，因此導(dǎo)柱的材料大多采用低碳鋼（20鋼）滲碳淬火，或用碳素工具鋼（T8、T10）淬火處理，硬度為5055HRC。另外，導(dǎo)

43、柱的端部常設(shè)計(jì)成錐形或半球形，便于導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)套。本設(shè)計(jì)采用有肩導(dǎo)柱，且不加油槽；導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架選定，導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4m。5.1.2導(dǎo)套設(shè)計(jì)導(dǎo)套有直導(dǎo)套、I型帶頭導(dǎo)套和II型帶頭導(dǎo)套。為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒一圓角R。導(dǎo)向孔最好打通，否則，導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無法逸出，而產(chǎn)生反壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。導(dǎo)套可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)妆焕?。此處設(shè)計(jì)導(dǎo)套采用帶頭導(dǎo)套（I型），如圖5.1所示。圖5.1 帶頭導(dǎo)套5.1.3導(dǎo)柱導(dǎo)套配置形式和固定方法（1）配置與配合此處設(shè)計(jì)導(dǎo)柱設(shè)

44、在定模一側(cè)，這種結(jié)構(gòu)便于順利脫模取出塑件，同時(shí)可以防止導(dǎo)柱上的油污弄臟塑件。導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間要經(jīng)常相對(duì)滑動(dòng)，選取F8/h7的間隙配合。導(dǎo)柱、導(dǎo)套與模板之間的定位選取H7/k6的過渡配合。導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合長(zhǎng)度取配合直徑的1.52倍，其余部分?jǐn)U孔，以減小摩擦，降低加工難度。（2）固定方法本設(shè)計(jì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套都依靠臺(tái)階來固定5.1.4導(dǎo)柱、導(dǎo)套尺寸、數(shù)量和布置（1）尺寸導(dǎo)柱直徑尺寸按模具模板外形尺寸而定，模板尺寸越大，導(dǎo)柱間中心距越大。導(dǎo)套的基本尺寸和與其相配合的導(dǎo)柱的基本尺寸相同。用于推出系統(tǒng)導(dǎo)向的導(dǎo)柱直徑與復(fù)位桿的尺寸相當(dāng)。（2）數(shù)量與布置選擇標(biāo)準(zhǔn)模架上的數(shù)量與布置。5.2脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在注射成型的每

45、一循環(huán)中，都必須使塑件從模具凹模中脫出，模具中脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。推出是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)脫模推出機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)； 保證塑件不因推出而變形損壞； 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠； 良好的塑件外觀； 合模時(shí)的正確復(fù)位。5.2.1脫模力計(jì)算此處塑件為厚壁塑件，按力的平衡原理，列出平衡方程式： =345.5 N在式中脫模系數(shù)，取0.5； 塑料的線膨脹系數(shù) E在脫模溫度下塑料的抗拉彈性模量3000MPa 塑料的軟化溫度為76； 脫模時(shí)塑件溫度為50 t塑件的壁厚（mm），t=2mm 塑件

46、在開模方向垂直平面上的投影面積，=283mm 塑件脫模溫度下塑料的泊松比為0； 型芯平均直徑為13 mm。 K脫模斜度系數(shù)，=0.9566當(dāng)塑件底部無通孔時(shí)，還需克服大氣壓力造成的阻力=0.1型芯端面面積（mm）；0.1的單位為（MPa）。故總的脫模力為 =470 N5.2.2塑件推出方式塑件推出方式有推桿、推件板、氣壓推出等方式。推桿是一種常用塑件推出方式，常用推桿形式有圓形、矩形和半圓形等；推件板適用于輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)的塑件，推出部分的形狀根據(jù)塑件的形狀而定；氣壓推出方式適用于大型深型腔制品。該模具的推出機(jī)構(gòu)形式普遍，全部采用推桿推出。（1） 推桿的截面形狀 由于塑件的幾何形狀及凹模型芯

47、結(jié)構(gòu)不同，所以設(shè)置在凹模、型芯上的推桿橫截面形狀也不盡相同，常見的推桿橫截面形狀為圓形、方形、半圓形等，設(shè)計(jì)模具時(shí)，為了便于推桿和推桿孔的加工，應(yīng)盡可能采用圓形橫截面的推桿。但是在某些不宜采用圓形推桿或推桿直接成型塑件某一形狀時(shí)，可采用其他橫截面形狀的推桿。此處設(shè)計(jì)采用圓形橫截面形狀。（2） 推桿的結(jié)構(gòu)形式 如圖5.2所示。材料選用4Cr5MoSiV1，直通式推桿的橫截面尺寸不應(yīng)過小，以免影響強(qiáng)度和剛度。細(xì)長(zhǎng)型推桿可將后部加粗成階梯形推桿。此處選擇直通式推桿。圖5.2 推桿結(jié)構(gòu)形式（3） 推桿的尺寸、數(shù)量和布置 推桿直徑：可由歐拉公式簡(jiǎn)化得 =3 mm式中，d是推桿直徑（mm）；L推桿長(zhǎng)度（m

48、m），L=120mm；塑件的脫模力（N）；E推桿材料的彈性模量（210000MPa）；n推桿數(shù)量，n=2；k是安全系數(shù)，取k=1.5。推桿數(shù)目：每個(gè)塑件2根，一模兩腔，因此推桿數(shù)目總共4根。推桿布置：一般原則推桿必須布置在需要排氣的區(qū)域，這些區(qū)域不依靠分型面排氣；推桿應(yīng)布置在制品最低點(diǎn)處；推桿可按需要置于或靠近制品拐角處；推桿應(yīng)盡可能的對(duì)稱，均勻地分布在制品上；推桿應(yīng)布置在肋與肋或壁與肋的相交點(diǎn)上。推桿布置形式如圖5.3所示（4） 推桿的固定與配合形式固定形式：推桿在固定板中的形式如圖5.3所示。本設(shè)計(jì)塑件左右兩側(cè)的推桿采用沉孔固定推桿，如圖5.3 a所示。圖5.3 推桿固定形式 配合形式：圓

49、形截面推桿的配合形式如圖5.4所示。推桿端面應(yīng)和塑件成型表面在同一平面或比塑件成型表面高出0.051mm，且不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。否則會(huì)影響塑件使用。推桿與推桿孔有一段配合長(zhǎng)度為推桿直徑35倍的間隙配合H7/e8，防止塑料熔體溢出，其余部分均為擴(kuò)孔。擴(kuò)孔的直徑比推桿大0.5mm。推桿穿過的孔要保證垂直度，保證推桿能順暢地推出和返回。圖5.4 圓形橫截面推桿的配合形式 （5） 推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位脫模機(jī)構(gòu)完成塑件推出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)必須回復(fù)到初始位置。常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位桿，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，還有使推桿預(yù)先復(fù)位的作用，尤其適用于帶側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的模具。 第6章 側(cè)向分型抽芯機(jī)

50、構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射模具設(shè)計(jì)中，當(dāng)塑件上具有與開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時(shí)，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，一般都需要側(cè)向分型和抽芯才能取出塑件采用機(jī)動(dòng)側(cè)抽機(jī)構(gòu)，完成側(cè)向活動(dòng)型芯的抽出和復(fù)位的這種機(jī)構(gòu)叫做側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)型芯安裝在滑塊上，模具打開或閉合的同時(shí)，滑塊也同步完成側(cè)抽芯的抽出和復(fù)位的動(dòng)作。按側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源可將側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)分為手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓和機(jī)動(dòng)四種類型。本設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，借助于注射機(jī)的開模力，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向，將側(cè)向的活動(dòng)型芯抽出。抽芯不需要人工操作，抽芯力較大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率高、容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作、無需另外添置設(shè)備等

51、優(yōu)點(diǎn)。利用合模力進(jìn)行模具的其復(fù)位動(dòng)作。機(jī)動(dòng)抽芯按結(jié)構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱、彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊、楔塊、齒輪齒條、彈簧等多種抽芯形式。本設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯。該類側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、加工制造方便、動(dòng)作安全可靠等特點(diǎn)。工作過程是：開模時(shí)斜導(dǎo)柱作用于滑塊，迫使滑塊和側(cè)型芯一起在動(dòng)模板中的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外移動(dòng)，完成側(cè)抽芯動(dòng)作，塑件由推桿推出型腔。限位釘和使滑塊保持抽芯后最終位置，以保證合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊的斜孔，使滑塊回到成型位置。在合模注射時(shí)，為了防止側(cè)型芯受到成型壓力的作用而使滑塊產(chǎn)生位移，用楔緊塊來鎖緊滑塊和側(cè)型芯。斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造注射模抽芯時(shí)最常用的機(jī)構(gòu)，但它的抽芯力和抽芯距受到

52、模具機(jī)構(gòu)的限制，一般使用于抽芯力不大及抽芯距小于80mm的場(chǎng)合。斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)主要由與開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱、側(cè)型腔或型芯滑塊、導(dǎo)滑槽、楔緊塊和側(cè)滑塊定距限位裝置等組成。6.1抽芯距和抽芯力的計(jì)算6.1.1抽芯距的計(jì)算 將側(cè)型芯從成型位置抽至不妨礙塑件的脫模位置所移動(dòng)的距離，稱為抽芯距，用表示，側(cè)向抽芯距比塑件上的側(cè)孔深度大23mm，即 6.2斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)6.2.1斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度及開模行程L=D為斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑（mm）；h斜導(dǎo)柱固定板厚度（mm）；d為斜導(dǎo)柱直徑（mm）；斜導(dǎo)柱傾角（22°）；S為最大抽芯距離（mm）。計(jì)算得 L=153mm查表取L=160 mm完成抽

53、芯距所需最小開模行程H（mm）為H=Scot=45 mm6.2.2斜導(dǎo)柱彎曲力計(jì)算抽芯抽拔方向與開模方向垂直，滑塊受力如圖6.1所示 圖6.1 滑塊受力示意圖 圖中N為斜導(dǎo)柱施加的正壓力，也稱斜導(dǎo)柱所承受的彎曲力，為抽拔阻力，p為導(dǎo)滑槽施加的壓力，是斜導(dǎo)柱與滑塊之間的摩擦阻力，是導(dǎo)滑槽與滑塊之間的摩擦阻力。經(jīng)過力平衡方程的推導(dǎo)，可得出斜導(dǎo)柱承受的彎曲力計(jì)算公式為 =507.1 N式中，N是斜導(dǎo)柱所受彎曲力（N）；是抽拔阻力（N）；是摩擦角（°），tan=f；f是鋼材之間的摩擦因數(shù)，一般取f=0.15。6.2.3斜導(dǎo)柱截面尺寸確定對(duì)圓形橫截面的斜導(dǎo)柱，其直徑d（mm）為 =14.1 mm通過查表選取導(dǎo)柱直徑d=16 mm.6.2.