水杯注塑模具設(shè)計(jì)說明書

2016級(jí)本科生專業(yè)課程設(shè)計(jì)本科生專業(yè)課程設(shè)計(jì)題目：水杯注塑模具設(shè)計(jì)2016級(jí)本科生專業(yè)課程設(shè)計(jì)目錄\t"標(biāo)題4,1"引言 引言現(xiàn)在的模具設(shè)計(jì)工作已經(jīng)離不開電腦的運(yùn)用。本次課程設(shè)計(jì)旨在幫助自己學(xué)會(huì)使用電腦結(jié)合自己所學(xué)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行全套的模具設(shè)計(jì)。為自己將來的進(jìn)一步工作和學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)選用的塑件是我們?nèi)粘Ｊ褂玫乃芰媳?，它可以用來?dāng)作刷牙杯或者喝水用。根據(jù)塑料水杯的用途、使用要求進(jìn)行塑件分析。分析塑件的工藝性和尺寸精度等要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。采用UG軟件進(jìn)行模具零件的三維建模，用CAD軟件繪制模具的凹凸模以及裝配圖等。利用簡(jiǎn)要的文字，配上相關(guān)圖片進(jìn)行說明，完成此次設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：水杯；模具設(shè)計(jì)；注射模；UG。塑件工藝性分析塑件的材料分析如REF_Ref26819366\h圖1所示，該塑件為日用刷牙杯，與人體接觸較多。要求其材料需要耐用耐摔輕便，且需要一定的耐腐蝕性，平時(shí)裝冷水熱水，故其使用溫度需要合適，要求其能耐100度以上的溫度。除此之外，需要具備原材料來源豐富，價(jià)格低廉，無毒無味，易于上色等特點(diǎn)。圖SEQ圖\*ARABIC1塑件外觀圖綜合以上考慮，決定選用刷牙杯的材料為PP，原因如下：PP料的特性是無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點(diǎn)可高達(dá)170℃。耐熱、耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒，可用于食具。符合與人體接觸日用的要求PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.9g/cm3（比水?。７陷p便的要求。通用塑料中，PP的耐熱性好，能在沸水中煮。最高使用溫度可達(dá)150℃，最低使用溫度為-15℃。符合日常使用溫度的要求。PP在熔融溫度下有較好的流動(dòng)性，成型性能好。且價(jià)格相對(duì)低廉，采購比較方便。符合工廠大批量生產(chǎn)的需要。PP的部分技術(shù)指標(biāo)如REF_Ref26469104\h表1所示表SEQ表\*ARABIC1pp塑料的部分技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)值密度（g/cm3）0.9收縮率（%）12.5熔點(diǎn)（℃）164170塑件的尺寸精度、表面質(zhì)量尺寸精度分析該塑件的尺寸要求并不嚴(yán)格，故選取一般精度等級(jí)就可以滿足日常的使用要求，根據(jù)GB/T14486-2008《工程塑料模塑料件尺寸公差》，PP塑料按MT5級(jí)塑料件精度來確定各尺寸的公差值。塑件的表面質(zhì)量分析該塑件是水杯，且需要經(jīng)常接觸。要求外表美觀，無尖銳毛刺，無斑點(diǎn)，無熔接痕?？紤]到塑件表面質(zhì)量高時(shí)，其模具的加工成本也會(huì)增高，根據(jù)塑件的使用要求和模具的加工成本綜合考慮，塑件內(nèi)外表面的粗糙度取Ra=1.6。產(chǎn)品壁厚：產(chǎn)品的壁厚較為均勻，為3mm，有利于零件的成型塑件的體積和質(zhì)量通過UG軟件建模后，得出塑件的三維圖并測(cè)出V塑=88.26cm3取PP材料密度ρ=0.9g/cm3,于是算的塑件質(zhì)量為：M塑=79.43g塑件材料成型性能PP料在氧、熱、光的作用下極易降解、老化，所以必須加入防老化劑。它的流動(dòng)性好但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形。因此塑料的壁厚必須均勻，避免缺膠、尖角，以防應(yīng)力集中。pp的冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，模具溫度低于50℃時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕。模溫90℃以上易發(fā)生翹曲變形。因此模具溫度取50℃。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分型面的選擇選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上；3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；5）使塑件易于脫模。綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。保證塑件表面質(zhì)量，分型面選擇如圖2所示圖圖SEQ圖\*ARABIC2分型面示意圖型腔布局水杯作為日常使用的產(chǎn)品，需要大批量生產(chǎn)，屬于中小型制件，精度要求不高，考慮到模具加工難易程度，模具制造費(fèi)用及生產(chǎn)效率等因素，這里采用一模兩腔的平衡式型腔布局。如圖3所示圖SEQ圖\*ARABIC3型腔布局澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本模具的澆注系統(tǒng)采用較為簡(jiǎn)單的模式，分別由主流道、分流道、冷料穴和點(diǎn)澆口組成。初選注射機(jī)模具所需塑料熔體注射m=nm1+m2式中m一副模具所需塑料的質(zhì)量（g）n選定的型腔數(shù)量m1單個(gè)塑件的質(zhì)量（g）m2澆注系統(tǒng)的質(zhì)量（g）由1.2.3的計(jì)算結(jié)果可知m1=79.43g由于澆注系統(tǒng)凝料體積在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確數(shù)值，但可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取為產(chǎn)品質(zhì)量的0.6倍，可得m2=0.6*2*79.43=95.32g因此m=2*79.43+95.32=254.18g根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量的原則，即注射機(jī)公稱注射量應(yīng)滿足V公V實(shí)/0.8=254.18/0.8=317.73g根據(jù)最大注射量，結(jié)合現(xiàn)有成型設(shè)備，初步選取SZY-2000,注射主要參數(shù)見REF_Ref26539281\h表2表SEQ表\*ARABIC2SZY-2000注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)值注射量/cm32000鎖模力/KN6000注射壓力/MPa90動(dòng)、定模板最大安裝尺寸/mm1180*1180最大模具厚度/mm800最小模具厚度/mm500最大開模行程/mm750噴嘴前端球面半徑/mm18噴嘴孔直徑/mm10主流道的設(shè)計(jì)主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的，帶有錐度的流動(dòng)通道。塑料材料為PP，流動(dòng)性好，選擇主流道圓錐角為4°。內(nèi)壁粗糙度取為Ra0.6μm主流道大端呈圓角以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力，參照教材r=1-3mm，此處取圓角半徑r=2mm主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5-1）mm=10.5mm主流道球面半徑：SR0=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1-2）mm=19mm凹球面深度L=3mm，球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫落。定位環(huán)是模體與注射機(jī)的定位裝置，保證澆口套與注射機(jī)噴嘴對(duì)中定位，定位環(huán)的外徑D應(yīng)與注射機(jī)的定位孔間隙配合，定位環(huán)外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔小0.2mm以下，定位環(huán)厚度取L1=6mm。。此外，主流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，容易磨損，對(duì)材料的要求比較高，故將其分開設(shè)計(jì)，以便于拆卸和更換，澆口套與模板間配合采用H7/m6的過度配合，澆口套與定位圈采用H9/f9的配合。同時(shí)也便于選擇優(yōu)質(zhì)鋼材如T8A進(jìn)行加工和熱處理。如圖4、5所示圖圖SEQ圖\*ARABIC4澆口套圖SEQ圖\*ARABIC5定位圈分流道的設(shè)計(jì)1.分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡地分配到各個(gè)型腔。本次設(shè)計(jì)為一模兩腔，因此，采用平衡式分流道，2.常見分流道的截面形狀有；圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。梯形及U型截面分流道加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用的形式。本次設(shè)計(jì)采用U形截面分流道。3.分流道的表面粗糙度。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般Ra取1.6μm左右，這可增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。4.U形分流道的寬度可在5~10mm內(nèi)選取，現(xiàn)取寬度b=8mm，圓角半徑R=0.5b=4mm。深度h=1.25R=5mm，斜角α在5°~10°之間，現(xiàn)取為8°圖SEQ圖\*ARABIC6U形分流道冷料穴冷料穴是澆注系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)之一，它的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料進(jìn)入型腔，既影響熔體充填的速度，又影響成型塑件的質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)中在主流道末端和分流道的兩端需設(shè)置冷料穴。澆口的設(shè)計(jì)澆口形式的選擇由于該塑件對(duì)于外觀的質(zhì)量要求較高，選擇澆口的位置和大小以不影響該塑件的外觀質(zhì)量為前提，同時(shí)也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。通過對(duì)該塑件的結(jié)構(gòu)分析，決定在杯底應(yīng)用點(diǎn)澆口的形式，以防止在杯身留下痕跡，同時(shí)由于點(diǎn)澆口前后兩端存在較大的壓力差，能較大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，有利于型腔的充填，對(duì)于表觀粘度隨剪切速率敏感的聚丙烯來說有利于它的成型。點(diǎn)澆口的尺寸點(diǎn)澆口直徑計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下：d=(0.14~0.20)4式中d 點(diǎn)澆口直徑,mm;?塑件在澆口處的壁厚，mm；A型腔表面積，mm2。由ug面分析得A=31835mm2d=0.14432成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中確定塑料幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件，在本設(shè)計(jì)中成型零件就是成型外表面的型腔以及成型內(nèi)表面的型芯。凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹凸模的結(jié)構(gòu)形式分為整體式凹凸模和組合式凹凸模，本次設(shè)計(jì)采用的是組合式凹凸模結(jié)構(gòu)。型芯包括一個(gè)主型芯和一個(gè)側(cè)型芯，型腔為兩個(gè)在一起組合式加工再嵌入模板中。因?yàn)檎w式凹凸模是在整塊金屬模板上加工而成的。雖然這樣做能得到質(zhì)量更好更穩(wěn)定的制件。但是其一，模具鋼加工困難，熱處理也不方便；其二，模具鋼價(jià)格較貴，采用這種方法過于浪費(fèi)材料。所以整體式凹凸模結(jié)構(gòu)常用于形狀簡(jiǎn)單的單個(gè)型腔中、小型模具或工藝試驗(yàn)?zāi)＞?。因此此次設(shè)計(jì)采用組合式凹凸模結(jié)構(gòu)。單獨(dú)加工的型芯和型腔需采用H7/m6的過渡配合壓入模板內(nèi)。成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件的制造誤差：一般取塑件總公差的1/31/4,現(xiàn)取?z=/3塑件的收縮率：塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計(jì)算，即：S=Smax+Smin由于本次設(shè)計(jì)未注尺寸公差，根據(jù)GB/T14486-2008《工程塑料模塑料件尺寸公差》，按MT5級(jí)塑料件精度來確定各尺寸的公差值。結(jié)果如圖7圖7塑件公差型腔尺寸的計(jì)算：凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。圖SEQ圖\*ARABIC7型腔相關(guān)尺寸徑向尺寸:計(jì)算公式：(Lm)式中：Lm模具型腔徑向基本尺寸Ls塑件外表面的徑向基本尺寸S塑件平均收縮率?塑件外表面徑向基本尺寸的公差L1=[(1+=[=81.66L2=[=50.7L3=[=60.75深度尺寸計(jì)算公式：(Hm)式中：Hm模具型腔徑向基本尺寸Hs塑件外表面的徑向基本尺寸H1=[=9.69H2=[=H3=[=H4=[=中心距工作尺寸計(jì)算計(jì)算公式：Cm=(1+S)Cs?z/2式中：Cm模具中心距基本尺寸Cs塑件中心距基本尺寸C1=(1+0.005)*560.25=56.280.04型芯尺寸的計(jì)算凸模是成型制件內(nèi)形的，其尺寸屬于包容尺寸，在使用的過程中凸模的磨損會(huì)使凸模的包容尺寸變小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差，主型芯如圖9圖SEQ圖\*ARABIC8主型芯相關(guān)尺寸徑向尺寸計(jì)算公式：(lm)-?式中：lm模具型芯徑向基本尺寸ls塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸l1=[=77.02l2=[=57.84深度尺寸計(jì)算公式：(hm)-?式中：hm模具型芯高度基本尺寸hs塑件孔或凹槽深度尺寸h1=[=7h2=[=10h=[h=[=7l1=[=80.04圖SEQ圖\*ARABIC9側(cè)型芯相關(guān)尺寸

側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于杯子的把手處有與開模方向不一致的側(cè)凹，在脫模之前必須先抽調(diào)側(cè)向成型零件，否則無法脫模。側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)類別的選擇按照側(cè)向抽芯動(dòng)力來源的不同，注射模的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)可分為機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、液壓側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)和手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。由于液壓側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)需要增加操作工序而且需要配置專門的液壓抽芯器與控制系統(tǒng)；手動(dòng)側(cè)抽芯工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，不符合批量生產(chǎn)要求。因此本次設(shè)計(jì)采用的是機(jī)動(dòng)型斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，它雖然會(huì)增加模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，但其抽芯力大，生產(chǎn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，且不需另外添置設(shè)備。抽芯力與抽芯距的確定抽芯力的確定側(cè)向抽芯力與脫模力的計(jì)算方法相同，考慮大氣壓力即+F0式中A——塑件包絡(luò)型芯的面積p——塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p取(2.4~3.9)107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件，p取(0.8~1.2)x107α——脫模斜度μ——塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，為0.1～0.3側(cè)型芯抽出時(shí)還需考慮大氣壓力F0，其大小為大氣壓力與被包絡(luò)塑料制件端部面積的乘積。用UG軟件分析得知塑件包絡(luò)側(cè)型芯的面積約為20cm2F0=0.0020105=200N塑件采用模內(nèi)冷卻，可得Ft=0.00200.8107(0.2*cos0-sin0)+F0抽芯距的確定側(cè)向抽芯距一般比塑件上側(cè)凹、側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2~3mm，用公式表示為S=S`+(2~3)mm式中s抽芯距，mms塑件上側(cè)凹、側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度，mm測(cè)量得知側(cè)凹的深度為15mm，故抽芯距取為17mm斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的基本形式斜導(dǎo)柱的基本形式如圖11所示。L1為固定于模板內(nèi)的部分，與模板內(nèi)的安裝孔采取H7/m6的過渡配合，L2為完成抽芯所需工作部分長(zhǎng)度，α為斜導(dǎo)柱的傾斜角，L3為斜導(dǎo)柱端部具有斜角θ部分的長(zhǎng)度，為合模時(shí)斜導(dǎo)柱能順利插入側(cè)滑塊斜導(dǎo)孔內(nèi)而設(shè)計(jì)，θ角度常取比α大2~3度。側(cè)滑快與斜導(dǎo)柱工作部分常采用H11/b11配合或留有0.5~1mm的間隙。圖SEQ圖\*ARABIC10導(dǎo)柱基本形式斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇本次設(shè)計(jì)側(cè)抽芯方向與開合模方向垂直，一般在設(shè)計(jì)時(shí)取傾斜角α25°，最常用的是12°α22°，本次設(shè)計(jì)采用的α為18°斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算在側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開模方向垂直時(shí)，可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度L與抽芯距s及傾斜角α的關(guān)系為：L=Ssinα斜導(dǎo)柱直徑的確定根據(jù)抽芯力F、斜導(dǎo)柱傾角α，查斜導(dǎo)柱直徑確定表得出斜導(dǎo)柱的直徑為20側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)由于側(cè)滑快相對(duì)較厚，將T形導(dǎo)滑面設(shè)置在滑塊中間，使側(cè)型芯的中心盡量靠近T形導(dǎo)滑面，以提高抽芯時(shí)滑塊的穩(wěn)定性。導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)工作時(shí)，側(cè)滑塊是在導(dǎo)滑槽內(nèi)按一定的精度和沿一定的方向往復(fù)移動(dòng)的零件。按照側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)采用T形導(dǎo)滑槽，導(dǎo)滑槽為開設(shè)在定模板內(nèi)的整體式形槽，結(jié)構(gòu)緊湊，用T形銑刀銑削加工，加工精度要求較高。由于注射成型時(shí)，滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)要求來回移動(dòng)，因此，對(duì)組成導(dǎo)滑槽零件的硬度和耐磨性是有一定要求的，整體式導(dǎo)滑槽是在模板上直接加工出來的，模板常用的材料是45鋼，為了便于加工，常常調(diào)質(zhì)至28~32HRC，然后再銑削成型。為了讓側(cè)滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)靈活移動(dòng)，不被卡死，導(dǎo)滑槽和側(cè)滑塊要求保持一定的配合長(zhǎng)度，側(cè)滑塊完成抽拔動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)全部或部分長(zhǎng)度留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，一般情況下，保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的側(cè)滑塊長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑總的配合長(zhǎng)度的2/3。楔緊塊的設(shè)計(jì)注射成型時(shí)，型腔內(nèi)的熔融塑料以很高的成型壓力作用在側(cè)型芯上，從而使側(cè)滑塊后退產(chǎn)生位移，側(cè)滑塊的后移將力作用到斜導(dǎo)柱上，導(dǎo)致斜導(dǎo)柱產(chǎn)生彎曲變形；另一方面，由于斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊上的斜導(dǎo)孔采用較大的間隙配合，側(cè)滑塊的后移也會(huì)影響塑件的尺寸精度，所以合模注射時(shí)，必須要設(shè)置鎖緊裝置鎖緊側(cè)滑塊。楔緊快采用固定于模板內(nèi)的形式，提高了楔緊塊的強(qiáng)度和剛度。楔緊塊的斜角α`應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角α，否則開模時(shí)，楔緊塊會(huì)影響1側(cè)抽芯動(dòng)作的進(jìn)行。當(dāng)側(cè)滑塊抽芯方向垂直于合模方向時(shí)，α`=α+(2°~3°)；即α`=18+2=20°應(yīng)用方式的選擇由于定模板厚度較大，而且側(cè)滑塊在定模板內(nèi)，若將滑塊放于動(dòng)模部分會(huì)增大滑塊厚度，容易造成卡死，增加摸具結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。此次側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)采用斜導(dǎo)柱和滑塊同時(shí)放在定模部分的結(jié)構(gòu)形式。

脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則：eq\o\ac(○,1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)eq\o\ac(○,2)保證推出時(shí)塑件不變性或損壞eq\o\ac(○,3)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠eq\o\ac(○,4)良好的塑件外觀eq\o\ac(○,5)模具能正確復(fù)位通過對(duì)本產(chǎn)品的分析，不適合應(yīng)用推管推出，用推桿推出的話會(huì)在塑件內(nèi)表面留下推出痕跡而影響美觀。結(jié)合分型面考慮，決定采用推件板推出機(jī)構(gòu)。推件板和型芯的配合精度與推管與型芯相同，即H7/f7~H8/f7的配合。推件板的材料采用較為常用的45鋼，熱處理硬度要求28~32HRC。如圖12圖SEQ圖\*ARABIC11推板推出機(jī)構(gòu)推出力的計(jì)算推出力是將注塑件從動(dòng)模邊的主型芯上分離時(shí)所需施加的外力。通常包括型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力。對(duì)大多數(shù)的塑件來說，對(duì)脫模力的精確計(jì)算和測(cè)量較為復(fù)雜，因此，只能通過簡(jiǎn)單的估算法對(duì)保護(hù)罩的脫模力進(jìn)行分析計(jì)算。在型芯的成型端部，一般都要設(shè)計(jì)脫模斜度。推出力的計(jì)算公式為：式中Fm——脫模時(shí)型芯受到的摩擦阻力；Fb——塑件對(duì)型芯的包緊力；Ft——脫模力；α——脫模斜度；μ——塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，為0.1～0.3。將上式轉(zhuǎn)換以后得：因?qū)嶋H上摩擦系數(shù)μ較小，sinα更小，cosα也小于1，故忽略μcosαsinα，上式可以簡(jiǎn)化為：式中A——塑件包絡(luò)型芯的面積；p——塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p取(2.4~3.9)107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件，p取(0.8~1.2)x107由于本次設(shè)計(jì)的塑件為底部無孔的塑件，脫模推出時(shí)還需考慮大氣壓力F0，其大小為大氣壓力與被包絡(luò)塑料制件端部面積的乘積。用UG軟件分析得知被包絡(luò)塑料制件端部面積為25.7cm2F0=0.00257105=257N用UG軟件分析得此塑件在型芯的包絡(luò)面積約為228cm2，并且采用模內(nèi)冷卻，可得Ft=0.02280.8107(0.2*cos5-sin5)+F0=20701N，由于是一模兩腔，總的推出力為2Ft=41402N澆注系統(tǒng)凝料的推出機(jī)構(gòu)由于采用點(diǎn)澆口，澆注系統(tǒng)凝料需要及時(shí)推出模具，本次設(shè)計(jì)采用的是利用擋板拉斷點(diǎn)澆口凝料的方式。合模狀態(tài)如圖13所示圖SEQ圖\*ARABIC12合模狀態(tài)開模時(shí)，擋板3與定模座板4首先分型，主流道凝料在定模板反錐度穴的作用下被拉出澆口套5，澆口凝料連在塑件上留于定模板2內(nèi)。當(dāng)定距拉桿1的中間臺(tái)階面接觸擋板3以后，定模板2與擋板3分型，擋板將點(diǎn)澆口凝料從定模板中帶出，如REF_Ref26898321\h圖17所示；隨后靠自重自動(dòng)落下圖SEQ圖\*ARABIC13凝料與塑件分離推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位選用復(fù)位桿回程，這是最常用可靠的復(fù)位機(jī)構(gòu)，一般小模具都用2至4根復(fù)位桿，本次設(shè)計(jì)的模具選用4根復(fù)位桿以使復(fù)位平穩(wěn)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，為保證精確復(fù)位，回程桿和側(cè)模板被頂處都應(yīng)淬火，以免變形。推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向一般使用導(dǎo)柱和導(dǎo)套的形式，除了導(dǎo)向作用外，還可以對(duì)推板和推桿固定板起支乘作用。由于此次設(shè)計(jì)用頂針較多，故采用導(dǎo)柱進(jìn)行導(dǎo)向結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)模架的選擇根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是雙分型面的模具，由GB/T12555-2006《塑料注射模模架》可選擇點(diǎn)澆口DB型模架?；窘Y(jié)構(gòu)如圖15。圖SEQ圖\*ARABIC14點(diǎn)澆口DB型模架點(diǎn)澆口DB型模架定模部分兩塊模板動(dòng)模部分三塊模板，細(xì)水口模架，適合點(diǎn)澆口注射成形模具。由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所設(shè)計(jì)的型腔和型芯可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸,把型腔排列成一模二腔可得長(zhǎng)為352mm，寬為140mm，在計(jì)算完模腔的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱冷卻水管道等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。選擇350x500的模架，塑件的高度為112mm，塑件的膠位都留在型腔部分，考慮強(qiáng)度要求，動(dòng)模板取60mm，定模板取130mm.綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：DB-3550-A60-B130。導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)（1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。（2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要2-4個(gè)導(dǎo)柱。如果，模具的凸模與凹模合模有方位要求時(shí)，則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱，或用兩個(gè)直徑相同，但錯(cuò)開位置的導(dǎo)柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。（4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽（5） 導(dǎo)柱`導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行（6） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成型零件。導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)（1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分（2） 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面68mm（3） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分（4） 固定方式有鉚接固定和螺釘固定（5） 其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨。導(dǎo)套和導(dǎo)向孔（1） 無導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，直接開在模板上，模板較厚時(shí)，導(dǎo)向孔必須做成盲孔，側(cè)壁增加排氣孔。（2） 導(dǎo)套有套筒式、臺(tái)階式、凸臺(tái)式（3） 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角r。一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對(duì)合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向的作用.模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從50℃左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的PP塑料的成型，要求模溫不能太高，故必需設(shè)置冷卻裝置，常用常溫水進(jìn)行冷卻。注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。冷卻回路所需的總表面積在考慮設(shè)置冷卻水的時(shí)候，可以先通過計(jì)算冷卻回路所需的總表面積來給設(shè)計(jì)作為參考。由于難以做到精確計(jì)算，計(jì)算結(jié)果只用來作為參照。冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)α可用下式計(jì)算：α式中ρ——冷卻水在該溫度下的密度，kg/m3；v——冷卻水的流速，m/s；d——冷卻水孔直徑，m；?——與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)；設(shè)冷卻水溫度為25℃，查表得?=7.95，查資料得25℃下水的密度為0.997g/cm3，塑件平均壁厚為3mm，取水孔直徑得推薦值為10mm。冷卻水的流速取為0.5m/s代入公式計(jì)算得：α=7.95冷卻回路所需總表面積可按下式計(jì)算：A=M式中A——冷卻回路總表面積，m2；M——單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的樹脂質(zhì)量，kg/h；q——單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量，J/kg；α——冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/(m2·K)；θm——模具成型表面的溫度，℃θw——冷卻水的平均溫度，℃用UG軟件測(cè)得一次成型所注射的樹脂為194.3cm3，質(zhì)量m=194.30.9=174.87g成型周期估算，注射時(shí)間大概6s，保壓時(shí)間10s，冷卻25s，開模加頂出3s，合模2s,一個(gè)周期為46s。M=3600/460.175=13.7。查表得pp樹脂得q值為5.9105J/kg，模具成型表面溫度為50℃左右，冷卻水的平均溫度為25℃。代入公式計(jì)算：A=Mq3600α(θmθw)冷卻水結(jié)構(gòu)的確定根據(jù)塑料制品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、螺旋線式、噴射式、隔板式等，同時(shí)還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，我們這里選用的是簡(jiǎn)單流道式。簡(jiǎn)單流道式即通過在模具上直接打孔，并通過以冷卻水而進(jìn)行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。由于模板厚350mm，水孔直徑為10mm，那么單個(gè)水孔的表面積:a=πDL=3.140.010.35=0.01099m2所需水路數(shù)n=Aa=0.0823針對(duì)該塑件采用加平行水道的方式，平行水道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便。以達(dá)到塑件的穩(wěn)定充分冷卻。排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。在塑料熔體充模過程中，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)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。

注射機(jī)的校核注射壓力的校核校核所選注射機(jī)的額定壓力Pe能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力P0，塑件成型所需要的壓力一般由塑料流動(dòng)性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決定，在生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為70MPa150MPa,設(shè)計(jì)中要求PeP0塑料pp所需注射壓力P0一般為70MPa120MPa，取為85MPaPe=90MpaP0,故滿足要求鎖模力的校核可按下式校核注射機(jī)的額定鎖模力：（nAz+Aj）pFn式中Az塑件在模具分型面上投影面積之和；Fn注射機(jī)的額定鎖模力。P型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）,一般為注射機(jī)注射壓力的80%左右，此塑件可取90MPa.2*3.14*412/100*90=950kN<6000KN故注射機(jī)的鎖模力足夠，滿足要求。安裝尺寸的校核本模具的外形尺寸為350mm550mm,模具閉合高度506mm.查資料得SZY-2000注射機(jī)，動(dòng)定模板最大安裝尺寸為1180mmx1180mm.允許模具的最小厚度Hmin=500mm,最大厚度Hmax=800mm.模具閉合高度滿足注射機(jī)的要求。故該模具符合XS-ZY-2000注射機(jī)的安裝要求。開模行程的校核查注射機(jī)相關(guān)參數(shù)可知，注射機(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)。其校核關(guān)系為sH1+H2+a+(510)mm式中s注射機(jī)最大開模行程，mm;H1推出距離（脫模距離），mm;H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm;a定模板與中間板的分開距離，通常比澆注系統(tǒng)凝料大510mm.由750113+112+60+5=290mm知符合注射機(jī)開模要求。各參數(shù)校驗(yàn)均合格，完全滿足使用要求。所以本模具所選注射機(jī)為SZY-2000模具裝配圖圖SEQ圖\*ARABIC15模具裝配圖開模原理圖SEQ圖\*ARABIC16開模行程開模時(shí)，在彈簧6的作用力下，模具首先從A分型面開始分型，澆注系統(tǒng)凝料連著塑件隨之從澆口套中拔出。在這個(gè)過程進(jìn)行的同時(shí)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)也在工作，在彈簧推力的作用下，模具往動(dòng)模方向退，在斜導(dǎo)柱5的作用下，側(cè)滑