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江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)
課 題：
旋鈕注塑模設(shè)計(jì)
專 題：
專 業(yè)：
模具設(shè)計(jì)與制造
學(xué) 生 姓 名：
孫遠(yuǎn)飛
班 級(jí)：
10模具（2）班
學(xué) 號(hào)：
10020324
指 導(dǎo) 教 師：
劉毅
完 成 時(shí) 間：
2012年12月27日
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江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
旋鈕注塑模設(shè)計(jì)
摘要
隨著科技的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的高分子材料不斷被應(yīng)用。因此價(jià)格低廉、來(lái)源豐富、性能優(yōu)良的塑料制品已經(jīng)越來(lái)越普及，它在汽車、電腦、機(jī)械儀表、家電、通信等各個(gè)領(lǐng)域幾乎已經(jīng)起到不可替代的作用。
注射成形是把塑料原料放入注射機(jī)料筒中經(jīng)過加熱熔化均勻塑化，使之成為熔融狀態(tài)的流體，然后通過柱塞或螺桿高壓力注入模具型腔中，然后經(jīng)過保壓、冷卻、固化從而獲得塑料制品的加工工藝。
本產(chǎn)品是兒童玩具車座椅底部旋鈕，體積較大且?guī)в袃陕菁y孔。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具必須要有較高的生產(chǎn)效率，螺紋能夠自動(dòng)脫模，故采用液壓傳動(dòng)裝置，齒條帶動(dòng)齒輪脫螺紋。而塑件底部有兩矩形臺(tái)階孔，可利用模具的開模力，采用斜導(dǎo)柱帶動(dòng)側(cè)滑塊完成側(cè)抽芯。為了保證塑件的質(zhì)量以及其使用性能故模具設(shè)計(jì)成一模兩腔。澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口，推出方式為推桿推出。因體積較大，冷卻時(shí)間較長(zhǎng)故在型腔板上開設(shè)冷卻水道，從而加速冷卻，減少塑件的成型時(shí)間。
關(guān)鍵詞：注射成型；斜導(dǎo)柱；一模兩腔
I
Design of injection mold for the knob
Abstract
With the continuous development of science and technology, more and more high polymer material has been applied. So the price is low, the source is rich, good performance of plastic products has been more and more popular, it in the car, computer, mechanical instrument, home appliances, communications, and other fields has almost play the role that cannot be replaced.
Injection molding is the plastic raw materials into the injection machine cylinder through heating melting uniform plasticizing, make it become the molten state of the fluid, and then through the plunger or screw high pressure injection mold cavity, and then after the pressure, cooling, curing to get plastic products processing technology. This product is a children's toy car seat bottom knob, large size and with two threaded hole. This product design for mass production, the design of the die must have higher production efficiency, thread automatically release, it adopts hydraulic drive, rack drive gear to take off the thread. And at the bottom of the plastic parts there are two rectangular step hole, can use mould cavity force, the inclined guide pillar drive the sideslip block complete side core-pulling. In order to guarantee the quality of plastic parts and its performance so mould design into a die two cavity. Pouring system adopts the side gate, roll out way out for the push rod. Because of the large size, cooling time is long so in cavity plate set on cooling channel, so as to accelerate cooling, reduce plastic parts forming time.
Keywords：Injection molding ;Slider angle pin ;One die two cavity
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目錄
摘 要.............................................................................................................................................I
Abstract......................................................................................................................................... I
目 錄.............................................................................................................................................I
第一章 緒論...................................................................................................................................1
1.1我國(guó)塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì).......................................................................................1
1.2課題的背景和意義...............................................................................................................2
1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、基本內(nèi)容、重點(diǎn)與難點(diǎn)、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，研究的可行性...................2
第二章 塑件的工藝性分析...........................................................................................................3
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)說明書..................................................................................................................3
2.2塑件的尺寸精度分析...........................................................................................................4
2.3 壁厚分析..............................................................................................................................4
2.4 圓角分析..............................................................................................................................4
2.5 孔分析..................................................................................................................................5
2.6 螺紋分析..............................................................................................................................5
2.7 脫模斜度分析......................................................................................................................5
2.8加強(qiáng)肋分析...........................................................................................................................6
第三章 材料的工藝分析...............................................................................................................7
3.1塑件材料的選擇...................................................................................................................7
3.2材料的基本特性...................................................................................................................7
3.2.1高密度聚乙烯的物理性質(zhì)............................................................................................7
3.2.2高密度聚乙烯的化學(xué)性質(zhì)............................................................................................7
3.3 材料的成型特性..................................................................................................................7
第四章 成型設(shè)備的選擇...............................................................................................................9
4.1塑件體積的計(jì)算...................................................................................................................9
4.2 模具型腔數(shù)目的確定..........................................................................................................9
4.3 注塑機(jī)的初步選擇..............................................................................................................9
4.3.1 塑件所需的最大注射量...............................................................................................9
4.3.2 注射機(jī)的成型工藝參數(shù).............................................................................................10
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第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).............................................................................................................11
5.1 分型面的選擇....................................................................................................................11
5.2 主流道的設(shè)計(jì)....................................................................................................................11
5.3 分流道的設(shè)計(jì)....................................................................................................................12
5.4 澆口的設(shè)計(jì)........................................................................................................................12
5.4.1 澆口的選擇（選擇側(cè)澆口）.....................................................................................13
5.4.2 澆口尺寸的確定.........................................................................................................13
5.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)....................................................................................................13
第六章 成型零部件設(shè)計(jì).............................................................................................................15
6.1 零件工作部分尺寸的計(jì)算................................................................................................15
6.2 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)....................................................................................................16
第七章 脫螺紋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).........................................................................................................19
7.1 螺紋抽芯力的計(jì)算............................................................................................................19
7.2 螺紋抽芯旋轉(zhuǎn)圈數(shù)的計(jì)算................................................................................................19
7.3 齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................................................................20
7.4 齒數(shù)與傳動(dòng)比的確定........................................................................................................20
7.5齒條工作部分尺寸的計(jì)算.................................................................................................21
第八章 注射模側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).............................................................................22
8.1 抽芯機(jī)構(gòu)的類型................................................................................................................22
8.2 斜導(dǎo)柱的基本形式............................................................................................................22
8.3 斜導(dǎo)柱抽芯傾斜角的選取................................................................................................22
8.4 斜導(dǎo)柱工作參數(shù)的確定....................................................................................................22
8.4.1 抽芯力與開模行程的計(jì)算.........................................................................................22
8.4.2 抽拔距地計(jì)算.............................................................................................................23
8.4.3 斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計(jì)算.........................................................................................23
8.4.4 斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算.....................................................................................................23
8.4.5 斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算.....................................................................................................23
8.5 側(cè)滑塊與壓緊塊的設(shè)計(jì)....................................................................................................23
8.5.1 側(cè)滑塊的設(shè)計(jì).............................................................................................................23
8.5.2 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì).............................................................................................................24
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8.5.3 楔緊塊的設(shè)計(jì).............................................................................................................24
8.5.4 側(cè)滑塊定位裝置的設(shè)計(jì).............................................................................................24
第九章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì).........................................................................................................26
9.1 標(biāo)準(zhǔn)注射模架的選擇........................................................................................................26
9.2 限位螺釘?shù)倪x擇................................................................................................................26
9.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)................................................................................................................27
9.4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)................................................................................................................27
第十章 溫度調(diào)節(jié)及排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì).........................................................................................28
10.1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)......................................................................................................28
10.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)..............................................................................................................28
第十一章 模具與注射機(jī)的校核.................................................................................................30
11.1 鎖模力的校核..................................................................................................................30
11.2 模具閉合高度的校核......................................................................................................30
11.3開模行程的校核...............................................................................................................30
11.4 最大注射量的校核..........................................................................................................31
11.5 最大注射壓力的校核......................................................................................................31
11.6 模具安裝尺寸的校核......................................................................................................31
第十二章 繪制模具總裝配圖及零件圖.....................................................................................32
12.1模具總裝配圖...................................................................................................................32
12.2部分零件圖.......................................................................................................................33
結(jié) 語(yǔ)...........................................................................................................................................35
致 謝...........................................................................................................................................36
參考文獻(xiàn).......................................................................................................................................37
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第一章 緒論
1.1我國(guó)塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)
近幾年來(lái)，世界模具市場(chǎng)總量一直保持在600億～650億美元之間。04年世界模具產(chǎn)值約600億美元,亞洲約占200億美元,中國(guó)大約占有65億美元。但是進(jìn)口比例大約為10～20億美元。近年來(lái)這些模具在我國(guó)逐漸實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,我國(guó)近年來(lái)模具工業(yè)及其進(jìn)出口情況如表1-1所示。
表1-1 中國(guó)的模具工業(yè)及其進(jìn)出口情況
年份
生產(chǎn)廠家
（個(gè)）
產(chǎn)值（銷售額）
（億元人民幣）
進(jìn)口
（億美元）
出口
（億美元）
1984
6000
15
0.245
0.013
1994
10000
130
7.650
0.389
2004
——
530
18.130
4.910
2006
30000
720
20.470
10.41
2007
——
870
20.040
14.15
2008
——
950
20.04
19.22
目前,我國(guó)模具制造技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有較大差距,其中創(chuàng)新能力差距非常突出，最主要的原因是我國(guó)自主創(chuàng)新產(chǎn)品較少。為了鼓勵(lì)機(jī)械工業(yè)發(fā)展，2005年12月21日國(guó)務(wù)院正式頒布《促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)定》，其中第19項(xiàng)是：大型、精密模具及汽車模具設(shè)計(jì)與制造?？梢姡瑖?guó)家對(duì)機(jī)械工業(yè)的重視。
近年來(lái)現(xiàn)代化的科學(xué)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，如：熱流道技術(shù)、氣輔注射技術(shù)和多色注射技術(shù)等。許多國(guó)際著名CAD/CAE/CAM軟件如：CATIA、UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS、Mold flow、DYNAFORM、DEFORM逐漸被引進(jìn)，并得到了很好的應(yīng)用。同時(shí)自主開發(fā)的系統(tǒng)軟件，例如：華中理工大學(xué)注塑、汽車覆蓋件和級(jí)進(jìn)模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)、上海交大沖壓、擠壓和精沖模具CAD系統(tǒng)、西安交大的沖壓和級(jí)進(jìn)模具CAD/CAM系統(tǒng)（XJCY）、北京機(jī)電研究所鍛模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等，也有了較大的發(fā)展。
有關(guān)分析專家預(yù)計(jì)我國(guó)模具工業(yè)將以每年12%～15%速度增長(zhǎng)(近3年來(lái)，塑料模具的平均年增長(zhǎng)率約為21%），大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具需求增長(zhǎng)速度將遠(yuǎn)超過15％。
1
1.2課題的背景和意義
上海遐欣塑膠模具有限公司，成立于2002年12月,是一家專業(yè)從事模具設(shè)計(jì)、制造及注塑成型、裝配、絲網(wǎng)印刷為一體化的企業(yè)。該公司員工超過150人，固定資產(chǎn)超過1500萬(wàn)元，占地面積12000平方米，其中廠房建筑面積約為8000平方米。2007年，該公司為深圳某公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了該塑件，其年產(chǎn)量約為20萬(wàn)件。
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。塑料模是一種用于生產(chǎn)的基本工藝裝備，它可以控制和限制熔融態(tài)的塑料流體在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)，使之形成所需要的形狀。它在很大的程度上節(jié)約了大量的零件的原材料，降低了加工成本，提高了生產(chǎn)效率。當(dāng)前塑料制品在制造業(yè)中所占的比例迅猛增加,一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑料模具可以提高生成效率,降低次品率。
塑料最為一種新的工程材料，發(fā)展速度十分迅猛。塑料材料由于其具有優(yōu)異的性能且加工容易，故成為塑料、橡膠和合成纖維三大合成材料中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的高分子材料。目前，塑料材料的應(yīng)用領(lǐng)域仍在進(jìn)一步擴(kuò)大，已經(jīng)涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人們生活的各個(gè)方面而塑料的加工及成型工藝也越來(lái)越得到設(shè)計(jì)者的重視。
1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、基本內(nèi)容、重點(diǎn)與難點(diǎn)、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，研究的可行性
目標(biāo)：獨(dú)立完成該套模具的設(shè)計(jì)，以及編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
基本內(nèi)容：完成整套注塑模具的設(shè)計(jì)。
重點(diǎn)與難點(diǎn)：塑件底部螺紋孔的成型零件設(shè)計(jì)。
主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：注塑模具的脫螺紋機(jī)構(gòu)。
研究的可行性：圖紙正確，說明書完整。
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1
第二章 塑料成型制件的結(jié)構(gòu)工藝性
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書
（1） 塑料制品名稱：旋鈕
（2） 塑料原料：高密度聚乙烯
（3） 收縮率：1.6～2.0%
（4） 生產(chǎn)批量：200萬(wàn)件
（5） 塑件圖：旋鈕塑件的二維圖如圖2-1所示，三維圖如圖2-2所示。
圖2-1 旋鈕塑件二維圖
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圖2-2 旋鈕塑件三維圖
2.2塑件的尺寸精度分析
本塑件呈傘形，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜帶有較多的圓角、凹槽并且?guī)в袃蓚€(gè)M8深20的螺紋孔，塑件外輪廓高度為77.17mm，最大外輪廓直徑為112mm，但該塑件表面粗糙度要求不高，除兩螺紋孔中心距尺寸外，其余尺寸均無(wú)公差要求，故選用MT6級(jí)公差。
2.3 壁厚分析
塑件的壁厚與塑料原料的性能、成型條件、塑件的質(zhì)量、及其使用要去有著密不可分的關(guān)系。塑件的壁厚直接影響到塑件的加工及產(chǎn)品質(zhì)量，壁厚過小，難于成型，且不利于脫模。塑件壁厚過大則會(huì)浪費(fèi)材料，增加冷卻時(shí)間，而塑件內(nèi)部則會(huì)產(chǎn)生氣泡、縮孔。表面則會(huì)產(chǎn)生凹陷、等缺陷。
為了降低成本，減少塑件在模具內(nèi)部的注射、凝固、冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，根據(jù)該塑件的形狀和使用要求來(lái)確定壁厚，除中間部位實(shí)心外，其余部分壁厚變化比例嚴(yán)格控制在1:3范圍內(nèi)，從而滿足注塑成型的厚度要求。
2.4 圓角分析
帶有尖角的塑件，在注射成型時(shí)往往會(huì)在尖處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，在受力或沖擊下會(huì)發(fā)生開裂，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，故除塑件上要求使用圓角外其余各處均采用圓弧過度連接。采用圓弧過度可增加塑件的美觀程度和增加塑件的強(qiáng)度，也大大改善了充模流動(dòng)特性，根據(jù)與應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系圖可以看出，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。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合塑件的實(shí)際使用情況，除塑件頂部三個(gè)突出部分以外，其余過度部分均采用圓弧過度，此外該塑件頂部?jī)?nèi)孔中局部采用R0.2mm圓弧過度，其余各處的最小過度圓弧大于等于R0.5mm，從而滿足注塑成型的圓角要求，與應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系如圖2-3所示。
圖2-3 與應(yīng)力集中系數(shù)的關(guān)系
2.5 孔分析
塑件上常見的孔有通孔和盲孔兩類。盲孔只能用一端固定的單支點(diǎn)型芯來(lái)成型，因此深度應(yīng)淺于通孔，一般情況下注塑成型時(shí)孔深不應(yīng)超過孔徑的4倍。
該塑件頂部有一個(gè)φ5mm深20mm的盲孔，其孔深剛好為孔徑的4倍，滿足注塑成型的孔要求。
2.6 螺紋分析
塑件上的螺紋可以直接用模具來(lái)成型，也可以在塑件成型后用機(jī)械進(jìn)行再加工。在經(jīng)常拆裝和受力較大的地方，則通常采用金屬螺紋鑲件。
考慮到細(xì)牙螺紋螺距過小，影響到塑件的使用強(qiáng)度，故采用粗牙螺紋牙距取1.25mm。由于該塑件是大批量生產(chǎn)，而采用金屬螺紋鑲件則會(huì)增加量，而此塑件采用高密度聚乙烯，其具有較好的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度較好，故使用螺紋型芯，采用油缸，進(jìn)行強(qiáng)制脫模，滿足注塑成型的螺紋要求。
2.7 脫模斜度分析
塑件在模具型腔里冷卻成型后會(huì)因?yàn)樗芰显系氖湛s率而緊緊包裹住模具的型芯或其它的凸起部分。以此，為了便于成型塑件順利的從模具成型零件上順利的脫出，因而必須在塑件的內(nèi)外表面沿脫模方向設(shè)計(jì)足夠的斜度。此塑件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而塑料材料高密度聚乙烯的收縮率也較大，故內(nèi)外表面的脫模斜度均取1°。
2.8 加強(qiáng)肋分析
由于多數(shù)塑料的彈性模量和強(qiáng)度較低，受力后容易產(chǎn)生變形甚至發(fā)生破壞，一味的增加塑件壁厚來(lái)提供剛度和強(qiáng)度是不合理的，也不經(jīng)濟(jì)。因此，在塑件相應(yīng)的位置上設(shè)置加強(qiáng)肋，顯得更加合理，并且沿料流方向設(shè)置加強(qiáng)肋可以改善塑料熔體在充模時(shí)的流動(dòng)性，也有利于降低塑料熔體的充模阻力。
該塑件上方有一階梯孔，最薄壁處厚度僅有2mm，而底部壁厚較大，故可以再兩孔底面分別設(shè)置三個(gè)加強(qiáng)肋，改善塑料熔體的充模流動(dòng)性以及充模阻力。
5
第三章 材料的工藝分析
3.1 塑件材料的選擇
選擇塑件的材料時(shí)需要根據(jù)塑件的使用要求以塑件的工作環(huán)境，以及塑料原料生產(chǎn)商提供的材料性能參數(shù)等。對(duì)于常溫狀態(tài)下使用的塑件則需要考慮塑料材料的機(jī)械性能、物理性能和化學(xué)性能，如彈性變形、硬度、屈服強(qiáng)度、吸水性、耐腐蝕性等。
從該塑件的工作環(huán)境上來(lái)分析，首先要求具有一定的機(jī)械性能，而后則是從塑件的澆注、成型、脫模難易和使用該塑料原料的經(jīng)濟(jì)性問題上考慮。由于該塑件在尺寸上要求比較低，而起底部有兩個(gè)M8的螺紋孔，考慮到強(qiáng)制脫螺紋對(duì)塑件螺紋孔的影響，并且結(jié)合其使用的過程中需要有一定的強(qiáng)度和硬度，隨后在保證塑件的功能和性能的前提條件下，從經(jīng)濟(jì)性上考慮，包括加工生產(chǎn)、成本。通過甄選以及結(jié)合工廠以及原材料供應(yīng)商的實(shí)際情況下，選用機(jī)械性能較好、具有較高的剛性和韌性的塑料原料高密度聚乙烯（HDPE）。
3.2 材料的基本特性
3.2.1 高密度聚乙烯的物理性質(zhì)
原態(tài)高密度聚乙烯為乳白色固體，在微博截面呈一定程度的半透明狀。熔點(diǎn)為130℃，相對(duì)密度為密度為0.91～0.96g/cm3，收縮率為1.2～2.0%，結(jié)晶度為85～90%，具有很好的電性能，特別是絕緣介電強(qiáng)度高，且具有較高的剛性和韌性，機(jī)械性能較好，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性較好。
3.2.2 高密度聚乙烯的化學(xué)性質(zhì)
高密度聚乙烯為無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭的白色顆粒，常溫下的聚乙烯不會(huì)溶于任何一種已知的溶劑，并可以抵抗稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液的腐蝕。聚乙稀的耐水性高度，長(zhǎng)期與水接觸其性能榮可保持不變。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 oC左右。耐寒，在-60 oC時(shí)仍有較好的力學(xué)性能，-70 oC時(shí)仍有一定的柔軟性。
因此決定了高密度聚乙烯可以抗多種有機(jī)溶劑、酸堿的腐蝕，但是不抗氧化性酸，在氧化性環(huán)境中會(huì)被氧化。
3.3 材料的成型特性
成型前應(yīng)對(duì)材料的顆粒情況、外觀色澤、有無(wú)雜質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，并要測(cè)試其受熱流動(dòng)性、穩(wěn)定性、收縮率、熱敏性、熔融指數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)。
高密度聚乙烯屬于結(jié)晶型塑料，其具有較高的結(jié)晶度高，吸濕性小,可不必干燥，流動(dòng)性好，但流動(dòng)性對(duì)壓力敏感。由于其收縮率較大，易變性、翹曲因而必須嚴(yán)格控制模具溫度保持冷卻均勻。而在模具方面，對(duì)有側(cè)凹位的塑件，一般都可以強(qiáng)制脫模。塑件的注射成型參數(shù)如表3-1所示。
表3-1 塑件的注射成型參數(shù)
工藝參數(shù)
內(nèi)容
工藝參數(shù)
內(nèi)容
預(yù)熱和干燥
溫度70～80℃
成型時(shí)間/s
注射時(shí)間
0～5
時(shí)間1～2h
保壓時(shí)間
15～60
料筒溫度/℃
前段
180～190
冷卻時(shí)間
15～60
中段
180～200
總周期
40～140
后段
140～160
螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）
30～60
噴嘴溫度/℃
150～170
后處理
方法
—
模具溫度/℃
30～60
溫度/℃
80
注射壓力 /MPa
70～100
時(shí)間/h
1
7
第四章 成型設(shè)備的選擇
4.1 塑件體積的計(jì)算
通過使用三維繪圖軟件UG對(duì)塑件進(jìn)行三維建模，然后通過UG自帶的分析功能測(cè)量體得到單個(gè)塑件的體積為75962.49mm3=76cm3，如圖4-1所示。
圖4-1 塑件體積測(cè)量圖
4.2 模具型腔數(shù)目的確定
由于塑件底部帶有螺紋孔且兩孔之間有一定的尺寸精度要求，而側(cè)面帶有側(cè)抽芯，并且體積較大，不宜采用太多型腔，為了提高生產(chǎn)效率，故決定采用一模兩腔，平衡分布在型腔板上，這樣有利于各型腔均勻進(jìn)料和各型腔同時(shí)充滿。
4.3 注塑機(jī)的初步選擇
4.3.1 塑件所需的最大注射量
設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)滿足注射成型塑件所需的總注射量小于所選注塑機(jī)的最大注射量，一般滿足以下公式：
式中：n 型腔數(shù)量；
m 單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量，cm3或g；
mj 澆注系統(tǒng)凝料，cm3或g；
9
mn 注射機(jī)最大注射量，cm3或g；
k 注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8。
故塑件所需的最大注射量應(yīng)滿足：
4.3.2 注射機(jī)的成型工藝參數(shù)
已知mn大于等于193.75cm3，以及注射壓力為70～100Mpa，考慮到G54-S200/400型螺桿式注射機(jī)的注射壓力為109Mpa，XS-ZY-500型注射機(jī)的注射壓力為145Mpa，從安全起見，故初選XS-ZY-500型螺桿式注射機(jī)，其主要工藝參數(shù)如表4-1所示。
表4-1 XS-ZY-500型螺桿式注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
序號(hào)
主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目
參數(shù)數(shù)值
1
最大注射量/cm3
500
2
注射壓力/MPa
145
3
鎖模力/kN
3500
4
動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸/（mm×mm）
700×850
5
最大模具厚度/mm
450
6
最小模具厚度/mm
300
7
最大開模行程/mm
500
8
噴嘴前端球面半徑/mm
18
9
噴嘴孔直徑/mm
3、5、6、8
10
定位圈直徑/mm
120
11
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1 分型面的選擇
注塑模的分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，分型面的類型、形狀及位置與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝有關(guān)，不僅直接關(guān)系到模具的復(fù)雜程度，也關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量。
該塑件為旋鈕，外觀要求不高，無(wú)斑點(diǎn)、熔接痕，依據(jù)分型面的選取原則，分型面在最大輪廓處，有利于順利脫模，便于模具加工，有利于排氣，有助于避免與側(cè)抽芯發(fā)生干涉。故分型面選取在塑件的最大輪廓處，如下圖5-1中A-A截面。
圖5-1 模具分型面
5.2 主流道的設(shè)計(jì)
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具交口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此必須使熔體的溫度和壓力損失最小。
主流道與注射機(jī)的高溫貧嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸、可更換的澆口套，采用碳素工具鋼T10A材料制成，熱處理硬度53～57HRC。
查資料得到XS-ZY-500型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑SR18mm；噴嘴孔直徑采用Φ3mm。為保證注射機(jī)噴嘴能夠與主流道緊密接觸，避免溢料，主流道球面半徑取SR20mm。為了讓主流道凝料能夠順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角α為2°～6°取2°。
定位圈是對(duì)澆口套在模具上的安裝起固定和定位作用，XS-ZY-500型注射機(jī)的定位圈直徑為120mm，其安裝在模具上后的高度一般高于定模座板的5～10mm。主流道、澆口
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套及定圈如下圖5-2所示。
圖5-2 主流道、澆口套及定位圈
5.3 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是指主流道末端與澆注系統(tǒng)之家的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均勻的分配到各個(gè)型腔。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少流動(dòng)過程中的熱量損失和壓力損失。
由于U型截面的分流道加工容易，且熱量損失和壓力損失均不大，滿足高密度聚乙烯的成型要求，故選擇U型截面的分流道。
U型截面分流道的寬度b可在5～10mm內(nèi)選取取8mm，半徑R=0.5b=4mm，深度h=1.25R=5mm，斜角α=5～10°取8°，分流道如圖5-3所示。
圖5-3 分流道截面圖
5.4 澆口的設(shè)計(jì)
5.4.1 澆口的選擇（選擇側(cè)澆口）
澆口是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與其位置的選擇直接關(guān)系到塑件能否被完好高質(zhì)量的注射成型。由于該塑件頂端要與其它零件相接觸，且頂部成型零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜設(shè)置澆口，如若在底部設(shè)置澆口，則會(huì)大大增加開模行程，給脫模帶來(lái)不便，而凸耳下部分為平面和圓柱面，設(shè)置澆口則影響美觀。為了能夠保證塑件質(zhì)量，又保證美觀的前提條件下故選擇側(cè)澆口，澆口開在定模型腔板上，并與定模型腔一起加工。
5.4.2 澆口尺寸的確定
側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截