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1、Ⅰ 摘 要 本產(chǎn)品是一個(gè)注塑模具，通過(guò)對(duì)注塑成型的特點(diǎn)、產(chǎn)品的要求、材料的分 析等，設(shè)計(jì)制造出合格的產(chǎn)品。塑料注塑模的設(shè)計(jì)計(jì)算包括方案論證、確定成 型設(shè)備、注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注塑模設(shè)計(jì)的尺寸計(jì)算、注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核等 方面。 本設(shè)計(jì)的大體思路及內(nèi)容是：首先對(duì)塑件的工藝性分析和塑件的尺寸精度 分析，從而確定方案。然后對(duì)連接座進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，得到塑件的體積和質(zhì)量， 來(lái)初選注塑機(jī)。注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：分型面的選擇，型腔數(shù)目的確定及型腔 的排列，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，型腔、型芯結(jié)構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的確定等方 面。本文注塑模設(shè)計(jì)的尺寸計(jì)算主要是成型零件尺寸的計(jì)算以及斜導(dǎo)柱側(cè)向分 型與抽芯結(jié)構(gòu)的計(jì)算。注射機(jī)注

2、射量的校核、模具輪廓尺寸與注射機(jī)裝模空間 的校核、開(kāi)模行程的校核和模具頂出裝置的校核。 關(guān)鍵詞：注塑模、PC II 目 錄 第一章 概述 .............................................1 1.1 塑料工業(yè)簡(jiǎn)介 .........................................1 1.2 我國(guó)塑料模現(xiàn)狀 .......................................2 1.3 塑料模發(fā)展趨勢(shì) .......................................3 第二章 制品的分析 .............

3、...........................4 2.1 制品(某型茶杯杯蓋)的簡(jiǎn)介 .............................4 2.2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 ...............................5 2.3 注射成形過(guò)程 .........................................5 第三章 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式 ................................7 3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 ...............................7 3.2 分型面的確定 ...........

4、..............................7 3.3 注塑機(jī)型號(hào)的確定 ....................................10 3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................12 3.4.2 主流道的設(shè)計(jì) ......................................14 3.4.6 澆口的確定 ........................................26 3.5 脫模推出機(jī)構(gòu)的確定 ..................................28 3.6

5、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..................................29 3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................30 3.8 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 ............................31 第四章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 .........................32 4.1 成型零件采用整體式或是鑲拼式 ........................32 4.2 成型零件工作尺寸的確定 ..............................37 第五章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)

6、計(jì) .................................38 5.1 加熱系統(tǒng) ............................................39 5.2 冷卻系統(tǒng) ............................................39 第六章 注塑機(jī)的確定 .....................................42 6.1 有關(guān)塑件的計(jì)算 ......................................42 6.2 注塑機(jī)及參數(shù)的校核 ................................

7、..43 第七章 總裝配圖 .........................................46 第八章 總結(jié)與展望 .......................................47 Ⅰ 致 謝 ...................................................48 1 第一章 概述 1.1 塑料工業(yè)簡(jiǎn)介 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一。自從聚氯乙烯塑料問(wèn)世 以來(lái)，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步、 愈來(lái)愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促進(jìn)塑料工業(yè)的發(fā)展。 模具是利

8、用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工 具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低， 其模具的因素占 80%。然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設(shè)計(jì)與制造有很大 關(guān)系。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)部門對(duì)塑件的品種和產(chǎn)量需求越來(lái)越大、產(chǎn)品 更新?lián)Q代周期越來(lái)越短、用戶對(duì)塑件的質(zhì)量要求也越高，因而模具制造與設(shè)計(jì) 的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高，同時(shí)也正是這樣促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)于制造技 術(shù)不斷向前發(fā)展。就目前的形式看，可以說(shuō)，模具技術(shù)，特別是設(shè)計(jì)與制造大 型、精密、長(zhǎng)壽命的模具技術(shù)，便成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將

9、模具分為塑料模具，金 屬?zèng)_壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫?制品和各種機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過(guò)模具來(lái)制成品，就中國(guó)就有比較遠(yuǎn) 大的市場(chǎng)，所以模具制造業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)。 在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡(jiǎn) 稱塑料模。 塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作。通過(guò)合理設(shè)計(jì)制造出來(lái)的模具 不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡(jiǎn)化模具的加工過(guò)程和實(shí)施塑件的高效 率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價(jià)值的目的，塑料模的優(yōu)化設(shè)計(jì),是 當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。 塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生

10、產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝 確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對(duì)制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形 狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定 型方法的確定等，均對(duì)制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、 2 內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加 工過(guò)程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對(duì)操作的難易程度，具有重要的影響。再次， 塑料模對(duì)塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡(jiǎn)易模外，一般來(lái)說(shuō)制模費(fèi)用是十分 昂貴的，大型塑料模更是如此。 現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù) 為塑料

11、制品成型技術(shù)的“三大支柱” 。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑 件外觀要求，起著無(wú)可替代的作用。高效全自動(dòng)化設(shè)備，也只有裝上能自動(dòng)化 生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和 更新為前提。 塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng) 塑料制品及其成形設(shè)備被確定后，由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是不容緩 的策略。尤其大型塑料模的設(shè)計(jì)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)化的發(fā)展程 度。 1.2 我國(guó)塑料?，F(xiàn)狀 塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑料模工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基 礎(chǔ)工業(yè)。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)、材料利用率高、生產(chǎn)率 高、

12、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物 美的經(jīng)濟(jì)效果。 在模具方面，我國(guó)模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比 德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國(guó)際水 平低許多。在模具價(jià)格方面，我國(guó)比發(fā)達(dá)國(guó)家低許多，約為發(fā)達(dá)國(guó)家的 1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。 隨著我國(guó)改革開(kāi)放步伐的進(jìn)一步加快，我國(guó)正逐步成為全球制造業(yè)的基地， 特別是加入 WTO 后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來(lái)得到了迅速發(fā)展。塑料 模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD 技術(shù)、CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。 在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)

13、國(guó)家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用 塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化]商 品化尚待規(guī)?；?；CAD、CAE、Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠 少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無(wú)規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動(dòng)密集型企業(yè)。 因此，我國(guó)要從一個(gè)制造業(yè)大國(guó)發(fā)展成為一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，必須要振興和發(fā)展 3 我國(guó)的模具工業(yè)，努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平，提高模具設(shè)計(jì)與制造水 平，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。 1.3 塑料模發(fā)展趨勢(shì) 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來(lái)越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中 注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來(lái)越大。隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)技

14、 術(shù)不段向前發(fā)展，對(duì)注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑 料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對(duì)注塑制品的要求就是對(duì) 模具的要求。 由于計(jì)算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得 CAD/CAM 逐漸取代了過(guò)去塑料模 的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。 塑料模 CAD/CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工 時(shí)，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是 能滿足當(dāng)前用戶對(duì)塑料模行業(yè)提出的“質(zhì)量高、交貨快、價(jià)格低”的要求。 塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面： a、注射模 CAD 實(shí)用化； b、擠塑模

15、CAD 的開(kāi)發(fā)； c、壓模 CAD 的開(kāi)發(fā)； d、塑料專用鋼材系列化。 4 第二章 制品的分析 2.1 制品的簡(jiǎn)介 制品的分析是對(duì)所要成型的產(chǎn)品有個(gè)初步的了解，在接受設(shè)計(jì)任務(wù)書以后就 要對(duì)塑料的品種、批量的大小、尺寸精度與技術(shù)條件，產(chǎn)品的功用及工作條件 有個(gè)整體概念，以便在設(shè)計(jì)模具時(shí)優(yōu)選各種方式來(lái)成型塑件。如圖 2—1 為塑 件零件圖。 圖 2—1 塑件零件圖 2.1.1 對(duì)制品的分析主要包括以下幾點(diǎn) a、產(chǎn)品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性； b、脫模斜度是否合理； c、塑件厚度及其均勻性； d、塑件種類及其收縮率； e、塑件表面顏色及表面質(zhì)量要求。 5 2.1.2 本設(shè)計(jì)中塑件各項(xiàng)要求 a、塑

16、料名稱：聚碳酸酯（PC） ； b、色調(diào)：半透明、淡黃色； c、生產(chǎn)綱領(lǐng)： 大批大量。 2.2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析 2.2.1 結(jié)構(gòu)分析 影響塑件結(jié)構(gòu)的因素主要有脫模斜度、塑件壁厚、有無(wú)加強(qiáng)筋、支撐面的 設(shè)計(jì)、有無(wú)圓孔、有無(wú)嵌件、嵌件的形狀。該制品是洗漱當(dāng)中的漱口杯，沒(méi)有 臺(tái)階，沒(méi)有側(cè)孔凹痕，外形簡(jiǎn)單，壁厚均勻。 2.2.2 成型工藝分析 a、精度等級(jí)： 由下表 2-2 得，采用一般精度 MT3 級(jí),未注精度選用 MT5。 b、脫模斜度：由于本制品本身的一半多已經(jīng)有斜度了，抱緊力不大，所以 脫模斜度設(shè)為 1。 2.2.3 材料的性能分析 a、 聚碳酸酯（

17、PC）俗稱防彈膠，密度為 1.2g/cm3,透明性好.它具有優(yōu)良 的“韌而剛”的綜合性能，機(jī)械強(qiáng)度高、韌性好、耐沖擊強(qiáng)度極高、耐熱耐候 性好、尺寸精度和穩(wěn)定性高，無(wú)毒無(wú)味。 b、PC 熱變形溫度為 135～143℃，可長(zhǎng)期在 120～130℃的工作溫度下使用。 c、PC 的缺點(diǎn)是：耐化學(xué)腐蝕性較差、流動(dòng)性差、對(duì)水份極敏感,易產(chǎn)生內(nèi) 應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。 2.3 注射成形過(guò)程 對(duì)聚碳酸酯（PC）的色澤、細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi) 經(jīng)過(guò)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)入模具型腔成型，其過(guò) 程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。 6 表 2-2 精度等級(jí)選用的參考值

18、 公差等級(jí) 標(biāo)注公差尺寸材料代號(hào) 模 塑 材 料 高精度 一般精度 未注公差 尺寸 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 MT2 MT3 MT5 AS 丙烯腈-苯乙烯共聚物 MT2 MT3 MT5 CA 醋酸纖維素塑料 MT3 MT4 MT6 EP 環(huán)氧樹(shù)脂 MT2 MT3 MT5 無(wú)填料填充 MT3 MT4 MT6 PA 尼龍類塑料 玻璃纖維填充 MT2 MT3 MT5 無(wú)填料填充 MT3 MT4 MT6 PBTP 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇脂 玻璃纖維填充 MT2 MT3 MT5 PC 聚碳酸脂 MT2 MT3 MT5 PDAP 聚鄰苯二甲酸二丙烯肢 MT2 MT3 MT5 PE 聚乙烯

19、MT5 MT6 MT7 PESU 聚醚砜 MT2 MT3 MT5 無(wú)填料填充 MT3 MT4 MT6 PEYP 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂 玻璃纖維填充 MT2 MT3 MT5 無(wú)機(jī)填料填充 MT2 MT3 MT5 PF 酚醛塑料 有機(jī)填料填充 MT3 MT4 MT6 PMMA 聚甲基丙烯酸甲脂 MT2 MT3 MT5 ≤150mm MT3 MT4 MT6POM 聚甲醛 ＞150mm MT4 MT5 MT7 無(wú)填料填充 MT3 MT4 MT6 PP 聚丙烯 無(wú)機(jī)填料填充 MT2 MT3 MT5 PPO 聚苯醚 MT2 MT3 MT5 PPS 聚苯硫醚 MT2 MT3 MT5 PS 聚苯乙烯 MT2

20、MT3 MT5 PSU 聚砜 MT2 MT3 MT5 RPVC 硬質(zhì)聚氯乙烯(無(wú)增塑劑) MT2 MT3 MT5 SPVC 軟化質(zhì)聚氯乙烯 MT5 MT6 MT7 無(wú)機(jī)填料填充 MT2 MT3 MT5 VF/MF 氨基塑料和氨基酚醛塑料 有機(jī)填料填充 MT3 MT4 MT6 收縮率特性值和選用的公差等級(jí) 公差等級(jí) 標(biāo)注公差尺寸收縮率特性值 % 高精度 一般精度 未注公差尺寸 ＞0～1 MT2 MT3 MT5 ＞1～2 MT3 MT4 MT6 ＞2～3 MT4 MT5 MT7 ＞3 MT5 MT6 MT7 7 2.3.1 PC 的注射工藝參數(shù) PC 料對(duì)溫度很敏感,其熔融粘度隨溫度的提高而明

21、顯降低,流動(dòng)加快.對(duì)壓力 不敏感,要想提高其流動(dòng)性,采取升溫的辦法較快.PC 料加工前要充分干燥(120℃ 左右),水分應(yīng)控制在 0.02%以內(nèi).PC 料宜采用“高料溫、高模溫和高壓中速”的 條件成型，模溫控制在 80～110℃左右較好，成型溫度在 280～320℃為宜。PC 產(chǎn)品表面易出現(xiàn)氣花，水口位易產(chǎn)生氣紋，內(nèi)部殘留應(yīng)力較大，易開(kāi)裂，因此 PC 料的加工要求較高。PC 收縮率較低（0.6%左右),尺寸變化小；PC 料啤出的制 品可使用“退火”的方法來(lái)消除其內(nèi)應(yīng)力。 第三章 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式 模具的結(jié)構(gòu)形式，是指設(shè)計(jì)過(guò)程中的注射機(jī)的確定，澆注系統(tǒng)的形式和澆口 位置的選擇，成型零件的設(shè)計(jì)，

22、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及各個(gè)零件的設(shè)計(jì)和裝配圖 設(shè)計(jì)。 3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 當(dāng)塑料制件的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔 模還是多型腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致； 2、工藝參數(shù)易于控制； 3、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡(jiǎn)化。 10～25碎料翻用(%)用 HDPE 清洗停 機(jī) 處 理 螺桿式注塑機(jī)注塑機(jī) 60～80回料轉(zhuǎn)速(rpm)中速或高速注 塑 速 度 4～6鎖模力約(ton/in2)130～180注射壓力(Mpa) 6～15背壓

23、(Mpa)280～320熔膠溫度(℃) 2～8殘料量(mm)80～110模具溫度(℃) 2 小時(shí)以上干燥時(shí)間約(hr)90～100干燥溫度(℃) 8 一般來(lái)說(shuō)，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)， 但對(duì)于精度要求不高的小型制品（沒(méi)有配合精度要求） ，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。 由以上分析初步定為一模一腔。 3.2 分型面的確定 模具上用以取出制品和（或）澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為 分型面。分型面的選擇不緊關(guān)系到塑件的正常成型和脫模具,而且涉及模具結(jié)構(gòu) 與制造成本.在制品設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成形時(shí)分型面的

24、形狀和位置，否則無(wú)法 用模具成形。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的 結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制 造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。 3.2.1 分型面的定義 分型面是指模具上用以取出制品或者澆注系統(tǒng)凝料的可分接觸表面。通過(guò) 分型面將模具分成兩個(gè)或若干個(gè)部分，開(kāi)模時(shí)，有序的完成制品脫模，再由頂 出系統(tǒng)把制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中頂出。根據(jù)分型面的數(shù)目，可分為單分 型面，雙分型面及多分型面。 3.2.2 分型面的設(shè)計(jì)原則 分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、嵌蔣件位置及其形狀、 塑件在模具內(nèi)

25、的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排 氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素的影響。設(shè)計(jì)合理的分型面可以使塑件 順利脫模，保證塑件的質(zhì)量，還有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，使模具零件易于加工。 分型面的選擇是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，往往要考慮很多因素，但是又不可能把 所以因素都考慮到，因此在選擇分型面的時(shí)候要抓住主要矛盾，放棄次要因素。 分型面設(shè)計(jì)是否合理對(duì)制品的質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造 都有很大的影響，在選擇分型面時(shí)應(yīng)遵循以下原則： a) 分型面應(yīng)該選擇在制品的最大面積處，否則制品無(wú)法脫模。 b) 盡可能使制品保留在動(dòng)模一側(cè)，因?yàn)樽⑸錂C(jī)的推出液壓缸設(shè)在動(dòng)模一側(cè)， 制品留在動(dòng)模一側(cè)有

26、利于脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)置。 9 c) 有利于保證制品的尺寸精度 d) 有利于保證制品的外觀質(zhì)量，動(dòng)、定模相配合的分型面稍有間隙，熔體 就會(huì)在制品上產(chǎn)生飛邊，影響制品的外觀質(zhì)量。因此在制品的光滑平整的表面 或圓弧曲面上，應(yīng)盡量避免選擇分型面。 e) 盡量能滿足制品的使用要求，即在分型面的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該從使用角度避 免工藝缺陷給制品帶來(lái)的影響。 f) 盡量減少制品在合模方向上的投影面積，以減少鎖模力。 g) 長(zhǎng)型心應(yīng)置于開(kāi)模方向。 h) 有利于排氣，熔體充模流動(dòng)的末端應(yīng)在分型面上，以便型腔的氣體從分 型面上的空隙逸出。 i) 有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)盡量避免側(cè)向分型或抽芯，特別應(yīng)避免在定模 一側(cè)的側(cè)向抽芯。

27、 j) 在選擇分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。 3.2.3 分型面的確定 分型面可能是垂直于合模方向或是傾斜于合模方向，也可能是平行于合模方 向。對(duì)于本塑件，有以下兩種方案可進(jìn)行選擇： 方案一：模具型腔采用瓣合結(jié)構(gòu)，分型面見(jiàn)圖 3.1； 10 圖 3.1 方案二：以最大輪廓邊為分型面，分型面見(jiàn)圖 3.2； 圖 3.2 兩個(gè)方案進(jìn)行了比較，最終決定選用方案二；原因：如果使用方案二，那就 需要設(shè)置側(cè)抽芯，使加工復(fù)雜化，更因?yàn)樗芗o(wú)側(cè)孔，不使用瓣合模結(jié)構(gòu)。使 用方案二，簡(jiǎn)化模具，降低成本。 3.3 注塑機(jī)型號(hào)的確定 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解

28、注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確 定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射 量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位 置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的 注塑機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核， 11 若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。 3.3.1 注射機(jī)的選用原則 a、計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量 （體積或容量）的 0.8 倍； b、模具成型時(shí)需

29、用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力； c、模具型腔注射時(shí)所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力； d、模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大，最小閉合高度之間； e、模具脫模取出朔件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開(kāi)模行程； f、模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外 形尺寸安裝時(shí)應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位 孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對(duì)應(yīng)、機(jī) 床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對(duì)應(yīng)，注射機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿足脫件 條件。 3.3.2 有關(guān)制品的計(jì)算 根據(jù)提供的塑件形狀，利用三維造型軟件 UG 建模分析，塑件體積

30、 V1為 79402.26mm3，由于不知道聚碳酸酯（ PC）的密度是多少，所以需查表： 由表 3.2 得：聚甲醛 POM 的密度 β 為 1.2g/cm3； 根據(jù)公式 β=m/v 計(jì)算質(zhì)量 m 的值； a、質(zhì)量 m1：密度 β= 1.2g/cm 3；體積 V1=79402.26mm3 β=m/v m=β*v=1.2g/cm 3*79402.261mm3 =1.2g/cm3*79.40cm3=95.28g b、由于模具初步設(shè)計(jì)成一模一腔，只有主流道有凝料，利用三維造型軟件 UG 建模分析，流道凝料體積 V2為 1816.30mm3， V2=1.82（cm） 質(zhì)量 m2：密度 β=

31、 1.2g/cm 3；體積 V1=1.82mm3 β=m/v m=β*v=1.2g/cm 3*1.82mm3 =1.2g/cm3*0.00182cm3=0.002g c、該模具一次注射共需塑料的體積約為： V0=V1+ V2 =79.40+1.82=81.22（cm） d、該模具一次注射共需塑料的質(zhì)量約為： M0=M1+M2=95.28+0.002=95.28g 12 表 3.2 模具材料的密度、收縮率 密度 平均比熱 加工溫度 模具溫度 收 縮 率材 料 標(biāo) 稱 [g/cm3] [KJ/(kg x K)] [℃] [℃] [%] 聚苯乙烯 PS 1.05 1.3 180-280 10

32、0.3-0.6 聚苯乙烯，中.高沖擊性 HI-PS 1.05 1.21 170-260 5-75 0.5-0.6 聚苯乙烯-丙烯晴 SAN 1.08 1.3 180-270 50-80 0.5-0.7 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯 ABS 1.06 1.4 210-275 50-90 0.4-0.7 苯烯晴-苯乙烯-丙烯酸 ASA 1.07 1.3 230-260 40-90 0.4-0.6 低密度聚乙烯 LDPE 0.954 2.0-2.1 160-260 50-70 1.5-5.0 高密度聚乙烯 HDPE 0.92 2.3-2.5 260-300 30-70 1.5-3.0 聚丙烯 PP 0.9

33、15 0.84-2.5 250-270 50-75 1.0-2.5 聚異丁烯 IB 150-200 聚甲基戊烯 PMP 0.83 280-310 70 1.5-3.0 軟質(zhì)聚氯乙烯 PVC-soft 1.38 0.85 170-200 15-50 >0.5 硬質(zhì)聚氯乙烯 PVC-rigid 1.38 0.83-0.92 180-210 30-50 0.5 聚氟亞乙烯 PVDF 1.2 250-270 90-100 3.0-6.0 聚四氟乙烯 PTFE 2.12-2.17 0.12 320-360 200-230 3.5-6.0 氟化乙烯基丙烯共聚物 FEP

34、 聚甲基丙烯酸甲脂（丙烯） PMMA 1.18 1.46 210-240 50-70 0.1-0.8 聚氧甲烯（乙縮烯） POM 1.42 1.47-1.5 200-210 >90 1.9-2.3 聚苯撐氧或聚氧化亞苯 PPO 1.06 1.45 250-300 80-100 0.5-0.7 聚苯撐氧-GR PPO-GR 1.27 1.3 280-300 80-100 <0.7 醋酸纖維素 CA 1.27-1.3 1.3-1.7 180-320 50-80 0.5 醋酸-丁酸纖維素 CAB 1.17-1.22 1.3-1.7 180-230 50-80 0.5 丙酸纖維表素 CP 1.1

35、9-1.23 1.7 180-230 50-80 0.5 聚碳酸醋 PC 1.2 1.3 280-320 80-100 0.8 聚碳酸脂-GR PC-GR 1.42 1.1 300-330 100-120 0.15-0.55 聚乙烯對(duì)苯二甲酸乙酯 PET 1.37 260-290 140 1.2-2.0 尼龍 6（聚酸胺 6） PA 6 1.14 1.8 240-260 70-120 0.5-2.2 尼龍 6-GR PA 6-GR 1.36-1.65 1.26-1.7 270-290 70-120 0.3-1 尼龍 6/6 PA 66 1.15 1.7 260-290 70-120 0.5

36、-2.5 尼龍 6/6-GR PA66-GR 1.20-1.65 1.4 280-310 70-120 0.5-1.5 尼龍 11 PA 11 1.03-1.05 2.4 210-250 40-80 0.5-1.5 尼龍 12 PA 12 1.01-1.04 1.2 210-250 40-80 0.5-1.5 聚脂樹(shù)脂 UP 2.0-2.1 0.9 40-60 150-170 0.5-0.8 環(huán)氧樹(shù)脂 EP 1.9 1.7-1.9 ca.70 160-170 0.2 3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進(jìn)料 通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)制

37、品質(zhì)量影響很大。他的作用是將塑 料熔體順利地充滿到模具行腔深處,以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料 制件。 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)，普通流道澆注系統(tǒng)包括：主流 道、分流道、冷料穴、澆口；見(jiàn)圖 3.3。 13 4 6 1 2 3 I I 局部放大 圖 4-6 澆注系統(tǒng) 1 - 主流道 ；2 - 分流道 ；3 - 拉料槽兼冷料 井 4 - 冷料井 ；5 - 分流道 ；6 – 澆口 5 圖 3.3 3.4.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 a、澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應(yīng)有壓降,流量和溫度的分布的均衡布 置； b、結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置； c、盡量縮短熔體的流程，以

38、便降低壓力損失、縮短充模時(shí)間； d、澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動(dòng)、避免產(chǎn)生 湍流、渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，有利于排氣和補(bǔ)縮，且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位， 以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料； e、避免高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生； f、澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和 整修； g、熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù) 先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對(duì)制品質(zhì)量的影響； h、盡量減少因開(kāi)設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量； i、澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中 澆口應(yīng)

39、有 IT8 以上的精度要求； 14 j、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施； k、盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無(wú)法重合應(yīng)使兩者的偏離距離 盡可能小。 3.4.2 主流道的設(shè)計(jì) 由于模具設(shè)計(jì)成一模一腔，所以沒(méi)有分流道、澆口、冷料穴；澆注系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴射出的熔體導(dǎo) 入型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流道凝料的 順利拔出。 a、主流道尺寸 (1) 主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5～1 d=4+0.5～1 取 d =4.5（mm） 這樣便于噴嘴和主流道能同軸對(duì)準(zhǔn),也能使的主

40、流道凝料能順利脫出。 (2) 主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑 R，應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的 1～2mm.反 之，兩者不能很好的貼合，會(huì)讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難。 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+1～2 取 SR=18+1=19（mm） (3) 主流道長(zhǎng)度 L 一般按模板厚度確定，但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗，以短為好， 小模具控制在 50 之內(nèi)在出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)流道時(shí)，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴 嘴伸入模具。 本設(shè)計(jì)中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)?。?L=動(dòng)模座板+墊板=30+20+50mm (5) 主流道斜度 主流道的斜度一般取 2～6，由于主流道的長(zhǎng)度有 50mm，比較

41、長(zhǎng)而且模具 為一模一腔，所以斜度取 4。 b、主流道襯套的形式及尺寸 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 15 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即澆口套，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，常采用碳素工具鋼，如 T8A、T10A 等， 熱處理硬度為 53～57HRC。由于該模具主流道較長(zhǎng)設(shè)計(jì)成分體式較宜，如下圖 3-4 所示澆口套，為本模具的澆口套形式。 圖 3-4 澆口套 c、定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸 定位圈是對(duì)澆口套的固定和對(duì)注射方向的導(dǎo)正作用，如圖 3-5 定位圈。 16 圖 3-5 定位圈 4、主流道

42、襯套的固定，如圖 3-6 主流道襯套的固定。（ ）（ ） 12345 1、定位圈 2、內(nèi)六角螺釘 3、澆口套 4、定模座板 5、澆注凝料 17 圖 3-6 主流道襯套的固定 3.4.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、類型及尺寸對(duì)膠件質(zhì)量影響很 大。在多數(shù)情況下，澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中斷面尺寸最小的部分(除主流道型的 直接澆口外)。它的作用： 1 控制熔體進(jìn)入型腔的充填狀態(tài)； 2 對(duì)非平衡式流道布置，可通過(guò)澆口斷面尺寸與長(zhǎng)度調(diào)整，來(lái)達(dá)到均衡充 模，平衡進(jìn)料的目的。 3 通過(guò)澆口截面尺寸調(diào)整，控制充型補(bǔ)縮時(shí)間。 4 易于塑件與流道凝料的分離。 3.4.4 澆口的形式和特點(diǎn)

43、 (1)直接澆口 直接澆口又稱主流道型澆口，它屬于非限 制性型澆口，如圖所示。塑料熔體由主流道的 大端直接進(jìn)入型腔，因而具有流動(dòng)阻力小、流 動(dòng)路程短及補(bǔ)縮時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。由于注射壓力 直接作用在塑件上，故容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大 的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形。這種形式的 澆口截面大，去除澆口較困難，去除后會(huì)留有 較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。這類澆口大多用于注射成型大、中型長(zhǎng)流 程深型腔筒形或殼形塑件，尤其適合于如聚碳酸脂、聚砜等高粘度塑料。另外， 這種形式的澆口只適于單型腔模具。 (2)側(cè)澆口 側(cè)澆口國(guó)外稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口，如圖 4.11 所示。側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上， 塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模

44、具型腔，其截面形狀多為矩形(扁槽)，改變澆口 的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間。 這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，因此它 是應(yīng)用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種 塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)。 18 由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，且 不留明顯痕跡。但這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失較 大，對(duì)深型腔塑件排氣不利。 圖 4.7a 為分流道、澆口與塑件在分型面同一側(cè)的形式；圖 4.7b 為分流道 和澆口與塑件在分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在塑件上；圖 4.7c 為分流道與澆 口和塑件在

45、分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在分流道上。有搭接形式的側(cè)澆口是 塑件端面進(jìn)料的側(cè)澆口。設(shè)計(jì)時(shí)選擇側(cè)向進(jìn)料還是端面進(jìn)料，要根據(jù)塑件的使 用要求而定。 圖 3.7 側(cè)澆口尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下： t=（0.6—0.9）*δ 式中 b ——側(cè)澆口的寬度，mm； A ——塑件的外側(cè)表面積，mm 2； t——側(cè)澆口的厚度； δ——澆口處塑件的壁厚，mm。 推薦尺寸： 側(cè)向進(jìn)料的側(cè)澆口(見(jiàn)圖 4.7a)，對(duì)于中小型塑件，一般深度 t=0.5~2.0 mm(或取塑件壁厚的 1/3~2/3)，寬度 b=1.5~5.0mm，澆口的長(zhǎng)度 L=0.7~2.0mm； 端面進(jìn)料的搭接式側(cè)澆口(見(jiàn)圖 4.

46、7b)，搭接部分的長(zhǎng)度 L1=（0.6~0.9） +b/2mm，澆口長(zhǎng)度 l 可適當(dāng)加長(zhǎng)，取 L=2.0~3.0mm；側(cè)面進(jìn)料的搭接式澆口(見(jiàn) 19 圖 4.7c)，其澆口長(zhǎng)度選擇可參考端面進(jìn)料的搭接式側(cè)澆口。 (3)環(huán)形澆口 對(duì)型腔充填采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱環(huán)形澆口，如圖 4.8 所示。環(huán)形澆 口的特點(diǎn)是進(jìn)料均勻，圓周上各處流速大致相等，熔體流動(dòng)狀態(tài)好，型腔中的 空氣容易排出，熔接痕可基本避免。圖 4.8a 所示為內(nèi)側(cè)進(jìn)料的環(huán)形澆口，澆口 設(shè)計(jì)在型芯上，澆口的厚度 t=0.25—1.6mm，長(zhǎng)度 L=0.8—1.8mm；圖 4.8b 所示 為端面進(jìn)料的搭接式環(huán)形澆口，搭接長(zhǎng)度 L，=0

47、.8—1.2mmm，總長(zhǎng) L 可取 2—3 mm；圖 4.8c 為外側(cè)進(jìn)料的環(huán)形澆口，其澆口尺寸可參考內(nèi)側(cè)進(jìn)料的環(huán)形澆口。 實(shí)際上，前述的中心澆口也是一種端面進(jìn)料的環(huán)形澆口。環(huán)形澆口主要用于成 型圓筒形無(wú)底塑件，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難，澆口痕跡明顯。 圖 3.8 環(huán)形澆口的形式 (4)輪幅式澆口 輪幅式澆口是在環(huán)形澆口基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，由原來(lái)的圓周進(jìn)料改為數(shù)小段 圓弧進(jìn)料，澆口尺寸與側(cè)澆口類似，如圖 4.9 所示。這種形式的澆口耗料比環(huán) 形澆口少得多，且去除澆口容易。這類澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛，多 用于底部有大孔的圓筒形或殼型塑件。輪幅澆口的缺點(diǎn)是增加了熔接痕，這會(huì) 影響塑件的

48、強(qiáng)度。 20 圖 3.9 輪幅式澆口的形式 (5)爪形澆口 爪形澆口如圖 4.10 所示，它可在型芯的頭部開(kāi)設(shè)流道，如圖 4.10a 所示， 也可在主流道下端開(kāi)設(shè)，如圖 4.10b 所示。爪形澆口加工較困難，通常用電火 花成型。型芯可用作分流錐，其頭部與主流道有自動(dòng)定心的作用 (型芯頭部有 一段與主流道下端大小—致)，從而避免了塑件彎曲變形或同軸度差等成型缺陷。 爪形澆口的缺點(diǎn)與輪幅式澆口類似，主要適用于成型內(nèi)孔較小且同軸度要求較 高的細(xì)長(zhǎng)管狀塑件。 圖 3.10 爪形澆口的形式 (6)點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)澆口或菱形澆口，是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口， 如圖 4.11 所示。這種澆

49、口由于前后兩端存在較人的壓力差，可較大程度地增大 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，因而對(duì)于薄壁塑件以及諸如聚乙烯、聚丙烯等 表觀粘度隨剪切速率變化敏感的塑料成型有利，但不利于成型流動(dòng)性差及熱敏 性塑料，也不利于成型平薄易變形及形狀非常復(fù)雜的塑件。 21 圖 3.11 點(diǎn)澆口的各種形式 （7）潛伏澆口 潛伏澆口又稱減切澆口，由點(diǎn)澆口變異而來(lái)。這種澆口的分流道位于模具 的分形面上，而澆口卻斜向開(kāi)設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過(guò)型腔的側(cè)面或 推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑見(jiàn) 的表面質(zhì)量與美觀效果。潛伏

50、澆口的形式如圖 4.12 所示。 圖 4.12a 所示為澆口開(kāi)設(shè)在定模部分的形式； 圖 4.12b 所示為澆口開(kāi)設(shè)在動(dòng)模部分的形式； 圖 4.12c 所示為潛伏澆口開(kāi)設(shè)在推桿的上部而進(jìn)料口在推桿上端的形式。 潛伏澆口一般是圓形截面，其尺寸設(shè)計(jì)可參考點(diǎn)澆口。潛伏澆口的錐角 B 取 10~20，傾斜角 A 為 42~45，推桿上進(jìn)料口寬度為 0.8~2 mm，具體數(shù) 值大小應(yīng)視塑件大小而定。 由于澆口與型腔相連時(shí)有一定角度，形成了能切斷澆口的刃口，這一刃口 在脫?；蚍中蜁r(shí)形成的剪切力可將澆口自動(dòng)切斷，不過(guò)，對(duì)于較強(qiáng)韌的塑料則 不宜采用。 22 圖 3.12 潛伏澆口的形式 3.4.5 澆口的設(shè)

51、計(jì)要求 (1) 澆口位置的選擇應(yīng)保證迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短熔體的流動(dòng) 距離，這對(duì)大型塑件更為重要。 (2) 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷（避免噴射和蠕動(dòng)） 小的澆口如果正對(duì)著一個(gè)寬度和厚度較大的型腔，則熔體經(jīng)過(guò)澆口時(shí)，由于 受到很高的剪切應(yīng)力，將產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)等熔體斷裂現(xiàn)象。有時(shí)塑料熔體直接 從型腔的一端噴射到型腔的另一端，造成折疊，在塑件上產(chǎn)生波紋狀痕跡或其 他表面疵瘢缺陷。要克服這種現(xiàn)象，可適當(dāng)?shù)丶哟鬂部诘慕孛娉叽?，或采用沖 擊型澆口(澆口對(duì)著大型芯等)，避免熔體破裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。 (3) 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處 當(dāng)塑件的壁厚相差較大時(shí)，若將澆口開(kāi)設(shè)在壁薄處，這時(shí)塑料熔體進(jìn)

52、入型腔 后，不但流動(dòng)阻力大，而且還易冷卻，影響熔體的流動(dòng)距離，難以保證充填滿 整個(gè)型腔。從收縮角度考慮，塑件壁厚處往往是熔體最晚固化的地方，如果澆 口開(kāi)設(shè)在薄壁處，那壁厚的地方因液體收縮得不到補(bǔ)縮就會(huì)形成表面凹陷或縮 23 孔。為了保證塑料熔體順利充填型腔，使注射壓力得到有效地傳遞，而在熔體 液態(tài)收縮時(shí)又能得到充分地補(bǔ)縮，一般澆口的位置應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件的壁厚處。 (4) 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除 要避免從容易造成氣體滯留的方向開(kāi)設(shè)澆口。如果這一要求不能充分滿足， 在塑件上不是出現(xiàn)缺料、氣泡就是出現(xiàn)焦斑，同時(shí)熔體充填時(shí)也不顧暢，雖然 有時(shí)可用排氣系統(tǒng)來(lái)解決，但在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)先行加以考慮。 (

53、5) 考慮分子定向的影響 塑料熔體在充填模具型腔期間，會(huì)在其流動(dòng)方向上出現(xiàn)聚合物分子和填料的 取向。由于垂直于流向和平行于流向之處的強(qiáng)度和應(yīng)力開(kāi)裂傾向是有差別的， 往往垂直于流向的方位強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂，所以在選擇澆口位置時(shí)， 應(yīng)充分注意這一點(diǎn)。圖 4.13a 所示塑件，由于其底部圓周帶有一金屬環(huán)形嵌件， 如果澆口開(kāi)設(shè)在 A 處(直接澆口或點(diǎn)澆口)，則此塑件使用不久就會(huì)開(kāi)裂，因?yàn)?塑料與金屬環(huán)形嵌件的線收縮系數(shù)不同，嵌件周圍的塑料層有很大的周向應(yīng)力。 若澆口開(kāi)設(shè)在 B 處(側(cè)澆口)，由于聚合物分子沿塑件圓周方向定向，應(yīng)力開(kāi)裂 的機(jī)會(huì)就會(huì)大為減少。圖 4.13b 所示塑件為一帶有鉸鏈的聚

54、丙烯盒體，為了使 該鉸鏈達(dá)到幾千萬(wàn)次彎折而不斷裂，就要求在鉸鏈處高度定向，為此，將兩點(diǎn) 澆口開(kāi)設(shè)在圖示位置，有意識(shí)地讓鉸鏈部位高度定向。 24 圖 3.13 澆口位置對(duì)定向的影響 (6) 減少熔接痕，提高熔接強(qiáng)度 由于澆口位置的原因，塑料熔體充填型腔時(shí)會(huì)造成兩股或兩股以上的熔體料 流的匯合。在匯合之處，料流前端是氣體且溫度最低，所以在塑件上就會(huì)形成 熔接痕。熔接痕部位塑件的熔接強(qiáng)度會(huì)降低，也會(huì)影響塑件外觀，在成型玻璃 纖維增強(qiáng)塑料制件時(shí)這種現(xiàn)象尤其嚴(yán)重。如無(wú)特殊需要最好不要開(kāi)設(shè)一個(gè)以上 的澆口，以免增加熔接痕，如圖 4.14 所示。圓環(huán)形澆口流動(dòng)狀態(tài)好，無(wú)熔接痕， 而輪幅式澆口有熔接痕，如圖

55、 4.15 所示，而且輪幅越多，熔接痕越多。 圖 3.14 減少熔接痕的數(shù)量 25 圖 3.15 環(huán)形澆口與輪幅澆口熔接痕比較 為了提高熔接的強(qiáng)度，可以在料流匯合之處的外側(cè)或內(nèi)側(cè)設(shè)置一冷料穴(溢 流槽)，將料流前端的冷料引入其中，如圖 4.16 所示。 26 3.16 (7) 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口 一般塑件的澆口附近強(qiáng)度最弱。產(chǎn)生殘余應(yīng)力或殘余變形的附近只能承受一 般的拉伸力，而無(wú)法承受彎曲和沖擊力。 (8) 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量 澆口的位置選擇除保證成型性能和塑件的使用性能外，還應(yīng)注意外觀質(zhì)量， 即選擇在不影響塑件商品價(jià)值的部位或容易處理澆口痕跡的部位開(kāi)設(shè)澆

56、口。 3.4.6 澆口的確定 通過(guò)軟件 Moldflow 對(duì)塑件進(jìn)行最佳的澆口分析，得下圖 3.17 所示，藍(lán)色 的表示在此處設(shè)置澆口最好，紅色的為最差。 由于塑件外觀經(jīng)常與人手接觸要求光滑，若把澆口開(kāi)設(shè)在塑件的外壁上不 僅使外觀不光滑，而且也使塑件不好看，所以澆口不能選擇在塑件的外壁上， 由于模具為一模一腔，所以把澆口開(kāi)設(shè)在塑件的底部正中為好，澆注系統(tǒng)只有 主流道，沒(méi)有冷料穴、分流道和澆口。 27 圖 3.17 下圖所示為澆口開(kāi)設(shè)在塑件底部的分析圖：由下圖 3.18 可知，注塑時(shí)間為 2.103S，流動(dòng)前沿溫度最低為 203.8℃符合塑料熔體溫度(190-220℃） ，澆口位 置符合要求。

57、 3.18 28 3.5 脫模推出機(jī)構(gòu)的確定 注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹模中或型芯上 脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)，稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。脫模 機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作。既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具 松動(dòng)分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。 3.5.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 制品推出（頂出）是注射成形過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將 最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu) 時(shí)應(yīng)遵循下列原則： a、結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度，且 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)； b、保

58、證制品不因推出而變形損壞； c、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠； d、保證良好的制品外觀； e、盡量使塑件留在動(dòng)模一邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模 動(dòng)作。 3.5.2 制品推出的基本方式 按模具中的推出零件分 a、推桿推出：推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式，常用 的推桿形式有圓形、矩形、 “D”形。 b、推件板推出：對(duì)于輪廓封閉且周長(zhǎng)較長(zhǎng)的制品，采用推件板推出結(jié)構(gòu)。 推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定。 c、推管推出：適用于薄壁圓桶形塑件。 d、推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。 e、利用成型零件推出制品的脫模：使用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模

59、具 中某些成型零件推出塑件 f、多元聯(lián)合式脫模：對(duì)于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸 肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出 機(jī)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作以完成脫模過(guò)程。 3.5.4 推出機(jī)構(gòu)的確定 本套模具的設(shè)計(jì)中，推出機(jī)構(gòu)形式不算太復(fù)雜，采用推件板推出。采用 4 29 根復(fù)位桿推推件板，復(fù)位桿與推板采用 M5 的螺釘連接。推桿與推桿固定板，通 常采用單邊 0.5mm 的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下， 不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。此推桿 與模板上的推桿孔采用 H8/f7 或 H8/f8 的間隙配合；推桿與推桿固定板

60、，通常 采用單邊 0.5mm 的間隙；工作端配合部分的表面粗糙度為 Ra 0.8，推桿的材料? 常用 T8、T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 HRC 50。 ? 當(dāng)模具開(kāi)模時(shí)推出機(jī)構(gòu)在打桿的作用下向前運(yùn)動(dòng)，復(fù)位桿帶動(dòng)推件板向前 運(yùn)動(dòng)，推件板推出制件，合模時(shí)推件板碰到定模板向后運(yùn)動(dòng)，使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。 3.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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，其中動(dòng)、 定模之間的導(dǎo)向尤為重要。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。 為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開(kāi)模，

61、在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向零件的 作用：模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí)，保證動(dòng)、定模之間一定的方向和位置， 導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起導(dǎo)向和定位作用。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo) 柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。 本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。如圖 3-19。 30 12345678 1、 澆口套 2、定模板 3、導(dǎo)柱 4、定模座板 5、支承板 6、瓣合 模 7、推桿 8、型心 圖 3-19 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)示意圖 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只 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)。 3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.7.1 排氣系

62、統(tǒng) 排氣系統(tǒng)對(duì)確保塑件成型質(zhì)量起著重要的作用，排氣方式有以下幾種： a、利用排氣槽； c、利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙； d、對(duì)于大中型、深型腔塑件為了防止塑件在頂出時(shí)造成真空而變形，必須 設(shè)置進(jìn)氣裝置。 31 3.7.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)置 澆口開(kāi)設(shè)在塑件底部形成的氣孔如圖 3.20 所示，氣孔所存在的地方剛好是 兩塊板的連接處，所以不用設(shè)置其他排氣系統(tǒng)即可把型腔中的氣體排出。 3.20 3.8 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 以上內(nèi)容確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。在學(xué)校作設(shè)計(jì)時(shí)，模架部 分要自行設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的 形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。模板周界尺寸使用

63、括號(hào)內(nèi)的尺寸時(shí)，原組合零件的規(guī) 定尺寸允許增減。 （1） 、模架的選擇原則 模架一般采用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)配件,這對(duì)縮短制造周期、降低制造成本是非 常有利的。 在國(guó)內(nèi)大部分公司及廠家采用的標(biāo)準(zhǔn)模架有“富得巴” 、 “龍記” 、 “明利” 、 “天祥”等.一般來(lái)說(shuō),中、小型模胚可選取“富得巴”,較大型模胚則常選取 “龍記” 、 “明利”或“天祥”等。但實(shí)際生產(chǎn)中,往往根據(jù)模具的價(jià)格、結(jié)構(gòu)以 及模架加工的復(fù)雜程度來(lái)決定。 （2） 、模架確定 本模具由于型腔厚度大，沒(méi)有適合的標(biāo)準(zhǔn)模架，所以本模具采用非標(biāo)模架。 32 第四章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 塑料在成型加工過(guò)程中，用來(lái)充填塑料熔體以成型

64、制品的空間被稱為型腔。 而構(gòu)成這個(gè)型腔的零件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小 型芯、螺紋型心、型環(huán)或成形桿等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑 料熔體接觸，并且脫模時(shí)反復(fù)與塑件摩檫，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、 硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時(shí)要考慮零件的加工性和模具的制造成 本。 凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成形桿用以形 成制品的局部細(xì)節(jié)。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計(jì)算，塑料 模具型腔在成形過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果 型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能 因剛度不足而產(chǎn)

65、生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低制品尺寸精度并影響順利脫 模。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求 高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔壁厚和底板厚度。 33 構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱成型零部件。成型零件工作時(shí)，直接與塑料 熔體接觸，承受熔體料流的高壓沖刷、脫模摩擦等。因此，成型零件不僅要求 有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，而且還要求有合理 的結(jié)構(gòu)，較高強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性 。 4.1 成型零件采用整體式或者鑲拼式的確定 注塑模具的成型零件是指成型制品的型腔、型芯、成型滑塊、成型斜頂和螺 紋型芯等。一般型腔是用來(lái)成型制品外輪

66、廓形狀，而型芯則是用來(lái)成型制品內(nèi) 部形狀，成型滑塊及成型斜頂可用來(lái)成型制品側(cè)面凹凸形狀，螺紋型芯可以用 來(lái)成型制品的內(nèi)螺紋。 這些成型零件根據(jù)加工的需要、成型條件及成本等因素，按結(jié)構(gòu)形式可分為 整體式和鑲拼式兩類。 （1） 、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 對(duì)外觀要求較為嚴(yán)格（如有電鍍要求的外觀面）或制品形狀較為簡(jiǎn)單的模具， 由于整體結(jié)構(gòu)型腔內(nèi)部沒(méi)有裝配縫隙，表面光滑，可以滿足高質(zhì)量的外觀要求， 同時(shí)強(qiáng)度和剛度很高，可減小模具的大小，因此此類模具的型腔一般采用整體 結(jié)構(gòu)。 1） 、整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn) 1 成型零件的剛性好。 2 模具零件數(shù)量少。 3 模具裝配及拆卸方便。 4 制品表面無(wú)分型痕跡。 5 模具外形尺寸可以縮小。 6 容易設(shè)置冷卻方式。 2） 、整體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn) 1 排氣困難，需要時(shí)需要開(kāi)設(shè)排氣槽。 2 加工困難，尤其是窄而深的成型部位。 3 維修麻煩，尤其是薄鐵的位置，一旦成型零件有磨損，維修將會(huì)是大動(dòng) 作。 3） 、整體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 34 整體結(jié)構(gòu)有以下兩種基本類型： 1 模板為成型零件的基本結(jié)構(gòu) 此類模具的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，整體強(qiáng)度和剛性很高，可減小模具的大小，一般