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任務(wù)書設(shè)計(jì)課題方向：塑料注塑模設(shè)計(jì)與制造題目：礦泉水瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)完成日期：2016.5.25一、題目來源：老師布置任務(wù)與查閱資料二、設(shè)計(jì)要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求、作品要求）模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，脫模機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射成型模具和注射機(jī)的配合。要求作品表面無氣泡，表面光滑，無明顯模具痕跡三、 個人重點(diǎn)：重點(diǎn)為模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，脫模機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射成型模具和注射機(jī)的配合。難點(diǎn)為軸承各零件的三維建模及模型分析，需要在一定的平臺上進(jìn)行模擬分析及仿真開模和各種制模方案的研究，這個平臺能進(jìn)行整個模具的各種仿真過程如各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。開題報(bào)告一、選題的依據(jù)及意義隨著世界各國生產(chǎn)需要和塑料應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，塑料已成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料。在這基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的塑料加工手段中的塑料模具的設(shè)計(jì)和制作水平，對塑料制品的成型質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。從某種意義上來說，塑料市場的開拓、塑料制品的優(yōu)劣主要取決于模具質(zhì)量。由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重視，故其設(shè)計(jì)和制作水平提高很快，特別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造技術(shù)發(fā)展很快。意義：對注塑模具進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，一方面能夠滿足生產(chǎn)的需求，另一方面也能加深對注塑模具的了解，將自己學(xué)到的知識加以運(yùn)用，將知識掌握的更加牢靠，同時也可以在注塑模的設(shè)計(jì)中學(xué)到新的知識。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）模具是工業(yè)生產(chǎn)之母，是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，它是以其自身的特殊性裝通過一定的方式使原材料成型?，F(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)中，模具由于其加工效率搞、互換性好、節(jié)省原材料，所以得到廣泛的應(yīng)用。從某種意義上來說，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一。在國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家，模具制造業(yè)已成為一個專業(yè)的行業(yè)，其標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、商品化程度高，模具行業(yè)已經(jīng)成為一個高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。加快高技術(shù)設(shè)備如數(shù)控加工、快速制模特種加工在模具行業(yè)的應(yīng)用，加大新興 CAM/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用比例，加速模具新結(jié)構(gòu)、新工藝、性材料的研究和強(qiáng)化模具高級技術(shù)人員的培養(yǎng)，已成為我國模具行業(yè)再上一個新臺階的關(guān)鍵。塑料工業(yè)近 20年來發(fā)展十分迅速，早在 7年前塑料的年產(chǎn)量按體積計(jì)算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和，塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于我國塑料模具價格較低，在國際市場中有較強(qiáng)的競爭力，所以進(jìn)一步擴(kuò)大出口的前景很好，2003 年出口比 2002年增長 33.3%就是一個很好的證明。因此，從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些目前需進(jìn)口的技術(shù)含量高的大型、精密、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場。隨著我國塑料工業(yè)的快速發(fā)展，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)計(jì)，我國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，近年內(nèi)年增長率將保持 15%以上的水平。三、本課題研究內(nèi)容主要講述了模具設(shè)計(jì)的方法，分別對成型工藝規(guī)程的編制做出了詳細(xì)闡述。注塑模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)這一章節(jié)包括了設(shè)計(jì)中的幾個重點(diǎn)，比如分型面的選擇，型腔數(shù)目的確定，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，成型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)都做出了詳細(xì)闡述，為瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。其中第四章講述了模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算，包括注射機(jī)的參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)模架的選用，型芯和型腔工作尺寸的計(jì)算，凹模型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的有關(guān)計(jì)算。第五章主要講述注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，主要圍注塑機(jī)的最大注射量，注射壓力，鎖模力，開模行程做出校核，以便今后的設(shè)計(jì)能夠符合生產(chǎn)的需要。第六章主要是模具的繪圖造型加工以及裝配，利用三維軟件對模具的造型做出詳細(xì)的分析，并根據(jù)零件圖對模具進(jìn)行加工，最后對模具的裝配做出幾點(diǎn)要求，以便更好的維護(hù)和使用模具。全文包括五個章節(jié)，從各個方面對瓶蓋注塑模具的設(shè)計(jì)做出分析，旨在能夠提高生產(chǎn)率，為塑料模具的發(fā)展做出奉獻(xiàn)。四、本課題研究方法1、分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)：通過查閱相應(yīng)資料，主要從形狀、尺寸、材料等方面，分析設(shè)計(jì)的可行性。2、成形工藝的分析：根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識，做出合理的工藝分析，考慮影響產(chǎn)品工藝性的因素，如公差等級、粗糙度、以及注塑模具成型零件工作尺寸的計(jì)算方法及注塑制品收縮特性,以便指導(dǎo)注塑模具設(shè)計(jì)、縮短注塑模具制造周期。3、模具結(jié)構(gòu)分析：根據(jù)對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝的分析，確定產(chǎn)品加工所需要的工序。4、模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算：由所制定工序和所需加工產(chǎn)品，選擇模具的加工方式和結(jié)構(gòu)類型、特征，并做出相應(yīng)計(jì)算內(nèi)容的說明（包括鎖模力，注射機(jī)的主要參數(shù)及注射機(jī)的校核，凸凹模的尺寸計(jì)算，強(qiáng)度校核等）。5、圖紙繪制和說明書：繪制設(shè)計(jì)模具的裝配圖和主要的零件圖。將設(shè)計(jì)中的相應(yīng)信息、數(shù)據(jù)整理，完成說明書五、研究目標(biāo)、主要特色（創(chuàng)新）及工作進(jìn)度目標(biāo)：更好的了解掌握礦泉水瓶蓋注塑模的設(shè)計(jì)與制造需要注意哪些方面，并從中更好的鞏固所學(xué)知識為今后的工作打下基礎(chǔ)。特色：為模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝，脫模機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，注射成型模具和注射機(jī)的配合。難點(diǎn)為軸承各零件的三維建模及模型分析，需要在一定的平臺上進(jìn)行模擬分析及仿真開模和各種制模方案的研究，這個平臺能進(jìn)行整個模具的各種仿真過程如各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。工作進(jìn)度：1、查閱資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識，構(gòu)造塑件的三維模型2、確定設(shè)計(jì)方案，寫出開題報(bào)告3、選定分型面，設(shè)計(jì)成型零件4、確定模架類型和各模板尺寸，把型腔和型芯裝進(jìn)模架5、完成其他零部件的設(shè)計(jì)裝配，仿真開模動作6、對設(shè)計(jì)進(jìn)一步完善、修改，形成裝配圖、零件圖的二維圖7、完成說明書及手工圖8、修改設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯9、答辯10、上傳文檔六、主要參考文獻(xiàn)1.翟震主編《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社，2011.072.黃毅宏、李明輝主編《模具制造工藝》機(jī)械工業(yè)出版社，20113.阮雪榆教授主編《模具技術(shù)》上海：上海交通大學(xué)出版社，20104.李學(xué)鋒主編《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》機(jī)械工業(yè)出版社，2012.65.奚永生主編《塑料·橡膠成型模具設(shè)計(jì)手冊》中國輕工業(yè)出版社，2012.16.徐佩弦主編 《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》華東理工大學(xué)出版社 2010.97.張玉龍/張文棟/嚴(yán)曉峰主編《實(shí)用工程塑料手冊》機(jī)械工業(yè)出版社 2012.98.任先明編著《塑料加工機(jī)械與模具設(shè)計(jì)叢書》國防工業(yè)出版社 2013.3前 言隨著中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號的倡引下，中國的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動力”，德國則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在 1989年 3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。 近年來，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動化、大型、長壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是礦泉水瓶蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。之所以選擇這個設(shè)計(jì)題目的主要有兩方面意義：1、瓶蓋是帶內(nèi)螺紋的塑件要求設(shè)計(jì)時要充分考慮到脫模的方式方法，多分型面結(jié)構(gòu)以及點(diǎn)澆口方式的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法；2、瓶蓋屬中小型件在我們的日常生活中有一定的普遍性和代表性，為今后的實(shí)用性模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)以更好的服務(wù)模具制造業(yè)服務(wù)社會。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的：了解模具設(shè)計(jì)的方法與內(nèi)容；掌握各類型模具的基本結(jié)構(gòu)以及各零部件與非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)；熟悉模具材料的性能與應(yīng)用以及加工方法與加工手段；熟練應(yīng)用各種模具設(shè)計(jì)軟件，包括 CAD、CAXA、Pro/E、UG 等；了解模具的發(fā)展?fàn)顩r與發(fā)展方向。希望通過本次設(shè)計(jì)為今后的工作奠定一個良好的基礎(chǔ)。目錄1.塑料分析 1.1 壁厚分析……………………………………………………………11.2 圓角分析……………………………………………………………12.塑件材料的選擇及材料特性2.1 材料的選擇…………………………………………………………12.2 材料簡介……………………………………………………………22.3 基本特性……………………………………………………………22.4 成型特性……………………………………………………………22.5 綜合性能……………………………………………………………22.6LDPE 的注塑工藝參數(shù)………………………………………………33.塑件的形狀尺寸計(jì)算 ……………………………………34.型腔數(shù)目的確定及排布4.1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目…………………………………………44.2 根據(jù)注塑機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目…………………………44.3 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目………………………………………44.4 根據(jù)注塑機(jī)的額定最大注塑量確定型腔數(shù)目……………………55.分型面的選擇 ……………………………………………66.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)6.1 主流道設(shè)計(jì)…………………………………………………………76.2 冷料穴的設(shè)計(jì)………………………………………………………76.3 分流道設(shè)計(jì)…………………………………………………………86.4 澆口設(shè)計(jì)……………………………………………………………86.4.1分流道截面形狀和尺寸的選擇…………………………………86.4.2分流道的布置……………………………………………………86.5 溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………96.6 溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………107.注塑機(jī)的選擇及型號和規(guī)格 ……………………………108.成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算8.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………128.2 凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………………128.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………138.4 成型零件工…………………………………………………………138.4.1產(chǎn)生偏差的原因…………………………………………………138.5 型腔壁厚和底板厚度計(jì)算作尺寸計(jì)算……………………………178.5.1側(cè)壁………………………………………………………………178.5.2底部………………………………………………………………188.5.3凸模計(jì)算…………………………………………………………189.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)9.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用………………………………………………199.1.1定位件用…………………………………………………………199.1.2導(dǎo)向作用…………………………………………………………199.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則………………………………………………199.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)……………………………………………………199.3.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)：……………………………………………………209.3.1.2對導(dǎo)柱的要求…………………………………………………209.3.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì)………………………………………………………219.3.2.1導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)……………………………………………………219.3.2.2對導(dǎo)套的要求…………………………………………………2110.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)10.1 脫模機(jī)構(gòu)的組成……………………………………………………2210.2 脫模機(jī)構(gòu)的分類……………………………………………………2210.2.1按驅(qū)動方式分……………………………………………………2210.2.2按推出零件的類別分類…………………………………………2210.2.3按脫模動作分類…………………………………………………2310.3 設(shè)計(jì)原則……………………………………………………………2310.4 脫模力的計(jì)算………………………………………………………2411.溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)11.1 冷卻系統(tǒng)的作用……………………………………………………2611.2 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素……………………………………2611.3 冷卻系統(tǒng)的開設(shè)原則………………………………………………2611.4 基本原則……………………………………………………………2711.5 注塑模冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則…………………………………………2711.6 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………2811.7 冷卻系統(tǒng)的主要零件………………………………………………2811.8 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算……………………………………………………2912.模具的閉模高度和開模行程的驗(yàn)算12.1 模具的閉模高度……………………………………………………3112.2 模具的開模行程……………………………………………………3113.模具工作過程………………………………………………3214.總結(jié)…………………………………………………………3315.參考文獻(xiàn)……………………………………………………3416.致謝…………………………………………………………35第 0 頁 共 35 頁1.塑件的分析該塑料制品為娃哈哈純凈水瓶蓋，其塑件的結(jié)構(gòu)以及表面形狀較為簡單，整個塑件呈筒狀，整個塑件高達(dá) 15mm，外徑為 28mm，壁厚 2mm，中間銜接部分以圓弧過渡。作為實(shí)用零件對其尺寸公差沒有太嚴(yán)格的要求，故在本次設(shè)計(jì)中可以忽略此方面的考慮，以降低模具的加工制造成本。且塑件本身壁厚較小、均勻，適合于大批大量的注塑模具生產(chǎn)。1.1 壁厚分析塑件的壁厚對塑件質(zhì)量的影響很大。壁厚過小，成型時熔融塑料流動阻力大，充模困難，特別是大型且形狀復(fù)雜的塑件更為突出。壁厚過大，不但浪費(fèi)原料，而且增加冷卻時間，更重要的是塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。查相關(guān)手冊可知，該塑件的壁厚均為 2mm在其最小壁厚范圍內(nèi)。因此，該塑件符合注塑模具成型的厚度條件。1.2 圓角分析為了避免應(yīng)力集中，提高塑件的局部強(qiáng)度，改善熔體的流動情況且便于脫模，在塑件各內(nèi)外表面的連接處，應(yīng)采用過渡圓弧。塑件上的過渡圓弧對于模具制造也是必要的。在無特殊要求時，塑件連接處均應(yīng)有不小于 0.5～1mm 的圓角。按照圓角的設(shè)計(jì)原則：一般外圓弧半徑應(yīng)是厚度的 1.5倍、內(nèi)圓弧半徑應(yīng)是厚度的 0.5倍。本次設(shè)計(jì)要求該塑件的內(nèi)外圓弧半徑結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際來設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)力狀況以及條件設(shè)備，此塑件的內(nèi)外過渡圓弧是小半徑為0.5mm，適合注塑制品的結(jié)構(gòu)和工藝要求。2.塑件材料的選擇及材料特性2.1 材料的選擇：該塑件在尺寸上要求比較高,且在長期的使用過程中需要較高的強(qiáng)度和硬度，也要求有一定的耐磨性，在保證塑料制品的功能和性能的同時還要考慮到加工生產(chǎn)、成本和供應(yīng)，綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實(shí)際生第 1 頁 共 35 頁產(chǎn)，選用收縮率較小、綜合性能優(yōu)良、在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的塑料 LDPE（低密度聚乙烯）。2.2 材料簡介：LDPE 中文名：低密度聚乙烯2.3 基本特性：低密度聚乙烯（LDPE）是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。無毒、無味、呈乳白色。密度為 0.94～0.965g/cm3,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性，但和其他塑料相比機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙稀有高度的耐水性，長期與水接觸其性能可保持不變。其透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。一般使用溫度約在 80℃左右。能耐寒，在-60℃時仍有較好的力學(xué)性能，-70℃時仍有一定的柔軟性。2.4 成型特性：結(jié)晶形塑料,吸濕性小,成型前可不預(yù)熱，熔體粘度小，成型時不易分解，流動性極好, 溢邊值為 0.02mm左右,流動性對壓力變化敏感，加熱時間長則易發(fā)生分解。冷卻速度快,必須充分冷卻,設(shè)計(jì)模具時要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。收縮率大，方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大，應(yīng)控制模溫。宜用高壓注塑，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要充分。不宜采用直接澆口注塑，否則會增加內(nèi)應(yīng)力，使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口位置。質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強(qiáng)行脫模。2.5 綜合性能：壓縮比： 1.84～2.30 熱變形溫度： 1.88MPa---- 48℃ 0.46MPa---- 60～82℃ 抗拉屈服強(qiáng)度: 22～39 MPa拉伸彈性模量： 0.84～0.95GPa彎曲強(qiáng)度： 25～40MPa第 2 頁 共 35 頁彎曲彈性模量： 1.1～1.4 GPa壓縮強(qiáng)度： 225 MPa疲勞強(qiáng)度： 11 Mpa（107 周）脆化溫度： -70℃2.6 LDPE 的注塑工藝參數(shù)：注塑機(jī)類型： 柱塞式噴嘴形式： 直通式噴嘴溫度： 150～170℃料筒溫度： 前 170～200℃ 后 140～160℃模溫： 30～45℃注塑壓力： 60～100Mpa保壓力： 40～50Mpa注塑時間： 0～5s保壓時間： 15～60s冷卻時間： 15～60s 成型周期： 40～140s3.塑件的形狀尺寸的計(jì)算塑件的工作條件對精度要求較高，根據(jù) LDPE的性能可選擇其塑件的精度等級為 6級精度（查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》一書可得出外徑: 28mm 壁厚: 1mm內(nèi)徑: 16mm 壁厚: 1mm由體積計(jì)算公式可計(jì)算得塑件的近似體積得:V 塑 = S·H?=2.825cm3查得 LDPE(低密度聚乙烯)密度約為: 由公式 代入數(shù)3/94.0cmg??vw??第 3 頁 共 35 頁據(jù)可得塑件的質(zhì)量為：W 塑 =V 塑 ×r 塑 =2.6(g)4.型腔數(shù)目的確定及排布為了使模具與注塑機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有以下：4.1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用，僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)。4.2 根據(jù)注塑機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目當(dāng)成型大型平板制件時，常用這種方法。設(shè)注塑機(jī)的額定鎖模力大小為F（N），型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 Pm,單個制品在分型面上的投影面積為A1，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為 A2，則：(nA1+A2)Pm F即：?n 12APm??4.3 根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個型腔，制品尺寸精度要降低 4%,高模具中的型腔數(shù)目為 n,制品的基本尺寸為 L，塑件尺寸公差為 ,單型腔模具注塑模??具生產(chǎn)時可能性產(chǎn)生的尺寸誤差為 ( 不同的材料，有不同的值，如：%s??s聚甲醛為 0.2%,尼龍 66為 0.3% ,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS 等非結(jié)晶型塑料?為 0.05%),則有塑件尺寸精度的表達(dá)式為：L %+ （n-1）L % 4%?s??s??簡化后可得型腔數(shù)目為：n 2450???s?第 4 頁 共 35 頁對于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致，故通常推薦型腔數(shù)目不超過 4個.4.4 根據(jù)注塑機(jī)的額定最大注塑量確定型腔數(shù)目設(shè)注塑機(jī)的最大注塑量 G（g），單個制品的質(zhì)量為 W1（g），澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2（g），則型腔數(shù)目 n為：n 128.0W??型腔的排布設(shè)計(jì)原則：多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、H 形、直線型及復(fù)合型等，在設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循以下原則：a. 盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。b. 型腔布置與澆口開高部位應(yīng)力求對稱，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。c. 盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。已知的體積 V 塑 或質(zhì)量 W 塑 ，又因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度較高，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注塑機(jī)的型號選擇，初步確定采用一模四腔對稱性排布,分流道直徑可選 1.6～9.5mm(參見《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》一書中部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍)。由塑件的外形尺寸(塑件壁厚 0.8<1.0<2.4)和機(jī)械加工的因素，確定采用點(diǎn)澆口，根椐塑件的材料及尺寸，澆口直徑可選0.8～1.3mm(參見《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦值)。采用對稱平衡的排布,如下圖示： 第 5 頁 共 35 頁型腔數(shù)目及排布圖5.分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以與合模方向平行或傾斜。分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則:⑴便于塑件脫模：a.開模是應(yīng)盡量使塑件留在動模內(nèi)b.應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯c.應(yīng)合理塑件在型腔中的方位⑵考慮和保證塑件的外觀不遭損害。⑶盡力保證塑件尺寸的精度要求。⑷有利于排氣和盡量使模具加工方便。本塑件屬于薄壁殼小型塑件，塑件冷卻時會因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模和精度要求角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。綜合以上因素，分型面應(yīng)選擇在瓶蓋的下部較為合理，如圖所示:第 6 頁 共 35 頁分型面圖6.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模的澆注系統(tǒng)是指從注流道的開始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充真到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。6.1 設(shè)計(jì)原則：澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計(jì)合理、盡量減少塑料的消耗。6.2 主流道設(shè)計(jì)：主流道是連接注塑機(jī)噴嘴與公流道的一段通道，通常和注塑機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。本塑件所用的材料為 LDPE（底密度聚乙烯），根據(jù)其流動性特點(diǎn)，主流道設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下：a. 主流道圓錐角ａ= ，內(nèi)壁粗糙度為 Ra0.63μm.?5b. 主流道大端呈圓角，取半徑 r=3mm,以減小料流轉(zhuǎn)過渡時的阻力。第 7 頁 共 35 頁c. 主流道應(yīng)盡可能的短，過長則會影響熔體的順利充型，此處根據(jù)實(shí)際情況選 35mm.d. 襯套與主流道設(shè)計(jì)成整體, 材料使用 T8，熱處理強(qiáng)度為 53-57HRC.6.3 冷料穴的設(shè)計(jì)：冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，其作用就是存放料流前峰的“冷料”,防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。本塑件采用無拉料桿的冷料穴。6.4 分流道設(shè)計(jì)：分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用。多型腔模具必定設(shè)計(jì)分流道，單型腔大型塑件在使用多個點(diǎn)澆口時也要設(shè)置分流道。6.4.1 分流道截面形狀和尺寸的選擇：通常的分流道截面形狀有圓形、矩形、梯形、U 形和六角形等，為了減少流道內(nèi)壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。由于正方形流道凝料脫模困難，六角形流道效率低而圓形截面流道在加工時兩半很難對準(zhǔn)，在此，選擇半圓形，取半圓直徑 4.5mm.參見《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》6.4.2 分流道的布置分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置分平衡式與非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如下圖：第 8 頁 共 35 頁6.5 澆口設(shè)計(jì)：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件質(zhì)量的影響很大。本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，其表面要求較高，而點(diǎn)澆口截面積小，對于纖維增強(qiáng)的塑料，澆口斷開時不會損傷塑件表面，故而確定采用點(diǎn)澆口。澆口位置的選擇：澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口時，應(yīng)遵循以下原則：a. 澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置b. 澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮，c. 澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣體的排除d. 澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位，對于圓筒類 制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。e. 對于帶細(xì)長的型芯模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯因沖擊變形。f. 澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口?；緟?shù)如下圖所示:第 9 頁 共 35 頁澆注系統(tǒng)圖根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下：由塑件質(zhì)量 W塑=2.6g 可得 d 取 4 D取 6d=4mm D=6mm R=15mm h=5mm d1=1mmH1=4.5mm l=60～70mm L=25mm a=4 a1=10 L1=17mm6.6 溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：排氣系統(tǒng)對于讓塑料充滿型腔，防止產(chǎn)生接縫和表面輪廓不完整等缺陷有著很重要的作用。一般大型模具，要在分型面開設(shè)專門的排氣槽，以利型腔內(nèi)氣體的排除。排氣方式：排氣槽一般通常開設(shè)在分型面上凹模一邊，位置位于塑料熔體流動的末端。一般情況下，排氣槽尺寸以氣體能夠順利排出而不產(chǎn)生溢料為原則。排氣槽寬度可取 1.5～6 mm，深度可取 0.025～0.1 mm，長度可取0.8～1.5 mm。但對于此模具，無需設(shè)計(jì)專門的排氣槽來排氣，可通過分型面及活動型芯與模板之間配合間隙來排氣，足夠能使氣體順利排出。注：在工廠中，可以利用推桿和模板間的間隙；模板和型芯定位孔；模板和鑲塊的縫隙；側(cè)抽芯和型腔板的間隙；定?；顒有托竞投姘宓拈g隙等排氣。甚至當(dāng)動定模接觸表面的粗糙度較大時，動定模之間也可以排氣。在本設(shè)計(jì)中，可利用頂桿間隙和定模型芯間隙排氣，不再開設(shè)排氣系統(tǒng)。第 10 頁 共 35 頁7.注塑機(jī)的選擇及型號和規(guī)格根據(jù)所選擇的參數(shù)，初步估算澆注系統(tǒng)的:體積: V 澆 =8～9cm 3。其質(zhì)量約為：W 澆 =V 澆 ×r 塑 =7.5～8.5g。S=(n×W 塑 + W 澆 ) /0.8=23～24g?？梢猿醪竭x項(xiàng)注塑機(jī)型號為： XS-Z-30XS-Z-30注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格如下:型號： XS-Z-30額定注塑量(cm 3)： 30螺桿直徑(mm)： 28注塑壓力（MPa）： 119注塑行程（mm）： 130注塑時間（s）： 0.7注塑方式： 柱塞式合模力 kN）： 250最大注塑面積（cm 2）： 90最大開（合）模行程（mm）： 160模具最大厚度（mm）： 180模具最小厚度（mm）： 60模板最大距離（mm）： 340動、定模固定板尺寸（mm）： 250×280噴嘴圓?。╩m）： 12噴嘴孔徑（mm）： 2以上參數(shù)參見《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》附錄，部分國產(chǎn)注塑成型機(jī)的型號及技術(shù)參數(shù)。柱塞式注塑機(jī)成型原理：先將粉狀或粒狀從注塑機(jī)的料斗中送進(jìn)配備加熱裝置的料筒中，塑化成熔融狀態(tài)。然后，在柱塞的推動下，塑料熔體被壓縮，并以極快的速度向前經(jīng)噴第 11 頁 共 35 頁嘴注入到模具型腔中，最后充滿型腔的熔體經(jīng)過保壓、冷卻而固華成塑件開模取出。如此即完成一個成型周期。柱塞式成型機(jī)中，塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供。在柱塞的平穩(wěn)推動下，料流是一種平緩的滯流態(tài)勢。料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì)點(diǎn)有著梯度變化的流速，結(jié)果靠料筒軸心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的溫度分布也有差異，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的電熱圈加熱，所以溫度高。而靠近軸心的料，因流動快，且又與料筒加熱圈隔了一層熱阻很大的塑料層，所以溫度低?？梢娫谥搅贤矁?nèi)，塑料的塑化程度很不均勻。注塑機(jī)的分類：a. 按外形可分為：臥式、立式和直角式b. 按傳動方式可分為：機(jī)械式、液壓式和液壓、機(jī)械聯(lián)合式c. 按用途又可分為：通用型和專用型d. 所選注塑機(jī)的型號為：XS-Z-30，屬于臥式通用型注塑機(jī)。8.成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算8.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模，凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐摩性和較低的表面粗糙度。同時還應(yīng)考慮零件的加工性和模具的制造成本。8.2 凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凹模又稱陰模，是成型塑件外輪廓的零件。凹模有整體結(jié)構(gòu)式和組合式。a. 整體式凹模：由整塊金屬材料直接加工而成，這種形式的結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。但當(dāng)塑件形狀復(fù)雜時，采用一般機(jī)械加工方法制造型腔比較困難。因此它適用于形狀簡單的塑件。第 12 頁 共 35 頁b. 組合式凹模：對于形狀復(fù)雜的塑件或難于機(jī)械加工的整體式凹模，為了節(jié)省貴金屬，便于型腔加工，減少熱處理，通常采用組合式凹模。亦可以分為：整體式凹模、整體嵌入式凹模、局部鑲嵌式凹模、大面積鑲嵌式凹模、四壁拼合式凹模。本塑件的外形簡單，采用整體式凹模。其適用于形狀簡單且凸模高度較小的塑件，整體式凹模為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。8.3 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式。a. 整體式凸模：當(dāng)塑件的內(nèi)形比較簡單，深度不大時，可采用整體式凸模，其結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件的質(zhì)量好，但機(jī)械加工不便，鋼材耗量較大，適用于小型凸模。b. 組合式凸模：當(dāng)塑件的內(nèi)形比較復(fù)雜而不便于機(jī)械加工時，或形狀雖不復(fù)雜，但為了節(jié)省貴金屬，減少加工量，通常采用組合式凸模。固定板和凸?？煞謩e采用不同的材料制造和熱處理，然后再連接成一體，這種結(jié)構(gòu)形式適用于大型凸模。由瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，有兩層，內(nèi)有螺絲，采用鑲件組合式凸模。8.4 成型零件工作尺寸計(jì)算：成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸，通常包括凹模和凸模的徑向尺寸（包括零件的長和寬）、凹模和凸模的高度尺寸及位置尺寸，故零件的工作尺寸計(jì)算主要是凹模和凸模的尺寸計(jì)算。8.4.1 產(chǎn)生偏差的原因：a. 塑料的成型收縮　　　成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計(jì)算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實(shí)際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。σ s=(Smax-Smin)×制品尺寸σ s 成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。Smax、S min 分別是制品的最大收縮率和制品的最小收縮率。 　　　　　　　　　第 13 頁 共 35 頁b. 成型零部件的模具制造偏差　　工作尺寸的制造偏差包括模具的加工偏差和裝配偏差。加工偏差就是模具在制造過程中所產(chǎn)生的尺寸偏差，裝配偏差主要是模具在分型面上的合模間隙以及組合模具的配合偏差。c. 成型零部件的磨損成型零部件的摩損相對于精度要求不高的大型零部件來說，可以不考慮，但對于精度要求較高的小型零部件，就必須要對其進(jìn)行考慮。本產(chǎn)品為 LDPE制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取 1.5%和 3.5％。平均收縮率 為 2.5%,此產(chǎn)品采用 6級精度，屬s于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù) x取值可在 0.5～0.75 的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到 IT７～I(xiàn)T８級，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：a. 凹模徑向尺寸計(jì)算：（相關(guān)公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第79-80頁）圖 B:mLsLZZsMM09. 0436.202513]%).[(1[(?????????mHsZZMSM1.04.0075]2%)[(1[(?????????第 14 頁 共 35 頁(C1)±δz/2 =(1+ sˉ )C1S±δz/2=(1+2.5%)×2±0.32/2=2.05±0.16 mmb. 凸模計(jì)算:圖 A中：(LM1) 0-δz =[ (1+ sˉ )LM1S+0.5×Δ] 0-δz=[ (1+2.5%)×26+0.5×0.48]0-0.48/4=26.650-0.12( L1) 0+δz =[(1+ sˉ )L1S - 0.5×Δ] 0+δz=[ (1+2.5%)×16-0.5×0.4]+0.4/40=16.2+0.10(lx) 0+δz =[(1+ sˉ )lXS - 0.5×Δ] 0+δz=[(1+2.5%)×2 - 0.5×0.24]+0.24/40=1.93+0.040(CX) ±δz/2 =(1+s ˉ )CXS±δz/2=(1+2.5%)×11±0.38/2=11.27±0.19(wx)0+δz =[(1+ sˉ )w XS - 0.5Δ] 0+δz=[(1+2.5%)×0.5-0.5×0.24]+0.24/40=0.4+0.060圖 A圖 B第 15 頁 共 35 頁圖 cl,1圖 C中，螺紋型芯與大型芯的配合采用 H8/f8。c. 型芯徑向尺寸計(jì)算：18.0362??il(hQ) 0+δz =[ (1+ sˉ )hQS-0.5×Δ] 0+δz=[ (1+2.5%)×3-0.5×0.24]+0.24/40=2.96+0.060(hQ1) 0-δz =[(1+ sˉ )hQ1s+0.5×Δ] 0-δz =[ (1+2.5%)×10-0.5×0.32] 0-0.32/4=10.09 0-0.08(lQ2) 0-δz =[ (1+ sˉ )lQ2S+0.5×Δ] 0-δz=[ (1+2.5%)×9+0.50.32]0-0.32/4=9.070-0.08d. 計(jì)算螺紋型芯的工作尺寸：螺紋型芯大徑： (d M大 )0-δz =[(1+ sˉ )ds大 +Δ 中 ] 0-δz螺紋型芯中徑： (d M中 )0-δz =[(1+ sˉ )ds中 +Δ 中 ] 0-δz螺紋型芯小徑： (d M小 )0-δz =[(1+ sˉ )ds小 +Δ 中 ] 0-δzdM大 , dM中 , dM小 ——— 分別為螺紋型芯的大，中，小徑；ds大 ， ds中 ，d s小 ——— 分別為塑件內(nèi)螺紋大，中，小徑基本尺寸；Δ 中 ———塑件螺紋中徑公差；δz———螺紋型芯的中徑制造公差，其值取 Δ/5。將數(shù)據(jù)代入以上公式計(jì)算得：第 16 頁 共 35 頁(dM大 )0-δz =[(1+2.5%)×14+0.03]0-0.03/5=14.380-0.006(dM中 )0-δz =[(1+2.5%)×12.701+0.03]0-0.03/5=13.0490-0.006(dM小 )0-δz =[(1+2.5%)×11.835+0.03]0-0.03/5=12.1610-0.0068.5 型腔壁厚和底板厚度計(jì)算注塑模在其工作過程需要承受多種外力，如注塑壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注塑模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個模具失效或無法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計(jì)時，成型零部件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算和校核是必不可少的。一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計(jì)算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計(jì)時只能對它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。因在設(shè)計(jì)時采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計(jì)算參考公式如下：8.5.1 側(cè)壁：a. 按強(qiáng)度計(jì)算： ??)12(??mPrs?b. 按剛度計(jì)算： ??)125.7.0(??rpErsp?8.5.2 底部：a. 按強(qiáng)度計(jì)算： ???21.rphms?b. 按剛度計(jì)算：第 17 頁 共 35 頁??349.0?ErPhms?8.5.3 凸模計(jì)算：a. 按強(qiáng)度計(jì)算： ????mPLr2?b. 按剛度計(jì)算：??34?Erm?參數(shù)符號的意義和單位以及經(jīng)查表所得值如下：Pm 模腔壓力（MPa）取值范圍 50~70E 材料的彈性模量（MPa）查得 2.06× 105[ ] 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得 176.5；?[δ] 成型零部件的許用變形量（mm）查得 0.05； 將以上值代入公式計(jì)算可得：按強(qiáng)度計(jì)算得：s 4.93mm hs 4.38mm r 8.52mm???按剛度計(jì)算得：s 0.93mm hs 1.91mm r 3.97mm模具采用材料為 3Gr2W8V，淬火中溫回火，≥ 46HRC9.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了保證注塑模準(zhǔn)確合模和開模，在注塑模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向，定位以及承愛一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定們兩種，根據(jù)本塑件的實(shí)際情況，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。9.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：9.1.1 定位件用：模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。9.1.2 導(dǎo)向作用：合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯第 18 頁 共 35 頁先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。承受一定的側(cè)向壓力。9.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則：a. 導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。b. 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6-8mm，以免型芯進(jìn)入凹模時與凹模相碰而損壞。c. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度。d. 為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角.e. 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護(hù)型芯不愛損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。f. 一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按 H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按 H6/k6;g. 除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外、，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動。h. 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)框架數(shù)據(jù)選取。9.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)：一般在注塑模中，動、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。而雙分型的注塑模，為了中間板在工作過程中的支承和導(dǎo)向，所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導(dǎo)柱。如下圖所示：第 19 頁 共 35 頁模具結(jié)構(gòu)圖9.3.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)：9.3.1.1 導(dǎo)柱的構(gòu)：a．鉚合式導(dǎo)柱：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但導(dǎo)柱損壞后更換麻煩。b. 直通式導(dǎo)柱：拆裝方便，便于維修，但制造比較費(fèi)時，且需增加墊板，適用于大型固定式模具。c. 壓入式合模銷：在垂直分型面的模具中，為了保證錐模套中的對拼凹模相對位置準(zhǔn)確，常采用兩個合模銷。d. 本次設(shè)計(jì)結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及其它各方面的要求，選用直通式導(dǎo)柱。9.3.1.2對導(dǎo)柱的要求：a．導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面的高度高出 6～8㎜，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之前型芯進(jìn)入型腔時與凹模相碰而損壞。此外，導(dǎo)柱長于凸模端面，脫模后可按任何利于操作的位置放在工作臺上，而不致于擦傷凸模成型表面。b．為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的先導(dǎo)部分。球形先導(dǎo)部分因制造費(fèi)時，一般很少采用。c．導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證導(dǎo)柱具有足夠的抗彎強(qiáng)度。d．導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的型芯。e．導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。f．導(dǎo)柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些。g．導(dǎo)柱滑動部分按 H8/h8間隙配合，固定部分按 H7/m6過渡配合導(dǎo)柱的尺寸如下圖：第 20 頁 共 35 頁導(dǎo)柱與導(dǎo)套選用間隙配合 9.3.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì):9.3.2.1 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)：a．套筒式導(dǎo)套：用于模套高度不大的簡單模具。b.臺階式導(dǎo)套：檢修方便，能保證導(dǎo)向精度，主要用于精度要求較高的大型模具。c.凸臺式導(dǎo)套：主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)。d.帶油槽的導(dǎo)套：可以改善導(dǎo)向條件，減少磨擦，但增加了制造成本，僅用于模具溫度不高的固定式注塑模。結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求，選用臺階式導(dǎo)套。9.3.2.2 對導(dǎo)套的要求：a.為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒有圓角 R。b.對于大型注塑模，當(dāng)開模力過大時，為了防止導(dǎo)套拔出，應(yīng)在導(dǎo)套上部加裝蓋板。10.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑成型的每一循環(huán)中，都必須方便塑件從模具型腔中型芯上脫出,模第 21 頁 共 35 頁具中這種脫出機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或推出機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)）。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。10.1 脫模機(jī)構(gòu)的組成:推出機(jī)構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。10.2 脫模機(jī)構(gòu)的分類：10.2.1 按驅(qū)動方式分：a. 手動脫模，它是在開模后，用人工操作推出機(jī)構(gòu)取出塑件。其動作平穩(wěn)，對塑件無撞擊，操作安全，但勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低；b. 機(jī)動脫模，是利用注塑機(jī)的開模動作使塑件脫離型腔。開模時塑件先隨動模一起移動，達(dá)到一定位置時，脫模機(jī)構(gòu)被注塑機(jī)上固定不動的推桿（或頂桿）頂住而不能隨動模繼續(xù)移動，從而使塑件脫離模腔。機(jī)動脫模生產(chǎn)效率高，推出力大，生產(chǎn)中被廣泛采用；c. 液壓脫模，注塑機(jī)上設(shè)置有專用的液壓頂出裝置（即液壓缸），當(dāng)開模到一定距離后，通過液壓缸活塞驅(qū)動而實(shí)現(xiàn)脫模動作。液壓式的頂出力、速度和時間可通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)，但需要專用液壓裝置。d. 氣動脫模，利用壓縮空氣，通過型腔里微小的頂出氣孔或受氣閥將塑件吹出，氣動方式可以直截吹出塑件，且制件表面無任何痕跡，但是需要專用裝置。10.2.2 按推出零件的類別分類：a.推桿式脫模，應(yīng)用廣泛，常用圓形截面推桿，其具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。是推桿直接與塑件直接接觸，開模后將塑件推出。b.推管推出脫模，又稱空心推桿或頂桿。特別適用于圓環(huán)形、圓筒形等中心帶孔及薄壁圓桶形塑件.推管整個周邊推頂塑件，使塑件受力均勻，無變形、無推出痕跡等優(yōu)點(diǎn)。推管推出機(jī)構(gòu)的常用方式是將主型芯固定于動模座板的推管脫模機(jī)構(gòu)。c.推件板推出脫模，又稱卸料板或刮板。其特點(diǎn)是推出面積大、推力均勻，第 22 頁 共 35 頁塑件不易變形，表面無推出痕跡，結(jié)構(gòu)簡單，模具無需設(shè)置復(fù)位桿，適用于大筒形塑件或薄壁容器及各種罩殼形塑件。d.利用成型零件推出制品的脫模，適用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。e.多元聯(lián)合式脫模，對于某些深腔殼體、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)合動作以完成脫模過程。10.2.3按脫模動作分類：a.一次推出脫模，最常用的一種脫模方式，塑件只經(jīng)過推出機(jī)構(gòu)一次動作就能脫模，故又稱簡單機(jī)構(gòu)。b.二次推出脫模，一般的塑件，其推出動作都是一次完成的，但是某些特殊形狀的塑件，一次推出動作難以將制品從型腔中推出或者制品不能自動脫落，這時就必須增加一次推出動作才能使制品脫落。二次推出脫模兩次推出的行程一般都有一定的差值，行程大與行程小者既可以同時動作，也可以滯后動作。同時動作時要求行程小者提前停止動作。若不同時動作時，要求行程大者的零件滯后運(yùn)動。c.動定模雙向推出脫模，在某些情況下，當(dāng)塑件被推出后還需延遲動作再推出澆注凝料等，尤其用于潛伏式澆注系統(tǒng)注塑模具。d.帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)可采用強(qiáng)制脫模、活動型芯和型環(huán)形式脫螺紋及回轉(zhuǎn)式脫螺紋。10.3 設(shè)計(jì)原則：a. 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作b. 保證塑件不因推出而變形損壞,外形良好c. 結(jié)構(gòu)簡單可靠:機(jī)械的運(yùn)動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度10.4 脫模力的計(jì)算：脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力。它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的重要依據(jù)之一.當(dāng)塑件收縮包緊型芯時，其受力情況為：正壓力 F正=F 包，即它的正壓力就是塑件對型芯的包緊力，些時的摩擦阻力為：F 阻=f×F 正=f×F第 23 頁 共 35 頁包。當(dāng)型芯存在錐度的時候，故在脫模力（F 脫）的作用下，塑件對型芯的正壓力降低了 F脫×sina,即變成了（F 正-F 脫×sina），所以些時的摩擦阻力為：F阻=f(F 正-F 脫×sina)=f×F 正-f×F 脫×sina式中：F 阻 摩擦阻力（N）f 摩擦系數(shù)，一般取 f=0.15 - 1.0F正 因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力（即包緊力）(N)F脫 脫模力A 脫模斜率，一般為 1度到 2度.根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：∑F x=0F 脫 +F 正 sinα=F 阻 cosα由于 a一般非常小，式中的 f×sina會非常接近于 0,故與之相乘的項(xiàng)之值可近似的等于 0,因此上式中的 f×F脫×sina 可以忽略，當(dāng)該項(xiàng)忽略時，上式變成：F脫=f×F 正×cosa-F 正×Sina=F 正（f×cosa-sina）當(dāng)(f×sina×F 脫)項(xiàng)忽略不記時，即為：F脫+F 正×sina=(f×F 正-f×F 脫×sina) ×cosaF脫= afFaf cosin1)t(cosin1)i( ???????正正F脫=p A式中：p 塑件對型芯產(chǎn)生的單位正壓力（包緊力）,一般 p=8-12MPa,薄件取小值，厚件取大值A(chǔ) 塑件包緊型芯的側(cè)壓力對于不通孔的殼形塑件脫模時，還需要克服大氣壓力造成的阻力 F阻,其值為：F 阻=0.1AA 為型芯端面面積故總的脫模力應(yīng)為：F總脫=F 脫+F 阻 或 F 總脫=F 脫+0.1A第 24 頁 共 35 頁p為塑件對型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件p取 2.4～3.9×10 7Pa;模內(nèi)冷卻的塑件 p約取 0.8～1.2×10 7Pa。經(jīng)計(jì)算 A=615.44mm2 ,式中 μ 取 0.25,p取 1×107Pa,取 α= ?45將數(shù)據(jù)代入上面導(dǎo)出的公式可得：Ft=615.44×10-6×1×107(0.25×cos45′ -sin45′ )=1457.91N。脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動時的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難,因此上面計(jì)算出來的結(jié)果只是一個近似值，實(shí)際的脫模力應(yīng)比計(jì)算出來的要大