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摘要： 該設(shè)計(jì)介紹了成型帶有彎管結(jié)構(gòu)的壓蓋的注塑模具。開(kāi)模動(dòng)作以一種弧形軌跡的 方式進(jìn)行抽芯是這副模具的特點(diǎn)，此處設(shè)置了以擺板和橫梁組成的擺框，由導(dǎo)板、滑銷(xiāo) 實(shí)現(xiàn)的弧形抽芯機(jī)構(gòu)。塑料制品另一個(gè)要處理好的部位是螺紋，螺紋的脫模采取二次脫 模方式，先抽型芯桿，后由推板強(qiáng)行推出。在制品滴嘴對(duì)稱(chēng)的部位設(shè)置潛伏式澆口，弧 芯兩邊對(duì)稱(chēng)受力，便于熔料合理流動(dòng)和排氣。 關(guān)鍵詞：螺紋 弧形抽芯 分型脫模 注射模 Abstract: This design introduced takes shape has the elbow piece to pull out the core organization the gland to cast the mold. Opened the mold movement to carry on by one arching trajectory way pulls out the core is this vice- mold characteristic, here establishes by has suspended the board and the crossbeam composition pendulum frame, by restricting-plate, the sear slide realized the arc to pull out the core organization. Plastic product another must process the spot is the thread, the thread drawing of patterns adopts two times of drawing of patterns ways, the pulling out core pole, latter forcefully promotes first by the push pedal. The goods in process drip nozzle symmetrical spot establishes the ambush type runner, arches the core two side symmetrical stress, is advantageous for the melt material reasonably to flow with the exhaust. Keywords: thread; core pulling; step-by-step parting demoulding; injection mould 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 1 目 錄 前言 .1 第一章 塑件分析和設(shè)計(jì) .3 第 1.1 節(jié) 原材料的選擇 .3 第 1.2 節(jié) 制品原材料的介紹 .4 第 1.3 節(jié) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析 .6 第二章 注塑機(jī)的選擇 .7 第 2.1 節(jié) 注塑機(jī)的選擇 .7 第 2.2 節(jié) 注塑機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 .9 第三章 方案論證 .10 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .11 第 4.2 節(jié) 慨述 .11 第 4.2 節(jié) 流道的設(shè)計(jì) .11 第 4.3 節(jié) 澆口的設(shè)計(jì) .12 第五章 分型面和排氣槽的設(shè)計(jì) .13 第 5.1 節(jié) 分型面設(shè)計(jì) .13 第 5.2 節(jié) 排氣槽的設(shè)計(jì) .14 第六章 成型零件的設(shè)計(jì) .14 第 6.1 節(jié) 概述 .14 第 6.2 節(jié) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .15 第 6.3 節(jié) 成型零件的工作尺寸計(jì)算 .16 第 6.4 節(jié) 型芯的側(cè)壁厚的設(shè)計(jì) .18 第七章 塑件抽芯機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .19 第 7.1 節(jié) 概述 .19 第 7.2 節(jié) 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .20 第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .20 第 8.1 節(jié) 引言 .20 第 8.2 節(jié) 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) .20 第九章 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .21 第 9.1 節(jié) 模具溫度設(shè)計(jì)原則 .21 第 9.2 節(jié) 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 .22 第 9.3 節(jié) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .22 第十章 結(jié)論 致謝 .26 參考文獻(xiàn) .28 外文翻譯 .29 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 1 前 言 材料只有通過(guò)成型才能具有使用價(jià)值的各種制品，以上的金屬制品（含 半成品） ，95以上的塑料制品時(shí)通過(guò)模具（包括壓延輥筒）來(lái)成型的。 模具時(shí)工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，它被用來(lái)成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。 在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，如金屬制品成型的壓鑄模，鍛壓模， 澆鑄模，非金屬制品成型的玻璃模，陶瓷模，塑料模等。每種材料成型模具按成型 方法不同又分為若干種類(lèi)型。 采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成 本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，模具成型已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工 藝中最具潛力的發(fā)展方向。模具是機(jī)械，電子等行業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè)，它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和 社會(huì)的發(fā)展起著越來(lái)越大的作用。 一個(gè)國(guó)家模具生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱，水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門(mén)的新產(chǎn) 品開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。我國(guó)未了優(yōu)先發(fā)展 模具工業(yè)，制定了一系列優(yōu)惠政策，并把它放在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要的戰(zhàn)略地位。 模具使用時(shí)要求高效率，自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)便，因而當(dāng)塑件的批量較大時(shí)，應(yīng)盡 量減少開(kāi)模取制件過(guò)程中的手工操作，為此常采用自動(dòng)脫模，自動(dòng)側(cè)抽芯等高效率 自動(dòng)化的模具，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品脫出是能自動(dòng)墜落或能用機(jī)械手取出。 模具制造要求模具零件的加工工藝性能好，選材合理，制造容易，成本低廉。 除簡(jiǎn)易模具外一般來(lái)說(shuō)制模費(fèi)用是十分昂貴的，一副優(yōu)良的注塑模具可生產(chǎn)百萬(wàn)件 以上的制品，壓制模具一般也能生產(chǎn)制品約 25 萬(wàn)件。因此當(dāng)塑件批量不大時(shí)，分?jǐn)?在每一個(gè)塑件上的模具費(fèi)會(huì)很高，這時(shí)應(yīng)盡可能地采取簡(jiǎn)單，合理，價(jià)廉的模具。 應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)塑料制品質(zhì)量與模具之間的關(guān)系，模具的形狀，尺寸精度，表面粗 糙度，分型面位置，脫模方式對(duì)塑件的尺寸精度，形位精度，外觀(guān)質(zhì)量影響很大。 模具的控溫方式，進(jìn)澆點(diǎn)，排氣槽位置等塑件的結(jié)晶，取向等凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及由他們 決定的物理力學(xué)性能，殘余內(nèi)應(yīng)力，光學(xué)，電學(xué)性能，以及氣泡，凹陷，燒焦，冷 疤，銀紋等各種制品缺陷有重要關(guān)系。 塑料制品生產(chǎn)中先進(jìn)合理的成型工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可少的 重要因素。塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。 任何塑件的生產(chǎn)的更新?lián)Q代都是以模具的制造和更新為前提的，由于目前工業(yè)和民 用塑件的產(chǎn)量猛增，質(zhì)量要求越來(lái)越高，因而導(dǎo)致了塑料模具研究，設(shè)計(jì)和制造技 術(shù)的迅猛發(fā)展。 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 2 在新世紀(jì)來(lái)到之際，我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?；仡櫼酝?，展望 未來(lái)，我們滿(mǎn)懷信心期待模具技術(shù)在“十五”期間有更快的發(fā)展。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān) 業(yè)化推動(dòng)了我國(guó)塑料模具加工工業(yè)的發(fā)展，并將繼續(xù)為我國(guó)塑料模具生產(chǎn)企業(yè)提高 技術(shù)水平、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力、加快融入國(guó)際大市場(chǎng)的步伐提供必要的技術(shù)保障。作為 新世紀(jì)的大學(xué)生，我一定要學(xué)好模具的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，用心做好每一個(gè)模具設(shè)計(jì)，努力 為國(guó)家的模具事業(yè)作出我的一點(diǎn)貢獻(xiàn)。 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 3 第一章 塑件分析和設(shè)計(jì) 第 1.1 節(jié) 原材料的選擇 注射塑料制品的選材要求主要取決于使用要求，為達(dá)到均衡選材還需考慮材料 的注射工藝性和模具的結(jié)構(gòu)工藝性。 1.1.1 選材依據(jù) (1)塑料件所需性能（使用要求） 。 使用要求是一個(gè)綜合性的問(wèn)題。這里我們?cè)O(shè)計(jì)的塑料制件是割紙刀刀柄，屬一 般的室內(nèi)用塑料件，對(duì)耐候性要求不高。需要有一定的剛度，并對(duì)制品表面的粗糙 度也有一定要求。已確定采用注射模塑成型，對(duì)原材料性能的最低要求如表 11： (2)幾種塑料性能比較，見(jiàn)上表 12。 表 11 原材料性能項(xiàng)目的最低數(shù)值清單： 抗壓強(qiáng)度 50 MPa 彎曲模量 900 MPa 熱變形溫度 80 帶缺口懸臂沖擊強(qiáng)度 2 kJ/m2 斷裂伸長(zhǎng)率 5 % 表 12 幾種塑料的性能比較 材料 名稱(chēng) 密度 （g/cm 3） 強(qiáng)度極限 b （ kg/mm2） 比強(qiáng)度 b/ 彈性模量 E (kg/mm2) 比剛度 （E/） 價(jià)格 元/噸 PE 0.96 39.5 41.2 1078.7 1123.7 6600 PP 0.90 32.3 35.9 1274.8 1416.4 7450 PS 1.06 48.6 45.9 3137.9 2905.8 7850 ABS 1.05 48.0 45.1 2059.3 1961.2 10100 POM 1.41 60.4 42.8 2745.7 1947.3 15000 PA-6 1.13 81.0 71.7 2745.7 2418.31 16900 PA-66 1.14 78.3 68.6 1274.8 1118.2 18900 PC 1.20 61.8 51.5 2353.4 1961.1 20100 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 4 (3)塑料材料性能排序，見(jiàn)下表 13。 表 13 幾種常用塑料的使用性能排序 序號(hào) 性能 說(shuō) 明 塑料代號(hào)排序 1 強(qiáng)度剛度 高 低 PA POM PSU PET EP ABS PS PVC PMMA PP PE 2 耐磨減磨 好 差 PA PAR PP PBT PC FEP POM ABSPVC PS PMMA PSU 3 耐化學(xué)性 好 可 PCTFEF3 PEEK PPS PTFE PPSU PPO ABS HDPE PB PA PC 4 耐熱性 高 低 PTFE EP PSU PC PP PE POM PMMA ABS PS PVC 5 尺寸穩(wěn)定 性 精 粗 PENTON PVC PSF PS PMMA ABS PC PA PSU PPO PP PE 6 抗老化性 強(qiáng) 弱 FEP F46 PTFE UEMWPE PEEK PMMA PAR PBT PC POM 7 阻燃性 好 差 PTFE PVC PI PPO PC PVF PEC EP PMMA PE PP 8 電性能 低 高 PTFE PE PVC PET PMMA PI PBT PPS PA TTE PPP 9 透明性 好 劣 PMMA PS PC PCTFEF3 PA PA-1010 10 耐折疊性 好 差 PP PE PVC PPC PS ABS 按選材經(jīng)驗(yàn)和推薦使用情況綜合考慮使用要求，選取合適的材料，其中還須考 慮經(jīng)濟(jì)成本和材料來(lái)源，制品為塑料洗浴液壓蓋，屬一般的室內(nèi)用塑料件，對(duì)耐候 性要求不高需要有一定的剛度，并對(duì)制品表面的粗糙度也有一定要求，在這個(gè)設(shè)計(jì) 中所要求的原材料是 PP。 第1.2節(jié) 制品原材料的介紹 1.2.1 PP 的性能 相對(duì)密度小，塑料中最輕的。強(qiáng)度，剛性，耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在 100左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，耐疲勞性好，耐水耐藥品，良好的高頻絕緣 性，不受濕度影響。折彎性好，但低溫變脆，不耐磨，易光老化。PP 屬結(jié)晶性材料， 吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長(zhǎng)期與熱金屬接觸會(huì)發(fā)生分解。其流動(dòng)性極好，溢 邊值 0.03mm 左右。冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱適度。成型收縮范圍大， 收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，取向性強(qiáng)。成型加工時(shí)注意控制成型溫度， 料溫低取向性明顯，尤其是在低溫高壓時(shí)更明顯。模具溫度低于 50以下塑件無(wú)光 澤，易產(chǎn)生溶接痕、流痕；90以上時(shí)易發(fā)生翹曲、變形。塑件應(yīng)壁厚均勻，避免 缺口，以防止應(yīng)力集中。 其主要性能見(jiàn)表 1.4： 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 5 1.2.2 PP 的主要用途 表 1.4 聚丙烯（PP）部分性能 密 度 0.880.9 1 拉伸強(qiáng)度(MPa) 3039 收縮率 () 1.03 .0 拉伸彈性模量(GPa) 1.11.6 熔 點(diǎn) () 1641 70 彎曲強(qiáng)度(M Pa) 4267 彎曲彈性(GPa)_ 1.45 物 理 性 能 熱變形溫度() 10511 6 壓縮強(qiáng)度(MPa) 3956 模具溫度（） 4060 缺口沖擊強(qiáng)度 (KJ/) 3.54.8 噴嘴溫度（） 19022 0 力 學(xué) 性 能 硬度 HR95105 中段溫度（） 22024 0 后段溫度（） 18021 0 體積電阻率 10 注射壓力 MPa 4080 介電常數(shù) 10Hz2.02.6 塑化形式 螺桿式， 柱塞 式 工 藝 參 數(shù) 噴嘴形式 通用式 電 性 能 擊穿電壓(kv/mm) 2026 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 6 PP 的用途很廣，可以用來(lái)制作汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)周?chē)枰蜔岬牟考枰蠓邢?和高壓殺菌的醫(yī)療機(jī)械和餐具等；還可以用來(lái)制作需抗彎曲疲勞的汽車(chē)的車(chē)軸踏板， 文件類(lèi)的封面，封蓋及各種容器等。PP 廣泛用于制作化工管道，各種貯槽和壓濾機(jī) 框架等。還可用來(lái)生產(chǎn)纖維，單絲，扁絲等強(qiáng)力制品和管道，扁絲可以制成編織薄 以 用作包裝材料等等。 第 1.3 節(jié) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析 1.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度的確定 塑料制品的尺寸精度與塑料制品品種有關(guān)，根據(jù)各種塑料收縮率不同，可將各 種塑料的公差等級(jí)分為高精度、一般精度和低精度。對(duì)于塑料制品技術(shù)要求和尺寸 精度盡量降低，采用一般精度。PP塑件一般精度為MT4，未注公差尺寸為MT6。 塑件如圖： 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 7 1.3.2 表面質(zhì)量 塑件表面質(zhì)量包括表面粗糙度和表觀(guān)缺陷狀況（缺料、溢料、凹陷、熔接痕、 銀紋、澆口處發(fā)渾、翹曲、粘膜和粘流道等） 。如果不考慮表觀(guān)缺陷狀況，則制品的 表面質(zhì)量主要取決于表面粗糙度。一般而言，原材料的質(zhì)量、工人操作水平及模具 型腔的表面粗糙度等因素，均對(duì)制品的表面粗糙度有影響。其中模腔的表面粗糙度 影響最大。制品要求的表面粗糙度數(shù)值越小，模腔表面越光滑， 加工模具時(shí)的研磨 拋光要求也越高，模具制造的難度也越大。因此，治貧表面的粗糙度應(yīng)視情況而定， 除了考慮使用要求外，還須考慮美觀(guān)。模塑制品的表面粗糙度通常為 Ra0.021.28 ，這里取 Ra0.8。模腔表面粗糙度數(shù)值為制品的 1/2，即 Ra0.010.64 ,這里m m 取 Ra0.2。 第二章 注射機(jī)的選擇 第 2.1 節(jié) 注塑機(jī)的選擇 注塑成型機(jī)類(lèi)型和規(guī)格很多，臥式注塑機(jī)是目前使用最廣泛的注塑成型機(jī)，其 注塑柱塞或螺桿與模板的合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線(xiàn)上，其 優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操縱和加料，制件推出模具后可自動(dòng)墜落，故易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng) 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 8 化操作，機(jī)床重心較低安裝穩(wěn)定，一般大中型注塑機(jī)均采用這種形式。此處就采用 臥式螺桿式注塑機(jī)。 模具設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮注射機(jī)技術(shù)的規(guī)范有：最大注射量、最大注射壓力、最大 鎖模力、模具安裝尺寸和開(kāi)模行程等。由于同一規(guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)廠(chǎng)家不同，技 術(shù)規(guī)格也有所不同，所以設(shè)計(jì)時(shí)最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的注射機(jī)使用說(shuō)明書(shū) 上標(biāo)明 的技術(shù)規(guī)格。 制品的質(zhì)量為：q=7.5g ，原材料是 PP，密度是：=0.9g/ ,3cm 型腔個(gè)數(shù)為 4，則最大的注射量：M 30g分M5.74 初選注射機(jī)為：震德塑料機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)的 S 系列高速精密直壓注塑機(jī)型號(hào)為 CJH55S ，最大的注射量為 74.9g （1） 注塑機(jī)的主要的運(yùn)行參數(shù)如表 2.1 表 2.1 注塑機(jī)的各種參數(shù) 鎖模系統(tǒng) 鎖模力 KN 550 導(dǎo)柱內(nèi)距 mm*mm 365*365 開(kāi)模行距 mm 410 模板最大距離 mm 620 容模量 mm 210 頂出行程 mm 130 頂出力 KN 34.3 射膠系統(tǒng) 射膠機(jī)構(gòu) 231 螺絲直徑 mm 26 螺絲最大距離 26.2:1 理論注射容積 cm3 79.6 g 74.9實(shí)際注射量 oz 2.6 射膠壓力 Mpa 289.9 螺絲行程 mm 150 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 9 螺絲轉(zhuǎn)速 r.p.m 365 注射速度 mm/s 173 動(dòng)力/電熱 油壓系統(tǒng)壓力 MPa 17.5 油泵馬達(dá) kW 15 電熱量 kW 5.5 溫度控制區(qū)數(shù) - 4 其他 油箱容量 lit 400 機(jī)械外形尺寸 （L*W*H） m 3.87*1.4*1.5 機(jī)重 kg 3240 （2） 注射機(jī)的模板尺寸如圖 2-2 第 2.2 節(jié) 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 2.2.1 型腔數(shù)的校核 注塑機(jī)的最大的注塑量按國(guó)際慣例是指注塑在常溫下密度為 的普 3/05.1cmgS 通聚苯乙烯的對(duì)空注射量 ，實(shí)際的注射量 取機(jī)器的最大注塑量的 85%SM 圖 3-2 注射機(jī)的模板尺寸 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 10 實(shí)際注射量： , 為理論的最大的注射量SM%85 對(duì)于其它的非聚苯乙烯的塑料，其最大的注塑量為： ， ， SS033/9.0,/05.1cmgcg S 57.4.748.*850 4 個(gè) （2.1）個(gè)26.74qMn 所以，注射機(jī)的最大注射量是合格的，型腔個(gè)數(shù)的選擇也是可行的。 2.2.2 鎖模力的校核 選用注塑機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，否則模具分型面會(huì)在注射 壓力下分開(kāi)而產(chǎn)生溢料。對(duì)于螺桿式注射機(jī)壓力損失較小，所以型腔壓力較大。鎖 模力和成型面積的關(guān)系由下式確定： (2.2)2SP腔鎖 式中 -鎖模力（N） ；鎖P -型腔壓力，一般為 4050MP ，這里取 =50MP；腔 腔P S-澆道、進(jìn)料口和塑件的投影面積； 經(jīng)過(guò)計(jì)算：制品的投影面積： 2146.3cmS 主流道的投影面積： 270 分流道的投影面積： 23. 總面積： 2194cSS 所以，理論的需要的壓力： KNPF.109.45046腔 而實(shí)際注塑機(jī)的鎖模力為 =550KN 鎖P 因?yàn)?，F(xiàn) ，所以注塑機(jī)的鎖模力是合格的。鎖 2.2.3 開(kāi)模行程的校核 注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的 最大開(kāi)模行程。因?yàn)槲宜x擇的注塑機(jī)是全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，所以校核開(kāi)模行程應(yīng) 按注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模具厚度等有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。我設(shè)計(jì)的模具是單分型面 的，所以校核的公式是： (2.3)mHSmk 10521 注塑機(jī)模板間的最大開(kāi)距，mm 模具的厚度，mmmH 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 11 H1塑件脫模（推出距離）距離，mm H2塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm 根據(jù)裝配圖可以的到： =221.2mm， 19.2mm， mmmH12H 所以 mm 4.26.921021 而注塑機(jī)的最大開(kāi)距 =480mmkS 所以注塑機(jī)的開(kāi)模行程是合格的。 第三章 方案論證 在塑件上凡是脫出方向和開(kāi)模方向不同的側(cè)孔或側(cè)凹除少數(shù)淺側(cè)凹外，都需要 進(jìn)行側(cè)向抽芯或側(cè)向分型方能將塑件順利脫出。因此產(chǎn)品需要有一個(gè)長(zhǎng)達(dá) 75mm 的側(cè) 抽芯機(jī)構(gòu)，采用何種側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)是一個(gè)很重要的問(wèn)題。 手動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)抽出機(jī)構(gòu)操作不方便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率較低， 抽拔力有限，這里不適合。 液壓（氣壓）側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是抽拔距離長(zhǎng)，抽拔力大，動(dòng)作靈活， 不受開(kāi)模過(guò)程限制，常在大型注射模具中使用，但缺點(diǎn)是液壓或氣動(dòng)裝置成本較高。 機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但分型與抽芯無(wú)需手工操作，生產(chǎn)效率高， 經(jīng)濟(jì)性好，動(dòng)作可靠，實(shí)用性強(qiáng)，其主要形式有：彈簧分型抽芯、斜銷(xiāo)分型抽芯、 彎銷(xiāo)分型抽芯、斜滑塊分型抽芯、齒輪齒條抽芯等。為了提高經(jīng)濟(jì)性，我們采用機(jī) 動(dòng)側(cè)向抽芯。 在這里，由于產(chǎn)品的特殊結(jié)構(gòu)彎管，所以毫無(wú)疑問(wèn)地將采取彎銷(xiāo)分型抽芯。 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4.1 節(jié) 概述 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)中最重要的問(wèn)題之一。澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 12 從注塑機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送通道。它具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的 功能，對(duì)塑件的質(zhì)量具有決定性的影響。它的設(shè)計(jì)合理與否，影響著模具的整體結(jié) 構(gòu)及其工藝操作的難易程度。澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿(mǎn)模腔深處， 以獲得外形輪廓清晰、內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。因此要求充模過(guò)程快而有序，壓 力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于制品分離或切除。一般澆注 系統(tǒng)都由四個(gè)部分組成的：主流道，分流道，澆口，冷料井。 第 4.2 節(jié) 流道的設(shè)計(jì) 4.2.1、主流道和主流道襯套的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體入口處，其形狀為圓錐型，便于塑料熔體按 序順利地向前流動(dòng)。主流道的尺寸直接影響熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，甚至影響 塑件的內(nèi)在的質(zhì)量。本設(shè)計(jì)中主流道和主流道襯套的尺寸如圖： 圖 4-1 主流道襯套示意圖 主流道襯套的材料為 45#鋼，主流道內(nèi)表面的粗糙度為 1.6，主流道襯套外表面 的粗糙度為 0.8。 4.2.2、分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道。 （1） 分流道的截面形狀： 在本設(shè)計(jì)中采用的是 U 形斷面分流道，這種流道只切削加工在一個(gè)模板上， 節(jié)省機(jī)械加工費(fèi)用，且熱量損失和阻力損失均不大。其深度 h=5/4R。 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 13 （2） 分流道的截面 尺寸如圖： 圖中：h=3.4mm ，角度選 10， B=5mm 圖 4-2 分流道的截面 第 4.3 節(jié) 澆口的設(shè)計(jì) 澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位， 澆口的形狀和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)斷面尺寸最小 的部分，對(duì)充模流動(dòng)起著控制作用，成型后制品和澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其 尺寸又影響后加工工作量的大小和塑件的外觀(guān)。 4.3.1、澆口形式的設(shè)計(jì) 根據(jù)本設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的外觀(guān)要求和模具的簡(jiǎn)單兩板式結(jié)構(gòu)，澆口形式采用潛伏 式澆口形式，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易于保證加工精度。澆口的示意圖和尺 寸可見(jiàn)圖 4-3 圖 4-3 潛伏式澆口示意圖 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 14 第五章 分型面和排氣槽的設(shè)計(jì) 第 5.1 節(jié) 分型面設(shè)計(jì) 在注塑模中，用于取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱(chēng)為分型面。常見(jiàn)的取出 塑件的主分行面，與開(kāi)模方向垂直。分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫 模，而且涉及模具的結(jié)構(gòu)與制造成本。在選擇分型面時(shí)，應(yīng)遵守以下規(guī)則： （1）：分型面應(yīng)該選擇在塑件的最大的截面處； （2）：盡可能地將塑件留在動(dòng)模一側(cè)。因?yàn)樵趧?dòng)模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)便 易行； （3）：有利于保證塑件的尺寸精度； （4）：有利于保證塑件的外觀(guān)的質(zhì)量； （5）：考慮滿(mǎn)足塑件的使用要求。注塑件在模塑過(guò)程中，有一些很難避免的工藝 缺陷，如拔模斜度、分型面上飛邊及頂桿與澆口的痕跡等。在設(shè)計(jì)分型面時(shí)，應(yīng)從 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 15 使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件的功能； （6）：盡量減少塑件在合模平面上的投影面積，以減少所需的鎖模力； （7）：長(zhǎng)芯應(yīng)置于開(kāi)模方向； （8）：有利于排氣，應(yīng)有利于簡(jiǎn)化模具。 考慮以上幾方面，我們將塑件投影面積最大的平面作為分型面，與開(kāi)模方向垂 直。采取動(dòng)模邊側(cè)向分型，以使模具結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單這個(gè)模具的分型面，因此我選擇 最大的橫截面上也就是選擇在制品的低部作為分型面，這樣的選擇既不影響制品的 外觀(guān)，也不影響制品的脫模了。 第 5.2 節(jié) 排氣槽的設(shè)計(jì) 利用分型面排氣是最簡(jiǎn)便的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)，排氣槽 的尺寸以有利于排氣，但又不溢料為原則。在本設(shè)計(jì)中我所用的原材料是 PP，根據(jù) 文獻(xiàn)6：可得排氣槽的高度為： 。mh015. 第六章 成型零件的設(shè)計(jì) 第 6.1 節(jié) 概述 成型零件主要包括凹模、型芯、鑲嵌件，各種成型桿與成型環(huán)。成型零件承受 高溫高壓的塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。 在上萬(wàn)次、甚至幾十萬(wàn)次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其 穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對(duì)質(zhì)量。成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)然是以成型符合質(zhì) 量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具的制造成本。成型 零件成本高于模架的價(jià)格，隨著型腔的復(fù)雜程度、精度等級(jí)和壽命要求的提高而增 加，型腔和型芯是用來(lái)直接成型零件的，其尺寸精度，公差大小關(guān)系到塑件的精度 和表面粗糙度，精確度要求較高。 第 6.2 節(jié) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型塑件外表面的部件，凹模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式、整體嵌入式、 局部鑲嵌式、大面積鑲嵌組合式和四壁拼合式五種。整體式凹模由整塊加工而成， 它的特點(diǎn)是牢固、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接痕。本模具形狀簡(jiǎn)單、易制造加 工，雖然局部形狀有點(diǎn)復(fù)雜，但可以采用加工中心、數(shù)控機(jī)床、仿形機(jī)床或電加工 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 16 等特殊方法加工。今年來(lái)由于型腔加工新技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，許多過(guò)去必須組合加 工的較復(fù)雜的凹模，現(xiàn)在也可以設(shè)計(jì)成整體式結(jié)構(gòu)，所以這里采用這種結(jié)構(gòu)。 凹模的結(jié)構(gòu)如圖（6-1） 6.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯也有整體式和組合式之分，形狀比較復(fù)雜或形狀雖不復(fù)雜，但從節(jié)省貴重 鋼材，減少加工工作量考慮多采用組合式型芯。固定板和型芯可分別采用不同的材 料制造和熱處理，然后連成一體。當(dāng)軸肩為圓形而成型部分為非回旋體時(shí)，為了防 止型芯在固定板內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要在軸肩處用銷(xiāo)釘止轉(zhuǎn)。 對(duì)于形狀復(fù)雜的型芯，為了便于機(jī)械加工，其本身可做成拼合的形式。在這里， 由于塑件結(jié)構(gòu)的特殊性，可采取芯桿和頂套拼合的形式。同時(shí)，由于在制品的底部 具有外圓牙螺紋，所以需要在頂套相應(yīng)的部位進(jìn)行加工。型芯的材料是 35SiMn 合金 結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì) 220260HBS。表面的粗糙度： 。mRa8.0 凸模的結(jié)構(gòu)如圖（6-2） 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 17 AA 第 6.3 節(jié) 成型零件工作尺寸計(jì)算 按平均收縮率計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)便易行，是最常用的計(jì)算方法，這里采用此 方法。PP 平均收縮率 ，塑件制造公差 ，對(duì)應(yīng)模具制造公差 。%0.2SCP4MT10IT (1)型腔徑向尺寸計(jì)算 (47)2/PCLPCSCSMPLL (48)SP12/mwC 式中 型腔（孔）的最小尺寸ML 型腔使用過(guò)程中允許的最大磨損量（取塑件總誤差的 1/6，一般在w 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 18 0.020.05mm 之間） 成型零件制造誤差（正值）m 塑件（軸）的最大尺寸PL 塑件公差（負(fù)值） 出于修模考慮，對(duì)型腔徑向尺寸來(lái)說(shuō)易修大，預(yù)留一負(fù)修模余量 ,標(biāo)上制造公r 差 得型腔徑向名義尺寸：m = + ML)2/(rmwPCm 對(duì)于注塑模，型腔磨損量很小時(shí)，可用下式計(jì)算： = + (49)(P 塑件徑向尺寸 =30mm， =29.84mm；1P23.01C 30.45mm%84.9MPL 模具型腔按 級(jí)精度制造，其制造偏差 =0.07mm，0ITm =(30.45-0.07)+0.071 =30.38+0.07mm 塑件徑向尺寸 =60mm， =60 =59.54；2PL2PC9.0 =60.76mm%154M 模具制造偏差 =0.16mm，m =(60.76-0.16)+0.162L =60.59+0.16mm (2)型芯徑向尺寸計(jì)算 2/PC =MLrmw/ 標(biāo)上制造公差 得型芯徑向名義尺寸：m = -)2/(rPCm 對(duì)于注塑模，型腔磨損量很小時(shí)修模余量也很小時(shí)可用下式計(jì)算： = - (410)ML)(mP 塑件尺寸 =6mm， =6+ =6.16mm；3PL3C2.0 =6.29mm%.16P 模具制造偏差 =0.084mm，m (6.29+0.084)-0.0843ML 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 19 =6.37-0.084 mm 塑件尺寸 =26mm， =26+ =26.09mm；4PL4PC218.0 =26.62mm%.96ML 模具制造偏差 =0.048mm，m (26.62+0.048)-0.0484 =26.67-0.048 mm (3)型腔深度尺寸計(jì)算 +2/rmMCPHm 若取修模余量為 ，則型腔容易修淺2/m + (411)P 塑件尺寸 =12mm， 12 =11.91mm；1PH1PC28.0 =12.15mm%.19MCPH 模具制造偏差 =0.048mm，m 型腔易修淺， 12.15+0.048mm。1M (4)型芯高度尺寸的計(jì)算 -2/rmMCPHm 型芯容易修長(zhǎng) - (412)PM 塑件尺寸 =20mm， 20 =19.54mm；2PH2PC9.0 =19.94mm%.2154PH 模具制造偏差 =0.16mm，m 型芯易修長(zhǎng)， 19.94+0.16mm。2M 第 6.4 節(jié) 型腔的側(cè)壁厚的設(shè)計(jì) 凹模板和動(dòng)模墊板是構(gòu)成型腔的主要受力構(gòu)件。型腔的壁厚計(jì)算以型腔內(nèi)最大 峰值壓力為依據(jù)，該壓力是在型腔完全充滿(mǎn)之后，在壓實(shí)的過(guò)程中產(chǎn)生的，采用的 材料是碳鋼。這個(gè)設(shè)計(jì)中我采用是整體式圓形型腔。 按剛度條件計(jì)算時(shí)，計(jì)算壁厚的公式為： 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 20 1 prER （6.4） 其中 P-型腔的壓力（MP） ，E-彈性模量，碳鋼為 MP50.2 r-內(nèi)半徑（mm）,R-外半徑（mm）, -泊松比，碳鋼取 0.25 查資料3的表 18-4-1 可得：容許變形量 m. 又由前面的計(jì)算可得：r=30.38mm ，型腔壓力 P=50MP 所以經(jīng)過(guò)計(jì)算可得：R=43.57mm 所以，厚度為：S=30.38 21.783=8.6mm 第七章 塑件抽芯機(jī)構(gòu)和脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 7.1 節(jié) 概述 在塑件上凡是脫出方向與開(kāi)模方向不同的側(cè)孔或側(cè)凹除少數(shù)可以強(qiáng)制脫出外， 都 需要進(jìn)行側(cè)向抽芯或側(cè)向分型方能將塑件順利脫出。 注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一個(gè)循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或 型芯上自動(dòng)地脫出模外，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu) 一定要做到：結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行可靠，不影響塑件外觀(guān)，不造成塑件變形破壞， 讓塑 件留在動(dòng)模。 本設(shè)計(jì)中的制品帶有彎嘴和外螺紋。要求開(kāi)模動(dòng)作以一種弧形軌跡的方式進(jìn)行 抽芯，為此可設(shè)置以擺板和橫梁組成的擺框，由導(dǎo)板和滑銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)的弧形抽芯機(jī)構(gòu)。 帶有外螺紋的塑件，其脫模方式非旋轉(zhuǎn)脫出和旋轉(zhuǎn)脫出。對(duì)于非旋轉(zhuǎn)脫出，在 脫模力作用下外螺紋塑件被強(qiáng)制壓縮，從而達(dá)到脫出的目的，因此其生產(chǎn)效率很高 和可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。由于本產(chǎn)品的外螺紋采用圓牙螺紋，且 pp 在高溫下具有較好 的彈性，因此可采用強(qiáng)制推出的脫模方式。 強(qiáng)制推出帶外螺紋的薄壁件時(shí)應(yīng)先將主型芯抽出，以留出向內(nèi)膨脹的空間，為 此常需采用順序分型機(jī)構(gòu)。 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 21 第 7.2 節(jié) 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.2.1 慨述 由前面的方案認(rèn)證可知，本設(shè)計(jì)的抽芯機(jī)構(gòu)采用彎銷(xiāo)抽芯機(jī)構(gòu)。又由于制品的 特殊結(jié)構(gòu)，所以需要對(duì)常規(guī)彎銷(xiāo)抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行更改，以便更好地完成弧形抽芯動(dòng)作。 圖 7.2.1 彎銷(xiāo)抽芯機(jī)構(gòu)橫 梁插 銷(xiāo) 弧 芯 擺 板滑 銷(xiāo)軸 銷(xiāo) 第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 8.1 節(jié) 引言 塑料模閉合時(shí)為保證型腔形狀和尺寸的準(zhǔn)確性，應(yīng)按一定的方向和位置合模， 所以必須設(shè)有導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位和承受注塑時(shí)產(chǎn)生側(cè)壓力 三個(gè)作用。動(dòng)定模在開(kāi)閉模時(shí)按導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)，使動(dòng)定模按正確的方位閉合，避 免凸模進(jìn)入凹模時(shí)因方位搞錯(cuò)而損壞模具或定位不準(zhǔn)而互相碰傷，因此設(shè)在型芯周 圍的導(dǎo)柱應(yīng)比主型芯高出至少 68mm。同時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具閉合后使型腔保持正確 的形狀和所有由動(dòng)定模構(gòu)成的尺寸的精度。 第 8.2 節(jié) 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 8.2.1、導(dǎo)柱的直徑和長(zhǎng)度 導(dǎo)柱的直徑一般在 1263mm 之間，而且導(dǎo)柱無(wú)論是固定段的直徑還是導(dǎo)向段的 直徑的形位公差與尺寸之間的關(guān)系應(yīng)遵循包容原則。在本設(shè)計(jì)中，導(dǎo)向段和固定段 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 22 的直徑是 15.6mm，安裝段的直徑為 18.2mm，導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度為 102.9 mm。 8.2.2、導(dǎo)柱的形狀 導(dǎo)柱的端部做成了錐形，錐形頭高度取與其相鄰圓柱直徑的 ，前端倒了角，31 使起能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。 8.2.3、導(dǎo)柱的配合公差 安裝段與模板間采用過(guò)渡配合 H7/K6，導(dǎo)向段和導(dǎo)向孔間采用動(dòng)配合 H7/f7。 8.2.4、粗糙度 固定段表面用 Ra0.8 m，導(dǎo)向段表面用 Ra0.4 m。 8.2.5、導(dǎo)柱的材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的芯部，因此在本設(shè)計(jì)中所選導(dǎo) 柱的材料為 20#鋼，滲碳 0.50.8，淬硬 5660HR。 圖 8.2.1 導(dǎo)柱示意圖 第九章 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 9.1 節(jié) 模具溫度設(shè)計(jì)原則 注塑模不僅是塑料熔體的成型設(shè)備，而且還是熱交換器。模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接關(guān) 系塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，是注塑模設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一。高溫塑料熔體在模腔內(nèi) 凝固將釋放熱量，注塑模存在一個(gè)合適的模具溫度。模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)使整個(gè)成型型腔， 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 23 在整個(gè)批量生產(chǎn)中保持這個(gè)合適的溫度。因此模溫系統(tǒng)的作用也是非常重要的。首 先它對(duì)制品的質(zhì)量的影響，模溫的波動(dòng)及分布不均勻，和模溫的不適合這兩個(gè)方面 會(huì)使塑料制品的質(zhì)量變壞。模溫直接關(guān)系制品的成型收縮率，模溫的波動(dòng)會(huì)使批量 生產(chǎn)的制品尺寸不穩(wěn)定，從而降低制品尺寸精度，甚至出現(xiàn)尺寸誤差過(guò)大而出現(xiàn)廢 品。其次提高模溫能改善制品表面的粗糙度，使輪廓清晰，熔合縫不明顯。提高模 溫有利于減小制品中殘余應(yīng)力，有利于高粘度的熔體的充模流動(dòng)，但是會(huì)延長(zhǎng)冷卻 時(shí)間和注塑周期，也會(huì)使脫模的溫度過(guò)高，是塑件在脫模中受到損傷。同是溫度調(diào) 節(jié)系統(tǒng)也對(duì)生產(chǎn)效率也有影響。 冷卻時(shí)間在整個(gè)注塑周期中占 50%80%的時(shí)間。在保證塑件的質(zhì)量的前提下， 限制和縮短冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。讓高溫熔體盡快的降溫固化，模溫調(diào) 節(jié)系統(tǒng)應(yīng)該有較高的冷卻效率。注入模具的塑料熔體所具有熱量，由模具傳導(dǎo)、對(duì) 流和輻射散傳于大氣和注射機(jī)僅占 5%30%，熱量大部分由冷水帶走了。縮短冷卻 時(shí)間途徑有三個(gè)方面：讓冷卻水處于流；：擴(kuò)大模具與冷卻水的溫差；： 增大冷卻介質(zhì)的傳熱面積。 模具溫度設(shè)計(jì)： 模溫高低視塑料品種不同而定，它對(duì)制品結(jié)晶度，力學(xué)性能，表面質(zhì)量，制品 的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形有很大影響。特別是結(jié)晶型塑料。模具溫度是注塑結(jié)晶聚合物 最重要的工藝參數(shù)，它決定了結(jié)晶條件。對(duì)于玻璃化溫度于室溫的聚合物來(lái)說(shuō)，若 在成型時(shí)未達(dá)到足夠的結(jié)晶度則在使用或儲(chǔ)存過(guò)程中將發(fā)生后結(jié)晶現(xiàn)象，制品的形 狀和尺寸都將發(fā)生變化，因此應(yīng)盡可能地使其結(jié)晶度達(dá)到平衡狀態(tài)。由于聚丙烯的 玻璃化溫度較低，可選模溫為 4080，這可使其結(jié)晶的速度快而不致產(chǎn)生粗大 的晶粒，可獲得較高的結(jié)晶度。 第 9.2 節(jié) 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 為了提高冷卻效率，模具的冷卻系統(tǒng)可按下述原則進(jìn)行設(shè)計(jì)： （1（ 冷卻水孔間距越小，直徑越大，則對(duì)塑件冷卻越均勻； （2（ 水孔與相鄰型腔表面距離相等，否則脫模后制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低， 在進(jìn)一步冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生翹曲變形； （3（ 采用并流流向，加強(qiáng)澆口處的冷卻。 第 9.3 節(jié) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PP 粘度低、流動(dòng)性好，成型工藝要求模具溫度不太高。注射成型過(guò)程中，可把 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 24 模具看成為熱交換器，塑料熔體凝固時(shí)釋放的熱量約有 5%以輻射、對(duì)流的方式散發(fā) 到大氣中，其余 95%由模具的冷卻介質(zhì)帶走。模具的冷卻時(shí)間約占成型周期的 2/34/5，因此，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)很重要的問(wèn)題。 顯然，應(yīng)在模具上開(kāi)設(shè)盡可能大、數(shù)量盡可能多的冷卻水通道，以增大傳熱面 積，縮短冷卻時(shí)間，達(dá)到提高效率的目的。 9.3.1 冷卻時(shí)間計(jì)算 塑件最厚部位斷面中心層溫度達(dá)到熱變形溫度以下所需時(shí)間簡(jiǎn)化計(jì)算公式為 (s) (426)(4ln2wsmTkt 式中 塑件所需冷卻時(shí)間，s 塑件厚度，mmt 塑料熱擴(kuò)散率，m 2/s k 塑料熔體溫度，T 塑料熱變形溫度，s 模具溫度，w 查表取 =6.7 106m2/s， =200 ， =102 ， =40kTswT)4012(ln07.6482 33s 查表得到，PP 制件厚度 4mm，對(duì)應(yīng)冷卻時(shí)間 33s，為了安全起見(jiàn)，以上數(shù)值僅供參 考，確切值在試模時(shí)確定。 制件的冷卻時(shí)間加上開(kāi)模取件等輔助時(shí)間就是該塑件的成型周期，冷卻時(shí)間 t 通常占成型周期的 75% 即 stT434 （4.27） 所以每小時(shí)注射的次數(shù) （次）814360n 塑件的質(zhì)量為 7.5g，所以每小時(shí)注射總量： KgG5.27481 9.3.2 冷卻參數(shù)計(jì)算 (1)塑件每小時(shí)在模內(nèi)釋放的熱量 (J) (428)iQ 式中 單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量，這里約 12.5kg/hG 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 25 塑料成型時(shí)在模具內(nèi)釋放的熱焓量，J/kgi =12.5 2.5 =3.125 JQ5106 (2)冷卻水體積流量計(jì)算 (429)(621tCV 式中 冷卻水體積流量，m 3/minV 冷卻水的比熱容，J/kgKC 冷卻水的密度，kg/m 3 冷卻水出口溫度，1t 冷卻水進(jìn)口溫度，2 =V)205(418706.3 6 =2.94 10-3 m3/min (3)求冷卻水孔徑 根據(jù)體積流量，由表查找，取冷卻水孔徑 mm。10d (4)求冷卻水在孔內(nèi)的流速 v =2.5 m/s 601.942 3 (5)求冷卻水壁和冷卻水間的傳熱系數(shù) (430)2.0 8)(dv 式中 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)，查表得到 25 時(shí)，水的 =7.95。 2.08.1)596(.7 =11954W/m2K (6)冷卻水孔總傳熱面積 A (431)(360TQw 式中 冷卻水平均溫度， ，T21t)5.4(597.6 =0.0098 m2 (7)求冷卻水孔總長(zhǎng) L (432)()3608.0TvdQw 24dVv 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 26 = )5.240()1.5296(.7360.38. =0.63 m (8)求模具上應(yīng)開(kāi)的冷卻水孔數(shù) n n = (433)dlA 式中 每根水孔的長(zhǎng)度，ml n = 2 孔16.098 (9)冷卻水流動(dòng)狀態(tài)校核 當(dāng)平均水溫為 22.5 時(shí)，由圖查得，水的運(yùn)動(dòng)粘度 m2/s。61095. (434)vdRe = =1.361095.24 故冷卻水屬穩(wěn)定湍流狀態(tài)，冷卻效果良好。 (10)冷卻水進(jìn)出口溫差校核 (435)vCdGti22190 = 25.104871.353 6 =5 與原設(shè)定值一致。 9.3.3 冷卻回路設(shè)計(jì) 由前面計(jì)算得到冷卻孔數(shù) 4，孔徑 10mm。取冷卻水孔中心線(xiàn)與型腔壁距離 14mm，冷卻通道之間中心距 30mm。 型腔較淺，可以采用最簡(jiǎn)單的直通式冷卻水路，動(dòng)、定模冷卻水路布置相同。 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 27 圖 9.3 冷卻水道分布簡(jiǎn)圖 第十章 結(jié) 論 由于模具設(shè)計(jì)合理，各零件的精度在加工中都得到了充分的保證，裝配時(shí)，鉗 工對(duì)重點(diǎn)部位進(jìn)行把握，有效縮短模具的試制時(shí)間，為順利投產(chǎn)贏得時(shí)間。該模具 的試制成功可以為旋轉(zhuǎn)抽芯模具提供一個(gè)有益的范例，并為需長(zhǎng)側(cè)抽芯的塑件生產(chǎn) 提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的方法。 模具的工作過(guò)程：?jiǎn)⒛r(shí)，滑銷(xiāo)在導(dǎo)板導(dǎo)槽內(nèi)滑動(dòng)，迫使擺板以軸銷(xiāo)為中心擺 轉(zhuǎn)，橫梁獎(jiǎng)弧芯抽出，由扭轉(zhuǎn)彈簧和定位銷(xiāo)定位，潛伏式澆口被拉料桿拉斷，主澆 道杯拉出。模具完全開(kāi)啟后，頂桿在頂板作用下，通過(guò)推板將制品外推。初始在螺 紋的作用下，頂套隨之移動(dòng)，芯桿被抽出，澆注系統(tǒng)從拉料桿滑脫，當(dāng)頂套固定板 觸及限位桿后，頂套停止移動(dòng)，推板將制品完全脫出。設(shè)計(jì)過(guò)程中理論設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn) 設(shè)計(jì)相結(jié)合。模具結(jié)構(gòu)合理、緊湊，動(dòng)作可靠。是長(zhǎng)側(cè)抽芯模具的一個(gè)典型范例。 致 謝 指導(dǎo)老師 劉新民 敬愛(ài)的老師、親愛(ài)的同學(xué)： 大學(xué)四年的生活在彈指一揮間過(guò)去了，同學(xué)們由不成熟的小青年到現(xiàn)在成熟而 且朝氣蓬勃的年青人，一步步都是在老師的精心呵護(hù)和細(xì)心的教育下走過(guò)的。說(shuō)到 這兒，也許每個(gè)同學(xué)的腦海里都浮現(xiàn)出了一段只屬于自己和老師的故事，有時(shí)會(huì)像 父親的教導(dǎo)一樣嚴(yán)厲，有時(shí)會(huì)像慈母的關(guān)懷一樣溫暖。總之都是讓人難忘的，值得 回味的故事。 首先，我要感謝的是我的母校中北大學(xué)分院。我們是學(xué)院本專(zhuān)業(yè)的第二屆 本科生，是學(xué)院的新的希望，因而上至學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)，下到各系的老師都對(duì)我們寄予 了厚望，并且花費(fèi)了大量的精力來(lái)培養(yǎng)我們，使我們的身心都得到了全面的發(fā)展， 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 28 綜合素質(zhì)得到了全面的提高，這是我們能順利完成大學(xué)四年學(xué)業(yè)的一個(gè)重要因素。 現(xiàn)在我們完成了學(xué)業(yè)，即將走上工作崗位，年青的我們祝愿母校能為國(guó)家培養(yǎng)出更 多的合格人才，讓更多優(yōu)秀的中華兒女投入到祖國(guó)的社會(huì)主義建設(shè)中去。 還有我要感謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師劉新民老師。劉新民導(dǎo)師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí) 淵博，品德高尚，平易近人，在我學(xué)習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問(wèn)的秘訣，還傳授了做 人的準(zhǔn)則。這些都將使我終生受益。無(wú)論是在論文的選題、資料查詢(xún)、開(kāi)題階段， 還是在論文研究和撰寫(xiě)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。我愿借此 機(jī)會(huì)向劉新民導(dǎo)師表示衷心的感謝！同時(shí)，也對(duì)李政中博士的幫助和指導(dǎo)表示感謝！ 回顧四年學(xué)習(xí)期間的一千余個(gè)日日夜夜，自己為有機(jī)會(huì)擺脫工作的煩惱與浮躁， 靜心鉆研，潛心研究，并取得初步研究成果而感到欣慰。欣慰之余，我要向關(guān)心和 支持我學(xué)習(xí)的所有領(lǐng)導(dǎo)、同事和朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對(duì)我的關(guān)心、關(guān) 注和支持！ 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 29 參考文獻(xiàn) 1. 申開(kāi)智主編 .塑料成型模具. 2002.第二版.北京. 中國(guó)輕工業(yè)出版社 . 2. 齊曉杰主編 .塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo). 1994. 東北林業(yè)大學(xué)出版社. 3. 唐志強(qiáng)主編 .塑料模具設(shè)計(jì)師指南.1999.北京.國(guó)防工業(yè)出版社. 4. 楊可楨等主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).1999.第四版.北京.高等教育出版社. 5. 吳宗澤等主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).1999.第二版.北京.高等教育出版社. 6. 陳經(jīng)斗主編 .畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖.1997.修訂版.天津.天津大學(xué)出版社. 7. 陳敏華等編 .帶螺紋 90 彎管注射模的設(shè)計(jì).模具技術(shù).2003.NO.6.22. 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 30 8. 廖念釗等主編 .互換性與技術(shù)測(cè)量.2000.第四版.北京.中國(guó)計(jì)量出版社. 9. 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Sprue A sprue is a channel through which to transfer molten plastic injected from the nozzle of the injector into the mold. It is a part of sprue bush, which is a separate part from the mold. Runner A runner is a channel that guides molten plastic into the cavity of a mold. Gate A gate is an entrance through which molten plastic enters the cavity. The sprue, the runner, and the gate will be discarded after a part is complete. However, the runner and the gate are important items that 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 32 affect the quality or the cost of parts. Gate The gate is categorized into restrictive gate, which narrows the entrance, and nonrestrictive gate, which does not narrow the entrance. The gate has the following functions: Restricts the flow and the direction of molten plastic. Simplifies cutting of a runner and moldings to simplify finishing of parts. Quickly cools and solidifies to avoid backflow after molten plastic has filled up in the cavity. Restrictive Gate A restrictive gate has a narrow entrance to the cavity to restrict the amount of molten plastic in order to improve filling in the cavity. The restrictive gate has the following characteristics. o Generates shear heat by going through the narrow gate, raising the temperature of molten plastic and improving the filling in the cavity. o Reduces residual stress, and thus reduces part defect such as 中北大學(xué)分院學(xué)士畢業(yè)論文 33 warp. o As the cooling solidification time is shortened, molding cycle is also shortened. o As the gate trace is less, it is possible to complete finishing process in a short time. The restrictive gate has the following types. Side Gate Submarine Gate (Tunnel Gate) The most common gate. Put to the side of parts. The gate trace will be left. Often used for the structure with more than two cavities. The gate will be automatically cut off during mold opening. The position is flexible (front, side, or back of