一次性勺子塑料注塑模具設(shè)計(jì)【餐具餐勺瓢根】【奶粉勺】【三維UG-Creo】

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The mold using a two sub gate feed injection machine adopts HTF160XB models, and set a cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly diagram and parts diagram, reasonable mold processing methods. Attach a manual, use brief text, a concise diagram and calculated analysis of plastic parts, in order to make a reasonable mold design.Keywords:Keywords: mechanical design; mold design; CAD drawing two-dimensional map; UG draw 3D maps, injection machine selection.61 1 前言前言1.11.1 課題背景課題背景模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在汽車、電機(jī)、儀表、電器、電子、通信、家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%80%的零件都依靠模具成形，并且隨著近年來(lái)這些行業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)模具的要求越來(lái)越高，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比擬的。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地?cái)U(kuò)大，越來(lái)越普遍地采用塑料成型。該方法適用于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數(shù)量之大是其它成型方法望塵莫及的。作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過(guò)程中的生產(chǎn)效率等方面水平高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的反映能力和速度。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。由于模具的使用特點(diǎn)，決定了模具設(shè)計(jì)也區(qū)別與其他行業(yè)。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下:a塑件的物理力學(xué)性能，如強(qiáng)度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對(duì)應(yīng)力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長(zhǎng)，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn)，避免或補(bǔ)償其缺點(diǎn)。b塑料的成型工藝性，如流動(dòng)性、成型收縮率的各向差異等。塑件形狀7應(yīng)有利于成型時(shí)充模、排氣、補(bǔ)縮，同時(shí)能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻或使熱固性塑料制品均勻地固化。c塑件結(jié)構(gòu)能使模具總體結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)化，特別是避免側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)化脫模結(jié)構(gòu)。使模具零件符合制造工藝的要求。對(duì)于特殊用途的制品，還要考慮其光學(xué)性能、熱學(xué)性能、電性能、耐腐蝕性能等。目前，我國(guó)的模具制造技術(shù)已從過(guò)去只能制造簡(jiǎn)單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤大型注射模。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)技術(shù)對(duì)塑料注塑過(guò)程進(jìn)行流動(dòng)分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等，合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化，也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期采用模具先進(jìn)加工技術(shù)及設(shè)備，使模具制造能力大為提高。采用 CAE 技術(shù)，可以完全代替試模，CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。某些國(guó)外電加工機(jī)床具有內(nèi)容豐富、實(shí)用可靠的工藝數(shù)據(jù)和專家系統(tǒng)，使模具的深槽窄縫加工、微細(xì)加工、鏡面加工等效率和質(zhì)量大大提高。新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測(cè)和控制，提高了大面積加工的深度控制精度。電火花混粉加工技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了模具表面質(zhì)量。模具逆向工程技術(shù)、快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)、三維掃描測(cè)量技術(shù)及數(shù)控模具雕刻機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)模具制造能力的提高也起到了很大作用。我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。 8隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正朝著數(shù)字化方向發(fā)展。特別是模具成型零件方面的軟件等，這些技術(shù)采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造，或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。1.21.2 課題分析課題分析本課題內(nèi)容是對(duì)一次性餐勺進(jìn)行測(cè)繪?；谏a(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，模具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容有型腔布局、澆口形式與位置、模胚選擇、分型面的確定、冷卻系統(tǒng)設(shè)置、推出機(jī)構(gòu)設(shè)置、注塑機(jī)臺(tái)選擇及注塑工藝分析等。根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，本模具采用一模二腔布局，側(cè)入式澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用 80XB 型號(hào)，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要的文字，簡(jiǎn)明的示意圖和和計(jì)算分析，從而作出合理的模具設(shè)計(jì)。選擇合理的加工方法。模具方案確定后進(jìn)行工藝分析。根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，并且大大提高了注塑模的質(zhì)量。92 2 塑件分析塑件分析2.12.1 產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件產(chǎn)品分析及其技術(shù)條件在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。課題目標(biāo)產(chǎn)品是一個(gè)生活中常見(jiàn)的一次性餐勺，其零件外形如圖所示。具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見(jiàn)圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。10 產(chǎn)品產(chǎn)品 2D/3D2D/3D 視圖視圖塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公差等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)任務(wù)書(shū)和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT5 級(jí)精度，未注采用 MT8 級(jí)精度。塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra 0.021.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑m件的 1/2，即 Ra 0.010.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗m糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為 Ra0.8，內(nèi)部為 Ra1.2m。m2.22.2 塑件材料的確定塑件材料的確定 11塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。此產(chǎn)品壁厚均勻，HDPE 性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成型，對(duì)于本課題零件相當(dāng)適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。2.32.3 塑件材料的性能分析塑件材料的性能分析2.3.12.3.1 基本特性基本特性 高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，簡(jiǎn)稱為“HDPE”），是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂。原態(tài) HDPE 的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE 具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。HDPE 是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂。高密度聚乙烯為無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭的白色顆粒，熔點(diǎn)約為130，相對(duì)密度為0.9410.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性亦較好。熔化溫度120160。對(duì)于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200250之間。高密度聚乙烯是種白色粉末顆粒狀產(chǎn)品，無(wú)毒、無(wú)味，密度在0.9400.976 g/cm3范圍內(nèi)；結(jié)晶度為80%90%，軟化點(diǎn)為125135，使用溫度可達(dá)100；硬度、拉伸強(qiáng)度和蠕變性優(yōu)于低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學(xué)穩(wěn)定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機(jī)溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕；薄膜對(duì)水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環(huán)境開(kāi)裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會(huì)使其性能下降，所以，樹(shù)脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來(lái)提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜12在受力情況下的熱變形溫度較低，這一點(diǎn)應(yīng)用時(shí)要注意。2.3.22.3.2 成型性能成型性能【英文全稱】High Density PolyethyleneHDPE 材料【英文縮寫(xiě)】HDPE【中文全稱】高密度聚乙烯【常用俗稱】低壓乙烯【組成單體】乙烯【基本特性】高密度聚乙烯是一種不透明白色臘狀材料，比重比水輕，比重為0.9410.960，柔軟而且有韌性，但比 LDPE 略硬，也略能伸長(zhǎng)，無(wú)毒，無(wú)味。【燃燒特性】易燃，離火后能繼續(xù)燃燒，火焰上端呈黃色，下端呈藍(lán)色，燃燒時(shí)會(huì)熔融，有液體滴落，無(wú)黑煙冒出，同時(shí)，發(fā)出石蠟燃燒時(shí)發(fā)出的氣味?！局饕獌?yōu)點(diǎn)】耐酸堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性優(yōu)良，低溫時(shí)，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強(qiáng)度，剛性等機(jī)械強(qiáng)度都高于 LDPE，接近于HDPE，比 HDPE 韌，但表面光潔度不如 HDPE?！局饕秉c(diǎn)】機(jī)械性能差，透氣差，易變形，易老化，易發(fā)脆，脆性低于HDPE，易應(yīng)力開(kāi)裂，表面硬度低，易刮傷。難印刷，印刷時(shí)，需進(jìn)行表面放電處理，不能電鍍，表面無(wú)光澤。【應(yīng)用場(chǎng)合】用于擠出包裝薄膜，繩索，編織袋，漁網(wǎng)，水管；注塑低檔13日用品及外殼，非承載荷構(gòu)件，膠箱，周轉(zhuǎn)箱；擠出吹塑容器，中空制品，瓶子?！咀⑺芄に嚒縃DPE 有數(shù)不清的應(yīng)用，范圍從可重復(fù)使用的薄壁飲料杯到5gsl 罐，消費(fèi)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 HDPE 的1/5。注塑品級(jí)一般熔體指數(shù)510，有具有韌性較低流動(dòng)性品級(jí)和具有可加工性的較高流動(dòng)性品級(jí)。用途包括日用品和食品薄壁包裝物；有韌性、耐用的食品和涂料罐；高抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂應(yīng)用，如小型發(fā)動(dòng)機(jī)燃料箱和90gal 垃圾罐。一般的 HDPE 熔點(diǎn)為142，分解溫度為300；注塑溫度的可調(diào)區(qū)間較大。注塑時(shí)，一般使用溫度為180-230；因是烯烴類塑料，它不吸水，生產(chǎn)時(shí)，不需烘干，但為了產(chǎn)品質(zhì)量，可用60溫度烘干1hr，以排出浮水；聚乙烯的熔體粘度大，流長(zhǎng)比小，薄壁制品可能缺膠，因此，澆口和流道相對(duì)較大；制品易帶靜電，表面易吸埃。收縮率為16；溢邊值為0.05mm。2.3.32.3.3 主要用途主要用途HDPE 在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造殼體蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫(kù)和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用 HDPE 制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用 HDPE 夾層板制小轎車車身。HDPE 還可用來(lái)制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。143 3 成型布局及注塑機(jī)選擇成型布局及注塑機(jī)選擇3.13.1 進(jìn)膠方式選擇進(jìn)膠方式選擇注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。澆口的位置選擇原則：澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使1)流程(包括分支流程)為最短；2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端；3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料；4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。2. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體由于本設(shè)計(jì)中塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口在產(chǎn)品端面處，成形后切除澆口, 零件組裝時(shí)澆口被遮擋起來(lái)。3.23.2 型腔的布局型腔的布局及成型尺寸及成型尺寸因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸較大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模二腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。15型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān),型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。成型型腔尺寸依據(jù)塑件布局計(jì)算確定，需考量成形封閉結(jié)合面大小，太大造成模具尺寸過(guò)大，成本浪費(fèi)，太小易導(dǎo)致成型時(shí)溢料飛邊，甚至型腔變形。因模具是一模二腔，考量排布可得型腔長(zhǎng)為 240mm，寬為 140mm。塑件的高度為 15mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加 20-40mm，因此得出成型型腔總體厚度為 40mm。型腔布局如圖。型腔布局型腔布局163.33.3 估算塑件體積估算塑件體積質(zhì)量質(zhì)量本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測(cè)量，在 UG 軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的體積為 12.831，HDPE 的密度為 0.9，3cm3/cmg即可以得出該塑件制品的質(zhì)量約為 11.55g。3.43.4 注塑機(jī)的選擇和校核注塑機(jī)的選擇和校核3.4.13.4.1 注射膠量的注射膠量的計(jì)算計(jì)算模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為：mmnm%8021式中：-型腔數(shù)量n -單個(gè)塑件的重量（g）1m -澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g）2m本設(shè)計(jì)中：n=2 11.55g g =3.5g g 1m2mm（2x11.55+3.5）/0.8 即 m33.25g因而預(yù)選注塑機(jī)額定注塑量最少為 33.25g 以上3.4.23.4.2 鎖模力的鎖模力的計(jì)算計(jì)算選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，不然模具分型面要分開(kāi)而產(chǎn)生溢料。塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。 成型投影面積=2AAAnA21式中 n -型腔數(shù)目 -單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積1A -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2A17 n=2 =4261 =170 1A2mm2A2mm本設(shè)計(jì)中 =2x4261+170=869221AnA 2mm鎖模力和成型面積的關(guān)系根據(jù)依照以下計(jì)算公式確定：1000PAP腔鎖式中 鎖模力，kN；P鎖 型腔壓力，MPa ；P腔A 成型投影面積，mm2；一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá) 6080MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)型腔壓力通常為 20-40MPa，這里取 30MPa。計(jì)算：A/1000=308692/1000=260.76 kN (取整 260 P腔kN)得出預(yù)選注塑機(jī)額定注塑壓力為 260 kN 以上。3.4.33.4.3 注塑機(jī)選擇確定注塑機(jī)選擇確定綜合考慮以上因素，選定注射機(jī)為 80XB。其相關(guān)性能符合成型方案要求，以下相關(guān)參數(shù)： 型號(hào) 參數(shù)單位80A80B80C螺桿直徑mm343640理論注射容量cm3111124153注射重量 PSg101113139注射壓力Mpa206183149注射行程mm122螺桿轉(zhuǎn)速r/min0220料筒加熱功率KW5.7鎖模力KN800拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm365365允許最大模具厚度mm36018允許最小模具厚度mm150移模行程mm310移模開(kāi)距(最大)mm670液壓頂出行程mm100液壓頂出力KN33液壓頂出桿數(shù)量PC5油泵電動(dòng)機(jī)功率KW11油箱容積l200機(jī)器尺寸(長(zhǎng)寬高)m4.31.251.8機(jī)器重量t3.22最小模具尺寸(長(zhǎng)寬)mm240240 表表 HTF80XB 注塑機(jī)參數(shù)注塑機(jī)參數(shù)194 4 注塑模具設(shè)計(jì)注塑模具設(shè)計(jì)4.14.1 模架的選用模架的選用4.1.14.1.1 模架基本類型模架基本類型注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。4.1.24.1.2 模架的選擇模架的選擇根據(jù)對(duì)塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由 GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可選擇 CI 型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示：模架結(jié)構(gòu)圖模架結(jié)構(gòu)圖CI 型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模20架，適合側(cè)澆口的注射成形模具。由分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過(guò)考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對(duì)應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，以此分析計(jì)算：模架的長(zhǎng) L=型腔長(zhǎng)度（190）+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚300mm模架的寬 W=型腔寬度（150）+導(dǎo)向桿的直徑+模板壁厚250mm根據(jù)成型型腔的尺寸，在計(jì)算完模架的長(zhǎng)寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對(duì)模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。參考成型型腔厚度，考慮模板強(qiáng)度要求，定模板厚度取 80mm，動(dòng)模板厚度取 80mm?？紤]頂出行程要求，支撐板取 80mm 以滿足。綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：CI-2530-A80-B80-C80。4.1.34.1.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：保證模具在進(jìn)行開(kāi)合模時(shí)，保證公母模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。 1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)（1） 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。（2） 根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要 2-4 個(gè)導(dǎo)柱。如果，模具的凸模與凹模合模有方位要求時(shí)，則用兩個(gè)直徑不同的導(dǎo)柱，或用兩個(gè)直徑相同，但錯(cuò)開(kāi)位置的導(dǎo)柱。（3） 由于塑件通常留于公模，所以為了便于脫模導(dǎo)柱通常安裝在母模。（4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽（5） 導(dǎo)柱導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行（6） 合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免公模先進(jìn)入模腔，損壞成21型零件。2. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)（1） 有單節(jié)與臺(tái)階式之分（2） 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出公模端面 68mm（3） 導(dǎo)柱頭部應(yīng)有圓錐或球形的引導(dǎo)部分（4） 固定方式有鉚接固定和螺釘固定（5） 其表面應(yīng)熱處理，以保證耐磨。 3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔（1） 無(wú)導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，直接開(kāi)在模板上，模板較厚時(shí)，導(dǎo)向孔必須做成盲孔，側(cè)壁增加排氣孔。（2） 導(dǎo)套有套筒式臺(tái)階式凸臺(tái)式（3） 為了導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套前端應(yīng)倒有圓角 r。一般情況下,導(dǎo)柱與導(dǎo)套共同使用,用于保證動(dòng)模與定模兩大部分內(nèi)零件的準(zhǔn)確對(duì)合和塑料部品的形狀,尺寸精度,并避免模內(nèi)零件互相碰撞與干涉,起到合模導(dǎo)向的作用.4.24.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。澆注系統(tǒng)組成：普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分。1主澆道 2第一分澆道 3第二分澆道 4第三分澆道5澆口 6型腔 7冷料穴4.2.14.2.1 主流道設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì)所選用 80XB 型注射劑噴嘴有關(guān)尺寸如下：22噴嘴前段孔徑 d0=3mm噴嘴圓弧半徑 R0=12mm為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小段直徑 d 應(yīng)稍大于噴嘴直徑。d=d0+（0.51）=3.5mm主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角通常為 24，過(guò)大的錐角會(huì)才產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使沖模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大，此處的錐角選用 1，主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 12mm。這里取主流道球面半徑 R16mm，經(jīng)測(cè)量主流道長(zhǎng)度 L 取 95mm。4.2.24.2.2 分流道的設(shè)計(jì)分流道的設(shè)計(jì)分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。其作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個(gè)型腔，分流道的長(zhǎng)度應(yīng)該盡可能短，折彎少，盡量減少流動(dòng)過(guò)程中的熱量損失與壓力損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取 Ra 為 1.6 m，本設(shè)計(jì)選擇矩形截面的分流道，d=5mm，采用流道布局如圖所示：流道布局流道布局234.2.34.2.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口的設(shè)計(jì)側(cè)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，一般塑料熔體從外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形。側(cè)澆口的寬度和深度尺寸作如下取值： 寬度 b=3 m 深度 t=0.8 mm4.2.44.2.4 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴的設(shè)計(jì)主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問(wèn)題必須在沒(méi)塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為 6mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的倒扣形式有多種，這里采用 Z 倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用，開(kāi)模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模。如圖：拉料針拉料針4.34.3 分型面的設(shè)計(jì)分型面的設(shè)計(jì)將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開(kāi)24時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；2）使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上；3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；6）使塑件易于脫模。綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，如圖所示。分型面的選擇分型面的選擇4.44.4 成型零部件的設(shè)計(jì)成型零部件的設(shè)計(jì)25模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。4.4.14.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu)成型零部件結(jié)構(gòu)成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。型腔是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。本設(shè)計(jì)中采用嵌入式型腔及型芯，如圖所示。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過(guò)模具加工起來(lái)比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。26型腔型腔 3D3D 圖圖型芯型芯 3D3D 圖圖274.4.24.4.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算成型零部件工作尺寸的計(jì)算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定 HDPE材料的平均收縮率為 0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：A=B+0.005B式中 A 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B 塑件在常溫下實(shí)際尺寸4.4.34.4.3 凹模寬度尺寸的計(jì)算凹模寬度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=54.860.05=55.13-0.70MM,相應(yīng)的塑件制造公差，LM1=(1SCP)+LS1+X1P100.22=(10.005)+54.86+0.60.1z2z1z2z700.22=55.1300.22mm式中，是塑件的平均收縮率，HDPE 的收縮率為 1%2%,所以平均收縮率cpS；、是系數(shù)， 一般在 0.50.8 之間，此005.02006.0004.0cpS1x2xx處??；分別是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；是6 . 021 xx21 、21、zz28塑件上相應(yīng)尺寸制造公差對(duì)于中小型零件取（下同）。61z4.4.44.4.4 凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算凹模長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS1=134.20.05=136.351.20MM，相應(yīng)的塑件制造公差3=1.2MMLM1=(1+SCP)+LS1+X3P100.2=(1+0.005)+134.2+0.51.200.1z2z1z2z2=136.3500.2MM式中，是系數(shù)，一般在 0.50.8 之間，此處取。21xx 、6 . 0, 5 . 021xx4.4.54.4.5 凹模高度尺寸的計(jì)算凹模高度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：HS1=270.05=27.43-0.040MM，相應(yīng)的塑件制造公差 0.1mmHM1=(1+SCP) +HS1+X1P1=(1+0.005)+27+0.70.400.067=27.4300.067MM1z2z1z2z式中，是系數(shù)，一般在 0.50.7 之間，此處取。21xx 、5 . 0, 7 . 021xx4.4.64.4.6 凸模寬度尺寸的計(jì)算凸模寬度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換：LS=23.60.05=23.9800.7MM，相應(yīng)的塑件制造公差 0.7mmLM=(1+SCP) +LS+XP= (1+0.005) +23.6+0.60.70.1170 1z2z1z2z=23.981170 MM式中，是系數(shù)，一般在 0.50.7 之間，此處取。x6 . 0 x4.4.74.4.7 凸模長(zhǎng)度的計(jì)算凸模長(zhǎng)度的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 LS=132.40.05=134.3201.02MM：，相應(yīng)的塑件制造公差1.02mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.005)+132.4+0.651.02-0.170 1z2z1z2z=134.32-0.170 MM式中，是系數(shù)，知一般在 0.50.7 之間，此處取。x65. 0 x4.7.84.7.8 凸模高度尺寸的計(jì)算凸模高度尺寸的計(jì)算塑件尺寸的轉(zhuǎn)換 HS=250.02=25.40O.4MM，相應(yīng)的塑件制造公差 o.4mm29HM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.005)+25+0.60.4-0.170 1z2z1z2z=25.4.0670 MM式中，是系數(shù)，可知一般在 0.50.7 之間，此處取。x6 . 0 x4.4.94.4.9 模具強(qiáng)度模具強(qiáng)度與剛度校核與剛度校核普通意義上的模具強(qiáng)度包括模具的強(qiáng)度、剛度。模具的各種成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件均有強(qiáng)度、剛度的要求，足夠的強(qiáng)度才可以保證模具能正常工作。由于模具形式較多，計(jì)算也不盡相同且較復(fù)雜，實(shí)際生產(chǎn)中，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核相結(jié)合的方法，通過(guò)強(qiáng)度校核來(lái)調(diào)整設(shè)計(jì)，保證模具能正常工作。模具強(qiáng)度計(jì)算較為復(fù)雜，一般采用簡(jiǎn)化的計(jì)算方法,計(jì)算時(shí)采取保守的做法，原則是：選取最不利的受力結(jié)構(gòu)形式，選用較大的安全系數(shù)，然后再優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，充分提高模具強(qiáng)度。為保證模具能正常工作，不僅要校核模具的整體性強(qiáng)度，也要校核模具局部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。整體性強(qiáng)度主要針對(duì)型腔側(cè)壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個(gè)方面，實(shí)際選用尺寸應(yīng)大于計(jì)算尺寸并取整。校核時(shí)應(yīng)從強(qiáng)度與彎曲兩個(gè)方面分別計(jì)算，選取較大的尺寸。4.64.6 脫模及推出機(jī)構(gòu)脫模及推出機(jī)構(gòu)4.6.14.6.1 脫模力脫模力脫模力的產(chǎn)生范圍：（脫模）塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。 不帶通孔殼體類塑件，脫模時(shí)要克服大氣壓力 。 機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的磨擦阻力。塑件與模具之間的粘附力。 初始脫模力，開(kāi)始脫模進(jìn)的瞬間防要克服的阻力。相繼脫模力，后面防需的脫模力，比初始脫模力小，防止計(jì)算脫模力時(shí)，一般計(jì)算初始脫模力。30脫模力的影響因素：a 脫模力與塑件壁厚，型芯長(zhǎng)度，垂直于脫模方向塑件的投影面積有關(guān)，各項(xiàng)值越大，則脫模力越大。 b 塑件收縮率，彈性模量 E 越大，脫模力越大。 c 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。 d 排除大氣壓力和塑件對(duì)型芯的粘附等因素，則型芯斜角大到，塑件則自動(dòng)脫落。4.6.24.6.2 推出機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)塑件從模具上取下以前有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推桿，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。脫模機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推桿推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和斜滑桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等。脫模機(jī)構(gòu)的選用原則：（1）使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）；（2）推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；（3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；（4）推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形；（5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；考慮到塑件的特征等要求不高，決定選用簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、使用最廣泛的推桿推出機(jī)構(gòu)。推桿將塑件從動(dòng)模的型芯推出脫模，由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且設(shè)計(jì)推桿截面為圓形，這樣制造、修配方便，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也便更換，因此選擇推桿機(jī)構(gòu)推出是最合理的。該塑件采用了推桿，其分布情況如圖所示，這些推桿的作用，使制品受推31出力從而脫模。采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿與推桿孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，9/98/8fHfH或HDPE 塑料的溢料間隙為。mm06. 004. 0 推桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)推桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)32推出機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)4.74.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算注射模的溫度對(duì)于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對(duì)于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過(guò)大都是不利的。過(guò)高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長(zhǎng)冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過(guò)低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化C200成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻C6033水，將熱量帶走。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，僅需要設(shè)置冷C80系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。4.7.14.7.1 冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)冷卻水道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) a冷卻水孔的數(shù)量越多，對(duì)塑件冷卻也就越均勻。b冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔的形狀一致。c塑件局部壁厚處，應(yīng)加設(shè)冷卻裝置。當(dāng)設(shè)計(jì)冷卻孔直徑為 D 時(shí)，它的孔距最好為 5D，孔與型腔的距離為 3D。d當(dāng)大型塑件或薄壁零件成型時(shí)，料流較長(zhǎng)，而料溫越流越低，可以適當(dāng)?shù)馗淖兝鋮s水道的排列密度。e冷卻水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低強(qiáng)度。f冷卻水道不應(yīng)穿過(guò)接縫部分，以防漏水。g冷卻水道內(nèi)不應(yīng)有存水或產(chǎn)生回流的部分。h澆口部分由于經(jīng)常接觸注塑機(jī)噴嘴，是模具上最熱的部分，應(yīng)加強(qiáng)冷卻，有時(shí)應(yīng)考慮進(jìn)料嘴單獨(dú)冷卻。i進(jìn)出水水嘴接頭，應(yīng)設(shè)在不影響操作的方向，盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常在注塑機(jī)操作的對(duì)面。j如果型芯太長(zhǎng)，冷卻水道無(wú)法開(kāi)設(shè)，則可以選用熱導(dǎo)系數(shù)較大的材料，在型芯下部采用噴水法進(jìn)行冷卻。4.7.24.7.2 冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置冷卻水道在定模和動(dòng)模中的位置冷卻水道的位置取決于制品的形狀和定、動(dòng)模板的厚度，原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方，根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致。不少小型模具的型腔時(shí)直接在模板上加工而成的（也可以采用拼鑲結(jié)構(gòu)，但是由于模具尺寸較小，所以型腔與型芯的鑲件尺寸更小），對(duì)于這類模具，可以直接在模板上設(shè)置冷卻水道。在模板上直接設(shè)置冷卻水道，同樣應(yīng)遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水34道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過(guò)程中冷卻均勻。本設(shè)計(jì)中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸變形一致。冷卻水路排布如圖所示：模具冷卻水路圖模具冷卻水路圖4.7.34.7.3 冷卻水道的計(jì)算冷卻水道的計(jì)算冷卻計(jì)算：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量 Q，可以用參考文獻(xiàn)中的公式計(jì)算：5 Q=W1 a 式中 W1單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量 g a克塑料的熱容量(J/g) 經(jīng)計(jì)算：Q=6182651116130552574J則帶走上述熱量，所需的冷卻水量按下式計(jì)算：35 134()WaWK TT式中 W通過(guò)模具冷卻水的重量(g/h) T3出水溫度 T4入水溫度 K熱傳導(dǎo)系數(shù)；經(jīng)計(jì)算 W378997 g/h由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑： WdL式中 冷卻液容重 kg/cm3 =0001 kg/cm， L 冷卻水道長(zhǎng)度 cm L=174cm d冷卻水道直徑 cm 經(jīng)計(jì)算 d7128 cm，取 8mm4.84.8 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠＃瑫r(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過(guò)厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。在塑料熔體充模過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)36排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜。4.94.9 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核1.1.模具長(zhǎng)寬尺寸模具長(zhǎng)寬尺寸模具長(zhǎng)寬尺度必須小于注塑機(jī)拉桿間距,本設(shè)計(jì)選用機(jī)臺(tái)拉桿間距為365365,模具長(zhǎng)寬為 300 x350，經(jīng)核算機(jī)臺(tái)選用合適。2.2.模具厚度（閉合高度）模具厚度（閉合高度）模具閉合高度必須滿足以下公式maxminHHH式中 -注射機(jī)允許的最大模厚minH -注射機(jī)允許的最小模厚maxH本設(shè)計(jì)中模具厚度為 290mm 150H360， 符合要求3.3.開(kāi)模行程（開(kāi)模行程（S S）模具開(kāi)模后為了便于取出制件，要求有足夠的開(kāi)模距離，所謂開(kāi)模行程是指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開(kāi)模行程，以便與模具的開(kāi)模距離相適應(yīng)。對(duì)于臥式注射機(jī)，其開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)，對(duì)于單分型面注射模應(yīng)有：SmaxS= H1 + H2 + H3 + C式中 H1-模具厚度 H2-頂出行程H3 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度C 安全距離本設(shè)計(jì)中=670 =290 mm =20mm H3 =95mm C 取 30mmmaxSmm1H2H總的開(kāi)模距離需要 S=435mm 以上. 經(jīng)計(jì)算，符合要求。375 5 結(jié)語(yǔ)結(jié)語(yǔ)本次模具設(shè)計(jì)課題，通過(guò)對(duì)塑件的工藝分析，確定模具的總體設(shè)計(jì)，并進(jìn)行各個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求，使用時(shí)安全可靠，易于維修，在注塑成型時(shí)有較短的成型周期，成型后有較長(zhǎng)的使用壽命，具有合理的模具制造工藝性。通過(guò)以上工作，我對(duì)一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過(guò)程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí)，了解了注塑模的工作原理，對(duì)模具中型腔等主要零件的設(shè)計(jì)及精度的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問(wèn)題提出了合理的解決方法，能夠正確地選取注塑機(jī)、確定模架的結(jié)構(gòu)及尺寸、確定型腔數(shù)、選擇分型面、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)等。由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，零件加工精度的確定尚存在許多不足之處，在以后的工作、學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn)。38致謝致謝在為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我深深地感覺(jué)到基礎(chǔ)知識(shí)的重要，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我又重新溫故，受益非淺。在設(shè)計(jì)中對(duì) Auto CAD、UG 等繪圖軟件的應(yīng)用更加熟悉，但是對(duì)于某些方面還是運(yùn)用不夠靈活。在模具設(shè)計(jì)中，參照模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)出了較為合理的模具，但在一些細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理上仍欠缺考慮，掌握了簡(jiǎn)單零件的分型，對(duì)于比較復(fù)雜的平面的模具設(shè)計(jì)仍需要繼續(xù)學(xué)習(xí)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多東西，對(duì)待設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)，工作態(tài)度的嚴(yán)肅認(rèn)真。設(shè)計(jì)中承蒙老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中提供了很多寶貴的資料、設(shè)計(jì)和方向、設(shè)計(jì)思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識(shí)，在此向他表示衷心的感謝。因本人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限，時(shí)間較短，設(shè)計(jì)過(guò)程中難免存在錯(cuò)誤，懇請(qǐng)廣大老師不吝批評(píng)指正。39附圖附圖(2D/3D)(2D/3D)裝配圖裝配圖40參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1曹宏深 趙仲治主編 塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì) 北京機(jī)械工業(yè)出版社 19932黃虹主編 塑料成型加工與模具 化學(xué)工業(yè)出版社 2003 年 3 月第一版3黃銳主編 塑料工程手冊(cè) 下冊(cè) 第四章節(jié) 機(jī)械工業(yè)出版社4宋卓頤 史勤芳 房雙寬 趙永仙編著 塑料原料與助劑 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 2003 年 9 月第 1 版5黃銳主編 塑料成型工藝學(xué) 第二版 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1997 年 5 月第 2版6塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版） 機(jī)械工業(yè)出版社7王文廣 田寶善 田雁晨 主編 塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 年 1 月第 1 版8田春年主編 塑料注射成型模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖冊(cè) 北京 輕工業(yè)出版社 19988. Donggang Yao, Scaling Issues in Miniaturizaton of Injection Molded Parts Journal of Manufacturing Science and Engineering. November 2004, Vol.126/7339. The Thickness Profile of Ultra-High Molecular Weight Polythene Films During Sequential Biaxial Drawing .Polymer Engineering and Science ,January 2003.Vol.43 , No.