模具-彎管接頭塑料模設(shè)計(DT有相同圖紙-待刪除)

模具-彎管接頭塑料模設(shè)計(DT有相同圖紙-待刪除),模具,彎管,接頭,塑料模,設(shè)計,dt,相同,圖紙,刪除 [鍵入文字] 畢業(yè)設(shè)計說明書 塑料彎管注射模具設(shè)計 學生姓名： 張洪博 學號：0903034247 學 院： 材料科學與工程學院 專 業(yè)： 高分子材料與工程 指導教師： 王燕 2013年6月 中北大學2013屆畢業(yè)設(shè)計說明書 塑料彎管注塑模具設(shè)計 摘要 本文研究的是90°帶螺紋的塑料彎管及其注射成型的總體設(shè)計過程。彎管成90°直角，因此側(cè)向分型抽芯是研究的重點。塑料彎管上有一段螺紋，本研究采用的是比較簡單輕便的設(shè)計模式，因此采取了瓣合模的成型方式。因為不使用復雜的脫螺紋裝置，這一點對于螺紋類的制品具有指導意義。本文選擇了正確的注塑機型號，采用PROE進行模具的體積確定與分型面的選擇，決定采取一模四腔的方式，這將會快速的提高生產(chǎn)量與生產(chǎn)效率。本研究成功設(shè)計，將會為以后的彎管類塑料提供極高的參考價值，并且對于生產(chǎn)有很高的經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞：塑料彎管，側(cè)向分型抽芯，瓣合模 Plastic pipe injection mold design Abrtract This paper studies a 90-degree bend with thread and plastic injection mold of design process.The bend has a 90-degre .So the focus of the study is side parting core pulling.There was a thread on plastic pip.This study uses a simple design patterns.So flap spotting is the better method .Because which avoid the complex the installation of the unscrewing,which gives a guiding significance for the products of thread. By selecting the right injection molding machine type.Using PROE determine the volume of the mold and parting line selection.It is to decide taking a mold with a four cavity, which would rapidly increase the production capacity and production efficiency.Successful design of this study will be for the future of plastic pipe classes provide a high reference value, and for the production of high economic efficiency. Key words:plastic pipe,side parting core pulling,flapclamping 目錄 1 前言 1 2塑件結(jié)構(gòu)與原材料工藝分析 3 2.1 帶螺紋塑料彎管的設(shè)計 3 2.1.1 塑料彎管的立體示意圖 3 2.1.2 塑料彎管的二維視圖 3 2.1.3 塑料彎管的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析 3 2.2 塑料彎管原材料的選擇分析 4 2.2.1 塑料的原材料的選擇 4 2.2.2 硬質(zhì)聚氯乙烯的性能指標 4 3成型工藝方案的確定 5 3.1 塑件分型面的確定 5 3.2 型腔數(shù)量以及分布方式的確定 6 3.3 注塑機的選擇與參數(shù)校核 6 3.3.1 注塑量的計算 6 3.3.2 注塑機型號的確定 7 3.3.3 型腔數(shù)量的校核 8 3.3.4 最大注射量的校核 8 3.3.5 鎖模力的校核 9 3.3.6 注射壓力的校核 9 3.3.7 開模行程的校核 9 3.3.8 噴嘴尺寸的校核 10 3.3.9 定位孔直徑的校核 11 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 4.1 主流道和主流道襯套以及定位環(huán)的設(shè)計 12 4.2 分流道的設(shè)計 13 4.2.1 分流道的設(shè)計原則 13 4.2.2 分流道的形狀尺寸確定 13 4.2.3 分流道的形狀尺寸以及分布 14 4.3 澆口的設(shè)計 15 4.3.1 澆口的設(shè)計原則 15 4.3.2 澆口的形狀尺寸確定 16 4.3.3 澆口的位置 17 4.4 剪切速率的校核 17 4.5 尺寸的優(yōu)化校核 18 4.6 冷料井的設(shè)計 19 4.7 排氣槽的設(shè)計 20 5 成型零件的設(shè)計 21 5.1 成型零件的三視圖 21 5.2 成型零件工作尺寸的計算原則 22 5.3 成型零件尺寸的計算 24 5.3.1 型腔型芯尺寸的計算 24 5.3.2 螺紋型環(huán)的計算 26 5.4 型芯之間的中心距的計算 28 5.5 型腔壁厚的設(shè)計 29 6 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計 32 6.1 抽芯力的計算 32 6.2 斜導柱的設(shè)計 32 6.2.1 斜導柱的機構(gòu)設(shè)計 32 6.2.2 斜導柱傾斜角的確定 33 6.2.3 斜導柱的尺寸計算 33 6.2.4 斜導柱的示意圖 35 6.3 側(cè)滑塊的設(shè)計 35 6.4 導滑槽的設(shè)計 36 6.5 楔緊塊的設(shè)計 36 6.6 滑塊定位裝置的設(shè)計 37 7 合模導向和定位機構(gòu) 38 8 塑件脫模機構(gòu)的設(shè)計 40 8.1 脫模機構(gòu)的設(shè)計準則 40 8.2 脫模力的計算 41 8.3 推桿的設(shè)計 42 8.3.1 推桿的設(shè)計原則 42 8.3.2 推桿的尺寸的計算： 42 8.3.3 推桿的形狀與尺寸 43 8.4 復位桿的設(shè)計 43 8.5 拉料桿的設(shè)計 44 9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 45 9.1 模具溫度設(shè)計的原則 45 9.1.1 模具溫度與制品質(zhì)量的關(guān)系 45 9.1.2 冷卻效率對生產(chǎn)效率的影響及其提高的辦法 46 9.1.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 46 9.1.4 降低入水與出水的溫差 46 9.2 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計計算 47 9.2.1 塑料注射量的計算 47 9.2.2 制品所需冷卻時間的計算 47 9.2.3 冷卻水體積流量的計算 47 9.2.4 水孔直徑的選擇 48 9.2.5 冷卻水在管道內(nèi)的流速 48 9.2.6 冷卻水流動狀態(tài)的校核 49 9.2.7 冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h 49 9.2.7 計算冷卻水通道的導熱總面積A 49 9.2.8 計算模具所需冷卻水管道的總長度L 49 9.2.9 冷卻水路的根數(shù)x, 49 10.模板尺寸的選擇 51 12.裝配圖的設(shè)計 52 參考文獻 55 致謝 56  V 1 前言 我國的模具行業(yè)將會在“十二五”期間迎來有一個蓬勃發(fā)展階段[1]?！笆濉币?guī)劃中曾明確提出，未來要走綠色智能環(huán)保的新型工業(yè)化道路，而對我國模具行業(yè)來說，在“以塑代鋼”、“以塑代木”的大力倡導下，塑料模具產(chǎn)品的市場需求量將快速增長。 據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國目前人均塑料消費量僅為發(fā)達國家的1/3，在提倡綠色環(huán)保發(fā)展的大背景下，未來市場需求空前廣闊。專家預(yù)計，“十二五”期間我國塑料模具制品行業(yè)仍將會保持高速發(fā)展，會維持年均15%的市場增長率。毋庸置疑，塑料模具的蓬勃發(fā)展，這將給我國模具產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級帶來新的動力。 “十二五”期間，我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)智能模具制造裝備發(fā)展的總目標是以發(fā)展智能化模具來帶動高效、精密、高性能模具總體水平的提高，以滿足“智能制造”配套要求來帶動模具為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)服務(wù)總體水平的提高，使智能模具水平得到大幅度的提升，為我國模具行業(yè)到2020年步入世界模具強國奠定堅實的基礎(chǔ)。 ??據(jù)悉，具體目標為： ??第一，要以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具的水平，中長期目標是要達到國際先進水平，“十二五”期末首先要使智能化模具水平能基本滿足智能制造所需。 ??第二，以智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具占模具總量的比例從目前的約35%，達到“十二五”期末的40%以上，進而達到50%以上的中長期目標。 ??第三，不斷縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具使用壽命和穩(wěn)定性，首先達到“十二五”期末生產(chǎn)周期比現(xiàn)在縮短20%～30%，使用壽命比現(xiàn)在提高20%～30%，用模具制造精細化來提高可靠性和穩(wěn)定性。 ??第四，要不斷提高數(shù)字化、信息化水平?！笆濉逼谀┦股a(chǎn)高效、精密、高性能模具的企業(yè)基本實現(xiàn)CAD/CAM/CAE/PDM一體化，并有40%以上企業(yè)基本實現(xiàn)信息化管理。 第五，模具自動化生產(chǎn)是重要的發(fā)展方向，目前尚處于試驗實踐階段，到“十二五”期末爭取有5家以上的模具企業(yè)可實現(xiàn)模具自動化生產(chǎn)，并在模具智能網(wǎng)絡(luò)化制造技術(shù)、管理方面有重大突破。 注塑模具在國外的發(fā)展也進入到了一個更加高級的發(fā)展階段[2]。國外在高速集成，智能化，小型化，個性化和基于環(huán)保的理念方面有重大的突破。 第一，在CDA，CAE，CAM等[3]方面外國擁有更加成熟的技術(shù)和培訓，國外的工業(yè)化更加成熟信息化的成都也更高。這些只能軟件的運用使得模具朝向智能化集成化發(fā)展。 第二，模具設(shè)計從低精度，簡單形狀向高精度，復雜形狀以及高性能方面進行發(fā)展。這也是未來模具發(fā)展的重要方向。 第三，模具的標準化，系列化以及專業(yè)化將會更加完善。 第四，全面質(zhì)量管理在日本等發(fā)達國家已經(jīng)完全實施。質(zhì)量管理可以對產(chǎn)品的設(shè)計，制作以及注塑成型工藝方面有很重要的運用。 第五，國外已經(jīng)從單純的模具設(shè)計本身延生到對模具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面，試圖通過結(jié)構(gòu)的優(yōu)化達到高性能的產(chǎn)品。 國外已經(jīng)從注塑模具的工藝性分析從實踐經(jīng)驗階段發(fā)展到理論分析。國外更加專注于運用Moldflow等[4]軟件進行模具的提前分析。解決了原料的浪費和避免耗費資源的問題。 我們國家的模具設(shè)計方面在“十二五”規(guī)劃結(jié)束后將會在模具的高效高精度高性能方面取得進步。因此本研究的重心也在于實踐“十二五”規(guī)劃的發(fā)展目標。并且基于國際視野設(shè)計的90°直角彎管來進行模具設(shè)計。 2 塑件結(jié)構(gòu)與原材料工藝分析 2.1 帶螺紋塑料彎管的設(shè)計 2.1.1 塑料彎管的立體示意圖 本課題研究了90°直角彎管并且?guī)饴菁y的塑料彎管的設(shè)計。彎管的立體PROE圖如圖2.1。 圖2.1 塑件結(jié)構(gòu)示意圖 2.1.2 塑料彎管的二維視圖 本研究設(shè)計的90°直角彎管的二維主視圖如圖2.2。 圖2.290°塑料彎管主視圖 2.1.3 塑料彎管的結(jié)構(gòu)尺寸特征分析 本研究設(shè)計的是90°塑料彎管[5]。彎管呈現(xiàn)直角的構(gòu)型，在成型的過程中應(yīng)該進行側(cè)向分型抽芯機構(gòu)來進行分型，塑料彎管有一段外螺紋，螺紋的參數(shù)是M50×2—5g—S—LH[6]。螺紋的成型用瓣合模來進行成型。因此本研究將會使用到側(cè)向分型抽芯機構(gòu)以及瓣合模。設(shè)計有一定的難度。 2.2 塑料彎管原材料的選擇分析 2.2.1 塑料的原材料的選擇 選擇硬質(zhì)聚氯乙烯作為塑料彎管的原材料[7]，簡稱UPVC。作為具有較好的抗拉抗壓強度,耐腐蝕性優(yōu)良,價格在各類塑料管中最便宜但低溫下較脆。廣泛應(yīng)用在用于住宅生活、工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)的供排水、灌溉、供氣、排氣用管、電線導管、雨水管、工業(yè)防腐管等方面。在管件方面UPVC有著非常好的性能。（1）物理性能優(yōu)良，UPVC管材、管件耐腐蝕，抗沖擊強度高，流體阻力小，不會結(jié)垢 ，內(nèi)壁光滑，不易堵塞，并達到建筑材料難燃性能的要求，耐老化，使用壽命長。室內(nèi)以及埋地使用壽命可達50年以上，戶外使用達50年。（2）重量輕，便于運輸、儲存和安裝，有利于加快工程進度和降低施工費用。（3）節(jié)省建筑費用，使用UPVC管材、管件比使用同樣規(guī)格的鑄鐵管道系統(tǒng)造價低，且便于維修。 2.2.2 硬質(zhì)聚氯乙烯的性能指標 聚氯乙烯的性能參數(shù)如表2.1。 表2.1UPVC的性能參數(shù) 性能參數(shù) UPVC 性能參數(shù) UPVC 密度g/cm3 1.4 氧指數(shù) 42 吸水率 0.07~0.4 收縮率% 0.1~0.5 比熱容/（KJ/kg?℃） 1.842 脫模度數(shù) 30'~50' 抗拉強度/MPa 45~50 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度/℃ 85 折射率硬質(zhì)成型品 1.52~1.55 成型溫度/℃ 160~190 熱導率/×104[kw/（m.℃）] 黏流態(tài)溫度/℃ 1.59 180 熱擴散系數(shù)/×107（m2/r） 拉伸模量/GPa 0.61 3.3 3 成型工藝方案的確定 3.1 塑件分型面的確定 分開模具取出塑件的面，通稱為分型面[8]。注塑模有一個分型面和多個分型面的模具，分型面的位置有垂直于開模方向，平行于開模方向以及傾斜于開模方向幾種。分型面的形狀有曲面和平面。分型面的設(shè)計是否恰當，對制件，操作難易，模具的復雜性有很大的影響，主要考慮三點：（1）塑件從模內(nèi)取出，一般只采用一個與注射機開模運動方向相垂直的分型面，特殊情況下才采用較多的分型面。應(yīng)該設(shè)法避免與開模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和側(cè)向抽芯，因為這會增加模具結(jié)構(gòu)的復雜程度。為此安排塑件在型腔中的方位時，要盡量避免與開模方向相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔。（2）分型面形狀的決定：分型面的形狀一般是與注射機開模方向相互垂直的平面。（3）分型面位置的選擇：除了必須開設(shè)在斷面輪廓最大的地方才能使塑件順利地從型腔中脫出外還要考慮四個因素：第一，因為分型面處不可避免的留下溢料痕跡，或拼合不準確的痕跡，故分型面最好不要選在制品表面光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。第二：從制件的推出裝置方面考慮，分型面要盡可能留在動模邊。第三：從保證同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時最好把同心度的部分放在模具分型面的同一側(cè)。第四：有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當采用自動側(cè)向分型抽芯的時候，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽芯距離外，一般的分型側(cè)向抽芯機構(gòu)都比較小。 分析本塑件的結(jié)構(gòu)與特征，確定它的分型面的位置處于平面所在的位置如圖3.1。 圖3.1 塑件的分型面 3.2 型腔數(shù)量以及分布方式的確定 注射模具型腔數(shù)目的確定，與現(xiàn)有注塑機的規(guī)格、所要求的塑件質(zhì)量、塑件的幾何形狀（有無側(cè)抽芯）、塑件成本及交貨期等因素有關(guān)。從經(jīng)濟角度出發(fā)，訂貨量大時可選用大型機、多型腔模具，對于小型制件，型腔數(shù)量可由經(jīng)驗決定。當尺寸精度和重復性精度要求很高時，應(yīng)盡量減少型腔數(shù)目，在滿足其它要求的前提下盡量采用單型腔模具。針對于本設(shè)計的塑件，由于尺寸精度和重復性精度要求不高，而且是大量生產(chǎn)，因而擬采用一模多腔，同時考慮到塑件上有側(cè)向抽芯，為使模具結(jié)構(gòu)簡單，采用一模四腔較為合適。 型腔的布置涉及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的平衡、抽芯機構(gòu)的設(shè)計、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計及模具在開合模時的受力平衡等問題，因此在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)各方面的情況進行綜合考慮，并在設(shè)計中進行必要的修改，已達到較為完善的結(jié)果。在本設(shè)計中，由于塑件需側(cè)向抽芯，并且是一模四腔，著重考慮抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因而采用平衡式排列布置,如圖3.2。 圖3.2型腔的分布 3.3 注塑機的選擇與參數(shù)校核 3.3.1 注塑量的計算 注射模具是安裝在注射機上使用的。在設(shè)計模具時，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對所選用的注射機有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。注射機為塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種。注射成型時注射模具安裝在注射機的動模板和定模板上，由鎖模裝置進行合模并且鎖緊，塑料在料筒內(nèi)加熱呈熔融狀態(tài)，由注射裝置將塑料熔體注入型腔內(nèi)，塑料制品固化冷卻后由鎖模裝置開模，并由推出裝置將制件推出。 本模具采用一模四腔的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。澆注系統(tǒng)的凝料體積一般按照實際情況選取，該模具設(shè)計選擇四個塑件的總體積容量的20%進行預(yù)估計算。 將設(shè)計好的塑件通過PROE軟件的測量。單個塑件的體積為47734.8mm3。取UPVC的密度為1.4g/cm3。那么單個塑件的質(zhì)量可以進行如下計算。 m=47.7348cm3×1.4g/cm3=66.8g。 四個塑件需要的總共注塑容量是V： V=4×47.7348cm3=190.9cm3。 加上澆注系統(tǒng)的凝料的設(shè)計注塑量V1： V1=1.2×190.9cm3=229cm3。 四個塑件總共需要的塑料質(zhì)量M： M=4×66.8g=267.3 加上凝料系統(tǒng)總共的注塑質(zhì)量M1： M1=1.2M=1.2×267.3g=320.7g。 模具設(shè)計的時候。塑件成型的塑料熔體總量或質(zhì)量在需要在注射機額定量的0.5倍到0.8倍。由此可以確定注射機的體積應(yīng)該在286.4cm3到458.2cm3。 3.3.2 注塑機型號的確定 在體積容量足夠的前提下，還需要依靠鎖模力來進行綜合的選擇注塑機的型號[9]。 塑件在分型面上的投影面積約為A塑件=4200mm2。流道凝料在分型面上的投影面積可以按照塑件的0.2倍到0.5倍來取得，因此本澆注系統(tǒng)的投影面積按照0.2倍約為A澆注=840mm2。 在分型面上的投影： A分=A塑件+A流道=4200mm2+840mm2=5040mm2 A總=4×5040mm2=20160mm2 F額≥F脹=A分×P型分=20160mm2×32MPa=645.1KN 式中： F額—注射機的公稱鎖模力（N）； A分—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； P型—為型腔內(nèi)熔體壓力，取P型=32MPa； 結(jié)合上述的情況，選擇注射機的型號為：海天HTF200X/1。 該注射機的主要技術(shù)參數(shù)如表3.1。 表3.1注射機HTF200X/1的技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 內(nèi)容 技術(shù)參數(shù) 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 理論注射量/cm3 臥式 412 拉桿間距/mm 移模行程/mm 510×510 470 螺桿直徑/mm ?50 最大模具厚/mm 550 注射壓力/MPa 170 最小模具厚/mm 200 注射速率/g/r 152 鎖模形式 雙曲肘 鎖模力/KN 2000 定位孔直徑/mm ?160 螺桿轉(zhuǎn)速/r/min 0-150 噴嘴球半徑/mm 10 塑化能力/g/r 24 噴嘴孔直徑/mm ?3 3.3.3 型腔數(shù)量的校核 為了使模具與注射機相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性，并保證精度，模具設(shè)計前應(yīng)合理的確定型腔的數(shù)目。 按照注射機的最大注射量校核型腔的數(shù)量： n≤0.8Vg-VjVn （式3.1） 其中： Vg—注射機最大注射量/cm3； Vj-澆注系統(tǒng)凝料量/cm3； Vn—單個塑件的容積/cm3； 通過上面的計算知道單個塑件的體積為47.7cm3；澆道凝料的體積為38.1cm3。而凝料的容量和最小注射量應(yīng)不小于注射機額定最大注射量的20%，故可得,n=6.1，所以型腔的數(shù)目?。簄=4。 3.3.4 最大注射量的校核 在注射中，塑件的總重量加上澆注系統(tǒng)的重量不應(yīng)該超過注射機規(guī)定的克數(shù)。在額定注射量的80%以內(nèi)。 V實際=229.1cm3 V注射機=412cm3 α=V實際V注射機=229.1412=55.63% （式3.2） 由此可見，最大的注射量滿足要求。 3.3.5 鎖模力的校核 當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向方向的很大推力，其大小等于制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)小于注射機的額定鎖模力T合，否則在注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力： F>A分×P型分 （式3.3） 式中： F—注塑機額定鎖模力，F(xiàn)=2000KN； P型—為型腔內(nèi)熔體壓力（MPa），P型=32MPa； 代入數(shù)據(jù)得: A總×P型分=20160mm2×32MPa=645.1KN<2000KN； 由此可見，滿足鎖模力的要求。 3.3.6 注射壓力的校核 注射壓力的校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要。為此注射機的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時所需要的注射壓力，即 Pmax>P （式3.4） 式中： Pmax>P 注塑機的最大壓力Pmax=170MPa P-塑件需要的成型壓力； 制品成型時所需的注射壓力一般很難確定，它與塑料品種，注射機類型，噴嘴形式制品的形狀的復雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素相關(guān)。在確定制品的注射壓力的時候，一般采取類比法。UPVC的注射壓力要小于140Mpa。 由此可知，注塑機符合要求。 3.3.7 開模行程的校核 注射機的開模行程是有限制的，取出制件所需要的開模距離必須小于注塑機的最大開模距離。開模距離分為兩種情況。本設(shè)計按照注塑機最大開模行程與模厚無關(guān)的時候進行校核，開模行程按照下面進行校核： S=H1+H2+5~10（mm） 式中： H1-塑件頂出距離，mm； H2-塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm； S-注射機的最大開模行程，mm； 對于帶有側(cè)向抽芯機構(gòu)的模具，分型抽芯動作是由斜導柱完成的，這時模座行程S的計算還必須考慮分型抽芯機構(gòu)的抽拔距離，當He>H1+H2，模座行程可由公式S≥He+5~10（mm）進行計算。 本塑件采取的是側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。最小開模行程是指抽出側(cè)滑塊所必須的開模運動距離。由于本模具設(shè)計的滑塊與開模運動方向一致。因此根據(jù)公式： S=Hetanα 式中： S-為滑塊移動的距離； He-為所需要的開模行程； α-是傾斜角，在本設(shè)計中選擇α為20°； S=54.5mm；計算出He=136mm； 根據(jù)H1+H2=25mm+80mm<149.73mm； 因此He+5~10（mm）=136mm>規(guī)定： ?z=a?i =a（0.453D+0.001D） 式中: ?z—成型零件制造公差值，um； D—成型零件的尺寸，mm； a—常數(shù)，由加工精度等級決定； 組合式型腔的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈決定。實踐證明制造公差約占塑件總公差的1/3左右，因此在確定成型零件工作尺寸公差時可取塑件總公差的1/3。通常取GB1800-79中IT7~IT10級精度作模具制造公差。 2.型腔成型零件的磨損量 磨損的形成：（1）塑料在型腔中的流動；（2）塑件脫模時與型腔壁的摩擦（主要）；（3）重新打磨、拋光。 3.影響磨損量大小的因素：（1）與脫模方向垂直的面不計磨損；（2）磨損量隨模具使用壽命的增加而增加；（3）考慮塑料特性對磨損的影響；（4）模具材料的耐磨性與熱處理狀況的影響；（5）中小型塑件的模具，最大磨損量可取制件總公差的1/6（0.02mm~0.05mm），對于大型塑件應(yīng)取1/6以下。對于小型塑件來說，成型零件磨損對制件總公差影響較大，而大型制件則影響較小。 4.成型收縮率的影響 （1）設(shè)計選取的計算收縮率與實際收縮率的差異（系統(tǒng)誤差）；（2）生產(chǎn)制品時由于工藝條件波動，材料批號發(fā)生變化而造成制件收縮率的波動。（偶然誤差）。 收縮率波動引起尺寸變化值： δr=(Smax-Smin)Lr 式中： Smax—塑料的最大收縮率； Smin—塑料的最小收縮率； Lr—塑料制件的名義尺寸； 本設(shè)計按照平均收縮率進行計算。 5.3 成型零件尺寸的計算 5.3.1 型腔型芯尺寸的計算 1.型腔徑向工作尺寸的計算 型腔的徑向尺寸一共分為四個基本尺寸50mm，48.9mm，20mm，?105.6mm。 根據(jù)公式： LM=[Lr+LrScp-34?]+δz （式5.1） 式中： LM—型腔的基本尺寸（mm）； Scp—塑料的平均收縮率，UPVC的收縮率取0.005； Lr—塑件外形基本尺寸(mm)； δz—模具制造公差，這里取δz=13?； ?—塑件尺寸公差值。 L50=[50+50×0.005-34×0.30]+0.10mm =50.025+0.10mm L48.9=[48.9+48.9×0.005-34×0.30]+0.10mm =48.920+0.10mm L20=[20+20×0.005-34×0.20]+0.007mm =19.95+0.007mm L105.6=[105.6+105.6×0.005-34×0.42]+0.14mm =105.813+0.14mm 2.型芯徑向尺寸 型芯的徑向尺寸分為:20mm，9mm，54.51mm，?97.6mm。 根據(jù)公式： LM=[Lr+LrScp+34?]+δz （式5.2） 式中： LM—塑件的內(nèi)徑尺寸(mm)； Scp—塑料的平均收縮率,Scp=0.005； Lr—塑件內(nèi)徑基本尺寸(mm)； δz—模具制造公差，這里取δz=13?； ?—塑件尺寸公差。 L20=[20+20×0.005+34×0.30]-0.1mm =20.325-0.1mm L9=[9+9×0.005+34×0.24]-0.08mm =9.225-0.08mm L54.51=[54.51+54.51×0.005+34×0.40]-0.13mm =55.082-0.13mm L97.6=[97.6+97.6×0.005+34×0.48]-0.16mm =98.448-0.13mm 3.型腔深度尺寸 根據(jù)公式： HM=[Hr+HrScp-2?3]+δz （式5.3） 式中： Hr—型腔的基本尺寸尺寸；25mm,22.87mm。 HM—型腔深度尺寸； δz—模具制造公差δz=13?； ?—塑件尺寸公差； Scp—塑料的平均收縮率,取0.005。 H25=[25+25×0.005-23×0.22]+0.07mm =24.98+0.07mm H22.87=[22.87+22.87×0.005-23×0.20]+0.07mm =22.85+0.07mm 4.型芯高度尺寸 型芯高度的基本尺寸42mm，36.07mm。 式中： HM=[Hr+HrScp+2?3]-δz （式5.4） Hr—型芯的基本高度尺寸； HM—型芯高度尺寸； δz—模具制造公差，這里取δz=13?； ?—塑件尺寸公差； Scp—塑料的平均收縮率,取0.005。 H42=[42+42×0.005+23×0.26]-0.08mm =42.38-0.08mm H36.07=[36.07+36.07×0.005+23×0.24]-0.08mm =36.410-0.08mm 5.3.2 螺紋型環(huán)的計算 1.螺紋型環(huán)的尺寸計算 螺紋塑件從模具中成型出來后，徑向和螺距尺寸都要縮小。為了使螺紋塑件與標準金屬螺紋較好的配合，提高成型后塑件螺紋的旋入性能，成型塑件的螺紋型芯或型環(huán)的徑向尺寸都應(yīng)考慮收縮率的影響，即適當縮小螺紋型環(huán)的徑向尺寸和增大螺紋型芯的徑向尺寸。由于螺紋中徑是決定螺紋配合性質(zhì)的最重要參數(shù)，所以計算模具螺紋大，中，小的徑向尺寸，均以塑件螺紋中徑公差△中為依據(jù)。 螺紋型環(huán)大徑尺寸計算公式： Dm大=[（1+Scp）Dr大-?中]+δz（式5.5） 螺紋型環(huán)中徑尺寸計算公式： Dm中=[（1+Scp）Dr中-?中]+δz （式5.6） 螺紋型環(huán)小徑尺寸計算公式： Dm小=[（1+Scp）Dr小-?中]+δz （式5.7） 式中: Dm大—螺紋型環(huán)大徑基本尺寸。 Dm中—螺紋型環(huán)中徑基本尺寸； Dm小—螺紋型環(huán)小徑基本尺寸； Dr大—塑件外螺紋大徑基本尺寸；在此處鍵入公式。 Dr中—塑件外螺紋中徑基本尺寸； Dr小—塑件外螺紋小徑基本尺寸； Scp—塑料平均收縮率。 ?中—塑件螺紋中徑公差，由于目前我國尚無專門的塑件螺紋公差標準，故可參照金屬螺紋公差標準中精度最低者選用。本模具查表GB/T197—1981； δz—螺紋型環(huán)中徑制造公差，其值取15?。 本塑件有一個M50的外螺紋，設(shè)計的小徑為46.54mm，經(jīng)過計算其中徑為48.27mm，通過查詢，取其最小值公差值，得到中徑公差為0.09mm。由此進行如下計算： Dm大=[（1+0.005）×50-0.09]+0.018mm =50.16+0.018mm Dm中=[1+0.005×48.27-0.09]+0.018mm =48.42+0.018mm Dm小=[（1+0.005）×46.54-0.09]+0.018mm =46.68+0.018mm 2.螺距的計算 塑件成型之后，螺距也會進行收縮，因此有必要對螺距的長度進行計算： 根據(jù)公式： PM=（P+PScp）-δz+δz （式5.8） 式中： PM-螺紋型環(huán)的螺距尺寸； P-塑件螺紋的螺距尺寸； δz-螺紋型環(huán)的制造公差，取0.03； Scp-塑料的收縮率。 經(jīng)過計算，得到PM=2.016-0.03+0.03mm。 5.4 型芯之間的中心距的計算 模具上型芯的中心距對應(yīng)著制件上孔的中心距，模具上成型孔的中心距對應(yīng)著制件上突出部分的中心距。 制件上中心距尺寸公差標注一般采用雙向等值公差±表示，模具上中心距的公差也用雙向等值公差表示。 影響模具中心距的因素由有：⑴制造誤差δz，在坐標鏜床上加工孔時，軸線位置尺寸偏差不會超過±0.015~0.02mm，并與名義尺寸無關(guān)。⑵若型芯與模具呈動配合，配合間隙會影響模具的中心距尺寸，對于一個成型桿來說，當偏移到極限位置時引起中心距的偏差為0.5δj。 型芯或成型孔中心距尺寸的計算根據(jù)公式： LM=Lr+LrScp 標注上制造偏差后，得： LM=[Lr+LrScp]-δz+δz （式5.9） 制造公差δz應(yīng)根據(jù)模具的精度，加工方法確定或取制件公差?的四分之一。 式中： LM-型芯之間的基本尺寸； Lr-型芯之間的尺寸； Scp-塑料的平均收縮率； δz-模具制造公差，這里取δz=13?。 LM=[110+110×0.005]-0.14+0.14 =110.55-0.14+0.14mm 5.5 型腔壁厚的設(shè)計 型腔應(yīng)具有足夠的壁厚以承受塑料熔體的高壓。如果壁厚不夠，可表現(xiàn)為剛度不足，即產(chǎn)生過大的彈性變形值；也可表現(xiàn)為強度不夠，即型腔產(chǎn)生塑性變形甚至破裂。型腔壁厚計算以最大壓力為準。理論分析和實踐證明：對于大尺寸的型腔，剛度不足是主要矛盾，應(yīng)按剛度計算；而小尺寸的型腔在發(fā)生大的彈性形變前，其內(nèi)應(yīng)力就超過許用應(yīng)力。因此應(yīng)按強度進行計算。強度計算的條件是各種形式下的許用應(yīng)力（如拉伸許用應(yīng)力、彎曲許用應(yīng)力）；剛度計算的條件則由于模具內(nèi)的特殊性，可以從以下三個方面加以考慮：⑴從模具型腔不發(fā)生溢料的角度出發(fā)；⑵從保證制件精度的角度出發(fā):最大彈性變形值可以取制件允許公差的五分之一左右，常見中小型制件公差為0.13～0.25mm（非自由尺寸）。因此允許彈性變形量為0.025～0.05mm，視制件大小和精度等級而定；⑶從保證制件順利脫模出發(fā)：塑料的收縮率較大