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摘要
本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)垃圾鏟把手注塑模具的設(shè)計(jì)制造，特別介紹了垃圾鏟把手的加工制造原理以及對(duì)ABS塑料和注射原理的分析。首先，我從垃圾鏟把手塑件的工藝特征入手，對(duì)塑件質(zhì)料的性能、結(jié)構(gòu)布局的工藝性、成型的條件與特性等方面進(jìn)行了分析，根據(jù)這些條件選擇成型裝備。然后，通過(guò)對(duì)垃圾鏟把手塑件的外形、尺寸、表面質(zhì)量要求及精度要求的剖析和整合，擬定出跟模具注塑成型相符的解決方案，具體解決了該如何確定垃圾鏟把手注塑模具的型腔數(shù)量和怎樣安排它的排列布置方式、如何選擇垃圾鏟把手塑件的分型面、垃圾鏟把手的結(jié)構(gòu)組成和各自的功用、怎樣設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)以及塑件成型后的后加工工藝等問(wèn)題。
關(guān)鍵詞 垃圾鏟把手；ABS塑料；注塑模具
Abstract
This design is mainly aimed at the design and manufacture of the plastic mould for the garbage shovel handle, especially the processing and manufacturing principle of the garbage shovel handle and the analysis of ABS plastic and injection principle.First of all, I from the garbage shovel handle the process characteristics of plastic parts, the performance of the plastic material, structure layout manufacturability, forming conditions and characteristics, and so on are analyzed, according to these conditions choose molding equipment.Then, through the garbage shovel handle shape, size and surface quality requirement and accuracy requirement analysis and integration, to formulate a consistent with mold injection molding solutions, how do you determine the specific solution to the garbage shovel handle injection mould cavity number and arrangement of how to arrange it, how to choose the garbage shovel handles the parting surface and garbage shovel handles the structure composition and the function of each, how to design gating system and post plastic molding processing technology and so on.
Keywords garbage shovel handle abs plastic paint injection mould
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目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 概述 1
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
2垃圾鏟把手塑件的工藝性能分析 5
2.1塑件成型工藝分析 5
2.2垃圾鏟把手壁厚分析 5
2.3垃圾鏟把手圓角分析 6
3塑件材料的選用及對(duì)材料特性的分析 7
3.1材料的選擇 7
3.2材料簡(jiǎn)介 7
3.3基本特性 7
3.4成型特性 8
5注射機(jī)的選擇及型號(hào)和規(guī)格 11
5.1計(jì)算垃圾鏟把手的質(zhì)量和體積 11
5.2選擇注射機(jī) 11
6擬定型腔數(shù)目及排列布置方式 13
6.1擬定型腔數(shù)目 13
6.2設(shè)計(jì)型腔的排列布置方式 14
7分型面的選擇 16
8成型零件的設(shè)計(jì) 18
8.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
8.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
8.3成型零部件的工作尺寸計(jì)算 18
9澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20
9.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的基本原則 20
9.2主流道設(shè)計(jì) 20
9.3分流道設(shè)計(jì) 20
9.4澆口的設(shè)計(jì) 21
9.5冷料穴的設(shè)計(jì) 23
9.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23
10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
10.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 24
10.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則 24
10.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 24
10.4導(dǎo)柱與導(dǎo)套的排列布置 27
11脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28
11.1脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 28
11.2設(shè)計(jì)原則 28
12溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29
12.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 29
12.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29
12.3冷卻時(shí)間的計(jì)算 29
結(jié)論 31
致謝 32
參考文獻(xiàn) 33
1 緒論
1.1 概述
注塑成型的工作原理同日常生活中醫(yī)療器械使用的打針器裝備相近似，它的工藝過(guò)程是利用柱塞的推動(dòng)力量，對(duì)塑料進(jìn)行熔融并且將它進(jìn)行塑化，再將它注入事先封閉好的合模腔內(nèi)，經(jīng)過(guò)固化定型最后冷卻后獲得成品。能夠完成注塑成型的模具被稱為注塑模。
塑料產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展增長(zhǎng)速率最快的熱點(diǎn)產(chǎn)業(yè)典范，注塑模具是該產(chǎn)業(yè)類型中成長(zhǎng)非常快速的種類之一。從過(guò)去到現(xiàn)在，注塑成型的技術(shù)可以被應(yīng)用在很大一部分的塑料產(chǎn)品中，任意類型的熱塑性塑料都能夠采取注塑的方式進(jìn)行加工制造，當(dāng)然，除氟塑料以外。注塑成型的特點(diǎn)同時(shí)也是它的優(yōu)點(diǎn)就是它的生產(chǎn)效率非常的高、生產(chǎn)周期不是那么的長(zhǎng)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所以在生產(chǎn)制造塑件產(chǎn)品的領(lǐng)域中應(yīng)用非常的廣泛。在當(dāng)今的塑料產(chǎn)品成型加工制造中，有三個(gè)關(guān)鍵的要素，即塑件產(chǎn)品的品質(zhì)與塑料成型模具、塑料成型設(shè)備和塑料成型工藝這三者之間有著密不可分的聯(lián)系。在這三個(gè)要素中，最為核心的便是塑料成型模具的品質(zhì)，它有兩方面的功效：1、使熔融狀態(tài)的塑料的性能、外形和質(zhì)量符合實(shí)際期待的要求；2、將成型完成的塑件冷卻然后推出。成型產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)、外形、規(guī)格、尺寸還有精度完全取決于注塑模具。塑料成型模具作為一種不可或缺的工藝裝備，它的作用是保障塑料成型生產(chǎn)過(guò)程不出意外同時(shí)確保產(chǎn)品的質(zhì)量，它詳細(xì)地展現(xiàn)出塑料成型裝備的效率之高、性能之完善，凸顯出塑料成型工藝的合理性和先進(jìn)性，同時(shí)是新產(chǎn)品研發(fā)階段的關(guān)鍵性因素。作為熱塑性塑料最關(guān)鍵的成型加工方式,對(duì)注塑成型的模具設(shè)計(jì)制造研究和發(fā)明是現(xiàn)代社會(huì)模具行業(yè)的熱門話題。專注于對(duì)注塑模具的研發(fā)在簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低出產(chǎn)成本和縮減質(zhì)料耗損，提升出產(chǎn)效力，確保塑料制件的品質(zhì)和保證其使用性能還有搞清楚產(chǎn)品的出產(chǎn)進(jìn)程和工藝進(jìn)程方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。模具產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根基型產(chǎn)業(yè)，中國(guó)掌握模具的設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造的科學(xué)技術(shù)的程度丈量著中國(guó)塑料產(chǎn)品生產(chǎn)加工制造的水平，設(shè)計(jì)制造模具的能力已經(jīng)成為了塑料產(chǎn)品的品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)效益還有新產(chǎn)品的開辟本領(lǐng)的決定性因素。大家日趨存眷我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)，希望有朝一日我國(guó)能夠成為一個(gè)真正的模具制造強(qiáng)國(guó)。
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
自打改革開放以來(lái)，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)正以驚人的速度成長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)最近幾十年的成長(zhǎng)，我國(guó)的模具制造行業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)有了空前的飛躍，模具產(chǎn)業(yè)每一年的增長(zhǎng)速度都保持在15%。相當(dāng)大的模具企業(yè)很是垂青模具生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。非常多的模具企業(yè)抓緊了晉升科學(xué)技術(shù)成長(zhǎng)的強(qiáng)度，這一切都是因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步是企業(yè)成長(zhǎng)進(jìn)步的推動(dòng)力。除了這之外，絕大多數(shù)的科學(xué)研發(fā)機(jī)構(gòu)還有大學(xué)院校亦邁開了模具科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)的研究與開發(fā)的步伐。我國(guó)之所以是全球頂尖的制造型大國(guó)很大一部分緣由是因?yàn)槲覈?guó)模具行業(yè)的飛躍性成長(zhǎng)。從今往后，我國(guó)如若想成長(zhǎng)為全球先進(jìn)的的制造型強(qiáng)國(guó)，依舊需要模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的帶動(dòng)，只有如許，我國(guó)才能轉(zhuǎn)型為模具制造的強(qiáng)國(guó)。
中國(guó)的塑料模具制造工業(yè)從開始到如今，經(jīng)歷了大約半個(gè)世紀(jì)，已經(jīng)有了很大的發(fā)展和進(jìn)步，模具的生產(chǎn)制造水平有了很大的提升。就大型模具制造而言，我國(guó)現(xiàn)在可以生產(chǎn)的大屏幕彩電塑殼注塑模具的尺寸是48英寸（折合約122厘米），可以生產(chǎn)的大容量洗衣機(jī)全套塑料模具的重量是6.5千克等。另一方面，就成型工藝而言，多種異質(zhì)材料混合型的塑料成型模、生產(chǎn)效率非常高的多種顏色搭配型的注塑模、擁有抽芯脫模機(jī)構(gòu)技術(shù)和鑲嵌件相互交換布局結(jié)構(gòu)技術(shù)的創(chuàng)新型企業(yè)也獲得了很不錯(cuò)的績(jī)效。比如，相當(dāng)多的企業(yè)引進(jìn)了難度系數(shù)極高的具備全球頂尖水平的熱流道模具技術(shù)，這種熱流道模具技術(shù)采用的是針閥式技術(shù)。隨著我國(guó)常年的不懈攻關(guān)，我國(guó)科學(xué)家在提升模具品質(zhì)和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了卓越的奉獻(xiàn)。
我羅列出現(xiàn)如今海內(nèi)外在模具制造業(yè)選取的高新科技：
（1）熱流道科學(xué)
熱流道是把固體狀態(tài)的塑料進(jìn)行加熱，使之變成融化的顆粒，然后注入模具的澆道跟流道里，因?yàn)樵诹鞯赖母浇惭b了加熱設(shè)備，所以融化的塑料的狀態(tài)是不會(huì)發(fā)生改變的。通常在停機(jī)的情況下，不必人為地打開流道來(lái)去除冷凝的材料,只要在重新啟動(dòng)的時(shí)候?qū)崃鞯兰訜岬剿枰臏囟?。此?xiàng)技術(shù)特別適用于生產(chǎn)大批量的塑料零件、非常昂貴的原材料和高品質(zhì)要求的情況。常規(guī)的熱流道系統(tǒng)是由熱流道板、噴嘴、溫度控制器還有輔助零件組成。
(2) 氣體輔助注塑成型科學(xué)
先將塑料熔體進(jìn)行精確地計(jì)量，然后再注入模腔內(nèi)，利用特制的噴頭把壓縮氣體壓入熔體內(nèi)，根據(jù)物理學(xué)定律，氣體會(huì)在熔體中跟著最弱的阻力方向移動(dòng)，型腔被塑料熔體所填充，并且此時(shí)的氣體能夠使融化的塑料的壓力不發(fā)生變化，對(duì)氣體壓強(qiáng)還有注塑的時(shí)機(jī)進(jìn)行精確地掌控，此時(shí)，氣體就會(huì)把塑料擠壓在型腔的內(nèi)壁上，塑料制件就成型了。等到塑料熔體冷卻凝化形成固體的時(shí)候，抽掉氣體，然后打開模腔就可以取出產(chǎn)品了。這項(xiàng)技術(shù)的核心是完美地掌控把塑料熔體注射進(jìn)型腔的時(shí)機(jī)跟加壓氣體的時(shí)機(jī)相符合，這是最為重要的部分。氣體輔助注射成形技術(shù)適用于所有的熱塑性塑料跟某些熱固性塑料，但并不適用于軟性塑料。這項(xiàng)技術(shù)有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如：提升塑料制件的剛性、使模具的質(zhì)量變輕并輕化塑料制件的質(zhì)量，提升工作效率并節(jié)約成本等。氣體輔助注射成形技術(shù)的工作有六個(gè)階段，即：1、讓熔融狀態(tài)的塑料充滿型腔，2、變換延遲時(shí)間，3、氣體加壓，4、保持氣體壓力穩(wěn)定，5、排除空氣，6、完成塑料產(chǎn)品。
（3）共注塑成型科學(xué)
這項(xiàng)科學(xué)是運(yùn)用不同型號(hào)和使用性能的注塑機(jī)，把性質(zhì)互不相同的塑料在同一時(shí)刻或是一前一后相應(yīng)地注入到不發(fā)生改變的模具內(nèi)的加工方式。
（4）反應(yīng)注塑成型科學(xué)
在成型的進(jìn)程中參加了化學(xué)反應(yīng)的一種注塑成型工藝，此方式的原料并不需要聚合物，就是把兩種甚至兩種之外的液態(tài)單體或預(yù)聚物，按照固定的份額搭配再投入到混合器里，在加壓的條件下進(jìn)行充分地混合，然后把質(zhì)料迅速地注射到封閉模具中，在模具內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最后再冷卻固化、定型形成產(chǎn)品。因?yàn)槿∮玫脑鲜且簯B(tài)，不需要太大的壓力就能使質(zhì)料在短時(shí)間內(nèi)填滿模腔，所以減輕了閉合模腔時(shí)所需要的壓力并避免了制造模具的價(jià)格過(guò)度昂貴，尤其能在大面積的塑料零件生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮意想不到的功效。用于橡膠與金屬成型的RIM工藝是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
就制造而言，一些企業(yè)對(duì)CAD/CAM/CAE技術(shù)的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)新的高度，一部分公司添加了CAD/CAM系統(tǒng)，在利用CAE技術(shù)剖解成形過(guò)程時(shí)需要CAD/CAM系統(tǒng)的幫助。這幾年隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，由我國(guó)自己研發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)在塑料膜應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用。
在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，利用CAD/CAE/CAM技術(shù)，能夠使模具的結(jié)構(gòu)變得更完善，并加入智能化的優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于改善塑料制件的成型制作方式、減短工作量和生產(chǎn)周期還有提高塑料制件的表面質(zhì)量具有重大的意義。對(duì)不同類型的模具塑料制件所應(yīng)用的特殊類型的質(zhì)料的研究和開發(fā)，能夠延長(zhǎng)模具的使用性能；因?yàn)槭袌?chǎng)充滿了各式各樣的因素，所以應(yīng)用最短的時(shí)間制造產(chǎn)品外形和模具模型的技術(shù)，從而將注塑模具方便地創(chuàng)作出來(lái)，可以最大限度地降低新產(chǎn)品打樣的時(shí)間。
盡管我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)有了相當(dāng)可觀的成績(jī)，并且一部分模具已達(dá)到全球的先進(jìn)水平，但是不管是在塑料制件產(chǎn)品的數(shù)量方面還是質(zhì)量方面，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)仍然滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，每一年仍然需要從國(guó)外進(jìn)口上億美元的各種各樣型號(hào)規(guī)模大的、相當(dāng)精密嚴(yán)細(xì)的、結(jié)構(gòu)組成非常復(fù)雜的模具。在模具設(shè)計(jì)制造的技術(shù)方面，我國(guó)跟其他歐美國(guó)家比較雖然有一定的落后，但我國(guó)正以飛快的速度追趕。在往后的日子里，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)該著手從如下指出的要點(diǎn)嘗試改進(jìn)和提升，從而進(jìn)一步達(dá)到國(guó)際的領(lǐng)先水準(zhǔn)。
（1）大力提升型號(hào)規(guī)模特殊的、結(jié)構(gòu)組成精細(xì)而且不簡(jiǎn)單的、使用性能持久的新型模具所有的份額，改進(jìn)模具的設(shè)計(jì)方法。這是市場(chǎng)對(duì)塑料產(chǎn)品的要求趨于型號(hào)特殊化、結(jié)構(gòu)多樣化和精度精細(xì)化還有對(duì)生產(chǎn)效率提出要高效化的現(xiàn)狀所決定的；
（2）使注塑模具的使用性能更符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，讓標(biāo)準(zhǔn)件的使用效率變得更高。有一個(gè)嚴(yán)重的限制因素就是我國(guó)能使模具塑料制件標(biāo)準(zhǔn)化的能力還比不上國(guó)際上的領(lǐng)先科技，這是阻礙我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向前成長(zhǎng)的一個(gè)重要緣由。為了讓模具的品質(zhì)更優(yōu)并節(jié)約生產(chǎn)塑料制件的成本，對(duì)模具標(biāo)準(zhǔn)件要進(jìn)行深度的研究和開發(fā)。為了能夠順利完成這個(gè)目標(biāo)，我國(guó)的模具必須要有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只有標(biāo)準(zhǔn)件統(tǒng)一了，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品才能是標(biāo)準(zhǔn)化的；接下來(lái)，我們的生產(chǎn)要一步一步地趨于規(guī)?；?，生產(chǎn)的產(chǎn)品層次要清晰；最后就是要添加標(biāo)準(zhǔn)件的型號(hào)和種類；
（3）把CAD/CAM/CAE技術(shù)完全投入進(jìn)模具設(shè)計(jì)與制造的應(yīng)用與生產(chǎn)之中。像CAD/CAM這樣的軟件能夠一步一步地使產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程變得智能化；塑料產(chǎn)品與用三維軟件設(shè)計(jì)成型的模具還有用三維軟件分析塑件的制造過(guò)程將成為未來(lái)我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)；
（4）著手研究短時(shí)間內(nèi)就能立即注塑成型的科技，盡可能多地降低生產(chǎn)周期。利用熱流道技術(shù)來(lái)提升產(chǎn)品的品質(zhì)和節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是能夠最大限度地節(jié)約生產(chǎn)原質(zhì)料并產(chǎn)生良性循環(huán)的環(huán)保效應(yīng)。由氣體壓力幫佐的注射技術(shù)需要計(jì)算和應(yīng)用非常多的工藝參數(shù)，它和常規(guī)的注塑工藝相比，最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組成異常復(fù)雜的特殊類型的塑料制件，由于它設(shè)計(jì)的難度系數(shù)相對(duì)而言較高，所以，需要依靠其他分析軟件。除此之外，高壓注塑成型技術(shù)也要與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新發(fā)展；
（5）創(chuàng)造新型的制造工藝和更優(yōu)化的模具來(lái)滿足種類繁雜而不是大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)要求；
（6）選擇品質(zhì)優(yōu)良的質(zhì)料和高科技的表面處理來(lái)增強(qiáng)模具的使用性能、品質(zhì)以及持久性。
2垃圾鏟把手塑件的工藝性能分析
2.1塑件成型工藝分析
此次設(shè)計(jì)的塑件是垃圾鏟把手，如圖2-1所示為垃圾鏟把手產(chǎn)品的三維圖，我設(shè)計(jì)的垃圾鏟把手的外部輪廓是圓筒的形狀，它的外形輪廓和內(nèi)部構(gòu)成跟別的塑料產(chǎn)品相比較不是那么的復(fù)雜，經(jīng)過(guò)對(duì)大量的垃圾鏟把手的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析和整合，我決定將垃圾鏟把手的高度設(shè)計(jì)為78mm,外圓直徑設(shè)計(jì)為22mm,圓筒壁的厚度設(shè)計(jì)為1mm，因?yàn)槔P把手的塑件不需要有很好的表面粗糙度，作為實(shí)用類型的塑料制件，在尺寸公差方面也沒有很高的特殊要求。由于塑件的壁厚不算大而且分布勻稱，因此，我考慮利用注塑模具進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
圖2-1 垃圾鏟把手產(chǎn)品的三維圖
2.2垃圾鏟把手壁厚分析
不同類型的注塑零件選用的厚度都是嚴(yán)格按照使用的要求所確定的，這樣做可以保障注塑零件的力學(xué)性能和強(qiáng)度要求。注塑零件的壁厚對(duì)塑料零件的品質(zhì)具有很大的作用，倘若壁厚設(shè)計(jì)得不合理，當(dāng)壁厚設(shè)計(jì)得太大的時(shí)候就會(huì)造成對(duì)質(zhì)料的不必要的浪費(fèi)，并使塑料制件的冷卻時(shí)間變得很長(zhǎng)，更糟糕的是，還有可能造成垃圾鏟把手外形發(fā)生改變等質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生，在正常的情況下，在符合力矩條件的要求下，設(shè)計(jì)的垃圾鏟把手的壁厚不應(yīng)當(dāng)太大，當(dāng)壁厚適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，能夠減少原質(zhì)料的損耗，增加經(jīng)濟(jì)效益?？紤]到這些因素，我決定把垃圾鏟把手塑件的壁厚設(shè)計(jì)為1mm。
2.3垃圾鏟把手圓角分析
因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的垃圾鏟把手存在圓角結(jié)構(gòu)，而依據(jù)材料力學(xué)的知識(shí)，在加工制造的進(jìn)程中，在圓角的附近難免會(huì)出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力匯聚在一起的現(xiàn)象，當(dāng)遭受壓力或有物理撞擊的情況下會(huì)導(dǎo)致把手開裂，所以，為了消除內(nèi)應(yīng)力匯聚在一起的不利影響，強(qiáng)化垃圾鏟把手的圓角附近部分的強(qiáng)度跟剛性，讓ABS塑料在加熱的狀態(tài)下更好地流動(dòng)起來(lái)并且讓垃圾鏟把手變得更容易從模腔里取出來(lái)，在垃圾鏟把手里所有從一個(gè)表面到另一個(gè)表面相互銜接的地方，我選擇采取圓弧過(guò)渡的方式，這種方式不僅可以美化垃圾鏟把手，而且能夠增強(qiáng)把手的強(qiáng)度，分析圓角半徑跟應(yīng)力集中系數(shù)之間的聯(lián)系可以知道，實(shí)際的壁厚應(yīng)該不超過(guò)內(nèi)壁圓角半徑的3倍，一般情況下，垃圾鏟把手的實(shí)際壁厚應(yīng)該是理想的內(nèi)壁圓角半徑的2倍，垃圾鏟把手的外壁圓角半徑可以設(shè)計(jì)為實(shí)際壁厚的1.5倍。垃圾鏟把手的圓角設(shè)計(jì)遵循了注塑模具設(shè)計(jì)制造的工藝性和結(jié)構(gòu)性的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
3塑件材料的選用及對(duì)材料特性的分析
3.1材料的選擇
垃圾鏟把手的制造需要材料具有良好的使用性能，能夠抗沖擊、具有高強(qiáng)度的韌性和力學(xué)性能，尺寸形狀不易改變，抵抗化學(xué)腐蝕性的能力好、電氣性能優(yōu)越；容易加工和制造，跟有機(jī)玻璃的熔融結(jié)合性能完美，可以制作雙色成型的塑料零件，在塑料零件的表可以鍍上一層金屬鉻。在制造通用零部件、抗摩擦類零部件、傳動(dòng)零部件還有網(wǎng)絡(luò)通信構(gòu)成件。
3.2材料簡(jiǎn)介
ABS 塑料是由三種單體混合構(gòu)成的三元共聚物，字母A代表的是丙烯腈，字母B代表的是丁二烯，字母S代表的是苯乙烯，這三種單體可以以任何的比例進(jìn)行搭配，做成不同類型的樹脂，同時(shí)，它又具備樹脂易于加工的流動(dòng)特性。ABS塑料把三種單體的性能全都集中在一體，丙烯腈（A）的特殊性能是能夠抵抗化學(xué)腐蝕并且不怕高溫，它的表面硬度相對(duì)于其他單體而言較高，所以它具有一定程度的耐磨性能，丁二烯(B)的特殊性能是它的彈性和韌度非常的高，苯乙烯(S)的特殊性能是它能夠加工熱塑性塑料，使熱塑性塑料的電性能得到優(yōu)化。所以，綜上所述，ABS塑料是一類原材料容易獲取、使用性能優(yōu)越、經(jīng)濟(jì)購(gòu)買不昂貴、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊的優(yōu)質(zhì)塑料材料。ABS塑料能夠制造出薄壁結(jié)構(gòu)跟形狀非常復(fù)雜的塑料制件，所以在各大制造產(chǎn)業(yè)和化工產(chǎn)業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。但是ABS塑料也有不足的地方，那就是它的質(zhì)量不夠輕、導(dǎo)熱能力不夠好。倘若溫度過(guò)高的話，ABS塑料就會(huì)分解，倘若溫度過(guò)低的話，又會(huì)導(dǎo)致它的流動(dòng)性能變差。
3.3基本特性
（1）ABS塑料在加工成型前不需要做烘干處理，最佳的方法是在加工的同時(shí)把ABS塑料預(yù)熱處理到80℃左右，這樣有利于保證塑料制件的尺寸不發(fā)生輕易的改變；
（2）ABS塑料的加工溫度范圍在0℃到215℃之間，如若在裝備內(nèi)保持的時(shí)間太久，或者是溫度沒控制好，高于了220℃，ABS塑料結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞，揮發(fā)出強(qiáng)烈的刺鼻的氣體甲醛；
（3）ABS塑料在保持壓力穩(wěn)定時(shí)候的壓力要求跟注塑壓力差不多，這樣能夠盡量縮小壓力降的影響。螺桿的轉(zhuǎn)速要放低，殘余在裝備內(nèi)的塑料不能夠多；
（4）ABS塑料出產(chǎn)的塑料制件收縮率相對(duì)是大的，比較會(huì)出現(xiàn)縮水還有導(dǎo)致塑料零件形狀改變的現(xiàn)象。ABS的比熱容比較高，塑料零件在脫模時(shí)的溫度在80℃到100℃之間，注意不要被高溫燙傷；
（5）ABS塑料適于在“中等轉(zhuǎn)動(dòng)速度、中等壓力環(huán)境、模具溫度較高、材料溫度不高”的狀況下制作產(chǎn)品，制作精密產(chǎn)品的時(shí)候需要把握好模具溫度；
(6)具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和高度的剛性；
(7)具備良好的抵抗疲勞的強(qiáng)度；
(8)具備抵抗環(huán)境變遷的能力、耐有機(jī)溶劑的特性良好；
(9)抵抗沖擊的性能優(yōu)良，電氣性能優(yōu)越，回復(fù)原型的能力突出，能夠自行進(jìn)行潤(rùn)滑處理、抵抗摩擦磨損的能力優(yōu)良，尺寸保持穩(wěn)定的能力好。
3.4成型特性
在加工制作垃圾鏟把手塑件之前，我們要觀察原質(zhì)料的外部形狀和顏色光澤的特點(diǎn)，檢測(cè)內(nèi)部的顆粒分布和有沒有其他雜亂的物質(zhì)混入原質(zhì)料，對(duì)原質(zhì)料受熱時(shí)能否保持穩(wěn)定狀態(tài)，加熱時(shí)的流動(dòng)狀態(tài)性能還有收縮率等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)。ABS塑料的類型歸檔于結(jié)晶型塑料，由于它吸收水分的性能并不大，在熔融狀態(tài)下的粘性也不高，所以在加工制造垃圾鏟把手之前不必做預(yù)熱的處理，它在加工成型的時(shí)候組織結(jié)構(gòu)不會(huì)被輕易地破壞，流動(dòng)的性能也非常的優(yōu)良，它的溢邊值大約在0.02mm，流動(dòng)特性會(huì)隨著壓力的改變而改變，如若加熱的時(shí)間被控制得太久，那么它的組織結(jié)構(gòu)就會(huì)破壞掉。由于ABS塑料的收縮率比較高，具有特殊的方向轉(zhuǎn)變性能，所以容易出現(xiàn)翹曲變形的現(xiàn)象，收縮率跟它凝結(jié)成晶體的能力還有注塑模冷卻時(shí)需要的狀態(tài)有著密切的聯(lián)系，所以我們要把握好注塑模的溫度。ABS塑料從高溫下降到低溫狀態(tài)的時(shí)間非常短，一定要給它冷卻充足，注塑模應(yīng)該設(shè)計(jì)冷料穴跟冷卻系統(tǒng)，最好采取高強(qiáng)壓力注射的方式進(jìn)行加工，物料的溫度要保持一致性，注射進(jìn)模具的動(dòng)作要迅速，壓力的穩(wěn)定狀態(tài)要保持一致。不應(yīng)當(dāng)利用直接澆口的方式進(jìn)行注塑，因?yàn)檫@樣會(huì)使內(nèi)應(yīng)力加劇，導(dǎo)致收縮不一致和方向發(fā)生錯(cuò)變的問(wèn)題產(chǎn)生。應(yīng)該合理配置澆口。因?yàn)椴牧喜皇悄敲吹挠?，所以脫模比較容易，垃圾鏟把手淺淺的側(cè)凹可以幫助順利地脫模。如表3-1所示為ABS塑料各項(xiàng)性能指標(biāo)。
表3-1 ABS塑料各項(xiàng)性能指標(biāo)
4外形尺寸計(jì)算
5注射機(jī)的選擇及型號(hào)和規(guī)格
模具成型裝備取決于塑料的成型工藝，模具成型裝備包含了注射機(jī)、壓力機(jī)和擠出機(jī)，其中，注射機(jī)在注射成型的工藝領(lǐng)域應(yīng)用，壓力機(jī)在壓縮或壓注成型的工藝領(lǐng)域應(yīng)用，擠壓機(jī)在擠出成型的工藝領(lǐng)域應(yīng)用。
塑料產(chǎn)品的加工制造中有一種關(guān)鍵的方式就是注塑成型工藝。它的工作原理是在注射機(jī)上把顆粒狀的塑料質(zhì)料注進(jìn)料筒里，通過(guò)加熱的方式把顆粒狀的塑料質(zhì)料轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)形態(tài)，再以確定好的流動(dòng)速度，流經(jīng)噴頭跟封閉模腔之間的澆注系統(tǒng)，進(jìn)而填滿整個(gè)型腔，接著，降溫一段時(shí)間后成型，最后，開啟模具，取出完形的塑料產(chǎn)品。
5.1計(jì)算垃圾鏟把手的質(zhì)量和體積
從相關(guān)手冊(cè)可以獲悉ABS塑料的密度g/cm3。
利用Proe軟件對(duì)垃圾鏟把手進(jìn)行3D建模，然后使用分析軟件進(jìn)行檢索，可獲悉垃圾鏟把手的體積V把手=11.4 cm3。
由ρ=1.05g/cm3經(jīng)計(jì)算可得塑件質(zhì)量m=ρv=12.0g。
5.2選擇注射機(jī)
按照垃圾鏟把手的體積和質(zhì)量，選擇HTF120X型號(hào)的注射機(jī)。
6擬定型腔數(shù)目及排列布置方式
6.1擬定型腔數(shù)目
在擬定垃圾鏟把手模具的型腔數(shù)量個(gè)數(shù)的時(shí)候，需要注意到下面所列舉出來(lái)的四點(diǎn)條件：
（1）垃圾鏟把手的基本尺寸要求以及它的制造的標(biāo)準(zhǔn)和原則；
（2）創(chuàng)作垃圾鏟把手模具需要花費(fèi)的金額還有加工的經(jīng)費(fèi)；
（3）垃圾鏟把手的出產(chǎn)效率，它的需求市場(chǎng)能給它帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)利益；
（4）加工制造垃圾鏟把手模具出產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜程度和困難系數(shù)。
符合這四點(diǎn)條件能夠使垃圾鏟把手具有優(yōu)良的尺寸精度，經(jīng)常被廣泛采用的設(shè)計(jì)方式有：
1）、根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益擬定型腔的計(jì)量個(gè)數(shù)
準(zhǔn)則是整體設(shè)計(jì)花費(fèi)的金錢要最少，只斟酌模具制造和把手的生產(chǎn)加工花費(fèi)的金錢，不包括試制產(chǎn)品時(shí)花費(fèi)的金錢。
2）、根據(jù)垃圾鏟把手的基本尺寸標(biāo)準(zhǔn)還有加工的原則來(lái)設(shè)計(jì)型腔的計(jì)量個(gè)數(shù)
假設(shè)垃圾鏟把手塑料模中型腔的數(shù)量個(gè)數(shù)是Y，垃圾鏟把手的基本尺寸為L(zhǎng)，垃圾鏟把手尺寸公差為,單一型腔模具的隨機(jī)尺寸誤差為(值跟材料的性質(zhì)有關(guān)),那么垃圾鏟把手尺寸精度的表達(dá)式為：
（6-1）
化簡(jiǎn)后，得出型腔數(shù)目為：
Y （6-2）
3）、根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力擬定型腔的計(jì)量個(gè)數(shù)
慣用于生產(chǎn)表面積不那么小的塑料零件。假設(shè)模具中的型腔數(shù)目為n，注射機(jī)HTF120X型號(hào)的封閉模具的限定合力是T（N），模具里流動(dòng)的融化的ABS塑料在達(dá)到平衡態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)為Pa，一個(gè)垃圾鏟把手映在分型面上的面積為S1，澆注系統(tǒng)映在分型面上的面積為S2，則：
(nS1+S2)PaT即：
n （6-3）
對(duì)精度要求特別嚴(yán)格的塑料產(chǎn)品，因?yàn)槠渌颓坏某尚蜅l件紊亂不協(xié)調(diào)是由模具的型腔數(shù)目過(guò)多導(dǎo)致的，所以擬定的型腔在4個(gè)之內(nèi)。
4）、按照注射機(jī)能夠承受的限制性注射容量擬定型腔的計(jì)量個(gè)數(shù)
假定注射機(jī)HTF120X型號(hào)能夠承受的限制性注射容量是G（g），一件垃圾鏟把手的質(zhì)量假定是M1（g），模具的質(zhì)量假定是M2（g），假定模具型腔為Y，它的計(jì)算公式是：
Y Y4 （6-4）
6.2設(shè)計(jì)型腔的排列布置方式
需要遵循的準(zhǔn)則和條件：
（1）設(shè)計(jì)的布局方式追求能夠互相對(duì)稱，保證垃圾鏟把手結(jié)構(gòu)的一致性和協(xié)調(diào)性；
（2）垃圾鏟把手的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，盡可能把型腔布置得密集一些，能夠讓模具的外形尺寸變小；
（3）型腔的整體排列方式和澆口位置的分布方式能夠權(quán)衡分流道的長(zhǎng)度，分流道的長(zhǎng)度能設(shè)計(jì)得有多短就設(shè)計(jì)多短；
（4）模具承受載荷不在正中心時(shí)會(huì)導(dǎo)致物料外泄，設(shè)計(jì)的時(shí)候要特別注意避免這種不利現(xiàn)象的產(chǎn)生。
垃圾鏟把手是那種型號(hào)規(guī)格不那么大而且能夠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)的塑料類產(chǎn)品，盡管這樣，對(duì)垃圾鏟把手的外形、表面質(zhì)量等還是有特殊要求的，斟酌出產(chǎn)效力和出產(chǎn)花費(fèi)還有垃圾鏟把手的品質(zhì)等各種因素，加上之前選擇的注塑機(jī)的型號(hào)是HTF120X，我設(shè)計(jì)的型腔結(jié)構(gòu)是一模四腔，這四個(gè)型腔的布局方式是互相對(duì)稱的。
按照垃圾鏟把手的壁厚（0.8<1.0<2.4）和把手形狀和機(jī)械加工因素確定注塑方法為澆注方式，參考書籍《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》，選取對(duì)稱式的排列布置方式。
如圖6-1型腔布置圖所示：
圖6-1 型腔布置圖
7分型面的選擇
分型面的選擇能夠直接影響模具的構(gòu)成方式，它的形式與垃圾鏟把手的外部輪廓、開模方向、模具型號(hào)還有排氣條件、澆口方式等有關(guān)，塑料模具按照生產(chǎn)目的能夠擬定出好幾種結(jié)構(gòu)不同的分型面，但是為了滿足垃圾鏟把手產(chǎn)品生產(chǎn)的需求，追求最合理最經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)模式，我只設(shè)計(jì)了一個(gè)分型面，它移動(dòng)的方向與HTF120X型號(hào)的注塑機(jī)里的模腔做閉合動(dòng)作的方向互相垂直。
分型面位置的設(shè)計(jì)需要遵循的條件：
（1）分型面的位置應(yīng)該選取在垃圾鏟把手表面尺寸最外邊緣的部位；
（2）為了確保最后垃圾鏟把手成功地分離模腔，盡可能避免把垃圾鏟把手放置在定模的一側(cè)；
（3）不能對(duì)垃圾鏟把手的表面粗糙度產(chǎn)生不利的影響，要避免破壞垃圾鏟把手尺寸的準(zhǔn)確性；
（4）方便清理模腔內(nèi)的空氣和改善模具的生產(chǎn)條件，使模具加工更加快捷；
（5）要注意分型面選取的位置不能對(duì)側(cè)向抽芯產(chǎn)生糟糕的影響；
（6）不能破壞垃圾鏟把手的外觀，不能在垃圾鏟把手的表面留下孔隙和凹槽：
（7）充分考慮模具的鎖緊條件，要防止模具被撐開導(dǎo)致原料往外漏的壞情況出現(xiàn)；
（8）確保垃圾鏟把手映射在分型面的面積足夠的小；
（9）分型面位置的選取要保證澆注系統(tǒng)的安排是合理的，尤其對(duì)澆口位置的安排。
按照以上的條件，我設(shè)計(jì)的分型面如圖7-1所示：
7-1分型面圖
8成型零件的設(shè)計(jì)
8.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模，也叫型腔，學(xué)名定模仁，是塑造垃圾鏟把手外部輪廓的成型零件。凹模按構(gòu)成方式的不同分為整體結(jié)構(gòu)式和組合式。
（1）整體式定模仁：經(jīng)過(guò)整塊金屬材料直接加工制作而成，它的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜而且穩(wěn)定強(qiáng)度高，不會(huì)輕易改變形態(tài)，成型的塑料產(chǎn)品質(zhì)量有保障。然而，當(dāng)塑料產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)不是那么簡(jiǎn)單時(shí)，這個(gè)時(shí)候運(yùn)用普通的機(jī)械加工方法來(lái)制造定模仁就沒那么容易了。所以它適用于加工形狀結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜的塑料產(chǎn)品。
（2）組合式定模仁：對(duì)那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料零件或難于機(jī)械加工的整體式定模仁，為了避免貴重金屬花費(fèi)太多，不夠經(jīng)濟(jì)，有助于定模仁加工，省去熱處理工序，經(jīng)常采用組合式定模仁。
垃圾鏟把手的外部輪廓并不復(fù)雜，選取整體式定模仁。整體式定模仁應(yīng)用在外部輪廓并不那么復(fù)雜且定模仁高度不是太高的塑料零件，整體式定模仁為非穿通式模體，擁有優(yōu)良的強(qiáng)度，不會(huì)輕易地改變形態(tài)。
8.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模，也叫型芯，學(xué)名動(dòng)模仁，是塑造垃圾鏟把手內(nèi)表面的成型零件，凸模按構(gòu)成方式的不同有整體式和組合式兩種形式。
由垃圾鏟把手的特殊結(jié)構(gòu)，有兩層，內(nèi)有螺絲，采用鑲件組合式凸模。
垃圾鏟把手屬于ABS塑料生產(chǎn)的產(chǎn)品，歸檔于大批量生產(chǎn)的小型塑料零件產(chǎn)品，可選取的收縮率范圍在1.5%到3.5％之間。平均收縮率是2.5%,垃圾鏟把手選取6級(jí)精度，屬于一般精度的塑料產(chǎn)品。定模仁跟定模仁在不同位置產(chǎn)生的加工制造公差通常會(huì)達(dá)到IT７～I(xiàn)T８級(jí)。
8.3成型零部件的工作尺寸計(jì)算
ABS塑料的平均收縮率S=（1+0.6）%=0.8%
1)型腔和型芯的徑向尺寸
*型腔徑向尺寸的計(jì)算
設(shè)為塑件的最大基本尺寸，為塑料的平均收縮率，其公差為負(fù)偏差，型腔的最小基本尺寸為，其制造公差為正偏差（按塑件公差的1/3~1/6來(lái)?。瑒t
（8-1）
計(jì)算出模具凹直徑為mm。
*型芯徑向尺寸的計(jì)算
設(shè)為塑件的最小基本尺寸，其公差為正偏差，為型芯的最大基本尺寸，則
（8-2）
計(jì)算出模具型芯直徑為mm。
2）型腔深度尺寸的計(jì)算
設(shè)為塑件的最大基本尺寸，其公差為負(fù)偏差，為型腔深度的最小基本尺寸，其公差為正偏差，則
（8-3）
計(jì)算出模具凹模深度為mm。
3）型芯高度尺寸的計(jì)算
設(shè)為塑件內(nèi)形深度的最小基本尺寸，其公差為正偏差，為型芯高度的最大基本尺寸 ，其公差為負(fù)偏差，則
（8-4）
計(jì)算出模具型芯直徑為mm。
4）兩型芯之間中心距的制造精度取制品公差的1/5，
根據(jù) （8-5）
計(jì)算得出mm。
9澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的構(gòu)成部分為主流道、分流道、冷料穴還有澆口。它向型腔中傳遞質(zhì)料、熱量還有壓力，這些能夠影響垃圾鏟把手產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。
9.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的基本原則
（1）掌握ABS塑料的使用性能，清理模腔內(nèi)氣體的能力好，避免動(dòng)模仁跟垃圾鏟把手的形狀發(fā)生變化；
（2）要設(shè)計(jì)得使ABS塑料熔體的流動(dòng)行程足夠的短，這樣可以節(jié)約能源的損耗，否則，不僅不利于環(huán)保，還會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題；
（3）澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式要與型腔的布局對(duì)應(yīng)起來(lái)，澆注系統(tǒng) 最好安排在模具的對(duì)稱軸上；
（4）防止型腔內(nèi)的熔料壓力不能夠被穩(wěn)定地保持，因?yàn)楫?dāng)壓力不穩(wěn)定的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)熔料停滯 的危害，加劇工件的內(nèi)應(yīng)力；
（5）映射在分型面上的面積還有整個(gè)澆注系統(tǒng)里所含有的熔料的體積要足夠的小，否則，不僅會(huì)增大模具的鎖緊力，而且加劇原料的耗損，延長(zhǎng)加工制造的周期；
（6）最好使熔料流動(dòng)方向趨于穩(wěn)定和準(zhǔn)確，否則紊亂無(wú)章的流動(dòng)方向會(huì)讓垃圾鏟把手變得非常易脆：
（7）因?yàn)槭且荒Ｋ那坏慕Y(jié)構(gòu)，所以注入每一個(gè)型腔的ABS熔料必須同步，而且要保證進(jìn)入每一個(gè)型腔的壓力值協(xié)調(diào)一致。
9.2主流道設(shè)計(jì)
主流道的位置一般安排在注塑機(jī)噴頭的同軸線上，橫截面為圓形，有一定程度的錐斜，設(shè)計(jì)它是為了冷料能夠順利地脫模，也是為了優(yōu)化ABS塑料的流速，由于是和注塑機(jī)相符，它的尺寸跟注塑機(jī)有聯(lián)系。
由于我設(shè)計(jì)的垃圾鏟把手選擇的是ABS塑料，按照它的使用性能，確定主流道的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：
主流道錐形狀的角度=4°；主流道內(nèi)表面粗糙度Ra=0.08；主流道比較大的一頭是圓形的，直徑D=6mm，是用來(lái)降低ABS塑料熔料由主流道向分流道流動(dòng)時(shí)的摩擦，比較小的一頭半徑r= R —(1~2)=1~2；選取的原質(zhì)料是T8，采取的熱處理工序是淬火，處理完的主流道跟襯套的硬度要求是53-57HRC。
9.3分流道設(shè)計(jì)
分流道常常被設(shè)計(jì)于分型面上，功能是使從主流道出來(lái)的ABS熔料分支流動(dòng)和改變ABS熔料的流動(dòng)方向，型腔的整體排列方式和澆口位置的分布方式能夠權(quán)衡分流道的長(zhǎng)度，分流道的長(zhǎng)度能分布得有多短就設(shè)計(jì)多短，因?yàn)檫@么做可以降低壓力耗散，熱量揮發(fā)和物質(zhì)在分流道里結(jié)晶。
在設(shè)計(jì)分流道的時(shí)候，要充分降低流道內(nèi)的壓力損耗，盡可能消除熔融的ABS塑料溫度的降低的現(xiàn)象，當(dāng)然，還要思忖如何減小流道的容積。所以我選取半圓形，取半圓直徑為4.5mm。
分流道的布置是有型腔的排列方式所決定的，兩者相輔相成。分流道的布置方式有兩個(gè)，即平衡式跟非平衡式，按照之前所選型腔的排列方式，分流道采用平衡式的布置如圖9-1所示：
圖9-1分流道
按照表9-1里的分流道斷面直徑的數(shù)據(jù)進(jìn)行參照，分流道的斷面直徑取值4.7~9.5mm。
表9-1 分流道斷面直徑選擇
9.4澆口的設(shè)計(jì)
澆口又被稱為進(jìn)料口，簡(jiǎn)單的說(shuō)，它被設(shè)計(jì)在分流道與型腔之間。
它發(fā)揮的功能是：
（1）ABS熔料加入模腔后，澆口的地方最開始凝固，這樣能防止ABS塑料熔體方向流動(dòng)；
（2）ABS塑料熔體在流經(jīng)細(xì)長(zhǎng)的澆口時(shí)出現(xiàn)摩擦熱，有利于注塑成型；
（3）使?jié)沧⑾到y(tǒng)的凝料成功地在澆口的地方被切除。澆口橫截面積取0.03-0.09平方毫米，澆口的長(zhǎng)度取值范圍在0.5mm-2mm,澆口的詳細(xì)尺寸通常由經(jīng)驗(yàn)選取，取它的下限值。
當(dāng)ABS塑料熔體流經(jīng)澆口時(shí)，剪切速率變快，而且ABS塑料熔體產(chǎn)生摩擦熱，這讓流動(dòng)的ABS塑料熔體的溫度升高，并且粘性下降，提升了ABS塑料熔體的流動(dòng)性能，有助于注塑成型。
澆口位置的選擇：
澆口開設(shè)的位置能夠直接決定垃圾鏟把手的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)澆口的時(shí)候，要遵循如下原則：
1、澆口要設(shè)計(jì)在能同時(shí)注滿所有型腔每一個(gè)角落的地方；
2、澆口應(yīng)開設(shè)在垃圾鏟把手壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮；
3、澆口設(shè)計(jì)的位置要有利于清理型腔內(nèi)的氣體；
4、澆口的位置應(yīng)選擇在能避免垃圾鏟把手產(chǎn)生熔接紋的部位，對(duì)于圓筒類的垃圾鏟把手零件，采用點(diǎn)澆口比側(cè)澆口好；
5、如果是帶細(xì)長(zhǎng)型芯類的模具，最好采取讓ABS塑料從中心頂部進(jìn)入的方式，可以消除型芯因沖擊而改變外形的危害。
6、澆口應(yīng)安排在不影響垃圾鏟把手外觀的部位。
按照如上原則，垃圾鏟把手屬于圓筒類塑料零件，所以采用點(diǎn)澆口。
澆注系統(tǒng)圖如下圖9-2所示：
圖9-2澆注系統(tǒng)圖
按照垃圾鏟把手的質(zhì)量和基本尺寸等，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：
由垃圾鏟把手的質(zhì)量M=12.0g計(jì)算 單位mm
9.5冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴是由于主流道或分流道延伸展開出來(lái)的通道。正常情況下，會(huì)把冷料穴安排在與主流道相對(duì)稱的動(dòng)模板的某個(gè)位置或把它設(shè)置在分流道最后面的一部分。冷料穴起到的功能是暫時(shí)保留下流動(dòng)的ABS塑料熔體前面一部分冷卻的ABS塑料，否則，冷卻的ABS塑料如若流進(jìn)型腔就會(huì)導(dǎo)致接縫的產(chǎn)生；別的方面，當(dāng)我們要打開模具的時(shí)候，也可以通過(guò)冷料穴把主流道的凝固的ABS塑料清理出來(lái)。擬定冷料穴的直徑的時(shí)候要注意把它的直徑設(shè)計(jì)得超過(guò)大端直徑。冷料穴具備三種構(gòu)成形式：第一種是能夠跟推桿相輔相成的冷料穴；第二種是能夠跟拉料桿相輔相成的冷料穴；第三種是不裝備拉料桿的冷料穴。
垃圾鏟把手塑料制件的冷料穴選取沒有裝備拉料桿的冷料穴。
9.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣槽的設(shè)計(jì)：
熔融狀態(tài)下的ABS塑料進(jìn)行注射填充型腔的時(shí)候，在同一時(shí)刻，它要把型腔還有主分流道里本來(lái)存留的空氣擠壓出來(lái)，在別的方面，熔融狀態(tài)下的ABS塑料會(huì)揮散出含量不多的離析氣體，故而一般情況下在分型面上設(shè)計(jì)排氣槽進(jìn)行離散氣體的清理。這么做可以避免由于空氣被擠壓而引起型腔的溫度太高所帶來(lái)對(duì)垃圾鏟把手零件質(zhì)量的危害。
在熔融狀態(tài)下的ABS塑料進(jìn)行注射填滿型腔的進(jìn)程中，一定要挨個(gè)有次序地把型腔跟整個(gè)澆注系統(tǒng)里的空氣還有垃圾鏟把手塑料制件因受到熱量的影響而引起的氣體完全清除干凈。否則，倘若無(wú)法完全清除掉所有的氣體，垃圾鏟把手塑料制件會(huì)因?yàn)樗芰先垠w填充型腔不夠充分而產(chǎn)生孔狀褶皺、表面輪廓形狀模糊等嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，更嚴(yán)重的是垃圾鏟把手塑料制件可能會(huì)因?yàn)闅怏w被擠壓引起的超高溫度而燒焦。
排氣槽的排氣方式：普遍情況下，排氣槽是被安排在分型面的定模仁一側(cè)，位置設(shè)計(jì)在熔融ABS塑料流經(jīng)型腔的最后一端?？偟膩?lái)講，擬定排氣槽尺寸的基準(zhǔn)是能夠把模具內(nèi)的所有氣體成功地清除而且不出現(xiàn)物料往外滿溢的問(wèn)題。
因?yàn)槔P把手注塑模具沒有必要特意設(shè)計(jì)一個(gè)排氣槽來(lái)清除模具里的氣體，可以充分利用分型面跟活動(dòng)動(dòng)模仁與模具底板中間的間隙配合來(lái)清理空氣。
10導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
為了達(dá)到注射模具能夠順利地進(jìn)行合腔和開腔的目的，在注塑成型的設(shè)計(jì)中一定要設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)揮的功能是導(dǎo)向、定位并且抵擋某些程度的側(cè)向壓力。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)按組成形式的不同分成導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定向二結(jié)構(gòu)，按照垃圾鏟把手零件的具體生產(chǎn)需要，本設(shè)計(jì)選取導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
10.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
定位作用：
在閉合上模具之后，避免動(dòng)模和定?；蛏夏：拖履２粫?huì)發(fā)生錯(cuò)位的現(xiàn)象，防止型腔的輪廓變形和尺寸出現(xiàn)誤差，在裝配模具的時(shí)候亦能幫助其他結(jié)構(gòu)定位，有利于順利裝配。
導(dǎo)向作用：
閉合模腔的時(shí)候，一開始有觸碰產(chǎn)生的是導(dǎo)向零件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)能夠讓動(dòng)模和定模或上模和下模在閉合的時(shí)候?qū)跓o(wú)誤，預(yù)防由于型芯先進(jìn)入型腔而導(dǎo)致垃圾鏟把手被破損的壞情況發(fā)生。抵擋某些程度的側(cè)向壓力。
10.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)原則
（1）導(dǎo)柱宜恰當(dāng)?shù)乇话才旁诜中兔娴母浇?，從?dǎo)柱中心到模具外部輪廓的間隔要留得合理，這樣才能確保模具的強(qiáng)度。
（2）確保從型芯端面到模具底面的距離比導(dǎo)柱的長(zhǎng)度矮6到8mm，消除因?yàn)樾托具M(jìn)入凹模時(shí)與凹模刮擦而導(dǎo)致垃圾鏟把手零件破損的情況發(fā)生；
（3）導(dǎo)柱和導(dǎo)套的抵抗摩擦磨損的程度和強(qiáng)度要非常的好；
（4）為了讓導(dǎo)柱成功導(dǎo)入導(dǎo)套，把導(dǎo)柱的端頭部位設(shè)計(jì)為錐形或半球形，導(dǎo)套前面的部位同時(shí)也要進(jìn)行倒角處理；
（5）把導(dǎo)柱安排在動(dòng)模一側(cè)的目的是為了防止型芯遭到破壞，而安排在定模一側(cè)的目的是為了幫助脫模成功拿出垃圾鏟把手零件，所以要按照生產(chǎn)目的來(lái)選擇如何進(jìn)行裝配；
(6)通常的情況下，導(dǎo)柱有相對(duì)位移的端頭部位以H8/f8的方式進(jìn)行公差帶配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套不變的部位以H7/k6的方式進(jìn)行公差帶配合，導(dǎo)套外徑以H6/k6的方式進(jìn)行公差帶配合；
(7)在動(dòng)模和定模中間要裝備導(dǎo)柱跟導(dǎo)套，同時(shí)，還要把導(dǎo)柱跟導(dǎo)套裝備在動(dòng)模座板跟推板中間，才能確保頂出結(jié)構(gòu)位移的平穩(wěn)。
(8)導(dǎo)柱直徑的擬定取決于模具的尺寸，可以把標(biāo)準(zhǔn)框架中的數(shù)據(jù)拿出來(lái)對(duì)比一下。
10.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
當(dāng)注塑模具只有一個(gè)分型面時(shí)，因?yàn)橹虚g板在加工制造中起到重要的承受載荷和引導(dǎo)方向的作用，所以在定模的一邊必須要安裝導(dǎo)柱。
如下圖10-1模具結(jié)構(gòu)圖所示：
圖10-1 模具結(jié)構(gòu)圖
導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)：
（1）垃圾鏟把手注塑模具選取帶頭導(dǎo)柱；
（2）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度非要比凸模頂部到模具底板的尺寸大出6mm到8mm；
（3）將導(dǎo)柱的端頭部分改造成圓錐狀或球狀的輪廓外形的用意是為了導(dǎo)柱能夠自由進(jìn)出導(dǎo)向孔；
（4）導(dǎo)柱的直徑需要按照模具的尺寸大小來(lái)擬定，因?yàn)橐_保導(dǎo)柱擁有非常優(yōu)良的抗彎強(qiáng)度；
（5）導(dǎo)柱不使用的部分和模板以H7/m6的形式進(jìn)行過(guò)渡的公差帶配合。導(dǎo)柱有相對(duì)位移的端頭部位以H8/f8的方式進(jìn)行間隙的公差帶配合；
（6）導(dǎo)柱需要使用的區(qū)域的表面粗糙度設(shè)計(jì)為Ra0.4μm。
導(dǎo)柱的外觀形狀如下圖10-2 導(dǎo)柱三維建模圖：
圖10-2 導(dǎo)柱三維建模圖
導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間的區(qū)域是有相對(duì)位移的，所以選用間隙配合。
導(dǎo)套的設(shè)計(jì):
導(dǎo)套設(shè)計(jì)需要遵循的標(biāo)準(zhǔn)：
（1）要讓導(dǎo)柱成功穿插導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前面的部位要做倒圓角的技術(shù)處理；
（2）在注塑模具型號(hào)規(guī)模比較大的時(shí)候，當(dāng)打開模具需要很大很大的外力時(shí)，為了避免導(dǎo)套被泄露，最好在導(dǎo)套上端部位設(shè)計(jì)一個(gè)蓋板；
（3）導(dǎo)套選取的質(zhì)料拿抵抗摩擦磨損強(qiáng)度高的金屬來(lái)加工，然而它的硬度不應(yīng)當(dāng)比導(dǎo)柱的硬度高，否則會(huì)加劇摩擦，導(dǎo)致導(dǎo)柱或?qū)桩a(chǎn)生拉毛的現(xiàn)象，從而影響垃圾鏟把手的品質(zhì)；
（4）導(dǎo)套帶有配合公差的那一區(qū)域的表面光潔度要設(shè)計(jì)得漂亮一些。
導(dǎo)套的外觀形狀如下圖10-3 導(dǎo)套三維建模圖所示：
圖10-3 導(dǎo)套三維建模圖
10.4導(dǎo)柱與導(dǎo)套的排列布置
不考慮特別的狀況，導(dǎo)柱和導(dǎo)套跟模板間的區(qū)域是不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移的，所以它們之間的過(guò)渡公差帶配合形式選取H7/m6或H7/k6為優(yōu)，導(dǎo)向部分的間隙公差帶配合形式宜選取H7/f7或H8/f7為佳。
按照模具布局設(shè)計(jì)的要求，跟導(dǎo)柱有相同位移的彈簧需要安插4個(gè)，最好能保證對(duì)稱地安排在A分型面的附近，這樣能夠使分離成型所受到的彈力均衡，否則，中間板會(huì)被卡住不能動(dòng)。
排列布置的方式如圖10-4所示：
圖10-4 導(dǎo)柱排列布置圖
11脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
11.1脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成
脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)含有脫模零件還有它的固定板和推板、指引脫模機(jī)構(gòu)方向與回復(fù)推出機(jī)構(gòu)原始位置的零部件。
11.2設(shè)計(jì)原則
(1)推出機(jī)構(gòu)最好安排在動(dòng)模一側(cè)；
(2)垃圾鏟把手不能因?yàn)槊撃C(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得不合理而改變外部形狀，產(chǎn)生質(zhì)量不良的問(wèn)題；
(3)組成形式穩(wěn)定而且不復(fù)雜，機(jī)械運(yùn)動(dòng)符合脫模機(jī)構(gòu)的要求，并有優(yōu)良的剛度和強(qiáng)度特性。
用推件板推出機(jī)構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。
復(fù)位零件：對(duì)于推件板推出機(jī)構(gòu)而言，由于推桿端面與推件板接觸，可以起到復(fù)位桿的作用。因此，可以不必再另外設(shè)置復(fù)位桿。
12溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
12.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
（1）因?yàn)槔P把手零件從較高的溫度降低到較低溫度的時(shí)候表面會(huì)收束，要保持整個(gè)收縮率協(xié)調(diào)一致，不能有太大的偏差，要確保模具各部分結(jié)構(gòu)的熱量保持同步和穩(wěn)定；
（2）倘若用于降溫的水孔設(shè)置得太少，水孔的直徑被設(shè)計(jì)得太小，對(duì)垃圾鏟把手零件的冷卻作用就不會(huì)太明顯，達(dá)不到期望的冷卻目的；
（3）要努力讓用于降溫的水孔到垃圾鏟把手模具型腔的間隔一樣的大；
（4）在澆口位置附近的部位要改進(jìn)降溫處理的辦法；
（5）不能讓流進(jìn)模具的冷卻水跟流出模具后的處理廢水之間的溫度相差太大；
（6）用于降溫的水路通道的布置方式要經(jīng)過(guò)正確恰當(dāng)?shù)匕才牛?
（7）用于降低溫度的水路管道接頭的附近要進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤地安排；
（8）冷卻系統(tǒng)的水路通道要消除與垃圾鏟把手注塑模上其他部件發(fā)生碰撞的影響；
（9）把冷卻水管冷卻水流進(jìn)模具的接頭和處理完的水流出接頭設(shè)置在模具面板里面，來(lái)消除模具在運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候被弄?dú)У碾[患。
12.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
ABS熔料在模具中進(jìn)行加工制造的時(shí)候，模具的溫度能夠決定ABS熔料填滿整個(gè)型腔所需要的時(shí)間、冷卻成形的速度、生產(chǎn)制造周期和垃圾鏟把手的質(zhì)量。
在不是特殊要求的背景下，ABS塑料需要加熱到大概二百攝氏度的時(shí)候才能在模腔里流動(dòng)，可是垃圾鏟把手零件從模腔中剛剛脫離出來(lái)的時(shí)候溫度不會(huì)超過(guò)六十?dāng)z氏度。故而一經(jīng)加工制造完形，垃圾鏟把手模具需要做效果非常好的冷卻處理，這樣才能夠讓垃圾鏟把手零件在冷卻固定成型的過(guò)程變得穩(wěn)定，而且保證脫模順利，提升垃圾鏟把手零件的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于熔體狀態(tài)下粘性不高、流動(dòng)特性不錯(cuò)的塑料，因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的垃圾鏟把手零件是尺寸不大壁厚比較薄的塑料制件，所以只需要簡(jiǎn)單地讓它自己冷卻即可，不必設(shè)計(jì)特殊的冷卻系統(tǒng)，否則，如若是尺寸型號(hào)比較大壁厚特別大的塑料產(chǎn)品，就要設(shè)計(jì)復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。
12.3冷卻時(shí)間的計(jì)算
垃圾鏟把手塑料零件的從較高的溫度降低到較低溫度所花費(fèi)的時(shí)間是指從熔融狀態(tài)下的ABS塑料填滿整個(gè)模具型腔開始到能夠打開模具型腔取出垃圾鏟把手零件結(jié)束時(shí)的這段時(shí)間。衡量垃圾鏟把手零件冷卻時(shí)間的尺度是按照完全固化定型后的擁有比較好的質(zhì)量為原則的。
計(jì)算加工制造所需要花費(fèi)的時(shí)間：
式子里的t是垃圾鏟把手零件加工生產(chǎn)所需要花費(fèi)的時(shí)間（s）,t注是注塑ABS熔料消耗的用時(shí)，t冷是讓垃圾鏟把手塑料零件的從較高的溫度降低到較低溫度所需要花費(fèi)的時(shí)間，t脫是打開模具拿出垃圾鏟把手零件所需要的時(shí)間,按照設(shè)計(jì)手冊(cè)上的說(shuō)明，能知曉t注的范圍在15~60s,t冷的范圍在15~60s，垃圾鏟把手零件生產(chǎn)制造所對(duì)應(yīng)花費(fèi)的時(shí)間t的范圍在40~140s。
結(jié)論
把手作為垃圾鏟的組成部分，是非常重要的。本課題所需解決的問(wèn)題是選定鏟把手的材料，確定分型面的位置，確定塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量，擬定注塑成型過(guò)程及工藝參數(shù)，確定型腔數(shù)量和模具的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上，選擇確定結(jié)構(gòu)尺寸，并計(jì)算校核其性能。最后，根據(jù)所確定數(shù)據(jù)繪制規(guī)定篇幅的圖紙，并完成說(shuō)明書。
致謝
可能是我一直生活在家人的庇護(hù)之下，讓自己過(guò)得太自由自在，太無(wú)憂無(wú)慮了，反而對(duì)自己現(xiàn)有的生活覺得有點(diǎn)枯燥無(wú)聊?，F(xiàn)在，面臨著畢業(yè)，以后要過(guò)自力更生的生活，一下子從衣食無(wú)憂的日子轉(zhuǎn)變成什么都得靠自己的日子，說(shuō)實(shí)話，這突然的落差瞬間讓自己感到有點(diǎn)手足無(wú)措，我可能不能夠立即調(diào)整過(guò)來(lái)。一切皆是因?yàn)樽约?，因?yàn)樽约簺]有做出努力，對(duì)自己不夠負(fù)責(zé)。是時(shí)候該好好地規(guī)劃一下自己的未來(lái)了。對(duì)于這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，首先，我要感謝的是我的指導(dǎo)老師張老師，他非常關(guān)心我們，知道我們是畢業(yè)季的學(xué)生，可能要到學(xué)校外面的企業(yè)去實(shí)習(xí)，所以，并沒有強(qiáng)制把我們留在學(xué)校里做畢業(yè)設(shè)計(jì)。他很寬宏地批準(zhǔn)了我的假條，并且在我回到學(xué)校對(duì)論文沒做出實(shí)質(zhì)性進(jìn)展的時(shí)候，還不遺余力地諄諄教誨我，細(xì)心地教授我寫論文的具體方法，我真的很感謝他的指導(dǎo)，他是個(gè)責(zé)任感很重的教師。在每一周的周三，他都會(huì)準(zhǔn)時(shí)在辦公室教導(dǎo)學(xué)生寫畢業(yè)論文的方法。我還要好好地感謝我的父母還有我的爺爺奶奶我的家人們，他們把他們最好的都給了我，一切都是為了我，盡管在某些方面，我做得不夠好，可能會(huì)令人失望，可是，他們一點(diǎn)兒也沒有責(zé)怪我的意思，他們傾注他們的所有的愛給我，而這么多年來(lái)，我甚至連一句好好感謝他們的話都沒對(duì)他們說(shuō)過(guò)，我真的很慚