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目 錄 引言 1 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 2 一 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 4 二 塑件及材料分析 5 三 擬定的成型工藝 6 四 型腔數(shù)目確定 7 五 型腔布局 7 六 分型面與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 七 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 八 成型零件設(shè)計(jì) 11 九 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 十 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 十一 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 十二 注射模與注射機(jī)的關(guān)系 20 十三 模具裝配草圖及工作原理 22 十四 設(shè)計(jì)小結(jié) 23 十五 參考資料 24 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 1 設(shè)計(jì)前應(yīng)明確的事項(xiàng) 1 明確制品的幾何形狀及使用要求 對(duì)于形狀復(fù)雜的制品 有時(shí)除看 懂其圖樣外 還需參考產(chǎn)品模型或樣品 考慮塑料的種類(lèi)及制品的 成型收縮率 透明度 尺寸公差 表面粗糙度 允許變形范圍等范 圍 即充分了解制品的使用要求 因?yàn)檫@不僅是模具設(shè)計(jì)的主要依 據(jù) 而且還是減少模具設(shè)計(jì)者與產(chǎn)品設(shè)計(jì)者已意見(jiàn)分歧的手段 2 估算制品的體積和重量及確定成型總體方案 計(jì)算制品重量的目的 在于選擇設(shè)備和確定成型總體方案 成型總體方案包括確定模具的 機(jī)構(gòu)形式 型腔數(shù)目 制品成型的自動(dòng)化程度 采用流道的形式 冷流道或熱流道 制品的側(cè)向型孔是同時(shí)成型還是后序加工 側(cè)凹的脫模方式等 3 明確注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)則 只有確定采用什么型號(hào)和規(guī)則的注 射成型機(jī) 在模具設(shè)計(jì)時(shí)才能對(duì)模具上與注射機(jī)有關(guān)的結(jié)構(gòu)和尺寸 的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核 4 檢查制品的工藝性 對(duì)制品進(jìn)行成型前的工藝性檢查 以確認(rèn)制品 的各個(gè)細(xì)小部分是否均符合注射成型的工藝性條件 2 基本程序 模具及其操作必須滿(mǎn)足各種要求 其模具設(shè)計(jì)的最佳方法是綜合考慮 系統(tǒng)制定設(shè)計(jì)方案 模具設(shè)計(jì)流程圖表示了各條件間的相互關(guān)系 以及必須 滿(mǎn)足主功能的邊界條件和附加條件的關(guān)系 3 注射模設(shè)計(jì)審核要點(diǎn) 1 基本結(jié)構(gòu)審核 1 模具的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)是否與注射機(jī)規(guī)格匹配 2 模具是否具有合模道向機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 3 分型面選擇是否合理 有無(wú)產(chǎn)生飛邊的可能 制品能否滯留在設(shè)有推 出脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)模 或定模 一側(cè) 4 模腔的布置與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理 澆口是否與塑料原料相適應(yīng) 澆口位置是否恰當(dāng) 澆口與流道的幾何形狀及尺寸是否合適 流動(dòng)比 數(shù)值是否合理 5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 6 推出脫模機(jī)構(gòu)與側(cè)向分型或抽芯機(jī)構(gòu)是否合理 安全和可靠 它們之 間或它們與其它模具零部件之間有無(wú)干涉或碰撞的可能 脫模板 推 板 是否會(huì)與凸模咬合 目 錄 引言 1 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 2 一 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 4 二 塑件及材料分析 5 三 擬定的成型工藝 6 四 型腔數(shù)目確定 7 五 型腔布局 7 六 分型面與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 七 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 八 成型零件設(shè)計(jì) 11 九 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 十 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 十一 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 十二 注射模與注射機(jī)的關(guān)系 20 十三 模具裝配草圖及工作原理 22 十四 設(shè)計(jì)小結(jié) 23 十五 參考資料 24 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 1 設(shè)計(jì)前應(yīng)明確的事項(xiàng) 1 明確制品的幾何形狀及使用要求 對(duì)于形狀復(fù)雜的制品 有時(shí)除看 懂其圖樣外 還需參考產(chǎn)品模型或樣品 考慮塑料的種類(lèi)及制品的 成型收縮率 透明度 尺寸公差 表面粗糙度 允許變形范圍等范 圍 即充分了解制品的使用要求 因?yàn)檫@不僅是模具設(shè)計(jì)的主要依 據(jù) 而且還是減少模具設(shè)計(jì)者與產(chǎn)品設(shè)計(jì)者已意見(jiàn)分歧的手段 2 估算制品的體積和重量及確定成型總體方案 計(jì)算制品重量的目的 在于選擇設(shè)備和確定成型總體方案 成型總體方案包括確定模具的 機(jī)構(gòu)形式 型腔數(shù)目 制品成型的自動(dòng)化程度 采用流道的形式 冷流道或熱流道 制品的側(cè)向型孔是同時(shí)成型還是后序加工 側(cè)凹的脫模方式等 3 明確注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)則 只有確定采用什么型號(hào)和規(guī)則的注 射成型機(jī) 在模具設(shè)計(jì)時(shí)才能對(duì)模具上與注射機(jī)有關(guān)的結(jié)構(gòu)和尺寸 的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核 4 檢查制品的工藝性 對(duì)制品進(jìn)行成型前的工藝性檢查 以確認(rèn)制品 的各個(gè)細(xì)小部分是否均符合注射成型的工藝性條件 2 基本程序 模具及其操作必須滿(mǎn)足各種要求 其模具設(shè)計(jì)的最佳方法是綜合考慮 系統(tǒng)制定設(shè)計(jì)方案 模具設(shè)計(jì)流程圖表示了各條件間的相互關(guān)系 以及必須 滿(mǎn)足主功能的邊界條件和附加條件的關(guān)系 3 注射模設(shè)計(jì)審核要點(diǎn) 1 基本結(jié)構(gòu)審核 1 模具的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)是否與注射機(jī)規(guī)格匹配 2 模具是否具有合模道向機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 3 分型面選擇是否合理 有無(wú)產(chǎn)生飛邊的可能 制品能否滯留在設(shè)有推 出脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)模 或定模 一側(cè) 4 模腔的布置與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理 澆口是否與塑料原料相適應(yīng) 澆口位置是否恰當(dāng) 澆口與流道的幾何形狀及尺寸是否合適 流動(dòng)比 數(shù)值是否合理 5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 6 推出脫模機(jī)構(gòu)與側(cè)向分型或抽芯機(jī)構(gòu)是否合理 安全和可靠 它們之 間或它們與其它模具零部件之間有無(wú)干涉或碰撞的可能 脫模板 推 板 是否會(huì)與凸模咬合 7 是否需要排氣結(jié)構(gòu) 如果需要 其設(shè)置情況是否合理 8 是否需要溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 如果需要 其熱源和冷卻方式是否合理 溫 控元件隨是否足夠 精度等級(jí)如何 壽命長(zhǎng)短如何 加熱和冷卻介質(zhì) 的循環(huán)回路是否合理 9 支承零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理 10 外形尺寸能否保證安裝 緊固方式選擇是否合理可靠 安裝用的 螺栓孔是否與注射動(dòng) 定模固定板上的螺孔位置一致 壓板槽附近的 固定板上是否有緊固用的螺孔 2 設(shè)計(jì)圖樣審核要點(diǎn) 1 裝配圖 零部件的裝配關(guān)系是否明確 配合代號(hào)標(biāo)注得是否恰當(dāng)合理 零件標(biāo)注是否齊全 與明細(xì)表中的序號(hào)是否對(duì)應(yīng) 有關(guān)的必要說(shuō)明是 否具有明確的標(biāo)記 整個(gè)模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度如何 2 零件圖 零件號(hào) 名稱(chēng) 加工數(shù)量是否有確切的標(biāo)注 尺寸公差和形 位公差標(biāo)注是否合理齊合 成型零件容易磨損是部位是否預(yù)留了修磨 量 哪些零件具有超高精度要求 這種要求是否合理 各個(gè)零件的材 料選擇是否恰當(dāng) 熱處理要求和表面粗糙度要求是否合理 3 制圖方法 制圖方法是否正確 是否合乎有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 包括工廠 企業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 圖面表達(dá)的幾何圖形與技術(shù)內(nèi)容是否容易理解 3 模具設(shè)計(jì)質(zhì)量審核要點(diǎn) 1 設(shè)計(jì)模具時(shí) 是否正確地考慮了塑料原材料的工藝特性 成型性能 以及注射機(jī)類(lèi)型可對(duì)成型質(zhì)量產(chǎn)生的影響 對(duì)成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的 缺陷是否在模具設(shè)計(jì)時(shí)采取了相應(yīng)的預(yù)防措施 2 是否考慮了制品對(duì)模具導(dǎo)向精度的要求 導(dǎo)向結(jié)果設(shè)計(jì)得是否合理 3 成型零部件的工作尺寸計(jì)算是否合理 能否保證制品的精度 其本身 是否具有足夠的強(qiáng)度和剛度 4 支撐部件能否保證模具具有足夠的整體強(qiáng)度和剛度 5 設(shè)計(jì)模具時(shí)是否考慮了試模和修模要求 4 裝拆及搬運(yùn)條件審核要點(diǎn)有無(wú)便于裝拆時(shí)用的橇槽 裝拆孔和牽引螺 釘 對(duì)其是否作出了標(biāo)記 有無(wú)供搬運(yùn)用的吊環(huán)或起重螺栓孔 對(duì)其是否也作 出了標(biāo)記 一 設(shè)計(jì)課題 把手封條注塑模 二 塑件及材料分析 1 塑件形狀分析 此塑件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 外觀光滑 只是制品的凹槽涉及到的脫模 必須是兩次頂出 塑件上有四條槽 2 材料分析 材料選用 PE 是聚乙烯的簡(jiǎn)寫(xiě) 是由乙烯聚合而成的的聚合物 作為塑料使用時(shí) 其平均相對(duì)分子質(zhì)量要在 1 萬(wàn)以上 根據(jù)聚合物條 件不同 實(shí)際平均相對(duì)分子質(zhì)量可從 1 萬(wàn)到幾百萬(wàn)不等 生成的 PE 乙烯單體大部分是由石油裂解得到 聚乙烯是樹(shù)脂中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種 它原料來(lái)源豐富 價(jià)格 較低 具有優(yōu)異的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性 易于成型加工 并且品種 較多 可滿(mǎn)足不同性能要求 因此它從問(wèn)世以來(lái)發(fā)展很快 是目前產(chǎn) 量最大的樹(shù)脂品種 用途極廣泛 PE 材料的性能特點(diǎn) 質(zhì)軟 機(jī)械性能差 表面硬度低 化學(xué)穩(wěn)定性 好 但不耐強(qiáng)氧化劑 耐水性好 PE 的成型特點(diǎn) 成型前不可預(yù)熱 收縮大 易變形 冷卻時(shí)間長(zhǎng) 成 型效率不高 塑件有淺側(cè)凹可強(qiáng)制脫模 PE 材料在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 澆注系統(tǒng)應(yīng)盡快保證充型 須設(shè)冷卻系統(tǒng) 使用溫度一般為 80 0C PE 材料的品種多 根據(jù)塑件的要求及特點(diǎn) 我們選用低密度聚 乙烯來(lái)作為注塑材料 PE 材料的品種很多 在此低密度聚乙烯 LDPE 作為塑件的注塑材料 LDPE 是在高溫和特別高的壓力下通過(guò)典型的自由基聚合過(guò)程得到的 早在 20 世紀(jì) 40 年代初 LDPE 已用于電線(xiàn)包覆 是 PE 家族中最早出 現(xiàn)的產(chǎn)品 LDPE 綜合了許多優(yōu)良的性能 如透明性 封合性 易于 加工 是當(dāng)今聚合物工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料之一 LDPE 通?？刹捎霉苁胶透椒磻?yīng)器兩種生產(chǎn)工藝制備 聚合時(shí) 壓力為 150 350 Mpa 聚合溫度在 150 260 之間 并加入適量 的引發(fā)劑 與其他工藝過(guò)程得到的線(xiàn)性 PE 不同 高壓自由基聚合歷程易發(fā) 生鏈轉(zhuǎn)移 得到的聚合物存在大量的支鏈結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)使 LDPE 具 有透明 柔順 易于擠出等特定性能 通過(guò)控制平均相對(duì)分子質(zhì)量 MW 結(jié)晶度和相對(duì)分子質(zhì)量分布 MWD 可以是 LDPE 樹(shù)脂獲得 多種應(yīng)用 聚合物的平均相對(duì)分子質(zhì)量是用組成聚合物的所有分子鏈的平均 尺寸來(lái)表達(dá)的 為方便起見(jiàn) 在塑料工業(yè)中采用熔體流動(dòng)速率 MFR 作為平均相對(duì)分子質(zhì)量的量度 MFR 的單位為 g 10min MFR 的值與平均相對(duì)分子質(zhì)量的大小成反比 LDPE 的結(jié)晶度與樹(shù)脂中的短支鏈的含量有關(guān) 結(jié)晶度通常為 30 40 結(jié)晶度的提高是 LDPE 的剛性 耐化學(xué)藥品性 阻隔性 拉伸強(qiáng)度和耐熱性增加 而沖擊強(qiáng)度 撕裂強(qiáng)度和耐應(yīng)力開(kāi)裂性能降 低 3 塑件正投影面積 體積及質(zhì)量計(jì)算 根據(jù)塑件 可算出體積及質(zhì)量 如圖 2 所示 可把塑件分成幾個(gè)部分來(lái)計(jì)算 具體計(jì)算如下 塑件有 4 個(gè)槽 把相對(duì)的兩個(gè)槽合起來(lái)計(jì)算就相當(dāng)與計(jì)算一個(gè)圓住的體 積根據(jù)圖紙可以知道塑件的體積等于上端長(zhǎng)方體的體積加上下端長(zhǎng)方體 的體積減掉凸模所形成的凹槽再減掉兩個(gè)圓柱的體積 設(shè) 上端長(zhǎng)方體的體積為 V 上 則 V 上 18x1 7x70 2142mm3 下端長(zhǎng)方體的體積為 V 下 V 下 15x67x 7 7 1 7 6030mm 3 凹槽的體積 V 凹 15x1 7x2 x 7 7 1 7 x 67 1 7x2 4426 56mm3 根據(jù)圖中所示 可設(shè)一個(gè)圓柱的長(zhǎng)為 L1 64mm 體積為 V1 另一個(gè)取 L2 12mm 體積為 V2 V1 r L 1 3 14x0 62x64 7 2345mm3 V2 r L 2 3 14x0 62x12 1 35648mm3 V1 V2 7 23456 1 35648 8 59mm3 V 總 2142 6030 4426 56 8 59 3746 49mm3 因?yàn)?PE 材料選用的是底密度乙烯 所以密度 0 91g cm m 總 3746 49x10 3x0 91 3 4g 三 擬定的成型工藝 1 制品的成型方法 熱塑性塑料指定采用注射成型 本設(shè)計(jì)選用熱塑性塑料 PE 可用注射成 型 2 制品的成型參數(shù) 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選定的原料 PE 可擬定如下工藝參數(shù) 塑料名稱(chēng) PE 密度 g cm 0 910 0 925 計(jì)算收縮率 0 3 0 8 預(yù)熱溫度 70 80 預(yù)熱時(shí)間 h 1 2 料筒溫度 前段 170 200 后段 140 160 模具溫度 35 55 注射壓力 MPa 60 100 成型時(shí)間 s 注射時(shí)間 15 60 高壓時(shí)間 0 3 冷卻時(shí)間 20 90 總周期 50 160 適應(yīng)注射機(jī)類(lèi)型 柱塞式 四 型腔數(shù)目 型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點(diǎn) 來(lái)確定 1 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則 并忽略準(zhǔn) 備時(shí)間試生產(chǎn)原材料費(fèi)用 僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi) 2 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目 當(dāng)成型大型平板制件時(shí)常用 這種方法 3 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 在磨具中每增加一 個(gè)型腔 制品尺寸精度要降低 4 對(duì)于高精度制品 由于多型腔模具難 以使各型腔的成型條件一致 故推薦型腔數(shù)目不超過(guò) 4 個(gè) 4 由于塑件的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單 只是四周多了四個(gè)槽 并可以使用限位桿來(lái) 實(shí)行強(qiáng)制脫模 磨具本身的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單 塑件的質(zhì)量也很輕 故可以用 一模兩腔注射成型 同時(shí)根據(jù)塑件體積 v 3746 79mm 初步確定注射機(jī)為 SZ 40 32 注射機(jī)各參數(shù)如下 項(xiàng)目 SZ 40 32 結(jié)構(gòu)形式 立式 理論注射容量 cm 40 螺桿直徑 mm 24 注射壓力 MPa 150 注射速率 g s 塑化能力 Kg h 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 鎖模力 KN 320 拉桿內(nèi)向距 mm 205 移模行程 mm 160 最大模具厚度 mm 160 最小模具厚度 mm 130 模具定位孔直徑 模具定位孔直徑 mm 噴嘴球半徑 mm 10 噴嘴口孔徑 mm 3 五 型腔布局 由于塑件比較簡(jiǎn)單 而且比較小 直線(xiàn)形分布 為提高生產(chǎn)效率 可以采 用一模兩腔的方法 六 分型面與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 分型面選擇 選擇分型面即是決定型腔空間在模內(nèi)應(yīng)占有的位置 選擇時(shí)應(yīng)遵行如下原則 1 復(fù)合塑件脫模 為使塑件能從模內(nèi)取去 分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑 件斷面尺寸大的部位 4 確保塑件質(zhì)量 分型面應(yīng)不要選擇在 塑件光滑的外表面 避免影響外觀質(zhì)量 將塑件要求同軸度的 5 有利于塑件脫模 由于模具脫模機(jī)構(gòu)通常只設(shè)在動(dòng)模一側(cè) 故選 擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) 這對(duì)于自動(dòng)化生 產(chǎn)使用的模具尤其顯得重要 6 考慮側(cè)向軸拔距 一般機(jī)械式抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向拔距都較小 因此 選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長(zhǎng)的方向置于動(dòng) 定模的開(kāi)合模 方向上 而將短抽拔距做為側(cè)向分型或抽芯 并注意將側(cè)抽芯放在 動(dòng)模邊 避免定模抽芯 7 鎖緊模具的要求 側(cè)向合模鎖緊力較小 故對(duì)于投影面積較大的 大型塑件 應(yīng)將投影面積大的方向放在動(dòng) 定模的合模方向上 而 將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面 8 有利于排氣 當(dāng)分型面作為主要排氣渠道時(shí) 應(yīng)將分型面設(shè)在塑 料熔體的末端 以利于排氣 9 模具零件易于加工 選擇分型面時(shí) 應(yīng)使模具分割成便于加工的 零件 以減小機(jī)械加工的困難 根據(jù)以上分型面選擇原則及塑件本身的特點(diǎn) 確定為一次分型 如圖 3 圖 3 2 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 當(dāng)排氣不良時(shí)將在塑件上形成氣泡 銀文 云霧 接縫 使表面輪廓 不清 甚至沖模不滿(mǎn) 嚴(yán)重時(shí)在塑件表面產(chǎn)生焦痕 降低沖模速度 影響 成型周期 形成斷續(xù)注射 減低生產(chǎn)效率 因此我們一般用以下的幾種排 氣方法 1 排氣槽排氣 對(duì)于成型大中型塑件的模具 需排住的氣體量多 通常 都應(yīng)開(kāi)設(shè)排氣槽 2 分型面排氣 對(duì)于小型模具 可利用分型面間隙排氣 但分型面須位 于容體流動(dòng)末端 3 拼鑲件縫隙排氣 對(duì)于組合的凹模或型芯 可利用 其拼合的縫隙排氣 4 推桿間隙排氣 利用推桿與模板或型芯的配合間隙排氣 5 粉末燒結(jié)合金塊排氣 七 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 七 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6 排氣井排氣 在塑料熔體匯合處的外側(cè) 設(shè)置一個(gè)空穴 使氣體排入其 中 也可以獲得良好的排氣效果 7 強(qiáng)制性排氣 在封閉氣體的部位 設(shè)置排氣桿 七 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 拼鑲件縫隙排氣 對(duì)于組合的凹?；蛐托?可利用其拼合的縫隙排氣 4 推桿間隙排氣 利用推桿與模板或型芯的配合間隙排氣 5 粉末燒結(jié)合金塊排氣 6 排氣井排氣 在塑料熔體匯合處的外側(cè) 設(shè)置一個(gè)空穴 使氣體排入其 中 也可以獲得良好的排氣效果 7 強(qiáng)制性排氣 在封閉氣體的部位 設(shè)置排氣桿 七 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射 模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 它 對(duì)注射成型周期和塑件質(zhì)量 如外觀 物理性能 尺寸精度等 都有直接影響 設(shè)計(jì)時(shí)須遵循如下原則 1 結(jié)合型腔布局考慮 應(yīng)注意以下三點(diǎn) 1 盡可能采用平衡式布置 以便設(shè)置平衡式分流道 2 型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱(chēng) 防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 3 型腔排列要盡量可能緊湊 以減少模具外形尺寸 2 熱量及壓力損失要小 為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡量短 斷面尺寸盡可能大 盡量減少?gòu)澱?表面粗糙度要低 3 確保均衡進(jìn)料 盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落 即分流道盡可能采用平衡式布置 4 塑料耗量要少 在滿(mǎn)足各型腔充滿(mǎn)的前提下 澆注系統(tǒng)容積盡量要小 以減 少塑料的耗量 5 消除冷料 澆注系統(tǒng)應(yīng)能捕集溫度較低的 冷料 防止其進(jìn)入型腔 影響 塑件的質(zhì)量 6 排氣良好 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿(mǎn)型腔各個(gè)角落 使型腔 的氣體能順利排出 7 防止塑件出現(xiàn)缺陷 避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔 縮孔 殘余應(yīng) 力 翹曲變形或尺寸偏差過(guò)大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各 種成型不良現(xiàn)象 8 塑件外觀質(zhì)量 根據(jù)塑件大小 形狀及技術(shù)要求 做到去除修整澆口方便 澆口痕跡無(wú)損塑件的美觀和使用 9 生產(chǎn)效率 盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工 成形周期短 效率高 10 塑料熔體流體特性 大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為 以充分利用 一 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道 通常和注射機(jī)噴嘴在同一 軸線(xiàn)上 斷面為圓形 帶有一定錐度 其設(shè)計(jì)要點(diǎn)為 1 主流道圓錐角為 a 20 60 對(duì)流動(dòng)性差的可取 30 60 內(nèi)壁粗糙度為 Ra0 63m 2 主流道大端成圓角 半徑 r 1 3mm 以減小料轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力 3 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下 主流道盡可能短 一般小于 60mm 過(guò)長(zhǎng)則會(huì) 影響流體的順利充型 4 對(duì)于小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式 但在大多數(shù)情況 下將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件 主流道襯套與定模板采用 H7 m6 過(guò)度配合與定位圈的配合采用 H9 f9 間隙配合 5 主流道襯套一般選用 T8 T10 制造 熱處理強(qiáng)度為 52 56HRC 根據(jù) 常用塑料直澆口尺寸 表 選主流道始端尺寸 d 2 5mm 大端尺寸 D 4mm 澆口套始端半徑 R 機(jī)床噴嘴小經(jīng) d 0 5 1 10 0 5 1 11mm 半錐角 a 2 其長(zhǎng)度尺寸取 L 40mm 其余尺寸見(jiàn)圖 主流道內(nèi)壁 粗造度 Ra 0 63 拋光時(shí)要沿軸向進(jìn)行 根據(jù)主流道尺寸 可求出主流道體積 V 主 1 3L R Rr r 1 3x3 14x40 1 25 2 1 25x2 4 0 334cm 二 冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上 或處于分流道末端 其作用是捕集料流前鋒 的 冷料 防止 冷料 進(jìn)入行腔而影響塑件質(zhì)量 開(kāi)模時(shí)又可以將主流道的冷凝料拉 出 冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑 長(zhǎng)度約為主流道大端直徑 其類(lèi)型可分為四 大類(lèi) 1 底部帶有推桿的冷料穴 這類(lèi)冷料穴的底部由一跟推桿組成 推桿裝于推桿固定板上 因此他常于推桿或推 管脫模機(jī)構(gòu)連用 2 底部帶有拉料桿的冷料穴 這類(lèi)冷料穴的底部有一根拉料桿構(gòu)成 拉料桿裝于型芯固定板上 因此它不隨脫模 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 3 底部無(wú)桿的冷料穴 對(duì)于具有垂直分型面的注射模 冷料穴置于左右兩半模的中心線(xiàn)上 當(dāng)開(kāi)模時(shí)分型 面左右分開(kāi) 塑件與流道凝料取出 冷料穴底部不必設(shè)計(jì)桿件 4 分流道冷料穴 當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí) 可將分流道的盡頭沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為分流道冷料穴 以 貯存前鋒冷料 其長(zhǎng)度為分流道直徑的 1 5 2 倍 二 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道 多行腔模具一定設(shè)置分流道 大型 塑件由于使用多澆口進(jìn)料也需設(shè)置分流道 由于模具有四條分流道 要從行腔側(cè) 面注入 分流道應(yīng)是側(cè)澆 設(shè)計(jì)成圓形并四周交叉分布 這樣效率比較高 因?yàn)樗芗?壁厚為 1 7 3mm 質(zhì)量 3 4 200g 所以可以根據(jù)公式 D 0 2654W1 2L1 4來(lái)計(jì)算 D 分流道的直徑 mm W 塑件的質(zhì)量 g L 分流道的長(zhǎng)度 mm 因?yàn)樾颓粸橐荒Ｋ那话磮A周均勻分布 兩個(gè)小型腔的最小直線(xiàn)距離在 7mm 8mm 在這里取 8mm 這樣計(jì)算分流道長(zhǎng)度為 15mm 15 圖 6 其直徑尺寸可按下列經(jīng)驗(yàn)公式確定 把 W 3 4mm 和 L 15mm 帶入上式得 D 0 2654X3 4 X15 0 96mm 分流道直徑 D 0 96mm 不符合直徑限于 3 2 9 5mm 條件 應(yīng)取 5mm 三 澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道 其形狀 位置 尺寸對(duì)塑 件質(zhì)量影響很大 澆口的主要作用是 1 行腔充滿(mǎn)后 熔體在澆口處首先 凝結(jié) 防止其倒流 2 易于切除澆口凝料 3 對(duì)于多行腔模具 用以 平衡進(jìn)料 對(duì)于多澆口單行腔模具 用以控制熔接縫的位置 澆口截面面積 通常為分流道截面面積的 0 03 0 09 澆口截面形狀有矩形和圓形兩種 澆 口長(zhǎng)度為 0 5 2mm 左右 澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定 在這我們?nèi)∠?制性澆口中的側(cè)澆口 側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口 能方便調(diào)整充模時(shí)的 剪切速度和澆口封閉時(shí)間 因而也稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)澆口 側(cè)澆口的特點(diǎn)是澆口截面 形狀簡(jiǎn)單 加工方便 能對(duì)澆口尺寸進(jìn)行精密加工 澆口截面積通常為分流道截面積的 0 03 0 09 S 澆 S 分 0 03 0 09 x3 2x0 09 d 澆則 d 澆 3X0 3 0 9 澆口長(zhǎng)度一般取 0 5 2mm 取 L 1mm 圖 6 八 成型零件設(shè)計(jì) 由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸 它必須有以下一些性能 1 必須具有足夠的強(qiáng)度 剛度 以承受塑料熔體的高壓 2 有足夠的硬度和耐 磨性 以承受料流的摩擦和磨損 通常進(jìn)行熱處理 使其硬度達(dá)到 HRC40 以上 3 對(duì)于成型會(huì)產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼處理 4 材 料的拋光性能好 表面應(yīng)該光滑美觀 表面粗造度應(yīng)在 Ra0 4 以下 5 切削 加工性能好 熱處理變形小 可淬性良好 6 熔焊性能要好 以便修理 7 成型 部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度 孔類(lèi)零件為 H8 H10 軸類(lèi)零件為 h7 h10 一 型芯和成型桿設(shè)計(jì) 因?yàn)榘咽址鈼l注塑模本身比較簡(jiǎn)單 只是塑件四周有凹槽 因此不容易脫 模 為了便于脫模 把型芯和成型桿單獨(dú)制作 然后將成型桿嵌入型芯中 使之 成為型芯的一部分 并能單獨(dú)做為頂桿 以便方便于第二次和限位桿配合脫模 圖 7 確定型芯尺寸 lm ls 1 s 3 4 0 z 把 ls 11 6 收縮率取 s 0 009 精度等級(jí)系數(shù)取 0 72 z 3 0 24 帶入上式得 lm 11 6 1 0 009 0 75x0 72 0 z 12 2 0 0 24mm 型芯的工作高度尺寸 hm hs 1 s 2 3 x 0 z 把 hs 6 收縮率 s 0 009 0 56 z 3 0 18 帶入上式得 hm 6x1 009 2 3 x 0 56 0 0 18 6 4 0 0 18mm 二 凹模徑向尺寸的計(jì)算 凹模用于成型塑件的外表面 按起結(jié)構(gòu)的不同 可分為 6 種 1 整體式 凹模 2 整體嵌入式凹模 3 局部鑲嵌式凹模 4 大面積鑲嵌式凹模 5 四壁 拼合式凹模 6 拼塊式凹模 塑件本身比較簡(jiǎn)單 應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸 來(lái)確定凹模的尺寸和形狀 徑向尺寸計(jì)算 Dm Ds 1 s 3 4 0 把 D1m 18 D2m 15 S 0 009 0 30 z 3 0 1 D1m 18x1 009 0 75 x 0 3 0 0 1 17 940 0 1mm D2m 15x1 009 0 75 x 0 3 0 0 1 14 910 0 1mm 凹模套的高度尺寸 Hm Hs 1 s 2 3 x z 0 把 H1m 7 7 H2m 1 7 H3m 6 s 0 009 1 0 64 2 0 42 3 0 56 z 3 依次帶入上式得 H1m 7 7x1 009 2 3 x 0 64 0 0 21 7 340 0 21mm H2m 1 7x1 009 2 3 x 0 42 0 0 42 1 440 0 21mm H3m 6x1 009 2 3 x 0 56 0 0 56 5 680 0 56mm 三 凹模壁厚計(jì)算 在注射過(guò)程中 凹模套承受塑料熔體的高壓作用 因此模具的凹模套應(yīng) 該有足夠的強(qiáng)度 凹模套強(qiáng)度不足將發(fā)生塑件變形 甚至破裂 剛度不足 將產(chǎn)生過(guò)大彈性變形 導(dǎo)致凹模套向外膨脹 并產(chǎn)生溢料間隙 型腔壁厚計(jì)算應(yīng)以最大型腔壓力為準(zhǔn) 一副模具要能正常生產(chǎn) 即不 允許行腔強(qiáng)度不足 也不允許其剛度不足 因此行腔壁厚應(yīng)該同時(shí)考慮其 強(qiáng)度條件和剛度條件 據(jù)分析 大尺寸行腔 剛度不足是主要矛盾 應(yīng)按 剛度計(jì)算 小尺寸行腔 在發(fā)生大的彈性變形前 其內(nèi)應(yīng)力已超過(guò)許用應(yīng) 力 因此強(qiáng)度不足是主要矛盾 應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算 按剛度計(jì)算為 S 最小 0 31L 1 aPL 1 EA 1 3mm E 模具材料的彈性模量 MPa 碳鋼為 2 1x10 5 MPa P 型腔壓力 一般取 25 45Mpa A 型腔側(cè)壁全高度 mm L1 型腔長(zhǎng)邊長(zhǎng)度 mm a 型腔側(cè)壁受壓高度 mm 剛度條件 即許用變形量 mm 由表 3 可查 模具材料的許用應(yīng)力 MPa 一般取 1 8x10 3 2 2x10 3 MPa 表 3 粘度特性 塑料品種 值的許用范圍 mm 高粘度 PC PPO PSF HPVC 0 06 0 08 低粘度 PA PE PP POM 0 025 0 04 4 為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套 導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形 導(dǎo)套的 前端也應(yīng)倒角 5 導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不受損傷 而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利 脫模取出塑件 因此可根據(jù)需要而決定裝配方式 6 一般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按 H8 f8 導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按 H7 k6 導(dǎo)套外徑的配合按 H7 k6 7 除了動(dòng)模 定模之間設(shè)導(dǎo)柱 導(dǎo)套外 一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè) 置導(dǎo)柱和導(dǎo)套 以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng) 8 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而定 可參考標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)選取 一次分型導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱固定在固定模板上 與固定模板為 H7 m6 的過(guò)渡配合 導(dǎo)柱直徑參 考標(biāo)準(zhǔn) 取 D 12mm 導(dǎo)柱頭部做成半圓形 導(dǎo)柱長(zhǎng)度與主流導(dǎo)長(zhǎng)度點(diǎn)澆口長(zhǎng)度以及塑件長(zhǎng)度等有關(guān) Lg L 型芯固板 L 型腔固板 L 支撐板 6 8 20 35 6 8 63mm 導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合如下圖 十 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中 塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤的從模具的凹模中或型芯上脫出 完成模具脫模 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下述原則 1 塑件滯留于動(dòng)模邊 以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置 完成脫 模動(dòng)作 致使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 2 防止塑件結(jié)構(gòu)變形或損壞 正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大 小及所部位 有針對(duì)性的選擇合適的脫模裝置 使推出重心與 脫模阻力中心相重合 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯 因此推出力 作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯 同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最 大部位 作用面積也盡可能大一些 以防塑件變形或損壞 由于塑件收縮時(shí)包緊型芯 因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯 同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大部位 作用面積也盡可 能大一些 以防塑件變形或損壞 3 力求良好的塑件外觀 在選擇頂相互位置時(shí) 應(yīng)盡量設(shè)在塑件 內(nèi)部或?qū)λ芗绊懖淮蟮牟课?在采用推桿脫模時(shí) 尤其要注 意這個(gè)問(wèn)題 4 結(jié)構(gòu)合理可靠 脫模結(jié)構(gòu)應(yīng)工作可靠 運(yùn)動(dòng)靈活 制造方便 更換容易 且有足夠的強(qiáng)度和剛度 依據(jù)以上脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則及模具自身特點(diǎn) 如多小型芯 形狀復(fù)雜等 當(dāng)頂桿將制品從型芯上頂出 型腔板嵌在制品凹槽內(nèi)而一道移動(dòng) 當(dāng)型芯 完全抽出后 限位桿被拖板擋住 型腔板停止移動(dòng) 制品從型腔板中強(qiáng)制脫 出 脫模力的計(jì)算 F 脫 fF 正 PA f 摩擦系數(shù) 一般取 0 15 1 F 正 因塑件收縮對(duì)型芯產(chǎn)生的正壓力 即包緊力 P 塑件對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力 包緊力 一般 P 8 12MPa 薄件取小值 厚件取大值 A 塑件包緊型芯的側(cè)面積 mm 對(duì)與不通孔的殼體塑件脫模時(shí) 還需要克服大氣壓力造成的阻力 F 阻 其 值為 F 阻 0 1A 1 A 1為型芯端面面積 mm 故總的脫模力為 F 總脫 F1 脫 F 阻 PA 0 1A1 10 x 67 1 7x2 x6x2 15 1 7x2 x6x2 0 1x737 76 9024 73 77 9097 77N 9 1KN 由于所設(shè)計(jì)的是兩個(gè)型腔 所需要的脫模離為 9097 77x2 18195 54 18 2KN 型芯推桿長(zhǎng)度尺寸 L1 L 推桿固板 L 型芯固板 L 型腔固板 L 支撐板 33 1 7 10 16 16 20 33 1 7 93 3mm 推桿徑向尺寸 圓形推桿的直徑可由歐拉公式簡(jiǎn)化得 見(jiàn)圖 13 d k L 2F 脫 nE 1 4 式中 d 推桿直徑 mm L 推桿長(zhǎng)度 mm F 脫 塑件脫模力 N E 推桿材料的彈性模量 MPa 一般取 2 1x105 n 推桿的數(shù)量 取 8 k 安系數(shù) 取 k 1 5 d 1 5 93 3 2 x18195 54 8x 2 1x105 1 4 4 7mm 推桿直徑確定后 還應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度效核 其計(jì)算式為 d 4 F 脫 n 材料的許用應(yīng)力 MPa 一般取 1 8x10 3 2 2x10 3 Mpa 4x18195 54 8x3 14x2 2x10 3 1 32mm 推桿的直徑 4 7 1 32 可以應(yīng)用 推桿與型芯的配合如下圖所 示 復(fù)位桿長(zhǎng)度尺寸 L4 L 頂桿固定板 L 支撐板 L 塑型腔板 L 型芯板 33 10 20 32 33 95mm 復(fù)位桿徑向尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)尺寸 取 d 6mm 十一 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模溫對(duì)塑件質(zhì)量的影響 熱塑性塑料熔體注入型腔后 釋放大量熱量而凝固 不同的塑料品 種 需要模腔維持在某一適當(dāng)?shù)臏囟?模溫對(duì)塑件質(zhì)量的影響主要表現(xiàn) 在下面的六個(gè)方面 1 改善成形性 每一種塑料都有其濕度的成形模溫 在生產(chǎn)過(guò)程 中若能始終維持相適應(yīng)的模溫則其成形性可得到改善 若模溫過(guò)低 會(huì)降低塑件熔體流動(dòng)性 使塑件輪廓不清 甚至充模不滿(mǎn) 模溫過(guò)高 會(huì)使塑件脫模時(shí)和脫模后發(fā)生變形 使其形狀和尺寸精度降低 2 成形收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定 能有效減少塑 料成型收縮的波動(dòng) 提高塑件的合格率 采用允許的的模溫 有利于減少塑料的成形收縮率 從而提高塑件的尺寸精度 并 可縮短成形周期 提高生產(chǎn)率 3 塑件變形 模具型芯與型腔溫差過(guò)大 會(huì)使塑件收縮不均勻 導(dǎo)致塑件翹曲變形 尤以壁厚不均和形狀復(fù)雜的塑件為甚 需 采用合適的冷卻回路 確保模溫均勻 消除塑件翹曲變形 4 尺寸穩(wěn)定性 對(duì)于結(jié)晶性塑料 使用高模溫有利于結(jié)晶過(guò)程的 進(jìn)行 避免在存放和使用過(guò)程中 尺寸發(fā)生變形 對(duì)于柔性塑 料 如聚烯烴等 采用低模溫有利用塑件尺寸穩(wěn)定 5 力學(xué)性能 適當(dāng)?shù)哪?可使塑件力學(xué)性能大為改善 例如 過(guò)低模溫 會(huì)使塑件內(nèi)應(yīng)力增大 或產(chǎn)生明顯的熔接痕 對(duì)于 粘性大的剛性塑料 使用高模溫 可使其應(yīng)力開(kāi)裂大大的降低 6 外觀質(zhì)量 適當(dāng)提高模具溫度能有效地改善塑件的外觀質(zhì)量 過(guò)低模溫會(huì)使塑件輪廓不清 產(chǎn)生明顯的銀絲 云紋等缺陷 表面無(wú)光澤或粗糙度增加等 模溫對(duì)生產(chǎn)效率的影響 就注射成形過(guò)程講 可把模具看成為熱交換器 塑料熔體凝固時(shí)釋放出的 熱量中約有 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) 一般是水 帶走 因此模具的生產(chǎn)效率主要取決于冷卻介質(zhì)的熱 交換效果 據(jù)統(tǒng)計(jì) 模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)注射成形周期的 2 3 至 4 5 因此縮短注射成形周期內(nèi)的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵 故在 設(shè)計(jì)過(guò)程中冷卻時(shí)間應(yīng)適當(dāng)控制 冷卻時(shí)間的確定 在注射過(guò)程中 塑件的冷卻時(shí)間 通常是指塑料熔體從充滿(mǎn)欣腔起的 可以開(kāi)模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間 這一段時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固 化定型而且具有一定強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn) 這段冷卻時(shí)間一般占整個(gè)注射生產(chǎn) 周期的 80 下式可計(jì)算 t s a ln 4 Ts Tm TE TM a 塑件熱擴(kuò)散系數(shù) m s 由課本可查表得低密度聚乙烯 的 a 值為 6 2x10 4 s 制品壁厚 mm t 1 72 x6 2x10 4 360 x 4 x 200 50 100 50 5 1 S 表 4 塑料名稱(chēng) TS TM TE PS 200 500 40 60 60 100 AS 200 260 40 60 60 100 ABS 200 260 40 60 60 100 PE 150 250 50 70 70 110 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一般注射模具內(nèi)的塑料熔體溫度為 200 度左右 而塑件從模具型腔中 取出時(shí)其溫度在 60 度以下 所以熱塑性塑料在注射成型后 必須對(duì)模具進(jìn)行有 效的冷卻 以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模 提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效 率 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 1 盡量保證塑件收縮均勻 維持模具的熱平衡 2 冷卻水孔的數(shù)量約多 孔徑約大 則對(duì)塑件的冷卻效果約均勻 根 據(jù)經(jīng)驗(yàn) 一般冷卻水孔中心線(xiàn)與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻水孔直徑的 1 2 倍 常位 12 15mm 冷卻水孔中心距約為水孔直徑的 3 5 倍 水孔直徑約為 8 12mm 3 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí) 冷 卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等 當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí) 壁厚 處應(yīng)強(qiáng)化冷卻 水孔應(yīng)靠近型腔 距離要小 但也不應(yīng)小于 10mm 4 澆口處加強(qiáng)冷卻 一般在注射成型時(shí) 澆口附近溫度最高 距澆口 越遠(yuǎn)溫度越低 因此要加強(qiáng)澆口處的冷卻 即冷卻水從澆口附近流 入 5 應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差 如果進(jìn)水與出水溫差過(guò)大 將使模具的 溫度分布不均勻 尤其對(duì)流程很長(zhǎng)的大型塑件 料溫越流越低 對(duì) 于矩形模具 通常沿模具寬度方向開(kāi)設(shè)水孔 使進(jìn)水與出水溫差不 大于 5 6 合理選擇冷卻水道的形式 對(duì)于收縮大的塑件 入聚乙烯 應(yīng)沿收 縮方向開(kāi)設(shè)冷卻水孔 7 合理確定冷卻水管的接頭的位置 為不影響操作 進(jìn)出口水管接頭 通常設(shè)在注射機(jī)背面的模具的同一側(cè) 8 冷卻系統(tǒng)的水道應(yīng)盡量避免與模具上其它機(jī)構(gòu) 如推桿孔 小型芯 孔等 發(fā)生干涉現(xiàn)象 設(shè)計(jì)時(shí)要通盤(pán)考慮 9 冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi) 以免模具在搬運(yùn)過(guò)程中造成損壞 最好在進(jìn)口和出口處分別打出標(biāo)志 如 IN 進(jìn)口 和 OUT 出口 等 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 通常對(duì)于中小型模具以及對(duì)塑件制品要求不太嚴(yán)格時(shí) 一般可忽略空 氣對(duì)流 輻射以及與注射機(jī)接觸傳走的熱量 同時(shí)也忽略高溫噴嘴頭向模 具的接觸傳給型腔的熱 所謂簡(jiǎn)單計(jì)算就是以塑料熔體釋放出的熱量 Q 為 總熱量 全部由冷卻介質(zhì)傳走 1 計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)從型腔中散發(fā)出的總熱量 Q 總 Q1 1 計(jì)算每次需要的注射量 Kg 或 cm G nG 件 G 澆 n 2 3 4x10 3x2 0 334x0 91x10 3 0 007Kg 確定生產(chǎn)周期 s t t 注 t 冷 t 脫 60s 式中數(shù)值查表得 3 求使用的塑料單位熱流量 Qs Kj Kg 查表得 LDPE 單位熱流量 590 690 Kj Kg 4 求每小時(shí)需要注射的次數(shù) N 3600 60 60 次 5 求每小時(shí)的注射量 Kg h W N G 60 x0 007 0 42Kg h 6 求從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 Kj h Q 總 Q1 N G Qs W Qs 0 42 x 600 252 Kj h 2 求冷水的體積流量 m min V q v Q 60 1 C1 T 出 T 進(jìn) 式中 為水密度 10 Kg m C1 為水的比熱熔 C1 4 187J Kg T 出 為水管出口設(shè)定溫度 T 進(jìn)為水管進(jìn)口設(shè)定溫度 實(shí)驗(yàn)表明 1 3 的熱量是凹 模帶走 其余 2 3 有型芯帶走 也有資料說(shuō)前者帶走 40 而后者帶走 60 Q 實(shí)為凹模帶走的熱量 但在這里是以簡(jiǎn)單的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算 Q 的總 量 因此也把 Q 凹模帶走的熱量當(dāng)做 Q 總量 Kj h 取 T T 進(jìn) T 出 5 q v 1 3 x 252 60 10 x4 187x5 6 67x10 3 m min 如下表所示 冷卻水管的最低流速是 1 32v m s 冷卻水管的的直徑應(yīng)該是 10mm 表 5 冷卻水管直徑 d mm 最低流速 v m s 冷卻水體積流量 v m min 8 1 66 5 0 x 10 3 10 1 32 6 2 x 10 3 12 1 10 7 4 x 10 3 15 0 87 9 2 x 10 3 20 0 66 12 4 x 10 3 十二 注射模與注射機(jī)的關(guān)系 注射機(jī)選定為 Sz 40 32 1 注射壓力的校核 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 成型所需注射壓力大致如下 1 塑料熔體流動(dòng)性好 塑件形狀簡(jiǎn)單 壁厚者所需注射壓力通常選 為 70Mpa 2 塑料熔體粘度較底 塑件形狀一般 精度要求一般者 選為 70 100Mpa 3 塑料熔體一般具有中等粘度 改性 PS PE 等 塑件形狀一般 有 一定精度要求 選為 70 140Mpa 4 塑料熔體具有較高粘度 塑件壁厚 尺寸大 或厚壁不均勻 尺 寸精度要求嚴(yán)格的塑件 所選大約在 140 180MPa 校核所選用注射機(jī)的公稱(chēng)壓力 P 公能否滿(mǎn)足塑件成型所需要的注射壓 力 P0 塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料流動(dòng)性 塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及 澆注系統(tǒng)類(lèi)型等因素決定 塑件的壁厚為中等壁厚件為 100 120 具體可 參考表 6 通常要求 P 公 P0 查表 6 得 P0 120 150 即 P0 150 聚酰胺 90 101 101 140 140 2 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大加緊力 當(dāng)高壓的 塑料熔體充填模腔時(shí) 會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力 為此 注射 機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力 既 F 鎖 F 脹 A 分 P 型 式中 F 鎖 注射機(jī)的額定鎖模力 N P 型 模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力 MPa 一般為注射機(jī) 壓力的 0 3 0 65 倍 通常為 20 40MPa A 分 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 mm 將 P 型 35MPa A 分 5274 24 mm 帶入上式 得 F 鎖 35x5274 24 N 184 6KNF 脹 3 開(kāi)模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核 開(kāi)模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開(kāi)合距離 用 H 表示 它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程 S 由于是單分型面 所以根據(jù)下 面的公式計(jì)算 S 機(jī) H H1 H2 5 10 mm 式中 H1 塑件推出距離 也可作為凸模高度 mm H2 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mm H 所需塑件開(kāi)模行程 mm 將各值帶入上式 得 H 6 47 7 10 63 7mmH 4 安裝部分相關(guān)尺寸校核 模具與注射機(jī)安裝部位的的相關(guān)尺寸主要有噴嘴尺寸 定位圈尺寸 拉桿間距 最大模具厚度與最小模具厚度以及模具與注射機(jī)的安裝關(guān)系 1 噴嘴尺寸 注射機(jī)的噴嘴與模具的澆口套 主流道襯套 關(guān)系 主要有 主流道始端的球面半徑 R 應(yīng)比注射機(jī)噴嘴頭球面半徑 R0大 1 2mm 主流道小端直徑 d 應(yīng)比噴嘴直徑 d0大 0 5 1mm 以防止主流道口部積存凝料而影響脫模 R 11mm R0 10mm 即 R R0 11 10 1mm 0 5 1mm 2 定位圈與注射機(jī)固定板的關(guān)系 模具定模座板上的定位圈要 求與主流道同心 并與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈較松動(dòng) 的間隙配合 定位圈的高度 對(duì)小型模具為 8 10mm 對(duì)大 模具為 10 15mm 此外 對(duì)中 小型模具一般只在定模座板 上設(shè)定位圈 而對(duì)大型模具 可在動(dòng)模座板 定模座板上同 時(shí)設(shè)定位圈 H 8mm 8 10mm 3 模板規(guī)格與拉桿間距的關(guān)系 模具的安裝有兩種方式 即從 注射機(jī)上方直接吊裝入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝 或先吊到側(cè)面再由側(cè) 面推入機(jī)內(nèi)安裝 而模具的外形尺寸受到拉桿間距的限制 因以重視 注射機(jī)拉桿間距為 205x205mm 模具的外形尺寸為 190 x190mm 4 模具總厚度與注射機(jī)模板閉合厚度的關(guān)系 兩者之間關(guān)系應(yīng)滿(mǎn) 足 Hmin Hm Hmax 而 Hmax Hmin H 式中 Hm 模具閉合后總厚度 mm Hmax 注射機(jī)允許的最大模具厚度 mm Hmin 注射機(jī)允許的最小模具厚度 mm H 注射機(jī)在模具厚度方向的調(diào)節(jié)量 mm 當(dāng) Hm Hmax時(shí) 則模具無(wú)法閉合 尤其是機(jī)械 液壓式鎖模的注射機(jī) 因其 肘桿無(wú)法撐直 Hm 155mm Hmax 160mm Hmin 130mm 130mm 155mm 160mm 5 模具與注射機(jī)的安裝關(guān)系 模具的安裝固定形式有壓板式與螺 釘式兩種 當(dāng)用壓板固定時(shí) 只有模具座板以外的附近有螺孔 就能固定 很靈活方便 當(dāng)用螺釘直接固定使 模具座板上必 須設(shè)安裝孔 同時(shí)還要與注射機(jī)模板上的安裝孔完全吻合 并 且很麻煩 固生產(chǎn)成廣泛采用前者 使用壓板時(shí) 動(dòng)模 定模 各用 2 4 個(gè)壓板即可 十三 模具裝配草圖及工作原理 1 模具裝配草圖 具體草圖見(jiàn)圖 16 2 模具工作原理 由于模具本身和模具結(jié)構(gòu)都較簡(jiǎn)單 只是制品的凹槽涉及到脫模必 須兩次推出 在此由限位桿解決這個(gè)問(wèn)題 按制品的要求 型腔板 只有 7 7mm 厚 為增加剛度和剛性 在其四周進(jìn)行了加厚 當(dāng)打開(kāi)模具后 頂桿將制品 從型芯上頂出 行腔板嵌在制品凹槽內(nèi) 而一道移動(dòng) 當(dāng)型芯被完全抽出后 限位桿被拖板擋住 型腔板停 止移動(dòng) 制品從型腔板中強(qiáng)行滑出 圖 16 十四 設(shè)計(jì)小結(jié) 自從畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)下來(lái)時(shí)可以說(shuō)是坐立不安 心中想著該從哪里下手 也從 中真正知道自己所學(xué)的東西很少 沒(méi)有辦法 只能從課本從頭到尾一面看一面 設(shè)計(jì) 做完了覺(jué)得心理塌實(shí)多了 也從這次設(shè)計(jì)中感覺(jué)到需要學(xué)的東西很多 也從中知道自己平時(shí)所學(xué)的東西很少 可以說(shuō)是這個(gè)多月是自己三年來(lái)學(xué)到最 多的東西 以前好多不懂的東西現(xiàn)在也知道了不少 這個(gè)設(shè)計(jì)真的是一環(huán)扣一 環(huán) 有個(gè)地方出了錯(cuò) 就要全篇改正 所以容不得半點(diǎn)馬虎 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 不僅培養(yǎng)了我們正確的設(shè)計(jì)思想 同時(shí)也讓我們掌握了工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法 以及鍛煉了我們綜合運(yùn)用知 識(shí)的能力 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中 我們大量閱讀了各種技術(shù)資料及手冊(cè) 不僅認(rèn) 真探討了模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的各種問(wèn)題 而且對(duì)零件進(jìn)行了全面的分析 因此 本 次設(shè)計(jì)不僅加深了自己對(duì)專(zhuān)業(yè)所學(xué)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí) 而且也拓寬了自己的知 識(shí)面 此外 本次設(shè)計(jì)在繪圖過(guò)程中 使用了 AUTOCAD PRO E 等二維和三維 繪圖軟件 這些都不同程度地使我們學(xué)到了更多的知識(shí) 進(jìn)一步提高繪圖能力 十五 參考資料 塑料模具技術(shù)手冊(cè) 塑料模具技術(shù)手冊(cè) 編委會(huì)編 北京 機(jī)械工 業(yè)出版社出版 1997 6 塑料制品成型及模具設(shè)計(jì) 葉久新 趙龍主編 長(zhǎng)沙 湖南科學(xué)技 術(shù)出版社 2004 7 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè) 王孝培主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版 社 2000 6 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 陳錫棟 周小玉主編 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 7 模具制造工藝學(xué) 甄瑞麟主編 楊善義 張永軍副主編 王哲明主審 北京 清華大學(xué)出版社 2005 1 聚合物材料 凌繩 王秀芬 吳友平編著 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版 社 2000 6 2004 7 重印 注塑模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)評(píng) 王永平編著 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 7 幾何量公差與檢測(cè) 甘永立主編 5 版 上海 上海科用技術(shù)出 版社 2001 4 畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖 賀光誼 唐之清主編 重慶 重慶大學(xué)出版社