畢業(yè)設(shè)計(jì)----香皂盒塑件注射成型工藝及模具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　學(xué) 生： x x x </p><p>　　指導(dǎo)老師： x x x </p><p>　　系 別： 材料科學(xué)與工程系 <

2、;/p><p>　　專 業(yè)： 材料成型及控制工程 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： xxxxxxxxxxx </p><p><b>　　目 錄</b&

3、gt;</p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　1 選題背景3</b></p><p>　　1.1塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r及地位3</p><p>　　1.2選題依據(jù)和意義3</p>

4、;<p>　　1.3 模具設(shè)計(jì)概要3</p><p>　　1.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容3</p><p>　　1.3.2設(shè)計(jì)步驟4</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)4</p><p>　　2 塑件成型工藝分析5</p><p>　　2.1塑件二維工程圖和三維立體圖5</p>&l

5、t;p>　　2.2塑件的材料分析5</p><p>　　2.3塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析7</p><p>　　2.4計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量和表面積8</p><p>　　3 注射機(jī)的選用9</p><p>　　4 塑件成型方案設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1分型面選擇10</p>

6、<p>　　4.2型腔數(shù)的確定11</p><p>　　4.3型腔布局11</p><p>　　4.4澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇12</p><p>　　4.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.5.1型腔設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.5.2型芯設(shè)計(jì)13</p>&

7、lt;p>　　4.6脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.7導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.8順序分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.9排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.10模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.11模架選用19</p>

8、<p><b>　　5 模具設(shè)計(jì)20</b></p><p>　　5.1模具成型零件尺寸計(jì)算20</p><p>　　5.2模具強(qiáng)度與剛度校核21</p><p>　　5.3脫模力的計(jì)算23</p><p>　　5.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.4.1主流道的

9、設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.4.2分主流道的設(shè)計(jì)25</p><p>　　5.4.3澆口的設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.4.4拉料桿的設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.4.5冷料井的設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.5.1制

10、品所需冷卻時(shí)間的計(jì)算27</p><p>　　5.5.2冷卻介質(zhì)一邊所需傳熱面積的設(shè)計(jì)計(jì)算27</p><p>　　6 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核29</p><p>　　6.1 相關(guān)參數(shù)29</p><p>　　6.2最大注塑量校核29</p><p>　　6.3 鎖模力校核29</p>

11、<p>　　6.4模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核30</p><p>　　6.5 開模行程校核30</p><p>　　7 模具結(jié)構(gòu)總圖繪制31</p><p>　　8 成型零件的加工工藝32</p><p><b>　　結(jié) 語34</b></p><p><b&

12、gt;　　致 謝35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p>　　香皂盒塑件注射成型工藝及模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　此課題是由馬立安老師親自指導(dǎo)，設(shè)計(jì)一副塑料注射模，經(jīng)過幾個(gè)星期的努力，基本

13、完成此次設(shè)計(jì)的任務(wù)。此設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)對(duì)香皂盒塑件的形狀、尺寸及其精度要求來進(jìn)行注射成型工藝的可行性分析，并設(shè)計(jì)模具。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚，斜度和圓角以及是否有抽芯機(jī)構(gòu)。通過以上的分析來確定模具分型面、型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)形式、成型零件結(jié)構(gòu)；其中最重要的是澆注系統(tǒng)和成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，例如采用什么樣的澆口，采用整體式還是鑲拼式型腔等。此外還分析了模具受力，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。最后繪制完整的

14、模具裝配圖和主要的模具零件圖及編制成型零件的制造加工工藝卡片。</p><p>　　關(guān)鍵詞：注射成型工藝；模具設(shè)計(jì)；制造加工工藝</p><p>　　The Injection molding process and design for Soap Box</p><p><b>　　Abstract</b></p><p&

15、gt;　　The topic is by Mr. Ma Lian teacher the personal guidance, designs a plastic injection mold .After several week's endeavors, complete this design basically the duty. This design's primary coverage is accordi

16、ng to models a shape, the size and the accuracy requirement to the scented soap box carries on the injection molding craft the feasibility analysis, and designs the mold. Process plastic parts of the main wall thickness

17、plastic parts, and the gradient fillet and whether to have pulls out the </p><p>　　Key words: Injection molding craft; Mold design; Manufacture processing craft</p><p><b>　　1 選題背景</b>

18、;</p><p>　　1.1塑料模具的發(fā)展?fàn)顩r及地位</p><p>　　在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，先要對(duì)國內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個(gè)較清晰的了解，這也就使我們對(duì)本課題的意義有所了解。首先要對(duì)模具有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上被稱為“

19、工業(yè)之母”，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。</p><p>　　塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料。近幾年來由于工程塑料制件的強(qiáng)度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不

20、斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)今后隨著微型電子計(jì)算機(jī)的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會(huì)越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和。</p><p>　　近年來，中國塑料工業(yè)年均增長速度達(dá)到10%以上，塑料制品年產(chǎn)量位居世界第二。在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。</p><p>　　

21、1.2選題依據(jù)和意義</p><p>　　目前市場(chǎng)上能買的生活用品決大部分是塑料的，香皂盒只是其中一小部分。香皂盒是生活中經(jīng)?？山佑|到的東西，是生活用品很有代表性的典型示例。目前市場(chǎng)上銷售的同類商品琳瑯滿目，人們對(duì)生活用品的要求從經(jīng)濟(jì)實(shí)用性、可靠性己經(jīng)提高到對(duì)舒適性、美觀性、安全性、實(shí)用經(jīng)濟(jì)性等品質(zhì)和外觀的方面要求，從而對(duì)生活用品也提出了許多新的要求。對(duì)生活用品的這種不斷提出的新要求，促使生活用品的在外形不斷的改

22、進(jìn)，力求標(biāo)新立異，外形零件的生產(chǎn)技術(shù)也不斷得到新的發(fā)展。為保證制品品質(zhì)外觀的美觀，小澆口的應(yīng)用在模具產(chǎn)業(yè)中占有很大的比重，點(diǎn)澆口就是其中最為典型的澆注系統(tǒng)之一，因此三板模的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)是非常值得我們了解和掌握的。本課題與日常生活緊密相關(guān)，所以本課題研究的實(shí)用性很強(qiáng)，很有意義。</p><p>　　1.3 模具設(shè)計(jì)概要</p><p><b>　　1.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容</b>

23、;</p><p>　　本課題是在給定二維產(chǎn)品圖和塑件實(shí)樣的基礎(chǔ)上對(duì)塑料件進(jìn)行注射成形工藝分析及模具設(shè)計(jì)。本文將對(duì)香皂盒成型的幾個(gè)關(guān)鍵問題: 香皂盒制品外形的設(shè)計(jì)與建模、最佳成型方法的選擇、分析最佳成型工藝、模具設(shè)計(jì)并進(jìn)行理論研究、模具的制造加工工藝。</p><p><b>　　1.3.2設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　塑料模具設(shè)計(jì)的主

24、要過程：1)Pro/E造型；2)成型工藝規(guī)程的編制；3)注射機(jī)的選用；4)分型面的選擇；5)型腔數(shù)的確定；6)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；7)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；8)成型零件的設(shè)計(jì)；9)其他附加機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；10)模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；11)畫模具裝配圖及零件圖；13)編寫模具的制造加工工藝；12)編寫設(shè)計(jì)說明書。 </p><p>　　1.4設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)</p><p>　　香皂盒為外觀件，不透明，塑件的表

25、面要求表面平整光滑，不能有拼接痕、變形、縮水、毛刺、油紋等注塑缺陷，澆口痕跡小且應(yīng)去除干凈。塑件為罩型件，每個(gè)面之間都是通過度圓角連接，且壁厚較薄，在脫模后要求塑件不能有翹曲、皺折、裂紋、頂白、變形等缺陷。且在滿足以上要求的前提下，盡可能的簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低模具成本。為了能滿足塑件的技術(shù)要求，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，因此在本設(shè)計(jì)中模具澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。同時(shí)還應(yīng)該注意一些附加機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

26、，比如順序分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等。</p><p>　　2 塑件成型工藝分析</p><p>　　2.1塑件二維工程圖和三維立體圖</p><p>　　圖2-1 塑件的二維工程圖</p><p>　　圖2-2 塑件三維立體圖</p><p>　　2.2塑件的材料分析</p><p>　　塑件的材料采用苯

27、乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚物即ABS 。ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　ABS屬熱塑性塑料，外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透

28、明、無毒、無味，密度與聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐熱性、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)：其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著

29、色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動(dòng)性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能，有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。</p><p>　　用途：適于制作一般機(jī)械零件，減磨耐磨零件，傳動(dòng)零件和電訊零件。</p><p><b>　　成型特性： </b></p><p>　　無定形料，流

30、動(dòng)性中等，吸濕大，吸水率約在0.2%～0.45%之間，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須長時(shí)間預(yù)熱干燥80～90度，2小時(shí)。</p><p>　　無明顯熔點(diǎn)，熔融流動(dòng)溫度不太高，且熱穩(wěn)定性較好，宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度)。對(duì)精度較高的塑件，模溫宜取50～60度,對(duì)高光澤的耐熱塑件,模溫宜取60～80度。</p><p>　　如需解決夾水紋，需提高材料

31、的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?lt;/p><p>　　溢料值為0．04 mm。</p><p>　　ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。</p><p>　　表2-1 ABS塑料的成型條件</p><p>　　注：此表數(shù)據(jù)摘至表參考文獻(xiàn)[1]P43表8.3-10</p><p>

32、　　2.3塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析</p><p>　　結(jié)構(gòu)分析: 從三維立體圖上可以看出，該零件總體形狀為雙重罩形件，兩罩形開口方向相反，且一個(gè)包含在另一個(gè)當(dāng)中，中間有凹槽，還分布有8個(gè)小孔。從二維工程圖可以看出塑件外形最大尺寸為：L × B × H=130 × 88 × 32mm，成對(duì)稱分布。塑件壁厚均勻t=2mm，輪廓清晰，過渡圓角均勻，外型美觀。外側(cè)壁設(shè)有3

33、º的脫模斜度，過度圓角處也有拔模，內(nèi)凹槽壁錐度為15º，過度圓角無拔模，有利于零件成型。</p><p>　　表面質(zhì)量分析: 塑件的表面質(zhì)量包括塑件的表面粗糙度，透明程度等的外觀質(zhì)量。該塑件為不透明制件，塑件的表面要求不能有拼接痕、變形、縮水、毛刺、油紋等注塑缺陷，外表面帶有細(xì)致的火花紋，澆口痕跡小且應(yīng)去除干凈；表面質(zhì)量要求較高。一般模具表面粗糙度要比塑件的表面粗糙度要求低1～2級(jí)，ABS塑件

34、的表面粗糙度一般要求Ra=0.8～1.6μm。</p><p>　　尺寸精度分析:影響塑件尺寸精度的因素很都，如：模具制造精度及其使用后的磨損程度，塑料收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化，塑料制品的形狀，脫模斜度及成型后制品的尺寸變化等，一般適用低精度。該零件為單一制件，零件的尺寸精度要求不高，零件尺寸均為未注公差。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]第158頁表8.5-59 由塑件材料ABS的未注公差尺寸得，塑件精度取MT5。&l

35、t;/p><p><b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　綜上所述，該塑件采用普通熱塑性塑料注射模成型即可；根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P162表8.5-64 得，塑件精度取MT5，與之對(duì)應(yīng)的模具精度為IT11。</p><p>　　2.4計(jì)算塑件的體積、質(zhì)量和表面積</p><p>　　計(jì)算塑件質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔

36、數(shù)。該塑件先用PRO/E軟件造型,造型好經(jīng)軟件分析計(jì)算可得該塑件的體積：V=，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P43表8.3-10可查出，ABS材料的密度ρ=（1.03～1.07）。這里取平均值，則ρ=1.05 。由PRO/E軟件分析計(jì)算得塑件的質(zhì)量：G=57.26g；表面積：S=。</p><p><b>　　3 注射機(jī)的選用 </b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)[1]P43

37、表8.3-10可查得ABS塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇: 注射機(jī)采用臥式螺桿式,成型溫度為160～220℃料溫,注射壓力為60～100Mpa為宜。不過，成型模及注射壓力的工藝參數(shù)在試模時(shí)可作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。</p><p>　　由前列參數(shù)查參考文獻(xiàn)[1]P478表9.9-3部分國產(chǎn)SZ系列塑料注射成型機(jī)主要技術(shù)參數(shù)，初選塑料注射成型設(shè)備：上海第一塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的 SZ-250/1250注射機(jī)。</p>

38、<p>　　表3-1 國產(chǎn)SZ-200/120注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　注：此表數(shù)據(jù)摘至表參考文獻(xiàn)[1]P478表9.9-3</p><p>　　4 塑件成型方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1分型面選擇</b></p><p>　　模具設(shè)計(jì)中,分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。如

39、何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。為保證制件能順利地從型腔中脫出且便于模具加工，應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。一般應(yīng)考慮以下幾種因素： </p><p>　　第一，分型面必須開設(shè)

40、在制件斷面輪廓最大的地方。</p><p>　　第二，分型面處不可避免地會(huì)在塑件上留下溢料痕跡，故分型面最好不要選擇在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。</p><p>　　第三，從制件的推出裝置考慮，分型時(shí)要盡可能地使制件留在動(dòng)模。</p><p>　　第四，為保證制件相關(guān)部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，取分型面時(shí)最好把要求同心的部分放在分型面的同一側(cè)。

41、</p><p>　　第五，有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)側(cè)向分型抽芯時(shí)，一般將抽芯或分型距離較長的一邊放在動(dòng)定模開模的方向上。</p><p>　　第六，為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直且易于加工的分型面，且分型面的位置要有利于制品排氣、脫模。</p><p>　　圖4-1 分型面的選擇</p><p>　　如圖4-1所示，本設(shè)計(jì)中的塑

42、件為罩型件，塑件的最大輪廓面有A-A、B-B、C-C；為了避免側(cè)抽芯，選 A-A為分型面較合理；</p><p>　　此外，選A-A做為分型面還可以保證塑件的表面質(zhì)量，不影響塑件表面的美觀。從制件的推出裝置考慮，分型時(shí)要盡可能地使制件留在動(dòng)模，因此分型面A-A應(yīng)使型芯在動(dòng)模側(cè)，塑件在定模側(cè)。</p><p>　　綜合考慮，選A-A作為分型，分型面在下方。</p><p&

43、gt;<b>　　4.2型腔數(shù)的確定</b></p><p>　　模具型腔數(shù)的確定要考慮的因素很多，主要應(yīng)考慮：現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑件質(zhì)量、塑件成本及交貨期，起決定作用的因素很多，它既有技術(shù)方面的因素，也有生產(chǎn)管理方面的因素。此設(shè)計(jì)的型腔數(shù)主要從以下幾個(gè)方面考慮：</p><p>　　生產(chǎn)批量較大——可考慮一模兩件或四件；</p><p&g

44、t;　　設(shè)備注射量——可一模多件；</p><p>　　材料成型性能和塑件精度要求——可一模多件；</p><p>　　塑件結(jié)構(gòu)和模具復(fù)雜程度——可一模多件；</p><p>　　實(shí)踐表明，塑件結(jié)構(gòu)與尺寸是確定型腔數(shù)的最主要因素。塑件的總長為130mm,總寬為88mm，塑件體積相對(duì)較大。考慮到模具體積不至于太大，降低模具成本。</p><p>

45、;　　綜合考慮，選用一模兩件較為合理。</p><p><b>　　4.3型腔布局</b></p><p>　　此模具為多型腔模，多型腔模設(shè)計(jì)時(shí)型腔布置應(yīng)遵循以下原則；</p><p>　　盡量保證各型腔同時(shí)充滿，并均衡地補(bǔ)料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致。</p><p>　　各型腔之間距離恰當(dāng)，應(yīng)有足夠的空

46、間排布冷卻水道、螺釘?shù)?，并有足夠截面積承受注塑壓了。</p><p>　　在滿足以上要求的情況下盡量縮短流道長度、降低澆注系統(tǒng)凝料重量。</p><p>　　型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應(yīng)盡量接近注塑機(jī)鎖模力的中心，一般在模板的中心上。</p><p>　　根據(jù)以上原則，設(shè)計(jì)此模具的型腔布局為如圖4-2所示：</p><p><b>

47、;　　圖4-2 型腔布局</b></p><p>　　4.4澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇</p><p>　　澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)注射成型效率和制件的質(zhì)量有直接影響，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵，因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。香皂盒制品外觀要求高，因此應(yīng)盡可能小化澆口痕跡。采用點(diǎn)澆口或是潛伏式澆口均有此優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)澆口在塑件

48、上殘留痕跡小，能較自由的選擇澆口位置，在多型腔中容易實(shí)現(xiàn)各型腔平衡進(jìn)料，故被廣泛采用。又根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度和表面質(zhì)量的分析，為保證充填時(shí)塑料熔體流程一致，防止缺料、熔接不良、產(chǎn)生明顯的熔接痕，制件宜從中間進(jìn)料。塑件材料為ABS，且型腔數(shù)為一模兩件，故采用多點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)為宜。如圖4-3所示：</p><p><b>　　圖4-3 多點(diǎn)交口</b></p><p&g

49、t;　　此外，采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)還有以下特點(diǎn)：（1）澆口尺寸小，熔料流經(jīng)澆口的速度增加，熔料受到的剪切速率提高，熔體表面黏度下降。流動(dòng)性提高，有利于型腔的填充。（2）便于控制澆口凝固時(shí)間，既保證補(bǔ)料，又防止倒流，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了成行周期，提高了產(chǎn)生效率。（3）點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)脫模時(shí)，澆口與制品自動(dòng)分開，便于實(shí)現(xiàn)塑料件產(chǎn)生過程的自動(dòng)化。（4）澆口痕跡小，容易修整，制品的外觀質(zhì)量好。</p><p>　　不過多

50、點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)產(chǎn)生的回料多，模具費(fèi)用也教高。</p><p>　　4.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　分類：整體式、整體嵌入式、組合式、局部鑲?cè)胧?lt;/p><p><b>　　4.5.1型腔設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p&

51、gt;　　由于塑件每個(gè)面之間都通過度圓角連接，且塑件表面光滑，不能有拼接痕，因此型腔結(jié)構(gòu)應(yīng)采用整體式或整體嵌入式。</p><p>　　整體式型腔強(qiáng)度、剛度好表面拼接痕少，曲面過渡圓滑，冷卻系統(tǒng)易開設(shè)，有利于縮小模具總體尺寸。但是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造難度大，電火花加工量大，加工時(shí)間長，修模難，造價(jià)高。</p><p>　　整體嵌入式優(yōu)、缺點(diǎn)與整體式的相近，節(jié)省了優(yōu)質(zhì)材料，制造工藝有一定改善；但

52、采用整體嵌入式會(huì)增大模具的總體尺寸，冷卻系統(tǒng)的開設(shè)也受到一定限制。此模具結(jié)構(gòu)為三版式結(jié)構(gòu)，采用整體嵌入式，分流道的開設(shè)也會(huì)受到限制。</p><p>　　綜合考慮，采用整體式型腔較為合理。如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 整體式型腔</p><p><b>　　2）型腔材質(zhì)選擇</b></p><p>　　

53、中小型熱塑性塑料模中大批量生產(chǎn)可用P2O預(yù)硬化36～38HRC，加工性及綜合性都較好。該鋼材為切削性、焊接性優(yōu)越鋼材；潔凈度高，具有良好的鏡面精加工性能；出廠硬度：（硬化及回火）HB330～370 HRC 34～38；硬度和光潔度、耐磨性都較好，且價(jià)格比較便宜。</p><p><b>　　4.5.2型芯設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1）型芯結(jié)構(gòu)

54、設(shè)計(jì)</b></p><p>　　從塑件的結(jié)構(gòu)上看塑件在分型面的一側(cè)，中間存在8個(gè)小孔可考慮采用整體式或整體嵌入式+局部鑲?cè)胧叫托尽?lt;/p><p>　　整體式型芯表面拼接痕少，曲面過渡圓滑，冷卻系統(tǒng)易開設(shè)。但是結(jié)夠較復(fù)雜，制造難度大，電火花加工量大，加工時(shí)間長，修模難，造價(jià)高。</p><p>　　整體嵌入式+局部鑲?cè)胧叫托炯扔姓w嵌入式的優(yōu)點(diǎn)，又改善

55、了局部制造工藝，但冷卻系統(tǒng)開設(shè)受一定限制。</p><p>　　綜合考慮，采用整體嵌入式+局部鑲?cè)胧叫托据^為合理。如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 整體嵌入式+局部鑲?cè)胧叫托?lt;/p><p><b>　　2）型腔材質(zhì)選擇</b></p><p>　　中小型熱塑性塑料模中大批量生產(chǎn)可用P2O預(yù)硬化36～38H

56、RC，加工性及綜合性都較好。</p><p><b>　　4.6脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開模時(shí)塑件將留在動(dòng)模上，可在動(dòng)模上開設(shè)推桿推出機(jī)構(gòu)或推板推出機(jī)構(gòu)做為該模具的脫模機(jī)構(gòu)。</p><p>　　由于推板推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且制造成本也比推桿推出機(jī)構(gòu)高。所以，在滿足推出機(jī)構(gòu)選用原則的基礎(chǔ)上，優(yōu)先考慮采用

57、推桿推出機(jī)構(gòu)。</p><p>　　此桿推出機(jī)構(gòu)由5個(gè)零件組成分別為推桿，推板，推桿固定板，復(fù)位桿，限位釘。推桿直接作用于塑件表面，將塑件推出模外，推桿需要固定，因此設(shè)推桿固定板和推板，兩板間螺釘連接。注塑機(jī)上的頂桿作用在推板上，利用開模行程推動(dòng)推板，推板帶動(dòng)推桿推出制件。推板的回程是靠復(fù)位桿實(shí)現(xiàn)的，脫模機(jī)構(gòu)將塑件脫模后，在進(jìn)行下一次成型前，除推搬機(jī)構(gòu)以外，必須先行回到初始位置。一般塑料模具中均采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)

58、位桿的工作端面頂在定模的固定板上，復(fù)位桿的另一端與固定推桿的推桿固定板相連，在模具閉模時(shí)，由復(fù)位桿推動(dòng)推板，帶動(dòng)推桿桿回程。在推板與定模底板間設(shè)限位釘，限位釘有兩個(gè)作用：一是使推板與底板間形成間隙，一但落入廢料屑，也不會(huì)影響推板復(fù)位；另一個(gè)作用是在模具制造時(shí)可調(diào)節(jié)限位釘頭部的厚度來控制推桿返回的位置。</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P964表13.2－2選取標(biāo)準(zhǔn)推桿為：</p><p&

59、gt;　　推桿ø6×135 GB/T4169.1-1984 材料T8A。</p><p><b>　　圖4-6 推桿</b></p><p>　　圖4-7 推桿的安裝</p><p>　　推桿位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力最大的部位。蓋類或箱類制件，側(cè)面的阻力最大，應(yīng)盡量在其端面均勻設(shè)置推桿。為了避免推桿因推桿孔的磨損而把凸模側(cè)碧擦

60、傷，推桿邊緣距型芯側(cè)壁的距離a>0.13mm。</p><p>　　在此模具中，側(cè)面也是該制件能夠承受較大推力的地方，因此，在此處設(shè)置推桿較為合理?？稍O(shè)置8根直徑為ø6的圓形的邊緣推桿，對(duì)稱分布在型芯的周邊，推桿邊緣距型芯側(cè)壁的距離取a=0.19mm。為了防止塑件因推桿推出力的作用而產(chǎn)生頂白、變形、破壞等缺陷，影響塑件質(zhì)量，型芯內(nèi)部不設(shè)置推桿。如圖4-8所示：</p><p&g

61、t;　　圖4-8 推桿的布置</p><p>　　4.7導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位、承受側(cè)壓力三個(gè)作用，為了使合模動(dòng)作更加可靠平穩(wěn)在型腔周圍設(shè)四根導(dǎo)柱，將導(dǎo)柱開設(shè)在定模側(cè)即導(dǎo)柱倒裝。為保護(hù)型芯，避免合模時(shí)凸模進(jìn)入凹模時(shí)由于方位搞錯(cuò)而損壞模具或由于定位不準(zhǔn)而互相碰傷，設(shè)在定模上的導(dǎo)柱長度應(yīng)為：L=定模各模板厚度+拉桿行程+型芯高度+6～8mm。導(dǎo)柱采用標(biāo)

62、準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動(dòng)配合H7/f7，固定段表面粗糙度為Ra1.6μm導(dǎo)向段表面用Ra0.8μm，導(dǎo)柱需要有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的芯部，因此采用低碳鋼（20號(hào)鋼）滲碳（0.5～0.8mm深），經(jīng)淬火處理56～60HRC。如圖4-9所示：</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P967表13.2－5選取標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱為：</p>

63、<p>　　導(dǎo)柱 ø25×240×32－20鋼 GB/T4169.4-1984</p><p>　　圖4-9 標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱</p><p>　　動(dòng)模邊的選用標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為動(dòng)配合H7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合H7/k6，粗糙度內(nèi)外表面均用Ra0.8μm，材料選用T8A淬火處理，表面硬度為50～55HRC，低于導(dǎo)柱5

64、度。如圖4-10所示：</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P966表13.2－4選取標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)套為：</p><p>　　導(dǎo)套 ø25×39（Ⅰ）－T8A GB/T4169.3-1984</p><p>　　圖4-10 標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)套</p><p>　　定模邊的導(dǎo)套選用標(biāo)準(zhǔn)直導(dǎo)套，導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為動(dòng)配合H7/f

65、7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合H7/n6，粗糙度內(nèi)外表面均用Ra0.8μm，材料選用T8A淬火處理，表面硬度為50～55HRC，低于導(dǎo)柱5度。如圖4-11所示：</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P965表13.2－3選取標(biāo)準(zhǔn)直導(dǎo)套為：</p><p>　　導(dǎo)套 ø25×20－T8A GB/T4169.2-1984</p><p>　

66、　導(dǎo)套 ø25×40－T8A GB/T4169.2-1984</p><p>　　圖4-11 標(biāo)準(zhǔn)直導(dǎo)套</p><p>　　圖4-12 導(dǎo)柱、導(dǎo)套應(yīng)用實(shí)例</p><p>　　4.8順序分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　模具的澆注系統(tǒng)為點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，此模具為三板模，采用了利用拉料桿和凝料推板脫出澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)，

67、模具有三個(gè)分型面，分別為:分型面Ⅰ、分型面Ⅱ、分型面Ⅲ。其中分型面Ⅲ為主分型面，打開脫出塑件，分型面Ⅰ打開分離塑件和澆注系統(tǒng)凝料，分型面Ⅱ打開將流道凝料從定模底板一邊強(qiáng)力推出，并自動(dòng)墜落。開模時(shí)應(yīng)保證三個(gè)分型面順序地、完全地打開，因此需在模具中開設(shè)順序分型機(jī)構(gòu)。在此利用限位拉桿、彈簧、拉緊裝置達(dá)到順序分型的作用。</p><p>　　此模具中限位拉桿由拉桿、螺釘、限位柱三部分組成。限位柱裝在定模底板上，端面頂在凝

68、料推板上，拉桿端面頂在凝料推板的另一面，與限位柱相對(duì)，兩者用螺釘鎖緊。拉桿相關(guān)尺寸?。篸=ø16，D＝24mm,L=90mm（L>澆注系統(tǒng)凝料的高度）,L1=14mm。取螺釘 GB/T70.1 M10×60與拉桿相配套。限位柱的作用在于取代螺釘與模板直接接觸，提高精度，保證模板受力平衡，限位柱的尺寸與拉桿相對(duì)應(yīng)，在此L2=17mm,限位柱應(yīng)保證有大于5mm的運(yùn)動(dòng)空間。如圖4-13所示：</p>&

69、lt;p>　　圖4-13 限位拉桿</p><p>　　此模具采用尼龍膠釘作為的拉緊裝置，尼龍?zhí)滋自趧?dòng)模上的調(diào)節(jié)螺釘上，膠釘管伸入于定模板的導(dǎo)向孔內(nèi)，為過盈配合，膠釘張緊力可調(diào)。開模時(shí)，由膠釘?shù)膹埦o力把定模型腔板與動(dòng)模固定板拉住，使兩者不分離。尼龍膠釘相近的定模內(nèi)孔應(yīng)省光，端部應(yīng)加排氣裝置，開口處應(yīng)加R省光防止刮傷膠釘。此模具中所用的膠釘尺寸見圖4-14所示：</p><p>　　圖

70、4-14 尼龍膠釘</p><p>　　此順序分型機(jī)構(gòu)的工作原理：</p><p>　　如圖4-15所示，分流道開設(shè)在定模型腔板5背面，在點(diǎn)澆口的背面定模底板2上裝有分流道拉料桿。開模時(shí)，由于定模型腔板5與凝料推板3之間的彈簧6的張力的作用，分型面Ⅰ先分開，拉料桿將澆注系統(tǒng)拉向定模底板一邊，因而從澆口處與塑件斷開，凝料滯留在凝料推板上。動(dòng)模后退一段距離后，拉桿的拉力做用在凝料推板3和定模型

71、腔板5上，由于尼龍膠釘?shù)膹埦o力作用把定模型腔板5與動(dòng)模固定板7拉住，使兩者相對(duì)于凝料推板3和定模底板2間更不易分離，在拉桿的作用下分型面Ⅱ分開，凝料推板3將流道凝料從定模底板一邊強(qiáng)行推開，并自動(dòng)墜落。繼續(xù)開模，通過拉桿使分型面Ⅲ打開脫出制件。</p><p>　　限位柱 2-定模底板 3-凝料推板 4-螺釘 5-定模型腔板</p><p>　　6-彈簧 7-動(dòng)模固定板 8-尼龍

72、套 9-調(diào)節(jié)螺釘</p><p>　　10-拉桿 11-墊板 12-墊塊 13動(dòng)模底板</p><p>　　圖4-15 順序分型機(jī)構(gòu)</p><p>　　4.9排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　此制件屬中小型，且注射速度中等，可以利用模具分型面，模具零件間的配合間隙和推桿的間隙排氣及引氣，不開設(shè)專門排氣槽、引氣槽。</p

73、><p>　　4.10模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模不僅是塑料熔體的成型設(shè)備，而且還是熱交換器。模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接關(guān)系塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為了提高冷卻效率和爭(zhēng)取型腔表面溫度的均勻穩(wěn)定,在系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)中應(yīng)遵守生產(chǎn)中的約定規(guī)則。在管道回路的布置時(shí)，還應(yīng)該進(jìn)一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果良好。</p><p>　　模溫低于80℃，一般只

74、設(shè)冷卻系統(tǒng)，細(xì)小塑件可設(shè)加熱系統(tǒng)。ABS材料的模溫在50～80℃之間，香皂盒體積又較大，故此模具不需開設(shè)加熱系統(tǒng)，只需開設(shè)冷卻系統(tǒng)。</p><p><b>　　4.11模架選用</b></p><p>　　選擇依據(jù)：根據(jù)型腔布局、澆注系統(tǒng)形式、成型零件結(jié)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的設(shè)置要求，估算出模架周界尺寸為 350×400&

75、#215;305mm； </p><p>　　結(jié)論：龍記 簡(jiǎn)化型細(xì)水口 FAI型 290×400 模架，A板厚50mm，B板厚40mm，墊塊高度90。</p><p><b>　　5 模具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1模具成型零件尺寸計(jì)算</p><p>　　成型零部件工作尺寸的計(jì)算方法很多，本設(shè)計(jì)中

76、均采用平均收縮率法計(jì)算。查得ABS材料的收縮率真為a=0.3%～0.8%，故平均收縮為: =(0.3+0.8)%/2=0.55%,取=0.5%為宜。又取模具制造公差取，磨損余留量。根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]P118、119公式3-32、3-33、3-34、3-35、3-36得:</p><p>　　用公式來計(jì)算型腔或型志的工件尺寸太繁瑣，以現(xiàn)有的制造水平可直接造型的零件以取0.5%的收縮率作維尺寸的吸級(jí)，這也是型腔或型

77、芯的工作尺寸。所得尺寸列于表5-1中。</p><p>　　表5-1 成型零件尺寸計(jì)算</p><p>　　注: ＬＭ—成型零件相對(duì)應(yīng)的徑向尺寸 ＨＭ—成型零件相對(duì)應(yīng)的高度尺寸 Δ—塑件的公差</p><p>　　ＬD—成型零件間相對(duì)位置尺寸 δＺ—零件的制造公差，取塑件公差的1/3 </p><p>　?。蹋印芗膹较蚬?/p>

78、稱尺寸 ＨＳ—塑件的高度尺寸 ＬDs—塑件的相對(duì)公稱尺寸</p><p>　?。觕p—塑件的平均收縮率</p><p>　　5.2模具強(qiáng)度與剛度校核</p><p>　　注射模在其工作過程中需要承受注射壓力、保壓力、鎖模力和脫模力等各種外力。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當(dāng)這些外力的數(shù)值過大，型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力[σ]

79、時(shí)，注射模及其成型零部件會(huì)產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞,導(dǎo)致整個(gè)模具失效。因此,設(shè)計(jì)成型零部件時(shí),應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核。另外，在外力作用比較大時(shí)，即使模具不產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，也有可能產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對(duì)接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此會(huì)發(fā)產(chǎn)生溢料或飛邊現(xiàn)象，導(dǎo)致制件無法滿足技術(shù)質(zhì)量要求。因此,設(shè)計(jì)成型零部件時(shí),應(yīng)進(jìn)行剛度校核。</p><p>　　分析表明對(duì)于大尺寸的型腔剛度不足是主要矛盾

80、，應(yīng)按剛度條件設(shè)計(jì)，按強(qiáng)度條件校核；而小尺寸的型腔在發(fā)生足夠大的彈性變形前往往因強(qiáng)度不足而破化，因此應(yīng)按強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，按剛度條件校核。此模具型腔為整體式，且型腔結(jié)構(gòu)類似矩形，可按矩形凹模整體式型腔進(jìn)行計(jì)算,如圖5-1所示：</p><p>　　型腔壁厚壁厚和底板厚度計(jì)算：</p><p>　　注射模型腔內(nèi)壁所受到的單位平均壓力根據(jù)塑件材料或塑件形狀不同而不同。一般來說，只有注射機(jī)及機(jī)筒壓力

81、的25％～50％，既 p=(25％～50％)</p><p>　　圖5-1 整體式 =40～80MPa。</p><p>　　2）型腔側(cè)壁厚度按剛度計(jì)算</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P385公式9.4-36得：</p><p><b>　?。?.2-1）</b></p>&

82、lt;p>　　式中 －凹模壁厚(mm)；</p><p>　　p－模腔壓力(MPa),一般為30～50 MPa，根據(jù)上面的計(jì)算所得，這里取p=50 MPa；</p><p>　　E－模具材料的彈性模量（MPa），在一般工作溫度下，P20為預(yù)硬化塑料模具鋼，??；</p><p>　　δ－成型零件的許用變形量(mm), 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]第124頁表3-37得，A

83、BS材料的對(duì)應(yīng)的許用變形量δ=0.04～0.05mm；</p><p>　　h－凹模型腔深度尺寸(mm)，h=32.16mm；</p><p>　　c－由h/l而定的系數(shù)，根據(jù)h/l=0.25查參考文獻(xiàn)[3] 第124頁表3-38得c=0.93；</p><p>　　型腔側(cè)壁厚度按強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P385公式

84、9.4-45b得：</p><p><b>　　(5.2-2)</b></p><p>　　式中 a－由l/h而定的系數(shù)；</p><p>　　σ－模具材料的許用應(yīng)力（MPa），P20為預(yù)硬化塑料模具鋼，??；</p><p>　　4）型腔底板厚度按剛度計(jì)算</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]

85、P385公式9.4-38得：</p><p><b>　　(5.2-3)</b></p><p>　　式中 －型腔底板厚度(mm)；</p><p>　?。蒷/b而定的系數(shù)，根據(jù)l/b=1.48查參考文獻(xiàn)[3] 第124頁表3-39得=0.0240；</p><p>　　5）型腔底板厚度按強(qiáng)度計(jì)算</p>

86、<p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P385公式9.4－49得：</p><p><b>　　(5.2-4)</b></p><p>　　式中 －由l/h而定的系數(shù)；</p><p>　　b－矩形凹模型腔短邊長度（mm）。</p><p>　　由以上計(jì)算可得模具的結(jié)構(gòu)尺寸、應(yīng)取剛度、強(qiáng)度計(jì)算中的大值為計(jì)算結(jié)果。

87、實(shí)際生產(chǎn)中所用的型腔側(cè)壁厚度S≥＝22.71mm，型腔底板厚度T≥＝15.2mm。</p><p><b>　　5.3脫模力的計(jì)算</b></p><p>　　塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于收縮其體積和尺寸逐漸縮小，待制品固化后繼續(xù)降溫則會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，包緊力帶來的正壓力，垂直于型芯表面，脫模溫度越低正壓力越大，脫模時(shí)必須客服該包緊力所產(chǎn)生的摩擦力。對(duì)于不帶通孔的殼

88、體類塑件，脫模時(shí)還需客服大氣壓力。此外尚需客服塑件與鋼材之間的粘附力及脫模機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力。由于注塑成型塑料一般含有適量的脫模劑，故塑件與鋼材之間粘附力很小，可忽略不計(jì)，而機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的摩擦助力可在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)考慮用機(jī)械效率解決。</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]P132表3-48，距環(huán)形斷面，壁厚與長邊之比δ/l=0.015≤0.05得：</p><p><b>　　(5

89、.3-1)</b></p><p>　　式中 F－脫模力（N）；</p><p>　　δ－距環(huán)形制件的平均壁厚（mm），δ＝2mm；</p><p>　　E－塑料的彈性模量（MPa）, 根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P404表9.6－1，ABS材料的對(duì)應(yīng)的彈性模量E=2000 MPa；</p><p>　　S－塑料的平均成型收縮率（％），S

90、=0.5％；</p><p>　　l－制品對(duì)型芯的包容長度（mm）；</p><p>　?。＞咝托镜拿撃Ｐ倍龋?#186;）；</p><p>　　f－制品與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P404表9.6－1，ABS材料與鋼的摩擦系數(shù)f=0.45；</p><p>　　μ－塑料的泊松比，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P404表9.6－1，AB

91、S材料的泊松比μ=0.3；</p><p><b>　　k－無因次系數(shù)，；</b></p><p>　　A－盲孔制品型芯在脫模方向上的投影面積（）,通孔制品的A＝0。</p><p>　　計(jì)算得，動(dòng)模的脫模力；定模的脫模力。脫模力</p><p>　　主要在動(dòng)模上，開模時(shí)制件將留在動(dòng)模邊。</p><

92、p>　　5.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.4.1主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道位置位于模具的中心線上，與注塑機(jī)噴嘴軸線重合。為了便于將凝料從主流道中拔出,將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形其單邊斜度為2º。內(nèi)壁必須光滑，表面粗糙度Ra≤0.4μm。主流道與噴嘴接觸處做成半球形的凹坑，凹坑半徑比噴嘴大1～2mm，使噴嘴與凹球嚴(yán)密地配合，避免高壓塑料熔體溢出。主流道小端

93、尺寸應(yīng)比噴嘴孔直徑約大0.5～1 mm以上，一般在φ4～8mm范圍內(nèi)。若為點(diǎn)點(diǎn)澆口的三板式模具，若使用凝料推板推出澆注系統(tǒng)凝料時(shí)，澆口套與才推料板的滑動(dòng)配合部分應(yīng)有5º～15º的錐度。主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流到稱套，選用優(yōu)質(zhì)鋼材并經(jīng)熱處理提高硬度。</p><p>　　根據(jù)已有注塑機(jī)規(guī)格，設(shè)計(jì)澆口套。根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]P676表10.5-3選用B型澆口套，規(guī)

94、格為d=25mm。</p><p>　　噴嘴孔直徑，對(duì)應(yīng)的主流道進(jìn)口端直徑；</p><p>　　噴嘴球直徑，對(duì)應(yīng)的主流道凹坑半徑；</p><p>　　澆口套與才推料板的滑動(dòng)配合部分的錐度為7º；</p><p>　　材料 T8A 熱處理后硬度50～55HRC。稱套與定模之間的配合采用H7/k6。</p><p

95、>　　澆口套的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示：</p><p><b>　　圖5-2 澆口套</b></p><p>　　為了使噴嘴與模具澆口的澆口套定位，需在澆口套上方設(shè)置定位圈。定位圈還可以防止?jié)部谔自谧⑸鋾r(shí)后退。本設(shè)計(jì)采用特殊型定位圈，其結(jié)構(gòu)如圖5-3所示：</p><p><b>　　圖 5-3 定位圈</b></

96、p><p>　　表5-2 定位圈尺寸</p><p>　　圖5-4 定位環(huán)與澆口套固定方式</p><p>　　5.4.2分主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　分流道指主流道末端到澆口的整個(gè)通道。分流道的功能是使融體過渡和轉(zhuǎn)向，分流道的形狀及尺寸尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積、形狀、壁厚、分流道的長度等因素來確定。本塑件的形狀不算復(fù)雜,熔料填充型比較容易。根

97、據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度為72mm,為了便于加工起見,選用截面形狀為梯形分流道。梯形截面流道，加工方便，流動(dòng)阻力和熱量損失均不太大，為最常用形式。對(duì)于壁厚小于3毫米，質(zhì)量在200克以下的塑件可以用參考文獻(xiàn)[1]P328中的經(jīng)驗(yàn)公式9.2-9來確定分流道的直徑：</p><p><b>　　(5.4-1)</b></p><p>　　其中 D—分流道直徑（mm

98、） G—塑件的質(zhì)量（g）</p><p>　　圖5-5 梯形分流道截面 L—分流道長度（mm）</p><p>　　該制件質(zhì)量約為57.26g，由此可計(jì)算分流道開口w=D=5.85 mm。但由于點(diǎn)澆口引導(dǎo)部分在模板上的開口大徑為8.47mm, 因此,取梯形分流道w=8.5mm，則h=5.7mm。</p><p>　　5.4.3澆口的設(shè)計(jì)&

99、lt;/p><p>　　ABS為熱塑性塑料，澆口的直徑0.4～2.0mm（常用0.6～1.5mm ），點(diǎn)澆口臺(tái)階長度0.5～2.0mm，最好0.5～0.8mm 。對(duì)于壁厚在0.7～2.5mm的制品，澆口尺寸也可按參考文獻(xiàn)[1]P334經(jīng)驗(yàn)公式9.2-19計(jì)算：</p><p><b>　　(5.4-2)</b></p><p>　　式中 d—點(diǎn)澆

100、口直徑（mm）；</p><p>　　A—型腔表面積，即塑件外表面面積（）；塑件外表面面積為53076.407。</p><p>　　c—塑件壁厚的函數(shù)值，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]P334表9.2-3，由制件壁厚t=2mm得c=0.294；</p><p>　　n—塑料材料系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]P330表9.2-2查得為0.4。</p><p>　

101、　故取d=1.2mm，L=1.2mm。點(diǎn)澆口引導(dǎo)部分一般為15～25mm，引導(dǎo)部分與流道相交的拐彎出用圓角過渡，改善流動(dòng)性和減少壓力損失。如沒有過渡，流動(dòng)阻力和剪切力會(huì)使塑料充不滿。在澆口與制件表面連接處有90º～120º錐度，高0.5mm的倒錐。為了使?jié)部诶瓟嗪蟛恢劣谕怀霰砻嬗绊懯褂?，將點(diǎn)澆口入口端低于制件表面。對(duì)于薄壁制件，由于點(diǎn)澆口附近的剪切速率過高，會(huì)造成分子的高度定向，增加局部應(yīng)力，甚至開裂。為改善這一情況

102、，在不影響使用的情況下，可以將塑件澆口對(duì)面的壁厚增加并呈圓弧過渡，同時(shí)圓弧還有部分儲(chǔ)存冷料的功能。點(diǎn)澆口具體形式見圖5-6所示：</p><p>　　圖5-6 點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.4.4拉料桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，且是用拉料桿和凝料推板脫出澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)。拉料桿固定在定模底板上，與點(diǎn)澆口在同一軸線上。根據(jù)參考文獻(xiàn)

103、[4]P680表10.6-3選取流道凝料拉料桿，結(jié)構(gòu)及安裝如圖5-7所示：</p><p><b>　　圖5-7 拉料桿</b></p><p>　　5.4.5冷料井的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了除去注塑機(jī)前端因與冷模具接觸降溫餓而存在的一段低溫料，使冷料不進(jìn)入分流道和型腔，在主流道末端相對(duì)的模板上開設(shè)冷料井。這里開設(shè)一錐形冷料井，具體如5-

104、8圖所示：</p><p><b>　　圖5-8 冷料井</b></p><p>　　5.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.5.1制品所需冷卻時(shí)間的計(jì)算</p><p><b>　　(5.5-1)</b></p><p>　　式中 S—制品的壁厚（mm）　　　　

105、　　　　 θc—塑料注塑溫度（℃）</p><p>　　θm—模具型腔壁溫度（℃）　　　　　　　θ—塑件脫模時(shí)的平均溫度（℃）</p><p>　　a1—塑料熱擴(kuò)散系數(shù)（）　</p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　5.5.2冷卻介質(zhì)一邊所需傳熱面積的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p&g

106、t;　　1）冷卻介質(zhì)用量的計(jì)算</p><p><b>　　(5.5-2)</b></p><p>　　式中 m—每次注塑塑料質(zhì)量（Kg/次） —每秒鐘釋放的熱量(J)</p><p>　　N—每秒鐘注塑的次數(shù) q—單位質(zhì)量塑料熔體在成型過程中放出的熱量（KJ/Kg）</p><p>　　V—冷卻水的體積流量

107、（） G—單位時(shí)間內(nèi)注入模具內(nèi)的塑料質(zhì)量（Kg/h）</p><p>　　—冷卻水的進(jìn)口溫度（℃） —冷卻水的出口溫度（℃）</p><p>　　查表得,所以查表選冷卻水道直徑8mm即可滿足冷卻要求。</p><p>　　2） 冷卻水孔總傳熱面積A</p><p><b>　?。?.5－2）</b><

108、/p><p>　　3) 冷卻水路的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　一般冷卻水道中心與型腔壁的距離為冷卻水道直徑的1—2倍，冷卻管道的中心距，約為管道直徑的三到五倍。此設(shè)計(jì)中塑件在定模邊，ABS材料對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求不高，因此，只要在定模型腔板上開設(shè)冷卻水道即可。遵循模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則來布置冷卻系統(tǒng)的，并進(jìn)一步考慮型腔的形狀和尺寸,使加工方便和密封效果良好。</p><p>

109、;　　定模冷卻系統(tǒng)布置如圖5-9所示：</p><p>　　圖5-9 模具冷卻系統(tǒng)布置</p><p>　　冷卻水道直徑為10mm，由參考文獻(xiàn)[2]P205表3－9－1得，最低留速1.32m/s，流量。</p><p>　　6 注射機(jī)的選用及相關(guān)參數(shù)的校核</p><p><b>　　6.1 相關(guān)參數(shù)</b></p

110、><p>　　塑件的體積：V= 塑件的質(zhì)量：G=57.26g </p><p><b>　　最大投影面積: </b></p><p>　　模具基本參數(shù)：龍記 簡(jiǎn)化型細(xì)水口 FAI型 290×400 模架，A板厚50mm，B板厚40mm，墊塊高度90。 </p><p>　　設(shè)備：上海第一塑料機(jī)械廠SZ-250

111、/1250(臥式) ,</p><p>　　6.2最大注塑量校核</p><p>　　注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（包括流道及澆口凝料飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)的最大注塑量的80%。</p><p>　　所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)為：</p><p><b>　　(6.2-1)</b><

112、;/p><p>　　式中 m—注塑機(jī)的最大注塑量（g）；</p><p>　　G—塑件的質(zhì)量（g）；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量（g）；</p><p>　　n—次注射成型塑件的數(shù)量。</p><p>　　m =270g>157.775g所以滿足要求。</p><p><

113、b>　　6.3 鎖模力校核</b></p><p>　　鎖模力是注射機(jī)鎖模裝置施加于模具的最大夾緊力。鎖模力的作用在于平衡和克服模腔壓力產(chǎn)生的使模具沿分型面張開的力，保持模具緊密鎖合，防止溢料。注射機(jī)鎖摸力與模腔壓力的關(guān)系可用下式表示：</p><p><b>　　(6.3-2)</b></p><p>　　式中 F0——注

114、射機(jī)鎖模力(kN)；</p><p>　　k——安全系數(shù)，一般取1/3～2/3；</p><p>　　P0——注塑機(jī)料筒內(nèi)螺桿或柱塞施于塑料熔體的壓力（30Mpa～50MPa）；</p><p>　　A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和，A=2×10859.44＋Π×4.25+8.5×170=23177.225mm2</p&g

115、t;<p>　　因?yàn)镕0=1250kN>772.574kN，滿足要求。</p><p>　　6.4模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核</p><p>　　模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適合。</p><p>　　即模具長×寬<拉桿面積</p><p>　　模具寬×長為350

116、15;400(mm×mm)<注塑機(jī)拉桿間距415×415 (mm×mm)故滿足要求</p><p><b>　　模具閉和高度校核</b></p><p>　　模具實(shí)際厚度H模=305mm</p><p>　　注塑機(jī)最小容模厚度150mm, 最大容模厚度550mm.</p><p>