玩具塑件注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　學(xué) 生： XXXXXX </p><p>　　指導(dǎo)老師： XXXXXXX 副教授 </p><p>　　系 別： XXXXXXXXXXXXXXXXXXX &

2、lt;/p><p>　　專 業(yè)： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX </p><p>　　班 級： XXXXXXXXXXXXXXXXX </p><p>　　學(xué) 號： XXXXXXXXXXXXXXX </p><p>&

3、lt;b>　　2012年 6月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　Abstrac………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………Ⅱ</p>

4、<p><b>　　1選題背景3</b></p><p>　　2塑料玩具外殼的注塑成型工藝分析3</p><p>　　2.1塑件分析及設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　2.2塑件材質(zhì)分析4</p><p>　　2.3ABS的注塑成型過程及工藝參數(shù)6</p><p>

5、　　2.4預(yù)選注塑機(jī)7</p><p>　　2.4.1體積和質(zhì)量的計(jì)算7</p><p>　　2.4.2初選注射機(jī)8</p><p>　　3 模具結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)-------------------------------------------------------------------------------------------------

6、---------9</p><p>　　3.1 分型面位置的確定10</p><p>　　3.2 形腔數(shù)目及排布方式的確定11</p><p>　　3.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1.1主流道的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1.2分流道的設(shè)計(jì)15</p><

7、p>　　3.1.3澆口的設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.1.4冷料井的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5 成型零件的設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.5.2成型零件的尺寸計(jì)算20</p><p>　　3.6脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)23<

8、;/p><p>　　3.7排氣槽的設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.8導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.9模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.10模具材料的選擇27</p><p>　　3.11模架的選擇28</p><p>　　3.11.1 動

9、定模固定板尺寸的確定28</p><p>　　3.11.2 模具高度尺寸的確定28</p><p>　　3.11.3 定模板28</p><p>　　3.11.4 定模座板29</p><p>　　3.11.5 動模固定板29</p><p>　　3.11.6 墊塊29</p>&l

10、t;p>　　3.11.7 動模座板29</p><p>　　4模具的校核計(jì)算30</p><p>　　4.1成型零件的強(qiáng)度、剛度校核30</p><p>　　4.1.1型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算30</p><p>　　4.1.2型腔底板厚度的計(jì)算30</p><p>　　4.2注射機(jī)參數(shù)校核31

11、</p><p>　　4.2.1最大注射量的校核31</p><p>　　4.2.2鎖模力的校核31</p><p>　　4.2.3模具安裝尺寸的校核31</p><p>　　5塑料玩具殼體注射模總裝圖32</p><p><b>　　6總結(jié)34</b></p>

12、<p><b>　　致 謝 語34</b></p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)1</b></p><p>　　腳踏玩具承載底座左蓋塑件注射成型工藝與模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　為了得到腳踏玩具承載底座左蓋的合理成

13、型工藝和模具結(jié)構(gòu)，作者對腳踏玩具底座左蓋塑件進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)。首先，利用三維建模軟件對塑件進(jìn)行造型，并分析了它的成型參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。其次，在優(yōu)化澆口位置的基礎(chǔ)上，設(shè)定成型參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)。對填充模腔過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到合理的模具設(shè)計(jì)方案。再次，在對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行CAE分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用注射模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，完成了腳踏玩具承載底座左蓋塑件的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)果表面，運(yùn)用CAD/CAE方法，能夠得到合理的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際要求的塑件。&

14、lt;/p><p>　　關(guān)鍵詞：腳踏玩具左蓋 注塑成型 模具設(shè)計(jì) 工藝分析 數(shù)值模擬</p><p>　　The injection molding process and design of mold for plastic toys left shell with footprint pattern</p><p><b>　　Abstract&

15、lt;/b></p><p>　　Aiming to finding out the reasonable injection molding process and designing of mold for the plastic toys’ shell with footprint pattern,the author designed the mold of the plastic toy’s le

16、ft shell with footprint pattern.First, with the help of the 3D modeling software,the author made the mold of the plastic product and analysised its molding parameter and structure characteristics.Second,basing on the opt

17、imization of the casting gate,the author set up the molding parameter and molding structure </p><p>　　Key words: left shell of the plastic toy with footprint pattern the injection molding design of mo

18、ld process analysis digital simulation選題背景</p><p>　　隨著塑料材料研究的不斷深入和塑料應(yīng)用的日趨廣泛，在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中所用到的一些傳統(tǒng)金屬件，也越來越多地采用塑料來制造。</p><p>　　小型塑料玩具是整個塑料玩具產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，其在市場上的占有額也在逐年增加。而在所有的小型塑料玩具中，腳踏型玩具尤為多

19、見，是深受廣大消費(fèi)者親睞的兒童玩具。用于制造對應(yīng)玩具的模具設(shè)計(jì)顯得尤其重要。由于小型塑料腳踏玩具使用者多為少年兒童，對其外觀吸引性和使用安全性的考慮顯得比較突出。而在設(shè)計(jì)制造對應(yīng)模具時，玩具的成型工藝分析和相應(yīng)的CAE分析以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)所在。通過設(shè)計(jì)腳踏玩具承載底座左蓋塑件的注射模具，并運(yùn)用CAE方法對其進(jìn)行分析，進(jìn)而優(yōu)化其設(shè)計(jì)方案，對于整個小型塑料玩具模具的設(shè)計(jì)具有重要的參考意義，其合理的制造方法值得我們?nèi)パ芯俊?lt;/p

20、><p>　　塑料玩具外殼的注塑成型工藝分析</p><p><b>　　塑件分析及設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　通過Pro/E來建立塑件3D模型，造型重點(diǎn)是保證塑件形狀和尺寸精度，本次設(shè)計(jì)的塑料玩具外殼造型內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，通孔、筋較多。繪制立體圖時主要通過拉伸和旋轉(zhuǎn)的方式。將3D圖轉(zhuǎn)換為二維工程圖再用AutoCAD進(jìn)行修改和尺寸標(biāo)注。圖

21、2-1和圖2-2所示分別為玩具殼體的Pro/E三維圖和CAD二維圖。</p><p>　　圖2-1 塑料玩具殼體Pro/E三維示意圖</p><p>　　圖2-2 塑料玩具殼體CAD示意圖</p><p>　　如圖2所示，考慮到塑件的使用者多為少年兒童，該塑件有以下特點(diǎn)：在外緣輪廓采用圓弧圓角過渡；內(nèi)腔為內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，中部布有筋。其外型尺寸為122mm×5

22、0mm×25mm，平均壁厚1.8mm，與另外一半結(jié)合部分有厚0.8mm的突起。</p><p>　　玩具使用環(huán)境不定，要求其具有一定的強(qiáng)度、剛度和耐腐蝕性，精度要求中等，塑件外表面為光滑,無熔接痕及推出痕跡，內(nèi)表面為拋光面。因此該塑件采用丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）注射而成。</p><p><b>　　塑件材質(zhì)分析</b></p>

23、<p>　　2.2.1 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）</p><p><b>　　1 使用性能 </b></p><p>　　綜合性能好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好；易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動零件和建構(gòu)零件。</p><p><b>　

24、　2 成型性能</b></p><p>　　無定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)械性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。</p><p>　　吸濕性強(qiáng)。含水量應(yīng)小于0.3%（質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。</p><p>　　流動性中等。溢邊料0.04mm左右。</p><p&g

25、t;　　模具設(shè)計(jì)時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。推出力過大或機(jī)械加工時塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。</p><p>　　2.2.2 ABS的主要性能指標(biāo) 其性能指標(biāo)如表2-1所示</p><p>　　表2-1 ABS的性能指標(biāo)</p><p><b>　　3各主要項(xiàng)精度</b></p><p><b

26、>　　1）表面粗糙度</b></p><p>　　由塑件的表面粗糙度是決定塑件表面質(zhì)量的主要因素。塑件表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)，透明塑件要求型腔與型芯的表面粗糙度相同。由塑件外觀可知，塑件的內(nèi)、外表面要求較高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm。一般情況下，模具粗糙度數(shù)值要比塑件低1～2個等級，故取型腔、型芯表面粗糙度為Ra0.2um。</p><p>&l

27、t;b>　　2）尺寸精度</b></p><p>　　按（GB/T 14486--93）標(biāo)準(zhǔn)，塑件尺寸公差的代號為MT,公差等級分為7級，其中塑料件尺寸精度分為8級。本塑件所用材料為ABS,由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊可知，本塑件宜選用MT3級精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。</p><p>　　塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精

28、度對塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級為IT6。</p><p><b>　　3）脫模斜度</b></p><p>　　該塑件采用的塑料是ABS，而ABS的成型收縮率較小（0.5%~0.8%），而且塑件較復(fù)雜，對型芯的包緊面積也較大，所以應(yīng)取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的

29、脫模斜度一致。再由零件設(shè)計(jì)圖紙要求可知α＝1°。</p><p><b>　　4） 壁厚</b></p><p>　　由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻，并由此產(chǎn)生許多質(zhì)量問題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開裂。為防止此類現(xiàn)象出現(xiàn)，這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì)，故在壁厚不同處采取過渡設(shè)計(jì)，例

30、如：采用圓弧過渡等措施。</p><p>　　ABS的注塑成型過程及工藝參數(shù)</p><p>　　2.3.1 注射成型過程</p><p>　　1）成型前的準(zhǔn)備。對ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥。</p><p>　　2） 注射過程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的

31、澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實(shí)、倒流和冷卻五個階段。</p><p>　　3） 塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60—75C，處理時間為16---20S。</p><p>　　2.3.2 注射工藝參數(shù)</p><p>　　1） 注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30r/min。</p><p>　　2） 料筒

32、溫度（C）：后段 150----170；</p><p>　　中段 165----180；</p><p>　　前段 180----200。</p><p>　　噴嘴溫度（C）：170----180。</p><p>　　模具溫度（C）： 50----80。 </p><p>　　注射壓力（MPa）：60--

33、--100。</p><p>　　成型時間（S）：30（注射時間取1.6s，冷卻時間20.4s，輔助時間8s）。</p><p>　　Moldflow模擬分析</p><p>　　首先，在Pro/E中先將塑件三維模型轉(zhuǎn)換為stl格式文件，再將該stl文件導(dǎo)入Moldflow軟件中，選擇網(wǎng)格劃分類型（Fusion）和產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸單位（Millimeters）。<

34、/p><p>　　根據(jù)Moldflow軟件對有限元網(wǎng)格的要求，對塑件進(jìn)網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格修補(bǔ)，最終得到較為完善的有限元網(wǎng)格參數(shù)[9]。</p><p>　　然后，對有限元網(wǎng)格修改過后較長為完善的制件，選擇材料外，并采用系統(tǒng)缺省的成型條件進(jìn)行最佳澆口位置分析。</p><p>　　最佳澆口位置分析結(jié)果以圖象的形式給出最佳澆口位置所在的區(qū)域，結(jié)果顯示中，藍(lán)色的區(qū)域?yàn)樽罴褲部谖恢?/p>

35、區(qū)域，澆口設(shè)在該區(qū)域可保證注塑過程的熔體流動的平衡性。如圖2-2所示，最佳澆口位置區(qū)域有好幾處，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，同時考慮塑件在模具中的排布形式，將澆口設(shè)置在塑件突起端偏下部，進(jìn)行模擬分析。</p><p>　　作為產(chǎn)品的初步成型分析，其目的是根據(jù)最佳澆口位置的分析結(jié)果設(shè)定澆口位置，分析產(chǎn)品注塑過程中可能出現(xiàn)的問題和質(zhì)量缺陷。通過上面澆口位置的分析及選擇，手動創(chuàng)建澆注系統(tǒng)，然后使用系統(tǒng)缺省的成型條件，對制件進(jìn)行充填

36、分析，如圖2-4所示，制件在1.181s的時間內(nèi)完成熔體的充填。</p><p>　　通過充填分析，也可以得到制件上的熔接痕位置，如圖2-4所示，圖中黑色線條代表熔接痕。從圖中可以看出，該制件的熔接痕數(shù)目較少，主要分布在塑件的內(nèi)表面，對塑件外觀無影響。一般情況下，熔接痕部位強(qiáng)度較差，通?？梢酝ㄟ^局部加熱的方法提高制品發(fā)生熔接痕部位的溫度，從而保證塑件的整體強(qiáng)度。為了減少熔接痕的數(shù)量，在模具設(shè)計(jì)時可以考慮開設(shè)冷料穴

37、，防止低溫熔體注入；或開設(shè)排氣糟，提高排氣效果，減少熔體分解[9]。</p><p>　　圖2-3 最佳澆口位置 圖2-4 充填時間</p><p><b>　　預(yù)選注塑機(jī)</b></p><p><b>　　體積和質(zhì)量的計(jì)算</b></p>&

38、lt;p>　　塑件體積和質(zhì)量可以通過手動計(jì)算或是采用一些輔助軟件。本塑通過使用Pro/E軟件自動計(jì)算出所畫圖形的體積和質(zhì)量，質(zhì)量屬性如圖2-6所示。</p><p>　　塑件的體積：V塑= 3.06×104mm3 = 30.6cm3；</p><p>　　平均密度：ρ= 1.02kg/ cm3＝1.02×10-3 g/ cm3；</p><p&

39、gt;　　塑件的質(zhì)量：M件= 1.02×30.6= 31.21g；</p><p>　　取V凝料= 0.5 V塑</p><p>　　則V總 = V塑（1+0.5）× 8 =30.6 ×1.5×8 =367.2 cm3；</p><p>　　澆注系統(tǒng)的體積：V澆＝7.88×103 mm3</p><

40、;p>　　故總的注射體積：V總＝1.773×105mm3+7.88×103 mm3＝185.18×103mm3</p><p>　　總的注射質(zhì)量：M總＝185.18×1.45g＝268.511g</p><p>　　圖2-5 質(zhì)量屬性</p><p><b>　　初選注射機(jī)</b></p&g

41、t;<p>　　ABS材料流動性較好，會發(fā)生流延和倒流現(xiàn)象，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)選用自鎖式噴嘴。根據(jù)：</p><p>　　V≥（n×V1+V2）/K＝367.2/0.8 cm3＝459 cm3</p><p>　　式中：n——型腔數(shù)目；</p><p>　　V1——單個塑件的體積，cm3；</p><p>　　

42、V2——澆注系統(tǒng)凝料的體積，cm3；</p><p>　　V——注射機(jī)最大注射量，cm3；</p><p>　　K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，可取0.7~0.9；此處取0.8。</p><p>　　根據(jù)塑件和澆注系統(tǒng)體積或質(zhì)量的總和，初選注射機(jī)型號為SZ-500/200，其參數(shù)如表2-2所示：</p><p>　　表2-2 SZ-500

43、/200注射機(jī)的參數(shù)[1]</p><p>　　3 模具結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 分型面位置的確定</p><p>　　如何確定分型面，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應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案

44、中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時，為保證塑件能順利地從型腔中脫出且便于模具加工，需考慮分型面的先擇原則[12]。</p><p><b>　　分型面的選擇原則</b></p><p>　　符合塑件脫模的基本要求，分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位，即能使塑件從模具內(nèi)取出；</p><p>　　分型線不影響塑件外觀，即分型面應(yīng)盡量

45、不破壞塑件光滑的外表面；</p><p>　　確保塑件留在動模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外表面；</p><p>　　確保塑件質(zhì)量不受分型面選擇的影響；</p><p>　　應(yīng)盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡單，盡量避免定?；瑝K；</p><p>　　滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動模的合模方向

46、上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面，分型面是曲面時，應(yīng)加斜面鎖緊；</p><p>　　合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置；</p><p><b>　　有利于模具加工。</b></p><p>　　遵循以上選擇原則，結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)際，可以得到以下兩種分型面方案：</p><p>　　圖3-1 方案一</p>

47、;<p><b>　　圖3-2 方案二</b></p><p>　　方案一：將分型面設(shè)置在如圖3-1方案一所畫出的位置，即制件的最大投影面上，有利于澆口位置的設(shè)定，且可以簡化流道的設(shè)計(jì)，方便充填。同時，模具設(shè)計(jì)制造時，單方向占用體積適宜，制造方便，節(jié)省成本。注塑成型時有利于保護(hù)塑件外觀，確保塑件質(zhì)量。在設(shè)計(jì)安排澆注系統(tǒng)時比較方便。另外，此方案抽芯機(jī)構(gòu)簡單。排氣效果較好，方便成

48、型，模具結(jié)構(gòu)較簡單，制造較容易。</p><p>　　方案二：將分型面設(shè)置在如圖3-2方案二所畫出的位置，不在塑件的最大投影面積處，此方案澆口位置選擇比較多，澆口類型也有不同選擇，但不利于塑件順利脫模，不能確定塑件在開模時是否留在動模一側(cè)。 另外，此方案在成型各類孔時需要設(shè)置側(cè)抽芯，設(shè)計(jì)制造都比較麻煩。塑件質(zhì)量及外觀也不易保證。</p><p>　　綜合考慮以上兩種方案的利弊，結(jié)合制件結(jié)構(gòu)

49、的具體分析，為簡化模具結(jié)構(gòu)，降低生產(chǎn)成本，確定分型面在制件投影面積最大的部位，即選擇方案一所示的分型面位置。</p><p>　　3.2 形腔數(shù)目及排布方式的確定</p><p>　　為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)確定型腔數(shù)目。常用的方法有兩大類：一是按技術(shù)參數(shù)確定型腔數(shù)目；二是按經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目。</p>

50、<p>　　因?yàn)榇水a(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，單腔模不能滿足生產(chǎn)需要，故需選擇多腔模。由于3,4級的精密等級就可以滿足生產(chǎn)需要。所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模8腔的排布方式。</p><p><b>　　注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核</b></p><p><b>　　注射壓力校核。</b></p><p>　　查表4-1[1]可知

51、，ABS所需注射壓力為80—110MPa，這里取P0= 100 Mpa，該注射機(jī)的公稱壓力P公= 150 Mpa，注射壓力安全系數(shù)K1= 1.3，則</p><p>　　K1P1=1.3 × 100 = 130 Mpa < P公</p><p>　　所以，注射機(jī)注射壓力合格。</p><p><b>　　鎖模力校核</b>&l

52、t;/p><p>　　塑件在分型面上的投影面積</p><p>　　A塑=75 × 50 = 3750 mm2</p><p>　　澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，即流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積，可以根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析確定。A澆是每個塑件在分型面上的投影面積A塑的0.2—0.5倍，結(jié)合本次設(shè)計(jì)實(shí)際，取A澆= 0.3A塑件。</p>

53、<p>　　塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積A總為</p><p>　　A總 =n(A塑 + A澆)= n(A塑 +0.3A塑)=8 × 1.3 A塑= 3900mm2</p><p>　　模具型腔內(nèi)的脹型力F脹為</p><p>　　F脹 = A總P模 = 3900 × 35N=1365KN</p><p&

54、gt;　　其中P模是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%--40%，大致范圍為25—40 Mpa。對于粘度大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故取P模 = 35 Mpa。</p><p>　　查《實(shí)用注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊》表4-2和表4-3得到該注射機(jī)的公稱鎖模力F鎖= 2000KN，</p><p>　　因?yàn)?F脹 < F鎖</p&g

55、t;<p>　　所以，注射機(jī)鎖模力合格。</p><p><b>　　澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　注射模具的澆注系統(tǒng)通常由主流道、分流道、澆口、冷料穴和排氣槽或溢流槽等部分組成。在注射模具設(shè)計(jì)中對澆注系統(tǒng)進(jìn)行合理布局和形式的選擇是一個重要的環(huán)節(jié)。因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)正確與否直接影響著注塑過程中的成型效果和塑件的質(zhì)量。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下原則：&

56、lt;/p><p>　?。?）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；</p><p>　?。?）盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間；</p><p>　　（3）澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇行流動，并有利于排氣和補(bǔ)縮；</p><p>　?。?）避免高壓熔體對型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移

57、。</p><p>　?。?）澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；</p><p>　?。?）熔合縫位置必須合理安排，必要時配置冷料井或溢料槽；盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量；</p><p>　?。?）澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口必須有IT8以上精度；</p><p><b>　?。?）排氣良

58、好。</b></p><p>　　注射模澆注系統(tǒng)是將注射機(jī)料筒中的熔融塑料從噴嘴中高壓噴出后，穩(wěn)定而順暢地充入并充滿型腔的各個部位的通道。它在充模及塑料固化過程中還將注射壓力平衡的傳遞到型腔的各個部位，以獲得殷實(shí)、完整、質(zhì)量優(yōu)良的塑件。注射模的澆注系統(tǒng)通常是有主流道、分流道、澆口、冷料穴、排氣槽等部分組成。</p><p><b>　　主流道的設(shè)計(jì)</b>

59、</p><p>　　主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。</p><p&g

60、t;　　為了有效地傳遞保壓壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化。為了便于主流道凝料的順利拔出和塑料熔體的順利流入，將主流道設(shè)置垂直于分型面，且具有2~6度錐角的圓錐形，表面粗糙度Ra≤0.8μm。主流道襯套內(nèi)壁拋光應(yīng)沿軸向，若沿圓周進(jìn)行拋光，產(chǎn)生側(cè)向凹凸面，主流道凝料便難以拔出[1]。</p><p><b>　　（1）主流道的尺寸</b></p><p&g

61、t;　　大端直徑應(yīng)比分流道深度大1.5mm以上，其錐度α＝20~60（取α=30）壁粗糙度Ra≤0.8μm(取Ra=0.4μm)；小端直徑d一般取3~6mm（取d=Φ4.5mm），且大于注射機(jī)噴嘴直徑d約0.5~1mm；主流道出口端應(yīng)有圓角，圓角半徑取0.3~3mm(取r=1mm)；主流道的長度由定模座板和定模板厚度確定，一般L不超過60mm。</p><p>　　已知所選的注塑機(jī)其噴嘴球半徑為SR30。為了使主

62、流道與噴嘴能夠嚴(yán)密地配合，避免高壓塑料熔體溢出，主流道與噴嘴接觸處的凹坑的球半徑應(yīng)比噴嘴球半徑大1~2mm。如果主流道與噴嘴接觸處的凹坑的球半徑比噴嘴球半徑大得太多則密封作用不好，太小則主流道凝料無法脫出。故取凹坑球半徑為31mm，此處大于噴嘴球半徑1mm，符合要求[1]。</p><p><b>　　主流道襯套的形式</b></p><p>　　主流道襯套的形式如圖

63、3-4所示。</p><p>　　圖3-4 主流道襯套形式</p><p>　　主流道襯套的固定 </p><p>　　通過兩個螺釘固定在定模板上，澆口套固定段與動模板之間采用過渡配合H7/k6。</p><p><b>　　定位圈的選擇</b></p><p>　　定位圈是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為

64、Φ100mm，內(nèi)徑Φ70mm。采用內(nèi)六角螺釘固定形式.</p><p>　　由于主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，選用優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度。主流道與噴嘴接觸處做成半球形的凹坑，二者應(yīng)嚴(yán)密地配合，避免高壓塑料熔體溢出，故澆口套材料選用T10A，硬度為50～55HRC。</p><p><b>　　分流道的設(shè)計(jì)</b></

65、p><p>　　分流道的作用是把從主流道流入的熔料平穩(wěn)地送到各個模腔內(nèi)。它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉(zhuǎn)向的作用，因此要求分流道的壓力損失小、熱量損失小等。</p><p><b>　　分流道的形狀和大小</b></p><p>　　分流道的截面形狀通常有圓形、梯形、半圓形和矩形。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和熱量損失，一般要求分流道的通導(dǎo)截

66、面積最大，而散熱的內(nèi)表面積最小。其中圓形的效率最高，適用于ABS材料，故選擇分流道的截面積形狀為圓形。按推薦值取分流道直徑為d=8mm，分流道的長度一般在8~12mm之間，本次取L=14mm[1]。</p><p><b>　　分流道的表面粗糙度</b></p><p>　　為了增加分流道與模具接觸的外層塑料的流道阻力，以使外層塑料較好地形成絕熱層，分流道內(nèi)表面粗糙度

67、Ra并不要求很低，一般取1.6µm。分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡，以利于塑料熔體的流動和填充，本次取Ra=0.8µm。</p><p><b>　　澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆口是主流道、分流道與型腔的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面積很小，當(dāng)熔融塑料流在高壓下通過澆口時，因?yàn)闈部诘慕孛娣e很小，使料

68、流加速，而由于摩擦作用，又使料流的溫度升高，黏度下降，提高了料流的流動性，有利于充滿型腔，因此它是澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。</p><p>　　常用幾種澆口的比較：</p><p>　　直澆口：直澆口的位置一般設(shè)計(jì)在制件表面或背面，其特點(diǎn)是塑料從主流道進(jìn)入模腔，物料流程較短，壓力損失小，但由于流道尺寸大，冷卻凍結(jié)慢，需要較長的保壓補(bǔ)縮時間，還容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，并由此導(dǎo)致制品翹曲變

69、形，同時，澆口凝料留在塑件上，需要進(jìn)行修正。直澆口適用于單腔模具和大型塑件以及一些高粘度塑料[10]。</p><p>　　點(diǎn)澆口：澆口可自行切段，利于自動化操作，澆口殘留痕跡小，但壓力損失大，需采用三板模。適用于成型進(jìn)表觀黏度隨剪切速率增大而明顯降低和延黏度較低的塑料熔體、薄壁塑件。</p><p>　　潛伏式澆口：一般設(shè)在產(chǎn)品內(nèi)表面或側(cè)面隱蔽處，凝料可自動脫落，不影響塑件外觀，對于強(qiáng)韌

70、性塑料（如PA）或脆性塑料（如PS），潛伏式澆口是不合適的。</p><p>　　側(cè)澆口：能方便地調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，充型速度快，除去澆口方便，澆口痕跡小，缺點(diǎn)是塑件容易形成熔接痕、縮孔、凹陷等缺陷，注射壓力損失較大，殼形塑件容易排氣不良。</p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及塑件材料的成型性能要求，綜合考慮采用直接澆口的形式，有利于塑料熔體的充填，減少壓力損失。選用此

71、種澆口，需特點(diǎn)注意后續(xù)處理，開模后應(yīng)該及時將澆口從塑件上切除，避免因塑料凝固而切除困難。</p><p>　　澆口位置主要是根據(jù)塑件的幾何形狀和技術(shù)要求，并分析熔體在流道和型腔中的流動形狀、填充、補(bǔ)縮及排氣等因素后確定。結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再考慮Mlodflow的澆口分析結(jié)果，將澆口位置設(shè)計(jì)在塑件的圓柱突出端部（底部外觀不作要求），不影響使用要求。</p><p><b>　　冷

72、料井的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　冷料井是用來儲藏注射間歇所產(chǎn)生的冷凝料頭和最先射入模具澆注系統(tǒng)的溫度較低的部分冷料。防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔體順利充滿型腔。如冷料進(jìn)入型腔將造成制件上的冷瘢、冷接縫，甚至在進(jìn)入型腔前冷料頭即將澆口堵塞而不能進(jìn)料。 </p><p>　　主流道冷料穴開設(shè)在主流道對面的動模板上，冷料穴直徑與主流道大端

73、直徑相同或略大，深度約為直徑的1~1.5倍，其體積要大于冷料的體積。由于本模具結(jié)構(gòu)沒有設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)，故不采用拉料桿，而是在其端部設(shè)計(jì)成30的錐形冷料穴，以起到拉料的作用。</p><p>　　3.5 成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時

74、與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，除了型腔和型芯

75、還有螺紋型環(huán)。</p><p>　　3.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　凹模是成型塑件外表面的部件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌組合式、四壁拼合式五種。總體來說，整體式強(qiáng)度、剛度好，但不適用于復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，使復(fù)雜的型腔加工

76、相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但易在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕。</p><p>　　本模具采用一模八腔的結(jié)構(gòu)形式，型腔較大，考慮到塑件的形狀及模具整體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，因此適合采用整體式型腔。同時型腔分為動、定模兩塊。</p><p>　　塑件外表面有使用和質(zhì)量要求，因此型腔粗糙度值要求中等，將型腔表面粗糙度值設(shè)為Ra=1.6µm。</p><

77、p>　　凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可以分為整體式和組合式兩種類型。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有多個，需要分開單獨(dú)設(shè)計(jì)計(jì)算。凸模與凹模按照各自要求分別設(shè)計(jì)好后，將幾個部分按照精度要求進(jìn)行裝配。</p><p><b>　　型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　當(dāng)制品內(nèi)型比較復(fù)雜、凸模加工制造難度比較大時，也可以對凸模采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，

78、以便于加工、維修或更換。鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，可大大改善加工和熱處理的工藝性，同時也可以方便在需要的部位開排氣糟。</p><p>　　該塑件的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，內(nèi)部筋和孔較多，簡單的內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)根本無法完成抽芯。目前，塑料的生產(chǎn)最常用的方法為手動模外分型抽芯，雖然已有人采用半自動液壓抽芯來生產(chǎn)塑料制件，但同樣也無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)全抽，且半自動抽芯增加了生產(chǎn)成本，對于型芯鑲塊二次放置也增加了難度，所以半自動生產(chǎn)并不普及。而全自

79、動抽芯的塑料制件模具現(xiàn)在還有待于研發(fā)。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，本模具采用手動模外分型抽芯。</p><p>　　塑件的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)復(fù)雜，若只是將底部型芯和上部型芯做成整體，同樣也無法實(shí)現(xiàn)順暢抽芯，所以這兩端的型也應(yīng)分開制造，開模時分別留在動定模一側(cè)。</p><p>　　塑件內(nèi)表面為拋光面，因此型芯粗糙度值要求較小，型芯表面粗糙度值設(shè)為Ra=0.8µm。</p><p&

80、gt;<b>　　成型零件的尺寸計(jì)算</b></p><p>　　注塑模成型零件工作尺寸，是指這些零件上直接成型塑件構(gòu)成的型腔的尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型，并在模具溫度下冷卻固化，最終在室溫下進(jìn)行尺寸檢測和使用。因此，塑料塑件的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮塑料的成型收縮率等眾多因素的影響。成型零件工作尺寸主要有型芯和型腔的徑向尺寸，型芯和型腔的深度和高度尺寸，中心距尺寸等。&

81、lt;/p><p>　　1、 影響工作尺寸的因素</p><p>　　塑件制品公差由模具的制造精度、模具的磨損量和塑件的成型收縮率構(gòu)成。 </p><p><b>　　模具制造公差</b></p><p>　　實(shí)踐證明，模具制造公差可取塑件公差的1/3—1/6，即δz= （1/3—1/6 ）Δ，而且按照成型加工過程中的增減

82、趨向取“+”“—”符號。</p><p><b>　　模具的磨損量</b></p><p>　　實(shí)踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的1/6，即</p><p>　　δc= 1/6Δ，對于大型塑件則取1/6Δ以下。</p><p><b>　　塑件的收縮率</b></p>

83、;<p>　　塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按照平均收縮率計(jì)算。</p><p>　　Scp= （Smax+Smin）/2</p><p>　　另外，由于受注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動模、定模注射時存在著一定的間隙。一般當(dāng)模具分型面的平面度較高、表面粗糙度值較低時，塑件產(chǎn)生的飛邊也小。飛邊厚度一般應(yīng)小于0.02—0.1mm。</p><

84、;p>　　一般情況下，影響成型零件及塑件公差的主要原因是模具制造公差δz、模具的磨損量δc以及收縮率S這三項(xiàng)。</p><p>　　2、成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和極限磨損量進(jìn)行計(jì)算。第一種計(jì)算方法簡便，但不適用于精密塑件的模具設(shè)計(jì)；后一種計(jì)算方法能保證所成型的塑件在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，但計(jì)算比較復(fù)雜

85、。</p><p><b>　　模腔工作尺寸的計(jì)算</b></p><p>　　成型零件工作尺寸按平均收縮率計(jì)算，查閱資料可得，ABS的收縮率范圍是0.3%--0.8%，按MT5級公差查塑件的尺寸偏差計(jì)算公式如下[1]：</p><p>　?。?）凹模（型腔）徑向尺寸計(jì)算公式：</p><p>　　Lm= [Ls(1+S

86、cp)- Δ]0+δz</p><p>　　1）Ls = 42mm，Δ= 0.64mm，δz = 1/3Δ = 0.21mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm= 41.7 mm</p><p>　　2）Ls = 122mm，Δ= 1.28mm，δz = 1/3Δ = 0.43mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm= 12

87、1.7 mm</p><p>　?。?）凹模（型腔）深度尺寸計(jì)算公式：</p><p>　　Hm = [Hs(1+Scp)-½(Δ+δz)]0 +δz</p><p>　　其中，Smin=0.3%，Hs= 25mm，δz = 1/3Δ = 0.17mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得 Hm = Lm= 121.7 mm<

88、;/p><p>　　（3） 凸模（型芯）徑向尺寸計(jì)算公式：</p><p>　　Lm= [Ls(1+Smin)+Δ]0-δz </p><p>　　1）Smin = 0.3%，Ls = 3.2mm，Δ= 0.24mm，δz = 1/3Δ = 0.8mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm= 3.5 mm</p><p&

89、gt;　　2）Smin = 0.3%，Ls = 4.6mm，Δ= 0.24mm，δz = 1/3Δ = 0.8mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm= 4.9 mm</p><p>　　3）Smin = 0.3%，Ls = 5.2mm，Δ= 0.24mm，δz = 1/3Δ = 0.8mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm= 5.5 mm<

90、/p><p>　　4）Smin = 0.3%，Ls = 5.8mm，Δ= 0.24mm，δz = 1/3Δ = 0.8mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm= 6.1 mm</p><p>　　凸模（型芯）高度尺寸計(jì)算公式：（修模時型芯減短容易）</p><p>　　hm=[hs(1+Scp)+½(Δ+δz)]0-δz<

91、/p><p>　　1）Smin = 0.3%，hs = 6.5mm，Δ= 0.28mm，δz = 1/3Δ = 0.09mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算可得hm= 10.3 mm</p><p>　　2）Smin = 0.3%，hs = 10mm，Δ= 0.32mm，δz = 1/3Δ = 0.11mm</p><p>　　代入公式后計(jì)算

92、可得hm= 10.4 mm</p><p>　　成型中心距尺寸計(jì)算公式：</p><p>　　Lm= [ Ls(1+Scp)]±½δz</p><p>　　1）Scp = 0.55%，Ls = 12.5mm，δz = 1/3Δ = 0.11mm </p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm = 12.6±0.0

93、55 mm</p><p>　　2）Scp = 0.55%，Ls = 30mm，δz = 1/3Δ = 0.19mm </p><p>　　代入公式后計(jì)算可得Lm = 30.2±0.09mm </p><p>　　型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的確定</p><p>　　在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖擊

94、力．因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和剛度。總的說來，型腔所承受的力有如下幾種：</p><p>　?。?）合模時的壓應(yīng)力；</p><p>　　（2）注射過程中塑料流動的注射壓力；</p><p>　　（3）澆口封閉前一瞬間的保壓壓力；</p><p>　?。?）開模時的拉應(yīng)力。</p><p>　　但型腔所承受的力主要

95、是注射壓力和保壓壓力，并在注射過程中總在變化。在這些壓力的作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料飛邊。當(dāng)塑料冷卻收縮時，隨著壓力的下降，型腔將會彈性回復(fù)．當(dāng)型腔的彈性變形恢復(fù)量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難．甚至使塑件留在型腔中，如果型腔強(qiáng)度不足時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴(yán)重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設(shè)計(jì)時要首先考

96、慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過程中不產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。田此型腔雄厚和底板厚度的計(jì)算和選擇是十分重要的。</p><p>　　在進(jìn)行型腔剛度和強(qiáng)度的計(jì)算時，有幾個重要的技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　（1）型腔內(nèi)壁的單位平均壓力</p><p>　?。?）不產(chǎn)生溢料的值</p><p>　　（3）型腔

97、所選用的鋼材的許用應(yīng)力</p><p>　　塑料模在注射成型過程中，由于注射成型壓力高，型腔內(nèi)部承受熔融塑料的巨大壓力，這就要求型腔要有一定的強(qiáng)度和剛度，如果模具型腔的強(qiáng)度和剛度不足，則會造成模具的變形和斷裂。型腔側(cè)壁所受的壓力應(yīng)以型腔內(nèi)所受最大壓力為準(zhǔn)。對于大型模具的型腔，由于型腔尺寸較大，常常由于剛度不足而彎曲變形，應(yīng)按剛度計(jì)算；對于小型模具的型腔，型腔常常在彎曲變形之前，其內(nèi)應(yīng)力已超過許用應(yīng)力，應(yīng)按強(qiáng)度計(jì)算

98、。</p><p>　　根據(jù)制件的尺寸要求,和成型的各個參數(shù)的限制，選擇動、定模板厚為50mm[13]。</p><p><b>　　脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾條原則：</p><p>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度、強(qiáng)度來克服脫模阻力；</p>&

99、lt;p>　　保證塑件不變形或不損壞；</p><p>　　保證塑件良好的外觀；</p><p>　　盡量使塑件留在動模一側(cè)，以便借助注射機(jī)的開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模。</p><p>　　由于結(jié)構(gòu)及外觀要求，綜合考慮，本模具沒有設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)，而是采用手動脫模。在成型模芯兩端設(shè)計(jì)倆個手柄，并在動模上設(shè)計(jì)兩個鎖扣，扣住手柄，使塑開模后留在動模一側(cè)，同時手柄可

100、以起到方便取件的作用。</p><p><b>　　排氣槽的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該塑件由于采用側(cè)澆口進(jìn)料，熔體經(jīng)塑件下方的臺階及中間的肋板充滿型腔，頂部有一個型芯，其配合間隙可作為氣體的排出的方式，不會在頂部產(chǎn)生憋氣的現(xiàn)象。同時，底面的氣體會沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯與脫模板的間隙向外排出。氣穴位置如圖3-7所示。</p><p

101、>　　圖3-7 氣穴位置</p><p>　　導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模直接的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。</p><p>　　合模導(dǎo)向裝置是保證

102、動模和定模合模時正確定位和導(dǎo)向裝置。合模導(dǎo)向裝置主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向裝置，其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套[1]。導(dǎo)向裝置的作用主要是起導(dǎo)向、定位和承受一定的側(cè)向壓力，導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)應(yīng)按設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來設(shè)計(jì)。 </p><p>　　導(dǎo)柱和導(dǎo)套已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化了，注射模常用的標(biāo)準(zhǔn)臺階式導(dǎo)柱有帶頭和帶肩的兩種，本設(shè)計(jì)采用帶肩導(dǎo)柱，設(shè)置在動模一側(cè)，導(dǎo)套也采用標(biāo)準(zhǔn)的。導(dǎo)柱尺寸為d=40，導(dǎo)套外徑尺寸D1=55，導(dǎo)套內(nèi)徑D2=400+0.20

103、，導(dǎo)柱導(dǎo)套之間采用間隙配合H7/f6[14]。如圖3-16所示。</p><p>　　模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷

104、。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點(diǎn)，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。PC推薦的成型溫度為280~320℃，模具溫度為80~110℃ 。</p><p>　　溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響</p><p>　　（1）采用較低

105、的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；</p><p>　?。?）模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快，可以減少塑件的變形；</p><p>　?。?）對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)；</p><p>　　溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。</p>

106、<p>　　對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求</p><p>　?。?）根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式；</p><p>　?。?）希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量；</p><p>　?。?）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好；</p><p>　　（4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)

107、構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉；</p><p>　　從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。</p><p><b>　　模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在塑料注射成型中，模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接影響到塑件的質(zhì)量（如變形、尺寸精度、力學(xué)性能、表面質(zhì)量等）和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度

108、的要求也不同，對于大多數(shù)要求較低模溫（小于80℃）的塑料,僅設(shè)置模具的冷卻系統(tǒng)即可。但對于要求模溫較高（80~120℃）的塑料（如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等）以及大型模具，需設(shè)置加熱系統(tǒng)。</p><p>　　由于本模具生產(chǎn)的塑件材料為ABS，其模具溫度較低（小于80℃），所以只需設(shè)置模具冷卻系統(tǒng)。</p><p><b>　　1、冷卻介質(zhì)</b></p>

109、<p>　　ABS屬于中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200℃和50~80℃。所以，模具溫度初步選定為50℃，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。</p><p>　　2、冷卻裝置的理論計(jì)算</p><p>　?。?）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W</p><p><b>　　1）塑料制品的體積</b></p>

110、<p>　　V=V主+ V分+ nV塑= 2.711+14.915+8× 30.6= 262.4cm3</p><p><b>　　2)塑料制品的質(zhì)量</b></p><p>　　m= vρ = 262.4 × 1.02 = 267.67g = 0.268kg</p><p>　　3）塑件壁厚為1.8mm，可以查表

111、4-34得t冷= 7.4s。取注射時間t澆=2.5s，脫模時間t脫=8.1s，則注射周期：t=t冷+t澆+t脫=18s。由此得每小時注射次數(shù)：</p><p>　　4）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：</p><p>　　（2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量Qs,查表4-35直接可知ABS的單位熱流量Qs的值在之間，故可取Qs= 370kJ/kg。 （3）計(jì)算冷卻水的

112、體積流量qv 設(shè)冷卻水道入水口的水溫為，出水口的水溫為，取水的密度，水的比熱容。則根據(jù)公式可得：</p><p>　　qv = WQs)/[60ρC(θ1-θ2]= 0.01579m3/min</p><p>　　(4)確定冷卻水路的直徑 當(dāng)qv= 0.01579m3/min時，查表4-30可知，為了冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑。</p><p>　　

113、（5）冷卻水在管內(nèi)的流速</p><p>　　（6）求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h 因?yàn)槠骄疁貫?3.5℃，查表4-31可知f=6.7,則有： </p><p>　　（7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A</p><p>　　(8)計(jì)算模具所需冷卻水管的總長度L</p><p>　?。?）冷卻水路的根數(shù)x 設(shè)每條水路的長度為,則冷卻水路的根

114、數(shù)為</p><p>　　由上述計(jì)算可以看出，一條冷卻水道對于模具來說顯然是不合適的，因此應(yīng)該根據(jù)具體情況加以修改。為了提高生產(chǎn)效率，凹凸模都應(yīng)該得到充分的冷卻。</p><p>　　3、 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　?。?）簡單流道式：在定模板上放左右對稱布置。</p><p>　　（2）對于型芯的冷卻水道，分層布置冷卻水道。

115、</p><p>　　綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設(shè)冷卻水道即可，均采用簡單流道式。</p><p><b>　　模具材料的選擇</b></p><p>　　塑料模具材料要求具有如下的使用性能：較高的硬度、耐磨性和耐蝕性；較高的強(qiáng)度、韌性和疲勞強(qiáng)度；耐熱性；尺寸穩(wěn)定性；熱導(dǎo)性。還要求具有如下的工藝性能：切削加工性和表面拋

116、光性；塑性加工性；電加工性；熱處理工藝性；表面處理工藝性；表面刻蝕性能和鏡面加工性能。</p><p>　　選擇鋼材的時候必須考慮到鋼材熱處理后的變形對成型后的制件的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度造成的影響。故型腔型芯的材料選用預(yù)硬型塑料模具鋼中的3Cr2MnNiMo。3Cr2MnNiMo是國際上廣泛應(yīng)用的塑料模具鋼，其綜合力學(xué)性能好，淬透性高，可以使大截面鋼材在調(diào)質(zhì)處理后具有較均勻的硬度分布，有很好的拋光性能和光潔度。用該鋼