模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 (2)

1、<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 塑料模具簡(jiǎn)介</p><p>　　現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù)為塑料制品成型技術(shù)的“三大支柱”。尤其是加工工藝對(duì)塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無(wú)可替代的作用。</p><p>　　塑料成型模具是保證塑件形狀尺寸和表面精度的主

2、要工具，是模塑工藝三大要素之一。按制品所采用的原料和成形方法的不同，一般將塑料模具分為壓縮、壓注、注射模具和擠出機(jī)頭等。我們?cè)谌粘Ｉ钪兴玫乃芰现破吩诔尚椭卸鄶?shù)是通過(guò)塑料模具來(lái)制成品。因此設(shè)計(jì)、制造塑料模具就成了塑料制造業(yè)的首要任務(wù)。</p><p>　　在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對(duì)制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就起著決定性的影響。</p><p>　　首先，模腔形狀、流道尺

3、寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，對(duì)塑料制品的尺寸精度、形狀精度、塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表面質(zhì)量、力學(xué)性能等，起著十分重要的影響。</p><p>　　其次，在塑件加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)是否合理，對(duì)操作的難易程度具有重要的影響。</p><p>　　再次，塑料模具對(duì)塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡(jiǎn)易模外，一般來(lái)說(shuō)制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模具更

4、是如此。</p><p>　　第2章 塑件工藝性分析</p><p><b>　　2.1 材料性能</b></p><p>　　聚苯乙烯(Polystyrene，簡(jiǎn)稱(chēng)PS)是一種無(wú)色透明的熱塑性塑料。通式是[(CH2CHC6H5)n]。具有高于100攝氏度的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，因此經(jīng)常被用來(lái)制作各種需要承受開(kāi)水的溫度的一次性容器，以及一次性泡沫飯盒

5、等。 </p><p>　　玻璃化溫度80～90℃，非晶態(tài)密度1.04～1.06克/厘米3，晶體密度1.11～1.12克/厘米3，熔融溫度240℃，電阻率為1020～1022歐·厘米。導(dǎo)熱系數(shù)30℃時(shí)0.116瓦/(米·開(kāi))。通常的聚苯乙烯為非晶態(tài)無(wú)規(guī)聚合物，具有優(yōu)良的絕熱、絕緣和透明性，長(zhǎng)期使用溫度0～70℃，但脆，低溫易開(kāi)裂。此外還有全同和間同立構(gòu)聚苯乙烯。全同聚合物有高度結(jié)晶性。 <

6、;/p><p>　　典型的收縮率在0.4~0.7%之間。 </p><p>　　2.2 成型性能及條件</p><p>　?。?）流動(dòng)性中等，溢邊值0.03mm。</p><p>　?。?）注塑模工藝條件 </p><p>　　干燥處理：除非儲(chǔ)存不當(dāng)，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80℃、2~3小時(shí)。

7、</p><p>　　熔化溫度：180~280℃。對(duì)于阻燃型材料其上限為250℃。 </p><p>　　模具溫度：40~50℃。 </p><p>　　注射壓力：200~600bar。 </p><p>　　注射速度：建議使用快速的注射速度。 </p><p>　　流道和澆口: 可以使用所有常規(guī)類(lèi)型的澆口。</

8、p><p>　　2.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　?。?）塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對(duì)成型工藝方法的適應(yīng)性.在塑料生產(chǎn)過(guò)程中,一方面成型會(huì)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價(jià)廉物美的產(chǎn)品;另一方面,模具設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點(diǎn),為模具設(shè)計(jì)和制造提供依據(jù)。</p><

9、p>　　該塑件壁厚基本均勻，注射成型時(shí)不會(huì)發(fā)生填充不足現(xiàn)象（可借助Pro/E和Moldflow等注塑流動(dòng)模擬軟件分析），塑件上有一方孔，需要設(shè)計(jì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化 由于塑件成型時(shí)冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸?；蛐托旧?為了便于脫模,防止因脫模力過(guò)大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件內(nèi),外表面都應(yīng)具有合理的斜度.以下是PS的脫模斜度推薦值:</p>

10、;<p>　　制件外表面 制件內(nèi)表面</p><p>　　35′~1.30° 30′~40′</p><p>　　脫模斜度的設(shè)計(jì)不僅對(duì)脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。</p><p><b>　　2.4 尺寸分析</b></p><p>　?。?）尺寸精度的選擇；塑件

11、的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對(duì)塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來(lái)確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，選用4級(jí)精度。</p><p>　?。?）尺寸精度的組成及影響因素；制件尺寸誤差構(gòu)成為：</p><p>　　δ=δz+δc+δs+δj+δa

12、 </p><p>　　式中 （1）模具成型部件的制造誤差δz</p><p>　?。?）模具成型零件的表面磨損δc</p><p>　?。?）由塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件制品的尺寸誤差δs</p><p>　　（4）模具活動(dòng)成型部件的配合間隙所引起的誤差δj</p><

13、;p>　　（5）模具成型部件的安裝誤差δa</p><p>　　影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下四個(gè)方面:</p><p>　?、倌＞摺＞吒鞑糠值闹圃炀仁怯绊懼萍叽缇戎匾囊蛩?。</p><p>　?、谒芰喜牧稀饕鞘湛s率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。</p><p>　　③成型工藝—成型工藝條件的變化直接

14、造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。</p><p>　?、艹尚秃髸r(shí)效—周?chē)鷾貪穸鹊牟煌?、塑性變形、殘余?yīng)力引起的變化。</p><p>　　2.5 成型質(zhì)量分析</p><p>　　表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問(wèn)題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔

15、，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。</p><p>　　2.6 塑件填充性模擬</p><p>　　應(yīng)用Moldflow軟件進(jìn)行填充分析，結(jié)果表明：各項(xiàng)指標(biāo)均合乎要求，充型過(guò)程也能夠充滿整個(gè)型腔。</p><p>　　2.7 塑件體積及質(zhì)量估算（用Pro/E等軟件的模型分析功能）</p><p&

16、gt;　?。?）單個(gè)塑件 體積 V= 20768mm3= 20.77cm3</p><p>　　密度 =1.05 g/cm3</p><p>　　質(zhì)量 =20. 77×1.05=21.81g　</p><p>　?。?）兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積=20.77*2+1.38= 42.92cm3</p><p>　　總質(zhì)量

17、=42.92×1.05=45.06g</p><p>　　第3章 初選注射成型機(jī)的型號(hào)和規(guī)格</p><p>　　3.1 注塑成型準(zhǔn)備</p><p>　　注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)

18、入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。</p><p>　　（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，

19、有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。</p><p>　　（2）注塑過(guò)程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個(gè)階段。 </p><p>　?。?）制件后處理；由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)

20、力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開(kāi)裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。</p><p>　　退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又

21、容易氧化的聚酰胺等塑料制件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)）。</p><p>　　3.2 注塑成型工藝條件</p><p>　?。?）溫度；注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一

22、般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PS塑料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。 </p><p>　　表3-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）壓力；注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力

23、的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像PS流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.4~27.5Mpa。</p><p

24、>　?。?）時(shí)間；完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱(chēng)為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開(kāi)模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3~5秒，保壓時(shí)間一般為20~120秒，冷卻時(shí)間一般為30~120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值

25、如下表所示。</p><p>　　表3-2 成型周期與壁厚關(guān)系</p><p>　　初步確定成型工藝參數(shù)：因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如下表所示。</p><p>　　表3-3 成型工藝參數(shù)</p><p>　　3.3 注塑機(jī)的選擇</p><p

26、>　　3.3.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī),這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%。成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長(zhǎng)最快,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。</p><p>　　注塑機(jī)的分類(lèi)方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)方法.常用的說(shuō)法有:</p>&l

27、t;p>　?、侔丛O(shè)備外形特征分類(lèi):臥式,立式,直角式,多工位注塑機(jī)；</p><p>　?、诎醇庸つ芰Ψ诸?lèi):超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。</p><p>　　此外還有按用途分類(lèi)和按合模裝置的特征分類(lèi),但日常生活中用的較少。</p><p>　　3.3.2注塑機(jī)基本參數(shù)</p><p>　　注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱(chēng)注射量,注射壓

28、力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開(kāi)合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)買(mǎi)和使用注塑機(jī)的主要依據(jù).</p><p>　?。?）公稱(chēng)注塑量： 指在空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。</p><p>　?。?）注射壓力： 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施

29、加足夠的壓力,我們將這種壓力稱(chēng)為注射壓力。</p><p>　?。?）注射速率： 為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。</p><p>　　常用的注射速率如下表所示。</p><p>　　表3-4 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系</p><p>　?。?）塑化

30、能力： 單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。</p><p>　　（5）鎖模力： 注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。</p><p>　?。?）合模裝置的基本尺寸： 包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開(kāi)距,動(dòng)模板的行程,模具

31、最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。</p><p>　　（7）開(kāi)合模速度： 為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開(kāi)模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開(kāi)模時(shí)由慢到快在到停。</p><p>　?。?）空循環(huán)時(shí)間： 在沒(méi)有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。</p><

32、;p>　　3.3.3 選擇注塑機(jī)</p><p>　?。?）由公稱(chēng)注射量選定注射機(jī)</p><p>　　總體積V=42.92 cm3</p><p>　　流道凝料V’=0.8V(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個(gè)未知數(shù),根據(jù)手冊(cè)取0.8V來(lái)估算,塑件越大則比例可以取的越小)；</p><p>　　實(shí)際注射量為:V=V=42.92cm；<

33、/p><p>　　根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱(chēng)注射量原則, 即： </p><p>　　0.8V≥ V </p><p>　　V= V/0.8=42.92÷0.8=53.65cm</p><p>　　（2）由鎖模力選定注射機(jī)</p><p>　　FF=A·

34、;P =(97×50×2+13×10×2+2×1×2)·P=9964×30×10=298.92（KN）</p><p>　　式中 F注射機(jī)的鎖模力（N）； </p><p>　　A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；</p><p>　　P型腔壓力，取P=25Mpa；

35、</p><p>　　結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表5所示，查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取SZ1000/300,主要技術(shù)參數(shù)如下。</p><p>　　表3-5 國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ-1000/300技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　第4章 確定模具基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　經(jīng)分析，可能適合的模具結(jié)構(gòu)有兩種，即單分型面注射模和雙分型面注射

36、模。</p><p>　　方案一 單分型面注射模 型腔（凹模）在定模上；主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開(kāi)模后塑件連同流道內(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)；動(dòng)模上設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，用以頂出塑件和流道內(nèi)的凝料?？赡艿臐部谛问接校褐苯訚部?、側(cè)澆口、扇形澆口、重疊式澆口和潛伏式澆口等。</p><p>　　方案二 雙分型面注射模 它從不同的分型面分別取出流道內(nèi)的凝料和塑件，又稱(chēng)三板式注射模模

37、具。與單分型面注射模相比，三板式注射模具增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板（又名澆口板）。中間板使用于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開(kāi)模時(shí)由于定距拉板的限制，中間板與定模板作定距離的分開(kāi)，以便取出著兩塊板之間流道內(nèi)的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件脫出。適合的澆口形式有：直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、重疊式澆口和潛伏式澆口等。</p><p>　　綜上，由于塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般，但裝配精度要求高

38、。選擇單分型面注射模,側(cè)澆口進(jìn)料，推桿一次推出。</p><p>　　第5章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 分型面的確定 </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

39、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。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：</p><p>　?。?）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。</p><p>　?。?）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。</p><p&g

40、t;　?。?）保證塑件的精度要求。</p><p>　?。?）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。</p><p>　?。?）便于模具加工制造。</p><p>　?。?）對(duì)成型面積的影響。</p><p>　　（7）對(duì)排氣效果的影響。</p><p>　　（8）對(duì)側(cè)向抽芯的影響。</p><p>　　根據(jù)

41、該塑件的結(jié)構(gòu)特征，選定水平分型面。</p><p>　　5.2 型腔數(shù)目的確定</p><p>　　注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：</p><p>　?。?）塑件的尺寸精度；</p><p>　　（2）模具制造成本；</p><p>　　（3）注塑成

42、型的生產(chǎn)效益；</p><p>　?。?）模具制造難度。</p><p>　　綜上：初定為一模二腔。</p><p>　　5.3 模具材料的選擇</p><p>　　現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件,如果選材不當(dāng) ，則所

43、有的精密加工所投入的工時(shí),設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。在選擇模具鋼時(shí),首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能,從使用性能考慮:硬度是主要指標(biāo)之一,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變,必須有足夠的硬度,當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷,崩刃問(wèn)題,所以韌性也是一重要指標(biāo),耐磨性是決定模具壽命的重要因素,從PS特性看,這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的,此外還有紅硬性,抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。</p><p>　　從工藝性能考慮:

44、要熱加工工藝好,加工溫度范圍寬,冷加工性能如切削,銑削,拋光等加工性能好,此外還要考慮淬透性和淬硬性,熱處理變形和氧化脫碳等性能.另外從經(jīng)濟(jì)性考慮,要求材料來(lái)源廣,價(jià)格低。</p><p>　　查手冊(cè)選擇模仁的材料是4Cr13，屬馬氏體類(lèi)型不銹鋼,該鋼機(jī)械加工性能較好,經(jīng)熱處理(淬火及回火)后,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、拋光性能、較高的強(qiáng)度和耐磨性,適于制造承受高負(fù)荷、高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具、透明塑料制品

45、模具等。有關(guān)參數(shù)如下:</p><p>　　物理性能。臨界溫度（℃）AC1：820； AC3：1100；</p><p>　　線膨脹系數(shù)：10.5(在20~100℃)；</p><p>　　熱導(dǎo)率：27.6W.(M.K)-1 (在20℃左右)；</p><p>　　彈性模量（Mpa）210000~223500 (20℃左右)。</p

46、><p>　　5.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道、分流道、澆口、冷料井四部分組成。其作用是使來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體，穩(wěn)定而順利地流入并充滿全部型腔，同時(shí)，再充模過(guò)程中將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以保證塑件的完整成型。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響

47、著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。</p><p>　　5.4.1 主流道設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)。 </p><p>　　主要

48、參數(shù)：錐角=3°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63μm；材料T8A</p><p>　　小端直徑D=d+(0.5~1)mm；半徑R=R+(1~2)mm；</p><p>　　由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。</p><p>　　5.4.2 主流道襯套的形式

49、</p><p>　　主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱(chēng)澆口套，這邊稱(chēng)唧咀），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。唧咀都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買(mǎi)就行了。常用唧咀分為有托唧咀和無(wú)托唧咀兩種下圖為前者，有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有Φ16，Φ20，Φ25等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為20，所以要選的唧咀的半徑為Φ25. &

50、lt;/p><p>　　5.4.3 主流道襯套的固定</p><p>　　因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ125mm，內(nèi)徑Φ55mm。</p><p>　　5.4.4 澆口設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑

51、件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口的類(lèi)型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。</p><p>　　模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置

52、的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：</p><p>　?。?）盡量縮短流動(dòng)距離。</p><p>　?。?）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處。</p><p>　　（3）必須盡量減少熔接痕。</p><p>　?。?）應(yīng)有利于型腔中氣體排出。</p><

53、p>　　（5）考慮分子定向影響。</p><p>　?。?）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。</p><p>　?。?）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。</p><p>　?。?）注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。</p><p>　　考慮該零件的使用場(chǎng)合及外觀要求，采用側(cè)澆口，交口寬度b=2mm,長(zhǎng)度h=1mm。</p><p>　　5.

54、4.5 澆注系統(tǒng)的平衡</p><p>　　對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分

55、流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同。</p><p>　　5.4.6 冷料穴的設(shè)計(jì)</p><p>　　在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以?xún)?nèi)約10~25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入

56、型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱(chēng)為冷料穴。冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱(chēng)直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1~1.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。</p><p>　　5.5 成型零

57、件的設(shè)計(jì)與加工工藝</p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)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(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)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。</p><p>　　設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根

58、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(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。</p><p>　　5.5.1 型芯尺寸的確定</p><p>　　因?yàn)椴捎玫氖钦w式凹模和鑲拼組合式凸模，所以型芯大小可以任意制定，型芯所承受的力最終是傳遞到凸

59、、凹模上，從節(jié)約材料和見(jiàn)效模具尺寸出發(fā)，型芯越小越好，但實(shí)際中要根據(jù)實(shí)際情況考慮冷卻等其他因素。該設(shè)計(jì)取型芯的大小為97×50mm。</p><p>　　5.5.2 凸、凹模尺寸的確定</p><p>　　凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進(jìn)行強(qiáng)度或剛度校核來(lái)確定。根據(jù)的計(jì)算結(jié)果，只要凹模長(zhǎng)邊的寬度滿足97mm就可以達(dá)到剛度要求，理論上只要取大于97mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求，但考慮到導(dǎo)

60、柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對(duì)模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，實(shí)際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計(jì)中，在長(zhǎng)度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為10 mm，在寬度方向，取型芯到模具邊的單邊寬度為15 mm。凸、凹模尺寸定為137mm×107mm。</p><p>　　5.5.3 固定方式 </p><p>　　型芯通過(guò)套板用臺(tái)階方式固定，型腔為整體式。</p><

61、p>　　5.5.4 模具高度尺寸的確定</p><p>　　各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個(gè)尺寸需要注意：</p><p>　　（1）凸模底板厚度和凹模底板厚度：在注射成型時(shí)型腔中有很大的成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時(shí)，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，由上邊數(shù)據(jù)知，厚

62、度可滿足要求，為了安全，取底板厚度為35mm。凹模的底板因?yàn)槭桥c注塑機(jī)的工作臺(tái)接觸的，所受的力傳遞到工作臺(tái)上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，取凹模底板厚度為35mm。 </p><p>　?。?）推桿推出距離：在分模時(shí)塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為25mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約25mm左右，所以當(dāng)推出距離為25 mm時(shí)就能使塑件和型芯分離

63、。如果模腳的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯。</p><p>　　需要滿足關(guān)系：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 </p><p>　　H——C板高度；h1——擋銷(xiāo)高度；h2——推板厚度；</p><p>　　h3推桿固定板厚度； h——推出距離； </p><p>　　完成了以上的工作，確定模具尺寸為250

64、5;250mm，模座尺寸確定為300×250 mm</p><p>　　5.6 確定導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)</p><p>　　注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類(lèi)型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。</p><p>　　導(dǎo)柱：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大

65、型而長(zhǎng)的導(dǎo)柱應(yīng)開(kāi)設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別對(duì)于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。</p><p>　　設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：</p><p>　　（1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模

66、具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱(chēng)布置，或不等直徑對(duì)稱(chēng)布置。</p><p>　?。?）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出6～8mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。</p><p>　?。?）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/k6

67、；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的1.5～2倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。</p><p>　?。?）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模或定模，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。</p><p>　　5.7 確定頂出機(jī)構(gòu)類(lèi)型 </p><p>　　注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐?/p>

68、芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)，也稱(chēng)頂出機(jī)構(gòu)。</p><p>　　脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。</p><p>　

69、?。?）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用推板脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壁厚基本均勻，采用推板脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。</p><p>　　5.7.1 脫模力的計(jì)算</p><p>　　對(duì)塑件進(jìn)行理想模型建模， 脫模力的計(jì)算公式為：</p><p>　　F=2（a+b）ESl

70、（f-tanφ）/(1+μ+)+0.1A </p><p>　　上述公式中 ﹦2λ2/(cosφ2+2λcosφ)；λ﹦r/δ；</p><p>　　r﹦d/2；≈1；s為收縮率；E為塑料的彈性模量；l為塑件的包容長(zhǎng)度；f為塑件與型芯之間的靜摩擦系數(shù)去0.1～0.2；φ為脫模斜度；л為塑料的泊松比；a、b為矩形斷面尺寸；A盲孔塑件料的投影面積。</p>

71、<p>　　F= 2（a+b）ESLcosφ（f-tanφ）/(1+μ+)+0.1A ﹦2×(97+50)×1800×0.005×23×0.99×（0.2-0.034）/（1+0.32+570）+0.1×97×50﹦503（N）；</p><p>　　5.7.2 脫模機(jī)構(gòu)</p><p>　　推桿

72、脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開(kāi)模后將塑件推出。</p><p>　　推桿的種類(lèi)；可分為圓形推桿，矩形推桿，階梯型推桿，盤(pán)型推桿，根據(jù)塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；所以，推桿的使用是非常靈活的。</p><p>　?。?）反推桿尺寸計(jì)算： 本設(shè)計(jì)采用圓形反推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)反推桿做出初步的直

73、徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。反推桿的直徑由歐拉公式簡(jiǎn)化為：</p><p>　　d=k()=1.5×（145×145×503/6/2.1/100000） = 2.2 mm </p><p>　　d—反推桿直徑；； n—反推桿的數(shù)量， L—反推桿長(zhǎng)度； </p><p>　　E—反推桿材料的彈性模量，取E=2.1×10Mp<

74、;/p><p>　　k—安全系數(shù)，取k=1.5； F—總的脫模力，F(xiàn)=600（N）；</p><p>　　實(shí)際反推桿尺寸直徑為10mm，可見(jiàn)是符合要求的。但為了安全起見(jiàn)，再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核公式 d≥ </p><p>　?。剑?×503/6/3.14/150）1/3﹦0.9mm 滿足強(qiáng)度要求。 <

75、/p><p>　　[] —反推桿材料的許用壓應(yīng)力, []=150Mpa。</p><p>　?。?）反推桿的固定形式： 反推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。</p><p><b>　　5.8 排氣機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　在塑料熔體填充注射模腔過(guò)程中，模腔內(nèi)除了原有的空

76、氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時(shí)，還會(huì)因?yàn)闅怏w被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。</p><p>　　模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推

77、板，鑲件等的間隙排氣。PS料推薦的排氣槽深度為0.02mm。</p><p><b>　　排氣設(shè)計(jì)原則：</b></p><p>　　通常，選擇排氣槽的開(kāi)設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　?。?）排氣口不能正對(duì)操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；</p><p>　?。?）最好開(kāi)設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨

78、塑件脫出；</p><p>　?。?）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；</p><p>　?。?）開(kāi)設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；</p><p>　　（5）開(kāi)設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕；</p><p>　?。?）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或

79、活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；</p><p>　?。?）高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出； </p><p>　　因?yàn)樵摿慵橹行土慵?，一模兩腔，所以利用分模面及推桿的縫隙排氣即可，不必單獨(dú)考慮排氣方式。</p>

80、<p>　　5.9 溫度控制方式</p><p>　　在注塑成型過(guò)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(dòng)性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過(guò)低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)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。普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)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，

81、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(duì)于高熔點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長(zhǎng)的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱。PS推薦的注塑成型條件：料筒溫度180～250℃，注塑壓力69～128MPa，模具溫度50～80℃.</p><p>　　5.9.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響</p><p>　?。?）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；<

82、/p><p>　　（2）模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形</p><p>　?。?）對(duì)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(duì)塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。</p><p>　　5.9.2 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系

83、統(tǒng)的要求</p><p>　　（1）根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)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(shí)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>　?。?）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉；<

84、/p><p>　　從成型溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。布置冷卻水管。</p><p>　　5.9.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：</p><p>　　5.9.3.1 設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；</p><p>　?。?）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷

85、卻效果越好；</p><p>　?。?）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距B大約為2.5~3.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.8~1.5B。最小不要小于10。</p><p>　?。?）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳；</p><p>　?。?）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過(guò)5℃&

86、lt;/p><p>　?。?）冷卻水的開(kāi)設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開(kāi)設(shè)水孔。</p><p>　?。?）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。</p><p>　　5.9.3.2 冷卻時(shí)間的確定 在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；根據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間3S，開(kāi)模時(shí)間0

87、.5S，頂出時(shí)間1S，冷卻時(shí)間20.5S，保壓時(shí)間20S，總周期為45S。</p><p>　　其中，保壓時(shí)間的確定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循：</p><p>　　T=0.3（S+2S） （S塑件平均壁厚，S取2.5mm）</p><p>　　=0.3×（2+2×2）=3（S）</p><p>　　若根據(jù)前面的資料，PS的保壓

88、時(shí)間在15~40S之間，計(jì)算的結(jié)果顯然是不符合的，取保壓時(shí)間為20S的原因。</p><p>　　冷卻時(shí)間，依塑料種類(lèi)，塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算：</p><p>　　t=㏑[·] </p><p>　　=㏑[×] </p><p>　　= 16（S

89、） </p><p>　　式中 S—塑件平均壁厚，S取2mm； 塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s) =0.08； T成型溫度 200~250℃ T取210； T脫模溫度 60~100℃ T取60； T模具溫度 50~80℃ T取50。</p><p>　　由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要23.88 S，但計(jì)算并不能精確的確定實(shí)際冷卻時(shí)間的多少，參照

90、經(jīng)驗(yàn)推薦值，制件平均壁厚取2.5 mm，對(duì)應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間t=20 S，取t=20 S。為什么最終的成型周期取20.5而不是29.25，那是因?yàn)樵趯?shí)際注塑過(guò)程中，T，T，T等因素不可能像我們所設(shè)計(jì)的那么理想，所以，從實(shí)際出發(fā)，取經(jīng)驗(yàn)值會(huì)更好些。</p><p>　　（1）塑料熔體釋放的熱量</p><p>　　Q =nG C(t－t)=245×9.89×1.34×

91、;（180－60）=389626 KJ/h 式中 n—每小時(shí)注射次數(shù)，n=245（次）</p><p>　　G每次的注射量(KG)G=9.89；</p><p>　　C—塑料的比熱容(KJ/KG·)，C=1.34；</p><p>　　t熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃，t=180； </p

92、><p>　　t塑件脫模溫度℃，t=60。</p><p>　?。?）高溫噴嘴向模具的接觸傳熱</p><p>　　Q=3.6A(t－t)=3.6×3060×10×140×（180－60）=185.07 KJ/h 式中A—注塑機(jī)的噴嘴頭與模具的接觸面積（m），A=3060×10m&

93、lt;/p><p>　　金屬傳熱系數(shù) =140(W/ m℃)；</p><p>　　t—模具平均溫度℃ t=60； </p><p>　　t—熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃ t=180；</p><p>　　A=4R =4×3.14×15 =3060×10m；</p><p>　　R注

94、塑機(jī)噴嘴球半徑，R=15mm。</p><p>　　第6章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算</p><p>　　6.1 模具設(shè)計(jì)有關(guān)尺寸計(jì)算</p><p>　　6.1.1成型零件的尺寸計(jì)算</p><p>　　常用型腔成型尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作

95、尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來(lái)進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡(jiǎn)單無(wú)需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過(guò)多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多。考慮到模具較簡(jiǎn)單制造成本低，設(shè)計(jì)時(shí)間短故按平均收縮率法計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)單易行。</p><p>　　采用δZ 取固定值的平均收縮率法：</p>

96、<p>　　Am、Bm---------型腔的徑向工作尺寸；</p><p>　　As、Bm---------塑件的徑向圖樣尺寸；</p><p>　　S--------------收縮率的平均值，查表得ABS收縮率范圍是0.4~0.7%；</p><p>　　△-------------塑件尺寸公差；</p><p>　　δZ-

97、-----------型腔制造公差, 取為塑件尺寸公差△的三分之一；</p><p>　　本零件工作尺寸計(jì)算均采用平均法計(jì)算。查表得PS的收縮率為（0.4~0.7）%，故收縮率：</p><p>　　考慮到模具制造的成本，模具制造精度取 ，模具磨損系數(shù)X=2/3；</p><p>　　型腔型芯的尺寸計(jì)算如表6-1所示：</p>

98、<p>　　表6-1 型芯和型腔工作尺寸</p><p>　　第7章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　7.1 最大注塑量的校核</p><p>　　計(jì)算得塑件重量為21.81g，澆注系統(tǒng)為1.46g，則每次注射所需塑料為：按一模二腔計(jì)算： 21.81*2+1.46=45.06g，注射機(jī)最大注射量1000g，所以注塑機(jī)符合要求。</p&g

99、t;<p>　　7.2 鎖模力的校核 </p><p>　　在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力：</p><p>　　F＞K A·P </p><p>　?。?.1×（97×50×2+13×10×2-4*3.14*1.5

100、-2*3.14*3.25+2×1×2）×25×10=2719.5 KN，滿足要求。 </p><p>　　式中 F注塑機(jī)額定鎖模力：3000KN； </p><p>　　K安全系數(shù)，通常取1.1~1.5，取K=1.5； </p><p>　　7.3 塑化能力的校核</p><p>　　初

101、定的成型周期為5秒計(jì)算，實(shí)際要求的塑化能力為</p><p>　　即：45.06/1.3﹦34.67（g/s），小于注塑機(jī)的塑化能力180（g/s），說(shuō)明注射機(jī)能完全滿足塑化要求。</p><p>　　7.4 噴嘴尺寸校核</p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機(jī)噴嘴球面半徑R1大1~2 mm，主流道小端直徑D取比注射機(jī)噴嘴

102、直徑d大0.5~1 mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則。 </p><p>　　7.5 定位圈尺寸校核 </p><p>　　注塑機(jī)固定模板臺(tái)面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱(chēng)之為定位孔。注塑模端面凸臺(tái)徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相

103、重合。模具端面凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔深度。</p><p>　　7.6 模具外形尺寸校核</p><p>　　注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長(zhǎng)寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過(guò)拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)面上。</p><p>　　7.7 模具厚度校核</p><p>　　模具厚度必須滿足

104、下式：H H H </p><p>　　200 245500 滿足要求。</p><p>　　式中 H——所設(shè)計(jì)的模具厚度 245mm； </p><p>　　H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度200mm；</p><p>　　H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度500mm；</p><p>

105、;　　7.8 模具安裝尺寸校核</p><p>　　注塑機(jī)的動(dòng)模板，定模板臺(tái)面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時(shí)（大型模具常用這種方法），模具動(dòng)，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺(tái)面上對(duì)應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時(shí)（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。</p><

106、p>　　該模具外形尺寸為300×250mm屬小型模具，采用壓板固定法。</p><p>　　7.9 開(kāi)模行程校核</p><p>　　所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開(kāi)模行程受模具厚度影響。此時(shí)最大開(kāi)模行程S等于注塑機(jī)移動(dòng)、固定模板臺(tái)面之間的最大距離減去模具厚度。S≥H+H+（5~10）mm 500≥25+88+9 500≥245

107、 滿足要求。 </p><p>　　式中 S——注塑機(jī)移模行程500 mm；</p><p>　　H——推出距離25mm；</p><p>　　H——流道凝料與塑件高度88mm。</p><p>　　第8章 模具的試模與修模</p><p>　　試模中所獲得的樣件是對(duì)模具整體質(zhì)量的一個(gè)全面反映。以

108、檢驗(yàn)樣件來(lái)修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問(wèn)題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。</p><p><b>　　8.1 粘著模腔</b></p><p>　　制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開(kāi)啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開(kāi)型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使

109、脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無(wú)法取出的一種反常現(xiàn)象。其主要原因是：</p><p>　?。?） 注射壓力過(guò)高，或者注射保壓壓力過(guò)高。</p><p>　?。?） 注射保壓和注射高壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成過(guò)量充模。</p><p>　?。?） 冷卻時(shí)間過(guò)短，物料未能固化。</p><p>　?。?） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。</p>&

110、lt;p>　?。?） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過(guò)損傷性沖擊，增加了脫模阻力。</p><p><b>　　8.2 粘著模芯</b></p><p>　　（1） 注射壓力和保壓壓力過(guò)高或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成過(guò)量充模，尤其成型芯上有加強(qiáng)筋槽的制品，情況更為明顯。</p><p>　?。?） 冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，制件在模芯上收縮量過(guò)大。</p

111、><p>　　（3） 模腔溫度過(guò)高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。</p><p>　?。?） 機(jī)筒與噴嘴溫度過(guò)高，不利于在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成固化。</p><p>　?。?） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進(jìn)。</p><p><b>　　8.3 粘著主流道</b></p><p>　　

112、（1） 閉模時(shí)間太短，使主流道物料來(lái)不及充分收縮。</p><p>　?。?） 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過(guò)大，冷卻時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成料道物料的固化。</p><p>　?。?） 主流道襯套區(qū)域溫度過(guò)高，無(wú)冷卻控制，不允許物料充分收縮。</p><p>　?。?） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當(dāng)，未達(dá)到比噴嘴孔大0.5～1㎜。</p><p>　?。?）

113、主流道拉料桿不能正常工作。</p><p>　　一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對(duì)注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。</p><p><b>　　8.4 成型缺陷</b></p><p>