模具設(shè)計(jì)專業(yè)畢業(yè)論文 (2)

1、<p>　　目 錄</p><p>　　第一章 緒論………………………………………………………………………1</p><p>　　第二章 注射成型工藝分析………………………………………………………3</p><p>　　第一節(jié) 概述……………………………………………………………3</p><p>　　第二節(jié) 產(chǎn)品零

2、件的分析………………………………………………4</p><p>　　第三章 注塑機(jī)的選擇……………………………………………………………8</p><p>　　第四章 型腔布置…………………………………………………………………10</p><p>　　第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………14</p><p>　　第

3、一節(jié) 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則…………………………………14</p><p>　　第二節(jié) 流道及澆口設(shè)計(jì)………………………………………………16</p><p>　　第六章 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用……………………………………………21</p><p>　　第七章 分型面與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………22</p><p&

4、gt;　　第八章 成型零件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………25</p><p>　　第九章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………34</p><p>　　第十章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………37</p><p>　　第一節(jié) 推桿的基本概況………………………………………………37</p>

5、;<p>　　第二節(jié) 脫模力及推桿的尺寸計(jì)算及校核……………………………38</p><p>　　第十一章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………41</p><p>　　第十二章 零件的加工……………………………………………………………43</p><p>　　設(shè)計(jì)體會(huì) …………………………………………………………………………47

6、</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………48</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　塑料是樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，簡稱高聚物。一般相對分子質(zhì)量都大于1萬，有的甚至可達(dá)百萬級。在一定溫度和壓力下具有可塑性，可以利用模具成型為一定幾何形狀和尺寸的塑料制件。塑料

7、的其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、固化劑、填料及其它配合劑。</p><p>　　在高分子材料加工過程中，用于塑料制品成型的模具，稱為塑料成型模具,簡稱塑料模。塑料模的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是當(dāng)今高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。</p><p>　　在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定發(fā)后，塑料模設(shè)計(jì)對制品質(zhì)量及產(chǎn)量，就具有決定性的影響。首先，模具形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選

8、擇、脫模方式以及塑料定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度或形狀精度以及塑件的物理力學(xué)性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表面質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，塑料模對塑料成本也有相當(dāng)大的影響，除簡易模具外，一般說來制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型模具更是如此。</p><p>　　塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng)塑料制品及其成型設(shè)備被確定以后，塑料質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占

9、80%。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是刻不容緩的策略。尤其大型塑料模的設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，?？蓸?biāo)志一個(gè)國家的工業(yè)化發(fā)展程度。</p><p>　　我國塑料模的發(fā)展極其迅速。目前，塑料制品已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的每一個(gè)領(lǐng)域。我國現(xiàn)在塑料制品年產(chǎn)量已超過2000萬噸以上，其中注射成型產(chǎn)品占約30%左右。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2001年全國塑料加工設(shè)備的總生產(chǎn)量約33000臺，其中注射成型設(shè)備約27600臺。近年來，我國各行

10、各業(yè)對模具工業(yè)的發(fā)展十分重視。1989年，國務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定”，在重點(diǎn)支持技術(shù)改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要任務(wù)。總之要盡快提高我國模具工業(yè)的整體技術(shù)水平并迎頭趕上發(fā)達(dá)國家的模具技術(shù)水平。</p><p>　　目前，我國的塑料模設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用

11、。塑料制件應(yīng)用的日益廣泛和大型塑料制件的不斷開發(fā)，對塑料成型模具設(shè)計(jì)和制造提出的要求越來越高。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品不斷開發(fā)和及時(shí)更新?lián)Q代與提高質(zhì)量的要求，為了適應(yīng)這些變化，先進(jìn)國家的CAD/CAM/CAPP技術(shù)在80年代中期已進(jìn)入實(shí)用階段，市場上已有商品化的系統(tǒng)軟件出售。</p><p>　　現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效率的設(shè)備和先進(jìn)和模具，被譽(yù)為塑料成型技術(shù)的“三大支柱”。尤其是

12、塑料模對實(shí)現(xiàn)塑件加工工藝要求、塑件使用要求和塑件外觀造型要求，起著無可替代的作用。一副好的注射?？沙尚蜕习偃f次，一副好的壓縮模大約能成型25萬次，這與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及塑料的制造有著很大的關(guān)系。高效全自動(dòng)化設(shè)備，也只有裝上能全自動(dòng)化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑料生產(chǎn)及產(chǎn)品更新均以模具制造和更新為前提。當(dāng)今世界注射成型設(shè)備向超精密化、高效方向發(fā)展，日本FANUC公司的超高速注射成型技術(shù)，已將螺桿推動(dòng)速度提高到2000mm

13、/min。注射成型制品也向著超薄壁化、輕量化方向發(fā)展，已有國外公司能夠注射成型出小至0.1mm壁厚的制品，例如，0.75～0.3mm的高保真喇叭振動(dòng)板。隨著塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展，模具新材料、模具加工新技術(shù)和模具新工藝方面的開發(fā)已成為當(dāng)前模具工業(yè)生產(chǎn)和科研的主要任務(wù)之一。十多年來，國內(nèi)外塑料成型行業(yè)在改進(jìn)和提高模具設(shè)計(jì)與制造方面投入了大量的資金和研究力量，取得了許多成果。</p><p>　　第二章 注射成型工藝

14、分析</p><p><b>　　第一節(jié) 概述</b></p><p>　　注射成型工藝的特點(diǎn)是允許在一個(gè)單獨(dú)的加工過程中用一套集成的功能元件（例如，軸承、導(dǎo)柱、壓板、樞軸和彈簧）加工出非常復(fù)雜的成型制品，這一生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度非常高。用注射成型法加工的制品包括小到在高精密儀器上使用的只有幾毫克重的制品，大到50Kg以上的大型制品。機(jī)械制造商提供了系列的注射成型機(jī)供

15、制品生產(chǎn)者使用，同樣，各種成型配件的選擇范圍也很寬，然而，對于每一種新制品而言，其注射模具必須被特制。</p><p>　　注射機(jī)由注射系統(tǒng)和合模系統(tǒng)組成，注射機(jī)至少具有一個(gè)加熱的機(jī)筒，機(jī)筒內(nèi)有一個(gè)塑化螺桿，螺桿可以轉(zhuǎn)動(dòng)并可以軸向運(yùn)動(dòng)。合模系統(tǒng)調(diào)節(jié)位于動(dòng)模板和定模板之間的模具。它提供開合模的動(dòng)作，在機(jī)器的注射過程中，保持模具閉合，以免注射過程是模具內(nèi)熔體產(chǎn)生的內(nèi)壓力頂開模具。</p><p&g

16、t;　　已成顆粒狀的混合物料經(jīng)過料斗進(jìn)入機(jī)筒，旋轉(zhuǎn)著的螺桿將顆粒狀的料向前輸送，由于機(jī)筒加熱和螺槽內(nèi)的捏合作用，粒料熔化并進(jìn)入到螺桿端部的熔體腔。與此同時(shí)，螺桿本身后退，直到下一個(gè)注射成型周期所需要物料量（注射量）被塑化好為止。在注射過程中，螺桿沿軸線向合模系統(tǒng)方向移動(dòng)，將塑化好的塑料快速地注入模具的模腔，同時(shí)合模系統(tǒng)使模具一直保持緊閉狀態(tài)（第一步注射）。由于模具的溫度低于模塑物料的軟化溫度，因此，物料接著會(huì)在模具內(nèi)固化。在冷卻階段，螺

17、桿仍處于壓力下（保壓），繼續(xù)將模塑物料注入模具，以補(bǔ)償在冷卻過程中模塑物料體積的減少（第二步冷卻）。在保壓一段時(shí)間后，通往模腔流道內(nèi)的物料已經(jīng)凝固到不能再流動(dòng)的程度。</p><p>　　下一步，當(dāng)模具內(nèi)制品進(jìn)一步冷卻時(shí)，螺桿開始再次轉(zhuǎn)動(dòng)，塑化成型下一個(gè)制品所需要的塑料。作用在螺桿上的軸向力被縮小到只保持塑化所需要的“背壓”的水平。當(dāng)冷卻時(shí)間到達(dá)時(shí)，模具打開，模塑制品被移出或被“頂出”（第三步頂出）。當(dāng)模具再次閉

18、合以后，下一個(gè)注射成型周期開始。在注射充模過程中，模腔中的壓力通常有100Mpa或更高。這個(gè)壓力作用在模具壁上，形成一個(gè)使模具分離的力，這一分離力必須用機(jī)器的合模力來抵消。</p><p><b>　　第二節(jié) 產(chǎn)品的分析</b></p><p><b>　　一、塑料的選擇</b></p><p>　　成型塑料選擇日常生活中

19、常見的塑料---ABS，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。ABS為熱熱塑性塑料，加熱時(shí)變軟以至流動(dòng)，冷卻時(shí)變硬，這種過程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行。這種塑料的基本情況如下：</p><p><b>　　1、基本特性 </b></p><p>　　ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS具有良好的耐化學(xué)

20、腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件具有較好的光澤。密度為1.02～1.16g/cm3。ABS具有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響,在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但于烴長期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS

21、塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70ºC左右，熱變形溫度約為93ºC左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。根據(jù)ABS中三種組成部分之間的比例不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。</p><p><b>　　2、主要用途 &l

22、t;/b></p><p>　　ABS在機(jī)械工業(yè)中用來制造齒輪、泵頁輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可以用來制作水表外殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。</p><p>

23、;<b>　　3、成型特點(diǎn) </b></p><p>　　ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，含水量應(yīng)應(yīng)小于0.3%，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥；流動(dòng)性中等，溢邊料0.04左右；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模

24、具溫度可控制在50～60ºC，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60～80ºC。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)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(shí)塑件表面呈“白色”痕跡。脫模斜度宜取2º以上。</p><p>　　二、關(guān)于ABS塑料的數(shù)據(jù)(物理、熱性能)</p><p>　　密度：1.02～1.16g/cm3</p><p>　　質(zhì)量

25、體積：0.86～0.98cm3/g</p><p>　　吸水率（24h長時(shí)間）：0.2～0.4%</p><p>　　熔點(diǎn)（或黏流溫度）：130～160ºC</p><p>　　熔融指數(shù)（MFI）：200ºC、載荷50N、噴嘴直徑2.09時(shí)，0.41～0.82g/10min</p><p>　　維卡針入度：71～122&#

26、186;C</p><p><b>　　馬丁耐熱：63ºC</b></p><p>　　熱變形溫度（0.45MPa）：90～108ºC</p><p>　　熱變形溫度（1.8MPa）：83～103ºC</p><p>　　線膨脹系數(shù)：7.0×10-5/ºC</p&g

27、t;<p>　　計(jì)算收縮率：0.4～0.7%</p><p>　　比熱容：1470J/(Kg·K)</p><p>　　熱導(dǎo)率：0.263W/(m·K)</p><p><b>　　燃燒性：慢</b></p><p>　　三、ABS的成型條件</p><p>　　

28、注射機(jī)成型類型：螺桿式</p><p>　　密度：1.02～1.16g/cm3</p><p>　　計(jì)算收縮率：0.3～0.8%</p><p>　　預(yù)熱溫度：80～85ºC</p><p><b>　　預(yù)熱時(shí)間：2～3h</b></p><p>　　料筒溫度（后期）：150～170&#

29、186;C</p><p>　　料筒溫度（中期）：170～180ºC</p><p>　　料筒溫度（后期）：180～200ºC</p><p>　　噴嘴溫度：170～180ºC</p><p>　　模具溫度：50～80ºC</p><p>　　注射壓力：60～100Mpa<

30、/p><p>　　成型時(shí)間（注射時(shí)間）：20～90s</p><p>　　成型時(shí)間（高壓時(shí)間）：0～5s</p><p>　　成型時(shí)間（冷卻時(shí)間）：20～120s</p><p>　　成型時(shí)間（總周期）：50～220s</p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min</p><p>　　通用注射機(jī)類型

31、：螺桿式、柱塞式均可</p><p>　　后處理方法：紅外線燈、烘箱</p><p>　　后處理溫度：70ºC</p><p>　　后處理時(shí)間：2～4/h</p><p>　　四、削皮器的塑料模成型分析</p><p>　　1、該削皮器外形的零件圖如下： </p><p>　　此塑料件

32、為削皮器外觀圖，外表要求光潔美觀，為不規(guī)則塑件。該零件的重量為37g，壁厚為6mm，投影面積約為6700mm2。其主要用途是為削除土豆等果、蔬的外表皮，在零件精度上關(guān)鍵部位要求有比較高的配合精度，且其外表面要求光滑美觀，所以確定外表面的尺寸精度為IT7級。內(nèi)腔用于放置刀片，其尺寸精度無特別要求。定為ABS成型。由零件實(shí)物及經(jīng)驗(yàn)可知，該零件采用注射法成型比較合適。2、塑件成型工藝分析</p><p>　　首先要了解

33、塑件的用途，使用情況及工作要求。對于塑件圖上的提出的塑件行狀，尺寸精度，光潔度等進(jìn)行工藝分析，即從成型工藝，塑料制件的設(shè)計(jì)原則，模具結(jié)構(gòu)的合理性等方面進(jìn)行綜合分析，對模具不夠合理的部分提出改進(jìn)意見。</p><p>　　工藝分析：塑件外表不能有缺陷，如：澆口痕跡，熔接縫，凹陷等。由于零件有兩個(gè)孔，用于安裝條形刀片和圓形刀片，削皮器的表面設(shè)計(jì)成對直接適宜手持結(jié)構(gòu)精度，這樣在對果蔬進(jìn)行切削時(shí)，可以在直接削除光滑表皮的

34、同時(shí)又對局部斑點(diǎn)進(jìn)行處理。由上述零件圖可以看出，這種結(jié)構(gòu)的削皮器屬于板類零件，無側(cè)空，無需側(cè)抽芯，只需上下合模注塑成型即可。</p><p>　　塑件成型零件制造的初步構(gòu)想：削皮器外形為規(guī)則形狀，可用用電火花加工制造凸凹模，抽芯機(jī)構(gòu)可以鍛造后再打磨即可。</p><p>　　第三章 注射機(jī)的選擇</p><p>　　注射模是安裝在注射機(jī)上進(jìn)行注射成型生產(chǎn)的，在進(jìn)行模

35、具設(shè)計(jì)之前，我們應(yīng)該先對注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范和使用性能進(jìn)行了解。</p><p>　　設(shè)計(jì)注射模時(shí)，我們首先要確定模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本尺寸，模具型腔數(shù)目、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需用的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等。這些數(shù)據(jù)都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果兩者不匹配，則模具無法使用。</p><p>　　注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核：&l

36、t;/p><p>　　1、最大注射量的校核</p><p>　　柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)的標(biāo)定在習(xí)慣上是不相同的。對于柱塞式的注射機(jī)，其最大注射能力在國際上規(guī)定以一定聚苯乙烯塑料的最大克數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。故注射聚苯乙烯塑料時(shí)，制件的重量加上澆注系統(tǒng)（主流道，分流道和澆口）的重量，應(yīng)不超過注射機(jī)的規(guī)定克數(shù)，其實(shí)最好是在額定注射量的80%以內(nèi)。對于螺桿式注射機(jī)，其最大注射能力通常以螺桿在料筒最大推進(jìn)容積

37、M（cm3）表示 ，因此最大注射量就是該體積的塑料熔體在料筒內(nèi)的溫度及壓力下的重量。</p><p><b>　　最大注射量為： </b></p><p><b>　　Gmax =MDg</b></p><p>　　式中: M--注射機(jī)規(guī)定的注射容積cm3</p><p>　　Dg--在料筒溫

38、度及壓力下熔融塑料的比重，g/cm3</p><p>　　也可用下式進(jìn)行計(jì)算:</p><p><b>　　Gmax=MDC</b></p><p>　　式中: C--料筒溫度下塑料體積膨脹率的校正系數(shù)</p><p>　　對于結(jié)晶性C=0.85</p><p>　　對于非結(jié)晶性塑料C=0.

39、93</p><p><b>　　2、注射壓力的校核</b></p><p>　　注射壓力校核是校驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能不能滿足該制件成型的需要，制品成型所需的壓力是由注射機(jī)類型，噴嘴形式，塑料流動(dòng)，澆注系統(tǒng)和型腔的流動(dòng)阻力等因素決定的，每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計(jì)與所用的注射機(jī)關(guān)系密切。在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范。從模

40、具設(shè)計(jì)角度出發(fā)，首先應(yīng)了解注射機(jī)的最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，最大成型面積，模具最大厚度和最小厚度，最大開模行程，以及最大注射量的校核。</p><p>　　對成型ABS制品的削皮器，擬采用的注射機(jī)的規(guī)格如下：</p><p>　　規(guī)格：SZY-300型國產(chǎn)注射機(jī)（臥式）</p><p>　　額定注射量：320cm3</p><p>

41、;　　螺桿直徑：φ60mm</p><p>　　注射壓力：77.5Mpa</p><p>　　注射行程：150mm</p><p><b>　　注射方式：螺桿式</b></p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min</p><p>　　鎖模力：1500kN</p><p>

42、　　最大開合模行程：340mm</p><p>　　模具最大厚度：355mm</p><p>　　模具最小厚度：285mm</p><p>　　噴嘴球頭半徑：SR12mm</p><p><b>　　噴嘴孔直徑：4mm</b></p><p>　　頂出形式：中心及上下兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出<

43、/p><p>　　動(dòng)、定模固定板尺寸：620mm×520mm</p><p>　　拉桿空間：400mm×300mm</p><p>　　模具定位孔直徑：φ120H7</p><p>　　螺桿驅(qū)動(dòng)功率：7.8kW</p><p>　　料筒加熱功率：6.5kW</p><p>　　液

44、壓泵電動(dòng)機(jī)功率：17kW</p><p>　　外形尺寸（長×寬×高）：5300mm×940mm×1815mm</p><p><b>　　第四章 型腔布置</b></p><p>　　注射模具每一次注射循環(huán)所能成型的塑件數(shù)量是由模具的型腔數(shù)目決定的。型腔數(shù)目及排列方式、分型面的位置確定了塑件在模具中的成型

45、位置。</p><p>　　在給定了零件實(shí)物的情況下，零件的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，所選用的材料也已經(jīng)確定，就要考慮采用單型腔模具還是多型腔模具。雖然與多型腔模具相比，單型腔模具具有形狀和尺寸一致、工藝參數(shù)易于控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、設(shè)計(jì)自由度大、制造成本低周期短等優(yōu)點(diǎn)，但是，對于長期大批量生產(chǎn)而言，多型腔模具是更為有益的方式。它可以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本?，F(xiàn)代注射成型生產(chǎn)中，大多數(shù)小型塑件的成型是多型腔的。所以，在這

46、里采用多型腔設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　一、型腔數(shù)目的確定</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，有先確定注射機(jī)的型號，再根據(jù)所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算能夠選取的型腔的數(shù)目；也有要看經(jīng)驗(yàn)先確定型腔數(shù)目，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行校核計(jì)算，看所選定的型腔數(shù)目是否滿足要求。一般來說，一模多腔時(shí)需要確定最經(jīng)濟(jì)的型腔數(shù)目

47、nw。影響nw的因素有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面。技術(shù)參數(shù)包括鎖模力、最小和最大注射量、塑化能力、模板尺寸、制品尺寸精度和流變參數(shù)等。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要是指nw的多少對制品成本的影響。影響型腔數(shù)目的最重要因素有以下四個(gè)：</p><p><b>　　1、注射機(jī)的鎖模力</b></p><p>　　設(shè)注射機(jī)的鎖模力為F（N），型腔內(nèi)熔體的平均壓力為pc（MPa），每個(gè)制品在分

48、型面上的投影面積為A（mm2）流道和澆口在分型面上的投影面積為B（mm2），則最大的型腔數(shù)目為：</p><p>　　流道和澆口在分型面上的投影面積為B，在模具設(shè)計(jì)前是未知值，根據(jù)對多型腔的統(tǒng)計(jì)分析，大約B為(0.2～0.5)A，通?？扇=0.35A。型腔內(nèi)熔體的平均壓力主要取決于注射壓力，一般在25～40Mpa的范圍內(nèi)。低黏度物料時(shí)取小值，高黏度物料時(shí)取大值。實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于注射機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見

49、用0.8F計(jì)算，因此，實(shí)用公式為：</p><p><b>　　4.4個(gè)</b></p><p><b>　　2、注射機(jī)的注射量</b></p><p>　　設(shè)注射機(jī)公稱注射量為G（cm3），單個(gè)制品的體積為V（cm3），流道和澆口的總體積為C（cm3），則最大的型腔數(shù)目為：</p><p>　　生

50、產(chǎn)中每次注射量應(yīng)為公稱注射量G的（0.75～0.45）倍，現(xiàn)取0.6G進(jìn)行計(jì)算。同樣流道和澆口的總體積是未知量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)體積是制品體積的(0.2～1)倍。當(dāng)物料黏度高、制品體積小、型腔數(shù)目多，又要作平衡布置時(shí)，澆系統(tǒng)的體積甚至還要大?，F(xiàn)取C=0.6V進(jìn)行估算，因此其實(shí)用公式為： </p><p><b>　　=</b></p

51、><p><b>　　3.3個(gè)</b></p><p>　　其中：零件的體積V=m/ρ=37/1.035=35.75(cm3)</p><p>　　零件的質(zhì)量m=37g</p><p>　　零件的密度ρ=1.035g/cm3</p><p><b>　　3、制品精度</b><

52、;/p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個(gè)型腔，制品尺寸精度就要降低4%。對于高精度制品，通常取n3=4，此處，該零件外殼并非高精度產(chǎn)品，所以在此制品精度不作為主要的參考依據(jù)。</p><p><b>　　4、經(jīng)濟(jì)性考慮</b></p><p>　　模具的型腔數(shù)目必須取n1、n2、n3中的最小者?？晒﹨⒖?，當(dāng)型腔數(shù)目接近n4時(shí)，表明可以取得很

53、好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。此外，還應(yīng)注意諸如模板尺寸、脫模結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等的限制。</p><p>　　通過以上四點(diǎn)分析可得知，在所選定的注射機(jī)下，取型腔數(shù)目為3，即一模三腔，可以得到比較好的效果，于是確定型腔的數(shù)目為3。</p><p><b>　　二、型腔的排列</b></p><p>　　一模多腔時(shí)，應(yīng)遵循下面的原則來安排型腔數(shù)目：<

54、/p><p>　　1、應(yīng)盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，來保證制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。</p><p>　　2、型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。</p><p>　　3、盡可能使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。</p><p>　　4、型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖有利于澆注系統(tǒng)的平衡

55、，但加工困難。除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下，常用直線形排列和H形排列。</p><p>　　在此，按照上述原則將該零件的型腔設(shè)計(jì)成平衡式圓形排列，并且陣列均勻布置。</p><p>　　第五章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出之后到達(dá)型腔

56、之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具中最重要的問題之一。澆注系統(tǒng)具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對制品的質(zhì)量影響很大。它的設(shè)計(jì)合理與否，直接影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工藝操作的難易。本設(shè)計(jì)中采用普通流道的澆注系統(tǒng)。</p><p>　　一、普通流道的組成及作用</p><p>　　普通流道的澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料

57、穴等四部分組成。</p><p>　　普通流道的澆注系統(tǒng)從總體來看，有如下作用：</p><p>　　1、將來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出。</p><p>　　2、在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。</p><p>

58、　　二、普通流道澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用的塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，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)。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：</p><p>　　1、了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)特性。</p><p>　　2、采用盡量短的流

59、程，以減少熱量與壓力損失 </p><p>　　澆注系統(tǒng)作為充填型腔的流動(dòng)通道，要求流經(jīng)其內(nèi)的塑料熔體熱量損失及壓力損失減小到最低程度，以保持較理想的流動(dòng)狀態(tài)及有效地傳遞最終壓力。為此，在保證塑件的成型質(zhì)量，滿足型腔良好的排氣效果的前提下，應(yīng)盡量縮短流程，同時(shí)還應(yīng)控制好流道的表面粗糙度，并送減少流道的彎折等，這樣就能夠縮短填充時(shí)間，克服塑料熔體因熱量損失和壓力損失過大所引起的成型缺陷，從而縮短成型周期，提高成型

60、質(zhì)量，并可減少澆注系統(tǒng)的凝料量。</p><p>　　3、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣 </p><p>　　澆注系統(tǒng)能夠順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個(gè)角落，使型腔及澆注系統(tǒng)中的氣體有序地排出，以保證填充過程中不產(chǎn)生紊流或渦流，也不會(huì)因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等成型缺陷。因此，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意與模具的排氣方式相適應(yīng)，使塑件獲得良好的成型質(zhì)量。</p><

61、;p>　　4、防止型芯變形和嵌件位移 </p><p>　　澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免塑料熔體直沖細(xì)小型芯和嵌件，以防止熔體沖擊力使細(xì)小型芯變形或使嵌件位移。</p><p>　　5、便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。</p><p>　　6、澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布置綜合考慮 </p><p>　　澆注系統(tǒng)的分布形式與型腔的排布密切相關(guān)，

62、應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能保證在同一時(shí)間內(nèi)塑料熔體充滿各型腔，并且使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)的鎖模力作用中心相重合，這對于縮模的可靠性及縮模機(jī)構(gòu)受力的均勻性都是不利的。</p><p>　　7、盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量。</p><p>　　8、澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有IT8以上的精度要求。</p&

63、gt;<p>　　9、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲存冷料的措施。</p><p>　　第二節(jié) 流道及澆口設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、流道設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、主流道設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主流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

64、的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料順利拔出。</p><p>　　主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下圖所示：</p><p>　　為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)大于注射機(jī)的噴嘴直徑d，通常為：</p>

65、;<p>　　D=d+（0.5～1）mm</p><p><b>　　=4+1</b></p><p>　　=5mm(注射機(jī)的噴嘴直徑d=4mm)</p><p>　　主流道入口的凹坑半徑R2也應(yīng)大于注射機(jī)球頭半徑R1，通常為：</p><p>　　R2= R1+（1～2）mm</p><

66、;p><b>　　=12+1</b></p><p><b>　　=13mm</b></p><p>　　主流道的半錐角α通常為1º～3º。過大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過小的錐角會(huì)使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過大。所以，取中間值α=2º。</p><p>　　主流

67、道內(nèi)壁的表面粗糙度取Ra0.8µm以下，拋光時(shí)沿軸向進(jìn)行。主流道的長度L定為L=100mm（根據(jù)模板厚度決定，模板將在以下章節(jié)給出）。因?yàn)槟０搴穸葹?5mm，主流道的長度稍長，所以在模板上挖出深凹坑，讓噴嘴伸入到模具內(nèi)。</p><p>　　澆澆口套的材料選為T8A工具鋼制作，經(jīng)淬火洛氏硬度為50～55HRC。</p><p>　　1、冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì)</p>&

68、lt;p>　　冷料穴位于主流道正對面的動(dòng)模板上，或者處于分流道末端。其標(biāo)稱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。它的作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品質(zhì)量。冷料穴分兩種，一種專門用于收集、貯存冷料，另一種除貯存冷料外還兼有拉出流道凝料的作用。</p><p>　　這里冷料穴設(shè)計(jì)成兼有拉料作用的冷料穴，在圓管形的冷料穴試底部裝有一根Z形頭的拉料桿，稱為鉤拉料桿，

69、這種兼有拉料作用的冷料穴是最常用的一種。其結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　　1、分流道設(shè)計(jì)</b></p><p>　　分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段，因此要求所設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)

70、分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。</p><p>　　為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，將分流道設(shè)置在分型面上。常用的分流道截面形狀一般有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。圓形和正方形流道的效率最高，但是，正方形截面的流道不易于凝料的推出，圓形截面的流道不易加工，故在實(shí)際生產(chǎn)過程中經(jīng)常采用梯形截面的分流道。這是因?yàn)樘菪畏至鞯廊菀准庸ぃ宜芰先垠w的熱量散失及流動(dòng)阻力均不大

71、，這里采用梯形截面的分流道。</p><p>　　其側(cè)面斜角α取5º，對于ABS制品的削皮器，由其重量（37g）和壁厚（6mm）由經(jīng)驗(yàn)曲線查得分流道的直徑尺寸為D=6mm(《中國模具設(shè)計(jì)大典》第2卷P328)，其它尺寸見下圖：</p><p><b>　　二、澆口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆口也稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通

72、道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。</p><p>　　澆口的主要作用如下：</p><p>　　1、熔體充模后，首先在澆口處凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流。</p><p>　　2、熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。</p&g

73、t;<p>　　3、易于切除澆口尾料。</p><p>　　4、對于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料。</p><p>　　澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。非限制性澆口起著引料、進(jìn)料作用；限制性澆口一方面通過截面積突然變化使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆

74、口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑料分離的作用。</p><p>　　這里采用側(cè)澆口（又稱邊緣澆口）。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面多為矩形狹縫（也有用半圓形的注入口），調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇

75、進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但有澆口痕跡存在，會(huì)形成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，且注射壓力大，對深型腔塑件不便。</p><p>　　側(cè)澆口的設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖(示意圖)：</p><p>　　在上述尺寸中，以澆口深度h最為重要。它控制著澆口內(nèi)熔體的補(bǔ)縮程度。澆口寬度W的大小對熔體的體積流量有直接影響。澆口長度L在結(jié)

76、構(gòu)強(qiáng)度允許的情況下以短為好。</p><p>　　第六章 模架的確定及標(biāo)準(zhǔn)件的選用</p><p>　　以上內(nèi)容確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。在學(xué)校設(shè)計(jì)時(shí)，模架部分可能要自己進(jìn)行設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計(jì)中則應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號。</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件

77、如定位圈、澆口套、推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件等。</p><p>　　在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)模架和標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，隨時(shí)可在市場上買到，這對縮短制造周期，降低制造成本時(shí)極其有用的。</p><p>　　模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度校核，看所選模架是否可以，尤其對大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。</p>&

78、lt;p>　　設(shè)計(jì)模具時(shí)，開始就要選定模架。當(dāng)然選用模架時(shí)要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式等因素。</p><p>　　綜合各種因素來考慮，本套模具選用標(biāo)準(zhǔn)模架，其規(guī)格如下：</p><p>　　C1-5060-A50-B50-C120</p><p>　　解釋如下：C1—基本型</p><p>　　500600—模

79、板周界尺寸500mm×600mm</p><p><b>　　A50—A板厚度</b></p><p><b>　　B50—B板厚度</b></p><p><b>　　C120—C板厚度</b></p><p><b>　　標(biāo)準(zhǔn)為：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)</b&g

80、t;</p><p>　　第七章 分型面與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、分型面的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，這些可分離部分的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)的凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)

81、構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面位置，然后才能選擇分型面的結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　1、分型面的形式</b></p><p>　　注射模具有的只有一個(gè)分型面，有的有兩個(gè)多個(gè)分型面。但不管有幾個(gè)分型面，其形狀應(yīng)盡可能簡單，以便于制品成型和

82、模具制造。分型面的形狀可以是平面、階梯面或曲面。在一般情況下，只采用一個(gè)與開模方向相垂直的分型面，在特殊情況下才采用較多的分型面。</p><p><b>　　2、分型面的選擇</b></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、嵌件位置、形狀及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種

83、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)選取出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)基本原則：</p><p>　　1） 分型面應(yīng)選在塑件外形尺寸的最大輪廓處 </p><p>　　這里通過該方向上塑件的截面積最大，否則塑件無法從型腔中脫出。</p><p>　　2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 </p><

84、;p>　　通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在動(dòng)模一側(cè)，這樣有助于動(dòng)模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，否則在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)往往會(huì)增加模具整體的復(fù)雜性。</p><p>　　3）保證塑件的精度要求 </p><p>　　與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具型腔內(nèi)。如果塑件上精度要求較高的成型表面被分割，就有可能

85、由于合模精度的影響引起形狀和尺寸上不允許的偏差，塑件達(dá)不到所需要的精度要求而成為廢品。</p><p>　　4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 </p><p>　　選擇分型面時(shí)應(yīng)避免對塑件的外觀質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)考慮分型面處所產(chǎn)生的飛邊是否容易修整清除，當(dāng)然，在可能的情況下，應(yīng)避免分型面外產(chǎn)生飛邊。</p><p>　　5）便于模具加工制造 </p>

86、<p>　　為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面。</p><p>　　6）對成型面積的影響 </p><p>　　注射機(jī)一般都規(guī)定其相應(yīng)模具所允許使用的最大成型面積及額定鎖模力，注射成型過程中，當(dāng)塑件（包括澆注系統(tǒng)）在合模分型面上的投影面積超過允許的最大成型面積時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，這時(shí)注射成型所需的合模力也會(huì)超過額定鎖模力，因此，為了可靠地鎖

87、模以避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，選擇分型面時(shí)應(yīng)盡量減少塑件（型腔）在合模分型面的投影面積。</p><p><b>　　7）對排氣效果 </b></p><p>　　分型面應(yīng)盡量與型腔充填時(shí)塑料熔體料流末端所在的型腔內(nèi)壁表面重合。</p><p>　　8）對側(cè)向抽芯的影響 </p><p>　　當(dāng)塑件需要側(cè)向抽芯時(shí)，為保

88、證側(cè)向型芯的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，在選定分型面時(shí)，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，將較深的凹孔或較高的凸臺放置在合模方向，并盡量把側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)放置在動(dòng)模一側(cè)。</p><p>　　實(shí)際設(shè)計(jì)中，盡可能全部滿足上述原則。但根據(jù)以上原則，選擇分型面，其結(jié)構(gòu)簡圖如下： </p><p>　　由削皮器外形的特點(diǎn)可以看出：</p><p>　　優(yōu)先選水平面分型面

89、分型，零件結(jié)構(gòu)簡單、最大橫截面位于制件中間、分型面唯一，可以順利地脫模，故可以適用。</p><p><b>　　二、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的各種低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡，另一方面氣體受壓力，體積縮小而產(chǎn)生高

90、溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或（褐色斑紋），同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。有時(shí)在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料最后充填到的部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定的氣體。</p><p>　　注射模成型時(shí)的排氣方式通常以如下四種方式進(jìn)行：</p><p>　　1）利用配合間隙排氣</p>

91、<p>　　2）在分型面上開設(shè)排氣槽排氣</p><p><b>　　3）利用排氣塞排氣</b></p><p><b>　　4）強(qiáng)制性排氣</b></p><p>　　通常在中小型模具中，可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為0.03～0.05mm。</p>

92、;<p>　　因?yàn)楸局破返呐艢饬坎淮?，這里采用模具分型面之間的間隙進(jìn)行自然排氣。排氣間隙可認(rèn)為取0.05mm。</p><p>　　第八章 成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　型腔是模具中直接用以成型制品的部分。成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凸模、凹模、成型桿等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等，然

93、后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)加工工藝要求等</p><p>　　在工作中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和磨擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時(shí)需要克服于塑件的粘著力。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，它的強(qiáng)度和剛度必須在許可范圍內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素

94、。</p><p>　　一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模，凸模、型芯、鑲塊各種成型桿，各種成型環(huán)由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨力以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力和足夠的精度和表面粗糙度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具

95、有HRC40以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。</p><p><b>　　1、凹模</b></p><p>　　凹模是用來成型塑件的外表面的主要零件。按其結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種形式。</p><p><b>　　1）整體式凹模 </b><

96、/p><p>　　整體式凹模由整塊材料加工而成。它的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度高，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡。缺點(diǎn)是加工困難，需用電火花機(jī)床和立式銑床加工，熱處理也不方便，僅適合于形狀簡單的中小型制品。</p><p><b>　　2）整體嵌入式凹模</b></p><p>　　整體嵌入式凹模適用于小型制品的多型腔模具。通常將多個(gè)整體凹模嵌入到凹模固定板中。整

97、體凹模的外形多采用帶臺階的圓柱體，從下部嵌入到凹模固定板中。整體嵌入式凹模裝在凹模固定板中，需要用銷釘式螺釘定位帶臺階的嵌入式凹模能有效地防止脫出固定板，但需要墊板壓固，凹模和固定板之間采用過渡配合甚至過盈配合，以便使凹模固定牢靠。</p><p><b>　　3）組合式凹模 </b></p><p>　　組合式凹模一般用于形狀復(fù)雜的凹模。它的強(qiáng)度和剛度較差。在高壓

98、熔體作用下易造成墊板變形。</p><p><b>　　4）鑲嵌式凹模</b></p><p>　　設(shè)計(jì)中采用整體式凹模，主要原因是型腔是不規(guī)則形狀，但是又類似扇形，若采用其它方式，固定時(shí)有一定的困難。型腔的結(jié)構(gòu)形狀也決定了它的加工方法必須用電火花加工，所以設(shè)計(jì)中采用整體式凹模。</p><p><b>　　2、凸模</b>

99、;</p><p>　　凸模和型芯均是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指成型零件上較小孔槽的零件。</p><p>　　主型芯按結(jié)構(gòu)分可分為整體式和組合式兩種。由于削皮器的主型芯結(jié)構(gòu)很簡單，故采用整體型芯的形式，但其中小型芯較細(xì)，易磨損，不適宜做成整體式，應(yīng)作成鑲拼式，故動(dòng)模板應(yīng)做成兩部分合為一體的形式。其具體的形式參見圖紙。<

100、;/p><p>　　3、成型零件的鋼材選用</p><p>　　用作注射成型零件的鋼材，應(yīng)具備以下性能：</p><p>　　1）機(jī)械加工性能良好。</p><p><b>　　2）拋光性能優(yōu)良。</b></p><p>　　3）耐磨性和抗疲勞性能好。</p><p>　　4）

101、具有耐腐蝕性能。</p><p>　　具備以上特點(diǎn)的注射模常用鋼種有以下幾種：</p><p><b>　　1）碳素鋼 </b></p><p><b>　　2）合金鋼 </b></p><p>　　小型芯和鑲件常以棒料的形式供應(yīng)，采用淬火變形小、淬透性好的高碳合金鋼，經(jīng)熱處理后在磨床上直接研磨至鏡

102、面。常用9CrWMn、Cr12MoV和3Cr2W8V等鋼種。</p><p><b>　　3）塑料模具鋼 </b></p><p>　　它包括了預(yù)硬鋼、耐腐蝕鋼、鏡面鋼等幾種。</p><p>　　在此凸模選用預(yù)硬鋼P(yáng)20，即3Cr2Mo來作為成型零件。這種鋼材是將模板預(yù)硬化后以硬度36~38HRC供應(yīng)，其抗拉強(qiáng)度為133Mpa。模具制造中不必

103、熱處理。能保證加工后獲得較高的形狀和尺寸精度，也易于拋光，適用于中小型注射模具的成型零件。</p><p>　　凹模采用鏡面鋼P(yáng)MS(10Ni3CuAlVS)，它的供貨硬度為30HRC，易于切削加工。而后在真空環(huán)境下經(jīng)500~550ºC，以5~10h時(shí)效處理，鋼材彌散析出復(fù)合合金化合物，使鋼材具有40~45HRC的硬度，耐磨性好且變形小。</p><p>　　4、成型零件工件尺寸

104、的計(jì)算</p><p>　　成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸精度的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求高。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度要求。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作

105、為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。主要因素有以下方面：</p><p>　　1)塑件收縮率的影響 </p><p>　　塑件成型后的收縮率與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚、模具的結(jié)構(gòu)，成型的工藝條件等因素有關(guān)。</p><p>　　2)成型零件的制造誤差 </p><p>　　實(shí)踐表明，成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3~1/4，因

106、此在確定成型零件工作尺寸公差時(shí)可取塑件公差的1/3~1/4，或取IT7~IT8級作為模具制造公差。</p><p>　　ABS成型的土豆削皮器制品取一般精度IT3級,取IT9級作為模具的制造公差。</p><p>　　3)模具成型零件的磨損</p><p>　　4)模具安裝配合的誤差</p><p>　　在一般情況下，收縮率的波動(dòng)、模具制造公

107、差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要原因。而且并不是塑件的任何尺寸都與以上因素有關(guān)。</p><p>　　以下計(jì)算中，塑料的收縮率均為平均收縮率。并規(guī)定：塑件外形最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，與之相對應(yīng)的模具型腔的最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；塑件內(nèi)形最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值，與之相對應(yīng)的模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值；中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。</p><p>

108、<b>　　1)型腔徑向尺寸</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中：--型腔的徑向尺寸</p><p>　　--塑件

109、的外形尺寸（40）</p><p>　　--塑件的平均收縮率（0.45% =0.5%；=0.4%）</p><p><b>　　x--系數(shù)</b></p><p><b>　　δz取Δ/3</b></p><p><b>　　2)型腔深度尺寸</b></p>&l

110、t;p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中：--型腔深度尺寸；</p><p>　　--塑件深度尺寸（）；</p><p><b>　　3)型芯

111、的徑向尺寸</b></p><p>　　在型芯高度尺寸計(jì)算中，由于型芯的端面磨損很小，所以可不考慮磨損量，由此可以推出：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p>&

112、lt;p>　　式中：--型芯徑向尺寸；</p><p>　　--塑件徑向尺寸（）；</p><p>　　4）型芯的的高度尺寸</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b>&l

113、t;/p><p>　　式中： --型芯的高度尺寸；</p><p>　　--塑件的高度尺寸（）；</p><p>　　3、模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算</p><p>　　塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和

114、出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度并影響脫模。因此，應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚。</p><p>　　模具型腔厚度的計(jì)算，應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn)。而最大壓力是在注射時(shí)，熔體充滿整個(gè)型腔的瞬間產(chǎn)生的，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時(shí)接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；而對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過了

115、模具的許用應(yīng)力，因此強(qiáng)度不足是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔壁厚時(shí)應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。</p><p>　　整體式圓形凹模側(cè)壁厚度可由經(jīng)驗(yàn)公式得出。</p><p>　　1) 強(qiáng)度條件計(jì)算式如下：</p><p>　?、僬w式圓形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　若h/l0.41</b></p>

116、<p>　　則：S=()1/2 </p><p>　　=0.71l（）1/2</p><p><b>　　若h/l0.41</b></p><p><b>　　則：S=（）1/2</b></p><p>　　=1.73h（）1/2</p><p>　　式中：h為型腔

117、深度，l為型腔的長邊長度</p><p>　　塑件的型腔深度為6mm，平均邊長度為200mm</p><p>　　h/l=6/200=0.03<0.41</p><p>　　則：Smin=（）1/2</p><p>　　=1.73h（）1/2</p><p>　　=1.736(50/160)1/2</p&g