洗滌劑瓶彈簧固定管注塑模具設(shè)計(jì)-模具畢業(yè)論文

中被大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) - 1 - 洗滌劑瓶彈簧固定管塑料注射成型模具設(shè)計(jì) 中英文摘要 摘要： 本設(shè)計(jì)的對(duì)象是一個(gè)洗滌劑瓶彈簧固定管的塑料注射模具。設(shè)計(jì)中塑料制品的結(jié)構(gòu)有外螺紋、加強(qiáng)筋等，本身為薄壁長(zhǎng)圓筒塑料件。根據(jù)其塑料件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及聚丙烯塑料的性能，設(shè)計(jì)中外螺紋處應(yīng)用了哈呋結(jié)構(gòu)。兩邊大中間小的特征使得型芯須用雙型芯在塑件中小尺寸位置的配合。脫模機(jī)構(gòu)中由于制件外形呈階梯狀，不能用一級(jí)頂出機(jī)構(gòu)完全脫模。用二級(jí)頂出機(jī)構(gòu)時(shí)塑料件在第二次頂出后塑件的螺紋段后會(huì)被卡在型腔中，所以二級(jí)頂出也不是一個(gè)好的方案。用哈呋結(jié)構(gòu)加上推板的脫模裝置可以解決以上問(wèn)題 ，能讓塑件完全自動(dòng)脫模，為一個(gè)可行性較好的方案。此設(shè)計(jì)就是根據(jù)這個(gè)方案及聚丙烯的性質(zhì)設(shè)計(jì)模具的各部分結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞： 聚丙烯 注塑模具 型芯 模具型腔 薄壁的 Abstract: The object of this design is an injection mould which is used in molding the pipe fixed spring of scour bottle. The design of the construction of plastic product contains screw outside , ribs.etc .It oneself is lengthways for the thin wall the piece of cylinder too long .According to the construction characteristics of the plastic product and the performance of the Polypropylene ,in the design of screw outside applied the huff construction .The bigger in the center and small characteristic in both sides makes must be use the double core construction in injection mould to fit of the baby size site .Because of The pattern draw mrvhsnidm inside represent the stairs form , the incapability uses a the order vertex or a Second class of vertex cant let the plastic product broken off itself. Complete pattern draw in mrvhsnidm .Out the mrvhsnidm hour plastic product with the second class vertex in second a vertex post - the thread a future reunion of the plastic 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 2 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) product stick in the mold cavity, so the second class of vertex is not also a good project .Add to push with the huff construction and mandrill can pattern draw apparatus to resolve the above problem . It can let over and full-automatic pattern draw in plastic product, for good project in a feasibility.This design be according to each parts of constructions of the property design molding tool between this project and polypropylene .So its a reasonable select and a feasibility is strongly project. Keywords: polypropylene injection mould core mold cavity thin-wall 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 3 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 目 錄 前 言 .- 4 - 第一章 塑件分析設(shè)計(jì)及選材 .- 5 - 第 1.1 節(jié) 塑件的結(jié)構(gòu)及其材料的選用 . - 6 - 第 1.2 節(jié) 塑料制品的質(zhì)量要求 . - 12 - 第二章 方案論證 .- 13 - 第三章 注塑機(jī)的選用 .- 14 - 第 3.1 節(jié) 注塑機(jī)的初步確定 . - 14 - 第 3.2 節(jié) 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 . - 15 - 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .- 18 - 第 4.1 節(jié) 分型面的選擇 . - 18 - 第 4.2 節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . - 19 - 第 4.3 節(jié) 流動(dòng)比的計(jì)算 . - 24 - 第五章 成型零件設(shè)計(jì) . - 24 - 第 5.1 節(jié) 成型零件鋼材的 選用 . - 25 - 第 5.2 節(jié) 凹模的設(shè)計(jì) . - 25 - 第 5.3 節(jié) 型芯的設(shè)計(jì) . - 30 - 第 5.4 節(jié) 型腔螺紋部分的尺寸確定 . - 33 - 第 5.5 節(jié) 側(cè)壁厚度計(jì)算 . - 34 - 第六章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .- 34 - 第七章 塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .- 35 - 第八章 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .- 36 - 第 8.1 節(jié) 模具溫度調(diào)節(jié)概論 . - 36 - 第 8.2 節(jié) 冷卻水道的計(jì)算 . - 36 - 第 8.3 節(jié) 冷卻水道的布局 . - 39 - 結(jié) 束 語(yǔ) .- 39 - 致 謝 .- 40 - 參 考 文 獻(xiàn) .- 40 - 外文原稿 ： . - 41 - 譯文 ： . - 53 - 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 4 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 目 錄 前 言 在當(dāng)今這個(gè)時(shí)代，塑料 材料已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)及日常生活中不可缺少的主要材料之一。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的塑料工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，塑料制品已成為工業(yè) 、 農(nóng)業(yè) 、 國(guó)防建設(shè) 、 文教衛(wèi)生和人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹破?。隨著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)塑料制品的需求量也越來(lái)越大，試樣更新 、 質(zhì)量更好 、 性能更佳 、 結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的塑料制品在不斷涌現(xiàn)。塑料的體積消耗量已經(jīng)趕超鋼材。由于我國(guó)塑料行業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比沒(méi)能有大的比例，但是在應(yīng)用量和發(fā)展前景是不可限量的。 當(dāng)塑料消耗量在逐步增大時(shí)，其成型為有價(jià)值的產(chǎn)品是整個(gè)行業(yè)的關(guān)鍵步驟之一。塑料通過(guò)模具成型為絕對(duì)的 方式，占成型方式中的 95%，是由于塑料注射成型工藝的最大特點(diǎn)是復(fù)制，能復(fù)制出任意數(shù)量的直接使用或稍作處理即可使用的制品，其成型方式能實(shí)現(xiàn)成型的規(guī)模化、自動(dòng)化以及各種形狀的塑件。雖然在設(shè)備和模具上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常之大，實(shí)屬一種經(jīng)濟(jì)快捷的生產(chǎn)方式。因而得到廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。 以模具的設(shè)計(jì)和制造來(lái)看，模具的發(fā)展將會(huì) 理論研究不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)計(jì)算日趨成熟 塑料模具的高效率自動(dòng)化 大型的塑料模具 高精度的塑料模具 模具設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件輔助設(shè)計(jì)（ CAD）輔助工程（ CAE）輔助制造（ CAM） Pro/engineer,UG 等的應(yīng)用 模具制造新工藝的進(jìn)展 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 關(guān)于塑料模具的此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是把我們?cè)诖髮W(xué)中所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)組合起來(lái)，與塑料模具行業(yè)的概況與發(fā)展趨勢(shì)相結(jié)合的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。此次設(shè)計(jì)將使我們從一個(gè)學(xué)生看問(wèn)題的角度開(kāi)始轉(zhuǎn)變成以設(shè)計(jì)人員的角度來(lái)處理這些問(wèn)題。同時(shí)了解一個(gè)塑料模具在設(shè)計(jì)過(guò)程中的：澆注系統(tǒng)、成型零件、和模導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、側(cè)向抽心與分型機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)幾大部分的設(shè)計(jì)方法。以及針對(duì)具體塑料模具時(shí)，如何選擇一個(gè)適用于實(shí)際中的最佳方案。以此來(lái)作為工作前的匯總練習(xí)。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 5 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 第一章 塑件分析設(shè)計(jì)及選材 塑料制品的設(shè)計(jì)要求是根據(jù)制品的使用需求和外觀要求，從塑料的力學(xué)性能、美術(shù)造型和成型工藝、塑料模具設(shè)計(jì)和制造的可行性等多方面進(jìn)行綜合考慮的結(jié)果。塑件設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮到滿足： 1)使用要求，全面精確的滿足塑件的使用要求是十分重要的，也是設(shè)計(jì)中最重要的一步，塑件的承載條件和環(huán)境條件就是考慮的方向之一。 2)塑件設(shè)計(jì)時(shí)還得有利于模具結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，不但會(huì)使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，甚至難以制造出可以成型塑件的模具。此外，設(shè)計(jì)還要考慮到模具的加工工藝型：其一，所涉及的零件可以較為方便地用機(jī)加工或其他方 式加工；其二，保證加工出的零件應(yīng)具有預(yù)期的使用壽命；其三，模具的零部件應(yīng)具有通用性和互換性，以方便維修；其四，對(duì)于有仿腐要求的零件應(yīng)選用具有防腐性能的材料或采取防腐措施，如鍍鉻 ,鍍鎳等。 3)應(yīng)盡量降低成本，降低成本，增加效益是每個(gè)企業(yè)孜孜以求的目標(biāo)。同時(shí)，塑件的設(shè)計(jì)的原則應(yīng)本著：形狀力求簡(jiǎn)單、造型優(yōu)美；更具使用要求選擇材料；考慮模具的工藝性。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 6 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 7 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 第 1.1 節(jié) 塑件的結(jié)構(gòu)及其材料的選用 1.1.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 此塑件的作用是裝栽彈簧，使噴霧器在用手力將溶劑噴出后，通過(guò)其中的彈簧勢(shì)能回復(fù)來(lái)準(zhǔn)備下一次的噴霧。在噴霧的循環(huán)過(guò)程中，彈簧固定筒在縱向要受到彈簧力的作用。針中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 8 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 對(duì)受力筒的情況本塑件采用了多處加強(qiáng)阱的塑件結(jié)構(gòu)。在選用塑料時(shí)就應(yīng)該考慮其拉伸強(qiáng)度。塑件的凸緣在裝配過(guò)程中夾在瓶口和螺紋蓋的中間，使其固定不可以誰(shuí)便晃動(dòng)。同時(shí)由凸緣承受彈簧所產(chǎn)生的力。塑件的小端有一斜孔后的直小孔，斜孔是為在裝配過(guò)程中方便于小塑料管的深入裝配，而直管部分是用于為裝配好有一個(gè)好的配合，讓整個(gè)瓶體優(yōu)化。 由軟件 Auto CAD 分析出塑料制件的相關(guān)數(shù)據(jù)為： 實(shí)體 單位為 mm 質(zhì)量 : 4600.1353 體積 : 4600.1353 邊界框 : X: 463.2318 - 547.2318 Y: -14.5000 - 14.5000 Z: 126.0105 - 155.0105 質(zhì)心 : X: 499.7964 A圖 1.1 塑件立體圖 圖 1.2 塑件立體圖刨視 圖 1.3 塑件尺寸圖 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 9 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) Y: 0.0000 Z: 140.5105 慣性矩 : X: 91161776.3795 Y: 1242627223.3542 Z: 1151803685.9128 慣性積 : XY: 0.0000 YZ: 0.0000 ZX: 323051928.0671 旋轉(zhuǎn)半徑 : X: 140.7736 Y: 519.7388 Z: 500.3846 主力矩與質(zhì)心的 X-Y-Z 方向 : I: 340436.8822 沿 1.0000 0.0000 0.0000 J: 2708669.4184 沿 0.0000 1.0000 0.0000 K: 2706471.4743 沿 0.0000 0.0000 1.0000 1.1.2 塑件材料的選用 注射塑料制品的選材要求主要取決于使用要求，為達(dá)到均衡選材還需考慮材料的注射工藝性和模具的結(jié)構(gòu)工藝性。在此基礎(chǔ)上經(jīng)濟(jì)社會(huì)中產(chǎn)品成本也是必須考慮的重要環(huán)節(jié)。在使用、力學(xué)性能、外觀要求等各個(gè)方面滿足要求的前提下，就要選用成本最低的材料，這也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)物和競(jìng)爭(zhēng)的條件和基礎(chǔ)。 1. 塑料價(jià)格及大體性能 由中國(guó)化工信息周刊 2005.3.21 日 11 期的價(jià)格可以看出 PP 低價(jià)位 的在 11600 元 /t 左右 LDPE 低價(jià)位的在 1300 元 /t 左右 LLDPE 低價(jià)位的在 11850 元 /t 左右 HDPE 低價(jià)位的在 11700 元 /t 左右 PVC 低價(jià)位的在 8250-15000 元 /t 左右 由成本方面考慮 PP 具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，同時(shí) PP 在材料中的拉伸強(qiáng)度是較高的。綜合考慮原料選用 PP 是較為合適的。 2. 強(qiáng)度性能校核 此件主要受力為彈簧所導(dǎo)致的拉伸受力，為瞬時(shí)載荷。其拉伸強(qiáng)度為 2540/MPa 拉伸摸量 1.0 1.6GPa 負(fù)載塑件的載荷定為 400kn 則塑件厚度要求為 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 10 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 610252400 r 61025714.32400 KN 3.64 103 mm （ 1-1） 由此可以得出塑件選用 PP 材料 1mm 壁厚完全能夠承受的力，符合強(qiáng)度要求。 1.1.3 聚丙烯的性能及特點(diǎn) 聚丙烯的基本性能：（表 1.1） 基本性能 密度 g/cm3 0.88 0.91 電性能 體積電阻率 mm 1610 收縮率 % 1.0 3.0 介電常數(shù) 610 Hz2.0 2.6 熔點(diǎn) 164 170 擊穿電壓 Kv/mm 20 26 熱變形溫度 (45N/cm2) 105 116 工藝參數(shù) 模具溫度 40 60 力學(xué)性能 拉伸強(qiáng)度 MPa 30 39 噴嘴溫度 190 220 拉伸彈性模 量 GPa 1.1 1.6 中段溫度 220 240 彎曲強(qiáng)度 MPa 42 67 后段溫度 180 210 彎曲強(qiáng)度模 量 GPa 1.45 注射壓力 MPa 40 80 壓縮強(qiáng)度 MPa 39 56 塑化形式 螺桿式，注 塞式 缺口沖擊強(qiáng) 度 kj/m2 3.5 4.8 噴嘴形式 通用式 硬度 HB HR95 105 聚丙烯塑料的注射成型特點(diǎn)： 聚丙烯為結(jié)晶性高聚物，吸水率很低，約為 0.03% 0.04%注射時(shí)一般不需要干燥，必要時(shí)可在 80 100下干燥 3 4h。 聚丙烯的熔點(diǎn)為 160 175，分解溫度為 350，所以成型溫度范圍較寬，約為 205 315，其最大結(jié)晶速度的溫度為 120 130。注射成型用的聚丙烯的熔融指數(shù)為 2 9/10min，熔體流動(dòng)性較好，在注塞式或螺 桿式中都能順利成型。一般料筒溫度控制在 210 280，噴嘴溫度可比料筒溫度低 10 30。當(dāng)生產(chǎn)薄壁制品時(shí)，料筒溫度可提高到 280 300；生產(chǎn)壁厚產(chǎn)品時(shí)，為了防止熔料在料筒內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而分解，料筒溫度應(yīng)適當(dāng)降低至 200 230，料筒溫度過(guò)低，大分子定向程度增加，制品容易產(chǎn)生翹曲變形。 聚丙烯熔體的流變特性是黏度對(duì)剪切速率的依賴性比溫度的依賴性大。因此，在注射沖模時(shí)，通過(guò)提高注射壓力或注射速度來(lái)增大熔體的流動(dòng)性比通過(guò)提高溫度有利。一般注射壓力控制在 70 120MPa（注塞式注射壓力偏高，螺 桿式注射壓力偏低） 聚丙烯的結(jié)晶能力較強(qiáng)，提高模具溫度將有助于制件結(jié)晶度的增加，甚至能夠提前脫模?；谕焕碛?，制件性能應(yīng)與模具溫度存有密切關(guān)系。生產(chǎn)上經(jīng)常采用的模具溫中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 11 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 度，約為 70 90，在這種情況下，不僅有利于結(jié)晶，而且又有利于大分子的松弛，從而減少分子的定向作用，并可以降低內(nèi)應(yīng)力。如模溫過(guò)低，冷卻速度太快，澆口過(guò)早冷凝，不僅結(jié)晶度低，密度小，而且制品內(nèi)應(yīng)力較大，甚至引起沖模不滿和制件缺料的現(xiàn)象。 冷卻速度不僅影響結(jié)晶度，還影響晶體結(jié)構(gòu)。急冷時(shí)呈蝶狀液晶結(jié)構(gòu)，緩冷時(shí)呈球晶結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)不同則制 件的物理力學(xué)性能性能也有將各異。 此外，由于聚丙烯的玻璃化溫度低于室溫，當(dāng)制件在室溫下存放時(shí)常發(fā)生后收縮現(xiàn)象，其原因是聚丙烯在這段時(shí)間內(nèi)仍在結(jié)晶。后收縮量隨塑件厚度而定，越厚的，后收縮率越大。后收縮總量的 90%約在制品脫模后 h內(nèi)完成，剩余 10約發(fā)生在隨后的 10 天內(nèi)，所以制件在脫模 24h 后基本可以定型。成型時(shí)，縮短注射和保壓時(shí)間，提高注射和模具溫度都可減小后收縮率。對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的制件，應(yīng)進(jìn)行熱處理。 聚丙烯塑料主要性能 : a) 質(zhì)輕 , 可浮于水中 ； b) 高結(jié)晶度 , 耐磨性好 , 優(yōu)于 HIPS, 高溫沖擊性好 , 硬度低于 ABS； HIPS； c) 突出的延伸性和抗疲勞性能 . 聚丙烯注塑工藝要點(diǎn) ； a) 加工前一般不需干燥 ； b) 染色性較差 , 色粉在料中擴(kuò)散不夠均勻 (一般需加入擴(kuò)散油 /白磺油 ), 大膠件尤明顯 ； c) 成型收縮率大 (1.2-1.9%), 尺寸不穩(wěn)定 , 膠件易變形縮水 , 采用提高注射壓力及注射速度 , 減少層間剪切力使成型收縮率降低 ； d) 流動(dòng)性很好 , 注射壓力大時(shí)易出現(xiàn)披鋒且有方向性強(qiáng)的缺陷 , 注射壓力一般為 : 50-80Mpa, (太小壓力會(huì)縮水明顯 ), 保壓壓力取注射壓力的80%左右 , 宜取較長(zhǎng)的保壓時(shí)間 補(bǔ)縮及較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間保證膠件尺寸 變形程度 ； e) PP 冷卻速度快 , 宜快速注射 , 適當(dāng)加深排氣槽來(lái)改善排氣不良 ； f) 料溫控制 : 成型溫度料溫較寬 , 因 PP 高結(jié)晶 , 所以料溫需要較高 . 前料筒 200-240 , 中料筒 170-220 , 后料筒 160-1900 , 實(shí)際上為減少披鋒 , 縮水等缺陷 , 往往取偏下限料溫 ； g) 模溫 : 一般 40-60 , 模溫太低 ( 40 ), 膠件表面光澤差 , 甚至無(wú)中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 12 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 光澤 , 模溫太高 ( 90 ), 則易發(fā)生翹曲變形 縮水等 ； h) 氣泡問(wèn)題 : 高結(jié)晶的 PP 高分子在熔點(diǎn)附近其容積 會(huì)發(fā)生很大變化 , 冷卻時(shí)收縮及結(jié)晶化導(dǎo)致膠件內(nèi)部產(chǎn)生氣泡甚至局部空心 (這會(huì)影響制件機(jī)械強(qiáng)度 ), 所以調(diào)節(jié)啤塑參數(shù)要有利于補(bǔ)縮 . a) 低溫下表現(xiàn)脆性 , 對(duì)缺口敏感 , 產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)避免尖角 . 壁厚件所需模溫較薄壁件低 . 第 1.2 節(jié) 塑料制品的質(zhì)量要求 1.2.1 塑料制件精度的選擇及確定 塑料制件的尺寸精度等級(jí)與塑料制品材料的品種有關(guān)，同時(shí)還和塑件的本生用途需求、形狀等多個(gè)方面有關(guān)。根據(jù)各種塑料的收縮率不同，可將各種塑料制件的公差等級(jí)分為高精度、一般精度和低精度。對(duì)于塑料制品技術(shù)要求和尺寸精度盡量降低，采 用一般精度。本塑件是用在洗滌劑瓶中的一個(gè)零件，不是外表面，不會(huì)直接進(jìn)入視野就可以不用高精度、高的粗糙標(biāo)準(zhǔn)。而根據(jù)本塑料件的材料聚丙烯的特性來(lái)確定其精度等級(jí)。 聚丙烯 塑料件一般精度的公差等級(jí)為 MT4，未注公差尺寸的公差等級(jí)為MT6 。本設(shè)計(jì)中的塑件就選用此精度標(biāo)準(zhǔn)就符合要求了。 1.2.2 塑料制品的表面質(zhì)量 塑料制品的表面質(zhì)量包括表面粗糙度、表觀缺陷狀況和光亮度等方面。塑料制品的表面狀態(tài)的改善除了成型工藝上盡可能避免疤痕、云紋等缺陷外，模具行腔的粗糙度起著決定性的作用。如果不考慮表觀缺陷狀況和光亮的要求，則制 品的表面質(zhì)量主要取決于表面粗糙度。通常情況原材料的質(zhì)量、品種和工人操作水平及模具型腔的表面粗糙度等因素均對(duì)制品的表面粗糙度有影響，其中模腔的表面粗糙度影響最大。制品要求的表面粗糙度數(shù)值越小，模腔表面越光滑，加工模具時(shí)的研磨拋光要求也越高，模具制造的難度也越大。因此，制品表面的粗糙度應(yīng)視情況而定，除了考慮使用要求外，還須考慮美觀。透明制品要求行腔和型芯的粗糙度相同，不透明制品則應(yīng)根據(jù)情況分別考慮，非配合表面和隱蔽的面可取較大的表面粗糙度。還可以利用表面粗糙度的差異來(lái)使塑件在開(kāi)模時(shí)留在表面粗糙度較大的型心上或留 在凹模中。模塑制品的表面粗糙度通常為 Ra0.02 1.28 m ，這里取 Ra1.25。模腔表面粗糙度數(shù)值為制品的1/2，即 Ra0.01 0.64 m ,這里取 Ra0.8。 制品的外形尺寸主要受塑料品種的流動(dòng)性和注塑機(jī)規(guī)格的（包括注塑量、合模力、成型面積和動(dòng)、定模座尺寸等）限制。在滿足使用要求的前提下，將制品設(shè)計(jì)得盡量中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 13 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 緊湊。制品的壁厚及其均勻性對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。壁厚過(guò)小，成型時(shí)熔體流動(dòng)阻力大，大型復(fù)雜制品難以充滿型腔；壁厚過(guò)大，不僅使原料消 耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是增加了冷卻時(shí)間，成型周期延長(zhǎng)。 聚丙烯 塑件的最小壁厚通常為 0.64mm，常用壁厚為 2.0mm，最大壁厚 4.53 mm。本設(shè)計(jì)的塑料制件的壁厚為 1mm。 塑件壁厚應(yīng)盡量均勻，以免冷卻速度不同而產(chǎn)生附加應(yīng)力造成塑件變形等不合格情況的發(fā)生。 塑件形狀要便于模塑，所以沿料流方向，設(shè)計(jì)成流線形，并對(duì)內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)角都進(jìn)行了圓角，避免流動(dòng)死角。塑件的外表面沿脫模方向設(shè)計(jì)成圓弧狀，不僅使塑件美觀，更避免了脫模困難。對(duì)于本設(shè)計(jì)中的塑料制件為較長(zhǎng)的薄壁圓筒狀，因此，重點(diǎn)要考慮塑件長(zhǎng)筒狀部分的斜度， 以利于脫模，不會(huì)讓塑件受損。根據(jù)觀察、測(cè)量塑件的長(zhǎng)筒狀部分的斜度和加強(qiáng)筋部分的斜度分別為 1 和 2。 第二章 方案論證 本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品 彈簧固定筒，為一個(gè)薄壁深腔塑件，具有外螺紋 、 內(nèi)外有加強(qiáng)筋，以及外表面的軸肩結(jié)構(gòu)。 塑料件的外螺紋為非受力螺紋，螺紋的相對(duì)高度不高只有 %10018 5.1920 2.78%,同時(shí) pp 塑料為軟質(zhì)塑料，擁有足夠的彈性，外螺紋可采取強(qiáng)制脫模。 結(jié)合此塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，產(chǎn)品的脫?？梢圆捎玫姆桨赣?： 1) 采用推板的強(qiáng)行推出的方式 2) 采用二級(jí)推板的脫模方式 3) 采用推 板加哈呋模的脫模方式 針對(duì)此塑件的可行性脫模方式可以看出： a ) 若采用推板的強(qiáng)行推出的方式推出，應(yīng)考慮到外螺紋的強(qiáng)制性脫出，以及比較深腔和薄膜 、 與模具行腔接觸面積大的特點(diǎn)將很難將塑件完好的脫出，易使塑件變形或破裂。由此看出此方案并不可行； b) 若采用二級(jí)推板的脫模方式，在兩次推出時(shí)可以分散脫模力，保證塑件精度，避免了用推板的強(qiáng)行推出時(shí)易使塑件變形或破裂的情況。二級(jí)推出雖然確保了塑件的質(zhì)量，但是二級(jí)脫模中用第一級(jí)將塑件的主型心脫出后，再用第二級(jí)脫出階梯部分將其整體推出。在第二級(jí)推出時(shí)推出的小端部分 將會(huì)被第二級(jí)的推扳卡住，必須用手或其他附加的設(shè)備才能完全將塑件脫出。面對(duì)此情況，在要求生產(chǎn)效率高，能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作為目標(biāo)的企業(yè)追求條件下，此方案雖然可以脫出但并不是可行性強(qiáng)的方案； 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 14 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) c) 若采用推板加哈呋模的脫模方式，在哈呋模開(kāi)啟的過(guò)程中，確保外螺紋完好的同時(shí)也為推板推出時(shí)將推出的小端在推出后能夠直接掉出提供了條件。這就可以使得塑件在脫模時(shí)可以完全自動(dòng)的全部脫出，同時(shí)塑件完好。此方案為可行性最強(qiáng)的方案。 d) 管狀成型品的長(zhǎng)度尺寸較小時(shí)，如果以平行的方向且垂直于開(kāi)模方向作為脫模方向的話，可以說(shuō)使最佳 選擇。但是如果其長(zhǎng)度尺寸太大則將直接影響模具的模定性和注射成型機(jī)的選用的經(jīng)濟(jì)性。而且當(dāng)成形品表面不得有頂出針痕跡時(shí)，可能將成型品作成橫模方向，并且要特別設(shè)置油壓缸等推料裝置來(lái)解決成型品頂出的問(wèn)題，這樣一來(lái)，也會(huì)直接影響模具的制造成本。 成型通孔用的型芯大致有三種情況： a) 由一端固定的型芯來(lái)成型，這有時(shí)在孔的一端有不易修整的飛邊，更主要的是由于型芯系一端支撐，孔深時(shí)型芯易變彎曲； b) 由一端固定，一端口導(dǎo)向孔支撐的型芯來(lái)成型，這樣型芯有較好的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還能保證同心，但導(dǎo)向部分易 因?qū)蛘`差而磨損，而導(dǎo)致產(chǎn)生圓角溢料； c) 由兩個(gè)斷口固定的型芯來(lái)成型同樣有飛邊，由于不易保證兩型芯的同軸度一般應(yīng)將其中一個(gè)的直徑設(shè)計(jì)成比另一個(gè)大 0.1 1mm，這樣即使稍有不同心，也不致引起安裝和使用賞的困難，這樣可使型芯長(zhǎng)度縮短，增加了型芯的穩(wěn)定性。 根據(jù)此塑件的孔兩端大中心較小的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用兩端固定的型芯來(lái)成型。為保證兩型芯的軸度，將在兩型芯軸采用錐度配合，從而使同軸度保證時(shí)，管壁厚的均勻性得到保證。 第三章 注塑機(jī)的選用 第 3.1 節(jié) 注塑機(jī)的初步確定 塑件原材料是聚丙烯 ，密度是： =0.9g/cm3,選型腔數(shù)為 2 個(gè)，制品的質(zhì)量約為： q=18.5g，最大的注射量： 2 18+M 分 60g 選注射機(jī)選擇為： 捷霸 ECO JM55-EOCB 注塑機(jī) 捷霸 ECO JM55-EOCB 注塑機(jī)的各種參數(shù)為： （表 1.2） 注射部分 螺絲直徑 mm 25 鎖模部鎖模力 kN（ t） 539(55) 注射 重 量 g 2.3 移模行程 mm 235 oz 64 拉桿間距（水平 mm 320 320 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 15 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 分 垂直） 注射壓力 Mpa 196 最大模厚 mm 350 注射速率 cm3/s 300 最小模厚 mm 100 螺桿行程 mm 130 頂出行程 mm 80 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 300 頂出推力 kN 1916 電機(jī) 噴嘴移出量 mm 30 定位孔徑 mm 100 噴嘴球半徑 mm 10 其它 環(huán)境溫度 電熱功率 kw 6.1 外形尺寸 (LWH) m 3.0 0.97 1.8 電源 38V 10% 50/60Hz 重量 t 3 第 3.2 節(jié) 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 3.2.1 型腔數(shù)量的校核 行腔數(shù)量的確定要考慮的因素主要有：現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求 的塑料質(zhì)量、塑件成本機(jī)交貨期，起決定作用的因素很多，它既有技術(shù)方面因素，也有生產(chǎn)管理方面的因素。一般來(lái)說(shuō)從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，訂貨量大時(shí)可選用大型機(jī)、多行腔模具，對(duì)于小型制品行腔數(shù)與訂貨量間的關(guān)系為大體的高線性增長(zhǎng)的。同時(shí)，還要仔細(xì)考慮工廠現(xiàn)有的注塑機(jī)的規(guī)格和對(duì)塑件尺寸精度和重復(fù)性精度的要求。當(dāng)尺寸精度和重復(fù)性精度要去很高時(shí)應(yīng)盡量減少行腔的數(shù)目，在滿足其它各項(xiàng)要求的前提下應(yīng)盡量單行腔模具。 (1)型腔數(shù)確定 這里根據(jù)所選注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范及塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算可以選擇的型腔數(shù)。 根據(jù)塑化能力求型腔數(shù) 模具的塑化容量必須與注塑機(jī)的塑化能力相匹配，故型腔數(shù)可以根據(jù)塑化能力來(lái)決定。 n = qGtc6.3=xqG6100 （ 3-1） 式中 G 塑化能力， g/s x 每分鐘的注塑次數(shù)， x =60/ct q 一個(gè)塑件的質(zhì)量和它均分到的澆注系統(tǒng)質(zhì)量之和， g ct 成型周期， 50 160s 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 16 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) x =60/50=1.2 n= 2.195.186 1003 6 0 0106.113 21（個(gè)） .根據(jù)注塑機(jī)的最大注塑質(zhì)量求型腔數(shù) 注塑機(jī)的最大注塑質(zhì)量按國(guó)際慣例是注塑在常溫下密度為 s =1.05g/cm3 的普通聚苯乙烯的對(duì)空注塑量 som (g),實(shí)際注塑量 m 取機(jī)器最大注塑能力的 85%。注塑聚苯乙烯時(shí)模具型腔數(shù)最多為： n=qmso%85 （ 3-2） 聚丙烯屬結(jié)晶性材料，最大注塑量 m0 = 0.9 ms0s （ 3-3） 再代入上式計(jì)算型腔數(shù) 國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)常用理論注射容積 cV 表示注塑機(jī)的最大注塑能力， m0 = cV （ 3-4） 式中 注塑系數(shù)，對(duì) 于結(jié)晶性材料約為 0.85 常溫下某種塑料的密度，常溫下聚丙烯的密度 =0.9 代入得 n = 85%cV /q （ 3-5） = 5.18 9.085.064%85 = 2.25 2（個(gè)） 所以，最后取型腔數(shù)量為： n=2 個(gè)。注射機(jī)的最大注射量是合格，型腔數(shù)量的選擇也是可行的。 3.2.2 鎖模力的校核 選用注塑機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，否則模具分型面會(huì)在注射壓力下分開(kāi)而產(chǎn)生溢料。對(duì)于螺桿式注射機(jī)壓力損失較小，所以型腔壓力較大。鎖模力和成型面積的關(guān)系由下式確定： 2SPP 腔鎖 （ 3-6） 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 17 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 式中 鎖P-鎖模力（ N）； 腔P-型腔壓力，一般為 40-50MP ，這里取腔P=50MP； S-澆道、進(jìn)料口和塑件的投影面積（ 2cm ）； 經(jīng)過(guò)計(jì)算：制品的投影面積： 21 73.25 cmS 主流道的投影面積： 22 15.3 cmS 分流道的投影面積： 23 64.0 cmS 總面積： 2321 52.29 cmSSSS 所以，理論的需要的壓力： KNKNSPF 6.1471052.291050 46 腔 （ 3-7） 而實(shí)際注塑機(jī)的鎖模力為鎖P=539KN 因?yàn)椋?F鎖P ，所以注塑機(jī)的鎖模力是合格的。 3.2.3 開(kāi)模行程的校核 注射 機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。開(kāi)模距離的校核分兩種情況，一種是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚無(wú)關(guān)的校核；一種是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚有關(guān)的校核。本設(shè)計(jì)所選擇的注塑機(jī)是肘桿式的鎖模機(jī)構(gòu)其最大開(kāi)模行程不受模厚影響，系由曲軸連桿機(jī)構(gòu)的最大形成決定。對(duì)于但分型面注塑模開(kāi)模行程是應(yīng)以下公式校核： S H1 + H2 + 5 10 （ 3-8） H1 塑件脫模 （推出距離）距離， mm H2 塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)， mm S 注塑機(jī)最大開(kāi)模（移動(dòng)模板）行程， mm 根據(jù)模具設(shè)計(jì)，裝配圖可以確定此模具： H1=75mm， H2=84mm 所以， S = H1 + H2 + 5 10=75+84+5=164mm 而注塑機(jī)的最大開(kāi)距 kS =235mm, kS = 235 S = 164 所以注塑機(jī)的開(kāi)模行程是合格的。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 18 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射 機(jī)噴嘴出來(lái)后，達(dá)到型腔之前在模具中所流經(jīng)的通道，其作用是將熔融狀態(tài)的塑料從噴嘴處平穩(wěn)地引入模具型腔并在熔體填充和固化定型的過(guò)程中將注射壓力和保壓力傳遞到塑件的各個(gè)部位，以獲得組織致密，外形清晰，表面光潔和尺寸精確的塑料制件。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)的兩大類(lèi)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)注射成型效率和制件質(zhì)量有直接的影響，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵。 澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口，和冷料井四部分組成。 第 4.1 節(jié) 分型面的選擇 分型面為分開(kāi)模具取出塑料制件的面。注塑模具有一個(gè)分型面和多個(gè)分 型面。分型面的位置有垂直于開(kāi)幕方向、平行于開(kāi)模方向以及傾斜于開(kāi)模方向幾種。分型面有平面和曲面等。分型面的設(shè)計(jì)是否得當(dāng)。對(duì)之間質(zhì)量、操作難易。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜性有很大影響，主要應(yīng)考慮幾點(diǎn)： (1) 塑件在行腔中放置方位的確定 塑件從模內(nèi)取出時(shí)，一般只采用一個(gè)與注塑機(jī)開(kāi)模方向垂直的分型面，特殊情況下才采用較多分型面。應(yīng)設(shè)法避免與開(kāi)幕運(yùn)動(dòng)方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和側(cè)向抽芯，因?yàn)檫@樣會(huì)增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。為此安排塑件在型腔中的方位時(shí)要盡量避免與開(kāi)幕運(yùn)動(dòng)相垂直或傾斜的方向有側(cè)凹或側(cè)孔。 (2) 分型面形狀的確定 一般分型面是與注 塑機(jī)開(kāi)模方向相垂直的平面，但也有將分型面做成傾斜的平面，是為了有的時(shí)候利用錐面增加合模對(duì)中性，雖然此種情況的加工比較困難，但型腔制造和制品脫模比較容易。 (3) 分型面位置的選擇 除了必須開(kāi)設(shè)在制件段面輪廓最大的地方才能使制件順利地從型腔中脫出外，還因考慮以下幾種因素。 第一， 因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊獾臅?huì)在塑件上留下溢料痕跡，或拼合不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面最好不選在制品光滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。 圖 4.1 澆注系統(tǒng)視圖 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 19 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 第二， 從制品的推出裝置設(shè)置方便考慮，分型時(shí)要盡可能地使制件留在動(dòng)模邊，一般薄壁筒形制件，收縮后易包附在型芯上，將型芯設(shè)在動(dòng)模邊是合理的 。 第三， 從保證制件相關(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)最好把要求的同心部分放在模具分型面的同一側(cè)。 第四， 有側(cè)凹后側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)測(cè)向分型抽芯時(shí)，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向分型距離都較小。取分型面時(shí)應(yīng)首先考慮將抽芯或分型距離長(zhǎng)的一邊放在動(dòng)、定模開(kāi)模方向在將短的一端作為側(cè)向分型或抽芯。 根據(jù)塑料制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)確定分型面的位置。本塑料件為長(zhǎng)筒型的結(jié)構(gòu)，抽芯結(jié)構(gòu)比較長(zhǎng)不利于橫向抽芯，只能靠順著模具的開(kāi)模過(guò)程的運(yùn)動(dòng)使其型心脫出。這樣既可將模具的側(cè)面距離不會(huì)太大，同時(shí)還 有效利用注塑機(jī)的開(kāi)模過(guò)程將塑件脫出。 塑件的結(jié)構(gòu)高度對(duì)稱，不存在有怪異結(jié)構(gòu)。本塑料件的結(jié)構(gòu)是中間有凸沿，依此結(jié)構(gòu)塑件的分型面應(yīng)設(shè)計(jì)在凸沿最大處。 第 4.2節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個(gè)部位，并在充填保壓過(guò)程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制品。澆注系統(tǒng)隨朱塑機(jī)的種類(lèi)不同而略有區(qū)別，但基本組成是四部分：主流道、分流道、澆口和冷料井。 4.2.1 主流道的設(shè)計(jì) 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，截面為圓形，并帶有一定錐度，熔料在主流道中并不改變方向。 主流道的結(jié)構(gòu)分為：整體式主流道；組合式主流道；襯套式主流道。本設(shè)計(jì)主流道要過(guò)三塊板，難于配合還容易出現(xiàn)飛邊。因此，此設(shè)計(jì)應(yīng)用襯套式 圖 4.2 主流道導(dǎo)套圖 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 20 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 主流道，此結(jié)構(gòu)是目前最常用的主流道結(jié)構(gòu)，它以澆口套的形式鑲于模板中，適用于所有注塑模具，這種形式，便于加工、拆卸和熱處理。 (1)主流道設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，主流道多涉及呈圓錐形，其錐角為 ，對(duì)流動(dòng)性差的熔料，錐角 可取 。 主流道大端成圓角，其半徑 r 為 mm,以減少熔料轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的助力。 主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，壓力損失加大，熔料降溫過(guò)多影響成型，主流道長(zhǎng)度應(yīng)小于 60mm。 為了使熔融塑料能從噴嘴出完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注塑機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，其對(duì)接處常設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑略大于噴嘴頭半徑。 主流道的表面應(yīng)盡量加工光滑，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺。 對(duì)流動(dòng)性好的塑料，如： PP 等，主流道的尺寸可小些，而對(duì)于流動(dòng)性差的塑料，如： PC、 PS 等，主流道的尺寸應(yīng)大些 。 由于主流道要與噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道的部分應(yīng)盡量?jī)?yōu)先采 用襯套式，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材加工和熱處理。 (2)主流道設(shè)計(jì)的具體準(zhǔn)則 為了能有效地傳遞壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化，主流道與分型面垂直，為便于流道凝料拔出，設(shè)計(jì)成 2 （ 兩度到四度 ）錐角的圓錐形。 內(nèi)壁表面粗糙度小于 0.63 1.25 m。 內(nèi)壁研磨拋光時(shí)不形成與開(kāi)模方向垂直的劃痕，以免造成脫模困難。主流道與噴嘴接觸處作半球形凹坑，二者配合嚴(yán)密，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑 R2比噴嘴球頭半徑 R1大 1 2mm,R2=R1+(1 2)=21mm，主流道小端直徑比注塑機(jī)噴嘴孔徑大 0.5 1mm，取 4mm。大端直徑比分流道深度大 1.5mm以上。臺(tái)階轉(zhuǎn)角半徑 R 宜大一些，以免淬火開(kāi)裂或應(yīng)力集中 ,取 R=3mm。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T8A 制作，并經(jīng)熱處理 淬火 +低溫回火提高硬度至 55 60HRC。 將襯套與定位環(huán)分開(kāi)設(shè)計(jì)，定位環(huán)用于安裝模具時(shí)作定位作用，并高出模具表面5(5 10)mm 緊壓在機(jī)器定模板與模具定模板之間，用來(lái)承受主流道襯套被反向壓出的力。同時(shí)為減少模具的總厚 度將小型芯的受力也作用在定位環(huán)上，將定位環(huán)設(shè)計(jì)成階梯狀讓小型芯所傳遞的力傳遞到注塑機(jī)的底板上，就可以減少一塊固定板從而使模具的總厚度有所減少。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 21 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 4.2.2、拉料桿的設(shè)計(jì) 由于注塑機(jī)噴嘴與冷模具接觸降溫，致使噴嘴前端存有一段低溫料，為了除盡這段冷料，在主流道對(duì)面設(shè)計(jì)冷料井使冷料不進(jìn)入分流道和型腔，通常的設(shè)計(jì)采用有冷料井。常見(jiàn)的冷料井有以下三種： 冷料井底部帶推桿的冷料井 帶球行頭拉料桿的冷料井 無(wú)拉料冷料井 主流道襯套裝彈簧的形式 本設(shè)計(jì)的材料選用聚丙烯，聚丙烯的流動(dòng)性較好。再加上此設(shè)計(jì)的模具厚度大，推料桿長(zhǎng) 的結(jié)構(gòu)。綜合各個(gè)方面其最佳拉料桿方案選擇為帶球行頭拉料桿的冷料井。 4.2.3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道主要對(duì)進(jìn)入模具的熔料起分流和轉(zhuǎn)向作用，多型腔的模具一定要設(shè)置分流道，若是單型腔成型大型塑件，如采用多澆口進(jìn)料，也需要設(shè)置分流道。 （ 1） 分流道設(shè)計(jì)的原則 熔體應(yīng)以最短的路徑、最小的熱量和壓力損失，快速射入型腔。 熔料從各交口進(jìn)入性強(qiáng)的溫度和壓力應(yīng)相同，以保證各型腔中制品的收縮率相同。 分流道的轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)渡，與交口的連接處應(yīng)加工成斜面，以利熔料的流動(dòng)。 保證足夠的注塑壓力時(shí)，分流道的截面和長(zhǎng)度應(yīng)盡量取小值。 （ 2）分流道的截面形狀 常用的截面形狀有圓形、 U 形、梯形、拋物線形、矩形等。在選擇截面形狀時(shí)，要綜合考慮熱效率、流道效率、加工難度等幾個(gè)方面因素。榮撂在流道中流動(dòng)時(shí)，與模具接觸的塑料冷凝固化，起絕熱作用，熔料僅在流到中心流動(dòng)。因此，分流道的理想狀態(tài)應(yīng)是其中心線與澆口中心線位于同一直線上。圓形截面流道就可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，加之它易于加工，故最常用。 （ 3）分流道的截面尺寸和長(zhǎng)度 分流道的截面尺寸與所用塑料的種類(lèi)、塑件壁厚、形狀，體積、分流道長(zhǎng)度等多種因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于流動(dòng)性好的塑料，如 PP 、 PE 等， 當(dāng)分流到很短時(shí)，其截面尺寸為 2mm 左右； 對(duì)于流動(dòng)性差的塑料，如 PC、 PVC、 PMMA 等，分流道直徑可達(dá) 12mm 以上，中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 22 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 大多數(shù)塑料所用的分流道直徑在 6 10 之間。 分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔總體布置方案和澆口位置，從輸出熔體時(shí) 減少壓力損失和熱量損失，及減少流道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求分流道長(zhǎng)度最短。 （ 4）分流道的布置形式 分流道的布置取決于型腔的布局，其布置形式主要有平衡式和非平衡式兩種。 平衡式布置要求主流道至各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度、形狀、截面尺寸等都必須對(duì)應(yīng)相等，使各個(gè)型腔達(dá)到熱平衡和熔料流動(dòng)平衡。 非 平衡式布置是從主流道至各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度不盡相同，為使各個(gè)型腔能同時(shí)均衡進(jìn)料，其澆口尺寸必定不同，需要經(jīng)過(guò)仔細(xì)計(jì)算 。 4.2.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，澆口的形狀和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)流道中斷面尺寸最小的部分，對(duì)沖模流動(dòng)起著控制作用成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離。因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件外觀。 (1) 澆口的作用 澆口是注塑機(jī)澆注系統(tǒng)的最后部分，也是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，主要作用如下： 由 于澆口處截面最小，因此流速也最快，可使熔料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔。 當(dāng)型腔被充滿后，誰(shuí)著溫度的下降，澆口處熔料能迅速冷卻古話，將型腔封閉，可防止型腔內(nèi)為冷卻的熔料會(huì)流出來(lái)。 由于澆口截面狹窄，所以澆口處塑料強(qiáng)度很低，很容易斷裂，便于制品脫模。 澆口的長(zhǎng)度和截面尺寸可以在試模時(shí)適當(dāng)調(diào)整，由此來(lái)調(diào)整澆口處熔料的凝料時(shí)間，以及熔料沖模時(shí)的流動(dòng)性能。 (2) 澆口尺寸的選擇 澆口尺寸的選擇一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，先取小值，然后在試模過(guò)程中逐步修正。一般要求是：澆口截面積于分流道截面積之比約為 0.03 0.09，截面常為圓形或矩形。 澆口截面高度 h 可取制品最小壁厚的 1/3 2/3，或 0.5 2mm。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 23 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 在流速和壁厚均為正常的情況下，澆口截面寬度 b通常比分流道窄一些。對(duì)小型制品，其寬度約為高度的 3 10 倍；對(duì)大興致貧或特殊扇形澆口，其寬度可大于高度 10 倍。 澆口長(zhǎng)度 L應(yīng)盡量短，這樣對(duì)減小熔料的流動(dòng)助力和增大流速均有利，一般澆口長(zhǎng)可取 0.7 2mm。 交口與型腔連接處應(yīng)做成 R0.5 的圓角或 0.5 45的倒角，可防止制品與澆口凝料分離時(shí)損傷制品。 為熔料的流動(dòng)，澆口與分流道的連接處應(yīng)平緩過(guò)渡，可用小圓弧光滑連接。 也可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算澆口的深度 h h=k （ 4-1） 式中 制品厚度， mm； k 材料系數(shù)，聚丙烯為 0.7。 h=0.7 1=0.7mm 澆口寬度： W =30Ak （ 4-2） 式中 A 凹模邊型腔表面積，即塑件外表面積 mm2。 A=2 r h 2 3.14 (20 13.4 +29 1.6 +18 39 +20 16 +11 14) =4953.66 mm2 W =30 66.49537.0 1.64mm 澆口臺(tái)階長(zhǎng) l =0.5 2.0mm，這里取 1mm。 針對(duì)設(shè)計(jì)的情況，根據(jù)本設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的外觀要求和密封要求，澆口形式采用側(cè)澆口形式，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易于保證加工精度。本設(shè)計(jì)選用的澆口尺寸為澆口截面高度 h 取 0.7，澆口截面寬度 b 為 2 mm，澆口長(zhǎng)度 L 為 1 mm，交口與型腔連接處應(yīng)做成 R0.5 的圓角。 4.2.5 排氣槽的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排除，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清、型 腔不能完全充滿等弊病，同時(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過(guò)高 ，黏度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生裂痕。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須充分的考慮中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 24 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 排氣問(wèn)題。 排氣方式的設(shè)計(jì)有： 利用分型面或配合面間隙排氣； 開(kāi)設(shè)專(zhuān)用排氣槽，本設(shè)計(jì)根據(jù)聚丙烯性能可選槽深 0.02 0.03 mm，寬約 5 10mm； 用多孔燒結(jié)金屬塊排氣； 負(fù)壓及真空排氣。利用分型面排氣是最簡(jiǎn)便的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)，排氣槽的尺寸一有利于排氣，但又不溢料為原則。本設(shè)計(jì)就采用了分型面及配 合縫排起。 第 4.3節(jié) 流動(dòng)比的計(jì)算 為了將物料把型腔完全充滿，在設(shè)計(jì)澆口和確定大型制品澆口數(shù)量時(shí)，必須考慮流動(dòng)比的因素。流動(dòng)比計(jì)算公式為： 流動(dòng)比 = ni iiL1 （ 4-3） Li 流路各段長(zhǎng)度， mm 流路各段厚度， m 查得聚丙烯的流動(dòng)比在注塑壓力 120MPa 下為 280；注塑壓力 70MPa 下為 200 本設(shè)計(jì)中的流動(dòng)比為 流動(dòng)比 = 97/6 + 30/4 + 1/0.7 + 5/1.6 + 52/1 + 2/1.2 + 14/1 + 10/1 = 105.888 200 由此可見(jiàn)本設(shè)計(jì)中的流道體統(tǒng)可以將物料充滿整個(gè)型腔。 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 構(gòu)成模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模、凸模、型心、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接觸，他的質(zhì)量直接關(guān)系到制件的質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性，以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力，有足夠的精度和適當(dāng)?shù)谋砻娲植诙龋ㄒ话?Ra 0.4 m 以下），以保證塑料制品的光亮美觀、容 易脫模。一般來(lái)說(shuō)成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，或預(yù)硬化處理，使其具有 HRC30 以上的硬度。 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 25 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 第 5.1 節(jié) 成型零件鋼材的選用 5.1.1 選用要求 （ 1） 機(jī)械加工性能好。選用易于切削，切在加工后能得到高精度 （ 2） 耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓熔體沖擊，而且還受冷溫度交變英里作用。一般的高碳鋼，可經(jīng)熱處理獲得高硬度在 HRC50 55以上 ，但韌性差異形成表面裂紋，不易采用。所選鋼應(yīng)能使注射模減少拋光修模次數(shù)，能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度，達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命。 （ 3） 具有耐磨蝕性能。 第 5.2 節(jié) 凹模的設(shè)計(jì) 5.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的塑料制件是一個(gè)圓筒形的結(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)就可以確定凹模的結(jié)構(gòu)是以圓環(huán)為主體的，中間同時(shí)會(huì)有成型塑件加強(qiáng)筋的小槽。型腔的主要結(jié)構(gòu)就此圓洞，但是由于塑件長(zhǎng)度較大，在型腔中的形狀并不單一，有斜度、小槽及倒角等。因此其結(jié)構(gòu)得采用多型腔板。 5.2.2 凹模尺寸的計(jì)算 成型零件尺寸計(jì)算的方法之中按平均收縮率計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)便易行，同時(shí)也是最常用的計(jì)算方法，本設(shè)計(jì)也是采用這種方法。聚丙烯的平均收縮率2/)( M INM A X SSS =（ 3.0%+1.0%） /2=2.0%，以 %0.2SCP ，塑件的表面要求不高時(shí)，它的配合部分制造公差可選，對(duì)應(yīng)模具制造公差 IT10；非配合部分就可以選擇制造公差為 MT6，對(duì)應(yīng)的模具制造公差為 IT11。 (1) 型腔的徑向尺寸計(jì)算 塑件平均尺寸為：2 PPCP LL （ 4-3） SCPPCPMCP LL 1 （ 4-4） 型腔徑向名義尺寸 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 26 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 22 mwM P CM LL （ 4-5） 式中 ML 型腔（孔）的最小尺寸， mm w 型腔使用過(guò)程中允許的最大磨損量（取塑件總誤差的 1/6，一般在0.02 0.05mm 之間） m 成型零件的制造誤差（正值，小尺寸范圍內(nèi)模具制造公差取塑件公差的 1/3） PL 塑件（軸）的最大名義尺寸 ,mm 塑件偏差（負(fù)值） 出于修?？?慮，對(duì)型腔徑向尺寸來(lái)說(shuō)易修大，預(yù)留一負(fù)修模余量 r ,標(biāo)上制造公差m得型腔徑向名義尺寸： mmwM P CM LL )22( （ 4-6） 對(duì)于注塑模，型腔磨損量很小時(shí)，可用下式計(jì)算： ML = )( mMPCL +m （ 4-7） 螺紋處 塑件的徑向尺寸 LP1=19.5mm，塑件偏差精度等極為 MT4，值為 0.32 LPCP1 = 19.5 - 0.032/2 = 19.34mm； LMCP1 = 19.34/(1 2.0%) = 19.735 mm 模具型腔按 MT10 級(jí)精度制造，其制造偏差m = 0.028mm， LM1 = (19.735 - 0.028/2 0.04/2 0.028/7 )+0.028 =19.689+0.028mm 凸沿處 塑件的徑向尺寸 LP2 = 29mm，塑件偏差精度等極為 MT6，值為 0.36 LPCP2 = 29 - 0.036/2 = 28.82mm； LMCP2 = 28.82/(1 2.0%) = 29.408 mm 模具型腔按 MT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m = 0.13mm， LM1 = (29.408 0.043/2 0.04/2 0.13/7 )+0.13 =29.348+0.13mm A 斷面處 塑件的徑向尺寸 LP3= 20mm，塑件偏差精度等極為 MT6，值為 0.13 LPCP3 = 20 0.28/2 = 19.86mm； 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 27 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) LMCP3 = 19.86/(1 2.0%) = 20.265 mm 模具型腔按 MT11 級(jí)精度制造，其制造偏差m = 0.13mm， LM3 = (20.265 0.13/6 0.04/2 0.13/7 )+0.13 =20.205+0.13mm 加強(qiáng)筋大端處 塑件的徑向尺寸 LP4 = 17mm，塑件偏差精度等極為 MT6，值為0.11 LPCP4 = 17 0.28/2 = 16.86mm； LMCP4 = 16.86/(1 2.0%) = 17.204 mm 模具型腔按 MT11 級(jí)精度制造，其制造偏差m = 0.037mm， LM4 = (17.204 0.11/6 0.04/2 0.11/7 )+0.037 =17.135+0.037mm 15 處塑件徑向尺寸 LP5 = 15mm，塑件偏差精度等極為 MT6，值為 0.11 LPCP5 = 15 0.28/2 = 14.86mm； LMCP5= 14.86/(1 2.0%) = 15.163 mm 模具型腔按 MT11 級(jí)精度制造，其制造偏差m = 0.037mm， LM5 = (15.163 0.11/6 0.04/2 0.11/7 )+0.037 =15.109+0.037mm 加強(qiáng)筋小端 16 處 塑件的徑向尺寸 LP6 = 17mm，塑件偏差精度等極為 MT6，值為0.11 LPCP6 = 16 0.28/2 = 15.86mm； LMCP6 = 15.86/(1 2.0%) = 16.184 mm 模具型腔按 MT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m = 0.037mm， LM6 = (16.184 0.11/6 0.04/2 0.11/7 )+0.037 =16.13+0.037mm 小端 11處 塑件的徑向尺寸 LP7 = 11mm，塑件偏差精度等極為 MT6，值為 0.11 LPCP7 = 11 0.24/2 = 10.88mm； 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 28 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) LMCP7 = 10.88/(1 2.0%) = 11.102 mm 模具型腔按 MT11 級(jí)精度制造，其制造偏差m = 0.037mm， LM4 = (11.102 0.11/6 0.04/2 0.11/7 )+0.037 =11.102+0.037mm (2) 型腔的深度尺寸計(jì)算 型強(qiáng)深度尺寸以其最小尺寸為名義尺寸，同時(shí)有正公差，標(biāo)注為 mMH 。對(duì)行腔深度不考慮脫模磨損，所以其平均尺寸為： HMcp = HM +2m （ 4-8） 對(duì)應(yīng)塑件上的高 HP為最大尺寸，偏差 為負(fù)偏差，其平均尺寸為： HPcp = HP - 2 （ 4-9） SCPPCPMCP HH 1 （ 4-10） 本設(shè)計(jì)中型腔容易修淺，型腔深度計(jì)算公式為： HM = HMcp - 2m + r m （ 4-11） 若取修模余量為2m，則型腔深度計(jì)算公式可變?yōu)椋?HM = HMcp m （ 4-12） 塑件的高度 為： HPcp1 = HP1 /2 = 9 0.20/2 = 8.90 HMcp1 = 8.90/(1 2.0%) = 9.082 HM1 = 9.082 0.09/6 + /7+0.03 = 9.08+0.03 塑件的高度 為： HPcp2 = HP2 /2 = 15 0.28/2 = 14.86 HMcp 2= 14.86/(1 2.0%) = 15.163 HM2 = 15.163 0.11/6 + /7+0.037 = 15.16+0.037 塑件的高度 為： 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 29 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) HPcp3 = HP3 /2 = 54 0.56/2 = 53.72 HMcp3 = 53.72/(1 2.0%) = 54.816 HM3 = 54.816 0.19/6 + /7+0.063 = 54.812+0.063 塑件的高度 為： HPcp4 = HP4 /2 = 69 0.64/2 = 68.68 HMcp4 = 68.68/(1 2.0%) = 70.082 HM4 = 70.082 0.19/6 + /7+0.063 = 70.078+0.063 塑件的高度 為： HPcp5 = HP5 /2 = 70 0.64/2 = 69.68 HMcp5 = 69.68/(1 2.0%) = 71.102 HM5 = 71.102 0.19/6 + /7+0.063 = 71.098+0.063 塑件的高度 為： HPcp6 = HP6 /2 = 84 0.72/2 = 83.64 HMcp6 = 83.64/(1 2.0%) = 85.347 HM6 = 85.347 0.22/6 + /7+0.073 = 85.342+0.073 塑件的受力凸沿厚度為： HPcp7 = HP7 /2 = 1.6 0. 46/2 = 1.37 HMcp7 = 1.37/(1 2.0%) = 1.398 HM7 = 1.398 0.06/6 + /7 = 1.379 塑件小端處加強(qiáng)筋厚度： HPcp8 = HP8 /2 = 1.1 0. 26/2 = 0.97 HMcp8 = 0.97/(1 2.0%) = 0.99 HM8 = 0.99 0.06/6 + /7 = 0.971 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 30 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 第 5.3 節(jié) 型芯的設(shè)計(jì) 5.3.1 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)本設(shè)計(jì)塑件的形狀特點(diǎn)，型芯的主體形狀是圓桿，其中還要有階梯狀的圓。塑件中有兩個(gè)側(cè)孔是利用型芯和型腔的錯(cuò)位配合而成。因此在型芯上應(yīng)有相應(yīng)的凸出的結(jié)構(gòu)。塑件中心的洞有兩邊大的特點(diǎn)，此結(jié)構(gòu)就要求型芯分成兩個(gè)在中間的小筒處配合。塑件的內(nèi)筒里有加強(qiáng)筋加固結(jié)構(gòu)，此因在型芯上應(yīng)有相應(yīng)的凹槽結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上幾點(diǎn)就可以確定出模具型芯的總體結(jié)構(gòu)。 5.3.2 型芯尺寸的計(jì)算 型芯徑向尺寸的計(jì)算 用型芯成型塑件內(nèi)孔時(shí)，在公差標(biāo)注中，規(guī)定型芯（軸 ）的最大尺寸為名義尺寸 LM ，其偏差 w 為負(fù)，而對(duì)應(yīng)塑件的內(nèi)表面（孔）的最小尺寸為名義尺寸 LP，偏差 為正值，但考慮了型芯允許磨損 w 之后，型芯徑向平均尺寸為： LMcp = LM 2m 2w （ 4-13） 塑件上平均尺寸為 LPcp = Lp + 2 （ 4-14） 型芯名義尺寸標(biāo)上制造公差為 LM = （ LMcp + 2m + 2w + r）m （ 4-15） SCPPCPMCP LL 1 （ 4-16） 型芯 10 處的徑向尺寸： LPcp1 = Lp1 + /2 = 10 + 0.38/2 = 10.19 LMcp1 = LPcp1 /(1 0.2%) = 10.19/(1 0.2%) = 10.398 模具型腔按 IT11 級(jí)精度制造，制造偏差 m=0.03mm， LM1 = （ LMcp1 + m/2 + w/2 + r/2）m = （ 10.398 + 0.03/2 + 0.02 + 0.013） -0.03 = 10.446-0.03 型芯 9 處的徑向尺寸為： LPcp2= Lp2 + /2 = 9 + 0.20/2 = 9.1 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 31 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) LMcp2 = LPcp2 /(1 0.2%) = 9.1/(1 0.2%) = 9.286 模具型腔按 IT11 級(jí)精度制造，制造偏差 m=0.019mm， LM2 = （ LMcp2 + m/2 + w/2 + r/2）m = （ 9.286 + 0.019/2 + 0.02 + 0.017/2） -0.019 = 9.324-0.019 型芯 13 處的徑向尺寸為： LPcp3= Lp3 + /2 = 13 + 0.46/2 = 13.23 LMcp3 = LPcp3 /(1 0.2%) = 13.23/(1 0.2%) = 13.5 模具型腔按 IT11 級(jí)精度制造，制造偏差 m=0.037mm， LM3 = （ LMcp3 + m/2 + w/2 + r/2）m = （ 13.5 + 0.037/2 + 0.02 + 0.031/2） -0.037 = 13.554-0.037 型芯 16 處的徑向尺寸為： LPcp4= Lp4 + /2 = 16 + 0.54/2 = 16.27 LMcp4 = LPcp4 /(1 0.2%) = 16.27/(1 0.2%) = 16.602 模具型腔按 IT11 級(jí)精度制造，制造偏差 m=0.037mm， LM4 = （ LMcp4 + m/2 + w/2 + r/2）m = （ 16.602 + 0.037/2 + 0.02 + 0.031/2） -0.037 = 16.656-0.037 型芯 18 處的徑向尺寸為： LPcp5= Lp4 + /2 = 18 + 0.54/2 = 18.27 LMcp5 = LPcp5/(1 0.2%) = 18.27/(1 0.2%) = 18.643 模具型腔按 IT11 級(jí)精度制造，制造偏差 m=0.037mm， LM4 = （ LMcp4 + m/2 + w/2 + r/2）m = （ 18.643 + 0.037/2 + 0.02 + 0.031/2） -0.037 = 18.697-0.037 (1) 型芯長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算 型芯高度的計(jì)算也有類(lèi)似型腔的情況，多數(shù)情況下型芯容易修長(zhǎng)，修模時(shí)將型芯固定板上表面磨去一層，則型芯增長(zhǎng)。個(gè)別情況型芯才會(huì)修短。同行腔的高度尺寸類(lèi)似型芯長(zhǎng)度尺寸的計(jì)算公式為： HM = HMcp + 2m r m （ 4-17） 小型芯中長(zhǎng) 為： HPcp1 = HP1 + /2 = 4 + 0.52/2 = 4.26 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m =0.016mm， HMcp 1= 4.26/(1 2.0%) = 4.347 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 32 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) HM1 = HMcp1 + m rm = 4.348-0.016 小型芯中長(zhǎng) 為 : HPcp2 = HP2 + /2 = 14 + 0.48/2 = 14.24 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m =0.037mm， HMcp2= 14.24/(1 2.0%) = 14.531 HM2 = 14.531 + 0.11/6 0.11/7 -0.037 = 14.534-0.037 大型芯中長(zhǎng) 為 : HPcp1 = HP1 + /2 = 15 + 0.74/2 = 15.37 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m =0.037mm， HMcp1= 15.37/(1 2.0%) = 15.684 HM1 = 15.684 + 0.11/6 0.11/7 -0.037 = 15.718-0.037 大型芯中長(zhǎng) 為 : HPcp2 = HP2 + /2 = 19 + 0.82/2 = 19.41 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m =0.043mm， HMcp2= 19.41/(1 2.0%) = 19.806 HM2 = 19.806 + 0.13/6 0.13/7 -0.043 = 19.846-0.043 大型芯中長(zhǎng) 為 : HPcp3 = HP3 + /2 = 56 + 1.3/2 = 56.65 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m = 0.063mm， HMcp3= 56.65/(1 2.0%) = 57.806 HM3 = 57.806 + 0.19/6 0.19/7 -0.063 = 57.865-0.063 大型芯中長(zhǎng) 為 : HPcp4 = HP4 + /2 = 67 + 1.48/2 = 67.74 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m = 0.063mm， HMcp4= 67.74/(1 2.0%) = 69.122 HM4 = 69.133 + 0.19/6 0.19/7 -0.063 = 69.181-0.063 大型芯中長(zhǎng) 為 : HPcp5 = HP5 + /2 = 70 + 1.48/2 = 70.74 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m = 0.063mm， HMcp5= 70.74/(1 2.0%) = 72.184 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 33 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) HM5 = 72.184 + 0.19/6 0.19/7 -0.063 = 72.243-0.063 大型芯中長(zhǎng) 為 : HPcp6 = HP6 + /2 = 84 + 1.48/2 = 84.74 模具型芯按 IT11 級(jí)精度制造，其制造偏差 m = 0.073mm， HMcp6= 84.74/(1 2.0%) = 86.469 HM6 = 86.469 + 0.22/6 0.22/7 -0.073 = 86.537-0.073 第 5.4 節(jié) 型腔螺紋部分的尺寸確定 由于塑件的外螺紋是洗滌劑瓶彈簧固定管的外螺紋要起配合連接作用，因此螺紋處的尺寸要求也較高要準(zhǔn)確。再加上塑件中的外螺紋不是大眾尺寸，就必須通過(guò)材料的收縮率確定相應(yīng)型腔的準(zhǔn)確尺寸。 5.4.1 螺紋型環(huán)的尺寸計(jì)算 Dmd = ( Dsd + DsdScp z ) od （ 4-18） Dmz = ( Dsz + DszScp z ) oz （ 4-19） Dms = ( Dss + DssScp s) os （ 4-20） Pm = ( P + P Scp ) P （ 4-21） Scp 塑料平均收縮率 2% z 塑件螺紋中經(jīng)公差 Pm 螺紋型環(huán)的螺距 (mm) P 塑件外螺紋 螺距基本尺寸 Dmd 、 Dmz、 Dms 分別為螺紋環(huán)大徑、中經(jīng)、小徑 (mm) Dsd 、 Dsz、 Dss 分別為塑件外螺紋的大、中、小基本尺寸 d 、 z 、 s 、 p 分別為螺紋環(huán)大徑、中經(jīng)、小徑螺距的制造公差 Dmd = ( 19.5 + 19.5 2% 0.118 ) 0+0.03 = 19.7720+0.03 Dmz = ( 19.35 + 19.35 2% 0.118) 0+0.02 =19.619 0+0.02 Dms = ( 18.917 + 18.917 2% 0.118) 0+0.03 = 19.1770+0.03 Pm = ( 1 + 1 2%) 0.03 圖 4.1 螺紋尺寸圖示 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 34 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) = 1.02 0.03 第 5.5 節(jié) 側(cè)壁厚度計(jì)算 塑料模具在使用過(guò)程中主要承受來(lái)自兩方面的力。一是來(lái)自注塑機(jī)的鎖模力，鎖模力會(huì)使分型面處產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力。另一方面是高壓的塑料熔體注入型腔，壓力的作用在模具型腔的側(cè)壁和底板上。因此，凹模板和動(dòng)模墊板是構(gòu) 成型腔的主要受力構(gòu)件。型腔的壁厚計(jì)算以型腔內(nèi)最大峰值壓力為依據(jù)，該壓力是在型腔完全充滿之后，在壓實(shí)的過(guò)程中產(chǎn)生的，采用的材料是碳鋼。本設(shè)計(jì)中是采用的整體式圓形型腔。 經(jīng)驗(yàn)分析表明對(duì)于大尺寸的型腔剛度的不足是主要矛盾，因按鋼都條件計(jì)算型腔壁厚，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)度不夠而破壞，因此應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。 5.1.1 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 本設(shè)計(jì)中的塑料制件為小塑件（內(nèi)半徑 R 104 故冷卻水屬穩(wěn)定湍流狀態(tài)，冷卻效果良好。 (10)冷卻水進(jìn)出口溫差校核 vCdGtt i 221 900 （ 8-11） =25.110418701.0900 10375.7 326 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 39 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) =5 與原設(shè)定值一致。 第 8.3 節(jié) 冷卻水道的布局 8.3.1 冷卻水道的布置 為了能跟好的是型腔及型芯能夠有較好的冷卻效果，是模具的溫度不至于太高型腔采用環(huán)形冷卻水道布置。如圖所示： 結(jié) 束 語(yǔ) 綜上 所述，本課題洗滌劑瓶彈簧固定管塑料注射模具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是塑件的自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)有外螺紋，薄壁長(zhǎng)筒狀，外面還有凸沿的階梯結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)綜合塑件的個(gè)特點(diǎn)在滿足當(dāng)今社會(huì)追求效率和自動(dòng)化的前提下采用哈呋模加推板的脫模結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)的模具在工作過(guò)程中：開(kāi)模時(shí)由于塑件的冷卻收縮，率先緊固在型芯上首先就脫離型腔。然后隨哈呋的打開(kāi)推板也前進(jìn)，最后使制品脫出模具，從而順利完成塑件的生產(chǎn)。合模時(shí)復(fù)位。楔緊塊是用來(lái)防止在注射時(shí)型芯位移的。 設(shè)計(jì)過(guò)程中理論設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合。是長(zhǎng)筒薄壁加凸沿結(jié)構(gòu)模具的一個(gè)典型范 例。 圖 8.1 冷卻水道布置圖 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 40 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 致 謝 指導(dǎo)老師 劉新民 敬愛(ài)的老師、親愛(ài)的同學(xué)： 大學(xué)生活是一個(gè)人一生中難以忘懷的一段時(shí)光。四年的生活轉(zhuǎn)眼過(guò)去了，在這難忘的時(shí)間里，老師、同學(xué)對(duì)于我的成長(zhǎng)給了極大的幫助。 在此，我要感謝這里的辛勤耕耘的教師們，對(duì)于你們的付出我表示崇高的敬意。同時(shí)也要感謝在這四年中給與我?guī)椭椭С值耐瑢W(xué)們，在此給你們說(shuō)聲謝謝！ 還有我要感謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師劉新民老師。 劉新民 導(dǎo)師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)， 做事認(rèn)證負(fù)責(zé)， 學(xué)識(shí)淵博，品德高尚，平易近人， 同時(shí)劉老師的思維使我們跟進(jìn)一步把知識(shí)同社會(huì)相聯(lián)系讓我們受益匪淺。 在我學(xué) 習(xí)期間不僅傳授了做學(xué)問(wèn) 要點(diǎn) ，還 言傳身教了做人的準(zhǔn)則。這些都將使我終生受益。無(wú)論是在論文的選題、資料查詢、開(kāi)題階段，還是在 論文 研究和撰寫(xiě)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，無(wú)不得到導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和幫助。我愿借此機(jī)會(huì)向 劉新民 導(dǎo)師表示衷心的感謝！ 參 考 文 獻(xiàn) 1. 張文華主編塑料模具設(shè)計(jì)制圖實(shí)務(wù)北京航天工業(yè)出版社 1999 2. 加 H瑞斯 (H Rees)著朱元吉譯模具工程北京化學(xué)工業(yè)出版社 1998 3. 申開(kāi)智主編塑料成型模具北京中國(guó)輕工業(yè)出版社 2002 .9 第二版 4. 立其洪李軒主編塑料成型問(wèn)答北京機(jī)械工業(yè) 出版社 2004.6 5. 王文廣田寶善田雁晨主編塑料模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例北京化學(xué)工業(yè)出版社 2003.12 6. 宋玉恒主編塑料注射模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)北京航天工業(yè)出版社 1994.8 7. WollSLB Cooper D J Pattern-based closed-loop quality control for injection molding process J Polym Eng Sci 1997. 37(5): 801 812 8. 王樹(shù)勛鄧庚厚編典型注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)深圳中南大學(xué) 出版社 1992.9 9. 黃虹主編塑料成型加工與模具北京化學(xué)工業(yè)出版社 2002 10. 王永平編著塑料模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)點(diǎn)評(píng)北京機(jī)械工業(yè)出版社 2004 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 41 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) 11. 模具標(biāo)準(zhǔn)選編組編模具標(biāo)準(zhǔn)匯編中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 12. SOHLENIUSG Concurrent enginerringJ Annals of the CIRP， 1992.41(2):645 13. 田敏茹主編互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)哈爾濱工程大學(xué)出版社 1998 14. 陳經(jīng)斗許 鎮(zhèn)董培蓓劉 黎畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖天津大學(xué)出版社 15. 德 林納（ Lindner， E ）恩格（ Unger， P）編著；吳崇峰主譯注射模具 130例北京化學(xué)工業(yè)出版社 2005.1 16. 揣成智 主編 高分子材料工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ) 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2002 17. 李明輝等主編模具制造工藝北京機(jī)械工業(yè)出版社 1999 18. Manli Zhang Yiquan Liu The effect of elastomeric nano-particles on the mechanical properties and crystallization behavior of polypropylene Polymer 43 (2002). 5133 5138 19. 許發(fā)樾 主編是用模設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)北京機(jī)械工業(yè)出版社 2000.10 外文原稿： Fast prototype in injection mould production The traditional manufacture strategy is a scale performance to first, the 80s of 20 centuries puts forward the price to first with mass, since 90s, have developed into market response first .Under the situation of the manufacturing industry internationalizes gradually, shorten the product development period to develop the new product investment risk with decrease, become the key that business enterprise rely for existence .In recent years, the production strategy point of the manufacturing industry market is taking place from the 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 42 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) cost and mass by that time an important transfer for and responding to .It is importance that fleetness face the diverse product buck to market that manufactory confidence market first timing that fast forming but beg to exist to guarantee, the fast response production has become the international investigative hot spot, emerging with the tide of the times/ fast replication/ the fast production technique increases for the business enterprise the competition ability provided a kind of advanced way .That technique is a revolution that a kind of higher - to base on the tired addition in material shape is new-made to build the technique, passing for to is the production realm of 20 centuries to break, canning make the injection mould, die-casting the mold and hurtle to press mold etc. various accurate and complicated molding tool .Now already wide bound appliance in car, aviation, the day of aviation ,voyage, appliance, industrial design , medical treatment, building, handicraft product manufactures and child toy etc. realm, and along with this technique oneself of develop the sum continuously perfect, its wide of application will exploit all aspect . In car realm appliance manufacturing industry, the molding tool forming accessory accounts for 50% of to production man-hour 70%.Molding tool production is hot spot question that bottleneck to make roughly our country car, appliance, light work.etc. profession development and key agent, along with model the soft hardware equipment quickly and model the material quickly to develop the sum continuously perfect, fast prototype an exaltation for of intensity and accuracy getting continuously, model the technique 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 43 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) quickly to go deep into the fast molding tool production realm already and little by little, according to model quickly the simple and economic fast molding tool in every variety in production in method have become the RP& M appliance. 一 fast production in mold Although the fast forming technique publishes the time not lengthways, because of it the performance of bigness that bring to the manufacturing industry make this a the technical appliance is increasingly extensive, bringing with production to the design of the molding tool to leap once especially .Fast prototype technique can the type core of the accurate creation molding tool and mold cavity, also can used for injecting directly the process manufacture the sample plastics , in order to discovering sum rectifying appearing .Because the fast prototype makes this a new technical appliance, make the design of the molding tool inclined toward the digitize and turn quickly with production gradually, make molding tool made in shorten period, decline low cost progress, went forward the one step consumedly. Fast the technique of replication mostly the basis models the solid pattern of the creation quickly namely the kind mold( female die) adoption copies what mode( as the metal spraying spray gun draw, electroplates, the recombination material pours, the precision casts the etc.) come to main operate in molding tool in production in fleetness accessory( convex, cave mold or mold cavity, core), its production period is general to control to incise the method for the traditional number of 1/5 1/10, but the cost is however 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 44 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) and only for its 1/3 1/5. According to the archetypal material in material, production cost, RP in molding tool, produce the accuracy of the batch quantity, molding tool request to be developed to out various diverse crafts method .Current and fast replication method mostly contain indirect the method of replication and direct the method of replication, according to fast production in RP molding tool method the polypeptide is an indirect the method of replication .Differ according to the material, the molding tool that indirect replication method produce out has the soft mold, the mold of bridge and hard mold .The soft mold( soft tooling) usually points of is a silicon rubber molding tool .SLA, FDM, LOM or SLS etc. techniques that manufacture with the prototype, then turn over silicon rubber molding tool, then infuse into the polyurethane of the double builder in the mold, curing, cure the accessory that post - need when namely get The mold of bridge( bridge tooling) usually points of is to proceed the molding tool of epoxy resin that injection produce directly .The adoption epoxy resin molding tool compares with traditional injection mould, cost only contain one of several deices of the traditional methods, producing the period to also reduce consumedly .Molding tool life can not compare with die, but ratio silicon rubber mold higher, can amount to 1000 5000 part, can satisfying inside small batch quantity require .The hard mold( hard tooling) usually points of is a steel quality molding tool, then use the indirect mode production metal spraying molding tool and use the fleetness forming to process the molding tool of metal spraying directly. 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 45 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) The fast replication technique replication period short, craft is simple, easy to the expansion, replication cost is low, the accuracy can satisfy with life a certain and particular function needs, synthesizing the economic effectiveness good, is a kind of fast, convenience, actual molding tool production technique, special be applicable to the new product the development manufacture on a trial basis, craft verification and function verification and much small batch quantity in species produce. The competition of the business enterprise turns worse increasingly, the product development period request is more and more short, providing the development opportunity for the fast the technique of replication and develop the space .Along with the development of the industrialization production, the fast the technique of replication is more and more attention by product the company is extensive to value with molding tool field, as to its study the positive on the up, the new technique fruit flows out continuously now, present an animate development trend, have got the mighty vitality. 二 , the fast production in injection mould technique metal spraying spray gun draws the method of replication 1 the metal spraying spray gun draws the replication method brief introduction The metal spraying spray gun draws the method of replication is to draw with caloric spray gun the fast prototype, indirect the method of replication that fast set etc. method combine together, its craft is liquate or the particle of metal spraying that half liquate jet the prototype that pass the SLA, SLS or 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 46 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) LOM method production last, thin lay in born metal spraying, then reinforce to prop up to combine the prototype of abstraction get the molding tool product behind .There is two kinds of forms now, namely atomize blowing off method( fast set craft RSP), spray to draw the method .The life of the molding tool request is in the plenty atomize in metal spraying( such as zinc aluminum alloy) in 3000 fusion for below, general adoption with the prototype of RP making female die, will low fusion points post - with certainly of the velocity jets the surface of the female die, formulating mold cavity surface, the 充 fills to prop up to reunite the material, manufacturing the soft molding tool in alloy in aluminum in zinc. The metal spraying spray gun draws the method of replication regard kind mold as the standard, mold cavity size, several why the accuracy completely to be decided by the kind mold, mold cavity surface and its fine wood grain a becoming at the same time, the past replication velocity is quick, production period short, the molding tool life is lengthways, the cost is low ,only control for the number only the method process the die of 1/3-1/5.The apparent and clean degree in molding tool is good, the craft is simple, the equipment request to be low, suitable for injection molding mold, die-casting the fast production that mold, board anticipate the mold of calendar run. 2 the metal spraying spray gun draws the replication method work preface The metal spraying spray gun draw the work preface of the replication to can is divided into five steps mostly: (1) pattern preparation 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 47 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) The pattern can be made into by many materials, including plastics, gypsum, rubber, timber. etc. Create first three pattern, then as to its proceed the layering cuts into slices, and from model quickly the machining makes a sample mold .The pattern prepares the inside the most important is to tidies up the apparent sum in pattern smearing pattern draw agent. (2) the metal spraying spray gun draws the pattern Dry post - in agent in pattern draw, the spray gun selecting best draws the parameter, canning immediately begin to spray to draw the metal spraying on the molding tool, the spray gun draws should guarantee to make spray the gun continuously running, prevent to draw the lay overheating transform, draw the lay thickness to can control generally at 2 the 3 mms of s. (3) manufacture the molding tool frame If the molding tool suffers in operate internal pressure or molding tools must install at model the on board operate, the molding tool must have the construction of skeleton and the skeleton that make into should take the brasq. (4) pour the back - fill material of the molding tool Should make the back - fill material have the higher caloric to lead the rate to press the intensity with lower set contraction percentage and higher ant enzymes and abrasion proof performance .The back - fill material of the general select is mixture that epoxy resin and enzymes powder, enzymes particle etc. metal spraying powder. (5) pattern draw and apparent burnishing in mold cavity treating The pattern draw wants to clean to remain behind in the metal spraying 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 48 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) pattern draw agent of drawing the surface of lay pure, then again according to different demand, to the molding tool the period manufactures after proceeds the burnishing etc. (6) assembles to try the mold 3 spray to draw the equipment draw with spray gun the material The metal spraying arc spray gun draws the operate system general be drawn by spray gun power supply, send the silk mrvhsnidm , spray gun and compression gas etc. system constitutive enzyme .The type XDP-5 arc spray gun draws the equipment operate stabilization firm, usage maintenance convenience, can be competent the heavy spray gun draw the operate, its basic parameter is: Power supply voltage :380V Rating input capacity :12KVA Rating current :300A Compressed air usage press:0.6Mpa Compressed air dissipation quantity:1.6 the 2 m3s/ min of s Send the silk velocity:0 the 4.8 ms/ min of s The arc spray gun that used for the material draws the replication, under the situation of satisfying the low fusion point, low contraction percentage, should have the good mechanics performance possibly and than draw the lay buildup finely .The current arc spray gun that market provide draw to have enzymes , zinc, copper, nickel, stainless steel, enzymes bronze, bar surname alloy, recombination silk etc. many specieses with the silk material .But high 中北大學(xué)分校畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 - 49 - 頁(yè) 共 57 頁(yè) fusion point metal spraying, such as steel, nickel, copper.etc. while spraying draw the lay contraction percentage, hot stress, back lash rate all bigger, draw the lay to cracking , warp, flaking easily, so now only have the zinc, enzymes silk material of the low fusion point suit to used for the molding tool production. 三 the metal sprayi