250ml輸液瓶瓶胚單模多腔注塑模具設計畢業(yè)設計論文

1、250ml輸液瓶瓶胚單模多腔注塑模具設計摘 要注射成型是生產(chǎn)塑料制品的最有效的方法，產(chǎn)量占塑料成型一半以上。現(xiàn)如今輸液瓶大部分已換成塑料制品，塑料的輸液瓶制作是用注塑成型的方法。本次設計是完成250ml輸液瓶瓶胚一模12腔注塑模具設計，主要內(nèi)容包括塑件材料的成型工藝性分析、根據(jù)塑件選擇分型面、澆注系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)的設計、成型零部件的設計及側(cè)向抽芯分型機構(gòu)等的設計。進一步加強了對注塑模具設計基礎的了解，也為設計復雜的注塑模具積累了經(jīng)驗。通過對250ml輸液瓶瓶胚的模具設計使我掌握注塑模具的一般步驟和規(guī)律。本次設計的重點是側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設計，因為輸液瓶瓶胚瓶口有兩個凸出的部分，所以要不損傷

2、塑件就要在設計中加入側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。本次設計的難點是建模及其運動仿真，從這里能看出模具設計的是否合理和怎樣運動的。模具的標準化：標準模架和標準零件，可以滿足大批量制造模具制造周期的需要，為了適應模具工業(yè)的發(fā)展我國的模具標準化程度在不斷提高?，F(xiàn)如今塑料模具設計大部分用于自動化大批量生產(chǎn)，取胚采用機器手取胚。為了滿足塑件在各種工業(yè)產(chǎn)品中的使用要求，塑料成型技術朝著復雜化、緊密化、大型化方向發(fā)展。關鍵詞：輸液瓶瓶胚；注塑模；模具設計；標準化250ml infusion bottle preform design of single-mode multi-cavity injection mold

3、abstract plastic injection molding is the production of the most effective way, accounted for more than half of plastic molding. now most of the infusion bottle to replace the plastic products, plastic bottle infusion method is injection molding. this design is completed for a 250ml infusion bottle

4、preform mold 12 cavity injection mold design, plastic materials, mainly including the forming process analysis, based on selected sub-surface plastic parts, injection system design, cooling system design, molding zero part of the design and side core design of type institutions. further strengthen t

5、he foundation for understanding injection mold design, but also for the design of complex injection mold accumulated experience. 250ml infusion bottle through the preform injection mold design and mold me to grasp the general steps and rules. the design focuses on the side core pulling mechanism typ

6、e design, because the infusion bottle bottle preform has two protruding parts, so the injury either in the design of plastic parts will add side parting core pulling . the design of the difficulty is modeling and simulation, can be seen from this mold design is reasonable and how to exercisemould st

7、andardization: standard mold base and standard parts, high-volume manufacturing to meet the needs of mold manufacturing cycle, in order to meet the mold industry standardization of the mold continues to increase. now most of the plastic mold design for automated mass production, using the machine em

8、bryo. in a variety of plastic parts in order to meet the requirements of industrial products, plastic molding technology toward the complex, compaction, the direction of large-scale exhibitions. key words: infusion bottle preform; injection mold; mold design; standardization 目錄插圖清單iv表格清單v引言- 1 -第1章

9、緒論- 2 -1.1研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢- 2 -1.2本課題的背景和意義- 3 -1.3主要內(nèi)容- 3 -第2章 塑件工藝性分析及方案的確定- 4 -2.1 材料的選取- 4 -2.2 塑料的成型工藝特性- 4 -2.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析- 5 -2.4 加工工藝特點- 5 -2.5方案的確定- 5 -第3章 由塑件的相關選擇和注射機的選擇- 6 -3.1 塑件分型面位置的分析和確定- 6 -3.2 注塑機的選擇及工藝參數(shù)的校核- 7 -3.3 澆注系統(tǒng)的形式的選擇和截面尺寸的計算- 9 -第4章 模具的結(jié)構(gòu)設計- 13 -4.1 成型零部件的設計- 13 -4.2 排氣系統(tǒng)的設計和模架的

10、選取- 16 -4.3 導向機構(gòu)的設計- 17 -4.4 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設計- 19 -4.5 推出機構(gòu)的設計- 20 -4.6 冷卻系統(tǒng)的設計- 21 -第5章 設計成果- 23 -第6章 mlodflow對塑件的分析- 26 -結(jié)論與展望- 29 -致謝- 31 -參考文獻- 32 -附錄a 圖紙- 33 -附錄b 外文文獻及中文翻譯- 34 -附錄c 主要參考文獻的摘要- 60 -附錄d 光盤- 62 -插圖清單圖3-1 塑件- 6 -圖3-2 分型面- 7 -圖3-3 澆口套- 10 -圖3-4 澆注系統(tǒng)- 11 -圖3-5 點澆口- 12 -圖4-1 整體式嵌入式凹模- 13 -

11、圖4-2 型芯的結(jié)構(gòu)- 13 -圖4-3 型腔- 14 -圖4-4 型芯- 15 -圖4-5 燕尾槽中的型腔- 16 -圖4-6 導柱- 17 -圖4-7 導套- 18 -圖4-8 導套的固定形式- 19 -圖4-9 a) 三維的燕尾槽- 19 -圖4-9 b) 燕尾槽- 19 -圖4-10 推桿- 20-圖4-11 推桿的固定形式- 20 -圖4-12 型腔上的冷凝水道- 22 -圖5-1 注塑模具主視圖- 23-圖5-2 注塑模具俯視圖- 23-圖5-3 注塑模具左視圖- 23 -圖5-4 動模部分三維圖- 24 -圖5-5 定模部分三維圖- 24 -圖5-6 注塑模具的爆炸圖- 24 -

12、圖5-7 連桿一- 25 -圖5-8 運動函數(shù)- 25 -圖5-9 解算方法- 25 -圖6-1 塑件最佳澆口的位置- 26-圖6-2 塑件的充填時間- 26 -圖6-3 塑件體積溫度- 27-圖6-4 塑件的壓力- 27 -圖6-5 塑件充填結(jié)束時的壓力- 27 -圖6-6 鎖模力xy圖- 28 -表格清單表2-1 塑件的注射條件- 5 -表3-1 注射機的相關數(shù)據(jù)- 8 -表4-1 模板的厚度尺寸- 17 -引言塑料模具工業(yè)近幾年發(fā)展迅速，塑料制品在汽車、機電、儀表、航天等國家支柱產(chǎn)業(yè)和人民日常生活相關的各個領域得到廣泛的應用。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝設備，他被用來成型具有一定尺寸的各種制

13、品，在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具，采用模具生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低等一系列優(yōu)點。在塑料成型工業(yè)中模具也得到了廣泛的應用。近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率，自動化，大型，精密，長壽命模具在模具總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，從模具的設計和制造兩方面來看，模具的發(fā)展趨勢可歸納以下幾點：1.理論研究不斷發(fā)展，設計計算日趨成熟；2.塑料模具的高效率自動化；3.大型塑料模具的推廣；4.高精度塑料模具；5.模具計算機輔助設計（cad）輔助工程（cae）；6.模具制造新工藝的發(fā)展；7.模具標準化；8.簡易制模工藝的研究；9.特種塑料成型模具的研究。本次設

14、計題目是基于ug技術的注射模具設計，課題來源于工業(yè)生產(chǎn)實踐。設計過程中利用ug軟件完成模具零件的造型、裝配設計。第1章 緒論1.1研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，在未來的模具市場中，塑料管件在模具總量中的比例還將逐步提高。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，模具水平有了較大提高。在塑料管件模具方面已能生產(chǎn)19萬噸，上規(guī)模，高水平的企業(yè)越來越多！由于他的抗腐蝕、廉價等優(yōu)秀品質(zhì)，被應用于我國現(xiàn)代化建設的各個領域。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)醫(yī)療塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。所生產(chǎn)

15、的這類塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02mm0.05mm，表面粗糙度ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達1030萬次，淬火鋼模達501000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總

16、體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50%80%相比，差距較大。1.1.2國外研究現(xiàn)狀注塑成型是最大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模cad技術發(fā)展相當迅速。70年代已開始應用計算機對熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。80年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動過程，使設計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十多年來，注塑模cad技術在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應用中不斷改進。1.1.3.發(fā)展趨勢：注塑模具是

17、生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設計工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設計方法已無法適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。電腦輔助工程（cae）技術已成為塑膠產(chǎn)品開發(fā)、模具設計及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。利用 cae 技術可以在模具加工前，在電腦上對整個注塑成型過程進行類比分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設計，而不是等到試模以後再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)塑膠模具的

18、設計方法一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術經(jīng)濟意義。塑膠模具設計不但要采用 cad 技術，而且還要采用 cae 技術。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā)/設計階段（包括產(chǎn)品設計、模具設計和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設計人員憑經(jīng)驗與直覺設計模具，模具裝配完畢後，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題後，不僅需要重新設置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料模具設計制品和塑膠模具的設計，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。1.1.4存在的問題根據(jù)我國模具技術的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，其今后應朝著如下幾

19、個方面發(fā)展：1、開發(fā)并發(fā)展精密、復雜、大型、長壽命模具，以滿足國內(nèi)市場的需要。國家已規(guī)劃分別在山東、廣東、北京、上海等地的有關單位重點發(fā)展熱鍛模、熱鑄模、塑料模、冷沖模、頂桿等，以便集中力量發(fā)展這些有影響的高水平模具及標準件。2、加速模具標準化和商品化，以提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。3、大力開發(fā)和推廣應用模具cad/cam技術，提高模具制造過程的自動化程度。4、積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術和新材料。5、發(fā)展模具加工成套設備，以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)的需要1.2本課題的背景和意義一個國家模具生產(chǎn)能力的強弱，水平的高低，直接影響著許多工業(yè)部門的新產(chǎn)品的開發(fā)和舊產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)

20、量和經(jīng)濟效益的提高。采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效益高、質(zhì)量好、切削少、節(jié)約能源和原材料、成本低等一系列優(yōu)點。模具成型已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最有潛力的發(fā)展方向。而注塑模又是模具生產(chǎn)中采用最普遍的方法。世界塑料成型模具中，約60%為注塑模。在國民經(jīng)濟中，模具工業(yè)已成為五大支柱產(chǎn)業(yè)機械、電子、汽車、石油化工和建筑的基礎。隨著社會的發(fā)展，它將發(fā)揮更加重要的作用。通過對注塑模具設計，既能鍛煉了我的分析問題、設計問題的能力，又提高了三維造型的能力，為今后從事相關工作打下堅實的基礎，因此具有重要研究意義。1.3主要內(nèi)容（1）根據(jù)給定的塑件毛坯，畫出零件圖；（2）對塑件的成型工藝進行分

21、析；（3）模具分型面與排氣方式選擇設計，成型零件的結(jié)構(gòu)設計并畫出零件結(jié)構(gòu)圖； （4）注塑系統(tǒng)設計并畫出結(jié)構(gòu)圖；（5）設計導向系統(tǒng)并畫出結(jié)構(gòu)圖； （6）模具總裝圖設計；（7）利用三維軟件造型并進行運動仿真；第2章 塑件工藝性分析及方案的確定2.1 材料的選取本塑件是250ml輸液瓶瓶胚，選用的材料是聚丙烯，是因為聚丙烯無味、無色、無毒。外觀似聚乙烯，但比其更透明、更輕，與聚乙烯比，聚丙烯的綜合性能優(yōu)于聚乙烯，聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好；與玻璃相比，生產(chǎn)能耗低，運輸/使用過程中不容易破碎；與pvc相比，焚燒時不會產(chǎn)生氯化氫有害氣體，而且使用過程中也不用擔心增塑劑進入藥劑。故輸液瓶瓶胚選用材

22、料為聚丙烯。2.2 塑料的成型工藝特性塑料的工藝性有很多，包括材料的熱力學性能、結(jié)晶性、取向性、收縮性、流動性、相容性、吸濕性及熱穩(wěn)定性等。2.2.1熱力學性能：聚合物在不同溫度下所表現(xiàn)出來的分子熱運動特征陳偉聚合物的物理狀態(tài)。聚合物的物理狀態(tài)分為玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種狀態(tài)。物理狀態(tài)主要與溫度有關。聚丙烯為結(jié)晶型高聚物，是常用塑料最輕，密度僅為0.91g/cm3。通用塑料中，pp的耐熱性最好，其熱變形溫度為80-100，能在沸水中煮。2.2.2塑料的成型收縮性： 塑料制件從模具中取出冷卻后一般都會出現(xiàn)尺寸縮小的現(xiàn)象，這種塑料冷卻后發(fā)生體積收縮的特性稱為塑料的成型收縮性。影響收縮性的因素很多

23、，包括塑料本身的熱脹性、模具結(jié)構(gòu)和成型工藝條件。由于結(jié)晶，聚丙烯的收縮率相當高，一般為1.82.5%。并且收縮率的方向均勻性比聚乙烯等材料要好得多。要想改善塑料的成型收縮性，不僅要考慮選擇的材料要慎重，而且在模具設計、成型工藝的確定等方面因素都須認真考慮，才能生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量更高、性能更好。2.2.3塑料的流動性：塑料的流動性實質(zhì)上是樹脂聚合物所處的溫度大于粘流溫度是發(fā)生的大分子之間相對滑移現(xiàn)象。表現(xiàn)在成型過程中，在一定溫度和一定壓力下塑料熔體充填模具型腔的能力。塑料的品種、成型工藝和模具結(jié)構(gòu)都是影響流動性的主要因素。聚丙烯在熔融溫度下有較好的流動性，成型性能好，在加工是有兩個特點：1.聚丙烯

24、熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較?。?；2.分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。熱塑性塑料用熔融指數(shù)的大小來顯示流動性的好差。即在一定溫度下，將定量的塑料以一定的壓力注入阿基米德螺旋線模腔中，測其流動性長度，就可判斷塑料流動性的好差。2.2.4 塑料的吸濕性：吸濕性是指塑料對水的親疏程度。有的塑料很容易吸水，有的塑料吸附水分的傾向不大。聚丙烯不吸水故其吸濕性較小。2.2.5 塑料的比容和壓縮比：比容和壓縮比是針對熱固性塑料而言的。比容是指單位質(zhì)量的松散塑料所占有的體積。壓縮比是指塑料的體積與塑件的體積之比，其值恒大于一。而聚丙烯是屬于熱塑性塑料，是可以反復加熱而具有可塑性的合

25、成樹脂制得的塑料。熱塑性熟料的合成樹脂分子結(jié)構(gòu)呈線性或支鏈性，通常相互纏繞并不連接在一起，受熱后能軟化或熔融，從而可以進行成型加工，冷卻后固化。故不用分析。2.2.6 聚丙烯的缺點：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差、易產(chǎn)生“有害氣體”，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形在40度。2.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析塑件為250ml輸液瓶瓶胚，是由模具通過注射成型的。想獲得優(yōu)質(zhì)的塑料塑件，除合理選用塑件的原材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。這樣，不僅可使成型工藝順利進行，而且還能滿足塑件和模具的經(jīng)濟性要求。在進行塑件的結(jié)構(gòu)工藝設計是應遵循以下原則：（1）在設計塑件時，應考慮塑件結(jié)構(gòu)工藝性；（

26、2）再設計塑件的同時應考慮模具的整體結(jié)構(gòu)，使模具易于制造，模具抽芯和推出機構(gòu)簡單；（3）在保證塑件使用性能、物理性能、電性能。耐化學腐蝕性能和耐熱性能的前提下，力求結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻，使用方便；（4）當設計的塑件外觀要求較高時，應先通過造型，然后繪制圖樣。這里的瓶胚要求不高故不需要造型。2.4 加工工藝特點 表2-1是pp的主要注塑條件表2-1 塑件的注射條件項目要求料筒溫度210280c注射壓力70100mpa模具溫度2060c注射量20%85%2.5方案的確定毛胚為中小型塑件，考慮其模具結(jié)構(gòu)設計簡單 并且具有一定的效益。則本設計可以選擇一模12腔的結(jié)構(gòu)設計。由于塑件的特殊結(jié)構(gòu)，如果采用一般

27、的推出機構(gòu)，則塑件不能順利脫模；為了方便塑件的順利脫模，則采用了側(cè)向抽芯機構(gòu)。方案1：一模12腔燕尾槽側(cè)向抽芯推桿推出的模具設計；方案2：一模12腔燕尾槽側(cè)向抽芯推件板推出的模具設計。方案1和2不同點就是推出機構(gòu)，每個燕尾槽中都有三個型腔，而且要側(cè)向抽芯，動模板不動則只能用推桿推出機構(gòu)。故選擇方案1。第3章 由塑件的相關選擇和注射機的選擇3.1 塑件分型面位置的分析和確定圖3-1 塑件從圖3-1中可看出分型面應設置在塑件的中部。由于塑件的左端是水平的，右端有凹槽，而且邊上還有錐度。3.1.1 分型面的設計原則：1.分型面應選在最大輪廓處。塑件在動定模的方位確定后，其分型面應選在塑件外形最大輪廓

28、處，否則塑件無法從型腔中脫出，這是最基本的選擇原則。2.分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模。由于注塑機的頂出裝置在動模一側(cè)，所以分型面的選擇應盡可能地使塑件在動模一側(cè)，這樣有利于在動模部分設置推出機構(gòu)。3.分型面的選擇應保證塑件的精度要求。對于與分型面垂直的塑件尺寸，若該尺寸與分型面有關，有與分型面在注射成型時有漲開的趨勢，故該尺寸的精度會受到影響。4.分型面的選擇應滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。5.分型面的選擇要便于模具的制造。6.分型面的選擇應有利于排氣。在設計分型面時應盡量使充填的塑料熔體料流末端在分型面上，這樣有利于排氣。 由于塑件是個毛胚件，所以不需要保證塑件的精度要求和外觀質(zhì)量要求。綜合

29、分型面設計原則可知分型面的位置如圖3-2所示。 圖3-2 分型面3.2 注塑機的選擇及工藝參數(shù)的校核3.2.1注塑機的選擇 單個毛胚制件的體積：v=+=19373.84凝料的體積：初估計理論注射量： v=查課本表4.2可知選用型號為xs-zy350/250的注射機，相關數(shù)據(jù)如表3-1所示。表3-1 注射機的相關數(shù)據(jù)項目要求理論注射量350注射壓力107mpa鎖模力2500kn移模行程260mm最大模厚度400mm最小模厚度170mm定位孔直徑125mm噴嘴球直徑36mm噴嘴孔半徑4mm注射方式螺桿式噴嘴伸出量20mm3.2.2 注射機的有關工藝參數(shù)校核1) 按注射機的鎖模力進行校核其中 注射機

30、的鎖模力，n； a單個塑件在分型面上的投影面積，； a澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，； p塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80，mpa。從課本表4.1中知，pp的型腔壓力在2045mpa。a=a=p=45=36mpa公式左邊=公式右邊=2500kn左邊所以在注射時不會發(fā)生溢料現(xiàn)象。2) 注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機類型等因素決定的。注射機的校核是核定注射機的額定注射壓力是否大于成形時是所需的的注射壓力p=107mpa，p=70100mpa。故注射壓力合格。3） 最大注塑量校核 ，符合注射機利用率在0.20.85的要求。3.3 澆注系統(tǒng)的形式的

31、選擇和截面尺寸的計算3.3.1 澆注系統(tǒng)的設計是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和凝料穴等四部分組成。安裝在臥式注射機上生產(chǎn)的注射模具所用的澆注系統(tǒng)，稱為直澆口式澆注系統(tǒng)，其主流道垂直模具分型面。澆注系統(tǒng)的設計是模具的一個重要環(huán)節(jié)，設計合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)外部質(zhì)量及模具結(jié)構(gòu)有很大影響。澆注系統(tǒng)一般遵循以下原則：1) 了解塑件的性能。注射成型時注射機的料筒中的塑料已成熔融狀態(tài)，因此了解塑料熔體的流動性以及溫度十分重要。澆注系統(tǒng)一定要適應于所用塑料成型性能，保證塑件質(zhì)量。2) 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕。3) 有利于型腔中氣體的排出。澆注系統(tǒng)

32、應能順利地引導塑料熔體充滿型腔的各個部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中所有的氣體有序的排出，避免充填過程中產(chǎn)生紊流，也避免因氣體積存而引起的凹陷、氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。4）防止型芯的變形和嵌件的移位。澆注系統(tǒng)設計是應盡量避免塑件熔體直接沖直接沖擊細小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細小型芯或嵌件移位。5) 盡量采用較短的流程充滿型腔。在選擇澆口位置的時候?qū)τ谳^大的模具型腔，一定要力求以短的流程充滿型腔，是塑件熔體的壓力損失和熱量損失減小到最低限度，以保持較理想的流動狀態(tài)和有效地傳遞最終壓力，保證塑件良好的成型質(zhì)量。為此，選擇合理的澆口位置，減少六道的折彎，提高流道表面粗糙度，這樣就可以縮短充填時間

33、，避免流程過長，壓力和熱量損失大二引起型腔充填不滿等成型缺陷。6) 流動距離比和流動比的校核。對于大型或薄壁塑料制件熔體有可能因其流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔。為此，在模具設計過程中除了考慮采用較短的流程外，還應對其注射成型時的流動面積比進行校核，這樣就可以避免型腔充填不足的現(xiàn)象發(fā)生。3.3.2 澆口套尺寸的確定 噴嘴的尺寸在設計模具時，主流道始端面的球面必須比注射機噴嘴頭部球面半徑大12mm，則取澆口套的球面半徑為20mm。主流道小端直徑要比噴嘴直徑大0.51mm，以防止主流道口部積存凝料而因影響脫模，則小端直徑取5mm。澆口套設為整體式，澆口套上半部分相當于定位圈，澆口套大

34、端直徑比注射機定模板上的定位孔徑小0.2mm以下，則直徑取125mm。如圖3-3所示。圖3-3 澆口套3.3.3 主流道的設計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴到與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的尺寸和形狀對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此必須是熔體的溫度和壓力損失最小。 在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常設計在模具的澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設計成圓錐形，其錐角為26，小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.51mm。由于小端的前面是球面，其深度為35mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并

35、且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。流道表面粗糙度r。澆口套一般采用碳素工具鋼制造，熱處理淬火硬度5357hrc。澆口套與模板之間的配合采用h7/m6的過渡配合，澆口套與定位圈設計成整體式，用螺釘固定于定模板上，一般用于小型注射模。本設計就采用整體式澆口套，如圖所示。3.3.4 分流道的設計在設計多型腔或者多澆口的單型腔的澆注系統(tǒng)時，應設置分流道。分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各個型腔。設計時應注意盡量減少流動過程中的熱量與壓力損失。1）分流道的形狀與尺寸。分流道開設在動定模分型面的兩側(cè)或任意

36、一側(cè)，其截面形狀應盡量使其比表面積小，在溫度較高的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以較少熱量損失。常用的分流道截面形式有圓形、梯形、半圓形及矩形等幾種形式，圓形界面的比表面最小，但需開設在分型面兩側(cè)，在制造時一定要注意模板上兩部分形狀對中吻合；梯形截面分流道加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式；半圓形截面分流道需用球形銑刀加工，其表面積比u形截面分流道大，在設計中也常用；矩形截面分流道因其表面積較大，且阻力也大，故設計中不常采用。本設計中采用梯形分流道截面。梯形截面分流道的尺寸可按經(jīng)驗公式確定。b=0.2654 h= 其中 b梯形大底邊寬度，mm； m塑件的質(zhì)

37、量，g； l分流道的長度，mm； h梯形的高度，mm。m=12v l=175mm故 b=h=梯形的側(cè)面斜角，底部用圓角相連。經(jīng)驗公式適用范圍為塑件壁厚在3.2mm以下，塑件質(zhì)量在200g左右，且計算結(jié)果b應在3.29.5mm范圍才合理。圖3-4 澆注系統(tǒng) 2）分流道的長度 根據(jù)型腔在分型面上的分布的情況，分流道可分為一次分流道、二次分流道和三次分流道。分流道的長度盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低耗能。如圖3-4所示。3) 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般在1.6

38、左右，這可增加對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。3.3.5 澆口套的設計澆口套是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口設計與位置的選擇恰當與否關系到塑件能否完好、高質(zhì)量地注射成型。從塑件毛胚中可看出塑件在注射的過程中澆口的形式是采用點澆口的結(jié)構(gòu)形式。澆口的結(jié)構(gòu)形式有許多，而點澆口是一種截面尺寸很小的澆口，前后兩段存在較大的壓力差，可較大程度的增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導致熔體的表面粘度下降，流動性增加，有利于型腔的充填。對聚丙烯表觀粘度隨剪切速率變化敏感的塑料成型有利。所采用的點澆口形式是圓錐形的小端有一段直徑為d、長度為l的澆口與塑件相連，但這種形式

39、的澆口直徑不能太小，交口長度不能太長，否則脫模時澆口凝料會斷裂而堵塞澆口，影響注射進行。可取d=2mm，l=2mm，=14。如圖3-5所示。圖3-5 點澆口 第4章 模具的結(jié)構(gòu)設計4.1 成型零部件的設計4.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)形式 本設計中采用組合式凹模結(jié)構(gòu)中的整體是嵌入式凹模如圖4-1所示。小型塑件在采用多型腔模具成形時，各單個型腔采用機加工等方法加工制成，然后壓入模中。這種結(jié)構(gòu)效率高，裝拆方便，可以保證各個型腔的形狀尺寸一致。圖4-1 整體嵌入式凹模4.1.2 型芯的結(jié)構(gòu)設計 本設計中采用組合式的型芯。圖4-2所示型芯是單獨加工后，在遷入模板中。凸模用臺肩和模板相連，由于是對稱的回轉(zhuǎn)體，可

40、以不用緊固螺釘，這是最常用的方法。圖4-2 型芯的結(jié)構(gòu)4.1.3 成型零部件工作尺寸的計算1) 計算成型零部件工作尺寸要考慮的因素影響塑件尺寸精度的因素很多，有材料、塑件的結(jié)構(gòu)和成型工藝過程、模具結(jié)構(gòu)、模具制造和裝配、模具使用中的磨損等因素，其中塑料材料方面的因素主要是指收縮率的影響。在模具設計中應根據(jù)塑件的材料、幾何形狀、尺寸精度等級影響因素進行計算。2) 型腔和型芯徑向尺寸計算(1) 型腔徑向尺寸計算塑件的基本尺寸是最大尺寸，其公差為負偏差，因此塑件平均徑向尺寸為。模具型腔的基本尺寸是最小尺寸，公差為正偏差，型腔平均尺寸則為。型腔的平均磨損量為，考慮收縮率，如圖4-3所示。則，由于塑件制件

41、較小，則x=0.75。型腔精度等級選用it7，則查表得。=27.04mm圖4-3 型腔(2) 燕尾槽中型腔徑向尺寸計算 查表知 ，燕尾槽的型腔結(jié)構(gòu)如圖4-5所示。圖4-4 型芯(3) 型芯徑向尺寸計算 塑件孔的徑向基本尺寸是最小尺寸，其公差為正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差為負偏差，型芯結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。其中， x=0.75 =21.204.1.4 型腔深度和型芯高度尺寸計算 在計算型腔深度和型芯高度尺寸時，由于型腔的底面或型芯的端面磨損小，所以可以不考慮磨損量。型腔深度公式：型芯高度公式：其中修正系數(shù)x=0.5。1）型腔的深度為 其中， 2）燕尾槽中型腔的深度為 =42.72圖4

42、-5 燕尾槽內(nèi)部型腔其中， 3）型芯高度為 =230.274.2 排氣系統(tǒng)的設計和模架的選取4.2.1 排氣系統(tǒng)的設計當塑件塑料熔體充填模具型腔時，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料成型過程中產(chǎn)生低分子揮發(fā)性氣體順利排出模外。排氣不良的危害：1）增加熔體充模流動的阻力，是型腔充不滿；2) 在制品上呈現(xiàn)可見的熔接縫，其力學性能降低；3) 滯留氣體時塑件產(chǎn)生質(zhì)量缺陷；4) 由于排氣不良，降低充模速度。注射機通常采用三種排氣方式：1) 利用配合間隙排氣 對于簡單型腔的小型模具，可以利用推桿、活動型芯、活動鑲件以及雙支點固定的型芯端部與模板的配合間隙進行排氣。其配合間隙不超過0.05mm。2) 在分

43、型面上開設排氣槽 分型面上開設排氣槽是注射機排氣的主要方式。3) 利用排氣塞排氣 如果型腔最后的部位不在分型面上，而附近有沒有活動的型芯或推桿，可在型腔深處鑲?cè)肱艢馊?。本設計的模具型腔不大，利用上述的前兩種排氣方式就可以滿足快速、安全的排氣要求，不必另開設排氣槽。4.2.2 模架的選取 根據(jù)塑件的外形可選擇基本模架為a型。根據(jù)注射機，選擇基本的模架尺寸為355mm560mm。一些模板的厚度尺寸如表4-1所示。表4-1 模板的厚度尺寸名稱厚度上模座板50mm定模板73mm動模板130mm型芯固定板支承板50mm墊塊160mm推桿固定板20mm擋板25mm下模座板35.5mm4.3 導向機構(gòu)的設計

44、合模導向機構(gòu)是保證動、定?；蛟谏稀⑾潞夏r，正確地定位和導向的零件。合模導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位的兩種形式，但通常采用導柱導向定位。導向機構(gòu)有三大作用：1) 定位作用。模具閉合后，保證動、定?；蛏稀⑾履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精度。導向機構(gòu)在模具裝配過程中也會起到定位作用。2) 導向作用。合模時，首先是導向零件接觸，引導動、定?；蛏?、下模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。3) 承受一定的側(cè)向壓力。塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)向壓力或受成型設備精度的影響，導柱將承受一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)向壓力很大或精度要求高時，則不能單靠導柱來承擔，需增設錐面定位機構(gòu)來承受側(cè)向壓力。4.3.1導柱導向機構(gòu)的設計1、導柱的設計1）導柱的結(jié)構(gòu)形式導柱的結(jié)構(gòu)形式有帶頭導柱，除安裝部分的臺肩外，長度的其余部分直徑基本尺寸相同，只是公差不同；有肩導柱除安裝部分的臺肩外，安裝配合部分直徑比外伸的工作部分直徑大，一般與導套外徑一致。本設計采用的導柱如圖4-6所示。圖4-6 導柱2）導柱的技術要求（1）長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面高出812mm，以免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔的情況。（2