注塑-牙簽瓶旋蓋注射模具設計-說明書

1、牙簽瓶旋蓋注塑模具設計學生姓名：王卓斌 班級： 指導老師：高延峰摘要：隨著時代的發(fā)展，塑料模具是當代社會發(fā)展的技術產(chǎn)物。塑料成品用于電子儀表、汽車、家用電器、手表、娛樂設施等方面，由于經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，則人們的要求越來越高，也越來越挑剔，故各種產(chǎn)品的外觀和性能必須不斷地提升，模具也越做越精密。因此注塑模具的設計與制造是一項關鍵個技術。本論文是介紹牙簽瓶旋蓋注射模設計 本論文詳細介紹了這套模具設計的過程，了解模具結(jié)構(gòu)設計、澆注系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)設計、脫模機構(gòu)設計、排氣系統(tǒng)設計、，合模機構(gòu)設計，導向機構(gòu)設計的流程。同時還介紹了注塑材料成型工藝和性能，以及注塑機的選用和對部分參數(shù)的校

2、核。設計過程中運用了點澆口的三板式模具，塑件在脫模的過程中通過一限位塊來限制定模板的行程，通過鑲塊型芯間的滑動來脫落塑件的內(nèi)螺紋。 關鍵詞：注塑模具三板式限位塊 鑲塊 內(nèi)螺紋Toothpick bottle screw cap injection mold designStudent Name: Wang Zhuobin Class: Instructor: Gao YanfengAbstract:With the development, plastic mold technology is the product of contemporary social development.Pla

3、stic finished products for electronic devices, cars, home appliances, watches, entertainment facilities and so on, as economic De Fa Zhan, peoples living standard of higher than it otherwise its becoming more demanding, more and more critical, so a variety of productsappearance and performance must

4、continue to enhance, mold is also growing in precision.Therefore, injection mold design and manufacturing is a key technical.This paper is to introduce the toothpick bottle screw cap injection mold This paper introduces the set of mold design process, understanding of die structure design, the desig

5、n of gating system, cooling system, ejection mechanism design, exhaust system design, clamping mechanism design, design process-oriented organization.Also introduced injection molding technology and performance, as well as the selection of injection molding machine and check some parameters.The desi

6、gn process using a three-point gate plate mold, plastic parts in the process of stripping limit by a fixed mold block to limit the travel of cores through the inserts to slide off between the internal thread of plastic parts.Keywords: Injection mold 3 Plate Limit block Inserts Internal thread Instru

7、ctor Signature: 指導老師簽名：目錄摘 要i第1章 引言11.1塑料與塑料工業(yè)的發(fā)展11.2中國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀11.3中國未來塑料模具將向大、精、長壽命發(fā)展41.4中國模具工業(yè)技術與國外的差距5第2章 制品原料工藝性能的分析 92.1塑料的基本性能92.2塑料的用途102.3工藝性能112.4工藝參數(shù)11第3章 模具結(jié)構(gòu)的設計123.1模架的選用123.2初步確定注射機型號及規(guī)格123.3定型腔數(shù)目123.4分型面的選擇及型腔的合理排步133.5澆注系統(tǒng)的設計143.6排氣系統(tǒng)的設計183.7頂出機構(gòu)的設計193.8復位裝置203.9確定模具的冷卻系統(tǒng)203.10成型零件

8、結(jié)構(gòu)的設計 223.11模具結(jié)構(gòu)尺寸的計算 253.12模具結(jié)構(gòu)的校核27第4章 結(jié)論30參考文獻31致謝32牙簽瓶旋蓋注射模具設計1.1塑料與塑料工業(yè)的發(fā)展1.1.1塑料工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀早在19世紀以前，人們就已經(jīng)利用瀝青、松香、琥珀、蟲膠等天然樹脂。1868年將天然纖維素硝化，用樟腦作增塑劑制成了世界上第一個塑料品種，稱為賽璐珞，從此開始了人類使用塑料的歷史。從此開始了人類使用塑料的歷史。1909年出現(xiàn)了第一種用人工合成的塑料-酚醛塑料。1920年又一種人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)誕生了。這兩種塑料當時為推動電氣工業(yè)和儀器制造工業(yè)的發(fā)展起了積極作用。到20世紀20、30年代，

9、相繼出現(xiàn)了醇酸樹脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯類、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。從40年代至今，隨著科學技術和工業(yè)的發(fā)展，石油資源的廣泛開發(fā)利用，塑料工業(yè)獲得迅速發(fā)展。品種上又出現(xiàn)了聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、氟塑料、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺等等。1.1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與技術進步塑料管材應用領域含蓋了建筑、農(nóng)業(yè)、水利、通訊、市政和日常生產(chǎn)生活等各個方面，其生產(chǎn)和應用及加工設備無疑是中國發(fā)展最快的產(chǎn)品之一。九十年代中期中國引進了第一條鋁塑復合生產(chǎn)線，現(xiàn)國內(nèi)能夠提供鋁塑管材生產(chǎn)線的企業(yè)超過了50家，其關鍵技術如鋁管的焊接，鋁塑的復合等普遍得到了很好解決。同期內(nèi)，開發(fā)成功并形成批量生產(chǎn)的還包括無規(guī)共聚聚

10、丙烯管、交聯(lián)聚乙烯管、塑料不銹鋼復合管、鋼塑復合管、大口徑雙壁波紋管和纏繞管等建筑管材加工設備。給水用燃氣用埋地聚乙烯（PE）管材機組開發(fā)也是近年來消化吸收先進技術較快的一種產(chǎn)品。關鍵技術為：適用于加工中、高密度聚乙烯（MDPE，HDPE）的高速、高效的的單螺桿擠出機，具有混煉效果好、滯留時間短、不產(chǎn)生熔跡線和對精確的機頭及先進的定型、冷卻、牽引、測厚和切割等配置。我國具有全部知識產(chǎn)權的新產(chǎn)品新技術不斷涌現(xiàn)。被國外科學家譽為“真正的發(fā)明”的電磁動態(tài)擠出機，經(jīng)過以華南理工大學瞿重平教授為首的研究人員和業(yè)內(nèi)廣大工程技術人員的堅持不懈的努力，在理論上得到進一步完善。同時，在應用中得到了穩(wěn)步擴展，不僅

11、成功的在注射、擠出和吹塑成型技術上得到應用，在反應擠出混煉設備上也通過了國家級的鑒定，批量投向市場。由電磁動態(tài)擠出機組成的PE，PP片材生產(chǎn)線，已基本上占了廣東省市場。廣東泓利機械有限公司黃步明總經(jīng)理經(jīng)過多年潛心研制成功的四缸直鎖注射機，在歐美日等八國家和地區(qū)注冊了發(fā)明專利。結(jié)束了我國如視聽光盤，儀器儀表等精密塑料件加工全部依賴進口設備的狀態(tài)。日前已批量生產(chǎn)從300KN-10000KN各種規(guī)格的產(chǎn)品，產(chǎn)值達8000多萬元。北京化工大學江波教授和北京鳳記塑料機械有限責任公司先后研制了磨盤式混煉擠出機，物粒通過螺桿傳送，多級磨盤研磨，混合煉塑，同傳統(tǒng)混煉設備比較，提高了物粒細化，分散等混煉效果。擴

12、大了加工原料的適應范圍，對于加工磁性，納米等復合塑料具有顯著的優(yōu)勢。北京建誠機械有限公司等研制成功的全鋼塑料異型材擠出機、機頭和窗框拼裝裝置，同時解決了復合、發(fā)泡、共擠、切割和焊接等關鍵成型技術，引起了國內(nèi)外同行的關注。近年研制成功，技術上有所突破的還有全電子注射機，無拉桿大型注射機，磁性注射機，木塑擠出生產(chǎn)線，超高分子量聚乙烯管材生產(chǎn)線等，其主要技術經(jīng)濟指標大多數(shù)達到或接近國際先進水平。1.2中國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車

13、保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。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0.020.05mm，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，

14、交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表一。 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)新設計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、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(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裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度

15、針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的5080%相比，差距較大。 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UG、美國Parametric 。Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，

16、實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。

17、塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也

18、將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點政策的。1.3中國未來塑料模具將向大、精、長壽命發(fā)展目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30左右。專家預測，在未來的模

19、具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。 在今后我國塑料模具業(yè)主要發(fā)展方向上。首先要提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應用實大力推廣。為此，要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質(zhì)量、降低成本；要進一步增加標準件規(guī)格品種，提高大型、精密、復雜、長

20、壽命模具的設計制造水平及比例。 其次要開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具，以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。在塑料模設計制造中全面推廣應用CADCAMCAE技術。CADGAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CADCAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的CADCAMCAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，將解決傳統(tǒng)混合型CADCAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題，CAD/CAM軟件的智能化程度也將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 與此同時，還要加強研究

21、和應用模具的高速測量技術與逆向工程的研究。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CADCAM的關鍵技術之一，研究和應用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 此外，應用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質(zhì)量十分必要，要加快熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術的推廣應用。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源。而制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本，目前已在汽車和家電行業(yè)中逐步推廣使用。氣體輔助注射

22、成型比傳統(tǒng)的注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因而，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。而為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。1.4中國模具工業(yè)技術與國外的差距雖然我國模具總量目前已達到相當規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達國家許多。當前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面：.總量供不應求國內(nèi)模具自配率只有70%左右。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有50%左右。.企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術結(jié)構(gòu)和進出口結(jié)構(gòu)均不合

23、理我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而專”、“小而精”。國內(nèi)大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，模具進出口之比為3.71，進出口相抵后的凈進口額達13.2億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。.模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結(jié)構(gòu)等方面。.開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常

24、處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是1520萬美元，有的高達2530萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產(chǎn)品長期未得到應有的重視，以及多數(shù)國有企業(yè)機制不能適應市場經(jīng)濟之外，還有下列幾個原因：.國家對模具工業(yè)的政策支持力度還不夠.人才不足，科研開發(fā)及技術攻關投入太少.工藝裝備水平低，配套性不好，利用率低 .專業(yè)化、標準化、商品化程度低，協(xié)作能力差.模具材料及模具相關技術落后第2章 制品原料工藝性能的分析2.1塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析1.塑件模型

25、圖：圖1-1 塑件圖2.塑件材料的選擇：選用ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。3.色調(diào)：黑色。4.生產(chǎn)批量：大批量。5.塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析：（1）結(jié)構(gòu)分析塑件為手機外殼的上半部分，應有一定的結(jié)構(gòu)強度，由于中間有手機的按鍵及手機顯示屏，后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣，所以應保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為手機外殼，因此對表面粗糙度要求不高。（2）工藝性分析精度等級：采用5級低精度脫模斜度：塑件外表面 40120 塑件內(nèi)表面 301（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準，塑件內(nèi)形以型芯小端為準。）2.2 ABS的注射成型工藝2.2.1 注射成型工藝過程（1）預烘干-裝入

26、料斗-預塑化-注射裝置準備注射-注射-保壓-冷卻-脫模-塑件送下工序（2）清理模具、涂脫模劑-合模-注射2.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù)（1）注射機：螺桿式（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：3060（選30）（3）預熱和干燥：溫度（C） 8085 時間 (h) 23（4）密度（g/ cm）:1.021.05（5）材料收縮率（）：0.30.8（6）料筒溫度（C）：后段 150157 中段 165180 前段 180200（7）噴嘴溫度（C）：170180（8）模具溫度（C）：5080（9）注射壓力（MPa）：70100（10）成形時間（S）：注射時間 2090 高壓時間 05 冷卻時間 2012

27、0 總周期 50220（11）適應注射機類型：螺桿、柱塞均可（12）后處理：方法 紅外線燈、烘箱 溫度（C） 70 時間（h） 242.3 ABS性能分析2.3.1使用性能：綜合性能良好，沖擊韌度、力學強度較高，且要低溫下也不迅速下降。耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學性和電氣性能良好。水、無機鹽、堿、酸對ABS幾乎無影響。尺寸穩(wěn)定，易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。2.3.2 成型性能：無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應按品種確定成型方法及成型條件。吸濕性強，含水量應小于0.3，必須充分干燥，

28、要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 C左右比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取 5060 C，要求光澤及耐熱型料宜取 6080 C。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為 180230 C，注射壓力為 100140 MPa，螺桿式注塑機則取 160220 C，70100 MPa為宜。易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量減小澆注系統(tǒng)對

29、斜流的阻力，模具設計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置、形式。摧出力過大或機械加工時塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。ABS在升溫時粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1 以上。在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。2.4 ABS主要技術指標：表1-1 熱物理性能密度(g/ cm)1.02105比熱容(Jkg-1K-1)12551674導熱系數(shù)(Wm-1K-110-2)13.831.2線膨脹系數(shù)(10-5K-1)5.88.6滯流溫度(C)130表1-2 力學性能屈服強度（MPa）50抗拉強度(MPa)38斷裂伸長率()35拉伸彈性模量(GPa)1.8抗彎強度(MP

30、a)80彎曲彈性模量(GPa)1.4抗壓強度(MPa)53抗剪強度(MPa)24沖擊韌度(簡支梁式)無缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表1-3 電氣性能表面電阻率（）1.21013體積電阻率（m）6.91014擊穿電壓（KV/mm）介電常數(shù)（106Hz）3.04介電損耗角正切（106Hz）0.007耐電弧性(s)50852.5 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70C左右熱變形溫度約為93C）、耐氣候性差（在紫外線作用下易變硬變脆）。消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預熱溫度。第

31、3章 模具結(jié)構(gòu)的設計3.1初步確定注射機型號及規(guī)格除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關性能參數(shù)密節(jié)相關，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關數(shù)據(jù)進行較核，并通過較核來設計模具與選擇注射機型號（有關校核數(shù)據(jù)見3.12）。、計算單個塑件的體積 V=4.2cm3設型腔數(shù)為8，則Vgn(V+Vj)/0.8=92 cm3則選型號為XS-ZY-125、其注射機的規(guī)格、參數(shù)如下：螺桿直徑42mm注射容量125g注射壓力119Mpa鎖模力900

32、KN最大注射面積320cm2模具厚度200300mm模板行程300mm噴嘴球半徑R12mm孔直徑4mm定位孔直徑100+00.054mm推出機構(gòu)中兩側(cè)孔徑22mm孔距230mm3.2定型腔數(shù)目按注射機的最大注射量確定 n(0.8Vg-Vj)/V=21.6則n取4符合要求，即一模四腔3.3分型面的選擇及型腔的合理排布根據(jù)其原則：保證塑件留于動模，外觀整潔，塑件精度，且可利用分型面排氣，故采用雙分型面的平面分型。分型面如圖所示：圖2型腔的排布呈兩排四腔式，如圖所示：圖33.4澆注系統(tǒng)的設計設計澆注系統(tǒng)首先應了解塑料及其流動性（ABS這種屬于熱塑性塑料熔體在流動過程中其表觀黏度隨剪切速率的變化而發(fā)生

33、顯著的變化，且壓力增高時表觀黏度增加），使盡可能低的表觀黏度和較快的速度充滿整個型腔。 、主流道設計形狀如圖所示： 尺寸如下：R=12+2=14 mm r=2 mm =0.50=2 d=4+0.5=4.5 mm澆口套如圖所示：圖（4）注意：流道內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63mh = 5 mm H = 10 mm L = 25 mm ( L 60 mm 、冷料穴設計 冷料穴是貯存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料以及熔體流動的前鋒冷料，以防止熔體冷料進入型腔，且冷料穴應設在料流末端。根據(jù)需要選用帶球頭形的拉料桿，當塑料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的球頭上，拉料桿的底部固定在推桿固定板上，開模時將主流道凝料拉出定

34、模。尺寸為 d = 6 mm 、分流道設計要使塑料熔體流經(jīng)流道的效率較高，則應采用截面形狀為圓形流道作為分流道，由塑料ABS得知分流道直徑為(d) = 4.09.0，故取 D = 6 mm。分流道表面粗糙度Ra=1.252.5 um，且分流道與澆口的連接形式采用圓弧連接。分流道排布如圖所示：D=6mm,d=4mm 圖（5）、澆口設計依據(jù)：、避免熔體破裂而產(chǎn)生噴射和蠕動； 、有利于流動、排氣、補料； 、使流程最短，料流變向最少，防止型芯變形； 、有利于減少熔接痕和增加熔接強度等。故應采用多點澆口。 澆口直徑d =1.4 mm 澆口長度：L = 1.5 mm3.5模架的選用在學校作設計時，模架部分

35、要自行設計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。模架尺寸確定之后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機構(gòu)及精密定位用標準組件等。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標準模架，可選用標準模架 315L，其中L取400mm，可符合要求。模架的選擇:選用標準模架模架的外觀尺寸為315400215 mm動模板厚度: 20 mm定模板厚

36、度: 35 mm墊板厚度: 10 mm3.6排氣系統(tǒng)設計在注射成型過程中若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷，為此應開設排氣槽，設計好排氣系統(tǒng)。排氣槽設計的要點： 、排氣槽應盡量設在分型面上并盡量設在凹模上。 、排氣槽盡量設在料流末端和塑件較厚處。 、排氣槽排氣方向不應朝向操作人員，并最好呈曲線狀，以防注射時燙傷工人。 、排氣槽尺寸根據(jù)經(jīng)驗常取槽寬1.51.6mm，槽深0.020.05

37、mm，以塑料不進入排氣槽為宜。故排氣槽的尺寸取：寬1.5mm ,深 0.03mm。另外排氣系統(tǒng)還可通過其它方式排氣如：用分型面排氣；用型芯與模板配合間隙排氣等。3.7確定冷卻系統(tǒng)為了提高冷卻系統(tǒng)的效率和爭取型腔表面溫度的均勻和穩(wěn)定，在系統(tǒng)的綜合實際中應遵守生產(chǎn)中的約定準則。在管道的布置時，還需進一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果良好。用20的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度27，水呈湍流狀態(tài)，模具平均溫度為60，模具寬度為315mm。 、塑件固化每小時釋放熱量 Q=WQ1 查表得Q1=4.0 x 102 KJ/Kg 體積 V = 383.5 mm3 G = 383.5 x 1.05 =

38、402.675 g W =3600G/40 =36.24 Kg/h Q = 36.24 x 4.0 x 102 =1.45 x 104 KJ/h 、冷卻水的體積流量q = Q/PC1(1-2) =8.2 x 10-3 m3/min 、查表得：取冷卻水管直徑 d = 15 mm 、水管內(nèi)水的流速 v = 4q/(d2) =0.77 m/s 、在水溫為30的情況下取 f = 7.22 傳熱膜系數(shù) h = 4.187 x f(v)0.8 = 1.42 x 104 KJ/(m2h) 、總傳熱面積 A = 60W Q1/(ht) =0.028 m2 、冷卻水管的孔數(shù) n =A/(dL) 4，分布圖如下：

39、3.8頂出機構(gòu)的設計（1）.頂出機構(gòu)的設計原則、頂出的運動要準確、可靠、靈活，無卡死現(xiàn)象，機構(gòu)本身要有足夠的剛度和強度，足以克服脫模阻力； 、保證在頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機構(gòu)的最基本的要求； 、頂出力的分布應盡量靠近型芯，且頂出面積應盡可能大，以防止塑件變形；、頂出力應作用在不易使塑件變形的部位。應盡量避免使頂出力作用在塑件的平面位置上； 、如果頂出部位需設在塑件使用或裝配的基準面上時，為了不影響塑件的尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位凹進塑件0.1mm左右，而頂出桿端面則應高于基準面，否則塑件面會出現(xiàn)凸起，影響基準面的外觀和平整；、盡可能使塑件留在動模，使脫模機構(gòu)易于實現(xiàn)。（2）

40、.頂出機構(gòu)的設計 在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出。完成取出塑件這個動作的機構(gòu)就是頂出機構(gòu)，也稱為脫模機構(gòu)。本設計采用到斜頂裝置，斜頂是滑塊的一種特殊形式，即型芯的滑塊。工作原理:在頂出過程中，推桿頂著滑塊型芯作橫向移動將制件頂出后用手取出，而在頂出塑件的同時通過銷釘限位防止滑塊型芯脫落。(力的分解原理) 3.9復位裝置脫模機構(gòu)在完成塑件的頂出后，為了下一個循環(huán)，要求它必須回復到初始位置。目前常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位兩種形式，而本次模具設計用的是復位桿復位。復位桿也叫回程桿或反頂桿。模具閉合后，它的端面剛好和分型面平齊，它與頂桿一起固定在頂出板上。實現(xiàn)頂出后，復

41、位桿的位置高出分型面。模具閉合后，定模板端面推頂復位桿連同整個頂出機構(gòu)一起回歸原位。復位桿一般設置4根。使用復位桿時，必須等到復位桿與定模板相接觸時才起復位作用，也只有當模具完全閉合時，復位動作才全部完成。每合模一次，復位桿端面就要與定模板發(fā)生一次碰撞。3.10型腔與型芯尺寸的計算 塑件圖為：圖（6） 收縮率 S = 0.30.8%，平均收縮率Scp=0.55% 、型腔直徑 ：如下圖所示 對直徑D為50-0.040 mm有： 公差為=0.40 mm z = /4 = 0.10mm由公式 Lm =Ls(1+Scp)-3/4+0z =49.975 +00.1 mm經(jīng)核算得：Lm +z +c Ls

42、S min =49.992 Hs = 18 故滿足要求，即型腔深度為17.939 +00.06 mm 、型芯組合體尺寸的計算：如下圖所示 對 d為43+0.040 mm有： 公差為= 0.40 mm z = /4 = 0.10mm由公式 lm =ls(1+Scp)+3/4-0z =43.537 00.1 mm同里校核得其符合要求，則型芯上直徑為d=43.537 00.1mm 、型芯高度： 對尺寸為h = 16.81 +00.14 mm則有： 公差為= 0.14 mm z = /4 = 0.035mm由公式 hm =hs(1+Scp)+2/3 -0z = 16.995 00.035 mm 經(jīng)核算

43、得滿足要求，即型芯高度為h= 16.995 00.035 mm 、小型芯的中心距： 對尺寸為C=15+00.24 mm則有： 公差為= 0.24 mm z = /4 = 0.06mm 由公式 Cm = Cs(1+Scp)z/2 = 15.0830.03 mm(6)、螺紋型芯與型環(huán)徑向尺寸螺紋型芯與螺紋型環(huán)的徑向尺寸計算方法與普通型芯和型腔的徑向尺寸的計算方法基本相似。但塑件螺紋成型時，由于收縮的不均勻性和收縮率的波動等影響因素，使其螺距和牙尖角都有較大的誤差，從而影響其旋入性能。下列是螺紋型芯與螺紋型環(huán)徑向尺寸相應的計算公式。螺紋型芯中徑 dm中=（1+Scp）Ds中+中中 （1）大徑 dm大

44、=（1+Scp）Ds大+中大 （2）小徑 dm小=（1+Scp）Ds小+中小 （3）螺紋型環(huán)中徑 Dm中=（1+Scp）ds中-中中 （4）大徑 Dm大=（1+Scp）ds大-中大 （5）小徑 Dm小=（1+Scp）ds小-中小 （6）式中：dm中、dm大、 dm小分別為螺紋型芯的中徑、大徑、小徑；Ds中、Ds大、 Ds小分別為塑件內(nèi)螺紋的中徑、大徑、小徑的基本尺寸；Dm中、Dm大、 Dm小分別為螺紋型環(huán)的中徑、大徑、小徑；ds中、ds大、 ds小分別為塑件外螺紋的中徑、大徑、小徑的基本尺寸；中塑件螺紋中徑公差；目前國內(nèi)尚無標準，可參考金屬螺紋公差標準選用精度較低者；中、大、小分別為螺紋型芯或

45、型環(huán)中徑、大徑和小徑的制造公差；查相關手冊得：ds小=47.051mm, ds中=48.075mm，螺距Ps=3mm，中=0.54mm，大=0.06mm, 中=0.04mm, 小=0.06mm。 將上述各式代入式（4）、式（5）、式（6）得：螺紋型芯的工作尺寸：中徑 Dm中=（1+Scp）ds中-中中 = （1+1.7%）48.075-0.54=mm；大徑 Dm大=（1+Scp）ds大-中大 =（1+1.7%）49-0.54 =mm；小徑 Dm小=（1+Scp）ds小-中小 =（1+1.7%）47.051-0.54=mm。螺距：螺紋型芯與型環(huán)的螺距尺寸計算公式如下：Pm=（1+Scp）Ps式中

46、：Pm螺紋型芯或型環(huán)的螺距； Ps塑件螺紋螺距基本尺寸； 螺紋型芯與型環(huán)螺距制造公差。查相關資料=0.030.05mm, 取 =0.04mm。Pm=（1+Scp）Ps =（1+1.7%）*3=3.10.02mm。3.11模具結(jié)構(gòu)尺寸的計算 、型腔側(cè)壁的計算：已知強度=160Mpa由于型腔采用的是整體型腔，其最小壁厚為40 mm由公式（整體式）S = Prh/( H ) = 4 mm 40 mm故滿足要求。 、型腔底板厚度的計算：由公式 t =3pr2/( 4 )0.5 =11.8 mm 20 mm則符合要求,故取20 mm。 、型芯支承板厚度的計算：由公式 t =3pbL2/( 4B ) =

47、35.7 mm 則取支承板厚度為40 mm。 、脫模力的計算：由已知條件和查表得 E = 1.8 x 103 Mpa = 1 f = 0.21 K2 = 1.0035 =0.32由公式t/d=0.02 0.05可得該塑件為薄壁制件。A = D2/4 = 1962.5 mm2 則 F = 2ESL cos (f - tan)/(1-)K2 +0.1A = 4363 N 、推桿直徑的計算：由公式 d = k(L2F/nE) = 3.6 mm 6 mm故取直徑為d=6 mm。 、推板厚度的計算：由公式 t = (K3F/)1/3 4 mm 10 mm故取推板厚度t = 10 mm.3.2模具結(jié)構(gòu)的校

48、核3.2.1鎖模力的校核 據(jù)式P=KP0 取壓力損耗系數(shù)K為0.4，注射機使用的注射壓力為 P0=119MPa ,則型腔壓力 P=47.6MPa。已知注射機的最大鎖模力為900KN。F =AP =752 KN 900 KN，故滿足要求。3.2.2安裝部分的尺寸校核： 、模具厚度模板閉合后達到規(guī)定鎖模力時動模板和定模板的距離。注射機規(guī)定的最大模具高度為300 mm，最小模具厚度為200 mm。H =25 x 2 + 10 + 35 + 20 + 40 + 60 = 215 mm (200300)則滿足要求。 、模架的尺寸規(guī)格： (L)315mm (B)400mm (H)215mm 、定位環(huán)尺寸為

49、了使模具主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線重合，模具定模 板上 凸出的定位環(huán)與注射機固定模板上的定位孔呈間隙配合。定位環(huán)高度為8 mm，直徑D為100+0.054 mm。 、噴嘴尺寸： R2 = 14 mm R1 = 16 mm ,則R1 R2 ，故主流道內(nèi)的塑料凝料可以脫出符合要求。 、開模行程校核： 雙分型面注射模： S = H1 + H2 + a +(510) = 20 +10 +35 +10 +5 =80 mm 注釋： H1 塑料脫模需要的頂出距離。 H2 塑件厚度（包括澆注系統(tǒng)凝料）。 對最大行程與模具厚度有關的校核： Sk Hm = 300 215 = 85 S = 80 故滿足要求。第4章 試模41 試模前的模具檢驗為了保證正常試模，對交付試模的模具應首先進行有關的檢查，檢查內(nèi)容如下：1.外觀檢查1）的閉合高度、安裝尺寸、脫件形式、開模距離等是否符合設備條件；2）外露部分應無銳棱角，并應敲印用該模具生產(chǎn)的塑件圖號或代號；3）總重量超過30kg時，應有起重用吊環(huán)安裝孔；4）附件、備件應備齊；5）合模方向的標記；6）零件、澆注系統(tǒng)等表面應光潔，無塌陷、傷痕等弊病。對成型有腐蝕性的塑料的模具，其成型零件應有防腐措施（如鍍鉻等）；7）能出現(xiàn)飛邊，其方向應保證能脫模；8）動零件應配合適當、起止位置的定位正確可靠。如模具使用溫度高于60， 部分