雪碧瓶蓋的模具設(shè)計

1、畢業(yè)論文 目錄第一章 緒論.41.1模具在加工工業(yè)中的地位.41.2塑料成型加工技術(shù)的進(jìn)展和開發(fā)動向.41.3本課題研究的目的和基本要求.6第2章 塑件模具的工藝分析.72.1材料的選擇.72.2塑件形態(tài).72.3塑件壁厚分析.82.4結(jié)構(gòu)分析.82.5模具成型特性.82.6模具綜合性能.9第3章 模具尺寸的計算. .11第4章 型腔布置與設(shè)計. .12第5章 分型面的設(shè)計. .14第6章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計.156.1設(shè)計原則.15第7章 注射機(jī)的選擇及型號和規(guī)格.19第8章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作尺寸計算.218.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計.218.2成型零件工作尺寸計算.21第9章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

2、的設(shè)計.299.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用.299.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計原則.299.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計.309.4導(dǎo)柱的設(shè)計.309.5導(dǎo)套的設(shè)計.32第10章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計.3510.1脫模機(jī)構(gòu)的分類.35第11章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計.3911.1冷卻系統(tǒng)工藝.3911.2冷卻系統(tǒng)的計算.4011.3模具的閉模高度.43總結(jié).45致謝.46參考資料.47第1章 緒論1.1模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀成型具有其特定形狀尺寸的工具。成型制品塑料的模具叫做塑料模具。 對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡

3、便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉 。 塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機(jī)構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費(fèi)用在制件上的成本

4、所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本?，F(xiàn)在塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。高效的全自動的設(shè)備也只有安裝上全自動化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)更新都有是以模具的制造和更新為前提的。由于工業(yè)塑件和日暮途窮用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求量很大，推動了塑料模具向前不斷發(fā)展。1.2塑料成型加工技術(shù)的進(jìn)展和開發(fā)動向1. 當(dāng)前塑料成型加工工藝仍主要以注射成型、擠出成型、中空成型為主，但有了許多新進(jìn)展。1) 注射成型的主要技術(shù)進(jìn)展是開發(fā)了多種新

5、型注射成型技術(shù)，如超高速注射成型、精密注射成型、薄壁注射成型、氣體輔助注射成型、水輔助注射成型、三維MID注射成型、層狀結(jié)構(gòu)注射成型、結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型、低壓注射成型、注射壓縮成型、嵌件注射成型、反應(yīng)注射成型、結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型（SRIM）等；特殊注射成型技術(shù)，如澆口止封成型、推-拉注射成型、夾芯注射成型、復(fù)合注射成型、回路基盤注射成型、光學(xué)部件注射成型等；以及特殊材料如高性能工程塑料、復(fù)合塑料、高粘度塑料、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、低粘度液狀樹脂（LIM）、熱塑彈性體、金屬粉末（MIM）、橡膠、陶瓷等的注射成型技術(shù)。此外為改進(jìn)制品質(zhì)量還開發(fā)了長纖維破斷抑制成型、定向控制成型、表面光澤成型、表

6、皮一體成型、表面裝飾成型、溶融中子成型等。2) 擠出成型技術(shù)的發(fā)展從柱塞式間歇擠出到螺桿式連續(xù)擠出；從單螺桿到雙螺桿、多螺桿；螺桿結(jié)構(gòu)由普通型發(fā)展到分離型、屏障型、銷釘型、波狀、DIS、多角型等；長徑比根據(jù)要求由原來十幾增加到30、48甚至60；擠出理論由固體輸送理論，發(fā)展到熔融理論、熔體輸送理論、粘性剪切理論、混煉理論等；新型擠出技術(shù)如高精度擠出、異型擠出、多層共擠出、反應(yīng)擠出、機(jī)電磁一體化和動態(tài)塑化擠出等也蓬勃發(fā)展。據(jù)報導(dǎo)，利用低剪切熔融理論和新的高效喂料技術(shù)以及將雙螺桿技術(shù)的某些理論應(yīng)用于單螺桿上，是擠出技術(shù)未來發(fā)展方向。3) 中空成型及其它成型技術(shù)的主要進(jìn)展：雙壁中空吹塑技術(shù)、三維中空

7、成型、多層中空成型、保留型芯吹塑成型、多層滾塑、固相多層成型、微孔發(fā)泡成型、空氣發(fā)泡成型、多層雙向拉伸、口模牽伸技術(shù)等。2. 近年來，成型加工技術(shù)開發(fā)的總趨向是對與已有的原材料成型加工評價方法等有關(guān)的技術(shù)奧秘進(jìn)行最大限度挖掘，根據(jù)外部技術(shù)導(dǎo)入，對滿足特性要求的適應(yīng)加工方法及其進(jìn)展等有關(guān)技術(shù)進(jìn)行綜合性重新評價，可概括為以下幾方面：1) 根據(jù)對原有加工技術(shù)的基本評價，通過簡化工序、省力化、原料配方的最佳選擇、復(fù)合化及與其它材料一體化加工等措施達(dá)到高性能化和降低成本。2) 開發(fā)適合材料物性的成形加工法，采用利用高次構(gòu)造（高晶化、分子定向等）的成形加工方法，如利用溶融壓縮性的加工法、利用PVT特性的加

8、工法；SCORIM/SCOREX/SCORBEND法的應(yīng)用，澆口凝封注射成型等。3) 相接技術(shù)的研究，是將不同成形加工技術(shù)進(jìn)行組合的加工方法，如注射壓縮法、擠出壓延法、擠出壓縮法、注拉吹成型法、擠拉吹成型法等。1.3本課題研究的目的和基本要求該塑件材料為LDPE（低密度聚乙烯），它的整體結(jié)構(gòu)以及表面形態(tài)較為簡單，由于該零件為實(shí)用零件對其尺寸公差沒有太嚴(yán)格的要求，塑件的壁厚均為1mm在其最小壁厚范圍內(nèi)。可以注射成型。第2章 塑件模具的工藝分析2.1材料的選擇：材料簡介：LDPE 中文名：低密度聚乙烯英文名：Low density polyethylene由于塑件在尺寸上要求比較高,且在長期的使用

9、過程中需要較高的強(qiáng)度和硬度，也要求有一定的耐磨性，所以本次設(shè)計采用的材料為LDPE（低密度聚乙烯），它是日常生產(chǎn)中常用的塑料材料之一，低密度聚乙烯分子鏈上有長短支鏈。結(jié)晶度較低，分子量一般550萬，它是 一種乳白色呈半透明的蠟狀固體樹脂，無毒。軟化點(diǎn)較低，超過軟化點(diǎn)即熔融，其 熱熔接性、成型加工性能很好，柔軟性良好，抗沖擊韌性、耐低溫性很好，可在 -60-80下工作，電絕緣性優(yōu)秀（尤其是高頻絕緣性），LDPE的機(jī)械強(qiáng)度 較差，耐熱性不高，抗環(huán)境應(yīng)力開裂性、粘附性、粘合性、印刷性差，需經(jīng)表面處 理，如化學(xué)侵蝕、電暈等處理后方可改進(jìn)其粘合性、印刷性。吸水性很低，幾乎不 吸水，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)秀，如對酸

10、、堿、鹽、有機(jī)溶劑都較穩(wěn)定。對CO2、有機(jī)性臭 氣滲透性大，但對水蒸汽、空氣的滲透性差。易燃燒，燃燒時有似石蠟昧；在日光 和熱作用下容易老化降解而變色，由白轉(zhuǎn)黃轉(zhuǎn)褐色，最終呈黑色，且性能下降或龜 裂，若加入一定量的抗氧劑、紫外線吸收劑等可改善性能、在化學(xué)交聯(lián)劑或高能輻照下交聯(lián)，可提高軟化點(diǎn)、耐溫性、剛度、耐溶劑性等。在保證塑料制品的功能和性能的同時還要考慮到加工生產(chǎn)、成本和供應(yīng)，綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實(shí)際生產(chǎn)，選用在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的塑料LDPE（低密度聚乙烯）。2.2塑件形態(tài)我所設(shè)計的塑料制品為瓶蓋，它的整體結(jié)構(gòu)以及表面形態(tài)較為簡單，整個塑件呈圓筒狀，塑件高為15mm，外

11、徑28mm，壁厚1mm，中間的銜接部分用圓弧過渡。由于該零件為實(shí)用零件對其尺寸公差沒有太嚴(yán)格的要求，故在本次設(shè)計中可以忽略此方面的考慮，以降低成本。由于該塑件結(jié)構(gòu)簡單，壁厚較小、均勻，適合于大批量生產(chǎn)。塑件圖如1-1所示： 圖1-12.3塑件壁厚分析該塑件的壁厚對其生產(chǎn)成品的質(zhì)量有很大的影響。壁厚過小，成型時熔融塑料流動阻力大，充模困難，特別是大型且形狀復(fù)雜的塑件更為突出。壁厚過大，不僅造成原料的浪費(fèi)，而且增加冷卻時間，容易使塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。查相關(guān)手冊可知，該塑件的壁厚均為1mm在其最小壁厚范圍內(nèi)。因此，該塑件符合注塑模具成型的厚度條件。2.4結(jié)構(gòu)分析再生產(chǎn)塑件時為了避免應(yīng)

12、力集中，提高塑件的局部強(qiáng)度，并改善熔體的流動情況更有利于脫模，在塑件各個內(nèi)外表面的連接處，采用過渡圓弧。在無特殊要求時，塑件連接處均應(yīng)有不小于0.51mm的圓角。按照圓角的設(shè)計原則：一般外圓弧半徑應(yīng)是厚度的1.5倍、內(nèi)圓弧半徑應(yīng)是厚度的0.5倍。根據(jù)設(shè)計要求并考慮現(xiàn)有的設(shè)備和生產(chǎn)力，此塑件的內(nèi)外過渡圓弧是小半徑為0.5mm，適合注塑制品的結(jié)構(gòu)和工藝要求。2.5模具成型特性該塑件采用LDPE型塑料它收縮率大，方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大，應(yīng)控制模溫。宜用高壓注射，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要充分。不宜采用直接澆口注射，否則會增加內(nèi)應(yīng)力，使收縮不均勻和方向性明顯

13、。并且吸濕性小,成型前可不預(yù)熱，熔體粘度小，成型時不易分解，流動性極好, 溢邊值為0.02mm左右,流動性對壓力變化敏感，加熱時間長則易發(fā)生分解。冷卻速度快,必須充分冷卻,設(shè)計模具時要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。應(yīng)注意選擇澆口位置。質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強(qiáng)行脫模。2.6模具綜合性能：壓縮比： 1.842.30 熱變形溫度： 1.88MPa- 48oC 0.46MPa- 6082oC 抗拉屈服強(qiáng)度: 2239 MPa 拉伸彈性模量： 0.840.95GPa彎曲強(qiáng)度： 2540MPa彎曲彈性模量： 1.11.4 GPa壓縮強(qiáng)度： 225 MPa疲勞強(qiáng)度： 11 Mpa（107周）脆化溫度： -70

14、LDPE的注射工藝參數(shù)：注射機(jī)類型： 柱塞式 噴嘴形式： 直通式 噴嘴溫度： 150170oC料筒溫度： 前 170200oC 后 140160oC模溫： 3045oC注射壓力： 60100Mpa保壓力： 4050Mpa注射時間： 05s保壓時間： 1560s冷卻時間： 1560s 成型周期： 40140s 第3章 模具尺寸的計算塑件圖如3-1所示： 圖3-1由于塑件的工作條件對精度要求相對較高，根據(jù)LDPE的性能可選擇其塑件的精度等級為6級精度（查閱塑料成型工藝與模具設(shè)計P67表3-9）。外徑: 28mm 壁厚: 1mm內(nèi)徑: 16mm 壁厚: 1mm根據(jù)體積計算公式可得塑件的近似體積為:V

15、塑=S*H=2.825cm3查得LDPE(低密度聚乙烯)密度約為: 由公式代入數(shù)據(jù)可得塑件的質(zhì)量為：W塑 =V塑×r塑=2.6(g)。第4章 型腔布置與設(shè)計型腔的排布設(shè)計原則：4.11 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目。根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用，僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)。4.12 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。當(dāng)成型大型平板制件時，常用這種方法。設(shè)注射機(jī)的額定鎖模力大小為F（N），型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為Pm,單個制品在分型面上的投影面積為A1，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為A2，則： (nA1+A2)PmF即： n4.13 根據(jù)制品精度確

16、定型腔數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在模具中每增加一個型腔，制品尺寸精度要降低4%,高模具中的型腔數(shù)目為n,制品的基本尺寸為L，塑件尺寸公差為，型腔模具注塑模具生產(chǎn)時可能性產(chǎn)生的尺寸誤差為(不同的材料，有不同的值，如：聚甲醛為0.2%，龍66為0.3% ，碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非結(jié)晶型塑料為0.05%)，有塑件尺寸精度的表達(dá)式為： L%+ （n-1）L%4%簡化后可得型腔數(shù)目為：n對于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致，故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個。4.14 根據(jù)注射機(jī)的額定最大注射量確定型腔數(shù)目。設(shè)注射機(jī)的最大注射量G（g），單個制品的質(zhì)量為W1（g），澆注系統(tǒng)質(zhì)量為W2（g），

17、則型腔數(shù)目n為： n多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、H形、直線型及復(fù)合型等，在設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則：1、盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。2、型腔布置與澆口開高部位應(yīng)力求對稱，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。3、盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。已知的體積V塑或質(zhì)量W塑 ，又因?yàn)榇水a(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度較高，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機(jī)的型號選擇，初步確定采用一模四腔對稱性排布,分流道直徑可選1.69.5mm(參見塑料制品成型及模具設(shè)計P59表4-3部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍)。由塑件的外形

18、尺寸(塑件壁厚0.8<1.0<2.4)和機(jī)械加工的因素，確定采用點(diǎn)澆口，根椐塑件的材料及尺寸，澆口直徑可選0.81.3mm(參見塑料制品成型及模具設(shè)計P67表4-7側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦值)。采用對稱平衡的排布,如4-1圖示： 型腔數(shù)目及排布圖 4-1 第5章 分型面的設(shè)計分型面按其位置與注射機(jī)開模運(yùn)動方向的關(guān)系來分類有：分型面垂直于注射機(jī)開模運(yùn)動方向、平行于開模運(yùn)動方向、傾斜于開模運(yùn)動方向。按分型面的形狀來分類有：平面分型面、曲面分型面、階梯分型面和斜面分型面。選擇分型面的設(shè)計基本原則：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。還應(yīng)考慮以下因素：1 分型面的選擇應(yīng)便于塑件

19、脫模并簡化模具結(jié)構(gòu) 因此，應(yīng)盡可能使塑件在動定模分離后留在動模一側(cè)。2 分型面的選擇應(yīng)考慮塑件的技術(shù)要求3 分型面的選擇應(yīng)盡量選擇在不影響塑件外觀的位置，并使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和休整4 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣5 分型面的選擇應(yīng)便于模具零件加工6 分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)本塑件屬于薄壁殼小型塑件，塑件冷卻時會因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模和精度要求角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。綜合以上因素，分型面應(yīng)選擇在瓶蓋的下部較為合理，如圖所示: 分型面圖第6章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 6.1設(shè)計原則澆注系統(tǒng)是指指由注射機(jī)噴嘴

20、中噴出的塑料進(jìn)入型腔的流動通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充真到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計合理、盡量減少塑料的消耗。6.1.1主流道設(shè)計：在臥式或立式注射機(jī)使用的模具中，主流道垂直于分型面，主流道是連接注射機(jī)噴嘴與公流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。本塑件所用的材料為LDPE（低 密度聚乙烯），根據(jù)其流動性特點(diǎn)，主流道設(shè)計的主要參數(shù)如下：1 、主

21、流道圓錐角=，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63µm。2 、主流道大端呈圓角，取半徑r=3mm 減小料流轉(zhuǎn)過渡時的阻力。3 、主流道應(yīng)盡可能的短，過長則會影響熔體的順利充型，此處根據(jù)實(shí)際情況選35mm。4、襯套與主流道設(shè)計成整體, 材料使用T8，熱處理強(qiáng)度為53-57HRC。6.1.2冷料穴的設(shè)計：冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或者在分流道的末端.其作用是收集熔體前鋒的冷料,防止進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量.冷料穴分兩種:一種是專門用于收集儲存冷料的;另一種是既有儲存冷料又有拉出主流道冷凝料功能的.本塑件采用無拉料桿的冷料穴。分流道設(shè)計：分流道是主流道與澆口之間的通道，它是主流道與澆口之間的

22、進(jìn)料通道.一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用。多型腔模具必定設(shè)計分流道，單型腔大型塑件在使用多個點(diǎn)澆口時也要設(shè)置分流道。1、分流道截面形狀和尺寸的選擇：分流道截面形狀一般有圓形、矩形、梯形、U形和六角形等，為了減少流道內(nèi)壓力損失和傳熱損失，常將分流道的表面加工的比較粗糙，一般取Ra1.252.5m，以加大對外層塑料熔體的流動阻力，使外層塑料凝固層固定。因此可用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。由于正方形流道凝料脫模困難，六角形流道效率低而圓形截面流道在加工時兩半很難對準(zhǔn)，在此，選擇半圓形，取半圓直徑4.5mm.參見塑料制品成型及模具設(shè)計59頁表4-32、分流道的布置分流道的布置取決于

23、型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置分平衡式與非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如6-1： 圖6-16.1.3澆口設(shè)計：澆口又叫進(jìn)料口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件質(zhì)量的影響很大。本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，其表面要求較高，而點(diǎn)澆口截面積小，對于纖維增強(qiáng)的塑料，澆口斷開時不會損傷塑件表面，故而確定采用點(diǎn)澆口。澆口位置的選擇：澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口時，應(yīng)遵循以下原則：澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補(bǔ)縮，澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣

24、體的排除澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位，對于圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。對于帶細(xì)長的型芯模具，宜采用中心頂部進(jìn)料方式，以避免型芯因沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口?；緟?shù)如6-2所示: 圖6-2 根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下：由塑件質(zhì)量W塑=2.6g可得 d取4 D取6d=4mm D=6mm R=15mm h=5mm d1=1mmH1=4.5mm l=6070mm L=25mm a=4。 a1=10。 L1=17mm 6.1.4溢流排氣系統(tǒng)工藝：排氣系統(tǒng)是為了讓塑料充滿型腔，防止產(chǎn)生接縫和

25、表面輪廓不完整等缺陷有著很重要的作用。一般大型模具，要在分型面開設(shè)專門的排氣槽，以利型腔內(nèi)氣體的排除。排氣方式：排氣槽一般通常開設(shè)在分型面上凹模一邊，位置位于塑料熔體流動的末端。一般情況下，排氣槽尺寸以氣體能夠順利排出而不產(chǎn)生溢料為原則。排氣槽寬度可取1.56 mm，深度可取0.0250.1 mm，長度可取0.81.5 mm。第7章 注射機(jī)的選擇及型號和規(guī)格根據(jù)所選擇的參數(shù)，初步估算澆注系統(tǒng)的:體積: V澆=89cm3。其質(zhì)量約為：W澆=V澆×r塑=7.58.5g。S=(n×W塑+ W澆) /0.8=2324g?？梢猿醪竭x項(xiàng)注射機(jī)型號為： XS-Z-30XS-Z-30注射機(jī)

26、的技術(shù)規(guī)格如下:型號： XS-Z-30額定注射量(cm3)： 30螺桿直徑(mm)： 28注射壓力 (MPa)： 119注射行程（mm）： 130注射時間（s）： 0.7注射方式： 柱塞式合模力kN）： 250最大注射面積（cm2）： 90最大開（合）模行程（mm）： 160模具最大厚度（mm）： 180模具最小厚度（mm）： 60模板最大距離（mm）： 340動、定模固定板尺寸（mm）： 250×280噴嘴圓?。╩m）： 12噴嘴孔徑（mm）： 2 第8章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作尺寸計算8.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計：成型零件即構(gòu)成型腔的零件，通常包括凹模，凸模、小型芯、螺紋型芯或

27、型環(huán)等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的8強(qiáng)度、剛度、硬度、耐摩性和較低的表面粗糙度。同時還應(yīng)考慮零件的加工性和模具的制造成本。8.1.1 凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計：凹模又叫陰模，是成型塑件外輪廓的零件。凹模有整體結(jié)構(gòu)式和組合式。1、整體式凹模：這種形式的結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。但當(dāng)塑件形狀復(fù)雜時，采用一般機(jī)械加工方法制造型腔比較困難。由整塊金屬材料直接加工而成，因此它適用于形狀簡單的塑件?？煞譃椋赫w式凹模、整體嵌入式凹模、局部鑲嵌式凹模、大面積鑲嵌式凹模、四壁拼合式凹模。該塑件的外形簡單，采用整體式凹模。8.1.

28、2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？煞譃檎w式和組合式。1、整體式凸模：其結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件的質(zhì)量好，但機(jī)械加工不便，鋼材耗量較大，適用于小型凸模當(dāng)塑件的內(nèi)形比較簡單，深度不大時，可采用整體式凸模。2、組合式凸模：當(dāng)塑件的內(nèi)形比較復(fù)雜而不便于機(jī)械加工時，或形狀雖不復(fù)雜，但為了節(jié)省貴金屬，減少加工量，通常采用組合式凸模。固定板和凸?？煞謩e采用不同的材料制造和熱處理，然后再連接成一體，這種結(jié)構(gòu)形式適用于大型凸模。由瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，有兩層，內(nèi)有螺絲，采用鑲件組合式凸模。8.2成型零件工作尺寸計算：成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸，通常包括凹模和凸模的徑

29、向尺寸（包括零件的長和寬）、凹模和凸模的高度尺寸及位置尺寸，故零件的工作尺寸計算主要是凹模和凸模的尺寸計算。產(chǎn)生偏差的原因：1、塑料的成型收縮成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預(yù)定收縮率（設(shè)計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實(shí)際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。s=(Smax-Smin)×制品尺寸s 成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin 分別是制品的最大收縮率和制品的最小收縮率。 2、成型零部件的模具制造偏差工作尺寸的制造偏差包括模具的加工偏差和裝配偏差。加工偏差就是模具在制造過程中所產(chǎn)生的尺寸偏差，裝配偏差主要是

30、模具在分型面上的合模間隙以及組合模具的配合偏差。3、成型零部件的磨損成型零部件的摩損相對于精度要求不高的大型零部件來說，可以不考慮，但對于精度要求較高的小型零部件，就必須要對其進(jìn)行考慮。本產(chǎn)品為LDPE制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預(yù)定的收縮率的最大值和最小值分別取1.5%和3.5。平均收縮率為2.5%,此產(chǎn)品采用6級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.50.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到ITIT級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下：凹模徑向尺寸計算：（相關(guān)公式參見塑料制品成型及

31、模具設(shè)計第79-80頁）圖8-1中：圖8-1(C1)±z/2 =(1+ s¯ )C1S±z/2 =(1+2.5%)×2±0.32/2=2.05±0.16 mm8.2.1凸模計算:8-1中：(LM1) 0-z = (1+ s¯ )LM1S+0.5× 0-z = (1+2.5%)×26+0.5×0.480-0.48/4 =26.650-0.12( L1) 0+z =(1+ s¯ )L1S - 0.5×0+z = (1+2.5%)×16-0.5×0.4+0.4/

32、40 =16.2+0.10 (lx) 0+z =(1+ s¯ )lXS - 0.5×0+z=(1+2.5%)×2 - 0.5×0.24+0.24/40=1.93+0.040 (CX) ±z/2 =(1+s¯ )CXS±z/2=(1+2.5%)×11±0.38/2=11.27±0.19(wx)0+z =(1+ s¯ )w XS - 0.50+z=(1+2.5%)×0.5-0.5×0.24+0.24/40=0.4+0.0608.2.2中，螺紋型芯與大型芯的配合采用H8/

33、f8。型芯徑向尺寸計算：(hQ) 0+z = (1+ s¯ )hQS-0.5× 0+z = (1+2.5%)×3-0.5×0.24+0.24/40 =2.96+0.060(hQ1) 0-z =(1+ s¯ )hQ1s+0.5× 0-z = (1+2.5%)×10-0.5×0.32 0-0.32/4 =10.09 0-0.08(lQ2) 0-z = (1+ s¯ )lQ2S+0.5× 0-z =1+2.5%)×9+0.50.320-0.32/4=9.070-0.088.2.3計算螺紋型芯

34、的工作尺寸：螺紋型芯大徑： (dM大)0-z=(1+ s¯ )ds大+中 0-z螺紋型芯中徑： (dM中)0-z=(1+ s¯ )ds中+中 0-z螺紋型芯小徑： (dM小)0-z=(1+ s¯ )ds小+中 0-zdM大, dM中, dM小 分別為螺紋型芯的大，中，小徑；ds大， ds中，ds小 分別為塑件內(nèi)螺紋大，中，小徑基本尺寸；中塑件螺紋中徑公差；z螺紋型芯的中徑制造公差，其值取/5。將數(shù)據(jù)代入以上公式計算得：(dM大)0-z =(1+2.5%)×14+0.030-0.03/5 =14.380-0.006(dM中)0-z =(1+2.5%)

35、15;12.701+0.030-0.03/5 =13.0490-0.006(dM小)0-z =(1+2.5%)×11.835+0.030-0.03/5 =12.1610-0.0068.2.4型腔壁厚和底板厚度計算注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個模具失效或無法達(dá)到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計時，成型零部件的強(qiáng)度和剛度計算和校核是必不可少的。一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚

36、度和底部的厚度可以利用強(qiáng)度計算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計時只能對它們進(jìn)行強(qiáng)度校核。因在設(shè)計時采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計算參考公式如下：側(cè)壁：按強(qiáng)度計算：按剛度計算： 底部：按強(qiáng)度計算：按剛度計算：凸模計算：按強(qiáng)度計算：按剛度計算：參數(shù)符號的意義和單位以及經(jīng)查表所得值如下：Pm 模腔壓力（MPa）取值范圍5070E 材料的彈性模量（MPa）查得2.06×105 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得176.5； 成型零部件的許用變形量（mm）查得0.05；將以上值代入公式計算可得：按強(qiáng)度計算得：s4.93mm hs4.38mm r8.52mm按剛度計算得：

37、s0.93mm hs1.91mm r3.97mm模具采用材料為3Gr2W8V，淬火中溫回火， 46HRC 第9章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，因此在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是導(dǎo)向，定位以及承愛一定的側(cè)向壓力。根據(jù)本塑件的實(shí)際情況，采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。9.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1、導(dǎo)向作用合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。2、定位作用模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。3、一定的側(cè)向壓力。9.2導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計原則：1、導(dǎo)柱和導(dǎo)

38、套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度。2、導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出6-8mm，以免型芯進(jìn)入凹模時與凹模相碰而損壞。3、導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。4、為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角.5、一般導(dǎo)柱滑動部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H6/k6;6、導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護(hù)型芯不愛損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。7、除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外、，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正

39、常運(yùn)動。8、導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)框架數(shù)據(jù)選取。9.3導(dǎo)柱導(dǎo)套的設(shè)計： 在注射模中，動、定模之間的導(dǎo)柱既可設(shè)置在動模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，但通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。而雙分型的注射模，為了中間板在工作過程中的支承和導(dǎo)向，所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導(dǎo)柱。如9-1所示：圖9-19.4導(dǎo)柱的設(shè)計：9.4.1導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)：1、直通式導(dǎo)柱：拆裝方便，便于維修，但制造比較費(fèi)時，且需增加墊板，適用于大型固定式模具。2、鉚合式導(dǎo)柱：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但導(dǎo)柱損壞后更換麻煩。3、壓入式合模銷：在垂直分型面的模具中，為了保證錐模套中的對拼凹模相對位置準(zhǔn)確，常采用兩個

40、合模銷。根據(jù)設(shè)計要求本次設(shè)計，選用直通式導(dǎo)柱。9.4.2對導(dǎo)柱的要求：1、導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證導(dǎo)柱具有足夠的抗彎強(qiáng)度。2、為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的先導(dǎo)部分。球形先導(dǎo)部分因制造費(fèi)時，一般很少采用。3、導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面的高度高出68，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之前型芯進(jìn)入型腔時與凹模相碰而損壞。此外，導(dǎo)柱長于凸模端面，脫模后可按任何利于操作的位置放在工作臺上，而不致于擦傷凸模成型表面。4、導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的型芯。5、導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。6、導(dǎo)柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些。7、導(dǎo)柱滑動部分按H8/h8間隙配合，

41、固定部分按H7/m6過渡配合導(dǎo)柱的尺寸如下圖：9.5導(dǎo)套的設(shè)計:9.5.1導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)：1、凸臺式導(dǎo)套：主要用于固定式模具中的推出機(jī)構(gòu)。2、臺階式導(dǎo)套：用于精度要求較高的大型模具。檢修方便，能保證導(dǎo)向精度。3、套筒式導(dǎo)套：用于模套高度不大的簡單模具。4、帶油槽的導(dǎo)套：改善導(dǎo)向條件，減少磨擦，但增加了制造成本，僅用于模具溫度不高的固定式注射模。結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求，選用臺階式導(dǎo)套。9.5.2對導(dǎo)套的要求：1、導(dǎo)套配合部分的表面光潔度不能過低。2、對于大型注射模，當(dāng)開模力過大時，為了防止導(dǎo)套拔出，應(yīng)在導(dǎo)套上部加裝蓋板。3、導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以

42、改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?、為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒有圓角R。5、導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/h8間隙配合，導(dǎo)套外徑按H7/m6過渡配合。導(dǎo)套設(shè)計及尺寸如下圖所示: 點(diǎn)澆口形式的雙分型號面注射模應(yīng)注意使分型面A的分型號距離能保證澆注系統(tǒng)凝料順利取出，一般A分型號面分型距離為：s=s1+35mmsA分型面分型距離(mm)； s1澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長度(mm)。雙分型面模具中要注意導(dǎo)術(shù)的設(shè)置及導(dǎo)柱的長度，如刻導(dǎo)柱同時對動模部分導(dǎo)向，則導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)按下式計算：Ls+H+810mmL導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長度(mm);sA分型面分型距離(mm);H中間板的厚度（mm）。s

43、1=46.5mm s=49.551.5mm H=34.5mm L92mm定端與模板間用H7/m6或H7/k6的過渡配合,導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求，與導(dǎo)柱同動作的彈簧應(yīng)布置4個，并盡可能對稱布置于A分型面的四周，以保持分型時彈力均勻，中間板不被卡死。布局形式如圖所示：導(dǎo)柱排布圖 第10章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)是注射成型的每一循環(huán)中，使塑件從模具型腔中型芯上脫出,模具中這種脫出機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或推出機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)）。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，即為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。脫模機(jī)構(gòu)的組成:

44、推出機(jī)構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導(dǎo)柱、頂板導(dǎo)套以及推板緊固螺釘。10.1脫模機(jī)構(gòu)的分類：按方式分：1、手動脫模，它是在開模后，用人工操作推出機(jī)構(gòu)取出塑件。其動作平穩(wěn)，對塑件無撞擊，操作安全，但勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低；2、機(jī)動脫模，是利用注射機(jī)的開模動作使塑件脫離型腔。開模時塑件先隨動模一起移動，達(dá)到一定位置時，脫模機(jī)構(gòu)被注射機(jī)上固定不動的推桿（或頂桿）頂住而不能隨動模繼續(xù)移動，從而使塑件脫離模腔。機(jī)動脫模生產(chǎn)效率高，推出力大，生產(chǎn)中被廣泛采用；3、氣動脫模，利用壓縮空氣，通過型腔里微小的頂出氣孔或受氣閥

45、將塑件吹出，氣動方式可以真截吹出塑件，且制件表面無任何痕跡，但是需要專用裝置。4、液壓脫模，注射機(jī)上設(shè)置有專用的液壓頂出裝置（即液壓缸），當(dāng)開模到一定距離后，通過液壓缸活塞驅(qū)動而實(shí)現(xiàn)脫模動作。液壓式的頂出力、速度和時間可通過液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)，但需要專用液壓裝置；按類別分類：1、推桿式脫模，是推桿直接與塑件直接接觸，開模后將塑件推出。應(yīng)用廣泛，常用圓形截面推桿，其具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。2、推管推出脫模，又稱空心推桿或頂桿.特別適用于圓環(huán)形、圓筒形等中心帶孔及薄壁圓桶形塑件.推管整個周邊推頂塑件，使塑件受力均勻，無變形、無推出痕跡等優(yōu)點(diǎn)。推管推出機(jī)構(gòu)的常用方式是將主型芯固定于動模座

46、板的推管脫模機(jī)構(gòu)。3、推件板推出脫模，又稱卸料板或刮板。其特點(diǎn)是推出面積大、推力均勻，塑件不易變形，表面無推出痕跡，結(jié)構(gòu)簡單，模具無需設(shè)置復(fù)位桿，適用于大筒形塑件或薄壁容器及各種罩殼形塑件。4、利用成型零件推出制品的脫模，適用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。5、多元聯(lián)合式脫模，對于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機(jī)構(gòu)聯(lián)合動作以完成脫模過程。按動作分類：1、一次推出脫模，最常用的一種脫模方式，塑件只經(jīng)過推出機(jī)構(gòu)一次動作就能脫模，故又稱簡單機(jī)構(gòu)。2、二次推出脫模。 一般的塑件，其推出動作都是一次完成

47、的，但是某些特殊形狀的塑件，一次推出動作難以將制品從型腔中推出或者制品不能自動脫落，這時就必須增加一次推出動作才能使制品脫落。二次推出脫模兩次推出的行程一般都有一定的差值，行程大與行程小者既可以同時動作，也可以滯后動作。同時動作時要求行程小者提前停止動作；若不同時動作時，要求行程大者的零件滯后運(yùn)動。3、動定模雙向推出脫模，在某些情況下，當(dāng)塑件被推出后還需延遲動作再推出澆注凝料等，尤其用于潛伏式澆注系統(tǒng)注射模具。設(shè)計原則：1、機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作；2、塑件不因推出而變形損壞,外形良好；3、構(gòu)簡單可靠:機(jī)械的運(yùn)動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度；

48、脫模力的計算：脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力。它是設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)的重要依據(jù)之一.當(dāng)塑件收縮包緊型芯時，其受力情況為：正壓力F正=F包，即它的正壓力就是塑件對型芯的包緊力，些時的摩擦阻力為：F阻=f×F正=f×F包。當(dāng)型芯存在錐度的時候，故在脫模力（F脫） 的作用下，塑件對型芯的正壓力降低了F脫×sina,即變成了（F正-F脫×sina），所以些時的摩擦阻力為：F阻=f(F正-F脫×sina)=f×F正-f×F脫×sina式中：F阻 摩擦阻力（N） f 摩擦系數(shù)，一般取f=0.15 - 1.0 F正 因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力（即包緊力）(N) F脫 脫模力 A 脫模斜率，一般為1度到2度.根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：Fx=0F脫+F正sin=F阻cos由于a一般非常小，式中的f×sina會非常接近于0