一次性醫(yī)療設備連接頭塑料模具設計范本

72/75南京工程學院畢業(yè)設計說明書(論文)作者：學號：學院：專業(yè)：材料成型及控制工程（模具設計）題目：一次性醫(yī)療設備連接頭塑料模具設計指導者：評閱者：2011年5月南京畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要本文分析了一次性醫(yī)療連接頭塑料制件的成型工藝特點和模具設計工程。在設計工作前進行大量的資料搜集匯總，然后開始著手于模具設計。其中包括利用Pro/e軟件繪制零件的三維圖并由此進行3D開模、工件的工藝分析、注塑機的選用和校核、模具設計和確定了型腔的排布的難點，澆注系統(tǒng)的設計和模具總體結構。詳細介紹了型芯、型腔、推件裝置等零部件的設計和制造。最后完成了模具總裝圖的設計及主要零件圖的繪制，確保模具結構功能的合理，實用。關鍵詞醫(yī)療連接頭塑料模設計制造畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要TitleThetoyhandlecrustplasticspieceinjectamolddesignAbstractThispaperanalyzesthelighterplasticcomponentofthetoyhandlecrustmoldingprocesscharacteristicsanddiedesignengineering.Beforedesigningworkheadwaytogoagreatdealofdatacollectiontogather,thenenterupontodesigninthemoldingtool.Pro/eincludingtheuseofthesoftware3Drenderingpartsofthemapandthusopenfor3Dmodel,theprocessworkpiece,InjectionMoldingMachineSelectionandVerification,molddesignanddifficulttodeterminethecavityofthearrangement,Gatingsystemdesignandmoldoverallstructure.Detailsonthecore,cavityandpushingpiecesofequipment,andotherpartsofthedesignandmanufacturing.IntheendIcompleteddesignedtheassemblediagramandthemajorparts’diagramandmadesurethecredibility,rationality,andthefunctionofthemoldingtoolstructure.Keywordstoyhandlecrustplasticmoulddesignmanufacturing目錄目錄 1前言 4第一章緒論 51.1塑料模具設計的發(fā)展現狀和趨勢 51.2塑料制件的設計原則 8第二章一次性醫(yī)療連接頭成型的工藝設計 92.1塑件的原材料分析 102.2工藝參數 152.3塑件結構分析 162.4塑件的尺寸精度分析 162.5塑件的壁厚分析 162.6塑件的表面質量分析 16第三章一次性醫(yī)療連接頭的模具設計 173.1模具總體結構設計 173.1.1模具結構形式的確定 173.1.2模板尺寸的確定 173.2注射機的型號選取 183．3模具參數的校核 193.3.1注射量的校核 193.3.3.鎖模力的校核 203.3.4模具厚度的校核 203.3.5模具開模行程的校核 213.4擬定模具結構形式 213.5分型面位置的確定 223.6澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 233.6.1主流道的設計 233.6.2.澆口套的設計 233.6.3澆口套的固定 243.6.4分流道的設計 243.6.5澆口的設計 263.6.6澆注系統(tǒng)的平衡 283.6.7冷料穴的設計 283.7排氣系統(tǒng)的設計 293.8冷卻系統(tǒng)的設計 303.8.1冷卻水道的開設原則 303.8.2冷卻水道及連通方式 303.8.3型腔的冷卻 313.9成型零件的設計 323.9.1型腔的結構設計 323.9.2型芯的結構設計 333.9.3型腔和型芯向尺寸的計算 343.9.4成型零件的加工工藝 343.10復位機構的設計 353.11推出機構的設計 353.11.1推出脫模機構的選用原則： 363.11.2推出結構的定位： 363.11.3確定推出機構的形式 363.12結構零部件設計 373.12.1支承零部件設計 373.12.2合模導向結構設計 383.13模具的工作原理 39第四章Pro/E3D開模 404.1模具設計流程 404.2分模圖 41第五章醫(yī)療連接頭的模擬分析 425.1CAE技術在注射模具中的應用 425.2基于Moldflow的注塑工藝模擬 425.2.1Moldflow在注塑模設計中的作用： 425.2.2Moldflow的MPI／Flow模塊分析過程 435.3應用Moldflow進行連接頭注射階段流動分析的方法 435.3.1幾何建模 435.3.2網格劃分 445.3.3澆口位置及數量的確定 445.3.4材料及工藝參數設置 445.4最佳方案的確定 455.4.1澆口位置 455.4.2充模時間 455.4.3壓力分布 455.4.4熔料溫度分布 465.4.5熔接痕分布 465.4.6氣泡分布 475.4.7最大剪切應力分布 475.4.8鎖模力 485.5總結 48第六章結論 49致謝 50參考文獻 51前言本次畢業(yè)設計的題目是醫(yī)療連接殼塑料模設計，它來自于工程設計。希望通過本次設計鍛煉在塑料模具設計這方面的能力，并對相關知識熟練掌握。同時也對四年所學的知識做一次規(guī)律性的總結。模具是工業(yè)產品生產用的工藝裝備，在現代工業(yè)生產中，60%～90%的工業(yè)產品需要使用模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產，特別是汽車摩托車輕工電子航空等行業(yè)尤為突出。模具工業(yè)發(fā)展的關鍵是模具技術的進步。模具作為一種高附加值和技術密集型產品，其技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造水平的重要標準之一，世界上許多國家，特別是一些工業(yè)發(fā)達國家都十分重視模具技術的開發(fā)，大利發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進技術和設備提高模具制造水平，并且已經取得了顯著的經濟效益。不論經濟繁榮時期還是經濟蕭條時期模具工業(yè)都不可缺。經濟發(fā)展快時產品暢銷，企業(yè)必然千方百計開發(fā)新產品，同樣會對模具帶來強勁需求。本次設計得到了莊衛(wèi)國老師的大力指導，同時也得到了系里其他老師和同學的幫助。在此，感謝他們。第一章緒論1.1塑料模具設計的發(fā)展現狀和趨勢整體來看，中國塑料模具無論是在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步，但與國民經濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。

雖然近幾年模具出口增幅大于進口增幅，但所增加的絕對量仍是進口大于出口，致使模具外貿逆差逐年增大。這模具外貿逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經濟持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產業(yè)的高速發(fā)展帶來了對模具旺盛需求，有些高檔模具國內的確生產不了，只好進口；但也確實有一些模具國內可以生產，也在進口。這與中國現行的關稅政策及項目審批制度有關。二是對模具出口鼓勵不夠?，F在模具與其它機電產品一樣，出口退稅率只有13%，而未達17%。

從市場情況來看，塑料模具生產企業(yè)應重點發(fā)展那些技術含量高的大型、精密、復雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。近年來，港資、臺資、外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產自用塑料模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數字之中。

近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產單套重量達到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達到2μm，制件精度很高的小模數齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產，多腔塑料模具已能生產一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產擠出速度達6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產手段上，模具企業(yè)設備數控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術的應用面已大為擴展，高速加工及RP/RT等先進技術的采用已越來越多，模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設計制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實現信息化管理和全數字化無圖制造。經過近幾年的發(fā)展，塑料模具的開發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示出一些新的發(fā)展趨勢：（1）在模具的質量、交貨周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢。企業(yè)千方百計提高自己的適應能力、提高技術水準、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是縮短模具生產周期的有效手段。

（2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產品開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進行開發(fā)，變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機和電話機模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據用戶要求進行模具設計的被動局面。

（3）隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉變?yōu)橹饕揽考夹g。這不僅是生產手段的轉變，也是生產方式的轉變和觀念的上升。這一趨勢使得模具的標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國模具行業(yè)目前已有10多個國家級高新技術企業(yè)，約200個省市級高新技術企業(yè)。與此趨勢相適應，生產模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉變?yōu)榧夹g型人才是必然要求。當然，目前及相當長一段時間內，技藝型人才仍十分重要，因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的依靠。（4）模具企業(yè)及其模具生產正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會中，作為一個高水平的現代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應用已遠遠不夠。目前許多企業(yè)已經采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術及其它先進制造技術和虛擬網絡技術等，這些都是信息化的表現。向信息化方向發(fā)展這一趨向已成為行業(yè)共識。

（5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領域和更高水平發(fā)展?，F在，能把握機遇、開拓市場，不斷發(fā)現新的增長點的模具企業(yè)和能生產高技術含量模具企業(yè)的業(yè)務很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應把握這個趨向，不斷提高綜合素質和國際競爭力。

（6）發(fā)達工業(yè)國家的模具正加速向中國轉移，其表現方式為：一是遷廠，二是投資，三是采購。中國的模具企業(yè)應抓住機遇，借用并學習國外先進技術，加快自己的發(fā)展步伐。

在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進中國模具行業(yè)的快速發(fā)展，有兩方面應予以重視：一是政府相關政策對促進模具工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。從國際上看，各國模具工業(yè)在發(fā)展初期都得到了政府的大力扶持。就中國實際情況看，應降低國內不能生產的進口精密模具生產設備的關稅、執(zhí)行好國家對部分專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過政策引導作用可加快行業(yè)的發(fā)展和進步。

二是隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預計會在行業(yè)中得到較快應用和推廣。

（1）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。

（2）多種材質、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。

（3）為各種快速經濟模具，特別是與快速成型技術相結合的RP/RT技術將得到快速發(fā)展。

（4）模具設計、加工及各種管理將向數字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網絡化方向發(fā)展。

（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展和推廣應用。

（6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產生一些特殊的和更為先進的加工方法。

（7）各種模具型腔表面處理技術，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。

（8）逆向工程、并行工程、復合加工乃至虛擬技術將進一步得到發(fā)展。

（9）熱流道技術將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。

（10）模具標準化程度將不斷提高。

（11）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今后的模具，從結構設計、原材料選用、制造工藝及模具修復和報廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。1.2塑料制件的設計原則塑料制件主要是根據使用要求進行設計。要想獲得優(yōu)質的塑件，除考慮充分發(fā)揮所有塑料的性能特點外，還應考慮塑件的結構工藝性，在滿足使用條件的前提下，塑件的結構、形狀應盡可能做到簡化模具結構，且符合成型結構特點，從而降低成本，提高生產效率。在塑件結構工藝性設計時，應考慮以下幾個方面的因素：①塑料的各項性能特點，如物理機械性能（如力學性能、電性能、耐化學腐蝕和耐熱性能等）、成型工藝性能（流動性和收縮率等）等；②在保證各項使用性能的前提下，塑件的結構形狀力求簡單，且有利于充模流動、排氣、補縮和高效冷卻硬化（熱塑性塑料制件）或快速受熱固化（熱固性塑料制件）；③模具的總體結構應使模具零件易于制造，特別是抽芯和脫模機構。合理的塑件結構工藝性是保證塑件符合使用要求和滿足成型條件的一個關鍵問題。塑料制件結構工藝性設計的主要內容包括塑件的尺寸和精度、表面粗糙度、形狀、壁厚、斜度、加強肋、支撐面、圓角、孔、螺紋、齒輪、嵌件、絞鏈、標記、符號及文字等。第二章一次性醫(yī)療連接頭成型的工藝設計本產品材料為聚碳酸脂(PC)，成型收縮率為0.5～0.8%,產品圖2.1如下所示：圖圖2.1連接頭零件圖2.1塑件的原材料分析PC樹脂的材料特性和成型工藝聚碳酸酯(PC)樹脂是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，具有突出的抗沖擊能力，耐蠕變和尺寸穩(wěn)定性好，耐熱、吸水率低、無毒、介電性能優(yōu)良，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的產品，也是近年來增長速度最快的通用工程塑料。目前廣泛應用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設備、包裝、運動器材、醫(yī)療保健等領域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計算機、光盤等高科技領域。PC樹脂的應用與發(fā)展：70年代PC多用作連接器、開關等電氣、電子零件，到80年代前半期應用擴展至精密機械(照相機、鐘表)、電動工具和光學機械上，成為PC的第一發(fā)展期。80年代后半期PC的應用進一步擴大到辦公設備、汽車、激光唱片(CD),需求量大增而成為第二個發(fā)展期。進入90年代以后受經濟影響速度放緩,但在1992～1994年間仍有10％～15％的增長率。PC之所以有大的市場容量是由于它具有比較全面平衡的性能——優(yōu)良的耐沖擊性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、透明及自熄性等，因此在電氣、電子、精密機械、汽車、保安、醫(yī)療等領域成為可廣泛使用的工程塑料。90年代中期又開發(fā)出PC/ABS合金的復合化技術,更擴大了應用領域。目前PC廣泛應用于汽車、電子電氣、建筑、辦公設備、包裝、運動器材、醫(yī)療保健等領域，隨著改性研究的不斷深入，正迅速拓展到航空航天、計算機、光盤等高科技領域。PC合金改性PC／ABS合金：PC與ABS共混物可以綜合PC和ABS的優(yōu)良性能，提高ABS的耐熱性、抗沖擊和拉伸強度，降低PC成本和熔體粘度，改善加工性能，減少制品內應力和沖擊強度對制品厚度的敏感性。目前PC／ABS合金發(fā)展迅速，全球產量約為80萬噸/年左右，世界各大公司紛紛開發(fā)推出PC／ABS合金新品種，如阻燃、玻纖增強、電鍍、耐紫外線等品種，尤其是在汽車工業(yè)中得到廣泛應用，另外還廣泛應用于計算機、復印機和電子電氣部件等。我國近年來也開始一定研究和生產，如上海杰事杰公司的PC／ABS合金材料已應用于汽車裝飾件、燈殼和耐熱電器殼體；中科院長春應用化學所開發(fā)的高耐熱、高耐熱高抗沖、高耐熱阻燃三個品級的PC／ABS合金材料已被國內數家汽車制造公司使用，用做前裝飾板、儀表板及物品箱蓋專用料等。蘭州大學研究在PC／ABS共混體系中加入高壓聚乙烯進行增容改性，得到混合物流動性好且低溫韌性與模量幾乎不受影響，適用于制作薄壁板材；國內研究人員為了降低PC／ABS兩相之間的界面能，在PC和ABS中加入抗沖擊劑MBS，合金的空沖擊度可以達到極高值，PC／ABS／MBS外觀呈象牙白、質地均勻、手感極佳。PC／PS合金：該合金為部分兼容、非晶／非晶體系。在PC中加入PS可以降低PC粘流活化能，從而改善PC的加工流動性，加入少量的PS可使PC熔體粘度大幅度下降，PS在PC中還可以起到剛性有機填料的作用，PC與PS均為透明材料，二者折射率非常接近，因此PC／PS合金透明，具有良好的光學特性。PC／PS合金組成對合金力學性能、熱性能和加工性能影響較大，隨著PS含量的增加，PC／PS體系的流動性增加，硬度、拉伸強度和沖擊強度提高，而熱變形溫度下降。當PS含量在某一值時候，沖擊強度和拉伸強度出現極大值。因此選擇合適的PC和PS配比，可以制得高性能的PC／PS合金。另外增容劑對PC／PS共混體系的性能有較大影響，通常選用苯乙烯，通過在PC末端引發(fā)雙鍵接枝苯乙烯，得到接枝聚合物對PC／PS共混體系有增容作用，可以大大提高PC與PS兼容性，這種材料適合制作光盤等。近年來PC／PS合金應用范圍不斷擴大，新品種不斷涌現，如日本推出的PC／PS合金Novallyx7000，同ABS一樣，易上漆及進行油墨印刷；日本出光石化推出不合鹵素的PC／PS阻燃合金系列，與阻燃ABS相比，具有韌性高、流動性好、剛性高、阻燃性好等特點。PC／PBT合金：PBT具有優(yōu)異的力學性能、耐化學腐蝕及易成型等特點，將PBT與PC共混制得合金材料可以提高PC流動性、改善了加工性能和耐化學藥品性。由于PBT是結晶聚合物，與PC共混時易發(fā)生相分離，界面粘結不好，因而其沖擊韌性不理想，通常加入一定量彈性體以提高共混物的沖擊強度。如熱塑彈性體乙烯／甲基丙烯酸酯共聚物的鋅鹽，對PC／PBT共混體系起到增容增韌作用。另外加入一些結晶成核劑可以提高共混體系結晶度；在PC／PBT共混體系中加入少量低壓聚乙烯，可以提高共混物的流動性，對共混體系起增韌作用，并可改善合金的外觀；在PC／PBT中加入乙烯／乙酸乙烯酯共聚物可以進一步增強兼容性并提高耐沖擊強度；PC與PBT之間發(fā)生酯化反應，可以提高其兼容性，日本科研人員用PC和PBT在酯交換催化劑存在下，制得PC／PBT共混物，綜合性能良好，而且具有較好透明性；用與PC折光率相近的玻璃纖維增強PC／PBT，不但體系綜合性能優(yōu)良，且透明性好，可以做玻璃代替材料。目前國外PC／PBT合金產品主要用于汽車保險杠、包裝薄膜材料、汽車底座和座位等。PC／PET合金：PET具有較好的力學性能和耐化學藥品性，PC／PET既有PC的剛性和耐熱性，又有PET的耐溶劑性，而且PET的加入還能改善PC的加工流動性。國內研究人員發(fā)現，當PC／PET比例為1／3的時候，兩相之間形成了界面層，此時PC／PET兼容性最好。另外PC與PET發(fā)生酯交換反應是提高兼容性最好的辦法之一，其中催化劑種類選擇對反應影響非常大，通過研究發(fā)現鑭系催化劑與傳統(tǒng)的催化劑(如鈦類)相比有較高的催化活性，而且沒有副反應，同時發(fā)現酯交換反應主要發(fā)生于兩相界面處。在PC／PET共混體系中，加入彈性體如聚丙烯酸丁酯，可以提高合金的韌性和抗沖擊強度。目前關于PC合金的研究與開發(fā)日新月異，還有多種PC合金不斷被開發(fā)并推向市場，尤其是聚酯共混改性PC，如PET／PCL(由乙二醇、低分子量聚己內酯和對苯二甲酸共聚而成的多嵌段共聚酯)與PC共混改性；由1，4—環(huán)已烷二甲醇、乙二醇和對苯二甲酸制的聚酯與PC共混改性，可以明顯提高PC彎曲彈性模量、拉伸強度等；聚己內酯以玻璃纖維作為增強材料，用酯交換催化劑促進聚己內酯與PC進行共混改性，可以得到加工性能好、高剛性的透明材料；聚(1，4—環(huán)己烷二甲酸—1，4—環(huán)己烷二甲醇)酯改性PC，可以明顯改善PC的透明性和耐黃變性能，可以用作光盤材料；液晶聚酯改性PC，可以用來改善PC的熔融加工性能和力學性能。應用領域拓展隨著PC合金材料的研究不斷進展，PC的應用范圍不斷擴大，以下簡要介紹一些國內PC極具開發(fā)前景的應用領域。寬波透光的光學器械：作為一種透明性能良好的工程塑料，PC作為光盤基材在全球大量使用，不僅可以制備CD、VCD、DVD光盤，還可以適用于高密度記錄光盤的基材，尤其是PC與苯乙烯接枝生成的共聚物具有極佳的應用效果。PC片材特別適宜于制作眼鏡鏡片，在PC分子鏈中引入硅氧基團，可以提高其硬度及耐擦傷性。PC作為高折射率塑料，用于制作耐高溫光學纖維的芯材，若在PC分子鏈中的C—H鏈為C—F鏈所取代，則可以對可見光的吸收減少，能有效降低傳遞途中的信號損失。另外PC良好透光性，在透明窗材高層建筑幕墻、機場和體育場館透明建筑材料等方面應用非常普遍和具有潛力，今后重點是提高表面硬度和抗靜電性。阻燃環(huán)保的通信電器：由于PC良好電絕緣性能，廣泛應用于通信電信設備領域，目前PC已經大量替代原有的酚醛塑料，今后重點開發(fā)阻燃PC用于通信電器領域中，因此無污染阻燃PC材料成為開發(fā)重點，溴系阻燃劑由于毒性在減少使用，而無鹵環(huán)保磷系阻燃劑會明顯降低PC的熱變形溫度和沖擊強度，因此比較適宜的是有機硅系阻劑。另外隨著通信電器輕量小型化對PC材料提出更高要求，目前PC／ABS合金就特別適宜在通信電器及航空航天工業(yè)中應用。表面金屬化的汽車部件：PC表面金屬化后具有良好的金屬光澤及高強度，廣泛應用于各種汽車零部件中，但是電鍍過程中會降低它的沖擊韌性，因此采用彈性體與PC共混改性，所合彈性體分散了致開裂應力，雖經電鍍也不會降低其沖擊韌性，因此電鍍級PC樹脂非常具有開發(fā)前景。另外表面金屬化的PC還可以作為電磁波的屏蔽材料，應用于計算機中。低殘留有害物的食品容器：工業(yè)合成PC是雙酚義型，由于合成時有微量未反應的單體雙酚A殘留在樹脂中，在作為飲用水桶和食品容器時，易被溶出而影響人們身體健康，因此要開發(fā)衛(wèi)生級的PC樹脂，用作飲水桶和其它食品容器的生產與使用，國內應用前景非?？春谩７篱_裂脆化的醫(yī)療器械：PC具有諸多優(yōu)異性能，目前已應用于醫(yī)療器械中，由于其耐化學品性較差，在化學藥品存在下易引起內應力開裂，如PC在人工透析器、人工肺等醫(yī)療器械中應用要解決高溫消毒導致裂紋的老化現象，若克服這些缺點，PC在醫(yī)療器械中應用可迅速擴大。PC樹脂的材料性能PC（聚碳酸酯）是一種無色透明的工程塑料，具有極高的沖擊強度，寬廣的使用溫度范圍，良好的耐蠕變性、電絕緣性和尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細菌特性、阻燃特性以及抗污染性；且收縮率很低，一般為0.1%~0.2%。PC有很好的機械特性，但流動特性較差，因此這種材料的注塑過程較困難。在選用何種品質的PC材料時，要以產品的最終期望為基準。如果塑件要求有較高的抗沖擊性，那么就使用低流動率的PC材料；反之，可以使用高流動率的PC材料，這樣可以優(yōu)化注塑過程。PC的最大特征是非晶型透明塑料，成型后的尺寸穩(wěn)定性好，從低溫到高溫均能保持穩(wěn)定的機械強度，它的拉伸與形變特性比較接近金屬材料，存在著明顯的彈性極限。因此PC作為結構材料應用時的強度計算可以參照金屬材料的公式，在PC的開發(fā)初期曾大量用作代替金屬的輕量化透明材料。PC樹脂的成型工藝：PC樹脂的工藝特點1、聚集態(tài)特性屬于無定型非結晶性塑料，無明顯熔點，熔體黏度較高。玻璃化溫度140°～150℃，熔融溫度215℃～225℃，成型溫度250℃～320℃。2、在正常加工溫度范圍內熱穩(wěn)定性較好，300℃長時停留基本不分解，超過340℃開始分解，粘度受剪切速率影響較小。3、流變性接近牛頓性液體，表觀黏度受溫度的影響較大，受剪切速率的影響較小，相對分子質量的增大而增大。PC分子鏈中有苯環(huán)，所以分子鏈剛性大。4、PC的抗蠕變性好，尺寸穩(wěn)定性好；但內應力不易消除。5、PC高溫下遇水易降解，成型時要求水分含量在0.02%以下。6、制品易開裂。PC樹脂的成型工藝控制在成型加工上，水分控制及成型加工條件之選擇是影響成型品質最重要的兩個因素，茲分述如下：A、水分控制PC類塑膠即使用遇到非常低之水分亦會產生水解而斷鍵、分子量降低和物性強度降低之現象，因此在成型加工前應嚴格地控制PC樹脂之水分在0.02%以下，以避免成型品的機械強度降低或表面產生氣泡、銀紋等異常外觀。為避免水分所產生異常之情況，聚碳酸脂在加工前，應先經熱風干燥3~5h以上，溫度定為120℃，或者用除濕干燥機來處理水分。B、原料選擇為滿足各種成型工藝的需求，PC樹脂有不同熔體流動速率的規(guī)格。通常熔體流動速率介于5~25g/10min都可適用于注塑成型。但是其最佳加工條件因注塑機種類、成型品之形狀以及PC樹脂規(guī)格不同而有相當之差異，應根據實際情況加以調整。C、注塑機選擇要點鎖模壓力：以成品投影面積每cm2*0.47~0.48T（或每平方寸*3~5T）機臺大?。撼善分亓考s為注塑機容量的40~60%為最佳，如機臺以PS來表示容量（盎斯）時，需減少10%，始為使用PC之容量，（1盎斯=28.3公克）。螺桿：螺桿長度最少應有15個直徑長，其L/D為20：1最佳，壓縮比宜1.5：1至30：1。螺桿前端之止流閥應采用滑動環(huán)式，其樹脂流動間隙最少應有3.2mm。噴嘴：尖端開口最少有4.5mm直徑。若成品重量為5.5kg以上，則噴嘴直徑應為9.5mm以上，另外，尖端開口需比澆口直徑少0.5~1mm，且段道愈短愈好，約為5mm。D、成型條件要點：熔融溫度與模溫：最佳的成型溫度設定與很多因素有關，如注塑機大小，螺桿組態(tài)、模具及成型品的設計和成型周期等。一般而言，為了讓塑料漸漸在熔融，在料管后斷/進料區(qū)設定較低的溫度，而在料管前段設定較高的溫度。但若螺桿設計不當或L/D值過小。逆向式的溫度設定亦可。模溫方面，高模溫可提供較佳的表面外觀，殘留應力也會較小，且對較薄或較長的成型品也較填滿；而低模溫則能縮短成型周期。螺桿回轉速度：在40~70rpm較佳，但需視機臺與螺桿設計而調整。注射壓力：根據制品壁厚程度可采取85~140kg/cm2。背壓：一般設定愈低愈好，便為求進料均勻，建議使用3~14kg/cm2。注射速度：射速度澆口設計有很大關系。使用直接澆口或邊緣澆口時，為防止日暉現象和波流痕現象，則應用較慢這射速，另外，如成品厚度在5mm以上，為避免氣泡或凹陷慢速射出會有幫助。一般而言，射速原則為薄者快，厚者慢。從注塑切換到保壓，保壓要盡量低。以免成型品發(fā)生殘留應力。而殘留應力可用退火方式來解除或減輕，條件是120~130℃約三十分鐘至一小時。料筒清掃1、在PC樹脂的成型溫度下，加入清洗料(通用級聚苯乙烯或透苯)，連續(xù)射出二十至三十次。2、將射臺后退，連續(xù)將清洗料空射，直至射出的清洗料開始膨脹起泡。3、將料筒溫度重新設定到200至230℃。4、繼續(xù)將清洗料空射，直到清料熔膠溫度達到260℃2.2工藝參數工藝參數塑料名稱ABS注射機螺桿式溫度料筒溫度后/℃中/℃前/℃180～200210～230200～210噴嘴溫度/℃180～190模具溫度/℃50～70壓力注射壓力/MPa70～90時間注射時間/S3～5保壓時間/S15～30冷卻時間/S15～30總周期/S40～70螺桿轉速（R/MIN）30收縮率（%）0.4～0.9后處理方法紅外線燈，鼓風烘干溫度/℃60～90時間/h1備注通用級2.3塑件結構分析該零件結構比較簡單，成型的重點是兩個側鉤，它們的抽芯距不大，從模具結構盡量簡單化的角度，可以采用斜推桿機構來成型側凹部分。利用側向抽芯比較麻煩，直接在型芯上成型，使設計簡單化，更利于加工。2.4塑件的尺寸精度分析塑件尺寸的大小受塑料流動性的影響，在注射成型和壓注成型中，流動性差的塑料和壁薄的制件尺寸不能設計的過大，否則容易造成填充不足或冷接縫，從而影響制件的外觀和強度。很多資料認為，在引起塑件尺寸的誤差中，模具制造公差和成型收縮率波動引起的誤差各占1/3。實際上，對于小尺寸塑件，模具的制造公差對塑件尺寸精度影響相對要大一些，而對于大尺寸塑件，收縮率波動則是影響塑件尺寸精度的只要因素。該塑件為小尺寸塑件，制造公差對塑件尺寸影響較大。圖中給出塑件的精確精度等級，本塑件取MT3級。2.5塑件的壁厚分析從塑件的壁厚來看，該塑件的壁厚比較薄,壁厚為1.5mm,壁厚均勻，有利于零件的成型。2.6塑件的表面質量分析該塑件為醫(yī)療連接頭，要求表面光滑，粗糙度低，并且有較高的表面質量。第三章一次性醫(yī)療連接頭的模具設計3.1模具總體結構設計影響塑件質量及生產效率的所有因素中，模具設計因素大約占80％左右,所以塑件模具的設計非常重要。3.1.1模具結構形式的確定因為該零件為醫(yī)療連接頭，在設計模具中采用典型的兩板式模具結構。3.1.2模板尺寸的確定模架是注射模的的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機的聯(lián)系為一個整體，標準模架一般由定模座板，定模板，動模板，動模支承板，墊塊，動模座板，推桿固定板，推板，導柱，導套，及復位桿等組成。另外還有特殊結構的模架，如點澆口模架，帶推件板推出的模架等，模架中其他部分可根據需要進行補充，如精確確定定位裝置，支承柱等。它分為基本型組合和派生型組合，在這次設計中采用基本型組合，推桿推出結構，模板尺寸為250×300mm前后模板厚度為60mm圖圖3.1模架3.2注射機的型號選取注射機是注射成型的設備，注射模是安裝在注射機上生產的。注射機選用是否合理，直接影響模具結構的設計，因此，在進行模具設計時，必須對所選用活動注射機的相關技術參數有全面的了解。本套模具選用型號為XS-ZY-125的國產注射機，該型號的注射機的技術規(guī)格如下：最大注射量：125cm3螺桿直徑：42mm最大注射壓力：120MP最大鎖模力：900KN最大開模行程：300mm模具最大厚度：300mm模具最小厚度：200mm拉桿空間（長×寬）：290×260mm定位孔直徑：￠100mm噴嘴球半徑：12mm噴嘴孔徑：￠4mm3．3模具參數的校核3.3.1注射量的校核最大注射量是指注射機在對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量。設計模具時，應滿足注射成型塑件所需的總注射量小于所選注射機的最大注射量。即：式中：型腔數量；單個塑件的體積或質量；澆注系統(tǒng)凝量；注射機最大注射量；注射機最大注射量利用系數，一般取0.8。（對于螺桿式注射機，單位取cm）其中，該模具采用一模四腔，因此，n取4；單個塑件的體積：=8.47cm澆注系統(tǒng)凝量：mm=6.72cm；由此可以得出，；遠遠小于注射機的最大注射量的80％，即：3.3.2注射壓力的校核注射壓力的校核是校驗注塑機的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注塑壓力的大小與制品復雜程度、模具結構、塑料品種、注射速度、流動比，噴嘴及模具流道系統(tǒng)等因數有關。由于所選的塑料ABS的流動性好，易流動，其注射壓力在70～90MP之間，其值在所選的注塑機的最大注射壓力之內。3.3.3.鎖模力的校核注射時塑料熔體進入型腔內仍然存在較大的壓力，它會使模具從分型面漲開。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質量，注塑機必須提供足夠的鎖模力。它同注射量一樣，也反映了注射機的加工能力，是一個重要的參數。漲模力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上不重合的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應小于注射機的額定鎖模力Fn，才能使注射時不發(fā)生溢料和漲?，F象，即：式中：單個塑件在模具分型面上的投影面積；澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%;注射機的額定鎖模力。其中，取4；；；注射壓力在70～90MPa，所以可以選64MPa；計算得出，所以模具在所選注射機的作用下，在成型過程中是完全鎖緊的，不會因模具鎖模力過大而出現漲模溢料現象。3.3.4模具厚度的校核由于注射機的動模和定模固定板之間的距離都有一定的調節(jié)量△H，因此，對安裝使用的模具厚度有一定的限制，一般情況下，模具的實際厚度必須在注射機允許安裝的最大模具厚度及最小模具厚度之間。所選注射機的模具最大厚度為300㎜，最小模具厚度為200㎜。本套模具的實際模具厚度為210㎜，此值符合該注射機的選擇范圍。因此，設計的模具厚度滿足注射機對模具的合模要求3.3.5模具開模行程的校核當模具厚度確定后，開模行程S的大小直接影響模具所能成型的制品高度，因此，設計模具時必須校核它所需用的開模距離是否與注射機的開模行程相適應。由于所選的注射機是帶有液壓－機械聯(lián)合作用的鎖模機構，開模行程由連桿機構的沖程所確定，其最大值與沖程的調節(jié)量有關，而與模具厚度無關，其值不受模具厚度的影響。設計的模具的分型面為單分型面，因此，模具的開模行程可以按下式來校核：式中：塑件的脫出距離(mm)；包括流道溢料在內的塑件高度(mm)。塑件的脫模距離H1的算法如下：開模行程即脫模距離為；通過計算，模具的開模行程為：H2=68.8mm。因所選注射機的最大開模行程＝300㎜，而模具的實際開模行程為95.6㎜，遠小于注射機允許的最大開模行程，所以模具所需用的開模距離與所選注射機的的開模行程相適應。綜合上述可以得出，本套模具與所選注射機相互適應，模具的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具安裝尺寸及開模行程等都在所選注射機的技術規(guī)格之內。因此，所選注射機XS-ZY-125能夠滿足本套模具設計的使用要求。3.4擬定模具結構形式型腔的數量n可以按注射機的最大注射量的確定:式中：注射機最大注射量;澆注系統(tǒng)凝量;單個塑件的體積或質量;所以可以得出多型腔在模板上通常采用圓形排列、H行排列、直線行排列以及復合排列等。盡可能采用平衡式排列，以便構成平衡式澆注系統(tǒng)，確保制品質量的穩(wěn)定。根據經驗，在模具中每增加一個型腔，制品尺寸精度就要降低4%。根據產品的尺寸和節(jié)省成本，在本設計中采用一模四腔的布置，從而使生產大量化。圖圖3.2一模四腔的布置3.5分型面位置的確定分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，因此，分形面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。選擇分型面時一般應遵循以下幾個原則：①分型面應選在塑件外形最大輪廓處；②便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊；③保證塑件的精度要求；④滿足塑件的外觀質量要求；⑤便于模具加工制造；⑥對成型面積的影響；⑦對排氣效果的影響；⑧對側向抽芯的影響。其中最重要的是第②和第⑤、第⑧點。為了便于模具加工制造，應盡量選擇平直且易于加工的分型面。本塑料模具的分型面的選擇如圖3.3表示。本模具的分型面選在倒鉤的中間部位地方。AAAA圖3.3分型面的選擇圖3.3分型面的選擇3.6澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計3.6.1主流道的設計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。根據所選的注射機噴嘴的尺寸，為了使熔融的塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設計成半球形凹坑，其半徑R=注射機噴嘴半球半徑R1+（1-2mm），其小端直徑D=注射機噴嘴直徑d+（0.5-1mm）。所以，其R=13mm，D=3.7mm。3.6.2.澆口套的設計主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。常用澆口套分為A型和B型兩種。圖3.4為后者，B型用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為12mm，所以澆口套的R為13mm。圖圖3.4澆口套3.6.3澆口套的固定因為采用的B型澆口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為Φ100mm，內徑Φ35mm。具體固定形式如圖3.5所示。圖圖3.5澆口套的固定3.6.4分流道的設計在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。1.主分流道的形狀及尺寸主分流道是圖3.6中定模板和動模板之間的一段水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等，為加工方便，用半圓形截面流道。由于ABS塑料的分流道寬度范圍在5mm～10mm之間，這里取道主分流道8mm。副分流道為7mm,所以取主分流道的直徑為Φ8圖3.6圖3.6主流道2.主分流道長度分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設計成直的，總長72mm3.副分流道的設計副分流道為圓形，其直徑為Φ7mm，單段長度為15mm，D=0.2654IF(W)總長為60mm。4.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，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。實際加工時，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，即用打磨機，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）5.分流道的布置形式分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。再加上該模具是一模四腔的結構，所以可按矩形布局排列。本模具的流道布置形式如下圖3.7所示：圖圖3.7分流道3.6.5澆口的設計澆口也稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否被完好高質量的注射成型。1.澆口的選用澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。與非限制性澆口比較而言，對料流速度、流量、方向等有一定限制的澆口稱為限制性澆口。本模具將采用的是限制澆口，如圖3.8所示限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔；另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。圖3.8圖3.8澆口的形式從圖中看，我采用的是側澆口，它適應于一模四腔的。側澆口一般開設在分型面上，從塑件的側面進料。它廣泛用于一模多腔的模具中，適用于成型各種形狀的塑件。其截面多為矩形，調整其截面的厚度和寬度可以調節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。2.澆口位置的選擇模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：①盡量縮短流動距離；②澆口應開設在塑件壁厚最大處；③必須盡量減少熔接痕；④應有利于型腔中氣體排出；⑤考慮分子定向影響；⑥避免產生噴射和蠕動；⑦澆口處避免彎曲和受沖擊載荷；⑧注意對外觀質量的影響。本模具結構澆口位置如圖3.9所示。圖3.9圖3.9MoldFlow澆口位置由該圖可以看出，澆口的最佳澆口位置在塑件圓弧前端處，但是由于模具制造要求盡量簡單容易，所以，將澆口設置在圖中最合適澆口處。澆口的尺寸為2×0.5×2mm。3.6.6澆注系統(tǒng)的平衡為了提高生產效率，降低成本，小型塑件往往采用一模多腔的結構形式。在這種結構形式中，澆注系統(tǒng)的設計應使所有的型腔能同時得到塑料熔體均勻的充填。換句話說，應盡量采用從主流道到各個型腔分流道的形狀及截面尺寸相同的設計，即型腔平衡式布置的形式。若根據某種需要設計成型腔非平衡式布置的形式，則需要通過調節(jié)澆口尺寸，使各澆口的流量及成型工藝達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡，亦稱澆口的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。3.6.7冷料穴的設計冷料穴一般開設在主流道末端，當分流道較長時，其末端也可設置冷料穴；也可設置在模腔的旁側。冷料穴的作用是收集每次注射成型時流動流體前端的冷料頭（前鋒冷料），避免這些冷料進入型腔影響制品成型質量，或防止這些冷料堵塞澆口，造成制品缺料。如果需要防止型腔內不同流向的流體匯合時因冷料頭而影響熔接痕強度，亦可將冷料穴就近開設在熔體匯合之處的型腔外，并與型腔連通。冷料穴有兩種基本形式，常用的是端部帶Z字形拉料桿和倒錐形拉料桿的形式，具體要根據塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴為倒錐形，拉料桿為Z型，其疑料推桿固定在推出固定板上，開模時靠倒錐起拉料作用，然后由推桿強制推出，具體位置和形狀如3.10所示。圖圖3.10冷料穴3.7排氣系統(tǒng)的設計當塑料熔體充滿模具型腔時，必須將澆注系統(tǒng)和模具型腔內的空氣以及塑料在成型過程中產生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。如果型腔內各種原因產生的氣體不能排除干凈，塑件上會形成氣泡，產生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產生反壓力而降低充模速度，因而在設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。對于由于排氣不暢而造成局部充填困難時，除了排氣系統(tǒng)外，還可以考慮開設溢流槽，用于在容納冷料的同時也容納一部分氣體，有時采用這種措施是十分有效的。注塑模通常以如下三種方式排氣：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端部與模板的配合間隙排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過0.05mm，一般為0.03-0.05mm，視成型塑料的流動性能好差而定。②在分型面上開設排氣槽：在分型面上開設排氣槽是注射模排氣的主要形式。其形式有多種。③利用排氣塞排氣：如果型腔最后充填的部分不在分型面上，而其附近有沒有活動型芯或推桿，可在型腔深處鑲入排氣槽。本套模具可以利用配合間隙排氣。3.8冷卻系統(tǒng)的設計塑料模具可以看作是一種熱交換器，如果冷卻介質不能及時有效地帶走必須帶走的熱量，不能實現均一的快速冷卻，則在一個成型周期內就不能維持熱平衡，會使塑件內部產生應力而導致產品變形或開裂，從而就無法進行穩(wěn)定的模塑成型。因此，設置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期﹑提高生產效率最有效的方法。所以，應根據塑件的形狀﹑壁厚及塑料的品種，設計與制造出能實現均一﹑高效的冷卻回路。3.8.1冷卻水道的開設原則①水道邊離型腔的距離，一般保持在15～25mm左右，距離太近冷卻不易均勻，太遠則效率低。冷卻水道的直徑一般在Φ（8～12）mm之間選取。在這次設計中冷卻水道的直徑取Φ8mm；②水道通過鑲塊時，應考慮水道的密封問題；③水孔管路應暢通無阻；④水管接頭的位置盡可能放置在不影響操作的一側；⑤冷卻水孔管路最好不要開設在型腔塑料熔接的地方，以免影響制品的強度。3.8.2冷卻水道及連通方式1.冷卻介質由于水的熱容量大、傳熱系數大、成本低、使用方便、冷卻效果好等特點，冷卻介質普遍采用水作冷卻介質。因此，本套模具也采用水作為冷卻介質。2.冷卻水道的形式本套模具采用直流循環(huán)式冷卻的冷卻水道形式，如圖3.11所示,它是直接在模具的模板上鉆孔，通入冷卻介質。其特點是水道結構簡單，加工方便，但模具冷卻不均勻。3.冷卻水道的連通方式圖圖3.11水道的形式3.8.3型腔的冷卻綜合考慮冷卻水道的開設原則、冷卻水道的形式、連通方式以及型芯結構，決定只在型腔上開冷卻水道，型腔冷卻水道的設計及水道的布置如圖3.12所示：圖3.12圖3.12型腔的冷卻水道的合理性（包括流動、冷卻、翹曲等）需用MoldFlow來模擬分析。圖3.13是冷卻水道的布置形式。下面各圖分別是流動分析、冷卻分析、翹曲分析的結果，從這些圖中可以看出水道的布置還是比較合理的。圖3.13水道的布置圖3.13水道的布置3.9成型零件的設計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。3.9.1型腔的結構設計型腔即分型面上部分的成型零件，型腔總體上就是一長方體，底面是平的，其體積至少要能蓋住四個塑件，由于有四個塑件，所受的壓力較大，因此厚度需設計厚點。針對該殼體塑件的特點，型腔結構采用整體嵌入式的。將型腔嵌入定模板中，用臺階進行固定。采用這種結構，工藝簡單，易于保證配合精度。另外還要考慮到冷卻水道的布置等。綜合上述因素，設計型腔的長為130mm，寬為106mm，厚為30mm。圖圖3.14型腔的結構3.9.2型芯的結構設計型芯采用壓入式方法固定在動模板中，其截面尺寸如圖所示，中間凸出來的是成型部位，型芯壓入動模板。因型腔和型芯需有同心度要求，以利于塑件的成型及型芯鑲件的固定，所以可將型芯的底部做成與型腔相同的尺寸。動模板與定模板組合在一起加工，這在沒有精密機床場合，容易保證相互配合的同心度。這種結構形式多在多腔模具中采用。 圖3.15圖3.15型芯的結構3.9.3型腔和型芯向尺寸的計算式中：最大收縮率;最小收縮率;平均收縮率;1.型腔徑向尺寸的計算式中：模具型腔徑向基本尺寸塑件外表面的徑向基本尺寸塑件平均收縮率塑件外表面徑向基本尺寸的公差;2..型腔徑向尺寸的計算式中：模具型腔徑向基本尺寸塑件外表面的徑向基本尺寸塑件平均收縮率塑件外表面徑向基本尺寸的公差;3.9.4成型零件的加工工藝成型零件結構設計完后，開始選擇零件的加工材料和工藝等。由于此塑件材料的成分是ABS，要求有優(yōu)良的綜合性能，抗沖擊強度高，流動性要好。因此其成型零件的材料的各種性能要求較高，并且必須進行熱處理，提高它們的硬度。本套模具的成型零件采用T8A碳素工具鋼。T8A的主要成份和性能如下：①主要成份：C0.75～0.84%、Si≤0.35％、Mn≤0.40％；②鋼材特點：成本低，冷熱加工工藝好性能好；③用途：承受沖擊，要求較高硬度的尺寸不大的工具。1.型腔、型芯的加工工藝：型腔、型芯均選用T8A碳素工具鋼；型腔、型芯的加工采用數控加工，推桿以及斜頂桿的孔則采用線切割。其加工是根據PRO/E的3D開模圖生成的程序進行加工，方便快捷，適合大批量生產，生產效率很高。2.斜頂桿的加工工藝：斜頂桿采用T8A碳素工具鋼，采用數控加工。3.10復位機構的設計由于推桿的端部不直接接觸到定模的分型面上，所以模具在閉合時并不能驅動它們復位，因此必須靠復位機構使其復位。在推桿多并且復位力要求大時，彈簧常與復位桿配合使用，以防止復位過程中發(fā)生卡滯或推出機構不能準確復位的情況。模具采用了4根直徑為Φ15mm,長為100mm的復位桿，以保證復位過程中頂板的平衡移動。復位桿與動模的的配合精度為H8/f8，材料為45鋼，頭部應淬硬52～56HRC。彈簧由于受疲勞和受熱變形等因素的影響，很容易引起彈簧失效，因此，彈簧應盡量選長一些，以增加耐疲勞強度，并且在使用過程中及時更換。3.11推出機構的設計注射模在注射機上合模結束后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出，完成推出脫模的機構稱為脫出機構。推出機構的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質量，因此推出機構的設計是注射模設計的一個非常重要的環(huán)節(jié)。推出機構一般由推出、復位、導向三大元件組成。3.11.1推出脫模機構的選用原則：在設計推出脫模機構時，必須根據制品的形狀，復雜程度和注射機推出結構形式，采用適合的推出脫模機構，其選用原則如下：①開模時應盡量使塑件留在動模一邊；②制品脫模后不致變形，推力分布均勻，推力面盡可能大，并靠近型芯；③制品在推出時不能造成碎裂，推力應設在制品能夠承受較大力的地方；④盡量不損壞制品的外觀；⑤推出機構應動作可靠，運動靈活，制造方便。3.11.2推出結構的定位：由于工件內表面是曲面的，在推桿的頂端要制造成曲面形狀，并且要對推桿進行定位，每個工件上選用兩個長度不一樣的，直徑為Φ4mm的直通式推桿。采用兩個中托司對推桿進行定位，導柱與安裝孔之間采用間隙配合H8/f8，采用C型導套，導套與固定孔間采用的是過渡配合H7/m6，從而達到對推出結構的定位。3.11.3確定推出機構的形式本套模具推出機構的設置采用推桿和斜頂桿，在運動中推桿和斜頂桿同時運動，如圖3.18所示。開模時，斜頂桿移動的同時將制件頂出。利用模具推出機構的推出力驅動斜頂桿作斜向運動，在塑件被推出脫模的同時，由斜頂桿完成側向分型與抽芯的動作。圖3.18圖3.18推出機構3.12結構零部件設計注射模具由成型零部件和結構零部件組成。結構零部件部分介紹的內容包括注射模的標準模架，注射模的支承零部件和合模導向結構。支承零部件主要由固定板，支承板，墊板和動，定模座板等組成。3.12.1支承零部件設計1．支承板支承板在模具中起安裝和固定成型零件合模導向機構以及推出脫模機構等零部件的作用。為了保證被固定零件的穩(wěn)定性，固定板應具有一定的厚度和足夠的剛度和強度，一般采用碳素結構鋼制成，當對工作條件要求比較嚴格或對模具壽命要求較長時，可采用合金結構鋼制造。本套模具采用45鋼，經調質硬度達28～32HRC，尺寸為200×250×30mm。2．動定模板與注射機相聯(lián)的模具底板稱為模板。設計和選用標準動定模板時，必須要保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機上的動定固定模板相匹配，另外，在動定模板上開設的安裝結構（如螺栓孔、壓板臺階等）也必須與注射機動定模板上安裝螺孔的大小和位置相適應。模座是整個注射模中支承所有零部件的底板，在注射成型過程中傳遞合模力并承受成型力，應具有足夠的強度和剛度，即應具有足夠的厚度，不能低于13㎜。本套模具的模座尺寸為250×250×25㎜，所以模板采用Q235。3.12.2合模導向結構設計在模具進行裝配或成型時，合模導向機構主要用來保證動模和定模兩大部分或模內其他零件之間準確對合，以確保塑件的形狀和尺寸精度，并避免模內各零件發(fā)生碰撞和干涉。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。導向機構起到定位和導向作用，同時還能承受一定的側向壓力。1.導向結構的作用（1）定位作用模具裝配或閉合過程中，避免模具動，定模的錯位，模具閉合后保證型腔形狀合尺寸的精度。（2）導向作用動，定模合模時，首先導向零件相互接觸，引導動定模正確閉合，避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損傷。（3）承受一定的側向壓力塑料熔體在注入型腔過程中可能產生單向側向壓力，或由于注射機精度的限制，會使導柱在工作中不可避免受到一定的側向壓力。當側向壓力很大時，不能僅靠導柱來承擔，還需要加設錐面定位裝置。2.導柱（1）