畢業(yè)設(shè)計電熱水壺塑料下蓋注射成型模具設(shè)計

太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計1前言在我們的日常生活中注塑制品約占塑料制品的20%～30%，然而用于注塑成型的塑料模具的產(chǎn)量約占世界模具產(chǎn)量的50%。與此同時制造業(yè)已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及科技實力的重要依據(jù)，而模具技術(shù)則代表一個國家制造業(yè)水平高低的主要標(biāo)準(zhǔn)。它是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、攻關(guān)器械、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備，同時60%～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。人們越來越認(rèn)識到模具在制造業(yè)中的重要基礎(chǔ)地位。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本把模具譽為“進(jìn)入富裕社會的原動力”，德國則冠之為“加工工業(yè)中的帝王”，在歐洲其他一些發(fā)達(dá)國家模具被認(rèn)為“磁力工業(yè)”。由此可見模具技術(shù)在各國國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位?？梢詮南旅嫠膫€方面看出模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用。第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分。第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個組成部分。第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。我國的塑料制品已經(jīng)位居世界第二，雖然塑料模具無論是在數(shù)量，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力方面都了很大進(jìn)步，但是與世界先進(jìn)水平相比仍在很大差距。這是一次讓自己全面運用大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能來充分發(fā)揮并展現(xiàn)本專業(yè)的各種技能風(fēng)采！同時也是對模具設(shè)計進(jìn)一步全面深化學(xué)習(xí)，希望自己將來能為祖國的模具行業(yè)貢獻(xiàn)一份微薄的力量！設(shè)計者：黃思錚2012年6月18于太原太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2塑件設(shè)計一個完美的塑料制件，要根據(jù)制品的使用要求和外觀要求從力學(xué)性能、美術(shù)造型和成型工藝、塑料模具設(shè)計和制造等多方面進(jìn)行考慮。塑件的物理力學(xué)性能，如剛度、強度、韌性、彈性、吸水性、以及對應(yīng)力的敏感性。設(shè)計塑件時盡量發(fā)揮其優(yōu)點，避免和補償其缺點。塑料的成型工藝，如流動性、成型收縮率及收縮率的各項差異等。塑件的形狀應(yīng)有益于脫模、排氣、補縮，同時能使熱塑性塑料制品達(dá)到高效、均勻冷卻。塑件結(jié)構(gòu)應(yīng)是模具結(jié)構(gòu)盡可能簡單，特別是避免側(cè)向分型抽芯機構(gòu)和簡化脫模機構(gòu)。使得模具機構(gòu)符合制造工藝要求。2.1塑料材料的選擇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。2.1.1選材依據(jù)（1）塑件使用要求使用要求是一個綜合性的問題。電熱水壺下蓋的使用是在我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫臒玫碾姛崴畨厣?，屬于日常使用的塑料種類。對剛度、強度、表面粗糙度有一定的要求，最重要的是要選用環(huán)保型的同時要在高溫下能長期正常工作的材料。（2）幾種塑料材料性能的比較見表2.1。（3）幾種塑料材料性能的排序見表2.2太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計表2.1幾種塑料材料的性能材料名稱PEPPPSABSPOMPA-6PA-66PC密度（g/cm3）0.960.901.061.051.411.131.141.20強度極限σb（kg/mm2）39.532.348.648.060.481.078.361.8比強度σb/ρ41.235.945.945.142.871.768.651.5彈性模量E(kg/mm2)1078.71274.83137.92059.32745.72745.71274.82353.4比剛度（E/ρ）1123.71416.42905.81961.21947.32418.311118.21961.1價格元/噸6600745078501010015000169001890020100表2.2幾種常用塑料的使用性能排序序號性能強度剛度說明高低塑料代號排序PAPOMPSUPETEPABSPSPVCPMMAPPPE1234567耐磨減磨耐化學(xué)性耐熱性差PAPARPPPBTPCFEPPOMABSPVCPS差PEEKPPSPENTONPTFEPPSUPPOABSHDPE低PTFEEPPSUPCPPPEPOMPMMAABSPS尺寸穩(wěn)定性精PVCPSFPSPMMAABSPCPAPSUPPOPPPE抗老化性阻燃性弱好PTFEUEMWPEPEEKPMMAPARPBTPCPOMPTFEPVCPIPPOPCPVFPECEPPMMAPEPP8910電性能透明性耐折疊性低好好PTFEPEPVCPETPMMAPIPBTPPSPATTEPMMAPSPCPCTFEF3PAPA-1010PPPEPVCPPCPSABS太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2.1.2材料的選擇聚丙烯（PP）綜合性能良好，強度、剛度高，抗沖擊、疲勞性能均能滿足電熱水壺上的使用要求，耐折疊性好，吸水性小，最主要的是聚丙烯是許多常見材料中相對比較環(huán)保的日常用料。聚丙烯的性能：無臭、無味、無毒：其熔融溫度約為164～170℃，長期使用溫度可達(dá)100～120℃，無負(fù)載時使用溫度可高達(dá)150℃，是通用塑料中唯一能在水中煮沸并能承受135℃消毒溫度的品種。其吸濕性很低，在水中浸泡一天，吸水率僅為0.01%～0.03%，成型加工前一般不需要進(jìn)行干燥。其熔體黏度較小，流動性較好，不需要很高的成型壓力，易成型出薄壁長流程制品。2.1.3聚丙烯（PP）的性質(zhì)表2.3聚丙烯（PP）的性質(zhì)性質(zhì)密度（g/cm3）拉伸強度（MPa）伸長率（%）彈性模量（MPa）彎曲強度（MPa）缺口沖擊強度（kj/m2）無缺口沖擊強度（kj/m2）熔點（℃）熱變形溫度（℃）分解溫度（℃）耐寒溫度（℃）連續(xù)工作溫度（℃）成型收縮率（%）聚丙烯（PP）0.90～0.9525～409001.06*10348～753.5～4.878160～175150350-20100～1201～2.5太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計吸水率（%）結(jié)晶度（%）成型溫度范圍（℃）注塑壓力（MPa）體積電阻率（Ω·cm）0.01～0.0363205～31570～110>100*101?2.2塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計2.2.1塑件尺寸精度塑料制品的尺寸精度與塑料制品用途有關(guān)，根據(jù)各種塑料收縮率不同，可將各種塑料的公差等級分為高精度、一般精度和低精度。對于尺寸精度較低的塑料制品采用低精度，電熱水壺采用一般精度MT4即可，未注公差尺寸為MT6。2.2.2塑件表面質(zhì)量塑件表面質(zhì)量包括表面粗糙度、表面光澤性、色彩均勻性、云紋、冷疤、表面缺陷程度、熔結(jié)痕、毛刺、拼接縫以及推桿痕跡等等。如果冷疤、表面缺陷程度、熔結(jié)痕、毛刺、拼接縫以及推桿痕跡等不影響塑件使用和美觀，則制品的表面質(zhì)量主要取決于表面粗糙度。一般情況下，原材料的質(zhì)量、工人操作水平及模具型腔的表面粗糙度等因素均對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，加工模具時的研磨拋光要求也就越高，模具制造的難度也就越大。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。模塑制品的表面粗糙度通常為Ra0.02～1.28m，制品外表面Ra=0.8，內(nèi)表面Ra=1.6。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2.2.3塑件結(jié)構(gòu)塑件結(jié)構(gòu)圖如圖2.1，圖2.2，圖2.3圖2.1主視圖圖2.2左視圖太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計圖2.3俯視圖電熱水壺下蓋一般是用在圓形的容器上，從使用和美學(xué)方面考慮塑件的設(shè)計，所以把它設(shè)計成圓的；另外下蓋是要和上蓋接觸并且要閉合的所以必須在下蓋上設(shè)計一些小凸起和小凹槽來使得上下蓋能合在一起；塑件一般是在常溫和沸水溫度下工作的，因為所選材料是聚丙烯，同時又是圓形片狀，所以上面的一些小凸起和小凹槽、還有最外邊的圓環(huán)都能起到加強的作用。塑件形狀設(shè)計時，沿料流方向，設(shè)計成流線形，并對內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)角都進(jìn)行了倒圓角，避免流動死角以便于模塑。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計3設(shè)計方案的確定電熱水壺下蓋塑料注射成型模具的設(shè)計重點是由于塑件比較復(fù)雜，所以對模具分型面的選擇及頂出機構(gòu)進(jìn)行分析研究，還有復(fù)雜型芯的設(shè)計。一般來說，模具都有兩大部分組成：動模和定模(或者公模和母模)，分型面是指兩者在閉和狀態(tài)時能接觸的部分，也是將工件或模具零件分割成模具體積塊的分割面，具有更廣泛的意義。分型面的設(shè)計直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)和操作的難易程度，是模具設(shè)計成敗的關(guān)鍵因素之一。確定分型面時應(yīng)遵循以下原則：1.應(yīng)使模具結(jié)構(gòu)盡量簡單。如避免或減少側(cè)向分型，采用異型分型面減少動、定模的修配以降低加工難度等。2.有利于塑件的順利脫模。如開模后盡量使塑件留在動模邊以利用注塑機上的頂出機構(gòu)，避免側(cè)向長距離抽芯以減小模具尺寸等。3.保證產(chǎn)品的尺寸精度。如盡量把有尺寸精度要求的部分設(shè)在同一模塊上以減小制造和裝配誤差等。4.不影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。在分型面處不可避免地出現(xiàn)飛邊，因此應(yīng)避免在外觀光滑面上設(shè)計分型面。5.保證型腔的順利排氣。如分型面盡可能與最后充填滿的型腔表壁重合，以利于型腔排氣。本設(shè)計中由于電熱水壺下蓋的外表面比內(nèi)表面光滑的多得多，同時電熱水壺下蓋的內(nèi)部還有許多約5mm的小凸起，相反其外表面非常光滑且沒有任何的其他凸起結(jié)構(gòu)。另外由于電熱水壺下蓋內(nèi)部的凸起較多，所以需要的定出桿也會隨之增多，結(jié)合小凸起及經(jīng)驗經(jīng)過初步分析頂桿的直徑約在5～6mm之間，且頂桿的數(shù)量在9根左右。因此模具的分型面確定在塑件內(nèi)表面（也就是塑件表面粗糙度相對較低的那個面），這樣不僅保證了塑件外表面的粗糙度要求而且也滿足了定出干的布局位置。對于復(fù)雜的型芯本應(yīng)該設(shè)計為組合式的，但是基于目前的電火花加工技術(shù)所以把型芯的設(shè)計成整體的，這樣特別有助于整套模具的裝配。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計4注射機的選擇4.1注射機的選擇模具是生產(chǎn)產(chǎn)品的工具，只有模具安裝在與其相適應(yīng)的注射機上才能進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，因此，在模具設(shè)計時應(yīng)該提前了解注射機的各項參數(shù)和技術(shù)規(guī)范，以便設(shè)計出符合要求的模具。注塑機類型和規(guī)格很多，分臥式、立式、角式、柱塞式和螺桿式等等。臥式注塑機是使用最廣泛的注塑成型機，螺桿注塑機塑化效果較好同時注射壓力也較大，避免了塑件出現(xiàn)缺陷或者缺料。臥式螺桿注塑機的優(yōu)點是機床重心較低安裝穩(wěn)定，機體較低，容易操縱和加料，制件推出模具后可自動墜落，實現(xiàn)全自動化操作，節(jié)約成本，提高效力。所以選擇臥式螺桿注塑機是最佳選擇。模具設(shè)計時應(yīng)詳細(xì)了解，才能設(shè)計出合乎要求的模具。設(shè)計是應(yīng)該了解的注射機技術(shù)的規(guī)范有：最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、最大成型面積、模具最大厚度和最小厚度、最大開模行程、模板安裝模具的螺釘孔的位置和尺寸，注塑機噴嘴孔直徑和噴嘴球頭半徑值。由于同一規(guī)格的注射機，生產(chǎn)廠家不同，技術(shù)規(guī)格也有所不同，所以設(shè)計時最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的注射機使用說明書上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)格。選擇的注塑機為HTF250J/TJ，其各項技術(shù)規(guī)范如表4.1表4.1TF250J/TJ的技術(shù)規(guī)范注射裝置螺桿直徑螺桿長徑比理論容量注射重量注射壓力螺桿轉(zhuǎn)速合模裝置合模力移模行程拉桿內(nèi)距最大模厚最小模厚頂出行程頂出力INJECTIONScrewDiameterScrewL/DRatioShotSize(Theoretical)InjectionWeight(PS)InjectionPressureScrewSpeedCLAMPINGUNITClampTonnageToggleStrokeSpaceBetweenTieBarsMax.MoldHeightMin.MoldHeightEjectorStrokeEjectorTonnagemmL/Dcm3gMparpmKNmmmmmmmmmmKNA5022442402205B55205354871690～1802500540570x57057022013062C6018.3636579142太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計EjectorNumber頂出桿根數(shù)OTHERS其它最大油泵壓Max.PumpPressure力PumpMotorPower油泵馬達(dá)HeaterPower電熱功率Machine外形尺寸Dimension(LxWxH)MachineWeight重量HopperCapacity料斗容積OilTankCapacity油箱容積PieceMPakwkwmtkgL917.52216.656.02x1.7x2.18.150630太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計4.2注塑機有關(guān)工藝參數(shù)的校核4.2.1型腔數(shù)量的確定型腔數(shù)量可以由交貨期、注塑機最大注塑質(zhì)量、塑化能力、鎖模力和模板尺寸來確定，在此采用注塑機最大注塑質(zhì)量來確定型腔數(shù)量。注塑機的最大注塑質(zhì)量按國際慣例是指注塑機在常溫下密度為ρs=1.05g/cm3的普通聚苯乙烯的對空注塑量mso(g),在注入模具時由于流動阻力增加，加大螺桿的逆流量，再考慮安全系數(shù)，實際注塑量mι=85%mso（4.1）注塑聚苯乙烯是模具型腔數(shù)最多為：mιn=（4.2）q取注塑機最大注塑能力的85%。式中q——個塑件的質(zhì)量和它均分到的澆注系統(tǒng)質(zhì)量之和當(dāng)n不到1時則應(yīng)該改用較大的機器。對于其它非聚苯乙烯塑料，其最大注塑量mo=msoρ（4.3）ρs式中ρ——常溫下某種塑料的密度，g/cm3ρs——常溫下聚苯乙烯的密度，g/cm3按理式中密度之比應(yīng)為相同溫度下該塑料熔體與聚苯乙烯熔體密度之比，對于非結(jié)晶塑料可認(rèn)為從常溫狀態(tài)到熔融狀態(tài)，其密度變化倍率與聚苯乙烯變化倍率相差不多，因此用常溫下密度之比代入計算，故上式適用于各種非結(jié)晶塑料。而結(jié)晶型塑料由于從固態(tài)到熔融態(tài)密度變化較聚苯乙烯變化更大，因此結(jié)晶型塑料還要乘以一校正系數(shù)。mo=0.9msoρ（4.4）ρs太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計=0.9?562≈506g0.931.05同理，mι=85%mo然后再按式（4.2）計算和校核型腔數(shù)。mι=85%mo=85%?506=430gmιn=q43021≈20=在現(xiàn)代工業(yè)中，競爭日益激烈，誰有低成本、高效的生產(chǎn)工具誰就有優(yōu)勢占領(lǐng)市場?？s短產(chǎn)品工期贏得市場和利潤。根據(jù)計算和聚丙烯的成型工藝特性，同時考慮模具的成本和效率以及模具和注塑機的匹配關(guān)系將模具的型腔數(shù)確定為一模6腔。4.2.2注射壓力的校核注塑壓力校核是驗證注塑機的最大注塑壓力能不能滿足該制品的需要。制品成型所需要的壓力是由注塑機類型、噴嘴型式、塑料流動性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的。例如螺桿式注塑機，其注塑壓力傳遞比柱塞式注塑機要好，因此注塑壓力可取小一些，流動性差的塑料或細(xì)薄的長流程塑件注塑壓力應(yīng)取得大一些。4.2.3鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個很大的力，企圖使模具沿分型面漲開。在塑件的生產(chǎn)過程中作用于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的總應(yīng)力應(yīng)小于注塑機的額定鎖模力F，否則在注塑時會因鎖模不緊而產(chǎn)生溢料、跑料甚至傷害操作人員。鎖模力必須小于注塑機的額定鎖模力。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計p=kp0（4.5）2=?1103≈73MPa式中p——模具型腔及流道內(nèi)塑料熔體平均壓力，MPap0——注射機料筒內(nèi)螺桿或者柱塞施于塑料熔體得壓力，MPak——損耗系數(shù)。隨塑料品種、注射機形式、噴嘴阻力、模具流道阻力而不同，其值在1/3～2/3范圍內(nèi)選取。螺桿式注塑機的K值較柱塞式大，直通噴嘴比彈簧噴嘴的K值大。p決定后，按下式校核注塑機額定鎖模力F=0.1pA（4.6）17?33=0.?2≈2365KN所以從鎖模力方面來看該注塑機符合要求4.2.4開模行程和塑件推出距離的校核注射機的開模行程是有限制的，取出制件所需的距離必須小于注塑機的最大開模行程。開模距離可以分為注射機最大開模行程與模厚有關(guān)和與模厚無關(guān)兩種情況。模具設(shè)計成單分型面且最大開模行程與模厚無關(guān)，所以開模行程按下式校核（mm）S≥H1+H2+510（4.7）≥20+2+5≥55mm10式中H1——塑件脫模距離，mmH2——塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mmS——注塑機最大開模行程，mm太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計由于540mm>55mm所以從開模行程與塑件推出距離來看該注塑機符合要求。綜上選擇注塑機HTF250J/TJ適合本模具的注塑。5注塑模具的設(shè)計本設(shè)計重點是模具分型面的設(shè)計與頂出機構(gòu)的設(shè)計，由于電熱水壺下蓋的形狀比較復(fù)雜合理地確定分型面及頂出機構(gòu)可以使得模具結(jié)構(gòu)盡量簡單，降低加工難度，同時也可以降低裝配難度，最重要的是要有利于塑件的順利脫模。5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機噴嘴進(jìn)入模具開始，到型腔入口的一段流道。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井以及拉料桿等部分組成。由于此模具涉及到半模側(cè)抽芯機構(gòu)，冷料井和拉料桿可以不給以考慮，主要設(shè)計主流道，分流道以及澆口。澆注系統(tǒng)設(shè)計包括：根據(jù)塑件大小和形狀進(jìn)行流道布置、決定流道斷面尺寸、對澆口的數(shù)量、位置、形式進(jìn)行優(yōu)化。5.1.1主流道及主流道襯套設(shè)計為了有效地傳遞保壓壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化。在臥式螺桿注塑機用模中，主流道垂直于分型面，為便于流道凝料拔出，設(shè)計成具有2°～4°錐角的圓錐形，內(nèi)壁粗糙度Ra0.4，在此取Ra＝0.4um,內(nèi)壁研磨和拋光時應(yīng)注意拋光方向，不能形成與脫模方向垂直的劃痕，以免造成脫模困難甚至成型中斷。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R?比噴嘴球頭半徑R?大1～2mm，如果相反則主流道凝料無法脫出，太大則密封效果不好，在此取R?＝R?+(12)＝20mm。主流道小端直徑比注塑機噴嘴孔徑大0.5～1mm。大端直徑比分流道深度大1.5mm以上,其錐角一般去2°～6°。由于主流太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計道與注塑機的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計成獨立的主流道襯套,選優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度。主流道襯套要承受交變應(yīng)力，其外圓盤直徑不能過大，以避免肩部彎矩過大，配合段的直徑D亦不宜過大，以避免入模的塑料產(chǎn)生過大的反作用力，使主流道襯套后退，臺階轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，以免淬火開裂或應(yīng)力集中,取R=3mm。主流道最大可能的短并且橫截面積大，為了節(jié)約成本，提高模具的生產(chǎn)效率，主流道采用襯套式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣就可以單獨選材、單獨熱處理、單獨機加，更方便維修。主流道襯套選擇T8鋼調(diào)質(zhì)，硬度為30-35HRC。主流道襯套和主流道的結(jié)構(gòu)見圖5.1，圖5.2圖5.1主流道襯套太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計圖5.2主流道結(jié)構(gòu)5.1.2分流道的設(shè)計分流道就是連接主流道和澆口的塑料通道，在此采用常規(guī)分流道（等溫分流道）：分流道溫度和模具整體溫度一致。影響分流道設(shè)計的因素很多，制品的幾何形狀、壁厚、尺寸大小及尺寸的穩(wěn)定性，內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量要求，塑料的種類，注射機的壓力，加熱溫度，注射速度，主流道及分流道的拉料及脫落方式，型腔布置及澆口形式的選擇都能影響分流道的設(shè)計。在設(shè)計分流道時考慮以下幾點以及優(yōu)點：1.塑料流經(jīng)分流道時的壓力損失及溫度損失要小。2.分流道的固化時間應(yīng)稍后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓。3.保證塑料迅速而均勻的進(jìn)入各個型腔，以及均勻補料，減少缺陷，保證質(zhì)量。4.分流道的長度應(yīng)盡可能短，排列緊奏，使外形尺寸變小，，降低澆注系統(tǒng)凝料重量，料頭少，減少浪費。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計5.鎖模平衡（幾何中心與鎖模重心重合）。6.布置合理（受力零件有足夠的承受能力，使冷卻孔道合理布局，方便裝配維修）。7.要便于加工及刀具的選擇。(1)分流道截面分析①圓形截面分流道其優(yōu)點是表面積與體積之比值為最小，在容積相同的分流道中圓形截面分流道的塑料與模具接觸的面積最小，因此其壓力損失及溫度損失小，有利于塑料的流動及壓力傳遞，其缺點是圓形截面分流道必須在動、定模上分別設(shè)計兩個半圓形，因此給模具加工帶來一定難度。②拋物面截面（U形截面）其截面的形狀接近于圓形截面，同時此種截面的分流道只在模具一面加工。但缺點是與圓形截面相比，熱損失較大，流道廢料較多。③梯形截面此種截面是拋物線形截面的變形，與以上兩種截面相比，其熱損失較大，但便于分流道的加工及刀具的選擇。a.圓形截面b.U形截面c.梯形截面圖5.3幾種分流道截面圖綜合比較后為節(jié)約成本選擇比表面積大易加工的梯形截面的分流道，斷面取值為上底ω＝8mm，高h(yuǎn)＝5mm，下底χ＝6mm，角度為10°。(2)分流道的長度分流道的布置形式采用平衡式。其長度由于考慮到主流道襯套的下端直徑以及分流道加工在半模上，長度為109mm的筆直分流道，減少壓力和熱量的損失。采用平衡時梯形斷面的分流道，比面積大易加工。讓模具排列緊奏使模具外形尺寸變小，長度最短減少料頭材料的浪費，進(jìn)料均勻減少缺陷保證塑件質(zhì)量，鎖模平衡太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計等使塑件有足夠的承受能力冷卻孔道布局合理方便裝配維修，使模具能裝到小型注塑機上成為節(jié)約，低成本高效的生產(chǎn)工具。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，因而分流道的內(nèi)表面的粗糙度要求并不是很高，這里取Ra=1.6μm，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產(chǎn)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。5.1.3澆口的設(shè)計澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口斷面形狀有圓形、矩形和又寬又薄得狹縫形等。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，澆口的形狀和尺寸對塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個流道中斷面尺寸最小的部分，對充模流動起著控制性作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此澆口尺寸又影響著加工工作量的大小和塑件外觀。澆口尺寸包括澆口斷面尺寸和澆口長度尺寸，澆口長度約為0.5～2.5mm,在此澆口長度取1mm。在澆口出處流動阻力很大，剪切速率也很高，對聚丙烯（PP）來說，其近似于牛頓流體，粘度僅僅是溫度的函數(shù)，不隨剪切速率的變化而變化，減小澆口的尺寸會迅速增加充模阻力，所以澆口尺寸應(yīng)該適中，并且采用矩形澆口。澆口選擇在塑件的外側(cè)凹槽中心，采用矩形側(cè)澆口具有以下優(yōu)點：容易機加修整，易保證加工精度，容易調(diào)整到最佳的工藝條件，適時封口，疤痕小，容易充模，保證均衡進(jìn)料，熔融塑料充滿整個型腔，由于澆口對大型腔為防止噴射，澆口尺寸要適當(dāng)大些。矩形澆口深度的經(jīng)驗計算公式如下：h=kδ(5.1)h——澆口深度，mm——制品厚度，mmk——材料系數(shù)。PS、PE為0.6；POM、PC、PP為0.7；PVC、PMMA、PA為0.8；RPVC為0.9h=2.50.7=1.75mm由于澆口尺寸要適當(dāng)大些在此h=2mm太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計澆口寬度的計算公式ω(5.2)0.70030==2.4mmA——為塑件外表面積，mm2澆口尺寸太小增加充模阻力，所以取大些，根據(jù)計算在此取=2.5mm澆口臺階長l=0.5～2.0mm，這里取1mm。5.2注塑模具成型零部件設(shè)計型腔是模具上直接成型塑件的部位。直接構(gòu)成模具型腔的所有零件都稱為成型零件，包括：凹模、凸模、成型桿、成型環(huán)、各種型腔鑲件等。型腔設(shè)計步驟和主要內(nèi)容：1.根據(jù)塑件形狀。塑件使用要求、塑件成型性能等確定型腔整體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)容包括分型面的位置、進(jìn)澆位置、排氣位置、脫模方式等。2.從制造角度決定型腔能否采用組合式。若需組合，確定各構(gòu)成零件之間的組合方式和零件結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)塑件尺寸和成型收縮率大小計算成型零件上對應(yīng)的成型尺寸。4.根據(jù)成型時的塑料熔體壓力，對成型零件進(jìn)行剛度和強度校核，決定其壁厚等尺寸。5.2.1分型面的位置和形狀的設(shè)計分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，同時直接影響著塑料熔體的流動充模特性及塑件的脫模，而且涉及模具的結(jié)構(gòu)與制造成本,因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計的一個重要問題。分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件的位置、形狀以及推出方式、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計因此在選擇分型面時要綜合分析比較，遵循以下原則：（1）分型面應(yīng)該選擇在塑件的最大輪廓處。（2）確定有利的留模方式，便于塑件脫模，通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在動模一側(cè)，這樣有助于推桿頂出機構(gòu)的設(shè)置，節(jié)約能量。（3）保證塑件的精度要求。（4）保證塑件的外觀質(zhì)量。（5）便于模具加工制造。（6）同軸度考慮。（7）抽拔力考慮（力設(shè)在開模方向上）。（8）有利于排氣，使模具結(jié)構(gòu)簡化。注塑模有一個分型面和多個分型面的模具，在本次設(shè)計中采用單分型面（有一個分型面）的模具，分型面的位置垂直于開模方向，并且分型面為曲面同時也是塑件最大輪廓處。這樣塑件留在動模上，方便脫模，保證產(chǎn)品質(zhì)量，容易操作。5.2.2成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)成模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，例如凹模、凸模、型芯、鑲塊、各種成型桿、各種成型環(huán)。型腔直接與高溫高壓塑料接觸，型腔質(zhì)量關(guān)系到塑件質(zhì)量，因此型腔必須要有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性等來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?，以保證塑料制品表面光亮美觀、容易脫模。凹模采用整體式嵌入式的凹模，整體式嵌入式凹模具有便于加工（可以分別加工），單獨制造、單獨選材、熱處理，降低成本，易維修等優(yōu)點。其嵌入到定模模板的通孔內(nèi)，保證型腔沿主分型面分開的兩半在合模時的對中性。模板一般采用45#鋼制作，45#鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度到達(dá)25-30HRC，整體嵌入的型腔采用T8制作，淬火處理，硬度到達(dá)40-50HRC。嵌入的凹模結(jié)構(gòu)如圖5.4太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計圖5.4嵌入的凹模結(jié)構(gòu)5.2.3成型零件成型尺寸計算按平均收縮率計算成型尺寸比較簡便易行，是最常用的計算方法，這里采用此方法。聚丙烯（PP）平均收縮率εSCP=1.0%，塑件制造公差MT4，對應(yīng)模具制造公差I(lǐng)T10。(1)型腔徑向尺寸計算LPCP=LP-?/2（5.3）LMCP=LPCP+εSCPLPCP+εSCPLPCP2太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計=LPCP（5.4）1-εSCPLM=LMPC-δw/2-δm/2（5.5）式中LM——型腔（孔）的最小尺寸δw——型腔使用過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）δm——成型零件制造誤差（正值）LP——塑件（軸）的最大尺寸Δ——塑件公差（負(fù)值）出于修?？紤]，對型腔徑向尺寸來說易修大，預(yù)留一負(fù)修模余量δr,標(biāo)上制造公差δm得型腔徑向名義尺寸：LM=(LMPC-δw/2-δm/2-δr)+δm對于注塑模，型腔磨損量很小時，可用下式計算：L=(L-δ)+δm（5.6）MMPCm①塑件徑向尺寸LP1=6mm，LPCP=LP-?/2=6-0.18/2=5.91mm；5.911-1%LMC1P==5.9mm7模具型腔按IT10級精度制造，其制造偏差δm=0.058mm，LM1=(6.06-0.058)+0.058=6.002+0.058mm②塑件徑向尺寸LP2=70mm，LPCP2=70–0.64/2=69.68mm；69.681-1%LMC2P=太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計=70.3mm8模具制造偏差δm=0.12mm，LM2=(70.38-0.12)+0.12=70.26+0.12mm③塑件徑向尺寸Lp3=14mm，Lpcp3=14–0.28/2=13.86mm；13.861-1%LMCP3==14mm模具制造偏差δm=0.07mm，LM3=(14-0.07)+0.07=13.93+0.07mm④塑件徑向尺寸Lp4=3mm，Lpcp4=3–0.16/2=2.92mm；2.921-1%LMC4P==2.9mm5模具制造偏差δm=0.04mm，+0.04LM4=（2.95-0.04）=2.91+0.04mm⑤塑件徑向尺寸Lp5=5mm，Lpcp5=5–0.18/2=4.91mm；4.911-1%LMC5P==4.9mm6太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計模具制造偏差δm=0.048mm，LM5=(4.96-0.048)+0.048=4.912+0.048mm⑥塑件徑向尺寸Lp6=29mm，Lpcp6=29–0.36/2=29.18mm；L29.18MC6P=1-1%=29.4mm7模具制造偏差δm=0.084mm，LM6=(29.47-0.084)+0.084=29.39+0.084mm(2)型芯徑向尺寸計算LPCP=LP+?/2LM=LMPC+δw/2+δm/2+δr標(biāo)上制造公差δm得型芯徑向名義尺寸：LM=(LMPC+δw/2+δm/2+δr)-δm對于注塑模，型腔磨損量很小時修模余量也很小時可用下式計算：LM=(LMPC+δm)-δm①塑件尺寸Lp7=66mm，Lpcp7=66+0.64/2=66.32mm；L66.32MC7P=1-1%=66.9mm9模具制造偏差δm=0.12mm，5.7）5.8）5.9）（（（太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計LM7=(66.99+0.12)-0.12=67.11mm-0.12②塑件尺寸Lp8=13mm，Lpcp8=13+0.24/2=13.12mmL13.12MCP8=1-1%=13.2mm5模具制造偏差δm=0.07mm，LM8=（13.25+0.07）-0.07=13.3-02.0mm7③塑件尺寸Lp9=1mm，Lpcp9=1+0.16/2=1.08mm；L1.08MC9P=1-1%=1.0mm9模具制造偏差δm=0.04mm，LM9=(1.09+0.04)-0.04=1.1-03.0mm4(3)型腔深度尺寸計算HM=[HMCP-δm/2±δr]+δm若取修模余量為δm/2，則型腔容易修淺H=[H]+δmMMCP①件尺寸HP1=13mm，Hpcp1=13-0.24/2=12.88mm；H8MC1P=12.1-1%=813.0m1m(5.10)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計模具制造偏差δm=0.07mm，型腔易修淺，HM1=13.01+0.07mm。②件尺寸HP2=3mm，HPCP2=3-0.12/2=2.94mm；2.94=2.9m7m1-1%HMCP=模具制造偏差δm=0.048mm，型腔易修淺，HM2=2.97+0.048mm。(4)型芯高度尺寸的計算HM=[HMCP+δm/2±δr]-δm(5.11)型芯容易修長HM=[HMCP]-δm①件尺寸HP3=13mm，HPCP3=13-0.24/2=12.88mm；12.88=13.0m1m1-1%HMC3P=模具制造偏差δm=0.07mm，型腔易修長，HM3=13.010.07mm。5.2.4側(cè)壁厚度和底板厚度計算1、型腔側(cè)壁厚度計算整體式圓形型腔側(cè)壁厚度計算是以組合式圓形型腔側(cè)壁壁厚度計算為基礎(chǔ)的，側(cè)壁厚可以根據(jù)其剛度或強度來進(jìn)行計算的。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計按剛度計算：h=R-r(5.12)??1?=r?????=351????=21.93mm按強度計算：h=r1)(5.13)=35=46.9mm8太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計2、底板厚度的計算按剛度計算：H(5.14)03=14.4mm9按強度計算：H=(5.15)=14.3mm0h——型腔側(cè)壁厚度，mmH——型腔地板厚度，mmp——型腔內(nèi)塑料熔料壓力（成型壓力），Mpa5E——鋼材的彈性模量，碳鋼E=2.1?10MPaμ——泊松比，碳鋼0.25[σ]——許用應(yīng)力，T8取328Mpaδ——許用形變量，T8取0.03經(jīng)過計算最終選取側(cè)壁厚為50mm；底板厚為30mm.5.2.5排氣方式和排氣槽的設(shè)計當(dāng)塑料熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽或者原料釋放出的氣體等不能順利排出，不但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端，同時還會因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動前沿物料溫度過高，太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計粘度下降，容易從分型面溢出，產(chǎn)生飛邊，重則灼傷制件，使其產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。在此不單獨設(shè)計排氣槽，利用分型面或配合間隙排氣。像電熱水壺這樣小型的塑件，在不采用特殊的的高速注射時，利用分型面排氣或者利用推桿與孔、推管與孔、脫模板與型芯、活動型芯與孔的配合間隙排氣。為增加排氣效果可以增加分型面的粗糙度，并且加工的刀痕或磨痕順著排方向以及將推桿后方距型腔5mm以外的配合間隙加大等。本設(shè)計利用分型面、推桿與孔、活動型芯與孔以及動模板與型芯固定板的間隙排氣，這樣不需要單獨加工排氣槽，使模具加工更容易，降低模具成本。5.3合模導(dǎo)向和定位機構(gòu)設(shè)計塑料模閉合時為保證型腔形狀和尺寸的準(zhǔn)確性，應(yīng)按一定的方向和位置合模，所以必須設(shè)有導(dǎo)向定位機構(gòu)。導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位和承受注塑時產(chǎn)生側(cè)壓力三個作用。導(dǎo)柱設(shè)在動模邊或定模邊均可，但是一般設(shè)在主型芯周圍，動定模合模時在導(dǎo)向機構(gòu)的引導(dǎo)下，使動定模按正確的方位閉合，避免凸模進(jìn)入凹模時因方位搞錯而損壞模具或定位不準(zhǔn)而互相碰傷，因此設(shè)在型芯周圍的導(dǎo)柱應(yīng)比主型芯高出至少為6～8mm。同時導(dǎo)向機構(gòu)在模具閉合后使型腔保持正確的形狀和所有由動定模構(gòu)成的尺寸的精度。5.3.1導(dǎo)柱的選擇和設(shè)計導(dǎo)柱沿長度方向分為固定段和導(dǎo)向段，并且這兩段名義尺寸相同，只是公差不同的導(dǎo)柱叫直導(dǎo)柱。本次設(shè)計的直導(dǎo)柱采用從標(biāo)準(zhǔn)模具零件（圖庫）中選用的方法。5.3.2直導(dǎo)柱尺寸和結(jié)構(gòu)的要求（1）直徑和長度導(dǎo)柱的直徑在12～63mm之間時，按經(jīng)驗直導(dǎo)柱直徑32和模板厚度比在0.06～0.1,無論是固定段的直徑還是導(dǎo)向段的直徑的形位公差與尺寸之間的關(guān)系應(yīng)遵循包容原則。直導(dǎo)柱總長為90mm，直徑為32mm。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（2）形狀直導(dǎo)柱的端部做成半球形或錐形的先導(dǎo)部分，錐形頭高度為與其相鄰圓柱直徑的1/3,前端還應(yīng)有倒角，使其能夠順利的進(jìn)入導(dǎo)向孔。導(dǎo)向孔應(yīng)該設(shè)有排氣孔或者排氣間隙，以免空氣壓縮產(chǎn)生高溫引起燃燒，在本設(shè)計中將墊塊上導(dǎo)柱孔加工成通孔，利用墊塊和底板的裝配間隙排氣。（3）公差配合安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6,導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動配合H7/f7。（4）粗糙度固定段表面用Ra=1.6um,導(dǎo)向段表面用Ra=0.8um。（5）材料導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此采用低碳鋼（20號鋼）滲碳0.50.8mm深，經(jīng)淬火處理硬度達(dá)到HRC56～60。直導(dǎo)柱形狀見圖5.5。圖5.5直導(dǎo)柱5.3.3導(dǎo)套的尺寸和結(jié)構(gòu)的要求（1）直徑和長度導(dǎo)套的內(nèi)徑為32mm，外徑為42mm；,無論是固定段的直徑還是導(dǎo)向段的直徑的形位公差與尺寸之間的關(guān)系應(yīng)遵循包容原則。導(dǎo)套總長為69mm。（2）形狀導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套和帶軸肩連接的導(dǎo)套兩類，此外還有帶滾珠的導(dǎo)套。為了方便導(dǎo)套壓入模版同時便于導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套端面內(nèi)外倒圓角，導(dǎo)套上的凸肩一般是壓在模板之間，以防被導(dǎo)柱帶出模板。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（3）公差配合安裝時與模板間采用過渡配合H7/k6。（4）粗糙度內(nèi)表面用Ra=1.6um，外表面用Ra=1.6um。（5）材料導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此采用低碳鋼（20號鋼）滲碳0.50.8mm深，經(jīng)淬火處理硬度達(dá)到HRC56～60。導(dǎo)套形狀見圖5.6。圖5.6導(dǎo)套5.4脫模機構(gòu)設(shè)計注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機構(gòu)，以便在每一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動地脫出模外，脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)或推出機構(gòu)。脫模機構(gòu)種類很多，有手動脫模、機械推出、液壓推出、氣壓推出等，手動脫模沒有工作效力，液壓和氣壓脫模成本高，推桿推出的脫模機構(gòu)比較簡單也是經(jīng)常采用的一種典型脫模機構(gòu)，在本設(shè)計中所采用的就是推桿脫模機構(gòu)。5.4.1脫模機構(gòu)的要求（1）結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運行可靠、機構(gòu)盡可能簡單、制造容易、零件制造方便，維修方便，配換容易等。機構(gòu)動作要準(zhǔn)確可靠、運動靈活、機構(gòu)本身具有足夠的剛度和強度，以太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計抵抗脫模阻力。（2）不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞，推塑件的位置應(yīng)盡可能設(shè)在塑件內(nèi)部或者隱蔽處，以免損壞塑件外觀，要保證塑件在脫模過程中不變形、不擦傷。（3）讓塑件留在動模，模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開模過程中留在具有脫模裝置的半模即動模上。5.4.2脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計分析聚丙烯（PP）的收縮率為1%，其收縮時抱緊型芯，開模時塑件留在動模上，在脫模機構(gòu)設(shè)計時就應(yīng)該將頂出力的作用點盡可能的靠近型芯，頂出力作用于塑件剛度強度最大的部位，要保證這部分的強度和剛度在其內(nèi)側(cè)兩邊設(shè)計加強筋，這樣在這些部位的頂出力就要求大些，因此將頂桿設(shè)置在這些部位，同時這些部位是塑件的內(nèi)表面頂桿留下的頂痕不影響塑件的美觀。頂桿均勻的布局在塑件上，具體見圖紙，頂出時各處受力相同輕松的將塑件頂出。本塑件將用到四種頂桿形狀如圖5.7；5.8；5.9；5.10。圖5.7頂桿167x6圖5.8頂桿167x5太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計圖5.9頂桿180x6圖5.10方形頂桿一副模具所用的頂桿種類及數(shù)量如下表：種類數(shù)量167x524167x612180x612180方形65.4.3脫模力計算塑件在模腔內(nèi)冷卻定型時，由于熱收縮其體積和尺寸逐漸縮小，在塑料的軟化溫度以前熱收縮并不造成對型芯抱緊力，但制品固化后繼續(xù)降溫則會對型芯產(chǎn)生包緊力，包緊力帶來的正壓力，垂直與型芯表面，脫模溫度越低正壓力越大，脫模時必須克服該包緊力所產(chǎn)生的摩擦力。在開模的瞬間所需脫模力為最大。PP為熱塑性塑料，脫模斜度型腔35′～1°30′，型芯35′～1°所以脫模斜度選擇1°塑件收縮率使型芯全面積受總壓力1（5.16）1-μ1=2π10601%1-0.41Fp=2πEεtl=293N5太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計E=1.06?103MPa塑料拉伸彈性模量ε=1%塑料收縮率μ=0.41塑料泊松比t=2mm制品壁厚l=13mm塑件型芯長度脫模力Fpcoαs(f-tαg)（5.17）1+fsiαncαosFd==2935co（?s0.19-tg11?）1+0.19s?in1?cos1=50N6f=0.19摩擦因素經(jīng)計算以及結(jié)合塑件的實際情況,以上四種頂桿符合要求,均采用T8A鋼制造，硬度達(dá)到50～55HRC。在開模過程中注塑機頂桿頂著推板移動，推板帶動頂桿向前移動，頂出塑件，合模是由回程桿推動推板把頂桿復(fù)位。5.5注塑模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為160～300℃，而塑料固化后從模具中取出的溫度為60～80℃以下，視塑料品種的不同而不同。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道（或油通道），通過模溫調(diào)節(jié)機調(diào)節(jié)冷卻水（或油）的溫度。以冷卻水為介質(zhì)的模溫調(diào)節(jié)機，其溫度可以調(diào)節(jié)到90℃以內(nèi)，更高的模溫則需采用以油作為冷卻介質(zhì)的模溫調(diào)節(jié)機，也可以在模具上插加熱棒或加熱套來獲得100℃以上的模溫，即使這么高的模溫相對高溫的塑料熔體來說仍然是起冷卻作用，只不過是脫模溫度較高而已。但是有的塑料為達(dá)到工藝要求或為提高生產(chǎn)效率可以采用低于室溫的模溫，這時可用太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計冷卻水進(jìn)行冷卻，必須使用有至冷功能的模溫調(diào)節(jié)機，模具型腔表面溫度不可調(diào)節(jié)到該大氣環(huán)境的露點溫度以下，否則型腔內(nèi)壁凝結(jié)的冷凝水會直接影響制品的質(zhì)量。5.5.1模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計原則模溫高低對制品結(jié)晶度、力學(xué)性能、表面質(zhì)量、制品內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形都有很大的影響。為了提高冷卻效率，模具的冷卻系統(tǒng)可按下述（均勻性）原則進(jìn)行設(shè)計：（1）動模、定模和型腔的周圍均勻地設(shè)置冷卻水通道，不可只設(shè)置在模具的動模一邊或定模一邊，否則脫模后制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫度低，在進(jìn)一步冷卻時會發(fā)生翹曲變形。（2）冷卻水孔間距越小，直徑越大，則對塑件冷卻越均勻。（3）孔間距、孔與型腔之距盡量相等。（4）采用并流流向，加強澆口處的冷卻。（5）降低出入口水的溫差，控制在3～5℃內(nèi)。（6）容易機加。5.5.2制品冷卻時間的計算在注塑成型過程中高溫（180）塑料熔體轉(zhuǎn)變成塑料制品（約60）要放出潛熱和顯熱，主要通過熱傳導(dǎo)散失，其中5%輻射對流散發(fā)到大氣中，5%模板傳導(dǎo)散發(fā)導(dǎo)大氣中，其余90%均由冷卻介質(zhì)帶走。它們之間的熱交換速度是決定制品冷卻時間的決定因素。塑件冷卻時間的計算公式?8θc-θm?ln)?（5.18）?(π2α1?π2θ-θm?S2t=22?8180-70?ln?2()?=2π0.067?π80-70?太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計=13s式中S——制品的壁厚（mm），這里取S=2mmθ——塑件脫模時的平均溫度（℃），這里取θ=80℃θc——塑料注塑溫度（℃），這里取θc=180℃θm——模具型腔壁溫度（℃），這里取θm=70℃α1——塑料的熱擴散系數(shù)（mm2/s），查表（3-9-2）[3]可得7α1=0.6?7-1m02s=/20.m0m67s/經(jīng)計算制品的冷卻時間t約為13s制品的冷卻時間加上開模取制品等輔助時間就是該制品的成型周期，冷卻時間t通常占成型周期的75%所以每秒鐘注塑次數(shù)大約為N=1/t?0.75=1/13?0.75=0.058（5.19）若每次注塑塑料制件加上澆道的質(zhì)量為m，則每秒注入塑料量為mι=Nm=0.0580.15=0.0087㎏/次（5.20）5.5.3冷卻介質(zhì)所需傳熱面積的設(shè)計計算（1）冷卻介質(zhì)用量的計算塑料制品在固化時每秒釋放的熱量為：ιq=Q1=mNmq（5.21）=0.0087?5.2910=5.1k/3J3s式中q——單位質(zhì)量塑料熔體在成型過程中放出的熱量，kJ/kg聚丙烯取5.9?102kJ/kgV=Q（5.22）60Cρ(θ1-θ2)=5.133604.（223-201）太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計=6.79?10