甘磊-心型臺(tái)燈塑料注塑模具設(shè)計(jì)-

PAGE28PAGE29河南科技學(xué)院2009屆本科畢業(yè)論文〔制定〕心型臺(tái)燈塑料注塑模具制定同學(xué)姓名：甘磊所在院〔系〕：機(jī)電學(xué)院所學(xué)專業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育導(dǎo)師姓名：牛愛青完成時(shí)間：2009年5月20日摘要塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提升產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本制定介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的制定原則；具體介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的制定過程，并對模具強(qiáng)度要求做了說明。關(guān)鍵詞：塑料模具，參數(shù)化，鑲件，分型面TheDesignofMentalTypeDeskLampPlasticInjectionMoldAbstractPlasticindustryisintheworldgrowsnowoneofquickestindustryclasses,butcaststhemoldisdevelopmentquicktype,therefore,theresearchcaststhemoldtounderstandtheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.Thisdesignintroducedtheinjectiontakesshapethebasicprinciple,speciallysingleisdividedtheprofiletoinjectthemoldthestructureandtheprincipleofwork,tocasttheproducttoproposethebasicprincipleofdesign;Introducedindetailthecoldflowchannelinjectionevilspiritmoldpoursthesystem,thetemperaturecontrolsystemandgoesagainstthesystemthedesignprocess,andhasgiventheexplanatrtociontothemoldintensityrequest.Throughthisdesign,maytocastthemoldtohaveapreliminaryunderstanding,notesinthedesigncertaindetailquestion,understandsthemoldstructureandtheprincipleofwork.Keyword:Theplasticmold,theparametrization,inlays,dividestheprofile目錄1緒論 11.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 11.2我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 12.注塑件的制定 12.1功能制定 12.2材料選擇 22.3結(jié)構(gòu)制定圖 3塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 43模具制定 53.1模具材料的選擇 53.2分型面確實(shí)定 53.3型腔數(shù)目確實(shí)定 63.4澆口確定 63.5澆注系統(tǒng)制定 63.6模架確實(shí)定 83.7導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 113.8頂出系統(tǒng)制定 11成型零件工作尺寸的計(jì)算 163.10排氣制定 193.11溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)制定 20結(jié)論 25致謝 25參照文獻(xiàn) 25

1緒論1.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料〔固態(tài)或液態(tài)〕的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的凹凸是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平凹凸的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提升模具技術(shù)水平，關(guān)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展十分迅速。但與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)革新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離?！?〕注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；〔2〕強(qiáng)化模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；〔3〕推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；〔4〕重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期。2.注塑件的制定功能制定功能制定是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo).該塑件是日用品,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷,振動(dòng),摩擦等狀況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時(shí)對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn),這樣,就必需合計(jì)生產(chǎn)成本和模具壽命,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素;此外,塑料都會(huì)老化,作為一種光學(xué)用品,還要合計(jì)到材料的光氧化等問題.2.2材料選擇通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).關(guān)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說,要合計(jì)的主要是材料的力學(xué)性能,如屈服應(yīng)力,彈性模量,彎曲強(qiáng)度,表面硬度等.該塑件對材料的要求首先必需是透光性好,其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題,以下是對幾種透光性能較好材料的性能對比，如表1所示。表1材料的特性塑料名稱PSPCPMMA拉伸強(qiáng)度/MPa51.966-72——彎曲強(qiáng)度/MPa11095-113——斷裂伸長率/%280-100——氧指數(shù)〔OI〕熱變形溫度/℃85134100體積電阻率/·cm10-10×1010-10吸水率%透光度/%88-929393折射率價(jià)格〔元/噸〕1150-123033000-4100019500-20700和機(jī)械加工一樣要合計(jì)到加工工藝問題，模具成型也要合計(jì)到材料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無幾的狀況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表2所示。表2材料的性能和成型特性比較塑料品種性能特點(diǎn)成型特點(diǎn)注意事項(xiàng)使用溫度主要用途聚苯乙烯〔非結(jié)晶型〕透明性好，抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強(qiáng)度差成型性能好，但注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂因流動(dòng)性好，適宜用點(diǎn)澆口，但因熱膨脹大，塑件中不宜有嵌件-儀表殼，絕緣零件，容器，泡沫塑料，日用品等有機(jī)玻璃〔非結(jié)晶型〕透光率最好，但表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂，但不耐無機(jī)酸，易溶于有機(jī)溶劑流動(dòng)性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射時(shí)速度不能太高合理制定澆注系統(tǒng)，便于充型，嚴(yán)格控制料溫與模溫，以防分解〈80℃透明制品，如窗玻璃，光學(xué)鏡片，燈罩等以上的性能分析對比中看出成型特性上以聚碳酸酯為好，由于是一般性民用品，所以價(jià)格上是需要合計(jì)的，我們主要要求是價(jià)格和透光度,其它如拉伸強(qiáng)度,斷裂伸長率等則是次要合計(jì)的指標(biāo),最終選定PS為塑件材料.因?yàn)槌速|(zhì)脆和抗拉強(qiáng)度不如其它兩種材料外，它所擁有的特性符合我們的塑件要求.2.3結(jié)構(gòu)制定圖壁厚圖1結(jié)構(gòu)制定圖各種塑件,不管是結(jié)構(gòu)件還是板壁,依據(jù)使用要求具有一定的厚度,以確保其力學(xué)強(qiáng)度.一般地說,在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過厚,不僅可以節(jié)約原材料,降低生產(chǎn)成本,而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時(shí)間縮短,提升生產(chǎn)率;其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷,縮孔,夾心等質(zhì)量上的缺陷.以下是PS的壁厚推舉值:表3厚度推舉值最小壁厚mm小型件壁厚mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm該塑件屬于中小型件,從圖上看,塑件邊緣的壁很厚,達(dá)到5mm,殼體取中型件壁厚1.6mm,這樣使得整個(gè)塑件的壁厚是不均勻的,但假設(shè)減小邊緣壁厚,則對塑件的推出不利,而且有可能使電池不能安裝.邊緣壁厚可用來放置推桿或推板。脫模斜度由于塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮,使其緊箍在凸模或型芯上,為了便于脫模,防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損,與脫模方向平行的塑件內(nèi),外表面都應(yīng)具有合理的斜度.以下是PS的脫模斜度推舉值:表4脫模斜度推舉值制件外表面制件內(nèi)表面35′30′-1°強(qiáng)化肋塑件上適當(dāng)設(shè)置的強(qiáng)化肋可以防止塑件的翹曲變形；沿著物料流動(dòng)方向的強(qiáng)化肋還能降低充模阻力，提升融體流動(dòng)性，避免氣泡，縮孔和凹陷等現(xiàn)象的產(chǎn)生。在該塑件中的強(qiáng)化肋起到引導(dǎo)物料流動(dòng)的作用同時(shí)又對電池進(jìn)行定位，高度比分型面低1mm，脫模斜度取2度，頂部倒圓角，低部倒角R，寬度取。通常強(qiáng)化肋的制定原則為高度低，寬度小，而數(shù)量多為好〔塑件形狀所同意的狀況下〕。圓角塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采納圓角連接，有特別要求時(shí)才采納尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時(shí)也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動(dòng)和塑件的脫模。該塑件大部分的圓角取R1，較大值取到R3。強(qiáng)化肋的圓角半徑值關(guān)系如表5所示。表5肋的圓角半徑值關(guān)系表肋的高度/mm13-19＞19圓角半徑/mm塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量塑件的尺寸精度尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，制按時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，依據(jù)裝配狀況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要確保兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。依據(jù)精度等級選用表，PS的高精度為2級，一般精度為3級。依據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100-120范圍內(nèi)，取MT2B級的公差數(shù)值為0.52mm，MT3B級的公差數(shù)值為0.78mm。塑件的表面質(zhì)量表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級。該塑件要求對型腔拋光，所以對粗糙度的要求比較高，查表得PS拋光后順紋路方向的表面粗糙度為m，垂直紋路方向的表面粗糙度為m。3模具制定模具材料的選擇現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,所以在模具材料的選擇時(shí)主要是依據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，選擇模具鋼時(shí),首先必需合計(jì)材料的使用性能和工藝性能,從使用性能合計(jì):硬度，韌性,耐磨性是幾個(gè)重要指標(biāo)。從PS特性看,這三項(xiàng)指標(biāo)是必需要滿足的。從工藝性能合計(jì):要熱加工工藝好,加工溫度范圍寬,冷加工性能好,此外還要合計(jì)淬透性和淬硬性,熱處理變形和氧化脫碳等性能.查手冊選擇模仁的材料是4Cr13.屬馬氏體類型不銹鋼,該鋼機(jī)械加工性能較好,經(jīng)熱處理后,具有合格的耐腐蝕性能,拋光性能,較高的強(qiáng)度和耐磨性,適于制造承受高負(fù)荷,高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具,透明塑料制品模具等.有關(guān)參數(shù)如下:物理性能：臨界溫度〔℃〕AC1：820；AC3：1100；線膨脹系數(shù)：10.5(在20-100℃)；熱導(dǎo)率：27.6W.(M.K)-1(在20℃左右)。分型面確實(shí)定依據(jù)分型面的選擇原則：〔1〕便于塑件脫模；〔2〕在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模；〔3〕外觀不遭到損壞；〔4〕有利于排氣和模具的加工方便。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上.如下列圖所示圖2分型面圖3型腔數(shù)目制定圖型腔數(shù)目確實(shí)定注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目確實(shí)按時(shí)主要合計(jì)以下幾個(gè)有關(guān)因素：〔1〕塑件的尺寸精度；〔2〕模具制造成本；〔3〕注塑成型的生產(chǎn)效益；〔4〕模具制造難度。合計(jì)到該塑件是一般日用品,查手冊得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推舉4級,這個(gè)產(chǎn)品是兩個(gè)殼件的組合,所以初定為一模兩腔最合理.排列形式如下列圖3所示。澆口確定PS料的流動(dòng)性好,可適用于各種澆口,為了不影響外觀,簡化模局結(jié)構(gòu),確定使用側(cè)澆口。澆注系統(tǒng)制定注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓狀況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具制定及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具制定中的主要內(nèi)容之一。主流道主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，如圖4所示：圖4主流道主要參數(shù)：錐角=3°；內(nèi)表面粗糙度；小端直徑1)mm；半徑R=R+(1-2)mm；材料T8A。由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常制定成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。分流道分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的制定應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推舉如表6所示。表6流道斷面尺寸推舉值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑mmABS，AS聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體8-105-105-108-10聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。冷料穴冷料穴一般位于主流道對面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫，此外，開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。澆口澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，埋伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，該模具采納側(cè)澆口。(1)側(cè)澆口深度尺寸H確實(shí)定H=nt(1)則得：H=0.6×1.6=n塑料系數(shù)PS料??；t塑件在澆口位置處的壁厚，該制定取殼體中間壁厚t=mm。(經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明，H的取值范圍在-之間，假設(shè)按澆口處壁厚計(jì)算則×5=3mm,超出了經(jīng)驗(yàn)值，而且由于澆口是易磨損部位，所以開始時(shí)取小值是有好處的，這有利于以后的修模)(2)側(cè)澆口寬度尺寸W確實(shí)定W=〔2〕其中：A型腔一側(cè)的表面積:A=；V澆注體積：V=53.9×10mm；t取平均壁厚.=取3mm。所以：W==取W=3mm。3.6模架確實(shí)定型腔壁厚和底版厚度計(jì)算在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力[]時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時(shí)，假設(shè)剛度不夠?qū)?dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。圖5模具結(jié)構(gòu)形式圖因此，有必要對型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。依據(jù)大型模具按剛度條件制定，按強(qiáng)度校核；小型模具按強(qiáng)度條件制定，按剛度校核原則，模具結(jié)構(gòu)形式如圖5所示。側(cè)壁厚度計(jì)算公式：s≧〔3〕則得s==20.91mm式中C—與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比h/L有關(guān)的系數(shù)；查表C=1；——型腔壓力，取30MP；——型腔深度，=40；E——模具材料的彈性模量〔MP〕，E取2.1×10；[]——?jiǎng)偠葪l件，即同意變形量(mm)，取[]=0.04;底板厚度計(jì)算公式：≧46.02mm——由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；查表；——型腔壓力，取30MP；——底版短邊長度(mm)，=180；E——模具材料的彈性模量〔MP〕，E取2.1×10；[]——?jiǎng)偠葪l件，即同意變形量(mm)，取[]=0.04;模架的選用注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為〔630mm×630mm〕～〔1250mm×2000mm〕。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該制定采納龍記標(biāo)準(zhǔn)模架?！?〕模仁尺寸確實(shí)定因?yàn)椴杉{的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐嫌?jì)冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該制定取模仁的大小為180×302mm。〔2〕凸、凹模尺寸確實(shí)定凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進(jìn)行強(qiáng)度或剛度校核來確定。在本制定中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為49mm〔實(shí)際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大〕。所以凸、凹模尺寸為270×400mm。〔3〕模具高度尺寸確實(shí)定各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是如何選擇合理的厚度，這里有兩個(gè)尺寸需要注意①凸模底板厚度和凹模底板厚度在注射成型時(shí)型腔中有很大的成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時(shí)，假設(shè)凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，前面已算得底板厚度為可滿足要求，為了安全，取50mm，。凹模的底板因?yàn)槭桥c注塑機(jī)的工作臺(tái)接觸的，所受的力傳遞到工作臺(tái)上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該制定取凹模底板厚度為30mm。②推板推出距離在分模時(shí)塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才干脫離型芯，該塑件的高度為18mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約15mm左右，所以當(dāng)推出距離為15mm時(shí)就能使塑件和型芯分開。如果C板〔即模腳〕的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯，如圖下列圖所示：圖6推桿脫離需要滿足關(guān)系：H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0(4)H——C板高度；h——推出距離；h1——擋銷高度；h2——推板厚度；h——3推桿固定板厚度；完成了以上的工作，確定模具尺寸為270×400mm，A板厚度70mm，B板厚度80mm，推出距離100，為確保凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1mm間隙。導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對中定位。導(dǎo)柱：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式：帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。假設(shè)導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別關(guān)于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。頂出系統(tǒng)制定注射成型每一循環(huán)中，塑件必需準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的制定一般遵循以下原則：1〕塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。2〕由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。3〕結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。本制定使用簡單的推桿和推管脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧唵?，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采納推簡單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。脫模力的計(jì)算首先需要對塑件進(jìn)行理想模型建模，如圖圖7所示：圖7塑件理想模型其中A段是塑件凹槽鎖位的長度，長度為5mm，B段是圓弧形殼體的理想建模，長度為10mm，原塑件的兩端斜率不一致。所以取平均值為脫模斜度==25.9取26°再對建模進(jìn)行受力分析(如下列圖3-7)：F——制件對型芯的包緊力〔N〕；F、F——F的垂直和水平分量〔N〕；F′——F的反作用力〔N〕；F——沿凸模表面的脫模力〔N〕；F——沿制件出模方向所需的脫模力〔N〕；——脫模斜度；圖8受力模型分析圖F=F×cos;F=F′=F×sin;F=F=F×cos;F=(F－F′)cos=F×cos(cos－sin)=(F×cos－F×sin)cos所以，脫模力的計(jì)算公式為：F=F×cos(cos－sin)又因F=Lh〔5〕式中L－凸模成型型部分的截面周長；h－模被制件包緊部分的高度；－制件對凸模的單位包緊力，其數(shù)值與制件的幾何特點(diǎn)及塑料的性質(zhì)有關(guān)，一般可取8-12MPa;A段：F＝Lh＝Dh=3.14×110×10×5×10×9×10＝15543(N)式中D取的是塑件的平均直徑，D=，取D=110mm。B段：F＝Lh＝Dh＝3.14×55×10×10×10×9×10=15543(N)B段兩端截面周長不等，取等效截面周長在中間D=D/2。所以脫模力為：F＝F+F(6)＝F+Fcos(cos－sin)＝15543+15543×0.90×〔0.4×0.9-0.44〕=16662〔N〕注：A段脫模斜度為0°，所以A段F=F；B段脫模斜度為26°，需要按前面的分析求解。因?yàn)橹萍π托镜牧偸亲璧K脫模，所以，在(cos－sin)為負(fù)時(shí)我們?nèi)∑浣^對值。由于以上所計(jì)算得的只是一腔的脫模力，所以總的脫模力為：F=2F=2×16662=33324〔N〕；推桿脫模機(jī)構(gòu)推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、改換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，依據(jù)塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形。1〕推桿尺寸計(jì)算：本制定采納的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對推桿或推管做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。本制定采納的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡化為：d=(7)則得d==4.91mmd—推桿直徑；；n—推桿的數(shù)量，n取31〔把推管當(dāng)作推桿〕L—推桿長度〔參照模架尺寸，估取L=150〕；E—推桿材料的彈性模量，取E=2.1×10MPk—安全系數(shù)，??；F—總的脫模力，F(xiàn)=33324〔N〕；實(shí)際推桿尺寸直徑為5mm，推管直徑為7mm，可見是符合要求的。但為了安全起見，再對其進(jìn)行強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核公式為：d=(8)則得d==3mm滿足強(qiáng)度要求。[]—推桿材料的許用壓應(yīng)力,[]=150Mpa。2〕推桿的固定形式：推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。3〕推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。4〕推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位：脫模機(jī)構(gòu)完成塑件的頂出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)必需回復(fù)到初始位置，目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位。本制定采納彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡單的復(fù)位方式。推出時(shí)彈簧被壓縮，而合模時(shí)彈簧的回力就將推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。5〕推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為H8/f7或H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。配合長度一般為直徑的倍，至少大于15mm，推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，推桿相關(guān)于固定板是浮動(dòng)的，如圖所示。圖9推出機(jī)構(gòu)推管脫模機(jī)構(gòu)推管又稱空心推管。它特別適用于圓環(huán)形、圓筒形等中心帶孔的塑件脫模。推管脫模推頂塑件平穩(wěn)可靠；推管整個(gè)周邊推頂塑件，使塑件受力均勻，無變形，無推出痕跡；主型芯和型腔可同時(shí)制定在動(dòng)模一側(cè)，有利于提升塑件的同軸度等優(yōu)點(diǎn)。1〕推管的固定形式：主型芯固定于動(dòng)模座板，如圖所示：圖10推管脫模機(jī)構(gòu)此種結(jié)構(gòu)型芯較長，型芯可作為脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向柱，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠，多用于推出距離不大的狀況，推管內(nèi)徑與型芯配合，外徑與模板配合，一般均采納間隙配合。小直徑推管取H8/f8，大直徑推管取H8/f7，推管與型芯配合長度為推出行程加3-5mm，推管與模板的配合長度為推管外徑的倍。2〕推管脫模機(jī)構(gòu)制定要點(diǎn)：從推管的強(qiáng)度和加工角度合計(jì)，推管壁厚應(yīng)大于，細(xì)小的推管可以作成階梯形，推管內(nèi)徑和外徑在頂出時(shí)，不應(yīng)與型芯或模體摩擦，為此推管內(nèi)徑應(yīng)大于塑件內(nèi)徑，推管外徑應(yīng)小于塑件外徑。推板厚度的計(jì)算H(9)則得：H==10.71mm式中L—推桿對推板的作用間距，參照模架取L取80mm〔較遠(yuǎn)處的一對推管距離為188mm，合計(jì)到推桿的作用，所以取較近的一對推桿作為校核〕；B—推板寬度，B=160mm；[]模板中心同意的最大變形量，[]=0.065mm，[]取1/8塑件推出方向上的尺寸公差推出方向上的尺寸公差=0.52mm。模具推板的厚度為20mm，從計(jì)算結(jié)果看，滿足強(qiáng)度要求。成型零件工作尺寸的計(jì)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。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對尺寸的要求比較高，但由于該塑件不是規(guī)則的圓柱形，其基本線條是由5段圓弧組成，如圖所示：圖11成型零件工作尺寸忽略頂尖圓角的影響，現(xiàn)在只合計(jì)剩余的4段圓弧，因?yàn)槭菍ΨQ結(jié)構(gòu)，所以只要確保其中一半的精度尺寸就可以確保整個(gè)塑件在配合處的尺寸。成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算；前一種方法簡便，但不合適精密塑件的模具制定，后一種復(fù)雜，但能較好的確保尺寸精度。本制定采納平均值法。凹模工作尺寸的計(jì)算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會(huì)使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在制定模具時(shí)，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸與塑件尺寸的關(guān)系如圖下列圖3-10(a,b,c)所示：1〕凹模徑向尺寸的計(jì)算=(10)則得：==mm式中：L—以加工時(shí)凹模的徑向尺寸；L—在弧段塑件的徑向尺寸；—塑件的公差值；塑件尺寸公差依據(jù)GB/T14486——1993模塑件尺寸公差表取MT2——B級，由尺寸段決定值的大?。弧圃旃?，=；—塑件的平均收縮率，。凹模尺寸如圖a.b所示。圖12〔1〕工件尺寸與塑件尺寸=式中—以加工時(shí)凹模的徑向尺寸；—以弧段塑件的凹模徑向尺寸。2〕凹模深度尺寸的計(jì)算：=(11)==mm式中—塑件的高度尺寸，=14.89mm。凸模工作尺寸的計(jì)算凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨損會(huì)使被包容尺寸變小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在制定模具時(shí)，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。1〕凸模徑向尺寸的計(jì)算：=(12)則得==mm式中L—以加工時(shí)凸模的徑向尺寸；凸模尺寸如圖c所示。圖12〔2〕工件尺寸與塑件尺寸=(13)則得==mm式中L—以加工時(shí)凸模的徑向尺寸。2〕凸模高度尺寸的計(jì)算：=〔14〕則得==mm式中H—凹模深度減去塑件壁厚型芯的理論高度。中心距尺寸的計(jì)算模具上中心距尺寸與制品上中心距的公差標(biāo)注均采納雙向等值公差和表示。此外，在中心距尺寸的計(jì)算中不合計(jì)磨損量，如圖前面圖c所示。L=(15)則得L==mm式中L—模具中心距尺寸；塑件中心距尺寸，=12mm.排氣制定圖13排氣制定圖在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。PS料推舉的排氣槽深度為。通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：1〕排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；2〕最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；3〕最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4〕開設(shè)在塑料熔體最后才干填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；5〕開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕；6〕假設(shè)型腔最后充滿部位不在分型面上，其四周又無可供排氣的推桿或活動(dòng)的型心時(shí)，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；7〕高速注射薄壁型制件時(shí)，排氣槽設(shè)在澆口四周，可使氣體連續(xù)排出。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)制定在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動(dòng)性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。一般的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提升成型效率。PS推舉的成型溫度為170-280℃，模具溫度為20-70℃。溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響1〕采納較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；2〕模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形3〕對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提升模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)。對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求1〕依據(jù)塑料的品種確定是對模具采納加熱方式還是冷卻方式；2〕希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提升生產(chǎn)率和提升塑件質(zhì)量；3〕采納低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好；4〕溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉；從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進(jìn)行冷卻，以提升生產(chǎn)率。冷卻系統(tǒng)制定：①制定原則1〕盡量確保塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；2〕冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；3〕盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)說明，冷卻水管中心距B大約為2.5-3.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.8-1.5B。最小不要小于10。4〕澆口處強(qiáng)化冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最正確；5〕應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過5℃6〕冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，關(guān)于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。7〕合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。②冷卻時(shí)間確實(shí)定在對冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對某些數(shù)據(jù)取值，以便對以后的計(jì)算作出估算；依據(jù)前面的資料，取閉模時(shí)間3S，開模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，冷卻時(shí)間20.5S，保壓時(shí)間10S，總周期為40S。其中，保壓時(shí)間確實(shí)定有經(jīng)驗(yàn)公式可遵循：=(16)則得==6.3〔S〕式中：S塑件平均壁厚，S取3mm假設(shè)依據(jù)前面的資料，PS的保壓時(shí)間在15-40S之間，計(jì)算的結(jié)果顯然是不符合的，但依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)資料說明，生產(chǎn)一個(gè)長為135的筆套，其保壓和冷卻的時(shí)間和也只是15S，所以，參照實(shí)際的生產(chǎn)資料，以經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算值為依據(jù)會(huì)更好，這是取保壓時(shí)間為10S的原因。冷卻時(shí)間，依塑料種類，塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算：t=㏑[·]=㏑[×]=29.25〔S〕式中S—塑件平均壁厚，S取3mm；塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s)=0.08；T成型溫度200-250℃T取210；T脫模溫度60-100℃T取60；T模具溫度40-60℃T取50。由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要29.25S，但計(jì)算并不能準(zhǔn)確確實(shí)定實(shí)際冷卻時(shí)間的多少，參照經(jīng)驗(yàn)推舉值，制件平均壁厚取3mm，對應(yīng)經(jīng)驗(yàn)冷卻時(shí)間t=20.5S，取t=20.5S。為什么最終的成型周期取而不是，那是因?yàn)樵趯?shí)際注塑過程中，T，T，T等因素不可能像我們所制定的那么理想，所以，從實(shí)際出發(fā)，取經(jīng)驗(yàn)值會(huì)更好些。③塑料熔體釋放的熱量=〔17〕則得=90×73.95×10×1.34×〔210－60〕=1337.76KJ/h式中n—每小時(shí)注射次數(shù)，n=90〔次〕；G每次的注射量(KG)G=73.95×10C—塑料的比熱容(KJ/KG·)，C=1.34；t熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃，t=210；t塑件脫模溫度℃，t=60。④高溫噴嘴向模具的接觸傳熱=〔18〕則得=3.6×1256×10×140×〔210－50〕=101.28KJ/h式中A—注塑機(jī)的噴嘴頭與模具的接觸面積〔m〕，A=1256×10m金屬傳熱系數(shù)=140(W/m℃)；t—模具平均溫度℃t=50；t—熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃t=210。A=4R=4×3.14×10=1256×10mR注塑機(jī)噴嘴球半徑，R=10mm

⑤注射模通過自然冷卻傳導(dǎo)走的熱量〔1〕對流傳熱=(19)則得==160KJ/h式中h—傳熱系數(shù)〔KJ/mh℃〕，h=5.35；A—兩個(gè)分型面和四個(gè)側(cè)面的面積，A；t—模具平均溫度℃，t=50；t—室溫℃，t=20。[===0.22+0.16×0.45=0.29=2BL=2×270×400×10=0.22m；=4BH=4×270×150×10=；B模具寬度mm，B=270；L模具長度mm，L=400開模率===0.45]〔2〕輻射散發(fā)的熱量=〔20〕則得=式中—輻射率，一般表面=取0.8；A=0.16；〔3〕工作臺(tái)散發(fā)的熱量=〔21〕則得=502×0.128×〔50—30〕=1927.68KJ/h式中傳熱系數(shù)；h=502KJ/(mh℃)；A模具與工作臺(tái)的接觸面積m，A=0.12；A=bl=320×400×10b模具與工作臺(tái)接觸寬度mm，b=320；l模具與工作臺(tái)接觸長度mm，l=400]從計(jì)算的結(jié)果看，工作臺(tái)散發(fā)的熱量比塑料熔體釋放的熱量還多，也就是模具不需要冷卻系統(tǒng)就能很好的達(dá)到冷卻效果，這顯然不符合實(shí)際，說明了Q的計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤，或者是前面的某些地方取值不合理。從Q和Q的計(jì)算來看，三者的值應(yīng)該相差不大，但有關(guān)Q的計(jì)算參照資料很少，因?yàn)楹唵蔚挠?jì)算是以塑料熔體釋放出的熱量Q為總熱量，全部由冷卻介質(zhì)帶走。依據(jù)實(shí)際狀況，這些熱量應(yīng)分別由凹模和型芯的冷卻系統(tǒng)帶走，實(shí)驗(yàn)說明，約1/3的熱量被凹模帶走，其余由型芯帶走。模具應(yīng)由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量：因?yàn)楝F(xiàn)在無法得到Q總的正確值，所以計(jì)算以簡單計(jì)算原則，取Q=Q。⑥冷卻系統(tǒng)的計(jì)算〔1〕每次需要的注射量〔KG〕，由前面的計(jì)算得每次需要的注射量為〔KG〕：G=84.75×10〔2〕確定生產(chǎn)周期〔S〕t=40〔3〕塑料單位熱流量〔KJ/h〕Q=280-350；取Q=300〔4〕每小時(shí)的注射次數(shù)n=90〔5〕每小時(shí)的注射量〔KG〕90×84.75×10=7.63〔6〕型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量〔KJ/h〕==90×84.75×10×300=2289從計(jì)算結(jié)果看，Q》Q，因?yàn)镼涉及的因素較多，所以應(yīng)該要取Q來計(jì)算，那么，(t－t)的值就要重新確定，約為224℃，依據(jù)T成型溫度200-250℃；T脫模溫度60-100℃；T模具溫度40-60；要達(dá)到(t－t)=224℃是達(dá)不到的，依據(jù)Q=nGQ，nG確定后不變，Q為常量，所以我們要提升成型溫度T才可能達(dá)到Q的熱量。T=224+60=284℃這顯然超出了表所給的取值范圍，但如果不這樣取值則顯得自相矛盾。⑦凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算〔1〕體積流量的計(jì)算Q凹=40%Q總=0.4×2289=915.6KJ/hqv===0.73×10m/min式中ρ—水的密度10KG/m；C—水的比熱容4.187×10J/KG℃；—水管出口溫度，取25℃；