茶杯塑件塑料注射模具設(shè)計(jì)
茶杯塑件塑料注射模具設(shè)計(jì),茶杯,塑料,注射,模具設(shè)計(jì)
洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)論文
摘 要
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平不斷得到提高，人們的生活觀念正在發(fā)生巨大的變化，由原來的物質(zhì)享受逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫穹矫娴南硎?，在此之中，喝茶，品茶，評(píng)茶已經(jīng)在社會(huì)上廣泛流傳，特別對(duì)老年人來說，對(duì)此道的認(rèn)識(shí)尤為深刻。
飲茶不但是傳統(tǒng)飲食文化，同時(shí)，由于茶中含有多種抗氧化物質(zhì)與抗氧化營(yíng)養(yǎng)素， 對(duì)于消除自由基有一定的效果。因此喝茶也有助防老，具養(yǎng)生保健功能，每天喝三兩杯茶可起到防老的作用。茶葉中含有多種維生素和氨基酸，喝茶對(duì)于清油解膩，增強(qiáng)神經(jīng)興奮以及消食利尿也具有一定的作用。
常言道，美食還須美器配。喝茶也須有精美的茶具。茶杯就是人們喜歡的一種，茶杯的種類、大小應(yīng)有盡有。喝不同的茶用不同的茶杯。近年來更流行邊喝茶邊聞茶香的聞香杯。根據(jù)茶壺的形狀、色擇，選擇適當(dāng)?shù)牟璞?，搭配起來也頗具美感。為便于欣賞茶湯顏色，及容易清洗，杯內(nèi)面最好上釉，而且是白色或淺色。對(duì)杯子的要求，最好能做到“握”、“拿”舒服，“就口”舒適，“入口”順暢。
本次設(shè)計(jì)的茶杯為塑料產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸適中，屬薄壁殼體塑件，本產(chǎn)品除了可以當(dāng)茶具外，用作刷牙杯子也是不錯(cuò)的選擇。在當(dāng)今社會(huì)，刷牙基本已成為人們每天必不可少的組成部分，對(duì)盛牙膏，牙刷的工具以杯子為主，人們?cè)诖朔矫嬉话悴皇呛苤v究，大部分以塑料杯子為主，就像我所設(shè)計(jì)的杯子就是人們喜歡的一種。
本產(chǎn)品由于外形尺寸不是很大，考慮到生產(chǎn)的效率及產(chǎn)品的成本問題，最好用一模多穴，注塑機(jī)盡量選用注塑量比較大的。注塑機(jī)選用比較常用的 G54-S200/400型螺桿式注射機(jī)，考慮到本注塑機(jī)的最大注塑量及所設(shè)計(jì)塑件的 體積及投影面積，經(jīng)判定適合用一模四穴（具體內(nèi)容見后面本塑件型腔數(shù)目和分 布的計(jì)算），又本塑件側(cè)向沒有孔和槽，模具不需要設(shè)計(jì)側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)。但 由于塑件高度較高，為了節(jié)省澆道凝料，決定用雙分型面注塑模。由于茶杯對(duì)外觀要求比較嚴(yán)，不允許有推出痕跡，推出機(jī)構(gòu)決定用推板推出。
結(jié)果表明：本次設(shè)計(jì)無論是在注塑機(jī)的選用上，還是在模架，每次分模的數(shù)量及推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，都采用了比較合理的選擇。我相信，以此模具生產(chǎn)的產(chǎn)品一定能夠達(dá)到以最低的投入，達(dá)到最高的效益的效果。
關(guān)鍵詞：喝茶，品茶，評(píng)茶， 茶具
Abstract
With the development of society, the people's living standards have continued to improve, people's life concept is undergoing tremendous changes, from the enjoyment the commentary widespread in the community, especially the older people, understanding this, and especially profound.
Tea is not only the traditional food culture, at the same time ,because tea contains a variety of antioxidants and antioxidant nutrients, the elimination of free radicals have some effect. Therefore tea will also help to old age, a health care function, the three drank two glasses of tea every day can play the role of old age. Tea contains a variety of vitamins and amino acids, tea tired of the Qingyou, enhance nerve excitability and Xiaoshi diuretic but also has a certain role.
As the saying goes, but also the United States for food distribution. Tea should also have a fine tea. People like teacups is a kind of the type of cup, the size of everything. Drink different with different cup of tea. In recent years more and more popular side of the tea-Wen Wen-Cha-xiang Cup. According to the teapot shape, colors election, the selection of appropriate cup, with up are also full of beauty. In order to facilitate the appreciation of tea color, and easy to clean, the best glazing glass inside, and is white or light-coloured. On the request of the cup, would be best to "hold", "using" uncomfortable, "I" comfort, "Entrance" smooth.
The design of the cup for plastic products, simple structure and modest size, is a thin-walled plastic shell of this product in addition to the tea, cups used for brushing is a good choice. In today's society, people brush their teeth every day has become a basic essential component of the Super toothpaste, toothbrush tools to the main cup, people in this area generally is not very particular about, most consisting mainly of plastic cups, like I designed the cup is that the people have a favorite.
This product is not great because of Dimensions, taking into account the efficiency of production and the cost of products, it is best to use a multi-point mode, the injection molding machine to use than the larger injection. Injection Molding Machine G54-S200/400 use the more common type screw injection molding machine, taking into account the largest injection molding machine and the design of injection molding plastic parts and the size of the projected area, as determined suitable for a four-point (see details Plastic Parts cavity behind the number and distribution of the calculation), and the plastic parts lateral groove and had no holes, mold design does not require side typing and core-pulling mechanism. However, a high degree of higher plastic parts, in order to save runner condensate expected, decided to use the double-surface injection mold. Because of the cup relatively strict appearance requirements, does not allow any launch marks, the agency decided to launch push plates introduced.
The results show that: the design of both in the selection and injection molding machine, or in the mold base, the amount of each sub-model and the introduction of the design, use a more reasonable choice. I believe that this mold products will be able to reach a minimum investment, achieve the highest efficiency results.
Key words: tea, tea, tea commentary, tea
目 錄
第1章 前言 8
1.1選題背景及意義 8
1.2 塑料模具的種類和應(yīng)用 9
1.2.1 塑料模具的種類 9
1.2.2 塑料模具的應(yīng)用 7
1.3雙分型面注射模介紹 10
1.3.1概述 10
1.3.2雙分型面注射模具的澆注系統(tǒng) 12
1.3.3多型腔點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料的推出機(jī)構(gòu) 13
1.4 本次設(shè)計(jì)塑料注射模具的主要工作內(nèi)容 14
第2章 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟和結(jié)構(gòu)組成 16
2.1塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容 16
2.2 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成和作用 23
第3章 茶杯塑料件 24
3.1 塑料件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 24
3.2 塑料件的材料 25
3.2.1對(duì)塑料的認(rèn)識(shí) 25
3.2.2 塑料的成型工藝特點(diǎn) 26
3.2.3 設(shè)計(jì)塑料材料聚苯乙烯（PS）的特性 26
3.3 茶杯塑料件的參數(shù) 28
3.3.1 塑件的重量 28
3.3.2 塑件的投影面積 28
第4章 注射機(jī)的選用 29
4.1 選用注射機(jī)的方法和原則 29
4.2 注射機(jī)的選用 29
第5章 塑料注射模具設(shè)計(jì) 31
5.1 型腔數(shù)目和分布 31
5.1.1 型腔數(shù)目的確定 31
5.1.2 型腔的分布 32
5.2 分型面的選擇 32
5.3 型芯和型腔 33
5.3.1 型芯和型腔的結(jié)構(gòu) 33
5.3.2 型芯和型腔的尺寸 34
5.4 澆注系統(tǒng) 36
5.4.1 澆注系統(tǒng)的作用 36
5.4.2 澆注系統(tǒng)的組成 36
5.4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 36
5.5 推出機(jī)構(gòu) 39
5.5.1 推出機(jī)構(gòu)的作用和種類 39
5.5.2 推板推出機(jī)構(gòu)的組成 39
5.5.3 推板推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 40
5.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 43
5.6.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和組成 43
5.6.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 44
5.7 冷卻和排氣系統(tǒng) 44
5.7.1 冷卻系統(tǒng) 45
5.7.2 排氣系統(tǒng) 45
5.8注射模標(biāo)準(zhǔn)模架的設(shè)計(jì) 45
5.8.1選用標(biāo)準(zhǔn)模架應(yīng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 45
5.8.2注射模的設(shè)計(jì)結(jié)果參數(shù) 49
5.9模具裝配和分解過程 50
5.9.1模具的裝配 50
5.9.2模具的分解 50
5.9.2模具的分解 50
第6章 總結(jié)與體會(huì) 54
致 謝 55
參考文獻(xiàn) 56
第1章 前 言
三年的大學(xué)生活即將過去，從懵懵懂懂的大一新生到大三成熟自信的我，三年中無論是專業(yè)知識(shí)還是與人的社交，我都有了很大的進(jìn)步。
本學(xué)期我們要進(jìn)行塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì)，它是衡量大學(xué)三年學(xué)業(yè)成績(jī)的重要標(biāo)志，是將以前學(xué)到的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合的重要手段，同時(shí)也培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問題的能力。
模具在我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中有著舉足輕重的地位，從軍事上潛艇的消聲瓦、導(dǎo)彈上的耐熱塑料到日常生活中的瓶瓶罐罐，到處都有塑料的身影。
注塑模具是生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的工具，俗話說的好：“工欲善其事,必先利其器”。塑料注塑模具設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響到塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，因此我們要 設(shè)計(jì)性能更加優(yōu)良的注塑模具。在傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)中，工程師必須用鉛筆、丁子尺、圓規(guī)、直尺等在圖紙上畫出模型、模具型腔尺寸等諸多要素，從事著大量重復(fù)枯燥的工作。通常改動(dòng)一個(gè)零件，就要修改很多張圖紙，不但效率低，而且創(chuàng)造的思維也被禁錮?，F(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，產(chǎn)品靈活性大，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
1988年成立于美國(guó)波士頓的Parametric Technology Corporation（參數(shù)技術(shù)公司）旗下的主力產(chǎn)品pro/E應(yīng)運(yùn)而生，作為一代設(shè)計(jì)軟件的典范， pro/E有著參數(shù)化造型、全相關(guān)、單一數(shù)據(jù)庫(kù)等業(yè)界稱道的標(biāo)準(zhǔn)。它是一套集設(shè)計(jì)、制造、分析為一體的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是機(jī)械工程師的得力助手。
本次設(shè)計(jì)我將借助于pro/E wildfire3.0強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能，設(shè)計(jì)茶杯模型及其模具。
1.1選題背景及意義
我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼，小到一個(gè)胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)楦鞣N產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。
模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母，所有工業(yè)產(chǎn)品莫不依賴，模具才得以規(guī)模生產(chǎn)、快速擴(kuò)張，被歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家譽(yù)為“磁力工業(yè)”。由于模具對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大推動(dòng)作用和自身的高附加值，世界模具市場(chǎng)發(fā)展較快，當(dāng)前全球模具工業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到600億~650億美元，是機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值的兩倍。
中國(guó)注塑模具行業(yè)也在快速發(fā)展，中國(guó)模具產(chǎn)品產(chǎn)值已從1993年的110億元增長(zhǎng)到1997年的200億元，并超過了機(jī)床產(chǎn)品的產(chǎn)值，到2002年增長(zhǎng)到360億元，1996年～2002年間的年均增長(zhǎng)速度達(dá)到14%以上，在某些行業(yè)年均增速更是高達(dá)100%。2003年模具產(chǎn)值已達(dá)450億元，增長(zhǎng)25%以上，出口3.368億美元
目前中國(guó)模具產(chǎn)品已經(jīng)形成10大類46個(gè)小類，模具生產(chǎn)廠點(diǎn)兩萬多家從業(yè)人員約50萬人。在所有模具產(chǎn)品中，自產(chǎn)自用的比例占大部分，2003年實(shí)現(xiàn)了商品化流通的模具占45%左右。在10大類模具產(chǎn)品中，塑料模具的比例在2000年模具總量中已達(dá)到36%，2002年則接近40%，塑料模具在進(jìn)出口中的比重更是高達(dá)50%~60%，并且隨著中國(guó)機(jī)械、汽車、家電、電子信息和建筑建材等國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，這一比例還將持續(xù)提高。
本次設(shè)計(jì)以塑料注射模具為主，詳細(xì)介紹塑料模具的設(shè)計(jì)過程及步驟。
1.2塑料模具的種類和應(yīng)用
1.2．1塑料模具的種類
塑料模具的種類很多，比較常見的有注射模、壓縮模、壓注模和擠出模。
1.2．2塑料模具的應(yīng)用
注射模是安裝在注射機(jī)上，完成注射成形工藝所使用的模具。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)。一般情況，注射模是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)和支撐零部件組成，如果塑件有側(cè)向的孔或凸臺(tái)，注射模還包括側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。
壓縮?？煞譃楣潭ㄓ趬簷C(jī)上壓板的上模和下壓板的下模兩大部分，由型腔、加料室、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)組成，主要應(yīng)用于成形熱固性塑件。
壓注成型是在壓縮成型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種熱固性塑料的成型方法，又稱傳遞成型，壓注成型的一般過程是，先閉合模具，然后將塑料加入模具加料室內(nèi)，使其受熱成熔融狀態(tài)，在與加料室配合的壓料柱塞的作用下，使熔料通過設(shè)在加料室底部的澆注系統(tǒng)高速擠入型腔。塑料在型腔內(nèi)繼續(xù)受熱受壓而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)并固化成型。然后打開模具取出塑件，清理加料室和澆注系統(tǒng)后進(jìn)行下一次成型。它由型腔、加料室、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)組成。
擠出模是熱塑性塑料的成型方法之一，它可以成型各種塑料管材、棒材、板材、薄膜以及電線、電纜等連續(xù)型材，還可以對(duì)塑料進(jìn)行塑化、混合、造粒、脫水以及喂料等準(zhǔn)備工序或半成品加工。
1.3雙分型面注射模介紹
1.3.1 概述
許多塑料制品要求外觀平整、光滑，不允許有較大的澆口痕跡，因此采用單分型面注射模中介紹的各種澆口形式不能滿足制品的要求，這就需要采用一種特殊的澆口——點(diǎn)澆口。另外，對(duì)于大型塑料制件，如氣車門的內(nèi)襯板，其制品面積非常大，因此每模只能成形一個(gè)制件，如果采用單分型面注射模，側(cè)澆口的位置無法擺放。如果采用中間直接澆口，則從制件中心到制件邊緣的距離較遠(yuǎn)，塑料流動(dòng)困難不利于成形，因此要采用多澆口成形，這也必須借助于點(diǎn)澆口。
點(diǎn)澆口是一種非常細(xì)小的澆口，又稱為針澆口。它在制件表面只留下針尖大的一個(gè)痕跡，不會(huì)影響制件的外觀。由于點(diǎn)澆口的進(jìn)料平面不在分型面上，而且點(diǎn)澆口為一倒錐形，所以模具必須專門設(shè)置一個(gè)分型面作為取出澆注系統(tǒng)凝料所用，因此出現(xiàn)了雙分型面注射模。
1）雙分型面注射模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
雙分型面注射模具有兩個(gè)分型面，也稱為三板式注射板，也可稱為流道板。（1）采用點(diǎn)澆口的雙分型面注射?？梢园阎破泛蜐沧⑾到y(tǒng)凝料在模內(nèi)分離，為此應(yīng)該設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)，保證將點(diǎn)澆口拉斷，還要可靠地將澆注系統(tǒng)凝料從定模板或型腔中間板上脫離。
（2）為保證兩個(gè)分型面的打開順序和打開距離，要在模具上增加必要的輔助裝置，因此模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
2） 雙分型面注射模組成：
1).成形零部件，包括型芯(凸模)、中間板；
2)澆注系統(tǒng)，包括澆口套、中間板；
3)導(dǎo)向部分，包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)柱和中間板與拉料板上的導(dǎo)向孔；
4)推出裝置，包括推桿、推桿固定板和推板；
5)二次分型部分，包括定距拉板、限位銷、銷釘、拉桿和限位螺釘；
6)結(jié)構(gòu)零部件，包括動(dòng)模座板、墊塊、支承板、型芯固定板和定模座板等。
3）雙分型面注射模具的工作過程：
開模時(shí)，注射機(jī)開合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，由于彈簧的作用，模具首先在A-A分型面分型，中間板隨動(dòng)模一起后移，主澆道凝料隨之拉幽。當(dāng)動(dòng)模部分移動(dòng)一定距離后，固定在中間板上的限位銷與定距拉板左端接觸，使中間板停止移動(dòng)。動(dòng)模繼續(xù)后移，B-B分型面分型。因塑件包緊在型芯上， 這時(shí)澆注系統(tǒng)凝料再在澆口處自行拉斷，然后在A-A分型面之間自行脫落或人工取出。動(dòng)模繼續(xù)后移，當(dāng)注射機(jī)的推桿接觸推板時(shí)，推出機(jī)構(gòu)開始工作，推件板在推桿的推動(dòng)下將塑件從型芯上推出，塑件在B-B分型面之間自行落下。
1.3.2 雙分型面注射模具的澆注系統(tǒng)
1）點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)
雙分型面注射模具的澆注系統(tǒng)通常采用點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口是一種非常細(xì)小的澆口，又稱為針澆口。它在制件表面只留下針尖大的一個(gè)痕跡，不會(huì)影響制件的外觀。點(diǎn)澆口具有以下優(yōu)點(diǎn)：有利于充模；便于控制澆口凝固時(shí)間；便于實(shí)現(xiàn)塑件生產(chǎn)過程的自動(dòng)化；澆口痕跡小，容易修整。但是，對(duì)注射壓力要求高；模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜；不適合高粘度和對(duì)剪切速率不敏感的塑料熔體。
點(diǎn)澆口可與主澆道直接接通（菱形澆口或橄欖形澆口），還可經(jīng)分流道的多點(diǎn)進(jìn)料。
2）潛伏式澆口
澆口開在型芯一側(cè)，開模時(shí)澆口自動(dòng)切斷。又稱剪切澆口、隧道澆口，它是由點(diǎn)澆口變異而來，具備點(diǎn)澆口的一切優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。
潛伏澆口可以開在定模，也可開在動(dòng)模。開設(shè)在定模的潛伏澆口一般只能開設(shè)在塑件的外側(cè)；開設(shè)在動(dòng)模的潛伏澆口即可開在塑件外側(cè)，也可開在塑件內(nèi)部的型芯上或推桿上。
潛伏澆口一般為圓錐形截面，其尺寸設(shè)計(jì)可參考點(diǎn)澆口。潛伏澆口的引導(dǎo)錐角應(yīng)取10°~20°，對(duì)硬質(zhì)脆性塑料應(yīng)取大值，反之取小值。潛伏澆口的方向角愈大，愈容易拔出澆口凝料，一般取45°~60°，對(duì)硬質(zhì)脆性塑料取小值。推桿上的進(jìn)料口寬度為0.8~2mm，具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸確定。
采用潛伏澆口的模具結(jié)構(gòu)，可將雙分型面模具簡(jiǎn)化成單分型面模具。潛伏澆口由于澆口與型腔相連時(shí)有一定角度，形成了切斷澆口的刃口，這一刃口在脫?；蚍中蜁r(shí)形成的剪切力可將澆口自動(dòng)切斷，不過，對(duì)于較強(qiáng)韌的塑料則不宜采用。
1.3.3 多型腔點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料的推出機(jī)構(gòu)
(1)利用定模推板的自動(dòng)推出機(jī)構(gòu)
圖4·11所示為利用定模推板推出多型腔澆口澆注系統(tǒng)凝料的結(jié)構(gòu)。圖4·11a為模具閉合注射狀態(tài)；圖4·11b為模具打開狀態(tài)；模具打開時(shí)，首先定模座板1與定模推板2分型，澆注系統(tǒng)凝料隨動(dòng)模部分一起移動(dòng)，從主流道中拉出。當(dāng)定模推板2的運(yùn)動(dòng)受到限位釘3的限制后停止運(yùn)動(dòng)，型腔板4繼續(xù)運(yùn)動(dòng)使得點(diǎn)澆口被拉斷，并且凝料由型腔板中脫出，隨后澆注系統(tǒng)凝料靠自重自動(dòng)落下。
(2)利用拉料桿拉斷點(diǎn)澆口凝料的推出機(jī)構(gòu)
圖4·12所示是利用設(shè)置在點(diǎn)澆口處的拉斷桿拉斷點(diǎn)澆口凝料的結(jié)構(gòu)。(3)利用分流道斜孔拉斷點(diǎn)澆口凝料的推出機(jī)構(gòu)
圖4·13所示為利用分流道末端的斜孔將點(diǎn)澆口拉斷，并使點(diǎn)澆口凝料推出的結(jié)構(gòu)。1.4本次設(shè)計(jì)塑料注射模具的主要工作內(nèi)容
本次設(shè)計(jì)以雙分型面注射模具為主，主要內(nèi)容包括所設(shè)計(jì)塑件的說明、注塑機(jī)的選用、塑料注射模具設(shè)計(jì)、五張零件圖和一張裝配圖的繪制。
第二章 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟和結(jié)構(gòu)組成
2.1 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟及內(nèi)容
1.接受任務(wù)書
成型塑料制件的任務(wù)書通常由制件設(shè)計(jì)者提出，其內(nèi)容如下：
1）.經(jīng)過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號(hào)、透明度等。
2）.塑料制件說明書或技術(shù)要求。
3）.生產(chǎn)產(chǎn)量。
4）.塑料制件樣品。
通常模具設(shè)計(jì)任務(wù)書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務(wù)書提出，模具設(shè)計(jì)人員以成型塑料制件任務(wù)書、模具設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)來設(shè)計(jì)模具。
2.收集、分析、消化原始資料
收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。
1）.消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，看看估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。
2）.消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。
成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。
3.確定成型方法
采用直壓法、鑄壓法還是注射法。
4、選擇成型設(shè)備
根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。例如對(duì)于注射機(jī)來說，在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容：注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見相關(guān)參數(shù)。
要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和使用。
5.具體結(jié)構(gòu)方案
（一）確定模具類型
如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。
（二）確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)
選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對(duì)可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的要求。對(duì)塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)省勞動(dòng)力。
影響模具結(jié)構(gòu)及模具個(gè)別系統(tǒng)的因素很多，很復(fù)雜：
1）.型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方式。
對(duì)于注射模來說，塑料制件精度為3級(jí)和3a級(jí)，重量為5克，采用硬化澆注系統(tǒng)，型腔數(shù)取4-6個(gè)；塑料制件為一般精度（4-5級(jí)），成型材料為局部結(jié)晶材料，型腔數(shù)可取16-20個(gè)；塑料制件重量為12-16克，型腔數(shù)取8-12個(gè)；而重量為50-100克的塑料制件，型腔數(shù)取4-8個(gè)。對(duì)于無定型的塑料制件建議型腔數(shù)為24-48個(gè)，16-32個(gè)和6-10個(gè)。當(dāng)再繼續(xù)增加塑料制件重量時(shí)，就很少采用多腔模具。7-9級(jí)精度的塑料制件，最多型腔數(shù)較之指出的4-5級(jí)精度的塑料增多至50%。
2）.確定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。
3）.確定澆注系統(tǒng)（主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小）和排氣系統(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大?。?
4）.選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、組合式頂出），決定側(cè)凹處理方法、抽芯方式。
5）.決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。
6）.根據(jù)模具材料、強(qiáng)度計(jì)算或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結(jié)構(gòu)及所有連接、定位、導(dǎo)向件位置。
7）.確定主要成型零件，結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式。
8）.考慮模具各部分的強(qiáng)度，計(jì)算成型零件工作尺寸。
以上這些問題如果解決了，模具的結(jié)構(gòu)形式自然就解決了。這時(shí)，就應(yīng)該著手繪制模具結(jié)構(gòu)草圖，為正式繪圖作好準(zhǔn)備。
6.繪制模具圖
要求按照國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制，但是也要求結(jié)合本廠標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家未規(guī)定的工廠習(xí)慣畫法。
在畫模具總裝圖之前，應(yīng)繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應(yīng)在圖上標(biāo)寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進(jìn)行其他機(jī)械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。
在工序圖下面最好標(biāo)出制件編號(hào)、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具總裝圖上。
（1）.繪制總裝結(jié)構(gòu)圖
繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時(shí)畫出。
模具總裝圖應(yīng)包括以下內(nèi)容：
1）.模具成型部分結(jié)構(gòu)
2）.澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。
3）.分型面及分模取件方式。
4）.外形結(jié)構(gòu)及所有連接件，定位、導(dǎo)向件的位置。
5）.標(biāo)注型腔高度尺寸（不強(qiáng)求，根據(jù)需要）及模具總體尺寸。
6）.輔助工具（取件卸模工具，校正工具等）。
7）.按順序?qū)⑷苛慵蛱?hào)編出，并且填寫明細(xì)表。
8）.標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明。
模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容：
1）.對(duì)于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對(duì)頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結(jié)構(gòu)的裝配要求。
2）.對(duì)模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應(yīng)不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并指出由裝配決定的尺寸和對(duì)該尺寸的要求。
3）.模具使用，裝拆方法。
4）.防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油封、保管等要求。
5）.有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求。
（2）.繪制全部零件圖
由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件，后結(jié)構(gòu)零件。
1）.圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投影正確，布置得當(dāng)。為了使加工專利號(hào)易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝圖一致，圖形要清晰。
2）.標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標(biāo)注尺寸的順序?yàn)椋合葮?biāo)主要零件尺寸和出模斜度，再標(biāo)注配合尺寸，然后標(biāo)注全部尺寸。在非主要零件圖上先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。
3）.表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上角，如標(biāo)注“其余3.2?！逼渌植诙确?hào)在零件各表面分別標(biāo)出。
4）.其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理和硬度要求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。
（3）.校對(duì)、審圖、描圖、送曬
自我校對(duì)的內(nèi)容是：
1）.模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系
模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度，結(jié)構(gòu)等是否符合塑件圖紙的要求。
2）.塑料制件方面
塑料料流的流動(dòng)、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等是否影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求。圖案設(shè)計(jì)有無不足，加工是否簡(jiǎn)單，成型材料的收縮率選用是否正確。
3）.成型設(shè)備方面
注射量、注射壓力、鎖模力夠不夠，模具的安裝、塑料制件的南芯、脫模有無問題，注射機(jī)的噴嘴與嘵口套是否正確地接觸。
4）.模具結(jié)構(gòu)方面
4.1）.分型面位置及精加工精度是否滿足需要，會(huì)不會(huì)發(fā)生溢料，開模后是否能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊。
4.2）.脫模方式是否正確，推廣桿、推管的大小、位置、數(shù)量是否合適，推板會(huì)不會(huì)被型芯卡住，會(huì)不會(huì)造成擦傷成型零件。
4.3）.模具溫度調(diào)節(jié)方面。加熱器的功率、數(shù)量；冷卻介質(zhì)的流動(dòng)線路位置、大小、數(shù)量是否合適。
4.4）.處理塑料制件制側(cè)凹的方法，脫側(cè)凹的機(jī)構(gòu)是否恰當(dāng)，例如斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的滑塊與推桿是否相互干擾。
4.5）.澆注、排氣系統(tǒng)的位置，大小是否恰當(dāng)。
5）.設(shè)計(jì)圖紙
5.1）.裝配圖上各模具零件安置部位是否恰當(dāng)，表示得是否清楚，有無遺漏
5.2）.零件圖上的零件編號(hào)、名稱，制作數(shù)量、零件內(nèi)制還是外購(gòu)的，是標(biāo)準(zhǔn)件還是非標(biāo)準(zhǔn)件，零件配合處理精度、成型塑料制件高精度尺寸處的修正加工及余量，模具零件的材料、熱處理、表面處理、表面精加工程度是否標(biāo)記、敘述清楚。
5.3）.零件主要零件、成型零件工作尺寸及配合尺寸。尺寸數(shù)字應(yīng)正確無誤，不要使生產(chǎn)者換算。
5.4）.檢查全部零件圖及總裝圖的視圖位置，投影是否正確，畫法是否符合制圖國(guó)標(biāo)，有無遺漏尺寸。
6）.校核加工性能
所有零件的幾何結(jié)構(gòu)、視圖畫法、尺寸標(biāo)‘等是否有利于加工
7）.復(fù)算輔助工具的主要工作尺寸
專業(yè)校對(duì)原則上按設(shè)計(jì)者自我校對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行；但是要側(cè)重于結(jié)構(gòu)原理、工藝性能及操作安全方面。描圖時(shí)要先消化圖形，按國(guó)標(biāo)要求描繪，填寫全部尺寸及技術(shù)要求。描后自校并且簽字。把描好的底圖交設(shè)計(jì)者校對(duì)簽字，習(xí)慣做法是由工具制造單位有關(guān)技術(shù)人員審查，會(huì)簽、檢查制造工藝性，然后才可送曬。
（4）.編寫制造工藝卡片
由工具制造單位技術(shù)人員編寫制造工藝卡片，并且為加工制造做好準(zhǔn)備。
在模具零件的制造過程中要加強(qiáng)檢驗(yàn)，把檢驗(yàn)的重點(diǎn)放在尺寸精度上。模具組裝完成后，由檢驗(yàn)員根據(jù)模具檢驗(yàn)表進(jìn)行檢驗(yàn)，主要的是檢驗(yàn)?zāi)＞吡慵男阅芮闆r是否良好，只有這樣才能俚語(yǔ)模具的制造質(zhì)量。
（5）．試模及修模
雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時(shí)，在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，但是人們的認(rèn)識(shí)往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進(jìn)行試模試驗(yàn)，看成型的制件質(zhì)量如何。發(fā)現(xiàn)總是以后，進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模。
塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多，原因也很復(fù)雜，有模具方面的原因，也有工藝條件方面的原因，二者往往交只在一起。在修模前，應(yīng)當(dāng)根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實(shí)際情況，進(jìn)行細(xì)致地分析研究，找出造成塑件缺陷的原因后提出補(bǔ)救方法。因?yàn)槌尚蜅l件容易改變，所以一般的做法是先變更成型條件，當(dāng)變更成型條件不能解決問題時(shí)，才考慮修理模具。
修理模具更應(yīng)慎重，沒有十分把握不可輕舉妄動(dòng)。其原因是一旦變更了模具條件，就不能再作大的改造和恢復(fù)原狀。
（6）．整理資料進(jìn)行歸檔
模具經(jīng)試驗(yàn)后，若暫不使用，則應(yīng)該完全擦除脫模渣滓、灰塵、油污等，涂上黃油或其他防銹油或防銹劑，關(guān)到保管場(chǎng)所保管。
把設(shè)計(jì)模具開始到模具加工成功，檢驗(yàn)合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料，例如任務(wù)書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、模具設(shè)計(jì)說明書、檢驗(yàn)記錄表、試模修模記錄等，按規(guī)定加以系統(tǒng)整理、裝訂、編號(hào)進(jìn)行歸檔。這樣做似乎很麻煩，但是對(duì)以后修理模具，設(shè)計(jì)新的模具都是很有用處的。
2.2 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成和作用
塑料注射模具一般是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)組成。
成形部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。
澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口、及冷料穴。
導(dǎo)向部分在注射模中，用導(dǎo)向部分對(duì)模具的動(dòng)定模導(dǎo)向，以使模具合模時(shí)能準(zhǔn)確對(duì)合。
推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。
調(diào)溫系統(tǒng)是為了滿足注射工藝對(duì)模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對(duì)模具的溫度進(jìn)行調(diào)整。一般熱塑性塑料的注射模主要是設(shè)計(jì)模具的冷卻系統(tǒng)。
排氣系統(tǒng)是為了將成形時(shí)塑料本身?yè)]發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面上開設(shè)排氣槽。對(duì)于小塑件的模具，可直接利用分型面或推桿等與模具的間隙排氣。
支撐零部件是用來安裝固定或支撐成形零部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件。
側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是當(dāng)有些塑件有側(cè)向的凹凸形狀的孔或凸臺(tái)時(shí)，須先把側(cè)向的凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向的型芯從塑件上脫開或抽出。
第三章 茶杯塑料件
所設(shè)計(jì)茶杯的模型及尺寸
3.1 塑料件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
茶杯塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸適中，屬薄壁殼體塑件。因塑件外形尺寸不是很大，經(jīng)判定適合用一模四穴（具體內(nèi)容見后面本塑件型腔數(shù)目和分布的計(jì)算），又本塑件側(cè)向沒有孔和槽，模具不需要設(shè)計(jì)側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)。
根據(jù)茶杯塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為直澆口的雙分型面四型腔注射模。采用直澆口基本不影響塑件外觀。
3.2 塑料件的材料
3.2.1 對(duì)塑料的認(rèn)識(shí)
塑料的主要成分是樹脂、填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑等。它有著以下諸多優(yōu)點(diǎn)：
（1）重量輕：一般的塑料密度為0.83~2.2 g/cm，這對(duì)于減輕自重的汽車、飛機(jī)、航空航天等工程有著重要的意義。
（2）比強(qiáng)度度高：它是材料的強(qiáng)度和密度之比。在某些場(chǎng)合傳統(tǒng)的金屬制品往往強(qiáng)度上達(dá)到要求，但由于質(zhì)量過大而不能夠被使用，特殊的塑料制品可以滿足這一要求。
（3）優(yōu)良的耐磨、自潤(rùn)滑、和吸震性：基于此特點(diǎn)，塑料在電子設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和摩擦機(jī)構(gòu)中有廣泛的應(yīng)用。譬如數(shù)控機(jī)床中要求精度、穩(wěn)定性很高的導(dǎo)軌，其摩擦面就是用聚四氟乙烯貼塑而成。
（4）優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性：一般塑料對(duì)酸、堿、鹽均有一定的抗腐蝕性，因此在化工設(shè)備中有著極其廣泛的用途。
（5）優(yōu)良的電絕緣性能：某些塑料無論在高頻還是低頻，高壓還是低壓的情況下，絕緣性能都十分優(yōu)良。尤其在高頻，高壓的情況下，是陶瓷、云母等其它絕緣材料所不能相比的，因此塑料廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電器、電子工業(yè)的結(jié)構(gòu)材料和絕緣材料。
3.2.2 塑料的成型工藝特點(diǎn)
塑料在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱是高彈態(tài)，進(jìn)而變?yōu)轲こ砹鲬B(tài)，從而有優(yōu)良的可塑性，可以用很多高生產(chǎn)率的成型方法制造產(chǎn)品。這就有了節(jié)約原料、易于大批量生產(chǎn)、節(jié)省工時(shí)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
塑料成型有以下工藝特性：
（1）收縮率：它是指塑料從熱的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸發(fā)生變化的特性稱為收縮率。
（2）流動(dòng)性：流動(dòng)性大的塑料容易造成溢料過多、填充不密實(shí)、塑件組織疏松等缺點(diǎn)。流動(dòng)性過小則有填充不足、不易成型、成型壓力大等缺點(diǎn)。
（3）吸濕性：塑料中的水分很大程度上影響到塑件的物理、機(jī)械、介電性能。塑料中的水分量過大，在成型時(shí)產(chǎn)生內(nèi)壓，脫模后水氣溢出極易造成塑件裂紋，降低機(jī)械強(qiáng)度。此外水分過多會(huì)使塑料的流動(dòng)性過大，造成溢料、造型時(shí)間過長(zhǎng)、收縮量過大、易產(chǎn)生蹺起、波紋、光澤性不好等缺點(diǎn)。
（4）定型速度：熱固性塑料在成型過程中要完成交聯(lián)反應(yīng)，即樹脂分子由線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)，這一過程稱為硬化。硬化的速度與塑料的品種、塑件形狀、壁厚、成型溫度有關(guān)。
3.2.3 設(shè)計(jì)塑料材料聚苯乙烯（PS）的特性
1．PS塑料的基本特性：聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無色，透明，有光澤，無毒無味，落地時(shí)發(fā)出清脆的金屬聲,密度為1.054g/cm3。聚苯乙烯是目前最理想的高頻絕緣材料，可以與熔融的石英相媲美。
它的化學(xué)穩(wěn)定性良好，能耐堿，硫酸，磷酸，10%~30%的鹽酸，稀醋酸及其它有機(jī)酸，但不耐硝酸及氧化劑的作用，對(duì)水，乙醇，汽油，植物油及各種鹽溶液也有足夠的抗腐蝕能力。它的耐熱性差，只能在不高的溫度下使用質(zhì)地硬而脆，塑件由于內(nèi)應(yīng)力而易開裂。聚苯乙烯的透明性很好，透光率很高，光學(xué)性能僅次于有機(jī)玻璃。它的著色能力優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。
為了提高聚苯乙烯的耐熱性和降低其脆性，常用改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯為基體的共聚物，從而大大擴(kuò)大了聚苯乙烯的用途。
2．PS的成形特點(diǎn)：
聚苯乙烯性脆易裂，易出現(xiàn)裂紋，所以成形塑件脫模斜度不宜過小，頂出要受力均勻；熱漲系數(shù)大，塑件中不宜有嵌件，否則會(huì)因兩者熱漲系數(shù)相差太大而導(dǎo)致開裂；由于流動(dòng)性好，應(yīng)注意模具間隙，防止成形飛邊，且模具設(shè)計(jì)中大多采用點(diǎn)澆口形式；宜用高料溫，高模溫，低注射壓力成形并延長(zhǎng)注射時(shí)間，以防止縮孔及變形，降低內(nèi)應(yīng)力，但料溫過高容易出現(xiàn)銀絲；料溫低或脫模劑多，則塑件透明性差。
3、PS塑料的成型工藝參數(shù)：
參數(shù)
取值范圍
選取數(shù)值
密度ρ
1.054g/cm2
1.054g/cm2
收縮率S
0.6%~0.8%
0.7%
溫度/℃
噴嘴
160~170
165
料筒
——
——
模具
20~60
40
壓力MPa
注射
60~100
80
保壓
30~40
35
時(shí)間/S
注射
0~3
2
保壓
15~40
35
冷卻
15~30
25
總計(jì)
40~90
62
4．PS塑料的主要用途：
聚苯乙烯在工業(yè)上可用作儀表外殼，燈罩，化學(xué)儀器零件，透明模型等；在電氣方面可用作良好的絕緣材料，接線盒，電池盒等；在日用品方面廣泛用于包裝材料，各種容器，玩具等。
3.3 茶杯塑料件的參數(shù)
3.3.1 塑件的重量
經(jīng)測(cè)量塑料件的重量為55.6g。
3.3.2 塑件的投影面積
經(jīng)計(jì)算，可得塑件的投影面積為53.26 cm2.
第四章 注射機(jī)的選用
4.1 選用注射機(jī)的方法和原則
選用的方法：
1、使用現(xiàn)有設(shè)備
2、根據(jù)每次成型件數(shù)應(yīng)滿足最大注射量、鎖模力、經(jīng)濟(jì)性等要求選擇合適的注射機(jī)
4.2 注射機(jī)的選用
根據(jù)塑件的大小，注射茶杯塑件選用G54-S200/400型螺桿式注射機(jī)。
其主要參數(shù)為：
額定注射量－－－ 300cm3
注射壓力－－－－ 109MPa
鎖 模 力－－－－ 2540KN
最大成型面積－－645cm2
最大開模行程－－260mm
最大模具厚度－－ 406mm
最小模具厚度－－165mm
噴嘴圓弧半徑－－ 18mm
噴嘴孔直徑－－－ Φ4mm
模板尺寸－－－－532mm × 634mm
拉桿空間－－－－290mm × 368mm
注射機(jī)的參數(shù)校核 ：
1）．最大注射量的校核：
注射機(jī)的額定注射量為300cm3
塑件體積：52.75cm3，每次成型4個(gè)塑件。
假設(shè)澆道凝料為20cm3。
實(shí)際注射量＝52.75×4+20cm =231cm3 < 300 ×80%cm3=240cm3 最大注射量滿足要求。
2）、注射壓力的校核
PS塑料的注射壓力為60~100MPa, 取80MPa;
G54-S200/400注射機(jī)的注射壓力為109MPa
注射機(jī)的注射壓力滿足要求。
3）、鎖模力的校核
G54-S200/400注射機(jī)的鎖模力為 2540KN；
PS塑料的注射壓力為60~100MPa, 取80MPa;
單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為53.26cm2;
澆道凝料為20cm2;
注射時(shí)模具的膨脹力＝ (53.26×4 + 20) × 80
= 1864.32 KN < 2540KN
鎖模力滿足要求。
4）、最大注射成型面積的校核
G54-S200/400注射機(jī)的最大注射成型面積為645cm2；
單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為53.26cm2;
澆道凝料為20cm2;
注射時(shí)模具的成型面積＝ (53.26× 4 + 20)
= 233.04cm2 < 645cm2
第5章 塑料注射模具設(shè)計(jì)
5.1 型腔數(shù)目和分布
5.1.1 型腔數(shù)目的確定
確定型腔數(shù)目時(shí)要考慮的因素：
1、滿足注射機(jī)的最大注射量
2、鎖（合）模力
3、塑件精度
4、經(jīng)濟(jì)性
(1)、按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量。
Vg(mg)—注射機(jī)量大注射量(cm3或g)，取300cm3；
Vj(mj)——澆注系統(tǒng)凝料量(cm3或g), 假設(shè)澆道凝料為20cm3；
Vz(mz)——單個(gè)制品的容積或質(zhì)量(cm3或g),單個(gè)塑件為52.75cm3.
(2).按注射機(jī)的額定合模力確定型腔數(shù)。
F ——注射機(jī)的額定合模力(N)。查手冊(cè)為2540 KN；
Pm——塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力 (MPa)。取60 MPa；
Aj ——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm2)。取50cm2 ；
Az——單個(gè)制品在分型面上的投影面積(mm2)。由計(jì)算得53.26cm2.
(3)按制品的精度要求確定型腔數(shù)
成型精度較高的塑件時(shí)，通常推薦不超過4腔，因?yàn)槎嗲浑y于使各腔的成型條件均勻一致。
L——塑件基本尺寸(mm)。
δ——塑件的尺寸公差(mm)，為雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注。
ΔS——單腔模注射時(shí)塑件可能產(chǎn)生的尺寸誤差的百分比。
(4)按經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)
根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用，僅考慮模具費(fèi)和成型加工費(fèi)。
C1——每一型腔所需承擔(dān)的與型腔數(shù)有關(guān)的模具費(fèi)用。
N——制品總件數(shù)。
Y——每小時(shí)注射成型加工費(fèi)(元／h)。
T——成型周期(min)。
5.1.2 型腔的分布
綜合以上分析可知：由于塑件的形狀簡(jiǎn)單，重量較輕，因?yàn)樯a(chǎn)批量較大，考慮到生產(chǎn)效率及成本問題應(yīng)使用多型腔模具。綜合分析本設(shè)計(jì)采用一模四腔、平衡布置。這樣能夠保證本模具生產(chǎn)率高，塑件質(zhì)量可靠，成本較低。
5 . 2 分型面的選擇
塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實(shí)例中塑件的分型面選取如下圖所示。這樣選取的塑件的外表面可以在整體的定模型腔內(nèi)成型，表面質(zhì)量好，而且塑件脫模方便。
模具分模圖如圖（1）所示：
圖（1）
5.3 型芯和型腔
5.3.1 型芯和型腔的結(jié)構(gòu)
確定型腔和型芯的結(jié)構(gòu)形式：
型腔、型芯可分別有整體式和組合式兩種形式。
由于塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，型腔加工容易，型芯比較難加工，所以選用整體式型腔和組合式型芯。在定模板上直接加工型腔。
型腔的結(jié)構(gòu)采用整體式型腔 型腔在定模板上直接加工而成。如下圖（2）所示：
2）型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯
圖（2）
型芯與動(dòng)模板的配合方式為H7/m6的過渡配合,與塑件推板的配合方式為H8/g7的間隙配合。如下圖（3）所示：
圖（3）
5.3.2 型芯和型腔的尺寸
1）.型腔徑向尺寸：
PS塑件的精度一般為4級(jí)，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.75， S塑料的收縮率在0.6～0.8%，取0.7% 。
2）.型腔深度：
塑件高度尺寸90mm的公差值為0.24mm，模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。
3）.型芯徑向尺寸：
模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.75。PS的收縮率為0.6～0.8%，取0.7% 。
4）.型芯高度：
模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3≈0.08mm；取x=0.5。 PS塑料的收縮率為0.6～0.8%，取平均收縮率為0.7% 。
5.4 澆注系統(tǒng)
5.4.1 澆注系統(tǒng)的作用
澆注系統(tǒng)的作用是將熔融的塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道。
5.4.2 澆注系統(tǒng)的組成
澆注系統(tǒng)是由主流道、分流道、澆口、及冷料穴組成。
5.4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
塑件采用直澆口成型，其澆注系統(tǒng)如下圖（4）所示。圖（4）點(diǎn)澆口采用圓形的，其直徑d=1mm，長(zhǎng)度l=1.5mm。
分流道采用半圓形流道，半圓的直徑d=5mm，主流道為圓錐形，上部直徑與注射機(jī)噴嘴相配合，下部直徑φ9mm。組成澆注系統(tǒng)的零件有：
澆口套，定位圈，拉料桿，定模板。
澆注系統(tǒng)的組成部分：
主流道，分流道，澆口，冷料穴。
1）、 澆口套的設(shè)計(jì)。
澆口套的結(jié)構(gòu)如下圖（5）所示：
使用G54-S200/400注射機(jī)時(shí)定位孔直徑為100mm，與澆口套下部尺寸相差較大，所以選用定位圈與澆口套分離的結(jié)構(gòu)。
圖（5）
G54-S200/400注射機(jī)的注射部分噴嘴球頭半徑為18mm，噴嘴直徑為4mm
澆口套凹球面半徑取20mm，深度取5mm，進(jìn)料口直徑取6mm，出料口直徑取9mm，外徑取50mm，材料選T10A碳素工具鋼，淬火處理HRC50-55。
2）、 定位圈的設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)如下圖（6）所示：
圖（6）
G54-S200/400注射機(jī)的固定模板上定位孔直徑為70mm。
定位圈的外徑取100mm，厚度15mm。
定位圈與澆口套的配合采用H7/m6的過渡配合。
定位圈的材料選用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼A3，不需熱處理。
3）、 拉料桿的設(shè)計(jì)。
拉料桿的結(jié)構(gòu)如下圖（7）所示：
澆口套出料口直徑為8mm，取拉料桿的直徑與出料口相等為8mm。拉料桿端部采用球頭結(jié)構(gòu)。材料選用45#鋼，淬火處理HRC40~45，表面粗糙度Ra1.6。
與動(dòng)模座板的配合H8/f8，外徑尺寸取8mm。
圖（7）
4）澆注系統(tǒng)的主流道
主流道由澆口套形成，主流道上端直徑為6mm,下端直徑取9mm，高度為45mm,錐角3°。
5）澆注系統(tǒng)的分流道
分流道由定模板形成，分流道的截面形狀常選用梯形或U形，但考慮便于加工選半圓形，分流道直徑取5mm。 分流道在定模板上銑削加工形成。
6）澆注系統(tǒng)的澆口
澆口共有十種形式，按照塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用標(biāo)準(zhǔn)直澆口，形狀為圓形，澆口直徑為1mm。
7）澆注系統(tǒng)的冷料穴
冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料,以免這些冷料進(jìn)入型腔。
主流道末端的冷料穴還有便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。在模具分型時(shí)，注射凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。
5.5 推出機(jī)構(gòu)
5.5.1 推出機(jī)構(gòu)的作用和種類
（1）推出機(jī)構(gòu)的作用：
推出機(jī)構(gòu)的作用就是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。
（2）推出機(jī)構(gòu)的種類：
推出機(jī)構(gòu)的種類包括：推桿推出、推管推出、推板推出三種形式。
5.5.
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