臉盆注塑模具設(shè)計(jì),臉盆,注塑,模具設(shè)計(jì)
1 摘要 本文介紹了注射模具的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，敘述了塑料塑料盆注射模具設(shè)計(jì)與 計(jì)算的詳細(xì)過(guò)程，介紹了該塑件的成型工藝、注射模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作過(guò)程, 闡述了 在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。在對(duì)塑料塑料盆的模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì) 要點(diǎn)如下：塑件的設(shè)計(jì)比較的合理；分型面的選擇有利于塑件成型；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且脫模動(dòng)作穩(wěn)定可靠；進(jìn)澆口的選擇不影響塑件外觀，而且保證塑 件充填均勻；冷卻水道的設(shè)計(jì)使模具效率達(dá)到最高，保證塑件質(zhì)量要求；在設(shè)計(jì)的過(guò) 程中借用分析軟件如 CAD 等使設(shè)計(jì)更合理、更有效；大量使用標(biāo)準(zhǔn)件，使模具制作成 本大大降低；本模具設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是設(shè)計(jì)已達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的要求。 關(guān)鍵詞：塑料塑料盆，注射模，分型面，側(cè)抽芯，脫模機(jī)構(gòu)。 2 abstract The characteristics and developments of injection mould were introduced in this paper. The designing and calculating of injection mould for the back of electronic clock were stated in detail. The forming process of the product and the structure characteristics as well as working process of the injection mould were introduced .The points must be paid attention to in the design of the injection mould for the part with lifters were stated. In the process of the designing of the injection mould for electronic clock receiver, people should pay attention to several suggestions: the plastic should be designed as reasonable as possible. The selection of the sub-type parts are beneficial to mold the parts of plastic. The design of the structure of drawing of pattern is not only simple but also the movement should be stable and reliable. The selection of Jin runner should ensure to fill the plastic equally under the prerequisite of not influencing the appearance of the plastic. The design of cooling penstock should make the rate of production reach to the topmost, and ensure any influence to do nothing to the equality of the plastic. Meanwhile, in the process of designing ,we can use analysis soft, such as CAM, to make the design been more reasonable and efficient. Making full use of large amounts of standard pieces will reduce the cost of mold plastic facture. The key point of the design of mold plastic have reached the request of the real production. Keywords: Plastic injection mould, plastic basin, the parting surface, the side core pullin g, demoulding mechanism. 3 目錄 摘要 ...........................................................1 ABSTRACT .......................................................2 目錄 ...........................................................3 前 言 .........................................................5 1.塑料模具的現(xiàn)狀及展望 .........................................6 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中的作用 ..............................6 1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀 ......................................6 1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) ..................................7 2.塑件的成型工藝分析 ...........................................8 2.2 塑料盆材料的選用 .......................................8 2.3 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析 ........................................8 2.4 塑件的成型工藝參數(shù) ......................................9 3.成型設(shè)備的選用 ..............................................11 3.1 確定注射成型的工藝參數(shù) .................................11 3.2 確定模具溫度及冷卻方式 .................................12 4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定 ..........................................14 4.1 確定型腔數(shù)目及排列方式 .................................15 4.2 注射模分型面的選擇 .....................................15 4.2.1 分型面的形式 .......................................16 4.2.2 分型面的選擇原則 ...................................16 5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..............................................18 5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ......................................18 5.2 主流道的設(shè)計(jì) ..........................................18 5.3 分流道的設(shè)計(jì) ..........................................19 5.4 澆口的設(shè)計(jì) ............................................20 5.5 冷料穴的設(shè)計(jì) ..........................................20 6.成型零部件的工作尺寸的計(jì)算 ..................................21 6．1 影響尺寸和精度的因素 ..................................21 6．2 零件鋼材的選用 ........................................21 6．3 工件工作尺寸計(jì)算 ......................................21 6．4 模架的選擇 ............................................22 4 6.5 型腔側(cè)壁厚度計(jì)底板厚度的計(jì)算 ..........................23 7.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ..............................................24 8.推出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...............................25 8.1 脫模力的計(jì)算 ...........................................25 8.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 ......................................25 8.3 推桿的設(shè)計(jì) .............................................27 9 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) .............................................28 9．1 型腔的設(shè)計(jì) ............................................28 9．2 型心設(shè)計(jì) ..............................................28 10 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..........................................30 11.注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 ...................................31 11．1 鎖模力的校核 .........................................31 11．2 安裝尺寸的校核 .......................................31 11．3 開(kāi)模行程的校核 .......................................31 結(jié)論 ..........................................................33 致謝 ..........................................................34 參考文獻(xiàn) .......................................................1 5 前 言 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)生活產(chǎn)品的要求也越來(lái)越廣。其中包括種類豐富的塑料 產(chǎn)品，例如：一些電器材料、廚房用具、生活用品。不但種類多而且小形狀多樣。注 塑模具設(shè)計(jì)可以根據(jù)人們的具體要求進(jìn)行產(chǎn)品的尺寸設(shè)計(jì)，最大程度的滿足了用戶的 需求。因此注塑模具設(shè)計(jì)成了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展必不可缺少的行業(yè)。目前世界上塑料的體 積產(chǎn)量已經(jīng)趕上和超過(guò)了鋼鐵，成為當(dāng)前人類使用的第一大類材料。我國(guó)的塑料工業(yè) 正在飛速發(fā)展，塑料制品的應(yīng)用已經(jīng)深入到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，塑料制品與模具設(shè) 計(jì)是塑料工程中的重要組成部分，是塑料工業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié)。塑料成型模具是成 型塑料制品的工具。從 2003 年我國(guó)模具進(jìn)口的海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料可知,塑料模具占據(jù)了模 具進(jìn)口總量的 57%,而注塑成型模具在整個(gè)塑料模具中占有很大的比例.注塑成型模具設(shè) 計(jì)的好壞,決定著注塑成型制件的質(zhì)量?jī)?yōu)劣及成品率高低,也就是說(shuō),是否能加工出優(yōu)質(zhì) 價(jià)廉的塑料制件,在很大程度上要靠注塑成型模具設(shè)計(jì)的合理性和先進(jìn)性來(lái)保證. 現(xiàn)代塑料制件生產(chǎn)中,合理的注塑成型工藝,先進(jìn)的注塑成型模具及高精度,高效率 的注塑設(shè)備是當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個(gè)重要因素,缺一將一事無(wú)成.本文以 塑料塑料盆為例，介紹了注塑模具設(shè)計(jì)流程，該流程包括工藝分析，選擇注塑機(jī)，確 定成型方案，最后對(duì)該注塑機(jī)進(jìn)行必要的工藝參數(shù)校核。下面就對(duì)該實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)論 述。 6 1.塑料模具的現(xiàn)狀及展望 我國(guó)在過(guò)去幾十年里，由于模具行業(yè)一直為引起重視，模具的發(fā)展收到了一定的 阻礙。導(dǎo)致發(fā)展緩慢。自從改革開(kāi)放以來(lái)，塑料成型、沖壓模具等先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)在 大批量的生產(chǎn)中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。模具行業(yè)得到迅速的發(fā)展。 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)進(jìn)步，塑料成型產(chǎn)品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng) 用越來(lái)越廣泛，顯著提高了我們的生活質(zhì)量。原有的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們對(duì)新 產(chǎn)品的需要。很多產(chǎn)品必須采用模具生產(chǎn)。 在現(xiàn)階段，模具行業(yè)，進(jìn)一步推進(jìn)改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開(kāi)拓市場(chǎng)，苦練內(nèi)功，提升 水平，使我國(guó)模具工業(yè)在整體上再上一個(gè)新臺(tái)階。不斷提升模具制造水平，振興我國(guó) 裝備制造業(yè)，為實(shí)現(xiàn)把我國(guó)建設(shè)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)而奮斗。 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中的作用 模具制造在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來(lái)越重要。模具生產(chǎn)的突出優(yōu)勢(shì)：高復(fù)雜程度、 高一致性、高精度、高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材。符合國(guó)家節(jié)能減排的給、要求。 現(xiàn)代模具業(yè)已成為資金密集型和技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，它與高新技術(shù)已成為相互依 托的關(guān)系，一方面模具直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)的不可缺少的裝備，另一方面模具 本身又大量采用高新技術(shù)，因此模具制造已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。通過(guò) 模具成形零件的快速、優(yōu)質(zhì)、低耗、環(huán)保體現(xiàn)了國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和科學(xué)發(fā)展觀。 因此，模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)是巨大的。 1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀 在長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)，我國(guó)塑料模具行業(yè)從起步到現(xiàn)在成熟的技術(shù)，有了突飛猛進(jìn)的 發(fā)展，生產(chǎn)水平取得顯著的提高。在大型的電視機(jī)模具方面、精密塑料模具方面以及 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具都取得了顯著的成果。在尺寸精度、同軸度、跳動(dòng) 等方面的要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平。但是很多方面和國(guó)外相比仍有較大差距。 7 1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展 的一模多腔。 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。 開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀 實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢 測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。 塑料盆產(chǎn)品的性能及用途 塑料盆是目前我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫乃芰先萜?。塑料盆的原料為通用塑料，塑?盆的性能滿足制造成本低、耐用、抗腐蝕能力強(qiáng)不與酸、堿反應(yīng)、良好的絕緣體。 塑料盆常用于生活用品。高質(zhì)量的塑料產(chǎn)品也用于餐飲、醫(yī)療器械等。耐腐蝕的 塑料盆也用于化工容器。 8 2.塑件的成型工藝分析 2.2 塑料盆材料的選用 市面上普通塑料盆的原料為通用塑料，一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià) 格便宜的塑料。即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯青 ─丁二烯─苯乙烯共聚合物（ABS） ，它們都是熱塑性塑料。本課題選用聚丙烯(PP)。 2.3 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析 塑件的 3d 圖，如圖 2-1 所示，制件外表面要求美觀。 圖 2-1 塑料塑料盆 9 1.結(jié)晶料,吸濕性小 ,易發(fā)生融體破裂,長(zhǎng)期與熱金屬接觸易分解 . 2.流動(dòng)性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕, 變形. 3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱 ,并注意控制成型溫度.料溫低方向方 向性明顯.低溫高壓時(shí)尤其明顯 ,模具溫度低于 50 度時(shí) ,塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良, 留痕, 90 度以上易發(fā)生翹曲變形 4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠 ,尖角,以防應(yīng)力集中. 特定條件下容易分解 常見(jiàn)制品： 盆、桶、家具、薄膜、編織袋、瓶蓋、汽車保險(xiǎn)杠等。 聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯 的共聚物在內(nèi)。PP 粒料為本色、圓柱狀顆粒，顆粒光潔，粒子的尺寸 在任意方向上為 2mm～ 5mm，無(wú)臭無(wú)毒，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)。本品以高純度丙烯為主要原料，乙烯為共聚單 體，采用高活性催化劑在 62℃～80℃及低于 4.0MPa 的壓力下經(jīng)氣相反應(yīng)生產(chǎn)聚丙烯 粉料，再經(jīng)干燥、混煉、擠壓、造粒、篩分、均化成聚丙烯顆粒。密度為 0.90 g/cm3～ 0.91g/cm3，是通用塑料中最輕的一種。聚丙烯樹(shù)脂具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐 熱性能，使用溫度范圍-30℃～140℃。同時(shí)具有優(yōu)良的電 絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，幾 乎不吸水，與絕大多數(shù)化學(xué)品接觸不發(fā)生作用。本品耐腐蝕，抗張強(qiáng)度 30MPa，強(qiáng)度、 剛性和透明性都比聚乙烯好；缺點(diǎn)是耐低溫沖 擊性差，較易老化，但可分別通過(guò)改性 和添加抗氧劑予以克服。與發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、 氯仿等接觸有腐蝕作用?？捎米鞴こ趟?料，適用于制電視機(jī)、收音機(jī)塑料盆、電器絕 緣材料、防腐管道、板材、貯槽等，也用于生產(chǎn)扁絲、纖維、包裝薄膜等。因此，對(duì) 于本產(chǎn)品，PP 料是用來(lái)做塑料塑料盆的最佳原料。 2.4 塑件的成型工藝參數(shù) （1）塑件的尺寸精度分析 此零件尺寸精度按照 MT5 計(jì)算。 （2）塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件表面要求較高，用推板推出 （3）脫模角度分析 該注塑零件壁厚約為 2mm，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)中的有塑件內(nèi)表面 35′~1°， 塑件外表面 40′~1°20′ 。由于該塑件結(jié)構(gòu)采用哈夫結(jié)構(gòu)，脫模方向?yàn)樗椒较?，?10 且所用塑料為 PP，流動(dòng)性較好，而且，主要部分有較好的弧度，可順勢(shì)脫模，所以塑 件外表面沒(méi)有放脫模斜度。 （4）塑件的生產(chǎn)批量 塑件的生產(chǎn)類型對(duì)注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要的影響。在大批量 生產(chǎn)中，由于注射模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占的比例較小，提高生產(chǎn)率注射模具 壽命問(wèn)題比較突出，所以可以考慮使用自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模 具。如果是小批量生產(chǎn)，則應(yīng)盡量采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易的注射模具，以降低注射 模具的成本。該塑件產(chǎn)量達(dá) 10 萬(wàn)件，生產(chǎn)類型屬于大批量生產(chǎn)，可以考慮采用一模 1 腔、快速脫模以及成型周期不宜太長(zhǎng)的模具，同時(shí)模具造價(jià)適當(dāng)控制。 11 3.成型設(shè)備的選用 計(jì)算塑件體積和重量通過(guò)估算可獲得產(chǎn)品質(zhì)量約為 225g。根據(jù)塑件本身的幾何尺 寸形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目由于該塑件尺寸有一般精度要求，不宜采用太多型腔 數(shù)目，所以考慮采用一模 1 腔，型腔平衡布置在型腔板側(cè)，以方便澆口排列和模具的 平衡。如圖 3.1 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 PP 的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工 藝參數(shù)，見(jiàn)表 2-3。 工藝參 數(shù) 內(nèi) 容 工藝參 數(shù) 內(nèi) 容 溫度 80～90 ℃ 注射 時(shí)間 20～9 0預(yù)熱和 干燥 時(shí)間 2 h 保壓 時(shí)間 0～5 料筒溫 后 150～ 成型時(shí) 間/s 冷卻 20～1 12 段 170 時(shí)間 20 中 段 165～ 180 總周 期 50～2 20度/℃ 前 段 180～ 200 螺桿轉(zhuǎn) 速/(r/min) 30 r/min 噴嘴溫 度/℃ 170～180 方法 紅外 線燈烘箱 模具溫 度/℃ 50～80 溫度 /℃ 70 注射壓 力/MPa 600～1000 后處理 時(shí)間 /h 2～4 表 2-3 3.2 確定模具溫度及冷卻方式 PP 為非結(jié)晶型塑料，流動(dòng)性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下應(yīng)盡 可能降低模溫，以縮短冷卻時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán) 水冷卻，成型模具溫度控制在 60-80℃. 確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模 1 腔，因此可計(jì)算出一次注射成型過(guò)程所 用塑料量為： W=2ω+ω =230g.廢 料 根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工 藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考塑料模具設(shè)計(jì)與制造 P69 表 2-8，初選 XS- ZY-125 型柱塞式注射機(jī)。記錄下 XS-ZY-125 型螺桿式注射機(jī)的主要參數(shù)，見(jiàn)表 2-4. 序 號(hào) 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)數(shù)值 1 額定注射量/cm 3 1250 2 注射壓力/MPa 1200 3 鎖模力/KN 900 13 4 動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸/(mm×mm) 728×858 5 最大模具厚度/mm 600 6 最小模具厚度/mm 200 7 最大開(kāi)合模行程/mm 300 8 噴嘴前端球面半徑/mm 12 9 噴嘴孔直徑/mm 4 10 定位圈直徑/mm 100 表 2-4 14 4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定 由于制品結(jié)構(gòu)有側(cè)凹結(jié)構(gòu)和外觀要求較嚴(yán)，采用推板推出，用四根導(dǎo)柱導(dǎo)套組成 導(dǎo)向部件來(lái)確保動(dòng)模與定模合模時(shí)能正確對(duì)中；進(jìn)膠可以從型腔上直接進(jìn)膠，因 為此產(chǎn)品壁厚 2mm， ，可以用直接澆口進(jìn)膠；成型部件由凹模和模板整體式，凸模 與下模板鑲嵌式，由于鑲件比較長(zhǎng)，避免在成型中損壞，所以在另外一端，也要 進(jìn)行定位，增加它的剛度和強(qiáng)度，合模后便組成了模具的行腔，凸模固定板用螺 釘從背部固定，以便于拆裝更換，提高整個(gè)模具的壽命。總體結(jié)構(gòu)如圖４-１所示。 15 圖 4-1 模具結(jié)構(gòu)圖 4.1 確定型腔數(shù)目及排列方式 模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、h 行排列、直線排列、及復(fù)合式排 列等。 型腔的排列要基于塑件的形狀和大小來(lái)確定，型腔的布置和澆口的開(kāi)設(shè)要力求對(duì) 稱，而且是用一模 1 腔的設(shè)計(jì)，這樣可以防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔排 列宜緊湊，減輕模具重量，基于以上條件在這里選擇 1 行排 4.2 注射模分型面的選擇 模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸面稱為分型面。分型的設(shè)計(jì)將影響到 塑件的質(zhì)量，模具的整體結(jié)構(gòu)。 16 4.2.1 分型面的形式 注射模有一個(gè)分型面，也有多個(gè)分型面，分型面的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，以便于模 具的制造和塑件的脫模。分型面的位置主要有如圖 4-3 所示，分型面的形狀如圖 4-4 所 示。 圖 4-3 分型面的位置 圖 4-4 分型面的形狀 4.2.2 分型面的選擇原則 ① 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大輪廓處，這樣能使塑件順利脫模。 ② 一般模具的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，模具開(kāi)模后塑件在應(yīng)該停留在動(dòng)模一側(cè)， 以便塑件脫出。如圖 4-5 所示： ③ 分型面的選擇要保證塑件的精度要求塑件光滑的一面不應(yīng)該設(shè)計(jì)成分型面，以 避免影響外觀。 ④ 分型面的選擇還應(yīng)該考慮到模具的側(cè)向抽拔距，由于模具側(cè)向分型是由機(jī)械式 17 分型機(jī)構(gòu)來(lái)完成的，所以抽拔距都比較小，選擇分型面應(yīng)將抽芯或分型距離長(zhǎng)的方向 置于開(kāi)合模的方向?qū)⑿〕榘尉嘧鳛閭?cè)向分型或抽芯。 ⑤ 分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融料的流動(dòng)末端，以利與模 具型腔內(nèi)氣體的排出。 方案 1 是把哈夫結(jié)構(gòu)放在后模上，這樣模具結(jié)構(gòu)緊湊和簡(jiǎn)單，降低模具成本，模 具運(yùn)動(dòng)平 方案 2 是把哈夫結(jié)構(gòu)放在前模上，這樣模具結(jié)構(gòu)增大難度，增加模具成本，不利 于澆注系統(tǒng)和其他結(jié)構(gòu)的建立。 綜上所述，方案 1 最好的。 18 5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)的選擇是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)前首先對(duì)塑件的采用的材何形 料和幾狀，機(jī)床設(shè)可能產(chǎn)生的缺陷，以及填充料等做一全面的分析。分型面的選擇與 澆注系統(tǒng)有密切關(guān)系。一般澆注系統(tǒng)色設(shè)計(jì)根據(jù)以下幾個(gè)原則 一、能順利的引導(dǎo)塑件注入到行腔各個(gè)部位且在填充過(guò)程中不致產(chǎn)生渦流或紊亂， 使型腔內(nèi)氣體能順利排出 二、應(yīng)選擇最短流程以縮短填充時(shí)間 三、盡量避免直接撞擊型芯嵌件 四、應(yīng)盡量減少?gòu)澱?，有較高光潔度五對(duì)于一模多腔時(shí)應(yīng)盡量與模板中心對(duì)稱 五、進(jìn)料口位置與形狀應(yīng)結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)而確定 六、澆注系統(tǒng)的容積應(yīng)取最小值還有對(duì)與一模多種產(chǎn)品是應(yīng)考慮把誤差最小的放 一個(gè)模具內(nèi)，對(duì)與有要求的產(chǎn)品要多方位的考慮交口的成行方式。 主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套， 采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開(kāi)設(shè)計(jì)。 5.2 主流道的設(shè)計(jì) 查資料得到 XS-ZY-125 型柱塞式注射機(jī)與噴嘴有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑 SR 0=12mm，噴嘴孔直徑 d 0=4mm，定位圈直徑為 φ100 毫米。為保證模具主流道與 噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR=SR 0+(1-2),d= d 0+0.5。因此， 取主流道球面半徑 SR=14mm(取標(biāo)準(zhǔn)值) ，主流道的小端直徑 d=4.5mm。 為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度 2°～4°， 取 2°， 計(jì)算其大端直徑約為 φ10mm;為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過(guò)大的反壓力，配合段 直徑 D 不宜過(guò)大，取 D=25mm;同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì) 19 R2 的圓弧過(guò)渡；為補(bǔ)償在注射機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長(zhǎng)度設(shè) 計(jì)得比模板厚度短 0.02mm;澆口套外圓盤(pán)軸肩轉(zhuǎn)角半徑 R 宜大一些，取 R=3mm,以免淬 火開(kāi)裂和應(yīng)力集。 定位圈是安裝在模具時(shí)做定位用的，一般定位圈高出定模座板表面 5-10mm.取 10mm。 圖 4-7 主澆道 5.3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道橫截面形狀有很多種：圓形、梯形、六邊形、圓角梯形、等。在各種截面 中，圓形截面是使用最為廣泛的，本設(shè)計(jì)就采用了圓形截面這樣的分流道使用效率高， 在分流道中流過(guò)塑料熔體的流量相同的情況下，其分流道內(nèi)的表面積最小，減小注射 20 過(guò)程中的散熱面積，減少壓力損失。對(duì)應(yīng)的缺點(diǎn)就是加工難度較大。不能采用加工中 心端面銑刀銑削，一般采用電火花加工?？紤]到模具型腔的分布情況，為使注射壓力 在各個(gè)型腔較為相近，保持相同的注射壓力。 5.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道和型腔之間的通道。它的位置、形狀和尺寸對(duì)產(chǎn)品塑件的成型 有較大的影響。它的設(shè)計(jì)包括了形狀、尺寸的確定和位置的選擇。 優(yōu)點(diǎn)： （1）冷卻時(shí)間短，從而縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。 （2）易去除澆注系統(tǒng)凝料而不影響塑件外觀。 （3）可根據(jù)塑件形狀特點(diǎn)靈活多樣選擇澆口位置。 （4）澆口在分型面上且形狀簡(jiǎn)單故易加工，且可隨時(shí)調(diào)整尺寸，使各型腔澆注平 衡。 交口應(yīng)按要求迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熔體回流。澆口截面尺寸要 小、長(zhǎng)度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉。交口采用側(cè)澆口，由經(jīng)驗(yàn)公 式 h=nt, h=1.5mm 5.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時(shí)，必須置 換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)是注塑模具設(shè)計(jì)的重要組成 部分。 由于塑件的體積較大，且屬于薄壁件，型腔不深，分型面較長(zhǎng)，頂桿和小型芯有 較多，故不需另外增設(shè)排氣槽，利用分型面、頂桿以及小型芯等的配合間隙排氣即可， 其間隙約為 0.03mm，試模后若排氣不順則可另外增設(shè)排氣槽。 21 6.成型零部件的工作尺寸的計(jì)算 6．1 影響尺寸和精度的因素 1、行收縮率 塑件的尺寸變化范圍是 。ssll)(minax?? 2、具成行零件的制造誤差應(yīng)在 IT7-IT8 之間. 模具的成行零件最大磨損應(yīng)取塑件公 差的 1/6 以下。 6．2 零件鋼材的選用 選用鋼種時(shí)，應(yīng)按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來(lái)確 定。對(duì)本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，凹模和凸模均采用 S55C，熱處理到 HRC44-46,型芯與鑲件采用的 T8 鋼料，其他零件用日本的 SKD61 鋼料，熱處理到 HRC54-58。 6．3 工件工作尺寸計(jì)算 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算，查有關(guān)尺寸手冊(cè)得 PP 的收縮率為 0.3%-0.8%，故平均收縮率 S =（0.3+0.8 ）%/2=0.55%=0.0055，根據(jù)塑件尺寸公差要求，cp 模具制造公差取 δ =Δ/3,成型零件尺寸計(jì)算見(jiàn)表 z 類 別 模具零 件名稱 塑件 尺寸 計(jì) 算 公 式 工作尺寸 型 腔 計(jì) 算 型腔 143 L = [（1+S ）L -mcps 0.75Δ ] + z? 143 16.0? 22 類 別 模具零 件名稱 塑件 尺寸 計(jì) 算 公 式 工作尺寸 型 芯 計(jì) 算 型芯 129 L = [（1+S ）L -mcps 0.75Δ ] + z? 129 16.0? 6．4 模架的選擇 模架的選取應(yīng)綜合考慮型腔的大小與布置、澆口形式、凸凹模結(jié)構(gòu)形式、推出機(jī) 構(gòu)形式、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等方面，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架。在本次設(shè)計(jì)中，模具設(shè)計(jì)成一模 1 腔，用直接式澆口，利用哈夫結(jié)構(gòu)。另外，采用推板推出。綜合以上分析，查相關(guān)手 冊(cè) GB／T12556 ，初步確定選用型號(hào)為 50-50 系列的標(biāo)準(zhǔn)模架： 23 6.5 型腔側(cè)壁厚度計(jì)底板厚度的計(jì)算 型腔內(nèi)壁承受熔融塑料的巨大壓力,這就要求型腔有一定的強(qiáng)度和剛度 . 因采用整體式型腔,又因塑件質(zhì)量體積都比較小所以只按強(qiáng)度計(jì)算 . 因 a/lkpA 式中 F——注射機(jī)鎖模力，查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄表得 XS-ZY-125 型螺桿式 注射機(jī)的鎖模力為 900KN； k——壓力損耗系數(shù)，一般取 1.1～1.2 ； p——型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件 p=30MPa； A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具 A=0.32×10- 2m2。 故代入公式得：kpA=1.2×30×10 6×0.32×10-2=115.2KNH1+H2+(5～10) 式中 S——注射機(jī)的最大開(kāi)模行程，查《塑件模設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄得 XS-ZY-125 型 螺桿式注射機(jī)的最大開(kāi)模行程 S=300㎜； H1——塑件脫模所需的推出距離，該塑件的脫模推出距離為 20㎜； H2——塑件高度，該塑件的高度為 28㎜。 計(jì)算得：H1+ H2+(5～10)
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