塑料抽屜注塑模具設(shè)計(jì)[6張CAD高清圖紙和文檔]【注塑模具JA系列】

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抽屜注塑模具設(shè)計(jì)說明 目錄 一. 前言 二. 模型的設(shè)計(jì) 三. 零件材料的選擇及材料性能 四. 塑料注射成型模具的設(shè)計(jì) 五. 成型零件的設(shè)計(jì) 六. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 七. 塑料溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 八. 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 九. 參考文獻(xiàn) 十. 實(shí)習(xí)小結(jié) 前言 所謂注塑成型（Injection Molding）是指，將已加熱融化的材料噴射注入到模具內(nèi)，經(jīng)由冷卻與固化后，得到成形品的方法。適用于量產(chǎn)與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成形加工領(lǐng)域。 注塑成型機(jī) 　 注塑成型機(jī)可區(qū)分為合模裝置與注射裝置。合模裝置是開閉模具以執(zhí)行脫模（eject）作業(yè)。注射裝置是將樹脂予以加熱融化後再射入模具內(nèi)。 模具 所謂模具（Mold）是指，為了將材料樹脂做成某種形狀，而用來承接射出注入樹脂的金屬制模型。 已溶解的材料是從澆口進(jìn)入模具內(nèi)，再經(jīng)由流道與流道口填充到模槽內(nèi)。接下來則經(jīng)由冷卻工程與開模成型機(jī)脫模桿上的模具脫模板，推頂出成形品。 成形品 成形品是由流入融化樹脂的澆口、導(dǎo)入模槽的流道與產(chǎn)品部份所構(gòu)成。 使用回料 成形品中的澆口與流道并不屬于產(chǎn)品。因此該部分往往被廢棄，甚至粉碎后再度用作成形專用材料，這就稱為回料?；亓喜荒軉为?dú)作為成形專用材使用，通常都是配合造粒才能予以使用。由于會經(jīng)過成形工程，因此可讓樹脂做出各種特性的變化。回料之配方比例的上限為30％左右，若配方比例過高就有可能會損害到樹脂的原有性質(zhì)。 成形條件 所謂成形條件是指，為了獲得所需的成形品，而利用成型機(jī)的汽缸溫度、射出速度、模具溫度等組合成無數(shù)個(gè)設(shè)定條件。由于可獲得的成形品外觀、尺寸、機(jī)械物性會因成形條件而異，因此要找出最佳的成形條件，就必須仰賴熟練的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。 CAD/CAM的技術(shù)現(xiàn)狀 經(jīng)過四十多年的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)有了長足的進(jìn)步?，F(xiàn)在CAD/CAM主要運(yùn)行在工作站或微機(jī)平臺上。工作站雖然性能優(yōu)越，圖形處理速度快，但價(jià)格卻十分昂貴，這在一定程度上限制了CAD/CAM技術(shù)的推廣。 AUTOCAD 的簡介 20世紀(jì)60年代初，由美國學(xué)者首先提出CAD的概念。CAD（Computer Aided Design）是“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”這三個(gè)詞的英文縮寫。40多年來，CAD技術(shù)飛速發(fā)展，其內(nèi)涵也有了充實(shí)和延伸，它與CG（Computer Graphics— 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)）相結(jié)合形成了一門新學(xué)科。計(jì)算機(jī)繪圖是由計(jì)算機(jī)及圖形輸入/輸出設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖形顯示及繪圖輸出，它是圖形學(xué)、計(jì)算學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的三者結(jié)合的結(jié)晶，是CAD/CAM的基礎(chǔ)之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功能和高效率的圖形處理能力，按照設(shè)計(jì)師的意圖進(jìn)行分析和計(jì)算，作出判斷和選擇，最后得到滿意的設(shè)計(jì)效果和生產(chǎn)圖紙，大大地提高提高了設(shè)計(jì)效率。 模型的設(shè)計(jì) 3D模型的建立 零件模具的設(shè)計(jì) 零件材料的選擇及材料性能 制品的材料選擇依據(jù) PS 聚苯乙烯 性能 ??? PS一般為頭尾結(jié)構(gòu)，主鏈為飽和碳鏈，側(cè)基為共軛苯環(huán)，使分子結(jié)構(gòu)不規(guī)整，增大了分子的剛性，使PS成為非結(jié)晶性的線型聚合物。由于苯環(huán)存在，PS具有較高的Tg（80～82℃），所以在室溫下是透明而堅(jiān)硬的，由于分子鏈的剛性，易引起應(yīng)力開裂。 ??? 聚苯乙烯無色透明，能自由著色，相對密度也僅次于PP、PE，具有優(yōu)異的電性能，特別是高頻特性好，次于F-4、PPO。另外，在光穩(wěn)定性方面僅次于甲基丙烯酸樹脂，但抗放射線能力是所有塑料中最強(qiáng)的。 ??? 聚苯乙烯最重要的特點(diǎn)是熔融時(shí)的熱穩(wěn)定性和流動性非常好，所以易成型加工，特別是注射成型容易，適合大量生產(chǎn)。成型收縮率小，成型品尺寸穩(wěn)定性也好。 ??? 熱性能：最高工作溫度為60～80℃。當(dāng)加熱至Tg以上，PS轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)，且保持這種狀態(tài)在較寬的范圍內(nèi)，這就使其熱成型提供方便。PS的熱變形溫度為70～80℃，脆化溫度為-30℃，PS在高真空和330～380℃下劇烈降解。 ??? 機(jī)械性能：PS的分子量過高，加工困難，所以通常聚苯乙烯的分子量為5～20萬。PS的機(jī)械性能，隨溫度升高，剛性（彈性模量、抗拉強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等下降，而斷裂伸長率較大。 ??? PS的透明性好，透光率達(dá)88～92%，僅次于丙烯酸類聚合物，折射率為1.59～1.60。故可用作光學(xué)零件，但它受陽光作用后，易出現(xiàn)發(fā)黃和混濁。 ??? PS有主要缺點(diǎn)是性脆和耐熱性低。對PS進(jìn)行改性，如橡膠改性的高抗沖PS（HIPS）；MMA-丁二烯-苯乙烯（MBS）；A（丙烯腈）B（丁二烯）S ，在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的是ABS塑料。 化學(xué)和物理特性： ??? 大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.4~0.7%之間。 注塑模工藝條件 ??? 干燥處理：除非儲存不當(dāng)，通常不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80C、2~3小時(shí)。 ??? 熔化溫度：180~280C。對于阻燃型材料其上限為250C。 ??? 模具溫度：40~50C。 ??? 注射壓力：200~600bar。 ??? 注射速度：建議使用快速的注射速度。 ??? 流道和澆口：可以使用所有常規(guī)類型的澆口。 典型用途： ??? 產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。 PS主要技術(shù)指標(biāo)如下表： 密度（g/cm3） 1.05~1.08 抗拉屈服強(qiáng)度(Mpa) 42~56 比容(cm3/g) 0．92 拉伸彈性模量(Mpa) 吸水率24h(%) 0.03~0.10 沖擊強(qiáng)度 kj/m2 無缺口 收縮率(%) 0.4~0.7 缺口 熔點(diǎn)(℃) 180~280(230) 彎曲強(qiáng)度(Mpa) 熱變形 溫度 (℃) 硬度(HB) 體積電阻率 分析計(jì)算： 在PRO/E中可以分析得到: 體積 = 1.0808451e+05 毫米^3 曲面面積 = 1.3020789e+05 毫米^2 密度 = 1.0500000e-03 克 / 毫米^3 質(zhì)量 = 1.1348874e+02 克 根據(jù)_PART坐標(biāo)邊框確定重心: X Y Z -1.8645351e-03 1.7856011e+01 7.9160117e+00 毫米 相對于_PART坐標(biāo)系邊框之慣性. (克 * 毫米^2) 慣性張量 Ixx Ixy Ixz 6.4489761e+05 0.0000000e+00 1.8113848e+01 Iyx Iyy Iyz 0.0000000e+00 8.3525619e+05 -1.5908008e+04 Izx Izy Izz 1.8113848e+01 -1.5908008e+04 3.3634826e+05 重心的慣性(相對_PART 坐標(biāo)系邊框) (克 * 毫米^2) 慣性張量 Ixx Ixy Ixz 6.0160161e+05 -3.5702160e+00 1.6438790e+01 Iyx Iyy Iyz -3.5702160e+00 8.2814462e+05 1.3344275e+02 Izx Izy Izz 1.6438790e+01 1.3344275e+02 3.0016384e+05 主慣性力矩 (克 * 毫米^2) I1 I2 I3 3.0016381e+05 6.0160161e+05 8.2814465e+05 從_PART 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)矩陣: -0.00005 1.00000 -0.00002 -0.00025 0.00002 1.00000 1.00000 0.00005 0.00025 從_PART 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)角(度): 相對 x y z 的夾角 -89.986 0.000 -90.003 相對主軸的回旋半徑： R1 R2 R3 5.1428372e+01 7.2807835e+01 8.5423374e+01 毫米 208*156*52-13 塑料注射成型模具的設(shè)計(jì) 注射機(jī)類型的選擇 根據(jù)產(chǎn)品的注射形式和最大注射量等要求，選用臥式注射機(jī) 型號 SZ160/1000 拉桿內(nèi)間距(mm) 360*260 結(jié)構(gòu)型式 臥式 移模行程(mm) 280 理論注射容量(cm3) 179 最大模具厚度(mm) 360 螺桿直徑(mm) 44 最小模具厚度(mm) 170 注射壓力(Mpa) 150 鎖模形式 液壓 注射速率(g/s) 110 模具定位孔直徑(mm) 125 塑化能力(g/s) 10.5 噴嘴球半徑(mm) SR10 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 10~150 噴嘴口孔徑(mm) 鎖模力(KN) 1000 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1注射量的校核 據(jù)式 式中：—塑件與澆注系統(tǒng)的體積（） —注射機(jī)的注射量（） 0.8—最大注射容量的利用系數(shù) 0．8VV 0．8V=0。8*179=143.2cm 巳知：產(chǎn)品 V=113.5 cm 符合條件。 2鎖模壓力的校核 鎖模力是在成型時(shí)鎖緊模具的最大力，用于實(shí)現(xiàn)動、定模緊密閉合保證塑料制品的尺寸精度，盡量減少分型面處的溢邊（或毛邊）厚度和確保操作者的人身安全。因此，成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力（或稱推力）應(yīng)小于鎖模力。 /1000(KN) [4]155 式中:—注射機(jī)的額定鎖模力（KN） A— 制品和分流道在分型面上的投影面積（） —型腔的平均壓力（Mpa），PS等薄壁類容器制品一般取30Mpa K—安全系數(shù)，通常取K=1.1~1.2 已知：K=1.1， 模型的投影面積 = 29252.9 KA/1000=1.1*30* 29252.9/1000=960.382KN1000KN 滿足要求。 3注射壓力的校核 注射壓力是成型時(shí)柱塞或螺桿施于料筒內(nèi)熔融塑料上的壓力。常取70~150Mpa。 式中—塑件成型所需要的注射壓力（Mpa），一般取100Mpa —所選注射機(jī)的額定注射壓力（Mpa） 已知；P =132Mpa 故滿足要求 4注射速率 注射速率即注射過程中每秒鐘通過噴嘴的塑料容量。常取33～58 mm/s. 5模具閉合厚度的校核 模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按下式校核 Hmin≤Hm≤Hmax 式中 Hmin—注射機(jī)允許的最小模具厚度（mm） Hm—模具閉合厚度（mm） Hmax—注射機(jī)允許的最大模具厚度（mm） 已知：H = 170mm H=mm H=360mm 所以滿足要求 成型零件的設(shè)計(jì) 1型腔分型面的設(shè)計(jì) 《1 塑件在型腔中方位的選擇 塑件在型腔中的方位選擇是否合理，將直接影響模具總體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。一般應(yīng)盡量避免與開合模方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和抽芯，使模具結(jié)構(gòu)盡可能簡單。為此，在選擇塑件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開合模方向垂直或傾斜的方向有側(cè)孔側(cè)凹。在確定塑件在型腔中的方位時(shí)，還需要考慮對塑件精度和質(zhì)量的影響、澆口的設(shè)置、生產(chǎn)批量、成型設(shè)備、所需的機(jī)械化自動化程度等。如較長的管狀塑件，將其軸線方向設(shè)置在開合模方 向，則可能使模厚太大而無法在注射機(jī)上安裝或注射機(jī)的開模行程不夠而無法取出塑件。此時(shí)，可將塑件的軸線方向設(shè)置在和開合模方向垂直的方向，采用液壓或手動側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 《2 分型面形狀的選擇 分型面的形狀一般有以下幾種:a 和開合模方向垂直的平面,b 階梯形彎折面,c 斜面,d 曲面.后三種分型面雖然加工較前一種困難,但型腔加工或脫模較為容易。此外,還有用和開合模方向平行的平面作分型面（側(cè)向分型面）的。分型面形狀的選擇主要應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀特點(diǎn)而定，力求使模具結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便、成型操作容易。 《3 分型面位置的選擇 在選擇分型面位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 （1）塑件在型腔中的方位確定后，分型面必須設(shè)在塑件斷面輪廓最大的地方，才能保證塑件順利地從模腔中脫出。 （2）不要設(shè)在塑件要求光亮平滑的表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，以免溢料飛邊、拼合痕跡影響塑件外觀。 （3）開模時(shí)，盡量使塑件留在動模邊。一般在動模邊設(shè)脫模機(jī)構(gòu)較為方便。如薄壁或大孔塑件，在模腔中冷卻收縮包緊型芯，應(yīng)將型芯設(shè)在動模邊。多孔塑件或型芯形狀復(fù)雜、 斜度小時(shí)，塑件對型芯包緊力大，同樣應(yīng)將型芯設(shè)在動模邊。厚壁小孔塑件，對型芯包緊 力較小，如果將型芯和凹模分別設(shè)在動定模兩邊，往往不能準(zhǔn)確判斷塑件的留模方向，此 時(shí)，可將型芯和凹模設(shè)在動模邊，或采取其它一些強(qiáng)制留模措施。當(dāng)塑件帶有光孔的金屬 嵌件時(shí)，則不會對型芯產(chǎn)生包緊力，而對凹模的粘附力較大，此時(shí)應(yīng)將凹模設(shè)在動模邊。 （4）保證塑件的精度要求。同軸度要求較高的部分，應(yīng)盡可能設(shè)在同一側(cè)。如由于塑件結(jié)構(gòu)形狀的限制，同軸度要求較高的部分不可能設(shè)在同一側(cè)時(shí)，則應(yīng)設(shè)法提高動定模之間 的定位精度。此外，還需注意分型面上產(chǎn)生的飛邊對塑件尺寸精度的影響。 （5）長型芯作主型芯，短型芯作側(cè)型芯。當(dāng)采用機(jī)動式側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，在一定的開模行程和模具厚度范圍，不易得到大的抽拔距，長型芯不宜設(shè)在側(cè)向。采用液壓和手動側(cè)向 抽芯機(jī)構(gòu)除外。 （6）投影面積大的作主分型面，小的作側(cè)分型面。側(cè)向分型面一般都*模具本身結(jié)構(gòu)鎖 緊，產(chǎn)生的鎖緊力相對較小，而主分型面由注射機(jī)鎖模力鎖緊，鎖緊力較大。故應(yīng)將塑件投影面積大的方向設(shè)在開合模方向。 （7）采用機(jī)動式側(cè)向分型面抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量采用動模邊側(cè)向分型抽芯。采用動模邊側(cè)向分型抽芯，可使模具結(jié)構(gòu)簡單，可得到較大的抽拔距。在選擇分型面位置時(shí)，應(yīng)優(yōu)先 考慮將塑件的側(cè)孔側(cè)凹設(shè)在動模一邊。 （8）盡量使分型面位于料流末端，以利排氣。利用分型面上的間隙或在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，結(jié)構(gòu)較為簡單，為此，應(yīng)盡量使料流末端處于分型面上。當(dāng)然料流末端的位置 完全取決于澆口的位置。 此外，分型面的位置選擇應(yīng)使模具加工盡可能方便，保證成型零件的強(qiáng)度，避免成型零件出現(xiàn)薄壁及銳角。 按以上原則選取。 2排氣槽的設(shè)計(jì) 排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的 該注射模屬于中小型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，已能滿足要求，故不再考慮排氣槽。 3成型零件的設(shè)計(jì) （1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到注塑零件的結(jié)構(gòu)和模具的加工，凹模結(jié)構(gòu)采用整體式，其特點(diǎn)是牢固，不易變形。 （2）型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主型芯采用局部嵌入固定。其特點(diǎn)是節(jié)約模具鋼的便于加工。 （3）成型零件工件尺寸 型腔與型芯的尺寸計(jì)算 型腔內(nèi)徑尺寸計(jì)算 Dm=(D+DQ-3/4*) (mm) Dm——型腔內(nèi)徑 （mm） D——制品的最大尺寸（ mm） Q——塑料平均收縮率（％） 取 0.5% ——制品公差 3/4——系數(shù)，可隨制品精度變化。一般取0.5～0.8之間。若制品偏差大則取小值，若制品偏差小則取大值 ——模具制造公差，一般取 ＝(1/6～1/4) 零件的長度最大尺寸為D=208mm，取9級精度，查得=0.115,則 D=(207+207*0.005-*0.115)=208.124mm 零件的寬度最大尺寸D=156mm，同樣查得=0.100,則 D=（154+154*0.005-*0.100）=154.855mm 型芯徑向尺寸的計(jì)算 模具型芯徑向尺寸是由制品的內(nèi)徑尺寸所決定的,與型腔徑向尺寸的計(jì)算原理一樣,分為兩個(gè)部分來計(jì)算: dm=mm 式中: dm—型芯外徑尺寸(mm) D1—制品內(nèi)徑最小尺寸(mm) 其余的符號含義同型腔計(jì)算公式 零件內(nèi)徑長度最大尺寸d=197mm, =0.115 d=(197+197*0.005+*0.115)= 198.060mm 零件內(nèi)徑寬度最大尺寸d=147mm，=0.100mm d=(147+147*0.005+*0.100)=147.810mm 型腔深度尺寸計(jì)算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所決定的，設(shè)制品高度名義尺寸為最大尺寸，其公差為負(fù)偏差。型腔深度名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差+。 HM=(mm) H——型腔深度尺寸（mm） h1——制品高度最大尺寸(mm) 最大尺寸h1=52mm, =0.074 H=(52+52*0.005+*0.074)= 52.310mm 型芯高度尺寸計(jì)算 模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸決定的，假設(shè)制品深度尺寸H1為最小尺寸，其公差為正偏差+△，型芯高度尺寸為最大尺寸，其公差為負(fù)偏差-。根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式： hM=(mm) hM—型芯高度尺寸(mm) H1—制品深度最小尺寸(mm) 其余公式中字母的含義同前面的含義 深度最小尺寸H=48.5mm, =0.043 h=(48.5+48.5*0.005+*0.043)=48.772mm 型腔壁厚與底板厚計(jì)算 注射成型模型壁厚得確定滿足模具剛度好、強(qiáng)度大和結(jié)構(gòu)輕巧、操作方便等要求。在塑料注射充型過程中，塑料模具型腔受到熔體的高壓作用，故應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。否則可能因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生塑料制件變形損壞，也可能會彎曲變形而導(dǎo)致溢料和飛邊，降低塑料的尺寸精度，并影響塑料制品的脫模。從剛度計(jì)算一般要考慮下面幾個(gè)因素： a. 使型腔不發(fā)生溢料，ABS不溢料的最大間隙為0.05。 b. 保證制品的順利脫模，為此，要求型腔允許的彈性變形量小于制品冷卻固化收縮量。 c. 保證制品達(dá)到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求比較高的精度，這就要求模具型腔有很好的剛度。 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) A、矩形型腔側(cè)壁厚度的確定。 側(cè)壁厚度一般取制品長度（長的邊長）或直徑D的0.2~0.5倍。當(dāng)型腔為整體式，>100mm,需要乘以0.85~0.9。在p<49Mpa時(shí)， 因此 S=0.2*208*0.9+17=58.6mm 取側(cè)壁厚度60mm就滿足要求。 B、矩形型腔底板厚度的確定 因?yàn)閜<49Mpa, L1.5b 查表可得S=0.08*156=0.08*156=12.3mm 取底板厚度15mm就滿足要求。 4塑件脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于改塑件脫模阻力不大，而頂桿加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此選用頂桿脫模機(jī)構(gòu)。而中間的部分采用推管機(jī)構(gòu)。 推桿位置的設(shè)置采取了以下的原則： a 推桿設(shè)在脫模阻力大的地方 b 推桿位置均勻分布 c 推桿設(shè)在塑料制品強(qiáng)度剛度大的地方 d 推桿直徑應(yīng)滿足相應(yīng)的剛度、強(qiáng)度條件，在滿足條件的前提下，應(yīng)盡量選用直徑較大的推桿。 本次設(shè)計(jì)的零件，所以推桿直徑取得比較小，為了達(dá)到強(qiáng)度剛度要求設(shè)置了較多的推桿。 脫模力計(jì)算 矩環(huán)形薄壁制品s/d 0.05 F＝ （N） r——型芯平均半徑 （m） S——制品壁厚 （m） E——塑料彈性模量 （Mpa） Q——塑料平均收縮率 （%） l——制品對型芯的包容長度 （m） f——制品與型芯靜摩擦系數(shù) f=0.1～0.2 ——脫模斜度 （） 取1 m——塑料的泊松比 m=0.38～0.42 k——系數(shù) k=2/(cos+2cos) k——系數(shù) k=1+fsincos1 A——盲孔制品型芯在脫模方向投影面積 （m） 已知，， ，，，， 、 F=+0.1*0.029=6052N 5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)有一個(gè)側(cè)向型芯。所以使用外側(cè)抽芯。 （1）斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱直徑d與導(dǎo)柱孔應(yīng)保持0.5~1mm的間隙。 （2）導(dǎo)柱的角度 本設(shè)計(jì)α=18°，楔緊塊角度為20°。 （3）抽心距的計(jì)算 通常抽心距等于側(cè)芯深度加2~5mm S=13+4=17mm (4)斜導(dǎo)柱工作部分長度 L=S/sin18=56 開模行程 H=Sctg18=53 (5)抽拔力的計(jì)算 F1=lhp(fcosθ-sinθ) 式中 l—活動側(cè)芯被塑料包緊的斷面周長(m); h—成型芯部分的深度(m); p—制品對側(cè)心的壓力,一般取8~12Mpa; f—塑料對鋼的摩擦系數(shù),常用f=0.1~0.2; θ—側(cè)芯的脫模斜度,常取θ=1°~2°。 已知l=132mm,h=13mm,p=10Mpa,f=0.2, θ=1° F1=0.132×0.013×10×106×(0.2×cos1°-sin1°)=3132N （6）斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計(jì)算 P=θ/cosα P—彎曲力 Q—抽拔阻力(與抽拔力大小相等,方向相反) α—斜導(dǎo)柱的傾斜角 ∴P=3132/cos18°=3293N （7）斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 d= 式中 p—最大彎曲力； l—斜導(dǎo)柱有效工作長度； ［σ］彎—彎曲許用應(yīng)力，對碳鋼可取137Mpa d=23.79mm 取標(biāo)準(zhǔn)斜導(dǎo)柱的公稱直徑為25。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對制品性能，外觀和成型難易程度影響頗大。根據(jù)注塑件的要求及模具的結(jié)構(gòu)等方面來考慮選擇澆注系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)原則 （1）能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔，不產(chǎn)生渦流，又有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 （2）在保證成型和排氣良好的前提下，選取短流程，少彎折，以減小壓力損失，縮短填充時(shí)間。 （3）盡量避免熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯位移或變形。 （4）澆口料容易清除，整修方便，無損制品的外觀和使用。 （5）澆注系統(tǒng)流程較長或需要開設(shè)兩面?zhèn)€以上澆口時(shí)，由于澆注系統(tǒng)的不均勻收縮導(dǎo)致制品變形，應(yīng)設(shè)法防止。 （6）在一模多腔時(shí)，應(yīng)使各腔同步連續(xù)充澆，以保證各個(gè)制品一致性。 （7）合理設(shè)置冷料井、溢料槽，使冷料不得直接進(jìn)入弄腔及減小毛邊的負(fù)作用。 （8）在保證制品質(zhì)量良好的條件下，澆注系統(tǒng)的斷面和長度應(yīng)盡量取小值，以減小對塑料的占用量，從而減小回收料。 1主流道的設(shè)計(jì) 斷面形式:截面形狀采取圓形，這種形狀熱量損失小，流動阻力小，效果最佳，但加工較難。 注射機(jī)的噴嘴頭部與主流道襯套的凹下的球面半徑R相接觸，二者必須匹配，無漏料。一般要求主襯套球面半徑R比噴嘴球面半徑大1~2mm，主流道進(jìn)口直徑d比注射機(jī)噴嘴出口直徑d應(yīng)大0.5~1mm.其作用：一是補(bǔ)償噴嘴與澆注道的對口誤差；二是使噴嘴與主襯套球面配合良好。 為了便于凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其半錐角a=2°~4°，表面粗糙度應(yīng)有Ra=0.8以上。主流道出口應(yīng)做成圓角，圓角半徑r=0.3~0.5mm或r=d/8.為減少壓力損失，主流道長度盡可能短些，常取L60mm。 噴嘴球面半徑為10mm （見上注射機(jī)技術(shù)參數(shù)） 主襯套球面半徑R取12mm 主流道進(jìn)口直徑d取4.5mm 主流道出口直徑d取6mm 半錐角a=3° 主流道長度L取45mm 2澆口的設(shè)計(jì) 取用直接澆口,直接澆口是直接和主流道連接，由主流道直接進(jìn)料。它可以做成頂澆口和中心澆口。由于澆口尺寸大，熔體壓力損失小，流動阻力小，進(jìn)料快，容易成型，適用于任何塑料，常用于成型單腔模，大而深的殼型制品。因?yàn)榱鞒潭蹋瑝毫鬟f好。熔體從上端流向分型面（低端），故有利于排氣和消除接痕。 直接澆口進(jìn)、出口端直徑d、d可以由主澆道的尺寸決定，它 塑料溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注射工藝過程中，模具的溫度直接影響著制品質(zhì)量和注射周期，各種塑料的性能、成型工藝要求的不同相應(yīng)的模具對溫度的要求也不同，PS在注射成型進(jìn)所需要的模具溫度為40~60℃，對于任何塑料制品，模具的溫度的波動較大都是不利的，過高的模具溫度會使塑料制品在冷卻脫模后發(fā)生變形，延長冷卻時(shí)間降低生產(chǎn)率，為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，就必須采取模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 塑料傳給模具的熱量： Q=n m C (T1-T2) 式中: Q—單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量KJ/h; n—每小注射的次數(shù); m—每次注射的塑料量,包括澆江系統(tǒng)(kg); C—塑料的比熱容（J/kg·℃）； T1—熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（℃）； T2—制品脫模溫度（℃）； 選定注射機(jī)每小時(shí)注射的次數(shù)為50，則根據(jù)以上公式： PS的C=1340（J/ kg·℃）; 已知m=0.16, T1=180℃, T2=60℃,選定注射機(jī)的每小時(shí)注射的次數(shù)為50，則根據(jù)以上的公式，得 Q=50×0.16×1340×(180-60)=1.30×106 (KJ/h) 冷卻時(shí)所需要的冷卻水量 式中： M1—通過模具的冷卻水的質(zhì)量(kg)； T3—出水溫度（℃）； T4—進(jìn)水溫度（℃）； λ—導(dǎo)熱系數(shù)（J/m·℃）; 由由［4］表8-26，查得λ=452（J/m·℃） 所以有冷卻水的質(zhì)量： M1=kg 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水道直徑d: d= 式中：M1—冷卻水的質(zhì)量(Kg); v—管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取0.8~2.5m/s; ρ—水的密度(Kg/m3)。 根據(jù)以上公式： 取冷卻水管道的直徑為14mm. 冷卻管道總傳熱面積計(jì)算公式： 式中：R—冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)（J/m2·℃） （J/m2·℃） f—與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)，查表8-29［4］得，f=7.98 ΔT—模具溫度與冷卻介質(zhì)之間的平均溫度； 其余符號意義同上 ∴ 其中ΔT=（60+40）/2=50℃ 冷卻管道的孔數(shù)：n= 式中A—冷卻裝置總的傳熱面積（m2）; d—冷卻水管管道直徑（m）; L—冷卻管道的長度（m）。 則 所以，冷卻水道的孔數(shù)在動、定模板之中各取一個(gè)就可以達(dá)到冷卻的要求。 由于PS是要求模溫較低的塑料，不斷注入的熔融塑料使模溫能夠達(dá)到PS注射成型所需的模溫，所以不必考慮需要加熱提升溫度的。 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 本次設(shè)計(jì)選用的標(biāo)準(zhǔn)模架型號是： A—500500—42—Z GB/T12556.1—90 A——品種（基本型號） 500500——系列（模板周邊尺寸） 42——規(guī)格（基本組合編號） Z——導(dǎo)柱的安裝方式 參考文獻(xiàn) 模具設(shè)計(jì)與制造 閻其鳳 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具 劉守勇 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械制造技術(shù) 李華 機(jī)械工業(yè)出版社