2806 盒蓋塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計

2806 盒蓋塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計,盒蓋,塑料,注塑,結(jié)構(gòu),設(shè)計 1盒蓋塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計第一章 盒蓋注塑模工藝規(guī)程的編制1．1 分析研究原材料的工藝特性和成型性能塑件采用的材料為 HDPE（高密度聚乙烯） ，其成型性能查文獻(xiàn)【12】表 2—2 常用熱塑性塑料的成型條件如下：HDPE 可采用擠出，擠出—吹塑，注塑等熱塑性塑料通用的成型方法，還可采用壓制成型，粉末涂層等多種多種方法，其主要參數(shù)如下所示：密度 g/cm3 0.94_0.97比容 cm3/g 1.03-1.06吸水率(24h)% <0.01收縮率% 1.5-3.0熔點(diǎn)℃ 105-137熱變形溫度 ℃ 0.45Mpa 60-821.82Mpa 48硬度 HB 2.07HDPE 為白色粉末或顆粒，無毒，無味，無臭，與 LDPE 相比，支鏈較少，結(jié)晶度較高，密度較大，相對分子質(zhì)量常為十幾萬到幾十萬，熔體流動速度范圍較窄。具有較高的剛性和韌性，優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性，還有較好的耐溶解性、耐蒸汽滲透性、伸長率、沖擊強(qiáng)度好。1．2 分析析制品的工藝性和注塑成型工藝規(guī)程圖 1—1 盒蓋塑件圖2塑件制品為盒蓋， 從該塑件制品的圖形可知該制品的形狀結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但對尺寸大小，精度和表面質(zhì)量的要求都不太高。1．2．1 制品的尺寸分析：制品尺寸大小主要取決塑料品種的流動性和注塑機(jī)的規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動性好的塑料品種可以成型出較大尺寸的制品；反之成型出的制品尺寸較小，原材料（HDPE）流動性一般，滿足尺寸大小不高的要求。1．2．2 制品的尺寸精度分析：制品的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度，該零件重要尺寸，如 mm， mm 其尺寸精度屬 MT4 級，制品其它公差值按未注38.025??75.06?公差查文獻(xiàn)【13】表 2—14 模塑件尺寸公差表（GB/T14486—1993）得：， ， ， ， ， ， ，74.06?03.1?4.095??65.07?52.0???50.38?065.2??16.0??1．2．3 制品的形狀結(jié)構(gòu)分析：塑件在結(jié)構(gòu)上對稱，總體形狀為長方形。塑件四側(cè)有內(nèi)凹，高度為1.2mm，寬度方向采用了加強(qiáng)筋，高度為 6mm，加強(qiáng)筋的采用使塑件既有一定的強(qiáng)度和剛度，同時降低了塑件的壁厚，防止塑件因截面過厚產(chǎn)生成形缺陷。根據(jù)塑件的用途，工作環(huán)境，對塑件圖上制品形狀，尺寸精度，表面粗糙度等要求進(jìn)行綜合性分析，可知該塑件的工藝性較好，比較容易注射成型。注射成型工藝規(guī)程對模具設(shè)計的要求在設(shè)計任務(wù)書上無特殊要求，故在此不做特殊說明。1．2．4 分析研究制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)：注塑成型制品的生產(chǎn)綱領(lǐng)屬大批量生產(chǎn)，對于大批量生產(chǎn)，由于模具價格在整個生產(chǎn)費(fèi)中所占的比較小，生產(chǎn)率和模具壽命比較突出，因此可考慮使用自動化程度較高的復(fù)雜模具結(jié)構(gòu)，以及對成型零部件采用較好的模具材料。31．4 根據(jù)塑件形狀尺寸，估算塑件體積和重量1．4．1 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定型腔數(shù)計算塑件的體積： （估算值）316cmV?計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)文獻(xiàn)【7】可查得高密度聚乙烯的密度為=0.94~0.97g/cm3?故塑件的質(zhì)量為 gccw15/94.01633????1．4．2 HDPE 塑料的主要性能及注塑成型工藝參數(shù)密度 g/cm3 0.94~0.97 吸水率(24 h)% <0.01 熔融溫度℃ 105~137熱變形溫度℃ 0.45Mpa 60~821.82Mpa 48預(yù)熱和干燥 溫度（℃） 70~80時間（h） 1 注射壓力（Mpa） 70~100 料筒溫度（℃） 后段 140~160中段 180~200前段 180~190噴嘴溫度（℃） 150~180模具溫度（℃） 30~60成形時間(s) 高壓時間 0~5保壓時間 15~60冷卻時間 15~60成形周期 40~140螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30~60說明： 料斗干燥上述工藝參數(shù)可以在生產(chǎn)中借鑒和參考，也可以作為注射機(jī)型恰當(dāng)選擇的一個依據(jù)，既機(jī)型的規(guī)格大小，以及性能參數(shù)的范圍都應(yīng)盡量與注塑工藝參數(shù)相接近。41.5 塑件注塑工藝參數(shù)的確定根據(jù)計算及原材料的注塑成型工藝參數(shù)，初選注射機(jī)型號，選擇的注塑機(jī)的注塑壓力必須大于成型制品所需的注射壓力，因該塑件形狀一般，有一定精度要求，熔體粘度中等，所需壓力選 100~140Mpa，綜上選型號為 XS—ZY125，其各項參數(shù)如下所示：額定注射量 cm3 125螺桿直徑 mm 44注射壓力 Mpa 120注射行程 mm 115注射時間 s 1.6螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 56注射方式 螺桿式鎖模力 KN 900最大成型面積 cm2 320 最大開（合）模行程 mm 300模具最大厚度 mm 300模具最小厚 mm 200動定模固定板尺寸 mm 428 458?拉桿空間 mm 260 290合模方式 液壓—機(jī)械式定位圈尺寸 mm 100推出形式 兩端推出，中心距為 230mm噴嘴 球半徑(mm ) 12 孔直徑(mm) 4?5第二章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計2．1 確定型腔的數(shù)量及排列方式2．1．1 型腔數(shù)量的確定：塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模，其型腔數(shù)量與注塑機(jī)的塑化能力，最大注塑注塑量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制品的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響。在確定型腔數(shù)時應(yīng)考慮以下問題：（1）長期大批量生產(chǎn)適于采用多型腔結(jié)構(gòu)（2）制品較小時適于采用多型腔結(jié)構(gòu)（3）供貨日期集中，量大，適于采用多型腔結(jié)構(gòu)（4）制品批量小，不集中，宜采用單腔結(jié)構(gòu)（5）制品復(fù)雜或精度高，多腔一致性差，制造困難，故適宜單腔結(jié)構(gòu)由上述參數(shù)和因素按下列方法參考文獻(xiàn)【6】式 8—12 確定模具型腔數(shù)量1）按注塑機(jī)的注射量確定型腔數(shù)量 n9.216537.05..0???VGn式中 G__注塑機(jī)的公稱注射量（cm 3）V__單個制品的體積（cm 3）根據(jù)上面型腔數(shù)量的計算可知該模具為一模兩腔。2．1．2 型腔的排列：當(dāng)采用一模多腔時，型腔在模板上通常采用圓形排列，H 形排列，直線排列以及復(fù)合排列等。在設(shè)計時應(yīng)遵循以下要點(diǎn)：①盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，保證制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。②型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。③盡可能使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。④型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖然有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工困難，除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下常用直線排列和 H 形排列。綜上分析，型腔排列選用 H 形排列。62．2 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核2．2．1 注塑量校核：在一個注塑成型周期內(nèi)，注塑模內(nèi)所需的塑料熔體總量與模具澆注系統(tǒng)的容積有關(guān)，注射量以容積表示，其值可用下式計算：3max 25.10685.0cmV???1)~2(??在注塑機(jī)注塑過程中，如果實際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留時間就會過長，所以最小注射量容積，故每次注射的實際注射量容積 V1 應(yīng)滿足以3max 5.25.0. cV???下關(guān)系： Vmax＜ V1＜Vmax31.25＜32＜106.25故注射量滿足使用要求。式中 a—注射量系數(shù)，取 0.75~0.85，在這里取 0.85Vmax—模具型腔和流道的最大容積（ cm3） ）V—指定型號與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（cm 3） ）V1—制品和澆注系統(tǒng)的體積（cm 3） ） ，每個制品所需澆注系統(tǒng)體積是制品體積的（0.2~1）倍2．2．2 模具厚度校核：注塑機(jī)的動定模兩部分閉合后，沿閉合方向的長度叫模具厚度或模具閉合高度。由于絕大多數(shù)注塑機(jī)的動模與定模固定板之間距離都具有一定的調(diào)節(jié)量 。一般情況下，實際模具厚度 H 與注塑機(jī)允許安裝的最大厚度 H 及最小模厚 H 之間必須滿足下面條件：即由前面所求數(shù)值可知maxminM?200 254 300其中 ???imax式中 HM__實際模具厚度Hmin ,Hmax__注塑機(jī)允許安裝的最?。ù螅┠：衲＞吆穸确鲜褂靡蟆?2．2．3 開模行程校核：選用的注塑機(jī)的合模力為液壓—機(jī)械式，且模具結(jié)構(gòu)為雙分型面注塑模，故校核行程采用以下公式： maH)10~5(21??由前面以知條件可知 63.803式 H1__制品所用的脫模距離（H2__制品厚度a__取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度H__注射機(jī)動模板的開模行程所以開模行程符合使用要求。2．2．4 模具在注塑機(jī)上的安裝與固定尺寸校核模具外形的長度尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)拉桿間距。模具外形尺寸由后邊模架的選擇中取。注射機(jī)拉桿內(nèi)間距為 260 290，模具?外形尺寸滿足要求。以上注塑機(jī)各項參數(shù)校核均參考文獻(xiàn)【6】式 3—9。2．3 模架的選擇與設(shè)計根據(jù)實際情況，在次選用派生型 P1 型模架，它由 A1—A 4 對應(yīng)派生而成，經(jīng)去掉 A1—A 4 型定模座板上固定螺釘，致使增加一個分型面構(gòu)成三板式點(diǎn)澆口注射模結(jié)構(gòu)，其它特點(diǎn)和用途同 A1—A 4 型模架。具體結(jié)構(gòu)和尺寸參考文獻(xiàn)【8】表 13.3—1 塑料注射模中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸組合，具體參數(shù)如下：系列 B L 200 250mm??導(dǎo)柱 16mm?模板 A B 尺寸 63mm 50mm2．4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動通道。普通澆注系統(tǒng)包括主流道，分流道，澆口和冷料穴。澆注系統(tǒng)在模具中占有非常重要的地位，他的設(shè)計合理與否直接對制品的成型起到?jīng)Q定的作用。澆注系統(tǒng)的功能就是將熔體的塑料，經(jīng)過注塑機(jī)噴嘴，在高溫，高壓，高速狀態(tài)下，通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔。澆注系統(tǒng)的基本原則，是在滿足塑料制品質(zhì)量的同時，還應(yīng)有利于提高成型8速度來縮短成型周期。澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意的幾個問題：1)首先根據(jù)塑料制品的結(jié)構(gòu)分析其充填過程，以保證塑件制品的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。2)在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)非常注意澆注系統(tǒng)對制品外觀的影響。在設(shè)計過程中經(jīng)常會遇到這樣的情況，某一塑料制品的澆口設(shè)計在某處比較合理，但由于在該處位置澆口影響制品外觀，只能將澆口改在其它部位。若實在無法處理時，可通過改變制品結(jié)構(gòu)再解決。3)在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)該考慮到模具在注射時，是否能適應(yīng)全自動操作。要達(dá)到全自動操作，必須在保證開模時，制品與澆注系統(tǒng)能自動脫落，澆口與制品亦要盡可能自動分離。 4)澆注系統(tǒng)的設(shè)計，必須考慮到塑料制品生產(chǎn)的后續(xù)加工工序。如因后續(xù)工序在加工，裝配，管理上的需要，往往需設(shè)置輔助流道，將多件制品取成一件。5.在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)留有一定的余地，這樣在使用時即使有些不足之處，亦可以比較方便地得到解決。6)多觀察分析各類塑料制品的澆注系統(tǒng)和澆口位置的選擇，吸取其成功之處，提高澆注系統(tǒng)設(shè)計的可靠性。7)設(shè)計澆注系統(tǒng)時，其主流道進(jìn)口處的位置應(yīng)盡量與模具中心重合。2．4．1 主流道設(shè)計：主流道是主流道機(jī)噴嘴與模具接觸的部分起到分流道為止的一般流道，是熔融塑料進(jìn)入模具時最先經(jīng)過的部位，它的作用是將注塑機(jī)噴嘴流出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐狀，錐角取 2 ~4 ，便于塑料熔體順利地向前流?動，開模時主流道凝料又能順利地被拔出，主流道出口端應(yīng)有圓角，圓角半徑 R取 0.3~3mm 或 0.125D 主流道長度應(yīng)盡量短，以減小壓力損失和廢料量。通常，主流道長度可小于 60mm。HDPE（熱塑性塑料）的主流道型式及尺寸如下圖所示：9圖 2—1 主流道的形狀和尺寸其中 D1,D2 分別為主流道進(jìn)、出端截面直徑，參照文獻(xiàn)【13】表 6——1 主流道截面直徑的推薦值可得 D1=4.5 D2=6 LZ=50 =3??2．4．2 分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的一段流道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段，能使塑料的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。對多型腔模分流道還起著向各型腔分配塑料的作用。2．4．2．1 截面形狀的設(shè)計常見的分流道的截面形狀有圓形，半圓形，橢圓形和梯形，U 形和矩形截面，但以梯形截面最為常用。恰當(dāng)合理的分流道形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)制品的體積，壁厚，形狀復(fù)雜程度，模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。分流道長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置。從輸送熔體時的減少壓力損失和熱量損失的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。分流道斷面尺寸取決于多種因素，其中包括塑件重量和壁厚，塑料粘度和分流道本身的長度。分流道斷面積應(yīng)能保證型腔充滿并補(bǔ)充因腔內(nèi)塑料收縮所需的熔體后方可冷卻凝固。因此，分流道端面直徑或厚度應(yīng)大于塑件厚度。常用塑料注塑件分流道斷面尺寸推薦范圍，其數(shù)據(jù)是根據(jù)長期經(jīng)驗積累并試驗積累并經(jīng)試驗驗證的。在這里選用梯形分流道，此種截面是拋物線形截面的變形，與此兩種截面相比，熱損失大，但便于分流道的加工及刀具選擇，因此也是最常用的形式。分流道結(jié)構(gòu)尺寸參考文獻(xiàn)【9】表 6——150 分流道截面形狀及尺寸可得： 10圖 2—2 分流道截面形狀簡圖 其中：L=6mm， H=4mm2．4．2．2 分流道分布設(shè)計分流道的布局取決于型腔的布局，型腔與分流道的布局原則是排列緊湊，縮小模具尺寸，分流道的長度盡量短，鎖模力力求平衡，分流道的布置形式有平衡式進(jìn)料和非平衡式進(jìn)料兩種，根據(jù)實際要求，在這里采用平衡式澆口形式。分流道設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）分流道布置應(yīng)盡量平衡。（2）分流道的尺寸需根據(jù)制品的壁厚，體積，形狀復(fù)雜程度以及所用塑料性能等因素而定。（3）分流道表壁的表面粗糙度不宜太小，以免冷料帶入模腔，一般要求達(dá)到Ra1.25~2.5m 即可，這樣做可增大對外層塑料熔體的流動阻力，使其流速減小并與中心熔體之間具有一定的速度差，以保證熔體流動時具有合適的切變速率和剪切熱。（4）當(dāng)分流道設(shè)計比較長時，其末端應(yīng)留有冷料穴，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入模腔造成充模不足或影響制品的熔接強(qiáng)度。（5）設(shè)計分流道時應(yīng)將熱量損失和流動阻力作為主要矛盾進(jìn)行考慮，只有在保證塑料熔體能夠在足夠的壓力和合理的溫度下充滿模腔時，才能盡量減小分流道截面積和長度以降低原材料消耗。2．4．3 冷料穴設(shè)計：冷料穴一般都設(shè)置在主流道末端，即主流道正對面的動模上，直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑，以利于冷料流入。當(dāng)分流倒較長時，可將分流道的盡頭沿前進(jìn)方向稍延長部分作為冷料穴。其作用是用來儲藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料類的，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使塑件能順利地充滿型腔。為便于拉料桿11將主流道凝料拉出，選用底部帶有拉桿的 Z 形冷料穴，這類冷料穴的底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上。在設(shè)計時應(yīng)注意，冷料穴的大小要適宜，一般情況下，主流道冷料穴圓柱體的直徑為 6~12mm，其深度為 6~10mm,對于大型制品，冷料穴的具體尺寸可適當(dāng)加大，在此處三板式模具上一般不設(shè)主流道冷料穴，只在分流道上設(shè)計冷料穴，其結(jié)構(gòu)尺寸參照文獻(xiàn)【3】表 6——161 冷料穴與拉料桿。2．4．4 澆口設(shè)計：它是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，它的作用是使分流道輸送來得熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)順序，迅速地充滿型腔，同時還起著封閉型腔防止塑料倒流的作用，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。2．4．4．1 澆口形式和尺寸設(shè)計因該塑件屬扁平塑件，在這里宜采用平縫式澆口，它又稱薄片式澆口或?qū)挶部?，是?cè)澆口的另一變異形式，采用平縫式澆口的優(yōu)點(diǎn)是塑料通過特別開設(shè)的平行澆道得到均勻分配，以較低的線速度呈平行流均勻進(jìn)入型腔，因而使塑件的內(nèi)應(yīng)力小，尤其是為了減少因定向而產(chǎn)生的翹曲，并減小了氣泡及缺料等缺陷，這對防止聚乙烯塑件變形更為有效，但去除澆口加工量大，且澆口痕跡明顯，其澆口形式和尺寸參照文獻(xiàn)【11】表 6~153 平縫式澆口形式和尺寸：圖 2—3 平縫式澆口簡圖2．4．4．2 澆口位置的設(shè)計影響澆口截面形狀及其尺寸確定的因素，就制品而言，包括制品的形狀，大12小，壁厚，尺寸精度，外觀質(zhì)量及力學(xué)性能等，制品所用塑料特性對澆口設(shè)計的影響因素是塑料的成型溫度，粘度，收縮率及有無填充物等。此外，在進(jìn)行澆口設(shè)計時，還應(yīng)考慮澆口的加工，脫模及消除澆口的難易程度，除此以外，在選擇澆口位置時，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．澆口位置應(yīng)設(shè)在制品最大壁厚處，使塑件從厚壁流向壁薄，并保持澆口至型腔各處的流程基本一致。2．防止?jié)部谔幃a(chǎn)生噴射而在充填過程中產(chǎn)生產(chǎn)生蛇形流。3．澆口位置應(yīng)設(shè)在制品的主要受力方向上，因為塑料的流動方向上所承受的力和壓應(yīng)力最高，特別是帶填料的增強(qiáng)塑料，這種情況更加明顯。4．在選擇澆口位置時應(yīng)考慮制品的尺寸要求，因為塑料經(jīng)澆口充填型腔時，在塑料的流動方向與垂直于流動方向上的收縮不盡相同，所以應(yīng)考慮到變形和收縮的方向性。2．6 分型面選擇設(shè)計：模具閉合時動模和定模相配合的接觸平面，叫做分型面。分型面的選擇受塑件形狀，壁厚，成型方法，后處理工序，塑件外觀，塑件尺寸精度，塑件脫模方法，模具類型，型腔數(shù)目，模具排氣，嵌件，澆口位置與形式成型機(jī)的結(jié)構(gòu)等的影響。在選擇分型面時，應(yīng)遵循以下原則：1．要盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡單。2．型腔排氣順利，因此分型面應(yīng)該選擇在熔體流動的末端。3．確保塑件質(zhì)量。4．無損塑件外觀。5．考慮側(cè)向抽拔距，選擇分型面時應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動，定模的開合模方向上，對于帶有互相垂直的兩個方向都有孔或凹槽的塑件，應(yīng)避免長距離抽芯。6．要注意脫模斜度對塑件質(zhì)量的影響。7．如果塑件上側(cè)孔，必須側(cè)向抽芯，應(yīng)避免定模上側(cè)向抽芯。8．分型面的選擇應(yīng)有利于嵌件的安裝。綜上述幾點(diǎn)原則，確定分型面的位置在裝配圖所示的Ⅰ—Ⅰ，Ⅱ—Ⅱ分型面處。 2．7 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計：13注塑模的排氣是模具設(shè)計中不可忽視的一個問題，特別是快速注塑成型工藝的發(fā)展對注塑模排氣的要求更加嚴(yán)格。在注塑過程中，塑料熔體進(jìn)入模腔的同時置換出模腔內(nèi)的氣體，這些氣體如果不能排出模腔，將會影響制品成型以及脫模后的質(zhì)量，因此，在注塑模具時，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題。常見的排氣方式有排氣槽排氣，分型面排氣，拼鑲件縫隙排氣，推桿間隙排氣，粉末燒結(jié)合金塊排氣，強(qiáng)制排氣等。本設(shè)計中盒蓋塑件采用的是中小型模具，僅利用分型面排氣還不行，在這里應(yīng)設(shè)置排氣槽， 排氣槽深度通常為0.03~0.05mm 必要時可深至 0.1~0.3mm，寬度為 5~10mm,為了防止塑料堵塞排氣槽，又在上述深度的排氣槽向外延伸 6mm，以外加深到 0.8mm.其具體尺寸參考文獻(xiàn)【6】表 5—36，排氣槽尺寸如下：h=0.02mm h1=0.5mm l=8~10mm，排氣槽簡圖如下圖所示：圖 2—4 排氣槽簡圖2．8 對合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計注塑模具中，對合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能是保證動，定模部分能夠準(zhǔn)確對合，使分別加工在動模和定模上的成型表面，在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)確的腔體，從而保證塑件形狀，壁厚和尺寸的準(zhǔn)確。對于這里的中小型模具，可選用以導(dǎo)柱為基本零部件的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱形式及尺寸參考【13】查塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計表 5—1 帶臺導(dǎo)柱，具體尺寸如下所示： d=20. d1=20 D=25S=6 L1=32 L=90注：材料為 T8A技術(shù)要求：①熱處理 50——55HRC。②圖中標(biāo)注的形位公差 t 為 6 級。③d 的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內(nèi)變動。④圖示倒角不大于 0.5 45°?14⑤ 在滑動部位需要設(shè)置油槽時，其要求由錄制單位自行決定。2．9 脫模頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計：在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中取出，完成取出塑件這個動作的機(jī)構(gòu)就是脫模機(jī)構(gòu)，也稱為頂出機(jī)構(gòu)。熱塑性塑料在脫模時有較大的彈性，即使在較小的脫模斜度下，也可順利脫模。但為了減小脫模阻力，一般在產(chǎn)品沒有特殊要求的條件下，應(yīng)選用 2°脫模斜度作為標(biāo)準(zhǔn)斜度。根據(jù)以上設(shè)計規(guī)范，查文獻(xiàn)【7】表 5—27 常用塑料的脫模斜度推薦值可得聚乙烯凸模的脫模斜度為20″~45″，凹模的脫模斜度為 25″~45 ″。頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循如下設(shè)計原則：1）頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要準(zhǔn)確，可靠，靈活，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服脫模阻力。2）保證在頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機(jī)構(gòu)的最基本要求。在設(shè)計時要正確估計塑件對模具粘附力的大小和所在位置，合理地設(shè)置頂出部位，使頂出力能均勻合理地分布，要讓塑件能平穩(wěn)地從模具中脫出而不會產(chǎn)生變形。頂出力中大部分是用來克服因塑料收縮而產(chǎn)生的包緊力，這個力的大小與塑料品種，性能，以及塑件的幾何形狀復(fù)雜程度，型腔深度，壁厚還有模具溫度，頂出時間，脫模斜度，模具成型零件的表面粗糙度等因素有關(guān)，其影響因素較為復(fù)雜，很難準(zhǔn)確地進(jìn)行計算。一般原則是塑件收縮率越大，塑件壁越厚，型芯尺寸越大，形狀越復(fù)雜，型腔深度越深，脫模斜度越小，模具溫度越低，冷卻時間越長，成型零件表面粗糙度越大，其對模具的包緊力就越大 ，此時就應(yīng)選擇頂出力較大的頂出方式。3）頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯，且頂出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被頂壞。4）頂出力應(yīng)作用在不易使塑件產(chǎn)生變形的部位，如加強(qiáng)筋，凸緣，厚壁處等。應(yīng)盡量避免使頂出力作用在塑件平面位置上。5）若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位處凹進(jìn)塑件 0.1mm 左右，而頂出桿端面應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件表面會出現(xiàn)凸起，影響基準(zhǔn)面的平整和外觀。根據(jù)上述原則及前面設(shè)計內(nèi)容可知模具中選用脫模機(jī)構(gòu)為推板加斜導(dǎo)桿推出，推板頂出的設(shè)計要點(diǎn)如下:1. 推板頂出位置應(yīng)設(shè)置在頂出阻力大的地方,也就是使塑件不易變形的部位.2. 由于塑件收縮時包緊型芯,因此頂出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯,同時頂出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位,如凸緣,加強(qiáng)筋等處,作用面積也盡可能大一點(diǎn).153. 與塑件直接接觸的脫出零件的配合間隙要保證不漏料,以免在塑件上留下飛刺痕跡.4. 在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時,必須考慮在開模過程中保證塑料留在具有頂出裝置的那一部分,即留于動模上,這樣的頂出機(jī)構(gòu)較為簡單.5. 在脫出機(jī)構(gòu)完成動作后,并在取出機(jī)構(gòu)完成動作后,到下一個操作循環(huán)時,脫出機(jī)構(gòu)要可靠協(xié)調(diào)復(fù)位,避免各種干涉和損壞現(xiàn)象.推板尺寸參考文獻(xiàn)【8】表 10.4__12t 推板尺寸系列得B=58 l=100 H=16材料:45 鋼技術(shù)要求: 1)圖中標(biāo)注的形位公差值為 t16 級,為 t28 級.2)以 A 為基準(zhǔn)的直角相鄰兩面，應(yīng)做出明顯標(biāo)記，標(biāo)記方法由承制單位自行決定。3）其它按 GB/T4170——19844）推板與型芯之間的配合間隙如 H7/f6 等，配合表面粗糙度為Ra0.8~0.4 m.?5)為減少脫模過程中推板與型芯的摩擦，在推板與型芯之間留有0.2mm 的間隙，其配合錐度還能起到輔助定位的作用，防止推板偏心而引起溢料，推板頂出機(jī)構(gòu)具有頂出力均勻，頂出力大。運(yùn)動平穩(wěn)，且無頂出痕跡等優(yōu)點(diǎn)。2.10 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計本塑件側(cè)壁四側(cè)各有一側(cè)凹，它們垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具脫出，因此成型側(cè)凹的零件必須作成活動的型芯，即設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)，在本設(shè)計模具采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。1．確定抽芯距：抽芯距一般大于側(cè)凹的深度，本例中塑件側(cè)凹深度為 1.2mm,即 H1=1.2mm，另加 3~5mm 的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距 =5.2mm抽S2. 確定斜滑塊的傾角斜滑塊的傾斜角是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力以及抽芯距有直接關(guān)系，一般取 ，本例取??20~15???20??3. 確定斜滑塊的尺寸斜滑塊的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度，可按設(shè)計資料的有關(guān)公式進(jìn)行計16算，本例經(jīng)估算值，取斜導(dǎo)柱的直徑 d= 14mm?斜滑塊的長度根據(jù)抽芯距，固定端模板的厚度，斜銷直徑以及斜角大小確定，根據(jù)公式 ，由于上模座板和凸模固定板尺寸不確定，故54321LL???暫取 ,如果設(shè)計中 有變化，就修正 L 的長度取 D=20mm,取 L=55mm5mha ah4.滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計1）滑塊與側(cè)型芯的連接方式設(shè)計，本設(shè)計中側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)主要是用于側(cè)凹，由于側(cè)凹的尺寸較小，考慮到型芯強(qiáng)度和裝配問題，采用整體式結(jié)構(gòu)。型芯與滑塊的連接采用鑲嵌方式。2）滑塊的導(dǎo)滑方式：本設(shè)計中為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低裝配復(fù)雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導(dǎo)向槽形式，其結(jié)構(gòu)如圖所示：為提高滑塊的導(dǎo)向精度，裝配時可對導(dǎo)向槽或滑塊采用配磨，配研的裝配方法。3）滑塊的導(dǎo)滑長度和定位裝置：本設(shè)計中由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長度只要符合滑塊在開模時的定位要求即可，滑塊的定位采用螺釘與固定板固定的組合形式。2.11 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計本塑件在注射成型時不要求有太高的模溫，因而在模具上可不舍加熱系統(tǒng)。是否要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計計算：設(shè)定模具平均溫度為 40℃，用 20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30℃， 產(chǎn)量為 0.26kg/h。1．求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 Q3 ，查有關(guān)文獻(xiàn)的高密度聚乙烯的單位熱流量為 64.8 103J/kg?kgjkgjWQ/1084.6/108.642.03????2. 求冷卻水的體積流量 V min/1067.)203(18.406)t 34-36421 ??????（CPV17由體積流量 V 查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。三 模具成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算18表 1 型腔與型芯類工作尺寸計算公式類別 項目 公式徑向尺寸 Lm=（Ls+LsScp-X ）?Z??0型腔的計算深度 Hm=（Hs+HsScp- X 1 ） Z?0徑向尺寸 Lm=（ls+lsScp+X ） Z??型芯的計算高度 hm=（hs+hsScp+X1 ）?0Z?其中 Scp__塑件平均收縮率__塑件公差?z__成型零件制造公差 z= ???31X__修正系數(shù)，一般為 1/2~3/4，公差值大取小值，在這里對于中小型塑件一般取 3/4X1__修正系數(shù)，一般為 1/2~2/3，這里取 2/3Lm__型腔徑向尺寸(mm)Ls__塑件外形基本尺寸(mm)Hm__型腔深度(mm)Hs__塑件高度基本尺寸(mm)lm__型芯徑向尺寸(mm)hm__型芯高度(mm)ls__塑件內(nèi)形基本尺寸(mm)hs__塑件孔深基本尺寸(mm)以上計算公式參照文獻(xiàn)【11】表 6__56 型腔與型芯工作尺寸計算公式。1 型腔徑向尺寸計算1）長度方向Lm=（Ls+LsScp-X ）?Z??025.025.01 4671431026.7. ????????????mL 2.02.02 3855????????m2）寬度方向1917.017.0m4 39854310283L?????????????21.021.05 562????????3）深度方向Hm=（Hs+HsScp- X 1 ）?Z??008.08.1 2413.2.2Hm????????????125.0125.02 493805. ???????????? 1.01.03 321.Hm?????????2．型芯工作尺寸的計算1） 徑向尺寸0.25-0.25-1 67431026l ???????????0.2-0.2-2 857lm0.9-0.9-3` 63431026l ???????????2) 高度方向尺寸0.8-0.8-1 124.3.2h??????0.13-0.13-2 56105.m?????200.1-0.1-3` 933210.5hm???????????附表：表 2 其它零件的結(jié)構(gòu)尺寸名 稱 尺 寸 材 料 熱 處 理定位圈 P=702.049??D55 中碳鋼 正火處理，硬度為183~235HBS螺釘（件 9） d=4 k=2.6 7kdb=38 l=1620 鋼 正火處理彈簧 d=1.2 62?t=2.1850CrVA 熱處理硬度為HRC42~52復(fù)位桿 D=25 02.4?dT8A銷釘 d=8 45 鋼 淬火，HRC40~45螺釘（件 4） d=8.5 18?kk=5.5 b=80 l=6320 鋼 正火處理螺釘（件 14） d=27 4kdk=17 b=130 l=1620 鋼 正火處理四 塑料模具的裝配塑料模具裝配時常用的裝配基準(zhǔn)大致分為兩種，以塑料模中的主要工作零件如型芯、型腔和鑲塊等為裝配基準(zhǔn)件，模具的其他零件都依靠裝配基準(zhǔn)件進(jìn)行順序裝配；有導(dǎo)柱，導(dǎo)套的模具，以模板側(cè)面為基準(zhǔn)進(jìn)行修配和裝配。一 塑料模零件組裝：型芯壓入前,通常在固定板的孔口加工出工藝倒角或引入錐度，將型芯尖角部21位修成 R0.3 圓弧，或?qū)⒐潭ò蹇捉遣坑娩彈l修出槽，型芯壓入過程中要多次檢查型芯的垂直度和方位。然后按劃線加工定模固定板型孔，將預(yù)加工的型芯精修成型，將動定模固定板疊合在一起，使分型面緊密貼合，然后夾緊。下一步是將型芯壓入固定并配合緊密，裝配后，型芯外露部分要符合圖紙要求，分別將導(dǎo)套，導(dǎo)柱壓入定模，固定模并檢查導(dǎo)套，導(dǎo)柱的松緊程度，將定模上平面磨平，然后將動模固定板下平面磨平。再將滑塊型芯裝入導(dǎo)滑槽，并推至端面與定模定位面相接觸，將滑塊上固定螺釘，使滑塊與滑塊面均勻接觸，同時分型面間留有0.2mm 的間隙，此間隙可用塞尺檢查。用壓力機(jī)將澆口套壓入定模板，將定模板，復(fù)鉆螺孔后，擰入螺釘和敲入銷釘緊固，將動模板，支架復(fù)鉆后擰入螺釘緊固。各部分裝配完成后，檢查制品，驗證模具質(zhì)量狀況，發(fā)現(xiàn)問題可以調(diào)整。導(dǎo)柱導(dǎo)套孔在整個模具裝配過程中的順序基本上有兩種：若選定型芯和型腔為裝配基準(zhǔn)時，則導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工順序應(yīng)安排在完成型芯，型腔的組裝。合模后進(jìn)行，若塑件結(jié)構(gòu)形狀使型芯，型腔在合模后很難找正相對位置，或者模具設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu)時，則要先加工裝配導(dǎo)柱導(dǎo)套，作為模具裝配基準(zhǔn)。未淬硬模板上導(dǎo)柱導(dǎo)套孔的加工，可在坐標(biāo)鏜床上分別加工或?qū)?，定模板疊合在一起用工藝銷釘定位后在車床，立銑和鏜床上加工。二 裝配調(diào)試的工藝要求及注意問題：1.試模前，應(yīng)對零件的裝配過程再次檢查一遍，以防安裝模具過程中造成傷人，同時必須對設(shè)備的油路，水路進(jìn)行檢查，并按規(guī)定作好開機(jī)前的準(zhǔn)備。2.開模試模時，原則上選擇在低壓，低溫和較長的時間條件下成型，然后按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。3.注射成型時，可選用高速和低速兩種工藝，一般在制件壁厚面大時采用高速注射成型。4.對粘度高和熱穩(wěn)定差的塑件，采用較慢的螺桿轉(zhuǎn)速和略低的背壓加料和預(yù)塑，而粘度低和熱穩(wěn)定性好的塑料，可采用較快的螺桿轉(zhuǎn)速和略高的背壓。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計是我學(xué)完大學(xué)全部課程之后，進(jìn)行的一次系統(tǒng)的、綜合性的總復(fù)習(xí)，也是參加工作前的一次綜合性訓(xùn)練，它直接關(guān)系到我今后的模具設(shè)計能力。本設(shè)計的成品為一薄壁盒蓋，薄壁塑料制件在生活中運(yùn)用廣泛，比如茶杯，咖啡壺，以及各類盒蓋等都運(yùn)用到模具注塑技術(shù)。在設(shè)計過程中可按以下步驟設(shè)22計薄壁盒蓋模具：盒蓋注塑模工藝規(guī)程的編制—注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計—模具設(shè)計的有關(guān)計算—模具加熱與冷卻系統(tǒng)設(shè)計—模具閉合高度的確定—注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核，最后是繪制模具總裝配圖。在注塑模藝規(guī)程的編制的過程中，要著重分析制品原材料（HDPE）的各項成型工藝參數(shù)；由于本制品四側(cè)均有側(cè)凹，在開模時需考慮到側(cè)抽芯問題，但由于側(cè)凹高度僅為 1.2mm，可利用斜導(dǎo)桿脫出。本模具結(jié)構(gòu)設(shè)計中斜導(dǎo)桿起成型兼頂出的作用，在設(shè)計過程中應(yīng)明確這個細(xì)節(jié)；模具設(shè)計計算的要點(diǎn)是型腔與型芯徑向尺寸及深度方向尺寸的計算，型腔與型芯的計算在整個設(shè)計過程中顯得尤為重要，因為它們直接關(guān)系到制品的尺寸精度；模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖用 AutoCAD 畫出，圖中需標(biāo)注的各項參數(shù)如尺寸，公差，技術(shù)要求，圖紙布局等均應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。設(shè)計中出現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)件如推板，螺釘?shù)鹊牧慵D無需一一畫出，但應(yīng)參照文獻(xiàn)查出其具體結(jié)構(gòu)尺寸。通過本次盒蓋注塑模的設(shè)計，對熱塑性塑料的各項工藝特性、注射機(jī)的選用、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的選擇、模架等的選擇，以及型腔、型芯的尺寸尺寸計算等模具相關(guān)設(shè)計細(xì)節(jié)有了更深的了解。當(dāng)初學(xué)《注塑模設(shè)計與制造》的時候，對模具設(shè)計只是理論上的理解，并沒有應(yīng)用到實際中去。通過這次設(shè)計，把理論與實踐聯(lián)系到一起，一些平時不懂的問題，在這里都解決了。本設(shè)計中的創(chuàng)新點(diǎn)是斜導(dǎo)桿與滑塊的運(yùn)用，當(dāng)模具二次分型時，滑塊帶動斜導(dǎo)桿向內(nèi)運(yùn)動的同時向右移動，便于使塑件從模具中脫出。由于水平有限和時間倉促，本設(shè)計中難免存在疏漏和不妥之處，懇請楊老師以及模具教研室的各位老師給予批評指正。在以后的工作或是學(xué)習(xí)中，我會完善自我，逐步提高我的模具設(shè)計能力，爭取在模具設(shè)計方面有更大的突破，為中國的模具技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。23