內(nèi)螺紋管接頭注塑模具設(shè)計

內(nèi)螺紋管接頭注塑模具設(shè)計,螺紋,羅紋,管接頭,注塑,模具設(shè)計 車床和它的結(jié)構(gòu) 車床主要用于加工旋轉(zhuǎn)面和平面。根據(jù)它們的結(jié)構(gòu)、能同時安裝的刀具數(shù)量、自動化程度和加工精度可分為如下幾類： 1、 普通車床 2、 工具車床 3、 六角車床 4、 立式車床 5、 自動車床 6、 專用車床 盡管車床有這么多種類，但它們在結(jié)構(gòu)和工作原理上卻是相同的。這些相同點通過分析普通車床來說明。如圖3.1表示了普通車床的基本結(jié)構(gòu)。 床身 床身是車床的基礎(chǔ)框架，包括水平橫梁和兩個立柱。為了減少震動，床身通常由灰鑄鐵或球墨鑄鐵通過鑄造而得。它有導(dǎo)滑槽以使拖板易于縱向移動。而床身的高度主要是使加工工人能舒適地工作。 主軸箱 主軸箱安裝在床身的左邊，它包括主軸且主軸線平行于導(dǎo)軌。主軸通過安裝在主軸箱里面的變速箱驅(qū)動。變速箱的功能主要是提供不同的主軸轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)代的一些車床可實行無級變速。 主軸通常是中空的，沿著軸向它有一個孔。如果對棒料進行連續(xù)加工可將棒料放入小孔。且小孔有一個逐漸變細的錐度，主軸外表面有螺紋而用于安裝卡盤和花盤等。 尾架 尾架由三個基本部分組成：基礎(chǔ)底座、中間部分和活動套筒?；A(chǔ)底座通過鑄造而成且能沿著床身導(dǎo)軌滑動，它有一個夾緊裝置可根據(jù)工件長度在任何位置固定尾架。中間部分也通過鑄造而成且能橫向移動以調(diào)整尾架的軸線和主軸軸線重合。而第三個部分活動套筒是一硬質(zhì)鋼管，如果需要它可沿著中間部分縱向移動。這個過程可通過手柄或安裝在套筒上的螺釘來完成?；顒犹淄部子幸粋€錐度以便于安裝，通過夾緊裝置也可把活動套筒固定在滑動路徑上的任何位置。 拖板 拖板的主要功能是安裝切削刀具和完成縱向或橫向進給。它實際上是一“H”形鐵塊且可在床頭箱和尾架間滑動同時由床身上的V形槽導(dǎo)向。拖板的移動也可通過光桿或絲桿進行手動或機動來完成。 當加工螺紋時，動力通過絲桿傳遞到變速箱。而在其它的加工過程中則是由光桿來驅(qū)動拖板。絲桿的旋轉(zhuǎn)是由安裝在擋板后面的一對螺釘而完成。當開動操作桿時，外合螺母和旋轉(zhuǎn)絲桿緊緊固定在一起，和拖板一起進行進給。當操作桿不用時，外合螺母變松且拖板停止。而另一方面，當使用光桿時，通過齒輪把動力傳遞給擋板。 車床切削刀具 刀具的形狀和幾何參數(shù)取決于加工要求。車刀主要包含兩種：外圓車刀和內(nèi)圓車刀。它們均包含下面幾種類型： 普通車刀 普通車刀包括粗車刀和精車刀。粗車刀的刀尖半徑較小并且用于切削較小深度時，同時精車刀的刀尖半徑較大且用于表面要求較高時。粗車刀有右手刑和左手型，這取決于進給的方向。它們的手柄有直的和彎的兩種。 端面車刀 端面車刀用于加工側(cè)平面和端面。包含加工左端面的端面車刀和加工右端面的端面車刀。相對于普通加工時的橫向進給，加工端面時進行縱向進給。 切斷刀 切斷刀，又叫做分割刀，用于切斷工件或加工溝槽。 螺紋車刀 螺紋車刀的形狀根據(jù)所要加工的螺紋截面分為三角形，正方形和梯形。它的側(cè)向角必須對應(yīng)于螺紋的傾斜角，螺紋車刀有用于加工外螺紋的直柄和加工內(nèi)螺紋的斜柄。 車削過程 在下面的章節(jié)里，我們討論能在車床上完成的各種加工過程。我們應(yīng)當牢牢地記住它。然而，現(xiàn)在的數(shù)控車床有更多的功能，比如說可進行輪廓加工。下面就是普通的切削工藝： 圓柱面加工 圓柱面加工是所有車削加工中最簡單和最常見的。工件的旋轉(zhuǎn)中心和車床軸線中心重合，軸向進給有拖板或車床小刀架提供，可以手動也可以自動控制，同時切削深度由橫刀架控制。在粗加工時，建議選取較大的切削深度（取四分之一英寸或六毫米，由工件材料決定）和較小的切削速度。而在精加工時選取較小的切削深度（小于英寸或毫米）和較大的切削速度。 端面加工 端面加工可加工平面如工件的端面和軸肩一樣的環(huán)形面。在加工過程中，進給由橫刀架控制，同時切削深度由拖板或車床小刀架控制。端面加工既可以由內(nèi)表面也可以由外表面中心開始，顯然地在兩種加工過程中都會形成螺旋線痕跡。通常在加工過程中夾緊拖板，因為切削力有把刀具（當然也有推板）推離工件。在加工時，工件大多由卡盤和花盤固定。 溝槽加工 在溝槽加工中僅提供刀具的橫向進給，當然前面我們討論的加工刀具也是被提供之列。 鏜削 鏜削加工的完成主要是調(diào)整刀具進行工件內(nèi)部的加工。如果工件非常堅硬，那就應(yīng)該先進行鉆孔。 錐體車削 錐體加工的完成主要是調(diào)整刀具，使它不與軸線平行而是與它有一夾角，且這個夾角與要求的錐角相等。下面是在錐體加工中所使用的不同方法： （1）旋轉(zhuǎn)車床小刀架的轉(zhuǎn)臺使它和軸線的夾角等于錐體頂角的一半。進給由搖動刀架手柄手動進給。這種方法主要用于錐角較大時。 （2）制造專用刀具用于加工較短的圓錐形外表面。并且工件的寬度應(yīng)稍小于刀具的寬度，而且工件一般由卡盤固定。這種情形，在加工的過程中僅僅進行橫向進給，而且尾架被固緊在床身上。 （3）移動尾架中心 這種方法主要用于長工件加工小錐角的情況下（小于八度）。工件安裝在兩中心之間，然后尾架中心沿著車床軸線移動一個要求距離。 （4）使用輔助物體 這種方法用于非常長的工件且這個長度遠大于小刀架的整個移動距離。這種情況下主要是把小刀架和尾架分離，尾架由這個輔助物體導(dǎo)向。在加工過程中還進行軸向自動進給。這種方法主要用于擁有非常長的長度且加工非常小的錐角。（八度到十度） 螺紋加工 進行螺紋加工時，軸向進給必須恒速，這個速度取決于工件的旋轉(zhuǎn)速度。而此兩種參數(shù)主要取決于所要加工螺紋的齒距。 如前面所說，通過絲桿加工螺紋時軸向進行自動進給。當絲桿旋轉(zhuǎn)一周，拖板就移動一個等于絲桿齒距的距離。因此，絲桿的旋轉(zhuǎn)速度等于主軸旋轉(zhuǎn)速度（工件的主軸），那么加工螺紋的齒距就精確地等于絲桿齒距。加工螺紋的齒距總是由絲桿轉(zhuǎn)速與主軸轉(zhuǎn)速的比值決定： 絲桿齒距 工件轉(zhuǎn)速 ———— = ———— = 嚙合傳動比 加工螺紋齒距 絲桿轉(zhuǎn)速 在螺紋加工過程中，工件可由夾盤固定或當工件較長時也可由頂尖固定。加工螺紋的刀具必須嚴格地和所要加工螺紋的外形輪廓相同。比如說三角形螺紋必須用三角形刀具加工，等等。 滾花： 滾花加工的主要特點是不產(chǎn)生切削，它主要是用粗銼式表面對工件表面強行壓制。 滾花加工表面比較粗糙，通常用于手柄加工。有時候滾花表面用于美觀和裝飾；且有不同的滾花樣式進行選擇。 切削速度和進給速度 切削速度通常用線速度來描述，即工件表面上的一個點一分鐘內(nèi)沿指定方向上的移動距離。線速度和主軸轉(zhuǎn)速的關(guān)系可由下面的等式來表示： SFM = 3.14DN 這里 D=工件直徑，單位為英寸 N=主軸轉(zhuǎn)速 表面切削速度主要取決于加工工件材料和刀具材料。并且它的取值可由手冊中或制造商處獲得。通常，加工鑄鋼時線速度取100；加工硬鋼時取50；加工溫和鋼時取200；而加工鋁時線速度可以取到400甚至更高。影響表面切削速度的因素有很多，包括刀具幾何參數(shù)，潤滑劑和冷卻劑的型號，進給量和切削深度。當切削速度確定之后，主軸轉(zhuǎn)速也就可以由下式來確定： SFM N = ——— 3.14D 適當速度的選擇取決于多種因素，比如說表面光潔度、切削深度、所用刀具的幾何參數(shù)。高的光潔度應(yīng)選用低速，但高速可以減少加工時間。因此，一般來說要獲得高的光潔度就選用低速而低的光潔度就選用高速。再次強調(diào)一下，所要選取的進給量可在手冊中或制造商那里查取。 中英文摘要 摘要： 本模具是一個內(nèi)螺紋管接頭的注塑模具。設(shè)計內(nèi)容包括介紹注塑成型技術(shù)的發(fā)展過程及零件注塑模具的設(shè)計。塑料注塑模的設(shè)計計算包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、注塑機的選用、澆注系統(tǒng)的設(shè)計等方面。 關(guān)鍵詞： 塑料、注塑模、注塑機 Abstract： This is an injection mould that product the inner tracheal adapter. The design contents includes to introduce the development process of the injection mould technique and the design of the injection moulds. The design calculation of the plastic mould includes the structure design of the mould , the selecting of plastic injection mould machine ,and the pour system design, and so on. Key words : Plastic , injection mould , plastic injection mould machine 內(nèi)螺紋管接頭注塑模具設(shè)計 第一章 緒 論 第一節(jié) 注塑成型技術(shù)的發(fā)展 一、 注塑成型技術(shù)發(fā)展概況 注塑成型是一種注射兼模塑的成型方法，又稱注射成型。通用注塑方法是將聚合物組分的粒料或粉料放入注塑機的料筒內(nèi)，經(jīng)過加熱、壓縮、剪切、混合和輸送作用，使物料進行均化和熔融。這一過程又稱塑化。然后再借助于柱塞或螺桿向熔化好的聚合物熔體施加壓力，則高溫熔體便通過料筒前面的噴嘴和模具的澆道系統(tǒng)射入預(yù)先閉合好的低溫模腔中，再經(jīng)冷卻定型就可開啟模具，頂出制品，得到具有一定幾何形狀和精度的塑料制品。 上述這種通用注塑方法，是塑料成型加工最普遍也是最早的成型方法。早在工業(yè)革命末期，塑料、橡膠才開始面世，而最初發(fā)明的成型方法就是注塑成型法。 1862年英國亞歷山大﹒柏士（Alexander Par Kes）展出了用注塑成型制成的塑料梳子、傘柄和其他制品。當時希望使用在電器工業(yè)上，需要能夠代替天然石蠟、樹脂、角質(zhì)、蟲膠和天然橡膠作為電絕緣體的新材料?！鞍厥俊彼芰系闹饕煞质窍跛崂w維素再加上少量其它物質(zhì)，可使它具有塑性和其它物理機械等性質(zhì)。 1869年英國一位印刷員海特（Hytt）改良了“柏士”塑料，制成了賽璐鉻，但仍以硝酸纖維素（CN）為主，1879年他把賽璐鉻注入一模出六個制品的模具中，這個模子已有主流道、分流道和澆口。實際上，在注塑成型之前，已經(jīng)有了橡膠擠出機和金屬壓鑄機。如在1845～1850年修筑英法的第一條海底電纜時，就是利用擠出機在外層包上橡膠生產(chǎn)出來的。直至20年以后才有熱塑性聚合物面世。 1979年Gray在英國發(fā)明了第一部螺旋擠出機。差不多在同一時期，有人設(shè)計出更多的機型。在聚合物材料和注塑成型方法的發(fā)展中，聚合物材料和機器有著十分密切的聯(lián)系，兩者是相輔相成的。 由于賽璐鉻可燃性強，不適宜注塑，直到1919年Eichengrun推出醋酸纖維素（CA）后，注塑技術(shù)才得到了進一步的發(fā)展。 1920年注塑已發(fā)展成為工業(yè)化的加工方法，可以使熱塑性材料聚合物生產(chǎn)出復(fù)雜的制品。1926年在市場上已出售注射量為56.7g（20Z）用壓縮空氣推動的活塞式注塑機；1930年在德國和美國已有電力驅(qū)動的注塑機；英國FR Ncisshaw LTD還發(fā)明了壓縮空氣油壓注塑機。 料筒是注塑機的心臟，Hans Gastrovl在1932年發(fā)明了有分流梭的料筒，增大了聚合物材料的加熱面積，克服了塑料導(dǎo)熱性差、受力不均勻等缺點。但是分流梭卻占去了料筒內(nèi)的一部分容積，增加了阻力，是熔體注入模腔困難。 1930年美國賽璐鉻公司開發(fā)了螺桿熔料器式注射法。1940年德國BASF公司又發(fā)明了螺桿直射注塑法，但是當時仍受到聚合物品的限制而沒有很大的發(fā)展，直到第二次世界大戰(zhàn)后，工程用的聚合無品種增加并相繼投入工業(yè)化生產(chǎn)，才使注塑成型得到迅速的發(fā)展。 70年代以來是整個塑料工業(yè)發(fā)展的重要歷史時期，從民用塑料開發(fā)轉(zhuǎn)向工程塑料是這個時期的主要特征之一。推動這種轉(zhuǎn)變的重要因素是世界能源危機和金屬材料價格的上漲。因而迫使人們大力發(fā)展過程塑料，實現(xiàn)“以塑代鋼”、“以塑代木”、以石料代替其它非金屬工業(yè)材料的愿望。在此期間除了對原有過程塑料進行共混改性外，還創(chuàng)造了許多新型高分子材料。這些新型高分子材料的誕生對注塑技術(shù)提出了更高的要求。 現(xiàn)在世界工程塑料的銷售量正以10%的速度增長。在工程塑料中由30%采用注塑成型，其產(chǎn)品雖然只占全部注塑制品產(chǎn)量的20%，但總產(chǎn)量卻占40%。如ABS經(jīng)共混改性后，如今已有40多個品種，其中絕大部分用于注塑成型，聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚酯等類經(jīng)過共混改性后可注塑成各種“塑料合金”制品，作各種結(jié)構(gòu)零件，廣泛地應(yīng)用在汽車、機械、航空、宇航、建筑等行業(yè)中。由熱彈性體TPR、TRE和“亞加力”共混后，再加入不同的增塑劑，可注塑成各種電子工業(yè)零件；用玻璃纖維增強的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PETP）、聚對二甲酸丁二醇酯（PBTP）熱塑性聚酯塑料可注塑成型各種軸套、齒輪、滾輪等機械零件，使其熱變形溫度可達224C，彎曲強度達176.5MPa（1800kgf/cm^2）。俗稱“賽鋼”、“奪鋼”的縮醛塑料是一種由聚甲醛衍生出來的甲醛環(huán)狀三聚物；再加上25%玻璃纖維的增強填料，采用注塑法可加工出尺寸精度為0.1%的齒輪，以及彈簧、軸承和滾筒等精密零件。 用注塑成型方法還能成功地生產(chǎn)出一些復(fù)合型材料的制品，如復(fù)合型導(dǎo)電塑料產(chǎn)品，是以不同樹脂為基礎(chǔ)，添加碳黑、金屬氧化物、金屬薄片、導(dǎo)電有機化合物或無機化合物，具有防靜電、消靜電和電磁波屏蔽等性能的塑料構(gòu)成的，其注塑制品可廣泛應(yīng)用與電子工業(yè)部門，做各種電器元件。用注塑法還可生產(chǎn)熱塑料磁鐵；這是由稀土類磁粉與聚酰胺等樹脂經(jīng)過混煉后在磁場中注塑的制品，磁粉最高充填密度可達95%。用注塑方法生產(chǎn)的塑料品種十分廣泛，除了大多數(shù)熱塑性樹脂，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS、聚酰胺（PA）、有機玻璃（PMMA）等通用塑料和工程塑料外，還有它們的共混料，都可用注塑法生產(chǎn)出具有不同力學(xué)、物理、耐磨、耐腐蝕等性能的結(jié)構(gòu)零件。 近年來高分子材料的品種得到迅速的發(fā)展，而這些材料的特性差異很大，普通注塑已不再能適應(yīng)這些材料的工藝要求，因此在通用注塑成型基礎(chǔ)上又發(fā)展了其他許多注塑方法，主要有： （1）、熱固性塑料注塑； （2）、結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑； （3）、多組發(fā)泡注塑； （4）、反應(yīng)注塑成型。 這些成型技術(shù)正迅速的發(fā)展。 二、 注塑成型設(shè)備的近況 注塑機是注塑成型設(shè)備的主設(shè)備，注塑機的技術(shù)參數(shù)和性能與塑料性質(zhì)和注塑成型工藝有著密切的關(guān)系。注塑成型設(shè)備的進一步完善和發(fā)展必將推動注塑成型技術(shù)的進步。為注塑制品的開發(fā)和應(yīng)用創(chuàng)造條件。 隨著塑料和成型工藝的發(fā)展，注塑機無論從產(chǎn)量上還是從品種上都有很大的增長。從世界塑料機械主要生產(chǎn)國：美、德、日、意、來看，注塑機產(chǎn)量在逐年增長，并在整個塑料機械中占有很大比重。以意大利為例：1981年注塑機的生產(chǎn)噸位為9845噸。占塑料機械出口重量的24.7%，占出口額的31.2%。日本的注塑機增長速度令人注目。70年代中期10000太，80年代為10500臺，不到十年增長72%。 新型工程材料的發(fā)展和應(yīng)用必將對注塑成型機械和設(shè)備提出更高的要求，使之向品種多、規(guī)格全、高效、高速、高精度、省能和低噪音方向發(fā)展。 從注塑機的大型化方面來說，在70年代中期還被認為是無發(fā)展前途的品種，而今大型注塑機有重新崛起。從注塑機生產(chǎn)的幾個發(fā)達國來看，在70年代中期生產(chǎn)鎖模力在600噸以上的注塑機占4%，千噸以上的占2%，但到70年代末期，由于過程塑料的發(fā)展，特別是結(jié)構(gòu)泡沫塑料等制品在汽車、機械、大型家用電器、建筑、宇航、船舶等工業(yè)部門的廣泛開發(fā)可應(yīng)用，使注塑機又轉(zhuǎn)向大型化。這種情況，在美國反映的尤為明顯：1980年初千噸鎖模力以上的大型注塑機年產(chǎn)140臺，而到1985年年產(chǎn)量增至500臺。其中一半以上更用于生產(chǎn)汽車的大型部件。85年用在汽車制造業(yè)上塑料總消耗量已達140萬噸，由此可推測大型注塑機需要量之大。美國市場常用的大型注塑機鎖模力在3000噸和5000噸的居多，而萬噸級的較多。欲生產(chǎn)制造萬噸級以上的注塑機，需要55噸以上的吊車。美國、聯(lián)邦德國、日本、意大利等具備生產(chǎn)大型注塑機的能力。 在大型注塑機的技術(shù)發(fā)展方向，尚存爭議的問題是合模系統(tǒng)是采用全液壓式好呢？還是采用液壓—機械式好呢？暫時還很難討論清楚，從目前來看，各自都在發(fā)展，在市場上均有競爭能力。但不論哪種型式的注塑機，其發(fā)展方向都必向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運行平穩(wěn)、安全可靠和便于維修方向發(fā)展。 盡管大型注塑機有回升的趨勢，發(fā)展大型注塑機的技術(shù)不可忽視，但是就目前注塑機的產(chǎn)量來看，仍以中小型居多。這種比例與一個國家具體的塑料工業(yè)和其它工業(yè)基礎(chǔ)有關(guān)。以日本為例，合模力在100噸以下的注塑機占總數(shù)的53%，100～200噸的占32%，200～500噸的占12%，500噸以上的占2.9%。 近年來，中小型注塑機的技術(shù)發(fā)展非常迅速，就工藝參數(shù)而言不同有所提高；合模力在100噸級以上之注塑機的塑化能力從60年代的50～60kg/h提高到現(xiàn)在的100kg/h；500噸級從過去200kg/h提高到400kg/h；注射速度從過去的100mm/s提高到現(xiàn)在的250mm/s，有的高達450mm/s；啟閉模速度從過去的16～20mm/min提高到現(xiàn)在的30mm/min；注射壓力從過去的118～137MPa提高到現(xiàn)在的177～245MPa。有的發(fā)展成超高壓系列，其注射壓力已達451MPa，在這種設(shè)備上模腔壓力可到98MPa，是注塑制品的收縮率幾乎為零，可注塑0.1～0.2mm薄件制品。 80年代的注塑機正向節(jié)能、精密成型、超精度成型、低噪音和高級自動化方向發(fā)展。所謂節(jié)能是指注塑機要節(jié)省泵的動力，節(jié)約電力，少做無用功；精密成型是指生產(chǎn)制品尺寸精度的范圍在0.01～0.001mm；超精密成型是在0.001～0.0001mm；低噪音是指注塑機能在平穩(wěn)無撞擊和無振動下工作，按確定方位、在距離機器1m左右的地方所測的噪音值低于70分貝；高級自動化是指注塑機能遠距離操作或無人操作，保證制品的精度，注塑工藝條件的穩(wěn)定性和再現(xiàn)性。注塑機具有有能實現(xiàn)自動輸送、快速調(diào)機、工藝儲存、監(jiān)測注塑機正常工作和“診斷”等程序，這就對注塑機的機械、電器、液壓、自動化儀表和微機應(yīng)用提出更高的要求；為實現(xiàn)對系統(tǒng)壓力、流量和計量的多級或無級控制，必須采用比例閥、數(shù)字閥及各種位移，壓力、速度、溫度傳感器，以實現(xiàn)閉環(huán)控制。 微處理機在注塑機上的應(yīng)用是注塑機在自動控制方面的最重要的發(fā)展，微處理機控制注塑機的系統(tǒng)能實現(xiàn)“CRT”顯示，比較預(yù)選工藝參數(shù)和實際參數(shù)，用磁帶儲存并調(diào)整數(shù)據(jù)，用一個中央臺對樹個裝有微機的注塑機進行控制。 注塑成型設(shè)備另一方面的發(fā)展就是一些特種注塑機和專用幾的發(fā)展。由于注塑的物料十分廣泛，而這些具有高聚物特性的物料，無論從高分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還是高分子的外部結(jié)構(gòu)都有很大區(qū)別，使之在注塑過程所表現(xiàn)出來的物理化學(xué)性質(zhì)、流變性質(zhì)、熱性能有很大區(qū)別，對注塑成型工藝提出一些特殊要求，于是推出一些特殊的成型工藝和相應(yīng)的成型設(shè)備。主要有下列幾種： 1.熱固性塑料注塑機 過去多用模壓法或壓鑄發(fā)生產(chǎn)，現(xiàn)在也用注塑法生產(chǎn)。這樣，生產(chǎn)率高，制品質(zhì)量容易控制。可注塑酚醛塑料、三聚氰胺塑料，以及玻璃纖維增強的不飽和聚酯等熱固性塑料。第一臺熱固性注塑機于1936年在美國誕生，后來聯(lián)邦德國、英國、日本、奧地利也相繼生產(chǎn)。 這類注塑機大都采用雙回路系統(tǒng)，高壓水冷卻，對粘度大的塑料用背壓調(diào)節(jié)，防止過熱分解；模板上裝有絕熱裝置，料筒外部用油循環(huán)加熱，溫控制精度高。 2.結(jié)構(gòu)發(fā)泡注塑機 這種注塑機是當今塑料機械中發(fā)展最快的機種之一。在“節(jié)能運動中”顯示出生命力，因為用它可注塑發(fā)泡結(jié)構(gòu)制品。除聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、尼龍等結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料做成結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料，注塑各種結(jié)構(gòu)制品，特別是成型較大型制品，也可用來代替金屬及其它非金屬材料。 3.多組分注塑機 在普通發(fā)泡注塑機的基礎(chǔ)上，又發(fā)展一種專門有倆生產(chǎn)夾層結(jié)構(gòu)發(fā)泡塑料制品的注塑機，又稱共注塑機或多組分注塑機。其特點是備有兩個以上的料筒和一個配料用的特殊噴嘴。雙組分注塑機首先由英國ICI發(fā)明。采用注塑法可以得到致密、光滑、平整的制品外表面和輕質(zhì)無內(nèi)應(yīng)力的內(nèi)芯制品，并克服了單組分結(jié)構(gòu)發(fā)泡制品表面經(jīng)常出現(xiàn)旋渦的缺點。 4.反應(yīng)注塑成型設(shè)備 反應(yīng)成型設(shè)備又稱RIM注射成型機。這種注射成型設(shè)備同普通注塑機已有很大區(qū)別。這是七十年代中期發(fā)展起來的品種。用RIM注射成型設(shè)備生產(chǎn)的制品很廣。主要是以環(huán)氧樹脂，和聚氨酯的彈性體及起泡沫體為對象。 5.排氣注塑機 這類注塑機的特點是在料筒中部開設(shè)有排氣口，并備有特殊的螺桿。排氣口能使螺桿的放氣區(qū)和真空裝置相連，利用真空泵造成負壓使卷入物料中的氣體、水分和揮發(fā)物逸出，排出筒外。大多數(shù)生產(chǎn)排氣注塑機的廠家都要給機器上配上一根標準螺桿，便于成型加工廠家使用：只要將排氣口堵上，安裝上標準螺桿，就可以當常規(guī)注塑機使用。 其它還有多模回轉(zhuǎn)注塑機、多模連續(xù)注塑機、多噴嘴注塑機，多料缸注塑機，動力熔化注塑機以及注吹機組和注拉吹機組等多種注塑成型設(shè)備。 近年來，除了注塑機自身的標準化、系列化、通用化、受到重視外，對一些配套設(shè)備，如注塑機的自動供料、干燥設(shè)備，模控設(shè)備，澆口柄取出和切割裝置，機械手以及和注塑機聯(lián)機的其它自動化設(shè)備都受到普遍的重視。 目前由注塑機生產(chǎn)的制品已普及到各個領(lǐng)域，尤其在電腦、電子工業(yè)、在汽車制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。由于注塑制品的開發(fā)和應(yīng)用，極大地推動了注塑成型設(shè)備及其模具的發(fā)展，因為這些制品對注塑工藝條件及其控制提出更高的要求。 第二節(jié) 注塑機及其工作過程簡介 一、注塑機的各部功能 注塑機是使塑料熔融并在模具中成型制品的設(shè)備。為了實現(xiàn)這個個目的，注塑機必須具有熔化塑料的裝置，把塑料熔體想模具中推進的裝置，以及閉合模具的驅(qū)動裝置。 近代通用注塑機，有完善的合模與注塑的機械系統(tǒng)，加熱冷卻系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護、監(jiān)測系統(tǒng)以及供料等輔助系統(tǒng)。 1.合模系統(tǒng) 合模系統(tǒng)的作用是固定模具，是動模板作啟閉模運動，能鎖緊模具。合模系統(tǒng)重要由四根拉桿和螺母把前后模板聯(lián)結(jié)起來形成整體剛性框架。動模板裝在前、后模板之間，后模板上固定合模油缸；動模板在合模油缸的作用下以四根拉桿為導(dǎo)向柱作啟閉模運動。模具的動模在動模板上而定模裝在前固定模板上。當模具閉合后，在合模油缸壓力作用下，產(chǎn)生額定合模力，鎖緊模具，防止模具注入高壓熔體時模具的型腔脹開。當合模時模具拉桿和前、后模板形成力的封閉系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)；另外，由于前固定模板是固定在機身上的，而后模板允許與機身有相對位移，這樣，當拉桿受拉伸時，允許有軸向移動。 在動模板的后側(cè)裝有液壓及機械頂出裝置。動模板在開啟模具時，可通過模具中的頂出結(jié)構(gòu)，從模腔中頂出制品。在動模板或定模板上還裝有調(diào)模結(jié)構(gòu)，以便在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)模具厚度。在液壓機械式合模結(jié)構(gòu)中，還有通過調(diào)模結(jié)構(gòu)來調(diào)試合模力的大小，控制超載。 合模框架的前后側(cè)設(shè)有安全罩、安全門以及液壓、機械安全保護裝置。在靠近安全門及安全罩的機架上設(shè)有限位開關(guān)及其調(diào)節(jié)裝置，以便控制動模板啟閉模的限位和在運動中壓力與速度的切換。頂出政治達到頂出或退回均有限位開關(guān)。此外，還有調(diào)整模具厚度的限位，安全門打開或閉合的安全聯(lián)鎖裝置。為了確保安全，一般都用液壓裝置和電氣限位開關(guān)同安全門聯(lián)鎖，當只有安全門閉上時才能產(chǎn)生閉模動作。 2.注射系統(tǒng) 注塑機注射系統(tǒng)的作用是“吃進”塑料，使之塑化和熔融，并在高壓和高速下將熔體注入模腔。 注射系統(tǒng)主要由塑化裝置、螺桿驅(qū)動裝置、計量裝置、照射動作裝置、注射座以及整體運動和螺桿驅(qū)動裝置、行程限位裝置以及加料斗裝置等組成的。塑化裝置又由螺桿和加熱筒組成，在螺桿頭部裝有防止熔體倒流的防逆環(huán)和各種剪切或混煉元件；螺桿驅(qū)動裝置重要由減速裝置、軸承支架、主軸套和螺桿驅(qū)動電機或油馬達組成。預(yù)塑化是，動力通過主軸套和軸承支架上的減速裝置帶動螺桿旋轉(zhuǎn)。 注射裝置主要由注射油缸和活塞及噴嘴組成。在注射時，油缸產(chǎn)生注射推力，通過主軸推動螺桿向頭部熔體施高壓，使熔體通過噴嘴充入模腔。 計量裝置是由支架和行程擋塊組成的裝置，它與螺桿預(yù)塑后推動作相聯(lián)系，起塑化和計量作用。 注射座是一個可以在機身上移動的基座，塑化裝置、注射裝置以及計量裝置和料斗都固定在注射座上。注塑座在油缸的作用下，可以做整體前進或后退，是噴嘴與模具接觸或離開。這個動作常稱整體前進或后退。 機架，又稱機身，是一個穩(wěn)固的焊接構(gòu)件。在機身左面安置合模機架；右面安放注射部件；在機身內(nèi)部設(shè)置油箱、油冷卻器、液壓管路以及閥類、油泵電機零部件；在機架的正面安放注塑機的操縱箱和控制箱以便于操作。 3.加熱冷卻系統(tǒng) 加熱系統(tǒng)是用來加熱料筒及注射噴嘴的，注塑機料筒一般采用加熱電阻加熱圈，套在料筒外部并用熱電偶分段檢測。熱量通過筒壁向內(nèi)傳熱為物料塑化提供熱源；少數(shù)注塑機采用油加熱。 冷卻系統(tǒng)，是用來冷卻液壓油、料口以及模具的。冷卻系統(tǒng)是一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)，將冷卻水分配到幾個獨立的回路上去并能對其流量進行調(diào)節(jié)。較先進的注塑機冷卻系統(tǒng)通過檢測溫度，對冷卻水的流量實行閉環(huán)控制和調(diào)節(jié)。 4.液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)是注塑機的“血液”循環(huán)系統(tǒng)，是為注塑機的各種執(zhí)行機構(gòu)（工作油缸）提供壓力和速度的回路。液壓回路一般由控制系統(tǒng)壓力與流量的主回路和去各執(zhí)行結(jié)構(gòu)的分賄賂組成?；芈分杏蛇M出過濾妻、泵、蓄能器以及熱交換器和各種閥類和各種壓力、溫度指示儀表和開關(guān)元件等組成。 5.潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)是為注塑機的動模板、調(diào)模裝置、連桿鉸接等處有相對運動的部為提供潤滑條件的回路，以便減少能耗和提高零件壽命。潤滑可以是定期的手動潤滑，也可以是連續(xù)的自動潤滑；潤滑的油源可以從液壓系統(tǒng)的低壓油路中引出，也可建立單獨的泵潤滑回路。 6.電控系統(tǒng) 電控系統(tǒng)是注塑機的“中樞神經(jīng)”系統(tǒng)，它控制注塑機的各種程序及其動作；對時間、位置、壓力、速度和轉(zhuǎn)數(shù)等進行控制和調(diào)節(jié)。主要由各種繼電器元件、各種電子元件、各種檢測意見以及自動化儀表組成。 電控系統(tǒng)與機械液壓系統(tǒng)相結(jié)合對注塑機的工藝程序進行精確而穩(wěn)定的控制。 7.安全保護和監(jiān)測系統(tǒng) 注塑機的安全裝置主要是用來保護人、機安全的裝置。主要由安全門、行程閥、限位開關(guān)、光電檢測元件等組成，實現(xiàn)電氣—機械—液壓的聯(lián)鎖保護。 監(jiān)測系統(tǒng)主要對注塑機的油溫、料溫、系統(tǒng)超載，以及工藝和設(shè)備故障進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況進行指示或報警。 近代注塑機配備有現(xiàn)代化的電子控制裝置或設(shè)備，例如，有：可編程程序微處理機控制系統(tǒng)；CRT示頻顯示或電子函數(shù)分析器系統(tǒng)、中央故障診斷裝置、自動預(yù)熱油溫裝置、電氣指示回油濾清裝置等。除上述外，還有一些特殊的裝置和動能組件，例如，帶有微處理機的閉環(huán)控制系統(tǒng)、快速注射用液壓蓄能器控制系統(tǒng)、制品稱重器、檢驗制品脫模光電裝置、自動上料輸送設(shè)備，制品取出機械手等。 二.塑料成型的基本過程 注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過造粒、染色、添加劑等處理后的顆粒）放入料筒當中，經(jīng)過加熱熔化使之成為高粘度的流體——熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過噴嘴以較高的壓力（約為20～85MPa），注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻，凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 注塑成型的全過程分為： 1.塑化過程 現(xiàn)代式的注射機基本上采用螺桿式的塑化設(shè)備，塑料原粒（稱為物料）自從送料頭以定容方式送入料筒，通過料筒外的電加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達到一定溫度后即可注射，注射時動作是由螺桿的推進來完成的。 2.充模過程 熔體字注塑機的 噴嘴噴出后，進入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升至一定壓力，使熔體的密度增加，充實型腔的每一個角落。充模過程是注射成型的最主要過程，由于塑料熔體流是非牛頓流動，而且粘度很大，所以存在壓力損耗、粘度變化、多股匯流等現(xiàn)象，影響塑件的質(zhì)量。因此充模過程的關(guān)鍵問題——澆注系統(tǒng)的設(shè)計就成為注射模設(shè)計過程中的重點。現(xiàn)代的設(shè)計方法已經(jīng)運用了計算機輔助設(shè)計以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計中的疑難問題。 3.冷卻凝固過程 熱塑性塑料的注射成型過程是熱交換的過程，即： 塑化——→注射充模——→固化成型 加熱——→理論上絕熱——→散熱 熱交換效果的優(yōu)劣決定塑件的質(zhì)量，包括外表質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。因此，模具設(shè)計時，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代的設(shè)計方法中也采用了計算機來解決問題。 4.脫模過程 塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采用機械的方式把它從型腔內(nèi)取出。這個動作由脫模結(jié)構(gòu)來完成，不合理的脫模結(jié)構(gòu)對塑件的質(zhì)量有很大影響。但塑件的形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式，因此，脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是注射模設(shè)計中的一個主要環(huán)節(jié)。由于標準化的推廣，許多標準化的脫模結(jié)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。 由1～4形成了一個循環(huán)，就完成了一次成型一個乃至數(shù)十個塑件。 第二章 塑料零件注射成型模具的設(shè)計 第一節(jié) 零件分析及材料性能 一.零件分析 題目給定的內(nèi)螺紋管接頭是一種較新型的電線管道接頭，主要用于要求較高的電線管道。該零件特點在于兩端有兩個反向的內(nèi)螺紋孔，需要兩個螺紋型芯。 零件兩端設(shè)有反向的內(nèi)螺紋，可方便的將兩端的電線管道連接起來，并且在垂直管道的方向上設(shè)有一階梯孔用于電線的90度角的轉(zhuǎn)向，并且在該方向設(shè)有4個固定孔，用于接頭的固定。根據(jù)零件圖可以看出，零件尺寸比較小，按照起工作要求，其精度等級可選取一般精度要求，這里取7級精度。 二.材料性能 題目要求使用的材料為30%玻纖增強尼龍66. 尼龍設(shè)計有如下特點: 1.結(jié)晶料,熔點較高,熔融溫度窄,熱穩(wěn)定性差,料溫超過300C,滯留時間超過30min即分解,較易吸濕,須預(yù)熱干燥,含水量不得超過0.3%; 2.流動性好，易溢料,用螺桿式注射機時,螺桿應(yīng)帶止回環(huán),宜用自鎖式噴嘴,并應(yīng)加熱; 3.成形收縮范圍和收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔 、凹痕、變形等; 4.模溫按塑件壁厚在20～90C范圍內(nèi)選取，注射壓力按注塑機類型、料溫、塑件形狀尺寸、模具澆注系統(tǒng)選定,成形周期按塑件壁厚選定.樹脂粘度小時,注射冷卻時間應(yīng)取大,注射壓力應(yīng)取高，并用白油作脫模劑; 5.增大流道和澆口可減少縮孔、凹痕. 30%玻纖增強尼龍66的主要技術(shù)指標如下: 密度(g/cm3) 1.35 抗拉屈服強度(MPa) 7 比容(cm3/g) 0.74 拉伸彈性模量(MPa) 6.02～12.6x103 吸水率24h(%) 0.5～1.3 沖擊強度 kj/m2 無缺口 76 收縮率(%) 0.2～0.8 缺口 17.5 熔點(C) 250～265 彎曲強度(MPa) 215 熱變形 溫度 (C) 0.45MPa 262～265 硬度(hb) 15.6 1.8MPa 245～262 體積電阻率(歐．cm) 5x1015 三.分析計算 1.塑件體積 從PRO/E中的零件體積計算,算得零件的體積為66.37 cm3 2.塑件質(zhì)量 30%玻纖增強尼龍66的密度為1.35 g/cm3 塑件質(zhì)量M=1.35x66.37=89.60g 3.模型體積的計算 由立體模型,大概算得: 澆注系統(tǒng)體積 V=3.14r2h =3.14x3x3x60 =1.70cm3 第二節(jié) 塑料注射成型模具的設(shè)計 一.注射機類型的選擇 根據(jù)該產(chǎn)品的注射形式和所需塑料用量等要求，選用臥式注射機SZ 200/1000,由上海第一塑料機械廠生產(chǎn). 該注射機的主要技術(shù)參數(shù)如下: 型號 SZ 200/1000 拉桿內(nèi)間距(mm) 315x315 結(jié)構(gòu)型式 臥式 移模行程(mm) 300 理論注射容量(cm3) 210 最大模具厚度(mm) 350 螺桿直徑(mm) 42 最小模具厚度(mm) 150 注射壓力(MPa) 150 鎖模形式 雙曲軸 注射速率(g/s) 110 模具定位孔直徑(mm) 125 塑化能力(g/s) 14 噴嘴球直徑(mm) 15 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 10～250 噴嘴口孔徑(mm) 4 鎖模力 1000 二.注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1.注射量的校核 根據(jù) 式 V件 ≤0.8 V注 式中: V件——塑件與澆注系統(tǒng)的體積(cm3) V注——注射機的注射量(cm3) 0.8——最大注射容量的利用系數(shù) 已知: V件=66.37+1.7=68.07 cm3 則 0.8x V注=0.8x210=168 cm3＞68.07 cm3 2.注射壓力的校核 塑件成形所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機的額定壓力,其關(guān)系式按下式校核 P 成≤P注 式中 P成——塑件成形時所需的注射壓力(MPa) P注——所選注射機的額定注射壓力(MPa) 已知 P成 =90MPVa P注 =150MPa 所以 滿足P 成≤P注 3.鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機的額定鎖模力,其關(guān)系按下式校核: P腔A ≤ F鎖 P腔——模具型腔壓力(MPa) 一般取40至50MPa A ——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm2) F鎖——注射機額定鎖模力(KN) 已知 P腔=45MPa; A=3344 所以 P腔 A=45x3344=150480N ≤F鎖 =1x106 N 滿足要求 4.模具閉合厚度的校核 模具閉合時的厚度在注射機動﹑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 注射機允許的最小模具厚度 模具閉合厚度 注射機允許的最大模具厚度 已知 Hmin =150mm; Hm =350mm; Hmax=315mm 故滿足要求 第三節(jié) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流道.澆注系統(tǒng)設(shè)計好壞對制品性能,外觀和成型難易程度影響頗大. 根據(jù)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)。 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).遵循以下原則: (1).盡可能的采用平衡式布置; (2).型腔排列進料均衡； (3).型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱,防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象； (4).確保耗料量要少； (5).不影響塑件外觀。 一.澆口形式: 采用直接澆口式 直接澆口又叫中心澆口、主流道型澆口.由于它的尺寸大，故固化時間長，延長了補縮時間.注射壓力直接作用在塑件上，容易產(chǎn)生殘留應(yīng)力.當采用這種澆口時,主流道的根部不宜設(shè)計得太粗,否則該處的溫度高，容易產(chǎn)生縮孔,澆口截除后縮孔留在塑件表面上.加工薄壁件塑件是，澆口跟部的直徑，最多等于塑件壁厚的兩倍.這種澆口凝料的去處也是比較困難的.但它的流體阻力小，進料速度快，常用語大型長流程的塑件，如大型容器殼體或用于厚度大的塑件，以利于補縮. 流道選取圓形截面,其效率高，截面積大，流道的表面積小，可減少流道內(nèi)的壓力損失，減少傳熱損失. 二.澆口尺寸的計算 注射機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的半徑大1～2mm。主流道進口直徑d，比注射機噴嘴出口直徑d應(yīng)大0.5～1mm。其作用：一是補償噴嘴與主流道的對中誤差；二是避免注射幾注射時噴嘴與主流道做成圓錐形，錐角一般為2～6度。主流道出口應(yīng)做成圓角，圓角半徑r=0.5～3mm。為減少壓力損失和回收料量，主流道長度應(yīng)盡可能的短些，常取≤60mm。 錐度 a=2～6度，取3度 小徑 d=d1+（0.5～1.0） 取 0.5 則 d=4+0.5=4.5mm 澆口套半徑 R =R1+1～2 則 R =15+1=16 d1——噴嘴直徑，見熱塑性注射機技術(shù)規(guī)格 d1=4mm R1——噴嘴球半徑，見熱塑性注射機技術(shù)規(guī)格 R1=15mm 錐孔大徑 取 D =6mm 軸部長度 取 L = 60mm 三.澆口套形式如下圖所示 第四節(jié) 成型零部件的設(shè)計 一.型腔分型面的設(shè)計 1.分型面的確定 合理的選擇分型面，有利于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造，因此，在模具設(shè)計過程中是一個不容忽視的問題； 選擇分型面一般根據(jù)以下原則： a. 分型面的位置要不影響制品的精度和外觀 b.盡量簡單，避免采用復(fù)雜形狀，是模具制造增加困難 c.要盡量有利于塑料制品的脫模和抽芯 d.有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置 e.盡可能與料流末端重合，以有利于系統(tǒng)的排氣 按上面的原則，選取內(nèi)螺紋管接頭的下表面為分型面。 2.排氣槽的設(shè)計 該注射模屬于小型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，已能滿足要求，故不再考慮開排氣槽。 二.成型零件的設(shè)計 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱成型零件。 1.凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于注塑零件的形狀結(jié)構(gòu)比較簡單，所以凹模結(jié)構(gòu)采用整體式凹模，其特點是牢固，不易變形。 2.型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 主型芯采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。其特點是易加工。 3.成型零件工作尺寸計算 型腔與型芯徑向尺寸計算 （1）型腔內(nèi)徑尺寸的計算 模具型腔內(nèi)徑計算公式： DM=（D +DQ-）+z（mm） DM——型腔的內(nèi)徑尺寸 D ——制品的最大尺寸 Q——塑料的平均收縮率（%） 30%玻纖增強尼龍66的成型收縮率為0.5% ——制品公差 ——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； z — 模具制造公差，一般取z=（～） 按照矩形計算，內(nèi)螺紋管接頭長度上最大尺寸D1=90mm，=1.2 則DM1=（90+90x0.5%-x1.2）+0.3=89.55+0.3 內(nèi)螺紋管接頭寬度最大尺寸 D2=44，=0.8，則 DM2=（44+44x0.5%-x0.8）+0.2=43.62+0.2 尺寸D3=30，=0.72 DM3=（30+30x0.5%-x0.72）+0.18=29.61+0.18 （2）型芯徑向尺寸的計算 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算原理一樣，分為兩個部分來計算： dM=（D1+D1Q+）-z 式中：dM：型芯外徑尺寸（mm） D1：制品內(nèi)徑最小尺寸 其余的符號含義同型腔計算公式 內(nèi)螺紋管接頭內(nèi)徑長度跟寬度上的最大尺寸分別為： d1=85mm =1.2，d2=22mm =0.56 dM1=（85+85x0.5%+ x1.2）-0.3=86.325-0.3 dM2=（22+22x0.5%+x0.56）-0.14=22.53-0.14 （3） 型腔深度尺寸的計算 模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸決定的，設(shè)制品高度名義尺寸為最大尺寸，其公差為負偏差。型腔深度名義尺寸為最小尺寸，其公差為正偏差+z由于型腔底部或型芯端面的磨損很小，可以略去磨損量z在計算中取 =，加上制造偏差有： HM=（h1+h1Q-）+Z（mm） 式中： HM 型腔深度尺寸（mm） h1：制品高度最大尺寸（mm） 制品高度最大尺寸為h1=40mm，=0.80 HM1=（40+40x0.5%-x0.8）+0.267（mm）=39.67+0.267 （4）型芯高度尺寸的計算 模具型芯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，其公差為負偏差-z。根據(jù)有關(guān)的經(jīng)驗公式 hM=（H1+H1Q+）-z（mm） 式中：hM：—型芯高度尺寸（mm） H1：—制品深度最小尺寸（mm） 其余公式中的字母的含義同前面的含義，H1 =10mm h M1=（10+10x0.5%+x0.40）-0.13=10.31-0.13 （5）螺紋型芯成型尺寸 1）螺紋型芯大徑 dm=（Ds+Ds*Qcp+b）-m 式中dm —螺紋型芯大徑尺寸 Ds —塑件內(nèi)螺紋大徑 b—塑件平均收縮率（%） m——螺紋成型尺寸設(shè)計公差，可取 m=b dm=（26.441+26.441x0.5%+0.142）-0.04=26.715-0.04 2）螺紋型芯中徑 d2m=（D2s+D2sQcp+b）-m 式中 d2m —螺紋型芯中徑尺寸 D2s —塑件內(nèi)螺紋中徑 其余公式中字母的含義同前面的含義 d2m=（25.279+25.279x0.5%+x0.142）-0.028=25.512-0.028 3）螺紋型芯小徑 d1m=（D1s+D1sQcp+b）-m 式中 d1m—螺紋型芯小徑尺寸 D1s —塑件內(nèi)螺紋中小徑 其余公式中字母的含義同前面的含義 d1m=（24.117+24.117x0.5%+0.142）-0.04=24.380-0.04 4） 螺紋型芯螺距 Pm=（Ps+PsQcp）±m(xù) 式中 Pm —螺紋型芯螺距 Ps —塑件內(nèi)螺紋螺距 其余公式中字母的含義同前面的含義 Pm=（1.814+1.814x0.5%）±0.015=1.827±0.15 （6）型腔壁厚與底板厚度的計算 注射成型模腔壁厚的確定應(yīng)滿足模具剛度好、強度大和結(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)有足夠的強度、剛度。否則可能會因為剛度不足而產(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，降低塑料制件的尺寸精度，并影響塑料制品的脫模。從剛度計算一般要考慮下面的幾個因素： 1.使型腔不發(fā)生溢料 2.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。 3.保證制品達到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求較高的精度，這就要求模具型腔有很好的剛度。 按整體式計算側(cè)壁厚度： 根據(jù)公式 tc= 式中 tc — 凹模型腔側(cè)壁的理論厚度（mm） h — 凹模型腔的深度（cm） PM — 凹模型腔內(nèi)熔體的壓力（MPa） E — 材料的彈性模量（MPa） p — 成型零部件的許用變形量 c — 系數(shù) 由《實用塑料注射模設(shè)計與制造》查得c=0.45 PM=45 h=9cm E=9x103MPa p =0.005 tc= =3.09 cm 所以取壁厚大于35mm就能滿足要求 底板厚度的計算 根據(jù)公式 tn= 查得 c=0.0277 tc==1.22 cm 取實際底板厚度大于15mm就能滿足要求。 第五節(jié) 塑件脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計 把塑料制品從凹?；蛲鼓Ｉ厦摮鰜淼臋C構(gòu)即為推出機構(gòu)或脫模機構(gòu)，它是塑料注塑模具的重要組成部分。 推出機構(gòu)的形式和推出方式與塑料制品的形狀、結(jié)構(gòu)和塑料性能有關(guān)。 對推出機構(gòu)設(shè)計的要求： 1、 塑料制品脫模后，不能使塑料制品變形。推力分布均勻，推力面積要大，推桿盡量靠近凸模，但也不要距離太近。 2、 塑料制品在推出時，不能造成碎裂。推力應(yīng)作用在塑料制品承受力大的部位，如塑料制品的肋部、凸緣及殼體壁等。 3、 不要損壞塑料制品的外觀美。 4、 推出機構(gòu)應(yīng)準確、動作可靠、制造方便、更換容易。 推出機構(gòu)的零件包括：推桿、推板和推管等。 一、推桿結(jié)構(gòu)設(shè)計 推桿的作用是將塑料制品從模具內(nèi)推出。推桿結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，得到廣泛采用。常用的推桿有圓柱頭推桿、帶肩推桿、扁推桿等。 推桿脫模機構(gòu)設(shè)計 在一次脫模機構(gòu)中，常用推桿脫模機構(gòu)。因為推桿制造方便，滑動阻力小，可以在塑料制品任意位置配置，更換方便，脫模效果好，在實際生產(chǎn)中廣泛采用。因為塑料制品結(jié)構(gòu)形狀不同，推桿在塑料制品上分布的位置和脫模形式也不相同，所以有多種多樣的脫模方式。 推桿脫模機構(gòu)設(shè)計的基本原則如下： 1、 推桿的直徑不能過細，應(yīng)有足夠的剛度和強度，能承受一定的推力。一般推桿直徑為2.5~15。對于直徑為2.5以下的推桿最好做成臺階形狀。 2、 推桿應(yīng)設(shè)在塑料制品最厚及收縮率大的凸?；蛘哞偧浇?，但不能離凸模和鑲件配固定孔過近，以免影響固定板的強度。 3、 推桿分布要合理，使推出塑料制品使受力均勻，以保證塑料制品不變形。 4、 塑料制品靠近主流道處的內(nèi)應(yīng)力大，易碎裂，因此，在主流道處應(yīng)盡量不設(shè)推桿。 5、 為了避免推桿與側(cè)抽芯機構(gòu)發(fā)生沖突，推桿要避開側(cè)抽芯處，如果必須設(shè)計推桿時，應(yīng)考慮復(fù)位機構(gòu)。 6、 推桿與推桿孔的配合間隙不能大于所用塑料的溢邊值，溢邊值一般為0.02~0.08。 7、 推桿截面形狀，應(yīng)根據(jù)塑料制品的幾何形狀而定。 8、 推桿和推桿孔的配合應(yīng)靈活可靠，不發(fā)生卡住現(xiàn)象。 推桿的長度計算如下： a、頂出行程 S頂=h凸+e 式中 e —頂出行程 h凸——型芯成型高度 已知 h凸 =40mm e=4mm 所以 S頂 =40+4=44mm b、開模行程 S開=h塑+h凸+e 式中 h塑 ——塑件及澆注系統(tǒng)在開模方向上的總投影高度 h凸 ——動、定模型芯突出分型面的高度總和 e —— 取件及取出澆注系統(tǒng)凝料的開模行程余量 所以 S開 =40+19+6=65 mm c、頂桿長度 H桿=（h凸+0.05～0.1）+h動墊 +（S頂+3～6）+h頂固 =（19+0.1）+36+（44+6）+20 =125.1mm 根據(jù)實際情況，配合模具的其它結(jié)構(gòu)，最后取H桿=134mm 二、推管結(jié)構(gòu)設(shè)計 推管適用于圓形空心塑料制品或塑料制品圓形部分的推出。優(yōu)點是推出動作均勻可靠，塑料制品上不留明顯痕跡。推桿和推管同步運動。 頂管尺寸結(jié)合模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。頂管的內(nèi)徑與型芯滑動配合，外徑與模板滑動配合。頂管與型芯的配合長度為頂出行程加3～5mm，頂管與模板的配合長度一般等于（0.8～2）D，其余部分擴孔，頂管擴孔d+0.5mm，模板擴孔D+1mm。 第四節(jié) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)是保證塑料注塑模具的動模與定模的正確定位和導(dǎo)向的重要零件。導(dǎo)向機構(gòu)常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，其主要零件有導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計原則如下： （1） 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強度和防止模板變形。 （2） 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來選定，并應(yīng)有足夠的強度。 （3） 導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求。 （4） 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性。 （5） 為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但同時也裝在動模板上，這就根據(jù)具體情況而定的。 導(dǎo)柱的形式有無儲油槽導(dǎo)柱、帶儲油槽導(dǎo)柱、短導(dǎo)柱、直通式導(dǎo)柱、頂柱式導(dǎo)柱等，導(dǎo)柱的材料一般用20鋼，淬碳處理，或用T8A，淬火硬度為HRC50~55。導(dǎo)柱的長度可根據(jù)模具實際情況而定。 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)采取以下的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式見模具的裝配圖。 第五節(jié) 抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、 概述 當塑料制品帶有通孔、凹槽、凸臺時，塑料制品不能直接從模具中脫出必須將成型側(cè)孔、凹槽及凸臺的成型零件做成活動的，稱為活動型芯。完成活動型芯抽出和復(fù)位的機構(gòu)叫抽芯機構(gòu)。 抽芯機構(gòu)的分類 1、 機動抽芯 開模時，依靠注射機的開模動作，通過抽芯機構(gòu)來帶動活動型芯，把型芯抽出。機動抽芯具有脫模力大、勞動強度小、生產(chǎn)率高和操作方便等優(yōu)點，在生產(chǎn)中廣泛采用。按其傳動機構(gòu)可分為以下幾種：斜導(dǎo)柱、斜滑塊抽芯、齒輪齒條抽芯等。 2、 手動抽芯 開模時，依靠人力直接或通過傳遞零件的作用抽除活動型芯。 3、 液壓抽芯 活動型芯的抽出，依靠液壓筒進行。其優(yōu)點是根據(jù)脫模力的大小和抽出距離的長短可更換抽芯液壓筒，因此能得到較大的脫模力和較長的抽芯距，由于使用高壓液體為動力，傳遞平穩(wěn)。其缺點是增加了操作工序，同時還要有整套的抽芯液壓裝置，因此使用范圍受到限制，一般很少用。 二、抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 此設(shè)計零件有兩個內(nèi)螺紋型芯，為提高生產(chǎn)效率，在此采用液壓抽芯。開模時，利用液壓馬達通過連軸套帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，從而，帶動軸上的齒輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪嚙合把動力傳到另一齒輪，齒輪轉(zhuǎn)動時，帶動齒輪內(nèi)圈上的螺紋轉(zhuǎn)動，最后，達到帶動螺桿（也即螺紋型芯）轉(zhuǎn)動，螺紋型芯一邊旋轉(zhuǎn)一邊退出型腔，從而達到抽芯的目的。 在此要注意的是，因為兩型芯在同一直線上，相反方向上同時退出，為此，在設(shè)計齒輪嚙合時時，在另一對齒輪處要加上一個中間齒輪，才能達到同時相反方向上抽出的效果。 第六節(jié) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 注射成型時，模具溫度直接影響塑料填充和塑料制品的質(zhì)量，也影響注射周期。因此在使用模具時必須對模具進行有效的冷卻，使模具溫度保持在一定范圍。 一 影響冷卻通道設(shè)計的因素 1、模具結(jié)構(gòu)形式。 2、模具的大小及成型投影面積。 3、塑料制品熔接痕的位置。 4、澆口和流道的布設(shè)及其結(jié)構(gòu)。 二 冷卻系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 1、冷卻通道離凹模壁不能太遠也不能太近，通常其邊距為10~20mm。 2、冷卻通道的設(shè)計和布置應(yīng)與塑料制品的厚度相適應(yīng)。 3、冷卻通道不應(yīng)通過鑲塊和鑲塊接縫處。 4、冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)暢通無阻，冷卻通道直徑一般為9~12mm。 5、 凹模凸模要分別冷卻，要保持冷卻平衡。 6、模具主流道部位常與注射機噴嘴接觸，是模具上溫度最高的部位，應(yīng)加強冷卻，在必要時單獨冷卻。 7、水管接頭的部位，要設(shè)置在不影響操作的方向，通常朝向注射機的背面。 8、水管與水嘴連接處必須密封。 9、復(fù)式冷卻循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。 10、進出口冷卻水溫差不宜過大，避免造成模具表面冷卻不均勻。 三 冷卻系統(tǒng)的形式 冷卻通道的布局，應(yīng)根據(jù)塑料制品形狀及其所需冷卻溫度的要求而定。冷卻通道的形式有直通式、圓周式、多級式、螺旋式、循環(huán)式及噴流式等。本設(shè)計采用直通式冷卻通道。 四 冷卻裝置設(shè)計 1 冷卻裝置的形式 冷卻裝置的形式有溝道冷卻裝置、管道冷卻裝置、導(dǎo)熱冷卻裝置等，本設(shè)計采用管道冷卻裝置。 2冷卻水管設(shè)計 由于此零件復(fù)雜，型芯較多，所以冷卻管道的孔數(shù)設(shè)計為5個。 選取模具凹模冷卻水管直徑d=16mm 其余冷卻水管直徑d=10mm 在模具上的分布情況見模具的裝配圖。 第七節(jié) CAD/CAM部分 在此部分，設(shè)計要求用CAM軟件對上下模型腔進行銑削模擬加工，生成刀具路徑。 在此，采用了北京北航海爾軟件公司出的CAXA制造工程師軟件。CAXA制造工程師是具有卓越工藝性的數(shù)控編程軟件。它高效易學(xué)，為數(shù)控加工行業(yè)提供了從造型、設(shè)計到加工代碼生成、加工仿真、代碼校驗等一體化的解決方案，是數(shù)控機床真正的“大腦”。它主要有拉伸、旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)動、放樣、倒角、圓角、打孔、分模等特征造型方式，可以將二維的草圖輪廓快速生成三維實體模型。CAXA制造過程師提供了軌跡仿真手段以檢驗數(shù)控代碼的正確性。可以通過實體真實感仿真模擬加工過程，展示加工零件的任意截面，確保加工正確無誤。 一、模型生成 根據(jù)零件的具體尺寸，先畫出二維的草圖，再通過拉伸等特征造型方式，將草圖輪廓生成三維實體模型。 二、分模 建立型腔，選擇分型面，對所構(gòu)建的模型分模。生成型芯、型腔。 三、銑削模擬加工，生成刀具路徑 選擇刀具和加工參數(shù)，對所生成的刀具路徑進行仿真模擬加工。最后對對刀具路徑進行后置處理，生成NC文件。 參考文獻 1、 申樹義、高濟編；《塑料模具設(shè)計》；北京：機械工業(yè)出版社，1999 2、 陳萬林等編；《使用塑料注射模具設(shè)計與制造》；北京：機械工業(yè)出版社，2000 3、 黨根茂、駱志斌、李集仁編；《模具設(shè)計與制造》；西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001 4、 馮炳堯、韓泰榮、蔣文森編；《模具設(shè)計與制造簡明手冊》；上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1999 5、 馬曉湘、鐘均祥主編；《畫法幾何及機械制圖》（第二版）；華南理工大學(xué)出版社，1998 6、 周開勤主編；《機械零件手冊》（第四版）；高等教育出版社，1998 7、 廖念釗、莫雨松、李碩根、楊興駿編；《互換性與技術(shù)測量》（第四版）中國計量出版社，2000 8、 塑料模具設(shè)計手冊編寫組編；《塑料模具設(shè)計手冊》；北京：機械工業(yè)出版社，1984 9、王煥庭、徐善國主編；《機械工程材料》；大連：大連理工大學(xué)出版社，2000 設(shè)計心得體會 經(jīng)過兩個月的緊張而又忙碌的畢業(yè)設(shè)計，自己深感在設(shè)計過程中受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年中所學(xué)的專業(yè)知識一次系統(tǒng)的總結(jié)、復(fù)習(xí)；有機地檢驗所學(xué)基礎(chǔ)知識水平、實踐能力，以及自己動手分析問題、解決問題的能力。并在此過程中提出改進的方法，為以后在實際的生活及生產(chǎn)中解決具體問題提供了一個良好的契機。在設(shè)計中，從最初的接觸到設(shè)計課題，查找有關(guān)設(shè)計資料，查閱有關(guān)設(shè)計圖冊，到最初形成自己的設(shè)計思想，可以說每一個過程都是自己設(shè)計思想的升華，從最初的遇到難題到動手查找資料，以及最終解決問題，在此過程培養(yǎng)了自己理解，消化的能力。更加拓展了自己的知識視野，實現(xiàn)了知識從感性認識上升到理性認識的飛躍，為以后走上工作崗位打下了良好，堅實的基礎(chǔ)。 此外，在設(shè)計中，有時自己的思路很容易受到自己知識能力的限制，于此，本人更加清醒地意識到自己知識的不全面，更堅定了學(xué)習(xí)的決心。 最后，我謹向我的指導(dǎo)老師趙侖、劉璨以及其它指導(dǎo)教師表示我最衷心的感謝！ 29