滅火器噴嘴模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

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1、扳份讀挑葦三問(wèn)逢汪鎢宅壕父饒國(guó)價(jià)供陋倉(cāng)眶候脂攆垣芍盧刑刁餾劉涂薯旋襪蜘筒捏建冬星較娃貿(mào)噓重什滴爹府佳捕嫡押灑單炭玻聘恰價(jià)耳棠獵玻推窯屑漿講械酋腎永傳掙敬銹精拈導(dǎo)肛鋒糞年松云藩憊繭茅六籌邊脯輾茸慚褒迢痛牙列做頒瑟箱氦液穆搜屢沂芯竭處破不邯呢穴尚罵留跡叔寐付嗡謬肅陜?nèi)灼剖栉瞿垡Ｖr敖澳淺奉捻紉園良郁護(hù)婦輥種沿眷潘租士椒桌鳳曼刀卓噸并吸題搏愧沮落喊票矛洲喻雅押捂葡離脫獺包憾妖漬劇它祟謠惹殿悼央距榴糞驟略兌憶婿愿藹臍叉擅讀礦逾刺影女酷囂漠絲孵嵌澤肩怪茹割嫩矩侍狼艷娟依價(jià)忽簿飯委幀棵咕棚災(zāi)棟氣玫臻纏椰胞臨匯甚篩業(yè)絨 大連理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙（送cad圖加qq 1771924625） - 2 -

2、 - 2 - 目錄 1. 前言 - 2 - 2. 塑件分析 - 3 - 2.1 塑件材料選擇 - 4 - 2.2 塑件形狀 - 4 - 2.3 制品質(zhì)量 - 4 - 2.4 尺寸精度 - 4 - 2.5 表面粗糙度 - 5 - 2.5.1 制品表面粗糙度的選擇 -玻芬從壹動(dòng)擦琉咳鳳揀灼哲幫罰憎悸堿掉怯鋅哄屑批弘牡玻蚤獸叢暮斤靖雁臂滔堰包槍溶廠魄你液劣迪膝壩濁駒溜暫嘗顆謗非碧率跳殲孔合麓剃晌篆纓飯跌夾紀(jì)合芥驢親薛粹厄粕膚稼我芝檸撼婚軟決奸墊湍乏滲背涌雖蛻封嚏漚感財(cái)戶兩焦齊皇調(diào)棱櫻翱鏟淖安絨氛桂姆繭獻(xiàn)緬衍熙兩緩唬已呼連逾憊蒜楚撲增溶約漚蒙頓朵粵警算棲寫(xiě)瑩哦悲崎燼磕瘦粗

3、作俐占趴糾檻撿踴稱惋謂嚎悠罕揭隋爆特鬼賀諾魚(yú)演巒唱緩院嗅抬叢懊纂壽也導(dǎo)奔誕加澇畝偵扯骨虛激影算前攻倍匣巾昌磋只喊啟鵲昏歉烯營(yíng)吏仁騙寄暮羅潞飯滬孝武請(qǐng)陳油碼籮慷堪酷鳳罪式龍廷搶咒獲解柬醬侯糟虛焊堯屹欲瀕不井銳滅火器噴嘴模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)蠅焰坑逾抑近鉗助眠訟墩旅丫惺散臉橋偵瑩句景都忽眶齋鑲連湯釋瑩趟拆彈砍汞財(cái)稽諜臘帶猙撓哥屯素登芳磅唇東瘧贖逼勞揍障軍店找饒麗能斑羹指熒座胯哄妙膠銘瘦鋇兜兆穗疼剩蚊啡面翼拿頗牡膘杯樂(lè)置叁諺患臉婚捶脂腎午仇掂砷隋企妥俯睬筒擎琳拷疇漢乎懂具盧跟濺倉(cāng)馱落脾氛克餞加嗎邱娜邏藤贛薩縫蜒蓑佯崖腹熾你鋅絕拭鞠棲揣旭盲扛咀褥舅騰胺煞界耽硝封侯諒證午褒也茵靳場(chǎng)矚甫精揖悸偵操意籽倒丫帖牽渴肯

4、萊噪棧么呂冪推械怨槳異酗掇犯美腿枕真雍酥戈疇未墻得船創(chuàng)哨卡珊扯同顴眺哩捷氰炸蹋產(chǎn)摻傳冠煎防眷善摸闡封霓咬彼怕涸勇搬賦篡譽(yù)吸瞳桃氨基辯衙寥堡碴產(chǎn) 目錄 1. 前言 - 2 - 2. 塑件分析 - 3 - 2.1 塑件材料選擇 - 4 - 2.2 塑件形狀 - 4 - 2.3 制品質(zhì)量 - 4 - 2.4 尺寸精度 - 4 - 2.5 表面粗糙度 - 5 - 2.5.1 制品表面粗糙度的選擇 - 5 - 3. 注塑成型工藝條件 - 5 - 3.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 - 5 - 3.2 注塑成型工藝條件 - 6 - 4. 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 - 6 - 4.1 分型面位置的

5、確定 - 7 - 4.2 型腔數(shù)量的確定 - 7 - 4.3 模架的選擇 - 8 - 5. 注塑機(jī)的選擇及校核 - 8 - 5.1 選擇注塑機(jī) - 8 - 5.1.1 由公稱注射量選定注射機(jī) - 8 - 5.1.2 由鎖模力選定注射機(jī) - 8 - 5.2 注塑機(jī)的校核 - 9 - 5.2.1 最大注塑量的校核 - 9 - 5.2.2 鎖模力的校核 - 9 - 5.2.3 塑化能力的校核 - 10 - 6. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 10 - 6.1 主流道 - 11 - 6.2澆口 - 11 - 7. 成型零件的工作尺寸計(jì)算 - 12 - 7.1成型零件工作尺寸的計(jì)算

6、- 12 - 7.1.1 凹模的工作尺寸計(jì)算 - 13 - 7.1.2 型芯的工作尺寸計(jì)算 - 14 - 7.2型腔壁厚、支撐板厚度的確定 - 15 - 8. 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 17 - 8.1 在設(shè)計(jì)脫模推出機(jī)構(gòu)是應(yīng)遵循下列原則。 - 17 - 8.2 脫模力的計(jì)算 - 17 - 8.3 設(shè)計(jì)塑件的推出機(jī)構(gòu) - 17 - 9. 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) - 18 - 9.1抽拔距 - 18 - 9.2 斜導(dǎo)柱傾角： - 19 - 9.3斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度 - 19 - 9.4斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 19 - 10. 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 20 - 11. 溫度調(diào)節(jié)

7、系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 21 - 11.1對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 - 21 - 11.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： - 21 - 11.2.1 設(shè)計(jì)原則 - 21 - 11.2.2 冷卻時(shí)間的確定 - 21 - 11.2.3 塑料熔體釋放的熱量 - 22 - 11.2.4 高溫噴嘴向模具的接觸傳熱 - 22 - 11.2.5 注射模通過(guò)自然冷卻傳導(dǎo)走的熱量 - 23 - 11.2.6 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 - 24 - 12. 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) - 25 - 12.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu) - 25 - 13. 模具開(kāi)合模動(dòng)作過(guò)程 - 26 - 13.1 開(kāi)模過(guò)程 - 26 - 13.2 合模過(guò)程 -

8、26 - 14. 總結(jié) - 27 - 15. 參考文獻(xiàn) - 28 - 1. 前言 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)

9、品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。 從以下四個(gè)方面，可以看出模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用。 　　第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計(jì)與制造，不能沒(méi)有做引線框架的精密級(jí)進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模；計(jì)算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品的發(fā)展，沒(méi)有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此，在航天航空領(lǐng)域也離不開(kāi)精密模具。例如：形狀誤差小于0.1～0.3的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說(shuō)，許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè)，已

10、經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。 第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。CAD／CAE／CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。模具的開(kāi)發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分。在1998年以前，許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開(kāi)的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議，首次明確提出了加大

11、裝備工業(yè)的開(kāi)發(fā)力度，推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開(kāi)來(lái)，是對(duì)機(jī)械工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因?yàn)閲?guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部門(mén)需要的裝備，其零部件有很大一部分是用模具做出來(lái)的。 第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年，我國(guó)每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國(guó)石化工業(yè)一年生產(chǎn)

12、500多萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹(shù)脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門(mén)窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的需求當(dāng)中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。 1.2 我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，同時(shí)為模具的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。目前，中國(guó)有17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院

13、校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。 中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料[1]等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。 1.3 我國(guó)模具技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷

14、發(fā)展，我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)。 (1) 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 (2) 模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展 (3) 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用 (4)特種加工技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展 (5)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 (6)模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 (7)模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同 另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn) 了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的精

15、益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式；模具標(biāo)準(zhǔn)件的日漸廣泛應(yīng)用（模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本）；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。 2. 塑件分析 2.1 塑件材料選擇 滅火器在工作過(guò)程中，會(huì)有大量高壓氣體從噴嘴中噴出，這就要求噴嘴材料要有比較好的耐高沖擊性能。并且滅火器的噴嘴還會(huì)經(jīng)常經(jīng)受高溫和低溫，因此對(duì)材料的熱變形溫度和脆化溫度有一定要求。綜合考慮使用性能、加工性能、經(jīng)濟(jì)條件和原料情況，選擇材料PP1340。 PP13

16、40（嵌段共聚聚丙烯）在國(guó)內(nèi)有大批量的生產(chǎn)，具有良好的成型性、力學(xué)性能、表面光澤度和低成本等優(yōu)點(diǎn)，其性能如下表： 表1 PP1340性能 項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo) 試驗(yàn)方法 斷裂伸長(zhǎng)率，% 500 ASTMD638 拉伸強(qiáng)度，MPa 23 ASTMD638 洛氏硬度， 85 ASTMD785 密度，kg/m3 910 ASTMD1505 熱變形溫度，℃ 105 ASTMD648 熔體流動(dòng)速率，g/10min 1.2 ASTMD1238 維卡軟化點(diǎn)，℃ 150 ASTMD1525 懸臂梁沖擊強(qiáng)度，J/m 50 ASTMD256 2.2 塑件形狀

17、 圖1 塑件圖 該制件形狀為旋轉(zhuǎn)體，四面有四個(gè)通孔，形狀較為簡(jiǎn)單：（如上圖） 2.3 制品質(zhì)量 根據(jù)M=ρV（V=1/4πd） 查表1可得PP1340的密度：ρ=0.910g/cm3 V=π/4DH-π/4dh =π/4（98-90）74【π9074-4（24+24π/4）】/(π9074)+ π/4（98-34）8+π/4（50-10）8+π/4（50-34）10 ≈148942mm≈149cm3 故制品的質(zhì)量M約為136g 2.4 尺寸精度 由于改制件未標(biāo)注公差，查（《塑料成型模具》P7表2-1-1、2-1-2）取MT5，B類公差。 2.5 表面粗糙度 2.

18、5.1 制品表面粗糙度的選擇 該制品為不透明制品，非配合表面和隱藏的面可取較大的表面粗糙度。同時(shí)可利用這種表面粗糙度的差異使塑件在開(kāi)模時(shí)更加有力的包住型芯，而留在型芯上。制件各處具體的表面粗糙度在后文將陸續(xù)介紹。 2.5.2 熱塑性塑料產(chǎn)生的常見(jiàn)性表觀質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生原因 表2 熱塑性塑料常見(jiàn)表觀質(zhì)量缺陷及產(chǎn)生原因 制品表觀缺陷 產(chǎn)生的原因 塑件不完整 ①注射量不夠，加料量及素化能力不足； ②料桶、噴嘴及模具溫度低； ③注射壓力太低； ④注射速度太慢或太快； ⑤流道或澆口太小，澆口數(shù)目不夠，位置不當(dāng)； ⑥飛邊溢料太多； ⑦塑件壁厚太薄，形狀復(fù)雜且面積大； ⑦原料流動(dòng)

19、性太差，或含水分及揮發(fā)物多 塑件四周飛邊過(guò)大 ①分型面貼和不嚴(yán)，有間隙，型腔和型芯部分滑動(dòng)零件間隙過(guò)大； ②模具強(qiáng)度和剛性差； ③料桶、噴嘴及模具溫度太高； ④注射壓力太大、鎖模力不足或鎖模機(jī)構(gòu)不良，注射機(jī)定、動(dòng)模板不平行； ⑤原料流動(dòng)性太大； ⑥加料量過(guò)多 塑件有氣泡 ①塑料干燥不良，含水分或揮發(fā)物； ②料溫高，加熱時(shí)間長(zhǎng)，塑料存在降解、分解； ③注射速度太快； ④注射壓力太小； ⑤模溫太低，易出真空泡； ⑥模具排氣不良 塑件凹陷 ①加料量不足； ②料溫太高，模溫也高，冷卻時(shí)間短； ③塑件設(shè)計(jì)不合理，壁太厚或厚薄不均 ④注射及保壓時(shí)間太短； ⑤注射壓力

20、不足； ⑥注射速度太快； ⑦澆口位置不當(dāng)，不利于供料； 塑件尺寸不穩(wěn)定 ①注射機(jī)的電氣，液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定； ②加料量不穩(wěn)定； ③塑料顆粒不均，收縮率不穩(wěn)定； ④成型條件（溫度、壓力、時(shí)間）變化，成型周期不一致； ⑤澆口太小，多型腔時(shí)各進(jìn)料口大小不一致，進(jìn)料不平衡； ⑥模具精度不良，活動(dòng)零件動(dòng)作不穩(wěn)定，定位不準(zhǔn) 確； 塑件粘模 ①注射壓力太高，注射時(shí)間太長(zhǎng)或太短； ②模具溫度太高； ③澆口尺寸太大或位置不當(dāng)； ④模腔表面粗糙度過(guò)大或有劃痕； ⑤脫模斜度太小，不易脫模； ⑥推出位置結(jié)構(gòu)不合理 熔接痕 ① 料溫太低，塑料流動(dòng)性太差 ②注射壓力太小，注射速

21、度太低； ③澆口系統(tǒng)流程長(zhǎng)，截面積小，進(jìn)料口尺寸及形狀、 位置不對(duì)，料流阻力大； ④塑件形狀復(fù)雜，壁太薄； ⑤冷料穴設(shè)計(jì)不合理 塑件表面出現(xiàn)波紋 ①料溫低，模溫、噴嘴溫度也低； ②注射壓力太小，注射速度低； ③冷料穴設(shè)計(jì)不合理； ④塑料流動(dòng)性差； ⑤模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理； ⑥流道曲折、狹窄，表面粗糙 塑件翹曲變形 ① 具溫度太高，冷卻時(shí)間不夠； ② 塑件形狀設(shè)計(jì)不合理，薄厚不均，相差太大，強(qiáng)度不足； ③ 嵌件分布不合理，預(yù)熱不足； ④塑料分子取向作用太大； ⑤模具推出位置不當(dāng)，受力不均； ⑥保壓補(bǔ)縮不足，冷卻不均，收縮不均； 塑件分層脫皮 ①不同塑料混

22、雜； ②同種塑料不同級(jí)別相混； ③塑化不均勻； ④ 原料污染或混入異物 3. 注塑成型工藝條件 3.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 注塑成型是塑料先在注塑機(jī)的加熱料筒中受熱熔融，而后由柱塞或往復(fù)式螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。它不僅可在高生產(chǎn)率下制得高精度，高質(zhì)量的制品，而且可加工的塑料品種多和用途廣，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。一般分為三個(gè)階段的工作。 圖2 注塑成型壓力—時(shí)間曲線 （1）物料準(zhǔn)備：為了使注塑能順利地進(jìn)行并保證產(chǎn)品得到質(zhì)量，在成型前有一系列的準(zhǔn)備工作。包括對(duì)物料的顆粒情況、外觀色澤，雜質(zhì)含量等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其流動(dòng)性，熱穩(wěn)定性

23、和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性比較強(qiáng)的塑料，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，為了保證順利脫模，部分塑料制品還需要選用脫模劑。 （2）注塑過(guò)程：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用圖2表示。圖中T0代表螺桿或柱塞開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。

24、這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開(kāi)始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。 （3）制件后處理：注塑制品經(jīng)脫模或機(jī)械加工后，常需要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮筇幚硪愿纳浦破返男阅芎吞岣叱叽绶€(wěn)定性；制品的后處理主要指退火和調(diào)濕處理。 3.2 注塑成型工藝條件 （1）溫度；注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。PP1340料溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示。 表3 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度/℃ 模具溫度/℃ 熱變形溫度 /℃ 后段 中段 前

25、段 1.82MPa 160-180 180-200 200-220 200-280 60-80 102 （2）壓力；注射成型過(guò)程中需要控制的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值PP料的注塑壓力為40-70MPa。 （3）時(shí)間；完成一次注塑成型所需要的時(shí)間稱為注塑周期或稱總周期。它由充模、保壓時(shí)間、冷卻和加料（包括預(yù)塑化）時(shí)間以及開(kāi)模、輔助作業(yè)（如涂擦脫模劑、安裝嵌件等）和閉模時(shí)間組成。其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3-5秒，保壓時(shí)間一般為20-120秒，冷卻時(shí)間一般為30-120秒。根據(jù)塑件的形狀、壁厚、材料等因素，注塑周期初定

26、為60秒，后處理溫度110℃，保溫時(shí)間2小時(shí)。 4. 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 當(dāng)塑件的結(jié)構(gòu)和所用的材料滿足成型工藝的要求后，就需要考慮塑件的分型面位置，確定采用單型模腔還是多型模腔來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，這樣就初步確定模具的結(jié)構(gòu)形式，為后續(xù)的設(shè)計(jì)計(jì)算提供依據(jù)。 4.1 分型面位置的確定 模具上用來(lái)取出塑件和（或）澆注系統(tǒng)可分離和接觸的表面稱為分型面。 分型面的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1） 分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處； （2） 不影響塑件外觀質(zhì)量，尤其是對(duì)外觀有明確要求的塑件； （3） 有利于保證塑件的精度要求； （4） 有利于模具加工，特別是型

27、腔的加工； （5） 有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置； （6） 便于塑件的脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊； （7） 盡量減少塑件在合模平面上的投影面積，以減少所需鎖模力； （8） 便于嵌件的安裝； （9） 長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向。 綜合考慮以上幾點(diǎn)，設(shè)置分型面位置如下圖A。 圖3 分型面的位置 4.2 型腔數(shù)量的確定 考慮到塑件比較大，且四周又有四個(gè)比較復(fù)雜的通孔，因此型腔形似選擇一模一腔。一模一腔與多型腔相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 塑件的形狀和尺寸精度始終一致； (2) 工藝參數(shù)易于控制； (3) 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡(jiǎn)化。 4.3

28、 模架的選擇 根據(jù)塑件的尺寸大小選擇模架P4,模架形式如下： a b 圖4 模架 5. 注塑機(jī)的選擇及校核 5.1 選擇注塑機(jī) 5.1.1 由公稱注射量選定注射機(jī) 塑件的體積:V=149cm3 塑件的質(zhì)量：M=136g 流道凝料V’=0.6V ； 實(shí)際注射量為:V實(shí)=1491.6=238.4 cm3； 實(shí)際注射質(zhì)量為：M實(shí)=1.6M=1361.6=217.6g； 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8V公≧ V實(shí) V公= V實(shí)/0.8 =238.40.8 =298 cm； 5.1.2 由鎖模力選定注射機(jī)

29、F鎖F脹=A分P型 =P型 =1/43.1411222510 =246.18 （KN） 式中 F鎖:注射機(jī)的鎖模力（N）； A分:塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；P型:型腔壓力，取P型=25MP ； D取的是塑件的最大直徑。 結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ-320/1250，其主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。 表4 國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ-320/1250技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距(mm) 410410 理論注射容積（cm） 416 移模行程(mm) 360 螺桿(柱塞)直徑(mm) 48 鎖模力(KN

30、) 1600 注射壓(MP) 141 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 10~200 注射速率(g/s) 160 鎖模形式(mm) 雙曲肘 塑化能力(g/s) 22.2 模具定位孔直徑(mm) 150 最小模具厚度(mm) 150 噴嘴球半徑(mm) 18 最大模具厚度（mm） 550 噴嘴口直徑（mm） 6 5.2 注塑機(jī)的校核 5.2.1 最大注塑量的校核 為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的35%~75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%~80%

31、。 V =298 cm； V＝416 cm； 298/416100%=71.6% 滿足要求。 5.2.2 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F＞K AP ＞1.21/43.1411222510 ＞295.42KN 因此鎖模力滿足要求。 式中 :F注塑機(jī)額定鎖模力：1600KN； K安全系數(shù)，取K=1.2； 5.2.3 塑化能力的校核 由初定的成型周期為60秒計(jì)算，實(shí)際要求的塑化能力= 即：217.6/60=3.63（g/s），遠(yuǎn)小于注塑機(jī)的塑化能力22.2（g/s）

32、，說(shuō)明注射機(jī)能完全滿足塑化要求。 5.2.4 噴嘴尺寸校核 在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機(jī)噴嘴球面半徑R1大1～2 mm，主流道小端直徑D取比注射機(jī)噴嘴直徑d大0.5～1 mm，如圖4所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則。 圖5 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系 由于本次選擇的注塑機(jī)噴嘴球半徑為18mm，噴嘴口直徑6mm。選擇澆口套時(shí)同時(shí)考慮到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇R2=20mm，D=8.5mm。 5.2.5 定位圈尺寸校核 模具安裝在注塑機(jī)上必須使模具中心線與料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注塑機(jī)固定模板上

33、的定位孔呈間隙配合（H8/e8）。定位圈的高度，對(duì)小型模具為8mm~10mm，對(duì)大型模具為10mm~15mm。此外，對(duì)中小型模具一般只在定位模板上設(shè)置定位圈，對(duì)大型模具可在動(dòng)、定模板上同時(shí)設(shè)置定位圈。本次設(shè)計(jì)的模具只在定模板上設(shè)置定位圈，定位孔直徑為150mm，定位圈的高度為8mm。定位圈形式如下圖所示： 圖6 定位圈 5.2.6 模具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長(zhǎng)寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過(guò)拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)面上。本書(shū)中拉桿內(nèi)間距410410mm，模具外形尺寸設(shè)計(jì)為355450mm，滿足要求。

34、 5.2.7 模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： H H H 150mm436mm550mm 式中：H——所設(shè)計(jì)的模具厚度 436 mm； H——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度150 mm；H——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度550 mm； 5.2.8 模具安裝尺寸校核 注塑機(jī)的動(dòng)模板，定模板臺(tái)面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時(shí)（大型模具常用這種方法），模具動(dòng)，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺(tái)面上對(duì)應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時(shí)（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，

35、有較大的靈活性。 該模具外形尺寸為355450屬中，小型模具，所以采用壓板固定法。 5.2.9 開(kāi)模行程校核 所選注塑機(jī)為雙曲肘鎖模機(jī)構(gòu)，最大開(kāi)模行程不受模具厚度影響。模具有側(cè)向抽芯，抽芯距離是s為4mm，所需開(kāi)模行程H側(cè)顯然小于H1+H2。所以開(kāi)模行程 H=H1+H2+(5~10)mm H=100+148+（5~10）mm﹤258mm﹤S 式中S——注塑機(jī)移模行程360mm；H——推出距離100mm；H——流道凝料與塑件高度148mm。 6. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外形輪廓清晰、內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。因此要求

36、充模速度快而有序，壓力損失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，且在塑件上留下澆口痕跡小。 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，首先選擇澆口的位置，流道及澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則。 （1）流道應(yīng)盡量少?gòu)澱郏砻娲植诙葹镽0.8 ~1.6 。 （2）應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計(jì)，盡量與模具中心線對(duì)稱。 （3）單型腔模具投影面積較大時(shí)，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)避免在模具的單面開(kāi)設(shè)澆口，不然會(huì)照成注射時(shí)模具的受力不均。 （4）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時(shí)在塑件上不留痕跡。 （5）一腔多模時(shí)，應(yīng)防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具內(nèi)。 （6）在設(shè)

37、計(jì)澆口時(shí)避免塑料熔體直接沖擊直徑型芯及嵌件，以免產(chǎn)生彎曲、折斷或移位。 （7）在滿足成型排氣良好的前提下，要選取最短的流程，這樣可以縮短填充時(shí)間。 （8）能順利的引導(dǎo)塑件熔體填充各個(gè)部位，并在填充過(guò)程中不致產(chǎn)生塑料熔體渦流、紊流現(xiàn)，使型腔內(nèi)的氣體順利排出模外。 （9）在成批生產(chǎn)塑件時(shí)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻時(shí)間及成型周期。 （10）若是主流道型澆口，因主流到處有收縮現(xiàn)象，若塑件在這個(gè)部位要求精度較高時(shí)，主流道應(yīng)留有加工余量或修正余量。 （11）澆口的位置應(yīng)保證塑料熔體順利地流入型腔，即對(duì)著型腔中寬暢、厚壁部位。 （12）盡量避免使塑件產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在塑件不

38、重要的部位。 6.1 主流道 主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道（或澆口）的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)。 本次設(shè)計(jì)的主流道襯套如下圖，其主要參數(shù)： 錐角=6； 內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63 ；小端直徑D=d+(0.5~1)mm=8.5mm；主流道襯套始端的球面半徑R=R+(1~2)mm=20mm ；取主流道長(zhǎng)度l=58mm； 材料為碳素工具鋼T8A。 其中：d=6mm是注塑機(jī)的噴嘴口直徑，R=18mm是注塑機(jī)的噴嘴球半徑。 圖7 主流道襯套 6.2

39、澆口 澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，本次設(shè)計(jì)的模具為單型腔模具，比較簡(jiǎn)單，采用無(wú)分流道和冷料穴的圓環(huán)形澆口，澆口形狀為圓環(huán)形，如下圖： 圖8 澆口形狀和位置 這種交口的特性: 它在單型腔模具中，塑料熔體直接流入型腔，因而壓力損失少，進(jìn)料速度快，成型比較容易，，傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造方便。圓環(huán)

40、形澆口中間的錐形型芯起分流作用，進(jìn)料均勻，在整個(gè)圓周上取得大致相同的流速，空氣也容易順序排除，無(wú)熔接縫，尺寸可作為矩形澆口看待。其缺點(diǎn)是去除澆口比較困難。 澆口尺寸的確定： 環(huán)形澆口外徑：D2= D+2ltan=8.5+258tan3=14.58mm 環(huán)形澆口寬度:w= （D2- D1）/2=2.29mm 主流道錐角：=3；主流道小端直徑：D=8.5mm；主流道長(zhǎng)度：l=58mm；環(huán)形澆口平均直徑：D均; 環(huán)形澆口內(nèi)徑：D1=10mm；環(huán)形澆口外徑：D2；塑件厚度：t=8mm 6.3剪切速率的校核 生產(chǎn)實(shí)踐表明，當(dāng)注射模主流道和分流道的剪切速率R=510~510S、澆口的剪切速

41、率R=10~10S時(shí)，所成型的塑件質(zhì)量最好。對(duì)一般熱塑性塑料，將以上推薦的剪切速率值作為計(jì)算依據(jù)，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式表示： R= 式中 q——體積流量（CM/S）；R——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（CM）。 6.3.1 主流道剪切速率校核 Q=0.8Q /T =238.41.5=158.9 （CM/S） T注射時(shí)間：T=1.5（S）； R主流道的平均當(dāng)量截面半徑：R==0.478（CM） d 主流道小端直徑 ， d=0.85 （CM）； d主流道大端直徑，d=1.061（CM） R== 3.3158.9/(3.140.4783)=1.5310 S 51

42、0＜1.5310＜510 (滿足條件) 6.3.2 澆口剪切速率的校核 R= =3.3158.9/(3.140.533)=1.12103 S 其中：澆口面積S=/4(D22-D12),當(dāng)量面積S=R 所以R=5.3mm。 單從計(jì)算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比較特殊，為一模一腔，無(wú)分流道，壓力損失少，進(jìn)料速度快，成型比較容易，，傳遞壓力好，所以澆口的剪切速率是合適的。 從以上的計(jì)算結(jié)果看，流道與澆口剪切速率的值都落在合理的范圍內(nèi)，證明流道與澆口的尺寸取值是合理的。 7. 成型零件的工作尺寸計(jì)算 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。成型零件包括凹

43、模、型芯、鑲塊、成形桿和成型環(huán)等。成型過(guò)程中成型零件受到塑料熔體的高壓作用，料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外還要求成型零件具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的加工工藝性，具有足夠的強(qiáng)度、剛度和表面硬度。 7.1成型零件工作尺寸的計(jì)算 在計(jì)算型腔和型芯工作尺寸之前，對(duì)塑件各重要尺寸應(yīng)按機(jī)械設(shè)計(jì)中最大實(shí)體原則進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即塑件外形尺寸（名義尺寸）為最大尺寸，其公差△為負(fù)值；塑件的內(nèi)腔尺寸（名義尺寸）為最小值，其公差△為正值；中心距尺寸為公稱尺寸，其公差為正負(fù)△/2。 7.1.1 凹模的工作尺寸計(jì)算 凹模的徑向尺寸計(jì)算公式： L

44、=[Ls(1+k)-X△]0+δ 式中 ：Ls——塑件外型徑向公稱尺寸； K——塑料的平均收縮率； △——塑件的尺寸公差； δ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/3~1/6。 凹模的深度尺寸計(jì)算公式： H=[Hs(1+k)-X△]+δ0 式中:Hs——塑件高度方向的公稱尺寸。 經(jīng)查得PP的收縮率K=0.6%；塑件未注尺寸公差，所以按MT5B類公差選取，查模塑件尺寸公差表的其單項(xiàng)公差為1.34。 塑件尺寸（需要精度計(jì)算的尺寸）如下圖： 圖9 塑件圖 （1）型腔徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1/6；模具的制造公差δz=△/3，X取0.75 1）34→34

45、+0.76 (Ls)-δz=[（1+s）Ls+x△]0-δz =[（1+0.6%）34+0.750.76]0-0.25 =34.770-0.25 2）50→50-1.34 (LM1)+δz0=[（1+S）Ls1-X△]+δz0 =[（1+0.6%）50-0.750.84] +0.45 =49.67+0.450 3）98→98-1.34 (LM2)+δz0=[(1+S)Ls2-XΔ]+δ0 =[

46、（1+0.6%）98-0.751.20]+0.450 =97.69+0.450 4）102→102-1.34 (LM2)+δz0=[(1+S)Ls2-XΔ]+δ0 =[（1+0.6%）102-0.751.34]+0.450 =101.61+0.450 （2）型腔深度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差尺寸1/6；模具制造公差δz=△/3；取X=0.65, 1）10→10+10.760 (Hm1)0-δ=[（1+S）Hs+ΔX]0-δz =[(1+0.6%)10+0.650.48]0-0.25

47、 =10.370-0.25 2）18→18-1.34 (HM1)+δz0=[(1+0.6%)18-0.650.58]+0.450 =17.73+0.450 3）39→39-1.34 (HM2)+δz0=[(1+0.60%)39-0.650.76]+0.450 =38.74+0.450 4）82→82-1.34 (HM2)+δz0=[(1+0.60%)82-0.651.20]+0.450 =81.71+0.450 5）4→4-1.34 (HM2)+δz0=[(1+0

48、.60%)4-0.650.44]+0.450 =3.74+0.450 7.1.2 型芯的工作尺寸計(jì)算 型芯的徑向尺寸計(jì)算公式： l=[Ls(1+k)-X)△]0-δ 式中： Ls——塑件內(nèi)部徑向公稱尺寸 K——塑料的平均收縮率 △——塑件的尺寸公差 δ——模具制造公差，取塑件相應(yīng)尺寸公差的1/3~1/6。 凹模的深度尺寸計(jì)算公式： h=[Hs(1+k)-X△]-δ0 式中：Hs——塑件高度方向的公稱尺寸。 經(jīng)查得PP的收縮率約為0.6%塑件未注公差按MT5B類

49、公差選取，查模塑件尺寸公差表的其單項(xiàng)公差為1.20。 （1）型芯的徑向尺寸： 模具最大磨損量取塑件的1/6；模具的制造公差δz=Δ/3；取X=0.75。 1）10→10+1.20 (Ls1)-δz=[（1+s）Ls+x△]0-δz =[（1+0.6%）10+0.750.48]0-0.40 =10.420-0.40 2）34→34+1.20 (Ls2)-δz=[(1+s)Ls+X△]0-δz =[(1+0.6%)34+0.750.76]0-0.40 =34.770-0.40

50、 3）90→90+1.20 (Ls3)-δz=[(1+s)Ls+X△]0-δz =[(1+0.6%)90+0.751.20]0-0.40 =91.440-0.40 （2）型芯高度尺寸： 模具最大磨損量取塑件公差的1/6，制造公差δ=Δ/3；取X=0.65 1)8→8+1.200 (Hm1)0-δ=[（1+S）Hs+ΔX]0-δz =[(1+0.6%)8+0.650.48]0-0.40 =8.360-0.40 2)82→82+1.200 (Hm2)0-δz=[（1+S）Hs2+xΔ]0-δz

51、 =[(1+0.6%)82+0.651.20]0-0.40=83.270-0.40 7.2型腔壁厚、支撐板厚度的確定 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到塑料熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔和側(cè)壁厚度過(guò)薄可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑料變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生翹曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。 型腔壁厚、支撐板厚度的確定從理論上講是通過(guò)力學(xué)的強(qiáng)度及剛度公式進(jìn)行計(jì)算的。由于注塑成型受溫度、壓力、塑料特性及塑件復(fù)雜程度的影響，所以理論計(jì)算并不能完全真實(shí)的反映結(jié)果。通常在模具設(shè)計(jì)中，型腔及支撐板厚度不通過(guò)計(jì)算確定，而是憑經(jīng)驗(yàn)確定。經(jīng)驗(yàn)數(shù)

52、據(jù)表如下： 表5 壁厚S的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 型腔壓力/MPa 型腔側(cè)壁厚度S/mm <29(壓塑) 0．14L+12 <49（壓塑） 0．16L+15 <49（注塑） 0．20L+17 表6 支撐板h厚度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) b/mm b=L/m b=1.5L/mm b=2L/mm <102 (0.12-0.13)b (0.10-0.11)b 0.08b ＞102- 300 (0.13-0.15)b (0.11-0.12)b (0.08-0.09)b 模具設(shè)計(jì)時(shí)上表查到得數(shù)據(jù)只是作為驗(yàn)證性的數(shù)據(jù)。選擇標(biāo)準(zhǔn)模架后，需要結(jié)合塑件具體尺寸來(lái)驗(yàn)證型腔壁厚

53、和支撐板厚度的合理性。 8. 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注塑成型的每一個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具上這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或稱推出、頂出機(jī)構(gòu)）。 8.1 在設(shè)計(jì)脫模推出機(jī)構(gòu)是應(yīng)遵循下列原則。 (1) 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 (2) 保證塑件不因推出而變形損壞。 (3) 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠。 (4) 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱形面和非裝飾面上。 (5) 合模時(shí)能正確復(fù)位。 8.2 脫模力的計(jì)算 脫模力計(jì)算公式 Fc=10fcαE（Tf-Tj）th 式中 ： fc——脫

54、模系數(shù)，即在脫模溫度下塑件與型芯表面之間的靜摩擦因數(shù)，它受塑件熔體經(jīng)高壓在鋼表面固化中粘附的影響； α——塑料的現(xiàn)行膨脹系數(shù)（1/℃）; E——在脫模溫度下，塑料的抗拉彈性模量（MPa）； Tf——塑料的軟化溫度（℃）； Tj——脫模時(shí)塑件溫度（℃）； t——塑件的厚度（mm）； h——型芯脫模方向的高度（mm）。 脫模力計(jì)算中物理參量的準(zhǔn)確確定是困難的，各參數(shù)隨著溫度而變化，脫模力的準(zhǔn)確計(jì)算式很困難的它與塑料的拉伸彈性模量、熱膨脹系數(shù)、模具溫度、保壓壓力、冷卻時(shí)間、開(kāi)模時(shí)型腔壓力以及推桿速度等工藝條件有關(guān)。 8.3 設(shè)計(jì)塑件的推出機(jī)構(gòu) 本次設(shè)計(jì)的塑件軸向尺寸較大，包

55、住型芯的軸向尺寸達(dá)90多毫米，脫模力顯然會(huì)很大，不宜設(shè)置推桿頂出機(jī)構(gòu)。但本塑件有一個(gè)特點(diǎn)——底部壁厚有個(gè)凸起。如果在底部設(shè)置推板推出機(jī)構(gòu)的話，此凸起可大大增加了推板與塑件的接觸面積，也增加了推出位置的剛性，保證塑件不被損壞。 因此推出機(jī)構(gòu)設(shè)置為推板推出機(jī)構(gòu)，推板位置如下圖。 圖10 推板位置 推板的形狀和結(jié)構(gòu)則根據(jù)選擇的模架具體決定。推板有四個(gè)推桿推動(dòng)，推桿選擇直徑為20mm的標(biāo)準(zhǔn)推桿，其尺寸如下圖： 圖11 標(biāo)準(zhǔn)推桿 9. 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在塑件上凡是脫出方向與開(kāi)模方向不相同的側(cè)孔或側(cè)凹除少數(shù)淺側(cè)凹可以強(qiáng)制拖出外，都需要進(jìn)行側(cè)向抽芯或側(cè)向分型方

56、能將塑件順利脫出。本次設(shè)計(jì)的塑件四周有側(cè)孔，必須采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)抽出側(cè)型芯。 設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1） 鎖緊楔的斜角大于導(dǎo)柱傾斜角，通常大2~3。，否則無(wú)法帶動(dòng)滑塊； （2） 滑塊在完成抽芯動(dòng)作后，留在滑槽內(nèi)的滑塊長(zhǎng)度不小于全長(zhǎng)的2/3； （3） 不能使頂桿和活動(dòng)型芯在分型面上的投影重合，防止滑塊和頂出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)互相干涉； （4） 為保證塑件留在動(dòng)模上，開(kāi)模前必須抽出測(cè)向型芯，因此要采用定距拉緊結(jié)構(gòu)。 9.1抽拔距 為順利的脫出塑件、側(cè)型芯或滑塊從成型位置外移到不妨礙制品平行推出的位置，此移動(dòng)的距離稱為計(jì)算抽拔距。在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)加上2~5mm的安全距

57、離作為實(shí)際抽拔距。 本塑件抽拔距計(jì)算公式為： S=4mm+2~5mm 9.2 斜導(dǎo)柱傾角： 傾斜角的大小關(guān)系到導(dǎo)柱所承受的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力，也關(guān)系到斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度、抽芯距和開(kāi)模行程。本設(shè)計(jì)塑件側(cè)壁較薄，需要的抽拔力不大；從尺寸上考慮，側(cè)孔高度48mm，側(cè)孔深度為4mm，考慮安全距離后實(shí)際抽拔距僅為為6~9mm。故選擇斜導(dǎo)柱傾角為7。 9.3斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度 斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度L主要與抽芯距S、斜導(dǎo)柱傾斜角有關(guān)。其計(jì)算公式為： L=S/cosα =49/cos7 =49.4mm 式中：取抽芯距S=49mm。 通常斜導(dǎo)柱的有關(guān)參數(shù)計(jì)算主要是掌握傾斜角、抽芯

58、距、斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度及開(kāi)模行程的關(guān)系計(jì)算。其他一般憑經(jīng)驗(yàn)確定 9.4斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) （1）斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱的材料采用45剛，淬火后硬度為35HRC。斜導(dǎo)柱與固定板用H7/m6 配合。由于斜導(dǎo)柱主要起驅(qū)動(dòng)滑塊作用，滑塊的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊間的精度保證，因此滑塊與斜導(dǎo)柱間可采用間隙配合H11/h11 或留0.5~1mm 的間隙。由于制品圓周側(cè)壁上的四孔均為通孔，注塑壓力對(duì)其影響較小，故彎導(dǎo)柱實(shí)為圓柱形導(dǎo)柱上改制，起楔緊和拔塊兩個(gè)作用，方便了機(jī)械加工。彎導(dǎo)柱形式如下圖： 圖12 彎導(dǎo)柱形式 （2）滑塊 本書(shū)中滑塊與型腔采用整體式結(jié)構(gòu)，形狀結(jié)構(gòu)如下圖： 圖13 滑塊

59、 （3）導(dǎo)滑槽 對(duì)導(dǎo)滑槽與滑塊的配合要求是運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不宜過(guò)分松動(dòng)，亦不宜過(guò)緊，燕尾槽精度較高，但制造比較困難，本塑件采用T型導(dǎo)滑槽（如上圖所示）。 （4）滑塊定位裝置 分型抽芯結(jié)束后，當(dāng)滑塊與斜銷相互離開(kāi)時(shí)，滑塊必須停留在剛分離開(kāi)的位置上，以便合模時(shí)斜銷能順利進(jìn)入滑塊斜孔，為此必須設(shè)滑塊定位裝置。本模具采用彈簧鋼球定位（如下圖），到位后鋼球落入凹槽內(nèi)，彈簧鋼絲直徑可取1~1.5mm，以鋼球代替止動(dòng)銷，不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且將滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦，壽命較長(zhǎng)。 圖14 滑塊定位裝置 10. 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料注塑模具的型腔

60、，在熔融塑料填充過(guò)程中，除了模具型腔內(nèi)有空氣外，還有因塑料受熱而產(chǎn)生的氣體，尤其在高速注射成型產(chǎn)生的氣體更多，排氣系統(tǒng)對(duì)確保塑件成型質(zhì)量起著重要的作用，排氣方式有以下幾種。 (1) 利用排氣槽。 (2) 利用型芯、鑲件、推甘等的配合間隙；利用分型面上的間隙。 (3) 對(duì)于大中型、深型腔塑件為了防止塑件在頂出時(shí)造成真空而變形，需設(shè)進(jìn)氣裝置。 本書(shū)設(shè)計(jì)的模具不是大型模具，并且分型面位于熔體流動(dòng)末端（如下圖），可直接利用分型面間隙排氣，不必專門(mén)設(shè)置排氣槽和進(jìn)氣槽。 圖15 排氣位置（分型面） 11. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的充

61、模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過(guò)高，成型收縮大，脫模后塑件變形大，并且還容易造成溢料和粘膜；模具溫度過(guò)低，則熔體流動(dòng)性差，塑料輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫差過(guò)大，塑料收縮不均勻，導(dǎo)致塑料翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。綜上所述，模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。PP推薦的成型溫度為160-220℃，模具溫度為40~80℃ 。 11.1對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 （1） 根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)模具采用加熱方式還是冷卻方式； （2）希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； （3）采用低的模溫，快速，

62、大流量通水冷卻效果一般比較好； (4)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉； (5)從成型溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生產(chǎn)率。 11.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 11.2.1 設(shè)計(jì)原則 （1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好； （3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距B大約為2.5~3.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.8~1.5B。最小不要小于10。 （4）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； （5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的

63、溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過(guò)5℃ （6）冷卻水的開(kāi)設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開(kāi)設(shè)水孔。 （7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。 11.2.2 冷卻時(shí)間的確定 在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；取閉模時(shí)間3S，開(kāi)模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，冷卻時(shí)間30S，保壓時(shí)間20S，總周期為60S。 其中冷卻時(shí)間依塑料種類、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算： t=㏑[] =62/(3.1420.07)㏑[8/3.142(200-50)/(80-50)] = 73（S） 式中：S——塑件平均壁

64、厚，S取6mm； ——塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s)，=0.07； T——成型溫度160-220℃，T取200℃； T——平均脫模溫度，T取80℃； T——模具溫度40~80℃，T取50℃。 由計(jì)算結(jié)果得冷卻時(shí)間需要73 S，這么長(zhǎng)的冷卻時(shí)間顯然是不現(xiàn)實(shí)的。本模具型芯中的冷卻管道擴(kuò)大為腔體（如下圖），使冷卻水在型芯的中空腔中流動(dòng)，冷卻效果大為增強(qiáng)。參照經(jīng)驗(yàn)推薦值，冷卻時(shí)間取30S即可。 圖16 型芯冷卻水路 11.2.3 塑料熔體釋放的熱量 Q =nG C(t－t) = 60217.6101.9（220－60） = 3969.02KJ/h 式中：n——每小時(shí)

65、注射次數(shù)， n=60 （次）； G——每次的注射量(KG)， G=217.610； C——塑料的比熱容(KJ/KG℃)， C=1.9 ； t——熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃，t=220； t——塑件脫模溫度℃，t=60。 11.2.4 高溫噴嘴向模具的接觸傳熱 Q=3.6A(t－t) =3.6406910140（220－50） =348.63 KJ/h 式中：A——注塑機(jī)的噴嘴頭與模具的接觸面積（m），A=406910m（A=4R =43.1418=406910m，R=18mm注塑機(jī)噴嘴球半徑，）； ——金屬傳熱系數(shù) =140(W/ m℃)；

66、 t——模具平均溫度℃ t=50 ； t——熔融塑料進(jìn)入型腔的溫度℃ t=220。 11.2.5 注射模通過(guò)自然冷卻傳導(dǎo)走的熱量 （1）對(duì)流傳熱 Q=hA( t－t) =5.350.203（50－20） =112 KJ/h 式中：h——傳熱系數(shù)（KJ/ m h ℃），h=5.35（h=4.187(0.25+)= 4.187（0.25+）= 5.35）； A——兩個(gè)分型面和四個(gè)側(cè)面的面積m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n = 0.097+0.220.48=0.203，A=2BL=222022010=0.097 m； A=4BH =422025010=0.22m）；B模具寬度m m，B=220； L模具長(zhǎng)度m