塑料碗注塑模具設(shè)計(jì) 版本2-一模兩腔

塑料碗注塑模具設(shè)計(jì) 版本2-一模兩腔,塑料碗注塑模具設(shè)計(jì),版本2-一模兩腔,塑料,注塑,模具設(shè)計(jì),版本,一模兩腔 參考文獻(xiàn) 摘要 本設(shè)計(jì)為塑料碗注塑模的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中采用一模2腔，澆口采用點(diǎn)澆口，分型面選在截面最大處，塑件成型后利用推桿將成型制品從動(dòng)模上推出，回程時(shí)利用復(fù)位桿復(fù)位。 設(shè)計(jì)中需要對(duì)塑件的尺寸進(jìn)行計(jì)算，確定尺寸精度，然后進(jìn)行注射機(jī)的選取。對(duì)注射機(jī)參數(shù)進(jìn)行校核，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開(kāi)模行程、注射機(jī)的鎖模力等。各個(gè)參數(shù)都滿足要求后才能確定注射機(jī)的型號(hào)。最后通過(guò)UG軟件銑出成型零件。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了更清楚的表達(dá)模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此附有大量的模具結(jié)構(gòu)圖和模具局部圖，并通過(guò)通過(guò)CAD軟件畫(huà)出它的二維。 關(guān)鍵詞：塑料碗,分型面,澆口,工藝分析 PPtract This design is the design of injection mould for the cabinet. The design uses two mold cavity, type of the sprue is latent gate, the parting surface is chosen in the maximum section of the plastics. After plastics are molded， molding products are driven by putting from dynamic model,then using reset stem returned. In the design ,the size of the plastic parts needed to calculate ,then determine the size precision and select the type of injection moulding machine. Checking the parameters of injection machine, including the thickness of mold closing,the size of mould installation,the trip of opening mold ,the clamping force of injection machine,and so on. Determining the model of injection machine after each parameter are meet the requirements. Finally use the UG software to mill out molding parts. In the design process , in order to express the internal structure of mould clearly，there have a lot of mould structure and mould local charts ，then through CAD and Pro/E software plot its 2dstereo. Keywords：?Cabinet,Parting,surface,Runner,Process analysis 目錄 摘要 1 PPtract 2 目錄 3 第1章 緒論 6 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位 6 1.2 我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 9 1.3 我國(guó)模具技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) 10 第2章 塑件分析 12 2.1 塑件材料選擇 12 2.2 塑件形狀 12 2.3 尺寸精度 13 2.4 表面粗糙度 13 2.4.1 制品表面粗糙度的選擇 13 2.4.2 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 13 第3章 注塑成型工藝條件 16 3.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 16 3.2 注塑成型工藝條件 17 第4章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 18 4.1 分型面位置的確定 18 4.2 型腔數(shù)量的確定 18 第5章 注塑機(jī)的選擇及校核 19 5.1 選擇注塑機(jī) 19 5.2 注塑機(jī)的校核 19 5.2.1 最大注塑量的校核 19 5.2.2 鎖模力的校核 19 5.2.3 塑化能力的校核 19 5.2.4 噴嘴尺寸校核 19 5.2.5 定位圈尺寸校核 20 5.2.6 模具外形尺寸校核 20 5.2.7 模具厚度校核 20 5.2.8 模具安裝尺寸校核 21 第6章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 6.1 主流道 22 6.2 澆口 23 第7章 成型零件的工作尺寸計(jì)算 24 7.1 成型零件工作尺寸的計(jì)算 24 7.1.1 凹模的工作尺寸計(jì)算 24 7.2 型腔壁厚、支撐板厚度的確定 24 第8章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 8.1 在設(shè)計(jì)脫模推出機(jī)構(gòu)是應(yīng)遵循下列原則。 26 8.2 脫模力的計(jì)算 26 8.3 推桿的設(shè)計(jì) 27 第10章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 第11章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 11.1 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 29 11.2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)： 29 11.2.1 設(shè)計(jì)原則 29 11.2.2 冷卻時(shí)間的確定 29 第12章 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 31 結(jié)論 33 致謝 34 參考文獻(xiàn) 35 第1章 緒論 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(chē)、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)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開(kāi)模、合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。 近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面： 加深理論研究 在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。 高效率、自動(dòng)化 大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。 大型、超小型及高精度 由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料。 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。 模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，模具工業(yè)正在成為國(guó)民經(jīng) 濟(jì)中的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。目前各工業(yè)先進(jìn)國(guó)為應(yīng)付當(dāng)前市場(chǎng)多樣化的要求，縮短產(chǎn)品制造周期以取得最佳的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，無(wú)不引入CAD/CAE/CAM計(jì)算機(jī)一體化制造技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，增加競(jìng)爭(zhēng)力。模具技術(shù)在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，它已成為模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向[2]。 注射模具又稱(chēng)注塑模具，主要用于熱塑性塑料制品的成型。注塑成型在塑料制品中占有很大的比重，世界上塑料成型模具的產(chǎn)量半數(shù)以上是注塑模具。由于注射模具的生產(chǎn)制作并不是設(shè)計(jì)的最終目的，而是要用它制作出好德塑料制品。所以模具的設(shè)計(jì)不但要考慮到金屬的特性及加工工藝，還需要充分考慮到樹(shù)脂材料特性、注射成型工藝[6]。 注射模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括市場(chǎng)調(diào)研，塑料的選擇，塑件建模及其設(shè)計(jì)的工藝分析，注塑機(jī)、注射模架及其零部件的選擇，并進(jìn)行有關(guān)的參數(shù)計(jì)算和校核，以及工程圖紙的繪制。在模具設(shè)計(jì)中CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用，可大量縮短模具設(shè)計(jì)的時(shí)間并使設(shè)計(jì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。盡管如此，我們?cè)谡_地、高水平地使用注塑模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的各種軟件的同時(shí)，任必須對(duì)模具設(shè)計(jì)的原則和方法有透徹地了解，以使CAD/CAE技術(shù)在模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造過(guò)程中發(fā)揮最大的作用。 注射成型是使熱塑性或熱固性塑料先在加熱料筒中均勻塑化，而后由柱塞或移動(dòng)螺桿推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。注射成型是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其中包括充模、加壓、保壓、冷卻和脫模等一系列連續(xù)的加工步驟。它幾乎適用于所有的熱塑性塑料。近年來(lái)，注射成型也成功地用于成型某些熱固性塑料。注射成型的成型周期短，成型制品質(zhì)量可由幾克到幾十千克，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的模塑品。因此該方法適應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高。注射成型用地注射機(jī)分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)兩大類(lèi)，由注射系統(tǒng)、鎖模系統(tǒng)和塑模三大部分組成。 在家用的電器的發(fā)展中，有各種優(yōu)異性能的塑料材料的應(yīng)用起著十分重要的作用，塑料具有質(zhì)輕，比強(qiáng)度高，不銹蝕，絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，而且原料易得，成型方便，生產(chǎn)效率高，因此用塑料材料代替金屬，生產(chǎn)成本低，適合于大批量生產(chǎn)。根據(jù)塑料熱行為的不同，可將塑料分為熱性塑料和熱固性塑料。 （一）熱塑性塑料：熱塑性塑料在加熱到一定溫度時(shí)可軟化甚至熔融流動(dòng)，冷卻后用又固化為一定形狀，這個(gè)過(guò)程可反復(fù)進(jìn)行。熱塑性塑料中的合成樹(shù)脂一般為線型高分子，成型時(shí)，在熱作用下主要發(fā)生物理狀態(tài)的變化，并且這種變化具有可逆性。熱塑性塑料成型容易，成型效率高且經(jīng)濟(jì)性較好。常見(jiàn)的熱塑性材料有：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM ）、飽和聚酯（SP）等，以上均為結(jié)晶型塑料；聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、（丙烯烴/丁二烯/苯乙烯）共聚物（PP）等，以上均為非結(jié)晶型塑料。除PP 外，一般而言，非結(jié)晶型塑料是透明的。 （二）熱固性塑料：熱固性塑料受熱時(shí)，其中的合成樹(shù)脂將發(fā)生化學(xué)變化，樹(shù)脂（或稱(chēng)聚合物）分子由線型或支鏈型結(jié)構(gòu)通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)，塑料也因此固化定型。固化后的熱固性塑料遇熱不再熔融，也不熔于有機(jī)溶劑，所以不能反復(fù)加工。常見(jiàn)的熱固性塑料品種有：酚醛（PF）塑料、環(huán)氧（EP）塑料、脲醛塑料、氨基塑料等。 注射成型中應(yīng)用多的是熱塑性材料，熱固性材料則次之，且從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保角度出發(fā)，本設(shè)計(jì)塑件材料從熱塑性材料中選取。 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0.1～0.3μ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(chē)、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(chē)工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車(chē)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)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?。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(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(chē)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、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。 生產(chǎn)塑件中，注射模是一種廣為利用的制造工藝[1]。注射模的基本原則是固體聚合物在熔融狀態(tài)下注射進(jìn)模腔內(nèi)，經(jīng)過(guò)冷卻，然后在模中被頂出。因此注射模工藝過(guò)程涉及到填充階段，冷卻階段和頂出階段。因此注射模的工藝過(guò)程主要就是決定于成型周期，而冷卻時(shí)間又是最重要的一個(gè)步驟。成型的冷卻時(shí)間決定了生產(chǎn)塑件的速度。一直以來(lái)，現(xiàn)代工業(yè)中，時(shí)間與成本有著很大的關(guān)連，生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)成本越高。降低零件冷卻時(shí)間將會(huì)大大提高生產(chǎn)速率和降低成本。因此在典型的成型過(guò)程中，了解并優(yōu)化熱傳導(dǎo)是非常重要的。注塑件和模具之間的熱交換對(duì)注射成型的經(jīng)濟(jì)行為起著決定性的因素。 必須達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下（即可以脫模時(shí)）才能將塑件熱量釋放。需要達(dá)到這個(gè)狀態(tài)的時(shí)間叫做零件冷卻時(shí)間或者凍結(jié)時(shí)間。正確的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須使得聚合塑料件與模具之間有最佳的熱傳導(dǎo)。在傳統(tǒng)的模具中，通過(guò)在模心和模腔里創(chuàng)建直孔，然后通以冷卻液并導(dǎo)走聚合塑料件多余的熱量，可以實(shí)現(xiàn)降低冷卻時(shí)間。這種加工孔的方法依賴于普通加工工藝，例如鉆孔，卻不能生產(chǎn)復(fù)雜的輪廓狀通道或者立體空間里的隱藏部位。 另一種適合模腔和模心形狀的方法可以為注塑模工藝提供一種更好的熱傳導(dǎo)方案，因此可以優(yōu)化周期。這種辦法利用不同平面的交錯(cuò)輪廓通道，與模具表面盡可能貼近，以增加對(duì)熔融聚合物熱量的吸收，這種方法保證了塑件冷卻的一致性和效率。目前，隨著快速成型的利用，例如直接金屬沉積（DMD），直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）和許多先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件，更多高效的冷卻道可以通過(guò)復(fù)雜布局與交錯(cuò)截面的設(shè)計(jì)和制造獲得。 第2章 塑件分析 2.1 塑件材料選擇 塑料碗在工作過(guò)程中，這就要求噴嘴材料要有比較好的耐高沖擊性能。并且塑料碗的噴嘴還會(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PP。 PP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 PP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 圖1 塑件圖 形狀較為簡(jiǎn)單：（如上圖） 2.3 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(lèi)公差。 2.4 表面粗糙度 2.4.1 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。 2.4.2 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)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?。? 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 料溫太低，塑料流動(dòng)性太差 ②注射壓力太小，注射速度太低； 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??； 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 具溫度太高，冷卻時(shí)間不夠； 塑件形狀設(shè)計(jì)不合理，薄厚不均，相差太大，強(qiáng)度不足； 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不同塑料混雜； ②同種塑料不同級(jí)別相混； ③塑化不均勻； 原料污染或混入異物 第3章 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。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?；驒C(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。PP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(chēng)為注塑周期或稱(chēng)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，注塑周期初定為60秒，后處理溫度110℃，保溫時(shí)間2小時(shí)。 第4章 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(chēng)為分型面。 分型面的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處； 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； 有利于保證塑件的精度要求； 有利于模具加工，特別是型腔的加工； 有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置； 便于塑件的脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊； 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； 便于嵌件的安裝； 長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向。 4.2 型腔數(shù)量的確定 考慮到塑件比較大，因此型腔形似選擇一模2腔。一模2腔與多型腔相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)： 塑件的形狀和尺寸精度始終一致； 工藝參數(shù)易于控制； 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡(jiǎn)化。 第5章 注塑機(jī)的選擇及校核 5.1 選擇注塑機(jī) 塑件的體積:V=18.976cm3 塑件的質(zhì)量：M=19g 流道凝料V’=0.6V ； 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱(chēng)注射量原則. 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(chēng)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%。 V =18.976 cm； 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 A·P ＞1.2×1/4×3.14×1122×25×10 ＞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），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7mm，噴嘴口直徑6mm。 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100mm，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510×610mm，模具外形尺寸設(shè)計(jì)為300×490mm，滿足要求。 5.2.7 模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： H H H 150mm371mm550mm 式中：H——所設(shè)計(jì)的模具厚度 371 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，有較大的靈活性。 該模具外形尺寸為300×490屬中，小型模具，所以采用壓板固定法。 第6章 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2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(chēng)。 （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)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。 6.2 澆口 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。 第7章 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(chēng)為成型零件。成型零件包括凹模、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(chēng)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=[Ls(1+k)-X△]0+δ 式中 ：Ls——塑件外型徑向公稱(chēng)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(chēng)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(lèi)公差選取，查模塑件尺寸公差表的其單項(xiàng)公差為1.34。 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)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)證型腔壁厚和支撐板厚度的合理性。 第8章 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(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)（或稱(chēng)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。 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。 保證塑件不因推出而變形損壞。 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠。 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。 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=10×fc×α×E×（Tf-Tj）×t×h 式中 ： fc——脫模系數(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 推桿的設(shè)計(jì) 第10章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料注塑模具的型腔，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。 利用排氣槽。 利用型芯、鑲件、推甘等的配合間隙；利用分型面上的間隙。 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(zhuān)門(mén)設(shè)置排氣槽和進(jìn)氣槽。 第11章 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，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(lèi)、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算： t=㏑[·] =62/(3.142×0.07)㏑[8/3.142×(200-50)/(80-50)] = 73（S） 式中：S——塑件平均壁厚，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。 第12章 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類(lèi)型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。 導(dǎo)柱：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長(zhǎng)的導(dǎo)柱應(yīng)開(kāi)設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別對(duì)于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。 導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有： （1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱(chēng)布置，或不等直徑對(duì)稱(chēng)布置。 （2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出6~8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。 （3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的1.5~2倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。 （4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)?；蚨?，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。本書(shū)模具設(shè)置四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱配合標(biāo)準(zhǔn)直導(dǎo)套作為導(dǎo)向系統(tǒng)，導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模上，以保護(hù)型芯不受損壞。導(dǎo)套和導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如下： 圖18 標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱 圖19 標(biāo)準(zhǔn)直導(dǎo)套 結(jié)論 模具工業(yè)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。而我們大學(xué)生對(duì)于模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)還是很膚淺的。這次模具畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我深刻地認(rèn)識(shí)到了自己知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)的不足；這次模具畢業(yè)設(shè)計(jì)，鍛煉了我使用CAD軟件的能力，使我更進(jìn)一步掌握了一些關(guān)于模具設(shè)計(jì)的步驟和方法，對(duì)塑料模有了一個(gè)更高的認(rèn)識(shí)。這對(duì)我們?cè)诮窈蟮纳a(chǎn)實(shí)踐工作中無(wú)疑是個(gè)很好的幫助，也間接性的為今后的工作經(jīng)驗(yàn)有了一定的積累。 在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，感覺(jué)做的比較好且有特色的地方有以下幾點(diǎn)，首先是導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)；其次是澆口的選擇——在整個(gè)圓周上取得大致相同的流速，空氣也容易排出，同時(shí)無(wú)熔接縫；最后是開(kāi)模順序的設(shè)置——，而本次設(shè)計(jì)的不足之處也有很多，由于缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中走了很多彎路；在設(shè)計(jì)模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，由于一些過(guò)程很難找到與之完全相符的公式，在計(jì)算上用了部分估算；雖然已經(jīng)盡量考慮周全，但由于個(gè)人水平有限，還是難免錯(cuò)誤和漏洞的出現(xiàn)，不當(dāng)之處歡迎給予指正。 本次設(shè)計(jì)是對(duì)我的考驗(yàn)，更是對(duì)我的鍛煉。它使我在書(shū)本上學(xué)習(xí)的知識(shí)接觸實(shí)際，是我的理論知識(shí)走向?qū)嶋H的橋梁。以后我會(huì)在實(shí)際的生產(chǎn)中學(xué)習(xí)更多的知識(shí)，也將竭力用我的所學(xué)為社會(huì)創(chuàng)造更多的價(jià)值，為人民造福。 致謝 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束，我的幾年大學(xué)生活也將走到終點(diǎn)，想起這些，真的好眷戀過(guò)去美好的生活，真的有種流淚的沖動(dòng)?；仡檸啄甑膶W(xué)習(xí)生活，感受頗深，幾年來(lái)我刻苦學(xué)習(xí)，并且取得了還不錯(cuò)的成績(jī)，也算是對(duì)的起父母，對(duì)得起老師，對(duì)的起社會(huì)對(duì)我的培養(yǎng)了。 在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，遇到了很多困難，而每次遇到困難，無(wú)不得到指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助。老師為人熱心、和藹、負(fù)責(zé)、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心，剛開(kāi)始我忙于找工作遲遲沒(méi)能開(kāi)始設(shè)計(jì)，老師好幾次給我打電話和藹的催促我盡快開(kāi)始設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)論我問(wèn)多么簡(jiǎn)單的問(wèn)題，老師總是耐心地給我講解，借此機(jī)會(huì)我首先向老師表示衷心的感謝！ 同時(shí)，我要感謝大學(xué)各位授課老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，我也從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。 感謝我的導(dǎo)師老師幾年來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)，平時(shí)生活中老師給過(guò)我很多幫助，在此也感謝他。 感謝我的同學(xué)給予我的幫助，他們與我一塊做論文并共同討論，給我了不少幫助；感謝同學(xué)，能夠在兩個(gè)月的漫長(zhǎng)時(shí)間里把電腦讓給我，讓我專(zhuān)心做設(shè)計(jì)；還有我的家人和那些永遠(yuǎn)也不能忘記的朋友，在此一并表示感謝。 　　最后，衷心感謝于百忙之中評(píng)閱論文的各位老師專(zhuān)家、教授！ 　　謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 趙波等. CAD實(shí)用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2002 [2] 陸勁昆等. 注塑模具設(shè)計(jì).北京：北京大學(xué)出版社，2002 [3] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [4] 馮炳堯等.模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè).上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998 [5] 奚永生.精密注塑模具設(shè)計(jì). 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1997 [6] 《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組編著.塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [7]吳崇峰.實(shí)用注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù). 中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000 [8]蔣繼宏等.注塑模具典型結(jié)構(gòu)100例. 中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000 [9]黃毅宏等.模具制造工藝. 機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [10]唐應(yīng)謙.數(shù)控加工工藝學(xué). 北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2000 [11]彭建聲.模具技術(shù)問(wèn)答. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [12] 陸勁昆等.高級(jí)教程.北京：北京大學(xué)出版社，2002 [13] Mathworks. Data Accquisition Toolbox User’s Guide, 2003 [14] N.Tractinsky, A.S.Kattz, D.Ikar. What Is Beautiful Is Useable. Interacting with Computers 13, 2000, [15] 楊關(guān)全.模具設(shè)計(jì)與制造基礎(chǔ).北京：北京師范大學(xué)出版社，2005 35