掛鉤注射模具設(shè)計【一模兩腔】【說明書+CAD】

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本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 35 頁 共 35 頁 1 引言 1.1 塑料模具的現(xiàn)狀和地位 1.1.1 國外模具技術(shù)發(fā)展及目前的水平 模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。西方發(fā)達國家為了適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品多、更新快、市場競爭激烈的局面，加強了對低消耗、高效率、高一致性、高精度和高復(fù)雜度的模具產(chǎn)品的研發(fā)，近十多年來，國外先進國家的模具技術(shù)水平得到了飛速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)先進的快速模具制造技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。 該技術(shù)被稱為自數(shù)控技術(shù)以來的又一次革命，尤其對模具工業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動作用。RPM技術(shù)與RMT技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)進一步深入發(fā)展的方向。RPM技術(shù)與陶瓷型精密鑄造相結(jié)合，為模具型腔精鑄成型提供了新途徑。應(yīng)用RPM/RMT技術(shù)從模具的概念設(shè)計到制造完成，僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3，成本的1/4左右，因而具有廣闊的發(fā)展前景[1]。 (2)新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。  新一代模具軟件應(yīng)建立在從模具設(shè)計實踐中歸納總結(jié)出的大量知識上。這些知識經(jīng)過了系統(tǒng)化和科學化的整理，以特定的形式存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支持下，模具CAD不再是對傳統(tǒng)設(shè)計與計算方法的模仿，而是在先進設(shè)計理論的指導(dǎo)下，充分運用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識和成功經(jīng)驗，其設(shè)計結(jié)果必然具有合理性和先進性[2]。 (3)模具專業(yè)化生產(chǎn)及標準化程度高。 專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一，國外工業(yè)先進的國家模具專業(yè)化生產(chǎn)已達75%以上。標準化是實現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟效益的重要手段，是機械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路[3]。 (4)模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快。 目前國外先進國家的模具敏捷制造系統(tǒng)發(fā)展較快。高速銑削加工、超精加工和復(fù)合加工技術(shù)、熱流道技術(shù)等已在國外先進國家得到了很好的應(yīng)用[4，5]。這些先進的技術(shù)的應(yīng)用極大的提高了這些國家模具產(chǎn)品的質(zhì)量、精度。縮短了生產(chǎn)周期，提高了經(jīng)濟效益，提高了產(chǎn)品的競爭力。 1.1.2 國內(nèi)模具技術(shù)發(fā)展及目前的水平 從起步到現(xiàn)在，我國模具工業(yè)經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進一步縮小。在精密模具方面，國內(nèi)多工位級進模、精沖模、精密塑料模的精度已達0.003 mm，甚至更高[6]。多工位的級進模設(shè)計和制造技術(shù)已日趨成熟，在引進技術(shù)及設(shè)備情況下，部分企業(yè)的此類模具已達到或接近國外先進水平。在大型模具方面，我國已能生產(chǎn)轎車覆蓋件模具、48英寸大屏幕彩電前殼及后蓋注射模具、6.5 kg大容量洗衣機全套塑料模、轎車儀表板形狀復(fù)雜的注射模、自動扶梯整體階梯壓鑄模及汽車變速箱體壓鑄模等。另外，為了提高生產(chǎn)率，采用了多工位及多模腔。在制造技術(shù)方面，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用水平已上了一個新臺階。以高速發(fā)展的家電制造業(yè)為例，引進了美國、德國、日本、澳大利亞等國相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，取得了一定經(jīng)濟技術(shù)效益，促進和推動了我國CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。 在過去的20年中，我國模具工業(yè)得到了長足的進步。但是，我國的模具工業(yè)與模具發(fā)達國家相比在模具的設(shè)計水平、模具的制造水平和模具的標準化水平方面還是有差距的。所以，今后我國模具工業(yè)的發(fā)展趨勢是現(xiàn)代設(shè)計方法與工藝設(shè)計相結(jié)合，在模具的開發(fā)和制造過程中，采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備、采用逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進制造技術(shù)，模具工業(yè)向著集團化、規(guī)模化方向發(fā)展，走出一條自主開發(fā)模具的成功之路。 1.2 本課題的要求 本文主要闡述和說明掛鉤的造型設(shè)計和成形零件模具設(shè)計及其開模運動仿真的過程。通過運用模具設(shè)計基礎(chǔ)和PRO/E、CAD等這些課程的知識去做一次模具設(shè)計的實踐，并在這次實踐中鍛煉自己用理論知識來解決實際問題的能力。 在這次模具設(shè)計的實踐中，我運用Pro/E軟件和CAD軟件對本產(chǎn)品造型進行了繪圖設(shè)計及Pro/E和CAD軟件間的3D與2D轉(zhuǎn)換，同時運用到模具知識對產(chǎn)品造型進行反饋，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加合理，也積極查找資料對掛鉤的模具成形零件進行設(shè)計。使我又進一步的了解注塑模具的知識，同時加深了對注塑模具的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理的理性知識；并掌握模具設(shè)計的關(guān)鍵要點和設(shè)計方法。 2 注塑件的設(shè)計 2.1 功能設(shè)計 功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能，并達到一定的技術(shù)指標。該塑件是日用品，承受外力的幾率不大，如沖擊載荷，振動，摩擦等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫，這使得在材料選擇時對熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低;作為一種日用品，生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn)，這樣，就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時要綜合各種因素；此外，塑料都會老化，作為一種光學用品，還要考慮到材料的光氧化等問題。 2.2 材料選擇 通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說，要考慮的主要是材料的力學性能，如屈服應(yīng)力，彈性模量，彎曲強度，表面硬度等。該塑件對材料的要求首先必須是透光性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟性問題，以下是對幾種透光性能較好材料的性能對比，如表2.1所示。 表2.1 材料的特性 PS PP PMMA 拉伸強度/MPa 51.9 66~72 —— 彎曲強度/MPa 110 95~113 —— 斷裂伸長率/% 2 80~100 —— 落球沖擊強度J/m 16 422 —— 洛氏硬度（M） 115 82 101 氧指數(shù)（OI） 18。1 24.9 17.3 熱變形溫度/℃ 85 134 100 維卡軟化點/℃ 105 153 120 馬丁耐熱溫度/℃ —— 112 —— 體積電阻率/·cm 1017~1019 2.1×10 10~10 吸水率% 0.05 0.13 1.19 透光度/% 88~92 93 93 霧度% 3 0.9 0.9 折射率 1.592 1.586 1.492 價格（元/噸） 1150~1230 33000~41000 19500~20700 和機械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材料的注塑特性，在各特點都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標準，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表2.2所示。 表2.2 材料的性能和成型特性比較 塑料 品種 性能特點 成型特點 模具設(shè)計 注意事項 使用溫度 主要用途 聚苯乙烯（非結(jié)晶型） 透明性好，電性能好，抗拉強度高，耐磨性好，質(zhì)脆，抗沖擊強度差，化學穩(wěn)定性教好 成型性能好，成型前可不干燥，但注射時應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂 因流動性好，適宜用點澆口，但因熱膨脹大，塑件中 不宜有嵌件 —30℃~80℃ 裝飾制品，儀表殼，絕緣零件，容器，泡沫塑料，日用品等 有機玻璃（非結(jié)晶型） 透光率最好，質(zhì)輕堅韌，電氣絕緣性好/但表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂，化學穩(wěn)定性較好，但不耐無機酸，易溶于有機溶劑 流動性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射時速度不能太高 合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴格控制料溫與模溫，以防分解 收縮率取0.35℅ <80℃ 透明制品，如窗玻璃，光學鏡片，燈罩等 聚碳酸酯（非結(jié)晶型） 透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯 耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好 盡可能使用直接澆口，減小流動阻力，塑料要干燥，不宜采用金屬嵌件，脫模斜度>2 <130℃脆化溫度為—100℃ 在機械上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機電子產(chǎn)品零件，光學零件等 以上的性能分析對比中看出，在透光度方面三種材料相差不大，成型特性上以聚碳酸酯為好，由于是一般性民用品，所以價格上是需要考慮的，我們主要要求是價格和透光度，其它如拉伸強度，斷裂伸長率等則是次要考慮的指標(這由塑件的工作環(huán)境決定)，最終選定PP為塑件材料。PP得主要工藝性能分析： (1)工藝性能： (a)性能特點：化學穩(wěn)定性較好，耐寒性參，光、氧作用下易降解，機械性能比聚乙烯好，有良好的高頻絕緣性，不受溫度影響，但低溫變脆，不耐磨，易老化。 (b)成型特點：成型時收縮大，成型性能好，易變形翹曲，尺寸穩(wěn)定性好，柔軟性好，有“鉸鏈”特性。 (c)模具設(shè)計的注意事項：因有“鉸鏈”特性，注意澆口位置設(shè)計；防收縮，變形；收縮率為1.3%~1.7% (d)使用溫度：10℃~12℃ (e)主要用途：板、片、透明薄膜、繩、絕緣零件、汽車零件、閥門配件、日用品、耐腐蝕零件，制作一般機械零件。 (2)聚丙烯的參數(shù)如表2.3所示 表2.3 聚丙烯的參數(shù) 密 度 （g/㎝） 比體積 (dm3·kg-1) 吸水率 收縮率 S 熔 點 t（℃） 熱變形溫度 t（℃） 抗拉屈服強度 （MPa） 抗彎強度 （MPa） 硬 度 HB 體積電阻系數(shù) （·cm） > 擊穿強度 (kV·mm-1) 模具溫度 t（C） 2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中，一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸精度等諸方面提出要求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度，保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品;另一方面，模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析，弄清塑件生產(chǎn)的難點，為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。 圖2.1 零件圖 各種塑件，不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁，根據(jù)使用要求具有一定的厚度，以保證其力學強度。一般地說，在滿足力學性能的前提下厚度不宜過厚，不僅可以節(jié)約原材料，降低生產(chǎn)成本，而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短，提高生產(chǎn)率;其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷，縮孔，夾心等質(zhì)量上的缺陷。以下是PP的壁厚推薦值： 最小壁厚mm 小型件壁厚mm 中型件壁厚mm 大型件壁厚mm 0.75 1.25 1.6 3.2~5.4 2.3.1 脫模斜度 由于塑件成型時冷卻過程中產(chǎn)生收縮，使其緊箍在凸模或型芯上，為了便于脫模，防止因脫模力過大而拉壞塑件或使其表面受損，與脫模方向平行的塑件內(nèi)，外表面都應(yīng)具有合理的斜度。以下是PP的脫模斜度推薦值： 制件外表面 制件內(nèi)表面 35′~1.35° 30′~1° 塑件內(nèi)表面在造型時就有弧度，如果要有脫模斜度就是在凹槽和鎖位處，這不僅對脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。 2.3.2 圓角 塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結(jié)構(gòu)。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循R/T函數(shù)關(guān)系，當R/T=0.6以后應(yīng)力集中變的緩和，該塑件大部分的圓角取R1，較大值取到R3。加強肋的圓角半徑值關(guān)系如表2.4所示。 表2.4 肋的圓角半徑值關(guān)系表 肋的高度/mm 6.5 6.5~13 13~19 ＞19 圓角半徑/mm 0.8~1.5 1.5~3.0 2.5~5.0 3~6.5 塑件上其它的特征還有如孔，螺紋，嵌件，鉸鏈，文字和花紋等，各個特征都有其設(shè)計原則和特殊功能，因為該塑件沒有涉及，所以就不一一介紹 2.4 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 2.4.1 尺寸精度 (1) 尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證兩半殼體的閉合，所以在凹槽和鎖位處應(yīng)該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。根據(jù)精度等級選用表，PP的高精度為2級，一般精度為3級。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在100~120范圍內(nèi)，取MT2B級的公差數(shù)值為0.52 mm，MT3B級的公差數(shù)值為0.78 mm。 (2) 尺寸精度的組成及影響因素： 制品尺寸誤差構(gòu)成為：=+++ 式中 ——制件總的成型誤差； ——塑料收縮率波動所引起的誤差； ——模具成型零件制造精度所引起的誤差； ——模具磨損后所引起的誤差； ——模具安裝，配合間隙引起的誤差； 影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個方面。 (a) 模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。 (b) 塑料材料—— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。 (c) 成型工藝—— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。 2.4.2 塑件的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量是一個相當大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學性質(zhì)兩方面技術(shù)指標，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級[10]。該塑件要求對型腔拋光，所以對粗糙度的要求比較高，查表得PP拋光后順紋路方向的表面粗糙度為0.02mm，垂直紋路方向的表面粗糙度為0.26mm。 3 注塑成型的準備 3.1 注塑成型工藝簡介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作。 圖3.1 注塑成型壓力—時間曲線 （1）物料準備：成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進行檢驗，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標。對于吸濕性強的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進行適當?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進行適當?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。 （2）注塑過程：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（T=T1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值P0。從時間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，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。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 （3）制件后處理：由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴重時會開裂。故有的塑件需要進行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對制件進行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10℃～20℃至熱變形溫度以下10℃～20℃之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液，沸點為121℃，加熱溫度為100℃～121℃，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取2h～9h。 3.2 注塑成型工藝條件 (1)溫度：注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。PP料與溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如表3.1所示。 表3.1 溫度的經(jīng)驗數(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 0.45MPa 150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 —— (2)壓力：注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像PS流動性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，背壓的使用范圍約為3.4 MPa ~27.5MPa。 (3)時間：完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為3s~5s，保壓時間一般為20s～120s，冷卻時間一般為30s~120s（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗數(shù)值如表3.2所示。 表3.2 成型周期與壁厚關(guān)系 制件壁厚/mm 成型周期/s 制件壁厚/mm 成型周期/s 0.5 10 2.5 35 1.0 15 3.0 45 1.5 22 3.5 65 2.0 28 4.0 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表3.3所示。 表3.3 制品成型工藝參數(shù)初步確定 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 特性 注塑機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50 噴嘴溫度(℃) 230 后段溫度(℃) 150~210 中段溫度(℃) 170~230 前段溫度(℃) 190~250 注射壓力MPa 90 保壓力MPa 80 注射時間s 1.5 保壓時間 s 5 冷卻時間s 20 其他時間s 3 成型周期s 30 成型收縮(%) 0.6 干燥溫度(℃) 60~80 干燥時間(℃) 1~3 后處理溫度70℃，保溫時間2h。 3.3 注塑機的選擇 1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿式注塑機，這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破，目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%；注塑機的產(chǎn)量占整個塑料機械產(chǎn)量的50%。成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快，產(chǎn)量最多的機種之一。 3.3.1 注塑機簡介 注塑機的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法。常用的說法有： （1）按設(shè)備外形特征分類：臥式，立式，直角式，多工位注塑機； （2）按加工能力分類：超小型，小型，中型，大型和超大型注塑機。 此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類，但日常生活中用的較少。 3.3.2 注塑機基本參數(shù) 注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量，注射壓力，注射速度，塑化能力，鎖模力，合模裝置的基本尺寸，開合模速度，空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是設(shè)計，制造，購買和使用注塑機的主要依據(jù)。 (1)公稱注塑量：指在對空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量，反映了注塑機的加工能力。 (2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時的流動阻力，螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率：為了使熔料及時充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。 常用的注射速率如表3.4所示。 表3.4 注射量與注射時間的關(guān)系 注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 (4)塑化能力：單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應(yīng)與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會加長成型周期。 (5)鎖模力：注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。 (6)合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉桿空間，模板間最大開距，動模板的行程，模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。 (7)開合模速度：為使模具閉合時平穩(wěn)，以及開模，推出制件時不使塑料制件損壞，要求模板在整個行程中的速度要合理，即合模時從快到慢，開模時由慢到快在到停。 (8)空循環(huán)時間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時間。 3.3.3 選擇注塑機 (1) 由公稱注射量選定注射機 由注射量選定注射機。由Pro/E建模分析得： 總體積V =82.6cm； 總質(zhì)量M =86.8g； 流道凝料V =0.5V (流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù)，根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算，塑件越大則比例可以取的越小)[11]； 實際注射量為：V=82.6×1.5=123.9 cm； 實際注射質(zhì)量為M=1.5M=86.8×1.5=130.2g； 根據(jù)實際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則，如式（3.1）所示： 0.8V≧ V （3.1） V= V/0.8 = 123.9÷0.8 = 154.9 cm； (2) 由鎖模力選定注射機，如式（3.2）所示： FF=A·P （3.2） =2·P =2××30×10 =569.91 （kN） 式中 ：F注射機的鎖模力（N）； A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； P型腔壓力，取P=30MPa； D 取的是塑件的平均直徑； D ==110.5，D 110mm ； 結(jié)合上面兩項的計算，初步確定注塑機為表3.5所示，查國產(chǎn)注射機主要技術(shù)參數(shù)表取SZ-160/1000，主要技術(shù)參數(shù)如下。 表3.5 國產(chǎn)注射機SZ-160/1000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) 360×260 理論注射容積（cm） 179 移模行程(mm) 280 螺桿(柱塞)直徑(mm) 44 最大模具厚度(mm) 360 注射壓力(MPa) 132 最小模具厚度(mm) 170 注射速率(g/s) 110 鎖模形式(mm) 液壓 塑化能力(g/s) 10.5 模具定位孔直徑(mm) 120 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 10~150 噴嘴球半徑(mm) 10 鎖模力(KN) 1000 噴嘴口直徑 ---- 3.4 注射機的校核 3.4.1 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 =73.95 cm； V ＝179 cm； = 41.3% 滿足要求。 3.4.2 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的額定鎖模力，如式（3.3）所示： F＞K A·P （3.3） ＞1.2×2××30×10 ＞ 683.892 kN 滿足要求。 式中：F注塑機額定鎖模力：1000kN； K安全系數(shù)，通常取1.1~1.2，取K =1.2； 3.4.3 塑化能力的校核 由3.2.3初定的成型周期為30s計算，實際要求的塑化能力為 即：=2.465（g/s），小于注塑機的塑化能力10.5（g/s），說明注射機能完全滿足塑化要求。 3.4.4 噴嘴尺寸校核 在實際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機噴嘴球面半徑R1大1mm~2 mm，主流道小端直徑D取比注射機噴嘴直徑d大0.5mm~1mm，如圖3.2所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機噴嘴尺寸是標準，模具的制造以它為準則。 圖3.2 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系 3.4.5 定位圈尺寸校核 注塑機固定模板臺面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺高度應(yīng)小于定位孔深度。 3.4.6 模具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。 3.4.7 模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式，如式（3.4）所示： H H H （3.4） 170301360 滿足要求。 式中：H——所設(shè)計的模具厚度 301 mm； H——注塑機所允許的最小模具厚度170 mm； H——注塑機所允許的最大模具厚度360 mm； 3.4.8 模具安裝尺寸校核 注塑機的動模板，定模板臺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（大型模具常用這種方法），模具動、定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（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300×400屬中、小型模具，所以采用壓板固定法（一般認為當尺寸在500×500內(nèi)為中，小模具）。 3.4.9 開模行程校核 所選注塑機為全液壓式鎖模機構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。如式（3.5）所示： S≧H+H+（5~10）mm （3.5） 280≧92 滿足要求。 式中 S——注塑機移模行程280 mm； H——推出距離15 mm； H——流道凝料與塑件高度67 mm。 4 模具設(shè)計 4.1 塑料配方說明 塑料配方設(shè)計是塑料制品成型加工中在加工設(shè)備和工藝參數(shù)確定之后所必須進行的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣，也是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對塑料進行改性的過程，其技術(shù)含量極高。一個成功配方的產(chǎn)生是多年實踐經(jīng)驗與應(yīng)用高新技術(shù)的結(jié)局。塑料是以高分子聚合物為主要成分，加入一定量添加劑而組成的一種混合物，添加劑是由一系列為改變塑料的某些性能而添加的混合物，通常為填充劑，增塑劑，穩(wěn)定劑，潤滑劑，著色劑等。根據(jù)PP的特性及使用性能要求，配方中應(yīng)含有以下添加劑。 填充劑——玻璃微珠；PP成型后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，添加玻璃微珠使塑料的流動性好，殘余內(nèi)應(yīng)力分布均勻，使光的漫反射率為80%~88%。 增韌劑——SBS，ABS，EPR；PP的沖擊性能很差，是一種十分脆的材料，增韌改性是必須的。 光穩(wěn)定劑——氧化鋅；塑料制品在日光或強熒光下，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過程稱為光氧化或光老化。 潤滑劑——硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面起潤滑作用，防止塑料在成型加工時黏模，同時提高塑料制品表面光潔度。 著色劑——粉紅色；在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有增加制品美感，以吸引消費者的購買欲望，提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過著色劑防紫外線功能而實現(xiàn)的。 抗菌劑——磷酸鋯系銀離子抗菌劑；考慮到該產(chǎn)品人們可能會作為玩具把玩，因此需要做此設(shè)計。很多塑料制品的表面會滋生致病細菌，與人接觸后可能導(dǎo)致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結(jié)核等疾病的傳播。塑料抗菌改性是在樹脂中加入抗菌劑，其逸出塑料表面后，可將沾在塑料表面的細菌殺死或抑制細菌的繁殖，保持自身的清潔狀態(tài)。 4.2 分型面的確定 分型面的選擇原則： (1)便于塑件脫模； (2)在開模時盡量使塑件留在動模； (3)外觀不遭到損壞； (4)有利于排氣和模具的加工方便。 結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，分型面確定在塑件的最大投影面積上。如圖4.1所示。 圖4.1分型面 4.3 型腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素： (1)塑件的尺寸精度； (2)模具制造成本； (3)注塑成型的生產(chǎn)效益； (4)模具制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品，查手冊得塑件的經(jīng)濟精度推薦4級，這個產(chǎn)品是兩個殼件的組合，所以初定為一模兩腔最合理。 4.4 澆口確定 PP料的流動性好，可適用于各種澆口，為了不影響外觀，簡化模局結(jié)構(gòu)，確定使用側(cè)澆口。 4.5 模具材料的選擇 現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標準化，所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料[19]。如何合理的選擇模具鋼，是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當，則所有的精密加工所投入的工時，設(shè)備費用將浪費。 在選擇模具鋼時，首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能，從使用性能考慮：硬度是主要指標之一，模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度，當承受沖擊載荷時還要考慮折斷，崩刃問題，所以韌性也是一重要指標，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，從PP特性看，這三項指標是必須要滿足的，此外還有紅硬性，抗壓屈服強度和抗彎強度和熱疲勞能力的指標。 從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫度范圍寬，冷加工性能如切削，銑削，拋光等加工性能好，此外還要考慮淬透性和淬硬性，熱處理變形和氧化脫碳等性能。另外從經(jīng)濟考慮，要求材料來源廣，價格低。 查手冊選擇模仁的材料是4Cr13。屬馬氏體類型不銹鋼，該鋼機械加工性能較好，經(jīng)熱處理(淬火及回火)后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能，較高的強度和耐磨性，適于制造承受高負荷，高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具，透明塑料制品模具等。有關(guān)參數(shù)如下： 物理性能：臨界溫度（℃）AC1：820； AC3：1100； 線膨脹系數(shù)：10.5(在20℃~100℃) 熱導(dǎo)率：27.6W(M.K)-1(在20℃左右) 彈性模量210000~223500(20℃左右) 4.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一。 4.6.1 主流道 主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機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，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關(guān)。 主要參數(shù)： 錐角=3°； 內(nèi)表面粗糙度Ra =0.00063mm； 小端直徑D =d +(0.5~1)mm； 半徑R=R+(1~2)mm ； 材料T8A； 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。 4.6.2 分流道 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表4.1所示。 表4.1流道斷面尺寸推薦值 塑料名稱 分流道斷面直徑 塑料名稱 分流道斷面直徑mm ABS，AS 聚乙烯 尼龍類 聚甲醛 丙烯酸 抗沖擊丙烯酸 醋酸纖維素 聚丙烯 異質(zhì)同晶體 4.8~9.5 1.6~9.5 1.6~9.5 3.5~10 8~10 8~12.5 5~10 5~10 8~10 聚苯乙烯 軟聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 熱塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 離子聚合物 聚苯硫醚 3.5~10 3.5~10 6.5~16 6.5~8.0 3.5~8.0 6.5~10 6.5~10 2.4~10 6.5~13 分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。 4.6.3 冷料穴 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放 料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形成冷接縫，此外，開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。 4.6.4 澆口 (1)澆口分類 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口、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，該模具采用潛伏式澆口，其有以下特性： (a)去除澆口方便，開模時料頭可以自動脫落，便于后處理加工； (b)試模時如發(fā)現(xiàn)不當，容易及時修改； (c)能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； (d)對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 (2)澆口尺寸 (a)側(cè)澆口深度尺寸H的確定 H =nt =0.6×1.6 = 0.96mm n塑料系數(shù)PP料取0.6； t塑件在澆口位置處的壁厚，該設(shè)計取殼體中間壁厚t=1.6 mm。 經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，H的取值范圍在0.5mm~2.0mm之間，若按澆口處壁厚計算則H =0.6×5=3mm，超出了經(jīng)驗值，而且由于澆口是易磨損部位，所以開始時取小值是有好處的，這有利于以后的修模。 (b)側(cè)澆口寬度尺寸W的確定，如式（4.1）所示： W = （4.1） A型腔一側(cè)的表面積： A =V/t ； V澆注體積 ：V =53.9×10mm； t取平均壁厚=3.3mm 取3mm。 W ===2.68 取3mm 4.6.5 剪切速率的校核 生產(chǎn)實踐表明，當注射模主流道和分流道的剪切速率R =5×10~5×10s、澆口的剪切速率R =10~10s時，所成型的塑件質(zhì)量最好。用公式： R = 式中：q——體積流量（cm/s）； R——澆注系統(tǒng)斷面當量半徑（cm）。 (1)主流道剪切速率校核 Q =0.8Q/T=73.95÷1.5=49.3（cm/s） 注射時間T =1.5(s)； R==0.27（cm） R主流道的平均當量截面半徑； d 主流道小端直徑 ， d =0.4 （cm）； d主流道大端直徑，d=0.68（cm） R== =2.63×10 s (2)分流道剪切速率的校核 第一級分流道：Q===27（cm/s） R=0.3（cm） R= = =1.05×10 s 第二級分流道：Q=（cm/s） 因為當量半徑和第一級，相同所以，R= R/2 5×10s (3)澆口剪切速率的校核 R= ==1.42×10s Q= Q=13.5（cm/s）； 澆口面積S =1×3=3mm，當量面積S =R 取R=1mm。 從以上的計算結(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。 4.7 模架的確定 4.7.1 型腔壁厚和底版厚度計算 在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力[]時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定。 根據(jù)大型模具按剛度條件設(shè)計，按強度校核；小型模具按強度條件設(shè)計，按剛度校核原則： 側(cè)壁厚度計算公式如式（4.2）所示： S ≧() （4.2） =() =20.91 mm 式中：C—與型腔深度對型腔側(cè)壁長邊邊長之比h/L有關(guān)的系數(shù)；查表C=1； ——型腔壓力，取30MPa； ——型腔深度，=40； E——模具材料的彈性模量（MPa），E取2.1×10； []——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04; 底板厚度計算公式如式（4.3）所示： ≧（） （4.3） =（）=46.02mm ——由底板短邊與長邊邊長之比決定的系數(shù)；查表=0.026； ——型腔壓力，取30 MPa； ——底版短邊長度(mm)，=180； ——模具材料的彈性模量（MPa），E取2.1×10； []——剛度條件，即允許變形量(mm)，取[]=0.04； 4.7.2 模架的選用 注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設(shè)計采用龍記標準模架。 (1)模仁尺寸的確定 因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計取模仁的大小為100×250 mm。 (2)凸、凹模尺寸的確定 凸、凹模受力的作用，其尺寸需要進行強度或剛度校核來確定。根據(jù)3.3.3的計算結(jié)果，只要凹模長邊的寬度滿足12 mm就可以達到剛度要求，理論上只要取大于12 mm的值就滿足設(shè)計要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為50mm（實際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。所以凸、凹模尺寸為250×500 mm。 (3)模具高度尺寸的確定 各塊板的厚度已經(jīng)標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意： (a)凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時型腔中有很大的成型壓力，當塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時，若凸模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，根據(jù)4.7.1知道，厚度滿足46可滿足要求，為了安全，取底板厚度為50 mm。凹模的底板因為是與注塑機的工作臺接觸的，所受的力傳遞到工作臺上，所以凹模底板的厚度同樣只要留有走冷卻系統(tǒng)的空間就可以，該設(shè)計取凹模底板厚度為30 mm。 (b)推板推出距離；在分模時塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為18 mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約15 mm左右，所以當推出距離為15 mm時就能使塑件和型芯分離。如果C板（即模腳）的高度太小，則推出的距離不夠而使塑件不能脫離型芯，如圖4.5所示： 圖4.5推出距離關(guān)系 需要滿足關(guān)系： H－h(huán)1－h(huán)2－h(huán)3－h(huán)＞0 H——C板高度； h1——擋銷高度； h2——推板厚度； h3推桿固定板厚度； h——推出距離； 完成了以上的工作，確定模具尺寸為250×500 mm，A板厚度50 mm，B板厚度40 mm，C板厚度 50，為了保證凸、凹模不碰傷，A板和B板之間取1mm間隙。 為了起吊模具，模具上都設(shè)有吊環(huán)。 4.8 導(dǎo)向與定位機構(gòu) 注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。 導(dǎo)柱：國家標準規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，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，特別對于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進行強度校核。 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)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有： (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斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 (2)導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6mm～8mm，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。配合長度通常取配合直徑的1.5~2倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。 (4)導(dǎo)柱可以設(shè)置在動?；蚨?，設(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。 4.9 頂出系統(tǒng)設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。 脫模機構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原則： (1)塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 (2)由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位。 (3)結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護。 本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機構(gòu)，因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。在對脫模機構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。 4.9.1 脫模力的計算 首先需要對塑件進行理想模型建模，如圖4.6所示： 圖4.6塑件 其中A段是塑件凹槽鎖位的長度，長度為5mm，B段是圓弧形殼體的理想建模，長度為10mm，原塑件的兩端斜