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 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(jī)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(jìn)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(dāng)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(jī)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(jī)和金屬壓鑄機(jī)。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(jī)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(jī)。差不多在同一時期，有人設(shè)計出更多的機(jī)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(jī)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(qiáng)，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(jìn)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(jī)；1930年在德國和美國已有電力驅(qū)動的注塑機(jī)；英國FR Ncisshaw LTD還發(fā)明了壓縮空氣油壓注塑機(jī)。 料筒是注塑機(jī)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(diǎn)。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(dāng)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?dú)v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(jī)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(jìn)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(jī)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(qiáng)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(jī)械零件，使其熱變形溫度可達(dá)224C，彎曲強(qiáng)度達(dá)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(qiáng)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(jī)化合物或無機(jī)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(dá)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(jī)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(jī)是注塑成型設(shè)備的主設(shè)備，注塑機(jī)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(jìn)一步完善和發(fā)展必將推動注塑成型技術(shù)的進(jìn)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(jī)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(jī)械主要生產(chǎn)國：美、德、日、意、來看，注塑機(jī)產(chǎn)量在逐年增長，并在整個塑料機(jī)械中占有很大比重。以意大利為例：1981年注塑機(jī)的生產(chǎn)噸位為9845噸。占塑料機(jī)械出口重量的24.7%，占出口額的31.2%。日本的注塑機(jī)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(jī)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(jī)的大型化方面來說，在70年代中期還被認(rèn)為是無發(fā)展前途的品種，而今大型注塑機(jī)有重新崛起。從注塑機(jī)生產(chǎn)的幾個發(fā)達(dá)國來看，在70年代中期生產(chǎn)鎖模力在600噸以上的注塑機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(dá)140萬噸，由此可推測大型注塑機(jī)需要量之大。美國市場常用的大型注塑機(jī)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(jī)，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(jī)的能力。 在大型注塑機(jī)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(jī)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(jī)，其發(fā)展方向都必向低能耗、低噪音、鎖模力容易控制、運(yùn)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(jī)有回升的趨勢，發(fā)展大型注塑機(jī)的技術(shù)不可忽視，但是就目前注塑機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(dá)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(dá)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(jī)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(jī)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(jī)能在平穩(wěn)無撞擊和無振動下工作，按確定方位、在距離機(jī)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(jī)能遠(yuǎn)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(jī)具有有能實現(xiàn)自動輸送、快速調(diào)機(jī)、工藝儲存、監(jiān)測注塑機(jī)正常工作和“診斷”等程序，這就對注塑機(jī)的機(jī)械、電器、液壓、自動化儀表和微機(jī)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(jī)在注塑機(jī)上的應(yīng)用是注塑機(jī)在自動控制方面的最重要的發(fā)展，微處理機(jī)控制注塑機(jī)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(jī)的注塑機(jī)進(jìn)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(jī)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(jī) 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?？勺⑺芊尤┧芰?、三聚氰胺塑料，以及玻璃纖維增強(qiáng)的不飽和聚酯等熱固性塑料。第一臺熱固性注塑機(jī)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(jī)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(jī) 這種注塑機(jī)是當(dāng)今塑料機(jī)械中發(fā)展最快的機(jī)種之一。在“節(jié)能運(yùn)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(jī) 在普通發(fā)泡注塑機(jī)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(jī)，又稱共注塑機(jī)或多組分注塑機(jī)。其特點(diǎn)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(jī)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(diǎn)。 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(jī)。這種注射成型設(shè)備同普通注塑機(jī)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(jī) 這類注塑機(jī)的特點(diǎn)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(fù)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(jī)的廠家都要給機(jī)器上配上一根標(biāo)準(zhǔn)螺桿，便于成型加工廠家使用：只要將排氣口堵上，安裝上標(biāo)準(zhǔn)螺桿，就可以當(dāng)常規(guī)注塑機(jī)使用。 其它還有多模回轉(zhuǎn)注塑機(jī)、多模連續(xù)注塑機(jī)、多噴嘴注塑機(jī)，多料缸注塑機(jī)，動力熔化注塑機(jī)以及注吹機(jī)組和注拉吹機(jī)組等多種注塑成型設(shè)備。 近年來，除了注塑機(jī)自身的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、受到重視外，對一些配套設(shè)備，如注塑機(jī)的自動供料、干燥設(shè)備，?？卦O(shè)備，澆口柄取出和切割裝置，機(jī)械手以及和注塑機(jī)聯(lián)機(jī)的其它自動化設(shè)備都受到普遍的重視。 目前由注塑機(jī)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(jī)及其工作過程簡介 一、注塑機(jī)的各部功能 注塑機(jī)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(jī)必須具有熔化塑料的裝置，把塑料熔體想模具中推進(jìn)的裝置，以及閉合模具的驅(qū)動裝置。 近代通用注塑機(jī)，有完善的合模與注塑的機(jī)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(hù)、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(yùn)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(yùn)動。模具的動模在動模板上而定模裝在前固定模板上。當(dāng)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(dāng)合模時模具拉桿和前、后模板形成力的封閉系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)；另外，由于前固定模板是固定在機(jī)身上的，而后模板允許與機(jī)身有相對位移，這樣，當(dāng)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(jī)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(jī)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?？蚣艿那昂髠?cè)設(shè)有安全罩、安全門以及液壓、機(jī)械安全保護(hù)裝置。在靠近安全門及安全罩的機(jī)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(yùn)動中壓力與速度的切換。頂出政治達(dá)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(dāng)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(jī)注射系統(tǒng)的作用是“吃進(jìn)”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(yùn)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(jī)或油馬達(dá)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(jī)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(jìn)或后退，是噴嘴與模具接觸或離開。這個動作常稱整體前進(jìn)或后退。 機(jī)架，又稱機(jī)身，是一個穩(wěn)固的焊接構(gòu)件。在機(jī)身左面安置合模機(jī)架；右面安放注射部件；在機(jī)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(jī)零部件；在機(jī)架的正面安放注塑機(jī)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(jī)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(jī)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(dú)立的回路上去并能對其流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。較先進(jìn)的注塑機(jī)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(jī)的“血液”循環(huán)系統(tǒng)，是為注塑機(jī)的各種執(zhí)行機(jī)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(jìn)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(jī)的動模板、調(diào)模裝置、連桿鉸接等處有相對運(yùn)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(dú)的泵潤滑回路。 6.電控系統(tǒng) 電控系統(tǒng)是注塑機(jī)的“中樞神經(jīng)”系統(tǒng)，它控制注塑機(jī)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(jìn)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(jī)械液壓系統(tǒng)相結(jié)合對注塑機(jī)的工藝程序進(jìn)行精確而穩(wěn)定的控制。 7.安全保護(hù)和監(jiān)測系統(tǒng) 注塑機(jī)的安全裝置主要是用來保護(hù)人、機(jī)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(jī)械—液壓的聯(lián)鎖保護(hù)。 監(jiān)測系統(tǒng)主要對注塑機(jī)的油溫、料溫、系統(tǒng)超載，以及工藝和設(shè)備故障進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況進(jìn)行指示或報警。 近代注塑機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(dāng)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(jī)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(dá)到一定溫度后即可注射，注射時動作是由螺桿的推進(jìn)來完成的。 2.充模過程 熔體字注塑機(jī)的 噴嘴噴出后，進(jìn)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(diǎn)?，F(xiàn)代的設(shè)計方法已經(jīng)運(yùn)用了計算機(jī)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?！袒尚? 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(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(qiáng)尼龍66. 尼龍設(shè)計有如下特點(diǎn): 1.結(jié)晶料,熔點(diǎn)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(jī)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(jī)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(qiáng)尼龍66的主要技術(shù)指標(biāo)如下: 密度(g/cm3) 1.35 抗拉屈服強(qiáng)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(qiáng)度 kj/m2 無缺口 76 收縮率(%) 0.2～0.8 缺口 17.5 熔點(diǎn)(C) 250～265 彎曲強(qiáng)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(qiáng)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(jī)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(jī)SZ 200/1000,由上海第一塑料機(jī)械廠生產(chǎn). 該注射機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)允許的最小模具厚度 模具閉合厚度 注射機(jī)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(jī)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(jìn)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(bǔ)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(dāng)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(jìn)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(bǔ)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(jī)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(jìn)口直徑d，比注射機(jī)噴嘴出口直徑d應(yīng)大0.5～1mm。其作用：一是補(bǔ)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(jī)技術(shù)規(guī)格 d1=4mm R1——噴嘴球半徑，見熱塑性注射機(jī)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(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)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(fù)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(fù)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(qiáng)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(qiáng)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(dá)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(jī)構(gòu)即為推出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)，它是塑料注塑模具的重要組成部分。 推出機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)應(yīng)準(zhǔn)確、動作可靠、制造方便、更換容易。 推出機(jī)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(jī)構(gòu)設(shè)計 在一次脫模機(jī)構(gòu)中，常用推桿脫模機(jī)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(jī)構(gòu)設(shè)計的基本原則如下： 1、 推桿的直徑不能過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)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模或者鑲件附近，但不能離凸模和鑲件配固定孔過近，以免影響固定板的強(qiáng)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(jī)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(jī)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(diǎn)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(yùn)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?jǐn)U孔，頂管擴(kuò)孔d+0.5mm，模板擴(kuò)孔D+1mm。 第四節(jié) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機(jī)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(jī)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)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(dāng)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(jī)構(gòu)叫抽芯機(jī)構(gòu)。 抽芯機(jī)構(gòu)的分類 1、 機(jī)動抽芯 開模時，依靠注射機(jī)的開模動作，通過抽芯機(jī)構(gòu)來帶動活動型芯，把型芯抽出。機(jī)動抽芯具有脫模力大、勞動強(qiáng)度小、生產(chǎn)率高和操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中廣泛采用。按其傳動機(jī)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(jìn)行。其優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(jìn)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(yuǎn)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(jī)噴嘴接觸，是模具上溫度最高的部位，應(yīng)加強(qiáng)冷卻，在必要時單獨(dú)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)行仿真模擬加工。最后對對刀具路徑進(jìn)行后置處理，生成NC文件。 參考文獻(xiàn) 1、 申樹義、高濟(jì)編；《塑料模具設(shè)計》；北京：機(jī)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(jī)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(jī)械制圖》（第二版）；華南理工大學(xué)出版社，1998 6、 周開勤主編；《機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，1984 9、王煥庭、徐善國主編；《機(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)。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(rèn)識上升到理性認(rèn)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(jǐn)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