臉盆注塑模具設(shè)計(jì),臉盆,注塑,模具設(shè)計(jì)
摘要
本文介紹了注射模具的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢，敘述了塑料塑料盆注射模具設(shè)計(jì)與計(jì)算的詳細(xì)過程，介紹了該塑件的成型工藝、注射模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作過程, 闡述了在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。在對塑料塑料盆的模具設(shè)計(jì)過程中，本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：塑件的設(shè)計(jì)比較的合理；分型面的選擇有利于塑件成型；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)不但結(jié)構(gòu)簡單，而且脫模動(dòng)作穩(wěn)定可靠；進(jìn)澆口的選擇不影響塑件外觀，而且保證塑件充填均勻；冷卻水道的設(shè)計(jì)使模具效率達(dá)到最高，保證塑件質(zhì)量要求；在設(shè)計(jì)的過程中借用分析軟件如CAD等使設(shè)計(jì)更合理、更有效；大量使用標(biāo)準(zhǔn)件，使模具制作成本大大降低；本模具設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是設(shè)計(jì)已達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的要求。
關(guān)鍵詞：塑料塑料盆，注射模，分型面，側(cè)抽芯，脫模機(jī)構(gòu)。
abstract
The characteristics and developments of injection mould were introduced in this paper. The designing and calculating of injection mould for the back of electronic clock were stated in detail. The forming process of the product and the structure characteristics as well as working process of the injection mould were introduced .The points must be paid attention to in the design of the injection mould for the part with lifters were stated. In the process of the designing of the injection mould for electronic clock receiver, people should pay attention to several suggestions: the plastic should be designed as reasonable as possible. The selection of the sub-type parts are beneficial? to mold the parts of plastic. The design of the? structure of drawing of pattern is not only simple but also the movement should be stable and reliable. The selection of Jin runner should ensure to fill the plastic equally under the prerequisite of not influencing the appearance of the plastic. The design of cooling penstock should make the rate of production reach to the topmost, and ensure any influence to do nothing to the equality of the plastic. Meanwhile, in the process of designing ,we can use analysis soft, such as CAM, to make the design been more reasonable? and efficient. Making full use of? large amounts of standard pieces will reduce the cost of mold plastic facture. The key point of the design of mold plastic have reached the request of the real production.?
Keywords: Plastic?injection mould,?plastic basin,?the parting surface,?the side core pulling,?demoulding mechanism.
目錄
摘要 1
ABSTRACT 2
目錄 3
前 言 5
1.塑料模具的現(xiàn)狀及展望 6
1.1模具工業(yè)在國民生產(chǎn)中的作用 6
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀 6
1.3塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢 7
2.塑件的成型工藝分析 8
2.2 塑料盆材料的選用 8
2.3 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析 8
2.4塑件的成型工藝參數(shù) 9
3.成型設(shè)備的選用 11
3.1確定注射成型的工藝參數(shù) 11
3.2確定模具溫度及冷卻方式 12
4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定 14
4.1確定型腔數(shù)目及排列方式 15
4.2注射模分型面的選擇 15
4.2.1分型面的形式 16
4.2.2分型面的選擇原則 16
5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18
5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 18
5.2 主流道的設(shè)計(jì) 18
5.3 分流道的設(shè)計(jì) 19
5.4 澆口的設(shè)計(jì) 20
5.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 20
6.成型零部件的工作尺寸的計(jì)算 21
6．1影響尺寸和精度的因素 21
6．2零件鋼材的選用 21
6．3工件工作尺寸計(jì)算 21
6．4模架的選擇 22
6.5 型腔側(cè)壁厚度計(jì)底板厚度的計(jì)算 23
7.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
8.推出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25
8.1脫模力的計(jì)算 25
8.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 25
8.3推桿的設(shè)計(jì) 27
9結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 28
9．1型腔的設(shè)計(jì) 28
9．2型心設(shè)計(jì) 28
10模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30
11.注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 31
11．1鎖模力的校核 31
11．2安裝尺寸的校核 31
11．3開模行程的校核 31
結(jié)論 33
致謝 34
參考文獻(xiàn) 1
前 言
隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對生活產(chǎn)品的要求也越來越廣。其中包括種類豐富的塑料產(chǎn)品，例如：一些電器材料、廚房用具、生活用品。不但種類多而且小形狀多樣。注塑模具設(shè)計(jì)可以根據(jù)人們的具體要求進(jìn)行產(chǎn)品的尺寸設(shè)計(jì)，最大程度的滿足了用戶的需求。因此注塑模具設(shè)計(jì)成了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展必不可缺少的行業(yè)。目前世界上塑料的體積產(chǎn)量已經(jīng)趕上和超過了鋼鐵，成為當(dāng)前人類使用的第一大類材料。我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展，塑料制品的應(yīng)用已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，塑料制品與模具設(shè)計(jì)是塑料工程中的重要組成部分，是塑料工業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié)。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。從2003年我國模具進(jìn)口的海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料可知,塑料模具占據(jù)了模具進(jìn)口總量的57%,而注塑成型模具在整個(gè)塑料模具中占有很大的比例.注塑成型模具設(shè)計(jì)的好壞,決定著注塑成型制件的質(zhì)量優(yōu)劣及成品率高低,也就是說,是否能加工出優(yōu)質(zhì)價(jià)廉的塑料制件,在很大程度上要靠注塑成型模具設(shè)計(jì)的合理性和先進(jìn)性來保證.
現(xiàn)代塑料制件生產(chǎn)中,合理的注塑成型工藝,先進(jìn)的注塑成型模具及高精度,高效率的注塑設(shè)備是當(dāng)代塑料成型加工中必不可少的三個(gè)重要因素,缺一將一事無成.本文以塑料塑料盆為例，介紹了注塑模具設(shè)計(jì)流程，該流程包括工藝分析，選擇注塑機(jī)，確定成型方案，最后對該注塑機(jī)進(jìn)行必要的工藝參數(shù)校核。下面就對該實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)論述。
1.塑料模具的現(xiàn)狀及展望
我國在過去幾十年里，由于模具行業(yè)一直為引起重視，模具的發(fā)展收到了一定的阻礙。導(dǎo)致發(fā)展緩慢。自從改革開放以來，塑料成型、沖壓模具等先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)在大批量的生產(chǎn)中具有顯著的優(yōu)勢。模具行業(yè)得到迅速的發(fā)展。
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)進(jìn)步，塑料成型產(chǎn)品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，顯著提高了我們的生活質(zhì)量。原有的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們對新產(chǎn)品的需要。很多產(chǎn)品必須采用模具生產(chǎn)。
在現(xiàn)階段，模具行業(yè)，進(jìn)一步推進(jìn)改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國模具工業(yè)在整體上再上一個(gè)新臺(tái)階。不斷提升模具制造水平，振興我國裝備制造業(yè)，為實(shí)現(xiàn)把我國建設(shè)成為制造業(yè)強(qiáng)國的宏偉目標(biāo)而奮斗。
1.1模具工業(yè)在國民生產(chǎn)中的作用
模具制造在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要。模具生產(chǎn)的突出優(yōu)勢：高復(fù)雜程度、高一致性、高精度、高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材。符合國家節(jié)能減排的給、要求。
現(xiàn)代模具業(yè)已成為資金密集型和技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)，它與高新技術(shù)已成為相互依托的關(guān)系，一方面模具直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)的不可缺少的裝備，另一方面模具本身又大量采用高新技術(shù)，因此模具制造已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。通過模具成形零件的快速、優(yōu)質(zhì)、低耗、環(huán)保體現(xiàn)了國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和科學(xué)發(fā)展觀。因此，模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)是巨大的。
1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀
在長達(dá)半個(gè)世紀(jì)，我國塑料模具行業(yè)從起步到現(xiàn)在成熟的技術(shù)，有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，生產(chǎn)水平取得顯著的提高。在大型的電視機(jī)模具方面、精密塑料模具方面以及多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具都取得了顯著的成果。在尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等方面的要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平。但是很多方面和國外相比仍有較大差距。
1.3塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢
塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔。
在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。
推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。
開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。
應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
塑料盆產(chǎn)品的性能及用途
塑料盆是目前我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫乃芰先萜?。塑料盆的原料為通用塑料，塑料盆的性能滿足制造成本低、耐用、抗腐蝕能力強(qiáng)不與酸、堿反應(yīng)、良好的絕緣體。
塑料盆常用于生活用品。高質(zhì)量的塑料產(chǎn)品也用于餐飲、醫(yī)療器械等。耐腐蝕的塑料盆也用于化工容器。
2.塑件的成型工藝分析
2.2 塑料盆材料的選用
市面上普通塑料盆的原料為通用塑料，一般是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)格便宜的塑料。即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯青─丁二烯─苯乙烯共聚合物（ABS），它們都是熱塑性塑料。本課題選用聚丙烯(PP)。
2.3 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析
塑件的3d圖，如圖2-1所示，制件外表面要求美觀。
圖2-1 塑料塑料盆
1.結(jié)晶料,吸濕性小,易發(fā)生融體破裂,長期與熱金屬接觸易分解.
2.流動(dòng)性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形.
3.冷卻速度快,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱,并注意控制成型溫度.料溫低方向方向性明顯.低溫高壓時(shí)尤其明顯,模具溫度低于50度時(shí),塑件不光滑,易產(chǎn)生熔接不良,留痕,90度以上易發(fā)生翹曲變形
4.塑料壁厚須均勻,避免缺膠,尖角,以防應(yīng)力集中.特定條件下容易分解 常見制品：盆、桶、家具、薄膜、編織袋、瓶蓋、汽車保險(xiǎn)杠等。 聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。PP粒料為本色、圓柱狀顆粒，顆粒光潔，粒子的尺寸 在任意方向上為2mm～5mm，無臭無毒，無機(jī)械雜質(zhì)。本品以高純度丙烯為主要原料，乙烯為共聚單體，采用高活性催化劑在62℃～80℃及低于 4.0MPa的壓力下經(jīng)氣相反應(yīng)生產(chǎn)聚丙烯粉料，再經(jīng)干燥、混煉、擠壓、造粒、篩分、均化成聚丙烯顆粒。密度為0.90 g/cm3～0.91g/cm3，是通用塑料中最輕的一種。聚丙烯樹脂具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐熱性能，使用溫度范圍-30℃～140℃。同時(shí)具有優(yōu)良的電 絕緣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，幾乎不吸水，與絕大多數(shù)化學(xué)品接觸不發(fā)生作用。本品耐腐蝕，抗張強(qiáng)度30MPa，強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好；缺點(diǎn)是耐低溫沖 擊性差，較易老化，但可分別通過改性和添加抗氧劑予以克服。與發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、氯仿等接觸有腐蝕作用。可用作工程塑 料，適用于制電視機(jī)、收音機(jī)塑料盆、電器絕緣材料、防腐管道、板材、貯槽等，也用于生產(chǎn)扁絲、纖維、包裝薄膜等。因此，對于本產(chǎn)品，PP料是用來做塑料塑料盆的最佳原料。
2.4塑件的成型工藝參數(shù)
（1）塑件的尺寸精度分析
此零件尺寸精度按照MT5計(jì)算。
（2）塑件的表面質(zhì)量分析
該塑件表面要求較高，用推板推出
（3）脫模角度分析
該注塑零件壁厚約為2mm，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)中的有塑件內(nèi)表面35′~1°，塑件外表面40′~1°20′。由于該塑件結(jié)構(gòu)采用哈夫結(jié)構(gòu)，脫模方向?yàn)樗椒较?，并且所用塑料為PP，流動(dòng)性較好，而且，主要部分有較好的弧度，可順勢脫模，所以塑件外表面沒有放脫模斜度。
（4）塑件的生產(chǎn)批量
塑件的生產(chǎn)類型對注射模具結(jié)構(gòu)、注射模具材料使用均有重要的影響。在大批量生產(chǎn)中，由于注射模具價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)費(fèi)用中所占的比例較小，提高生產(chǎn)率注射模具壽命問題比較突出，所以可以考慮使用自動(dòng)化程度較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度壽命高的模具。如果是小批量生產(chǎn)，則應(yīng)盡量采用結(jié)構(gòu)簡單、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。該塑件產(chǎn)量達(dá)10萬件，生產(chǎn)類型屬于大批量生產(chǎn)，可以考慮采用一模1腔、快速脫模以及成型周期不宜太長的模具，同時(shí)模具造價(jià)適當(dāng)控制。
3.成型設(shè)備的選用
計(jì)算塑件體積和重量通過估算可獲得產(chǎn)品質(zhì)量約為225g。根據(jù)塑件本身的幾何尺寸形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目由于該塑件尺寸有一般精度要求，不宜采用太多型腔數(shù)目，所以考慮采用一模1腔，型腔平衡布置在型腔板側(cè)，以方便澆口排列和模具的平衡。如圖
3.1確定注射成型的工藝參數(shù)
根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和PP的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見表2-3。
工藝參數(shù)
內(nèi) 容
工藝參數(shù)
內(nèi) 容
預(yù)熱和干燥
溫度80～90℃
成型時(shí)間/s
注射時(shí)間
20～90
時(shí)間 2 h
保壓時(shí)間
0～5
料筒溫度/℃
后段
150～170
冷卻時(shí)間
20～120
中段
165～180
總周期
50～220
前段
180～200
螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)
30 r/min
噴嘴溫度/℃
170～180
后處理
方法
紅外線燈烘箱
模具溫度/℃
50～80
溫度/℃
70
注射壓力/MPa
600～1000
時(shí)間/h
2～4
表2-3
3.2確定模具溫度及冷卻方式
PP為非結(jié)晶型塑料，流動(dòng)性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下應(yīng)盡可能降低模溫，以縮短冷卻時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻，成型模具溫度控制在60-80℃.
確定成型設(shè)備
由于塑件采用注射成型加工，使用一模1腔，因此可計(jì)算出一次注射成型過程所用塑料量為：
W=2ω+ω=230g.
根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑料品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考塑料模具設(shè)計(jì)與制造P69表2-8，初選XS-ZY-125型柱塞式注射機(jī)。記錄下XS-ZY-125型螺桿式注射機(jī)的主要參數(shù)，見表2-4.
序號
主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目
參數(shù)數(shù)值
1
額定注射量/cm
1250
2
注射壓力/MPa
1200
3
鎖模力/KN
900
4
動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸/(mm×mm)
728×858
5
最大模具厚度/mm
600
6
最小模具厚度/mm
200
7
最大開合模行程/mm
300
8
噴嘴前端球面半徑/mm
12
9
噴嘴孔直徑/mm
4
10
定位圈直徑/mm
100
表2-4
4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定
由于制品結(jié)構(gòu)有側(cè)凹結(jié)構(gòu)和外觀要求較嚴(yán)，采用推板推出，用四根導(dǎo)柱導(dǎo)套組成導(dǎo)向部件來確保動(dòng)模與定模合模時(shí)能正確對中；進(jìn)膠可以從型腔上直接進(jìn)膠，因?yàn)榇水a(chǎn)品壁厚2mm，，可以用直接澆口進(jìn)膠；成型部件由凹模和模板整體式，凸模與下模板鑲嵌式，由于鑲件比較長，避免在成型中損壞，所以在另外一端，也要進(jìn)行定位，增加它的剛度和強(qiáng)度，合模后便組成了模具的行腔，凸模固定板用螺釘從背部固定，以便于拆裝更換，提高整個(gè)模具的壽命?？傮w結(jié)構(gòu)如圖４-１所示。
圖4-1 模具結(jié)構(gòu)圖
4.1確定型腔數(shù)目及排列方式
模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、h行排列、直線排列、及復(fù)合式排列等。
型腔的排列要基于塑件的形狀和大小來確定，型腔的布置和澆口的開設(shè)要力求對稱，而且是用一模1腔的設(shè)計(jì)，這樣可以防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔排列宜緊湊，減輕模具重量，基于以上條件在這里選擇1行排
4.2注射模分型面的選擇
模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸面稱為分型面。分型的設(shè)計(jì)將影響到塑件的質(zhì)量，模具的整體結(jié)構(gòu)。
4.2.1分型面的形式
注射模有一個(gè)分型面，也有多個(gè)分型面，分型面的形狀應(yīng)盡可能簡單，以便于模具的制造和塑件的脫模。分型面的位置主要有如圖4-3所示，分型面的形狀如圖4-4所示。
圖4-3 分型面的位置
圖4-4 分型面的形狀
4.2.2分型面的選擇原則
① 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大輪廓處，這樣能使塑件順利脫模。
② 一般模具的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，模具開模后塑件在應(yīng)該停留在動(dòng)模一側(cè)，以便塑件脫出。如圖4-5所示：
③ 分型面的選擇要保證塑件的精度要求塑件光滑的一面不應(yīng)該設(shè)計(jì)成分型面，以避免影響外觀。
④ 分型面的選擇還應(yīng)該考慮到模具的側(cè)向抽拔距，由于模具側(cè)向分型是由機(jī)械式分型機(jī)構(gòu)來完成的，所以抽拔距都比較小，選擇分型面應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于開合模的方向?qū)⑿〕榘尉嘧鳛閭?cè)向分型或抽芯。
⑤ 分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融料的流動(dòng)末端，以利與模具型腔內(nèi)氣體的排出。
方案1是把哈夫結(jié)構(gòu)放在后模上，這樣模具結(jié)構(gòu)緊湊和簡單，降低模具成本，模具運(yùn)動(dòng)平
方案2是把哈夫結(jié)構(gòu)放在前模上，這樣模具結(jié)構(gòu)增大難度，增加模具成本，不利于澆注系統(tǒng)和其他結(jié)構(gòu)的建立。
綜上所述，方案1最好的。
5.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
澆注系統(tǒng)的選擇是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)前首先對塑件的采用的材何形料和幾狀，機(jī)床設(shè)可能產(chǎn)生的缺陷，以及填充料等做一全面的分析。分型面的選擇與澆注系統(tǒng)有密切關(guān)系。一般澆注系統(tǒng)色設(shè)計(jì)根據(jù)以下幾個(gè)原則
一、能順利的引導(dǎo)塑件注入到行腔各個(gè)部位且在填充過程中不致產(chǎn)生渦流或紊亂，使型腔內(nèi)氣體能順利排出
二、應(yīng)選擇最短流程以縮短填充時(shí)間
三、盡量避免直接撞擊型芯嵌件
四、應(yīng)盡量減少彎折，有較高光潔度五對于一模多腔時(shí)應(yīng)盡量與模板中心對稱
五、進(jìn)料口位置與形狀應(yīng)結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)而確定
六、澆注系統(tǒng)的容積應(yīng)取最小值還有對與一模多種產(chǎn)品是應(yīng)考慮把誤差最小的放一個(gè)模具內(nèi)，對與有要求的產(chǎn)品要多方位的考慮交口的成行方式。
主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設(shè)計(jì)。
5.2 主流道的設(shè)計(jì)
查資料得到XS-ZY-125型柱塞式注射機(jī)與噴嘴有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑SR=12mm，噴嘴孔直徑d=4mm，定位圈直徑為φ100毫米。為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR=SR+(1-2),d= d+0.5。因此，取主流道球面半徑SR=14mm(取標(biāo)準(zhǔn)值)，主流道的小端直徑d=4.5mm。
為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度2°～4°，取2°，
計(jì)算其大端直徑約為φ10mm;為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大的反壓力，配合段直徑D不宜過大，取D=25mm;同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)R2的圓弧過渡；為補(bǔ)償在注射機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長度設(shè)計(jì)得比模板厚度短0.02mm;澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，取R=3mm,以免淬火開裂和應(yīng)力集。
定位圈是安裝在模具時(shí)做定位用的，一般定位圈高出定模座板表面5-10mm.取10mm。
圖4-7 主澆道
5.3 分流道的設(shè)計(jì)
分流道橫截面形狀有很多種：圓形、梯形、六邊形、圓角梯形、等。在各種截面中，圓形截面是使用最為廣泛的，本設(shè)計(jì)就采用了圓形截面這樣的分流道使用效率高，在分流道中流過塑料熔體的流量相同的情況下，其分流道內(nèi)的表面積最小，減小注射過程中的散熱面積，減少壓力損失。對應(yīng)的缺點(diǎn)就是加工難度較大。不能采用加工中心端面銑刀銑削，一般采用電火花加工?？紤]到模具型腔的分布情況，為使注射壓力在各個(gè)型腔較為相近，保持相同的注射壓力。
5.4 澆口的設(shè)計(jì)
澆口是連接分流道和型腔之間的通道。它的位置、形狀和尺寸對產(chǎn)品塑件的成型有較大的影響。它的設(shè)計(jì)包括了形狀、尺寸的確定和位置的選擇。
優(yōu)點(diǎn)：
（1）冷卻時(shí)間短，從而縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。
（2）易去除澆注系統(tǒng)凝料而不影響塑件外觀。
（3）可根據(jù)塑件形狀特點(diǎn)靈活多樣選擇澆口位置。
（4）澆口在分型面上且形狀簡單故易加工，且可隨時(shí)調(diào)整尺寸，使各型腔澆注平衡。
交口應(yīng)按要求迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熔體回流。澆口截面尺寸要小、長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉。交口采用側(cè)澆口，由經(jīng)驗(yàn)公式h=nt, h=1.5mm
5.5 冷料穴的設(shè)計(jì)
從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時(shí)，必須置換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)是注塑模具設(shè)計(jì)的重要組成部分。
由于塑件的體積較大，且屬于薄壁件，型腔不深，分型面較長，頂桿和小型芯有較多，故不需另外增設(shè)排氣槽，利用分型面、頂桿以及小型芯等的配合間隙排氣即可，其間隙約為0.03mm，試模后若排氣不順則可另外增設(shè)排氣槽。
6.成型零部件的工作尺寸的計(jì)算
6．1影響尺寸和精度的因素
1、行收縮率 塑件的尺寸變化范圍是。
2、具成行零件的制造誤差應(yīng)在IT7-IT8之間.模具的成行零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的1/6以下。
6．2零件鋼材的選用
選用鋼種時(shí)，應(yīng)按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來確定。對本設(shè)計(jì)來說，凹模和凸模均采用S55C，熱處理到HRC44-46,型芯與鑲件采用的T8鋼料，其他零件用日本的SKD61鋼料，熱處理到HRC54-58。
6．3工件工作尺寸計(jì)算
該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算，查有關(guān)尺寸手冊得PP的收縮率為0.3%-0.8%，故平均收縮率S=（0.3+0.8）%/2=0.55%=0.0055，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差取δ=Δ/3,成型零件尺寸計(jì)算見表
類 別
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì) 算 公 式
工作尺寸
型腔
計(jì)算
型腔
143
L= [（1+S）L-0.75Δ] +z
143
類 別
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì) 算 公 式
工作尺寸
型芯
計(jì)算
型芯
129
L= [（1+S）L-0.75Δ] +z
129
6．4模架的選擇
模架的選取應(yīng)綜合考慮型腔的大小與布置、澆口形式、凸凹模結(jié)構(gòu)形式、推出機(jī)構(gòu)形式、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等方面，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架。在本次設(shè)計(jì)中，模具設(shè)計(jì)成一模1腔，用直接式澆口，利用哈夫結(jié)構(gòu)。另外，采用推板推出。綜合以上分析，查相關(guān)手冊GB／T12556，初步確定選用型號為50-50系列的標(biāo)準(zhǔn)模架：
6.5 型腔側(cè)壁厚度計(jì)底板厚度的計(jì)算
型腔內(nèi)壁承受熔融塑料的巨大壓力,這就要求型腔有一定的強(qiáng)度和剛度.
因采用整體式型腔,又因塑件質(zhì)量體積都比較小所以只按強(qiáng)度計(jì)算.
因a/l<0.41 由計(jì)算公式：
= (4-5)
材料的最大許應(yīng)力 a塑件側(cè)壁所受壓力度值S型腔壁厚值（mm） 是b/l =0.4 查表可得w=0.13
廁有S= (4-6)
因此凹模的最小厚度為16mm。
7.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來維持動(dòng)模和定模的正確合模,合模后維持型腔的正確形式,同時(shí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動(dòng)模按順序合模,防止型芯在合模過程中損壞,并能承受一定的側(cè)向力。
在這里采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu),導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用間隙配合使導(dǎo)套在導(dǎo)柱上滑動(dòng),配合間隙采用H7/h6級配合,主要導(dǎo)柱導(dǎo)套。
導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 采用帶頭直通式導(dǎo)柱如圖4-11所示。
圖4-11 導(dǎo)柱
導(dǎo)柱的直徑可用下式計(jì)算：
(4-7)
式中：
w━一根導(dǎo)柱承受模板重力(Ｎ)
l━模板重心距導(dǎo)柱根部距離（mm）
E━材料彈性摸量；
（2）導(dǎo)套
①導(dǎo)套形狀 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利可在側(cè)面增加通氣孔式在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。
②材料的選擇 可用淬火鋼T12或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)底與導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?
③導(dǎo)套的精度與配合采用H7/h6。
8.推出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8.1脫模力的計(jì)算
脫模力是注塑件從動(dòng)模邊的主型芯上分離時(shí)所需施加的外力。通常包括型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力。對大多數(shù)的塑件來說，對脫模力的精確計(jì)算和測量較為復(fù)雜，因此，只能通過簡單的估算法對聽筒上下殼的脫模力進(jìn)行分析計(jì)算，采用的經(jīng)驗(yàn)公式為Ｆｔ=ＡＰ(μcosａ-sinａ)，由于此設(shè)計(jì)中，所需的脫模力較小，其計(jì)算略。
由于產(chǎn)品外觀較好，所以用推板推出
8.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
?在注射模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統(tǒng)（水口料）從模具中安全無損壞地推出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。安全無損壞是指脫模時(shí)塑件不變形，不損壞，不粘模，無頂白，頂針位置位不影響塑件美觀。
??? 制品頂出是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié),頂出質(zhì)量好壞將直接影響制品的質(zhì)量,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則。
1、頂出要平衡，頂針必須均勻布置，以防頂出后膠件變形。?
2、應(yīng)注意塑件的美觀性,盡量將頂針布置在產(chǎn)品裝配后看不到的部位的地方，這一點(diǎn)對于透明制品尤其重要。要知道，任何頂針都會(huì)在膠件上留下痕跡，而且隨著頂針在生產(chǎn)過程中的不斷磨損，這種痕跡會(huì)越來越明顯。?
?3、頂針應(yīng)落在最有利于成品出模，即脫模力最大的地方；頂出力必須施加于膠件的最底點(diǎn)，將膠件推出，而不是拉出。見下圖：?
4、頂出力必須作用在制品能承受最大頂出力的部位,即剛性好，強(qiáng)度最大的部位.如壁邊，骨位、柱位下面，殼體側(cè)壁，作用面積也盡可能大一些（即盡可能選直徑大的頂針），以防塑件變形或損壞。盡量避免受力點(diǎn)作用于制品薄平面上，防止制品破裂,穿孔,頂白等。如筒形制品棄用頂針頂出而選擇推板頂出。?
?5、為防止制品變形,受力點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯或難于脫模部位,如細(xì)小的柱位與骨位。?
?7、頂針盡量布置于膠件的拐角處。?
8、頂針應(yīng)盡可能對稱布置。?
9．在有滑塊側(cè)抽芯和斜滑塊的模具中，頂針盡量布置于側(cè)抽芯或斜滑塊在分模面的投影面之外。如無法避免，則要加頂針先復(fù)位機(jī)構(gòu)。頂針先復(fù)位機(jī)構(gòu)圖詳見本章第節(jié)。?
10、為方便水口脫落，在水口轉(zhuǎn)角處應(yīng)落水口頂針。?
11、啤PP料及K料可采用垃圾釘頂出。啤ABS等其它塑膠，當(dāng)頂出力很小且成品上不允許留有頂針痕跡時(shí)，也可以采用垃圾釘頂出。?
?12、頂針應(yīng)盡量落在較平的地方，如果落頂針處斜度較大，頂針應(yīng)磨成階梯狀以增大頂出力，或在不影響功能的情況下加大箭腳或頂針柱。?
13、局部膠位較深時(shí)，由于脫模力大，輕易頂白或頂穿，在不影響功能的前提下，頂針應(yīng)傍骨，加頭箭腳或出頂針柱。傍骨或出頂針柱時(shí)，頂針一般用Φ3/32”或Φ7/64”，大件成品且膠位較厚時(shí)亦可采用Φ1/8”頂針。?
?14、成品上有較深凹位時(shí)，一般在內(nèi)骨底落Φ7/64”或Φ1/8”頂針出頂針柱或跟客戶要求主骨兩測傍骨出頂針柱。
8.3推桿的設(shè)計(jì)
推出(頂出)是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，推出機(jī)構(gòu)是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)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) 保證外殼不因推出而變形損壞。
(3) 機(jī)構(gòu)簡單、動(dòng)作可靠。
(4) 良好的外殼外觀。
(5) 合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。
9結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)
9．1型腔的設(shè)計(jì)
凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，其中成型塑件上外螺紋的稱為螺紋型環(huán)。凹模按結(jié)構(gòu)不同主要可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。
（1）整體式凹模 強(qiáng)度高，牢固，成型的塑件無拼縫痕跡，塑見的精度高；但模具加工困難，熱處理變形大，一般適用于簡單的中、小型模具。
（2）整體嵌入式凹模 嵌塊的外形多采用臺(tái)階的圓柱體，加工和安裝容易；熱處理變形?。槐阌诎寄p壞時(shí)的更換和維修；多用于多型腔模具。
（3）組合式凹模 一般用于復(fù)雜的凹模，采用組合方式可以簡化復(fù)雜的機(jī)加工工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復(fù)，有利于采用鑲拼間隙來排氣，可節(jié)省貴重模具材料。
本設(shè)計(jì)由于模具簡單，采用整體式精度高，強(qiáng)度大
9．2型心設(shè)計(jì)
型芯和成型均用來形成制品的內(nèi)表面。型芯和成型桿并無嚴(yán)格的區(qū)分。一般成型桿多指能形成制品孔和局部凹槽的小型芯。當(dāng)型芯用來成形制品的整個(gè)內(nèi)部形狀時(shí)，又稱為主型芯或凸模。
（1）整體式型芯 適用于塑件的內(nèi)形比較簡單的型芯，其結(jié)構(gòu)牢固；成型塑件的質(zhì)量好，但模具的加工量大，耗鋼材多，熱處理的變形大。
（2）組合式型芯 適用于塑件的內(nèi)形復(fù)雜，機(jī)加工困難的型芯。其加工簡單、容易。能減少貴重的模具鋼的耗重；節(jié)省加工工時(shí)；避免大型件的熱處理變形。
綜合上面的比較，本次設(shè)計(jì)中根據(jù)塑件的形狀可以確定模具采用整體式。
29
天大華揚(yáng)
10模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注射模的溫度對塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有很重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。因此，在此次設(shè)計(jì)中，對聽筒的上下殼進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是必要的。在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮以下選用原則：
① 冷卻水道盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大；
② 卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等；
③ 中處加強(qiáng)冷卻；
④ 卻水道出入口溫差盡量??；
⑤ 卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。
此外，冷卻水道的設(shè)計(jì)還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理，一般水道直徑為10㎜左右；冷卻水道的設(shè)計(jì)要防止冷卻水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等。
11.注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
11．1鎖模力的校核
鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。注射機(jī)鎖模力的校核關(guān)系式為：F>kpA
式中 F——注射機(jī)鎖模力，查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》附錄表得XS-ZY-125型螺桿式注射機(jī)的鎖模力為900KN；
k——壓力損耗系數(shù)，一般取1.1～1.2；
p——型腔內(nèi)熔體的壓力，本塑件p=30MPa；
A——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，本模具A=0.32×10-2m2。
故代入公式得：kpA=1.2×30×106×0.32×10-2=115.2KN
H1+H2+(5～10)
式中 S——注射機(jī)的最大開模行程，查《塑件模設(shè)計(jì)手冊》附錄得XS-ZY-125型螺桿式注射機(jī)的最大開模行程S=300㎜；
H1——塑件脫模所需的推出距離，該塑件的脫模推出距離為20㎜；
H2——塑件高度，該塑件的高度為28㎜。
計(jì)算得：H1+ H2+(5～10)
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