一模一腔直澆口頂桿頂出水杯的塑料模具設(shè)計(jì)1

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1、目錄 摘要 2 第一部分綜述 3 1.1制品原材料的選擇 3 1.1.1聚苯乙烯PS 3 1.1.2聚乙烯PE 3 1.1.3聚氯乙烯PVC 4 1.1.4聚丙烯PP 4 第二部分設(shè)計(jì)過程 5 2.1塑料水杯尺寸的確定 5 2.2成型零部件的設(shè)計(jì) 6 2.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的確定 6 2.3選用標(biāo)準(zhǔn)模架 7 2.4注射機(jī)的選定 9 2.4.1初步選定注射機(jī) 9 2.5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 2.5.1 直澆口（主流道）設(shè)計(jì)要點(diǎn) 10 2.5.2 直澆口尺寸計(jì)算 11 2.5.3 澆口套的設(shè)計(jì) 11 2.6推出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 2.6.1脫模力的計(jì)

2、算 12 2.6.2 圓推桿推出的設(shè)計(jì) 13 2.7 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 2.7.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 14 2.7.2帶頭導(dǎo)柱 14 2.7.3帶頭導(dǎo)套 15 2.8其他結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì) 16 2.8.1 復(fù)位桿 16 2.8.2 定位圈 16 2.8.3 墊塊 17 2.9注塑模溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 2.10注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 第三部分 注射機(jī)的校核 20 3.1注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度校核 20 3.2 開模行程的校核 20 3.3 模具在注射機(jī)上的安裝 20 3.4流程比的校核 20 總結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 中文摘要 本次設(shè)

3、計(jì)的是直筒水杯，主要介紹了水杯的設(shè)計(jì)思路、加工過程和水杯的注 射模的設(shè)計(jì)。這種聚丙烯水杯無(wú)毒、無(wú)味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度、耐熱性 都較好，是人們?nèi)粘Ｉ钪械谋夭豢缮俚纳钣闷贰? 本次設(shè)計(jì)采用的是注射成型。在設(shè)計(jì)過程中，首先對(duì)進(jìn)行原材料分析，比較 不同塑料的物理和化學(xué)性質(zhì)從而選定水杯的最佳原料為聚丙烯。然后介紹了不同 形式的澆口的優(yōu)缺點(diǎn)，接下來初步選定注射機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)模架，再進(jìn)一步設(shè)計(jì)模具各 個(gè)結(jié)構(gòu)，最后對(duì)注射機(jī)進(jìn)行校核。 關(guān)鍵詞：注塑成型注射機(jī)模具 Abstract This design is about water bottle. It mainly introduces the

4、design ideas 0f water bottle, the processes, and the injection mold. Water bottle have many advantages, such as it's non-poisonous, unpalatable, low density, what's more, it's strength, stiffness, rigidity and heat-resistance are also good. It's essential to daily life. The design adopt the injecti

5、on molding. During the design process, first, we analyse raw materials, and select PP as the best material ofwater bottle by comparing the different physical and chemical properties of plastics. Then we introduce the advantages and disadvantages of different types of sprue. Following initially selec

6、ted injection machine and the standard mold, design further structural of each mold. Finally, check on the injection machine. Key words : injection molding injection machine mould 第一部分綜述 目前，塑料制品得到了越來越廣泛的應(yīng)用，塑料的成型方法也越來越多，如 注射成型、擠壓成型、真空成型、發(fā)泡成型、中空吹塑成型、薄膜吹塑成型，以 及熱固性塑料的各種成型等。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料 注射模則

7、是注射成型的工具。在現(xiàn)代塑料注射成型的生產(chǎn)實(shí)踐中，高效的塑料注 射機(jī)、先進(jìn)的塑料注射模具和合理的注射成型工藝是不可缺少的三項(xiàng)主要因素， 本說明書即介紹了一模一腔直澆口頂桿頂出水杯塑料模具設(shè)計(jì)的基本過程。 1?1制品原材料的選擇 塑料行業(yè)是20世紀(jì)發(fā)展最快的行業(yè)，也是21世紀(jì)最有前途的行業(yè)之一。塑 料的發(fā)展直接導(dǎo)致了塑料模具的發(fā)展。塑料模具是用來生產(chǎn)塑料制品的工具，在 設(shè)計(jì)模具之前，必須對(duì)塑料的成型工藝性能有充分的了解和掌握，只有充分熟悉 成型工藝條件之間的內(nèi)在關(guān)系，才能精確控制模具尺寸與塑料制品的尺寸，才能 設(shè)計(jì)出優(yōu)良的模具。 以下為通用塑料的使用性能和用途。 1?1?1聚苯乙烯PS

8、 性能：電絕緣（尤其高頻絕緣性）性優(yōu)良，無(wú)色透明，透光率僅次于有機(jī)玻 璃，著色性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性良好，力學(xué)強(qiáng)度一般，剛性好，但性脆，易產(chǎn) 生應(yīng)力碎裂，不耐笨、汽油等有機(jī)溶劑。 用途：適于制作絕緣透件、透明件、裝飾件日用品、泡沫包裝材料及建筑隔 熱材料等。 1?1?2聚乙烯PE 性能：耐腐蝕性、電絕緣（尤其高頻絕緣性）性優(yōu)良，可以氯化、輻照改性， 可用玻璃纖維增強(qiáng)。 高密度聚乙烯（HDPE ）熔點(diǎn)、剛性、硬度和強(qiáng)度較高、耐應(yīng)力開裂性好， 吸水性小，有突出的絕緣性能和良好的耐輻照性。 低密度聚乙烯（LDPE ）柔軟性、伸長(zhǎng)率、沖擊強(qiáng)度和透明性較好。 線性低密度聚乙烯（LLDPE）的

9、性能介于LDPE和HDPE之間。 茂金屬聚乙烯（mPE ）主要用于薄膜，薄膜強(qiáng)度、柔軟性、熱封性和透明性 極好。 超高分子量聚乙烯（U HMWPE ）沖擊強(qiáng)度高，耐疲勞，耐磨，用冷壓燒結(jié) 成型。 用途：高密度聚乙烯適于制作管材、中空瓶、注射制品、重包裝膜、編織袋、 撕裂膜、大包帶、周轉(zhuǎn)箱及絲類等。 低密度聚乙烯用于制作地膜、大棚膜、保鮮膜、電纜及注射件等。 線性低密度聚乙烯主要用于薄膜、注射制品、編織袋、打包帶等。 超高分子量聚乙烯適于制作減磨、耐磨及傳動(dòng)零件。 1?1?3聚氯乙烯PVC （1） 硬聚氯乙烯（HPVC） 性能：力學(xué)強(qiáng)度高，硬度大，絕緣性優(yōu)良，耐酸堿力極強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定

10、性好，阻燃 性好，印刷及焊接性好，但軟化點(diǎn)低。 用途：適于制造型材、管材、棒材、板材、片材、絲類、中空瓶、焊條及注射制 品（管件和閥門等），代替木材和金屬材料。 （2） 軟聚氯乙烯（SPVC） 性能：制品柔軟，斷裂伸長(zhǎng)率大，力學(xué)強(qiáng)度大、耐腐蝕性、電絕緣性均低于硬聚 氯乙烯，且易老化。 用途：適于制作大棚薄膜、鹽膜、日用膜、電線電纜絕緣層、革類、鞋類、軟管、 軟片及密封材料等。 1?1?4聚丙烯PP 性能：性對(duì)密度小，強(qiáng)度、剛性、耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100°C左 右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，耐疲勞性好，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響， 但低溫變脆，不耐磨，易光老化。用玻璃纖維

11、增強(qiáng)后，強(qiáng)度接近工程塑料。聚丙 烯的共聚物（PP-C）可改善其沖擊性能，其中無(wú)軌共聚物（PP-R）主要用于管 材，嵌段共聚物（PP-B）主要用于大型容器、周轉(zhuǎn)箱等。 用途：PP適于制作注射制品、汽車配件、殼體、日用品、打包帶、編織袋、 雙向拉伸膜（煙膜、黏膠帶基膜等）、電容器膜、上水管材、地?zé)峁堋⑵模ㄎ?塑成保證盒、一次性水杯等）及中空瓶等。［1］ 根據(jù)以上制品性能，綜合參考，特別是聚丙烯具有很好的耐熱性，正是水杯 需要的性能，所以選擇PP作為水杯的原材料。 經(jīng)查閱［2］，由張維合主編《注塑模具設(shè)計(jì)使用教程》書中表1-1以及表1-4 可知PP的計(jì)算收縮率及其他性能如表1-1。 表1-

12、1 PP的計(jì)算收縮率及其他性能 性能名稱 數(shù)值 性能名稱 數(shù)值 收縮率 1% ?2.5% 熔點(diǎn)/C 164 相對(duì)密度/g/cm3 0.90 ?0.91 流程比 250:1 模溫/C 160?230 型腔壓力/MPa 20 注射壓力MPa 70 ?140 玻璃化溫度/C -20 第二部分設(shè)計(jì)過程 在選定原材料后，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，我們需要設(shè)計(jì)的是直澆口一模一腔頂桿頂 出水杯的塑料模具設(shè)計(jì)，所以澆口方式、型腔數(shù)目、頂出方式都已經(jīng)確定。據(jù)此, 先設(shè)計(jì)塑料制品的尺寸。 2?1塑料水杯尺寸的確定 用途：盛水。 使用要求：耐高溫、表面光滑、無(wú)毒、韌

13、性好。 選定其制品尺寸： 水杯總高度：70mm； 水杯外直徑：60mm； 水杯壁厚：1.5mm； 杯底壁厚：3.5mm。如圖2-1-1所示。 (a) P :?: * :■: .■: :■: <: ■=： ■=.： ■=.： ■=： ■=：: :< ■: < ■: ￡ :?: 、八忍心、心冰心、心八 一 57 一 ▼ 60 . (b) (c) 圖2-1-1水杯三視圖 （a）俯視圖（b）主視圖（c）側(cè)

14、視圖 按塑件尺寸計(jì)算體積： Vs=[(60/2)2X 70X3.14 - (57/2)2 X 66.5 X 3.14]mm2 =28.21cm2 查表1-1,取PP密度為0.90g/cm3 則塑件重量： Ms =Vs p=28.21 X 0.90 = 25.389 g 2?2成型零部件的設(shè)計(jì) 型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模，凹模，型芯和成型桿、鑲 塊等構(gòu)成。 2.2.1型腔、型芯工作部位尺寸的確定 查表1-1 PP塑料的收縮率為1%?2.5% 平均收縮率 S=（1%+2.5%）/2=1.75% 型腔工作部位尺寸： 型腔內(nèi)形尺寸: ( 3 A+5 =L

15、+ L S — — A I S S cp 4 丿 0 LM=D(1 + S)=60X( 1 + 1.75%) =61.05mm 型腔深度尺寸: 型芯外形尺寸: ( 2 A+5 H = H + H S —_A M \ S S cp 3 丿 、 丿0 Hm=H (1 + S) =70X( 1 + 1.75%) =71.225mm M ( 3 、0 l = l + IS + —A M I S S cp 4 丿 —8 lM= d(1 + S)=57X( 1 + 1.75%) = 58mm （ 2 A 0 型芯高度尺寸：h = h + h S + 2 A M I S

16、S cp 3 —8 hM=h （1 + S） =66.5X（ 1 + 1.75%） =67.66mm 式中，Ls 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）； ls 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）； Hs 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）； hs 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）； A 塑件公差（mm）； 8——模具制造公差，?。?/3?1/4）。 則型芯、型腔的尺寸如表2-2-1所示： 表2-2-1型芯、型腔尺寸 尺寸類型 尺寸（mm） 型腔直徑 61.05 壁厚 1.5 型芯直徑 58.00 型腔咼度 71.22 底厚 3.5

17、型芯咼度 67.66 2?3選用標(biāo)準(zhǔn)模架 由設(shè)計(jì)要求，為一模一腔直澆口頂桿頂出，選擇直澆口A型模架。 根據(jù)塑料制品尺寸，有： 模架寬度W>塑件最大寬度+型腔側(cè)壁厚X2 模架長(zhǎng)度L >塑件最大長(zhǎng)度+型腔側(cè)壁厚X 2 墊塊高度C > h5 + h6 +塑件高度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取型腔側(cè)壁厚為10mm，代入數(shù)據(jù)得到： W > 60 +10X2=80mm L > 70 +10X2=80mm C > H + H +70 5 6 根據(jù)以上數(shù)據(jù)查得［3］基本型模架組合尺寸選用4040系列模架。 選定模板厚度：A=80mm 動(dòng)模板厚度：B=40mm 墊塊厚度：C=130mm 模具厚度 H 模

18、=H1 +H2+H4+A+B+C=30+50+50+80+40+130=380mm 即模具外形尺寸：450X400X380mm 即所選模架為 A 4040-80x40x130 GB/T 12555—2006， 模架的基本尺寸如表2-3。 表2-3-1 4040系列模架標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)表 W L W1 W2 W3 C H1 H2 400 400 450 68 260 130 30 50 H3 H4 H5 H6 W4 W5 W6 W7 35 50 25 30 198 234 324 330 模架尺寸示意圖如圖2-3-1。

19、圖2-3-1直澆口模架組合尺寸圖示 2.4注射機(jī)的選定 注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)有關(guān)技術(shù) 規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī)型號(hào)。 從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需要了解注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最 好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的有關(guān)“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)規(guī)范。因 為即使同一規(guī)格的注射機(jī)，生產(chǎn)

20、廠家不同，其技術(shù)規(guī)格也略有差異。 2?4?1初步選定注射機(jī) 選用注射機(jī)時(shí)，通常是以某塑件(或模具)實(shí)際需要的注射量初選某一公稱 注射量的注射機(jī)型號(hào)，然后依次對(duì)該機(jī)型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行 程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。 (1) 注射量 要求 V >V /0.8 機(jī) 塑件 式中，V —額定注射量，cm3 機(jī) V —塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和，cm3 塑件 V 塑件= V + V =28.21+1.126=29.336cm3 s j 則V >V /0.8 =29.336/0.8=36.67 cm3 機(jī) 塑件 (2) 注射壓力 要求 P > P 注

21、成型 式中，休一注射機(jī)的注射壓力 P±—PP的成型壓力，為70?140MPa 所以，卩注> 140MPa (3) 鎖模力 P = PF 鎖模力 式中，P—PP成型時(shí)的型腔壓力，為20MPa F—塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積和，mm2 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積 F=兀 X(61.05/2)2=2925.78 mm2 P = PF =20 X 2925.78 = 58.5 kN 鎖模力 根據(jù)以上分析計(jì)算，查得⑶常用注射技術(shù)規(guī)范及特性，初選注射機(jī)型號(hào)為： XS-ZY-500。 注射機(jī)參數(shù)詳見表2-4-1。 表2-4-1 XS-ZY-500注射

22、機(jī)參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 額定注射里/cm 3 500 噴嘴圓弧半徑/mm 18 螺桿（柱塞）直徑/mm 65 噴嘴孔直徑/mm 3 注射壓力/MPa 145 頂出形式 中心液壓頂出，中心 距 100mm 注射行程/mm 200 螺桿式 動(dòng)、定模固定板尺寸 /mm X mm 拉桿空間/mm 700X850 注射方式 540X440 鎖模力/KN 3500 合模方式 液壓-機(jī)械 最大成型面積/cm 3 1000 液壓泵流量（L/min） 200 模板最大行程/mm 500 液壓泵壓力/Mpa 6.5 模具最大厚度/mm

23、 450 電動(dòng)機(jī)功率/Km 22 模具最小厚度/mm 300 機(jī)器外形尺寸/mmX mmXmm 6500X1300X2000 2?5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井所組成。由課程設(shè)計(jì)任務(wù)，我們 選擇直澆口澆注。取分型面在水杯口處，澆口在水杯底部。為了水杯美觀，這里 不設(shè)計(jì)冷料井。一般而言，主流道即可作為直澆口使用，主流道是一端與注射機(jī) 噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段 帶有錐度的流動(dòng)通道。 2?5?1直澆口（主流道）設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1）主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角可取 2 °?6 °,流道壁表面粗糙度取 Ra=0

24、.63“m，且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光。 2）主流道如端凹坑球面半徑R2比注射機(jī)的、噴嘴球半徑R1大1?2 mm；球面凹 坑深度3~5mm；主流道始端入口直徑d比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大0.5?1mm； — 般 d=2.5?5mm。 3） 主流道末端呈圓無(wú)須過渡，圓角半徑r=1?3mm。 4） 主流道長(zhǎng)度L以小于60mm為佳，最長(zhǎng)不宜超過95mm。 5）主流道常開設(shè)在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用T8A，熱處理淬火后硬 度 53?57HRC。 綜合以上要點(diǎn)，設(shè)計(jì)的直澆口如圖2-5-1。 2.5.2直澆口尺寸計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：d =d0 +（0.5?1） D < 2t 其中 D

25、—直澆口近型腔直徑，mm t一塑料制品底厚，mm d0一噴嘴直徑，mm d—直澆口近噴嘴處直徑，mm 據(jù)表 2-4-1，有 d0=3mm，則 d=d0 +（0.5?1）=3.5mm，D=2X 3.5=7 mm。 此時(shí)，計(jì)算直流道熔體體積 Vj = 1 兀］-f（L + 50.2）—1 兀 6.75》L J 3 12 丿 3 Vj—澆注系統(tǒng)體積，cm3； L—沿主流道弧面向上延長(zhǎng)形成的圓椎體高度。 因 2d=D，故 L=50.2mm 所以 V.=1.126 cm2 澆注系統(tǒng)重量：m =1.126X0.90 = 1.01 g 2.5.3澆口套的設(shè)計(jì) 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接

26、觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè) 計(jì)成可拆卸更換的襯套，簡(jiǎn)稱澆注套或澆口套。 澆口套的形式有多種，可視不同模具結(jié)構(gòu)來選擇。按澆注系統(tǒng)不同，澆口套 通常被分為二板模澆口套和三板模澆口套兩大類。這里我們選擇二板模澆口套。 澆口套尺寸規(guī)格如圖2-5-2。 圖2-5-2澆口套規(guī)格示意圖 根據(jù)設(shè)計(jì)的直澆口尺寸，查閱GB/T 4169.19-2006塑料注射模模零件 第19 部分，取 D=20mm， D1=35mm， D2=40mm， D3=3.2mm，L=80mm。 澆口套 2

27、0x80 GB/T 4169.19—2006 2?6推出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在開模過程中，將塑件從模具中頂出的裝置。根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，選擇頂桿頂出 方式。 261脫模力的計(jì)算 推件力 Ft = Ap(ycos a 一sina )+qA1 式中， A—塑料包絡(luò)型芯的面積，mm2 P—塑件對(duì)型芯單位面積的包緊力，p取0.8X107?1.2X 107Pa a —脫模斜度，取10?20 q—大氣壓力，0.09MPa 卩一塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1?0.3 A1—制件垂直脫模方向的投影面積，mm2 制件垂直脫模方向的投影面積： A]=兀h l =58 x 67.66兀=12322.24

28、 mm2 Ft = Ap(ycosa 一sina )+qA1 t=12322.24X0.8X107X(0.1cos2°—sinl°) /106 + 0.09X2925.78 =7019.84N 262 推桿推出的設(shè)計(jì) (1) 圓推桿位置設(shè)計(jì) 推桿應(yīng)布置在制品包緊力大的地方，推桿不能太靠邊，要保持1?2mm的鋼 厚。由于水杯壁厚為1.5mm，且制件所需脫模力極大，不適合頂水杯邊緣，綜合 考慮，采用一根頂桿頂杯底的方式。 (2) 圓推桿大小及規(guī)格 因制品的幾何形狀及型腔結(jié)構(gòu)等的不同，所用推桿的截面形狀也不盡相同， 常用推桿的截面形狀為圓形。推桿又可分為普通推桿與成型推桿兩種，

29、我們這里 選用普通推桿。其結(jié)構(gòu)形式見圖2-6-1。 / 冒 廠 C\l & 1 / g “ i JT D ft m 0& 1 ■ 圖2-6-1推桿規(guī)格示意圖 L > C - H + H + B +1 =130—30+50+40+70 = 260 mm 6 2 M 為了使塑件在推桿推出過程中不被推桿穿破，查閱PP彎曲強(qiáng)度為67.5MPa, 67.5x ( n/4) D2>Ft Ft=7019.84N 求得 D>11.11mm。 考慮到包緊力、摩擦力等其他脫模阻力，可以選擇更大直徑的推桿，

30、故本設(shè) 計(jì)中選取D=16mm。 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：推桿12X300 GB/T 4169.1—2006 D=16mm D1=22mm h=7mm R=0.8mm L=300mm 材料與硬度： 材料由制造者選定，推薦采用4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V 硬度50 HRC?55HRC，其中固定端90mm 長(zhǎng)度范圍內(nèi)硬度35 HRC?45 HRC。 淬火后表面可進(jìn)行滲氮處理，滲氮層深度為0.08m m?0.15m m，心部硬度 40 HRC?44 HRC,表示硬度 900HV。 2導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向系統(tǒng)主要包括動(dòng)、定模的導(dǎo)柱導(dǎo)套和側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向槽等。其作用 是保證動(dòng)模與定模閉合

31、時(shí)能準(zhǔn)確定位，脫模時(shí)運(yùn)動(dòng)可靠，以及模具工作時(shí)承受側(cè) 向力。 2.7.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1) 小型模具一般只設(shè)置兩根導(dǎo)柱，當(dāng)其元合模方位要求，采用等徑且對(duì) 稱布置的方法，若有合模方位要求時(shí)，則應(yīng)采取等徑不對(duì)稱布置，或不等徑對(duì)稱 布置的形式。大中型模具常設(shè)置三個(gè)或四個(gè)導(dǎo)柱，采取等徑不對(duì)稱布置，或不等 徑對(duì)稱布置的形式 (2) 直導(dǎo)套常應(yīng)用于簡(jiǎn)單模具或模板較薄的模具；I型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用 于復(fù)雜模具或大、中型模具的動(dòng)定模導(dǎo)向中；II型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于推出機(jī)構(gòu) 的導(dǎo)向中 (3) 導(dǎo)向零件應(yīng)合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導(dǎo)柱中心到模板 邊緣的距離(5 一般取導(dǎo)柱固定端的直徑的1?

32、1.5倍；其設(shè)置位置可參見標(biāo)準(zhǔn)模架 系列 (4) 導(dǎo)柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對(duì)某些特殊的要求，如 塑件在動(dòng)模側(cè)依靠推件板脫模，為了對(duì)推件板起到導(dǎo)向與支承作用，而在動(dòng)模側(cè) 設(shè)置導(dǎo)柱 (5) 為了確保合模的分型面良好貼合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)置承屑 槽；一般都是削去一個(gè)面，或在導(dǎo)套的孔口倒角 (6) 導(dǎo)柱工作部分的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出6?8mm，以確保其導(dǎo)向 作用 (7) 應(yīng)確保各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將 影響合模的準(zhǔn)確性，甚至損壞導(dǎo)向零件 (8) 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7(低精度時(shí)可采用H8/f8或H9/f9)； 導(dǎo)柱固定

33、部分的配合精度采用H7/k6(或H7/m6)。導(dǎo)套與安裝之間一般用H7/m6 的過渡配合，再用側(cè)向螺釘防止其被拔出 (9) 對(duì)于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具，導(dǎo)柱可直接與模板上加工的 導(dǎo)向孔配合。通常導(dǎo)向孔應(yīng)做志通孔；如果型腔板特厚，導(dǎo)向孔做成盲孔時(shí)，則 應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)通氣孔，或在導(dǎo)柱柱身、導(dǎo)向孔開口端磨出排氣槽；導(dǎo)向孔導(dǎo) 滑面的長(zhǎng)度與表面粗糙度可根據(jù)同等規(guī)格的導(dǎo)套尺寸來取，長(zhǎng)度超出部分應(yīng)擴(kuò)徑 以縮短滑配面。 2.7.2帶頭導(dǎo)柱 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)能在注塑過程中和模具中起到定位作用，導(dǎo)向作用，承受沖模過程 中一定的側(cè)向壓力，承受模具本身重量的作用。 一般而言，導(dǎo)柱前端應(yīng)倒圓角、半球形或做成錐

34、臺(tái)形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn) 入導(dǎo)套。導(dǎo)柱表面有多個(gè)環(huán)形油槽，用于儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，減小導(dǎo)柱和導(dǎo)套表面的摩 擦力。 根據(jù)GB/T 4169.4-2006塑料注射模零件 第4部分：帶頭導(dǎo)柱示意圖如下： 材料：T10A 帶頭導(dǎo)柱 25 x 250x 50 GB/T 4169.4-2006 4 根 2.7.3帶頭導(dǎo)套 導(dǎo)套與導(dǎo)柱一起構(gòu)成了導(dǎo)向系統(tǒng)，使導(dǎo)向系統(tǒng)具有在模具中不可缺少的作 用。 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利 于排除孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，倒空必須做成盲孔時(shí)，可在盲孔的側(cè)面打一 個(gè)小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。 根據(jù)GB/T 4169.3-

35、2006塑料注射模具零件 第3部分:帶頭導(dǎo)套示意圖如下: 圖2-7-2帶頭導(dǎo)套規(guī)格示意圖 D=35mm； D[48mm； D2=54mm； D3=36mm； L=140mm； h=10mm； R=5mm 材料：T10A 帶頭導(dǎo)套 35 x 140 GB/T 4169.3-2006 4 根 2.8其他結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì) 2?8?1復(fù)位桿 常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)多采用復(fù)位桿復(fù)位。由于它制造簡(jiǎn)單，易于安裝和調(diào)節(jié)，復(fù) 位動(dòng)作穩(wěn)定可靠，得到了廣泛的應(yīng)用。它與頂出元件同時(shí)安裝在頂桿固定板上， 合模時(shí)定模分型面推動(dòng)復(fù)位桿并帶出頂出系統(tǒng)同時(shí)復(fù)位。 GB/T 4169.13-2006塑料注射模具零件 第13部

36、分：復(fù)位桿示意圖如下： 圖2-8-1復(fù)位桿規(guī)格尺寸 材料：T10A D=25mm； D]=30mm； h=8mm； L=200mm 復(fù)位桿 25 x200 GBT 4169.13-2006 2.8.2定位圈 一因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也?標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為①100mm，內(nèi)徑①70mm。 具體固定形式如圖2-8-1所示： 圖2-8-2定位圈規(guī)格示意圖 D=100mm D]=35mm h=15mm 材料：45鋼 定位圈 100 GB/T 4169.18-2006 2.8.3墊塊 由于推出系統(tǒng)為頂桿頂出，

37、而非手動(dòng)脫模，即在模具中需要一空間收納推桿, 為了在模具中設(shè)計(jì)這一空間，則使用墊塊，提供高度空間，使推桿在不工作時(shí)能 存在于模具中而不影響其他部件工作。 墊塊尺寸規(guī)格見下圖： 圖2-8-3墊塊規(guī)格示意圖 在標(biāo)準(zhǔn)模架中，L=400, H=130,由GB/T 4169.6-2006中關(guān)于墊塊尺寸的規(guī) 定，取W=68，墊塊材料選用45鋼。 2?9注塑模溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的具體情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下。 ① 冷卻水道與成型面處應(yīng)取相同的距離，使水道的排列與成型面形狀相符。 ② 冷卻水道應(yīng)使成型零件表面冷卻均勻，模具的溫差不大。一般情況下，冷 卻水道設(shè)置的數(shù)量

38、越多，其冷卻效果越好，越均勻。 ③ 冷卻水道的直徑一般在屮8到屮12之間選取。直徑太小不容易加工，而 直徑過大，對(duì)冷卻效果也有不利影響。 ④ 冷卻水道的距離應(yīng)適當(dāng)。一般采用的距離為5d,當(dāng)同意成型面上塑件厚 度加厚時(shí)，可使水道的距離組建縮短，并靠近型腔，以取得局部冷卻的效果。 ⑤ 澆注部位由于經(jīng)常接觸的注射機(jī)噴嘴，而熔料首先從澆口注入，所以澆口 部位是模具上溫度最高的部位。為了達(dá)到模溫平衡，冷卻水道應(yīng)首先通過澆口部 位，而熔融料流的方向，也往往是冷卻水道流動(dòng)的方向，即冷卻水道應(yīng)該從模溫 最高的區(qū)域向模溫低的區(qū)域流動(dòng)。 ⑥ 冷卻系統(tǒng)應(yīng)防止漏水，特別是不能滲透到成型區(qū)域內(nèi)。 ⑦ 動(dòng)模和定

39、模應(yīng)分別單獨(dú)設(shè)置冷卻系統(tǒng)。 ⑧ 在循環(huán)式的冷卻水道中，其冷卻介質(zhì)的冷卻路線應(yīng)相等。 ⑨ 設(shè)計(jì)冷卻水道應(yīng)考慮節(jié)約用水的原則，必要時(shí)，應(yīng)設(shè)冷卻水的循環(huán)供水裝 置，如設(shè)置冷卻塔、自然冷卻箱等循環(huán)水供給裝置，以使冷卻水能循環(huán)使用，節(jié) 約水源。 綜合以上設(shè)計(jì)要點(diǎn)，本設(shè)計(jì)將冷卻水道設(shè)置在離塑件12mm處，并接近于直 澆口方向，使冷卻水道能充分冷卻塑料制品，達(dá)到模溫平衡的目的。 2.10注塑模排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二 是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位, 排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對(duì)于小型件或精密零件

40、也要重視排氣槽的開 設(shè)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃猓€可以消除制品的各種缺 陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高 的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分 的。 適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖模 壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī) 器的能量消耗。其設(shè)計(jì)往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過試模與修模再加以完善，此模 我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。 第三部分注射機(jī)的校核 3.1注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度校核 由于在初選注射機(jī)和選用

41、標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)是根據(jù)以上四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因 素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進(jìn)行校核，已符合所 選注射機(jī)要求。 3.2開模行程的校核 注射劑最大開模行S S > 2h +h +(5 ?10) 式中，h —塑料制品高度， mm 件 h 一澆注系統(tǒng)長(zhǎng)度，mm 澆 故 S > 2h +h + (5 ?10) 件 澆’ ,z 、 =2X70+50.2+(5 ?10) =200.2 mm 所選注射機(jī)最大開模行程為500mm^200.2mm，滿足要求。 3?3模具在注射機(jī)上的安裝 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸(400mm X 400mm)看小于注射機(jī)拉桿空間(540

42、mm X 450mm)，并采用壓板固定模具，所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求。 3.4流程比的校核 熔體流動(dòng)長(zhǎng)度與制品壁厚度的比值叫流程比。 流程比 n=L/s=(H+R)/s=(65+50)/1.45=79.3 查本說明書表1-1可知，PP的平均流程比為250>79.3，滿足要求。 總結(jié) 作為一名高分子材料專業(yè)的學(xué)生，學(xué)習(xí)塑料注射模具的設(shè)計(jì)是必不可少的。 經(jīng)過了半個(gè)月的時(shí)間，我與同組者孫峰一起，完成了這次一模一腔直澆口頂桿頂 出塑料水杯的模具設(shè)計(jì)。雖然我們的設(shè)計(jì)不是最麻煩、最難的，但是設(shè)計(jì)過程中 也同樣面對(duì)了很多問題，思考了很多解決方法。這份雖然只有二十頁(yè)的說明書， 卻凝結(jié)了我們半個(gè)月

43、來的心血。 從最初的無(wú)從下筆，到開始后以為能夠輕松搞定，再到后來過程中遇到的許 多問題，比如應(yīng)該先考慮哪一步的設(shè)計(jì)，中間各部分之間應(yīng)該怎樣配合，CAD 該如何操作……種種疑問，只有參與了課程設(shè)計(jì)過程的我們自己才能夠體會(huì)。雖 然疑問很多，需要解決的難點(diǎn)還自己無(wú)比的糾結(jié)，但是當(dāng)它們都被各個(gè)擊破的時(shí) 候，內(nèi)心的喜悅也是溢于言表的。 因?yàn)檫@次課程設(shè)計(jì)，我更加了解了注射模具的組成，也在查閱資料的過程中 掌握了一些常用塑料的特性和用途，拓寬了知識(shí)面，完善了專業(yè)知識(shí)。 這里，要特別感謝劉仿軍老師，在這半個(gè)月一直為我們講解課程設(shè)計(jì)的要點(diǎn), 在我遇到疑惑時(shí)，哪怕已經(jīng)到晚上九點(diǎn)多，給老師打電話說明自己的疑惑

44、，劉老 師也給予詳細(xì)耐心的解答。在說明書定稿之前，也是劉老師給予提議和修改，最 終完善而成的。 此外，在課程設(shè)計(jì)中，還得到了同學(xué)們的大力支持，我可愛的同學(xué)們給了我 許多幫助和鼓勵(lì)，讓我可以不離不棄的完成課程設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 王文廣，田寶善，田雁晨《塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例》化學(xué)工業(yè)出 版社 [2] 張維合《注塑模具設(shè)計(jì)使用教程》化學(xué)工業(yè)出版社 ⑶楊占堯《塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)出版社 ⑷周達(dá)飛，唐頌超《高分子材料成型加工》中國(guó)輕工業(yè)出版社 ⑸盛永華《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》華中科技大學(xué)出版社 [1]王文廣，田寶善，田雁晨《塑料注射模具設(shè)計(jì)技巧與實(shí)例》化學(xué)工業(yè)出 版社 囚張維合《注塑模具設(shè)計(jì)使用教程》化學(xué)工業(yè)出版社 ⑶楊占堯《塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)》化學(xué)工業(yè)出版社