45°斜三通管注塑模具設(shè)計(jì)-抽芯塑料注射模含SW三維及17張CAD圖帶開題

45°斜三通管注塑模具設(shè)計(jì)-抽芯塑料注射模含SW三維及17張CAD圖帶開題,45,三通,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,sw,三維,17,cad,開題 45°斜三通注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 隨著塑料制品在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的增多，塑件制造得到較高的重視。因?yàn)樽⑺苣＞咴谏a(chǎn)塑料件的速率和質(zhì)量上有較大的優(yōu)越性，所以在塑料制品的成型中占有很大比重，因而塑料模具的設(shè)計(jì)顯得至關(guān)重要。 本設(shè)計(jì)主要是斜三通管的注射模具設(shè)計(jì)。通過對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析及其結(jié)構(gòu)分析，從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性,具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā),對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、注射機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。介紹了斜三通管注塑模具的結(jié)構(gòu)組成及工作原理。該模具一模一腔,采用斜導(dǎo)柱和側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu),結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)行可靠。通過模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到斜三通管的質(zhì)量和加工工藝要求。目的是通過對(duì)該零件的注塑模工藝的設(shè)計(jì)，了解注塑模具的設(shè)計(jì)步驟，ABS 等材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)，工藝方案的選擇，和側(cè)向抽芯技術(shù)的掌握。 塑料注射的設(shè)計(jì)過程，其中的設(shè)計(jì)內(nèi)容有零件的工藝性編制：塑件的工藝性分析、塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算及注射機(jī)參數(shù)的確定；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：分型面選擇、型腔數(shù)確定、型腔的排列方式、澆口設(shè)計(jì)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出及復(fù)位機(jī)構(gòu)方式確定；型芯、型腔尺寸計(jì)算；模具加熱和冷卻系統(tǒng)計(jì)算；模具閉合高度確定；注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核；如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠。最后對(duì)模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核。并用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 關(guān)鍵詞： 斜三通；注塑模具；注射機(jī)；側(cè)型芯滑塊；斜導(dǎo)柱 Abstract With the increasing of plastic products in manufacturing and life, plastic part manufacturing is attracted more attention. Due to the advantage of injection mold on the speed and quality of plastic parts processing, it plays an important role in shaping of plastic parts. So the injection mold design is key segment of product life cycle. This design mainly applies to injection mold of Diagonal Tee Connector. It analyzes the process and structure through plastic parts. It gives detailed design on the injection system of molds, the structure of molding part, push-off system, selection of injector from the perspectives of product workmanship and specific mold structure. The mould features as one mould with one cavity, adopting slanted guide pillar side core-pulling mechanisms, reasonable structure and reliable working. It is to prove the mold can satisfy the quality and process requirements of the Diagonal Tee Connector through the design. Purpose is through the parts of the injection mold process design, mold design steps, ABS materials such as performance, selection of the process scheme, and side core drawing techniques. Plastic Injection the design process, which is designed as part of the craft-oriented establishment : Plastic Parts of the Process Analysis, Plastic Parts of the size and quality of calculation and the injection parameters set; Structural design : Surface choice cavity determination, Cavity the arrangement, gate design, lateral type pulling mechanism design, launch and reattached body identified; Core, Cavity size calculation; Die heating and cooling system computation; Mold closing high set; Injection machine parameters in the verification; The design of such a structure can be used to ensure reliable die. Finally, the injection mold structure and the matching machine was calibrated. Using a set of auto mapping mold parts and assembly plans. Keyword：Diagonal Tee Connector；plastic injection mould；plastic injection mould machine；Slide core-slide；slanted guide pillar 目 錄 引言 1 1 塑件工藝分析 4 1.1 成型工藝分析 5 1.2 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 5 1.3 材料分析 6 2 注射成型機(jī)的選擇與成型腔數(shù)的確定 7 2.1 注射成型機(jī)的選擇 7 2.2 注塑機(jī)的校核 8 2.3 成型腔數(shù)的確定 9 3 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.1 分型面的設(shè)計(jì) 9 3.2 型腔的分布 11 3.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 3.4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3.5 成型零件工作尺寸的計(jì)算 12 4 澆注、排氣、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 4.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 4.3 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 5 導(dǎo)向與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 5.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 5.2 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 6 其它零件的設(shè)計(jì)模具安裝和試模 30 6.1 其它零件的設(shè)計(jì) 30 6.2 模具安裝和試模 31 7 模具的總裝圖和工作原理 31 8 結(jié)論 32 謝 辭 33 參考文獻(xiàn) 34 附 錄 35 引言 1.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工 業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%，1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億， 2003 年模具進(jìn)出口統(tǒng)計(jì)中， 我國模具的出口總額為 2.52 億美元,我國模具的出口總額 3 億美元,進(jìn)口額則達(dá)到 13 億多美元,在進(jìn)口 模具中的塑料模具占到 50%左右?？梢钥闯?，在塑料模具方面，我國與國外產(chǎn)品還存在較大差距。 在引進(jìn)的塑料模具中，以科技含量較高的模具居多，如高精度模具、大型模具。熱流道模具、氣輔及高壓注射成型模具等?，F(xiàn)代塑料制品對(duì)表面光潔度、成型時(shí)間都提高了更高的要求，因而也推動(dòng)了塑料模具的發(fā)展。以電視機(jī)塑料外殼模具為例。其精度已由以前的 0.05~0.1mm 提高到 0.005~0.01mm ,制造周期也由 8 個(gè)月縮短到了 2 個(gè)月,并且使用壽命也由過去可制 10 萬~20 萬件制品延長到了可 60 萬件制品。從電視機(jī)外殼塑料模具的發(fā)展可以看到，高精密、長壽命、短周期、低成本是模具的發(fā)展方向。目前我國使用覆蓋率和使用量最大的模具標(biāo)準(zhǔn)件為冷沖模架、注塑模架和推桿管這三類產(chǎn)品。以注塑模架為例，目前全國總產(chǎn)值有 20 多億元，按照需求，國內(nèi)約需注塑模架 30 多億 元，而實(shí)際上國內(nèi)市場(chǎng)并未達(dá)到這個(gè)規(guī)模，其中主要一個(gè)原因就是模具廠家觀念舊，注塑模架自產(chǎn)配 比例較高，外購很少。這樣做廠家不僅重復(fù)制造本應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化的購件，延長了模具生產(chǎn)周期，又不利于 維修。很多相關(guān)的模具標(biāo)準(zhǔn)件并沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，因此制定模具構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工作也是當(dāng)務(wù)之急。 1.2 國際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 美國 1991 年發(fā)表的“ 國家關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告”認(rèn)為:材料領(lǐng)域的進(jìn)展幾乎可以顯著改進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)所有部門的產(chǎn)品性能,提高它們的競爭能力;因此把材料列為六大關(guān)鍵技術(shù)的首位。這是由于先進(jìn)材料與制造技術(shù)是未來國民經(jīng)濟(jì)與國防力量發(fā)展的基礎(chǔ),是各種高、新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實(shí)用產(chǎn)品與商品的關(guān)鍵。當(dāng)前各種新材料市場(chǎng)規(guī)模超過 1000 億美元,預(yù)計(jì)到 2000 年將達(dá) 4 000 億美元。由新材料帶動(dòng)而產(chǎn)生 的新產(chǎn)品新技術(shù)則是一個(gè)更大的市場(chǎng)。 1.3國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng)目 國外 國內(nèi) 注塑模型腔精度 0.005～0.01mm 0.02～0.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.01～0.05μm Ra0.20μm 非淬火鋼模具壽命 10～60 萬次 10～30 萬次 淬火鋼模具壽命 160～300 萬次 50～100 萬次 熱流道模具使用率 80% 以上 總體不足 10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70～80% 小于 30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個(gè)月左右 2～4 個(gè)月 在模具行業(yè)中的占有量 30～40% 25～30% 1.4 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 1 ）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。 2 ）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)?；诰W(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAM/CAE 一體 化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與成型 過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 3 ）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)。氣助注射成型可在保證產(chǎn)品 質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確 定和控制體輔，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。 4 ）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 5 ）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)； 其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本;再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn) 件規(guī)格品種。 6 ）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 7 ）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)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(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。 將粒狀或粉狀塑料從注射機(jī)的料斗送入加熱的料筒，經(jīng)加熱塑化成熔融狀態(tài)，由螺桿（或柱塞）施加壓力而通過料筒底部的噴嘴注入低溫的、閉合的模具型腔中，經(jīng)冷卻硬化而保持模腔所賦予的形樣，開模取得所注塑成型塑件。 1.6注塑成型技術(shù)與其他成型技術(shù)相比的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)： 1.是成型物料的熔融塑化和流動(dòng)造型是分別是在塑料筒和模腔兩處進(jìn)行，模具可以始終處于是溶體很快冷凝或交聯(lián)固化的狀態(tài)，從而有利于縮短成型周期； 2.是先鎖緊模具然后才將塑料溶體注入，加之具有良好的流動(dòng)性的溶體對(duì)模腔的磨損很小，因而可以用一套模具大批量成型復(fù)雜零件，表面圖形與標(biāo)記清晰和尺寸精度較高的制品； 3.是成型過程的合模、加料、塑化、注塑、啟模和頂出制品等全部成型操作均由注塑機(jī)自動(dòng)完成，從而使注塑工藝容易全自動(dòng)化和實(shí)現(xiàn)程序控制。但我們也要看到注塑成型的不足之處，由于冷卻條件的限制，很難用這種技術(shù)制的無缺陷、壁厚的變化又較大的熱塑性塑料制品，另外由于注塑機(jī)和注塑模具的造價(jià)很高，成型設(shè)備的啟始投資較大，所以注塑技術(shù)不適合于小批量制品的生產(chǎn)。 1.7構(gòu)成注塑成型的三個(gè)必要條件： 一是塑件必須以熔融狀態(tài)進(jìn)入模腔； 二是塑料溶體必須要有足夠的壓力和流速，以確保及時(shí)的充滿整個(gè)模腔的各個(gè)角落； 三是需有符合制件形狀和尺寸并滿足成型工藝的要求的模具。 1.8注塑成型的特點(diǎn)： ①成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件。 ②對(duì)成型各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)。目前，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型，某些熱固性塑料也可以采用注塑成型。 ③生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。 ④注塑成型所需設(shè)備昂貴，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本高，所以注塑成型特別適合大批量生產(chǎn)。 注塑成型是熱塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件，其品種與樣式之多是其他成型方法無可比擬的。起過程是借助與螺桿的推力，將已塑化的塑料熔體注入閉合的模具型腔內(nèi)，經(jīng)冷卻固化定型后開模得到塑件。 本次設(shè)計(jì)的目的： 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我親自動(dòng)手的機(jī)會(huì)，于以后的工作、學(xué)習(xí)等都有很大的幫助，是大學(xué)四年學(xué)習(xí) 的一個(gè)總結(jié)，中國的塑料模具制造工業(yè)的飛速發(fā)展是需要理論和實(shí)踐相結(jié)合的，所以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的 意義十分重大。目的是通過對(duì)該零件的注塑模工藝的設(shè)計(jì)，了解注塑模具的設(shè)計(jì)步驟，ABS 等材料的 各項(xiàng)性能指標(biāo)，工藝方案的選擇，和側(cè)向抽芯技術(shù)的掌握。 1 塑件工藝分析 圖1.1塑件三維圖 圖1.2塑件尺寸 三通管工件如圖所示，它是一種常見的塑料工件，廣泛應(yīng)用與建筑行業(yè)，由于塑件材料為聚氯乙烯，從工件本身來看，屬特小型件，其抽芯脫模機(jī) 構(gòu)較為復(fù)雜，側(cè)向抽芯技術(shù)可以說是這次課題的難點(diǎn)零件直通管的成型采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。由于抽拔距很長普通的斜導(dǎo)桂抽芯結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)抽芯動(dòng)作的順利完成．故采用液壓缸進(jìn)行側(cè)向抽芯。因此本次 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)以上問題進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，以解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面宜大，溶料流程不易長，因此采用直接澆口。根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具設(shè)計(jì)為上下開模，三向側(cè)抽芯，由滑塊上的型芯成型。為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性、保證塑件精度，并考慮模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理確定型腔數(shù)目，該模具選擇一次開模及一模一腔。 1.1 成型工藝分析 1）精度等級(jí) 影響塑件精度的因素很多，塑料的收縮、注塑成型條件（時(shí)間、壓力、溫度）等，塑件形狀、模具結(jié)構(gòu)（澆口、分型面的選擇），飛邊、斜度、模具的磨損等都直接影響制品的精度。按 SJ1372—1978 標(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為 8 級(jí)，本塑件所用材料為丙烯烴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS ）, 由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，本塑件宜選用一般精度 5 級(jí)。 2 ）脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脫出困難，強(qiáng)行取出會(huì)導(dǎo)致塑件表面擦傷、拉毛。為了方便脫模，塑件設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的 內(nèi)、外表面，設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度。只有塑件高度不大、沒有特殊狹窄細(xì)小部位時(shí)，才可以不設(shè)計(jì)斜 度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率、塑件的幾何形狀等因素有關(guān)。 塑件脫模斜度為： 35 ＇~ 1o30 ＇ 考慮到本塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，可以使開模后塑件自動(dòng)留在型腔中，所以不需要考慮脫模斜度。 1.2 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 2.2.1 注射成型過程 1）成型前的準(zhǔn)備 對(duì) ABS 的色澤、細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)。 2）注射過程 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模 具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻 5 個(gè)階段。 3）塑件的后處理 采用調(diào)濕處理，紅外線燈烘箱，熱處理溫度 70℃，處理時(shí)間2h 。 2.2.2 ABS 的注射工藝參數(shù) 1）注射機(jī)： 螺桿式 2 ）螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)： 30 3 ）料筒溫度(℃) ： 150～170(后段) 165～180(中段) 180～200(前段) 4 ）噴嘴溫度(℃)： 170～180 5 ）模具溫度(℃)： 40～60 6 ）注射壓力(MPa)： 100～130 7 ）成型時(shí)間(s)： 注射時(shí)間 0～5 保壓時(shí)間 20～90 冷卻時(shí)間 20～120 成型總周期 50～220 1.3 材料分析 三通管所用的材料是 ABS ，名稱 Acrylonitritle-Butadiene-Styrene copolymer,全稱丙烯腈—丁二烯 —苯乙烯共聚物。它將 PS ，SAN，BS 的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力 學(xué)性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙 烯。ABS 工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩 慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 1.使用性能 綜合性能好，沖擊強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定好、電性能良好，尺寸穩(wěn)定性好、抗化學(xué)藥品性、染色性， 成型加工和機(jī)械加工較好。ABS 樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。與 372 有機(jī)玻璃的熔接性良好，可制成雙色塑料，且可表面鍍鉻。 ABS 工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。因而 ABS 適用于制作一般機(jī)械零件、 減摩耐磨零件、傳動(dòng)零件和電訊零件。ABS 塑料的使用范圍為-40~100℃。 2.成形特性 1）無定形塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也有差異，應(yīng)按品種確定成形方法及 成形條件。 2 ）吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時(shí)間預(yù)熱干燥。 3 ）流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm 左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、AS 差，但比聚碳酸脂,聚氯乙烯好）。 4 ）比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對(duì)物性影響較大，料溫過高易分解（分解溫度為250 ℃左右，比聚苯乙烯易分解），對(duì)要 求精度較高。 2 注射成型機(jī)的選擇與成型腔數(shù)的確定 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。 2.1注射成型機(jī)的選擇 1） 估算零件體積和投影面積。 用solidworks建模分析知塑件體積為體積：V=551.54 cm3，單側(cè)投影面積為：A=40188mm3，由于此模具澆注系統(tǒng)采用直接澆口，其澆注系統(tǒng)凝料較小，估算澆注系統(tǒng)的體積為10cm3 ，所以可地一次總的注射量約為560cm3。 2）鎖模力 計(jì)算其所需鎖模力為： F鎖 =A·P型=40188×45Mp=1808.45KN （3.1） 3）選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù) 查《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》P15，可知PVC的注射壓力為100 -150MP，宜用螺桿式注射機(jī)，螺桿帶止回環(huán)，噴嘴宜用自鎖式。初選SZ-800/3200型。 其主要參數(shù)如下[2]： 型號(hào)：SZ—800/3200 螺桿直徑：?67mm 最大理論注射量：840cm3 注射壓力：150 MPa 最大模具厚度：650 mm 最小模具厚度：300mm 拉桿間距：750×750mm 合模力：3200KN 移模行程：550mm 噴嘴圓弧半徑：20mm 噴嘴孔徑：?4mm 定位孔直徑：?150mm 注射機(jī)頂出桿孔徑：? 100mm 2.2注塑機(jī)的校核 （1） 最大注塑量效核 材料的利用率為560/840=0.67，符合注塑機(jī)利用率在0.3～0.80的要求。 （2） 注射壓力的效核 所選注塑機(jī)的注塑壓力需大于成型塑件所需的注射壓力，UPVC塑件的注塑壓力一般要求為100～150MPa，所以該注塑機(jī)的注塑壓力符合條件。 （3） 鎖模力效核 高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具沿分形面分開的脹模力，此力的大小等于塑件和流道系統(tǒng)在分形面上的投影等于型腔壓力的成積。脹模力必須小于注塑機(jī)額定鎖模力。 型腔壓力Pc可按下式粗略計(jì)算： Pc=kP（MPa） （3.2） 式中： Pc為型腔壓力，MPa； P為注射壓力，MPa； K為壓力損耗系數(shù)，通常在0.25～0.5范圍內(nèi)選取。 所以 ， Pc=KP=0.37×120=45MPa，型腔壓力決定后，可按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： T>KPcA （3.3） 式中： T為注塑機(jī)的額定鎖模力，KN； A為塑件和流道系統(tǒng)在分形面上的投影面積，mm2； K為安全系數(shù)，通常取1.1～1.2； KpcA=1.2×45×4.02×104=2576.32KN （3.4） 所以T=3200KN >KPcA成立，即該注塑機(jī)的鎖模力符合要求。 2.3成型腔數(shù)的確定 以機(jī)床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注射機(jī)最大注射量的80%計(jì)算： （3.5） =1.3 式中： N----型腔數(shù) S----注射機(jī)的注射量（g） W澆----澆注系統(tǒng)的重量（g） W件----塑件重量（g） 因?yàn)椋琋=1.3<2 所以，此模具型腔為一模一腔結(jié)構(gòu)合理。 3 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔通常包括凹模、凸模、小型芯、螺紋等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接 觸，并且脫模是反復(fù)與塑件摩擦，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙 度。同時(shí)還應(yīng)該考慮零件的加工性及模具的制造成本。應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚，尤其 對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來確定型腔壁厚和底板厚度。三通管有三個(gè)孔，分模時(shí)無法脫出，需要使用側(cè)抽芯才能順利脫模。型芯一般單獨(dú)制造，側(cè)面的孔采用一個(gè)側(cè)型芯，長孔方向采用兩個(gè)相同的主型芯，選擇在中心處分模。這樣將易于加工，并且在 生產(chǎn)中方便直接替換，提高生產(chǎn)效率。 3.1 分型面的設(shè)計(jì) 塑件設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。 分型面的選擇原則 ： 1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量； 2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處； 3）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)； 4）有利于保證塑件的尺寸精度； 5）盡可能滿足塑件的使用要求； 6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積； 7）長型芯應(yīng)置于開模方向； 8）有利于排氣； 9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 a.分型面的分類 實(shí)際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況： A、型腔完全在動(dòng)模一側(cè)； B、型腔完全在定模一側(cè)； C、型腔各有一部分在動(dòng)、定模中。 b.分型面的分類及選擇原則 分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且設(shè)計(jì)末句結(jié)構(gòu)和制造成本。一般來說，分型面的總體選擇原則有以下幾條： A、脫出塑件方便； B、模具結(jié)構(gòu)簡單； C、型腔排氣順利； D、確保塑件質(zhì)量； E、無損塑件外觀； F、合理利用設(shè)備。 c.分型面的確定 鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，如下圖C-C截面位置： 圖3.1 分型面位置 3.2 型腔的分布 模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、H形排列、直線排列、對(duì)稱排列及復(fù)合排列等。該模具涉及三側(cè)面抽芯，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，綜合考慮模具設(shè)計(jì)為一模一腔，模具位于模板上的位于中心位置。 3.3 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模用于成型塑件的外表面，又稱為陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式5種。總體上說，整體是強(qiáng)度、剛度好，但不適于復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，是復(fù)雜型腔加工相對(duì)容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易于在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 由于該模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，又屬于中小型模具，外表面又要求一般，所以凹模板采用鑲嵌式。凹模嵌塊的的結(jié)構(gòu)形式如下： 圖3.2 凹模 3.4 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱型芯、陽模。凸模按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼組合式兩類。由于凸模的加工相對(duì)凹模容易，所以大多數(shù)的凸模是整體式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一體，大、中型模具采用鑲拼組合式。 由于該塑件是三向抽芯，兩頭大中間小，側(cè)壁有孔，所以采用鑲拼組合式型芯。 凸模的分割形式如下圖： 圖3.3凸模 3.5 成型零件工作尺寸的計(jì)算 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該對(duì)成型零件的結(jié)構(gòu)形式、計(jì)算尺寸、強(qiáng)度校核給以足夠的重視。該模具型腔和圓形型腔磨具類似，故可按圓形型腔近似計(jì)算。 1.按剛度設(shè)計(jì)計(jì)算： （3.1） 應(yīng)使 （3.2） 則= =54mm （3.3） 2.按強(qiáng)度條件計(jì)算： （3.4） 應(yīng)使 （3.5） 則： （3.6） 式中： E ——模具材料的彈性模量（Mpa），碳鋼為2.1×105 Mpa； P——型腔壓力（Mpa）；取45Mp [δ]——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量（mm）為0.05mm [σ]——模具材料的許用應(yīng)力(Mpa)；為160Mp r——型腔內(nèi)徑，r=68mm。 綜上型腔厚度初選為70mm，但根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》[2]P108頁“中小模架的選擇”中的經(jīng)驗(yàn)方法確定凹模嵌塊的型腔壁厚為50mm，凹模板底部厚度為也50mm，故總的凹模壁厚為100mm，凹模板厚度為160mm。 4 澆注、排氣、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是塑料熔體由注塑機(jī)噴嘴通向模具型腔的流動(dòng)通道，因此它應(yīng)能夠順利的引導(dǎo)熔體迅速有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求是： (1) 對(duì)模腔的填充迅速有序； (2) 可同時(shí)充滿各個(gè)型腔； (3) 對(duì)熱量和壓力損失較??； (4) 盡可能消耗較少的塑料； (5) 能夠使型腔順利排氣； (6) 澆注道凝料容易與塑料分離或切除； (7) 不會(huì)使冷料進(jìn)入型腔； (8) 澆口痕跡對(duì)塑料外觀影響很小。 澆注系統(tǒng)組成是：主流道、分流道、澆口、冷料井。 主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，以便于塑料熔體得流動(dòng)及流道凝料的拔出。熱塑性塑料注塑成型用的主流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接，所以主流道常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套[1]。 澆口套的尺寸設(shè)計(jì)要求： （1）澆口套與注射機(jī)噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合。設(shè)模具澆口套球面半徑為R，注射機(jī)球面半徑為r，其關(guān)系式如下： R= r+0.5～1mm=20+1=21mm; （4.1） （2）澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔d1直徑大0.5～2mm。很據(jù)模具特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求澆口套的長度為146mm。 D=4+0.5=4.5mm （4.2） （3）澆口套的形式如下，澆口錐度為3°，長度為146mm。 圖4.1澆口套 （4）主流道襯套的固定 因?yàn)椴捎玫挠型袧部谔祝杂枚ㄎ蝗ε浜瞎潭ㄔ谀＞叩拿姘迳?。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ150mm，內(nèi)徑Φ50mm。具體固定形式如下圖所示： 圖4.2定位圈 （5） 澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道和型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），是塑料熔體進(jìn)入型腔的入口。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、位置及尺寸對(duì)塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大。合理選擇澆口的位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，澆口位置不同，也將直接影響模具的結(jié)構(gòu)。因?yàn)橹苯訚部诒粡V泛采用且生產(chǎn)效率好，容易實(shí)現(xiàn)，尤其適用熱敏性及高粘度材料，故澆口采用直接澆口。 4.1.1主流道凝料體積： Q塑件== 4.8cm3 （4.3） 4.1.2主流道剪切速率校核： 由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： < 5*103m/s-1 （4.4） 式中： qv=Q主+Q塑件=4.8+490=495cm3 （4.5） 4.2排氣系統(tǒng)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[7]。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。 4.2.1排氣不良的危害 ① 增加熔體充模流動(dòng)的阻力，是型腔充不滿； ② 在制品上呈現(xiàn)明顯可見的熔接縫，其力學(xué)性能降低； ③ 滯留氣體時(shí)塑件產(chǎn)生質(zhì)量缺陷； ④ 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時(shí)局部高溫，使塑料熔體分解； ⑤ 由于排氣不良，降低了充模速度。 4.2.2排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 ① 利用分型面排氣是最好的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)； ② 對(duì)于大型模具，可以用鑲拼的成型零件的縫隙排氣； ③ 利用頂桿與孔的配合間隙排氣； ④ 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣； ⑤ 在熔合縫位置開設(shè)冷料穴 在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，型腔內(nèi)氣體將產(chǎn)生很大的壓力，阻止塑料熔體正?？焖俪淠＃?同時(shí)氣體壓縮產(chǎn)生高溫，可能是塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件壁厚較厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。 注塑模的排氣方式，大多數(shù)情況下是利用模具分型面或配合間隙自然排氣，只在特殊情況下采用 開設(shè)排氣槽的排氣方式。排氣槽一般設(shè)在分型面上凹模一側(cè)，以便于模具制造與清理。排氣槽尺寸一 般為寬 1.5～6mm，深 0.02～0.05mm，以塑料不從排氣槽溢出為宜，即應(yīng)小于塑料的溢料間隙。 該塑件為小型塑件，即模具是屬小型模具，且不須采用特殊的高速注射，故利用分型面和推桿的 配合間隙排氣即可，因此本設(shè)計(jì)不單獨(dú)開設(shè)排氣槽。 4.3溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料在成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和粘模；溫度過低，則熔體流動(dòng)性差，塑件輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷。當(dāng)模溫不均勻時(shí)，型芯和型腔溫差過大，塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。通常溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種。一般注塑到模具內(nèi)的塑料溫度為 200℃左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。該設(shè)計(jì)塑件材料為 PVC，在注塑成型時(shí)，黏度低，流動(dòng)性好，要求模具溫度（一般低8℃）較低，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。由于該模具的模溫要求在 80℃以下，有是小型模具，所以無需設(shè)置加熱裝置，僅需要設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可。 4.3.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 1）冷卻回路數(shù)量應(yīng)盡量多，冷卻通道孔徑要盡量大； 2）冷卻通道的布置應(yīng)合理； 3）冷卻回路應(yīng)有利于降低冷卻水進(jìn)、出口水溫的差值； 4）冷卻回路結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工和清理； 5）冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等； 6）冷卻水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影響塑件的精度 4.3.2 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 a、 采用較低的模溫可以減小塑料制品的成型收縮率；即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，機(jī)械強(qiáng)度高，耐應(yīng)力開裂性好和表面質(zhì)量好； b、 模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減小塑件的變形，其中均勻一致的模溫尤為重要。 4.3.3 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 a、 根據(jù)選用的塑料品種，確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是采用冷卻方式還是加熱方式； b、 希望模溫均勻，塑件各部分同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和塑件質(zhì)量； c、 采用較底的模溫，快速、大流量通水冷卻一般效果比較好； d、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)要盡量做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉。 4.3.4 冷卻裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn) a、 冷卻水孔的數(shù)量愈多，對(duì)塑件的冷卻也就愈均勻； b、 水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即將孔的排列與型腔形狀相吻合； c、 塑件局部壁后處，應(yīng)加強(qiáng)冷卻； d、 對(duì)熱量積聚大，溫度上升高的部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻； e、 當(dāng)成型大型塑件或薄壁制品時(shí)，料流程較長，而料溫愈流愈低，為在整個(gè)塑件上取得大致相同的冷卻速度，可以適當(dāng)改變冷卻水道的排水密度，在料流末端冷卻水道可以排列得稀一些； f、 冷卻水道要避免接近塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，降低塑件強(qiáng)度； g、 冷卻裝置的形式應(yīng)根據(jù)模腔的幾何形狀而定； h、 便于加工清理。 4.3.5冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 冷卻水的體積流量： 在單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水帶走的熱量： （4.1） 式中： W 單位時(shí)間內(nèi)注入磨具內(nèi)的塑料質(zhì)量KG/Min，按每分鐘注射兩次，為500cm3×1.3g/cm3×2=1.3KG Q1 單位質(zhì)量塑料熔體凝固所放出的熱量PVC為1.7~3.6×102KJ/KG，這里取2.5×102KJ/KG 冷卻水的密度1000KG/M3。 冷卻水出口溫度25C。 冷卻水入口溫度20 C。 冷卻水的比熱容4.187KJ/(KG*C) [14]。 冷卻水管直徑： 為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取D=10mm 冷卻水在管道內(nèi)的流速： V=4Qv/D2=4×7.76×10-3/3.14×（0.01）2=1.6m/s （4.2） 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) （4.3） 式中：為與冷卻水溫度有關(guān)的物理系.數(shù)查表取 冷卻管道的總傳熱面積； m2 （4.4） 式中：為模具表面溫度取40C。 冷卻水平均溫度。 H為傳熱膜系數(shù)。 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù)： （4.5） 結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)取2條冷卻管道會(huì)造成模具溫度會(huì)分布不均，故這里取4條，上下模板各兩條。 冷卻水道的結(jié)構(gòu)： 由于該塑件體積比較小，所以水道采用直水道直徑為10mm，其分布如下圖（虛線部分）： 圖4.3 冷卻水道 5 導(dǎo)向與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)作用與原則 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動(dòng)模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有： a、定位作用 b、導(dǎo)向作用 c、承載作用 d、保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用 e、錐面定位機(jī)構(gòu)作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： a、 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對(duì)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)度和防止模板發(fā)生變形； b、 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度； c、 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； d、 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性； e、 為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但有時(shí)也要裝在定模板上，這就要根據(jù)具體情況而定。 5.1.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）內(nèi)滑動(dòng)，配合間隙一般采用H7/h6級(jí)配合[8]。 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)： 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導(dǎo)柱，另一種為臺(tái)階式導(dǎo)柱。小型模具采用單節(jié)式導(dǎo)柱，大型模具采用臺(tái)階式導(dǎo)柱，在導(dǎo)柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了成本，由于該模具要求不高，所以不再加油槽。故導(dǎo)柱采用不加油槽的階梯式導(dǎo)柱 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為40mm長度為306mm的導(dǎo)柱。 如下圖所示： 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)： 由于導(dǎo)柱已選定，由塑料模具設(shè)計(jì)與制造可查得與之相配的導(dǎo)套為Ⅰ型帶頭導(dǎo)套，其直徑為40mm，長度分別為160。 如下圖所示： 導(dǎo)向孔的總體布局 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心距模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。 5.1.3脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本模具采用的為一次頂出脫模機(jī)構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動(dòng)鑲塊等脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動(dòng)作即可頂出?；谝陨显瓌t，該模具的脫模零部件設(shè)在動(dòng)模上，選擇推桿頂出形式[9]。 直徑的確定： 根據(jù)該塑件和模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在開模后塑件的收縮不僅不對(duì)側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會(huì)松開，故脫模力較小，可忽略不計(jì)，所以只能憑經(jīng)驗(yàn)初選推桿的直徑為 d=8mm。 推桿的形式 ： 頂桿可以分為普通頂桿、成形頂桿、錐面頂桿，該模具的頂桿形式選擇普通頂桿，如下圖所示： 圖5.3 推桿 推桿長度的計(jì)算 ，頂桿總長度為： h桿=[h凸+б1]+h動(dòng)墊+[S頂+б2]+h頂固 式中：h桿 為推桿的總長度； h凸 為凸模的總高度； h動(dòng)墊 為動(dòng)模墊板的厚度； S頂 為頂出行程； h頂固 為頂桿固定板的厚度； б1為富裕量，一般為（0.05～0.1）mm，表示頂桿端面應(yīng)比腔型的平面高出； б2為頂出行程富裕量，一般為3～6mm。 根據(jù)以上公式計(jì)可得，推桿的總長度為280mm。 5.1.4推板導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 推板導(dǎo)柱導(dǎo)套 推板導(dǎo)柱為推板動(dòng)作導(dǎo)向，成滑動(dòng)配合；推板導(dǎo)套與推板導(dǎo)柱配合，為了防止推板導(dǎo)套的磨損，應(yīng)制成便于更換的淬火套。由《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)》查的推板導(dǎo)柱導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖5.4 推板導(dǎo)柱 圖5.5 推板導(dǎo)套 5.2 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.2.1斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 a、 活動(dòng)型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時(shí)松動(dòng)滑脫。型芯與滑塊連接部位要有一定的強(qiáng)度和剛度； b、 滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動(dòng)要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住、跳動(dòng)等現(xiàn)象； c、 滑塊限位裝置要可靠，保證開模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動(dòng)； d、 鎖模塊要能承受注射時(shí)的側(cè)向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖模塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ1應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角θ，一般取θ1-θ >2°～3°，否則斜導(dǎo)柱無法帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)。 e、 滑塊完成抽芯運(yùn)動(dòng)后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于滑塊全長的2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具。 f、 防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的相互干涉，盡量不使推桿和活動(dòng)型芯水平投影重合。 g、 滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。 5.2.2 抽芯機(jī)構(gòu)的確定 由于該模具比較簡單，抽芯力不大，故采用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 5.2.3斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的有關(guān)參數(shù)計(jì)算 該磨具中有三根斜導(dǎo)柱且長度相差不是很大，為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方便同時(shí)也為了降低了生產(chǎn)成本本次計(jì)算全部按最長的的斜導(dǎo)柱為主[11]。 抽芯距S 抽芯距指型芯從成型位置抽至不妨礙脫模的位置時(shí)，型芯或滑塊在抽芯方向所移動(dòng)的距離。《塑料模具設(shè)計(jì)》[5]查的抽芯距的計(jì)算公式為型芯從成型位置抽至不妨礙脫模位置再加上3~5mm余量，這里取5mm，按磨具中最長的型芯來計(jì)算其長度為170故抽芯距為175mm。 斜導(dǎo)柱傾斜角α的確定 斜導(dǎo)柱的傾斜角是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的一個(gè)重要參數(shù)，它不僅決定了抽芯距離和斜導(dǎo)柱的長度，更重要的是它決定著斜導(dǎo)柱的受力狀況。 斜導(dǎo)柱受到的抽拔阻力和彎曲力的關(guān)系如5.1圖所示[10]。（不考慮斜導(dǎo)柱與滑塊的摩擦力）。 圖5.6斜導(dǎo)柱受力及抽芯距的計(jì)算 Q=P cosα （5.1）式中： P1---開模力； Q--抽拔阻力（與抽拔力大小相等方向相反）； P---斜導(dǎo)柱所受的彎曲力。 由上式可以看出，當(dāng)所需的抽拔力確定以后，斜導(dǎo)柱所受的彎曲力P與cosα成反比，即α角增大時(shí)，cosα減小，彎曲力P也增大，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞。 另外，從抽芯距S與α角的關(guān)系來看，如圖5.2所示。 S=H tgα=L sinα （5.2） 式中： L---斜導(dǎo)柱的有效工作長度。 當(dāng)S確定以后，開模行程H及斜導(dǎo)柱工作長度L與α成反比，即α角增大，tgα也增大，則為完成抽芯所需的開模行程減小，另外，α角增大時(shí)sinα增大，斜導(dǎo)柱有效工作長度可減小。 綜上所述，當(dāng)斜導(dǎo)柱傾斜角α增大時(shí)，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開模行程可減??；反之，當(dāng)α角減小時(shí)，斜導(dǎo)柱受力狀況有所改善，可是開模行程卻增加了，而且斜導(dǎo)柱的長度也增加了。這會(huì)使模具厚度增加。因此，斜導(dǎo)柱傾斜角α過大或過小都是不好的，一般α角取15°～25°，最大不超過35°。 對(duì)于該模具，由于抽拔力不大，但抽芯距離較大故選擇較大傾角，綜合考慮斜導(dǎo)柱的傾斜角取α=35°。 斜導(dǎo)柱直徑的確定 a、 抽拔力 對(duì)于本塑件，具有與一般小斷面?zhèn)瓤讉?cè)凹收縮的抽芯不同的特點(diǎn)，是在整個(gè)側(cè)表面周邊的大面積抽芯，塑件的徑向收縮不僅不對(duì)側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會(huì)松開，但軸向收縮仍會(huì)使側(cè)凹成型零件被卡緊。這種塑件采用對(duì)合的哈夫塊或多拼塊成型，側(cè)向分型力應(yīng)按下式計(jì)算[1]： Ft=Aq(μcosα-sinα) （5.3） 式中： Ft---最大脫模力（N）； A---活動(dòng)型芯被塑件包緊斷面形狀面積（mm2）； q---單位面積擠壓力一般取8～12Mpa； μ---摩擦系數(shù)0.1～0.2； α---脫模斜度（°）。 所以： F=Aq(μcosα-sinα) =（3.14×111×50+102×3.14×120-3.14×102×0.5×96.13）×9×106×(0.1×cos0.8。-sin0.8。) =36KN b、 斜導(dǎo)柱的有效工作長度L4： L=S/ sinα=175/ sin35°=305mm （5.4） c、 斜導(dǎo)柱所受的彎矩為[1]： Mw=Fw×Lw （5.5） 式中： Mw為斜導(dǎo)柱所受彎矩 FW?為斜導(dǎo)柱所受彎曲力 LW為斜導(dǎo)柱彎曲力臂 由材料力學(xué)知識(shí)知： （5.6） 式中： 為斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力為160MPa W為抗彎截面系數(shù)。 斜導(dǎo)柱的截面一般為圓形，其抗彎截面系數(shù)為： W=/32d3 由上述式子可推出斜導(dǎo)柱的直徑為： （9.7） 式中： 為抽芯力 Ft為的反作用力 為斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力，為160MPa[12] 為側(cè)型芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導(dǎo)柱中心線焦點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板到距離，這里取滑塊厚度一般為70mm。 但很據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)58mm顯得過大，結(jié)合課本《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[2]中到經(jīng)驗(yàn)方法取其直徑為30mm。 長度的計(jì)算 斜導(dǎo)柱的長度是根據(jù)側(cè)型芯的抽芯距S，斜導(dǎo)柱直徑d，固定軸肩的直徑D，傾斜角α以及安裝斜導(dǎo)柱的模板厚度h來決定的。 圖5.7斜導(dǎo)柱長度示意圖 L=L1+L2+L3+L4+L5 （5.8） =（D/2）tgα+h/cosα +s/sinα+（d/2）tgα+(5～10)(mm) =（38/2）tg35°+100/cos35°+17.5 tg35°+305+(5～10) ≈458（mm） 其中： L----斜導(dǎo)柱總長 L1----斜導(dǎo)柱大端斜面中心至最高點(diǎn)長度 L2-----斜導(dǎo)柱大端斜面中心至滑塊端面點(diǎn)長度 L3----滑塊孔半徑在斜導(dǎo)柱上投影長度 L4----斜導(dǎo)柱工作長度 L5----斜導(dǎo)柱錐度長度，一般取5～10㎜ 由以上計(jì)算過程，可最終確定斜導(dǎo)柱的的尺寸如下圖所