塑料衣架的注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

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1、 目錄 前 言 .1 第一章 塑料衣架產(chǎn)品圖樣 .3 1.1 產(chǎn)品 3D 圖 .3 1.2 產(chǎn)品的尺寸 .4 第二章 塑料衣架產(chǎn)品分析 .5 2.1 材料的選擇 .5 2.2 材料的性能參數(shù) .5 2.3 工藝參數(shù) .6 2.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分析 .6 2.5 脫模斜度的確定 .7 2.6 塑料工件的結(jié)構(gòu)工藝性 .7 2.7 影響成型的主要因素 .8 2.7.1 注射壓力 .8 2.7.2 注射溫度 .9 2.7.3 注射速度 .9 第三章 注塑機(jī)的選擇規(guī)格 .10 3.1 產(chǎn)品的參數(shù) .10 3.2 注塑機(jī)的選擇 .11 第四章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 .13 4.1 最大注射量的校核 .1

2、3 4.2 鎖模力的校核 .13 4.3 注射壓力的校核 .15 第五章 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 .15 5.1 模架的組合形式確定 .15 5.2 型腔壁厚的確定 .15 5.3 型腔與型芯的工作尺寸計(jì)算 .17 5.4 型腔模板周界的確定 .19 5.5 模板的厚度確定 .20 5.6 模具閉合高度部分 .20 5.7 模具安裝部分的校核 .20 5.8 開模行程的校核 .20 第六章 模架各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .22 6.1 模架的類型 .22 6.2 分型面的選擇 .22 6.2.1 分型面選擇： .22 6.2.2 分型面的選擇原則 .23 6.3 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .23 6.3.1 主流道

3、的設(shè)計(jì)： .24 6.3.2 分流道的設(shè)計(jì) .25 6.3.4 澆口的設(shè)計(jì) .27 6.4 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) .29 6.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .30 6.5.1 脫模機(jī)構(gòu) .30 6.5.2 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .31 6.5.3 拉料桿的設(shè)計(jì) .32 6.6 冷卻方式與裝置的選擇 .32 第七章 模架及其它結(jié)構(gòu)零件 .35 7.1 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架 .35 7.2 支撐零部件的設(shè)計(jì) .35 7.2.1 墊塊 .36 7.2.2 動定模底板 .37 7.3 合模導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) .37 7.3.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) .37 7.3.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .38 7.4 推板 推桿固定板 .39 結(jié)論 .41 致

4、謝 .42 參考文獻(xiàn) .43 1 前言 由于塑料具有很多優(yōu)良的性能和特點(diǎn)，近年來它在各領(lǐng)域得到了越來越廣 泛的 應(yīng) 用 。 作 為 塑 料 制 造 業(yè) 的 支 柱 產(chǎn) 業(yè) 塑 料 模 具 的 設(shè) 計(jì) 與 制 造 也 得 到 了 空 前 的 發(fā) 展，特別是作為塑料必備成型工具的塑料注射模具，由于它成型效率 高，易成型形狀復(fù)雜的制品，并可實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，得到迅速的發(fā)展，在我國 其發(fā)展速度之快，需求量之大是前所未有的。同時其技術(shù)水平也得到了迅速的 發(fā)展和提高，新的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層出不窮，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念不斷更新，并逐步縮小 和發(fā)達(dá)國家之間的距離 5。 由于塑料模具行業(yè)的發(fā)展日新月異，塑料模具行業(yè)的發(fā)展對我國

5、制造業(yè)有 著重要的影響。所以模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，模具的生產(chǎn)技術(shù)水平的 高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 5。由于塑料模具 工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大 于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同 時， “小而?！?、 “小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說，為了滿足 用戶對模具制造的“ 交貨期短 ”、 “精度高”、 “質(zhì)量好” 、 “價(jià)格低”的要求。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但設(shè) 計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多 5。今后， 我

6、國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的 距離。 （1）提 高 大 型 、 精 密 、 復(fù) 雜 、 長 壽 命 模 具 的 設(shè) 計(jì) 水 平 及 比 例 。 這 是 由 于 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 所 致 。 （2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期， 降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將 日漸廣泛。 （3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模

7、具技術(shù)發(fā) 展的一個重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的 2 發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 （4）提 高 塑 料 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 化 水 平 和 標(biāo) 準(zhǔn) 件 的 使 用 率 。 我 國 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 件 水 平 和 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 化 程 度 仍 較 低 ， 與 國 外 差 距 甚 大 ， 在 一 定 程 度 上 制 約 著 我 國 模 具 工 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 為 提 高 模 具 質(zhì) 量 和 降 低 模 具 制 造 成 本 ， 模 具 標(biāo) 準(zhǔn) 件 的 應(yīng) 用 要 大 力 推 廣 5。 Pro/E 軟件的介紹 Pro/E 是美國參數(shù)技術(shù)公司推出

8、的一套 CAD/CAE/CAM 參數(shù)化軟件系統(tǒng)， 它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、 動態(tài)模擬與仿真、工程圖的輸出、數(shù)控加工編程 12。經(jīng)過多年的發(fā)展，其功能 也越來越完善，Pro/E 目前共有 80 多個模塊，為用戶和設(shè)計(jì)人員提供了豐富而 實(shí)用的實(shí)體造型和裝配功能，通過可視化的三維設(shè)計(jì)，保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理 性、高效性。從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。 Pro/E 軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)可使 CAD 系統(tǒng)不僅具有交互式繪圖功能，還具有 自動繪圖的功能。Pro/E 軟件使用單一數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程所做的 任何修改都會自動調(diào)整到整個設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，從而做到了所謂全相

9、關(guān)，這對設(shè)計(jì) 復(fù)雜的裝備尤為重要。在模具設(shè)計(jì)方面，Pro/E 有專門面向塑料模設(shè)計(jì)模塊，通 過利用其方便快捷的標(biāo)準(zhǔn)模架庫外掛，使得模具設(shè)計(jì)中的一些繁瑣工作變得尤 為簡單，因此做到了零件的自動裝配和數(shù)據(jù)的任意修改，直到得出滿意的方案 12。所以 Pro/E 是模具設(shè)計(jì)的首選軟件。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是塑料衣架注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 。通過對塑件材料、 質(zhì)量、體積的分析與計(jì)算，合理選用注塑機(jī)，并對各個參數(shù)進(jìn)行了校核，設(shè)計(jì) 出一副合理，經(jīng)濟(jì)，適用的塑料注塑模具，并通過 Pro/E 軟件的塑料模設(shè)計(jì)模 塊畫出塑料衣架模具結(jié)構(gòu)的三維視圖 12。 重點(diǎn)解決的問題 （1）分析塑件結(jié)構(gòu)及其技術(shù)要求； （2）了解注射

10、機(jī)的技術(shù)規(guī)格； （3）了解塑料的加工性能和工藝性能，主要了解一下幾點(diǎn)； （4）考慮模具的結(jié)構(gòu)與制造的問題； （5）正確選擇分型面和進(jìn)料點(diǎn)及型腔的布置； 3 （6）采用何種脫模機(jī)構(gòu)和抽芯或分型機(jī)構(gòu)，將塑件取出模外； 第一章 塑料衣架產(chǎn)品圖樣 1.1 產(chǎn)品 3D 圖 圖 1-1 塑料衣架 3D 圖 產(chǎn)品的材料選擇塑料 PP,選擇該材料作為產(chǎn)品的生產(chǎn)原料，是由于其相對于 其他塑料具有良好的使用性能，其相對密度小，強(qiáng)度、剛性、耐熱性能均優(yōu)于 低壓聚乙烯，且耐腐蝕性、耐疲勞性、高頻絕緣性好。經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后，強(qiáng) 度接近工程塑料 1。其使用主要適用于注射制品、汽車配件、殼體、日用品、 打包帶、編織袋、雙向

11、拉伸膜（煙膜、黏膠帶基膜等） 、電容器膜、上水管材、 地?zé)峁?、片材?（吸塑成保證盒、一次性水杯等）及中空瓶等。 4 1.2 產(chǎn)品的尺寸 圖 1-2 圖 1-3 圖 1-4 上圖為塑料衣架衣架尺寸圖 5 第二章 塑料衣架產(chǎn)品分析 2.1 材料的選擇 本設(shè)計(jì)選用 PP 塑料成型， PP 是一種具有優(yōu)良綜合性能的工程材料，它物 料性能密度小，強(qiáng)度剛度，硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，具有良好的電性能 和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時變脆，不耐磨易老化， 適于制作一般機(jī) 械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件 1。其抗拉強(qiáng)度可達(dá) 37Mpa。粘度較低，流動 性好。它的另一個優(yōu)點(diǎn)是耐氣候性，其使用溫度范圍 100

12、左右。PP 的線膨脹 系數(shù)為 6-10，線膨脹系數(shù)較小，具有良好的尺寸穩(wěn)定性，且抗蠕變性好；拉伸 強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、硬度值都較高；能耐水、無機(jī)酸、堿等。但耐候性差，易發(fā) 生光氧化老化和熱氧化老化，為了提高耐候性，可分別通過改性和添加抗氧劑 予以克服。綜上所述，由于 PP 具有良好的耐酸堿性、較強(qiáng)力學(xué)性能、使用溫度 范圍較高，因此更加適合做衣架的成型材料。 2.2 材料的性能參數(shù) PP 是目前較常用的塑料材料，它是一種半結(jié)晶性材料 1。 介電強(qiáng)度 24kV/mm 介電常數(shù) 2.2（百萬赫茲） 耐電弧 185/s 相對密度 0.90-0.91g/cm3 吸水率 0.01-0.03%/24h 收縮率在

13、 1.0-3.0% 熔點(diǎn)（170-176 ） 。C 熱變形溫度為 102。C（1.85MPa） 拉伸強(qiáng)度：37MP 彈性模量：896 MP 彎曲強(qiáng)度：67.5MPa 沖擊強(qiáng)度：3.5-4.8MPa 6 硬度：R95-105 PP（聚丙烯丙烯 少量乙烯共聚物）具有耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、 耐化學(xué)及電性能好、易成型加工各等特點(diǎn) 1。 鑒別：外觀似 PE 乳白色，但比 PE 硬，膜透明好，揉搓有聲。 火焰：上 端黃色，底部藍(lán)色，有少量黑煙。燃燒狀態(tài)：熔融落滴，易燃燒。燃燒氣味： 石油性氣味。 2.3 工藝參數(shù) 干燥處理：吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間預(yù)熱 干燥 7。 模具溫

14、度：4080 噴嘴溫度：150170 前段溫度：220200 中段溫度：200180 后段溫度：180160 注射溫度：200260 注射壓力：68.7117.7MPa 塑化形式：螺桿式 噴嘴形式：直通式 注射時間：35s 保壓時間：2030s 冷卻時間：3040s 成型周期：6075s 成型收縮率：1.02.0% 2.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量分析 （1）產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析：本產(chǎn)品是生活當(dāng)中經(jīng)常用到的衣架，該制品要求有 高的耐氣候性以及優(yōu)良的集合穩(wěn)定性，這就要求材料具有良好的強(qiáng)度，材料均 勻。 7 （2）表面質(zhì)量分析：產(chǎn)品尺寸精度為 0.1mm9，外觀較光滑，粗糙度可 取 Ra=1.6m9，且無飛邊、缺

15、陷、毛刺、斑點(diǎn)及熔接痕。 2.5 脫模斜度的確定 塑件截面比較簡單，且高度在 25mm 以下時可以不考慮脫模斜度 6。本產(chǎn) 品的衣架的實(shí)際尺寸高度為 220mm，遠(yuǎn)大于 25mm，因此必須采用脫模斜度， 根據(jù)常用塑料脫模斜度數(shù)據(jù)表可查的，PP 型芯的脫模斜度為 2550，型腔的脫 模斜度為 301，故選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為 30。此外若 塑料衣架有孔存在的情況下，不僅要考慮塑料脫模斜度，還要采用側(cè)向分型抽 芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 表 2-1 常用塑料脫模斜度表 脫模斜度 塑料名稱 型芯 型腔 ABS 351 40120 PS 301 35130 PC 3050 351 PP 2550

16、301 PE 2045 2545 POM 301 35130 PA 2040 2540 HPVC 50145 502 SPVC 2550 301 CP 2045 2545 2.6 塑料工件的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）塑件公差等級的選用與塑料的品種有關(guān)：模具塑件尺寸公差的代號為 8 MT，公差等級分為 7 級,每一級又可分為 A、B 兩部分，其中 A 為不受模具活 動部分影響尺寸的公差，B 為受模具活動部分影響尺寸的公差。塑件尺寸精度 的確定應(yīng)合理選擇，盡可能選用低精度等級。查常用材料模塑件公差等級 9表 可知材料為 PP 時，選取一般精度等級為 MT3，未注公差尺寸的公差等級為 MT5，故選用產(chǎn)品的公

17、差等級為 MT5. （2）塑件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等 疵點(diǎn)外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度要比 塑件的低 12 級，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般為 3.20.2m，在模具使用 中，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。透明制件 要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；而不透明制件則根據(jù)使用情況而定，非配 合表面和隱藏面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求外，一般 型腔的表面粗糙度要低于型芯的表面粗糙度 9。PP 塑料表面粗糙度的取值范圍 為 0.1m1.6m。在本設(shè)計(jì)中表面粗糙度采用 1.6m。 2.7 影

18、響成型的主要因素 2.7.1 注射壓力 （1）合模力：合模力的調(diào)整將直接影響制品的表面質(zhì)量和尺寸精度，合模 力不足會導(dǎo)致模具開縫，發(fā)生溢料；合模力太大會使模具變形，制品不合要求， 能量消耗也高。 （2）注射壓力：太高時，塑料在高壓下，強(qiáng)迫冷凝，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，有利 于提高塑料的流動性，易產(chǎn)生溢料、溢邊，對模腔殘余壓力大，塑料易粘模， 脫模困難塑件變形，但不產(chǎn)生氣泡等：太低時，塑料的流動性下降，成型不足， 產(chǎn)生熔接痕，不利于氣體從熔料中溢出，易產(chǎn)生氣泡，冷卻中補(bǔ)縮差，產(chǎn)生凹 痕和波紋等 4。 （3）保壓壓力：壓力較高時，往往會使制品的收縮率減小，制品表面光潔、 密度增加、熔接痕強(qiáng)度提高、制品尺寸穩(wěn)

19、定。 （4）背壓：過高，塑化時間長，熔料易分解變色，產(chǎn)生氣泡、斑紋、黑點(diǎn) 等；過低，料筒前端熔料中氣體受溫度提高，熔料局部受熱過高，分解產(chǎn)生黑 9 點(diǎn)、斑紋和氣泡等 4。 2.7.2 注射溫度 （1）熔料溫度與模腔內(nèi)塑料的填充狀態(tài)及冷卻時間等有密切關(guān)系，成型收 縮則表現(xiàn)為這些因素的綜合結(jié)果，在遇到具體情況時，根據(jù)分析所采用的材料 的收縮率與注射溫度的關(guān)系綜合確定 7。 （2）熔料溫度偏高，易分解，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；熔體的表現(xiàn)粘度下降，流動 性好對于溫度敏感的塑料尤其是這樣，充模容易，易溢料、溢邊：收縮率加大， 易產(chǎn)生凹陷；此外結(jié)晶度下降；取向程度下降等。 （3）熔料溫度偏低，不易分解，表現(xiàn)粘度大，

20、流動性差，充模困難，易產(chǎn) 生澆不足、熔接痕、冷塊或僵塊等。 （4）熔料溫度不均，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，如在實(shí)際模腔中，個點(diǎn)的溫度是不均 勻的 ，熔體的流動屬于非等溫流動。噴嘴溫度太高，塑料易發(fā)生分解反映等； 溫度太低，噴嘴易堵塞，易產(chǎn)生冷塊或僵塊等。料桶溫度要大于塑料的流動溫 度，小于塑料的分解溫度。 2.7.3 注射速度 （1）閉模鎖模時間太長，則模具溫度過低，熔料在料筒中停留時間過長； 太模具溫度相對較高。 （2）注射時間、充模速度、剪切速率：注射時間縮短、沖模速度提高：取 向下降。剪切速率增加，絕大多數(shù)塑料的表現(xiàn)粘度均下降。 （3）保壓時間短塑件不緊密，易產(chǎn)生凹痕，塑件尺寸不穩(wěn)定等。保壓時間 長

21、，加大塑件的內(nèi)應(yīng)力，易產(chǎn)生變形、開裂，脫模困難。 （4）冷卻時間長，脫模困難，易變形，結(jié)晶度高等。冷卻時間短，易產(chǎn)生 變形，冷卻不足等。 （5）螺桿轉(zhuǎn)速快，剪切熱加大，塑化時間短等。螺桿轉(zhuǎn)速慢，剪切熱剪小， 塑化時間增長等 7。 （6）開模速度快，則成型周期短，但過快，容易引起塑件表面與型腔之間 的摩擦加大，造成劃傷。 10 （7）頂出速度過大，則塑件容易產(chǎn)生變形。 11 第三章 注塑機(jī)的選擇規(guī)格 3.1 產(chǎn)品的參數(shù) 產(chǎn)品的參數(shù)是在 Pro/E 軟件計(jì)算得來的 12 圖 3-1 塑料衣架體積圖 上圖由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得 塑料衣架的體積 V=（1.292.72） 9mm =3.51

22、9=8.11104 mm 塑料衣架的密度 P=0.90g/cm3 故塑料衣架的質(zhì)量為 m=PV=81.10.90=72.99g 12 圖 3-2 澆口道冷凝料體積圖 上圖由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得 12 澆注系統(tǒng)中的主流道，分流道，澆口，冷料井的初步估計(jì)體積 V V 澆=（8.462.72 ） 3=1.2177104 mm 其密度為 P=0.90g/cm3 故澆注系統(tǒng)中的塑料的質(zhì)量為 m=PV=12.180.90=10.96g 3.2 注塑機(jī)的選擇 塑料衣架模具注射機(jī)的選擇 4 由于塑料衣架的尺寸較大，故采用一模兩腔，塑料衣架的注塑體積為 8.11104 mm，澆注系統(tǒng)的塑料冷凝料的體

23、積為 1.2177104 mm。由公式 V 塑 0.8V注，即成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和。小于或等于注射機(jī)最大注射容量。 故 V 塑=V+V 澆=281.1+12.18=174.38cm 又 V 塑0.8V 注，所以 V 注1.25V 塑=1.25174.38=217.975 cm 13 表 3-1 常用塑料注射成型機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 注射機(jī)型號 SYS-10 SYS-30 XS-Z-30 XS-Z-60 XS-ZY-125 XS-ZY-250 XS-ZY-350 XY-ZY-500 理論注射量 cm 10 30 30 60 125 250 350 500 選用模內(nèi)壓力 MPa 33.3 38 2

24、8 38.5 28 36 39.4 35 最大注射面積 cm2 45 130 90 130 320 500 645 1000 鎖模力KN 150 500 250 500 900 1800 2540 3500 最大模具厚度 mm 180 200 180 200 300 350 406 450 最小模具厚度 mm 100 75 60 70 200 200 195 300 模板行程mm 120 180 160 180 300 350 260 500 拉桿空間（長 寬） 214 190 300 235 3001 90 290260 373295 368290 440540 定位孔直徑 mm 55 55

25、 64 55 100 125 125 180 噴嘴球半徑 mm 12 12 12 12 12 18 18 18 噴嘴孔徑mm 2.5 3 2 4 4 4 4 5 孔徑mm 30 50 50 28 40 75 27.5頂 出 孔距mm 170 230 280 經(jīng)查表可初選注射成型機(jī)的規(guī)格為 XS-ZY-500 螺桿式注射機(jī)。 14 第四章 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 4.1 最大注射量的校核 根據(jù)模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊可知：塑件的體積應(yīng)小于注射機(jī)的注射 容量，其公式按下式校核： V 塑0.8V 注=0.8500=400 cm 式中：V 注注射機(jī)最大注射容量，cm V 塑成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和，cm

26、 0.8最大注射容量的利用系數(shù)。 由上可知經(jīng)估算計(jì)算后得到的成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和為 217.975 cm 小于 400 cm，故合格。 4.2 鎖模力的校核 型腔的壓力計(jì)算，由 2.3 可知 PP 的注射壓力為 68.7117.7MPa，但一般熔料 經(jīng)噴嘴注入模具型腔時的注射壓力 P 型 6（由于壓力的損失和截面積的增大） ， 只有注射機(jī)最大注射壓力的 0.250.5，取 P 注=93.2MPa，R=0.4。 故 P 型=RP 注=93.20.4=37.28 MPa 分型面上即動模板上所受到的因注射而承受的壓力 P 型為 F 型=P 型S，但 是實(shí)際分型面上所受到的壓力應(yīng)小于注射機(jī)上的額

27、定鎖模力 F 鎖，否則會因鎖 模力量不夠而產(chǎn)生溢料或強(qiáng)制開模現(xiàn)象，即 F 型 F 鎖 F 型=P 型S （S塑件總投影面積，m 2） S=2S1+S2 （S1 為塑料衣架的投影面積，S2 為冷凝料投影面積） （1）塑料衣架的投影面積為 15 圖 4-1 塑料衣架最大投影面積圖 由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得 S1=0.5360220=39960mm2 （2）冷凝料的投影面積為 圖 4-2 澆口道冷凝料最大投影面積圖 由 Pro/E 軟件計(jì)算的結(jié)果可得 S2=1040+253.14=478.5 mm2 由 以上各種數(shù)據(jù)可知 S=2S1+S1 =239960+478.5=80398.5 mm2

28、 綜上所述 F 型=P 型S=80398.537.281000=2997.26KN 又因?yàn)?2997.263500，即 F 型F 鎖，故合格。 16 4.3 注射壓力的校核 常用塑料推薦選用型腔內(nèi)熔體平均壓力 p=35Mpa，注射機(jī)的注射壓力為 145Mpa，即注射壓力型腔成型壓力 6，所以注射壓力滿足要求。 第五章 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 5.1 模架的組合形式確定 塑料衣架采用直 B 型整體式模架 2，即動模為一模板的結(jié)構(gòu)形式 13。 如下圖所示 圖 5-1 直 B 型 5.2 型腔壁厚的確定 在塑料注射模的注射過程中，型腔從合模到注射保壓過程中將受到高壓的沖 擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度和

29、剛度 11。有以下幾種情況： （1）合模時的壓應(yīng)力； （2）注射過程中塑料流動的注射壓力； （3）澆口封閉前一瞬間的保壓壓力； （4）開模時的拉應(yīng)力。 但型腔所承受的力主要是注射壓力和保壓壓力，并在注射的過程中總在變化。 在這些壓力的作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性形變，導(dǎo)致型腔 向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，并產(chǎn)生溢料飛邊。當(dāng)塑料冷 17 卻收縮時，隨著壓力的下降，型腔會產(chǎn)生彈性回復(fù)，當(dāng)型腔的彈性變形恢復(fù)量 大于塑件厚度的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至使塑件留在 型腔中。如果型腔的強(qiáng)度不足時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形， 特別嚴(yán)重的會使型腔破裂

30、，釀成事故。所以在模具設(shè)計(jì)時要首先考慮使型腔的 壁厚和底板的厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過程中不產(chǎn)生超 過規(guī)定限度的彈性變形。因此型腔的壁厚和底板的厚度的計(jì)算和選擇是十分重 要的。 在確定型腔壁厚和底板厚度時，應(yīng)分別從強(qiáng)度和剛度兩方面計(jì)算 10，相互 校驗(yàn)后取其大值。 在進(jìn)行型腔剛度和強(qiáng)度的計(jì)算時，需注意以下重要技術(shù)參數(shù)。 （1）型腔內(nèi)壁的單位平均壓力 P （2）不產(chǎn)生溢料值，即不超過型腔的許用變形量 型腔的變形量應(yīng)不使其產(chǎn)生溢料現(xiàn)象； 型腔的變形量應(yīng)小于塑件壁厚的收縮量。 表 5-1 型腔許用變形量的值表 黏度特性 塑料品種舉例 許用變形量 低黏度 PE PP PA 0.025

31、0.04 中黏度 PS ABS PMMA 0.05 高黏度 PC PSF PPO 0.060.08 （3）型腔所選用的鋼材的許用應(yīng)力，未經(jīng)淬硬的鋼材的許用應(yīng)力取 78.498MPa，對淬硬到 HRc4558 的鋼材的許用應(yīng)力取 137.2156.8MPa。 計(jì)算型腔有四種規(guī)格分別是組合式圓形型腔、整體式圓形型腔、組合式矩形 型腔、整體式矩形型腔。根據(jù)產(chǎn)品的形狀與尺寸選取整體式圓形型腔作為計(jì)算 型腔壁厚的依據(jù)。 整體式圓形型腔因受底板約束，在熔體壓力的作用下，沿側(cè)壁高度不同點(diǎn)的 變形情況不同，距離底部越遠(yuǎn)變形越大。 （1）整體式圓形型腔厚度的計(jì)算 10 側(cè)壁剛度計(jì)算公式：S=1.15Ph 4/E

32、1/3 =1.1535104/2100000.031/3 =1.153.82 18 =4.39 mm 側(cè)壁強(qiáng)度計(jì)算公式：S=r(/ -2P) -1 =5147/(147-250) -1 =50.77 =3.85 mm （2）整體式圓形底板厚度計(jì)算 底板剛度計(jì)算公式：Hs=0.56（Pr 4/E） 1/3 =0.56（35625/2100000.03 ） 1/3 =0.561.51 =0.85 mm 底板強(qiáng)度計(jì)算公式：Hs=0.87(Pr 2/) =0.87(3525/147) =0.872.44 =2.12 mm 式中：S圓形型腔側(cè)壁厚度，mm； h型腔的有效高度，mm； P型腔的壓力， MP

33、a； E模具材料的彈性模量，MPa； r型腔的半徑，可取制件的半徑，mm； 模具材料廠的許用應(yīng)力，MPa； 剛度條件，型腔自由端所允許的徑向形變量 mm。 5.3 型腔與型芯的工作尺寸計(jì)算 制品的工作尺寸是指成型零部件上直接決定制件形狀的有關(guān)尺寸 11， 主要包括：凹模（型腔）、凸模（型芯）的徑向尺寸（含長、寬尺寸）與高度 尺寸，以及中心距的尺寸等。為了保證制件的質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時必須根據(jù)制件 的尺 寸與精度等級確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。 19 成型零件工作尺寸的計(jì)算方法很多，本設(shè)計(jì)只采用以塑料平均收縮率來計(jì) 算。查參考書塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)可知常用熱塑性塑料的主要技術(shù)指標(biāo)得 PP

34、的收縮率為 Sq1.0 3.0，故平均收縮率 1為 Scp=2.0，模具的制造公差 取 Z/3。 表 5-2 衣架型芯工作尺寸計(jì)算 類別 尺寸類型 塑件尺寸 計(jì)算公式 型芯工作尺寸0.38125R+ 0.13285R-.09 0.79-.43+ .1546-0.16R 0.2R-.30257+ 0.43-.8 .1- 0.36f+ 0.379f-徑向尺寸 .040314cpsmSll 0.126-.321+ .5-型 芯 的 計(jì) 算 高度尺寸 0.47 032CPSMH0.19- 表 5-3 衣架型腔工作尺寸計(jì)算 類別 尺寸類型 塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔工作尺寸0.427R- 0.15248R

35、+1.- .37060.4832- .19+0.5R- 0.6247R 型 腔 的 計(jì) 算 徑向尺寸 1.269- 304cpsmSll .013+ 20 0.4165R- 0.13629R+0.3f- .07f.6- .125+0.39- 0.60.8- .13079+.365- .245 高度尺寸 0.3812- 3102CPSMH0.16+ 表 5-4 中心距尺寸的計(jì)算 類別 塑件尺寸 計(jì)算公式 孔心距工作尺寸 360.000.72 361.980.47 277.000.65 178.520.11 170.000.49 170.940.16 124.000.32 124.680.11 2

36、56.800.65 256.210.22 孔 心 距 的 計(jì) 算 7.50.1 (1)2ZMCPSLLd=+ 7.530.03 5.4 型腔模板周界的確定 型腔長度為 480 mm， 型腔長度方向到動定模板的距離為 40 mm。 型腔寬度為 360 mm， 型腔寬度方向到動定模板的距離為 45 mm。 故模板周界的長度為 L=480240=560 mm，模板周界的寬度為 N=360245=450 mm。 通過以上有步驟計(jì)算的模板周界 6不大可能與標(biāo)準(zhǔn)的尺寸相等，所以必須將 計(jì)算的數(shù)據(jù)想標(biāo)準(zhǔn)尺寸接近，一般取向叫大的修整。另外還得考慮到在壁厚位 置上應(yīng)該有足夠的位置安裝其他的零部件，如果不夠的話，

37、需要增大尺寸。一 般情況下，動定模板的尺寸比制件的外形尺寸大 3080 mm，制件外形尺寸也 21 大，模板尺寸與制件外形的尺寸的差值也應(yīng)該選的越大。這里根據(jù)制件外形尺 寸和型腔排列情況，選取動定模腔尺寸為 450 mm560 mm，可以確定模板的周 界尺寸為 550 mm560 mm。 5.5 模板的厚度確定 由 5.1 可知選擇直 B 型整體式模架，所以模板厚度是由定模座板，定模板， 動模板，動模底板，墊塊厚度組成，由 4.4 模具閉合高度部分可知整副模架的 厚度 7為 H=h1ABCh140604012540=305 mm 5.6 模具閉合高度部分 模具閉合高度的確定。根據(jù)參考書目實(shí)用模

38、具技術(shù)手冊查中小型模架尺寸系 列表 3可得：定模座板 h1 =40mm；定模板 A=60mm；動模板 B=40mm；動模底 板 h1=40mm；墊塊 C=125mm；推桿固定板 =25mm；推板 =32mm。 模具閉合高度：H=h1+A+B+C+h1=305mm。 5.7 模具安裝部分的校核 模具外型尺寸校核：查中小型模架尺寸系列表 2可知該模具外形尺寸為 450mm560mm，XS-ZY-500 型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為 700mm850mm， 所以能滿足模具安裝要求。 模具厚度校核：XS-ZY-500 型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為 300mm，最 大厚度為 450mm，模具閉合高度滿足

39、 HminH Hmax 安裝條件。 5.8 開模行程的校核 設(shè)計(jì)注射模具時，還應(yīng)考慮注射機(jī)壓板的最大開距 S 和塑件脫模時所要求的 開模距離 L 是否相符，即塑件脫模時所要求的開模距離 L 應(yīng)小于注射機(jī)壓板的 最大開距 S7，即 LS。 L= H+S1+S2=305+15+10=330S=500 mm 式中：L脫模狀態(tài)時，模具的展開厚度，mm； 22 S1頂板頂出行程，mm； S2塑件高度， mm。 由上可知經(jīng)估算計(jì)算后得到的結(jié)論是所設(shè)計(jì)注射模具的開模距離 L 小于其 最大開距 S，故合格。 23 第六章 模架各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.1 模架的類型 由于熱塑性塑料 PP 適合于注射成型，本設(shè)計(jì)采

40、用單分型面注射模，這種模 具是在動模板與定模板之間具有一個分型面。單分型面注塑模的主流道設(shè)在定 模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，推出機(jī)構(gòu)和拉料桿設(shè)在動模上，開模后塑件連 同流道凝料一起留在動模上。 制品的成型位置：本設(shè)計(jì)衣架采用兩型腔模具 14，如下圖所示。 圖 6-1 衣架模腔分布圖 6.2 分型面的選擇 6.2.1 分型面選擇： 分型面 6是動、定模的分界面，即打開模具取出制件或取出澆注系統(tǒng)凝料 的面。分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型 24 面的開設(shè)密切相關(guān)。 6.2.2 分型面的選擇原則 7： （1）分型面的位置應(yīng)設(shè)在制件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔。

41、 （2）分型面的選擇有利于保證制件的尺寸精度。 （3）分型面的選擇有利于保證制件的外觀質(zhì)量。 （4）分型面的選擇滿足制件的使用要求。 （5）分型面的選擇要考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，使模板間距大小合適。 （6）分型面的選擇要考慮鎖模力，盡量減小制件在分型面的投影面積。 （7）分型面的選擇要盡可能將制件留在動模一側(cè)，易于設(shè)置和制造簡便易 行的脫模機(jī)構(gòu)。 （8）分型面的選擇要考慮側(cè)向抽拔距。 （9）分型面的選擇盡量方便澆注系統(tǒng)的布置。 （10）分型面的選擇要有利于排氣。 （11）分型面的選擇使模具零件易于加工。 該衣架設(shè)計(jì)中，注射模具只有一個分型面，分型面的形狀采用平直分型面， 將分型面選在塑件外形最大

42、輪廓處；并使塑件在開模后留在動模一側(cè)，有利于 塑件的順利脫模，分型面的選擇保證了塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量，有利于模 具的加工，有利于排氣，符合設(shè)計(jì)原則。 6.3 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是注射成型模具的一個重要組成部分，是塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到 型腔入口位置的流動通道 11。主要包括主流道、分流道、冷料口和澆口四個組 成部分。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： （1）重點(diǎn)考慮型腔布局，包括盡可能采用平衡式的布置，以便設(shè)置平衡式分 流道；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。 25 （2）熱量及壓力損失小。 （3）均衡進(jìn)料。 （4）塑料耗量較少。 （5）消除冷料。 （6）排氣良

43、好。 （7）防止制件出現(xiàn)缺陷。 （8）制件外形美觀。 （9）生產(chǎn)效率高。 （10）塑料熔體流動特性好。 6.3.1 主流道的設(shè)計(jì)： 主流道的設(shè)計(jì)原則 11： （1）要能保證塑件的質(zhì)量。 （2）盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度。 （3）盡可能做到同步填充。 主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注射機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo) 入分流道或型腔。主流道的形狀為圓錐型，便于塑料熔體的流動及流道凝料的 拔出。熱塑性塑料成型用的主流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，所以 主流道常設(shè)計(jì)成可拆的主流道襯套 15。由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴 反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道

44、套鑲?cè)?定模板內(nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有 澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。采用帶直流 道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成 錐形，錐度為 3，內(nèi)表面的粗糙度為 Ra0.8 微米,孔徑為 0.5 毫米 9。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （1）為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主 流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因 PP 的流動性較高，故其錐度取 3 度 7，過大會造成流 26 速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為 R0.8um。 （2）在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應(yīng)盡量短，否則會使主 流道的

45、凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。 （3）為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴 緊密對接，主流道對接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑為 R2=R1+(12),其小端 直徑 D=d+(0.51),凹坑深度取 11 mm。在此模具中取 R2=11 mm。 （4）由于主流道要與高溫高壓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(jì)成可拆卸的主流道襯套 14，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱 處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度 H=30 mm。如下圖所示 圖 6-2 主流道尺寸圖 6.3.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道和澆口之間的通道，多型模

46、腔具一定要設(shè)置分流道 15， 大型制件由于使用多澆口進(jìn)料，故需要設(shè)置分流道。 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （1）分流道要求熔體的流動阻力盡可能小。 （2）分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過渡。 （3）各型腔要均衡進(jìn)料。 27 （4）表面粗糙度要以 Ra0.8um 為佳。 （5）當(dāng)分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。 （6）分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定?；騽幽０迳?，也可同時開在動、定模 板上。 分流道的截面 分流道設(shè)計(jì)如下圖 14所示 圖 6-3 分澆道的截面示意圖和尺寸 此副模具采用圓形的截面形狀，對于壁厚小于 3,質(zhì)量在 200g 以下的塑件， 截面的直徑可采用如下的的經(jīng)驗(yàn)公式： D=0.2654W1/2

47、L1/4=10 mm 式中：D分流道的直徑，mm； L分流的長度， mm； W塑件的質(zhì)量,g； 此副模具選分流道的截面直徑為 D=10 mm,由于分流道與模具接觸的外層塑 料迅速冷卻 11，只有中心部位的塑料的熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道 的內(nèi)表面粗糙度 Ra 要求比較高，一般取 0.8um 左右。分流道在分型面上的布 置的形式，它必須遵循以下兩方面的原則，即一方面排列緊湊，縮小模具板面 的尺寸，一方面流程盡量短，鎖模力力求平衡，該模具采用平衡式的分流道。 6.3.3 冷料井的設(shè)計(jì) 28 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是除去 熔體流動前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入型

48、腔而影響制件質(zhì)量。對于主流道冷料井， 開模時應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出，所以冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑 d2，冷料井與拉料桿頭部結(jié)構(gòu)緊密相連 6。本設(shè)計(jì)采用 Z 形拉料桿冷料井，這 種結(jié)構(gòu)形式有足夠大的冷料井，在成型韌性好的塑料制品時，應(yīng)用比較廣泛。 在取出主流道凝料時無需作側(cè)向移動，易于實(shí)現(xiàn)自動化操作。如下圖所示 圖 6-4 冷料井的結(jié)構(gòu)形式 6.3.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是主流道、分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的在終端。一 般這段很短的通道截面積很小，當(dāng)熔融的塑料流在高壓下通過澆口時，因?yàn)闈?口的截面積很小，使塑料流速加速，而由于摩擦的作用，又使塑料流的溫度升 高，粘度降低，提高

49、了塑料的流動性，有利于充滿型腔，因此它是整個澆注系 統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點(diǎn) 7。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、 壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性 澆口，該塑件采用的是限制性澆口。 29 設(shè)計(jì)中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時還需 要修改。因此澆口的位置的開設(shè)，對成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一 般在選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求， 綜合分析。 澆口設(shè)計(jì)原則： （1）避免在制件上產(chǎn)生噴射等缺陷。 （2）澆口應(yīng)開設(shè)在制件截面最厚處。 （3）有利于塑料熔體的流動。 （4）有利于型腔排氣。 （

50、5）考慮制件使用時載荷狀況。 （6）減少或避免制件的熔接痕，增加熔接牢度。 （7）考慮分子取向?qū)χ萍阅艿挠绊憽?（8）考慮澆口位置和數(shù)目對制件成型尺寸的影響。 （9）校核流動距離比。 （10）防止將型芯后嵌件擠歪變形。 如下圖所示 30 圖 6-5 澆口的位置和形式 6.4 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 型腔內(nèi)氣體的來源除了型強(qiáng)內(nèi)原有的空氣外還因塑件受熱或凝固而產(chǎn)生的 低分子揮發(fā)氣體以及塑件熔體中某些添加劑揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)生成的氣體。因此 在高速成型過程中，高溫的塑料熔體，將這些氣體驅(qū)趕并壓縮至死角，形成多 個高溫高壓的氣室。這些高壓的氣室的反壓作用，阻止熔料的正常快速充模， 而高溫也可能引起塑件局部的碳化、

51、燒焦 10。同時這些高溫高壓的氣室也可能 滲入塑料熔體內(nèi)部，造成填充不足，產(chǎn)生氣孔、空洞、組織疏松等影響塑件強(qiáng) 度的缺陷。 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 6： （1）排氣系統(tǒng)應(yīng)保證迅速、有序、通暢，排氣速度應(yīng)與注射速度相適應(yīng)。 （2）排氣槽應(yīng)設(shè)在塑料流的末端，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端。 （3）排氣槽應(yīng)設(shè)在主分型面的凹模一側(cè)，一是便于加工和修正，二是如果 產(chǎn)生排氣飛邊，凝料也較容易脫?；蛉コ?（4）排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在塑件較厚的成型部位。 （5）排氣槽應(yīng)設(shè)在便于清模的位置，以便防止積存冷料。 （6）排氣槽的排氣方向應(yīng)避開操作區(qū)，防止注射時高溫熔料的溢出而傷人。 （7）排氣槽的深度與塑料品種的流動性以及

52、注射壓力、注射溫度有關(guān)。 表 6-1 常用塑料排氣槽深度表 塑料名稱 排氣槽深度 塑料名稱 排氣槽深度 PE 0.02 SAN 0.03 PP 0.010.02 POM 0.010.03 PS 0.02 PA 0.01 SB 0.03 PA（含玻璃纖維） 0.010.03 ABS 0.03 PC 0.010.03 AS 0.03 PC (含玻璃纖維) 0.050.07 31 排氣槽的位置和形式 本設(shè)計(jì)采用利用模具零件配合間隙排氣：利用各種間隙排氣，利用分型面 的間隙排氣，利用型心和頂桿的間隙排氣，利用側(cè)抽芯和凹凸模的間隙排氣。. 6.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.5.1 脫模機(jī)構(gòu) 脫模機(jī)構(gòu)一般由推出

53、、復(fù)位和導(dǎo)向等三大元件組成，脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6的合 理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量。 脫模機(jī)構(gòu)按基本傳動形式可分為機(jī)動、液壓、氣動和手動四類機(jī)構(gòu)。本設(shè) 計(jì)采用液壓脫模，它是利用開模動作，由注射機(jī)上的液壓缸推動模具上的脫模 機(jī)構(gòu)，將塑件從動模部分脫模。 脫模機(jī)構(gòu)按頂出零件的類別可分為推桿脫模、推管脫模、推板脫模等。本 設(shè)計(jì)采用推桿脫模機(jī)構(gòu)，推桿脫模機(jī)構(gòu)是脫模機(jī)構(gòu)中最簡單、動作最可靠、最 常見的結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)樵O(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形， 制造、修配方便，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出 時運(yùn)動阻力小，推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。 推桿的形狀

54、本設(shè)計(jì)中推桿的形狀采用圓柱頭直通式推桿，尾部采用臺肩固定，這種形 式通常在 d3mm 時采用，是最常用的形式。本設(shè)計(jì)中衣架的推桿直徑 d 取 5mm。 推桿的固定與配合 在推桿固定板上制有臺階孔，將推桿裝入其中。這種形式強(qiáng)度高，不易變 形，但在推桿很多的情況下，臺階孔深度的一致性很難保證，本設(shè)計(jì)中衣架所 使用的推桿數(shù)為 8。推桿固定板上的孔為 d+1mm，即 6mm；推桿臺階部分的 直徑為 10mm，推桿固定板上的臺階孔為 11mm。 32 推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合為 H7/e7 或 H8/f8 的間隙配合 9，視推桿直徑大小與塑料品種不同而定。推桿直徑大、塑料流動性差可以取 H

55、8/f8，反之采用 H7/e7。本設(shè)計(jì)采用的推桿直徑較小，且 PP 塑料的流動性好， 故取 H7/e7。推桿與推桿孔的配合長度視推桿直徑大小而定，L=1.53d，本設(shè) 計(jì)取配合長度為 3d 即 15mm。推桿工作端配合部分的粗糙度 Ra 一般取 0.6m。 推桿的材料與熱處理要求 材料為 45 鋼，端部淬火到 5358HRC8。 推桿位置的選擇 衣架設(shè)計(jì)采用的推桿數(shù)為 8，由于采取了一模兩腔使塑件對稱分布，所以 單一衣架的推桿數(shù)為 4。為使推桿位置的選擇能保證塑件推出時受力均勻，進(jìn) 而保證良好的塑件外觀。推桿位置如下圖所示 圖 6-6 衣架身推桿 14的布置方式 33 圖 6-7 推桿的尺寸圖

56、 6.5.2 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用的復(fù)位裝置是在推桿固定板上同時安裝上復(fù)位桿，這是推出機(jī) 構(gòu)復(fù)位最簡單、最常用的方法。復(fù)位桿 11為圓形截面，復(fù)位桿數(shù)為 4，其位置 對稱設(shè)置在推桿固定板上，以便推出機(jī)構(gòu)在合模時能平穩(wěn)復(fù)位。復(fù)位桿在裝配 后其端面應(yīng)與動模分型面齊平。 衣加采用復(fù)位桿直徑為 25mm 的標(biāo)準(zhǔn)桿件作為復(fù)位桿。 數(shù)據(jù)引自實(shí)用模具技術(shù)手冊 圖 6-8 復(fù)位桿結(jié)構(gòu)圖 6.5.3 拉料桿的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用 Z 形的拉料桿，衣架拉料桿的直徑 d 取 12mm。如下圖所示 圖 6-9 拉桿的設(shè)計(jì) 34 6.6 冷卻方式與裝置的選擇 假設(shè)由熔融塑料 10放出的熱量全部傳給模具，其熱量為 Q1

57、=nmC(T1-T2) (J/h) 式中 n每小時注射次數(shù)（次/小時） ； m每次注射的塑料質(zhì)量（千克/次） ； C塑料的比熱容（J/kg. ） ； T1熔融塑料進(jìn)入模腔的溫度（ ） ； T2制品脫模溫度（ ） 。 由 PP 的工藝參數(shù)取 T1=200 ， T2=60 ，m=145.98g，C=1047 J/kg. 。 成 型周期為 68 秒。代入數(shù)據(jù)得 Q=1134080.7（J/h） 冷卻時所需要的冷卻水量 )(43TQM 式中 M通過模具的冷卻水質(zhì)量（kg） ； T3冷卻介質(zhì)的出水溫度（ ） ； T4冷卻介質(zhì)的進(jìn)水溫度（ ） 。 其中 取 5 。 =1055 代入數(shù)據(jù)得，M =214.9

58、9Kg。()3- 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速 與水道直徑 d 的關(guān)系 6，確定模具冷卻 水管道直徑 d。 d3104 式中 M冷卻水的質(zhì)量（kg） ； 管道內(nèi)冷卻介質(zhì)的流速，一般取 0.82.5m/s； 冷卻介質(zhì)的密度（kg/m 3） 。 代入數(shù)據(jù)得 d=10.45 mm 故 d 取 11mm。 冷卻管道總傳熱面積計(jì)算式為 35 TKMA 式中 K冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù) 7。2.0)(4187df 式中 水的密度（kg/m 3） ； V冷卻介質(zhì)的流速（m/s） ； d冷卻管道的直徑（m） ； f與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)； T模溫與冷卻介質(zhì)之間的平均溫差（ ） 。 代入數(shù)據(jù)得：K=

59、900945860.69 （J/m 2） A=110-8 （ m2） 通過上面的計(jì)算，可以得出需要的冷卻面積太小，考慮到加工的費(fèi)用，而 且制品的覆蓋面比較廣，故無須設(shè)冷卻水道，以節(jié)省模具的成本。 36 第七章 模架及其它結(jié)構(gòu)零件 注射模具由成型零部件和結(jié)構(gòu)零部件組成。結(jié)構(gòu)零部件部分包括注射模的 標(biāo)準(zhǔn)模架 2、注射模的支承零部件和合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。支承零部件主要由動定模 板、支承板、墊塊和動定模座板等組成。 7.1 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架 模架是注射模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有安裝、排列、相 互配合組成為一個整體。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模板、動模板、動模支 承板、墊塊、動模座板、推桿固定板

60、、推板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。 我國塑料注射模架的國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即塑料注射模中小型模架及技術(shù) 條件 （GB/T125561990）和塑料注射模大型模架 （GB/T12555 1990） 。 前者按結(jié)構(gòu)特征分為基本型（4 種）和派生型（9 種） ，適用的模板尺寸為 B（寬） L（長） 560mm900mm；后者也分為基本型（ 2 種）和派生型（4 種） ，適用的模板 3尺寸為 B（寬）L（長）為 630mm630mm 至 1250mm2000mm。 本設(shè)計(jì)零件尺寸屬于中小型，所以采用中小型模架標(biāo)準(zhǔn) 2制造生產(chǎn)，選取 直 B 型作為基本模架結(jié)構(gòu)，公制單位（mm） ，衣架模架尺寸為 450mm

61、560mm，其中定模取標(biāo)準(zhǔn)值高度為 60mm，動模取標(biāo)準(zhǔn)值 40mm，標(biāo)記 為直 B-450560-6 040-125GB/T125561990。 模架的精度直接決定著模具的精度和質(zhì)量，一般對于模架生產(chǎn)要保證的工 藝條件有：模架四周的垂直度、板件的平行度、板件平面度與側(cè)面的垂直度、 導(dǎo)柱導(dǎo)套與模板配合的松緊程度、相對運(yùn)動板件間的開合自如程度，另外還有 整套模架的外觀，如表面粗糙度、倒角 9等。 37 7.2 支撐零部件的設(shè)計(jì) 模具的支承零部件主要指用來安裝固定或支承成型零件及其他結(jié)構(gòu)零件的 零部件。支承零部件 6主要包括固定板、墊板、支承件及模座等。 7.2.1 墊塊 墊塊的作用主要是在動模板

62、與動模底板之間形成推出機(jī)構(gòu)所需的動作空間。 另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)模具安裝厚度要求的作用。因?yàn)?該模具為中小型模具，所以適合用角架式墊塊。在安裝時，務(wù)必保持所有的墊 塊高度保持一致，否則由于負(fù)荷不均勻會造成相關(guān)模板的損壞，墊塊與動模板 之間一般用螺栓連接，要求高時可用銷釘定位。本設(shè)計(jì)采用模架庫中的標(biāo)準(zhǔn)件， 衣架身模架墊塊高度為 125mm，長為 560mm，寬為 50mm，材料為 45 鋼，GB /T4169.61984，M12 螺栓連接。 數(shù)據(jù)引自實(shí)用模具技術(shù)手冊墊塊尺寸系列 如下圖所示 圖 7-1 墊塊的 3D 圖 38 7.2.2 動定模底板 設(shè)計(jì)時必須保證它們的輪廓形

63、狀和尺寸與注射機(jī)上的動定固定模板相匹配， 開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)也必須與注射機(jī)定模固定板安裝螺孔 15的大小和位置相適應(yīng)。 它在注射成型過程中起著傳遞合模力并承受成型力，為保證定模座板具有足夠 的剛度和強(qiáng)度，動定模座板也應(yīng)具有一定的厚度。在衣架的設(shè)計(jì)中動定模座板 采用模架庫中的標(biāo)準(zhǔn)件，尺寸為 550mm560mm，厚度為 40mm。如下圖 12所 示 圖 7-2 動定模底板 3D 圖 7.3 合模導(dǎo)向裝置設(shè)計(jì) 7.3.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) （1）導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)一般可按標(biāo)準(zhǔn)件選用，也可以自行設(shè)計(jì)。本設(shè) 計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)件當(dāng)中的有肩導(dǎo)柱，衣架模架取 d 為 40mm。 （2）導(dǎo)柱的安裝與配合 導(dǎo)柱安裝時,

64、導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)，固定部分按 H7/m6 過渡配合。為 了防止導(dǎo)柱從模板中脫出，導(dǎo)柱凸臺底部要用墊板壓住，導(dǎo)柱滑動部分按 H8/f8 間隙配合 9。安裝沉孔直徑視導(dǎo)柱直徑可取 D+（110mm） 。 （3）導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求 39 1長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出 68mm。 2形狀 導(dǎo)柱前端面應(yīng)做成錐面或半球面，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 3. 材料 導(dǎo)柱材料采用 45 鋼（GB/T1298-1986） 。 4. 表面粗糙度 導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為 Ra=0.8m。導(dǎo)滑部分表面常用 Ra=0.4m。 5. 技術(shù)條件：熱處理，表面淬火，低溫回火，硬度55HRC 8

65、。導(dǎo)柱直徑 d 的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內(nèi)變動。 6. 導(dǎo)柱布置：一副模具至少用兩根導(dǎo)柱，本設(shè)計(jì)中采用 4 根直徑相同的導(dǎo)柱對 稱布置。如下圖所示 圖 7-3 導(dǎo)柱的 3D 圖 7.3.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 因本設(shè)計(jì)中的導(dǎo)柱采用有肩導(dǎo)柱，所以導(dǎo)套須采用有肩導(dǎo)套。 （2）導(dǎo)套的安裝與配合 導(dǎo)套安裝時，為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，在導(dǎo)向孔的前端應(yīng)倒有圓 角。導(dǎo)向孔的滑動部分按 H8/f8 間隙配合。有肩導(dǎo)套安裝沉孔直徑視導(dǎo)柱直徑 可取 D+（110mm）導(dǎo)套長度由模板厚度決定。 （3）導(dǎo)套結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求 1長度 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套前端應(yīng)倒角。 40 2材料

66、導(dǎo)柱材料采用 45 鋼（GB/T1298-1986） 。 3. 表面粗糙度 帶頭導(dǎo)套外徑按 H7/m6 過渡配，導(dǎo)向孔的滑動部分按 H8/f8 間 隙配合。導(dǎo)向固定部分的粗糙度為 Ra=0.8m，導(dǎo)向滑動部分粗糙度為 Ra=0.4m。 4. 技術(shù)條件：熱處理，45 鋼經(jīng)調(diào)制后硬度為 235HB8，且導(dǎo)套的材料可用淬 火鋼或銅（H62、青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度低于導(dǎo)柱的硬度，這 樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套直徑 d 的尺寸公差根據(jù)使用 要求可在相同公差等級內(nèi)變動。 5. 導(dǎo)套布置：導(dǎo)套應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有 足夠的距離。為了確保合模時只能按一個方向合模，導(dǎo)柱的布置采用等直徑導(dǎo) 柱不對稱布置。如下圖所示 圖 7-4 導(dǎo)套的 3D 圖 7.4 推板 推桿固定板 本設(shè)計(jì)中推桿的形狀采用圓柱頭直通式推桿，在推桿固定板上制有臺階孔， 另一面用推板壓緊固定。衣架模架推桿固定板 286mm560mm，厚度為 25mm，推板尺寸尺寸 286mm560mm，厚度為 32mm，材料為 45 號鋼（GB/T 699-1999） 。如下圖所示 41 圖 7-