娃哈哈瓶蓋的塑料注塑模具設(shè)計
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0任務(wù)書設(shè)計課題方向：塑料注塑模設(shè)計與制造題目：娃哈哈瓶蓋注塑模設(shè)計完成日期：2016.5.25一、題目來源：老師布置任務(wù)與查閱資料二、設(shè)計要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求、作品要求）模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝，脫模機構(gòu)和輔助機構(gòu)的設(shè)計，注射成型模具和注射機的配合。要求作品表面無氣泡，表面光滑，無明顯模具痕跡 三、 個人重點：重點為模具的工藝分析，分型面的選擇，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝，脫模機構(gòu)和輔助機構(gòu)的設(shè)計，注射成型模具和注射機的配合。難點為軸承各零件的三維建模及模型分析，需要在一定的平臺上進行模擬分析及仿真開模和各種制模方案的研究，這個平臺能進行整個模具的各種仿真過程如各種系統(tǒng)的設(shè)計。1目 錄1、塑件分析 ………………………………………………………… 22、塑件材料的選擇及材料特性 ………………………………… 33、塑件的形狀尺寸計算 ………………………………………… 54、型腔數(shù)目的確定及排布 ……………………………………… 65、分型面的選擇 ………………………………………………… 86、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ……………………………………………… 97、注射機的選擇及型號和規(guī)格 ……………………………… 128、成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作尺寸計算 …………………… 149、導向機構(gòu)的設(shè)計 ………………………………………………… 2110、脫模機構(gòu)的設(shè)計 ……………………………………………… 2611、溫控系統(tǒng)設(shè)計 ………………………………………………… 2912、模具的閉模高度和開模行程的驗算 ………………………… 3513、模具工作過程 ………………………………………………… 3614、設(shè)計總結(jié) ……………………………………………………… 3715、致謝 …………………………………………………………… 3816、參考資料 ……………………………………………………… 392一、 塑件的分析該塑料制品為娃哈哈純凈水瓶蓋，其塑件的結(jié)構(gòu)以及表面形狀較為簡單，整個塑件呈筒狀，整個塑件高達 15mm，外徑為 28mm，壁厚 2mm，中間銜接部分以圓弧過渡。作為實用零件對其尺寸公差沒有太嚴格的要求，故在本次設(shè)計中可以忽略此方面的考慮，以降低模具的加工制造成本。且塑件本身壁厚較小、均勻，適合于大批大量的注塑模具生產(chǎn)。壁厚分析塑件的壁厚對塑件質(zhì)量的影響很大。壁厚過小，成型時熔融塑料流動阻力大，充模困難，特別是大型且形狀復雜的塑件更為突出。壁厚過大，不但浪費原料，而且增加冷卻時間，更重要的是塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。查相關(guān)手冊可知，該塑件的壁厚均為 2mm 在其最小壁厚范圍內(nèi)。因此，該塑件符合注塑模具成型的厚度條件。圓角分析為了避免應(yīng)力集中，提高塑件的局部強度，改善熔體的流動情況且便于脫模，在塑件各內(nèi)外表面的連接處，應(yīng)采用過渡圓弧。塑件上的過渡圓弧對于模具制造也是必要的。在無特殊要求時，塑件連接處均應(yīng)有不小于 0.5～1mm 的圓角。按照圓角的設(shè)計原則：一般外圓弧半徑應(yīng)是厚度的 1.5 倍、內(nèi)圓弧半徑應(yīng)是厚度的 0.5 倍。本次設(shè)計要求該塑件的內(nèi)外圓弧半徑結(jié)合生產(chǎn)實際來設(shè)計，根據(jù)現(xiàn)有的生產(chǎn)力狀況以及條件設(shè)備，此塑件的內(nèi)外過渡圓弧是小半徑為 0.5mm，適合注塑制品的結(jié)構(gòu)和工藝要求。二、塑件材料的選擇及材料特性材料的選擇：3該塑件在尺寸上要求比較高,且在長期的使用過程中需要較高的強度和硬度，也要求有一定的耐磨性，在保證塑料制品的功能和性能的同時還要考慮到加工生產(chǎn)、成本和供應(yīng)，綜合上述各方面的考慮和甄選以及結(jié)合工廠的實際生產(chǎn)，選用收縮率較小、綜合性能優(yōu)良、在工程技術(shù)中應(yīng)用廣泛的塑料 LDPE（低密度聚乙烯） 。材料簡介：LDPE 中文名：低密度聚乙烯英文名：Low density polyethylene基本特性：低密度聚乙烯（LDPE）是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。無毒、無味、呈乳白色。密度為 0.94～0.965g/cm 3,有一定的機械強度,具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性，但和其他塑料相比機械強度低，表面硬度差。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。聚乙稀有高度的耐水性，長期與水接觸其性能可保持不變。其透水氣性能較差，而透氧氣和二氧化碳以及許多有機物質(zhì)蒸氣的性能好。在熱、光、氧氣的作用下會產(chǎn)生老化和變脆。一般使用溫度約在 80 oC 左右。能耐寒，在-60 oC 時仍有較好的力學性能，-70 oC 時仍有一定的柔軟性。成型特性：結(jié)晶形塑料,吸濕性小,成型前可不預熱，熔體粘度小，成型時不易分解，流動性極好, 溢邊值為 0.02mm 左右,流動性對壓力變化敏感，加熱時間長則易發(fā)生分解。冷卻速度快 ,必須充分冷卻,設(shè)計模具時要設(shè)冷料穴和冷卻系統(tǒng)。收縮率大，方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大，應(yīng)控制模溫。宜用高壓注射，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要充分。不宜采用直接澆口注射，否則會增加內(nèi)應(yīng)力，使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口位置。質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強行脫模。綜合性能：壓縮比： 1.84~2.30 熱變形溫度： 1.88MPa---- 48oC 0.46MPa---- 60~82oC 抗拉屈服強度: 22~39 MPa拉伸彈性模量： 0.84~0.95GPa4彎曲強度： 25~40MPa彎曲彈性模量： 1.1~1.4 GPa壓縮強度： 225 MPa疲勞強度： 11 Mpa（10 7周）脆化溫度： -70LDPE 的注射工藝參數(shù)：注射機類型： 柱塞式噴嘴形式： 直通式噴嘴溫度： 150~170oC料筒溫度： 前 170~200oC 后 140~160oC模溫： 30~45oC注射壓力： 60~100Mpa保壓力： 40~50Mpa注射時間： 0~5s保壓時間： 15~60s冷卻時間： 15~60s 成型周期： 40~140s三、 塑件的形狀尺寸的計算塑件的工作條件對精度要求較高，根據(jù) LDPE 的性能可選擇其塑件的精度等級為 6級精度（查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計》P 67表 3-9） 。外徑: 28mm 壁厚: 1mm5內(nèi)徑: 16mm 壁厚: 1mm由體積計算公式可計算得塑件的近似體積得:V 塑 = S*H?=2.825cm3查得 LDPE(低密度聚乙烯)密度約為: 由公式 代入數(shù)據(jù)可得塑3/94.0cmg??vw??件的質(zhì)量為：W 塑 =V 塑 ×r 塑 =2.6(g)。四、 型腔數(shù)目的確定及排布為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目，常用的方法有以下：1、根據(jù)經(jīng)濟性確定型腔數(shù)目。根據(jù)總成型加工費用最小的原則，并忽略準備時間和試生產(chǎn)原材料費用，僅考慮模具加工費和塑件成型加工費。2、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。當成型大型平板制件時，常用這種方法。設(shè)注射機的額定鎖模力大小為 F（N） ，型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力為 Pm,單個制品在分型面上的投影面積為 A1，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積為 A2，則：(nA1+A2)Pm F 即：?n 12AP??3、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗，在模具中每增加一個型腔，制品尺寸精度要降低 4%,高模具中的型6腔數(shù)目為 n,制品的基本尺寸為 L，塑件尺寸公差為 ,單型腔模具注塑模具生產(chǎn)時可能性??產(chǎn)生的尺寸誤差為 ( 不同的材料，有不同的值，如：聚甲醛為 0.2%,尼龍 66 為%s??s ?0.3% ,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS 等非結(jié)晶型塑料為 0.05%),則有塑件尺寸精度的表達?式為：L %+ （n-1 ）L % 4%?s?s??簡化后可得型腔數(shù)目為：n 2450????s?對于高精度制品，由于多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致，故通常推薦型腔數(shù)目不超過 4 個.4、根據(jù)注射機的額定最大注射量確定型腔數(shù)目。設(shè)注射機的最大注射量 G（g） ，單個制品的質(zhì)量為 W1（g） ，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 W2（g） ，則型腔數(shù)目 n 為：n 128.0W??型腔的排布設(shè)計原則：多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、H 形、直線型及復合型等，在設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則：1、 盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。2、 型腔布置與澆口開高部位應(yīng)力求對稱，以便停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。3、 盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。已知的體積 V 塑 或質(zhì)量 W 塑 ，又因為此產(chǎn)品屬大批量生產(chǎn)的小型塑件，但制件尺寸、精度、表面粗糙度較高，綜合考慮生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機的型號選擇，初步確定采用一模四腔對稱性排布,分流道直徑可選 1.6~9.5mm(參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》P59 表 4-3 部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍)。由塑件的外形尺寸(塑件壁厚 0.8<1.0<2.4)和機械加工的因素，確定采用點澆口，根椐塑件的材料及尺寸，澆口直徑可選 0.8~1.3mm(參見 《塑料制品成型及模具設(shè)計》P67 表 4-7 側(cè)澆口和點澆口的推薦值) 。采用對稱平衡的排布 ,如下圖示： 7型腔數(shù)目及排布圖五、 分型面的選擇分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面.一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以與合模方向平行或傾斜.分型面的選擇應(yīng)遵循以下原則:1、便于塑件脫模：開模是應(yīng)盡量使塑件留在動模內(nèi)；應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯；應(yīng)合理塑件在型腔中的方位。2、考慮和保證塑件的外觀不遭損害。3、盡力保證塑件尺寸的精度要求。4、有利于排氣和盡量使模具加工方便。本塑件屬于薄壁殼小型塑件，塑件冷卻時會因為收縮作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模和精度要求角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。8綜合以上因素，分型面應(yīng)選擇在瓶蓋的下部較為合理，如圖所示:分型面圖六、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計注射模的澆注系統(tǒng)是指從注流道的開始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充真到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。設(shè)計原則：澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證塑件熔體的流動平穩(wěn)、流程應(yīng)盡量短、防止型芯變形、整修應(yīng)方便、防止制品變形和翹曲、應(yīng)與塑件材料品種相適用、冷料穴設(shè)計合理、盡量減少塑料的消耗。1、 主流道設(shè)計：主流道是連接注射機噴嘴與公流道的一段通道，通常和注射機噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。本塑件所用的材料為 LDPE（底密度聚乙烯） ，根據(jù)其流動性特點，主流道設(shè)計的主要參數(shù)如下：① 、主流道圓錐角ａ= ，內(nèi)壁粗糙度為 Ra0.63μm.?5② 、主流道大端呈圓角，取半徑 r=3mm,以減小料流轉(zhuǎn)過渡時的阻力。9③ 、主流道應(yīng)盡可能的短，過長則會影響熔體的順利充型，此處根據(jù)實際情況選35mm.④ 、襯套與主流道設(shè)計成整體, 材料使用 T8，熱處理強度為 53-57HRC.2、 冷料穴的設(shè)計：冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，其作用就是存放料流前峰的“冷料”,防止“冷料”進入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時又能將主流道凝料從定模板中拉出。本塑件采用無拉料桿的冷料穴。分流道設(shè)計：分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用。多型腔模具必定設(shè)計分流道，單型腔大型塑件在使用多個點澆口時也要設(shè)置分流道。① 、分流道截面形狀和尺寸的選擇：通常的分流道截面形狀有圓形、矩形、梯形、U 形和六角形等，為了減少流道內(nèi)壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。由于正方形流道凝料脫模困難，六角形流道效率低而圓形截面流道在加工時兩半很難對準，在此，選擇半圓形，取半圓直徑 4.5mm.參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》59 頁表 4-3② 、分流道的布置分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置分平衡式與非平衡式兩種，根據(jù)上面所選型腔的布局，分流道采用平衡式的布置如下圖：103、 澆口設(shè)計：澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件質(zhì)量的影響很大。本塑件屬于小型塑件，用一模多腔，其表面要求較高，而點澆口截面積小，對于纖維增強的塑料，澆口斷開時不會損傷塑件表面，故而確定采用點澆口。澆口位置的選擇：澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響很大，在確定澆口時，應(yīng)遵循以下原則：澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置澆口應(yīng)開設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮，澆口的位置應(yīng)選擇在有利于型腔中氣體的排除澆口的位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位，對于圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。對于帶細長的型芯模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯因沖擊變形。澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位根據(jù)以上原則，瓶蓋屬于圓筒類制品，故而采用中心澆口?；緟?shù)如下圖所示:澆注系統(tǒng)圖根據(jù)塑件的外形尺寸和質(zhì)量等決定影響因素，初步取值如下：由塑件質(zhì)量 W 塑=2.6g 可得 d 取 4 D 取 6d=4mm D=6mm R=15mm h=5mm d1=1mmH1=4.5mm l=60~70mm L=25mm a=4。 a1=10。 L1=17mm4、溢流排氣系統(tǒng)的設(shè)計：11排氣系統(tǒng)對于讓塑料充滿型腔，防止產(chǎn)生接縫和表面輪廓不完整等缺陷有著很重要的作用。一般大型模具，要在分型面開設(shè)專門的排氣槽，以利型腔內(nèi)氣體的排除。排氣方式：排氣槽一般通常開設(shè)在分型面上凹模一邊，位置位于塑料熔體流動的末端。一般情況下，排氣槽尺寸以氣體能夠順利排出而不產(chǎn)生溢料為原則。排氣槽寬度可取1.5～6 mm，深度可取 0.025～0.1 mm，長度可取 0.8～1.5 mm。但對于此模具，無需設(shè)計專門的排氣槽來排氣，可通過分型面及活動型芯與模板之間配合間隙來排氣，足夠能使氣體順利排出。注：在工廠中，可以利用推桿和模板間的間隙；模板和型芯定位孔；模板和鑲塊的縫隙；側(cè)抽芯和型腔板的間隙；定?；顒有托竞投姘宓拈g隙等排氣。甚至當動定模接觸表面的粗糙度較大時，動定模之間也可以排氣。在本設(shè)計中，可利用頂桿間隙和定模型芯間隙排氣，不再開設(shè)排氣系統(tǒng)。七、 注射機的選擇及型號和規(guī)格根據(jù)所選擇的參數(shù)，初步估算澆注系統(tǒng)的:體積: V 澆 =8~9cm3。其質(zhì)量約為：W 澆 =V 澆 ×r 塑 =7.5~8.5g。S=(n×W 塑 + W 澆 ) /0.8=23~24g?？梢猿醪竭x項注射機型號為： XS-Z-30XS-Z-30 注射機的技術(shù)規(guī)格如下:型號： XS-Z-30額定注射量(cm 3)： 30螺桿直徑(mm)： 28注射壓力 (MPa)： 119注射行程（mm）： 130注射時間（s）： 0.7注射方式： 柱塞式12合模力 kN）： 250最大注射面積（cm 2）： 90最大開（合）模行程（mm）： 160模具最大厚度（mm）： 180模具最小厚度（mm）： 60模板最大距離（mm）： 340動、定模固定板尺寸（mm）： 250×280噴嘴圓弧（mm）： 12噴嘴孔徑（mm）： 2以上參數(shù)參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》第 240 頁附錄 E，部分國產(chǎn)注射成型機的型號及技術(shù)參數(shù)。柱塞式注射機成型原理：先將粉狀或粒狀從注射機的料斗中送進配備加熱裝置的料筒中，塑化成熔融狀態(tài)；然后，在柱塞的推動下，塑料熔體被壓縮，并以極快的速度向前經(jīng)噴嘴注入到模具型腔中，最后充滿型腔的熔體經(jīng)過保壓、冷卻而固華成塑件開模取出。如此即完成一個成型周期。柱塞式成型機中，塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供。在柱塞的平穩(wěn)推動下，料流是一種平緩的滯流態(tài)勢。料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì)點有著梯度變化的流速，結(jié)果靠料筒軸心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的溫度分布也有差異，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的電熱圈加熱，所以溫度高；而靠近軸心的料，因流動快，且又與料筒加熱圈隔了一層熱阻很大的塑料層，所以溫度低?？梢娫谥搅贤矁?nèi)，塑料的塑化程度很不均勻。注射機的分類：按外形可分為：臥式、立式和直角式按傳動方式可分為：機械式、液壓式和液壓、機械聯(lián)合式按用途又可分為：通用型和專用型所選注射機的型號為：XS-Z-30，屬于臥式通用型注射機。13八、成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作尺寸計算一、 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計：塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構(gòu)成這個型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模，凸模、小型芯、螺紋型芯或型環(huán)等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時反復與塑件摩擦，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐摩性和較低的表面粗糙度。同時還應(yīng)考慮零件的加工性和模具的制造成本。凹模的的結(jié)構(gòu)設(shè)計：凹模又稱陰模，是成型塑件外輪廓的零件。凹模有整體結(jié)構(gòu)式和組合式。（1）整體式凹模：由整塊金屬材料直接加工而成，這種形式的結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的塑件質(zhì)量較好。但當塑件形狀復雜時，采用一般機械加工方法制造型腔比較困難。因此它適用于形狀簡單的塑件。（2）組合式凹模：對于形狀復雜的塑件或難于機械加工的整體式凹模，為了節(jié)省貴金屬，便于型腔加工，減少熱處理，通常采用組合式凹模。亦可以分為：整體式凹模、整體嵌入式凹模、局部鑲嵌式凹模、大面積鑲嵌式凹模、四壁拼合式凹模。14本塑件的外形簡單，采用整體式凹模。其適用于形狀簡單且凸模高度較小的塑件，整體式凹模為非穿通式模體，強度好，不易變形。凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計：凸模，即型芯，是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常可分為整體式和組合式。（1）整體式凸模：當塑件的內(nèi)形比較簡單，深度不大時，可采用整體式凸模，其結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件的質(zhì)量好，但機械加工不便，鋼材耗量較大，適用于小型凸模。（2）組合式凸模：當塑件的內(nèi)形比較復雜而不便于機械加工時，或形狀雖不復雜，但為了節(jié)省貴金屬，減少加工量，通常采用組合式凸模。固定板和凸模可分別采用不同的材料制造和熱處理，然后再連接成一體，這種結(jié)構(gòu)形式適用于大型凸模。由瓶蓋的特殊結(jié)構(gòu)，有兩層，內(nèi)有螺絲，采用鑲件組合式凸模。二、 成型零件工作尺寸計算：成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸，通常包括凹模和凸模的徑向尺寸（包括零件的長和寬） 、凹模和凸模的高度尺寸及位置尺寸，故零件的工作尺寸計算主要是凹模和凸模的尺寸計算。1、產(chǎn)生偏差的原因：①．塑料的成型收縮 成型收縮引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因有：預定收縮率（設(shè)計算成型零部件工作尺寸所用的收縮率）與制品實際收縮率之間的誤差；成型過程中，收縮率可能在其最大值和最小值之間發(fā)生的波動。σ s=(Smax-Smin)×制品尺寸σ s 成型收縮率波動引起的制品的尺寸偏差。Smax、S min 分別是制品的最大收縮率和制品的最小收縮率。 ②．成型零部件的模具制造偏差 工作尺寸的制造偏差包括模具的加工偏差和裝配偏差。加工偏差就是模具在制造過程中所產(chǎn)生的尺寸偏差，裝配偏差主要是模具在分型面上的合模間隙以及組合模具的配合偏差。③．成型零部件的磨損成型零部件的摩損相對于精度要求不高的大型零部件來說，可以不考慮，但對于精度要求較高的小型零部件，就必須要對其進行考慮。２、本產(chǎn)品為 LDPE制品，屬于大批量生產(chǎn)的小型塑件，預定的收縮率的最大值和最15小值分別取 1.5%和 3.5％。平均收縮率 為 2.5%,此產(chǎn)品采用 6 級精度，屬于一般精度制品。s因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù) x 取值可在 0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到 IT７～IT ８級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下：凹模徑向尺寸計算：（相關(guān)公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》第 79-80 頁）圖 B: mLsLZZsMM12.048.0101468]%)5[(2[(?????????(C1)±δz/2 =(1+ sˉ )C1S±δz/2=(1+2.5%)×2±0.32/2=2.05±0.16 mm凸模計算:mLsLZZsMM09. 0436.202513]%).[([(?????????mHsZZMSM1.04.0075]2%)[(1[(?????????16圖 A 中：(LM1) 0-δz =[ (1+ sˉ )LM1S+0.5×Δ] 0-δz=[ (1+2.5%)×26+0.5×0.48]0-0.48/4=26.650-0.12( L1) 0+δz =[(1+ sˉ )L1S - 0.5×Δ] 0+δz=[ (1+2.5%)×16-0.5×0.4]+0.4/40=16.2+0.10(lx) 0+δz =[(1+ sˉ )lXS - 0.5×Δ] 0+δz=[(1+2.5%)×2 - 0.5×0.24]+0.24/40=1.93+0.040(CX) ±δz/2 =(1+s ˉ )CXS±δz/2=(1+2.5%)×11±0.38/2=11.27±0.19(wx)0+δz =[(1+ sˉ )w XS - 0.5Δ] 0+δz=[(1+2.5%)×0.5-0.5×0.24]+0.24/40=0.4+0.060圖 A圖 B17圖 cl,1圖 C 中，螺紋型芯與大型芯的配合采用 H8/f8。型芯徑向尺寸計算： 18.0362??il(hQ) 0+δz =[ (1+ sˉ )hQS-0.5×Δ] 0+δz=[ (1+2.5%)×3-0.5×0.24]+0.24/40=2.96+0.060(hQ1) 0-δz =[(1+ sˉ )hQ1s+0.5×Δ] 0-δz =[ (1+2.5%)×10-0.5×0.32] 0-0.32/4=10.09 0-0.08(lQ2) 0-δz =[ (1+ sˉ )lQ2S+0.5×Δ] 0-δz=[ (1+2.5%)×9+0.50.32]0-0.32/4=9.070-0.08計算螺紋型芯的工作尺寸：（1）螺紋型芯大徑： (dM 大 )0-δz =[(1+ sˉ )ds 大 +Δ 中 ] 0-δz螺紋型芯中徑： (dM 中 )0-δz =[(1+ sˉ )ds 中 +Δ 中 ] 0-δz螺紋型芯小徑： (dM 小 )0-δz =[(1+ sˉ )ds 小 +Δ 中 ] 0-δzdM 大 , dM 中 , dM 小 ——— 分別為螺紋型芯的大，中，小徑；ds 大 ， ds 中 ，d s 小 ——— 分別為塑件內(nèi)螺紋大，中，小徑基本尺寸；Δ 中 ———塑件螺紋中徑公差；18δz———螺紋型芯的中徑制造公差，其值取 Δ/5。將數(shù)據(jù)代入以上公式計算得：(dM 大 )0-δz =[(1+2.5%)×14+0.03]0-0.03/5=14.380-0.006(dM 中 )0-δz =[(1+2.5%)×12.701+0.03]0-0.03/5=13.0490-0.006(dM 小 )0-δz =[(1+2.5%)×11.835+0.03]0-0.03/5=12.1610-0.0063、型腔壁厚和底板厚度計算注射模在其工作過程需要承受多種外力，如注射壓力、保壓力、合模力和脫模力等。如果外力過大，注射模及其成型零部件將會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，或產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形，引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙，由此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象，從而導致整個模具失效或無法達到技術(shù)質(zhì)量要求。因此，在模具設(shè)計時，成型零部件的強度和剛度計算和校核是必不可少的。一般來說，凹模型腔的側(cè)壁厚度和底部的厚度可以利用強度計算決定，但凸模和型芯通常都是由制品內(nèi)形或制品上的孔型決定，設(shè)計時只能對它們進行強度校核。因在設(shè)計時采用的是鑲嵌式圓形型腔。因此，計算參考公式如下：側(cè)壁：按強度計算： ??)12(??mPrs?按剛度計算：??)125.7.0(???rpErsp?底部：按強度計算：19???21.rphms?按剛度計算： ??349.0?ErPhms?凸模計算：按強度計算： ????mPLr2?按剛度計算： ??34??ELPrm?參數(shù)符號的意義和單位以及經(jīng)查表所得值如下：Pm 模腔壓力（MPa）取值范圍 50~70E 材料的彈性模量（MPa）查得 2.06×105[ ] 材料的許用應(yīng)力（MPa）查得 176.5；?[δ] 成型零部件的許用變形量（mm ）查得 0.05；將以上值代入公式計算可得：按強度計算得：s 4.93mm hs 4.38mm r 8.52mm??按剛度計算得：s 0.93mm hs 1.91mm r 3.97mm模具采用材料為 3Gr2W8V，淬火中溫回火，≥ 46HRC20九、 導向機構(gòu)的設(shè)計為了保證注射模準確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導向機構(gòu)。導向機構(gòu)的作用是導向，定位以及承愛一定的側(cè)向壓力。導向機構(gòu)包括導柱導向和錐面定們兩種，根據(jù)本塑件的實際情況，采用導柱導向機構(gòu)。一、 導柱導向機構(gòu)的作用：1、 定位件用：模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，在模具的裝配過程中也起定位作用，便于裝配和調(diào)整。2、 導向作用：合模時，首先是導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。3、 承受一定的側(cè)向壓力。二、導柱導套的設(shè)計原則：1、導柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度。2、導柱的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 6-8mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。3、導柱和導套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度。214、為了使導柱能順利的進入導套、導柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導套的前端也應(yīng)倒角.5、導柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不愛損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。6、一般導柱滑動部分的配合形式按 H8/f8，導柱和導套固定部分配合按 H7/k6，導套外徑的配合按 H6/k6;7、除了動模、定模之間設(shè)導柱、導套外、 ，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導柱和導套，以保證推出機構(gòu)的正常運動。8、導柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標準框架數(shù)據(jù)選取。三、導柱導套的設(shè)計：一般在注射模中，動、定模之間的導柱既可設(shè)置在動模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，視具體情況而定，通常設(shè)置在型芯凸出分型面最長的那一側(cè)。而雙分型的注射模，為了中間板在工作過程中的支承和導向，所以在定模一側(cè)一定要設(shè)置導柱。如下圖所示：模具結(jié)構(gòu)圖導柱的設(shè)計：1、導柱的結(jié)構(gòu)：（1）鉚合式導柱：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但導柱損壞后更換麻煩。（2）直通式導柱：拆裝方便，便于維修，但制造比較費時，且需增加墊板，適用于22大型固定式模具。（3）壓入式合模銷：在垂直分型面的模具中，為了保證錐模套中的對拼凹模相對位置準確，常采用兩個合模銷。本次設(shè)計結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及其它各方面的要求，選用直通式導柱。2、對導柱的要求：（1）導柱的長度必須比凸模端面的高度高出 6～8㎜，以免在導柱未導正方向之前型芯進入型腔時與凹模相碰而損壞。此外，導柱長于凸模端面，脫模后可按任何利于操作的位置放在工作臺上，而不致于擦傷凸模成型表面。（2）為使導柱能順利地進入導套，導柱的端部應(yīng)該做成圓錐形或半球形的先導部分。球形先導部分因制造費時，一般很少采用。（3）導柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證導柱具有足夠的抗彎強度。（4）導柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的型芯。（5）導柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)。（6）導柱配合部分的表面光潔度應(yīng)高一些。（7）導柱滑動部分按 H8/h8 間隙配合，固定部分按 H7/m6 過渡配合導柱的尺寸如下圖：導柱與導套選用間隙配合.導套的設(shè)計:231、導套的結(jié)構(gòu)：（1）套筒式導套：用于模套高度不大的簡單模具。（2）臺階式導套：檢修方便，能保證導向精度，主要用于精度要求較高的大型模具。（3）凸臺式導套：主要用于固定式模具中的推出機構(gòu)。（4）帶油槽的導套：可以改善導向條件，減少磨擦，但增加了制造成本，僅用于模具溫度不高的固定式注射模。結(jié)合零件結(jié)構(gòu)及模具整體要求，選用臺階式導套。2、對導套的要求：（1）為使導柱比較順利地進入導套，在導套的前端應(yīng)倒有圓角 R。（2）對于大型注射模，當開模力過大時，為了防止導套拔出，應(yīng)在導套上部加裝蓋板。（4）導套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導柱或?qū)桌?。?）導套配合部分的表面光潔度不能過低。（5）導套孔的滑動部分按 H8/h8 間隙配合，導套外徑按 H7/m6 過渡配合。導套設(shè)計及尺寸如下圖所示:點澆口形式的雙分型號面注射模應(yīng)注意使分型面 A 的分型號距離能保證澆注系統(tǒng)凝料順利取出，一般 A 分型號面分型距離為：s=s1+3~5mm24s——A 分型面分型距離(mm)；s1——澆注系統(tǒng)凝料在合模方向上的長度(mm)。雙分型面模具中要注意導術(shù)的設(shè)置及導柱的長度，如刻導柱同時對動模部分導向，則導柱導向部分的長度應(yīng)按下式計算：L≥s+H+8~10mmL——導柱導向部分長度(mm);s——A 分型面分型距離(mm);H——中間板的厚度（mm） 。s1=46.5mm s=49.5~51.5mm H=34.5mm L≥92mm定端與模板間用 H7/m6 或 H7/k6 的過渡配合,導向部分通常采用 H7/f7 或 H8/f7 的間隙配合。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求，與導柱同動作的彈簧應(yīng)布置 4 個，并盡可能對稱布置于 A 分型面的四周，以保持分型時彈力均勻，中間板不被卡死。布局形式如圖所示：導柱排布圖 25十、 脫模機構(gòu)的設(shè)計在注射成型的每一循環(huán)中，都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出,模具中這種脫出機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)（或推出機構(gòu)、頂出機構(gòu)） 。脫模機構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。1、 脫模機構(gòu)的組成:推出機構(gòu)由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機構(gòu)的導向與復位部件組成。即推件板、推件板緊固螺釘、推板固定板、推桿墊板、頂板導柱、頂板導套以及推板緊固螺釘。脫模機構(gòu)的分類：一．按驅(qū)動方式分：1．手動脫模，它是在開模后，用人工操作推出機構(gòu)取出塑件。其動作平穩(wěn)，對塑件無撞擊，操作安全，但勞動強度大，生產(chǎn)效率低；2．機動脫模，是利用注射機的開模動作使塑件脫離型腔。開模時塑件先隨動模一起移動，達到一定位置時，脫模機構(gòu)被注射機上固定不動的推桿（或頂桿）頂住而不能隨動模繼續(xù)移動，從而使塑件脫離模腔。機動脫模生產(chǎn)效率高，推出力大，生產(chǎn)中被廣泛采用；3．液壓脫模，注射機上設(shè)置有專用的液壓頂出裝置（即液壓缸） ，當開模到一定距離后，通過液壓缸活塞驅(qū)動而實現(xiàn)脫模動作。液壓式的頂出力、速度和時間可通過液壓系統(tǒng)26調(diào)節(jié)，但需要專用液壓裝置；4．氣動脫模，利用壓縮空氣，通過型腔里微小的頂出氣孔或受氣閥將塑件吹出，氣動方式可以真截吹出塑件，且制件表面無任何痕跡，但是需要專用裝置。二．按推出零件的類別分類：（1）推桿式脫模，應(yīng)用廣泛，常用圓形截面推桿，其具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。是推桿直接與塑件直接接觸，開模后將塑件推出。（2）推管推出脫模，又稱空心推桿或頂桿.特別適用于圓環(huán)形、圓筒形等中心帶孔及薄壁圓桶形塑件.推管整個周邊推頂塑件，使塑件受力均勻，無變形、無推出痕跡等優(yōu)點。推管推出機構(gòu)的常用方式是將主型芯固定于動模座板的推管脫模機構(gòu)。（3）推件板推出脫模，又稱卸料板或刮板。其特點是推出面積大、推力均勻，塑件不易變形，表面無推出痕跡，結(jié)構(gòu)簡單，模具無需設(shè)置復位桿，適用于大筒形塑件或薄壁容器及各種罩殼形塑件。（4）利用成型零件推出制品的脫模，適用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件。（5）多元聯(lián)合式脫模，對于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機構(gòu)聯(lián)合動作以完成脫模過程。三．按脫模動作分類：（1）一次推出脫模，最常用的一種脫模方式，塑件只經(jīng)過推出機構(gòu)一次動作就能脫模，故又稱簡單機構(gòu)。（2）二次推出脫模。一般的塑件，其推出動作都是一次完成的，但是某些特殊形狀的塑件，一次推出動作難以將制品從型腔中推出或者制品不能自動脫落，這時就必須增加一次推出動作才能使制品脫落。二次推出脫模兩次推出的行程一般都有一定的差值，行程大與行程小者既可以同時動作，也可以滯后動作。同時動作時要求行程小者提前停止動作；若不同時動作時，要求行程大者的零件滯后運動。（3）動定模雙向推出脫模，在某些情況下，當塑件被推出后還需延遲動作再推出澆注凝料等，尤其用于潛伏式澆注系統(tǒng)注射模具。27（4）帶螺紋塑件的脫模機構(gòu)可采用強制脫模、活動型芯和型環(huán)形式脫螺紋及回轉(zhuǎn)式脫螺紋。2、 設(shè)計原則：a、 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動模一側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作；b、 保證塑件不因推出而變形損壞,外形良好；c、 結(jié)構(gòu)簡單可靠:機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度；3、 脫模力的計算：脫模力是指將塑件從型芯上脫出時所需克服的阻力。它是設(shè)計脫模機構(gòu)的重要依據(jù)之一.當塑件收縮包緊型芯時，其受力情況為：正壓力 F 正=F 包，即它的正壓力就是塑件對型芯的包緊力，些時的摩擦阻力為：F 阻=f×F 正=f×F 包。當型芯存在錐度的時候，故在脫模力（F 脫） 的作用下，塑件對型芯的正壓力降低了 F脫×sina,即變成了（F 正-F 脫×sina） ，所以些時的摩擦阻力為：F阻=f(F 正-F 脫×sina)=f×F 正-f×F 脫×sina式中：F 阻 摩擦阻力（N）f 摩擦系數(shù)，一般取 f=0.15 - 1.0F正 因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力（即包緊力）(N)F脫 脫模力A 脫模斜率，一般為 1度到 2度.根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：∑F x=0F 脫 +F 正 sinα=F 阻 cosα由于 a 一般非常小，式中的 f×sina 會非常接近于 0,故與之相乘的項之值可近似的等于 0,因此上式中的 f×F脫×sina 可以忽略，當該項忽略時，上式變成：F脫=f×F 正×cosa-F 正×Sina=F 正（f×cosa-sina）當(f×sina×F 脫)項忽略不記時，即為：F脫+F 正×sina=(f×F 正-f×F 脫×sina) ×cosaF脫= afFaf cosin1)t(cosin1)i( ???????正正28F 脫=p A?式中：p 塑件對型芯產(chǎn)生的單位正壓力（包緊力）,一般 p=8-12MPa,薄件取小值，厚件取大值。A 塑件包緊型芯的側(cè)壓力對于不通孔的殼形塑件脫模時，還需要克服大氣壓力造成的阻力 F 阻,其值為：F 阻=0.1AA 為型芯端面面積故總的脫模力應(yīng)為：F 總脫=F 脫+F 阻或 F 總脫=F 脫+0.1Ap 為塑件對型芯的單位面積上的包緊力，在一般情況下，模外冷卻的塑件 p 取2.4~3.9×107Pa;模內(nèi)冷卻的塑件 p 約取 0.8~1.2×107Pa。經(jīng)計算 A=615.44mm2 ,式中 μ 取 0.25,p 取 1×107Pa,取 α= 。?45將數(shù)據(jù)代入上面導出的公式可得：Ft=615.44×10-6×1×107(0.25×cos45′ -sin45′ )=1457.91N。脫模力的大小隨塑件包容型芯的面積增加而增大，隨脫模斜度的增加而減小。由于影響脫模力大小的因素很多，如推出機構(gòu)本身運動時的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難,因此上面計算出來的結(jié)果只是一個近似值，實際的脫模力應(yīng)比計算出來的要大才合理。4、 用推件板推出機構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm 的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。5、 復位零件：對于推件板推出機構(gòu)而言，由于推桿端面與推件板接觸，可以起到復位桿的作用。因此，可以不必再另外設(shè)置復位桿。6、 排氣系統(tǒng)：當塑料熔體填充型腔時,必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈,一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小29而產(chǎn)生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋） ，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填量的均勻合適及增加塑料熔體匯合處的熔接強度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè)溢流槽以容納余料，也可容納一定量的氣體。通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點的固定型芯端部與模板的配合間隙進行排氣，其間隙為 0.03~0.05mm。十一、 溫控系統(tǒng)設(shè)計塑料在成型過程中,模具溫度會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黏模；模具溫度過低，則熔體流動性差，塑件輪廓不清晰，表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當模具溫度不均勻時，型芯和型腔溫度差過大，塑件收縮不均勻，導致塑件翹曲變形，會影響塑件的形狀和尺寸精度。高置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達到理想的溫度要求。冷卻系統(tǒng)的作用：1、防止塑件脫模變形。2、縮短成型周期。3、使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度，以得到柔軟性、撓曲性、伸長率較好的塑件。設(shè)計冷卻系統(tǒng)時應(yīng)考慮的因素：1、模具的結(jié)構(gòu)形式。2、模具的大小。3、塑件熔接痕的位置。冷卻系統(tǒng)的開設(shè)原則：1、當模具僅設(shè)一個入水接口和一個出水接口時，應(yīng)將冷卻管道進行串聯(lián)連接。302、采用多而細的冷卻管道，比采用獨根大冷卻管道好，因為多而細的冷卻管道擴大了模溫調(diào)節(jié)的范圍。3、在收縮率大的塑料制品模具中，應(yīng)沿其收縮方向設(shè)置冷卻回路。4、普通模具的冷卻水應(yīng)采用常溫下的水，通過調(diào)節(jié)水的流量來調(diào)節(jié)模具溫度。5、合理地確定冷卻管道的中心距以及冷卻管道與型腔壁的距離，一般為冷卻管道直徑d 的(1～ 2)倍,管道與管道間的距離一般為(2.5～4)d 。6、盡可能使所有的冷卻管道孔分別到各處型腔表面的距離相等。7、應(yīng)加強澆口處的冷卻。8、應(yīng)避免將冷卻管道開設(shè)在制品熔合紋的部位。9、注意水管的密封問題。10、進、出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，為了不影響操場作，通常應(yīng)將進、出口水管接頭設(shè)在注射機背面的模具一側(cè)?；驹瓌t：熔體熱量 95%由冷卻介質(zhì)（水）帶走，冷卻時間占成型周期的 2/3。注射模冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則：1. 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大 型腔表面的溫度與冷卻水道的數(shù)量、截面尺寸及冷卻水的溫度有關(guān)。2．冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相等，但是當塑件不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也可適當小一些。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm，常用 12~15mm.3．澆口處加強冷卻 塑料熔體充填型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度就越低，因此澆口附近應(yīng)加強冷卻，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近，使?jié)部诟浇哪＞咴谳^低溫度下冷卻，而遠離澆口部分的模具在經(jīng)過一定程度熱交換后的溫水作用下冷卻。4．冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小 如果冷卻水道較長，則冷卻水出、入口的溫差就比較大，易使模溫不均勻，所以在設(shè)計時應(yīng)引起注意。冷卻水道的總長度的計算可公式：Lw=Aw/πLw 冷卻水道總長度 Aw 熱傳導面積 Dw 冷卻水道直徑根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求，冷卻水道長度5．冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 31聚乙烯的收縮率大，水道應(yīng)盡量沿著收縮方向設(shè)置。6．合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進出口水管接頭通常設(shè)在注射機背面的模具同一側(cè)。7．冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其它機構(gòu)（如推桿孔，小型芯等）發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計時要通盤考慮。8．冷卻水道水管接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在運動過程中造成損壞。冷卻水道的設(shè)計必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強度；冷卻水道要易于加工清理一般水道孔徑為 10mm 左右，不小于 8mm。根據(jù)此套模具結(jié)構(gòu)，采用孔徑為 8mm 的冷卻水道。冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)塑料制品的形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回跟可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋式、噴射式、隔板式等多種樣式，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。冷卻系統(tǒng)的主要形式有：1．簡單流道式，即通過在模具上直接打孔，并通以冷卻水而進行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的一種形式。適用于成型較淺且面積較大的塑件，對深腔和高度較大的型芯冷卻效果好。 ；2．螺旋式，其特點是使冷卻水在模具中產(chǎn)生螺旋狀態(tài)回路，冷卻效果好，但制造比較麻煩。3．隔片導流式，一種用于多型芯的冷卻形式。4．噴流式，用于長型芯的冷卻形式，是在型芯中間裝有一個噴水管，冷卻水從噴水管的頂端噴出，向四周分流冷卻芯壁。5．導熱桿及導熱型芯式，是在型芯上鑲有導熱性能好的鈹銅合金，冷卻水與鈹銅合金的全部接觸，以提高冷卻效率。冷卻系統(tǒng)的主要零件：冷卻系統(tǒng)對應(yīng)不同的冷卻裝置有不同的零件，主要有以下幾種：1．水管接頭，一般由黃銅制成，對要求不高的模具也可用一般結(jié)構(gòu)鋼制成。2．螺塞，主要用來構(gòu)造水路，起截流作用。要求高的模具用黃銅制作。3．密封圈，主要用來使冷卻回路不泄漏。4．密封膠帶，主要用來使螺塞或水管接頭與冷卻通道連接不泄漏。5．軟管，主要作用是連接并構(gòu)造模外冷卻回路。32冷卻系統(tǒng)的計算：本塑件屬于小型模具，可忽略空氣對流、輻射以及注射機接觸傳走的熱量，同時也忽略高溫噴嘴頭向模具的接觸傳給型腔的熱。對其進行簡單計算，及以塑料熔體釋放出的熱Q1 作總熱量，全部由冷卻介質(zhì)傳走。 (模具實際工作過程中，這些熱量應(yīng)分別由凹模和冷卻系統(tǒng)所帶走,因此此處計算是個近似值). sQnG??21凸凹式中 G1，G2 分別為凹模和型芯所承擔制品質(zhì)量(kg)，而且一般以制品壁厚的中性面作為凹模與型芯冷卻的交界面來計算 G1、G2 。對于圓筒類制品，實驗表明約 40%的帶走，其余 60% 由型芯帶走。1．單位時間內(nèi)從型腔中散發(fā)的總熱量(Q 總=Q1),每次的注射量：G=nG 件+G 澆=24gG是總的注射量，G 件是單位所需注射量，G 澆是澆注系統(tǒng)所消耗的注射量第六部分注射機的選擇時已計算得出。確定生產(chǎn)周期： 脫冷注 tt??式中 t為生產(chǎn)周期（s）,t 注為注射時間，t 冷為冷卻時間，t 澆為脫模時間,由《塑料制品成型及模具設(shè)計》 第 237頁附錄 D可查得 t注 15-60s,t冷 15-60s，總周期 t為 40-140s;LDPE的單位熱流量：《塑料制品成型及模具設(shè)計》第 143頁表 4-25常用塑料熔體的單位熱流量可查得,LDPE(低密度聚乙烯)的單位熱流量 Qs為 590-690 kJ/kg每小時需要注射的次數(shù) N=3600/t;取 t=120s，可求得 N=30次.每小時的注射量： hkgGNW/72.043????從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量 Qs取 650kJ/kg,代入式中得sQ總33hkJgkJhgQ/468/650/72.0???總2.凹模冷卻水質(zhì)體積流量： )(/1進出凹 TCqv???公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》經(jīng) 145頁 4-91式中 為水的密度 ,C1為水的比熱容 ,T出為水管出?3/10mkg CkgJ???/187.4口設(shè)定溫度，T 進為水管進口設(shè)定溫度。 為凹模帶走的熱量。設(shè)定水管進口溫度凹Q，水管出口溫度 ，則平均水溫 將以上C??23進 CT??27出 T???25出進平數(shù)據(jù)代入得： min/1037.)2(187.406/ 33qv ????3.根據(jù)爭 qv查《塑料制品成型及模具設(shè)計》第 146頁表 4-26可得冷卻管道直徑 d=8mm;4.冷卻水的平均流速： smdqv/74.08.145.370232?????平 均5．冷卻管壁與水交界面的的傳熱膜系數(shù) h3: 2.08.3)(7dfh???式中，f 為與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，查《塑料制品成型及模具設(shè)計》第 146頁表 4-27可得，平均水溫 T平=25 攝氏度時,f=6.84, 為冷卻介質(zhì)在一定溫度下的密度，此處取 ; 為冷卻介質(zhì)在圓管中的流速，取 ;d為水3/10mkg??? sm/74.0??孔直徑,取 d=8mm=0.008m。將以上數(shù)據(jù)代入上式得： 42.08.033 15)741(8.67.4??h6．凹模冷卻管的總?cè)珶崦娣e：34ThQA???3凹式中， △T 為模具溫度與冷卻介質(zhì)溫度之間的平均溫差，即: CCTTM ???? ??????? 20/)72(45/)(進出將以上數(shù)據(jù)代入上式得： 316.018.6mA????7．計算凹模上應(yīng)設(shè)冷卻管長度： dALd??/?dAL 7.27.2.459.3/10576./ 3?????本塑件是中等深度的塑件，采用點澆口進料的中等深度的殼形塑件，在凹模底部附近采用簡單流道式即與型腔表面等距離鉆孔的形式。由以上計算可得：通水孔直徑取 d=8mm.如下圖：十二、模具的閉模高度和開模行程驗算1、模具的閉模高度模具的閉模高度是指模具閉模時，定模板到模腳下表面的距離，從模具的裝配圖中可知：H=174mm由注射機的選擇參數(shù)可查得：Hmin=60mmHmax=180mmHmin下載提示(請認真閱讀)
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