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附件1：外文資料翻譯譯文
塑件均一的帶嵌塊注射模
摘要 制造光碟的注射模定義了一個(gè)可打開(kāi)的模具型腔和帶有信息的圓盤(pán)，該圓盤(pán)通過(guò)模具型腔中的真空在光碟上形成壓痕，這樣在必要時(shí)為了使嵌塊易于拆除和更換。
該發(fā)明涉及的注塑模具，包括至少兩個(gè)模具零件,這兩個(gè)模具零件在封閉的空間內(nèi)可相互移動(dòng)，在內(nèi)部形成一個(gè)空型腔。該型腔連通了一個(gè)壓力管道，用該壓力管道來(lái)給型腔中的高溫塑料加壓，在高壓下把塑料加熱。并且在該型腔的一個(gè)可打開(kāi)的位置取出某形狀的產(chǎn)品，這個(gè)打開(kāi)的位置在正對(duì)著至少一個(gè)用來(lái)固定嵌塊的空腔壁面上，通過(guò)保障方法在事先選定的位置上夾住嵌塊。
這樣的注塑模具是眾所周知的。例如鑄模制造光碟的模具。這種光盤(pán)是帶中心孔的圓盤(pán)，上面以數(shù)字形式記錄音頻信息。音頻信息在光盤(pán)的平面上以螺旋形的凹陷軌道被排列，光碟上的壓痕與其他模具空腔的圓盤(pán)狀嵌塊的形狀是互補(bǔ)的。
制造圓盤(pán)必須滿(mǎn)足高要求，即產(chǎn)品必須符合嚴(yán)格的尺寸精度的規(guī)范。
帶有互補(bǔ)信息的圓盤(pán)要制造成嵌塊的形式，需要非常準(zhǔn)確的定位和正對(duì)模具壁。在模具打開(kāi)的時(shí)候，例如，取出一個(gè)光碟時(shí)，鎳制嵌塊也仍然保持正確的定位。
在整個(gè)停滯期間內(nèi)有一個(gè)嵌塊準(zhǔn)確和永久正確定位的方法，例如用于制造1000個(gè)單位的產(chǎn)品，一方面采取抓緊圓盤(pán)中央洞的圓邊的方法；另一方面在圓盤(pán)周?chē)ゾo圓盤(pán)，但是，它必須保證替換嵌塊不會(huì)損失過(guò)大，一方面是考慮縮短停滯時(shí)間，另一方面防止它轉(zhuǎn)形成另外一種類(lèi)型的圓盤(pán)，換句話說(shuō)，將改變一系列產(chǎn)品。
塑料模具通常是昂貴的。但是，使用帶有采用特殊正確手段來(lái)安置并且在預(yù)先選定的位置固定的嵌塊的模具更昂貴。此外，嵌塊容易替換的力有助于進(jìn)一步提高模具的價(jià)格。
這項(xiàng)發(fā)明已經(jīng)為它的產(chǎn)品提供了注塑模具，這樣的模具可用于制造大量簡(jiǎn)單且便宜的產(chǎn)品，然而仍保持準(zhǔn)確的尺寸和穩(wěn)定的形狀。
為了了解這一產(chǎn)品，該發(fā)明提出了一種類(lèi)型注塑模具，序言中所提到的是采用連接一個(gè)低壓液體源來(lái)定位，部分是由于低壓或每個(gè)嵌塊正對(duì)相關(guān)的壁作為保障手段制造而成的。
制造塑料薄片如圓盤(pán)形的或上面描述的光碟時(shí)，這種模具可以顯示嵌塊被安排正對(duì)平壁的特征，該壁顯示至少有一個(gè)凹槽連接了負(fù)壓源。該凹槽可以做成如環(huán)型槽的形式。
在這種情況下，最好是每個(gè)凹槽可以延伸到壁的圓周區(qū)域內(nèi)，并且圍繞中心孔的區(qū)域也可能存在。
在一個(gè)實(shí)際設(shè)備中制造出來(lái)的薄片模型有中央洞，同時(shí)通過(guò)機(jī)械手段能夾住薄片。
當(dāng)模具打開(kāi)時(shí)，為了澆口的釋放容易完成，推薦的方法是壓力管道中的變體通過(guò)分開(kāi)部分的模具出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)腔中。
就具體的物體來(lái)說(shuō)，是可取的，甚至是對(duì)帶中央洞的物體是非常重要的。為了這個(gè)目的采用的后處理是眾所周知的。然而，為了從形狀物件沖壓中心孔使用了最好的沖壓手段制造，這樣經(jīng)過(guò)后處理去掉殘留應(yīng)力?？梢蕴貏e地制造使變體顯示它的特點(diǎn)，沖壓手段包括一個(gè)圓柱零件的組成部分是一個(gè)模具的部分零件，上述的圓柱零件前面有一個(gè)圓周邊緣的結(jié)構(gòu)適應(yīng)從一個(gè)物體中被打出一個(gè)洞的形狀，正在軸心的零件移開(kāi)，并且附著另一半的模具，而且調(diào)整的意味著來(lái)調(diào)整前周緣圓柱輕拍的形成和表面的位于它對(duì)面其他部分模具之間的距離。在這種情況下，整手段才能加以管制，，當(dāng)使用不同塑料時(shí)，以確保不同形狀的物體的最好的質(zhì)量，而這種方式也有可能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，所以可以制成冷注射和熱注射。
特別是著眼于確定沖壓手段中最佳的一擊的可能性，有一種可成型的變體，其中調(diào)整手段可以從外面操作?？梢允菆?zhí)行在注射過(guò)程中運(yùn)轉(zhuǎn)，在注射成型中逐漸進(jìn)展，例如從一個(gè)最高的位置距預(yù)先選定的位置的最小距離，例如O的距離，可以用具體設(shè)備造，在注射成型期間，該具體設(shè)備進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加熱，成型，最后取出產(chǎn)品。
傾向于一種設(shè)備，它顯示了型腔壁在壓力管口的對(duì)面顯出一個(gè)與該型腔會(huì)和的中央凹槽的特點(diǎn)，該凹槽的底部的形成是通過(guò)一個(gè)排出器的底表面，該排出器排出了從沖壓中心孔中脫離的一部分東西，由通道通向廢料區(qū)。
進(jìn)一步的發(fā)明已經(jīng)在此類(lèi)型注射模之前為它的注塑產(chǎn)品描述過(guò)了。這樣一個(gè)產(chǎn)品的特點(diǎn)是在模具打開(kāi)時(shí)驅(qū)動(dòng)負(fù)壓源，進(jìn)行加工。
這項(xiàng)發(fā)明將在所附的幾個(gè)主觀選擇的實(shí)例的基礎(chǔ)上解釋?zhuān)摪l(fā)明不能全部解釋?zhuān)还茉鯓邮潜幌拗频?。在圖中：
圖中1-5顯示根據(jù)發(fā)明在一個(gè)生產(chǎn)周期的不同階段是通過(guò)注塑模具縱切；
圖中6顯示詳細(xì)的解釋了帶有機(jī)械和負(fù)壓手段的插入盤(pán)的穩(wěn)定性；
圖中7根據(jù)圖6顯示了VII的細(xì)節(jié)；
圖中8顯示了一個(gè)視角相當(dāng)于圖6中的變體，其中插入盤(pán)由負(fù)壓?jiǎn)为?dú)地夾住變體；
當(dāng)根據(jù)圖8時(shí)，圖中9顯示一個(gè)變體；
圖中10顯示注塑模具的凹槽的細(xì)節(jié)，凹槽與吸的方法連接，用多孔材料充滿(mǎn)；
圖中11和12顯示兩個(gè)注射模具的脫離模，其中包括外加工的沖壓調(diào)節(jié)手段和加工手段。
根據(jù)發(fā)明圖中1顯示了注塑模具1，這包括前端模2和后模具3 。緊靠前表面4鎳盤(pán)5可以放在一個(gè)提供的中心孔6中，盤(pán)5可以通過(guò)一個(gè)閥座壓板7固定在前表面4。為此，閥座壓板7穩(wěn)固地與后模具3連接，用螺栓8和螺紋襯套9 。凸緣10，在圖7中可以更加清楚地看到它的形狀，抓緊中心孔6的邊緣。通過(guò)操作螺紋襯套9，通過(guò)一個(gè)齒輪聯(lián)軸器定一個(gè)直角，閥座壓板7朝箭頭13的方向可移動(dòng)到相應(yīng)模具3的型腔14，確保鎳盤(pán)5緊靠前表面4。
模具1習(xí)慣用來(lái)制造光碟。針對(duì)圖中的左側(cè)是鎳盤(pán)5，為了制造光碟在表面上載有數(shù)字信息。制造成厚度0.300mm與寬度0.025mm。根據(jù)一個(gè)具體光盤(pán)的厚度，改變環(huán)16使圓盤(pán)的總厚度可以與腔14的肩部17的厚度持平。
鎳盤(pán)5依靠閥座壓板7夾緊在盤(pán)5的中間。夾緊的盤(pán)進(jìn)一步保證了與管道21連接的環(huán)形槽18。后模具3顯示一個(gè)為了冷卻流體的螺旋形的管道22。
圖2顯示了模具2的結(jié)構(gòu)，以及與后模具3 之間的合作，共同約束一輪圓盤(pán)狀的形式腔23。因此，也可以明顯的是，圖2顯示了模具1封閉位置。這里的形式腔連接23通過(guò)壓力管道24，對(duì)不同的腔23，和注射噴嘴25。 箭頭27顯示了相對(duì)位移的表示，注射噴嘴25到達(dá)工作的位置。
壓力管道24一直延伸到前面的模具2 的中心位置26。
圖 3顯示如何由落后的流離失所，按照箭頭27注射噴嘴25通過(guò)的運(yùn)作春季墊圈28日，中央位置是26轉(zhuǎn)移到左側(cè)，例如，一個(gè)29澆道圓錐形狀相應(yīng)的，在不同的壓力管道24可釋放。 29表示，光盤(pán)30的澆道形狀脫離了后者的沖壓手段，可以安排在光盤(pán)30的中心孔。沖床是被做成沖壓元件31的形式，直徑在32前緣相當(dāng)于與中央腔33在前面模具2，其中中央部分26。這樣凸緣32和沖孔機(jī)31共同操作，柱形空腔33的邊緣34位于它對(duì)面的一個(gè)核心部分，由光盤(pán)30的方式顯示在圖4上并且在中央形成一個(gè)洞。
在沖壓機(jī)31是通過(guò)在壓力下輸送流體到壓力管道36，其中活塞37流離到左側(cè)?；钊?7是由兩半聯(lián)結(jié)圈與沖孔機(jī)31連接的。
這里認(rèn)為分開(kāi)的聯(lián)結(jié)圈38，其中合作的兩個(gè)凸緣39，40的分別是活塞37和沖孔機(jī)31錐形面上的，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相當(dāng)于上述表面的形狀。表面上看，這種通過(guò)連接聯(lián)結(jié)圈38的兩半未抽出意味著一個(gè)非常簡(jiǎn)單但可靠的嚙合關(guān)系在活塞37與沖孔機(jī)31之間獲得。
圖5顯示中央部分35和錐形澆道29共同構(gòu)成一個(gè)整體被固定在沖孔機(jī)31的正表面上。這一情況的結(jié)果，即一個(gè)外表腔41在沖孔機(jī)31內(nèi)，當(dāng)形成了光碟，引起部件42的形成，在中心光盤(pán)并延伸到腔41，該部件42由于逐漸形式的腔，與一個(gè)非釋放沖孔機(jī)連接。腔41的底部是由噴射器43的前表面組成，其中所取代左邊的箭頭根據(jù)45對(duì)壓力形成一個(gè)彈簧44可以套用釋放力針對(duì)部件42左側(cè)，即彈出廢料29,35,42。
該型光碟30現(xiàn)在可以被機(jī)器人46與吸力墊47移除，按照?qǐng)D示表明，為了進(jìn)一步處理，該光碟被運(yùn)送到另一工作臺(tái)進(jìn)行加工，最后再運(yùn)送到工作臺(tái)進(jìn)行包裝。
在負(fù)壓下吸力通道21與流體源連接。該流體源形成部分未被取用的注塑產(chǎn)品并且在里面通過(guò)控制手段被驅(qū)動(dòng)，圖5所示的任何階段，即在處置澆道及相關(guān)材料和產(chǎn)品廢料的清除。
根據(jù)此前討論的設(shè)備與閥座壓板7不一致，在其前圓柱49前表面上，圖6指出的閥座壓板48可以提供，即可直接形成理想的光碟的中心孔。
中空桶蓋塑料模具設(shè)計(jì)
摘 要
本次設(shè)計(jì)主要對(duì)中空桶蓋注射模的設(shè)計(jì)，提出了模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，設(shè)計(jì)了模具的整體結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件分型面的位置，設(shè)計(jì)了推件板推出結(jié)構(gòu)，零件采用了單分型面的側(cè)澆口，提高了注射的質(zhì)量。通過(guò)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)。該模具一模四腔經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗(yàn)證，該模具結(jié)構(gòu)合理，動(dòng)作可靠。
關(guān)鍵詞：注射模；脫模機(jī)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
II
目 錄
1 緒論 1
2 塑件成型工藝的可行性分析 2
2.1 塑件分析 2
2.2 塑件的原材料分析 2
2.3 成型工藝分析如下 3
2.3.1 精度等級(jí) 3
2.3.2 脫模斜度 3
3 注射成型機(jī)的選擇與成型腔數(shù)的確定 4
3.1注射成型機(jī)的選擇 4
3.1.1 估算零件體積和投影面積 4
3.1.2 鎖模力 4
3.2 注塑機(jī)的校核 4
3.3 成型腔數(shù)的確定 5
4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7
4.1 澆注系統(tǒng)的作用 7
4.2 澆注系統(tǒng)的組成 7
4.3 垂直式主流道設(shè)計(jì) 8
4.4定位圈的設(shè)計(jì) 8
4.5 澆口設(shè)計(jì) 8
5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
5.1 分型面的設(shè)計(jì) 10
5.1.2 分型面的分類(lèi) 10
5.1.3 分型面的分類(lèi)及選擇原則 10
5.1.4 分型面的確定 10
5.2 型腔的分布 11
5.3 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
5.4 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
5.5 模具成型零件的工作尺寸計(jì)算 12
6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
6.1 排氣不良的危害 16
6.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 16
7 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17
7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則 17
7.1.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 17
7.1.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 17
7.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 17
7.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 17
7.2.2 導(dǎo)柱的分布設(shè)計(jì) 18
7.2.3 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 19
7.3 頂出脫模機(jī)構(gòu)的確定 20
8 其它結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 21
8.1 模具安裝尺寸校核 21
8.2 開(kāi)模行程的效核 21
9 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23
9.1 模溫對(duì)塑件質(zhì)量的影響 23
9.2 模溫對(duì)生產(chǎn)效率的影響 24
9.3 加熱系統(tǒng) 24
9.4 冷卻系統(tǒng) 24
9.5 冷卻介質(zhì) 24
9.6 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式 25
10 經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性分性 26
11 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述 27
結(jié)論 29
致謝 30
參考文獻(xiàn) 31
III
1 緒論
隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”。可見(jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。
近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。
本次課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是對(duì)中空桶蓋的設(shè)計(jì)，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)中空桶蓋的塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。該課題從產(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)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)質(zhì)量和加工工藝要求。
中空桶蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
32
2 塑件成型工藝的可行性分析
2.1 塑件分析
中空桶蓋工件如圖2-1所示，它是工業(yè)用品，要求大批量生產(chǎn)，對(duì)尺寸，外觀和光潔度無(wú)具體要求，根據(jù)該塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具設(shè)計(jì)采用脫模板頂出結(jié)構(gòu)，也是工廠里比較簡(jiǎn)單，實(shí)用，常見(jiàn)的頂出結(jié)構(gòu)。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，由于體積比較大，該模具選擇一模四腔。
圖2-1 塑件尺寸
2.2 塑件的原材料分析
該塑件的原材料為PE（聚乙烯），耐腐蝕性，電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良可以氯化,輻照改性，可用玻璃纖維增強(qiáng)，低壓聚乙烯的熔點(diǎn)，剛性，硬度和強(qiáng)度較高，吸水性小，有良好的電性能和耐輻射性；高壓聚乙烯的柔軟性，伸長(zhǎng)率，沖擊強(qiáng)度和滲透性較好；超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高，耐疲勞，耐磨，低壓聚乙烯適于制作耐腐蝕零件和絕緣零件；高壓聚乙烯適于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯適于制作減震，耐磨及傳動(dòng)零件。
成型特性：
（1）結(jié)晶料，吸濕小，不須充分干燥，流動(dòng)性極好流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分，不宜用直接澆口，以防收縮不均， 內(nèi)應(yīng)力增大，注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。
（2）收縮范圍和收縮值大，方向性明顯,易變形翹曲，冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。
（3）加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)發(fā)生分解，灼傷。
（4）軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模。
（5）可能發(fā)生融體破裂，不宜與有機(jī)溶劑接觸，以防開(kāi)裂。
表2-1 PE注射成形的工藝參數(shù)
注射機(jī)類(lèi)型
螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）
噴嘴
料筒溫度℃
模具溫度
注射壓力/Mpa
保壓壓力/Mpa
注射時(shí)間/s
保壓時(shí)間/s
冷卻時(shí)間/s
成形周期/s
形式
溫度℃
前段
中段
后段
螺桿式
30～60
直通式
170～190
180～200
200～220
160～170
40～80
70～120
50～60
0～5
20～60
15～50
40～120
柱塞式
－
直通式
170～190
180～200
190～220
150～170
50～70
70～100
40～50
0～5
15～60
15～50
40～120
2.3 成型工藝分析如下
2.3.1 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GB/T14486-1993標(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為7級(jí)，本塑件精度取MT4級(jí)。
2.3.2 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。制品設(shè)脫模斜度為0.5°。
3 注射成型機(jī)的選擇與成型腔數(shù)的確定
3.1 注射成型機(jī)的選擇
3.1.1 估算零件體積和投影面積
用三維建模分析知塑件體積為體積：V=54.7cm3，單側(cè)投影面積為：A=42206.3mm2，由于此模具澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口，其澆注系統(tǒng)凝料較小，估計(jì)澆注系統(tǒng)的體積為10cm3，由于采用的是一模四腔
V總=4×V塑+V澆=4×5476+10=245.4cm3 （3-1）
PE的體積是0.9-0.91克/立方厘米。
所以總體質(zhì)量0.9×245.4=220.86g
3.1.2 鎖模力
計(jì)算其所需鎖模力為：
F鎖 =A·P型=42206.3×45Mp=10.49KN （3-2）
3.1.3 選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù)
由此考慮塑件大批量生產(chǎn)，以及以上的從溫度、壓力、時(shí)間方面考慮，查表附錄
D（塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)）初步選用注射機(jī)SX-ZY-125。
表3-1 XS-ZY-125型注射機(jī)主要參數(shù)
名稱(chēng)
大小
名稱(chēng)
大小
注射量/cm3
125
最大開(kāi)模行程/mm
300
螺桿直徑/mm
42
模具厚度/mm
最大
300
注射壓力/MPa
60～100
最小
200
注射行程/mm
130
噴嘴球徑/mm
SR12
注射時(shí)間/s
20～90
噴嘴孔徑/mm
Φ4
鎖模力/KN
900
鎖模方式
螺桿式
3.2 注塑機(jī)的校核
（1）最大注塑量校核。材料的利用率為500/840=0.60，符合注塑機(jī)利用率在0.3～0.80的要求。
（2）注射壓力的校核。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，PE塑件的注塑壓力一般要求為30～100MPa，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(mǎn)型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具沿分形面分開(kāi)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 （3-3）
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 （3-4）
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=1.2×45×23306.3=12.59KN （3-5）
所以T=900KN >KPcA成立，即該注塑機(jī)的鎖模力符合要求。
3.3 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(guò)注射機(jī)最大注射量的80%計(jì)算：
（3-6）
=4.08
式中： N-型腔數(shù)；
S-注射機(jī)的注射量（g）；
W-澆注系統(tǒng)的重量（g）；
W件-塑件重量（g）；
因?yàn)椋琋=4.08>2
所以，此模具型腔為一模4腔結(jié)構(gòu)合理。
4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 澆注系統(tǒng)的作用
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(mǎn)型腔各處，獲得外觀清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體要求是：
對(duì)模腔的填充迅速有序；
可同時(shí)充滿(mǎn)各個(gè)型腔；
對(duì)熱量和壓力損失較??；
盡可能消耗較少的塑料；
能夠使型腔順利排氣；
澆注道凝料容易與塑料分離或切除；
不會(huì)使冷料進(jìn)入型腔；
澆口痕跡對(duì)塑料外觀影響很小。
4.2 澆注系統(tǒng)的組成
澆注系統(tǒng)組成是：主流道、分流道、澆口、冷料井。
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：
（1）首先根據(jù)塑料制品的結(jié)構(gòu)分析其充填過(guò)程，以保證塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定。這一點(diǎn)在大型塑料模具制品及其功能性塑料制品上尤為重要。
（2）在設(shè)計(jì)澆系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)非常注意澆注系統(tǒng)對(duì)制品外觀的影響。在設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況，某一塑料制品的澆口影響制品外觀，只能將澆口該設(shè)在其他部位。若實(shí)在無(wú)法處理時(shí)，可通過(guò)改變制品的結(jié)構(gòu)來(lái)解決。上述問(wèn)題，對(duì)有外觀質(zhì)量要求的塑料制品尤為重要。
（3）在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到模具在注射時(shí)，是否能適應(yīng)全自動(dòng)操作。要達(dá)到全自動(dòng)操作，必須保證在開(kāi)模時(shí)，制品與澆注系統(tǒng)能自動(dòng)脫落，澆口與制品亦要盡可能自動(dòng)分離。
（4）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須考慮到塑料制品的后續(xù)工序。如因后續(xù)工序在加工、裝配、管理上需要，往往須設(shè)置輔助流道，將多件制品聯(lián)成一體。
（5）在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)留有一定的余地，這樣在使用是即使有些不足，亦可以比較方便的解決。
（6）多觀察分析各類(lèi)塑件制品的澆注系統(tǒng)和澆口位置的選擇，吸取其成功之處，提高澆注系統(tǒng)的可靠性。
（7）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，其主流道進(jìn)口應(yīng)盡量與模具中心重合。
4.3 垂直式主流道設(shè)計(jì)
下圖是主流道的形式及設(shè)計(jì)參數(shù)。
式中： D=注射機(jī)噴嘴的孔徑+（0.5～1）=3mm
d-主流道小端直徑，既主流道與注射機(jī)噴嘴接觸處的直徑。
L-主流道長(zhǎng)度：根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)確定。
α-主流道的錐度：α一般在1到3度對(duì)粘度較大的塑料，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)度值，故取α=2°。
4.4 定位圈的設(shè)計(jì)
定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ100mm，內(nèi)徑Φ36mm。具體固定形式如下圖所示：
圖4-4 定位圈和澆口套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
4.5 澆口設(shè)計(jì)
澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。
一般情況下，澆口采用長(zhǎng)度很短而截面很窄的小澆口。當(dāng)熔融塑料通過(guò)狹小的澆口時(shí)，流速增高，并因摩擦使料溫也增高，有利于填充型腔。同時(shí)，狹小的澆口適當(dāng)保壓補(bǔ)縮后首先凝固封閉型腔，使型腔內(nèi)的熔料即可在無(wú)壓力狀態(tài)下自由收縮凝固成型，因而塑件內(nèi)殘余應(yīng)力小，可減小塑件的變形和破裂。狹小的澆口便于澆道凝料與塑件的分離，便于修整塑件，成型周期較短。但是，澆口截面尺寸不能過(guò)小。過(guò)小的澆口，壓力損失大，冷凝快、補(bǔ)給困難，會(huì)造成塑件缺料、縮孔等缺陷，甚至還會(huì)產(chǎn)生熔體破裂形成噴射現(xiàn)象，使塑件表面出現(xiàn)凹凸不平。
此設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口：
（1）澆口截面較大，流程較短，流動(dòng)阻力小，適用于深腔，壁厚，材料流動(dòng)性差的殼類(lèi)塑件。
（2）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于加工，流程短，壓力損失小。
（3）保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，易于完全成型。
（4）有利于排氣及消除熔接痕。
如圖4-5：
圖4-5 澆口形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 分型面的設(shè)計(jì)
5.1.2 分型面的分類(lèi)
實(shí)際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況：
（1）型腔完全在動(dòng)模一側(cè)；
（2）型腔完全在定模一側(cè)；
（3）型腔各有一部分在動(dòng)定、模中。
5.1.3 分型面的分類(lèi)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(lái)說(shuō)，分型面的總體選擇原則有以下幾條：
脫出塑件方便；
模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
型腔排氣順利；
確保塑件質(zhì)量；
無(wú)損塑件外觀；
合理利用設(shè)備。
5.1.4 分型面的確定
注塑體為圓柱形，而確定分型面時(shí)，由于塑件在型腔中的方位和形狀，谷采用單分型面。打開(kāi)模具取出塑件或澆注系統(tǒng)的凝料的面，稱(chēng)之為分型面。分型面的設(shè)計(jì)它受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響。
由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在設(shè)計(jì)中加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從壓力中等分所得的足夠壓力，以保證塑件熔體同時(shí)均勻地充滿(mǎn)每個(gè)型腔。
該模具采用的平衡式鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，如下圖位置。
圖5-1 分型面位置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5.2 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(chēng)排列及復(fù)合排列等。該模具、結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，綜合考慮模具設(shè)計(jì)為一模四腔，零件設(shè)計(jì)對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
如圖所示5-2。
圖5-2 型腔的分布簡(jiǎn)圖
5.3 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型腔用于成型塑件的外表面，又稱(chēng)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?？傮w上說(shuō)，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)一般，又屬于中小型模具，結(jié)構(gòu)無(wú)復(fù)雜部分，所以凹模板采用整體式。
5.4 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱(chēng)型芯、陽(yáng)模。凸模按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼組合式兩類(lèi)。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。由于該模具簡(jiǎn)單。為了節(jié)約成本，利于頂出和排氣，凸模板采用鑲拼式如圖5-3。
圖5-3 型芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5.5 模具成型零件的工作尺寸計(jì)算
工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括：型腔、型芯的徑向尺寸（含長(zhǎng)、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級(jí)確定相應(yīng)的成型零部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾個(gè)方面查閱參考文獻(xiàn)[7]：
（1）成形收縮率：在實(shí)際工作中，成形收縮率的波動(dòng)很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為
δs=(Sma×-Smin)Ls （5-5）
式中： δs-為塑件收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差（mm）；
Smax-為塑料的最大收縮率（%）；
Smin-為塑料的最小收縮率（%）；
Ls-為塑件尺寸（mm）。
一般情況下，由收縮率波動(dòng)而引起的塑件寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以?xún)?nèi)。
（2）模具成形零件的制造誤差：實(shí)踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7～I(xiàn)T8級(jí)之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。
（3）零件的磨損：模具在使用過(guò)程中，由于種種原因會(huì)對(duì)型腔和型芯造成磨損，對(duì)于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的1/6，而大型零件，應(yīng)在1/6之下。
（4）模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應(yīng)該影響成形零件的尺寸精度和位置精度。
綜上所述，在模具型腔與型芯的設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行有效的補(bǔ)償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補(bǔ)償值應(yīng)在試模后進(jìn)行逐步修訂。
通常型芯、型腔組成的模腔工作尺寸簡(jiǎn)化后的計(jì)算方法有平均收縮率法和公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進(jìn)行計(jì)算，從收縮率的定義出發(fā)，按塑件收縮率、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計(jì)算，查參考文獻(xiàn)[7]：
型腔的內(nèi)形尺寸：
L=[L(1+k)-(3/4)Δ] （5-6）
式中： L-為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；
L-為塑件外徑基本尺寸(mm)，即塑件的實(shí)際外形尺寸；
K為塑料平均收縮率(%)，此處取0.5%；
Δs-塑件公差，查表知PE塑件精度等級(jí)取5級(jí)；塑件基本尺寸在0~3mm范圍內(nèi)取0.2mm;塑件基本在3~6mm公差取0.24mm；塑件基本在6~10mm公差取0.28mm；塑件基本尺寸在18~24范圍內(nèi)其公差取0.44mm；塑件基本尺寸在24~30范圍內(nèi)其公差取0.52mm ；塑件基本尺寸在30~40范圍內(nèi)其公差取0.56mm；
所以型腔尺寸如下：
L1=[26×(1+0.005)-(3/4)×0.56]=26.76
L2=[79×(1+0.005)-(3/4)×0.86]=79.70
型腔深度的尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)-(3/4)Δ] （5-7）
式中： h-凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h-為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
H1=[25×(1+0.005)-(3/4)×0.52]=24.75
型芯的外形尺寸計(jì)算：
L=[L(1+k)+(3/4) Δ]-δ/3 （5-8）
式中： L-型芯外形尺寸(mm)；
L-為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm)即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；
由于該塑料的收縮率不大為0.5%，故只需在型腔尺寸比較大的考慮其收縮率，在尺寸小的地方不用考慮由收縮率引起的尺寸偏差。
所以型芯的尺寸如下：
L1=[60×（1+0.005）+（3/4）×0.74]=60.86
L2=[20×（1+0.005）+（3/4）×0.44]=20.43
型芯的深度尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)+ (2/3)Δ]-δ/3 （5-9）
式中： h-為凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h-為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
三個(gè)型芯的高度分別為：
H1=[16×（1+0.005）+（2/3）×0.38]=16.33
H2=[3×（1+0.005）+（2/3）×0.24]=3.195
6 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)性氣體查閱參考文獻(xiàn)[7]。排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。
6.1 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(mǎn)。
（2）在制品上呈現(xiàn)明顯可見(jiàn)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。
6.2 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(kāi)設(shè)冷料穴。
本模具可以利用配合間隙排氣，通常中小型模具的簡(jiǎn)單型腔，可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，這里不再單獨(dú)設(shè)計(jì)排氣槽。
7 導(dǎo)向與脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用和設(shè)計(jì)原則
7.1.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
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：
（1）定位作用；
（2）導(dǎo)向作用；
（3）承載作用；
（4）保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用；
（5）錐面定位機(jī)構(gòu)作用。
7.1.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對(duì)稱(chēng)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。
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。
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。
導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性。
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。
7.2 導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
7.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具來(lái)說(shuō)是必不可少的部件，因?yàn)樵谀＞叩拈]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有定位，導(dǎo)向，受一定的側(cè)壓力，一般的導(dǎo)柱所露出在分型面上的長(zhǎng)度要比型芯高6-8毫米，以避免導(dǎo)柱型芯先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞型腔和型芯。至于配合精度問(wèn)題一般采用過(guò)度配合，導(dǎo)柱裝入模板多用二級(jí)精度第二種過(guò)渡配合，硬度調(diào)節(jié)到HRC50-55，導(dǎo)柱如圖7-1所示：
圖7-1 導(dǎo)柱零件簡(jiǎn)圖
7.2.2 導(dǎo)柱分布設(shè)計(jì)
為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒一圓角，且導(dǎo)柱孔為通孔，這樣容易排氣，材料用20鋼滲碳處理，使其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套的精度與配合，是采用二級(jí)精度過(guò)渡配合壓入定模模板。導(dǎo)柱布置如圖7-2：
圖7-2 導(dǎo)柱布置簡(jiǎn)圖
按推出零件的類(lèi)別分類(lèi)：
（1）推桿推出脫模；
（2）推管推出脫模；
（3）推件板推出脫模；
（4）復(fù)合推出脫模。
7.2.3 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，以保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。
（1）采用帶頭導(dǎo)套
（2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。
（3）導(dǎo)套孔的的滑動(dòng)部分按H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4um。
（4）導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另外一端采用H7/f7配合鑲?cè)肽０濉?
（5）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具中采用20鋼。
導(dǎo)套如圖7-3：
圖7-3 導(dǎo)套示意圖
7.3 頂出脫模機(jī)構(gòu)的確定
它包括常見(jiàn)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(guò)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，選擇脫料板頂出。
如圖7-4，在注射機(jī)中心油缸的推動(dòng)力下推板推動(dòng)復(fù)位桿，復(fù)位桿推動(dòng)脫料板。產(chǎn)品推出后，由于彈簧的作用力下，模具進(jìn)行復(fù)位。
圖7-4 頂出脫模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
8 其它結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)
塑料模的支承零件包括定模（或上模）座板、定模（上模）板、型腔固定板、支承板、支架、動(dòng)模（或下模）座板等。注射模的支承零件的典型組合如圖8-1所示。
圖8-1支承零件的典型組合
8.1 模具安裝尺寸校核
模具安裝固定有兩種：螺釘固定、壓板固定。采用螺釘直接固定時(shí)（大型模具多采用此法），模具動(dòng)定模板上的螺孔及其間距，必須和注塑機(jī)模板臺(tái)面上對(duì)應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時(shí)（中、小型模具多用此法），只要在模具的固定板附近有螺孔就可以，有較大的靈活性；該模具采用壓板固定。
8.2 開(kāi)模行程的效核
開(kāi)模取出塑件所需的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程。對(duì)于單分形面的注塑模具，其開(kāi)模行程按下式效核查參考文獻(xiàn)[15]：
S≥H1+H2+(5-10) （8-1）
式中： S-為注塑機(jī)的最大行程（此模具中為300）mm；
H1-為塑件的脫模距離（此模具中為20）mm；
H2-為包括流道在內(nèi)的塑件高度（此模具中為90）mm；
所以上式成立（110>300），即該注塑機(jī)的開(kāi)模行程符合要求。由以上對(duì)各參數(shù)的效核可知該注塑機(jī)符合要求。
9 溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
無(wú)論何種塑料進(jìn)行注塑成型，均會(huì)有一個(gè)比較合適的溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿(mǎn)型腔，塑料脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量也比較高。為了使模溫能控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，必須設(shè)計(jì)模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因?yàn)樗芰献⑸淠卣{(diào)節(jié)能力，不僅影響到塑件質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率。實(shí)際上模溫設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)效益。
9.1 模溫對(duì)塑件質(zhì)量的影響
（1）改善成形性每一種塑料都有其濕度的成形模溫，在生產(chǎn)過(guò)程中若能始終維持相適應(yīng)的模溫則其成形性可得到改善，若模溫過(guò)低，會(huì)降低塑件熔體流動(dòng)性，使塑件輪廓不清，甚至充模不滿(mǎn)；模溫過(guò)高，會(huì)使塑件脫模時(shí)和脫模后發(fā)生變形，使其形狀和尺寸精度降低。
（2）成形收縮率利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少塑料成型收縮的波動(dòng)，提高塑件的合格率。采用允許的的模溫，有利于減少塑料的成形收縮率，從而提高塑件的尺寸精度。并可縮短成形周期，提高生產(chǎn)率。
（3）塑件變形模具型芯與型腔溫差過(guò)大，會(huì)使塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形。尤以壁厚不均和形狀復(fù)雜的塑件為甚。需采用合適的冷卻回路，確保模溫均勻，消除塑件翹曲變形。
（4）尺寸穩(wěn)定性對(duì)于結(jié)晶性塑料，使用高模溫有利于結(jié)晶過(guò)程的進(jìn)行，避免在存放和使用過(guò)程中，尺寸發(fā)生變形；對(duì)于柔性塑料（如聚烯烴等）采用低模溫有利用塑件尺寸穩(wěn)定。
（5）力學(xué)性能適當(dāng)?shù)哪?，可使塑件力學(xué)性能大為改善。例如，過(guò)低模溫，會(huì)使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，或產(chǎn)生明顯的熔接痕。對(duì)于粘性大的剛性塑料，使用高模溫，可使其應(yīng)力開(kāi)裂大大的降低。
（6）外觀質(zhì)量適當(dāng)提高模具溫度能有效地改善塑件的外觀質(zhì)量。過(guò)低模溫會(huì)使塑件輪廓不清，產(chǎn)生明顯的銀絲、云紋等缺陷，表面無(wú)光澤或粗糙度增加等。
9.2 模溫對(duì)生產(chǎn)效率的影響
就注射成形過(guò)程講，可把模具看成為熱交換器。塑料熔體凝固時(shí)釋放出的熱量中約有5%以輻射、對(duì)流的方式散發(fā)到大氣中，其余95%由模具的冷卻介質(zhì)（一般是水）帶走。因此模具的生產(chǎn)效率主要取決于冷卻介質(zhì)的熱交換效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，模具的冷卻時(shí)間約占整個(gè)注射成形周期的2/3至4/5，因此縮短注射成形周期內(nèi)的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。故在設(shè)計(jì)過(guò)程中冷卻時(shí)間應(yīng)適當(dāng)控制。
模具溫度是否合適、均一與穩(wěn)定對(duì)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、外觀、尺寸精度都有重要的影響。
注射模設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過(guò)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。
9.3 加熱系統(tǒng)
由于該套模具的模溫要求在50～80oC，無(wú)需設(shè)置加熱裝置。
9.4 冷卻系統(tǒng)
一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200oC左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60oC左右。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。
對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍66等），因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻。
PE的成型溫度和模具溫度分別為190～200oC、50～80oC。
9.5 冷卻介質(zhì)
有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看?，傳熱系?shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周?chē)騼?nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道。
9.6 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式
簡(jiǎn)單流道式：取水道直徑為8mm，距型腔約為40mm，在定模布置兩根，左右對(duì)稱(chēng)布置。
綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周?chē)_(kāi)設(shè)冷卻水道即可，均采用簡(jiǎn)單流道式。
示圖如下：
圖9-1 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)圖
10 經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性分性
影響模具成本的因素很多，包括產(chǎn)品的材料，設(shè)計(jì)與分析效率，制造工藝，加工制造效率，工輔具消耗，產(chǎn)品精度，管理水平等。但主要的因素有三個(gè)：材料，設(shè)計(jì)和制造加工效率。
在設(shè)計(jì)和制造加工效率上，模具制造者是完全可以控制和掌握的。設(shè)計(jì)是決定模具模具以及成本結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，一旦設(shè)計(jì)定型，所需的材料和加工路線已基本確定，可以說(shuō)它是成本控制的決定性因素。加工制造效率也是內(nèi)部控制成本的關(guān)鍵因素，它所帶來(lái)的加工時(shí)間長(zhǎng)短，加工質(zhì)量，工輔具消耗等都會(huì)對(duì)成本帶來(lái)影響。綜上所述，影響模具成本的可控關(guān)鍵因素為設(shè)計(jì)，加工制造效率和材料。要設(shè)計(jì)所涉及的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性的分析也是從上述三個(gè)方面著手。
本次設(shè)計(jì)根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形狀尺寸、產(chǎn)品批量、模具制造難易及其壽命、成本高低再加上設(shè)計(jì)和加工制造的復(fù)雜性，綜合考慮，一般來(lái)說(shuō)，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。
多型腔模具設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因二型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考慮。應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠的壓力，以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿(mǎn)每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。
分型面形狀應(yīng)盡可能的簡(jiǎn)單，以便于模具的制造和塑件的脫模。綜合考慮以上的設(shè)計(jì)原則，結(jié)合該塑件的特性，其分型面的選擇見(jiàn)3-1。
其它設(shè)計(jì)上應(yīng)注意問(wèn)題，在每章節(jié)里面有具體的說(shuō)明，在此不再重述。
在模具的加工制造上面主要有以下幾種常見(jiàn)加工方式：銑，磨，線割，電火花加工。
銑床一般加工頂針孔，定位槽，水路孔，螺絲孔，型腔，澆道，電極等。
磨床一般加工滑塊，斜銷(xiāo)，模仁，入子，頂針高度等。
線割一般加工模仁上的頂針孔，斜銷(xiāo)孔，入子孔，電極等。
高速銑一般加工模仁上不規(guī)則的形狀，不規(guī)則的電極等。
放電一般加工表面有粗糙度要求，不規(guī)則，清角或高速銑無(wú)法加工的深槽等。
鉗工一般是組裝，修配，合模，本設(shè)計(jì)所制造的零件正是根據(jù)上述常規(guī)加工，而設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程。關(guān)于模具材料的選擇，在具體章節(jié)里面有說(shuō)明，在此不再重述。
11 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述
根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為BI-2535-A80-B40-C8001S。即采用數(shù)量為1的標(biāo)準(zhǔn)模架。模具總裝圖如圖11-1所示
圖11-1 模具總裝圖
（1）定模座板350mm×400mm、厚為30mm
定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為45鋼。
通過(guò)6個(gè)M14的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過(guò)2個(gè)M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H8/f8配合查閱參考文獻(xiàn)[7]。
（2）型腔固定板板350mm×350mm，厚70mm
用于固定型芯、導(dǎo)套。固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠強(qiáng)度，一般用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)到230HB～270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，另外一段采用H7/f7配合；定模板與澆口套采用H7/m6配合查閱參考文獻(xiàn)[7]。
（3）動(dòng)模座板340mm×400mm、厚為25mm
材料為45鋼，其上的注射機(jī)頂孔為。
（4）動(dòng)模板350mm×350mm，厚40mm
行位滑塊通過(guò)矩形導(dǎo)滑槽在模套中滑動(dòng)，以完成側(cè)向分型和合模復(fù)位，材料為45鋼。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔為H7/k6配合查閱參考文獻(xiàn)[7]。
（5）墊塊48mm×350mm厚80mm
在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。材料為45鋼。
（6）推桿固定板150mm×350mm，厚度15mm
材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f9配合查閱參考文獻(xiàn)[7]。
結(jié) 論
經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)，注塑模設(shè)計(jì)基本完成了。從拿到任務(wù)書(shū)起，我查閱了大量書(shū)籍、期刊和電子資料，盡可能多的了解目前國(guó)內(nèi)塑料模具行業(yè)和塑料的現(xiàn)狀和發(fā)展前景。充分運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)、借鑒前人的資料，對(duì)給定的塑件進(jìn)行認(rèn)真分析，最終確定成型工藝方案。并進(jìn)一步選擇設(shè)備、確定模具結(jié)構(gòu)、動(dòng)作原理分析、計(jì)算零件尺寸、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。
由于模具要求精度高，形狀、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅用到模具制造工藝學(xué)的知識(shí)，而且要用到大量機(jī)械制造方面的內(nèi)容。比如機(jī)械制圖、機(jī)械工程材料、塑性成型設(shè)備、公差、計(jì)算機(jī)制圖。通過(guò)這次的設(shè)計(jì)對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了回顧和溫習(xí)，可以說(shuō)這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)三年大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的檢驗(yàn)和練習(xí)。
由于所學(xué)知識(shí)有限且缺乏實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，難免有不足和錯(cuò)誤之處。希望老師給予指正。
致 謝
經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的努力，我順利完成了這次課程設(shè)計(jì)。在這里首先要感謝老師在收集材料以及設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的指導(dǎo)和幫助。通過(guò)老師的指導(dǎo)，我在這段時(shí)間內(nèi)掌握了注塑模設(shè)計(jì)基本原則以及設(shè)計(jì)中參數(shù)的選擇方法。中期檢查時(shí)檢查老師給予的意見(jiàn)對(duì)我以后的設(shè)計(jì)質(zhì)量和進(jìn)度也有很大的幫助，在這里表示感謝。
設(shè)計(jì)中還引用了不少工廠的經(jīng)驗(yàn)以及多位專(zhuān)家學(xué)者的著作，從中學(xué)到了很多設(shè)計(jì)技巧。使我初步認(rèn)識(shí)到了以后工作中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如何去解決，這將對(duì)我以后的工作有很好的幫助作用，在這里一并表示感謝。
最后，通過(guò)本設(shè)計(jì)我鞏固了所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并得到了不少心得。但由于是第一次系統(tǒng)的做這樣規(guī)模的設(shè)計(jì)，會(huì)有不少缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，歡迎審核答辯的老師批評(píng)指正，在此再次表示感謝。
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