畢業(yè)設計 斜三通注塑模

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1、 斜三通注塑模畢業(yè)設計 摘要： 本設計主要是斜三通管的注射模具設計。通過對塑件進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)、注射機的選擇及有關參數(shù)的校核都有詳細的設計。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,采用斜導柱和側(cè)滑塊抽芯機構(gòu),結(jié)構(gòu)合理,運行可靠。通過模具設計表明該模具能達到斜三通管的質(zhì)量和加工工藝要求。 關鍵詞： 斜三通；注塑模具；注射機；側(cè)型芯滑塊；斜導柱 Injection Mold Design of Diagonal Tee Connector

2、 Abstract： 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 p

3、erspectives 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 Diag

4、onal Tee Connector through the design. Keyword：Diagonal Tee Connector；plastic injection mould；plastic injection mould machine；Slide core-slide；slanted guide pillar 目 錄 一、注塑成型概述……………………………………………………………… 1 二、塑件成型工藝的可行性分析………………………………………………. 3 塑件分析……………………………………………………………….. 3 ……………………………

5、…………………………… 3 成型工藝分析如下………………………………………………………… 4 三、 注射成型機的選擇與成型腔數(shù)的確定…………………………………… 5 ………………………………………………………… 5 注塑機的校核……………………………………………………………… 5 成型腔數(shù)的確定…………………………………………………………… 6 四、澆注系統(tǒng)的設計 …………………………………………………………… 7 4.1 澆注系統(tǒng)的作用 ………………………………………………………… 7 4.2 澆注系統(tǒng)的組成 ……………………………………………………………8 4.3 主流

6、道設計 …………………………………………………………………8 ………………………………………………………9 五、成型零件結(jié)構(gòu)設計 ………………………………………………………… 9 5.1 分型面的設計 …………………………………………………………… 9 5.2 型腔的分布 ……………………………………………………………… 10 5.3 凹模的結(jié)構(gòu)設計 ………………………………………………………… 10 5.4 凸模的結(jié)構(gòu)設計 …………………………………………………………. 10 5.5 成型零件工作尺寸的計算 ………………………………………………. 11 5.6 模具成型零

7、件的工作尺寸計算 ………………………………………… 12 六、排氣系統(tǒng)的設計 …………………………………………………………… 15 …………………………………………………………… 15 ……………………………………………………… 15 七、導向與脫模機構(gòu)的設計…………………………………………………… 15 導向機構(gòu)的作用和設計原則……………………………………………… 15 導柱、導套的設計………………………………………………………… 16 脫模機構(gòu)的確定…………………………………………………………… 17 推板導柱導套的結(jié)構(gòu)設計 …………………………………………………20

8、八、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設計…………………………………………………20 斜導柱抽芯機構(gòu)設計原則………………………………………………… 20 8.2 抽芯機構(gòu)的確定…………………………………………………………… 21 8.3 斜導柱抽芯機構(gòu)的有關參數(shù)計算………………………………………… 21 滑塊的設計………………………………………………………………… 25 8.5 導滑槽的設計……………………………………………………………… 25 8.7 楔緊塊……………………………………………………………………… 27 九、冷卻系統(tǒng)設計………………………………………………………………28

9、 冷卻系統(tǒng)的設計原則 ………………………………………………………28 9.2 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響……………………………………………… 28 9.3 對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求…………………………………………………… 28 9.4 冷卻裝置的設計要點……………………………………………………… 28 ………………………………………………………… 29 十、其它結(jié)構(gòu)零部件的設計 ……………………………………………………31 十一、模具安裝和試?！?2 十二 模具的總裝圖和工作原理 …………………………………………………32 十三、小結(jié)……

10、……………………………………………………………………33 注釋和參考文獻……………………………………………………………………34 謝辭…………………………………………………………………………………35 一、注塑成型概述 近年來，隨著我國經(jīng)濟的騰飛，塑料成型加工機械和成型模具發(fā)展十分迅速，高效，自動化，大型，微型，精密，高壽命的模具在整個模具行業(yè)中所占的比例越來越大。我國大型、復雜、精密、高效和長壽命模具又上了一個新臺階，不少種類模具已能替代進口模具，模具CAD/CAM技術得到了較快推廣應用并取得了良好效果，快速成形制造技術和設備有了長足發(fā)展并已開始進

11、入實用推廣階段，高速銑等新一代制造技術已被人們重視并開始應用。從模具使用角度來說，要求高效，自動化，操作簡便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理，制造容易，低成本。現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設備，先進的模具是必不可少的三項重要因素。模具與其他機械產(chǎn)品比較，一個重要特點就是技術含量高、凈產(chǎn)值比重大。隨著化工、輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國的模具工業(yè)近年來一直以每年13％～15％左右的增長速度高速發(fā)展，而各行業(yè)對模具的要求也越來越高。面對市場的變化，有著高技術含量的模具正在市場上嶄露頭角。隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來越多；對產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是日趨精美，華氣。因此，結(jié)合中國具體

12、情況，學習國外模具工業(yè)建設和模具生產(chǎn)的經(jīng)驗，宣傳、推行科學合理化的模具生產(chǎn)，才能推進模具技術的進步。 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。 因此，構(gòu)成注塑成型的三個必要條件：一是塑件必須以熔融狀態(tài)進入模腔；二是塑料溶體必須要有足夠的壓力和流速，以確保及時的充滿整個模腔的各個角落；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。 注塑成型技術與其他成型技術相比較有其獨特的優(yōu)勢，表現(xiàn)在以下幾個方面：其一是成型物料的熔

13、融塑化和流動造型是分別是在塑料筒和模腔兩處進行，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；其二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性的溶體對模腔的磨損很小，因而可以用一套模具大批量成型復雜零件，表面圖形與標記清晰和尺寸精度較高的制品；其三是成型過程的合模、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自動完成，從而使注塑工藝容易全自動化和實現(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，另外由于注塑機和注塑模具的造價很高，成型設備的啟始投資較大，所以注塑技術不適

14、合于小批量制品的生產(chǎn)。 注塑成型又稱注射模塑或注射成型，是熱塑性塑料制品成型的一種重要方法。除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各種形狀、滿足眾多要求的塑料制件。注塑成型已經(jīng)成功地運用于某些熱固性塑料制件、甚至橡膠制品的工業(yè)生產(chǎn)中。 注塑成型的過程是，將粒狀或粉狀塑料從注射機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，在操作上完成了一個周期。 注塑成型是塑料模塑成型的一種重要方法，生產(chǎn)中已有廣泛的應用。它具有

15、以下幾方面的特點： ①成型周期短，能一次成型外形復雜、尺寸準確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件。 ②對成型各種塑料的適應性強。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，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 ④注塑成型所需設備昂貴，模具結(jié)構(gòu)比較復雜，制造成本高，所以注塑成型特別適合大批量生產(chǎn)。 二、塑件成型工藝的可行性分析 塑件分析 三通管工件如圖所示，它是一種常見的塑料工件，廣泛應用與建筑行業(yè)，由于塑件材料為聚氯乙烯，模具澆

16、注系統(tǒng)應粗短，進料口截面宜大，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，模具設計為上下開模，三向側(cè)抽芯，由滑塊上的型芯成型。為了使模具與注射機相匹配以提高生產(chǎn)力和經(jīng)濟性、保證塑件精度，并考慮模具設計時應合理確定型腔數(shù)目，該模具選擇一次開模及一模一腔[1]。 該塑件的原材料為硬聚氯乙烯(U-PVC),其價格便宜,應用廣泛．由于聚氯乙烯的化學穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道，管件，輸油管，離心泵和鼓風機等．聚氯乙烯硬板廣泛用于化學工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建筑用材． 基本特性：聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末，是線型結(jié)構(gòu)，非結(jié)晶型的高聚物

17、，其可溶性和可熔性較差，加熱后塑性也很差，故純聚氯乙烯不能直接用作塑料，一般都應加入添加劑．在聚氯乙烯樹脂中加入少量的增塑劑，可制成硬質(zhì)聚氯乙烯，而軟質(zhì)聚氯乙烯樹脂中則含有較多的增塑劑，起塑性，流動性比硬質(zhì)聚氯乙烯好．純聚氯乙烯．加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范圍一般為1.2～1.5g/cm3． 成型特點：聚氯乙烯成型性能較差，又是熱敏性塑料，在成型溫度下容易分解放出氯化氫．因此，在成型時，必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑并嚴格控制溫度及溶體的滯留時間．應采用帶預塑化裝置的螺桿式注射成型．模具澆注系統(tǒng)也應粗短，進料口截面宜大，模具應有冷卻裝置． 硬聚氯乙烯U-PVC物理性能和成型參數(shù)[3

18、] 密度/g·cm-3 － 收縮率/% － 熔點/℃ 140 變形溫度/℃ 60－70 模具溫度/℃ 30－60 噴嘴溫度/℃ 170－190 中段溫度/℃ 165－180 后段溫度/℃ 160－170 注射壓力/Mpa 80－130 注射時間/s 15－60 高壓時間/s 0－5 冷卻時間/s 15－60 總周期/s 40－130 查閱相關資料確定本模具的注射

19、參數(shù)如下： 模具溫度：40℃ 模具溫度范圍：20℃-70℃ 熔體溫度：190℃ 定出溫度 ：75℃ 最大注射壓力 ： 120MPa 注射時間： s 成型工藝分析如下 精度等級 影響塑件精度的因素很多，塑料的收縮、注塑成型條件（時間、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標準，塑料件尺寸精度分為7級，本塑件精度取MT5級[1]。 脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會緊緊地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脫出困難，強行取出會導

20、致塑件表面擦傷、拉毛。為了方便脫模，塑件設計時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設計足夠的脫模斜度。制品上內(nèi)孔深度較深 ,為便于脫模 ,應設計足夠的脫模斜度 ,否則會發(fā)生脫模困難，本設計內(nèi)孔脫模斜度都為0.8°[4]。 三、 注射成型機的選擇與成型腔數(shù)的確定 3.1注射成型機的選擇 估算零件體積和投影面積。 用Pro/e建模分析知塑件體積為體積：V= cm3，單側(cè)投影面積為：A=46663mm3，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500cm3。 3.12鎖模力 計算其所需鎖模力為：

21、 F鎖 =A·P型=46663× （3.1） 3.13選擇注射機及注射機的主要參數(shù) 查《塑料模具設計手冊》P15，可知PVC的注射壓力為100 -150MP，宜用螺桿式注射機，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：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

22、 噴嘴孔徑：?4mm 定位孔直徑：?150mm 注射機頂出桿孔徑：? 100mm 注塑機的校核 （1） 最大注塑量效核 材料的利用率為500/840=0.60，符合注塑機利用率在的要求。 （2） 注射壓力的效核 所選注塑機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，會產(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額定鎖模力。 型腔壓

23、力Pc可按下式粗略計算： 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的額定鎖模力： T>KPcA （3.3） 式中： T為注塑機的額定鎖模力，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；

24、KpcA=1.2×45××104=2522KN （3.4） 所以T=3200KN >KPcA成立，即該注塑機的鎖模力符合要求。 成型腔數(shù)的確定 以機床的注射能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的80%計算： （3.5） 式中： N----型腔數(shù) S----注射機的注射量（g） W澆----澆注系統(tǒng)的重量（g） W件----塑件重量（g） 因為，N=1.3<2 所以，此模具型腔為一模一腔結(jié)構(gòu)合理。 四、澆注系統(tǒng)的設計

25、 4.1 澆注系統(tǒng)的作用 澆注系統(tǒng)是塑料熔體由注塑機噴嘴通向模具型腔的流動通道，因此它應能夠順利的引導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。對澆注系統(tǒng)設計的具體要求是： (1) 對模腔的填充迅速有序； (2) 可同時充滿各個型腔； (3) 對熱量和壓力損失較小； (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) 不會使冷料進入型腔； (8) 澆口痕跡對塑料外觀影響很小。 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。 4.3 主流道設計 主流道通常位于模

26、具的入口處，其作用是將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔。其形狀為圓錐形，以便于塑料熔體得流動及流道凝料的拔出。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接，所以主流道常設計成可拆卸的主流道襯套[1]。 澆口套的尺寸設計要求： （1）澆口套與注射機噴嘴接觸處球面的圓弧度必須吻合。設模具澆口套球面半徑為R，注射機球面半徑為r，其關系式如下： R= r+0.5～1mm=20+1=21mm; （4.1） （2）澆口套進口的直徑d應比注射機噴嘴孔d1直徑大～2mm。很據(jù)模具特點和設計要求澆口套的長度為

27、146mm。 D=4+0.5= （4.2） （3）澆口套的形式如下，澆口錐度為3°，長度為146mm。 （4）主流道襯套的固定 因為采用的有托澆口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為Φ150mm，內(nèi)徑Φ50mm。具體固定形式如下圖所示： （4） 澆口設計 澆口是連接分流道和型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），是塑料熔體進入型腔的入口。它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、位置及

28、尺寸對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)。因為直接澆口被廣泛采用且生產(chǎn)效率好，容易實現(xiàn)，尤其適用熱敏性及高粘度材料，故澆口采用直接澆口。其示意圖如下[1]： 圖4.3 澆口形式 4.41估算主流道凝料體積： Q塑件== 3 （4.3） 由經(jīng)驗公式計算： < 5*103m/s-1 （4.4） 式中： qv=Q主+Q塑件=4.8+490=495cm3 （4.5）

29、 五、成型零件結(jié)構(gòu)設計 5.1 分型面的設計 分型面的分類 實際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況： A、型腔完全在動模一側(cè)； B、型腔完全在定模一側(cè)； C、型腔各有一部分在動定、模中。 分型面的分類及選擇原則 分型面的選擇不僅關系到塑件的正常成型和脫模，而且設計末句結(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： 1） 脫出塑件方便； 2） 模具結(jié)構(gòu)簡單； 3） 型腔排氣順利； 4） 確保塑件質(zhì)量； 5） 無損塑件外觀； 6） 合理利用設備。 分型面的確定 鑒于以上的要求，在該模具中分型面設在塑件截面尺寸最大的部位，如下圖C-C截面位置。 圖5

30、.1 分型面位置 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、對稱排列及復合排列等。該模具涉及三側(cè)面抽芯，結(jié)構(gòu)較為復雜，綜合考慮模具設計為一模一腔，模具位于模板上的位于中心位置。 5.3 凹模的結(jié)構(gòu)設計 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?？傮w上說，整體是強度、剛度好，但不適于復雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，是復雜型腔加工相對容易，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)復雜[5]。 由于該模具結(jié)構(gòu)

31、相對復雜，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5.2 凹模 5.4 凸模的結(jié)構(gòu)設計 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[5]： 5.5 成型零件工作尺寸的計算 設計模具時應該對成型零件的結(jié)構(gòu)形式、計算尺寸、強度校核給以足夠的重視。該模具型腔和圓形型

32、腔磨具類似，故可按圓形型腔近似計算[1]。 1.按剛度設計計算： （5.1） 應使： （5.2） 則= =54mm （5.3） 2.按強度條件計算： （5.4） 應使： （5.5） 則： （5.6） 式中：

33、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]——剛度條件，即允許變形量（mm）為 [σ]——模具材料的許用應力(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)《塑料模具設計指導》[2]P108頁“中小模架的選擇”中的經(jīng)驗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。 5.6 模具成型零件的工作尺寸計算 工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸（含

34、長、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，模具設計時必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應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，主要包括以下幾個方面[7]： 1、成形收縮率：在實際工作中，成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為 δs=(Smax-Smin)Ls （5.7） 式中： δs為塑件收縮波動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

35、情況下，由收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內(nèi)。 2、模具成形零件的制造誤差：實踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差在IT7～IT8級之間，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：模具在使用過程中，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應取塑件公差的1/6，而大型零件，應在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，會引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應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計中，應綜合考慮各種影響成形零件尺寸的因素，在設

36、計時進行有效的補償。由于影響因素很不穩(wěn)定，補償值應在試模后進行逐步修訂。 通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡化后的計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行計算，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算，公式如以下[7]： （1）凹模的內(nèi)形尺寸： D腔=(ds+dsQcp-3/4Δs ) +Δs/3 （5.8） 式中： D腔 為型腔內(nèi)形尺寸(mm)； ds為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實際外形尺寸； Qcp為塑料平均收縮率(%)，此處取0.3%； Δs為塑件公差，查表知PVC塑件

37、精度等級取5級；塑件基本尺寸在50~65mm公差取；塑件基本尺寸在100~120范圍內(nèi)其公差?。辉?50~280mm范圍內(nèi)公差??；在160~180mm范圍內(nèi)取 。 所以型腔尺寸如下： D1=(120+123-3/4×1.14)+0/3= + 0mm D2=(110+1113-3/4×1.14)+0/3= + 0 mm 型腔深度的尺寸計算： H腔=(Hs+HsQcp+2/3Δs)+Δs/3 式中： h腔凸模/型芯高度尺寸(mm)； Hs為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、Qcp 、x 、Δm含義如（1）式中。 H1=(+3-2/3×+/

38、3= +0.25 0mm H2=(270+2703-2/3×+/3= + 0mm H3=(170+1703-2/3×+/3= + 0mm （2）凸模的外形尺寸計算： d凸=(Ds+DsQcp+Δs)-Δs/3 （5.9） 式中： d凸凸模/型芯外形尺寸(mm)； Ds為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形尺寸； Δs 、Qcp 、x 、Δm含義如（1）式中。

39、 由于該塑料的收縮率不大為%，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： d1=(111+1113+3/4×)-/3=0 -0.38 mm d2=(102+1023+3/4×)-/3=0 -0.38 mm 型芯的深度尺寸計算： h腔=(Hs+HsQcp+2/3Δs)-Δs/3 （5.10） 式中： h腔凸模/型芯高度尺寸(mm)； Hs為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸； Δs 、Qcp 、x 、Δm含義如（1）式中。三個型芯的高度

40、分別為： H1=[×( 1+0.003)+2/3×1.34] -/3=139.270 -0.45 mm H2=[×( 1+0.003)+2/3×1.60] -/3=10 -0.53 mm H3=[205×( 1+0.003)+2/3×1.80]-/3=0 -0.60 mm 六、排氣系統(tǒng)的設計 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，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)的設計相當重要。 ① 增加熔體充模流動的阻力，是型腔充不滿； ② 在制品上呈現(xiàn)明顯可見的熔接縫，其力學性能降低； ③ 滯留氣體時塑件產(chǎn)生質(zhì)量缺陷；

41、④ 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時局部高溫，使塑料熔體分解； ⑤ 由于排氣不良，降低了充模速度。 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； ② 對于大型模具，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)塊滲導排氣； ⑤ 在熔合縫位置開設冷料穴 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，這里不再單獨設計排氣槽。 七、導向與脫模機構(gòu)的設計 導向機構(gòu)的作用和設計原則 導向機構(gòu)的作用 導向機構(gòu)是保證塑料注射模具的動模與定模

42、合模時正確定位和導向的重要零件，通常采用導柱導向，主要零件包括導柱和導套。其具體作用有： a、定位作用 b、導向作用 c、承載作用 d、保持運動平穩(wěn)作用 e、錐面定位機構(gòu)作用 導向機構(gòu)的設計原則 a、 導柱（導套）應對稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應有足夠的距離，以保證模具強度和防止模板發(fā)生變形； b、 導柱（導套）的直徑應根據(jù)模具尺寸選定，并應保證有足夠的抗彎強度； c、 導柱固定端的直徑和導套的外徑應盡量相等，有利于配合加工，并保證了同軸度要求； d、 導柱和導套應有足夠的耐磨性； e、 為了便于塑料制品脫模，導柱最好裝在定模板上，但有時也要裝在

43、定模板上，這就要根據(jù)具體情況而定。 導柱、導套的設計 導柱導向是指導柱與導套（導向孔）采用間隙配合使導柱在導套（導向孔）內(nèi)滑動，配合間隙一般采用H7/h6級配合[8]。 導柱的設計 導柱的結(jié)構(gòu)形式有兩種：一種為單節(jié)式導柱，另一種為臺階式導柱。小型模具采用單節(jié)式導柱，大型模具采用臺階式導柱[8]。 在導柱的工作部分上開設油槽，可以改善導向條件，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。故導柱采用不加油槽的階梯式導柱 根據(jù)國家標準選用直徑為40mm長度為306mm的導柱。其示意圖如下： 圖7.1 導柱 導套的設計 由于導柱已選定，由塑料模具設計與制造可

44、查得與之相配的導套為Ⅰ型帶頭導套，其直徑為40mm，長度分別為160其示意圖如下[8]： 圖 導套 導向孔的總體布局 導向零件應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有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。根據(jù)手冊推薦值選定的導柱分布情況如下圖所示： 圖 導向孔總體布局 脫模推出機構(gòu)的確定 本模具采用的為一次頂出脫模機構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動鑲塊等脫模機構(gòu)。該機構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機構(gòu)的作用下

45、，通過一次動作即可頂出?；谝陨显瓌t，該模具的脫模零部件設在動模上，選擇推桿頂出形式[9]。 桿橫截面直徑的確定 根據(jù)該塑件和模具的結(jié)構(gòu)特點，在開模后塑件的收縮不僅不對側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會松開，故脫模力較小，可忽略不計，所以只能憑經(jīng)驗初選推桿的直徑為 d=8mm。 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 推桿 推桿長度的計算 ，頂桿總長度為： h桿=[h凸+б1]+h動墊+[S頂+б2]+h頂固 式中： h桿 為推桿的總長度； h

46、凸 為凸模的總高度； h動墊 為動模墊板的厚度； 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)以上公式計可得，推桿的總長度為280mm。 推板導柱導套的結(jié)構(gòu)設計 推板導柱導套 推板導柱為推板動作導向，成滑動配合；推板導套與推板導柱配合，為了防止推板導套的磨損，應制成便于更換的淬火套。由《模具設計與制造簡明手冊》[6]查的推板導柱導套的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 推板導柱 圖 推板導套 八、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的

47、設計 斜導柱抽芯機構(gòu)設計原則 a、 活動型芯一般比較小，應牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時松動滑脫。型芯與滑塊連接部位要有一定的強度和剛度； b、 滑塊在導滑槽中滑動要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住、跳動等現(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； d、 鎖模塊要能承受注射時的側(cè)向壓力，應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應大于斜導柱的傾斜角θ，一般取θ1-θ >2°～3°，否則斜導柱無法帶動滑塊運動。 e、 滑塊完成抽芯運動后，仍停留在導滑槽內(nèi)，留在導滑槽內(nèi)的長度不應小于滑塊全長的2/3，否則，滑塊在開始復位時容易傾斜而損壞

48、模具。 f、 防止滑塊和推出機構(gòu)復位時的相互干涉，盡量不使推桿和活動型芯水平投影重合。 g、 滑塊設在定模的情況下，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[10]。 8.2 抽芯機構(gòu)的確定 由于該模具比較簡單，抽芯力不大，故采用斜導柱外側(cè)抽芯機構(gòu)。 8.3 斜導柱抽芯機構(gòu)的有關參數(shù)計算 該磨具中有三根斜導柱且長度相差不是很大，為設計和生產(chǎn)方便同時也為了降低了生產(chǎn)成本本次計算全部按最長的的斜導柱為主[11]。 8 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，型芯或滑塊在抽芯方向所移動的距離。《塑料模具設計》[5]查的抽芯距的計算公

49、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算其長度為170故抽芯距為175mm。 8 斜導柱傾斜角α的確定 斜導柱的傾斜角是決定斜導柱抽芯機構(gòu)工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了抽芯距離和斜導柱的長度，更重要的是它決定著斜導柱的受力狀況。 斜導柱受到的抽拔阻力和彎曲力的關系如圖所示[10]。（不考慮斜導柱與滑塊的摩擦力）。 圖斜導柱受力圖 圖 抽芯距的計算 Q=

50、P cosα （） 式中： P1---開模力； Q--抽拔阻力（與抽拔力大小相等方向相反）； P---斜導柱所受的彎曲力。 由上式可以看出，當所需的抽拔力確定以后，斜導柱所受的彎曲力P與cosα成反比，即α角增大時，cosα減小，彎曲力P也增大，斜導柱受力狀況變壞。 另外，從抽芯距S與α角的關系來看，如圖所示。 S=H tgα=L sinα （8.2） 式中： L---斜導柱的有效工作長度。 當S確

51、定以后，開模行程H及斜導柱工作長度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sinα增大，斜導柱有效工作長度可減小。 綜上所述，當斜導柱傾斜角α增大時，斜導柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開模行程可減小；反之，當α角減小時，斜導柱受力狀況有所改善，可是開模行程卻增加了，而且斜導柱的長度也增加了。這會使模具厚度增加。因此，斜導柱傾斜角α過大或過小都是不好的，一般α角取10°～20°，最大不超過25°。 對于該模具，由于抽拔力不大，但抽芯距離較大故選擇較大傾角，綜合考慮斜導柱的傾斜角取α=25°。 8 斜導柱直徑的確定 a、 抽拔力

52、 對于本塑件，具有與一般小斷面?zhèn)瓤讉?cè)凹收縮的抽芯不同的特點，是在整個側(cè)表面周邊的大面積抽芯，塑件的徑向收縮不僅不對側(cè)凹成型零件產(chǎn)生包緊，反而會松開，但軸向收縮仍會使側(cè)凹成型零件被卡緊。這種塑件采用對合的哈夫塊或多拼塊成型，側(cè)向分型力應按下式計算[1]： Ft=Aq(μcosα-sinα) （8.3） 式中： Ft---最大脫模力（N）； A---活動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---

53、摩擦系數(shù)0.1～0.2； α---脫模斜度（°）。 所以： F=Aq(μcosα-sinα) =×111×50+102××120×102××96.13）×9×106×(0.1×cos0.8。-sin0.8。) =36KN b、 斜導柱的有效工作長度L4： L=S/ sinα=175/ sin25°=417mm （8.4） c、 斜導柱所受的彎矩為[1]： Mw=Fw×Lw （8.5） 式中： Mw為斜導柱所受彎矩 FW?為斜導柱所受彎曲力

54、 LW為斜導柱彎曲力臂 由材料力學知識知： （8.6） 式中： 為斜導柱所用材料的許用彎曲應力為160MPa W為抗彎截面系數(shù)。 斜導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柱的直徑為： （8.7） 式中： 為抽芯力 Ft為的反作用力 為斜導柱所用材料的許用彎曲應力，為160MPa[12] 為側(cè)型芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導柱中心線焦點到斜導柱固定板到距離，這里取滑塊厚度一半為70mm。 但很據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗58

55、mm顯得過大，結(jié)合課本《塑料成型工藝與模具設計》[2]中到經(jīng)驗方法取其直徑為35mm。 8 斜導柱長度的計算 斜導柱的長度是根據(jù)側(cè)型芯的抽芯距S，斜導柱直徑d，固定軸肩的直徑D，傾斜角α以及安裝斜導柱的模板厚度h來決定的。 圖 斜導柱長度示意圖 L=L1+L2+L3+L4+L5 （8.8） =（D/2）tgα+h/cosα +s/sinα+（d/2）tgα+(5～10)(mm) =（38/2）tg25°+100/cos25°+ tg25°+417+(5～10)

56、 ≈596（mm） 其中： L----斜導柱總長 L1----斜導柱大端斜面中心至最高點長度 L2-----斜導柱大端斜面中心至滑塊端面點長度 L3----滑塊孔半徑在斜導柱上投影長度 L4----斜導柱工作長度 L5----斜導柱錐度長度，一般取5～10㎜ 由以上計算過程，可最終確定斜導柱的的尺寸如下圖所示： 圖 斜導柱外形尺寸

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