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塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 2011 屆畢業(yè)論文 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 系 、 部： 機(jī)械工程系 學(xué)生姓名： 唐曉波 指導(dǎo)教師： 張蓉 職稱 副 教授 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 班 級： 0702 班 完成時間： 2011 年 5 月 17 號 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 1 摘 要 對塑料罩 殼注射模結(jié)構(gòu)采用點(diǎn)澆口進(jìn)料 ， 采用 一模四腔的模具結(jié)構(gòu)， 材料采用 流動性能 中等 的 通過對塑件的分析，注射機(jī)的選定， 澆注系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和導(dǎo)向地位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，給出了生產(chǎn)塑料罩殼的一個實(shí)際參考設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程。 關(guān)鍵詞 : 一模四腔 ； 側(cè)澆口 ；模具設(shè)計(jì) o a BS on of of of of a of of 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 2 目錄 ............................................... 5 件的分析 .................................................. 5 程塑料的性能分析 ..................................... 5 本性能 ............................................... 5 理性能 ........................................... 6 性能 ............................................. 6 學(xué)性能： ......................................... 7 注射成型過程及其工藝參數(shù) ............................... 8 射成型過程 ........................................... 8 射工藝參數(shù) ........................................... 8 ................................... 8 型面位置的確定 ............................................ 8 腔數(shù)量和排列方式的確定 .................................... 9 射機(jī)型號的確定 ........................................... 10 射量的計(jì)算 ............................................. 10 注系統(tǒng)凝料提及的初步估算 ............................ 10 擇注射機(jī) ............................................ 11 射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 ................................ 11 .................................................. 12 ............................................... 12 流道尺寸 ............................................ 12 流道的凝料體積 ...................................... 13 流道當(dāng)量半徑 ........................................ 13 流道交口套的形式 .................................... 13 分流道的設(shè)計(jì) .............................................. 14 流道的布置形式 ...................................... 14 流道的長度 .......................................... 14 流道的當(dāng)量直徑 ...................................... 14 流道的截面形狀 ...................................... 14 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 3 流道界面尺寸 ........................................ 15 料體積 .............................................. 16 核剪切速率 .......................................... 16 流道的表面粗糙度和脫模斜度 .......................... 16 澆口的設(shè)計(jì) ................................................ 16 澆口尺寸的確定 ...................................... 18 澆口剪切速率的校核 .................................. 18 核主流道的剪切速率 ....................................... 18 冷料穴的設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................... 19 ........................................ 19 ......................................... 19 ......................................... 21 成型零件工作尺寸的計(jì)算 .................................... 21 模內(nèi)尺寸的計(jì)算 ...................................... 21 模深度尺寸的計(jì)算 .................................... 22 芯尺寸的計(jì)算 ........................................ 22 芯高度尺寸的計(jì)算 .................................... 22 6、Φ 8、Φ 10 型芯徑向尺寸的計(jì)算 ..................... 23 型孔的高度 .......................................... 23 型孔間距的計(jì)算 ...................................... 23 型零件尺寸及動模墊板厚度的計(jì)算 ........................... 24 模側(cè)壁厚度的計(jì)算 .................................... 24 模墊板厚度的計(jì)算 .................................... 25 .............................................. 26 模力的計(jì)算 ............................................... 26 推出方式的確定 ............................................ 27 用推 桿推出 .......................................... 27 ...................................................... 27 模板厚度尺寸的確定 ....................................... 27 算并選擇模架型號 ......................................... 28 架尺寸的校核 ............................................. 28 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 4 .................................................... 29 .................................................. 29 卻介質(zhì) ................................................... 29 卻系統(tǒng)的計(jì)算 ............................................. 29 位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量 W .............. 29 定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量........... 30 算冷卻水的體積流量............................. 30 定冷卻水路的直徑 .................................... 30 卻水在管內(nèi)的流速 v .................................. 30 冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù) h ...................... 31 算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積 A ............................ 31 算冷卻模具水管的總長度 L ............................ 31 卻水路的根數(shù) ........................................ 31 ............................................ 31 柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ............................................... 32 ............................................. 32 ....................................................... 32 參考文獻(xiàn) ........................................................... 34 致謝 ............................................................... 35 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 5 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 1 塑件成型工藝性分析 件的分析 （ 1）外形尺寸 該塑件壁厚為 件外形尺寸不大，塑料熔體流程不長，其材料為 料，為熱塑性塑料，流動性較好，適合于注射成型。 (2) 精度等級 塑件所有尺寸公差在任務(wù)書中未能給出，未注公差的尺寸取為 (3) 脫模斜度 成型性能良好，成型收縮率較小，參考文獻(xiàn) [1]中表1擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為 1°。 程塑料的性能分析 本性能 由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，非結(jié)晶性材料。三種單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯 一個是聚丁二烯橡膠分散相。 特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的 料。這些不同品 質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 料具有超強(qiáng)塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 6 的易加工性，外觀特性，優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度。適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件，專動零件和電信結(jié)構(gòu)零件。 成形特性： 1．無定形料，其品種牌號很多，各品種的機(jī)電性能及成形特性也各有差異，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 必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)長時間干燥。 3．流動性中等，溢邊料 右（流動性比聚苯乙烯， ，但是比聚碳酸酯、聚 氯乙烯好）。 4．比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高），料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度在 250℃左右，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高塑件模具溫度宜取 50~60℃ ，要求光澤及耐熱型塑件宜取 60~80℃ ，注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射機(jī)時料溫為 180~230℃ ，注射壓力為 100~140桿式注射機(jī)則取160~220℃ ， 70~100宜。 理性能 密度： 體積： g 吸水率： 性能 熔點(diǎn)： 130~160℃ 熔融指數(shù)： 200℃ 負(fù)荷 50N,噴嘴 0卡針入度； 71~122℃ 馬丁耐熱： 63℃ 熱變形溫度： 90~108℃ (45N/83~103℃ (180N/線膨脹系數(shù)： 10 計(jì)算收縮率： 比熱容： 1470 J/ ( K) 燃燒性： 慢 熱導(dǎo)率： (m . k) 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 7 學(xué)性能 屈服強(qiáng)度： 50拉強(qiáng)度： 38裂伸長率： 35% 拉伸強(qiáng)性模量： 彎強(qiáng)度： 80曲彈性模量： 壓強(qiáng)度： 53剪強(qiáng)度： 24擊韌度：無缺口 261 k / 缺口 11 k / 氏硬度： 明：該成形條件為加工通用級 乙烯 形條件與上相似。 查參考文獻(xiàn) [1]中表 1其主要性能指標(biāo)，見表 1。 表 1 性能指標(biāo) 密度 3k/ ?? 拉屈服強(qiáng)度 b?50 比體積 ? ?13??伸彈性模量 水率 %/彎強(qiáng)度 a/ 80 收縮率 %/s 擊韌度（缺口）? ?2m/ ?? 11 熱變形溫度 /t ℃ 90~108 硬度 ? ?點(diǎn) /t ℃ 130~160 體積電阻系數(shù)? ??/? 1610 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 8 注射成型過程及其工藝參數(shù) 射成型過程 （ 1）成型前準(zhǔn)備。對 色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于 有氰基等吸水性集團(tuán)，故吸水性較大，因此成型前須進(jìn)行充分干燥，使其水分含量降至 下，常用方法是循環(huán)鼓風(fēng)干燥，溫度控 制是 70~80℃ ，時間 4h 以上。也可以采用烘箱干燥，溫度控制在 80~100℃ ，時間 2h，干燥粒層厚度不超過50 （ 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)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個階段。 （ 3）塑件的后處理（退火）。退火處理的方法為紅外線燈、烘箱，處理溫度為70℃ ，處理時間為 2h~4h。 射工藝參數(shù) （ 1）注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為 30r/ （ 2）料筒溫度 t/℃ ：前段 180~200； 中段 165~180； 后段 150~170。 （ 3）模具溫度 t/℃ ： 50~80； （ 4）注射壓力 (p/ 60~100； （ 5）成型時間（ s）： 注射時間 20~90 S 高壓時間 0~5 S 冷卻時間 20~120 S 總周期 50~220 S 2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機(jī) 型面位置的確定 通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在塑件截面積最大，且有利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖 2 所示。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 9 圖 2 分型面的選擇 腔數(shù)量和排列方式的確定 （ 1）型腔數(shù)量的確定 由于該塑件精度要求不高，塑件尺寸較小，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步定為一模四腔的結(jié)構(gòu)形式。 （ 2）型腔排列方式的確定 由于該模具選擇的是一模四腔，其型腔中心距的確定故流道采用 H 型對稱排列，使型腔進(jìn)料平衡，如圖 3 所示。 圖 3 型腔數(shù)量的排列布置 （ 3）模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定 由以上分析可知，本模具設(shè)計(jì)是一模四腔，對稱 H 型直線排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形 狀，推出機(jī)構(gòu)初選推件板推出或是推出桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料，動模部分需要添加塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 10 型芯固定板、支撐板或推件板。由上綜合分析可確定采用大水口（或帶推件板）的單分型面注射模。 射機(jī)型號的確定 射量的計(jì)算 通過 建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖 4 所示。 圖 4 塑件質(zhì)量屬性 塑件體積： 塑 V??m=中， ρ可根據(jù)參考文獻(xiàn) [3]表 9為 。 注系統(tǒng)凝料提及的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件提及的 ~1 倍來估算。由于本次設(shè)計(jì)采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 來估算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和 4 個塑件體積之和）為： 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 11 塑總 VV ×擇注射機(jī) 根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過程中，注入模具型腔的塑料的總體積為總V=由 參考文獻(xiàn) [2]式 4V=總V/根據(jù)以上的計(jì)算，查參考文獻(xiàn) [1]中表 1步選定公稱注射量為 106 3注射機(jī)型號為 30 臥式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表 2。 表 2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射量 3/106 拉桿內(nèi)向距 /70×320 螺桿柱塞直徑 /5 移模行程 /70 注射壓力 大模具厚度 /00 注射速率 1/ ??80 最小模具厚度 /50 塑化能力 模形式 雙曲肘 螺桿轉(zhuǎn)速 1??r 14~200 模具定位孔直 徑 /125 鎖模力 /30 噴嘴球半徑 /5 射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 (1) 注射壓力校核 查 參考文獻(xiàn) [4]可知， 需注射壓力為 700里取0P=90該注射機(jī)的公稱注射壓力公P=射壓力安全系數(shù) 1k =里取 1k =： 10=117<公P，所以注射機(jī)注射壓力符合要求。 (2) 鎖模力校核。 ① 塑件在分型面上的投影 面積 塑A= ? ? ? ?22222 5??? ?? =② 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積澆A，即澆道凝料 (包括澆口 )在分型面上的塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 12 投影面積澆以按照多型腔模具的統(tǒng)計(jì)分心來確定。澆 ~。由于本設(shè)計(jì)的流道較簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以相應(yīng)取小一些，這里取澆A= ③ 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則有 總A =n( 塑A + 澆A )=n( 塑A +A )=4×A =④ 模具型腔內(nèi)的脹型力脹F，則 脹F= 總5=中，模常取注射壓力的 20%~50%，大致范圍在 146于黏度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。 于中等黏度塑料切精度要求不高，故將模5 由表 2 可知注射機(jī)的公稱鎖模力是鎖F=630模力安全系數(shù) 2k =k =取 2 對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。 主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和沖模時間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的交口套。 流道尺寸 (1) 主流道的長度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對于小型模具 L 應(yīng)盡量小于 60次設(shè)計(jì)中初取 55行計(jì)算。 (2) 主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +()料罩殼注射模設(shè)計(jì) 13 (3) 主流道大端直徑 D=d+2主L ? ?2/= 8中 ? ≈ 4° (4) 主流道球面直徑 射機(jī)噴嘴球半徑 +(1~2)5+2=17 (5) 球面的配合高度 h=3 流道的凝料體積 ? ? 3/主主主主主主 ??=55×( 22 +4×=流道當(dāng)量半徑 ?? 主流道交口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小斷入口與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯酪r套與定位圈設(shè)計(jì)成一個整體，但是考慮到上述因素通常依然將其分開來設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時也便于選 用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。本設(shè)計(jì)澆口套采用碳素工具鋼處理淬火表面硬度為 505圖 5 所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝圖來確定。 圖 5 主流道交口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 14 分流道的設(shè)計(jì) 流道的布置形式 為盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道，如圖 6 所示。 圖 6 分流道布置形式 流道的長度 根據(jù)四個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道長度適中，如圖 6 所示。 流道的當(dāng)量直徑 流過一級分流道塑料的質(zhì)量 ?? 塑 = 106g 因該塑件壁厚為 行分流道長度為 l =40參考文獻(xiàn) [3]中式（ 2 D= m ≈ 分流道的截面形狀 本流道采用梯形截面，其加工工藝好，切塑料熔體的熱量散失、流動阻力不大。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 15 流道界面尺寸 表 2 部分塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍 塑料的名稱 分流道斷面直徑 （ 塑料名稱 分流道斷面直徑 (聚苯乙烯 10 聚乙烯 聚氯乙烯 10 尼龍類 氨酯 8 聚甲醛 10 熱塑性聚酯 8 丙烯酸塑料 8～ 10 聚苯醚 10 根據(jù)上表可取梯形的上底寬度為 B=于選擇刀具 )，底面圓角的半徑 R=1形高度 取 H=2B/3=下底寬度為 b，梯形面積滿足如下關(guān)系。 242 ?? 代值計(jì)算得 b=慮到梯形底部圓弧對面積的減少及脫模斜度等因素，取 b=過計(jì)算梯形斜度 α=基本符合要求，如圖 7 所示。 圖 7 分流道截面形狀與尺寸 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 16 料體積 (1) 分流道的長度為 ?分L(×2=152(2) 分流道截面積 2 . ???分A (3) 凝料體積 ?? 分分分 52×20=3040 3考慮到圓弧的影響取 ?分核剪切速率 （ 1）確定注射時間： 由參考文獻(xiàn) [2]表 4可取 t=1.6 s。 （ 2）計(jì)算單邊分流道體積流量：?????? 2/ 塑分分 3 ? （ 3）由 參考文獻(xiàn) [3]（式 2可得剪切速率 133 2 63 . 1 4 1 4 . 783 . 3. 3 ? ???? ???分分分 R??該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道德最佳剪切速率在2105? ~ 13105 ?? s 之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取其粗糙度為 可，此處取 外其脫模斜度一般在 5°~ 10°之間，通過上述計(jì)算脫模斜度為 脫模斜度足夠。 澆口的設(shè)計(jì) 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模四腔注射，為方便調(diào)整沖模 時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口。其界面形狀簡單，易于加工，便于試模后修整，切開設(shè)在分型面上，從型腔的邊緣進(jìn)料。 運(yùn)用 分析工具 澆口選擇點(diǎn)和熔料充型難 易 程度進(jìn)塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 17 行監(jiān)測分析，澆口選定在分型面上，從塑件底部進(jìn)料填充，如圖 8 所示。 圖 8 澆口的選定和充型模擬 經(jīng) 分析工具 型模擬分析，選取圖 8 所示澆口進(jìn)行充型，能很好的實(shí)現(xiàn)塑件 熔體 的填充，分析結(jié)果如圖 9 所示 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 18 圖 9 充型結(jié)果顯示 澆口尺寸的確 定 （ 1）計(jì)算側(cè)澆口的深度。根據(jù) 參考文獻(xiàn) [3]表 2得側(cè)澆口的深度 h 的計(jì)算公式為 h=中， t 是塑件壁厚，這里 t=n 是塑料成型系數(shù)，對于 成型系數(shù)為 n=了便于今后試模是發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修模處理，并根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]表 4推薦的 澆口的厚度為 此處澆口深度 h 取 （ 2）計(jì)算側(cè)澆口的寬度。根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]表 2得側(cè)澆口的寬度 B 的計(jì)算公式為 ?? 30 ?? 式中， A 為凹模的內(nèi)表面積 (約等于塑件的外表面積 )。 （ 3）計(jì)算側(cè)澆口的長度。根據(jù)表 2，可取側(cè)澆口的長度 ? 澆口剪切速率的校核 （ 1）確定注射時間：查參考文獻(xiàn) [1]表 2取 t= （ 2）計(jì)算澆口的體積流量： 7 ???? 澆（ 3）計(jì)算澆口的剪切速率：對于矩形澆口可得： 澆?? ≤4× 1410 ?s ，則 ??? 澆 1 6 9 9 3 3 ?? ?? ≈1410 ?s <4× 1410 ?s ，剪切速率合格。 式中，? ?? ? 222 3232 ??????? 該矩形澆口的剪切速率比較大，首先把澆口面積適當(dāng)做小一點(diǎn)，通過試模根據(jù)塑件成型情況來調(diào)整。 核主流道的剪切速率 上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積 (澆口體積的大小可以忽略不計(jì) )以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣就可以校核主流到熔體的剪切速率。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 19 1) 計(jì)算主流道的體積流量 ????????? st 分主主 2) 計(jì)算主流道的剪切速率 1333. 3 ? ???? ???主主R??主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 132 105~105 ??? 以，主流道的剪切速率合格。 冷料穴的設(shè)計(jì)計(jì)算 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是儲存熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。由于該塑件表面要求沒有印痕，采用脫模板推出塑件，故采用球頭形拉料桿匹配的冷料穴。開模時，利用凝料對球頭的包緊力使凝料從主流道陳濤中脫出。 (1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹 模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式、和鑲拼式四種。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用的是整體式凹模，它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點(diǎn)是為非穿通式模體，強(qiáng)度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時可省去定模座板 根據(jù)歲塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模，如圖 10 所示。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 20 圖 10 整體嵌入式凹模 (2)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (型芯 ) 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式組合式兩種類型。該塑件采用整體式型芯，如圖 11 所示，因塑件的包緊力較大，所以設(shè)在動模部分。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 21 圖 11 凸模型芯 根據(jù)對成型塑件的分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性，同時考慮到它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 于成型塑件內(nèi)表面的型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴(yán)重，因此鋼材選擇 ，進(jìn)行滲氮處理。 成型零件工作尺寸的計(jì)算 采用參考文獻(xiàn) [2]中式 (2(2應(yīng)公式中的平均尺寸法計(jì)算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按 照塑件零件圖中給定的公差計(jì)算。 模內(nèi)尺寸的計(jì)算 塑件外部尺寸的轉(zhuǎn)換，塑件外緣基本尺寸為 5080注公差，屬 照任務(wù)書上要求尺寸精度 行計(jì)算，則 ，s 0 ??? 相應(yīng)塑件的制造公差為 0Δ? = s 0 080 ??? ，相應(yīng)塑件的制造公差為 。 ? ?? ? 00000 ???????? ? ?? ? ??? ??????? ?? ?0???? ?? ? ??? ??????式中，表參考文獻(xiàn) [5]中表 1知 ~所以取其平均收縮率?；0參考文獻(xiàn) [3]可得0x=Δ是塑件上相應(yīng)尺寸的公差 (下同 )，0z?是塑件上相應(yīng)制造公差，對于中小型塑件取 z? =6Δ(下同 )。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 22 模深度尺寸的計(jì)算 塑件高度尺寸的換算：塑件的高度基本尺寸 ???應(yīng)公差是 1Δ =???應(yīng)公差是 2Δ = 塑件高度為未注公差尺寸，屬 A 類尺寸，按 進(jìn)行計(jì)算。 ? ?? ? 1???? = ? ?? ? . . 0 6 60 . 0 7 9 7 ???? ??????? ?? ? 2???? ? ?? ? 9 7 60 . 0 0 42 21 120. 0 4 ???? ???????式中， 1x 、 2x 是系數(shù)，查表 2， 1x =2x = 芯尺寸的計(jì)算 塑件內(nèi)徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： 077 ???? ，相應(yīng)制造公差為 3Δ = 32047 ????? ，相應(yīng)制造公差為 ?3Δ =么則有 ? ?? ?03311 3Δ???? ? ?? ? 1 4 3 40 1 4 3 40- 7730 . 40 . 5 6. 5 7765. 0 001 ????????； ? ? 033113Δ??????? ???????? ?? ? 1 0 6 70 1 0 6 70- 0 001 ????????式中，3表 2得，3x= 芯高度尺寸的計(jì)算 塑件內(nèi)腔高度尺寸轉(zhuǎn)換： ??? ，相應(yīng)的制造公差 4Δ = 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 23 ??? ，相應(yīng)的制造公差 5Δ = ? ?? ?0 4???? ? ?? ? 0 001 ?????????? ?? ?0 5???? = ? ?? ? ?????? 6、Φ 8、Φ 10 型芯徑向尺寸的計(jì)算 Φ6、 Φ8、 Φ10自由公差按 得： ，、、 086 ??? ???不需要轉(zhuǎn)換，因此得： ? ?? ?0 6???? ? ?? ? ????????? ?? ?0 7???? ? ?? ? 2 4 ???????? ?? ?0 8???? ? ?? ? ??????型孔的高度 2×Φ6、 2×Φ8、 2×Φ10的成型芯是與凹模碰穿，所以公差應(yīng)該取正，以利于修模。 型孔間距的計(jì)算 成型孔之間的距離分別如下： ? ?? ? ? ? ?????????? ? ?? ? ? ? ?????????? 塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的標(biāo)注如圖 12 所示。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 24 圖 12 凹模嵌件及型芯的成型尺寸 型零件尺寸及動模墊板厚度的計(jì)算 模側(cè)壁厚度的計(jì)算。 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，其厚度根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]表4的剛度公式計(jì)算。 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 25 ????????? ??? ???????????? 5中 p 型腔壓力 ( E 是材料彈性模量 ( h=W； W 是影 響變形的最大尺寸，而 h=30mm；p?是模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種可查參考文獻(xiàn) [2]表 4 p?=152i =15×中， 2i = ?????? 151 凹模嵌件初定單邊厚度選 10，由于壁厚不能滿足 15求，所以凹模嵌件采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中，有模板和型腔共同來承受型腔壓力。由于型腔采用 H 形直線對稱結(jié)構(gòu)布置，型腔之間的壁厚 1S =110(中心距 )=301S =8030由于型腔不是深大型腔，這個壁厚間隔能夠滿足要求。根據(jù)型腔的布置，初步選定模板平面尺寸為 30000比型腔布置的尺寸要大得多，所以完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求。 模墊板厚度的計(jì)算 動模墊板厚度和所選模架的兩個墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在 30000個范圍內(nèi)，查參考文獻(xiàn) [2]表 7塊之間的跨度大約為 5 44822 5 02 2 ?????? 。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對動模墊板的壓力就 可以計(jì)算得到動模墊板的厚度，即 T=11p????????54× ??????????? 315 3 4 4 7 635 中，p?是模具剛度許用變量。根據(jù)注射塑料品種查參考文獻(xiàn) [2]表 4p?=152i = ）（）（ 151 ??????? 是兩個墊板之間的距離，約 1541L 是動模墊板的長度，取 250 是四個型芯投影到動模墊板上的面積。 單件型芯所受壓力的面積是 0A=47×77=3619 2四個型芯的面積是 A=40A=4×3619=14476 2動模墊板可以按照標(biāo)準(zhǔn)厚度取為 45然不符合要求，可采用支撐柱的塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 26 形式來增加支撐板的剛度。采用兩根直徑為 50支撐柱，且布置在支撐板正中間，根據(jù)力學(xué)模型認(rèn)為， n=1，所以墊板的厚度計(jì)算為 ??????????????? ??? 3434 符合要求。 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中的這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。模具脫模方式按推出零件分：推桿脫模、推管脫模、推件板脫模、推塊脫模、成型零件脫模和多元聯(lián)合式脫模六種。 本塑件結(jié)構(gòu)簡單， 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 可采用推件板推出、推桿推出、或推件板加推桿推出的綜合推出方式，根據(jù)脫模力計(jì)算來確定。 模力的計(jì)算 (1) 主型芯脫模力 塑件為矩形塑件，其 050 ??????? t ?，（025 ?????? ），因此根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]中式（ 4得脫模力為 ? ?? ? t a nc o 1 ?? ?? ? ??= ? ?? ? 7 61 4 4 7 7 t s ????????????? 2) 3-? 6 小型芯脫模力 對于此處小型芯其 r ???? t?，跟根據(jù)參考文獻(xiàn) [2]中式（ 4算其脫模力為 ? ?? ? t a 212 ??????? ????????? ?? ?? S ??? ?? ? t a 3 ???????? ??????????? ??? ?????????(3) 同上 述（ 2）中步驟，分別計(jì)算得到 ? 8 小型芯脫模力、 ? 10 小型芯脫模力為3F=4F = 式中 E—— 塑料的拉伸彈性模量（ 塑料罩殼注射模設(shè)計(jì) 27 S—— 塑料成型的平均收縮率（ %）； t—— 塑件的壁厚（ L—— 被包型芯長度（ ? —— 塑料的泊松比（查參考文獻(xiàn) [3]表 2 ?