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1、. 盒蓋注塑模設(shè)計(jì) 學(xué)生： 學(xué)號： 專業(yè)： 班級： 指導(dǎo)老師： 盒蓋塑件圖 技術(shù)要求: 1. 塑件材料 PE 2. 未標(biāo)注公差尺寸按SJ1372-78.8級。 3．大批量生產(chǎn)。 .. . 摘 要 本文是關(guān)于盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，在正確分析塑件工藝特點(diǎn)和PE材料的性能的后，采用了點(diǎn)澆口進(jìn)行澆注。詳細(xì)介紹了對凸模，凹模，澆注系統(tǒng)，脫模機(jī)構(gòu)，選擇標(biāo)準(zhǔn)零件，設(shè)計(jì)非標(biāo)件的設(shè)計(jì)過程。涉及模具結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、壽命計(jì)算及熔融塑料在模具中流動預(yù)測等復(fù)雜的工程運(yùn)算問題；運(yùn)用CAD、輔助工程UG等不同的軟件

2、分別對模具的設(shè)計(jì)、制造和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析。綜合運(yùn)用了專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)課知識設(shè)計(jì)，其核心知識是塑料成型模具、材料成型技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、塑料成型工藝、模具CAD\CAM、Moldflow等。 關(guān)鍵詞：點(diǎn)澆口；盒蓋注塑模設(shè)計(jì)；塑料成型模具 ABSTRACT This article was about the lid mould design, based on the correct analysis of plastics technology characteristics and PE material properties, using a runner after are

3、 pouring. A detailed introduction about the punch and die, gating system, the choice standard and demoulding mechanism design non-standard parts, parts of the design process was included in this paper. The problems were involved such as the mould structure, strength calculation, molten plastic, ser

4、vice life, and complex prediction of engineering operations, then mould design, manufacturing and quality were analyzed by using CAD, UG and Mold flow software. The lid mould design compositivly applyed specialized knowledge,professional design and its core knowledge is plastic molding,material mold

5、ing technology ,mechanical design,plastic injection molding process,mould CAD/CAM,Moldflow,etc. Keywords: a runner after are pouring;the lid mold design;plastic molding. .. 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 概述 1 1.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的的重要地位 1 1.2中國塑料模具的現(xiàn)狀 2 1.3塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 3 第二章 塑料制件的工藝性分析 5

6、2.1塑件原材料的分析 5 2.1.1 HDPE加工性能 6 2.1.2 塑料對模具溫度的要求 7 2.2 成型塑料制結(jié)構(gòu)工藝性 7 2.2.1尺寸精度 9 2.2.2塑件壁厚 9 2.2.3 脫模斜度 10 2.2.4表面粗造度 11 2.2.5圓角 11 第三章 注射工藝分析及塑料模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3.1零件的三維建模 12 3.2澆口位置 12 3.3分型面 16 3.4型腔的數(shù)目與布局 17 3.4.1模具型腔數(shù)目 17 3.4.2模具型腔的布局 17 3.5澆注方案的設(shè)計(jì) 17 3.5.1 確定澆注系統(tǒng)的原則 17 3.5.2澆口形式的選擇 18

7、 3.5.3點(diǎn)澆口尺寸的確定 19 3.5.4點(diǎn)澆口剪切速率的校核 20 3.5.5主流道形狀與尺寸 20 3.5.6 澆注系統(tǒng)方案 22 3.6型芯型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 3.6.1 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 3.6.2型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 3.7 型腔的強(qiáng)度校核 23 3.7.1整體式矩形型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 24 3.7.2整體式圓形型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 25 3.8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 3.9 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 27 第四章 成型設(shè)備及工藝參數(shù) 29 4.1成型設(shè)備 29 4.1.1注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格 29 4.1.2注射機(jī)的選擇 29 4.2 注射機(jī)

8、的工藝參數(shù) 31 4.3塑料注射模塑工藝 32 第五章 模具成型零件尺寸的確定 33 5.1型芯型腔尺寸的計(jì)算 33 5.2 脫模機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 34 5.2.1 抽芯距的計(jì)算 34 5.2.2斜導(dǎo)桿傾角的確定 34 5.2.3斜導(dǎo)桿傾角的驗(yàn)證 34 第六章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 35 6.1最大注塑量校核 35 6.2開模行程的校核 35 6.3按注射機(jī)的額定鎖模力進(jìn)行校核 36 6.4模具閉合高度的校核 36 第七章 模具主要連接、定位、導(dǎo)向件設(shè)計(jì) 38 7.1 模具主要連接件選擇或設(shè)計(jì) 38 7.2模具主要定位件選擇 38 7.3 模具主要導(dǎo)向件選擇或設(shè)計(jì)

9、38 第八章 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 39 8.1模具溫度對塑件成型的影響 39 8.2模具熱平衡計(jì)算 39 8.2.1進(jìn)入模腔的總熱量 40 8.2.2 模具散熱量 40 第九章 繪制模具總裝圖及零件圖 42 第十章 設(shè)計(jì)總結(jié) 44 參 考 文 獻(xiàn) 45 致 謝 46 .. . 第一章 概述 1.1模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的的重要地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要礎(chǔ)之一，塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型 腔模的一種類型，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，

10、產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的

11、零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托

12、車約有零件2000種，共計(jì)5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 1.2中國塑料模具的現(xiàn)狀 整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力

13、等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時帶來更多的機(jī)會。由于中國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產(chǎn)品價(jià)格的1/5～1/3，加入WTO后，國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同

14、時還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用。 2006年，中國塑料模具總產(chǎn)值約300多億元人民幣，其中出口額約58億元人民幣。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，2006年中國共進(jìn)口塑料模具約10億美元，約合83億元人民幣。由此可以得出，除自產(chǎn)自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產(chǎn)模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。進(jìn)口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各種塑殼模具、為通信及辦公設(shè)備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑

15、料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于中國塑料模具價(jià)格較低，在國際市場中有較強(qiáng)的競爭力，所以進(jìn)一步擴(kuò)大出口的前景很好，近幾年出口年均增長50%以上就是一個很好的證明。 雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅，但所增加的絕對量仍是進(jìn)口大于出口，致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得到改善，逆差略有減少。模具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶來了對模具旺盛需求，有些高檔模具國內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口；但也確實(shí)有一些模具國內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進(jìn)口。這與中國現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項(xiàng)目審批制度有關(guān)。二是對模具出口鼓勵不夠?，F(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有

16、13%，而未達(dá)17%。 從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。 近年來，港資、臺資、外資企業(yè)在中國大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產(chǎn)自用塑料模具無確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。 1.3塑料模具的發(fā)展水平與市場趨勢 近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到2μm，制件

17、精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá)6m/min以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字

18、化無圖制造。 經(jīng)過近幾年的發(fā)展，塑料模具的開發(fā)、創(chuàng)新和企業(yè)管理等方面已顯示出一些新的發(fā)展趨勢： （1）在模具的質(zhì)量、交貨周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢。企業(yè)千方百計(jì)提高自己的適應(yīng)能力、提高技術(shù)水準(zhǔn)、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是縮短模具生產(chǎn)周期的有效手段。 （2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對象之前進(jìn)行開發(fā)，變被動為主動。目前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期

19、以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動局面。 （3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)。這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，也是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀念的上升。這一趨勢使得模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進(jìn)了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國模具行業(yè)目前已有10多個國家級高新技術(shù)企業(yè)，約200個省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨勢相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型人才是必然要求。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長一段時間內(nèi)，技藝型人才仍十分重要，因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫對技藝的依

20、靠。 （4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會中，作為一個高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其它先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已成為行業(yè)共識。 （5）隨著人類社會的不斷進(jìn)步，模具必然會向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展。現(xiàn)在，能把握機(jī)遇、開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具企業(yè)的業(yè)務(wù)很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向，不斷提高綜合素質(zhì)和國際競爭力。

21、 （6）發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具正加速向中國轉(zhuǎn)移，表現(xiàn)為：一是遷廠，二是投資，三是采購。中國的模具企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，借用并學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)，加快自己的發(fā)展步伐。 中國塑料模具行業(yè)和國外先進(jìn)水平相比，主要存在以下問題： （1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有10年以上的差距。 （2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平

22、也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。 （3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。 （4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計(jì)不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正在加速向中國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展

23、一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。 （5）體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經(jīng)濟(jì)中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機(jī)制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。 .. 第二章 塑料制件的工藝性分析 2.1塑件原材料的分析 塑件盒蓋采用HDPE材料， HDPE是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯。高密度聚乙烯，英文名稱為“High Density Polyethylene”，簡稱為“HDPE”。HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽

24、性，可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強(qiáng)度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，其性能見表2-1。 表2-1 HDPE性能表 HDPE 性能 吸濕性 結(jié)晶性原料，吸濕性極小，不超過0.01%，因此在加工前無需進(jìn)行干燥處理。 流動性 分子聯(lián)鏈柔性好，鍵間作用力，熔體粘性低，流動性極好，因此成型時無需太高壓力就能成型出薄壁長流程制品。 收縮率 收縮值大，方向性明顯，HDPE收縮率在1．5%左右。因此容易變形翹曲，模具冷卻條件對收縮率的影響很大，故應(yīng)該控制好模具溫度，保持冷卻均勻、穩(wěn)定，模具溫度的選擇范圍應(yīng)根據(jù)密度的不同而不同，通常HD

25、PE的模具溫度為50～95，在選擇時還應(yīng)注意制品形狀與溫度之間的關(guān)系。 模具溫度 HDPE的結(jié)晶能力高，模具的溫度對塑件的結(jié)晶狀況有很較大的影響。模溫高，熔體冷卻慢，塑件結(jié)晶度高，強(qiáng)度也就高。 比熱容 HDPE的熔點(diǎn)不高，但比熱容較大， HDPE是結(jié)晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動性極好流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓注射,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。常用的澆口有直澆口，點(diǎn)澆口，潛伏澆口，側(cè)澆口等，其中點(diǎn)澆口前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)到長熔體

26、的表觀粘度下降，流動性增加，有利于型腔的充填，因而對于薄壁件PE等表觀粘度隨剪切速率變化敏感的塑料有利。所以應(yīng)選著點(diǎn)澆口。 HDPE用于注射成型，其工藝參數(shù)見表2-2： 表2-2 HDPE塑料注射工藝參數(shù) 預(yù)熱和 干燥 溫度t/℃110～120 成型時間 注射時間/s 0~5 時間τ/h8~12 保壓時間/s 15~60 料筒 溫度 t/℃ 后段 140~160 冷卻時間/s 15~60 中段 180~200 總周期/s 40~140 前段 180~190 螺桿轉(zhuǎn)速n/(rmin-1) 30~60 噴嘴溫度 150~180

27、 后處理 方法 紅外線燈,烘箱 模具溫度 50~95 溫度t/℃ 70 注射壓力MPa 70~100 時間r/h 2~4 2.1.1 HDPE加工性能 HDPE的各種加工性能見表2-3。 表2-3 HDPE塑件的加工性能表 屈服強(qiáng)度/Mpa 50 拉伸強(qiáng)度/Mpa 22~39 熔點(diǎn)(或粘溫度)/C 130～160 伸長率（%） 35 熔融指數(shù)(MFI) 拉伸彈性模量/GPa (0.84~0.95) 熱變形溫度/C(45MPa)(180MPa) 72~82 彎曲彈性模量/Gpa 1.1~1.4 計(jì)算收縮率(%) 2.0~5.

28、0 彎曲強(qiáng)度/MPa 20.8~40 比熱容 /(J) 1470 密度/(g) 0.92~0.97 熱導(dǎo)率 /(W) 0.263 吸水率24h長時間(%) 0.01< 從表中可以看出HD PE有很高的耐水性 ，長期與水接觸其性能可保持不變。流動性好。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，成型時在流動方向和垂直方向上收縮性差異較大，易產(chǎn)生變形、縮孔且聚乙烯質(zhì)地柔軟且易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強(qiáng)行脫模。 2.1.2 塑料對模具溫度的要求 （1）模具溫度對HDPE制件的成型有較大的影響，在對HDPE塑件成型時，模具的溫度太小低時，會產(chǎn)生澆注痕、充不滿、易引起翹曲變形或應(yīng)力開裂.模具溫

29、度太高時,易造成溢料和粘模.模具溫不易波動過大,要不然會造成制件收縮不均,應(yīng)力過大,變型也較大,從而影響制件的形狀尺寸。 （2）模具溫度的選擇范圍應(yīng)根據(jù)密度的不同而不同，通常PE的模具溫度為20℃～90℃，在選擇時還應(yīng)注意制品形狀與溫度之間的關(guān)系，如箱形、框形制品常以模腔溫度高于模芯溫度的辦法解決其側(cè)壁易變形的問題。 2.2 成型塑料制結(jié)構(gòu)工藝性 塑件的結(jié)構(gòu)應(yīng)從圖紙上分析考慮塑件壁厚均勻、符合要求、利于脫模;塑件的轉(zhuǎn)角處采用圓弧過渡，分散載荷、增強(qiáng)及充分發(fā)揮塑件的機(jī)械強(qiáng)度，改善塑料熔體的流動性，便于充滿型腔、脫模、消除壁厚轉(zhuǎn)折處的凹陷等缺陷、便于模具的機(jī)械加工和熱處處理，從而提高模

30、具的使用壽命。 塑件在模具中成形結(jié)束時，可能會出現(xiàn)下列情況： （1） 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會使塑件抱住型芯或型腔中的凸起部分 （2） 對于收縮率極小的塑件，已成型的塑件很可能緊緊在模具腔體表面上; （3） 對于粘附力很強(qiáng)的塑件，當(dāng)模具型腔表面高度光潔時，已成型的塑件很可能緊緊粘附在模具腔體的表面上：上述現(xiàn)象的存在，都將影響塑件從模具的型芯或型腔中取出。為了防止脫模時拉傷或擦傷塑件，設(shè)計(jì)塑件時必須考慮塑件內(nèi)表面沿模方向均具有足夠的脫模斜度。 所以本設(shè)計(jì)從以下幾個方面對其分析：  圖2-1塑件尺寸圖 該產(chǎn)品的尺寸有一部分為未注公差,參考《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》其精

31、度一律按SJ1372-78.8級處理?？紤]到配合問題，該產(chǎn)品精度要求最高的尺寸應(yīng)為四個側(cè)凹處。一般模具的精度要比塑件的精度高2～3級,所以取模具精度為MT7。 2.2.1尺寸精度 根據(jù)塑件的基本尺寸，和塑件材料的公差等級得到塑件的轉(zhuǎn)換尺寸見表2-4。 表2-4 塑件尺寸 精度等級 尺寸類型 原始尺寸 轉(zhuǎn)換尺寸 備注 MT7 內(nèi)形尺寸 38 GB/T 14486-1993 28 34 66 68 外形尺寸 52 70.6 57 型腔高度 10.5 5.2 5.2 1.2 1.2 凸臺長度 2.3

32、 2.2.2塑件壁厚 塑件應(yīng)有一定的壁厚，這不僅是為了塑件在使用中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且也為了塑料在成型時保持良好的流動狀態(tài)。塑件的壁厚首先決定于塑件的使用要求，即強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、重量、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性以及裝配等各項(xiàng)要求。另外還必須指出，壁厚與流程有密切關(guān)系。所謂流程是指熔料從澆口起流向型腔各處的距離。經(jīng)試驗(yàn)證明各種塑料在其常規(guī)工藝參數(shù)下，流程大小與塑件壁厚成比例關(guān)系。塑件壁厚越大，則允許最大流程越長。 同種塑料制品的壁厚要盡可能的均勻,壁厚過小則難以充型,且強(qiáng)度剛度不足,過大用料過多,增加注塑周期,易產(chǎn)生氣泡,縮孔,凹陷,翹曲等缺陷。HDPE的最小壁厚為0.6mm，一般制件厚度為2.

33、25～2.60mm，大型制件壁厚為>2.4~3.2mm。該盒蓋各部分的壁厚差不多,最大為1.3mm最小為1.2mm。 表2-5是塑料常用壁厚的推薦值。 表2-5塑料常用壁厚推薦值 塑料名稱 50mm流程最小壁厚 小型塑件推薦壁厚 中型塑件推薦壁厚 大型塑件推薦壁厚 聚乙烯 0.6 1.25 1.6 2.4～3.2 同一種塑件的壁厚應(yīng)盡可能一致，否則會因冷卻或固化速度不同產(chǎn)生應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生變形、縮孔及凹陷等缺陷，通常塑件壁厚的不均勻容許在一定范圍內(nèi)變化，對于注塑及壓注成型塑件，壁厚變化一般不應(yīng)超過1：3。不同壁厚應(yīng)采用適當(dāng)?shù)男揎棸霃绞购癖〔糠志徛^渡。 2.2

34、.3 脫模斜度 為了便于塑件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯，在設(shè)計(jì)時塑件內(nèi)外壁應(yīng)具有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小、塑件的幾何形狀有關(guān)。硬質(zhì)塑料比軟質(zhì)塑料脫模斜度大;形狀愈復(fù)雜或成型孔較多的塑件取較大的脫模斜度塑件高度愈高、孔愈深。則取較小的脫模斜度;壁厚增增加，內(nèi)孔包住型芯，脫模斜度也應(yīng)大些。 （1）脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定；塑件內(nèi)孔，以型芯小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖樣要求，斜度由擴(kuò)大方向取得；塑件外形，以型腔（凹模）大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。 （2）當(dāng)要求開模后塑件留在型腔內(nèi)時，則塑

35、件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)大于塑件外表面的脫模斜度，即數(shù)值反之。 表1-4 塑件的脫模斜度 塑實(shí)名稱 脫模斜度 型腔 型芯 聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），軟聚氯乙烯（LPVC）， 聚酰胺（PA），氯化聚醚（CPT） 25′~45′ 20′~45′ 硬聚氯乙烯（HPVC），聚碳酸酯（PC），聚砜（PSU） 35′～40′ 30′～50′ 聚苯乙烯（PS），有機(jī)玻璃（PMMA），ABS，聚甲醛（POM） 35′～130′ 30′～40′ 熱固性塑料 25′～40′ 20′～50′ 一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，本模具脫模斜度取30′

36、。 2.2.4表面粗造度 塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質(zhì)量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)。一般來說，模具表面的粗糙度值要比塑件低1～2級。塑件的表面粗糙度Ra一般為1.6～0.2um.模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，所以應(yīng)隨時給予拋光復(fù)原。一般來講型腔的粗糙度達(dá)到0.2～0.8um。 2.2.5圓角 在塑件設(shè)計(jì)過程中，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度，改善塑件的流動情況及便于脫模，在塑件的各面或內(nèi)部連接處，應(yīng)采用圓弧過渡。尤其對增強(qiáng)塑料更有利于填充型腔。另外，塑件上的圓角對于模具制造和機(jī)械加工及提高模具強(qiáng)度，也是不可少的。在塑件結(jié)構(gòu)

37、上無特殊要求時，塑件的各連接處均應(yīng)有半徑不小于0.5-1mm的圓角。此塑件的圓角統(tǒng)一取R0.6。 第三章 注射工藝分析及塑料模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1零件的三維建模 圖3-1塑件的三維建模 3.2澆口位置 澆口是流道和型腔的連接部分，也是注塑模進(jìn)料系統(tǒng)的最后部分，其基本作用為： (1) 使從流道來的熔融塑料以最快的速度進(jìn)入充滿型腔。 (2) 型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流。澆口的設(shè)計(jì)和塑件的尺寸、形狀模具結(jié)構(gòu),注射工藝條件及塑件性能等因素有關(guān).但是根據(jù)上述兩句基本作用來說,澆口截面小,長度要短,因?yàn)橹挥羞@樣才能滿足增大流料速度,快速冷卻封閉,便于塑

38、件分離以及澆口殘痕最小等要求。 (3) 澆口設(shè)計(jì)要點(diǎn)可歸納如下： a) 澆口開設(shè)在塑件斷面較厚的部位,使熔料從厚料斷面流入薄斷面保證充模完全; b) 澆口位置的選擇,應(yīng)使塑料充模流程最短,以減少壓力損失； c) 澆口位置的選擇,應(yīng)有利于排除型腔中的空氣； d) 澆口不宜使熔料直沖入型腔,否則會產(chǎn)生漩流,在塑件上留下旋形的痕跡,特別是窄的澆口更容易出現(xiàn)這種缺陷； e) 澆口位置的選擇,應(yīng)防止在塑料表面上產(chǎn)生拼縫線,特別實(shí)在圓環(huán)或是圓筒形的塑件中,應(yīng)在澆口的面的熔料澆合處加開冷料井； f) 帶有細(xì)長的型芯的注塑模的澆口位置,應(yīng)當(dāng)離成型芯較遠(yuǎn),不使成型芯受料流沖而變形； g) 大型或

39、扁平塑件成形時,為防止翹曲、變形、缺料可采用復(fù)式澆口； h) 澆口應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的位置，如邊緣底部； i) 澆口的尺寸取決于塑件的尺寸、形狀和塑料的性能； j) 設(shè)計(jì)多個型腔注塑模時，結(jié)合流道的平衡來考慮澆口的平衡，盡量做到熔融料同時均勻充滿各個型腔。 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時，首先是選擇澆口的位置。澆口位置選擇直接關(guān)系到產(chǎn)品成型質(zhì)量及注射過程的順利進(jìn)行，澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則： (1) 澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理； (2) 澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致，并使具流程為最短； (3) 澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時，對型腔中寬

40、暢，厚壁部位，以便于塑料順利流入； (4) 澆口位置應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處； (5) 避免塑料在流下型腔時直沖型腔壁、型芯或嵌件，使塑料能盡快流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件變形； (6) 盡量避免使制品產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在制品不重要部位； (7) 澆口位置及其塑料流入方向，應(yīng)使塑料在流入型腔時，能沿著型腔平行的方向均勻地流入，并有利于型腔內(nèi)氣體的排出； (8) 澆口應(yīng)設(shè)置在制品上最易清除的部位，同時盡可能不影響產(chǎn)品外觀。 通過Moldflow對塑件各方面進(jìn)行分析如下： 從分析結(jié)果可以看到由藍(lán)到紅的不同顏色紅色的位置是澆口分布最差的位置，而藍(lán)色的地方卻是最佳澆口位置分

41、布。我們選擇澆口的時候可以根據(jù)此圖和實(shí)際情況來確定。在選擇好最佳澆口位置后，便可以開始對塑件進(jìn)行模流分析，包括注射時間分布，注射質(zhì)量分布，注射壓力分布，注射壓力損失分布，注射溫度分布等。根據(jù)模流分析情況可以對塑件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在適當(dāng)時候進(jìn)行可行的修改和優(yōu)化，達(dá)到最佳效果。 進(jìn)行最佳澆口位置分析如下： 圖3-2澆口匹配性 現(xiàn)在提出兩種澆口位置方案： A方案：澆口設(shè)在塑件中心處。 B方案：澆口設(shè)在邊緣澆處。 表3-1 塑件分析表 序號 A方案 B方案 1 充 填 區(qū) 域 分析 由圖中可以看到只有一種顏色。充填區(qū)域?yàn)?。也就是全部充滿，

42、 上圖的沖型能力和A方案差一樣，都滿足注塑要求。 2 注射時間分布分析 藍(lán)色區(qū)域注射時間最短，紅色區(qū)域是注射時間最長。 注塑時間為0..5437秒，滿足工藝條件。 注射時間為1.65秒，時間比A方案要大1.1137秒。注謝時間比較大不合理。 3 注射壓力分布分析 通過上圖分析，藍(lán)色表示壓力分布最小的位置，紅色表示壓力分布最大的位置，藍(lán)色變到橘紅色的其他顏色則表示壓力的變化位置。A方案的充型壓力是6.827MPa。 通過上圖分析，B方案的最大壓力是12.02MPa，比A方案大5.2MPa 6 注射氣穴分布分析 氣穴的數(shù)量相對

43、來說比較少了，那樣我們就可以完全采用分型面排氣就可以解決問題，模具結(jié)構(gòu)也相對簡單了很多。 有較多的氣穴，大多數(shù)的氣穴同樣分布在分型面處。同樣也可以采用分型面解決問題。 兩種方案比較下選擇A方案，澆口設(shè)在塑件的中心處。 3.3分型面 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，所以分型面的選擇是注塑模設(shè)計(jì)中的一個關(guān)鍵因素。在先擇分型面時應(yīng)綜合分析比較以選擇較為合理的方案，選擇時應(yīng)遵循以下原則： （1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 （2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 （3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求

44、 （4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 （5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 （6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除以上原則以外，分型面的選 擇還要考慮到型 腔在面上投影面積的大小外以避免接近或超過所選注射機(jī)的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象。 圖3-3分型面方案一 圖3-4分型面方案二 根據(jù)以上分型面選擇原則，方案一選擇了在最大輪廓處，不影響制件的外觀，保證了制件的制造精度也利于排氣。而方案二選擇了最大平面處，但易出現(xiàn)溢邊，不易排氣，不易卸料及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以本設(shè)計(jì)選擇方案一。 3.4型腔的數(shù)目與布局 3.4.1模具型腔數(shù)目 型腔數(shù)量與注塑機(jī)的塑化速率、最

45、大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，另外型腔數(shù)量還直接影響塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。型腔數(shù)量的確定方法有很多種，下面按照注射機(jī)的最大注塑量來確定型腔數(shù)量： （3-1） 式中 k——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，般取0.8； mp——注射機(jī)最大注射量，60g； m1——澆注系統(tǒng)凝料量，2.8g； m——單個塑件的質(zhì)量，5.6g。 代入以上數(shù)據(jù)得n≤8；由于模具采用的是四個內(nèi)抽芯滑塊，比較復(fù)雜所以取n=1，采用一模一腔結(jié)構(gòu)。 3.4.2模具型腔的布局 模具型腔的布局應(yīng)遵循以下條件： （1）型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力求對稱，以防模具

46、承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 （2）型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕模具的重量 （3）圓形排列平衡好，加工困難；直線形排列加工容易，但平衡性好，而且加工性尚可，使用廣泛。 本產(chǎn)品采用一模一腔，型腔的布置和澆口對稱開設(shè)。 3.5澆注方案的設(shè)計(jì) 3.5.1 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： (1) 塑料成型特性 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成形物性的要求，以保證塑件質(zhì)量 (2) 塑件大小及形狀 根據(jù)塑件大小，形狀壁厚、技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成形，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯或型芯受力不

47、勻以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。 (3) 模具成型塑件的型腔數(shù) 設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)。 (4) 塑件外觀 設(shè)置澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮到去除、整進(jìn)料口方便，同時不影響塑件的外表美觀。 (5) 注射機(jī)安裝模板的大小 在塑件投影面積比較大時，設(shè)置澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮到注射機(jī)模大小是否允許，并應(yīng)防止模具偏單邊開設(shè)進(jìn)料口中，造 成注射時受力不勻。 (6) 成形效率 在大量生產(chǎn)時設(shè)置澆注第統(tǒng)還應(yīng)考慮到在保證成形質(zhì)量的前提下盡量縮短流程，減小斷面積以縮短填充及冷卻時間，縮短成形周期，同時減少澆注

48、系統(tǒng)損耗的塑料。 (7) 冷料 在注射間隔時間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施。 3.5.2澆口形式的選擇 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否完好、高質(zhì)量地注射成型。按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口可分為：直接澆口、側(cè)澆口、扇型澆口，點(diǎn)澆口、平縫澆口、潛伏澆口、環(huán)形澆口等。不同的澆口形式對塑料熔體的充填特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會產(chǎn)生不同的影響。各種塑料因其性能的差異而對不同形式的澆口會有不同的適應(yīng)性，設(shè)計(jì)模具時可參考表3-2所列部分塑料所適應(yīng)的澆口形式。 表3-2

49、常用塑料所適應(yīng)的澆口形式 塑料種類 澆口形式 直接澆口 側(cè)澆口 平縫澆口 點(diǎn)澆口 潛伏澆口 環(huán)形澆口 硬聚氯乙烯（HPVC） O O 聚乙烯（PE） O O O 聚丙烯（PP） O O O 聚碳酸酯（PC） O O O 聚苯乙烯（PS） O O O O 橡膠改性苯乙烯 O 聚酰胺（PA） O O O O 聚甲醛(POM) O O O O O O 丙烯腈—苯乙烯 O O O ABS O O O

50、 O O O 丙烯酸酯 O O 注：“O”表示塑料適用的澆口形式。 本模具采用點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口全稱針點(diǎn)式澆口，是典型的限制型澆口。具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1) 可大大提高塑料熔體剪切速率，表觀粘度降低明顯，致使充模容易。這對PP,PS,和ABS等對剪切速率敏感，即非牛頓指數(shù)愈小的熔體更加有效。 (2) 熔體經(jīng)過點(diǎn)澆口時因高速摩擦生熱，熔體溫度升高，粘度再次下降，致使流動性再次提高。 (3) 能正確控制補(bǔ)料時間，無倒流之慮；有利降低塑件特別是澆口附近的殘余應(yīng)力，提高了制品質(zhì)量。 (4) 能縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。 (5) 有利澆口與制品的自動分離，便于實(shí)現(xiàn)塑件

51、生產(chǎn)過程的自動化。 (6) 澆口痕跡小，容易修整。 (7) 在多型腔模中，容易實(shí)現(xiàn)各型腔均衡進(jìn)料，改善了塑件質(zhì)量。 (8) 能較自由地選擇澆口位置。 3.5.3點(diǎn)澆口尺寸的確定 點(diǎn)澆口的各種尺寸如表3-5所示，d=0.5～1.5mm,最大不超過2mm，當(dāng)l=0.5～2時常取1.0～1.5mm，如表3-5中的三種儲料井a(chǎn))小件用，b)大件用，c)熱固性用，塑件是小型件及材料HDPE是熱塑性材料所以選用a)型澆口。 點(diǎn)澆口的直徑用下面經(jīng)公式3-2計(jì)算 （3-2） d——點(diǎn)澆口直經(jīng)，mm。 ——塑件在澆口處的壁厚，mm； A——型腔表面積；

52、 計(jì)算得d=0.5。 取d=0.5mm，，，mm，mm。 圖3-5點(diǎn)澆口的儲料井 3.5.4點(diǎn)澆口剪切速率的校核 因?yàn)樵摳蹦＞呤且荒Ｒ磺?，塑料件體不是很小，采用點(diǎn)澆口的剪切速率校核。經(jīng)驗(yàn)：主流道 、分流道 、點(diǎn)澆道，其它澆口 。采用Moldflow軟件進(jìn)行點(diǎn)澆口的剪切速率分析，得出圖3-6。 點(diǎn)澆口的剪切速率為1.065105，基本符合要求。 圖3-6 點(diǎn)澆口剪切速率 3.5.5主流道形狀與尺寸 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，其作用是通過流道截

53、面積使熔料平穩(wěn)轉(zhuǎn)換流向注入型腔，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有比較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 主流道固化時間要求：為了有效地傳遞保壓壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化。 在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面。主流道通常設(shè)計(jì)在模具的澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為，小端直經(jīng)d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm,流道的表面粗糙度Ra ≤ 0.8 μm。澆口套一般采用碳素工具鋼（如T8A、T10A等）材料制造，熱處理淬火硬度53～57HRC。 主流道與噴嘴結(jié)構(gòu)如圖3-7所示,接觸處多做成半

54、球形的凹坑，凹坑球半徑R應(yīng)比噴嘴球頭半徑r大l～2mm。注射機(jī)XS-Z-60的噴嘴孔直徑是4mm取d為5mm, 噴嘴圓弧半徑R為12mm，r取13mm. 圖3-7 主流道與噴嘴結(jié)構(gòu) 圖3-8 主流道尺寸 由經(jīng)驗(yàn)公式： D==5.69 (3-2) 式中：D——主澆道大端直徑（mm）； d——主澆道小端直徑（5mm）； a——主澆道錐角℃（2）； L——主澆道長度（mm）。 由于塑件比較小，所以把澆口套和定位圈設(shè)計(jì)成一體形式，其結(jié)構(gòu)如下圖： 圖3-9 澆口套結(jié)構(gòu)形式

55、 表3-3 主流道尺寸 名 稱 尺 寸 名 稱 尺 寸 小端直徑 5mm 大端直徑 5.69mm 球面半徑 13mm 主流道長度 34.5mm 主流道錐角 2 材 料 T10A，熱處理淬火 硬度 表面粗糙度 3.5.6 澆注系統(tǒng)方案 由于聚乙烯流動性比較好，塑件結(jié)構(gòu)簡單，易于成型，所以選用第一種形式的澆口比較合理，最終澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3-10所示： 圖3-10 點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)的形式 3.6型芯型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.6.1 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于塑件內(nèi)壁有側(cè)凹，需要側(cè)向抽芯，所以 型芯采用鑲嵌式，結(jié)構(gòu)如圖3-11所示：

56、 圖3-11 型芯結(jié)構(gòu)圖 3.6.2型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于是采用單型腔，塑件為小型塑件，所以型腔采用整體式，型腔結(jié)構(gòu)如圖3-12所示： 圖3-12 型腔結(jié)構(gòu)圖 3.7 型腔的強(qiáng)度校核 模具的各零件必須有足夠的強(qiáng)度及剛度，以承工作時的各種作用力。因此模具零件應(yīng)按其工作的受力情情況予以強(qiáng)度或或剛度等計(jì)算，并設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)。但是在實(shí)際中經(jīng)常公按經(jīng)驗(yàn)予以設(shè)計(jì)及確定尺寸或?qū)σ恍┲饕尚土慵淳唧w受力情況作必要的計(jì)算。但對大型模具的型腔等主要零件應(yīng)予以計(jì)算設(shè)計(jì)為宜。 型腔強(qiáng)度及剛度是經(jīng)常需進(jìn)行計(jì)算的。型腔在成形壓力下要產(chǎn)生變形，變形量必須在允許范圍內(nèi)，變形量過大導(dǎo)致型腔擴(kuò)大易出飛

57、邊并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔破裂。另外當(dāng)成形后成形壓力消失時則型腔因彈性復(fù)原而收縮，當(dāng)收縮量大于塑件收縮率時則會使型腔緊緊地包住塑件造在開模因難或塑件殘留在定模上使脫模困難，易損壞塑件或使塑件質(zhì)量不良。 模具的型腔設(shè)計(jì)成整體式的，由于塑件的結(jié)構(gòu)把型腔分為長方型與圓型兩個部分下面分別對兩個部分進(jìn)行校核。 3.7.1整體式矩形型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 （1）整體式矩形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 ①按剛度條件計(jì)算 如圖3-13可按公式3-3計(jì)算。 s≥ （3-3） 式中 p—型腔壓力50MPa。 c—由/決定的系數(shù)，0.93，查表3-4。 H

58、1 —型腔深度，10.5mm； E—彈性模量，鋼取2.1105 Mpa —允許變形量，0.02查表3-5。 結(jié)果：s≥5.12mm。 ②按強(qiáng)度條件計(jì)算側(cè)壁厚度 按公式3-4計(jì)算。 （3-4） 式中 —矩形成型型腔的邊長比，1.0。 —抗彎截面系數(shù)，見表3-4，0.108。 —材料抗拉強(qiáng)度，500Mpa。 其他參數(shù)及數(shù)據(jù)同公式3-3。 結(jié)果：s≥1.32 由于整體式凹模側(cè)壁最小厚度為17mm，所以凹模側(cè)壁合格。 （2）整體式矩形腔底板厚度計(jì)算 ①按剛度條件計(jì)算 厚度按公式3-5計(jì)算 （3-5

59、） 式中 —由型腔邊長比決定的系數(shù)，查表3-6，0.0138。 其它參數(shù)與數(shù)據(jù)同式3-3。 結(jié)果：≥10.63mm。 ②按強(qiáng)度條件計(jì)算 厚度按公式3-6計(jì)算 （3-6） 式中 —由模腳（墊塊）之間距離各型腔邊長比所決定的系數(shù)，查表3-7，0.3078mm。其它參數(shù)與式3-3相同。 結(jié)果：≥1.2。而模具的矩形腔底板厚度是14.5mm所以滿足要求。 3.7.2整體式圓形型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 （1）整體式圓形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 ①按剛度條件計(jì)算 側(cè)壁厚度按式3-7計(jì)算 （3-7） 其中參數(shù)與數(shù)據(jù)同式

60、3-3。 結(jié)果：s≥6。 ②按強(qiáng)度條件計(jì)算 側(cè)壁厚度按式3-8計(jì)算 （3-8） 式中 r為圓形型腔半徑，35.3mm。 結(jié)果：s≥4.2mm。而模具側(cè)壁最小厚度為20.5，所以滿足要求。 4）整體式圓形型腔底板厚度的計(jì)算 ①按剛度條件計(jì)算 底板厚度按式3-9計(jì)算 (3-9) 式中 r取底面圓弧半徑28.5mm，其他參數(shù)與式3-3和式3-7中相同。 結(jié)果：s≥11.2mm。 ②按強(qiáng)度條件計(jì)算 底板厚度按式3-10計(jì)算 （3-10） 式中參數(shù)與以上公式相同。 結(jié)果：7mm。 模具的型腔底板厚度為14.5

61、mm，所以滿足要求。  表3-4系數(shù)c、w值 H1/ 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 2.0 c 0.930 0.570 0.330 0.188 0.117 0.073 0.045 0.031 0.015 0.006 0.002 W 0.108 0.130 0.148 0.163 0.176 0.187 0.197 0.205 0.210 0.235 0.254 表3-5 不發(fā)生溢料的間隙值 低粘度塑料 尼龍（PA）、聚乙烯（PE）、聚丙烯、（PP）、聚甲醛（

62、POM） ≤0.025～0.04 中粘度塑料 聚聚乙烯（PS）、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） ≤0.05 高粘度塑料 聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSF）、聚苯醛（PPO） ≤0.06～0.08 表3-6 系數(shù)c′的值 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 c′ 0.0138 0.0164 0.0188 0.0209 0.0226 0.0240 0.0251 0.0260 0.0267 0.0272 0.0277 表3-7系數(shù)的值 1.0 1.2 1.4

63、 1.6 1.8 2.8 >2.8 0.3078 0.3834 0.4256 0.4680 0.4872 0.4974 0.5000 圖3-13整體式型腔 3.8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于此塑件屬于殼形制品，所以采用斜導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)抽芯件推出。另外設(shè)有復(fù)位桿，開模時在推板的作用下，斜導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)抽芯件將塑件從主型芯上推出。合模時通過復(fù)位機(jī)構(gòu)回到閉合位置。 由于斜導(dǎo)桿要同時起到推桿、內(nèi)型芯的作用，所以將它設(shè)計(jì)為下圖的這種形式： 圖3-14 斜導(dǎo)桿內(nèi)側(cè)抽芯 3.9 標(biāo)準(zhǔn)模架的選取 模架是注塑模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機(jī)的聯(lián)系成為一個整體。標(biāo)準(zhǔn)模架一

64、般由定模座板、定模板、動模板、動模支撐板、墊塊、動模座板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。 基本型組合分為4種，如圖3-15： 圖3-15 標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式，選擇A2型模架查模具設(shè)計(jì)手冊，模架選用125180。其他基本尺寸如表3-6： 表3-6 模架的基本參數(shù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù)(mm) 定模座板 16 定模板 20 動模板 20 動模支撐板 25 墊塊 63 動模座板 16 推桿固定板 12.5 推板 16 澆口套 24 模具型腔 70.6 模具的總高 173 第四章 成型設(shè)備及工藝參數(shù) 4.1成型設(shè)備 4.1.1注射機(jī)的

65、技術(shù)規(guī)格 在接收客戶訂貨時，客戶必須對所用注射機(jī)提出明確的規(guī)格。在所提供的注射機(jī)規(guī)格中應(yīng)包括以下內(nèi)容： （1）注射機(jī)型號及生產(chǎn)廠家； （2）注射機(jī)最大注射容積(最大注射量)； （3）注射機(jī)鎖模力； （4）注射機(jī)噴嘴球面半徑及噴嘴孔徑； （5）注射機(jī)定位孔直徑； （6）注射機(jī)拉桿內(nèi)間距； （7）注射機(jī)容模量(允許的模具最大、最小閉合高度)； （8）注射機(jī)的頂出方式(液壓頂出或機(jī)械頂出以及頂出點(diǎn)位置、頂桿直徑) （9）注射機(jī)開模行程及最大開距； （10）必要時還要提供注射機(jī)頂出行程及頂出力。 4.1.2注射機(jī)的選擇 （1）公稱注射量 由注射量選定注射機(jī).由UG軟件建模分

66、析得（材料密度取p=0.95g/cm3）: 總體積 = 5.9 cm3 總質(zhì)量 = 5.6 g 流道凝料V′=0.5V (流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)； 實(shí)際注射量為:V實(shí)=5.91.5=8.85 cm3； 實(shí)際注射質(zhì)量為M實(shí)=1.5M=5.61.5=8.4g； 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： V實(shí) ≤ 0.8V公 V公= V實(shí)/0.8=8.850.8=11.06 cm3 （2）一次成型的塑料重量（塑件與流道凝料之和）應(yīng)在注塑機(jī)理論注射量的10%-80%之間；既能保證制品質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，則選50%～80%為最佳。 （3）塑件的形狀較簡單，壁厚均勻，也無特別高的精度要求，但是塑件的材料為PE，一般選用的壓力為70～100Mpa，PE的注射壓力在70～100Mpa，塑件的結(jié)構(gòu)較簡單，取P=80Mpa。 ① 塑件的投影面積計(jì)算 A=31.17 cm2。 ② 型腔的壓力計(jì)算P腔=2/3P=53.3Mpa。 ③