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摘 要
分析了撥叉塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，敘述了該塑件的成型工藝、注射模的結(jié)構(gòu)以及注射模的工作原理，其原理是：采用大水口模具結(jié)構(gòu)，模具直接開(kāi)模后，使用頂針推出產(chǎn)品脫模，模具復(fù)位由頂針板上的復(fù)位桿與定模板頂回來(lái)復(fù)位。提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：撥叉；注射模
II
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Abstract
Analysis of the shifting fork structure characteristics of the plastic parts, describes the parts of the molding process, the injection mold structure and working principle of the injection mould for plastic, its principle is: with the flood die structure, die mold, thimble used to launch the product release mold reset by ejector plate return pin and the fixed template back against reset. Improve production efficiency.
key words: Die insert; Injection mould
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 1
1.2 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用 2
1.3 模具制造及其發(fā)展趨勢(shì) 2
1.4 塑料模具的分類 4
1.5 典型塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成 5
1.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求 6
2 塑件工藝分析 7
2.1 塑件材料及其工藝特性分析 7
2.2塑件結(jié)構(gòu)工藝分析 8
3 注射機(jī)型號(hào)確定 10
3.1 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 10
3.2 塑件注射工藝參數(shù)的確定 10
4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
4.1 分型面選擇 11
4.2 確定型腔的排列方式 11
4.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12
4.4 主流道設(shè)計(jì) 13
4.5 分流道設(shè)計(jì) 14
4.6 澆口設(shè)計(jì) 15
4.7 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
5 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 19
5.1型腔工作尺寸計(jì)算以及型芯工作尺寸計(jì)算 19
5.2 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算和型腔底版厚度計(jì)算 19
5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 20
5.4 模具閉合高度的確定 25
6 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 26
6.1 注塑機(jī)和模具開(kāi)模行程最大厚度獨(dú)立的 26
6.2 注射機(jī)的最大的開(kāi)模的行程與模具的厚度的有關(guān)時(shí)的校核 26
6.3 注射量校核 27
6.4 其他相關(guān)尺寸的校核 27
6.5 注射壓力的校核 27
6.6 鎖模力的校核 28
6.7 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 28
7 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)零件工作圖 30
8 注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 31
9 設(shè)計(jì)小結(jié) 32
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
VI
1 緒 論
1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展
塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱高聚物。塑料其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、固化劑、填料及其它配合劑。
塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍，因?yàn)樗囊幌盗刑厥獾膬?yōu)點(diǎn)。塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)酸、堿和許多化學(xué)藥品都有很好的耐腐蝕能力；塑料密度小、質(zhì)量輕，塑料比強(qiáng)度高；大多數(shù)塑料的密度都1.0～1.4g/㎝3之間，相當(dāng)于鋼材密度的0.11和鋁材密度的0.5左右，所以有以“塑代鋼”的優(yōu)點(diǎn)。絕緣性能好，介電損耗低，是電子工業(yè)不可缺少的原材料；塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此，塑料躋身于金屬、硅酸鹽和纖維材料三大傳統(tǒng)材料之列，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料已經(jīng)成為各行各業(yè)不可缺少的材料之一。
塑料工業(yè)的發(fā)展階段可分為下面幾個(gè)階段：
初創(chuàng)階段 30年代以前，科學(xué)家研制分醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料，他們的生產(chǎn)方法是采用間歇法，生產(chǎn)方式是小批量生產(chǎn)。
發(fā)展階段 30年代到50年代前期，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等的發(fā)現(xiàn)，奠定了塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，為塑料的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟了道路。
飛躍階段 50年代中期到60年代末，塑料的產(chǎn)量不斷增加，質(zhì)量不斷提高，成型技術(shù)更趨于完善。
持續(xù)增長(zhǎng)階段 70年代以來(lái)，通過(guò)增強(qiáng)、共聚、共混、交聯(lián)、復(fù)合、填充和發(fā)泡等方法來(lái)改進(jìn)塑料性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，生產(chǎn)技術(shù)更趨合理。塑料整個(gè)工業(yè)向著自動(dòng)化、連續(xù)化、產(chǎn)品系列化發(fā)展，不斷拓寬功能性和研發(fā)塑料的新領(lǐng)域。
我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展落后于西方很多國(guó)家，40年代只有賽璐珞和酚醛兩種塑料，年產(chǎn)只有200噸。50年代末，由于萬(wàn)噸級(jí)聚氯乙稀裝置的投入生產(chǎn)和70年代中期引進(jìn)建成投產(chǎn)的石油化工裝置，使塑料工業(yè)有了兩次跨越式發(fā)展。于此同時(shí)，塑料成型加工機(jī)械也得到了迅速的發(fā)展，工藝方法得到了改良，各種加工工藝措施都已經(jīng)完善。
塑料因?yàn)楸徊粩嚅_(kāi)發(fā)和應(yīng)用，加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善，極大地促進(jìn)了成型模具的開(kāi)發(fā)于制造，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來(lái)越短，對(duì)塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。
現(xiàn)階段，聚苯乙烯泡沫塑料成為主流。
我國(guó)聚苯乙烯泡沫塑料的生產(chǎn)主要集中在東北、江浙及北京、天津、河北，且其中以中小型企業(yè)為多。2007、2008、2010、2011、2012年分別進(jìn)行了五次絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料國(guó)家監(jiān)督抽查，產(chǎn)品合格率分別為為95.1%、96.3%、97.5%、97.5%、97.8%。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)中有升，但還存在一定的問(wèn)題。主要問(wèn)題集中在表觀密度、氧指數(shù)、燃燒分級(jí)等。本次抽查發(fā)現(xiàn)，武漢市洪山區(qū)興達(dá)保溫材料廠一批次產(chǎn)品表觀密度項(xiàng)目不合格。
當(dāng)聚苯乙烯泡沫塑料板密度不足時(shí)，如果用于建筑外墻外保溫將導(dǎo)致其抗拉強(qiáng)度低，滿足不了保溫系統(tǒng)自重及飾面荷載對(duì)其抗剪強(qiáng)度的承載要求，容易使聚苯乙烯泡沫塑料板中部被拉斷;同時(shí)聚苯乙烯泡沫塑料板密度不足也會(huì)導(dǎo)致保溫性能降低、吸濕性增加，影響建筑的保溫效果，聚苯乙烯泡沫板將起不到建筑節(jié)能保溫的作用。
目前，我國(guó)聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)企業(yè)約為2000家，聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)勢(shì)頭良好，質(zhì)量不斷提高。但是大型企業(yè)數(shù)量較少。據(jù)悉，表觀密度是指單位體積的泡沫塑料在規(guī)定溫度和相對(duì)濕度條件下的質(zhì)量。表觀密度在一定程度上影響其它物理性能指標(biāo)，并直接反應(yīng)產(chǎn)品的成本。
1.2 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用
首先，模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都離不開(kāi)模具，用模具生產(chǎn)制件所達(dá)到的四高二低（高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材）使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來(lái)越重要。 其次，人們常見(jiàn)的工業(yè)產(chǎn)品有60％—90％的零件需要用模具成形。模具精度低，則產(chǎn)品質(zhì)量差，模具壽命低，則產(chǎn)品成本高?，F(xiàn)代模具業(yè)已成為技術(shù)密集型和資金密集型的產(chǎn)業(yè)，它與高新技術(shù)已成為相互依托的關(guān)系，一方面模具直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)的不可缺少的裝備，另一方面模具本身又大量采用高新技術(shù)，因此模具制造已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。通過(guò)模具成形零件的快速、優(yōu)質(zhì)、低耗、環(huán)保體現(xiàn)了國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和科學(xué)發(fā)展觀。 最后，據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料顯示，模具行業(yè)的發(fā)展可帶動(dòng)其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的比例大約是1:100，即模具發(fā)展1億元，可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)100億元。而2005年，我國(guó)模具企業(yè)的模具銷售總額約610億元。因此，模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)是巨大的。
1989年，國(guó)務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定”，在重點(diǎn)支持改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機(jī)械技術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位?？傊?，努力盡快提高我國(guó)模具工業(yè)的整體科技水平并且趕上西方發(fā)達(dá)國(guó)家。
1.3 模具制造及其發(fā)展趨勢(shì)
模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段和工藝發(fā)展方向，一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的高低在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，模具工業(yè)的發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝裝備，是最重要的工業(yè)生產(chǎn)手段和工藝發(fā)展方向，一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的高低在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，模具工業(yè)的發(fā)展水平是一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。模具工業(yè)稱作“黃金工業(yè)”。?
國(guó)民經(jīng)濟(jì)的5大支柱產(chǎn)業(yè)分別為：機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑。五大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無(wú)一不是要求模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。，模具是被專家稱為“效益放大器”，由模具產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的價(jià)值往往是其本身價(jià)值的幾十倍，幾百倍，甚至是幾千倍，幾萬(wàn)倍。其生產(chǎn)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)，他也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(kāi)發(fā)能力。?
模具是工業(yè)生產(chǎn)中最基礎(chǔ)的設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)少切削和無(wú)切削的不可缺少的工具，廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中的各個(gè)領(lǐng)域，如汽車、摩托車、家用電器、儀器、儀表、電子等，它們中60%-80%的零件都需要模具來(lái)進(jìn)行制造；高效大批量生產(chǎn)的塑料件、螺釘、螺母和墊圈等標(biāo)準(zhǔn)件也需要模具來(lái)生產(chǎn)；工程塑料、粉末冶金、橡膠、合金壓鑄、玻璃成型等更需要用模具來(lái)成型。
一副好的塑料產(chǎn)品模具與模具的設(shè)計(jì)、模具的材料及模具的制造有很大的關(guān)系?？傆^世界模具發(fā)展趨勢(shì)，塑料產(chǎn)品模具的發(fā)展可以總結(jié)為以下幾個(gè)方面：
1、模具標(biāo)準(zhǔn)化
為了滿足大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需求，模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作迫在眉睫，目前我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度才達(dá)到了50%左右。當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置，精密導(dǎo)向件系列，精密標(biāo)準(zhǔn)模架，標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向性標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。
2、理論研究加強(qiáng)
隨著塑料制件的大型化和復(fù)雜化，塑料制件的模具重量達(dá)到數(shù)噸甚至十?dāng)?shù)多噸。這么大的模具，若只憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，很有可能會(huì)因設(shè)計(jì)不當(dāng)而造成模具的報(bào)廢，大量人力物力財(cái)力被浪費(fèi)，因此大型模具還是要向理論設(shè)計(jì)方面發(fā)展，比如模板強(qiáng)度、剛度的計(jì)算和充型流動(dòng)理論的建立。
3、塑料制件的精密化、多型化
為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能夠?qū)⑺芰现萍叽绻畋３衷?.01～0.001㎜之間的成型工藝方法，其制件主要應(yīng)用在電子、儀表行業(yè)。微型化的塑料制只能在微型設(shè)備上生產(chǎn)。目前，只有德國(guó)研究出只有0.1g注射量的微型注射機(jī)，而法國(guó)有17萬(wàn)g注射量的超大型注射機(jī)，合模力為150MN；除此之外，日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也有較先進(jìn)的注射機(jī)。目前，國(guó)產(chǎn)大型注射機(jī)的注射量能夠達(dá)到3.5萬(wàn)g，合模力為80MN。
4、新工藝的研制開(kāi)發(fā)應(yīng)用
隨著塑料成型技術(shù)的迅速發(fā)展，模具新材料、模具新工藝方面和模具加工新技術(shù)的開(kāi)發(fā)已成為當(dāng)前模具科研的主要任務(wù)之一。最近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在塑料整個(gè)行業(yè)投入了大量的資金，加大了研究力量，同時(shí)也取得了許多成果。例如：材料方面研發(fā)出馬氏體時(shí)效鋼、預(yù)硬鋼、耐腐蝕鋼等不同種類不同性能的材料；模具加工技術(shù)方面也廣泛應(yīng)用電加工、仿形加工、數(shù)控加工及微機(jī)控制加工等技術(shù)。
令模具工業(yè)慶幸的是，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)也進(jìn)入了實(shí)用階段。
（1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/ CAM/ CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)的發(fā)展方向，制造業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，CAD / CAM / CAE技術(shù)的普及已經(jīng)變得成熟，企業(yè)將加大CAD/ CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)工作;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展正在使CAD / CAM/ CAE交叉跨地區(qū)，跨企業(yè)，跨學(xué)院促進(jìn)了成為可能行業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
（2）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描儀和掃描系統(tǒng)死于模型掃描提供或?qū)嵨镱A(yù)期模型的處理需要大量的功能，大大縮短了制造周期中的發(fā)展模子。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在現(xiàn)有的CNC銑床和加工中心，高速數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)新一代的各種數(shù)控加工程序的，在不同的CAD數(shù)據(jù)式的模具制造行業(yè)的“逆向工程”.Die掃描系統(tǒng)已在汽車中得到成功應(yīng)用，摩托車，家用電器等行業(yè)，將在發(fā)揮更大的作用“十五”時(shí)期。
加入WTO后，我國(guó)將獲得更加穩(wěn)定的國(guó)際貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)合作的環(huán)境，這有利于中國(guó)的改革開(kāi)放，有利于經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易中國(guó)與其他國(guó)家和地區(qū)之間的合作，有利于世界經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。我國(guó)應(yīng)恪守在法律和法規(guī)的制定WTO規(guī)則，提高透明度，減少行政干預(yù);在市場(chǎng)開(kāi)放方面，要逐步降低關(guān)稅，非關(guān)稅措施，如服務(wù)開(kāi)通中國(guó)加入世貿(mào)組織也將提供一個(gè)更好，更穩(wěn)定所有國(guó)家和地區(qū)的市場(chǎng)準(zhǔn)入機(jī)會(huì)。中國(guó)的投資環(huán)境將更加寬松，透明，穩(wěn)定，中國(guó)的利用外資將進(jìn)一步拓展領(lǐng)域，中國(guó)的市場(chǎng)體系將更加完善和發(fā)展。國(guó)內(nèi)和國(guó)外模具企業(yè)能獲得更多的機(jī)會(huì)和利益。
1.4 塑料模具的分類
按塑件成型方本法的不同可分為：
1、注射模 又稱注塑模。注射成型方法主要是通過(guò)注射機(jī)把粒狀塑料或粉狀塑料熔融后注射成型成塑料制品，它主要用于熱塑性和熱固性塑料。
2、壓縮模 又稱壓塑模。它主要是通過(guò)把預(yù)熱過(guò)的塑料直接壓入模具型腔，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)或物理反應(yīng)，使塑料逐漸硬化成型。
3、壓鑄模 又稱傳遞模。在高壓、高速條件，將熔融合金下充型，并在高壓下冷卻凝固成形的精密鑄造。
4、擠出模 又稱擠出機(jī)頭。擠出成型是利用擠出機(jī)筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)加壓的方式，連續(xù)地將塑化好的、呈熔融狀態(tài)的物料從擠出機(jī)的機(jī)筒中擠出成型。
5、氣動(dòng)成型模 氣動(dòng)成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、壓縮空氣
1.5 典型塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成
塑料注塑成型模具主要用于成形熱塑性份，在近幾年的熱固性塑料模塑也一直廣泛使用。因?yàn)樗芰献⑺艹尚偷膹V泛適用性和外觀塑料件的成型方法的內(nèi)在質(zhì)量較好的生產(chǎn)效率特別高，所以注塑模具越來(lái)越引起人們的關(guān)注。該的合理性注塑模具的結(jié)構(gòu)將直接影響成型質(zhì)量，生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度，模具壽命和塑料的成本部分。典型的注射模具可以通過(guò)下面幾部分組成：
1、成型零件
成型零部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。比如成型塑件外表面的凹模和成型零件內(nèi)表面的凸模以及各種成型桿、鑲件等等。
2、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模在合模時(shí)準(zhǔn)確對(duì)合，以保證塑件形狀和尺寸的精確度，并避免模具中其他零件發(fā)生碰撞和干涉。常用的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
3、澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所流經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料穴。
4、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)
當(dāng)塑件的側(cè)向有凹凸形狀的孔或凸臺(tái)時(shí)，在開(kāi)模推出塑件之前， 必須先把成型塑件側(cè)向凹凸形狀的型芯從塑件上脫開(kāi)，塑件方能順利脫模。
5、推出機(jī)構(gòu)
推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置，又稱脫模機(jī)構(gòu)一般情況下，推出機(jī)構(gòu)由推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿、復(fù)位桿及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)所組成。常見(jiàn)的推出機(jī)構(gòu)有推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推薦板推出機(jī)構(gòu)等。
6、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)又分為加熱和冷卻系統(tǒng)，它是為了滿足注射成型過(guò)程對(duì)要求
模具溫度，它的作用是保證順利充模塑料熔體及塑料件的固化。注塑模具設(shè)置循環(huán)冷卻或加熱設(shè)備被布置成根據(jù)所述品種塑料成型工藝來(lái)確定，冷卻系統(tǒng)通常是打開(kāi)在模具通道，加熱系統(tǒng)則在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。
7、排氣系統(tǒng)
在注塑成型過(guò)程中，在氣體在模腔和塑料本身注塑工藝揮發(fā)出來(lái)的氣體排出，以避免它們?cè)谒芰先垠w填充過(guò)程引起的通過(guò)氣孔或填充不滿的缺陷，往往需要打開(kāi)排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)設(shè)置在分型面上有目的設(shè)置若干排氣槽，和多個(gè)推桿或可動(dòng)芯和模具可與模板發(fā)揮作用進(jìn)行匹配的廢氣。小型塑料制件由于排氣量不大，可直接利用分型面排氣。
8、支承零部件
用來(lái)安裝固定或支承成型部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件均稱為支承零部件。將支承零部件組裝在一起，可以組裝成注射模具的基本骨架。
1.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我要達(dá)到學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。同時(shí)，通過(guò)對(duì)撥叉注塑模具的設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到如下目的：
1、掌握模具對(duì)注射機(jī)的要求
2、掌握各類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)工藝和計(jì)算方法
3、更深入了解撥叉注塑成型過(guò)程中的物理變化、化學(xué)變化
4、更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn)
5、正確分析成型工藝對(duì)模具的要求
6、具有分析、解決成型現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)技術(shù)問(wèn)題的能力
1
摘 要
分析了撥叉塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，敘述了該塑件的成型工藝、注射模的結(jié)構(gòu)以及注射模的工作原理，其原理是：采用大水口模具結(jié)構(gòu)，模具直接開(kāi)模后，使用頂針推出產(chǎn)品脫模，模具復(fù)位由頂針板上的復(fù)位桿與定模板頂回來(lái)復(fù)位。提高了生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞：撥叉；注射模
Abstract
Analysis of the shifting fork structure characteristics of the plastic parts, describes the parts of the molding process, the injection mold structure and working principle of the injection mould for plastic, its principle is: with the flood die structure, die mold, thimble used to launch the product release mold reset by ejector plate return pin and the fixed template back against reset. Improve production efficiency.
key words: Die insert; Injection mould
第2章 塑料工藝分析
2 塑件工藝分析
2.1 塑件材料及其工藝特性分析
聚丙烯（Polypropylene，簡(jiǎn)稱PP）是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料。
2.1.1 基本工藝特性
聚丙烯無(wú)味、無(wú)色、無(wú)毒。外觀類似聚乙烯，但聚丙烯比聚乙烯更加透明。密度為0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光澤好、易著色。
聚丙烯具有較高的耐沖擊性，機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌，抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕。
定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈，其具有特別高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，就像用聚丙烯注射成型的一體鉸鏈(蓋和本體合一的各種容器)，經(jīng)過(guò)7×107次開(kāi)閉彎折卻未產(chǎn)生毀壞現(xiàn)象。
聚丙烯的熔點(diǎn)為164℃～170℃，耐熱性能好，能夠在100℃以上的溫度中進(jìn)行殺菌消毒。聚丙烯耐低使用溫度可達(dá)-15℃，當(dāng)溫度低于－35℃時(shí)會(huì)脆裂。聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。密閉,陰涼干燥處保存，確保有良好的通風(fēng)。聚丙烯的高頻絕緣性能好，而且由于其不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。
2.1.2 成型工藝條件
1、結(jié)晶料，吸濕小，可能會(huì)出現(xiàn)熔體破裂，遇水易分解的長(zhǎng)期接觸
2、流動(dòng)性是優(yōu)秀的，溢出值為0.03mm左右
3、聚丙烯的熱容量大，注塑模具的設(shè)計(jì)必須全面開(kāi)展了冷卻回路的冷卻;冷卻速度快，而澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢加熱
4、成型收縮率范圍，高收縮，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形，方向性強(qiáng)
5、要注意控制成型溫度，進(jìn)給方向
6、塑料件要均勻壁厚，缺口，避免尖銳角落
7、注射壓力：60-100.1MPa
2.1.3 用途
聚丙烯的消費(fèi)方式受各地區(qū)工業(yè)結(jié)構(gòu)的影響，因地區(qū)而不同。一般說(shuō)，注塑應(yīng)用占工業(yè)化國(guó)家消費(fèi)的主要份額，特別是在那些汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)。農(nóng)業(yè)國(guó)在工業(yè)化發(fā)展的早期階段,纖維用比重更大，主要用作編織袋、防水布等。在工業(yè)化國(guó)家，耐用消費(fèi)品，如汽車、家電和地毯約占聚丙烯最終用途50%。這些市場(chǎng)的消費(fèi)量受經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期性和消費(fèi)水平的影響很大。取決于各種應(yīng)用的具體要求，聚丙烯也在與其它熱塑性塑料競(jìng)爭(zhēng)，這些塑料是：（1）在交通和家電等領(lǐng)域使用的ABS；（2）在交通、地毯面紗和無(wú)紡布中使用的尼龍；（3）在家用品、消費(fèi)品、硬包裝、薄膜和電線電纜中使用的聚乙烯；（4）在硬包裝和家用電器中使用的聚苯乙烯；（5）在薄膜、硬包裝和地毯面紗中使用的PET；（6）在薄膜和醫(yī)療用品中使用的PVC。聚丙烯的應(yīng)用范圍寬，領(lǐng)域多，幾乎沒(méi)有一種應(yīng)用可以超過(guò)聚丙烯總市場(chǎng)份額的25%。?
我國(guó)生產(chǎn)的聚丙烯中，用于編織袋的扁絲料約占我國(guó)聚丙烯產(chǎn)量的50%以上。從我國(guó)1997年各種聚丙烯制品的供需結(jié)構(gòu)看，扁絲料基本滿足需求（國(guó)內(nèi)產(chǎn)品滿足率87%），但薄膜料國(guó)內(nèi)滿足率僅30%；注塑料國(guó)內(nèi)滿足率不到10%。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的注塑料大部分是均聚物（美國(guó)注塑料共聚物和均聚物的比例大致為2：1），只能用于日用品等對(duì)性能要求不高的產(chǎn)品。從表5列出的國(guó)產(chǎn)料和進(jìn)口料的專用料比例看，進(jìn)口料的專用料比例明顯高于國(guó)產(chǎn)料。從進(jìn)口牌號(hào)的性能看，有相當(dāng)數(shù)量的聚丙烯進(jìn)口牌號(hào)是MI高的薄壁注塑牌號(hào)和纖維、無(wú)紡布牌號(hào)。?
與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用情況相比，我國(guó)注塑（特別是汽車）和纖維（特別是無(wú)紡布）用聚丙烯還應(yīng)有很大潛在的市場(chǎng)空間。
2.2塑件結(jié)構(gòu)工藝分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
（1）外形尺寸： 該塑件壁厚較均勻，但塑件整體尺寸不大。塑料熔體的流程不太長(zhǎng)，適用于注射成型，零件尺寸見(jiàn)圖-1：
2）精度等級(jí)： 每個(gè)尺寸的公差都不一樣，有的屬于一般精度，有的有較高精度要求的，就按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。
（3）脫模斜度： PS屬于熱塑性塑料，成型收縮率較小，查相關(guān)資料，選擇該塑件統(tǒng)一脫模斜度為2°
2.2.2 尺寸精度分析
塑件沒(méi)有重要的尺寸，5至6尺寸精度。從上述分析看出，部件的尺寸精度是低精度，對(duì)應(yīng)于該部位的大小的模具加工可以被保證。塑料件簡(jiǎn)單的形狀，是一個(gè)薄圓產(chǎn)品，墻厚度，最大為2毫米，其最小壁厚為1.3毫米和一約和更均勻的壁厚，以便從促進(jìn)成形的塑料件，塑料精度準(zhǔn)確流暢擠壓一般。即塑件的精度等級(jí)是MT3級(jí)。
2.2.3 表面質(zhì)量分析
表面與所述部件的除了要求的表面沒(méi)有缺陷，毛刺，沒(méi)有特殊的表面品質(zhì)的要求，這是更容易實(shí)現(xiàn)。上述分析的基礎(chǔ)可在注射過(guò)程中可以看出的井控制參數(shù)形成要求份的條件下可以得到保證.
2.2.4 方案
開(kāi)模后頂針直接頂出較為合理。
34
第3章 注射機(jī)型號(hào)確定
3 注射機(jī)型號(hào)確定
3.1 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
（1）注射量的計(jì)算： 通過(guò)三維軟件建模設(shè)計(jì)分析算得：
塑件體積：V=1.5 cm；
塑件質(zhì)量：m=ρV=1.57g；
式中，ρ參考表-1：選取ρ=1.05g／cm。
（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計(jì)算： 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能準(zhǔn)確確定的數(shù)值，但可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按塑件體積的0.2～1倍來(lái)計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中，澆注系統(tǒng)凝料按塑件體積的0.4倍來(lái)計(jì)算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和塑件體積之和）為：
V=V（1+0.4）=2.1 cm；
（3）選擇注塑機(jī)： 根據(jù)第二步的計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總體積為2.1cm。利用公式：
V= V／0.8=2.63cm；
本設(shè)計(jì)為一模三嗆故 V=7.89cm2
根據(jù)以上計(jì)算，初步選擇公稱注射量cm的SYS-10（立式）螺桿式注射機(jī)
3.2 塑件注射工藝參數(shù)的確定
查書(shū)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》47頁(yè)表3-1中各種塑料的注射工藝參數(shù)，選用螺桿式注射機(jī)各溫度為
噴嘴溫度：170～190 模具溫度：40～80
料筒溫度：前段：180～200 中段：200～220 后段：160～170
第4章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括；成型零件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和支承零部件等。
4.1 分型面選擇
為了從關(guān)閉模腔取出塑料件，以便除去鑄造系統(tǒng)，或在為了滿足的要求模具的動(dòng)作，模具必須被分離，可以將這些從分離表面可被稱為分型面。的表面塑料部分從空腔分離，以形成塑料的表面部分。這是合理的選擇在塑料部分的位置模具型腔，這將直接影響到整體的復(fù)雜性模具的結(jié)構(gòu)。一般應(yīng)盡量避免橫向和模具分型和抽芯，模具的垂直或傾斜方向結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單。在選擇分型面位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1） 分型面應(yīng)在塑件外形最大輪廓處；
2） 便于塑件順利脫模；
3） 保證塑件的精度要求；
4） 滿足塑件的外觀要求；
5） 便于模具加工制造；
6） 減少塑件在合模分型面上的投影，靠鎖模避免漲模溢料等現(xiàn)象；
7） 有利于排氣；
模具設(shè)計(jì)中的模具設(shè)計(jì)中，選擇分型面是非常重要的，這就決定了模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。根據(jù)分型面和塑件的成形原理，選擇分型面進(jìn)行選擇。，采用平直分型面，分型面的位置和形狀如圖2所示。
圖2 平直分型面示意圖
4.2 確定型腔的排列方式
（1）型腔數(shù)量的確定： 該塑件采用的精度一般在7~8級(jí)之間，且為大批量生產(chǎn)，采用一模三腔。同時(shí)。考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初步定為一模三腔的結(jié)構(gòu)形式。
（2）模具結(jié)構(gòu)形式的確定： 從上面的分析可知，本模具的設(shè)計(jì)為一模三腔，，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)采用推桿推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱平衡式，澆口采用潛伏式澆口。塑件側(cè)面有小孔，需要有側(cè)抽裝置，再打開(kāi)分型面，故由上綜合分析可確定選用一次分型的注射模。
圖3 型腔排列方式示意圖
撥叉塑件有側(cè)向抽芯，這種排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是材料流經(jīng)長(zhǎng)度比較短，容易填滿型腔，成型周期時(shí)間短。
4.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量有很大的影響，而且還與塑件所用的塑料原件的利用率、成型后的生產(chǎn)效率等有關(guān)系，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)中占據(jù)了很重要的而地位。
為將液態(tài)金屬引入鑄型型腔而在鑄型內(nèi)開(kāi)設(shè)的通道。澆注系統(tǒng)包括：①澆口杯。承接澆包倒進(jìn)來(lái)的金屬液,也稱外澆口。②直澆口。聯(lián)接外澆口和橫澆口,將金屬液由鑄型外面引入鑄型內(nèi)部。③橫澆口。聯(lián)接直澆口，分配由直澆口來(lái)的金屬液流。④內(nèi)澆口。聯(lián)接橫澆口，向鑄型型腔灌輸金屬液。
澆注系統(tǒng)的作用是：控制金屬液充填鑄型的速度及充滿鑄型所需的時(shí)間;使金屬液平穩(wěn)地進(jìn)入鑄型,避免紊流和對(duì)鑄型的沖涮;阻止熔渣和其他夾雜物進(jìn)入型腔;澆注時(shí)不卷入氣體，并盡可能使鑄件冷卻時(shí)符合順序凝固的原則。內(nèi)澆口的總截面積、橫澆口的總截面積和直澆口的總截面積是澆注系統(tǒng)的重要參數(shù)。根據(jù)內(nèi)澆口、橫澆口、直澆口的各自總截面積的比例不同，澆注系統(tǒng)分為開(kāi)放式和封閉式兩種。這里所說(shuō)的截面積都是指與液流方向垂直的最小截面面積。當(dāng)內(nèi)澆口的總截面積最小時(shí)，澆注開(kāi)始后整個(gè)澆注系統(tǒng)很快就充滿了金屬液，有利于阻止熔渣及夾雜物進(jìn)入型腔，這種澆注系統(tǒng)通常稱為封閉式澆注系統(tǒng)，一般都優(yōu)先采用。當(dāng)橫澆口或直澆口的總截面積小于內(nèi)澆口的總截面積時(shí)，澆注過(guò)程中金屬液不會(huì)完全充滿澆注系統(tǒng)，這種澆注系統(tǒng)通常稱為開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，僅在特殊工藝采用。
澆口杯的作用是將澆包傾注的液態(tài)金屬導(dǎo)入直澆口。小型鑄件的澆口杯大都為漏斗形，上口的直徑應(yīng)是直澆口的 2倍以上，而且一般都在造型時(shí)直接在鑄型上做出。中型以上的鑄件，澆口杯常為盆形，一般都單獨(dú)做出后置于鑄型上面。質(zhì)量要求高的鑄件還要在澆口杯中設(shè)置特殊的集渣裝置。
4.4 主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)資料書(shū)籍《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》103頁(yè)表4-2查得常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)的規(guī)格和性能
型號(hào)XS-ZS-22(臥式) 注射機(jī)噴嘴的相關(guān)尺寸為噴嘴前端孔徑d0=Φ3.5mm；噴嘴前端球面半徑R0=12mm。則主流道主要尺寸可根據(jù)如下計(jì)算獲得：
主流道小端直徑d=d0+(0.5～1) mm＝3.5mm；
主流道球面半徑R=R。+（1～2）mm＝16mm；
球面配合高度ｈ＝3～5㎜，?。瑁?㎜；
主流道錐角α＝1°～6°，取α＝1°；
主流道長(zhǎng)度Ｌ≤60㎜，取Ｌ＝50.5㎜；
主流道大端直徑D=5.84mm
主流套材料：T10A，熱處理：HRC50～55
在主流道的出料端設(shè)計(jì)一個(gè)半徑r=4 mm的圓弧過(guò)渡使熔料能順利進(jìn)入分流道，。
1）主流道襯套設(shè)計(jì)如圖4所示
圖4澆口套形式及尺寸
2）主流道襯套的固定
澆口套與模板間采用H7/m6的過(guò)渡配合的配合方式，澆口套與定位圈采用H9/f9的配合
4.5 分流道設(shè)計(jì)
圓形截面分流道的缺點(diǎn)：到表面為界的處理被分為兩半以進(jìn)行處理，以凝結(jié)材料擠出，差，這種加工工藝，模具閉合難以保證2半圓的對(duì)準(zhǔn)
梯形截面分流道的優(yōu)點(diǎn)：常見(jiàn)的分流道的截面形狀有圓形，半圓形，橢圓形和梯形，U形和矩形截面，但以梯形截面最為常用。恰當(dāng)合理的分流道形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)制品的體積，壁厚，形狀復(fù)雜程度，模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。分流道長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置。從輸送熔體時(shí)的減少壓力損失和熱量損失的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。分流道斷面尺寸取決于多種因素，其中包括塑件重量和壁厚，塑料粘度和分流道本身的長(zhǎng)度。分流道斷面積應(yīng)能保證型腔充滿并補(bǔ)充因腔內(nèi)塑料收縮所需的熔體后方可冷卻凝固。因此，分流道端面直徑或厚度應(yīng)大于塑件厚度。常用塑料注塑件分流道斷面尺寸推薦范圍，其數(shù)據(jù)是根據(jù)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累并試驗(yàn)積累并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的。在這里選用梯形分流道，此種截面是拋物線形截面的變形，與此兩種截面相比，熱損失大，但便于分流道的加工及刀具選擇，因此也是最常用的形式。
相比于上述兩種形式，然后再考慮處理的經(jīng)濟(jì)性，使用該導(dǎo)流通道的梯形橫截面的更符合設(shè)計(jì)要求，所以在模具設(shè)計(jì)中的梯形橫截面流的形式流 渠道。分流道截面形狀如圖5所示。
圖5 分流道截面形狀
經(jīng)查表計(jì)算 取H=5mm L= 22mm b＝6mm
4.6 澆口設(shè)計(jì)
根據(jù)成型塑料部件和腔體結(jié)構(gòu)中，側(cè)澆口為理想的要求。設(shè)計(jì)選擇，從壁厚為2mm的飼料，以及使用插入型芯的模具的結(jié)構(gòu)，有利于排氣。
圖6澆口形式
根據(jù)要求和特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)和塑料部件成型的質(zhì)量和技術(shù)的技術(shù)，和塑料的綜合分析熔體在模具中流動(dòng)，形成條件澆口位置選擇。通常可考慮一下原則：
1） 盡量縮短流動(dòng)距離；
2） 在塑件壁厚最厚處開(kāi)設(shè)澆口；
3） 必須盡量減少或避免熔接痕；
4） 利于型腔中廢氣的排除；
5） 考慮分子定向的影響；
6） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；
7）的柵極不承受彎曲和沖擊載荷的位置;
8）的柵極的位置應(yīng)該考慮塑料件的外觀質(zhì)量;
4.7 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.7.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）凹模零件的結(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和整體嵌入式，組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的分析本設(shè)計(jì)采用整體式凹模，如圖-5所示：
圖-5 凹模
根據(jù)上圖成型型腔是在定模板上這一情況，根據(jù)流道和澆口的設(shè)計(jì)要求，澆道和澆口被在固定模型板與固定模內(nèi)核設(shè)置。
3.7.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯）：凸模是成型件內(nèi)表面的成型零件。通常分為整體式和組合式兩種類型，通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，選用組合式，其結(jié)構(gòu)如圖-6：
圖-6 動(dòng)模型芯
根據(jù)對(duì)成型零件的綜合分析，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能，同時(shí)考慮它的的機(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)成型腔的整體式凹模鋼材選用T10A鋼。對(duì)于動(dòng)模型芯來(lái)說(shuō)，由于脫模時(shí)與塑件的磨損嚴(yán)重，選用20CrMnTi模具鋼材料來(lái)滿足要求。
第5章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
5 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本模具均采用平均法計(jì)算中成型零件工作尺寸計(jì)算。查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》知：PP的收縮率為1.0%-2.5%，故平均收縮率為Scp=(1.0+2.5)/2=1.75%,而且考慮到模具的制造的現(xiàn)場(chǎng)條件，模具的公差采用δ=△/3。
5.1型腔工作尺寸計(jì)算以及型芯工作尺寸計(jì)算
查書(shū)籍資料《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》189頁(yè)的表4.4-5按平均收縮率計(jì)算模具成型零件工作尺寸的公式表得到
型腔徑向尺寸
Dm＝【(1+Scp)d-x)】=17.12 （x＝0.75）
型芯徑向尺寸
dm＝【(1+Scp)D-x)】＝14.08 （x＝0.75）
型腔深度尺寸
Hm＝【(1+Scp)h-x)】=16.14 （x＝0.6）
型芯高度尺寸
hm＝【(1+Scp)H+x)】＝7.5 （x＝0.6）
中心距 Lm＝【(1+Scp)L)】
型腔內(nèi)凸臺(tái)（孔的中心線）至側(cè)壁距離為
Lm＝【(1+Scp)L)】
型芯上凸臺(tái)（孔的中心線）至側(cè)壁距離為
Lm＝【(1+Scp)L)】
5.2 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算和型腔底版厚度計(jì)算
在塑料制品的成型過(guò)程中，塑料的腔中熔化，以產(chǎn)生高的壓力，使所述空腔的變形，甚至斷裂?？涨坏淖冃?，不僅影響塑件的尺寸精度，但也可具有分割之間的間隙，一閃一閃的形成。的變形過(guò)大，甚至影響塑料。為了確保模具的強(qiáng)度和剛性，可根據(jù)結(jié)構(gòu)體的應(yīng)力狀態(tài)和模具的必要的強(qiáng)度，剛度的計(jì)算。大型模具，應(yīng)根據(jù)基于小型模具剛度計(jì)算，具有強(qiáng)度計(jì)算。
5.2.1 壁厚的計(jì)算
查書(shū)籍資料《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》和《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》156頁(yè)
按剛度條件計(jì)算
p------型腔內(nèi)的塑料的熔體的壓力，取p =60MPa
h1-----型腔側(cè)壁高度 H1=8.04
E------型腔材料彈性模量
中碳鋼E＝2.1×100000MPa
[δ] 按書(shū)籍資料《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》的表4.4-13算
取S＝29.91
1） 型腔底板厚度計(jì)算
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》157頁(yè)
按強(qiáng)度計(jì)算
取P＝60MPa r＝8.5mm
[δ]------模具的強(qiáng)度的計(jì)算的許用應(yīng)力，一般采用中碳鋼[δ]＝160MPa
計(jì)算得：h＝21.96mm
5.3斜導(dǎo)柱尺寸計(jì)算
①斜導(dǎo)柱的直徑設(shè)計(jì)
d=
式中 Fc是滑塊的抽拔力；
Hw是滑塊受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱固定板的距離；
[α]是斜導(dǎo)柱所選材料的許用彎曲應(yīng)力
帶入公式得，d=12.65mm
根據(jù)斜導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)，選用d=12mm
②斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)
此模具側(cè)抽芯屬于平面?zhèn)瘸?。平面?zhèn)瘸闀r(shí)斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)和開(kāi)模行程參數(shù)如圖7所示。
圖-7 平面?zhèn)瘸闀r(shí)斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)及開(kāi)模行程參數(shù)
抽拔圓孔斜導(dǎo)柱的斜角為α=20°，抽芯距離S=3.6mm，斜導(dǎo)柱直徑d=12mm。斜導(dǎo)柱臺(tái)階D=16mm，則斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)
L= L1 +L2 +L3 + L4+ L5=Dtanα/2+h/cosα+S/sinα+dtanα/2+(5～10)
=55mm
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是不可少的部件，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，必須導(dǎo)向，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓力三個(gè)作用。定位作用是為避免模具裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至于因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?，或者模型失??；?dǎo)向作用是在動(dòng)定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向結(jié)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免凸?；蛐托咀矒粜颓?，損壞零件；承受一定的側(cè)壓力指塑料注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于注射機(jī)精度的限制，使導(dǎo)柱在工作中承受一定的側(cè)壓力。
（1）導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
導(dǎo)柱對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在注塑模中應(yīng)用最普遍，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)零件，分別安裝在動(dòng)模和定模的兩半部分。
① 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱可以安裝在動(dòng)模一側(cè)，也可以安裝在定模一側(cè)，但更多的是在動(dòng)模一側(cè)。因?yàn)樽鳛槌尚土慵闹餍托径喟惭b在動(dòng)模一側(cè)，導(dǎo)柱與主型芯安裝在同一側(cè)，在合模時(shí)可以起保護(hù)作用。導(dǎo)柱的機(jī)構(gòu)有兩種，本設(shè)計(jì)中采用拉桿導(dǎo)柱。
圖-8 導(dǎo)柱
導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定。
② 導(dǎo)套設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)中導(dǎo)套安裝在定模一側(cè)，采用帶頭導(dǎo)套，其尺寸根據(jù)導(dǎo)柱直徑而定。
圖-9 帶頭導(dǎo)套
5.4 模具閉合高度的確定
根據(jù)在支持和固定部分的設(shè)計(jì)所提供的數(shù)據(jù)，在模具閉合高度為H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7
= 20+15+25+25+25+50+20=180 mm
第6章 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
6 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
為了便于除去部件的模具后，需要有足夠的距離模具中，注射機(jī)開(kāi)模行程是有限的。因此，檢查模具設(shè)計(jì)必須打開(kāi)行程注塑機(jī)。用于鎖定注塑機(jī)的夾緊機(jī)構(gòu)以不同的形式，最大開(kāi)口中風(fēng)和一些與相關(guān)模具的厚度，部分用叔的厚度
6.1 注塑機(jī)和模具開(kāi)模行程最大厚度獨(dú)立的
用于注射的機(jī)械的油壓機(jī)械夾緊機(jī)構(gòu)并通過(guò)肘節(jié)機(jī)構(gòu)的最大開(kāi)啟行程，并決定一個(gè)夾緊用液壓缸行程，不會(huì)被模具的厚度的影響，模具厚度的變化可以通過(guò)注射機(jī)和模具厚度調(diào)整裝置，以調(diào)整，使距離和厚厚的實(shí)際模型相適應(yīng)的注射電機(jī)固定模板。因此，檢查只會(huì)使注塑機(jī)開(kāi)模行程超過(guò)所需的最大開(kāi)距更大，
即
S最大≥S
式中S最大，所以注射機(jī)的最大的開(kāi)模得到行程，mm
S是模具的所需要的開(kāi)模的距離，mm
6.2 注射機(jī)的最大的開(kāi)模的行程與模具的厚度的有關(guān)時(shí)的校核
在側(cè)向抽芯的最大開(kāi)啟行程，使用時(shí)側(cè)向核心開(kāi)啟動(dòng)作完成拉動(dòng)和檢查開(kāi)模行程模具需要，應(yīng)考慮需要拉動(dòng)側(cè)向核心的開(kāi)啟行程。
如果一個(gè)完整的側(cè)抽芯要求的開(kāi)啟行程慧聰，慧聰= H1 + H2，HC對(duì)開(kāi)啟行程沒(méi)有影響，用smax =sk- Hm≥H1 + H2 +α+(5~10)mm公式進(jìn)行校核。
所以當(dāng)Hc≥H2+ H1時(shí)，可用Hc代替前述的校核的公式中的H2+ H1進(jìn)行校核。
式中Sk為注射機(jī)的與固定的模板的之間的最大的開(kāi)距, 單位為mm
Hm為模具的厚度,單位為 mm
本模具的外形尺寸為160mm×200 mm×180 mm。而XS-ZS-22型的注射機(jī)的模板的最大的安裝的尺寸為250 mm×280 mm，故XS-ZS-22型的注射機(jī)能使用安裝模具。
因?yàn)樯鲜龅耐ㄟ^(guò)計(jì)算模具的閉合高度為H=180 mm，XS-ZS-22型注射機(jī)所允許模具的最大厚度為180 mm，最小厚度為60mm，即注射機(jī)能滿足Hmin ≤H ≤ Hmax 安裝要求。
查表得XS-ZS-22型的注射機(jī)的最大開(kāi)模行程為S=160mm，滿足下列出件要求：
S≥H 1+H2+α+（5～10）
=17 mm+16 mm+（5～10） mm
=（38~43） mm
H1---制品的推出距離 H2-----制品的總高度
可見(jiàn)，注射機(jī)的開(kāi)模行程足夠。
6.3 注射量校核
模腔可以充滿允許注射機(jī)，模具設(shè)計(jì)的最大噴射量密切相關(guān)，注塑模具應(yīng)確保溶解在實(shí)際注射機(jī)的總的最大注射體積所要求的范圍。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大噴射量的最大允許噴射量（額定注射體積）的80％：
m1—單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積
m2—澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積
m—注射機(jī)最大注射量
nm1 + m2≤80%m
m1= 1.68mL m2=2.92mL
nm1+m2 = 6.72+ 2.92＝9.64（mL）
m=22(mL)
22×80%=17.6mL
可見(jiàn)，注射機(jī)最大注射量足夠
6.4 其他相關(guān)尺寸的校核
Hmin< H < Hmax
Hmin—注射機(jī)允許的最小模厚
Hmax—注射機(jī)允許的最大模厚
H—閉合高度
Hmin =60mm < H=180mm < Hmax =180mm符合要求。
6.5 注射壓力的校核
由壓力損失因素決定所需塑料成型注射壓力如品種注塑機(jī)，噴嘴類型，形式的，該塑料部件的結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)的形狀和大小。塑料，壁薄，塑料件漫長(zhǎng)的過(guò)程的粘度，注射壓力應(yīng)該更大。柱塞式注塑機(jī)是螺旋型的壓力損失，注射壓力也需要更多的。
成型所需的注射壓力P=60MPA
XS-ZS-22注射機(jī)額定注射壓力75MPA
PE≥PZ 注射機(jī)壓力足夠。
6.6 鎖模力的校核
注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)模具時(shí)必需滿足下面關(guān)系：
nＡ1+Ａ2<Ａ
Ａ=4×53.38+102.35=315.87㎜2<90cm2
在注塑機(jī)，以實(shí)現(xiàn)最大成型面積使用（㎜2）;
在表面上的模具（㎜2）的A 1的單片型塑料投影面積;
A2 - 型澆注系統(tǒng)的模具（㎜2）的表面上的分割投影面積
為了可靠地鎖模，不使在溢流現(xiàn)象成形過(guò)程中，應(yīng)使塑料熔化物中的塑料部件和在該地區(qū)的子表面投影澆注系統(tǒng)和產(chǎn)品腔的成型壓力低于注塑機(jī)額定鎖模力，即：
(nＡ1+Ａ2)P
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