飞利浦GC1418蒸汽电熨斗支架塑料模具设计【带三维图】
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飞利浦
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课题摘要
本课题属于生活用品零件，该产品是配套件的主要零件，采用注塑成型，外观表面质量要求较高，外形不允许留下有明显的痕迹。其主要内容包括塑件的成形工艺分析，模具结构形式的确定，分型面位置的确定，浇注系统的形式和浇口的确定，成形零件的结构确定，合模导向机构的确定，脱模推出机构的确定等。
在正确分析塑件工艺特点和PP材料的性能后，对模具结构各工艺参数，包括锁模力、模具闭合高度等模具参数的进行了计算校核，设计了一副一模两腔、单分型面的侧浇口、侧抽芯注塑模具。利用AutoCAD和UG制图软件分析注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件和脱模机构等。
关键词：一模两腔、塑料碗、注塑模
目 录
1 绪论 1
1.1 模具发展趋势 1
1.2 塑料模具在模具行业中的重要性 3
1.3 本设计的目的和要求 3
2 塑件的工艺分析以及材料分析 5
2.1 塑件的工艺分析 5
2.1.1 塑件的尺寸精度分析 5
2.1.2 表面质量分析 5
2.1.3 脱模斜度分析 5
2.1.4 壁厚分析 5
2.1.5 圆角分析 6
2.1.6 计算塑件的体积和质量 6
2.1.7 塑件成型方法与分析 6
2.2 原材料分析 7
2.2.1 材料的选择 7
2.2.2 PP的主要成型特点 8
3成型设备的选用 10
3.1 注射机的概述 10
3.2 注射机基本参数 10
3.3 注射机的选用原则 11
3.4 注塑机选择 11
4 成形零件结构设计 12
4.1 分型面的选择 12
4.2 型腔数目的确定及型腔的排列 13
4.3 型芯型腔结构的确定 14
5 浇注系统的结构设计 15
5.1 浇口的设计 15
5.1.1 浇口的形状、位置的确定 15
5.1.2 浇口位置的选择原则 16
5.1.3 浇口的尺寸确定 17
5.2 流道的设计 17
5.2.1 主流道的计算 17
5.2.2 分流道的设计 19
5.2.3 分流道的形状与尺寸 19
5.2.4 分流道的表面粗糙度 20
6 脱模装置设计 21
6.1 推出力的计算 21
6.2 推出机构设计 23
6.2.1 拉料杆的设计 23
6.2.2 推杆的设计 24
6.2.3 推板的设计 24
7型芯型腔的有关尺寸确定 26
7.1 计算成形零部件工作尺寸要考虑的要素 26
7.2 型芯型腔的尺寸计算 28
8 成形零部件刚度和强度校核 31
8.1 刚度和强度校核要素 31
8.2 型腔侧壁和底板厚度的计算 33
9 注射机相关参数的校核 38
9.1 模具闭合高度的校核 38
9.2 开模行程的校核 38
9.3 注射压力的校核 38
9.4锁模力的校核 39
10 结论 40
致谢 41
参考文献 42
- 内容简介：
-
飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计课题摘要本 课 题 属 于 生 活 用 品 零 件 ， 该 产 品 是 配 套 件 的 主 要 零 件 ， 采 用 注 塑成 型 ， 外 观 表 面 质 量 要 求 较 高 ， 外 形 不 允 许 留 下 有 明 显 的 痕 迹 。其主要内容包括塑件的成形工艺分析，模具结构形式的确定，分型面位置的确定，浇注系统的形式和浇口的确定，成形零件的结构确定，合模导向机构的确定，脱模推出机构的确定等。在正确分析塑件工艺特点和 PP 材料的性能后，对 模 具 结 构 各 工 艺 参 数 ，包 括 锁 模 力 、 模 具 闭 合 高 度 等 模 具 参 数 的 进 行 了 计 算 校 核 ， 设计了一副一模两腔、单分型面的侧浇口、侧抽芯注塑模具。利用 AutoCAD 和 UG 制图软件分析注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件和脱模机构等。关键词：一模两腔、塑料碗、注塑模飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计目 录1 绪论 .11.1 模具发展趋势 .11.2 塑料模具在模具行业中的重要性 .31.3 本设计的目的和要求 .32 塑件的工艺分析以及材料分析 .52.1 塑件的工艺分析 .52.1.1 塑件的尺寸精度分析 .52.1.2 表面质量分析 .52.1.3 脱模斜度分析 .52.1.4 壁厚分析 .52.1.5 圆角分析 .62.1.6 计算塑件的体积和质量 .62.1.7 塑件成型方法与分析 .62.2 原材料分析 .72.2.1 材料的选择 .72.2.2 PP 的主要成型特点 .83 成型设备的选用 .103.1 注射机的概述 .103.2 注射机基本参数 .103.3 注射机的选用原则 .113.4 注塑机选择 .114 成形零件结构设计 .124.1 分型面的选择 .124.2 型腔数目的确定及型腔的排列 .134.3 型芯型腔结构的确定 .145 浇注系统的结构设计 .155.1 浇口的设计 .155.1.1 浇口的形状、位置的确定 .15飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计5.1.2 浇口位置的选择原则 .165.1.3 浇口的尺寸确定 .175.2 流道的设计 .175.2.1 主流道的计算 .175.2.2 分流道的设计 .195.2.3 分流道的形状与尺寸 .195.2.4 分流道的表面粗糙度 .206 脱模装置设计 .216.1 推出力的计算 .216.2 推出机构设计 .236.2.1 拉料杆的设计 .236.2.2 推杆的设计 .246.2.3 推板的设计 .247 型芯型腔的有关尺寸确定 .267.1 计算成形零部件工作尺寸要考虑的要素 .267.2 型芯型腔的尺寸计算 .288 成形零部件刚度和强度校核 .318.1 刚度和强度校核要素 .318.2 型腔侧壁和底板厚度的计算 .339 注射机相关参数的校核 .389.1 模具闭合高度的校核 .389.2 开模行程的校核 .389.3 注射压力的校核 .389.4 锁模力的校核 .3910 结论 .40致谢 .41参考文献 .42飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计11 绪论1.1 模具发展趋势模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。 模具是工业的基础工艺装备，在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、仪器、家电、建材等产品中，80%以上都要依靠模具成型，用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。随着我国工业的不断发展，对模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发展速度。据业内人士分析，未来我国模具发展趋势包括 10 个方面：一、模具日趋大型化。二、模具的精度将越来越高。10 年前精密模具的精度一般为 5 微米，现已达到 2-3 微米， 1 微米精度的模具也将上市。三、多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。四、热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。五、随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。六、标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。七、快速的经济使模具的前景也十分广阔。八、以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，因此对塑料模具的要求也越来越高。九、模具技术含量将不断提高。模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计2量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空、航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005 年将达到170 种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有 80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一。据统计，中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型，1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种，共计 5000 多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具，总价值为 1000 多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。模具主要类型有：冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、橡胶模、陶瓷模等。20 世纪 80 年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，模具工业一直以 15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其他各类模具约占 11%。飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计3近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国1.2 塑料模具在模具行业中的重要性工业生产中模具是制造业的重要基础工艺装备，工业产品大批量生产和新产品开发都离不开模具，用模具生产制件所达到的四高二低（高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低耗能、低耗材）使模具工业在制造业中地位越来越重要。人们常见的工业产品有 6090的零件需要用模具成形。模具精度低，则产品质量差，模具寿命低，则产品成本高。现代模具业已成为技术密集型和资金密集型的产业，它与高新技术已成为相互依托的关系，一方面模具直接为高新技术产业化服务的不可缺少的装备，另一方面模具本身又大量采用高新技术，因此模具制造已成为高新技术产业的重要组成部分。通过模具成形零件的快速、优质、低耗、环保体现了国家可持续发展的战略和科学发展观。塑料模具标准化程度及其标准零件的制造规模与范围，对于缩短模具制造周期、节省材料消耗、降低成本、适应大规模批量化生产具有重要意义。目前，我国模具标准化程度只达到 20 % ，远不及工业发达国家模具制造的标准化程度。在各种塑料模具中，只有注射模具有关于模具零件、模具技术条件和标准模架等国家标准。一些模具制造企业根据企业模具生产类型和规模，为提高生产效率，降低成本，也制定了企业标准或采用了相应的行业标准。由于注塑模具在现代加工工业中越来越重要，模具占制造成本的比重越来越大，而在理论和实务上并没有可靠的决策模型为依托，并没有充分研究模具的寿命周期内的各种成本，导致模具使用方仅考虑模具的价格，没有考虑模具的使用成本等后续成本支出，只看到了模具的产出效率，而忽视了模具的成本效率等等问题出现，影响了使用方的科学投资，并由于使用方仅关注模具的价格，影响了模具行业新技术的应用，影响了模具加工行业的发展和现代工业技术创新的步伐。因此，站在使用方的角度研究模具的投资决策模型，不仅可以提升模具使用方的投资效率，更可以促进模具制造业的技术创新和提升，提升我国现代工业制造的整体水平。1.3 本设计的目的和要求本设计为飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计，在设计中了解化支飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计4架塑料模具各组成部分的结构和特点。它来源于生活，具有很好的使用价值和推广价值。设计时要综合考虑模具精度、质量与使用性能；模具生产周期；模具价格等。模具零件特别是型芯型腔在高压、高温、连续使用及大冲击负载的条件下工作，为保证模具的使用寿命，要求模具零件在工作过程中的变形和磨损尽可能小。在编写说明书过程中，我参考了塑料模成型工艺与模具设计、实和模具制造工艺等有关教材。引用了有关手册的公式及图表。但由于我的水平有限，缺乏实际的模具设计经验，设计中肯定会存在错误和不妥之处，希望各位老师批评指正，以达到本次设计的目的。飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计52 塑件的工艺分析以及材料分析2.1 塑件的工艺分析材料名称：pp；聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有 0. 90-0. 91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为 0. 01%，分子量约8 万一 15 万。成型性好，但因收缩率大( 为 1%2.5%）.厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，很难于达到要求，制品表面光泽好。2.1.1 塑件的尺寸精度分析塑件尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获得的塑件尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素很多，如模具制造精度及使用后的磨损程度、塑件收缩率的波动、成型工艺条件的变化、塑件的形状等。一般来讲，为了降低模具的加工难度和模具制造成本，在满足塑件使用条件的前提下应尽可能把塑件尺寸精度降低一些。2.1.2 表面质量分析该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，手感好，外表面没有斑点、熔接痕、明显划痕，比较容易实现。经过以上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.1.3 脱模斜度分析该塑件采用的塑料是 PP，而 PP 的成型收缩率较小（0.61.0%），塑件形状简单，对型芯的包紧面积也不太大，所以应取较合适的脱模斜度。为保证壁厚的均匀一致，因此取塑料件的内外表面的脱模斜度一致。这里脱模斜度取2。2.1.4 壁厚分析塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，壁厚过小成形时流动阻力过大，大型复杂塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知，PP 制件最小壁厚为飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计60.25mm，中型塑件壁厚为 0.85mm。同一塑件的壁厚应一致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹。塑件局部过厚会出现凹痕，内部会产生气泡。在要求必需有不同壁厚时，不同壁厚的比例不应超过 1:3，且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。2.1.5 圆角分析为了避免应力集中，提高塑件的强度，改善熔体的流动情况和便于脱模，该塑件内外表面的转折处都设计了圆角。其采用提高了抗冲击、抗疲劳能力，降低了局部的残余应力，防止开裂和翘曲，也使塑料件外形美观。而且成型模具型腔也有了对应的圆角，提高了成型零件的强度。2.1.6 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选取合适的注塑机，提高设备利用率，确定模具型腔数。经塑料模具大典查得：塑件密度取 0.96/cm3体积：V=67486mm 3质量：S=64.77g2.1.7 塑件成型方法与分析方案一：压缩模塑压缩模塑的特点是塑料直接加入型腔内，利用压力机的压力通过凸模直接传递给塑料，模具在塑料最终成型时才能完全闭合。其优点是没有浇注系统，料耗少，使用的设备为一般的压力机，塑件形状简单，模具结构比较简单，可以压制较大平面的塑件或利用多型腔模，一次压制多个塑件，塑件压制时，由于塑件在型腔内受压成型，所以有利于模压成型流动性较差的以纤维为填料的塑件，而且塑件收缩性较小，变形小，各项性能比较均匀。缺点是生产周期长，效率低，不宜压制形状复杂，壁厚较大的塑件，不容易获得精度尤其是高精度的塑件，而且不能压制带有精细和易断嵌件的塑件。方案二：压注模塑压注模塑的成型特点是模具在塑料开始成型以前就已完全闭合，塑料的加热熔融是在加料腔内进行，压力机在成型开始时只施加与加料腔内的塑料使之飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计7通过浇注系统而快速射入型腔，当塑料完全充满型腔后，型腔内与加料腔中的压力趋于平衡。优点是模塑深孔及其它复杂形状的塑件，也可以模塑带有精细或易碎嵌件的塑件。塑件飞边较小，尺寸准确，性能均匀，质量较高，模具的磨损较小。缺点是模具制造成本比压注模高，成型压力比压缩模大，操作也比较复杂，会在塑件中引起纤维定向分布，从而导致塑件性能各向异性。方案三：注射模塑注射模的成型原理是将颗粒或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热化呈流动状态后，在螺杆或柱塞式注射机的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模，分型获得成型塑件，这样在操作上完成一个成型周期，以后不断的重复上述周期的生产过程。优点是成型周期短，能一次成型外形复杂，尺寸精度高，带有金属或非金属嵌件的塑件，对各种塑料的适应性强，生产效率高，易于实现全自动化等。缺点是注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不适合单件及小批量的塑件生产。结论：综上所述，该塑件形状结构简单，没有较高的尺寸精度和表面粗糙度，未注尺寸精度为 MT5。没有金属嵌件和螺纹等，能进行大批量生产，生产效率，并根据压缩模塑、注射模塑、压注模塑等成型工艺的特点，综合考虑该塑件应该选择注射模塑成型。2.2 原材料分析2.2.1 材料的选择塑件的材料，通过查参考资料1P28表2-3（常用热塑性塑料的使用性能表）,以及百度等资料，对多种塑料的性能与应用进行综合比较（例如PC 、PP + Talc、PP、PC /PP等），考虑塑件材料的收缩率等因素，因此最终选取材料品种为PP，通过相关知识的学习，对塑料的成型工艺性能有一定的了解。查参考资2P28表2-3（常用热塑性塑料的使用性能表）课外书籍以及百度百科，专业飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计8模具论坛，得出塑料PP一些性能，如下：PP一般性能：PP外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。PP相对密度为1.05左右，吸水率低。PP同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。PP的氧指数为1820，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味。 PP 力学性能 ： PP 有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；PP 的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。PP 的耐蠕变性比 PSF 及 PC 大，但比 PA 及 POM 小。PP 的弯曲强度压缩强度属塑料中较差的。PP 的力学性能受温度的影响较大。 PP热学性能：PP的热变形温度为93118 ，制品经退火处理后还可提高10左右PP在 -40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。 PP电学性能：PP 的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。PP环境性能：PP 不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。PP的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。 2.2.2 PP 的主要成型特点（1）PP同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 （2）PP的熔体流动性比PVC和PC好，但比PE 、PA及PS 差，与POM 和HIPS类似；PP的流动特性属 非牛顿流体；其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。（3）PP的热稳定性好，不易出现降解现象。（4） PP的吸水率较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度8085 ，时间24h ；对特殊要求的制品 (如电镀 )的干燥条件为温度7080，时间 1818h。（5）PP制品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计9放于7080的热风循环干燥箱内24h，再冷却至室温即可。表2-1 PP材料分析塑料品种 结构特点 使用温度 化学稳定性 性能特点 成型特点聚酰氨塑料（PP）属于热塑性塑料线性结构结晶性材料非透明热变形温度93118，在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100 的温度范围内使用。PP的热稳定性好，不易出现降解现象。化学稳定性好，易染色，吸水性强，并且具有良好的力学性能。透明熔体流动性较好，中性粘流度，选择溢边值为（0.040.05）之间，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系结论熔融温度一般较低，且熔体粘度中等。由于所加工零件的的质量为所以选择60注射机。模具温度一般控制在60 90，一般选取下线。吸水率较高，加工前必须干燥。易产生应力，严格控制成型条件，塑件成型后退火处理，消除内应力。其收缩率较好，一般在0.4% 0.8%范围以内，且加工零件较薄，选择脱模斜度不予考虑。结论：塑料碗与一般电子产品一样都是日常生活用品，质量要求具有一定的强度和耐磨性能，中等精度，外表面无瑕疵、美观、性能可靠。采用PP材料，产品的使用性能基本能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺，对原料充分干燥。压力以及温度的要求严格按照PP塑料的属性和工艺要求控制。飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计103 成型设备的选用3.1 注射机的概述注塑模具是安装在注射机上使用的。在设计模具时，除了应掌握注射成型工艺过程外，还应对所选用的注射机的有关技术参数有全面的了解，以保证设计的模具与使用的注射机相适应。注射机是生产热塑性塑料制件的主要设备，按其外形注射机可分为立式、卧式和角式三种，应用较多的是卧式注射机。3.2 注射机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量，注射压力，注射速度，塑化能力，锁模力，合模装置的基本尺寸，开合模速度，空循环时间等。这些参数是设计，制造，购买和使用注塑机的主要依据。（1）公称注塑量：指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。（2）注射压力：为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。（3）注射速率：为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表 3-1 所示：表 3-1 注射量与注射时间的关系注射量/CM 3125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计11间/S（4）塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量。塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的能力，反之则会加长成型周期。（5）锁模力：注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。（6）合模装置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉杆空间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度与最小厚度等。这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。（7）开合模速度：为使模具闭合时平稳，以及开模，推出制件时不使塑料制件损坏，要求模板在整个行程中的速度要合理，即合模时从快到慢，开模时由慢到快再到停。（8）空循环时间：在没有塑化，注射保压，冷却，取出制件等动作的情况下，完成一次循环所需的时间。3.3 注射机的选用原则通常保证制品所需注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的80%，否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏小，浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20%。3.4 注塑机选择根据注塑机的选择原则及产品的特点和设计要求，结合塑件的体积和质量，初选螺杆式注塑机 SZ-200/1000。其注塑机的相关参数如表 3-2 所示：表 3-2 SZ-200/1000 技术参数表柱塞直径 注射容量 注射压力 锁模力 42 cm210cm3 150MPa 1000KN模板行程 最大模具厚度 最小模具厚度 喷嘴球半径飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计12300mm 400mm 150mm 15mm4 成形零件结构设计4.1 分型面的选择分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键。（1）选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：分型面应选在塑件外形最大轮廓处；确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；保证塑件的精度要求；满足塑件外观质量的要求；便于模具的加工与制造；对成型面积的影响；排气的效果的考虑；对侧向抽芯的影响。根据分型面选择的原则，通过综合分析比较，确定以下的两个方案：单分型面和双分型面。方案一：双分型面选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。选用双分型面形式的缺点：增加模具的结构复杂性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下点浇口的痕迹。不符合模具的加工经济性。方案二：单分型面选用单分型面的优点：使模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。根据零件图的特点，从以上的两个方案进行比较，采用方案二（单分型面）比采用方案一（双分型面）更符合要求，方案二符合了模具的加工经济性，使飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计13模具的结构简单化，减小模具的厚度，也节省了模具材料，且在脱模后塑料制件的外表面无浇口的痕迹。因此，本模具成型的零件虽然形状复杂但是结构简单宜采用单分型面，形式结构示意图如图 4-1。图 4-1 单分型面4.2 型腔数目的确定及型腔的排列（1）型腔数目的确定根据塑件精度:根据经验，在模具中每增加一个型腔，塑件的尺寸精度就要降低 4%，一模一腔时，塑件的尺寸公差如下：聚甲醛为 0.2%；尼龙 66 为0.3%；聚碳酸酯、聚氯乙烯、PE 等非结晶塑件为 0.05%。对于高精度的塑件，通常最多采用一模八腔。经分析，本型腔采用一模两腔。（2）型腔的排列由于该塑件采用的是一模四腔成型，所以，型腔以对称分布在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡见图 4-2。飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计14图 4-2 一模两腔4.3 型芯型腔结构的确定 型芯型腔可采用整体式或镶嵌式结构。镶嵌式的优点：a）根据使用的部位，选择合适的材料和热处理工艺；b）容易磨削和研磨；c）模具零件可测量，可进一步提高加工质量；d）沿脱模方向磨削，制品易脱模；e）易于排气；f）可增加零件的互换性。镶嵌式的缺点：a）分解过于零碎，提高模具成本；b）必须均衡地提高各零件的加工精度；c）因型芯、型腔数目的分解，不易维护和保养；d）限制了零件的加工方法；e）不易加工冷却水孔。根据整体式与镶嵌式的优缺点分析确定结构由于塑件要求尺寸较多，多模形状复杂，若采用整体式型芯，加工和热处都较困难。从经济型制造方面看，若采用整体式型芯型腔则磨损后要整体更换浪费材料，并且加工时间长增加了生产周期。从更换时间方面看，整体式型芯型腔拆卸时间长。所以，考虑模具温度调节、经济型、更换方便，型芯型腔采用嵌入式结构，见图 4-3。飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计15图 4-3 嵌入式型芯5 浇注系统的结构设计浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能。浇注系统决定了塑件成型的质量好坏，所以必须确定浇注系统的浇口大小和浇口的角度。侧表现或表面看不见的柱上，因而它除具有点浇口的特点外，比点浇口的塑件表面质量更好。靠顶出力使塑件和凝料分离浇注系统的结构图如图 5-1：图 5-1 浇注系统结构图5.1 浇口的设计5.1.1 浇口的形状、位置的确定表 5-2 浇口的特性类型 特征分析潜伏式浇口由点浇口演变而来，其进料部分通过隧道可放在塑件的内表面。侧表现或表面看不见的肋、柱上，因而它除具有点浇口的特点外，飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计16比点浇口的塑件表面质量更好。靠顶出力使塑件和凝料分离。轮辐式浇口它是盘形浇口的以中变异形式。将盘形浇口沿整个圆周进料改成几个小段圆弧进料后，除去浇口方便，浇注系统凝料减少。但塑件容易产生熔接痕，从而影响塑件强度和外观侧浇口侧浇口一般开设在分型面上，可根据塑件的形状、特点灵活地选择塑件的某个边缘进料，它能方便地调整熔体充模时的剪切速率和浇口封闭时间。侧浇口截面形状为矩形，容易加工，便于试模后修正，浇口除去较方便，但注射压力损失大，熔料流速较高，易形成熔接痕。缺料、缩孔等。综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用侧浇口，浇注系统示意图如图 5-2。图 5-2 浇注系统示意图侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计17形状多为矩形（扁槽），是限制性浇口。侧浇口的特点：由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹。5.1.2 浇口位置的选择原则（1）尽量缩短流道距离；（2）避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷；（3）浇口应用开设在塑件厚壁处；（4）考虑分子定向的影响；（5）减少熔接痕，提高熔接强度；（6）消除应力集中。5.1.3 浇口的尺寸确定浇口尺寸计算公式如下：（5-Ab309.61） 式中 -浇口的宽度，mm；b-塑件的外侧表面积， mm2；A-浇口的厚度，mm；t-浇口处塑件的壁厚，mm ；-1mm。l浇口要计算的尺寸如图 5-3。由零件设计得 =1.5mm，A=706.5mm 2，代入公式（5-1）得：b309.6mm.7)(tt=0.4mm飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计185.2 流道的设计5.2.1 主流道的计算主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，主流道和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，具有一定的锥度，以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除。主流道尺寸和浇口的设计（1）主流道的小端直径 D =注射机喷嘴直径+（0.51） =6.5+（0.51 ），取 D=7mm。主流道的球面半径 SR =注射机喷嘴球头半径+（12） =9.5+（12 ），取 SR=10mm。（3）球面的配合高度 h=3mm5mm，取 h=3mm。 （4）主流道的长度 取 L=8+144=152mm。 主流道大端直径 （半锥角 ） 2tan9.04DL6取 =9.04mm D浇口套总长 56.17mm+3mm =55mm h0主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严格，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的浇口套。浇口套常采用碳素工具钢 T8A、T10A 制造，本套模具中，浇口套采用 T8A。热处理后硬度为58HRC62HRC，浇口套如图 5-4 所示。飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计19图 5-4 主流道衬套定位圈的设计与固定由于该模具主流道比较长，定位圈和衬套设计成分体式，注射机定位孔尺寸为 ，定位圈尺寸取 ，两者之间呈较松的间隙配合。定位圈如10.5632.04563图 5-5；飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计20图 5-5 定位圈5.2.2 分流道的设计在设计多型腔或者多浇口的单型腔模具的浇注系统时，应设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道的作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计时应注意尽量减少流动过程中的热量损失和压力损失，分流道的设计布局如图 5-7。图 5-7 分流道布局5.2.3 分流道的形状与尺寸分流道开设在动、定模分型面的两侧或是任意一侧，其截面形状应尽量使飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计21其比表面积（流道面积与其体积之比）小。常用的分流道截面形式有圆形、梯形、U 形、半圆形及矩形。本模具采用圆形分流道。5.2.4 分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流道状态比较理想，因此分流道表面粗糙度数值不能太小，一般 =0.16 左右，这可Ram增加对外层塑料熔体的流道阻力，使外层塑料冷却皮层固定。表 5-1 分流道截面的形状特征截面形状热量损失 加工性能 流动阻力 效果圆小 较难 小 最佳梯形较小 易 较小 良单面圆形较小 易 小 佳矩形大 易 大 不良飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计226 脱模装置设计6.1 推出力的计算（6-(cosin)tFAp1）式中 Ft-脱模力（推出力）， N；A-塑件保罗型芯的面积，m 2；p-塑件对型芯单位面积上的包紧力一般情况下，模冷却的塑件，p 取 2.4 -3.9 pa；模内冷却的塑件，p 取 0.8 -1.2 pa； 7107 7107a-脱模斜度忽略为 ；2u-塑件对钢的摩擦系数，一般为 0.1-0.3。由已知条件代入公式（6-1）得：(cosin)tFApFt=0.614 0.9 （0.2cos2-sin2）710Ft=8269.8 N2飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计23图 6-1 总装图示意图图 6-2 排样图示意图飞利浦 GC1418 蒸汽电熨斗支架塑料模具设计24工作原理：合模 注射 保压补缩 冷却 动模沿分型面分开 推出系统顶在注射机顶杆上，推板停止运
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