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076
杯盖
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模具设计
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076-乐扣杯盖上封盖塑料模具设计,076,杯盖,上封盖,塑料,模具设计
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本科毕业设计（论文）题目：乐扣杯盖上封盖塑料模具设计 乐扣杯盖上封盖塑料模具设计摘 要这篇文章是关于塑料制件的注射模具的设计，主要内容包括塑件的成型工艺分析，模具结构的确定，分型面位置，在形式的浇注系统和闸门的设计，零件设计计算形成的结构，模板及含量测定标准件的选择，夹紧导向机构的设计，推出脱模机构等在正确分析和材料性能的塑料制品的工艺特点，包括模具结构，模具的强度和寿命计算和熔融塑料的流动预测复杂工程运行中存在的问题，如；使用不同的软件，如CAD，3D软件分别对模具的设计，制造和产品质量进行了分析。塑料注射模具设计，采用一般精度，使用CAD软件，3 d的成型注塑模具，零件的设计或分析浇注系统，引导部分和脱模机构等等。本专业的基础上综合运用，专业课知识设计，其核心知识是塑料成型模具，材料成型技术基础，机械设计，塑料成型技术，计算机辅助设计，模具CADCAMCAE，等关键词：模架,标准件,脱模推出机构.IILe Buckle on The Lid Sealing Plastic Mould DesignAbstractThis article is about the printer drum unit bearing plate plastic injection mold design, the main contents include plastic parts forming technology analysis, the determination of mold structure, parting surface position, in the form of pouring system and the design of the gate, the structure of the forming parts design and calculation, the determination of formwork and the selection of standard parts, the design of clamping guide mechanism, demoulding mechanism of the launch, etc. In the technological characteristics of plastics article of correct analysis and material performance, involving the mould structure, strength and life calculation and molten plastic flow in mould predict complex engineering operation problems, such as; Using different software such as CAD, 3 d software respectively to the mold design, manufacturing and product quality are analyzed. Plastic injection mold design, using the general precision, using CAD, 3 d software to design or analysis of forming parts of injection mould, casting system, guide parts and demoulding mechanism and so on. Integrated use of the professional basis, professional class knowledge design, its core knowledge is the plastic molding mold, material molding technology base, mechanical design, plastic molding technology, computer-aided design, mould CAD/CAM/CAE, etc.Key Words: Formwork;Standard parts;Stripping out institution design目 录1 绪论1 1.1我国模具行业前景1 1.2塑料模具发展状况22 塑件分析4 2.1塑件结构分析4 2.1.1尺寸精度分析4 2.1.2表面质量分析4 2.1.3计算塑件的体积和重量4 2.2塑件材料的选择5 2.2.1材料ABS的注塑成型参数6 2.2.2材料ABS性能63 注射模的结构设计8 3.1型腔数目的确定8 3.2型腔的分布8 3.3分型面的设计9 3.4浇注系统设计9 3.4.1主流道10 3.4.2分流道设计11 3.4.3浇口形式及位置的选择11 3.4.4剪切速率的校核12 3.4.5主流道剪切速率校核12 3.4.6浇口剪切速率的校核12 3.5成型零件结构设计13 3.5.1定模的结构设计13 3.5.2动模的结构设计13 3.5.3型腔侧壁厚度计算13 3.5.4型腔和型芯工作尺寸计算14 3.6推杆机构设计16 3.6.1脱模机构的选用原则16 3.6.2脱模力的计算16 3.6.3推杆的设计17 3.7斜推杆设计18 3.7.1概念18 3.7.2斜推杆的设计要点18 3.7.3斜推杆倾斜角的确定19 3.8冷却系统的设计20 3.8.1设计原则20 3.8.2冷却时间的确定21 3.8.3模具加热和冷却系统的计算214 注塑机校核24 4.1模具闭合高度的确定24 4.2由锁模力选定注射机24 4.3最大注塑量的校核25 4.4锁模力的校核25 4.5塑化能力的校核265 模具的试模与修模27 5.1粘着模腔27 5.2粘着型芯27 5.3粘着主流道27 5.4成型缺陷286 模具工作原理30结论31致谢32参考文献33毕业设计（论文）知识产权声明34毕业设计（论文）独创性声明35IV1 绪论1.1我国模具行业前景模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子，汽车，电气，电子，仪器仪表，家用电器，通讯产品，如60% - 80%的所有组件依靠模具成型，模具的质量决定产品的质量，因此，模具被称为“所有部门的母亲。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍，一百倍。在中国模具工业的技术水平在近几年取得了很大的进步。大型，精密，复杂，高效的模具上一个新台阶寿命长。大型复杂的汽车覆盖件模具的模具为代表，已经能够产生一些新的汽车覆盖零件模具。反映了多步级进模覆盖制造技术水平高，从电机的铁芯片，电器模具，扩展到连接器，枪配件，家用电器配件模具，如空调散热器。大型塑料模具，48英寸电视已经能够生产塑料模壳，6.5公斤的大容量洗衣机的全套塑料模具，以及汽车保险杠，仪表盘等。在整个模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具，多型腔小模数齿轮模具封装模具，等大型复杂精密模具方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模具及汽车后桥齿轮箱压铸。其他类型的模具，例如子午线轮胎松模具，铝合金和塑料门窗在挤压模具，窗户等，都达到了较高的水平，可替代进口模具。但是，在中国模具工业的数量和质量，与工业发达国家存在较大的差距，不能满足工业发展的需要，只有约70%的满意率目前国内市场。自己制作的模具企业在中国，作为一个真正的商品流通型仅占三分之一。霉菌产生的基本优先与介质，一些大型，精密，复杂和高档模具寿命长，不能随着科技的发达国家相比，生产能力远不能满足国民经济发展的需要。近五年来，我国进口对一年平均814000000美元，进口2001美元模具，模具1112000000（出口模具188000000美元米），不包括与进口设备和生产线的模具附件。据海关统计，近年来，进出口平衡，我国已成为世界上最大的进口模具。我国模具结构不合理。冲压模具结构在中国占50%左右，塑料模具约占34%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占10%；发达国家对塑料模具的发展通常担心，塑料模具中的比重一般在40%；大型，精密的比例，50%以上的长寿命模具，只有约25%在中国模具生产能力；主要集中在模具厂各种形式（或车间），从商品化率是非常低的模具，模具的自我营销的比例为60%至70%，与国外多商品模具3570%；即使是专业模具厂，我国也大多是“很小”，“而不是”外的大部分是“小而专”，“小而精致细腻，生产效率和经济效益。汽车模具的需求，摩托车行业将在中国占模具市场的一半。预计年产值将达到2005 2005辆车，有30000000辆车。这将需要360000吨各类塑料配件，和目前的生产能力只有20多个，一万吨，发展空间非常广阔。家用电器，如彩电，冰箱，洗衣机，空调，等，在国内市场也很大。生产已超过每年32000000个单位，目前，中国的彩电，冰箱，洗衣机，以及10000000多套空调的年产量。“15”家电市场有望超过10%年增加径向期间，家电业的发展将对模具的需求量大。快速发展的其他行业，如电子，通讯和建筑材料等行业的模具的需要，将对中国的模具行业技术的发展有很大的促进作用。此外，从国际市场来看，目前世界模具市场仍处于供不应求。1.2塑料模具发展状况近年来，中国塑料模具的发展速度非常快。目前，在模具行业的塑料模具约占30%。随着中国汽车，家电，电子通信的飞速发展，各种建筑材料，有望在未来市场中的模具，模具塑料模具将逐步增加总额的比例，和发展速度会比其他模快。在汽车行业，例如，汽车销售量的增长，汽车模具的一个巨大的潜在市场。据介绍，在汽车生产中，各种功能的组件依赖于模具成型，只做一个正常的汽车大约需要200多个装饰模具，生产汽车保险杠，仪表板，方向盘，燃料罐，如大中型塑胶模具，模具工业的生产能力，只有约50%的满意率。在建筑领域，塑料建材大量传统材料和时代潮流的替代方案，预计在2010全国塑料门窗和穿透率可以达到30% 50%，塑料排水管的市场份额将超过50%，将大大增加对模具的需求。应该说，塑料模具的应用潜力是不可低估。专家预测，大型，精密注塑模具设计合理，将在市场上流行的。区域分布与塑料加工行业类似，塑料制品加工行业的珠江三角洲的前沿，长江三角洲，浙江，和广东在全国模具塑料模具生产占总产量的70%。现在，这三个省的许多企业已经实现了模具行业的无限商机，正在积极组织模具产品的开发制造。最近，由杭州娃哈哈集团精密机械制造公司的多腔防盗瓶盖注塑模具的开发浙江省鉴定。该模具采用三次喷射强制脱模技术，平衡，瓶盖模具热流道系统一般模具具有很强的创新，模具的性能和质量达到国内领先水平。塑料模具，然而，虽然现在是最有吸引力的“奶酪”，但樱桃好吃树。由于塑件的形状复杂，设计灵活，模具材料的水平，及加工设备的设计有了更高的要求，并不是每个人都可以很容易地胎面。专家认为，中国和外国的水平，还有突破三的瓶颈制约模具工业的发展尽快出现大的差距：一是要加强塑料注射成型工艺的研究和发展；第二，模具企业应以园区的发展，加快资源整合；三检验工装模具测试结果必须尽快，否则塑料模具的发展将受到限制。专家指出，在国外先进技术的挑战和高质量产品的脸，中国模具企业不仅要加快产业集群，发挥规模效应，但也要注意模具的研究和开发的前端，人才建设和产业链后端的测试和信息服务，为尽快缩短技术，管理，装备水平与国际水平。这是一个塑料模具企业必须解决的重要问题的发展。2 塑件分析2.1塑件结构分析见零件图，该零件总体形状接近方形。尺寸如图；上表面有一个平面,周边都是平面，塑件有侧凹。就此看来,产品并不复杂，模具设计时不须设置复杂机构,一般抽芯机构即可，该零件属于中等复杂程度。图2.1 零件图2.1.1尺寸精度分析技术要求中提出该塑件的尺寸公差MT3（SJ1372-78）。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。2.1.2表面质量分析该零件的表面要求没有缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽，没有特别高的表面质量要求，所以比较容易实现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.1.3计算塑件的体积和重量计算塑件重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。根据设计手册可查得ABS的密度为=1.05g/cm成型收缩率成:0.05%成型温度：180200。 计算塑件的体积：V3.67cm（通过软件计算）计算塑件重量：W=V3.67cm1.05g/cm=3.85g考虑到塑件结构不太复杂，需求量中等固采用一模4件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有的设备等情况，初步选用注射机为SZ-400/60。2.1.4塑件注射工艺参数的确定查找塑料模设计手册和参考工厂的实际应用的情况，ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际的情况作适当的调整。注塑机类型螺杆式 螺杆转速/(r/min)400喷嘴形式/温度 直通式170180料筒温度/78前段 180200中段 165180后段 150170模具温度/ 5080注射压力/mpa 60100保压力/mpa3050注射时间/s 2090高压时间/s 05冷却时间/s 20120成型周期/s 502002.2塑件材料的选择1.成型前的准备对ABS的色泽、细度和均匀度进行检验。由于ABS的吸水率大约为0.2%0.8%，容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量0.3%。干燥条件：用烘箱以8085烘24小时或用干燥料斗以80烘12小时。2.注射过程塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流、和冷却4个阶段。3.塑件的后处理采用调湿处理，其热处理条件查参考文献【1】中的表4-7由处理温度为70；保湿时间为24小时。2.2.1材料ABS的注塑成型参数注射机：螺杆式；螺杆转数（r/min）：48；料筒温度（）：前段 200220；中段 180200；后段 160180；喷嘴温度（）：170180；模具温度（）：5080；注射压力（MPa）：70100；成型时间（s）：注射2060，保压03，冷却2090，总周期50160。2.2.2材料ABS性能（1） 物理性能ABS树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(简称ABS)，这三者的比例为20：30：50(熔点为175)。只要改变其三者的比例、化合方法、颗粒的尺寸，便可以生产出一系列具有不同冲击强度、流动特性的品种，如把丁二烯的成份增加，则其冲击强度会得到提高，但是硬度和流动性就会降低，强度和耐热性变会减少。ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。（2） 成型性能ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。ABS是吸水的塑料，于室温下，24小时可吸收0.2%0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对ABS进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于0.2%。（3） ABS的主要性能指标密度=1.05 g/；收缩率0.40.7%，取值0.5%.4.ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：溢料飞边、气泡、熔接痕、烧焦及黑纹、光泽不良；消除措施：增大注射压力、提高模具温度、加排气槽、充分预干燥。3 注射模的结构设计注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。3.1型腔数目的确定该塑件精度要求不高，但需求量中等，固应选多腔模更为合适。它可以提高生产效率，降低塑件的整体成本。生产经验表明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4%。按注射机的最大注射量计算型腔数目 型腔数目nn(Kmp-m1)/m式中K:注射机最大注射量的利用系数，取0.8mp：注射机最大注射量，gm1：浇注系统凝料量，gm：单个塑件的质量，g经过计算和产量的要求，n取4，采用一模4件的形式。3.2型腔的分布由于型腔的排布与浇注系统密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。图3.1 型腔分布3.3分型面的设计模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。分型面与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该塑件表面质量无特殊要求，结构也比较间单，固选平直分型面。如图3如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2） 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（3） 保证塑件的精度要求。（4） 满足塑件的外观质量要求。（5） 便于模具加工制造。（6） 对排气效果的影响。图3.2 分型面3.4浇注系统设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四个部分组成。浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具结构、塑料的利用率等有较大的影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则。(1) 了解塑件的成型性能(2) 尽量避免或减少产生熔接痕(3) 有利于型腔中气体的排出(4) 防止型芯的变形和嵌件的位移(5) 尽量采用较短的流程充满型腔(6) 流动距离比和流动面积比的校核3.4.1主流道主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此必须使熔体的温度降和压力损失最小。根据设计手册查得XZ-Z-400型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：d0=4mm；喷嘴前端球面半径：R0=12mm；根据模具主流道与喷嘴的关系R=R0+(12)mmd=d0+(0.51)mm取主流道球面半径R=13mm；取主流道的小端直径d=4.5mm.为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其锥度为13，经换算得大端直径D=8.5mm。为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径r=3mm的圆弧过渡。图3.3 主流道3.4.2分流道设计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与压力损失。分流道的形状及尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的放置方式可知分流道的长度不长，为了便于加工起见，选用形状为圆形分流道，查塑料模设计手册得R=3mm。塑料迅速冷却，只有内布的熔体流动比较理想，因此分流道表面粗糙度一般取Ra1.6mm3.4.3浇口形式及位置的选择浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两大类。按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为以下几种形式。(1) 直接浇口(2) 中心浇口(3) 侧浇口(4) 环形浇口(5) 轮辐式浇口(6) 爪形浇口(7) 侧浇口(8) 侧浇口按此零件对外表面的要求:该零件的表面要求没有明显的缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：(1) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。(2) 必须尽量减少熔接痕。(3) 应有利于型腔中气体排出。(4) 考虑分子定向影响。(5) 避免产生喷射和蠕动。(6) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。(7) 尽量缩短流动距离。综合以上分析，浇口选择侧浇口位置见图3-4。图3.4 浇口的位置3.4.4剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率R=5.810510S、浇口的剪切速率R=1010S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示：R=式中 q体积流量（CM/S）；R浇注系统断面当量半径（CM）。3.4.5主流道剪切速率校核Q=0.8Q/T =338.21.5=225.5 （CM/S） （3.1） T注射时间：T=2.5（S）； R主流道的平均当量截面半径：R=0.538（CM） d 主流道小端直径 ， d=0.63（CM）； d主流道大端直径，d=1.2（CM）R= 3.1158.9/(3.140.2783)=1.4710 S （3.2）5101.4710510 (满足条件)3.4.6浇口剪切速率的校核R= =3.67152/(3.140.423)=1.45103 S （3.3）其中：浇口面积S=/4(D22-D12),当量面积S=R 所以R=7mm。 单从计算上看，交口剪切速率偏小。但由于模具比较特殊，为一模4腔，无分流道，压力损失少，进料速度快，成型比较容易，传递压力好，所以浇口的剪切速率是合适的。从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。3.5成型零件结构设计3.5.1定模的结构设计根据模具的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，定模的结构很简单，加工没有特别的困难，所以定模芯采取整体式结构，其结构见总装图。3.5.2动模的结构设计成型塑件内表面的零件称凸模或型芯，主要有主型芯、小型芯、螺纹型芯和螺纹型环等。对于结构简单的容器、壳、罩、盖之类的塑件，成型其主体部分内表面的零件称主型芯或凸模，而将成型其他小孔的型芯称为小型芯或成型杆。主型芯的结构设计按结构主型芯可分为整体式和组合式两种组合式结构：为了便于加工，形状复杂型芯往往采用镶嵌组合式结构。这种构是将型芯单独加工后，再镶入模板中。所以我们采取动模型芯采取组合式结构，将型芯割开以便加工。其凸模型芯凹模的结构形式另见模具总装图。3.5.3型腔侧壁厚度计算(1)凹模型腔侧壁厚度计算凹模型腔为组合式型腔，按强度条件计算公式SR-r=r(/-2p)1/2-1进行计算。式中各参数分别为：p=50Mpa(选定值)；=0.05mm；=160MPar=28mmSR-r=r(/-2p)1/2-1=28(160/160-250)1/2-116.8mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为17。(2)凹模底板厚度计算按强度条件计算，型腔地板厚为：p=50Mpar=28mm=160MPah1.22pr2/1/21.2250282/1601/217.3mm一般在加工时为了加工方便，我们通常会取整数，所以凹模型腔侧壁厚度为18mm。3.5.4型腔和型芯工作尺寸计算（1）型腔径向尺寸 已知在规定条件下的平均收缩率S，塑件的基本尺寸 Ls是最大的尺寸，其公差为负偏差，因此塑件平均尺寸为Ls-，模具型腔的基本尺寸Lm是最小尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为Lm+z/2。型腔的平均磨损量为c/2，如以Lm +Z表示型腔尺寸, ABS平均收缩率S=0.5%.Lm +z/2+c/2=(Ls-/2)+(Ls-/2)S经整理最终公式为：Lm0+z=(1+S)Ls-(0.50.75)0+z型腔计算型腔高度计算型芯计算型芯高度计算3.6推杆机构设计3.6.1脱模机构的选用原则脱模机构的选用原则：使塑件脱模时不发生变形（略有弹性变形在一般情况下是允许的，但不能形成永久变形）；推力分布依脱模力的大小要合理安排；推杆的受力不可太大，一面造成塑件的被推部分产生隙裂；推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；推杆位置痕迹须不影响塑件外观；脱模机构的运动应保证灵活、可靠、不发生误动作。推出力计算：脱模力，是指在塑料成形时，由于尺寸上的收缩，对模屦的凸出部位有保紧力。脱模机构的符合就是包紧力对脱模方向上形成的阻力。根据塑料在成型是有明显的收缩，故上封盖的模件在注塑后会自动留在凸模上。当脱模斜度不大时（一般是指5度时，可以计入脱模斜度的影响。3.6.2脱模力的计算注射模成型过程中的开模力和脱模力，都是由于型腔残余压力使塑料件与型腔和型芯之间产生了接触压力。需要足够的开模力和脱模力，才能让塑件脱离模具。塑料熔体在模腔内冷却到软化点以前，其收缩不会造成对型芯的抱紧力的作用，模腔内抱紧力来自注塑机的喷最传来的静压力，浇口冻结，补料停止后，由于冷却收缩使塑件对型芯的抱紧力越来越大，而且对凹模的抱紧力越来越小，开模时接近于零。制件对型芯的抱紧力达到极值，导致制件滞留在型芯上。脱模力的计算：由于，故零件属于厚壁制件，所需脱模力式中：Q脱模力（N）随f和而变化的无因次系数，查参考资料9表3-30，取值为1随和而变化的无因次系数，查参考资料9表3-31，其值为1型芯半径（mm）E塑料抗拉弹性模量（MPa）塑料制品的平均收缩率（%）L塑料对型芯的包容长度（mm）模具型芯的脱模斜度塑料与型芯的摩擦系数塑料的泊松比查参考资料9表3-29得ABS的拉伸弹性模量E=1.4MPa，成型收缩率=0.3%0.8%，塑料与型芯的摩擦系数=0.4，泊松比=0.35。其中模具型芯的脱模斜度=1.5，塑料对型芯的包容长度L=75mm，本设计值为0代入（5-16）得到，=8979N3.6.3推杆的设计在注塑成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具上这种脱出塑件的机构称为脱模机构（或称推出、顶出机构）。推出机构应尽量设置在动模一侧。保证塑件不因推出而变形损坏。机构简单、动作可靠。推出塑件的位置应尽量设在塑件内部或隐形面和非装饰面上。合模时能正确复位。但本塑件有一个特点零件小中间的位置有内孔，孔端面是平面而且有一定距离，分型面为平面。如果在底部设置推杆推出机构的话，此凸起可大大增加了推杆推杆与塑件的接触面积，也增加了推出位置的刚性，保证塑件不被损坏。图3.6 推杆3.7斜推杆设计3.7.1概念斜推杆是常见的侧向抽芯机构之一，它常用于制品内侧面存在凹槽或凸起结构，强行推出会损坏制品的场合。它是将侧向凹凸部位的成型镶件固定在推杆板上，在推出的过程中，此镶件作斜向运动，斜向运动分解成一个垂直运动和一个侧向运动，其中的侧向运动即实现侧向抽芯。斜推杆有整体式和二段式，二段式主要用于长而细的斜推杆，此时采用整体式的斜推杆于弯曲变形。图3.7 斜推杆抽芯机构13.7.2斜推杆的设计要点 （1） 要保证复位可靠。斜推杆的复位有些列方法：a 斜推杆上端面有碰穿孔，碰穿孔由非安装斜推杆的那一半模成型。合模时由成型碰穿孔的内模镶件推动斜推杆复位。b 斜推杆上端面无碰穿孔，可以将斜推杆向外做大58mm，合模时由另一边的内模镶件推回复位。c 在组合式斜推杆中，可以将斜推杆的另一边复位杆，合模时利用复位杆将斜推杆推回复位。d 若上述方法无法做到，也可单纯利用顶针将斜推杆推回复位。但这种复位精度较差。 （2） 在斜推杆近型腔一端，须做610mm的直身位，并做一23mm的挂台起定位作用，以避免注塑时斜推杆受压而移动。设计挂台亦方便加工、装配及保证内侧凹凸结构的精度。（3） 斜推杆上端面应比动模镶件低0.050.1mm，以保证推出时不损坏制品。（4） 斜推杆上端面侧向移动时，不能与制品内的其他结构（入圆柱、加强筋或型芯等）发生干涉；（5） 沿抽芯方向制品内表面有下降弧度时，斜推杆侧移时会损坏制品。解决方案有：a.制品减料做平，但须征得客户同意；b.斜推杆底部导轨做斜度，使斜推杆延迟推出。（6） 当斜推杆上端面和镶件接触时，推出时不应碰到另一侧制品。（7） 斜推杆在推杆固定板上的固定方式见上图3.9.（8） 当斜推杆较长或较细时，在动模板上加导向块，帮助顶出及回位时的稳定性。加装导向块时其动模必须和内模镶件组合一起切割。（9） 斜推杆与内模的配合公差取H7/f6，斜推杆与模架接触处避空。（10） 增强斜推杆刚性：a.在结构允许的情况下，尽量加大斜推杆横截面尺寸；b.在可以满足侧向抽芯的情况下，斜推杆的倾斜角“”尽量选用较小角度，斜角一般不大于15，并且将斜推杆的侧向受力点下移。斜推杆材料应不同于与之摩擦的镶件材料，否则易磨损粘结。斜推杆材料可以用铍铜。（11） 斜推杆及下面导向块表面应作氮化处理，以增强耐磨性。3.7.3斜推杆倾斜角的确定斜推杆的倾斜角度取决于侧向抽芯距离和推杆板推出的距离H。它们的关系见图，计算公式如下：tan=S/H图3.8 几何关系其中：S=侧向凹凸深度S1+(23)mm斜推杆的倾斜角度不能太大，否则，在推出过程中斜推杆会受到很大的扭矩的作用，从而导致斜推杆磨损，甚至卡死或断裂。斜推杆的斜角一般为315,常用510。在设计过程中，这一角度能小不大。图3.9 斜推杆3.8冷却系统的设计3.8.1设计原则（1） 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2） 冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3） 尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距B大约为2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10。（4） 浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5） 应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5（6） 冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7） 合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。3.8.2冷却时间的确定在对冷却系统做计算之前，需要对某些数据取值，以便对以后的计算作出估算；取闭模时4S，开模时间4S，顶出时间2S，冷却时间30S，保压时间20S，总周期为60S。其中冷却时间依塑料种类、塑件壁厚而异，一般用下式计算：t= （3.4）=62/(3.1420.07)8/3.142(200-50)/(80-50)=73（S）式中：S塑件平均壁厚，S取6mm； 塑料热扩散系数(mm/s)，=0.07；T成型温度160-220，T取200；T平均脱模温度，T取80；T模具温度4080，T取50。由计算结果得冷却时间需要73S，这么长的冷却时间显然是不现实的。本模具型芯中的冷却管道扩大为腔体（如下图），使冷却水在型芯的中空腔中流动，冷却效果大为增强。参照经验推荐值，冷却时间取30S即可。3.8.3模具加热和冷却系统的计算本塑件在注射成型时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统,是否需要冷却系统可作如下设计计算。设定模具平均工作温度为60C，用常温20C的水作为模具冷却介质，其出口温度为25C，产量为（初算每1min1套）1.05kg/h。塑料树脂传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模具热量、辐射散发到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。假如塑料树脂在模内释放的热量全部由冷却水传导的话，即忽略其他传热因素，那么模具所需的冷却水体积流量则可用下式计算。根据体积流量的公式得：qv=Mq/60c（1-2）=（1.252.5）/604.451（25C-20C）=0.35m3/minqv：冷却水体积流量，m3/minM：单位时间注射入模具内的树脂质量，kg/hQ：单位时间内树脂在模具内释放的热量，J/kgC：冷却水的比热容，J/(kg.k)：冷却水的密度，kg/m31：冷却水出口处温度，C2：冷却水入口处温度，C由体积流量qv查设计手册可知所需的冷却水管直径为6mm。Q =nG C(tt)=60236.2101.65（22060）=3365.02KJ/h式中：n每小时注射次数，n=60 （次）；G每次的注射量(KG)，G=217.610；C塑料的比热容(KJ/KG)，C=1.9；t熔融塑料进入型腔的温度，t=220；t塑件脱模温度，t=60。Q=3.6A(tt)=3.6415310130（22050）=325.12 KJ/h式中：A注塑机的喷嘴头与模具的接触面积（m），A=406910m（A=4R =43.1418=406910m，R=18mm注塑机喷嘴球半径，）；金属传热系数 =140(W/ m)；t模具平均温度 t=50 ；t熔融塑料进入型腔的温度 t=220。Q=hA( tt)=5.760.12（5020）=104KJ/h 式中：h传热系数（KJ/ m h ），h=4.15（h=4.27(0.25+)= 4.27（0.25+）= 6.15）；A两个分型面和四个侧面的面积m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n= 0.075+0.350.78=0.41，A=2BL=225023010=0.081m； A=4BH=422025010=0.22m）；t模具平均温度，t=50；t室温，t=20。Q=20.8 A()() （3.4）=（）（）=128.7 KJ/h式中: 辐射率，一般表面=0.81.05；A=0.22； Q=hA( tt) （3.5）= 5120.0274（5030）=453.94 KJ/h式中:传热系数h=502KJ/(mh)；A 模具与工作台的接触面积m，A=0.0484；从计算的结果看，工作台散发的热量比塑料熔体释放的热量还多，这显然是不正确的，说明了Q的计算结果错误。这是因为有关Q的计算参考资料很少，计算中有很多地方不规范。简单的计算以塑料熔体释放出的热量Q为总热量，这些热量全部由冷却介质带走，这些热量应分别由凹模和型芯的冷却系统带走，实验表明，约1/3的热量被凹模带走，其余由型芯带走。模具应由冷却系统带走的热量：Q=（Q+ Q）（Q+ Q+ Q） （3.6）由于现在无法得到Q的正确值，所以计算以简单计算原则，取Q= Q。4 注塑机校核本成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查表得ABS收缩率为Q=1.005%考虑到工厂模具制造的现有条件，尺寸公差取MT3,模具制造公差取z=/3。4.1模具闭合高度的确定图4.1 总装图因而模具的闭合高度：170H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7311mm5004.2 由锁模力选定注射机F锁F胀=A分P型 =P型=1/43.1410522610=286.22（KN）式中F锁:注射机的锁模力（N）；A分:塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；P型:型腔压力，取P型=25MP ； D取的是塑件的最大直径。结合上面两项的计算，初步确定注塑机为国产注射机SZ-400/60，其主要技术参数如下表所示。表4.1 注射机参数_ 型号 SZ-400/60_ 螺杆直径（mm） 35 注射容量（cm3或g） 400 注射压力（N/cm3） 150 锁模力 （KN） 600 最大注射面积（cm2） 14.05 模具厚度（mm） 170500 模板行程（mm） 300 喷嘴球半径（mm） 10 喷嘴孔直径（mm） 4 喷嘴伸出量（mm） 20 顶出行程（mm） 80 外形尺寸（m * m * m） 3.9 X 1.3 X 1.8_4.3最大注塑量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的35%75%范围内，最大可达80%，最小不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%80%。V=3.67cm； 满足要求。4.4锁模力的校核 在确定了型腔压力和分型面面积之后，可以按下式校核注塑机的额定锁模力：FK AP1.351/43.1410523610288.22KN因此锁模力满足要求。式中F注塑机额定锁模力： 600KN； K安全系数，取K=1.2； 4.5塑化能力的校核由初定的成型周期为60秒计算，实际要求的塑化能力=即：226.3/60=7.5（g/s），远小于注塑机的塑化能力22.2（g/s），说明注射机能完全满足塑化要求。5 模具的试模与修模试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏，这是试模首先应当解决的问题。5.1粘着型腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是12：1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。3） 冷却时间过短，物料未能固化。4） 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。5.2粘着型芯1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。5.3粘着主流道1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51 。5） 主流道拉料杆不能正常工作。 一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。5.4成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对应模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析12。1） 注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：a 熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。b 型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。c 锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。2） 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：b 锁模力不足c 流动性过好d 模具局部配合不佳e 模板翘曲变形3）制件尺寸不准确初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要
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