家庭用塑料搓衣板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其成型模具設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p><b>　　（二零 屆）</b></p><p>　　家庭用塑料搓衣板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其成型模具設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 機(jī)械設(shè)計制造及自動化 <

2、/p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、;　　生活中的塑料用品大都采用注射成型，塑料件的性能、質(zhì)量必須安全可靠并具有長期使用的穩(wěn)定性。本課題以塑料搓衣板為研究對象，進(jìn)行塑料件結(jié)構(gòu)與成型模具的設(shè)計。首先，查閱了一定的文獻(xiàn)，了解了模具的工業(yè)地位、發(fā)展前景及現(xiàn)代模具設(shè)計的新方法。其次，進(jìn)行了材料的選擇，本制品選用了ABS材料，它是一種通用材料，價格比較低廉。接著又用UG軟件對搓衣板的造型進(jìn)行了設(shè)計，包括制品的表面形狀、脫模斜度、壁厚、圓角、加強(qiáng)筋等。為了使設(shè)計出的塑料搓衣板有利于模

4、具的分型、排氣、補(bǔ)縮、和冷卻，設(shè)計時充分考慮了搓衣板的使用性能與工藝性能。最后是塑料注射模具設(shè)計，采用一模兩腔結(jié)構(gòu)，包括成型設(shè)備的選擇，分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計、模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搓衣板；注塑模；型芯；型腔；澆注系統(tǒng)； </p><p>　　Daily plastic washboard stru

5、cture design and mold design </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Most plastic products are produced by injection molding in daily life, the performance and quality of plastic parts mu

6、st be secure and have long term stability. This topic with plastic washboard as research of the object , design the structure of plastic parts and mold structure .First of all, access to certain documents, to understand

7、the status of the mold industry, development prospects and new methods of modern mold design. Second, the choice of materials, the products use the ABS material, </p><p>　　Keyword: washboard; injection mould

8、; cavity insert ;core insert; Gating system；</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘 要..........................................................................................................

9、....................III</p><p>　　Abstract.........................................................................................................................III</p><p>　　1緒論...............

10、...........................................................................................................1</p><p>　　1.1模具工業(yè)的地位1</p><p>　　1.2注塑模具的發(fā)展及前景1</p><p>　　1.3 注塑模具設(shè)計的新方法2

11、</p><p>　　1.4注塑模設(shè)計的一般步驟2</p><p>　　2塑料材料及成型工藝性能4</p><p>　　2.1塑料的基本概念4</p><p>　　2.2塑料的分類4</p><p>　　2.3塑料制品的工藝性6</p><p>　　2.3.1制品的尺寸和精度6<

12、;/p><p>　　2.3.2制品的表面質(zhì)量6</p><p>　　2.3.3制品的幾何形狀6</p><p>　　2.4注塑成型工藝10</p><p>　　2.4.1注射成型原理與特點10</p><p>　　2.4.2注射過程11</p><p>　　2.4.3塑料注射成型機(jī)的選擇

13、11</p><p>　　3塑料注射模具設(shè)計15</p><p>　　3.1注射模具分型面的選擇15</p><p>　　3.2注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計16</p><p>　　3.2.1主流道的設(shè)計16</p><p>　　3.2.2冷料穴設(shè)計18</p><p>　　3.2.3分流道

14、的設(shè)計19</p><p>　　3.2.4注射模具澆口的設(shè)計20</p><p>　　3.2.5排氣糟的設(shè)計21</p><p>　　3.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計21</p><p>　　3.3.1型腔和型芯的設(shè)計21</p><p>　　3.3.2型腔壁厚和底板厚度的計算25</p><

15、p>　　3.4結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計26</p><p>　　3.4.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇26</p><p>　　3.4.2導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計27</p><p>　　3.5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計29</p><p>　　3.6模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計29</p><p>　　3.7模具的裝配30</p>&l

16、t;p><b>　　4總結(jié)31</b></p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附錄33</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1模具工業(yè)的地位</p><p>　　模具

17、是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，

18、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[1]。</p><p>　　1.2注塑模具的發(fā)展及前景</p><p>　　注射成型又稱注塑成型，是熱塑性塑料成型的一種重要方法。 到目前為止，除氟塑料外，幾乎所有熱塑性塑料都可用此種方法成型。近年來，某些熱固性塑料也可以采用注射成型。它具有成型周期短，生產(chǎn)率高，能一次成型外形復(fù)雜，尺寸精確，能成型帶有金屬或非金屬嵌件的塑件，易于實現(xiàn)自

19、動化生產(chǎn)，生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點，因此廣泛用于各種塑件的生產(chǎn)，其產(chǎn)量約占塑料制品總量的70%。由于塑料作為工程結(jié)構(gòu)材料的出現(xiàn)，注射塑件的用途已從民用擴(kuò)大到生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，并逐步呈上升趨勢[2]。注射成型所需設(shè)備昂貴，模具結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，且制造成本高，因此注射成型特別適合大批量生產(chǎn)。</p><p>　　據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的

20、比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)。</p><p>　　塑料具有密度小、質(zhì)量輕、絕緣性能好、耐磨耐腐蝕等特殊性能，已成為各行各業(yè)不可缺少的一種重要材料，其制品在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛地應(yīng)用。特別是在計算機(jī)、辦公機(jī)器、照相機(jī)、汽車、儀器儀表、機(jī)械制造

21、、交通、通信、輕工、建筑、日用品以及家用電器行業(yè)中得到廣泛使用，隨著納米塑料等新材料的出現(xiàn)，今后塑料的應(yīng)用將會覆蓋國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中將占有越來越重要的地位。</p><p>　　我國的塑料工業(yè)已具備了一定的規(guī)模。塑料成型設(shè)備生產(chǎn)能力和質(zhì)量都有了較大程度提高，已有一批專業(yè)化工廠可提供系列產(chǎn)品。開發(fā)研制了一批具有先進(jìn)水平的設(shè)備，如32千克大型注射機(jī)、數(shù)控?zé)峁绦运芰献⑸錂C(jī)、小型精密注射機(jī)

22、、農(nóng)膜機(jī)組、地膜機(jī)組、編織袋成型機(jī)組、計算機(jī)群控注射機(jī)等，為我國塑料成型技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。</p><p>　　1.3 注塑模具設(shè)計的新方法</p><p>　?。?）在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。</p><p>　　CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)

23、普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。</p><p>　?。?）為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù)。 </p

24、><p>　　高速切削是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在 1.5萬～3萬r/min。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊

25、期限一般為4～5年[3]。 增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點之一。 </p><p>　　（3）快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用. </p><p>　　由于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術(shù)應(yīng)運而生，并迅速獲得普遍應(yīng)用。 許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具，用于少量翻制塑料件，非常適合于產(chǎn)品的試制。</p><p>

26、;　　1.4注塑模設(shè)計的一般步驟</p><p>　　注射模具的設(shè)計，在傳統(tǒng)上一般按如下步驟進(jìn)行：</p><p>　?。?）確定型腔的數(shù)目。確定方法有多種，如鎖模力、根據(jù)最大注射量、根據(jù)制品精度要求、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性等，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際情況采用哪一種方法。</p><p>　　（2）選定分型面。雖然在制品設(shè)計階段分型面已經(jīng)考慮或者選定，在模具設(shè)計階段仍應(yīng)再次校核。從模

27、具結(jié)構(gòu)及成形工藝的角度判斷分型面的選擇是否合理。</p><p>　?。?）型腔的配置。這是模具結(jié)構(gòu)總體方案的規(guī)劃和確定。因為一旦型腔布置完畢，澆注系統(tǒng)的走向和類型便已確定。冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)在配置時也必須給予充分的注意。要避免各種系統(tǒng)的干涉。布置結(jié)束后，模板的外形尺寸基本上就可以確定下來。在此基礎(chǔ)上可以選定合適的模架。</p><p>　?。?）確定澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理性對制品的

28、質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著決定性的影響。</p><p>　?。?）確定脫模方式。在確定脫模方式時首先要確定制品和流道凝料滯留哪一側(cè)，必要時要設(shè)計強(qiáng)迫制品滯留的結(jié)構(gòu)（如拉料桿），然后再決定是采用的是推桿結(jié)構(gòu)還是推件板結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。冷卻系統(tǒng)與脫模機(jī)構(gòu)的同步設(shè)計有助于兩者的很好協(xié)調(diào)。</p><p>　　（7）確定凹模和型芯的結(jié)

29、構(gòu)和固定方式。當(dāng)采用鑲塊式凹?；蛐托緯r，應(yīng)合理地劃分鑲塊并同時考慮到這些鑲塊及鑲塊固定板的強(qiáng)度、剛度、可加工性、緊固性及可更換性。</p><p>　　（8）確定排氣方式。由于在一般的注射模中注射成形的氣體可以通過分型面和推件桿處的空隙排出，因此，注射模具的排氣問題往往被忽略。</p><p>　?。?）繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖。在以上工作的基礎(chǔ)上繪制注射模具的結(jié)構(gòu)草圖。在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計時切忌將模

30、具結(jié)構(gòu)設(shè)計得過于復(fù)雜，應(yīng)優(yōu)先考慮采用簡單的模具結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)草圖完成后，應(yīng)與工藝、產(chǎn)品設(shè)計及模具制造及使用人員共同研究討論直至相互認(rèn)可。</p><p>　?。?0）繪制模具的裝配圖。裝配圖應(yīng)盡量按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪制。裝配圖中要清楚的表明各零件的裝配關(guān)系，以便于工人裝配。裝配圖上應(yīng)盡量包括主要尺寸，并填寫名細(xì)表和標(biāo)題欄，還應(yīng)有技術(shù)要求。</p><p>　?。?1）繪制模具零件圖。由模具裝配圖

31、上拆繪零件圖的順序是先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡單，先成形后結(jié)構(gòu)零件。</p><p>　?。?2）編寫設(shè)計說明書。設(shè)計說明書中除了編寫設(shè)計任務(wù)書、注射成形工藝卡外，還應(yīng)有以下內(nèi)容：模具與注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核；型腔數(shù)目的計算依據(jù)；澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計計算；成形零件的尺寸與公差計算。</p><p>　　2塑料材料及成型工藝性能</p><p>　　2.1塑料的基本概念&

32、lt;/p><p>　　塑料的主要成分是樹脂。如松香和瀝青，都是一種天然樹脂。由于松香和瀝青等天然樹脂無論數(shù)量還是質(zhì)量都不能滿足需要，因此，在實際生產(chǎn)中所用的樹脂都是合成樹脂。合成樹脂是由相對分子質(zhì)量小的物質(zhì)經(jīng)聚合反應(yīng)制得的相對分子量大的物質(zhì)，因此稱之為高分子聚合物，簡稱高聚物。</p><p>　　塑料的基本組成成分是合成樹脂，它在不高的溫度和壓力下具有可塑性和流動性，可塑造成型，在成型后能

33、在一定條件下保持既得的形狀和具備必須的機(jī)械強(qiáng)度的材料。其他輔助成分還包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、潤滑劑。</p><p><b>　　2.2塑料的分類</b></p><p>　　塑料種類很多，到目前為止世界上投入生產(chǎn)的塑料大約有三百多種。塑料的分類方法較多，常用的有兩種： </p><p>　　（1）根據(jù)塑料受熱后的性質(zhì)不同分為熱

34、塑性塑料和熱固性塑料 </p><p>　　熱塑性塑料分子結(jié)構(gòu)都是線型結(jié)構(gòu)，在受熱時發(fā)生軟化或熔化，可塑制成一定的形狀，冷卻后又變硬。在受熱到一定程度又重新軟化，冷卻后又變硬，這種過程能夠反復(fù)進(jìn)行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。</p><p>　　熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)是體型結(jié)構(gòu)，在受熱時也發(fā)生軟化，可以塑制成一定的形狀，但受熱到一定的程度或加入少量固化劑后，就硬化定型，再加熱也不

35、會變軟和改變形狀了。熱固性塑料加工成型后，受熱不再軟化，因此不能回收再用，如酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂等都屬于此類塑料。</p><p>　?。?）根據(jù)塑料的用途不同分為通用塑料和工程塑料 </p><p>　　通用塑料是指產(chǎn)量大、價格低、應(yīng)用范圍廣的塑料，主要包括聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品種。人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫脑S多制品都是由這些通用塑料制成。 </p

36、><p>　　工程塑料是可作為工程結(jié)構(gòu)材料和代替金屬制造機(jī)器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS樹脂、聚四氟乙烯、聚酯等。工程塑料具有密度小、化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械性能良好、電絕緣性優(yōu)越、加工成型容易等特點。</p><p>　　丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，簡稱ABS)是一種通用型熱塑性聚合物，ABS性能特征：剛性好

37、、沖擊強(qiáng)度高、耐熱、 耐低溫、耐化學(xué)藥品性、機(jī)械強(qiáng)度高，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好。使其具有優(yōu)良的綜合性能，成為電器元件、家電、計算機(jī)和儀器儀表首選的塑料之一。根據(jù)材料性能兼顧產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性塑料件選用ABS材料。</p><p>　　ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中如圖2.1。</p>

38、<p>　　圖2.1 ABS塑料顆粒</p><p>　　ABS塑料主要的性能指標(biāo)：</p><p>　　密度 (Kg.dm-3) 1.13——1.14</p><p>　　收縮率 % 0.3~0.8</p><p>　　熔 點 ℃ 130~160<

39、/p><p>　　熱變形溫度 45N/cm 65~98</p><p>　　彎曲強(qiáng)度 Mpa 80</p><p>　　拉伸強(qiáng)度 MPa 35~49</p><p>　　拉伸彈性模量 GPa 1.8</p><p>　　彎曲彈性模量 Gpa 1.4</p>&l

40、t;p>　　壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39</p><p>　　缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/m2 11~20</p><p>　　硬 度 HR R62~86</p><p>　　體積電阻系數(shù) Ωcm 1013</p><p>　　擊穿電壓 Kv.mm-1 15</p>

41、<p>　　2.3塑料制品的工藝性</p><p>　　塑料制品的設(shè)計不僅要滿足使用要求，而且要符合塑料的成型工藝特點，同時還要盡力使模具結(jié)構(gòu)簡單化。在進(jìn)行制品結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計時，必須遵守以下原則：</p><p>　?。?）在保證制品的使用性能、物理性能與力學(xué)性能、電氣性能、耐化學(xué)腐蝕性能和耐熱性能的前提下，盡量選用價廉且成型性能又好的塑料。并力求制品結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻，而且成

42、型方便[3]。</p><p>　?。?）在設(shè)計塑料制品時應(yīng)同時考慮模具的總體結(jié)構(gòu)合理，使模具型腔易于制造，模具的抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡單。</p><p>　?。?）在設(shè)計制品時，應(yīng)考慮塑料原料的成型工藝性，如流動性、收縮性等；同時其制品形狀應(yīng)有利于模具的分型、排氣、補(bǔ)縮、和冷卻。</p><p>　?。?）當(dāng)制品的外觀要求較高時，應(yīng)先通過造形而后逐步繪制出樣圖。<

43、;/p><p>　　總之，塑件設(shè)計的主要內(nèi)容是尺寸、公差、表面質(zhì)量和結(jié)構(gòu)形狀。</p><p>　　2.3.1制品的尺寸和精度</p><p>　?。?）制品的尺寸：制品的整體尺寸受到塑料流動性的限制。在一定的設(shè)備和工藝下，流動性好的塑料可以成型較大尺寸制品；反之成型出的制品尺寸較小。此外，制品外形尺寸還受到成型設(shè)備的限制，如注射成型的制品尺寸要受到注射機(jī)的注射量、鎖模

44、力和模板尺寸的限制；壓縮及傳遞成型的制品尺寸要受到壓力機(jī)噸位及工作臺面尺寸的限制。</p><p>　?。?）制品的精度：與金屬零件一樣，塑料制品也有尺寸公差的要求，而且其影響因素很多，如模具制造精度及其使用后的磨損程度，塑料收縮率的波動，成型工藝條件的變化，塑料制品的形狀，脫模斜度及成型后制品的尺寸變化[8]。</p><p>　　2.3.2制品的表面質(zhì)量</p><

45、p>　　制品的表面質(zhì)量包括表面粗糙度和外觀質(zhì)量等。制品的外觀要求越高，表面粗糙度值應(yīng)越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免斑點、條紋、凹痕、起泡等缺陷外，主要取決于模具型腔表面的粗糙度。一般模具表面粗糙度要比制品的要求低1~2級。</p><p>　　2.3.3制品的幾何形狀</p><p>　?。?）制品的表面形狀：制品的內(nèi)外表面形狀應(yīng)在滿足使用要求的前提下應(yīng)可能避免側(cè)向凹凸而減少

46、或消除不必要的側(cè)向抽芯，以簡化模具結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　（2）脫模斜度：</b></p><p>　　塑件在冷卻過程中要產(chǎn)生收縮，在脫模前會緊緊包在型芯上，或由于黏附作用，塑件緊貼在型腔內(nèi)[8]。因此，為了便于從塑件中抽出型芯或從型腔中脫出塑件，防止在脫模時拉傷或擦傷塑件，在設(shè)計配件時塑件內(nèi)外表面必須沿脫模方向留有足夠的斜度，在模具上即稱為脫模斜度α，如

47、圖2.2所示。</p><p><b>　　2.2脫模斜度</b></p><p>　　脫模斜度的選取應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　1）材質(zhì)較硬的塑件選取的脫模斜度應(yīng)比材質(zhì)較軟塑件的大。</p><p>　　2）塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，脫模阻力較大．應(yīng)選用較大的脫模斜度。</p><p>　　3）

48、一般情況下型芯選取的脫模斜度比型腔選取的脫模斜度小。</p><p>　　4）常用脫模斜度“α＝0°30′~1°30′，如果脫模阻力很大(如加強(qiáng)筋、網(wǎng)狀格子)，則α＝4~5°。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計原則本搓衣板的脫模斜度取3°，如圖2.3。</p><p>　　圖2.3 塑件的脫模斜度</p><p

49、><b>　　（3）壁厚</b></p><p>　　塑件的壁厚與使用要求和工藝要求有關(guān)，因此，合理地選擇塑件的壁厚是很重要的。在使用上要求壁厚具有足夠的強(qiáng)度和剛度；脫模時能承受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊和振動；裝配時能承受緊固力以及在運輸中不變形或損壞。在模塑成型工藝上，塑件壁厚不能過小，否則熔融塑料在模具型腔中的流動阻力加大，尤其是形狀復(fù)雜和大型的塑件，成型比較困難。塑件壁厚過大，不但造成用料

50、過多增加成本，而且會給成型工藝帶來一定困難。如對熱固性塑料來說，延長成型時間，易造成固化不完全；對熱塑性塑料來說，則會增加塑化及冷卻時間，使生產(chǎn)效率顯著降低。此外，壁厚過大也易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕、翹曲等缺陷，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量[8]。</p><p>　　一般塑件壁厚〔mm)為</p><p>　　對于熱塑性 小件 δ=1~2</p><p>　　大件 δ=2.5

51、~5.5</p><p>　　對于熱固性 小件δ=1.5~2.5</p><p><b>　　大件δ=3~8</b></p><p>　　本塑件取壁厚3mm,如圖2.4。</p><p><b>　　圖2.4制件的壁厚</b></p><p><b>　?。?）圓

52、角</b></p><p>　　塑料制品設(shè)置圓角，能使其成型時流動性能好，成型順利進(jìn)行。因為當(dāng)制品帶有尖角時，往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動時發(fā)生破裂。當(dāng)R/T<0.3時，應(yīng)力容易集中；當(dāng)R/T>0.8時，很少出現(xiàn)應(yīng)力集中。（R―半徑 ，T―厚度），本塑件取圓角R=2.5，如圖2.5。</p><p><b>　　`</b>&l

53、t;/p><p><b>　　圖2.5塑件的圓角</b></p><p><b>　?。?）加強(qiáng)筋</b></p><p>　　為了確保塑件的強(qiáng)度和剛度而又不致于使塑件的壁厚過大，可在塑件的適當(dāng)位置上設(shè)置加強(qiáng)肋。大型平面上縱橫布置的加強(qiáng)肋能增加塑件的剛性，沿著料流方向的加強(qiáng)肋還能降低塑料的充模阻力，加強(qiáng)筋的厚度過大容易產(chǎn)生塌坑

54、，設(shè)計時應(yīng)比制件壁厚薄，取厚度為2mm，如圖2.6布置。</p><p>　　圖2.6搓衣板的加強(qiáng)筋</p><p><b>　?。?）孔的設(shè)計</b></p><p>　　塑料制品上的孔有通孔、不通孔、形狀復(fù)雜的孔、螺紋孔等。這些孔均能用一定的型芯成型，但當(dāng)孔設(shè)置不當(dāng)時，會削弱制品強(qiáng)度，孔與孔之間、孔與壁之間應(yīng)該留有足夠的距離，塑料件的孔直徑

55、為10mm,位置，如圖2.7。</p><p><b>　　圖2.7孔的位置</b></p><p><b>　　2.4注塑成型工藝</b></p><p>　　2.4.1注射成型原理與特點</p><p>　　注射成型又稱注塑成型，是熱塑性塑料成型的一種重要方法。 到目前為止，除氟塑料外，幾乎所有

56、熱塑性塑料都可用此種方法成型。近年來，某些熱固性塑料也可以采用注射成型。它具有成型周期短，生產(chǎn)率高，能一次成型外形復(fù)雜，尺寸精確，能成型帶有金屬或非金屬嵌件的塑件，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點。注射成型機(jī)分為柱塞式和螺桿式兩種[10]。螺桿式注塑機(jī)能使塑料得到均勻塑化如圖2.8所示。</p><p>　　圖2.8螺桿式注射機(jī)示意圖</p><p>　　1－鎖模液壓缸 2－鎖模機(jī)

57、構(gòu) 3－移動模板 4－頂桿 5－固定板 6－控制臺</p><p>　　7－料筒 8－料斗 9－定量供料裝置 10－注射液壓缸</p><p><b>　　2.4.2注射過程</b></p><p>　?。?）加料　由注射機(jī)的料斗落入一定量的塑料，以保證操作穩(wěn)定、塑料塑化均勻，最終獲得良好的塑件。通常其加料量由注射

58、機(jī)計量裝置來控制。</p><p>　?。?） 塑化 塑化是指塑料在料筒內(nèi)經(jīng)加熱達(dá)到熔融流動狀態(tài)，并具有良好可塑性的全過程。</p><p>　?。?）加壓注射 注射機(jī)用柱塞或螺桿推動具有流動性和溫度均勻的塑料熔體，從料筒中經(jīng)過噴嘴、澆注系統(tǒng)，直至注入模腔。</p><p>　?。?）保壓　保壓是自注射結(jié)束到柱塞或螺桿開始后移的這段過程，即壓實工序。</p&

59、gt;<p>　　（5）冷卻定型　當(dāng)澆注系統(tǒng)的塑料已經(jīng)冷卻凝固，繼續(xù)保壓已不再需要，此時可退回柱塞或螺桿，同時通人冷卻水或空氣等冷卻介質(zhì)，對模具進(jìn)一步冷卻，這一階段稱冷卻定型。</p><p>　?。?）脫模 制件冷卻到一定溫度即可開模，在推出機(jī)構(gòu)的作用下將塑件推出模外。圖2.9為注射過程的工作圖。</p><p><b>　　圖2.9 注射過程</b>

60、;</p><p>　　2.4.3塑料注射成型機(jī)的選擇</p><p>　　注射機(jī)是塑料注射成型所用的設(shè)備，一副注射模只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上使用，因此設(shè)計注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，以保證模具安裝在注射機(jī)上能正常工作，符合零件加工工藝的要求。</p><p>　　注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估

61、算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機(jī)。</p><p><b>　?。?)注射量的確定</b></p><p>　　注塑機(jī)的最大注射量是指柱塞或螺桿在作一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注出量。目前我國已統(tǒng)一規(guī)定

62、用加工聚苯乙烯塑料時注射機(jī)一次所能注出的公稱容積來表示。為了保證正常的注射成型，選擇注射機(jī)時，注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實際注塑量最好在最大注塑量的80﹪。</p><p>　　對于規(guī)則的圖形可以通過相關(guān)的體積公式來實現(xiàn)，而對于一些復(fù)雜或不規(guī)則的實體圖形我們可以通過相關(guān)軟件（如UG、PRO/E）來實現(xiàn)體積計算。對于該制品來說屬于不規(guī)則實體，因此，不能通過體積

63、公式來計算體積，必須要借助相關(guān)軟件來實現(xiàn)體積計算。這里，借助了UG來實現(xiàn)體積計算。</p><p>　　體積大小為：V=468258mm=468cm，如圖2.10。</p><p>　　圖2.10制件的體積</p><p>　　該產(chǎn)品材料為ABS，查書本得知其密度為1.13-1.14g/cm3，收縮率為1.005，計算其平均密度為1.135 g/cm3，平均收縮率為

64、0.5﹪。</p><p>　　對于一模多件的注射模具則要乘上制品的個數(shù)，這里初步?jīng)Q定是一模二件，則總體積為2V=936cm，對于一次注射體積還要加上澆注系統(tǒng)中凝料的體積。</p><p>　　計算塑件的重量：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的密度為=1.135g/cm，故塑件的質(zhì)量：</p><p>　　=1062.36g </p><p>　　

65、根據(jù)： 0.8M≥M （2-4-1） </p><p>　　式中： M—注塑機(jī)的最大注塑量，g；</p><p>　　M—塑件的體積，g，該零件M＝1062</p><p><b>　　故 M≥＝</b></p><p>　?。?） 注射機(jī)型號的選定</p

66、><p>　　根據(jù)以上的計算，以及塑件結(jié)構(gòu)及外形尺寸、注射時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，選用注射機(jī)為SZ-5000/ZL型，</p><p><b>　　注塑機(jī)的參數(shù)如下：</b></p><p>　　注塑機(jī)最大注塑量：2001cm3 </p><p>　　注塑壓力：200/Mpa </p><p&

67、gt;　　注塑速率：150(g/s)</p><p>　　塑化能力：40(Kg/h) </p><p>　　鎖模力：5000KN</p><p>　　模板最大開距：1650mm</p><p>　　頂出行程：250mm </p><p>　　頂出力：113KN

68、</p><p>　　最小模厚：350mm</p><p>　　最大模厚：1050mm </p><p>　　模板行程：1450mm </p><p>　　注塑機(jī)定位孔直徑：55 mm </p><p>　　噴嘴球半徑：SR15</p>

69、<p>　?。?）注射壓力的校核</p><p>　　該項工作是校核所選注射機(jī)的公稱壓力P能否滿足塑件成型時所需要的注射壓力P,塑件成型時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定。查表得ABS的注射壓力范圍為80~150。</p><p><b>　　P=200P</b></p><p><b>

70、;　?。?）鎖模力的校核</b></p><p>　　鎖模力是指注射機(jī)的鎖模裝置對模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高壓的塑料溶體充滿模具型腔時，沿鎖模方向會產(chǎn)生一個很大的作用力，此力總是力圖使模具沿分型面脹開。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于型腔內(nèi)塑料熔體壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（即注射面積）的乘積。</p><p>　　一般，閉模時要從模外加大于型腔內(nèi)壓力一倍以

71、上的鎖模力。</p><p>　　F＞PA （2-4-2） </p><p>　　式中： P— 熔融塑料在型腔內(nèi)的壓力；</p><p>　　A— 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經(jīng)計算為137600；</p><p>　　F— 注塑機(jī)的額定鎖模力

72、，KN。</p><p>　　故 F＞PA＝30×137600＝4128KN</p><p>　　此處選定的注塑機(jī)為5000KN，滿足要求。</p><p>　?。?）模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核</p><p><b>　　模具閉合高度校核</b></p><p>　　本

73、模具的閉合高度為 H=451mm，SZ-5000/ZL型注射機(jī)所允許模具的最小閉合厚度為Hmm，最大厚度為H1050mm， 即模具滿足</p><p><b>　　的安裝條件。</b></p><p><b>　?。?）開模行程校核</b></p><p>　　注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足分開模具取出塑件的需要。所選注塑機(jī)為SZ

74、-5000/ZL型，其最大行程與模具厚度無關(guān)，故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式</p><p>　?。?～10） （2-4-3）</p><p>　　式中 —注塑機(jī)最大開模行程，。</p><p><b>　　H—推出距離，；</b></p><p>　　H—包括澆

75、注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，；</p><p>　　因為 S＝1450</p><p>　　H＋H＋（5～10）＝85＋15＋10＝110</p><p>　　故開模行程滿足要求。</p><p><b>　　3塑料注射模具設(shè)計</b></p><p>　　3.1注射模具分型面的選擇</p&

76、gt;<p>　?。?）分型面的基本形式</p><p>　　分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。</p><p><b>　?。?）分型面的設(shè)計</b></p><p>　　對于這個制件來說，由于其結(jié)構(gòu)簡單，所以確定分型面不算很難。由于分型面受到塑件在

77、模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：</p><p>　　1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。</p><p>　　2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。</p>&

78、lt;p>　　3) 保證塑件的精度要求。</p><p>　　4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。</p><p>　　5) 便于模具加工制造。</p><p>　　6) 對成型面積的影響。</p><p>　　7) 對排氣效果的影響。</p><p>　　8) 對側(cè)向抽芯的影響。</p><p&g

79、t;　　據(jù)此，把分型面選在了制件的最底部。這樣可以保證開模后制件留在動模一邊，而且它的分型痕跡也不會對制件有太大影響。如此還有利于模具加工制造，分型面為一平面，且定模的制造也變得簡單了很多了。具體的形式如圖3.1。</p><p>　　圖3.1分型面的選擇</p><p>　　3.2注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料

80、井組成。在設(shè)計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計時必須按如下原則：</p><p>　?。?) 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。</p><p>　?。?) 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。</p>

81、;<p>　?。?) 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。</p><p>　?。?） 對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進(jìn)入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。</p><p>　?。?) 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。</p

82、><p>　?。?）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。</p><p>　　3.2.1主流道的設(shè)計</p><p>　　主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。</p><p>　?。?）主流道圓錐角α=2°~6°,對流動性差的塑料可取3&

83、#176;~6°，內(nèi)壁粗糙度為R0.63。</p><p>　?。?）主流道大端呈圓角，半徑r=1~3mm，已減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。</p><p>　?。?）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)可能的短，一般小于60mm，過長則會影響熔體的順利充型。</p><p>　?。?）對小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式，但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套和

84、定位圈設(shè)計成兩個零件，然后固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/g6過渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。</p><p>　　（5）主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為52~56HRC。</p><p><b>　　主流道襯套的形式</b></p><p>　　主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，前半部還要和型腔

85、相對滑動，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，這邊稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材40gr單獨進(jìn)行加工和氮化處理。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種下圖為后者，有托澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20 等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為15，所以選擇的澆口套為R16，如圖3.2。</p><p>&l

86、t;b>　　圖3.2主流道唧咀</b></p><p><b>　　主流道襯套的固定</b></p><p>　　因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ150mm，內(nèi)徑Φ110mm。具體固定形式如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3主流道襯套的固定</p>&l

87、t;p>　　3.2.2冷料穴設(shè)計</p><p>　　冷料穴位于主流道的末端，或者處于分流道的末端。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的動模上（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與

88、主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1－1.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如下圖3.4所示。實際上只要將主流道順向延長一段距離就行了。其倒錐不但能增加冷料儲藏，還能增大動模與料把的摩擦力，使開模時料把更好的留在動模一邊。</p><p><b>　　圖3.4冷料穴&l

89、t;/b></p><p>　　3.2.3分流道的設(shè)計 </p><p>　?。?）分流道的形狀與尺寸</p><p>　　分流道是主流道與澆口之間的進(jìn)料通道。在多型腔模具中分流到比不可少。在分流道設(shè)計時應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時還要考慮減小流道的容積。</p><p>　　常用的流道截面形狀有圓形

90、、梯形、形和六角形等。在流道設(shè)計中要減小在流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要減小傳熱損失，又希望流道的表面積小，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。該比值愈大則流道的效率愈高。圓形和正方形流道的效率最高。但是，正方形截面的流道不易于凝料的推出，在實際應(yīng)用中常采用梯形截面的流道。一般取梯形流道的深度為梯形截面上端寬度的，脫模斜度取。一般當(dāng)分型面為平面時，通常采用圓形截面的流道。當(dāng)分型面不為平面時，考慮到加工的困難，常

91、采用梯形截面或半圓形截面的流道。該制件的分流道截面是圓形。</p><p>　　參考文獻(xiàn)中的經(jīng)驗公式來計算分流道的直徑：</p><p><b>　?。?-1-1）</b></p><p>　　式中 ——分流道直徑（）；</p><p><b>　　——制品重量（）；</b></p>

92、;<p>　　——分流道的長度（）</p><p><b>　　= =12</b></p><p>　　將流道直徑減小2mm取D=10。</p><p>　?。?）分流道的表面粗糙度</p><p>　　由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗

93、糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6μm 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。實際加工時，用銑床銑出流道后，用油石或打磨機(jī)稍微打磨一下就行了。</p><p>　　本制品的分流道與澆口如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 分流道與澆口尺寸</p><

94、p>　　3.2.4注射模具澆口的設(shè)計</p><p>　　澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對制品的質(zhì)量影響很大。澆口的作用有如下幾點：</p><p>　?。?）熔體充模后，首先在澆口處凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時可防止熔體向流道回流。</p><p>　?。?）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時回產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，

95、有助于充模。</p><p>　?。?）易于切除澆口尾料。</p><p>　?。?）對于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料。</p><p>　　通常澆口可分為大澆口和小澆口兩類。前者稱為非限制性澆口。系指直接澆口；后者稱為限制性澆口，常用的有側(cè)澆口、點澆口等。</p><p>　　模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步

96、修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：</p><p>　　（1) 盡量縮短流動距離。</p><p>　　（2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。</p><p>　

97、　（3） 必須盡量減少熔接痕。</p><p>　　（4） 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。</p><p>　　（5） 考慮分子定向影響。</p><p>　?。?） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。</p><p>　?。?） 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。</p><p>　?。?）注意對外觀質(zhì)量的影響。</p><

98、;p>　　澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道的%3~%9,截面形狀通常為矩形或圓形，澆口長度為1~4mm,表面粗糙度Ra不低于0.4μm。</p><p>　　本模具采用一模兩腔，澆口直徑1mm，采用側(cè)口進(jìn)澆，如上圖3.5。</p><p>　　3.2.5排氣糟的設(shè)計</p><p&

99、gt;　　塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。</p><p>　　該套模具制件尺寸較大，可在分型面處開設(shè)排氣槽。</p><p>　　3.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p>&l

100、t;p>　　3.3.1型腔和型芯的設(shè)計</p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的

101、結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸。</p><p>　?。?）型腔的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：</p><p><b>　　a）整體式</b></p><p

102、>　　整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點是：強(qiáng)度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產(chǎn)生拼模縫痕跡。它的缺點是：切削量大，使模具成本較高，同時給熱處理和表面處理帶來困難，只適用于形狀較為簡單的中、小型模具，但隨著用業(yè)技術(shù)的發(fā)展，隨著電蝕機(jī)床、仿型機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用。有些形狀復(fù)雜的大型模具也有采用整體式型腔結(jié)構(gòu)的。</p><p><b>　　b）整體組合式</b>&

103、lt;/p><p>　　型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度要求以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行熱處理等。</p><p><b>　　c）局部組合式</b></p><p>　　型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合

104、式型腔。局部組合式型腔多用于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。</p><p>　　搓衣板注射模產(chǎn)品生產(chǎn)量大，為提高模具強(qiáng)度、剛度，型腔便于加工和更換等原則，所以型腔采用整體組合式。</p><p>　　（2）型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　型芯是用來形成制品的內(nèi)表面。它分為以下三種形式：</p><p>&l

105、t;b>　　1）整體式主型芯</b></p><p><b>　　2）組合式形型芯</b></p><p><b>　　3）鑲拼型芯結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　結(jié)合制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對以上的形式進(jìn)行比較，組合式型芯的優(yōu)點是節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材、便于機(jī)加工和熱處理?？刹捎寐葆敼潭?。圓柱形型芯制造方便，采用反嵌

106、法。異形非圓形的型芯在固定時大都采用反嵌法，對于復(fù)雜的型芯，為了便于加工，可采用鑲拼型芯使機(jī)加工和熱處理工藝大為簡化，但要注意鑲拼結(jié)構(gòu)的合理性。最終選定第二種方式，組合式型芯。</p><p><b>　　型腔的設(shè)計</b></p><p>　　型腔的成形尺寸計算可根據(jù)參考文獻(xiàn){7}的計算公式可以算得。計算公式如下：</p><p><b

107、>　　徑向尺寸：</b></p><p><b>　　（3-3-1）</b></p><p><b>　　高度尺寸：</b></p><p><b>　?。?-3-2）</b></p><p>　　成形尺寸計算中所用的材料為ABS，查參考文獻(xiàn)ABS的收縮率為S

108、＝0.2～0.8％，故平均收縮率S＝（0.2＋0.8）％/2＝0.5％，即K平=0.005；由參考文獻(xiàn)[8]中的備注查得修正系數(shù)為x=1/2～3/4，取x=0.5；由參考文獻(xiàn)[8]中的備注查得模具的制造公差=（1/6～1/4）（mm），取=0.25；型腔的三維圖如圖3.6，工作尺寸如圖3.7。</p><p>　　圖3.6 型腔的三維圖</p><p><b>　　圖3.7型腔尺

109、寸</b></p><p>　　該成型零件型芯的工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計算。</p><p><b>　　徑向尺寸：</b></p><p><b>　?。?-3-3）</b></p><p><b>　　高度尺寸：</b

110、></p><p><b>　?。?-3-4）</b></p><p>　　型芯的三維圖如圖3.8，工作尺寸如圖3.9。 </p><p>　　圖3.8型芯的三維圖</p><p><b>　　圖3.9 型芯尺寸</b></p><p>　　3

111、.3.2型腔壁厚和底板厚度的計算</p><p>　　在塑料模過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及應(yīng)變。如果型壁厚和底版厚度不夠，當(dāng)行型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型5材料的許用應(yīng)力時，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時，剛度不足則發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導(dǎo)致脫模困難等。型腔剛度和強(qiáng)度計算的依據(jù)歸納為如下幾個方面：</p><

112、p>　?。?）成型過程不發(fā)生溢料。當(dāng)型腔內(nèi)受塑料熔體高壓作用下，模具成型零件產(chǎn)生彈性變形而在某些分型面和配合面可能產(chǎn)生足以溢料的間隙。這是，應(yīng)根據(jù)塑料的粘度不同，在不產(chǎn)生溢流的情況下，將允許的最大間隙作為塑料型腔的剛度條件。ABS為中粘度塑料，其允許變形值0.05。</p><p>　?。?）保證塑件的精度要求。型腔側(cè)壁及其底版應(yīng)有較好的剛度，以保證在型腔受到熔體高壓作用時不產(chǎn)生過大的、使塑件超差的彈性變形

113、。此時，型腔的允許變形量受塑件尺寸和公差值的限制。一般取塑件允差值的1/5左右，或0.025以下。</p><p>　?。?）保證塑件順利脫模。</p><p>　　另外考慮到型腔固定到型腔框中的固定形式，設(shè)計型腔的壁厚S1=125mm，S2=137.5mm底板厚度H=120mm，最終設(shè)計如圖3.10。</p><p>　　圖3.10矩形型腔側(cè)壁和底板厚度</

114、p><p>　　3.4結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計</p><p>　　3.4.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇</p><p>　　按進(jìn)料口（澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，大水口模架指采用除點澆口外的其他澆口形式的（二板式模具）所選用的模架，小水口模架指進(jìn)料口采用點澆口模具（三板式模具）所選用的模架。</p><p>　　大水口模架總共有四種形式：A型、

115、B型、C型、D型。</p><p>　　小水口模架就是指采用點澆口的模具所選用的模架，總共有8種型式：DA型、DB型、DC型、DD型、EA型、EB型、EC型、ED型，其中以D字母開頭的4種型式適用于自動斷澆口模具的模架。</p><p>　　模具結(jié)構(gòu)采用一模二腔二板式結(jié)構(gòu)，采用頂出機(jī)構(gòu)直接采用頂桿頂出。</p><p>　　模架為750750結(jié)構(gòu),導(dǎo)柱安裝在后模，如