塑料成型工藝與模具設(shè)計設(shè)計方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 ，小于80℃設(shè)冷卻，但有時要根據(jù)實際情況分析。三、模具加熱裝置設(shè)計加熱方式：電加熱、油加熱、蒸汽加熱、過熱水加熱等四、模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計影響模具冷卻的因素：塑料種類、塑件壁厚、模具材料、模具溫度、冷卻系統(tǒng)回路布置、冷卻液溫度和流動狀態(tài) 要減少冷卻時間，模溫應(yīng)低，正確設(shè)計回路及控制冷卻液流動狀態(tài)冷卻裝置設(shè)計應(yīng)考慮1） 水孔要求：冷卻回路數(shù)量盡量多，冷卻通道孔徑要盡量大，一般孔徑大于8mm，孔與孔3~5d2）冷卻通道的布置應(yīng)合理 冷卻水孔壁距型腔大于10mm，一般12~15mm3）對于大、中型模具，出、入水口溫度應(yīng)在5℃以內(nèi)。4）冷卻液流速快，以湍流為主冷卻裝置設(shè)計—取決于制品形狀和不同壁厚原則上：冷卻水道應(yīng)圍繞在模具所成型的制品，且盡量排列均勻一致，但由于頂出裝置的影響，動模的冷卻水道排列不能與定模的冷卻水道排列一致。五、冷卻裝置設(shè)計冷卻水質(zhì)量計算：冷卻水傳熱面積：冷卻水長度：傳熱系數(shù)：n單位時間注射次數(shù)（次/h）m1包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)每次注射量cp冷卻水定壓比熱容（kJ/kg.℃）t1冷卻水出口溫度t2冷卻入出口溫度Δh塑料熱焓t模模具溫度t水水的平均溫度V冷卻水平均流速(m/s)，d冷卻水孔直徑（m），t水冷卻水平均溫度（℃）第五章 塑料注射模設(shè)計1. 掌握模具的結(jié)構(gòu)組成、模具與注射機的關(guān)系、注射機的選擇。2. 掌握澆注系統(tǒng)設(shè)計。3. 掌握側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計。4. 掌握推出機構(gòu)設(shè)計、模具剛度與強度校核。5. 熟悉熱流道注射模設(shè)計、熱固性塑料注射模設(shè)計要點、氣輔成型模設(shè)計、精密注射模設(shè)計。第一節(jié) 概述一、注塑模分類二、注塑模特點第二節(jié) 模具與注射機的關(guān)系注射模必須安裝在與其相適應(yīng)的注射機上才能生產(chǎn)，因而設(shè)計模具時必須考慮所選的注射機的技術(shù)參數(shù)一、國產(chǎn)注射機的基本參數(shù)二、注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核最大注射量KV≥nV制品+V澆注系統(tǒng)V注射機最大注射量， K= n制品數(shù)量可以計算型腔數(shù)量：n =KV V澆注系統(tǒng)/V制品注射壓力：P0≥P（注射機最大注射壓力大于成型制品所需壓力鎖模力校核：(n A1 + A2 )pF同樣也可由鎖模力確定型腔數(shù)模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核1）噴嘴尺寸R=r+(12)mm D=d+()mm2）定位圈尺寸為保證模具的主流道軸線與注射機噴嘴軸線重合，注射機模板定位孔與模具定位圈用H9/f9配合。定位圈高度小型模具810mm，大型1015mm。3）模具輪廓尺寸與注射機裝模空間的關(guān)系模具厚度：Hmax=Hmin+l Hmin≤H≤HmaxH模具閉合厚度 l注射機在模厚方向長度的調(diào)節(jié)量外形尺寸不應(yīng)超過拉桿間距4）模具的安裝固定開模行程的校核1）注射機最大開模行程與模厚無關(guān)的校核（液壓機械式）S≥H1+H2+(510)mm)(注射機最大開模行程大于制品推出距離+制品高度)2）注射機最大開模行程與模厚有關(guān)的校核S0≥H+H1+H2+(510)mm) (注射機動、定模板最大開距大于模具高度+制品推出距離+制品高度)若是多次分型，要考慮每次分型的距離。頂出裝置的校核 中心頂出桿機械頂出 兩側(cè)雙頂出桿機械頂出 中心頂出桿液壓頂出與兩側(cè)雙頂出桿機械頂出聯(lián)合作用二、國產(chǎn)注射機的主要技術(shù)規(guī)格臥式注射機立式注射機角式注射機第三節(jié) 普通澆注系統(tǒng)設(shè)計一、概述澆注系統(tǒng)分為普通流道系統(tǒng)（冷流道）以及熱澆道系統(tǒng)兩大類，普通流道系統(tǒng)包括了流道（由主流道、分流道，以及冷料井組成）和澆口。二、澆注系統(tǒng)設(shè)計基本原則結(jié)合型腔布局應(yīng)考慮：盡可能采用平衡式布置，以變設(shè)計平衡式分流道型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承載而產(chǎn)生溢料型腔排列要盡可能緊湊，以減少模具外形尺寸，節(jié)約成本熱量和壓力損失要小：澆注系統(tǒng)盡可能短，斷面尺寸盡可能大，盡量減少折彎，表面粗糙度要低（）。確保平衡進(jìn)料：盡可能使熔體在同一時間進(jìn)入各個型腔的深處及角落，分流道盡可能采用平衡布置。 塑料耗量要少：在滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 消除冷料，澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集冷料，防止進(jìn)入型腔，影響塑件質(zhì)量。 排氣良好：澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔，使型腔氣體順利排出。 防止塑料出現(xiàn)缺陷：避免熔體出現(xiàn)充模不足，或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力、翹曲變形或尺寸偏差過大以及塑料流將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象。 塑件外觀質(zhì)量：根據(jù)塑件大小、形狀及技術(shù)要求，做到去除修整澆口方便，澆口痕跡無損塑件的美觀和使用。 生產(chǎn)效率：盡可能使塑件不進(jìn)行或少進(jìn)行后加工，成型周期短，效率高。 塑料熔體流動特性：大多數(shù)熱塑性塑料熔體為假塑性熔體三、澆注系統(tǒng)設(shè)計模穴數(shù)目確定　　模穴數(shù)目的多寡取決于可應(yīng)用的生產(chǎn)時間、射出機射出量的大小、所需之塑件品質(zhì)、射出機塑化能力、塑件形狀與尺寸，以及模具成本等因素。以下三組簡單的公式可以協(xié)助決定模穴數(shù)目，應(yīng)選取三組公式所獲得之最小值作為設(shè)計模穴數(shù)目。流道布置非平衡式和平衡式主流道尺寸之決定主流道尺寸主要決定于塑件尺寸和噴嘴尺寸，特別是塑件的肉厚。主流道的設(shè)計必須能夠方便可靠地讓塑件脫模，注射成型時，不可以比塑件其它部分的截面更早凝固，如此才能夠有效 Dco ≧ tmax + (mm) Ds ≧ Dn + ~ (mm) α ≧ 1176。 ~ 2176。 tan(α) = (Dco – D) / 2L 長度由定模板決定分流道截面設(shè)計1）分流道形狀常見的流道截面包括：? 圓形流道? 梯形流道? 改良梯形流道（圓形與梯形之組合，U形）? 半圓形流道? 長方形流道流道截面選擇要考慮加工與熱損失。對于普通澆注系統(tǒng)，通常建議采用前三種流道截面設(shè)計。就最大的體積與表面積比值而言，圓形流道最佳，也具有最小的壓力降和熱損失，然而，卻必須在兩側(cè)模板都進(jìn)行加工，模具加工成本通常較高昂，而且合模時兩側(cè)的半圓也必須對齊。相對地，梯形流道只在母模側(cè)加工，其效能也很好，梯形流道通常應(yīng)用于三板模，因為三板模如果采用圓形流道時，可能無法順利脫模，而且模具可能在分模線造成圓形流道與模板滑動件之間的干涉。 2）流道尺寸3)流道長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置５、澆口設(shè)計　　 澆口種類　　澆口有許多類型，根據(jù)去除澆口方式方類可以區(qū)分為人工去除式澆口(manually trimmed gates)和自動去除式澆口(automatically trimmed gates)。人工去除式澆口有下列形式：直接澆口、凸片澆口、邊緣澆口、重迭式澆口、扇形澆口、盤狀澆口、環(huán)狀澆口、輻狀澆口、和薄膜澆口。(1) 直接澆口（2）凸片澆口（tab gate）邊緣澆口(3) 重迭澆口（4）扇形澆口（fan gate）（5）薄片式(6) 盤狀澆口 (7) 環(huán)狀澆口(8) 輻狀澆口自動式去除式澆口　　 自動去除式澆口包括下列各類型：針狀澆口、潛式澆口、熱流道澆口、和閥澆口。選擇澆口形式應(yīng)考慮：1．塑料材料：一般低黏度適于小澆口（點澆口、潛伏式、側(cè)澆口），而高黏度塑料不宜用小澆口塑件形狀和大?。浩胀ê行巍⒄中巍ば嗡芗?，外形不大的各式容器，可采用側(cè)澆口、點澆口和潛伏式澆口；外形大的可采用多點澆口或側(cè)澆口；大尺寸深腔塑件，特別是厚壁塑件，可采用直接澆口；扁平大塑件可采用平縫澆口或多點澆口。2．制品質(zhì)量：表面質(zhì)量高，可采用點澆口、側(cè)澆口、潛伏澆口等，一般在制件上留下較小痕跡，而直接澆口、扇形澆口、平縫澆口、凸耳澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口會在塑件上留痕跡；如果塑件上不允許有熔接痕，則不宜用側(cè)澆口。型腔數(shù)目：直接澆口、盤形澆口、輪輻澆口、爪形澆口等只用于單腔；側(cè)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等一般用于多腔模，而點澆口可用一模單腔，也可多腔。分型面　　設(shè)計初期應(yīng)該使用較小尺寸的澆口，必要時，還可以將澆口加大。正常的澆口厚度(gate thickness)是澆口處塑件肉厚的50~80%。人工去除式澆口偶而會與塑件肉厚相同，自動去除式澆口厚度一般都小于塑件肉厚的80%，以避免剪除澆口造成塑件變形。~ mm（~）。澆口長度短越好，以減少澆口區(qū)的壓力降，適當(dāng)澆口長度從 1~ mm（~）。６、拉料桿和冷料穴設(shè)計設(shè)計冷料穴作用是儲存冷料；而拉料桿設(shè)置是為了把澆注系統(tǒng)留于動模，便于澆注系統(tǒng)脫模。第四節(jié) 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)一、概述分類①手動：模外與模內(nèi)②機動：利用開模力，通過傳動零件，將側(cè)型芯抽出。其形式有斜導(dǎo)柱分型與抽芯機構(gòu)；斜滑塊分型與抽芯機構(gòu)（抽芯力大）；齒輪齒條抽芯機構(gòu)；其它形式抽芯機構(gòu)③氣動或液壓分型與抽芯機構(gòu)（用于抽芯距大）抽芯距確定一般抽芯 S抽=h+2~3mm對于骨架線圈：可用作圖法與計算法兩瓣：多瓣： 抽芯力確定影響抽芯力的因素：側(cè)型心形狀、材料收縮率、制品壁厚，制品同一側(cè)面抽芯數(shù)量、塑料對型芯摩擦系數(shù)、成型工藝參數(shù)包括因包緊力所引起的抽芯阻力；抽芯機構(gòu)機械滑動的摩擦阻力；對于不通孔還要考慮大氣阻力。 將Fy求出便可得抽芯力當(dāng)塑件壁厚與內(nèi)徑直徑之比小于1/20，即t/D≦1/20塑件為圓形：塑件為矩形當(dāng)塑件壁厚與內(nèi)徑直徑之比小于1/20，即t/D1/20圓形：矩形：公式中：k1=1+ (λ=r/t)E—拉伸模量ε—平均收縮率t—平均壁厚l—塑件包容型芯長度μ—泊松比α—脫模斜度f—塑料與鋼材摩擦系數(shù)r—型芯大小端平均半徑a—矩形型芯短邊長度b—矩形型芯長邊長度導(dǎo)滑機構(gòu)摩擦力Ff Ff=f1Fk Fk開模力對于不通孔 Fq= 垂直于抽芯方向投影總的抽芯力：FZ=F+Ff+Fq二、斜導(dǎo)柱分型與抽芯 抽芯原理組成：斜導(dǎo)柱、滑塊、楔緊塊、限位裝置零部件設(shè)計1）斜導(dǎo)柱設(shè)計①形狀：圓形加工方便；矩形強度、剛度好，但加工與裝配難②斜角：以滑塊為研究對象，所受力為抽芯力FW、斜導(dǎo)柱對滑塊的彎曲力FZ、開模力Fk=F+Ff+Fq=F+Fq+f1FkFk=彎曲力：而開模力當(dāng)斜角增大，彎曲力FZ、開模力Fk增大，故斜角應(yīng)小；但當(dāng)斜角減小，開模距增大故一般斜角1520176。，最大不超過25176。③截面尺寸計算強度校核：彎曲力作用點距斜導(dǎo)柱伸出部分跟部距離：得截面尺寸計算公式 圓形： 矩形： ④斜導(dǎo)柱長度2）滑塊與導(dǎo)滑槽設(shè)計①側(cè)型芯與滑塊連接②滑塊的導(dǎo)滑形式應(yīng)保證滑塊在移動過程中平穩(wěn)，無上、下及左、右竄動和卡死現(xiàn)象，滑塊與導(dǎo)滑槽配合如圖③滑快定位注意：定位要準(zhǔn)確，長度由斜導(dǎo)柱長度決定，并不是抽芯距決定3）楔緊塊設(shè)計斜導(dǎo)柱分型與抽芯結(jié)構(gòu)形式①斜導(dǎo)柱在定模，滑塊在動模②斜導(dǎo)柱在動模，滑塊在定模③斜導(dǎo)柱和滑塊同在動模④斜導(dǎo)柱和滑塊同在定模定距分型拉緊機構(gòu)三、斜滑塊分型與抽芯機構(gòu)滑塊導(dǎo)滑：用于抽芯距不大，成型面積大的情況 設(shè)計時應(yīng)注意：斜角α＜30176。；斜滑塊推出長度不超過導(dǎo)滑長度2/3；裝配后要求滑塊要有復(fù)位機構(gòu)拼合后要有配合段 斜導(dǎo)桿導(dǎo)滑：用于抽芯力不大，小抽芯距四、其它形式側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)斜槽導(dǎo)板分型與抽芯齒輪齒條抽芯機構(gòu)液壓或氣壓抽芯機構(gòu)手動分型抽芯機構(gòu)五、抽芯方向與開模方向不垂直側(cè)滑塊斜向動模：相同開模距，完成的抽芯距比滑塊未傾斜大，但斜導(dǎo)柱長度增加。側(cè)滑塊斜向定模：相同開模距，完成的抽芯距比滑塊未傾斜小，但斜導(dǎo)柱長度增加第六節(jié) 推出機構(gòu)一、對推出機構(gòu)要求盡量使制品留在動模；保證制品不變形不損壞；保證制品外觀良好；結(jié)構(gòu)可靠二、推出機構(gòu)分類 按動力來源：手動、機動、液壓、氣動 按模具結(jié)構(gòu)分類：簡單推出機構(gòu)、雙推出機構(gòu)、二級推出機構(gòu)、帶螺紋制品的推出機構(gòu)三、簡單推出機構(gòu) 推桿推出機構(gòu) 推管推出機構(gòu) 推件板推出 推塊推出機構(gòu) 活動鑲塊或凹模推出機構(gòu) 聯(lián)合推出機構(gòu)四、先復(fù)位機構(gòu)彈簧先復(fù)位楔形滑塊先復(fù)位擺桿先復(fù)位杠桿先復(fù)位五、二級推出機構(gòu) 單推件板 雙推件板四、 雙推出機構(gòu)五、 澆注系統(tǒng)凝料的推出直澆口和側(cè)澆口類：澆注系統(tǒng)與制品一起脫落，用人工進(jìn)行二次加工；采用自動切斷的模具潛伏式：脫模后澆注系統(tǒng)與制品直接分離點澆口：人工取出；斜窩式；拉料桿與托板聯(lián)合；定模拉料桿與刮板聯(lián)合六、 帶螺紋制品的脫模機構(gòu)設(shè)計帶螺紋制品的脫模機構(gòu)應(yīng)注意對制品要求：制品外形或端面應(yīng)有止轉(zhuǎn)的花紋或圖案對模具要求：有相應(yīng)的防轉(zhuǎn)機構(gòu)帶螺紋制品的脫模方式強制脫模：利用制品彈性強制脫模，用于PE、PP、POM等或利用硅橡膠螺紋型芯強制脫模手動脫模機動脫模第六節(jié) 無流道凝料注射模具一、無流道注射成型特點無流道凝料模具特點（1）基本實現(xiàn)無廢料加工，大大節(jié)約了原料。（2）簡化了模具機構(gòu)（三板式變?yōu)閮砂迨剑┖腿〖僮?，縮短了成型周期。（3）節(jié)省了切除凝料、修整及廢料回收工作，降低成本。（4）澆注系統(tǒng)保持熔融狀態(tài)，壓力損失小，可實現(xiàn)多腔模具及大型制品的低壓注射，克服因補料不足產(chǎn)生的缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。（5）澆道加熱系統(tǒng)和控溫裝置要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，技術(shù)要求也高。（6