【正文】 保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用。 其他符號(hào)意義同上 根據(jù)以上公式計(jì)算出以下數(shù)值： 第 25 頁 共 45 頁 最后得出 的 型腔、型芯工作尺寸計(jì)算見表 。 動(dòng)模型芯徑向尺寸計(jì)算 動(dòng) 模 型芯 徑向尺寸的計(jì)算采用平均尺寸法，公式如下： ? ? 031 4zM cp sl S l ????? ? ? ????? Ml —— 型芯徑向尺寸（ mm）； z? —— 型芯的制造公差（ mm）； 其他符號(hào)意義同上。為了便于加工，此型芯采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)。 根據(jù)塑件表面質(zhì)量要求，本設(shè)計(jì)成型零件選用 45 號(hào)鋼， 45 號(hào)鋼為 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 ,硬度不高易切削加工 ,模具中常用來做模板 ,梢子 ,導(dǎo)柱等 ,但須熱處理，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá) 45～ 52HRC。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)料口、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)加工工藝要求等 ,在工作中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和磨擦。對(duì)于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計(jì)算公式如下： LgLrSgBGV ?? 式中 Sg—— 澆口的截面積， mm2。一般在制品形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口流量及成形工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。冷料 穴應(yīng)設(shè)置在熔體流動(dòng)方向的轉(zhuǎn)折位置，并迎著上游的熔體流向 。采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的澆注系統(tǒng)，在定模部分必須增加一個(gè)分型面，用于取出澆注系統(tǒng)的凝料。澆口的形式多種多樣，但常用的澆口有如下 11 種：直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等。 本設(shè)計(jì)的分流道截面為 U形 ， 分流道寬度 b為 6mm,半徑 R為 3mm,深度 h為 ,斜角6?? 。因此可以用流道的截面積與其周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率，各種截面分流道的效率如圖所示 圖 4— 3 分流道的截面形式和效率 從圖中可見，圓形和正方形流道的效率最高。多型腔模具必定設(shè)置分流道，單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口是也要設(shè)置分流道。 主流道尺寸 根據(jù)所選注射機(jī) ，則主流道小端尺寸為： d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +（ ～ 1） =3+1=4mm 主流道球面半徑為： SR=噴嘴球面半徑 +（ 1～ 2） =18+1=19mm 本設(shè)計(jì)是中小 型模具， 為了方便就 設(shè) 計(jì)成整 體式，主流道長(zhǎng)度約等于 澆口套的高度（見 裝配圖）。主流道大端呈圓角，半徑 r=1～ 3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡的阻力?！?3176。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。 由于選用的是液壓 — 機(jī)械式鎖機(jī)構(gòu)注射機(jī)，其最大開模行程由注塑機(jī)曲肘機(jī)構(gòu)的最大行程決定，與模具厚度無關(guān)。 ⑤模具與注射機(jī)安裝部份的校核 噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)。） A2—— 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（ mm178。 所以需要 500 = = 38n ? n=4 符合要求 ③塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核 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。 可見注射機(jī)的注射量符合要求、 ②型腔數(shù)量的確定和校核 型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響。 故應(yīng)使 nVz + Vj ≤ 第 14 頁 共 45 頁 或 nmz + mj ≤ 式中 Vg（ mg） —— 注射機(jī)額定注射量 (cm179。或 g）； n —— 型腔數(shù)目 Vz（ mz） —— 單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量 (cm179。 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 XS— ZY— 500 的注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表： 表 XS— ZY— 500注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 額定注射量（ cm179。 ③該模具一次注射共需塑料的體積約為： 12V V +V =?總 = 3cm + 3cm =179。本模具利用模具的分型面或模具零件間的配合間隙排氣 ,所以沒有專門開設(shè)排氣槽。在同一副模具中同時(shí)安排尺寸相差較大的型腔不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)，不過有時(shí)為了節(jié)約，特別是成型配套式塑件的模具，在生產(chǎn)實(shí)踐中還使 用這一方法，但難免會(huì)引起一些缺陷，如有些塑件發(fā)生翹曲、有些則有過大的不可逆應(yīng)變等。 從以上的幾點(diǎn)我們可以看到，模具的型腔數(shù)目必須取上面的最小者，而當(dāng)型腔數(shù)目接近根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定的型腔數(shù)目時(shí)，表明可以取得很佳的經(jīng)濟(jì)效果。 模具費(fèi)用為 21Xm nC C?? 式中 12CC ?????? 每 一 型 腔 的 模 具 費(fèi) 用 ， 元 ；與 型 腔 數(shù) 無 關(guān) 費(fèi) 用 ， 元 ； 成型加工費(fèi)為 X ( )60j YtN n? 式中 N 需要生產(chǎn)塑件的總數(shù) 。A m m澆 注 系 統(tǒng) 在 分 型 面 上 的 投 影 與 型 腔 不 重 疊 部 分 的 面 積 ， 2—A m m單 個(gè) 塑 件 在 分 型 面 上 的 投 影 面 積 ， 。因此，成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的張力應(yīng)小于鎖模力。 （ 1） 按注射機(jī)的最大注射量確 定型腔數(shù)目 型腔數(shù)目 n可用右式表示； 1pkm mn k?? k? 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 。為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。 蜂蜜瓶蓋屬于薄壁殼體，塑件成型后收縮緊緊包住型芯，故將型芯設(shè)在動(dòng)模邊，凹模設(shè)在定模邊，開模后塑件留于動(dòng)模，以利脫模。這對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)所用的模具，尤其顯得重要。并注意將側(cè)抽芯放在動(dòng)模邊，避免定模抽芯。 （ 4） 型腔方位的確定 在決定型腔（塑件）在模具內(nèi)的方位時(shí)，分型面的選擇應(yīng)盡量防止形成側(cè)孔或側(cè)凹，以避免采用較復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)。 （ 2） 保證塑件的精度和外觀要求 分型面不要選擇在塑件光滑的外表面，避免影響外光質(zhì)量；將塑件要求同軸度的部分全 部放到分型面的同一側(cè)，以確保塑件的同軸度；要考慮減小脫模斜度造成塑件大、小端的尺寸差異要求等。 第 6 頁 共 45 頁 3 型腔、分型面及排氣槽布置 分型面位置的確定 模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面，分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工 藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填性及制品的脫模，分型面的位置也影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。 C時(shí)仍有一定的柔軟性。 C左右，低壓聚乙烯為 100176。聚乙烯有高度的耐水性，長(zhǎng)期接觸水其性能可保持不變。 聚乙烯無毒、無味、呈乳白色。按聚合時(shí)采用的壓力不 第 5 頁 共 45 頁 同可分為高壓、中壓、和低壓三種。 分析制品原材料的工藝性 給定的塑件材料選用聚乙烯（ PE） 聚乙烯的基本特性 聚乙烯是一種性能優(yōu)異的工程塑料。 （ 2）尺寸精度分析該制品除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對(duì)較低，一般精度等級(jí)（ MT5），對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。 研究意義 （ 1） 對(duì)于模具的設(shè)計(jì)可以從選材到設(shè)計(jì)到成型有一個(gè)完整的了解和初步的掌握。 （ 4） 了解聚乙烯（ PE）的性能 .特性和設(shè)計(jì)時(shí)的要求。根據(jù)說明書畫模具 CAD圖。它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計(jì)評(píng)估 .裝配校檢 .功能實(shí)驗(yàn)。此時(shí)需要通過實(shí)物的測(cè)量，然后利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)物的CAD 幾何模型的重新構(gòu)造。而國外購買的雖有強(qiáng)大的三維曲面造型能力 .強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)有限元分所能力 .強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助制造能力 .產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但價(jià)格昂貴，一般企業(yè)難以支持。 （ 4）從加工工藝水平看，主要是設(shè)備水平不高，專門設(shè)備使用的少，加工出來的模具表面精度很難達(dá)到國外水平，檢測(cè)手段落后，模具裝配水平不高，導(dǎo)致容易出現(xiàn)溢料或錯(cuò)位現(xiàn)象。 目前存在的主要問題是： （ 1）目前雖然我國從事塑料設(shè)計(jì)的人員不少，但大多專業(yè)知識(shí)不夠豐富，沒有受過系統(tǒng)專門系統(tǒng)的訓(xùn)練，所以高水平的設(shè)計(jì)人員不多；專業(yè)書籍缺乏，沒有一套我國自己的設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，大多數(shù)模具設(shè)計(jì)者都是依靠自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)新的模具，知識(shí)更新很慢。所以作為一名模具設(shè)計(jì)者，應(yīng)該具備以下基本要求：模具的結(jié)構(gòu)基本合理；能夠?qū)崿F(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模；在此基礎(chǔ)上盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低優(yōu)化結(jié)構(gòu)和成本。在塑料制品生產(chǎn)過程中，模具的設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的一環(huán)；因?yàn)槟＞叩暮脡闹苯佑绊懙剿芗|(zhì)量，以及價(jià)格的高低。一些大型、精密、復(fù)雜的模具還不能自行制造，需要每年花幾百萬 、 上千萬美元從國外進(jìn)口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國大力發(fā)展模具行業(yè)勢(shì)在必行。目前，我國雖然也有個(gè)別品種諸如預(yù)硬化鋼具有較好的質(zhì)量，但應(yīng)用較少，主要是國產(chǎn)的鉆頭、端銑刀等切削工具難以切削諸如 HRC40 等很硬的鋼。但國內(nèi)優(yōu)秀的 CAD/CAM 系統(tǒng)很少，只有少數(shù)適合模具行業(yè)應(yīng)用。 （ 2） 智能化技術(shù) 應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)品。 （ 3） 快速成形制造技術(shù) 快速成形制造技術(shù) RPM 基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的幾何復(fù)雜程度無關(guān)，尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。并書寫開題報(bào)告，和模具說明書。 （ 3） 流道設(shè)計(jì)合理，可保證產(chǎn)品質(zhì)量并且又節(jié)約生產(chǎn)原材料。 第 3 頁 共 45 頁 （ 3） 培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力 、 創(chuàng)新能力 、 計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。 第 4 頁 共 45 頁 2 分析制品及材料工藝性 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 該塑件是一蜂蜜瓶蓋，塑件壁薄屬薄壁塑件，其塑件圖見圖 2— 1 圖 2－ 1 蜂蜜瓶蓋 （ 1）結(jié)構(gòu)分析從塑料制品圖可見，該制品整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單， 止轉(zhuǎn)筋比較簡(jiǎn)單，只是螺紋 比較 復(fù)雜 。滿足了制品表面光滑的要求與提高美觀效果。聚乙烯是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。蜂蜜瓶蓋用的是高壓聚乙烯。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃 度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。一般高壓聚乙烯的使用溫度在 80176。 C仍有較好的力學(xué)性能， 70176。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度變慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。這是一條根本原則。如具有彎曲形狀的牙刷柄，其模具的分型面應(yīng)以塑件的彎曲中心面選作分型面為好。并注意將側(cè)抽芯放在動(dòng)模邊，避免定模抽芯。模具脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，故選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 （ 9） 模具零件易加工 選擇分型面時(shí)，應(yīng) 使模具分割成便于加工的零件，以減小機(jī)械加工困難。其凹入的部分稱為凹模，凸出的部分稱為型芯。每一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關(guān)。用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)、定模緊密閉合，保證塑料制品的尺寸精度，盡量減少分型面處的溢邊（或毛邊）厚度和確保操作者的人身安全。aP 塑 料 熔 體 在 型 腔 中 的 成 型 壓 力 ， 第 9 頁 共 45 頁 21 — 。 （ 4）根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性確定型腔的數(shù)目 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原料費(fèi)用，僅考慮模具費(fèi)和成型加 工費(fèi)。 總的成型加工費(fèi)為 12 ()60mj YtX X X n C C N n? ? ? ? ? 為了使成型加工費(fèi)用小，令 0,60 indX N YtndC??則 得 根據(jù)上述各式確定型腔的數(shù)目，就可以即在技術(shù)上充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又保證了最佳的的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。要指出的是，多型腔模具最好成型同一尺寸及精度要求的制件，不同塑件原則上不應(yīng)該用同一副多模腔模具生產(chǎn)。 排氣槽通常設(shè)置在熔體最后充滿型腔的部位這在過去僅能通過試模后才能準(zhǔn)確確定 ,而在現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)過程中 ,可通過 CAE進(jìn)行優(yōu)化分析。 ②澆注系統(tǒng)的體積 (根據(jù) Pro/E 三維零件圖顯示獲得 )約為：