【正文】 以注射成型。其中，塑料的注射成型是最主要的成型方法，塑料注射模則是注射成型的工具。因此，產(chǎn)品的主要原料選用高密度聚乙烯 HDPE。 加熱時(shí)間不宜過長，否則會發(fā)生分解，灼傷。~4539。而螺紋的末端，由于本次設(shè)計(jì)中將型芯以 5176。 5） 有利于模具加工，特別是型腔的加工。鑒于塑件螺紋為常見的標(biāo)準(zhǔn)螺紋，牙型不高， HDPE 材質(zhì)硬度不高，彈性模量比較小，不會產(chǎn)生裂紋，可用強(qiáng)制 脫模的方法脫模，以提高產(chǎn)量。 注射量的計(jì)算 國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注射機(jī)注射聚苯乙烯時(shí)在 對空注射條件下，注射機(jī)螺桿或柱塞做一次最大行程時(shí)所能達(dá)到的最大容量（ cm3）。 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與分流道的塑料熔體通道，是熔體注入模具最先經(jīng)過的一段流道。 本設(shè)計(jì)雖然是小型 模具 ，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式。另外，注射時(shí)間極短，僅為不到 1s，因此，不用擔(dān)心冷卻不均勻造成產(chǎn)品質(zhì)量的缺陷。將二級分流道設(shè)置在分型面的動(dòng)模一側(cè)，截面積設(shè)計(jì)成半圓形，為便于熔體的流動(dòng)，直徑也設(shè)計(jì)煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ８ 為 6mm，這樣使兩級分流道銜接更好。 澆口剪切速率的校核 根據(jù)參考資料 [4]中表 25，由點(diǎn)澆口的經(jīng)驗(yàn)公式得 14133 ?? ??????? ）（R??? ?? 為 1514 s10~s10 ?? ，剪切速率校核合格。而分流道只在一級分流道的 端部加長 6mm作為分流道冷料穴。因此成型腔的嵌入式凹模鋼材選用新型 模具鋼種 SM1（ 55CrNiMnMoVS）。本次設(shè)計(jì)的是螺紋型腔，但計(jì)算方法大體相同。另外，由于是錐形結(jié)構(gòu)，愈旋愈緊，因此外徑可不必嚴(yán)格按計(jì)算所得數(shù)值選取，為加工方便，現(xiàn)將外徑選為標(biāo)準(zhǔn) ?M 的外徑 14。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩模板。 根據(jù)上述尺寸，確定模架為 A4型標(biāo)準(zhǔn)模架。此外，導(dǎo)柱長于型芯端面，分模后可以按任何有利于操作的位置放在工作臺上，而不至于擦傷型芯成型表面。 為了便于導(dǎo)套壓入模板，同時(shí)便于導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套端面的內(nèi)外側(cè)倒圓角。 ③塑件被頂出位置應(yīng)盡量在塑件內(nèi)側(cè)，以免損壞塑件外觀。 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，但本次設(shè)計(jì)的塑件精度要求不高，因此在這里只進(jìn)行簡單的計(jì)算，在單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。因此，在這里還是按標(biāo)準(zhǔn)的水路直徑，取最小的常用直徑，mm8d? 。 根據(jù)上述 計(jì)算，水路直徑為 8mm，在水路末端加工內(nèi)螺紋，使水嘴可以配合旋緊，水嘴形狀如圖 所示，模外膠管串聯(lián)，使構(gòu)成回路。 確定型腔和選擇注射機(jī)之后，這種注射機(jī)是否合適，還要對該機(jī)型的其他技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核。 鎖模力校核 鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大夾緊力。 模架采用標(biāo)準(zhǔn) 25/25250250 ?? 規(guī)格，而設(shè)計(jì)中選用的注射機(jī)的拉桿內(nèi)間距為320370? 。在機(jī)械制造方面的知識欠缺，以至對模具材料的選用具有一定的盲目性。 其次要感謝我的同學(xué)對我無私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母校 —— 煙臺大學(xué)，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾 給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識，為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了知識的基礎(chǔ)。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師張?jiān)氯乩蠋煛Ｔ诒ＷC模具成型質(zhì)量的前提下，盡量使模具結(jié)構(gòu)簡單合理。 模具與注射機(jī)配合尺寸的校核 注射機(jī)允許安裝的模具最大厚度 Hmax為 550mm，最小厚度 Hmin 為 150mm，而模具的實(shí)際厚度 mm242?H 。設(shè)計(jì)中要求 0e 39。其截面分布如圖 所示。 冷卻 裝置的布置 根據(jù)注塑廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在強(qiáng)制脫模的狀態(tài)下型芯必須冷卻。 冷卻水的體積流量 m i i 333211 1 ?????? ???? ）（）（ ??? WQ 式中， W—— 單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（單位： kg/min），按每分 鐘注射 2 次，即 m i n/kg0 3 0 i i 33v ?????? 次?W ； Q1—— 單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量，其數(shù)值根據(jù)參考文獻(xiàn) [4]表 81， 成型時(shí)塑料單位質(zhì)量釋放出的熱量，高密度聚乙烯 HDPE 一般為 kg/~ 5 J? ，這里取 750kJ/kg 計(jì)算； ?—— 冷卻水的密度 1000kg/m3； c1—— 冷卻水的比熱容 (kg 在推件板推出的過程中，為了減小推件板與型芯之間的摩擦，在本次設(shè)計(jì)中， HDPE的流動(dòng)性比較好，根據(jù)參考文獻(xiàn) [7]中的表 ，對于流動(dòng)性好的塑料，溢料間隙應(yīng)＜ ，因此推件板與型芯間只預(yù)留了 的間隙，防止在推件板位置產(chǎn)生溢料。因此，在本次設(shè)計(jì)中，可以不必預(yù)留排氣槽，只通過分型面排氣。 導(dǎo)柱的工作部分的油槽可以加入潤滑油以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了制造成本，對于精度要求不高的模具業(yè)可以不加油槽。 由于塑料件通常留在動(dòng)模，所以為了方便脫出塑料件，導(dǎo)柱通常安裝在定模，但對于本次設(shè)計(jì)中的情況，動(dòng)模采用推件板推出塑件，推板要用導(dǎo)柱導(dǎo)向時(shí)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模。 C墊塊尺寸 墊塊 =推出行程 +推板厚度 +推桿固定板厚度 +（ 5~10） =18+20+16+（ 5~10） =59~64mm，根據(jù) GB/，墊塊厚度 C 取標(biāo)準(zhǔn)值 63mm。 單個(gè)型芯所受壓力的面積為 22211 ???? dA ? 10 個(gè)型腔的面積為 2121 ????? All 此支承板厚度計(jì)算尺寸為 ，但由于此產(chǎn)品通用性強(qiáng)，模具可長期使用，并且在 A 板和 B 板都開有冷卻水路，增 大了支承板所受的壓力，因此，將支承板的厚度取的稍大一點(diǎn)，選擇標(biāo)準(zhǔn)厚度 40mm。 ③中徑 m2d 0 ][]b431d[d ??? ????????? ）（）（ ?S 式中， m2d —— 螺紋型芯的中徑尺寸； d2—— 塑件內(nèi)螺紋的中徑基本尺寸； S—— 塑料平均收縮率； b—— 塑件內(nèi)螺紋的中徑公差； δ —— 螺紋型環(huán)中徑制造公差，一般取 5b?? 。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [5]表 212 塑料制品 精度 等級的選用， HDPE 的一般精度采用 6 級精度，Δ按照參考文獻(xiàn) [5]表 211 塑料制件尺寸公差表 SJ137278 選取。因在本設(shè)計(jì)中，塑件牙膏蓋的上部有凹陷，并且外表面均勻分布著直線防滑紋，若凹模設(shè)計(jì)成整體式，因沒有推薦到位置，機(jī)械加工方法很困難，整體模板都要用價(jià)格較貴重的模具鋼，維修也不方便。同時(shí)在開模時(shí)，冷料井又起到將主流道的凝料從澆口套中拉出的作用。 4） 分流道的表面粗糙度 分流道的內(nèi)表面并不要求很光滑，一般表面粗糙度 Ra取 ? 即可，這樣可以在分流道的摩擦阻力下使料流外層的流動(dòng)小些，使其分流道的冷卻皮層固定，有利于對熔融塑料的保溫。 一級分流道長 138mm。 分流道設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。選取即可，HDPE 得流動(dòng)性很好，因此在這里只取 2176。 P 型 取 25MPa（根據(jù)參考文獻(xiàn) [4]表 22 常用塑料注射成型時(shí) 型腔平均壓力表格中， PE、 PP 等壁厚均勻的日用品，容器類容易成型 塑件， P 型 選 25MPa）。 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ４ 圖 型腔布局示意圖 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從以上的分析中可知，本模具擬用一模十腔，雙列直排，推件板推出，流道可采用非平衡式，澆口采用潛伏式澆口，動(dòng)模部分需要一塊型芯固定板和支承板，因此基本上可確定模具結(jié)構(gòu)為 A4 型帶推件板的單分型面注射模。 9） 有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 分型面的選擇原則 1） 不影響塑件的外觀質(zhì)量，尤其是對外觀有明顯要求的塑件。 因聚乙烯成型收縮率大，需長時(shí)間對制品進(jìn)行保壓，保壓壓力約為注射 壓力的30%~60%，背壓約為 5~20MPa。 注塑工藝 聚乙烯一般不需干燥，但是對于含水量超過 %的潮料必須進(jìn)行干燥，可在 70~80℃下干燥 ~2h。 聚乙烯流動(dòng)性對壓力敏感，熔體流動(dòng)速率在 1~10g/10min 范圍內(nèi)，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均與， 填充速度快，保壓充分。為快速開發(fā)產(chǎn)品，搶占市場，設(shè)計(jì)尺寸嚴(yán)格按照國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在最大程度上采用標(biāo)準(zhǔn)件，以縮短模具生產(chǎn)地準(zhǔn)備期，降低模具制造成本，同時(shí)也便于維修。塑料注射成型工藝最大的特點(diǎn)是復(fù)制，一副優(yōu)良的注塑模具可以生產(chǎn)百萬件以上的產(chǎn)品，可以 實(shí)現(xiàn)塑料制品的快速大批量生產(chǎn)。 成型性能 聚乙烯是結(jié)晶型物料，結(jié)晶速度隨溫度的變化而變化，當(dāng)溫度升高時(shí)，結(jié)晶度隨著下降。 軟質(zhì)塑料有較淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模。,模腔部分為 2039。角傾斜加工，已經(jīng)逐漸趨于平緩，也不會有螺紋崩塌變形的情況。 6） 盡量減小塑件在合模平面上的投影面積以減小所需鎖模力。 因此本次設(shè)計(jì)采用推件板推出的強(qiáng)制脫模方法。由于聚苯乙烯的密度為~，即它的單位容量與單位質(zhì)量相近，所以在目前實(shí)際中為便于計(jì)算，有時(shí)還沿用過去的習(xí)慣，通常也用其質(zhì)量克作粗略計(jì)算。其形狀、大小會直接影響熔體的流動(dòng)速度和注射時(shí)間。襯套如圖 所示，零件材料選用 T10A 鋼，熱處理淬火后表面硬度為50HRC~55HRC 。 因此，此種設(shè)計(jì)，既有非平衡式分流道的優(yōu)點(diǎn)，縮短分流道的總長度，也可以類似平衡式分流道，各個(gè)型腔同時(shí)均勻進(jìn)料，同時(shí)注射完畢。 二級半圓形截面對塑料熔體及流動(dòng)阻力不是很大，截面尺寸（如圖 所示）也比較容易計(jì)算，為一級分流道截面積的一半。 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴一般設(shè)置在主流道的末端，即 主流道正對面的動(dòng)模板上或處于分流道的末端。 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) １０ 5 成型零件的設(shè)計(jì) 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。 定模板上開孔，構(gòu)成牙膏 蓋 的側(cè)面防滑紋部分，成型時(shí)有料流的沖刷，脫模時(shí)又有塑件的摩擦，因此選用硬度 較大 的 Gr12MoV。型芯的計(jì)算尺寸表達(dá)如下： 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) １２ 1） 型芯的高度尺寸 0 ][]321h[h ??? ?????????? ）（）（ ?S 式中， h—— 型芯高度的最大尺寸； h0—— 塑件內(nèi)形深度的最小尺寸。 成型零件度及支承板厚度計(jì)算 型腔側(cè)壁厚度 在本次設(shè)計(jì)中，采用的是在定模板上開孔，成型塑件側(cè)壁的方式，型腔的側(cè)壁已經(jīng)很厚，足夠保證不會在生 產(chǎn)過程中因壓力的改變而產(chǎn)生彈性形變，因而不必對型腔的側(cè)壁厚度通過進(jìn)行計(jì)算來確定。 模架中的零 件盡量選用標(biāo)準(zhǔn)零件，容易買到，便于維修和更換。 從選定模架可知，模架外形尺寸： 2 4 22 5 02 5 0 ????? 高長寬 。 2）形狀：導(dǎo)柱的端部做成錐形或半球形的先導(dǎo)部分，錐形頭高度取與其相鄰的圓柱直徑的 1/3，前段還應(yīng)倒角，使其能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) １６ 7 排氣槽的設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)的作用是將澆注系統(tǒng)和模具型腔中的空氣、塑料熔體分解產(chǎn)生的氣體及低分子揮發(fā)物排放到模具的外面，保證熔體在充模過程中能正常流動(dòng)。 ④脫模零件配合間隙合適，無溢料現(xiàn)象。查表，常用塑料注射模具溫度，高密度聚乙烯 LDPE 的模具溫度一般在 60~70℃ 的范圍內(nèi)。 冷卻水在管道內(nèi)的流速 將上述參數(shù)帶入公式 6010 232 ??? ??????）（?， 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù) h= ℃）（）（）（ ??????? hm50 83 .3k8 v 2 J? 煙臺大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) １９ 式中， f—— 與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理常數(shù)，查參考文獻(xiàn) [6]中的表 不同水溫下 的 f 值，水溫為 30℃時(shí)， f ? 。水道流量的大小可根據(jù)注射時(shí)的具體工藝情況通過調(diào)節(jié)水閥的開度進(jìn)行調(diào)整。 由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù) n ＞＞??????