【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水杯的主要功能是用來(lái)盛水飲用，所以在強(qiáng)度和粗糙度方面沒(méi)有很大的要求 .ABS塑料的收縮率小，流動(dòng)性好，注塑成型的塑件精度較好，足以滿(mǎn)足對(duì)于精度要求不高的水杯，所以設(shè) 計(jì)中我們采用 12 級(jí)低精度。由于水杯側(cè)面存在手柄，為了避免開(kāi)模時(shí)塑件不能順利取出， 型腔采用兩個(gè)滑塊組成，開(kāi)模時(shí)滑塊由斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)向兩側(cè)分開(kāi)完成開(kāi)模過(guò)程。 6 第 3 章 模具結(jié)構(gòu)的擬定 及運(yùn)動(dòng)部件設(shè)計(jì) 確定塑件的排位 該模具為塑料水杯的成形模具，其把柄利用兩個(gè)斜滑塊成形，利用斜導(dǎo)柱控制斜滑塊的開(kāi)合， 因?yàn)樵撃＞叩幕瑝K占用體積比較大，為了控制模具總體積，該模具設(shè)置一個(gè)型腔，型腔位置設(shè)置在定模板中心。 澆注系統(tǒng) 及脫模形式 的初步擬定 考慮到制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該模 具可以采用直接澆口的形式，澆口位置設(shè)在杯底的中心處。雖然用直接澆口成形的制件在澆口位置會(huì)留下較大澆口痕，影響制件的外觀，因?yàn)樵撝萍樗芰纤?，而杯底?duì)外觀的要求不高，所以直接澆口在此仍然適用。 本 模具采用頂針脫模形式 注射機(jī)的選用 在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)，應(yīng)該在第一時(shí)間確定注射機(jī)的型號(hào)，確定好注注射機(jī)的型后，方可根據(jù)所選的注射機(jī)的參數(shù)對(duì)模具的各部件做具體的設(shè)計(jì)。注射機(jī)的型號(hào)一般是根據(jù)注塑模具對(duì)注射量和鎖模力的要求來(lái)確定的，接下來(lái)我們通過(guò)計(jì)算注射量和鎖模力來(lái)確定設(shè)計(jì)所需的注射機(jī)。 注射 量的計(jì)算 要知道所需注射量的大小就要確定制件的體積，本次設(shè)計(jì)的制件為圓筒型的塑料的水杯，由于水杯手把的存在，我們很難通過(guò)直接的計(jì)算得到，但我們可以借助 soliworks設(shè)計(jì)軟件精確地求的制件的體積。先用 soliworks按 1:1的比例對(duì)水杯進(jìn)行建模，然后利用 soliwoks的評(píng)估功能即可得到制件的體積： 7 3120 c mV ?塑 件 體 積 ： 3= /AB S cm?密 度 ： 122 .4mg?故 該 塑 件 的 質(zhì) 量 為 ： 該模具采用的是一模一腔結(jié)構(gòu)，澆口 形式為直接澆口。模具成形時(shí)所需的注射量相當(dāng)于塑件的體積和流道凝料的體積的總和?，F(xiàn)在流道凝料的體積無(wú)法確定，可當(dāng)流道凝料的體積為制件體積的 。則模具成形制件所需注射量為 212 0 + 0. 4 12 0 = 16 8 c m? 為了確保成形塑件的質(zhì)量，所需注射量應(yīng)該大于注射機(jī)的公稱(chēng)注射量的 20%且小于注射機(jī)的公稱(chēng)注射量的 80%。所以所選的注射機(jī)的公稱(chēng)注射量應(yīng)在 210cm2840cm2 的范圍內(nèi)。 所需鎖模力的計(jì)算 模具模具成 形制件時(shí)，型腔內(nèi)熔融的塑料的壓力會(huì)迫使模具從分型面的位置漲開(kāi)。為了防止模具在工作時(shí)被張開(kāi)，注射機(jī)必須有相應(yīng)的鎖模力。一般情況下，注射機(jī)鎖模力的 80%應(yīng)大于漲型力。 模具的漲型力的大小等于制件投影在分型面的面積和型腔內(nèi)熔體對(duì)模具的平均壓力的積。由已知條件計(jì)算得制件在分型面上的投影面積為 ，查閱相關(guān)資料知 ABS 對(duì)模具的平均壓力約為 35Mpa，則的漲型力的大小為 35≈ 203KN，則注射機(jī)的鎖模力應(yīng)大于 176/= 注塑機(jī)型號(hào)的初步確定 查閱相 關(guān)手冊(cè)，根據(jù)上述塑件的體積模具成形時(shí)所需的鎖模力初選注射機(jī)型號(hào)為 XSZY500,其主要技術(shù)規(guī)格見(jiàn)表 31 表 31 XSZY500設(shè)備主要技術(shù)規(guī)格 8 公稱(chēng)注射量 /cm3 500 開(kāi)模行程 /mm 500 拉桿空間 /mm 540x440 最大裝模厚度 /mm 450 注射壓力 /Mpa 145 最小裝模厚度 /mm 300 注射速度 g/s 72Q 鎖模形式 肘桿 鎖模力 /KN 3500 噴嘴孔直徑 /㎜ 3 模具定位孔直徑 /mm 150 噴嘴圓弧半徑 /mm 15 模架的選用 在設(shè)計(jì)注塑模 具時(shí)，除了成形制件形狀的型芯和型腔必須特別設(shè)計(jì)外，一般情況下模具的其他零部件均有通用件和標(biāo)準(zhǔn)件可供選用。為了減少模具的加工成本，縮短模具的設(shè)計(jì)時(shí)間，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)盡可能多使用通用件和標(biāo)準(zhǔn)件。 因?yàn)槟＞咧械男颓缓托托拘枰貏e設(shè)計(jì)，所以選用的模架尺寸應(yīng)與型腔和型芯相匹配。所以在選擇模架之前要先確定定模板和動(dòng)模板的尺寸。 凹模 壁厚的計(jì)算 模具在成形制件時(shí)，充滿(mǎn)型腔的熔融的塑料會(huì)對(duì)型腔的內(nèi)壁產(chǎn)生壓力，所以凹模應(yīng)該具有合適的壁厚以適應(yīng)凹模對(duì)強(qiáng)度和剛度的要求。 該凹模為組合式圓形凹模，根據(jù)凹模壁 厚的剛度計(jì)算公式可知凹模的壁厚計(jì)算如下： 1 ( ) 1( ) 1E rptr E rp???????????????? （ 3— 1） 根據(jù)凹模壁厚的強(qiáng)度計(jì)算公式可知凹模的壁厚計(jì)算如下： ? ?? ?( 1)21tr p?????? （ 3— 2） 式中 P—— 型腔內(nèi)熔體的壓力（ MPa） E—— 彈性模量，鋼材的 E 取為 10E MPa?? 9 r—— 型腔內(nèi)半徑（ mm） μ —— 泊松比 ,鋼材的 μ 取 [δ ]—— 模具材料的許用應(yīng)力 ，鋼材的 [δ ]取為 160MPa（ mm） δ —— 型腔內(nèi)半徑的允許增大量（ mm） 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)尺寸并查閱相關(guān)資料得各參數(shù)的數(shù)值如下 : 43r mm? ? ? 35P MPa? 把各參數(shù)的值代入公式得： T1=9mm T2=14mm 根據(jù)所算得的結(jié)果得凹模的厚度必須大于 14mm。 凹模底板厚度的計(jì)算 由底板厚度的剛度公式可知底板厚度為 ： prt E?? (3— 3) 把各參數(shù)的值代入公式中算得 t=22mm 由底板厚度的強(qiáng)度公式可知底板厚度為： ? ? 8 pt ?? (3— 4) 把各參數(shù)的值代入公式得 t=8 根據(jù)上面的計(jì)算得模架底板的厚度不能小于 22mm 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 該模具采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，型腔由兩個(gè)側(cè)滑塊組成，而標(biāo)準(zhǔn)模架中的動(dòng)模板即相當(dāng)于凹模的底板。其結(jié)構(gòu)示意圖如下。為了讓模具在工作時(shí)更為可靠，同時(shí)也 10 為了避免側(cè)滑塊與模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉，動(dòng)模板應(yīng)至少有一個(gè)方向的尺寸比側(cè)滑塊組合在一起時(shí)的尺寸大。 根據(jù)上述要求選得的模架的各項(xiàng)參數(shù)如下： 表 3— 2 模架零部件尺寸 W L W1 W2 W3 A 230 300 250 38 150 30 B C H1 H2 H4 H5 40 80 25 30 30 15 H3 W4 W5 W6 W7 L1 20 80 100 154 160 280 L2 L3 L4 L5 L6 250 180 254 146 198 圖 3— 1 模架俯視圖 11 圖 3— 2 模架剖面圖 模具參數(shù)的校核 上面設(shè)計(jì)中選擇好模架后，為了確保模具能正確地配合注塑機(jī)工作，我們有必要在接下來(lái)對(duì)模具的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行校核。 最大注射量校核 12 注射機(jī)的注射量是指在一個(gè)工作周期的生產(chǎn)中注射入模具型腔中的塑料體積或質(zhì)量。其中包括成形制件所 需要的塑料體積和滯留在澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料體積。通常情況下，注射機(jī)注射量應(yīng)該不能超過(guò)注射機(jī)的理論注射量的 80%。校核根據(jù)注入型腔內(nèi)的塑料體積對(duì)最大注射量進(jìn)行校核。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我設(shè)定留在澆注系統(tǒng)內(nèi)的塑料體積為塑件體積的 。校核過(guò)程如下： ?注 塑 = mm+nmM 式中 M 注 —— 注射機(jī)的理論注射量 M 塑 —— 注射量 m—— 單個(gè)塑件所需的注塑量 n—— 為塑件的個(gè)數(shù) 根據(jù)第二章得 3=500cmM注 M 為 120+ 120mm3≈ 168cm3。因?yàn)? 500cm3=480cm＞ 168cm3，所以所選的注射機(jī)符合要求。 鎖模力的校核 塑件注塑成形時(shí)，熔融塑料進(jìn)入型腔后會(huì)充滿(mǎn)模具型腔，并且會(huì)對(duì)模具型腔各個(gè)方向施加較大的壓力，其中垂直于模具分型面方向的壓力被稱(chēng)為漲型力。漲型力會(huì)迫使模具從分型面處漲開(kāi)。為了抵消漲型力，注射機(jī)必須具有合適的鎖模力。設(shè)計(jì)中漲型力必須保證在鎖模力的 80%之內(nèi)，否則會(huì)因?yàn)殒i模力不夠產(chǎn)生溢料或者強(qiáng)制開(kāi)?，F(xiàn)象。漲型力的計(jì)算公式為： Fz =APc (3— 5) 式中 Fz—— 漲型力 A—— 塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積的總面積（ mm2） Pc— 熔體對(duì)模具型腔的平均壓力（ N） 其中不難得到 A=，查閱資料得 Pc=35Mpa。代入公式得 Fz=35N=。查資料可知型號(hào)為 XZZY2Z的注射機(jī)的鎖模力是 3500KN，因?yàn)? 3500KN=2800KN＞ 203KN。故所上面選 擇注射機(jī)的鎖模力符合要求。 13 注射壓力的校核 所謂注射機(jī)的注射壓力指的是柱塞軸向移動(dòng)時(shí)，其頭部對(duì)熔體施加的壓力。影響注射壓力的因素十分復(fù)雜，有注射機(jī)的類(lèi)型、塑料的品種、澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、表面粗糙度、模具溫度、塑件的厚度等。當(dāng)塑料的粘度較大或者塑件形狀較細(xì)薄時(shí)，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)時(shí)注射壓力應(yīng)取較大值。由于柱塞式注射機(jī)的壓力損失比螺桿式大，所以注射壓力也應(yīng)取大些。注射壓力不足時(shí)可能導(dǎo)致注射成形時(shí)熔融塑料不能充滿(mǎn)模具型腔進(jìn)而影響塑件的精度，甚至讓塑件在成形時(shí)產(chǎn)生缺陷。該設(shè)計(jì)所選的塑料材料是 ABS，由相關(guān) 資料我們可以知道 ABS 的流動(dòng)性比較好，在塑件結(jié)構(gòu)合理的情況下， ABS 所需的注射壓力為 100140Mpa 之間。由第二章得所選注射機(jī)的注射壓力為 104Mpa，所以所選的注射機(jī)滿(mǎn)足使用要求。 模具厚度的校核 注射機(jī)上有最小裝模厚度和最大裝模厚度，這個(gè)對(duì)安裝在注射機(jī)上面的模具的厚度產(chǎn)生限制作用。設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)該根據(jù)注射機(jī)的最大與最小裝模厚度控制模具的厚度，如果模具厚度超過(guò)了這個(gè)范圍，那么設(shè)計(jì)出來(lái)的模具將無(wú)法正常在注射機(jī)上安裝。查資料可知型號(hào)為 XSZY500 的注射機(jī)最小裝模厚度 150mm，最大的裝 模厚度 300mm。第三章可知模具的實(shí)際厚度 H為： H=H1+C+H2+B+A+H4+90=25+80+30+40+30+30+90=325mm 因?yàn)?300＜ 225＜ 450，所以該模具符合注射機(jī)的裝模厚度要求。 模具的長(zhǎng)度和寬度校核 模具的寬度和長(zhǎng)度校核就是計(jì)算模具的長(zhǎng)度和寬度，保證模具的長(zhǎng)度和寬度小于注射機(jī)的拉桿間距。由第二章得可以知道注射模的拉桿間距為 540 440，而模具的長(zhǎng)與寬為 300 250，所以模具的長(zhǎng)寬符合要求實(shí)際要求。 開(kāi)模行程的校核 14 注射機(jī)開(kāi)模行程應(yīng)滿(mǎn)足開(kāi) 模時(shí)塑件能順利推出的需要，所以設(shè)計(jì)時(shí)所選擇的注射機(jī)最大開(kāi)模行程必須大于開(kāi)模時(shí)塑件被推出距離 5 到 10mm。 XSZY500 型注射機(jī)的合模形式為液壓 機(jī)械式，故該注射機(jī)的其最大開(kāi)模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大