一次性注射器推筒塑料模具设计(编辑修改稿)

一次性注射器推筒塑料模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

塑件翼状结构的两侧。 设计流道时，充分考虑了流动的平衡。 浇注系统的设计 浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。 浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。 浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。 普通模具的浇注系统 由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。 浇口设计 浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。 由 PP（ 聚 丙烯）的 成型工艺性 可知：成形收缩 范围及收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强；流动性极好，易于成形；热容量大，注射成形模具必须设计能充分进行冷却回路，注意控制成形温度。 料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。 聚丙烯成形的适宜模温为 80℃左右，不可低于 50℃，否则会造成成形塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。 温度过高会产生翘曲和变形。 根据分析、 PP（ 聚 丙烯）的 成型工艺性 、产品对外观的要求、产品的形状结构特点和模具的优化，但根据 模具确定为一模四腔，采用在滑块分型面上的点浇口，位置在塑件翼状结构的两侧。 设计流道时，充分 考虑了流动的平衡。 在滑块盖板上设计有拉料机构，开模时，流道凝料会从浇口套和定模板中被拉出，待滑块开模后自动落下。 浇口的确定 主流道的设计 注意事项： 1．定位圈须沉入模胚５ｍｍ，以支承模具部分重量． 2．定位圈高出模胚１０ｍｍ，以作啤塑时模具装入注塑机定位之用． 3．定位圈直径通常作直径 ９９ .８ mm，比注塑机装置孔直径１００小０ .２ｍｍ，方便装模． 4．唧咀通常做成直径１６ mm． 5．唧咀配注塑机射咀Ｒ比射咀端部Ｒ大２ ~３ｍｍ． 主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑。 二者应严密接触以避免高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大 12mm；主流道小端直径应比喷嘴孔直径约大 ，常取Ф 48mm，视制品大小及补料要求决定。 大端直径应比分流道深度大 以上，其锥角不宜过大，一般取 1176。 ～ 2176。 定位圈和 唧咀的工程图 模具的结构形式 模具结构为双分型面注射模，如图 5 所示。 图 5 双分型面 注射模模具结构 1— 拉杆 2— 导套 3— 定模板（中间板） 4— 螺钉 5— 推件板 6— 复位杆 7— 动模板 8— 支承板 9— 推杆固定板 10— 推板 11— 垫块 12— 动模座板 13— 导柱 14— 导套 15— 导套 16— 定模做板 17— 脱出板 18— 导套 19— 导柱 20— 限位螺钉 凹模的结构设计 凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。 按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式 5 种。 总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。 镶嵌式采用组 合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂 [5]。 由于该模具结构 一般 ，又属于中小型模具，外表面又要求一般，所以凹模板采用 整体 式。 凸模的结构设计 凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。 凸模按结构分为整体式和镶 拼组合式两类。 由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体。 由于该模具结构 复杂 ， 芯子较长，为了节约成本，利于排气 ，凸模板采用镶拼式。 如图 镶拼式 五 模具成型零件的工作尺寸计算 工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。 为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。 其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面 [7]： 成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为 δs=(SmaxSmin)Ls （ ） 式中 ： δs为塑件收缩波动而引起的塑件尺寸误差（ mm）； Smax为塑料的最大收缩率（ %）； Smin 为塑料的最小收缩率（ %）； Ls 为塑件尺寸（ mm）。 一般情况下，由收缩率波动而引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以内。 模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在 IT7～ IT8 级之间，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。 零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损，对于中 小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的 1/6，而大型零件，应在 1/6 之下。 模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。 模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。 综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。 由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。 通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。 其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，公式如以下 [7]： （ 1）凹模的內形尺寸： L凹 =[L塑 (1+k)(3/4)Δ ] 3 （ ） 式中 ： L凹 为 型腔內形尺寸 (mm)； L塑为塑件外径基本尺寸 (mm),即塑件的实际外形尺寸； K为塑料平均收缩率 (%)，此处取 %； Δs 为塑件公差， 查表知 PVC 塑件 精度等级取 5 级； 塑件基本尺寸 在10~14mm 范围内取。 在 14~18mm 公差取 ；塑件基本尺寸在 65~80范围内其公差取 ；在 80~100mm 范围内公差取 ；。 所以型腔尺寸如下： L1=[17 (1+)(3/4) ]  =  L2=[12 (1+)(3/4) ]  =  型腔深度的尺寸计算： h凹 =[h塑(1+k)(3/4)Δ ] 3 （ ） 式中 ： h凹凸模 /型芯高度尺寸 (mm)； h塑为塑件內形深度基本尺寸 (mm),即塑件的实际內形深度尺寸； Δs 、 K 含义如（ 1）式中。 H1=[ (1+)(3/4) ]  =  2）凸模的外形尺寸计算： L凹 =[L塑 (1+k)+(3/4) Δ ] 3 （ ） 式中 ： L凹凸模 /型芯外形尺寸 (mm)； L塑为塑件內形基本尺寸 (mm),即塑件的实际內形尺寸； Δs 、 k 含义如（ 1）式中。 所以型芯的尺寸如下： L1=[（ 1+） +（ 3/4） ]  = 型芯的深度尺寸计算： h凹 =[h塑(1+k)+ (2/3)Δ ] 3 （ ） 式中 ： h凹 为凸模 /型芯高度尺寸 (mm)； h塑为塑件內形深度基本尺寸 (mm),即塑件的实际內形深度尺寸； Δs 、 k 含义如（ 1）式中。 三个型芯的高度分别为： H1=[（ 1+） +（ 2/3） ]  = 六、排气系统的设计 从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。 即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体 [7]。 排气系统的设计相当重要。 排气不良的危 害 ① 增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满； ② 在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低； ③ 滞留气体时塑件产生质量缺陷； ④ 型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解； ⑤ 由于排气不良，降低了充模速度。 排气系统的设计方法 ① 利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关； ② 对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气； ③ 利用顶杆与孔的配合间隙排气； ④ 利用球状合金颗粒烧结块渗导排气； ⑤ 在熔合缝位置开设冷料穴 本模具可以利用配合间隙排气，通常中小型 模具的简单型腔，可利用推杆、 活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，这里不再单独设计排气槽。 七、 导向与脱模机构的设计 导向机构的作用和设计原则 导向机构的作用 导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。 其具体作用有： a、定位作用 b、导向作用 c、承载作用 d、保持运动平稳作用 e、锥面定位机构作用 导向机构的设计原则 a、 导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有 足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形； b、 导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度； c、 导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度要求； d、 导柱和导套应有足够的耐磨性； e、 为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这就要根据具体情况而定。 导柱、导套的设计 导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用 H7/h6 级配合 [8]。 导柱的结构形式有两种：一种为单节 式导柱，另一种为台阶式导柱。 小型模具采用单节式导柱，大型模具采用台阶式导柱 [8]。 在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦 ,故导柱采用加油槽的阶梯式导柱 根据国家标准选用直径为 30mm 长度为 370mm 的导柱。 其示意图如下： 图 导柱 导套的设计 由于导柱已选定，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套其直径为30mm， 长 度分别为 35 80 100 其 示意图如下 [8]： 图 导套 导向孔的总体布局 导向零件应 合理地均匀分布在模具的 四 周围或靠近边缘的部位，其中心距模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。 根据手册推荐值选定的导柱分布情况如下图所示： 图 导向孔总体布局 脱模 推出 机构的确定 本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推块 或活动镶块等脱模机构。 该机构是最常用的顶出方式。 即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。 基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推杆顶出形式 [9]。 杆横截面直径的确定。