周志博，張亞楠

（1 江西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，330000；2 華東交通大學(xué) 理工學(xué)院，330100：江西南昌）

1 制件特性分析

塑料育苗容器尺寸結(jié)構(gòu)如圖1 所示，尺寸精度為MT5，壁厚基本均勻一致，結(jié)構(gòu)多處采用圓角過渡結(jié)構(gòu)，一方面使得塑料育苗容器制件的外形輪廓看起來更加流暢美觀，另一方面，所對應(yīng)的模具成型部分也呈圓角狀，這樣一來，模具的牢固程度大大提高，也進(jìn)一步防止該模具在工作中因應(yīng)力集中出現(xiàn)裂紋。塑料原材料可選用聚丙烯(PP),為熱塑性塑料，其外觀為白色蠟狀固體，密度很小（0.9～0.91 g/cm3）,價(jià)格便宜成本低，加工工藝性能也普遍良好，幾乎適用于任何塑料成型加工工藝，且一次便能成型，易加工，易生產(chǎn)，且其吸水率非常低，使用該原料在加工之前無需進(jìn)行干燥處理。但需要注意的是，聚丙烯的成型收縮率較大，為1%～2.5%，在之后的計(jì)算成型零件的尺寸時(shí)要充分考慮到這一點(diǎn)。此外，聚丙烯制品還擁有良好的耐腐蝕性和抗彎曲疲勞性。

圖1 塑料育苗容器尺寸結(jié)構(gòu)圖

2 塑料育苗容器模具設(shè)計(jì)

（1）型腔布局及分型面選擇。為了提高生產(chǎn)效率，鑒于塑料育苗容器體積相對較小，確定為一模兩腔結(jié)構(gòu)。取塑料育苗容器碗口上表面為該塑件的分型面。

（2）初選注射機(jī)。使用Solidworks 軟件繪制塑料育苗容器三維結(jié)構(gòu)圖，分析其質(zhì)量屬性及根據(jù)注射經(jīng)驗(yàn)，按塑件體積的3/10 來估算澆注系統(tǒng)凝料體積。

因此，選用XS-ZY-500 臥式注射機(jī)。

（3）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀及使用要求，本次設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，澆口設(shè)置于塑料育苗容器碗底，不僅便于充模，且位置較為隱蔽，不影響產(chǎn)品的美觀。

主流道采用球半徑為19 mm 的球面，小端直徑取5.5 mm，大端直徑由5°圓錐角自然形成，并在主流道底部推料板上開設(shè)冷料穴。采用平衡式半圓形截面分流道，直徑取6 mm。點(diǎn)澆口直徑d=1.4 mm，圓錐形小端圓角半徑為1 mm，錐角取12°。

（4）排氣方式的確定。該模具采用各個(gè)零部件之間的配合間隙及分型面處自然排氣。一般情況下，在成型的塑料制件上沒有出現(xiàn)氣泡、凹下及外形輪廓不完整等表面缺陷，則可認(rèn)定排氣完全。

（5）成型零件的結(jié)構(gòu)及計(jì)算。本次模具采取組合式凹、凸模結(jié)構(gòu)，不僅簡化了型芯、型腔在制造時(shí)的機(jī)加工工序，也便于修模及間隙排氣，更節(jié)約了昂貴的金屬材料。凸模通過臺肩式嵌入動(dòng)模板，凹模經(jīng)4 顆M10的內(nèi)六角圓柱體螺釘固定于定模板上。材料的平均收縮率取2.5%和1%的平均值1.75%。

型腔徑向尺寸公式如下：

型腔深度尺寸計(jì)算公式如下：

型芯徑向尺寸計(jì)算公式如下：

型芯高度尺寸計(jì)算公式如下：

將尺寸代入塑件公差尺寸數(shù)值表，得到對應(yīng)的Δ，代入上述對應(yīng)公式，結(jié)果如表1 所示。

表1 成型塑件尺寸計(jì)算表

（6）合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是定位、導(dǎo)向。選用標(biāo)準(zhǔn)帶頭導(dǎo)柱及帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra 取0.8 μm，導(dǎo)向部分的表面粗糙度Ra 取0.8～0.4 μm，導(dǎo)柱固定部分與模板之間的配合采用H7/k6 的過渡配合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合精度采用H7/f7，導(dǎo)套固定部分的粗糙度Ra 取0.8 μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra 為0.4 μm，導(dǎo)套采用H7/m6 過渡配合嵌入模板。

（7）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該塑件是內(nèi)腔為球面的規(guī)則薄壁塑件，不適用于推件桿推出，故本次設(shè)計(jì)采用推件板推出。在推件板推出機(jī)構(gòu)中，為了防止推件板與型芯兩者之間發(fā)生擦傷、磨花和卡死等現(xiàn)象，推件板內(nèi)孔應(yīng)比型芯成型部分大0.2～0.3 mm，并用3°～10°錐面配合。

（8）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中采用Φ8 mm 的水管，采用循環(huán)式水冷，在模具的凹模中設(shè)置兩條水道來使塑件溫度降低，如圖2 所示。

圖2 冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（9）模架的確定。查GB/T1255—2006 塑料注射模架標(biāo)準(zhǔn)。由于此模具采取點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，第一步可確認(rèn)應(yīng)采用三板雙分型面注射模，接下來，根據(jù)計(jì)算的成型零件尺寸，選用350 mm×500 mm 點(diǎn)澆口標(biāo)準(zhǔn)模架。

（10）相關(guān)參數(shù)的校核。計(jì)算模具整體的平面、高度尺寸及模具的開模行程，核驗(yàn)滿足注塑機(jī)拉桿空間及開模行程范圍要求即可。之后，計(jì)算注射機(jī)的注射壓力、額定注射量及鎖模力，確定滿足需求。