农作物育苗容器模具结构的设计

周志博，胡绍纲

（1.江西工业职业技术学院，江西 南昌 330000；2.华东交通大学 理工学院，江西 南昌 330100）

1 农作物育苗容器的结构特性分析

农作物育苗容器容器模具的结构及尺寸见图1，由于该尺寸及结构相对比较简单，则采用MT5的精度。该塑件的壁厚均为2 mm。为了使该塑件受力均匀，采用圆角过渡结构。此设计采用ABS 材料，其是乙烯、丁二烯、丙烯腈3 种单位的三元共聚物，综合了三者的共同特性。此材料是一种白色带点黄的物质，密度一般为1.05 g/cm³，是一种非常常用的原材料，加工的各种性能相对于其他原材料更好。该材料收缩率较低，一般为0.3%～0.8%，价格也比较低，其表面具有一定的硬度，而且耐热和耐腐蚀，是综合性能性能良好的可降解环保材料。

2 分型面的选择

由于该育苗容器的结构相对比较简单，且为了满足大批量生产的需求，采用一模四腔的结构，分型面选择塑件的下端面。在具体的分型面工艺制作中，应围绕CAD三维建模的技术功能，选用二维平面出图后，再进行三维建模结构设计，通过反复多次地调整和参数修正，确保分型面与育苗容器的主体能够实现完全契合，适应不同类型、大小和体积农作物种子的育苗需求。

3 注塑机的选择

根据计算育苗容器体积为7.9 cm³，质量为8.3 g，由于本次设计采用的是ABS材料，其密度为1.05 g/cm³，因此，通过有关公式计算可知浇注系统凝料体积为54.4 cm³。根据其凝料体积可选择XS-ZY-125型注射机。

4 浇注系统的设计

根据查阅XS-ZY-125型注射机有关参数，喷嘴的直径为4 mm，喷嘴的外球面半径为12 mm，主流道的长度由定模板及定模座板所决定，设计取100 mm。主流道小端直径取5 mm，大端直径经过有关计算取8.5 mm，主流道球面直径可设为14 mm。分流道的长度应选择适中，即可取80 mm。

5 成型零件的计算

成型零件中主要包括凹模和凸模，主要计算径向尺寸和深度尺寸，通过有关公式计算结果如下，其收缩率为0.3%～0.8%，材料ABS的平均收缩率为ˉS=0.5%。下列4个公式分别为型腔和型芯的径向和深度公式，

型腔径向尺寸公式：

型腔深度尺寸公式：

型芯径向尺寸公式：

型芯深度尺寸公式：

式中：x——修正系数，Δ——外表面径向基本尺寸公差，δ——模具制造公差。

成型零件尺寸计算见表1。

表1 成型零件尺寸计算表Tab.1 The dimension calculation of formed parts

6 导向机构及其支撑零件的设计

由于该塑件为薄壁件，通过计算其脱模力为FC为1 155.53 N。由于此设计为一模四腔，塑件较小，则可利用单根推杆将一个塑件推出，因此，此设计需要4根推杆来做推出机构且每根推杆的直径为8 mm。

导向机构一般采用导柱导向机构，其主要零件为导柱和导套。由于该模具结构比较简单，可直接采用带头导柱，其结构简单适合小型模具生产，且直接与导向孔配合。导柱表面粗糙度为0.8 μm，导柱固定部分与模板之间采用H7/m6 的过渡配合。导套结构采用直导套的形式，加工方便，可用于简单的模具。导套固定部分表面粗糙度一般为0.8 μm。

由上可知导向机构可采用带头导柱和直导套相互配合的形式，且其配合精度采用H7/f7。

7 模架的选择

模架为注射模的框体，它可以将导柱导套、定模以及其座板、垫块等组合起来，构成一个运转体系，起到保护和固定作用。模架选择应该选择稍微大一些，可采用直浇口C 型模具，需采用250 mm×250 mm的模架。

8 冷却系统设计及排气系统设计

由于根据塑件的形状及尺寸，还有型腔分布等多方面因素的影响，冷却管道采用直径为8 mm，并设置2 根管道冷却效果有所提升。则其冷却系统的设计见图2。

图2 冷却系统示意图Fig.2 The schematic diagram of cooling system

当塑料熔体注入型腔时，若型腔内部还存在各种气体，从而会导致塑件的表面形成气泡和凹陷等缺陷。因此排气系统的设计尤其重要，对于本次设计的模具简单，可利用推杆与模板的配合间隙进行排气，对于其他的排气方式，该方式简单且效果更为明显。

9 相关参数的验证及校核

通过塑件的尺寸，根据注塑机的额定注塑量、注射压力和锁模力等数据的计算，该几个数据小于其性能参数，符合其设计要求。

10 结语

通过CAD三维建模设计和工艺描述，详细阐述了育苗容器的结构特征和材料特性，为标准化大批量生产提供了设计依据。随着三维建模和材料学技术的不断发展，越来越多的环保型和高质量农作物育苗容器被研发出来，对提升农作物育苗效率、成功率和工艺水平产生积极的效果。