050-鋼卷尺注塑模具設(shè)計(jì)【模具三維】,模具三維,050,卷尺,注塑,模具設(shè)計(jì),模具,三維 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告 題目：鋼卷尺上蓋注塑模具設(shè)計(jì) 一.設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r： 1.1 經(jīng)過網(wǎng)上多次查找了外文文獻(xiàn)并完成了外文翻譯； 1.2方案的設(shè)計(jì)： 1.2.1注射模抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)： 由于卷尺上蓋側(cè)壁上存在與開模方向不一致的側(cè)孔，如圖所示，所以要設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu)讓塑件在開模時(shí)順利被推出，由于需要成型的結(jié)構(gòu)在外部所以選擇最常用的斜導(dǎo)柱加滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 1.2.2澆口的選擇： 由于該塑件是上蓋，外表面要求光滑，表面精度要求較高，再根據(jù)老師的要求，在這里采用點(diǎn)澆口。如圖所示 1.2.3分型面的選擇 以下原則進(jìn)行分型面的選擇原則：（1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。避免 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2）分型面應(yīng)便于塑件的脫模。（3）分型面得選擇應(yīng)有利于側(cè)向分型和抽芯。（4）分型面得選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量。（5）分型面得選擇應(yīng)有利于防止溢料。 (6）分型面的選擇應(yīng)該有利于排氣。（7）分型面的選擇應(yīng)盡量使成型零件易于加工。 根據(jù)選擇分型面位置的基本原則是應(yīng)將分型面開設(shè)在塑件斷面輪廓最大部位，以便順利脫模。分析該塑件分型面，由于該塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形輪廓很簡(jiǎn)單，所以很明顯可以找出該塑件的分型面，就是該塑件的下表面。如圖所示 1.2.4型腔數(shù)目的確定： 由于每個(gè)塑件有只有一個(gè)側(cè)孔，對(duì)于初學(xué)者來說，在上述內(nèi)容中已經(jīng)采取點(diǎn)澆口，采用一模兩腔即可。但是塑件形狀決定，如果采用一模兩腔，型芯型腔加工起來不太經(jīng)濟(jì)，最終決定采用點(diǎn)澆口常用的“X”布置形式，型腔分布如圖所示 1.3 塑件材料的選擇與分析： 1.3.1材料選擇 塑件材料ABS，密度1.05G/CM3。 1.3.2基本性能： ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一，是一種良好的熱塑性塑料。ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060度，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080度。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 1.4 注射模結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)： 根據(jù)模架的分類，選擇三板模模架，三板模模架由定模部分和動(dòng)模部分組成，定模部分包括推料板和定模板；動(dòng)模部分包括推板、動(dòng)模板、托板、支撐件方鐵、底板及推桿固定板和推桿底板等。 1.5 塑件體積和澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 通過Pro/E建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得塑件體積： 澆注系統(tǒng)凝料體積在沒有設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的情況下是無法確定的，所以需借住經(jīng)驗(yàn)公式來估算，在這里澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來計(jì)算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積： 1.6 選擇注塑機(jī) 注射機(jī)的最大注射量應(yīng)大于制品的重量或體積(包括流道及澆口凝料飛邊)，通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好是注射機(jī)的最大注射量的80％，所以選用的注射機(jī)最大注射量應(yīng)為，所以。根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果，查找國產(chǎn)注射成型機(jī)，初選注塑機(jī)型號(hào)HTF86/TJ臥室注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見下表 表1 注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 注射裝置 數(shù)值 理論注射量： 131cm3 螺桿直徑： 34mm 注射壓力： 206MPa 合模力： 860KN 模板最大行程： 310mm 模具最大厚度： 400mm 模具最小厚度： 150mm 定位孔直徑： 100mm 噴嘴球頭半徑： 12mm 注射方式： 螺桿式 拉桿內(nèi)間距： 400mmx400mm 二．存在的問題及解決措施： 2.1存在的問題： 開模行程的計(jì)算，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，斜推桿傾斜角的確定，排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 2.2解決措施： 查閱相關(guān)資料，向同學(xué)及老師請(qǐng)教。 三．后期工作安排： 3.1查閱模具設(shè)計(jì)相關(guān)資料并詳細(xì)計(jì)算 3月16日-3月22日 3.2修改裝配圖 3月23日-3月29日 3.3完成零件圖和三維模型 3月30日-4月19日 3.4優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和分析 4月20日-4月27日 3.5整理修改各圖及編寫論文 4月28日-5月5日 3.6畢業(yè)答辯 5月10日 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 5 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目:鋼卷尺上蓋注塑模具設(shè)計(jì) II 主要符號(hào)表 T 成形周期 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 M 注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h） M 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3） M 單個(gè)制品的質(zhì)量和體積（g或cm3） F 注射機(jī)的額定鎖模力（N） A 單個(gè)制品在模具分型面上的投影面積（mm2） A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2） P 塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)壓力 S 注射機(jī)最大開模行程（mm） H 推出距離（脫模距離）（mm） H 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm） Q 抽拔力（N） A 側(cè)型芯被包緊的截面周長（cm） H 成型部分深度（cm） Q 單位面積積壓力 μ 摩擦系數(shù) A 脫模斜度 1 緒論 1.1 概述 塑料模具的設(shè)計(jì)和制造水平反映了機(jī)械設(shè)計(jì)和加工的水平，模具的設(shè)計(jì)已應(yīng)用了當(dāng)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段。CAD、CAM、CAE的逐漸廣泛應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)效率大大提高，快速成型技術(shù)的應(yīng)用以及現(xiàn)代加工技術(shù)的使用如高精度加工中心、特種加工技術(shù)的大量使用是模具的制造精度越來越高，加工周期越來越短。各行各業(yè)對(duì)模具的需求量與日俱增，我國的模具行業(yè)蒸蒸日上，正需要大量的模具設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)人才。本課題為中等以上難度的塑料模具設(shè)計(jì)，從模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，各種參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，材料的選擇與處理，零件的加工工藝方案的制定，三維造型等均得到鍛煉。 1.2 國內(nèi)、外塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀 近年來我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占30%左右。當(dāng)前，國內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。專家預(yù)測(cè)，在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例將逐漸提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具;精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚 41 壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 1.3 塑料模具發(fā)展走勢(shì) 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM/CAE技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度； CAD/CAM/CAE軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。在將來模具標(biāo)準(zhǔn)件將成為共享資源。 2 塑件的工藝性分析 塑件 鋼卷尺上蓋，三維圖如圖2.1所示：生產(chǎn)批量:中小批量 ；材料:ABS；未注公差按MT5級(jí)精度 。 圖2.1 塑件三維圖 塑件的工藝性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面質(zhì)量和塑件的工藝性分析，其具體分析如下: 2.1 塑件的原材料分析 該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿和酸類對(duì)ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。 2.2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1) 從圖紙上分析，該塑件的外形為由上蓋和下蓋組合，壁厚比較均勻，平均壁厚為2mm，且符合最小壁厚要求。 2) 塑件型腔較大，只有一個(gè)孔Ф7㎜，孔均符合最小孔徑要求。 3) 在上蓋內(nèi)側(cè)壁有一條凸槽起扣緊下蓋的作用，因此成型后塑件不易取出，需要考慮內(nèi)側(cè)抽裝置。 2.3 塑件的尺寸精度分析 該塑件的未注公差按MT5級(jí)公差要求。 2.4 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件為鋼卷尺上蓋，對(duì)其表面質(zhì)量沒有什么高的要求，粗糙度可取Ra3.2um, 塑件內(nèi)部也不需要較高的表面粗糙度要求，所以內(nèi)外表面的粗糙度都取Ra3.2um。 結(jié)論:該塑件可采用注射成型加工，且加工性能較好，但成型以后需要設(shè)置內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)才能將塑件順利脫出。 3 注射機(jī)的選擇 3.1塑件體積及質(zhì)量估算 通過Pro/E建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得塑件體積： 因?yàn)锳BS的平均密度為p=1.05g/cm3，故： M=PV M=11×1.05=12.1g 澆注系統(tǒng)凝料體積在沒有設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的情況下是無法確定的，所以需借住經(jīng)驗(yàn)公式來估算，在這里澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來計(jì)算，在中期報(bào)告中已經(jīng)確定本次設(shè)計(jì)采用一模四腔，具體原因會(huì)在下面中敘述，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積： 3.2 選擇注塑機(jī)型號(hào) 注射機(jī)的最大注射量應(yīng)大于制品的重量或體積(包括流道及澆口凝料飛邊)，通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好是注射機(jī)的最大注射量的80％，所以選用的注射機(jī)最大注射量應(yīng)為，所以。根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果，查找國產(chǎn)注射成型機(jī)，初選注塑機(jī)型號(hào)HTF86/TJ臥室注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見下表 表1 注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 注射裝置 數(shù)值 理論射量： 131cm3 螺桿直徑： 34mm 注射壓力： 206MPa 合模力： 860KN 模板最大行程： 310mm 模具最大厚度： 400mm 模具最小厚度： 150mm 定位孔直徑： 100mm 噴嘴球頭半徑： 12mm 注射方式： 螺桿式 拉桿內(nèi)間距： 400mmx400mm 4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括: 分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定、推件方式、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 4.1分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計(jì)原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺(tái)作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在開合模方向。 綜合考慮以上的設(shè)計(jì)原則并結(jié)合該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和質(zhì)量要求，應(yīng)采用塑件外形最大輪廓處作為分形面。所選分型面如圖4.1所示； 圖4.1 分型面的選擇 4.2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 由于該塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是每個(gè)塑件僅有一處側(cè)抽芯，之前選用的側(cè)澆口但是被老師否決了，老師要求采用點(diǎn)交口，決定采用點(diǎn)交口常見的“X”形布置形式，采用一模四腔成型，這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。 型腔布局形式 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注塑機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送管道。它具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性影響。澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利地充滿到型腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。因此要求充模過程快而有序，壓力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離或切除。澆注系統(tǒng)一般由四部分組成。 (1)主流道 指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道。它是塑料熔體首先經(jīng)過的通道，且與注塑機(jī)噴嘴在同一軸線。 (2)分流道 指主流道末端至澆口的整個(gè)通道。分流道的功能是使熔體過渡和轉(zhuǎn)向。單型腔模具中分流道是為了縮短流程。多型腔注射模中分流道中為了分配物料，通常由一級(jí)分流道和二級(jí)分流道，甚至多級(jí)分流道組成。 (3)澆口 指分流道末端與模腔入口之間狹窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內(nèi)，并有序的填滿型腔，且對(duì)補(bǔ)縮具有控制作用。 (4)冷料井 通常設(shè)置在主流道和分流道轉(zhuǎn)彎處的末端。其功用為“捕捉”和貯存熔料前鋒的冷料。冷料井也經(jīng)常起拉勾凝料的作用。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則： (1)澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置； (2)盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時(shí)間； (3)澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇形流動(dòng)，并有利排氣和補(bǔ)縮； (4)避免高壓熔體對(duì)型芯很讓和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移； (5)澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷； (6)熔合縫位置需合理安排，必要時(shí)配置冷料井或溢料槽； (7)盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量； (8)澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口須有IT8以上精度。 4.3.1主流道設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。根據(jù)模具手冊(cè)查得HTF86/TJ臥室注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴球半徑:R =12mm，噴嘴孔直徑:d =3.5mm。 a. 主流道尺寸 主流道通常設(shè)計(jì)在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角a為2~6°小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm?，F(xiàn)取錐角a=60，小端直徑比噴嘴直徑大1㎜。澆口套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度50～55HRC。由于小端的前面是球面，其深度為3~5mm(現(xiàn)取為3mm)，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2mm。澆口套與模板間配合采用H7/m6的過渡配合。 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端尺寸為Ф5mm。 b. 主流道澆口套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道澆口套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。常用澆口套分為澆口套、定位圈整體式和澆口套與定位圈單獨(dú)分開兩種，本設(shè)計(jì)采用澆口套與定位圈單獨(dú)分開，澆口套如4.2所示，定位圈如圖4.3所示： 圖4.2 澆口套 圖4.3 定位圈 c. 主流道澆口套的固定 因?yàn)椴捎玫臑榉珠_式，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外徑為Φ100mm，內(nèi)徑Φ35mm。具體固定形式采用2顆M5×20L螺釘固定。 4.3.2分流道的設(shè)計(jì) 主流道與澆口之間的通道稱為分流道。直澆道模具可以省去分澆道，但在多型腔模具中分澆道是必不可少的。 a.分流道的布置形式 為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同事還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道[15]。如圖所示。 b.流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、正方形、梯形、U形、半圓形和正六角等。澆道的截面積越大，壓力的損失越?。粷驳赖谋砻娣e越小，熱量的損失越小。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計(jì)越合理。 圖4.4 不同截面的分流道的效率 c. 分流道截面形狀與尺寸 由于本模具選擇梯形截面，所以本模具梯形截面上底寬度D＝6mm，這也符合加工刀具選擇，選擇圓角半徑R =1mm[16]，由表4.1知梯形高度H＝2D/3＝4mm，梯形斜邊與豎直方向夾角在5~10°，即可確定下底邊寬度為d＝4.5mm。分流道截面如圖4.5。 4.3.4澆口設(shè)計(jì) 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 澆口是連接分流道和型腔的一段細(xì)短澆道，它的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。 (1) 澆口的尺寸及類型 澆口的截面積一般取分流道截面積的3%～6%，澆口的長度約1～1.5mm，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小值，試模時(shí)逐步修正。澆口的形狀有矩形（厚度和寬度比為1：3）、圓形、梯形和U形。澆口的類型有直接口、側(cè)澆口、平縫式澆口、扇形澆口、點(diǎn)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、潛伏式澆口和護(hù)耳澆口等。 本模具采用的點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口全稱針點(diǎn)式澆口，是典型的限制型澆口。具有如下優(yōu)點(diǎn)： ①可大大提高塑料熔體剪切速率，表現(xiàn)粘度江都明顯，致使充模容易。 ②熔體經(jīng)過點(diǎn)澆口時(shí)因高速摩擦生熱，熔體溫度升高，黏度再次下降，致使流動(dòng)性再次提高。 ③能正確控制補(bǔ)料時(shí)間，無倒流之慮；有效降低塑件特別是澆口附件的殘余應(yīng)力，提高了制品質(zhì)量。 ④能縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。 ⑤有利澆口與制品的自動(dòng)分離，便于實(shí)現(xiàn)塑件生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。 ⑥澆口痕跡小，容易修整。 ⑦在多型腔模中，容易實(shí)現(xiàn)各型腔均衡進(jìn)料，改善了塑件質(zhì)量。 ⑧能較自由地選擇澆口位置。 點(diǎn)澆口的缺點(diǎn)有： 必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu)； 不適合高粘度和對(duì)剪切速率不敏感的塑料熔體； 不適合厚壁塑料成型； 本次設(shè)計(jì)點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)如圖4.5所示。 圖4.5 點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)形式 圖中主要尺寸為：澆口直徑d=0.5～1.5mm，l=0.5～2mm， H=3， ，R=1.5～3，r=0.2～0.5。 (2) 澆口的位置 澆口的位置對(duì)塑件的質(zhì)量有極大的影響，澆口的位置選擇時(shí)應(yīng)遵循如下原則： ①澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動(dòng)，型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷； ②澆口的設(shè)置應(yīng)避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕，影響塑件的外觀； ③澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置； ④澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排出型腔中的氣體的位置； ⑤澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位； ⑥模具的型芯細(xì)小時(shí)，澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯，以免型芯被沖擊變形。 ⑦澆口不要設(shè)置在塑件使用中的承受彎曲載荷和沖擊載荷的部位。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，進(jìn)澆點(diǎn)如圖4.6所示。 圖4.6 澆口在塑件上的位置 4.4 型芯、型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及尺寸 型芯、型腔采用整體式或整體嵌入式結(jié)構(gòu)。 整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模，其特點(diǎn)是牢固，不易變形，有較高的強(qiáng)度和剛度，成型的塑件表面不會(huì)有模具接縫痕跡。當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單時(shí)，制作整體式凹模比較容易，塑件形狀復(fù)雜時(shí)，整體式凹模的加工工藝性較差，需要采用電火花、電鑄等特殊加工手段，制作周期較長且費(fèi)用較高，零件尺寸較大時(shí)加工和熱處理都較困難，消耗貴重模具鋼多。整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡(jiǎn)單的中小型塑件。 整體嵌入式型腔是將凹模做為整體式，再嵌入模具的模板內(nèi)，它在單腔和多腔模具中均可應(yīng)用。這種凹模結(jié)構(gòu)的好處是: a. 加工單個(gè)型腔的凹模方便，同時(shí)零件的熱處理變形比在一塊材料上制作多個(gè)型腔的小。 b. 節(jié)省貴重鋼材。根據(jù)工作性質(zhì)，凹模和固定板分別采用不同的材料制作。 c. 易于維修更換。采取鑲嵌式安裝形式便于更換失效了的凹模，兒不影響生產(chǎn)進(jìn)。 d. 各型腔凹模單獨(dú)加工利于縮短制模周期。 4.4.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔是成型塑件外表面的成型零件。分析產(chǎn)品，其外部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，考慮各方面因素，采用整體嵌入式型腔，它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強(qiáng)度與剛度，使用可靠且置換方便。用4顆M6螺釘固定于定模板，如圖4.7所示： 圖4.7 型腔 4.4.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯和鑲件都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。分析產(chǎn)品，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中中間的一處結(jié)構(gòu)需要，如圖箭頭所指方向，由于凹處成型較深無法通過整體式型芯直接成型，采用鑲拼式型腔，用4顆M6螺釘將型芯固定于動(dòng)模板上，如圖4.8所示： 圖4.8 型芯 型芯鑲件 4.4.3型腔和型芯工作尺寸計(jì)算 成型零部件工作尺寸計(jì)算方法有平均值法和公差帶法兩種。對(duì)于塑件尺寸和成零部件的尺寸偏差統(tǒng)一按入體原則標(biāo)注，對(duì)于中心距尺寸則采用雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注.?分清了各部分尺寸的分類后，即可在趨于增的尺寸上減小一個(gè)1/2Δ，而在趨于縮小的尺寸上加上一個(gè)1/2Δ，其中Δ為塑件公差。但是由于成型零件脫模過程中與塑件的移動(dòng)摩擦而產(chǎn)生磨損，彌補(bǔ)又因?yàn)槌尚土慵课坏牟煌?，受磨損的程度也不同，所以成型零件的徑向尺寸，受磨損較大取最大值，即1/4Δ；而成型零件的高度尺寸相對(duì)磨損較小取最小值，即1/6Δ。 該塑件的成型尺寸計(jì)算均按平均值法技術(shù)。查有關(guān)手冊(cè)得ABS的收縮率為S=0.5%.塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為： 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 型腔徑向尺寸 已知在規(guī)定條件下的平均收縮率S，塑件的基本尺寸 D0是最大的尺寸，其公差△為負(fù)偏差，因此塑件平均尺寸為D0-△，模具型腔的基本尺寸D是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為D+δz/2。型腔的平均磨損量為δc/2，如以D +Z表示型腔尺寸, ABS平均收縮率S=0.5%. D+δz/2+δc/2=( D0-△/2)+( D0-△/2)S 經(jīng)整理最終公式為：D+δz=[(1+S) D0-(0.5～0.75)△]0+δz (5.1) a.型腔計(jì)算 （1） 型腔的徑向尺寸??? 式中D—型腔的最小基本尺寸；?D0—塑件的最大基本尺寸； =2.2mm =3.81mm =7.83mm =4.818mm =11.35mm =22.9mm =29.94mm (2)型腔深度計(jì)算 式中H m — 型腔深度的最小基本尺寸； Hs— 塑件的最大基本尺寸。 =70.25mm =4.42mm =7.43mm =9.45mm =34.57mm b.型芯計(jì)算 (1) 型芯的徑向尺寸? 式中??d—型芯的最大基本尺寸；?d0—塑件的最小基本尺寸。 =3.63mm =7.15mm =1.117mm =5.14mm =18.2mm =24.23mm (2)型芯高度計(jì)算 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。? =4.63mm =3.13mm =14.17mm =47.33mm 4.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須從模具的型腔及型芯中被脫出，這一完成塑件脫出的機(jī)構(gòu)成為脫模機(jī)構(gòu)。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： (1)塑件滯留于動(dòng)模，模具開啟后應(yīng)以使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動(dòng)模上，以便模具脫模裝置在注射機(jī)頂桿的驅(qū)動(dòng)下完成脫模動(dòng)作。 (2)保證塑件不變形損壞，這是脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)達(dá)到的基本要求。首先要正確分析塑件對(duì)型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針對(duì)性地選擇何時(shí)的脫模方法和脫模位置，使頂出中心和脫模阻力中心相重合。型芯由于塑件收縮時(shí)對(duì)其包緊力最大，因此頂出的作用應(yīng)該竟可能地靠近型芯，頂出力應(yīng)該作用于塑件剛度、強(qiáng)度最大的部位，作用面盡可能大一些。影響脫模力大小的因素很多，當(dāng)材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復(fù)雜，脫模斜度小以及型腔（型芯）粗糙度高時(shí)，脫模阻力就會(huì)增大，反之則小。 (3)力求良好的塑件外觀，頂出塑件的位置應(yīng)該盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)ν庥^影響不大的部位，在采用頂桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問題。 脫模機(jī)構(gòu)由以下幾個(gè)零件組成，頂桿直接作用于塑料，將塑料從型腔或型芯上脫出，頂桿需要固定，因此設(shè)在固定板上，通過頂出板與固定板聯(lián)接，將頂桿平穩(wěn)固定，注射機(jī)的液壓頂出或機(jī)械頂出桿作用于頂出板上，使頂桿完成頂出動(dòng)作。當(dāng)頂桿細(xì)小或頂出距離過長時(shí)要使頂出過程平穩(wěn)，就要在頂出系統(tǒng)中增加導(dǎo)柱和導(dǎo)套，頂出后頂桿應(yīng)先于型腔或型芯復(fù)位，通過復(fù)位桿時(shí)下。在頂出系統(tǒng)中有一拉料桿，其作用是將澆注系統(tǒng)的冷料拉至動(dòng)模上并在卸料過程中隨塑件同時(shí)被頂出。擋銷的作用是在頂出板與動(dòng)模板之間留有間隙，防止肥料及雜物落入，影響了頂出系統(tǒng)回程，同時(shí)可調(diào)節(jié)頂桿的位置及頂出距離。 頂桿脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： (1)頂出的頂出位置應(yīng)該設(shè)在脫模阻力大的部位。蓋、箱類塑件阻力最大的地方是側(cè)面，在端面均勻設(shè)置頂桿是最理想的。 (2)頂桿不設(shè)置在塑件薄壁處，一面塑件變形破損，當(dāng)結(jié)構(gòu)特殊需要時(shí)，應(yīng)該增大頂出面積使塑件受力得以改善，可采用頂出盤頂出。 (3)頂桿直徑不宜過小，有足夠的剛度，而且應(yīng)以盡可能大的面積與塑件接觸，當(dāng)直徑小于3時(shí)應(yīng)該采用階梯頂桿，以加大頂桿的剛度。 (4)頂桿與型芯或型腔板頂桿孔的配合一般為H8/h7或H7/h7，配合間隙可參考塑料不溢料間隙值，配合長度一般為頂桿直徑的（1.5～2）倍，但至少不小于15mm。 (5)若塑件上不允許有頂出痕跡，可在模具型腔外增設(shè)輔助頂出用頂出耳頂出。 (6)頂桿材料多用45鋼或T8、T10等碳素工具鋼制造，采用頭部局部淬火，淬火硬度在50HRC以上，局部淬火長度為1.5倍推出行程與配合長度之和，表面粗糙度在。 本模具采用的為推件板頂出脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過一次動(dòng)作即可頂出?？紤]到塑件結(jié)構(gòu)外形，如圖所示，所以本模具選擇推桿加推筒脫模機(jī)構(gòu)。 塑件中推筒推出的結(jié)構(gòu) 圖 推筒二維圖 圖 推筒三維圖 根據(jù)以上原則，推桿的形式采用等圓截面推桿，其尾部采用軸肩形式，推桿材料為T8A，頭部要淬火，硬度應(yīng)達(dá)到40HRC以上，滑動(dòng)配合部分表面粗糙度達(dá)到Ra0.63～1.25,頂桿的位置高在阻力大的地方。推桿與推桿孔部為滑動(dòng)配合，選H7/f6，其配合間隙兼有排氣作用，但不應(yīng)大于所用塑料的排氣間隙，以防漏料。配合長度一般與頂桿直徑的2～3倍，推桿端面構(gòu)成型腔的一部分，應(yīng)精細(xì)拋光。采用推桿比較容易使單邊間隙達(dá)到0.01—0.02mm的要求。推桿選用d=4mm，頂桿如圖4.9，頂桿分布位置4.10。 圖4.9 頂桿 圖4.10 頂桿分布位置 4.5.1復(fù)位裝置設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)將塑件脫模后，在進(jìn)行下一次成型前，除推板脫模機(jī)構(gòu)以外，必須先行回到初始位置，尤其是有側(cè)向分型的模具，頂桿與側(cè)向抽出型芯之間會(huì)相互干擾，這就更要求頂出機(jī)構(gòu)必須在閉模前回到初始狀態(tài)。常用的復(fù)位形式有：復(fù)位桿復(fù)位，頂出桿兼復(fù)位桿復(fù)位，彈簧復(fù)位。 本模具采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿的工作端面頂在動(dòng)模的固定板上，由于動(dòng)模固定板沒有熱處理，為防止在模具工作中復(fù)位桿將動(dòng)模固定板頂出凹坑，復(fù)位桿高于動(dòng)模板1mm，復(fù)位桿的另一工作面與固定頂桿的頂出固定板相連，在模具閉模時(shí)，由復(fù)位桿憂郁彈簧作用推動(dòng)頂桿固定板，帶動(dòng)頂桿回程。 4.6側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在一定時(shí)間內(nèi)使側(cè)凸、凹成型件能準(zhǔn)確地進(jìn)行脫模，并保證成型件的壁厚和變形符合要求。當(dāng)前最常用的是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，其工作原理是利用斜導(dǎo)柱等傳動(dòng)零件，把垂直的開模運(yùn)動(dòng)傳遞給側(cè)向型芯，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)而完成分型或抽芯動(dòng)作。 4.6.1抽芯距的計(jì)算 對(duì)于有側(cè)凸凹的塑件，常用斜導(dǎo)柱及斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需作以下計(jì)算： 如圖所示抽芯距指將側(cè)向型芯從成型位置抽到不妨礙塑件取出的位置所需的空間距離，即型芯移動(dòng)的最小距離。一般抽芯距等于型孔深度再加2～3mm，即： （mm） 式中，S－抽芯距 S1－型孔深度 =2+3 =5mm 4.6.2拔模力的計(jì)算 抽拔力是指制品處于脫模狀態(tài)，需要從與開模方向有一交角的方位抽出型芯所需克服的阻力。這個(gè)力的大小隨制品結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、塑料原料的物理性能及模具結(jié)構(gòu)而異。當(dāng)原材料確定時(shí)，抽拔力與模具結(jié)構(gòu)和制品形狀密切相關(guān)，因此計(jì)算抽拔力的方法與計(jì)算脫模力的方法近似。但有些情況，需對(duì)脫模力計(jì)算公式做適當(dāng)?shù)匦拚透倪M(jìn)，方可用于抽拔力的計(jì)算。 抽拔力的計(jì)算公式： Fc=Ap(μcosa-sina) （3-5） 式中：Fc——抽拔力； A——制品包絡(luò)型芯的面積約為5250mm2； P——制品對(duì)側(cè)型芯的收縮力（包緊力），其值與制品的集合形狀及制品的品種、成型工藝有關(guān)，一般取p=1X310Pa； μ——制品在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，取μ=0.2； a——側(cè)型芯的脫模斜度，取a=17°。 Fc=Ap(μcosa-sina)=5250×310×（0.951×2-0.309）≈19.3KN 4.6.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)由斜導(dǎo)柱、側(cè)滑塊、鎖緊楔及滑塊定位裝置所組成。如圖所示。 (1) 斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱主要用作驅(qū)動(dòng)側(cè)滑塊的開閉運(yùn)動(dòng)。 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 斜導(dǎo)柱頭部可做成半球或錐臺(tái)形，斜導(dǎo)柱的表面粗糙度Ra小于0.63～1.25μm。斜導(dǎo)柱與其固定板采用過渡配合H7/m6聯(lián)接。斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔之間可采用較松間隙配合(如H11/b11)，或在二者之間保留0.5～1mm以上的間隙，甚至當(dāng)分型抽芯有延時(shí)要求時(shí)，可以放大到1mm以上。 4.6.4導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊是沿著導(dǎo)滑槽移動(dòng)的，故對(duì)導(dǎo)滑槽提出如下要求： a. 滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)； b. 為了不使滑塊在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生偏斜，其滑動(dòng)部分要有足夠的長度，一般為滑塊寬度的一倍以上； c. 滑塊在完成抽拔動(dòng)作后，仍留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，其留下部分的長度不應(yīng)小于滑塊長度的2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時(shí)容易發(fā)生偏斜，甚至損壞模具； d. 滑塊與導(dǎo)滑槽間應(yīng)上、下與左、右各有一對(duì)平面呈動(dòng)配合，配合精度可選H7/g6或H7/h7，其余各面均應(yīng)留有間隙； 基于以上要求，為了節(jié)約成本，便于加工該模具才型芯固定板上直接開滑槽，用耐磨塊加以固定其結(jié)構(gòu)及與滑塊的配合如圖所示： 故斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊是沿著導(dǎo)滑槽移動(dòng)。 導(dǎo)滑槽與斜滑塊配合示意圖 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料注射模溫度調(diào)節(jié)能力的好壞，直接影響到塑件的質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率的高低，塑件在型腔內(nèi)的冷卻力求做到均勻、快速，以減少塑件的內(nèi)應(yīng)力，使塑件的生產(chǎn)做到優(yōu)質(zhì)高效率。 5.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在模具中的作用是至關(guān)重要的，尤其對(duì)厚壁塑件和平整度有要求的大型薄壁塑件來講更為重要。 5.1.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件應(yīng)滿足一下六方面的要求，即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，沖擊強(qiáng)度高，耐應(yīng)力開裂性好和表面粗糙度低。 模溫對(duì)以上各點(diǎn)的影響分述如下： (1)采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率。模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減小塑件的變形，其中均勻一直的模溫尤為重要，但是由于塑件形狀復(fù)雜，壁厚不一樣，充模順序先后不同，常出現(xiàn)冷卻不均勻的情況。為了改善這一情況，可將冷卻水先通入模溫最高的地方，在冷得快的地方通溫水，慢的地方通冷水，使模溫均勻，塑件各部分能同時(shí)凝固，這不僅提高制品質(zhì)量，也縮短了成型周期，但由于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要完全達(dá)到理想的調(diào)溫往往是困難的。 (2)對(duì)于結(jié)晶型塑料，為了使塑料尺寸穩(wěn)定，應(yīng)該提高模溫，使結(jié)晶在模具內(nèi)盡可能的達(dá)到平衡，否則塑件在存放和使用過程中由于后結(jié)晶會(huì)造成尺寸和力學(xué)性能的變化（特別是玻璃化溫度低于室溫的聚烯烴類塑件），但模溫過高對(duì)制品性能也會(huì)產(chǎn)生不好的影響。 (3)結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度還影響塑件在溶劑中的耐應(yīng)力開裂能力，結(jié)晶度越高該能力越低，故降低模溫是有利的。但是對(duì)于聚碳酸酯一類的高粘度非結(jié)晶型塑料，耐應(yīng)力開裂能力和塑件的內(nèi)應(yīng)力關(guān)系很大，故提高充模速度，減小補(bǔ)料時(shí)間并采用高模溫是有利的。 5.1.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 熱塑性塑料熔體注入型腔后，釋放大量熱量而凝固。不同的塑料品種，需要模腔維持在某一適應(yīng)溫度。模溫對(duì)塑件質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在如下六個(gè)方面。 (1)改善成形性 每一種塑料都有其適宜的成型模溫，在生產(chǎn)過程中若能始 終維持相適宜的模溫，則其成形性可得到改善，若模溫過低，會(huì)降低塑料熔體流動(dòng)性，使塑件輪廓不清，甚至充模不滿；模溫過高，會(huì)使塑件脫模時(shí)和脫模后發(fā)生變形，使其形狀和尺寸精度降低。 (2)成型收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少塑料成型收縮的波動(dòng)，提高塑件的合格率。采用允許的低模溫，有利于減小塑料的成型收縮率，從而提高塑件的尺寸精度，并可縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。 (3)塑件變形 模具型芯與型腔溫差過大，會(huì)使塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形。尤以壁厚不均和形狀復(fù)雜的塑件為甚。需采用何時(shí)的冷卻回路，確保模溫均勻，消除塑件翹曲變形。 (4)尺寸穩(wěn)定性 對(duì)于結(jié)晶性塑料，使用高模溫有利于結(jié)晶過程的進(jìn)行，避免在存放和使用過程中尺寸發(fā)生變化；對(duì)于柔性塑料（聚烯烴等）采用低模溫有利于塑件尺寸穩(wěn)定。 (5)力學(xué)性能 適當(dāng)?shù)哪?，可使塑件力學(xué)性能大為改善。例如，過低模溫，會(huì)使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，或產(chǎn)生明顯的熔接痕。對(duì)于粘性大的剛性塑料，使用高模溫，可使其應(yīng)力開裂大大降低。 (6)外觀質(zhì)量 適當(dāng)提高模具溫度能有效地改善塑料外觀質(zhì)量。過低的模溫會(huì)使塑件輪廓不清，產(chǎn)生明顯的銀絲、云紋等缺陷，表面無光澤或粗糙度增加等。 5.2冷卻系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 5.2.1模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 (1)冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能的大，開設(shè)較多的小孔，通入恒定溫度的水，其溫度分布均勻，其型腔表面溫度變化不大；同樣的型腔由于水道數(shù)量減少，尺寸減少，是型腔表面的冷卻溫度出現(xiàn)梯度，使冷卻不均勻。 (2)冷卻水孔至型腔表面為等距離，當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面各處最好有相等的距離，當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，厚壁處冷卻水道要靠近型腔，間距要小。一般水孔邊離型腔的距離大于10mm，常用12～15mm。 (3)澆口處加強(qiáng)冷卻，普通熔融的塑料充填型腔的時(shí)候，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度越低，因此澆口附近要加強(qiáng)冷卻，通入冷水，而在溫度低的外側(cè)使經(jīng)過熱交換了的溫水通過即可， (4)降低入水與出水的溫度差，如果入水溫度和出水溫度差別太大時(shí)，使模具的溫度分布不均，如果制品冷卻速度不一樣，就容易造成制品變形，特別是對(duì)流動(dòng)距離很長的大型制品，塑溫越流越低。 (5)深型腔塑件的冷卻，對(duì)于深型腔塑件，其型腔的冷卻可采用在型腔板上開設(shè)水道的方法。 (6)水道的開設(shè)應(yīng)便于加工和清理，冷卻水道要易于機(jī)械加工，便于清理。一般孔徑設(shè)計(jì)為8～12mm。 5.2.2模具冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) (1)冷卻水道形式大體分為，溝道式冷卻、管道式冷卻和導(dǎo)熱桿式冷卻。本模具采用的是溝道式冷卻。 (2)冷卻水道的連通方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。 (3)型腔的冷卻 本模具采用的是沿型腔邊緣設(shè)置若干并聯(lián)或串聯(lián)的循環(huán)水路。 由于該塑件體積比較大，所以水道采用直水道直徑為6mm，根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則冷卻系統(tǒng)其分布如圖5.1所示： 圖5.1 冷卻水道的布置 6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。 6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 1、定位件用：模具閉合后。 2、保證動(dòng)定模和推板或上下模位置正確。 3、保證型腔的形狀和尺寸精確。 4、在模具的裝配過程中也起定位作用。 5、便于裝配和調(diào)整。 6、導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。 7、承受一定的側(cè)向壓力。 6.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 圖6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式 其材料采用T8A0經(jīng)滲碳淬火處理，硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分表面粗糙度Ra為08μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。具體尺寸如上圖所示。導(dǎo)柱、導(dǎo)套用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉? 6.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的排布 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒一圓角，且導(dǎo)柱孔為通孔，這樣容易排氣，材料用T8A，使其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套的精度與配合，是采用二級(jí)精度過渡配合壓入定模模板。導(dǎo)柱布置見圖7.2： 圖6.2 導(dǎo)柱布置 7 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 7.1最大注射量校核 最大注射量指注射機(jī)一次注射塑料的最大容量，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證成型塑件所需的注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量[6]。 HTF86/TJ型注射出成型機(jī)的理論注射量為131cm366cm3，因此滿足要求。 7.2注射壓力校核 根據(jù)ABS材料所需注射壓力為30MPa~110MPa，取P0＝30MPa，該注射機(jī)的公稱注射壓力P公＝206MPa，注射壓力安全系數(shù)k1＝1.25~1.4，取k1＝1.3，則 k1P0＝1.3×80＝104MPa＜P公，所以，注射機(jī)注射壓力合格。 7.3鎖模力校核 當(dāng)塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，此推力的大小等于塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和（即注射面積）乘以型腔內(nèi)的塑料壓力。為了保障操作人員的人身安全，需要機(jī)床提供足夠大的鎖模力。因此，欲使模具從分型面漲開的必須小于注射機(jī)規(guī)定的鎖模力[15]。即 T ≥ k2Fq/1000 (3.3) 式中 T—注射機(jī)的額定鎖模力，t； F—塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，cm2； q—熔融塑料在模腔內(nèi)的壓力，MPa； k2—安全系數(shù)，通常取1.1～1.2，這里取1.1。 經(jīng)查表可得，ABS大致范圍為25MPa~40MPa這里取= 30MPa； k2Fq/1000＝1.1×16425×30/1000＝542kN＜F鎖＝1200kN 即該注塑機(jī)的鎖模力符合要求。 7.4模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： Hmin ≤ H ≤ Hmax (3.4) 式中 H—模具閉合厚度，mm； —注塑機(jī)所允許的最小模具厚度，150mm； —注塑機(jī)所允許的最大模具厚度，400mm； 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖，初選的模具厚度為280mm。則滿足要求。 7.5開模行程校核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程。對(duì)于雙分形面的注塑模具，其開模行程按下式效核[15]： S ≥ H1 + H2 + H3 + A +(5~10)mm (7.5) 式中 S—注塑機(jī)的最大行程，mm； H1—為澆口套凝料脫模距離，此模具中為45mm； H1—為塑件離開型腔的脫模距離，此模具中為30mm； H1—點(diǎn)澆口脫模距離，此模具中為30mm； A— 定模板與澆口板的分離距離，此模具中為10mm。 S＝45 + 30 + 30 + 10 + 10＝125mm 所以上式成立(350>135)，即該注塑機(jī)的開模行程符合要求。 由以上對(duì)各參數(shù)的效核可知該HTF86/TJ型注塑機(jī)符合要求。 8 確定裝配圖 根據(jù)以上方案確定裝配圖如下圖8.1 ： 圖8.1 模具裝配圖 9 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)介紹了鋼卷尺上蓋注塑模具的設(shè)計(jì)過程。該設(shè)計(jì)是按照注塑模設(shè)計(jì)的一般步驟進(jìn)行的，步驟包括：原始資料的分析、確定模具結(jié)構(gòu)方案、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、導(dǎo)滑槽和滑塊的設(shè)計(jì)、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、底板厚度的計(jì)算、加熱和冷卻系統(tǒng)計(jì)算、模架的設(shè)計(jì)、注塑機(jī)參數(shù)校核等。 注塑成型作為一種重要的成型加工方法，在家電行業(yè)、汽車工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等都有著廣泛的應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一致性高、生產(chǎn)率高和消耗低的特點(diǎn)。在模具制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，對(duì)設(shè)計(jì)人員來說，關(guān)鍵問題是如何提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短模具設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)和制造的成本。熟練地操作Pro/E和CAD等電子繪圖軟件是必要的技能。以便縮短設(shè)計(jì)周期，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我的煅煉，我相信我會(huì)獲益終生的。在設(shè)計(jì)中我充分發(fā)揮了我的創(chuàng)造能力。并且這樣能力在不斷的煅煉中得到了加強(qiáng)，當(dāng)然我也遇到了些新問題，能力與知識(shí)就是在這樣波浪式的前進(jìn)、螺旋形的上升中長進(jìn)的。我更多地鍛煉了自己的自學(xué)能力，分析問題和解決問題的經(jīng)驗(yàn)使我受用終生。 此外，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，加之時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)當(dāng)中錯(cuò)誤和缺點(diǎn)在所難免，還肯請(qǐng)批評(píng)指正。 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我從指導(dǎo)老師王蕊老師身上學(xué)到了很多東西。王蕊老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高。強(qiáng)懷博老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師王蕊老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 在這，也非常感謝學(xué)校能給我這次機(jī)會(huì)來進(jìn)行我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我把書本上的知識(shí)運(yùn)用的實(shí)踐中去，讓我深刻的體會(huì)到了“學(xué)以致用”的道理。 另外，還有同組同學(xué)的互相幫助，深深地感謝他們對(duì)我的支持、理解和關(guān)心，所以在這里我一并表示感謝。 最后，再次對(duì)他們的無私幫助，我表示誠摯的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 常芳娥，堅(jiān)增運(yùn).注壓成型模具設(shè)計(jì).西北工業(yè)大學(xué)出版社. 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