香蕉插頭-本體注射模設(shè)計(jì),香蕉,插頭,本體,注射,設(shè)計(jì) 引 言 本說明書為機(jī)械類塑料模注射模具設(shè)計(jì)說明書，是根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)上的設(shè)計(jì)過程及相關(guān)工藝編寫的。本說明書的內(nèi)容包括：畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)，參考文獻(xiàn)等。 編寫本說明書時(shí)，力求符合設(shè)計(jì)步驟，詳細(xì)說明了塑料注射模具設(shè)計(jì)方法，以及各種參數(shù)的具體計(jì)算方法，如塑件的成型工藝，塑料脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 本說明書在編寫過程中，得到有張蓉老師和相關(guān)同學(xué)的大力支持和熱情幫助，在此謹(jǐn)以致意。 由于本人設(shè)計(jì)水平有限，在設(shè)計(jì)過程中難免有錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。 設(shè)計(jì)者：劉紅長(zhǎng) 2006年5月20月 設(shè)計(jì)題目：香蕉插頭-本體注射模 塑件圖 設(shè)計(jì)目的 綜合運(yùn)用在學(xué)期間所學(xué)理論知識(shí)和技能，設(shè)計(jì)汽車儀表／電子計(jì)時(shí)器塑料模具，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)開發(fā)模具的過程，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力，檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和動(dòng)手能力，提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，為將來實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì)要求 1、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架。 2、保證規(guī)定的生產(chǎn)率和高質(zhì)量的塑膠制品的同時(shí)，力求模具成本低、壽命長(zhǎng)。 3、設(shè)計(jì)的塑料模必須保證操作維護(hù)安全、方便，與注射機(jī)能夠匹配。 4、在能夠生產(chǎn)出性能、特性、質(zhì)量符合要求的前提下，盡量降低制品的后加工成本。 5、便于搬運(yùn)、安裝、緊固到注射機(jī)上，并且方便、可靠。 6、保證模具強(qiáng)度前提下，注意外形美觀，各部分比例協(xié)調(diào)。 設(shè)計(jì)圖紙 模具總裝圖一張、動(dòng)、定模板、凸模、凹模、定位圈、澆口套、型芯等所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖及電子文件（即*.doc/*.dwg/*.prt/*.asm文件，其中至少要有一張1號(hào)以上的計(jì)算機(jī)繪圖）。圖幅總量2~2.5張A0. 設(shè)計(jì)說明書（要求不少于1.5萬字，20頁以上） 1、資料數(shù)據(jù)充分，并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。 2、計(jì)算過程詳細(xì)、完全。 3、公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明，有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。 4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。 5、說明書要求用計(jì)算機(jī)打印出來。 整個(gè)設(shè)計(jì)資料包括 全套圖紙、設(shè)計(jì)計(jì)算說明書、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)筆記、畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)體會(huì)。 自選兩個(gè)重要模具成型零件編制加工工藝過程卡。 編制模塑成型工藝卡。 參考資料： 1、國家標(biāo)準(zhǔn)總局編?！端芰夏覙?biāo)準(zhǔn)》 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999 2、陳萬林編著《塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程》北京希望電子出版社，2000 3、黃健求編《模具制造》 機(jī)械工業(yè)出版社，2001 4、黃毅宏編《模具制造工藝學(xué)》機(jī)械工業(yè)出版社，1996 5、王孝培編《塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2000 6、陳曉華、王秀英編《典型零件模具圖冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2001 7、翁其金編 《塑料模塑工藝與塑料模設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社，1999 8、塑料模具技術(shù)手冊(cè)編委會(huì) 《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，1997 9、孫鳳勤編 《沖壓與塑壓設(shè)備》機(jī)械工業(yè)出版社，1997 10、黃銳編 《塑料工程手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社，2000 11、屈華昌編 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社，1995 12、甄瑞麟編《模具制造工藝學(xué)》清華大學(xué)出版社，2005 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 指 導(dǎo) 書 一．題目： 轉(zhuǎn)速透光片塑料模設(shè)計(jì) 二．明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集有關(guān)資料 1、了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟，制定設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃（一般需６—８周） 2、將Pro/E零件圖,轉(zhuǎn)化為AUTOCAD平面圖，并標(biāo)好尺寸 3、查閱、收集有關(guān)的設(shè)計(jì)參考資料 4、了解所設(shè)計(jì)零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能，在整個(gè)產(chǎn)品中裝配關(guān)系、技術(shù)要求、生產(chǎn)批量 5、塑膠廠車間的設(shè)備資料 6、模具制造技能和設(shè)備條件及可采用的模具標(biāo)準(zhǔn)情況 三．工藝性分析 分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面，在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析塑膠件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和材料性能等因素，是否符合模塑工藝要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。 1、塑膠件的形狀和尺寸： 塑膠件的形狀和尺寸不同，對(duì)模塑工藝要求也不同。 2、塑膠件的尺寸精度和外觀要求 塑膠件的尺寸精度和外觀要求與模塑工藝方法、模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等有關(guān)。 3、生產(chǎn)批量 生產(chǎn)批量的大小，直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式，一般大批量生產(chǎn)時(shí)，可選用一模多腔來提高生產(chǎn)率；小批量生產(chǎn)時(shí)，可采用單型腔模具等進(jìn)行生產(chǎn)來降低模具的制造費(fèi)用。 4、其它方面 在對(duì)塑膠件進(jìn)行工藝分析時(shí)，除了考慮上述因素外，還應(yīng)分析塑膠件的厚度、塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見的制品缺陷問題對(duì)模塑工藝性的影響。 一：擬定模具結(jié)構(gòu)形式 A．確定型腔數(shù)量及方式 型腔的數(shù)量是由廠方給定，為“一出四”即一模四腔，他們已考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（大批量生產(chǎn)）和自己的注射機(jī)型號(hào)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具為多型腔的模具。 考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計(jì)，模具的型腔排列方式如圖（1）所示。 圖表 1 B．模具結(jié)構(gòu)形式的確定 由于塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般，且裝配精度要求高，因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具采用多型腔多分型面。根據(jù)本塑件香蕉插頭—本體的結(jié)構(gòu)，模具將會(huì)采用三個(gè)分模面，三個(gè)分型面。 二．注射機(jī)型號(hào)的確定 一般工廠的塑膠都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分，小型和大型的只占一小部分。于是我們不必過多的考慮注射機(jī)型號(hào)。具體到這套模具，廠方提供的注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格以及各參數(shù)如下所示： 容量：270cm 最大模具厚度：550mm 鎖模力：1250KN 最小模具厚度：150mm 模板大?。?15X415mm 模具定位孔直徑：Φ160mm 開模大小；360mm 噴嘴球半徑：SR15mm 噴嘴口孔徑：Φ3.0mm 四．注射機(jī)的選擇 注塑機(jī)的額定注射量mg，每次注射量不得超過最大注射量的80%，即 n=（0.8mg－mj）/mz 式中 n — 型腔數(shù) mj — 澆注系統(tǒng)重量（g） mz — 塑件重量(g) mg — 注射機(jī)額定注射量(g) 澆注系統(tǒng)體積Vj,根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行計(jì)算。 V1=πR2h=3.14×32×35=989.1（mm3） V2=πR2h=3.14×2.52×30=588.75（mm3） V3=4/3 πR3/2=4/3×2.53/2=32.7（mm3） V4=2×1×1×4=8（mm3） V總=1620.55（mm3） mj=V=1620.55×1.18=1.912（g） mg=（nmz+mj）/0.8 =（4×18.88＋1.912）/0.8 =96.79（g） vj= mg/=96.79/1.18=82.025（mm3） 從計(jì)算結(jié)果并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，查《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》教程附錄E，選用XS—ZY—125型注射機(jī)。 主要技術(shù)參數(shù)： 標(biāo)稱注射量（mm3） 125 螺桿（注塞）直徑（mm） 30 注射壓力（Mpa） 150 注射行程（mm） 160 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 10～140 注射時(shí)間（s） 1.8 注射方式 螺桿式 合模力（N） 9×10 最大成型面積（mm） 360 模板最大行程（mm） 300 模板最大厚度（mm） 300 模板最小厚度（mm） 200 拉桿空間（mm） 260×360 合模方式 液壓－機(jī)械 推出形式 兩側(cè)推出 電動(dòng)機(jī)功率（kw） 11 螺桿驅(qū)動(dòng)功率（kw） 4 定位圈尺寸（mm） Φ100 五．型腔數(shù)目的確定與排列形式 1、型腔數(shù)目的確定 為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。常用的方法有四種。 （1） 根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目 （2） 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目。 （3） 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目。 （4）根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 本設(shè)計(jì)采用根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目的方法。 n≤ 式中 n — 型腔數(shù) G — 注射機(jī)的最大注射量（g） W— 單個(gè)制件的質(zhì)量（g） W— 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量（g） n≤=6.15 由于本塑件為高精度制品，且多型腔模具難以使各型腔的成型條件均勻一致，故通常推薦型腔數(shù)目不超過4個(gè)。 2、型腔的排列形式 多型腔在模板上排列形式通常有圓形、H形、直線形及復(fù)合形等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1） 盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。 （2） 型腔布置與澆口開設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 （3） 盡量使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 三．分型面位置的確定 如何確定分型面，需要考慮的因數(shù)比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 2） 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 3） 保證塑件的精度要求。 4） 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 5） 便于模具加工制造。 6） 對(duì)成型面積的影響。 7） 對(duì)排氣效果的影響。 8） 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。 其中最重要的是第5）和第2）；第8）點(diǎn)。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面易于加工的分型面。如圖（2）所示，采用這樣一個(gè)平直的分型面，前模（定模）和后模（動(dòng)模）做成平的就行了，膠位在動(dòng)模、定模上各一半,A—A分型面也是整個(gè)模具的主分模面。下圖中虛線所示的B—B和C—C分型面是行位（即滑快）的分型面。這樣選擇行位分型面，有利于行位以及后模仁和后模鑲件等這些成型零件的加工。分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在后模一邊，這樣有助于后模設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，在下圖中，從A—A分型時(shí)，B—B處的行位向左移動(dòng)，C—C處的行位向右移開后，由于塑件在拉料桿的作用下留在動(dòng)模上，依靠注射機(jī)的頂出裝置和模具的推出機(jī)構(gòu)推出塑件。 圖表 2 四．澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) A．主流道設(shè)計(jì) 1. 主流道尺寸 主流道是一端與注射機(jī)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Φ3.5mm。 2. 主流道襯套的形式 主流道小端入口與注射機(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襯套形式（俗稱澆口套，工廠里稱唧咀），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。唧咀都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種,下圖為后者，裝配時(shí)用定位環(huán)壓緊唧咀，再用螺釘固定即可。唧咀的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為SR15，所以唧咀的直徑為Φ16,其結(jié)構(gòu)如圖（3）所示。 圖表 3 3. 主流道襯套的固定 因?yàn)椴捎玫臑闊o托唧咀，所以定位圈壓緊無托唧咀后，用螺釘固定在模具的面板上。 B. 分流道設(shè)計(jì) 1.分流道的形式及尺寸 從塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)查得知：尼龍適合采用截面為圓形澆道形式，且由工廠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得分流道的直徑為Φ8mm。 2．主分流道長(zhǎng)度 分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力和熱量損失,同時(shí)還要考慮到流道應(yīng)避免與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉，所以將分流道設(shè)計(jì)成彎的，總長(zhǎng)為168mm。 3．副分流道的設(shè)計(jì) 副分流道即圖（6）中主分流道以下的兩個(gè)一字形的流道。 其截面與分流道一樣也采用圓形，且直徑為Φ4，取的都是經(jīng)驗(yàn)值，總長(zhǎng)為30mm，且其與澆口、分流道都圓滑過度。 4．分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流體狀態(tài)為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6um左右即可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。 實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，稍微省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。） 5．分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊，縮小模具板面尺寸：另一方面流程盡量短，鎖模力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如圖（4）所示。 圖表 4 C.澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置，形狀及尺寸對(duì)塑件性能能和質(zhì)量的影響很大。 1． 澆口的選用 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)，迅速而均衡地充滿型腔，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。從圖（4）中可看出，我們采用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口,國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這燈澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但有澆口痕跡存在，會(huì)形成熔接痕，縮孔，氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對(duì)深型腔塑件排氣不便。 具體到這套模具，其澆口及尺寸如圖（5）所示。澆口各部分尺寸取的都是經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為Φ6的分流道，再將材料進(jìn)行熱處理，然后做一個(gè)銅公（電極）去放電，用電火花打出這個(gè)澆口來的。 圖表 5 2． 澆口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 1）盡量縮短流動(dòng)距離。 2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3）必須盡量減少熔接痕。 4）應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5）考慮分子定向影響。 6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8）注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，每個(gè)型腔設(shè)計(jì)的進(jìn)澆點(diǎn)如圖所示： D．澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具已廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)成一致，這就是澆注系統(tǒng)的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同。 E.冷料穴的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10—25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1—1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的 冷料穴的具體位置和形狀如圖（4）中所示。實(shí)際上只要將分流道順向延長(zhǎng)一段距離就行了。 五．成型零件的設(shè)計(jì)與加工工藝 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括定模型芯、動(dòng)模型芯、小型芯鑲件等，成型零件工作時(shí)直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件還發(fā)生磨擦，因此成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度。此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度，剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位、確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 A. 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本套模具的成型零件包括定模型芯、動(dòng)模型芯、兩個(gè)行位、四個(gè)鑲件。 由前面分析分型面的確定可知，成型零件總體上可分為定模型芯，即圖（2）中A—A分型面以上的部分，左邊一個(gè)行位，即圖（2）中B—B分型面以左的部分，右邊一個(gè)行位，即圖（2）中B—B，C—C分型面以下的部分這三大部分，另外在動(dòng)模型芯上必須鑲八個(gè)鑲件上來碰穿小型芯鑲件，以形成香蕉插頭—本體中間部位的長(zhǎng)方形孔。 1. 定模型芯的設(shè)計(jì) 定模型芯總體上就是一長(zhǎng)方形，底面是平的，其面積至少要能蓋住四個(gè)型腔，型芯受的壓力較大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)厚度需設(shè)計(jì)厚點(diǎn)，另外還要考慮到固定型芯的螺絲孔的位置，運(yùn)水（冷卻水道）的布置，兩個(gè)分流道孔澆注襯套從型芯穿過以及型芯固定到A板中的固定形式等，設(shè)計(jì)定模型芯的長(zhǎng)：242mm，寬95mm,厚30mm. ?最終設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖，上面對(duì)稱有四條運(yùn)水，兩個(gè)運(yùn)水盲孔，在A板上鉆對(duì)應(yīng)四條運(yùn)水，形成兩個(gè)運(yùn)水循環(huán),也就是說，先把型芯上的八個(gè)通孔堵塞，長(zhǎng)型的水咀穿過A板的運(yùn)水孔通過型芯的運(yùn)水盲孔進(jìn)入四個(gè)運(yùn)水孔，其成型部分的尺寸放一個(gè)縮水率即可，這是指產(chǎn)品圖上未注公差的尺寸而言的。 更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)參見零件圖。 2. 行位1的設(shè)計(jì) 行位1，即成型塑件內(nèi)形的成形零件。 整個(gè)行位截面形狀設(shè)計(jì)成下圖所示的樣子，總長(zhǎng)98mm,總高50mm,由于我們?cè)O(shè)計(jì)的斜導(dǎo)柱的傾斜角為19度，所以行位的鎖緊角為19+2=21度。每個(gè)行位上有四個(gè)小型芯鑲件通過小型芯固定板固定在行位上，其裝配后如下圖所示： 圖表 6 下圖是上圖從左邊方向看過去的樣子，即表達(dá)了行位長(zhǎng)度方向的情況，總長(zhǎng)為176mm,每邊還有6mm導(dǎo)向用的。 圖表 7 另外，行位上面定位的孔，由于定位珠是標(biāo)準(zhǔn)件，定位孔是隨著定位珠來設(shè)計(jì)的，其截面形狀和尺寸如圖(6)所示： 最后，還要設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱孔，因?yàn)樾睂?dǎo)柱選用的標(biāo)準(zhǔn)件，直徑為Φ16mm而斜導(dǎo)柱孔要比斜導(dǎo)柱單邊大５0絲，所以直徑為Φ１７?mm,斜度為１９度。 更詳細(xì)的情況請(qǐng)參見零件圖紙。 B. 成型零件的加工工藝： 1．定模型芯 定模型芯是主要的工作零件，這套模具的生產(chǎn)批量為大批量，且塑件成型時(shí)有一定的腐蝕性，因此選用的材料要具有良好的耐磨性，由于客戶已明確提出成型零件的材料要選用瑞典一百騰公司的S136鋼材（注：此種鋼材的性能特好，是做塑料的專用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蝕性，它的價(jià)格為一百多元人民幣一斤），因此我們選用S136的材料。 同時(shí)考慮到此塑料對(duì)尺寸精度要求一般，但對(duì)表面要求較高，根據(jù)本工廠的實(shí)際設(shè)備情況，在對(duì)材料進(jìn)行粗加工后，留0.5mm的單邊，淬火，低溫回火后，用電火花機(jī)放電到位，最后還需要對(duì)成型表面進(jìn)行拋光，省模（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙、油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度）。 其澆道襯套孔要與襯套配合，在粗加工后，留單邊0.2—0.5mm的余量，熱處理后采用慢走絲割出即可。 綜上所述，定模型芯加工工藝如下： 1． 材料：S136 2． 加工工藝： 1) 開料：開出長(zhǎng)x寬x高為241x96x31mm的毛坯。 2) 磨基準(zhǔn)：按照零件圖基準(zhǔn)方位在平面磨床上磨出基準(zhǔn)面，同時(shí)磨平各平面，留0.1—0.3mm單邊余量。 3) 按照?qǐng)D樣，在銑床上鉆螺紋孔，運(yùn)水孔。 4) 在數(shù)控銑床上采用Mastercam9.0軟件，采用直徑為Φ6的銑刀，銑出兩條澆道，采用直徑為Φ4的銑刀銑出分流道，同時(shí)，按照?qǐng)D樣要求銑出四個(gè)型腔的形狀，單邊留0.2—0.5mm的余量。 5) 送熱處理車間進(jìn)行熱處理：淬火（油淬+低溫回火），使其表面硬度達(dá)到56—60HRC。 6) 按照?qǐng)D樣要求加工型芯各表面，保證型芯的平行度，垂直度，要求型芯磨后六面見光。 7) 電火花放電： a) 工件準(zhǔn)備：模塊材料為S136鋼，銑、磨按圖紙要求加工成型，熱處理56—60HRC 后，六面見光，保證平行度及垂直度，同時(shí)加工兩塊模板，保證尺寸的一致電性。 b) 電極制作：電極材料為紫銅，最好選用銅鎢合金，根據(jù)型腔的形狀，為了便于銅公的加工，將銅公分體做成三個(gè)依次放電到位（注：兩邊側(cè)抽芯的型腔各一個(gè)，中間型腔做一個(gè)銅公，同時(shí)考慮到銅公的裝夾，將其銑成兩邊各一半的外形，中間為方形，便于裝夾，每擋加工制作一個(gè)銅公，可連續(xù)放電四個(gè)型腔，利用銅公的別一邊用來放電動(dòng)模型腔. c) 校正、裝夾、安裝合格。 d) 使用設(shè)備：使用北京易通電加工技術(shù)研究所制造的ETD7125電火花成形機(jī)床。 脈寬/us 間歇/us 雙邊間隙/mm 粗糙度/Ra 200 100 0.20 6.3 60 50 0.11 3.2 20 50 0.04—0.06 1.6 e) 加工規(guī)準(zhǔn)：如上表所示（注：以上規(guī)準(zhǔn)只供參考，具體規(guī)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)機(jī)床的性能，及其加工工人的經(jīng)驗(yàn)來確定，確保最后一檔放電加工到位）。 8)用慢走絲割出直徑為Φ20k6的澆口襯套孔，鑲件孔。 9)對(duì)成型面進(jìn)行研磨達(dá)到圖樣表面粗糙度的技術(shù)要求。 10)最后用激光在型芯上刻出產(chǎn)品上的文字。 3.動(dòng)模型芯 同定模型芯一樣。 4．行位 a) 材料：45# b) 加工工藝： 1) 開料：在45#鋼板上割出一塊長(zhǎng)x寬x高為100x177x51mm的毛坯。 2) 在平面磨床上磨基準(zhǔn)。 3) 在銑床上有角度分度頭調(diào)好角度，粗銑如下圖所示左側(cè)的斜面。 4) 在銑床上銑出如圖所示右側(cè)的形狀及其導(dǎo)滑部分。 5) 在銑床上銑出用分度頭調(diào)好角度，用鏜刀鏜出如下圖所示的直徑為Φ17mm的斜孔。 6) 鉆螺釘固定孔。 7) 熱處理：淬火+低溫回火，淬硬表面硬度為54—58HRC。 8) 磨削基準(zhǔn)平面及其斜面，使各部分的尺寸加工到位。 9) 用電火花機(jī)放電打出滑塊兩個(gè)R7的定位孔。 10) 在滑塊斜面磨出45度，寬大10mm,深0.2mm的儲(chǔ)油槽，其它的零件在此就不一一敘述。 六：脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須由模具型腔是或凸模/型芯上松動(dòng)分離（即脫出），脫出塑件的脫出機(jī)構(gòu)，就叫塑件脫出機(jī)構(gòu)。脫出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)基本考慮： 1) 保證塑件質(zhì)量 2) 脫出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 3) 所需頂出行程、開模行程計(jì)算 根據(jù)以上原則，在后模仁設(shè)計(jì)頂針孔的大小與位置，頂針就是脫模推出機(jī)構(gòu)，即將塑件從后模上頂出。如圖(8)所示圖中頂針布置，頂出時(shí)受力均衡，直徑都為Φ3mm。 頂針孔在高度方向的形式與尺寸如圖（8）所示，圖中高度為10mm的部分直徑為Φ3mm ，用于與頂針相配合，這樣做的目的是為了減少配合的接觸面積，15mm以下的部分直徑才是Φ4mm。 七：溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射模設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。 一、加熱系統(tǒng) 由于該套模具的模溫要求在80oC以下，無需設(shè)置加熱裝置。 二、冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200oC左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60oC以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。 對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍66等），因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶撸猿Ｓ贸厮畬?duì)模具進(jìn)行冷卻。 PA66的成型溫度和模具溫度分別為200～300oC、55～65oC。 1.冷卻介質(zhì)：有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看?，傳熱系?shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。 2.冷卻裝置的理論計(jì)算（僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流的散熱，而忽略其它因數(shù)） （1）塑件厚度與冷卻時(shí)間的關(guān)系：該塑件平均厚度為1.25mm，其冷卻時(shí)間略為7.0s。 （2）假設(shè)由塑料放出的熱量全部傳給模具，則該塑料每小時(shí)所放出的熱量為： =3.9105（J/h） Q—熔融塑料每小時(shí)所放出的熱量（J/h） G—每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)，kg） G=13.851.10=15.2410-3（kg） n—每小時(shí)的注射次數(shù) H焓—塑料從熔融狀態(tài)進(jìn)入型腔的溫度到塑料冷卻后的脫模溫度焓之差（J/kg） =4.2105 （J/kg） 其中 Cs—塑料的比熱容，PA66的Cs=1680 若考慮塑料的溶解潛熱，則每千克塑料所放出的總熱量為： =5.5105 （J/kg） 則 =5.2105（J/h） 在不考慮其它熱量損失時(shí)，可認(rèn)為塑料所放出的熱量等于冷卻介質(zhì)帶走的熱量，由 =12.24（kg/h） 式中 W—每小時(shí)所需冷卻介質(zhì)的質(zhì)量（kg/h） t2—冷卻介質(zhì)的出口溫（K） t3—冷卻介質(zhì)的入口溫度（K） c—冷卻介質(zhì)的比熱容 由以上計(jì)算得冷卻水的體積流量為 =0.2210-3（m3/min） 由表5—2[3]得，該模具的冷卻管道直徑8mm，冷卻水最低流速為v=1.66（m/s） 冷卻水道的長(zhǎng)度為=840（mm） 3.冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式 （1）簡(jiǎn)單流道式：取水道直徑為8mm，距型腔約為3mm ，在兩瓣合模上、下各布置一根，左右對(duì)稱布置。 （2）對(duì)于型芯的冷卻水道，可采用隔片導(dǎo)流式。 綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設(shè)冷卻水道即可，均采用簡(jiǎn)單流道式。 第二：冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)討論與思考： 注塑模溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)率以及塑件的形狀和尺寸精度等有著直接影響。無論何種塑件的注射成型，對(duì)塑模溫度的要求均有一個(gè)比較適宜的范圍，且只有在此溫度內(nèi)才能保證塑料熔體具有最佳的流動(dòng)性，易于充滿型腔，并使塑件脫模后的收縮、翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，具有較高的物理力學(xué)性能以及較高的表面質(zhì)量，模溫過高或過低都將直接影響塑件質(zhì)量，因此塑模內(nèi)的溫度必須通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行控制。通過溫度調(diào)節(jié)與控制系統(tǒng)可以收到如下效果： 1) 改善成型性能：可以使塑模溫度保持適應(yīng)于各塑料的規(guī)定溫度，以改善成型性能。 2) 穩(wěn)定尺寸精度：如果塑模溫度發(fā)生變化，則塑料的收縮率也會(huì)有很大的變動(dòng)，尤其對(duì)結(jié)晶性塑料，因此若塑模溫度保持一定，即使影響收縮率的因素得到穩(wěn)定，塑件的尺寸精度也就穩(wěn)定了。 3) 防止變形：如果冷卻速度均衡，則其收縮率也相同，變形量也小。 4) 消除外觀缺陷：塑模溫度也會(huì)影響成型件的外觀質(zhì)量，例如光滑不良等。 5) 改善塑料的物理性能：如果塑模溫度能與各種塑料相適應(yīng)，則可使塑料的物理性能處于最佳狀態(tài)。 根據(jù)溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及其公司里的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，開設(shè)直徑為Φ8mm的冷卻水孔，其循環(huán)回路如下圖所示： 圖表 8 八．模架的選擇 根據(jù)公司的實(shí)際情況，選擇香港龍記集團(tuán)（LKM）的大水口模架，其型號(hào)為：3540—CI—A50—B70型模架。 九．參考文獻(xiàn) 塑料模具設(shè)計(jì)/劉昌祺主編 機(jī)械工業(yè)出版社1998.10 ISBW.7-111-06139-X 模具制造/黃健求主編 機(jī)械工業(yè)出版社2001.1 ISBN7—111—08450—O 電火花加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用/駱峻等主編 化學(xué)工業(yè)出版社2004.6 ISBN7—5025—5811—X 幾何量公差與檢測(cè)/甘永立主編—5版 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ISBN7—5323—5767—8 龍記集團(tuán)大水口模架手冊(cè)（LKM） 30 11/21/2019 畢業(yè)設(shè)計(jì)