離心機(jī)管接頭注塑模具設(shè)計(jì),離心機(jī),管接頭,注塑,模具設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 離心機(jī)管接頭注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,塑料注塑模已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一,且發(fā)展成為最有前景的模具之一。 在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中，越來越多的塑料制品代替了以往的多類產(chǎn)品，而模具作為塑件的成型技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是在CAD、UG平臺上對離心機(jī)管接頭進(jìn)行的注塑模具設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了解和掌握塑料ABS及塑料模具設(shè)計(jì)的有關(guān)知識，主要完成注塑塑料模具的成型部分、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、模體等部分的設(shè)計(jì)，并利用功能強(qiáng)大的CAD、UG軟件進(jìn)行三維造型及工過程的動畫設(shè)計(jì)。 通過本次設(shè)計(jì)，不僅掌握了注塑模具的基本設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)要領(lǐng)，并了解了塑料的基本成型工藝，以及軟件CAD、UG的實(shí)體建模、裝配建模、制圖基礎(chǔ)、工過程動畫設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的基本操作規(guī)則及運(yùn)用方法，從而可以利用軟件UG或其它三維設(shè)計(jì)軟件完成模具的整體設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 CAD/CAM；塑料；注塑模；注塑機(jī) I Centrifuge tube joint injection mold design Abstract Along with plastic industry development,The plastic injection mold already became one of manufacture plastic product main methods,Also develops into most has 1.th prospect mold In first generation of industry and in an everyday use product, the more and more many plastics product has replaced the former many kind of products, but the mold achievement modelled to take shape the technology also to obtain the rapid development. This graduation project is in UG in the ENGINEER Temperature controller design which carries on to the length register lid. In the design process, through understood and grasps the related knowledge which plastic ABS and the length register plastic mold designs, mainly completes the injection plastic mold to take shape partially, pours the system, the drawing of patterns organization, the mold body and so on the partial designs, and carries on the three dimensional modelling and the labor process animation design using function formidable CAD softwareUG. Through this design, not only grasped has injected the mold the basic design process and the design main point, and had understood the plastic basically took shape the craft, as well as software UG entity modelling, assembly modelling, charting foundation, labor process animation design and so on each link elementary operation eo rule and utilization method, thus might II completes the mold using software UG or other three dimensional design softwares the overall design. Key Words CAD/CAM； plastic； injective mould；mould designs III 目錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 6 1.1 研究課題的目的和意義 6 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 6 第2章 塑件材料性能的分析和成型注塑機(jī)的選擇 8 2.1 塑件性能的分析 8 2.2 注塑容量的計(jì)算 9 2.3 注塑機(jī)的選擇 10 2.4 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 11 2.4.1 最大注塑面積的校核 11 2.4.2 鎖模力的校核 12 2.4.3 模具閉合高度的校核 12 2.4.4 注塑機(jī)最大開模行程與模無關(guān)時(shí)的校核 12 2.4.5 注塑機(jī)最大開模行程與模有關(guān)時(shí)的校核 13 第3章 注塑模分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 3.1 模具分型面的選擇 14 3.2 注塑模具澆注系統(tǒng)的組成 14 3.3 注塑模具主流道的設(shè)計(jì) 15 3.4 分流道的設(shè)計(jì) 17 3.4.1 分流道的截面形狀 17 3.4.2 分流道的布局形式 17 3.5 澆口的設(shè)計(jì) 17 3.6 冷料穴和鉤料脫模裝置 18 3.6.1 冷卻穴的設(shè)置 18 3.6.2 鉤料桿的設(shè)計(jì) 18 3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 3.7.1 需排出氣體的種類 19 3.7.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 19 3.7.3 排氣槽的位置和形式 19 第4章 注塑模具成型部件和導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 4.1 模件的設(shè)計(jì) 21 4.2 型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算 22 4.3 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 4.4 成型部件尺寸的確定 23 4.4.1 影響塑件尺寸的因素 23 4.4.2 確定成型部件尺寸的原則 23 4.4.3 成型部件的尺寸計(jì)算 24 4.5 動模的制造工藝過程 26 4.6 定模的制造過程 27 4.7 注塑模具導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 第5章 注塑模具側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29 5.1 抽芯機(jī)構(gòu)的種類 29 5.2 側(cè)抽芯的選用 29 5.3 所選側(cè)抽芯的運(yùn)動原理 30 5.4 設(shè)計(jì)時(shí)的問題和相關(guān)計(jì)算 30 5.4.1 鎖模力的計(jì)算 30 5.4.2 抽芯距的計(jì)算 32 5.4.3 側(cè)抽芯的寬度計(jì)算 32 5.5 頂出機(jī)構(gòu)的分類 33 5.6 影響頂出力的因素 33 5.7 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 33 5.8 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 34 5.9 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 35 第6章 注塑模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)螺釘?shù)倪x用 37 6.1 注塑模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性 37 6.1.1 模具的熱傳導(dǎo) 37 6.1.2 調(diào)節(jié)模具溫度的主要目的 37 6.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 39 6.2.1 冷卻系統(tǒng)冷卻效果的衡量標(biāo)準(zhǔn) 39 6.2.2 基本設(shè)計(jì) 39 6.3 標(biāo)準(zhǔn)螺釘選用 39 結(jié)論 41 致謝 42 參考文獻(xiàn) 43 附錄A 44 附錄B 53 V 第1章 緒論 1.1 研究課題的目的和意義 本課題的研究將涉及一些二維和三維的軟件的應(yīng)用，如AUTO CAD等，以及相關(guān)軟件的應(yīng)用。這將會使我運(yùn)用這些軟件的能力得到提升。同時(shí)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還涉及到模具注塑模的相關(guān)知識。這對我來說是一個(gè)新領(lǐng)域，所以通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對我自學(xué)能力的培養(yǎng)是一個(gè)很好的機(jī)會。因此通過本次學(xué)習(xí)將對我進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識及靈活應(yīng)用所學(xué)知識來解決實(shí)際問題有著深遠(yuǎn)的意義。 另外，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將使我掌握寫論文的一般步驟及方法。同時(shí)也提高了我如何快速而有效的查閱相關(guān)信息的方法，不僅鍛煉了我在遇到困難時(shí)冷靜分析。獨(dú)立思考及解決問題的能力，而且培養(yǎng)了我和同學(xué)相互討論，相互學(xué)習(xí)的習(xí)慣。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展。模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要成型工具。塑料，橡膠，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大部分產(chǎn)品也都是采用模具成型。因此個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國家都十分重視對模具品種的開發(fā)，質(zhì)量的改進(jìn)，加工精度的提高和制造周期的縮短?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，有人說，現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛，塑料成型加工機(jī)械和成型模具發(fā)展十分迅速，高效，自動化，大型，微型，精密，高壽命的模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占的比例越來越大。我國大型、復(fù)雜、精密、高效和長壽命模具又上了一個(gè)新臺階，不少種類模具已能替代進(jìn)口模具，模具CAD/CAM技術(shù)得到了較快推廣應(yīng)用并取得了良好效果，快速成形制造技術(shù)和設(shè)備有了長足發(fā)展并已開始進(jìn)入實(shí)用推廣階段，高速銑等新一代制造技術(shù)已被人們重視并開始應(yīng)用。從模具使用角度來說，要求高效，自動化，操作簡便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理，制造容易，低成本?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可少的三項(xiàng)重要因素。模具與其他機(jī)械產(chǎn)品比較，一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)含量高、凈產(chǎn)值比重大。隨著化工、輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國的模具工業(yè)近年來一直以每年13％～15％左右的增長速度高速發(fā)展，而各行業(yè)對模具的要求也越來越高。面對市場的變化，有著高技術(shù)含量的模具正在市場上嶄露頭角。隨著工業(yè)發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量越來越多；對產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求，更是日趨精美，華氣。因此，結(jié)合中國具體情況，學(xué)習(xí)國外模具工業(yè)建設(shè)和模具生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，宣傳、推行科學(xué)合理化的模具生產(chǎn)，才能推進(jìn)模具技術(shù)的進(jìn)步。同時(shí)，國外在此方面的技術(shù)也日益先進(jìn)，尤其在汽車外飾方面，例如德國福特和日本東風(fēng)公司的主要產(chǎn)品包括水切，飾條，三角窗等都是利用了近些年來先進(jìn)的模具制造產(chǎn)業(yè)。 第2章 塑件材料性能的分析和成型注塑機(jī)的選擇 2.1 塑件性能的分析 隨著社會科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對制造業(yè)所使用的材料提出了越來越高的要求。由于塑料具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、絕緣好及其良好的塑性，并易于成型的特點(diǎn)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并逐漸取代木材，并部分取代金屬等傳統(tǒng)材料，成為各個(gè)領(lǐng)域里經(jīng)常采用的構(gòu)建材料。塑料注塑成型是成型塑件的重要方法，塑料注塑模具則是塑料注塑成型必備的工具。 本塑件采用的是通用的一種塑料材料ABS，其全稱為苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物。如圖2-1： 圖2-1 零件圖 性能：綜合性能較好，沖擊韌、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電性能良好；易于成型和機(jī)械加工，與有機(jī)玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻等裝飾性顏色。 用途：適于制作一般機(jī)械零件、各類殼體、汽車配件、日用品、管材及文具等。ABS材料的電性能如下表2-1所示： 表2-1 ABS材料的電性能 材料 體積電阻率/Ω·cm 介電強(qiáng)度/（kV/mm） 介電常數(shù)（Hz） 介電損耗角正切值（50Hz） 耐電弧/s ABS ~ 20~21 2.91 89~130 ABS材料的綜合性能如下表2-2所示： 表2-2 ABS材料的綜合性能 塑料名稱 相對密度 吸水性/%（24h） 收縮率/% 熔點(diǎn)/C 熱變形溫度/C ABS 1.02~1.16 0.2~0.4 0.4~0.7 130~160 105 塑料名稱 拉伸強(qiáng)度/MPa 彈性模量/MPa 彎曲強(qiáng)度/MPa 沖擊強(qiáng)度缺口 無缺口 ABS 50 80 11 261 塑料名稱 硬度 體積電阻率/Ω·cm 介電強(qiáng)度/（kV/mm） ABS R9.7121 20~21 2.2 注塑容量的計(jì)算 確定了單個(gè)塑件的體積（質(zhì)量）和模腔數(shù)量就可大體計(jì)算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷井的體積，即是一模的塑料的總體積V塑，在選擇注塑機(jī)的注塑容量V注時(shí)可用公式： V塑0.8V注 （2-1） V塑＝V外－V內(nèi)＋V棱 （2-2） V塑—為塑件各個(gè)部分的總體積（） V外—為除了12個(gè)棱之外的塑件外形體積（） V內(nèi)—為塑件內(nèi)部挖空型腔體積（） V棱—為塑件12個(gè)棱的體積（） V注—為注塑機(jī)的最大注塑容量（） 把V塑代入公式V塑0.8V注中得 V注 因?yàn)樗芗南鄬γ芏葹?.02~1.16g/cm,所以塑件的質(zhì)量為 2.3 注塑機(jī)的選擇 通過對注塑容量的計(jì)算，初步可以判斷選擇最大注塑量為的XS-ZY注塑機(jī)，其主要參數(shù)如下表2-3： 表2-3 注塑機(jī)主要參數(shù) 注塑機(jī)型號 理論注塑量/ 選用模內(nèi)壓力/MPa 最大注塑面積/ 鎖模力/k N 最大模具厚度/mm XS-ZY 125 28.1 320 900 300 注塑機(jī)型號 最小模具厚度/mm 模板行程/mm 拉桿空間（長X寛） 定位孔直徑/mm 噴嘴球半徑/mm XS-ZY 200 300 100 12 注塑機(jī)型號 噴嘴孔徑/mm 頂出孔徑/mm 頂出孔距/mm XS-ZY 4 28 230 2.4 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 2.4.1 最大注塑面積的校核 A注 A—塑件最大投影面積（） A注—注塑機(jī)最大注塑面積（） 所以A A注，滿足要求。 2.4.2 鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注塑機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核： K預(yù)P注AF鎖 （2-3） P注—塑件成型所需的實(shí)際注塑壓力，P注=28.5（MPa） K預(yù)—注塑應(yīng)力達(dá)到型腔的壓力損失系數(shù)，K預(yù)=0.5 A—塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，A F鎖—注塑機(jī)額定鎖模力，F(xiàn)鎖=900kN K預(yù)P注A= 900kN 所以滿足要求。 2.4.3 模具閉合高度的校核 模具閉合時(shí)的厚度在模具的最大厚度和最小厚度之間，其關(guān)系按下式校核， （2-4） —注塑機(jī)允許的最小模具厚度（mm） —注塑機(jī)允許的最大模具厚度（mm） —模具閉合高度（mm） 已知，，所以初步設(shè)定模具閉合高度為。 2.4.4 注塑機(jī)最大開模行程與模無關(guān)時(shí)的校核 （2-5） —制品所用的脫模距離，為20mm —包括與系統(tǒng)相連的澆注系統(tǒng)凝固后在內(nèi)的制品高度，為35mm —注塑機(jī)的最大開模行程，70mm 滿足條件。 2.4.5 注塑機(jī)最大開模行程與模有關(guān)時(shí)的校核 （2-6） —制品所用的脫模距離，為20mm —包括與系統(tǒng)相連的澆注系統(tǒng)凝固后在內(nèi)的制品高度，為35mm —模具閉合高度（mm） —注塑機(jī)移動模板與固定模板之間的最大距離，300mm 滿足條件。 第3章 注塑模分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 模具分型面的選擇 設(shè)計(jì)塑料注塑模具時(shí)，分型面的選擇時(shí)個(gè)重要的環(huán)節(jié)。分型面選擇合理，模具的工藝性強(qiáng)，容易加工，塑件質(zhì)量也容易保證，否則會給造模帶來很大的麻煩。 為了將塑件和澆注凝料從模具中取出，以及為了將活動型芯或嵌件裝入模體，必須將模具分成兩個(gè)或多個(gè)部分。一般地模體結(jié)構(gòu)大體分為定模和動模兩大主要部分。當(dāng)模體閉合時(shí)，凹模和凸模相合的接觸表面叫分型面。通常模具的分型面與成型注塑機(jī)的開模方向垂直。開模時(shí)將注塑后冷卻固化的塑件及澆注凝料從模體中頂出并取出（或自動落下），再將模腔內(nèi)的雜物清除，或?qū)⑶都蚧顒有托景卜排c模腔內(nèi)。 分型面的基本形式分為：平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。由要加工的離心機(jī)管接頭大體形狀來看，選擇階梯式單分型面為宜。 選擇分型面有幾項(xiàng)基本原則： 1.保持塑料件外觀整潔； 2.分型面應(yīng)有利于排氣； 3.應(yīng)考慮開模時(shí)塑件留在動模一側(cè)； 4.應(yīng)容易保證塑件的精度要求； 5.分型面應(yīng)力求簡單適用并易于加工； 6.考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)； 7.分型面應(yīng)與注塑機(jī)的參數(shù)相適應(yīng)； 8.考慮脫模斜度的影響； 9.嵌件的活動型芯應(yīng)安裝方便。 根據(jù)本件的情況應(yīng)選擇階梯式單分型面結(jié)構(gòu)，以制品的最大端面做為分型面。 3.2 注塑模具澆注系統(tǒng)的組成 注塑模具澆注系統(tǒng)組成：主流道、分流道、澆口、冷穴槽和排氣槽或溢流槽等部分組成。 設(shè)計(jì)注塑模澆注系統(tǒng)時(shí)注意的原則： 1.根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結(jié)合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。 2.根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)布局。 3.應(yīng)根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物料的流動。 4.應(yīng)盡量地縮短物料流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提高注塑效率。 5.排氣良好。 3.3 注塑模具主流道的設(shè)計(jì) 1.為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用左右的圓錐孔。對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過大則容易引起注塑速度緩慢，并容易形成渦流。 2.澆口套與塑件注塑區(qū)直接接觸時(shí)，其出料端端面直徑D應(yīng)盡量選得小些。如果D過大，即澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內(nèi)部壓力對澆口套的反坐力也將按比例增大，到一定程度時(shí)澆口套則容易從模體中彈出。 3.澆口套的材料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，并應(yīng)進(jìn)行淬硬處理，為了防止注塑機(jī)噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應(yīng)低于注塑機(jī)噴嘴的硬度，錐孔內(nèi)壁粗糙度為，以增加內(nèi)壁的耐磨性，并減小注塑中的阻力。圓錐孔大端處應(yīng)有的過渡圓角，以減小料流在轉(zhuǎn)向時(shí)的流動阻力。 4.澆口套與注塑機(jī)噴嘴頭的接觸面積必須吻合。由于注塑機(jī)噴嘴頭是球面，半徑SR是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注塑機(jī)噴嘴的端凸球面接觸良好，一般其半徑，而圓錐孔的小端直徑d則應(yīng)大于噴嘴的內(nèi)孔直徑，即，端面凹球面深度取。球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。 5.定位環(huán)是模體與注塑機(jī)的定位裝置，它保證澆口套與注塑機(jī)的噴嘴對中定位。定位環(huán)的外徑應(yīng)與注塑機(jī)的定位孔間隙配合。其配合間隙為，定位環(huán)厚度，即小于注塑機(jī)定位孔的深度。 6.澆口端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。 根據(jù)以上和注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)可求出澆口套的相關(guān)參數(shù)： 根據(jù)以上參數(shù)可確定澆口套為下圖3-1： 圖3-1 澆口套 澆口套通常選用優(yōu)質(zhì)鋼（如T8A等），單獨(dú)加工和熱處理，（硬度為53—57 HRC，），或用45、50、55鋼等表面淬火（>>55HRC）根據(jù)澆口套的作用和模具的外形，選用整體嵌入式，套與定模之間配合采用H7/m6,澆口套具體尺寸如上圖，其制造工藝過程如下： (1)下料：用軋制的直徑為39 mm ，長38 mm的圓棒料在鋸床上切斷。 (2)鍛鋯：在鍛床上將圓棒料鍛成直徑為38mm ，長37 mm的圓棒料。 (3)球化退火。 (4)車床加工：車外圓φ36和外圓φ30，留磨余量0.3—0.5 mm。 (5)孔加工：車半圓錐孔φ15，使用錐鉸刀以鉸削錐度為1：40的錐孔，留磨余量0.3—0.5 mm。 (6)熱處理：淬火，回火，檢查硬度58—62HRC。 (7)磨平面：在平面磨床上磨左右兩端面。 (8)磨外圓：在外圓床上磨外圓至要求尺寸。 (9)坐標(biāo)磨削：在坐標(biāo)磨床上磨凹腔錐孔。 (10)精加工：鉗工精修刃口。 (11)裝配。 3.4 分流道的設(shè)計(jì) 3.4.1 分流道的截面形狀 1.圓形截面 2.半圓形截面 3.梯形截面 4.扁行截面 3.4.2 分流道的布局形式 1.平衡式分流道：輻射式；單排式；Y形；X形；H形。 2.非平衡式分流道 3.單腔分流道 由于本塑件結(jié)構(gòu)較簡單且是單件注塑，所以在此處分流道可以簡化。 3.5 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的基本類型：直接澆口；盤形澆口；分流式澆口；輪輻式澆口；抓形澆口；點(diǎn)澆口；側(cè)澆口；環(huán)形澆口；潛伏式澆口；耳形澆口；多級澆口。 本澆口選擇輪輻式澆口，起到了易于消除澆口凝料的作用，同時(shí)克服了盤形澆口因形成真空、塑件難以脫模的問題。形狀如下圖3-2所示： 圖3-2 輪輻式澆口 3.6 冷料穴和鉤料脫模裝置 3.6.1 冷卻穴的設(shè)置 冷料穴一般設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上或處于分流道的末端。它的作用是用來儲存注塑間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注塑時(shí)，如果它們進(jìn)入流道，將堵塞流道并減緩料流速度；進(jìn)入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。影響塑件質(zhì)量。同時(shí)在開模時(shí)，冷料井又起到將主流道的凝料從澆口套中拉出的作用。冷料穴的直徑應(yīng)大于主流道的大端直徑，其長度約為主流道的大端直徑，這樣有利于物料的流動。 3.6.2 鉤料桿的設(shè)計(jì) 在此我們選用頂桿式鉤料裝置，其是由冷料穴和頂桿組成的，在冷料穴的底部設(shè)有一頂桿，頂桿固定在頂桿固定板上，并與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。其基本結(jié)構(gòu)形式和主要尺寸如下圖3-3： 圖3-3 頂桿式鉤料裝置 3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.7.1 需排出氣體的種類 1.澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然氣體； 2.塑料含有的水分在注塑溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣； 3.塑料熔體中某些添加的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。 3.7.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1.排氣系統(tǒng)應(yīng)保證迅速、有序、通暢，排氣速度應(yīng)與注塑速度相適應(yīng)； 2.排氣槽應(yīng)設(shè)在塑料流的末端，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端； 3.排氣槽應(yīng)設(shè)在主分型面的凹模一側(cè)，一是便于加工和修正，二是如果產(chǎn)生排氣飛邊，凝料也較容易脫?；蛉コ?； 4.排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在塑件較厚的成型部位； 5.排氣槽應(yīng)設(shè)在便于清模的位置，以防止積存冷料； 6.排氣槽的排氣方向應(yīng)避開操作區(qū)，防止注塑時(shí)高溫容料的溢出而傷人。 3.7.3 排氣槽的位置和形式 1.從分型面上自然排氣的形式。合模再嚴(yán)密，由于分型面的平面制造誤差的縫隙作為排氣通道是足夠的； 2.在頂桿處排氣。由于頂桿和型芯是動配合形式，其配合間隙足以完成排氣功能。在必要時(shí)，可將其配合間隙做的稍大一些。只要它的間隙小于規(guī)定的排氣槽深度，就能實(shí)現(xiàn)既排氣良好，又不產(chǎn)生溢料的現(xiàn)象； 3.利用活動的側(cè)型芯的裝配間隙排氣； 4.在拼鑲件的裝配間隙中排氣； 5.在分型面上熔體流動的末端，在凹槽一側(cè)開設(shè)排氣槽。在大、中型塑件的模具或成型時(shí)釋放氣體較多的塑料時(shí)，由于需排出的氣體較多，通常應(yīng)開設(shè)排氣槽。有時(shí)為避免塑件變形或熔接痕的產(chǎn)生，也常常設(shè)置排氣槽，以便于熔體有序的流動，提高注塑效果。排氣槽尺寸為：h不大于規(guī)定的排氣槽深度；，。 6.在用推件板推出深腔的塑件時(shí)，采用粉末燒結(jié)的合金塊來進(jìn)行排氣的。粉末燒結(jié)合金塊是由合金微粒燒結(jié)而成。利用它質(zhì)地疏松，有較好的透氣性，達(dá)到排氣效果。應(yīng)該指出的是，這種材料的抗沖擊能力不是很大，支撐面應(yīng)有足夠大的面積。又由于它的傳導(dǎo)率較低，不能使其溫度過高，否則容易產(chǎn)生分解物而堵塞氣孔。 以上幾種排氣形式本塑模采用前四種。 第4章 注塑模具成型部件和導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1 模件的設(shè)計(jì) 1.定模板 根據(jù)塑件的尺寸和基本外形，選用，，其標(biāo)記為：模板，材料為45號鋼。 2.滑塊 根據(jù)塑件的尺寸和基本外形，選用B=28，L=108，H=63，其標(biāo)記為：滑塊，材料為T8A。 3.腳模圈 根據(jù)塑件的尺寸和基本外形，選用，，其標(biāo)記為：腳模圈，材料為T8A。 4.動模板 根據(jù)塑件的尺寸和基本外形，選用，，其標(biāo)記為：動模板，材料為45號鋼。 5.主型芯 根據(jù)塑件的尺寸和基本外形，選用，，其標(biāo)記為：主型芯，材料為T8A。 6.前頂板 根據(jù)塑件的尺寸和基本外形，選用，，其標(biāo)記為：前頂板，材料為45號鋼。 7.后頂板 根據(jù)塑件的尺寸和基本外形，選用，，其標(biāo)記為：后頂板，材料為45號鋼。 4.2 型腔壁厚和底板厚度的計(jì)算 采用整體式圓形型腔 1. 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 按剛度條件計(jì)算時(shí)，其側(cè)壁厚度為： （4-1） S—型腔的側(cè)壁厚度，mm； p—型腔內(nèi)單位平均壓力，Mpa； h—型腔高度，mm； E—型腔材料的彈性模量，Mpa； —型腔許用變量，mm。 按強(qiáng)度條件計(jì)算時(shí)，其側(cè)壁厚度為： （4-2） r—型腔內(nèi)半徑，mm； —型腔材料的許用應(yīng)力，Mpa。 所以 2.型腔腔底厚度的計(jì)算 按剛度條件計(jì)算時(shí)，腔底厚度為： （4-3） H—型腔腔底厚度。 按強(qiáng)度條件計(jì)算，腔底厚度為： （4-4） 所以 4.3 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大致分為一下幾種： 1.整體式; 2.整體組合式； 3.局部組合式； 4.完全組合式。 本塑件結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，且凸出部分有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的輔助，所以型芯部分不需要太復(fù)雜，采用相應(yīng)的整體式便可以了。 4.4 成型部件尺寸的確定 4.4.1 影響塑件尺寸的因素 1.成型收縮率的選擇和成型收縮的波動引起的尺寸誤差。 2.成型零件的制造誤差。 3.成型零件的組裝誤差。 4.成型零件脫模斜度引起的誤差。 5.成型零件磨損及化學(xué)腐蝕引起的誤差。 6.成型零件的相對移動引起的誤差，如合模時(shí)的誤差、側(cè)抽芯的移動誤差等。 4.4.2 確定成型部件尺寸的原則 型腔的內(nèi)徑尺寸D和深度H在注塑過程中由于脫模摩擦和化學(xué)腐蝕作用而趨于磨損變大，我們稱尺寸D和H為趨于增大尺寸。 同樣由于摩擦和化學(xué)腐蝕的作用，型腔外徑尺寸d同樣及其高度h而趨于磨損變小，我們稱型芯外徑尺寸d及型芯高度尺寸h為趨于縮小尺寸。 中心距C不會因磨損發(fā)生變化，我們稱為常量尺寸。 因此在確定成型尺寸前因首先弄清各部尺寸的性質(zhì)分類方可確定各部尺寸及其公差的取向。一般地，趨于增大尺寸如D和H盡量選小些，即取公差的負(fù)值，趨于縮小尺寸如d和h盡量大些，即取公差的正值。 4.4.3 成型部件的尺寸計(jì)算 1.型腔尺寸計(jì)算 型腔大端直徑： （4-5） —型腔的最小基本尺寸； —塑件的最大基本尺寸； S—塑料的平均收縮率； —塑件的公差； —模具制造公差，按IT9級公差選取而精度要求不高的塑件按選取。 （4-6） 型腔深度： （4-7） —型腔深度的最小基本尺寸； —塑件的最大基本尺寸。 （4-8） 2.型芯尺寸計(jì)算 型芯小端直徑： （4-9） —型芯的最大基本尺寸； —塑件的最小基本尺寸。 （4-10） （4-11） 型芯高度： （4-12） —型芯高度的最大尺寸； —塑件內(nèi)行深度的最小尺寸。 （4-13） ABS的型芯脫模斜度為,型腔脫模斜度為。 所有相應(yīng)尺寸為下圖4-1所示： 圖4-1 塑件收縮尺寸 4.5 動模的制造工藝過程 制造工藝如下： (1)毛坯準(zhǔn)備。用直徑為234 mm ，長67mm的圓棒料鍛出毛坯，退火。 (2)粗車端面，車成直徑為233mm，長66mm的棒料。 (3)刨各個(gè)面,留磨余量0.6—0.9 mm。 (4)磨各個(gè)面。 (5)劃線。劃出各導(dǎo)柱孔、螺紋孔、型芯孔等各孔的位置。 (6)孔加工：加工四個(gè)導(dǎo)柱孔φ28（鉆孔，鉸孔）和三個(gè)螺紋孔M12（鉆孔，攻螺紋），加工3個(gè)通孔φ11，加工一通孔φ10。 (7)車床加工：精車端面，鉆鏜型芯所在通孔φ88，留磨余量0.3—0.5 mm.。 (8)洗床加工：在銑床上依次將側(cè)抽芯的滑塊槽高度37，寬度28加工出來，留磨余量0.3—0.5 mm。 (9)熱處理：淬火，回火，檢查硬度58—62HRC。 (10)磨平面：在平面磨床上磨上下兩平面及角尺面。 (11)退磁處理。 (12)坐標(biāo)磨削：在坐標(biāo)磨床上磨導(dǎo)柱孔，保證配合要求。 (13)磨凹模分流道的圓弧面、角尺面及外形尺寸。 (14)電火花加工型孔，用加長的凸模（或電極）加工型孔，保證凸模、凹模間的間隙。 (15)精加工：鉗工研磨刃口。 (16)裝配。 4.6 定模的制造過程 制造工藝如下： (1)毛坯準(zhǔn)備。用直徑為250 mm ，長74mm的圓棒料鍛出毛坯，退火。 (2)粗車端面，車成直徑為249mm，長73mm的棒料。 (3)刨各個(gè)面,留磨余量0.6—0.9 mm。 (4)磨各個(gè)面。 (5)劃線。劃出各導(dǎo)柱孔、螺紋孔、型腔、水槽等各孔的位置。 (6)孔加工：加工四個(gè)導(dǎo)柱孔φ28（鉆孔，鉸孔）和型腔中的各槽，六個(gè)螺紋孔M4（鉆孔，攻螺紋），加工2個(gè)水槽通孔。 (7)車床加工：精車端面，鉆鏜水槽所在環(huán)形孔φ70到φ142，留磨余量0.3—0.5 mm.。 (8)洗床加工：在銑床上依次將側(cè)抽芯的滑塊槽高度31.5，寬度28加工出來，留磨余量0.3—0.5 mm。 (9)熱處理：淬火，回火，檢查硬度58—62HRC。 (10)磨平面：在平面磨床上磨上下兩平面及角尺面。 (11)退磁處理。 (12)坐標(biāo)磨削：在坐標(biāo)磨床上磨導(dǎo)柱孔，保證配合要求。 (13)磨凹模分流道的圓弧面、角尺面及外形尺寸。 (14)電火花加工型孔，用加長的凸模（或電極）加工型孔，保證凸模、凹模間的間隙。 (15)精加工：鉗工研磨刃口。 (16)裝配。 4.7 注塑模具導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.導(dǎo)柱的選用 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)和模板厚度，采用三條導(dǎo)柱導(dǎo)向，根據(jù)GB4169.5-84，選用非標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱： 導(dǎo)柱： (I) GB4169.5-84 其具體參數(shù)如下： D=35 mm S=6 mm d1=58 mm 材料為20號鋼 2.導(dǎo)套的選用 由導(dǎo)柱的尺寸查標(biāo)準(zhǔn)GB699-88，得導(dǎo)套的尺寸，選用帶頭導(dǎo)套I型，其標(biāo)記為： 導(dǎo)套 (I)—20鋼 GB699-88，其具體參數(shù)如下： D=35 mm S=6 mm d1=58 mm d3=28 mm 3.導(dǎo)柱的數(shù)控加工過程 我們選擇數(shù)控車床來加工此件 O10 G50 X150 Z200 M03 S800 M08 G00 X100 Z00 G01 X35 Z00 Z-6 X28 Z-72 X24 G03 X20 Z-74 R2 G01 Z-120 G03 X0 Z-130 R10 G00 X50 Z0 M09 M30 第5章 注塑模具側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.1 抽芯機(jī)構(gòu)的種類 1.注塑模具手動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)：模內(nèi)手動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；模外手動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 2.注塑模具的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)：側(cè)型芯在動模、斜導(dǎo)柱在定模；側(cè)型芯、斜導(dǎo)柱均在動模；側(cè)型芯在定模、斜導(dǎo)柱在動模；側(cè)型芯、斜導(dǎo)柱均在定模 3.注塑模具的順序定距分型拉緊機(jī)構(gòu) 4.注塑模具的彎拉桿抽芯機(jī)構(gòu) 5.注塑模具的斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 6.注塑模具的頂出式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 7.注塑模具的其他側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)：彈簧側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；斜拉板式側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；齒輪齒條側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；液壓側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；其他特殊形式的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 5.2 側(cè)抽芯的選用 分析以上的幾種方法，由于塑件的底部內(nèi)側(cè)有三個(gè)凸出的部分，所以初步認(rèn)為斜導(dǎo)柱法和頂出法大致上符合本塑件的結(jié)構(gòu)，可以事塑件的凸出部分得到解決。 首先分析一下斜導(dǎo)柱法，其工作原理是開模時(shí)，在開模力的作用下，斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊的斜孔做相對運(yùn)動。這時(shí)斜導(dǎo)柱對側(cè)滑塊產(chǎn)生一個(gè)垂直的力，它在縱橫方向上分解為兩個(gè)力，一個(gè)是促使側(cè)滑塊向外移動的力，即抽拔力，一個(gè)是促使側(cè)滑塊向上移動的力。但是因側(cè)滑塊安裝在模板的導(dǎo)滑槽中，在T型槽的制約下，只能驅(qū)動側(cè)滑塊向外側(cè)移動而達(dá)到側(cè)抽芯的目的。合模時(shí)斜導(dǎo)柱則又帶動滑塊恢復(fù)原位（粗復(fù)位）。 由于此塑件的凸出部位在內(nèi)側(cè)，所以斜導(dǎo)柱需要使鑲塊向內(nèi)側(cè)運(yùn)動把開模時(shí)凸出部位的位置讓出來，才能順利的頂出，而內(nèi)部的空間是有限的，滑塊的運(yùn)動距離不能太大，所以斜導(dǎo)柱的長度就不能夠得到保證了，如果斜導(dǎo)柱稍微長了一點(diǎn)的話很容易就會被蹩折。這樣就給設(shè)計(jì)帶來了不必要的麻煩，也不是很合理，所以使用斜導(dǎo)柱的方法就不是很好了。 其次，我們分析一下頂出式抽芯結(jié)構(gòu)，其主要由斜滑塊和推桿組成。斜滑塊與動模和主型芯之間的斜面研合后裝入模體。斜推桿則是由設(shè)在動模上的斜孔導(dǎo)向的。開模后，頂板推動斜推桿和頂桿，使斜塊與頂桿在頂出塑件的同時(shí)完成內(nèi)側(cè)抽芯。合模時(shí)，在動模合模并與頂板相對后移時(shí)，在彈簧的作用下粗復(fù)位，之后在與動模平面相齊的部分帶動下斜塊做粗復(fù)位。有于斜推桿在斜向位移的同時(shí)對頂板也有一個(gè)相對的平面位移，這個(gè)接觸面勢必因產(chǎn)生摩擦而相互磨損。為減少摩擦，提高使用壽命，應(yīng)將斜推桿的頭部做成球狀，并進(jìn)行局部淬硬處理，相應(yīng)的在與頂板接觸部位做一淬硬的鑲塊。 頂出式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是專門應(yīng)對內(nèi)凸型塑件而設(shè)計(jì)的，所以說大概的條件都是符合的，而且它有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是可以省略其他頂出機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)本身就帶有頂出的設(shè)置。不過本塑件有三個(gè)內(nèi)凸型結(jié)構(gòu)，這就要求型腔內(nèi)部要有相當(dāng)大的空余空間來使三快頂出板頂出并相互碰到時(shí)塑件已經(jīng)被頂出到可以脫模的位置，由于本塑件的橫向尺寸不是很大，所以基本上達(dá)不到相應(yīng)的要求。這樣看來，頂出結(jié)構(gòu)對本塑件來說也不符合。 既然我們開始預(yù)想的兩種方法對本塑件都不是很適合，那么我們就要另外設(shè)計(jì)一個(gè)比較簡單還適用于本件的方法，我們知道，前兩種方法不成功的原因主要就是塑件比較小，內(nèi)部空間不足，導(dǎo)致抽芯受到一定的阻礙?？梢允褂靡环N本身就是橫向運(yùn)動的不需要有斜向運(yùn)動趨勢的且有很好的復(fù)位的方法，這樣我們就可以想到彈簧，其有很好的復(fù)位功能，還可以橫向運(yùn)動。這樣，側(cè)抽芯的基本結(jié)構(gòu)就定下來了，暫且叫做彈簧復(fù)位側(cè)抽芯。我們可以把彈簧固定在螺釘上，再把螺釘固定在有凹槽的滑塊上，滑塊和定模相接觸的地方設(shè)置成斜面，這樣運(yùn)動機(jī)構(gòu)就達(dá)成了。 5.3 所選側(cè)抽芯的運(yùn)動原理 工作原理：合模前滑塊是緊貼在型芯上的，中間并沒有空隙，合模時(shí)定模上斜面處與滑塊斜面處接觸，并通過斜面使滑塊向外運(yùn)動，此時(shí)彈簧被壓緊，有恢復(fù)原形帶動滑塊向型芯運(yùn)動的趨勢，合模過程結(jié)束后，機(jī)構(gòu)如裝配圖所示。開模時(shí)，定模不動，機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動，滑塊通過斜面作用向型芯方向運(yùn)動，直到與型芯靠攏為止。 5.4 設(shè)計(jì)時(shí)的問題和相關(guān)計(jì)算 5.4.1 鎖模力的計(jì)算 塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于冷縮的原因，物料溫度降低，直至復(fù)原到常溫這個(gè)過程中，尺寸逐漸縮小，塑件對型芯產(chǎn)生一個(gè)包緊力。因此在塑件脫模時(shí)必須克服這一包緊力所產(chǎn)生的脫模阻力，塑件同時(shí)還需克服與型芯間的黏附力和摩擦力及抽芯機(jī)構(gòu)本身所產(chǎn)生的運(yùn)動摩擦合力才能將型芯脫開，這幾種力的合力稱為脫模力。 （5-1） —摩擦力，N； —塑件對型芯的正壓力，N； F—脫模力，N； —脫模斜度，（） f—摩擦系數(shù)，一般取f=0.1~0.3。 有根據(jù)平衡原理 （5-2） 將兩式整理可得 （5-3） 在實(shí)際應(yīng)用中，由于脫模斜度和摩擦系數(shù)f都較小，故和f均接近于零，所以這一項(xiàng)也趨于零，為了計(jì)算上的方便，故將這一項(xiàng)忽略掉，這樣上式可以簡化為 （5-4） 由于 將下式代入上式得 （5-5） =137.3KN 符合要求。 5.4.2 抽芯距的計(jì)算 側(cè)抽芯從成型位置側(cè)抽至不妨礙塑件頂出的位置時(shí)，側(cè)型芯所移動的距離叫做抽芯距。通常抽芯距等于側(cè)成型孔的深度或成型凸臺的長度S加上2~3mm的安全系數(shù)。 如下圖5-1所示，側(cè)抽芯只要運(yùn)動到大于X的位置上，便可以順利的開模了，不會妨礙到開模過程，要注意的是，不要誤認(rèn)為運(yùn)動距離是如圖所示的5mm的距離，這段距離是小于正確的運(yùn)動距離X的，此塑件由于尺寸較小，安全系數(shù)相對來說比較大，所以對尺寸的取值要求不是很嚴(yán)格，如果塑件較大的話，就要嚴(yán)格按著尺寸而定了，否則很可能阻礙開模。 圖5-1 側(cè)抽芯運(yùn)動距離 （5-6） 所以抽芯距為8mm。 5.4.3 側(cè)抽芯的寬度計(jì)算 由于注塑本塑件所用的側(cè)抽芯是由三塊組成的，而且三塊滑塊都會向內(nèi)側(cè)運(yùn)動，而塑件的尺寸比較小，這樣的話很顯然要考慮到滑塊的運(yùn)動距離的問題，因?yàn)槲覀円呀?jīng)定了抽芯距的大小，所以要變動的只能是側(cè)抽芯的寬度，寬度越大，運(yùn)動的距離就會越小，反之則會越大，而太小了用來裝螺釘和彈簧的通孔就無法順利的給出，所以要選擇一個(gè)相對較適合的尺寸，如下圖5-2所示： 圖5-2 側(cè)抽芯最大寬度 通過上圖我們可以看出，滑塊允許的最大寬度為29.44mm，所以我們暫且選用28mm為滑塊的寬度，這樣就不會使滑塊在靠攏的過程中相互干擾了，也使得螺釘和彈簧的選擇更寬泛一些。 5.5 頂出機(jī)構(gòu)的分類 按驅(qū)動方式分類可分為：手動頂出；機(jī)動頂出；氣動頂出。 按模具結(jié)構(gòu)分類可分為：一次頂出；二次頂出；螺紋頂出；特殊頂出。 5.6 影響頂出力的因素 塑件在模內(nèi)冷卻固化后，由于體積收縮原因而包緊成型的零件。在塑件頂出過程中，必須克服由包緊力引起的塑件對成型零件的摩擦力。塑件的包緊力的大小與成型塑件的塑料性能、塑件壁厚、包容面積及形狀、成型零件的表面粗糙度、脫模斜度以及成型工藝都有直接關(guān)系。為使塑件順利脫模，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)充分考慮這些因素。 5.7 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 1.開模時(shí)應(yīng)使塑件留在動模一側(cè) 2.保證塑件外觀完美無缺 3.避免頂出損傷 4.頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)平穩(wěn)順暢，靈活可靠 5.8 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 此塑件我們采用的是頂桿加推出環(huán)相結(jié)合的形式 頂桿的基本形式 1.頂桿頂出機(jī)構(gòu)的基本形式 頂桿頭部的斷面形狀根據(jù)塑件的實(shí)際需要而定。頂桿常用的斷面形狀有圓柱形、矩形、腰形、半圓形、弓形和盤形等。 2.頂桿的結(jié)構(gòu)形式和固定方式 頂桿的結(jié)構(gòu)形式大體分為整體式和組合式。最常用的是一般形式。當(dāng)頂桿的斷面尺寸較小是，可采用尾部加粗的方法即階梯形頂桿，以提高頂桿的強(qiáng)度和剛度。直圓柱形頂桿改動而成的半圓柱頂桿。當(dāng)頂桿斷面尺寸很小時(shí)，為便于加工，可采用鉚合的方式或焊合的方式，將細(xì)長的頂桿頭部組合在頂桿的尾部。盤形頂桿有另一種結(jié)構(gòu)形式。 頂桿的固定方式有一般形式。當(dāng)頂桿的直徑較小或相互距離較近時(shí)，可采用在頂桿底部鉚合的方式。采用螺紋連接緊固的方法。采用在尾部用螺塞緊固的方式。后三種固定方式都省去了頂桿墊板，多在小型模具中采用。 比較起來，一般式是較為理想的。除裝配部分外，其余部分都有0.5mm的單邊間隙；一部分是為了排氣需要外，其余都是為了防止在做模時(shí)產(chǎn)生的孔距誤差，引起組裝后產(chǎn)生蹩勁的現(xiàn)象。給頂桿底部固定部分以較大的自由度，調(diào)正位置并定心自如后再用螺栓緊固。其余的固定方法都沒有竄動定心的條件。 頂桿的組裝精度，，如下圖4-3所示，d是頂桿頭部直徑，一般在以下選取。它與頂桿孔的配合精度為，其配合長度當(dāng)時(shí)，。。配合部分設(shè)有的導(dǎo)入口，以便裝配。 圖5-3 頂桿組裝 5.9 頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 在設(shè)計(jì)頂桿頂出時(shí)，除遵守頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則外，根據(jù)頂桿頂出的具體情況，制定合理的頂出機(jī)構(gòu)。頂桿頂出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)大概如下： 1.頂桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力較大的部位，如成型件側(cè)壁、邊緣及拐角處、成型孔凸緣。當(dāng)頂桿設(shè)在塑件側(cè)面邊緣時(shí)，頂桿邊緣應(yīng)遠(yuǎn)離它一個(gè)距離S>1mm，一是可增強(qiáng)型芯的強(qiáng)度，二是給以后的修復(fù)、擴(kuò)孔留有余地。 2.頂桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力較大的部位，如塑件底部較厚的部位以及直接頂在立壁、加強(qiáng)筋、凸緣的部位上，以防止在頂出過程中塑件的變形或損傷。 3.頂桿位置應(yīng)布局均勻合理。當(dāng)塑件各部脫模阻力大體相同時(shí)，頂桿應(yīng)對稱均勻設(shè)置，以達(dá)到頂出受力的平衡，以免塑件變形。 4.在確保塑件頂出的前提下，頂桿數(shù)量應(yīng)盡量的少，以簡化模具結(jié)構(gòu)，減少頂出對塑件表面的影響。 5.對于有裝配要求的塑件，頂桿端面的安裝高度應(yīng)高出型芯一個(gè)距離h=0.1~0.5mm，在塑件成型后使其平面形成一個(gè)凹窩，以免影響塑件的裝配。但是頂桿高出型芯的距離h不能過長，否則塑件脫模后，可能附著在頂桿上，影響塑件自由落下。對無裝配要求的塑件，特別是壁薄的塑件，可使頂桿低于型芯好h1=0.1~0.5mm，以增加塑件的頂出強(qiáng)度。 6.頂桿應(yīng)盡量地短，保證頂桿在頂出時(shí)的強(qiáng)度和剛度。一般情況下，將塑件頂?shù)礁哂谛托卷斆?0mm左右，能使塑件自由落下即可。 7.頂桿不宜過細(xì)，在以下時(shí)，應(yīng)采用階梯形頂桿，以提高頂桿的強(qiáng)度。 8.頂桿材料多為T8A、T10A，頂桿頭部淬硬HRc50~55。 9.必須在塑件斜面設(shè)置頂桿時(shí)，為防止在頂出過程中相對滑移，在頂桿部斜面上開多個(gè)橫槽。 10.當(dāng)較薄的平板塑件不允許有頂出痕跡時(shí)，可采用耳形頂出形式。將頂板設(shè)在澆口附近。開模后，在頂出分流道和澆口凝料的同時(shí)，將塑件帶出型腔，將凝料剪掉。 11.在帶有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的模具中，頂桿的位置應(yīng)盡量避免與活動型芯發(fā)生運(yùn)動干擾，S的距離即為干擾區(qū)域。當(dāng)側(cè)抽芯側(cè)分型時(shí)，頂桿頂出塑件，但當(dāng)頂桿還沒有復(fù)位時(shí)，側(cè)抽芯合模，將同頂桿發(fā)生碰撞。那么，當(dāng)頂桿的位置不能更改時(shí)，就應(yīng)設(shè)置頂出系統(tǒng)的先復(fù)位機(jī)構(gòu)，必須使頂桿復(fù)位后側(cè)抽芯才能有序地合模。 12.安放嵌件或活動型芯的部位設(shè)置頂桿，其頂出效果良好。但在合模前必須使頂桿先復(fù)位后，才能安放嵌件或活動型芯，即必須設(shè)置先復(fù)位機(jī)構(gòu)，但使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此，只在必要時(shí)采用。 13.頂桿位置應(yīng)注意避開冷卻水路。 第6章 注塑模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)螺釘?shù)倪x用 6.1 注塑模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性 6.1.1 模具的熱傳導(dǎo) 我們知道，任何一個(gè)物體溫度升高，都需要一定熱量的傳入。要使塑料達(dá)到熔融的成型溫度，必須通過注塑機(jī)料筒加熱，使塑料吸收熱量而升溫熔化。加熱的溫度越高，受熱的質(zhì)量越大，它所需要的熱量也越多，即熔化的塑料的溫度及其質(zhì)量與所需的熱量成正比。 熔融塑料傳給模具的熱量有3種形式： 1.熔融的塑料在注入模體的過程中，將熱量傳導(dǎo)給模具，使模具溫度上升，同時(shí)熔料的溫度也隨之下降。 2.注塑完畢后，熔料和模具產(chǎn)生一個(gè)溫差。大家知道，熱量總是由高溫區(qū)向低溫區(qū)傳遞，高溫熔料必然向溫度較低的模具傳導(dǎo)，在這個(gè)過程中，傳導(dǎo)的熱量，俗稱“顯熱”。這部分熱量與熔料的多少和溫度的大小有關(guān)。 3.塑料熔體在與模體熱交換時(shí)，使其溫度速度迅速降低，而產(chǎn)生變相固化。這個(gè)過程產(chǎn)生熱量稱為熔化潛熱。 概括下來，在以上的過程中，熔融塑料在單位時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)給模具的總熱量Q為： （6-1） Q—單位時(shí)間內(nèi)熔料傳導(dǎo)給模具的總熱，J/h； G—單位時(shí)間內(nèi)注入模具內(nèi)塑料熔體的質(zhì)量，kg/h； —成型時(shí)單位質(zhì)量塑料釋放的熱量，J/kg。 6.1.2 調(diào)節(jié)模具溫度的主要目的 采用模具成型塑件的主要目的： 1.縮短成型周期 在塑件的整個(gè)成型周期中，其冷卻時(shí)間所占的比例很大。打開、閉合注塑時(shí)間的變化范圍不大。因此，縮短成型周期的主要途徑就是縮短塑件的冷卻固化時(shí)間。而冷卻固化時(shí)間t與總熱量Q成正比，注塑溫度與成型零件溫度和平均溫度差成反比。其表達(dá)式為： （6-2） t—冷卻時(shí)間； K—系數(shù)； Q—總熱量； —溫差。 可以看出，當(dāng)總熱量Q一定時(shí)，溫度差值越大，冷卻固化時(shí)間就越短。也就是說，要縮短冷卻時(shí)間t必須擴(kuò)大注塑溫度與模具溫度的溫度差。其主要措施是：通過有效的冷卻手段使模具保持在較低的溫度以下，使模具溫度略低于使用塑料的熱變形溫度。只有這樣才可以較大程度的縮短成型周期，提高注塑效率。 2.提高塑件質(zhì)量 一般在塑件質(zhì)量上應(yīng)考慮如下問題： (1) 最小的收縮率； (2) 最小的變形； (3) 最好的尺寸穩(wěn)定性； (4) 最好的沖擊強(qiáng)度； (5) 最好的耐應(yīng)力開裂性； (6) 最好的表面狀態(tài)。 為了取得較好的塑件質(zhì)量，一般塑件采用較低的熔料溫度、均勻的模具溫度、最短的注塑保壓時(shí)間、快速注入的成型條件。而取得最小變形的成型條件是要求模具溫度均勻。實(shí)踐證明，使塑件翹曲變形的主要原因如下： (1)模壁溫差越大，產(chǎn)生的不對稱應(yīng)力就越大。模壁溫差的影響總是大于壓力的影響，特別是對塑件厚度方向變形的影響更大。 (2)在模壁溫差一定的情況下，高的冷卻速度產(chǎn)生大的殘余應(yīng)力。 (3)在一定壓力范圍內(nèi)壓力對殘余應(yīng)力有影響，但不及溫度的作用大。 (4)在適當(dāng)?shù)膲毫Ψ秶鷥?nèi)蘇塑件的變形曲率因壓力的增加而有所下降。 3.適應(yīng)特殊需要 (1)在注塑結(jié)晶性塑料時(shí)，應(yīng)使模具適當(dāng)提高，使塑料冷凝后形成較低的結(jié)晶度，已得到柔軟性、撓曲性、伸長率較好的塑件，如為了控制尼龍、聚甲醛、聚丙烯等結(jié)晶性塑料的結(jié)晶度，改善塑料的綜合性能，一般要求保持較高的模具溫度。 (2)對大型模具注塑成型前的預(yù)熱。 (3)對待特殊需要的模具局部加熱。 (4)熱流道系統(tǒng)的加熱等。 6.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6.2.1 冷卻系統(tǒng)冷卻效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)