機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于ProE的顯示板三維造型及其模具設(shè)計(jì)【全套圖紙PROE三維】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于ProE的顯示板三維造型及其模具設(shè)計(jì)【全套圖紙PROE三維】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于ProE的顯示板三維造型及其模具設(shè)計(jì)【全套圖紙PROE三維】（32頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 基于Pro/E的顯示板三維造型及其模具設(shè)計(jì) 摘要：本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是“基于Pro/E的顯示板三維造型及其模具設(shè)計(jì)〞。 通過(guò)對(duì)其技術(shù)要求和工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確定工藝方案及模具形式，通過(guò)對(duì)其相關(guān)數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，選注塑機(jī)和注塑工藝，從而確定顯示板注塑設(shè)計(jì)思路、方案以及擬定模具結(jié)構(gòu)形式。詳細(xì)表達(dá)了注塑成型工藝過(guò)程、分型面設(shè)計(jì)、凹凸模設(shè)計(jì)、重要零件的工藝參數(shù)與計(jì)算等。 關(guān)鍵字：顯示板；塑料模具：模具設(shè)計(jì)：注射成型：模具結(jié)構(gòu) 全套圖紙，加153893706 Based on Proe/E three-dimensional modeling of television shell

2、and mold design Abstract: The design of the content is “Based on Proe/E three-dimensional modeling of television shell and mold design 〞. Through its analysis of the technology required to understand the production technology, combined with the actual production environment and production technolo

3、gy , etc., to do its injection mold design. Including the analysis of the technology and material required , sub-surface design, die design, punch design, main parts structure design, part process analysis, standard parts selection. Key word: recorder; plastic mold; mold design; injection molding;

4、die structure 塑料是20世紀(jì)人類的重大創(chuàng)造，它的創(chuàng)造和廣泛使用，為人類的物質(zhì)文明譜寫了信新的篇章，大大推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步和繁榮。在科學(xué)技術(shù)高度興旺的美國(guó)，塑料的體積使用量已超過(guò)鋼鐵，以塑代木，以塑代鋼，已是大勢(shì)所趨。 塑料制品同金屬零件相比有許多優(yōu)點(diǎn)：容易加工、生產(chǎn)效率高；節(jié)約能源，絕緣性能好；質(zhì)量輕，比鋁約輕一半，比鋼約輕四分之三，具有良好的耐磨、耐腐蝕性。設(shè)計(jì)合理的塑料制品往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬構(gòu)件，可以一次成型非常復(fù)雜的形狀，而且還能設(shè)計(jì)成卡裝結(jié)構(gòu)，從而減少產(chǎn)品裝配中使用的各種緊固件。此外，注塑成型的制品數(shù)量比其他常規(guī)的金屬成型方法要大的

5、多。由于上述優(yōu)點(diǎn)，目前工業(yè)產(chǎn)品非金屬化、金屬制品塑料化的趨勢(shì)日益明顯。 中國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，產(chǎn)品時(shí)制造業(yè)的主體，模具是制造業(yè)的靈魂，模具的開(kāi)展水平?jīng)Q定了制造業(yè)的開(kāi)展水平。塑料的廣泛使用直接帶動(dòng)了注塑模的飛速進(jìn)步和開(kāi)展。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，同時(shí)又稱為原料及設(shè)備的“效益放大器〞。從生產(chǎn)實(shí)踐可知，通過(guò)模具加工的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。因此，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根底工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母〞。模具是一種高附加值產(chǎn)品和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其生產(chǎn)技術(shù)水平的上下，已成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平上下的重要標(biāo)志[1]。 簡(jiǎn)介 注塑成型也稱為注射成型。它是目前塑料加

6、工中最普遍采用的方法之一，可用來(lái)生產(chǎn)空間幾何形狀非常復(fù)雜的塑料制件。由于它具有應(yīng)用面廣、成型周期短、花色品種多、制件尺寸穩(wěn)定、產(chǎn)品易更新?lián)Q代、生產(chǎn)效率高、模具服役條件好、塑件尺寸精度高、生產(chǎn)操做容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等諸方面的優(yōu)點(diǎn)，因此，在整個(gè)塑料制件生產(chǎn)行業(yè)中，注塑成型占有非常重要的地位。目前，除少數(shù)幾種塑料品種外，幾乎所有的塑料〔即全部熱塑性塑料和局部熱固性塑料〕都可以采用注塑成型。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注塑制件約占所有塑料制件總產(chǎn)量的30%,全世界每年生產(chǎn)的模具數(shù)量約占有塑料成型模具數(shù)量的50%[2]。 塑料注射成型模具的分類方法較多，按塑料件所用的材料不同可分為熱塑性塑料注射成型模具和熱固性塑料注

7、射成型模具；按塑料注射機(jī)的類型不同可分為臥室、立式和直角式注射模具；按其在塑料注射機(jī)上的安裝方式不同可分為移動(dòng)式注射模具〔主要在立式注射機(jī))和固定式注射模具；按模具的型腔數(shù)量不同可分為單型腔塑料注射模具和多型腔塑料注射模具。 通常，塑料注射成型模具是按其總體結(jié)構(gòu)上的某些特征進(jìn)行分類的，分為普通模具和特殊模具，普通模具分為二板式模具三板式模具，其中又分為一模一腔二板式、一模多腔二板式、一模一腔三板式、一模多腔三板式；特殊模具分為滑動(dòng)型芯式模具〔斜導(dǎo)柱側(cè)抽心式模具)、瓣合式模具〔哈夫模具)、螺紋模具、滑動(dòng)型芯與瓣合式結(jié)構(gòu)相結(jié)合的模具、其他。 1.2 注塑模具成型原理 將加熱融化的塑料注滿一個(gè)

8、挖有空腔的模塊，然后對(duì)模塊強(qiáng)制冷卻，熔料凝固成固體。為取出凝固體，用分型面把模塊分割成型芯和型腔兩局部。包裹凝固體外外表輪廓的一半模塊稱為型腔零件，包裹凝固體內(nèi)外表的另一半模塊稱為型芯零件，型芯和型腔零件統(tǒng)稱為成型零件。包裹凝固體內(nèi)外外表的相交線稱為分型環(huán)，分型環(huán)水平向四周延伸形成切割模塊的分型面。事先把成型模腔按放大比例〔1+成型收縮率)加工成需要的形狀，凝固體就成為有用的塑料制品。光有成型零件還不能連續(xù)大量生產(chǎn)塑料制品，型芯和型腔零件要安裝固定在模架上，加工出注料通道，配上脫模機(jī)構(gòu)等其他機(jī)構(gòu)和零件，成為能與注塑機(jī)配合工作的模具，才能連續(xù)生產(chǎn)塑料制品。 沿型芯和型腔零件分型面將模具剖切為定

9、模和動(dòng)模兩局部，生產(chǎn)時(shí)要把定、動(dòng)模分別固定在注塑機(jī)固定模版和移動(dòng)模板上。注塑機(jī)工作時(shí)的狀態(tài)是注塑機(jī)固定模板一直固定不動(dòng)，而移動(dòng)模板在注塑機(jī)拉桿上做單邊開(kāi)合運(yùn)動(dòng)，因此安裝固定在模具動(dòng)、定模局部的型芯和型腔零件也能隨移動(dòng)模板開(kāi)合作開(kāi)閉運(yùn)動(dòng)。 注料時(shí)型芯和型腔零件閉合成封閉模腔，只留有注料通道，加熱熔化的塑料在注射劑螺桿的擠壓下從噴嘴經(jīng)注料通道高速進(jìn)入成型模腔，填滿模腔的熔料經(jīng)壓實(shí)冷卻后凝固成塑料制品。型芯和型腔零件又隨注塑機(jī)移動(dòng)模板的開(kāi)模運(yùn)動(dòng)分開(kāi)，隨后注塑機(jī)頂出桿驅(qū)動(dòng)模具脫模機(jī)構(gòu)脫出塑料制品[3]。 2. 顯示板的設(shè)計(jì) 2.1 對(duì)零件分析 結(jié)構(gòu)分析 顯示板是一個(gè)薄壁、外形復(fù)雜的零件，三

10、維造型如圖2.1。 生產(chǎn)要求和塑件尺寸精度 根據(jù)產(chǎn)品要求，該塑件為大批量生產(chǎn)，采用注塑成型。此塑件上共有四個(gè)尺寸有精度要求，分別是：，，，其余尺寸無(wú)精度要求，可按MT4級(jí)精度取。 圖 2.1 顯示板三維造型 顯示板三視圖如下圖。 圖顯示板三視圖 2.2.1材料選擇 顯示板對(duì)強(qiáng)度，剛度，柔韌性，熱塑性等眾多方面的考慮，我們決定塑件的材料采用AB

11、S材料。ABS〔丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物〕 優(yōu)點(diǎn)：綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，且在低溫下也不迅速下降；耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好；水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸對(duì)ABS幾乎無(wú)影響；尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，經(jīng)過(guò)調(diào)色可以配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且外表了鍍鉻。 缺點(diǎn)：耐候性差；耐熱性不夠理想；容易產(chǎn)生裂紋； 一般用于機(jī)器蓋、罩，儀表殼、手電鉆殼、風(fēng)扇葉輪，收音機(jī)、 和電視機(jī)等殼體，局部電器零件、汽車零件、機(jī)械及常規(guī)武器的零部件[1]設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)注意： 〔1〕選擇適當(dāng)?shù)拿撃C(jī)構(gòu)，防止產(chǎn)生裂紋 〔2〕在成型部位要防止產(chǎn)生裂

12、紋，脫模斜度在10以上，應(yīng)絕對(duì)防止側(cè)凹 〔3〕成型收縮率為0.55%。 [4]。 表2.1 ABS的成型條件 塑料名稱 ABS樹(shù)脂 注塑成型機(jī)類型 螺桿式 預(yù)熱 溫度〔℃〕 80～85 時(shí)間〔h〕 2～3 料筒溫度 〔℃〕 后段 150～170 中段 165～180 前段 180～200 噴嘴溫度〔℃〕 170～180 模具溫度〔℃〕 50～80 注射壓力〔MPa〕 60～100 螺桿轉(zhuǎn)速〔r/min〕 30 適用注塑機(jī)類型 螺桿、柱塞均可 材料工藝性 顯示板所用材料為ABS樹(shù)脂，而該樹(shù)脂一般采用注射成型比擬適宜。且顯示板屬于外形復(fù)

13、雜的薄壁零件，用其他的成型方法很難加工出它所需要的模具，綜上所述，還是注塑成型法比擬適宜。 ABS 塑料由于具有較大的機(jī)械強(qiáng)度和良好的綜合性能， 在電子工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑材料、玩具制造等工業(yè)中占有重要的位置， 特別是稍微大型的箱體結(jié)構(gòu)以及受力元件， 需要電鍍的裝飾件更是離不開(kāi)這種塑料。 ABS 塑料注塑工藝[5]: (1) ABS 塑料的枯燥　 ABS塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大，在加工前進(jìn)行充分的枯燥和預(yù)熱，不單能消除水汽造成的制件外表煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件外表色斑和云紋。ABS 原料要控制水分在0.13 %以下。注塑前的枯燥條件是:干冬季節(jié)

14、在75～80 ℃以下，枯燥2～3h ，夏季雨水天在80～90 ℃下，枯燥4～8h ，如制件要到達(dá)特別優(yōu)良的光澤或制件本身復(fù)雜，枯燥時(shí)間更長(zhǎng)，達(dá)8～16h。因微量水汽的存在導(dǎo)致制件外表霧斑是往往被忽略的一個(gè)問(wèn)題。最好將機(jī)臺(tái)的料斗改裝成熱風(fēng)料斗枯燥器， 以免枯燥好的ABS 在料斗中再度吸潮， 但這類料斗要加強(qiáng)濕度監(jiān)控，在生產(chǎn)偶然中斷時(shí)，防止料的過(guò)熱。 (2) 注射溫度　 ABS 塑料的溫度與熔融粘度的關(guān)系有別于其他無(wú)定型塑料。在熔化過(guò)程溫度升高時(shí)，其熔融實(shí)際上降低很小，但一旦到達(dá)塑化溫度(適宜加工的溫度范圍， 如220～250 ℃)，如果繼續(xù)盲目升溫，必將導(dǎo)致耐熱性不太高的ABS 的熱降解反而使

15、熔融粘度增大，注塑更困難，制件的機(jī)械性能也下降了。所以，ABS的注射溫度雖然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那樣有較寬松的升溫范圍。某些溫控不良的注塑機(jī)，當(dāng)生產(chǎn)ABS制件到一定數(shù)量時(shí)，往往或多或少地在制件上發(fā)現(xiàn)嵌有黃色或褐色的焦化粒，而且很難利用加新料對(duì)空注射等方法將其去除排出。究其原因，是ABS 塑料含有丁二烯成分，當(dāng)某塑料顆粒在較高的溫度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易沖刷的外表上，受到長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用時(shí)，造成降解和碳化。既然偏高溫操作對(duì)ABS 可能帶來(lái)問(wèn)題，故有必要對(duì)料筒各段爐溫進(jìn)行限制。當(dāng)然，不同類型和構(gòu)成的ABS 的適用爐溫也不同。如柱塞式機(jī)，爐溫維持在180～230 ℃；螺桿機(jī)，

16、爐溫維持在160～220 ℃。 特別值得提出的是,由于ABS的加工溫度較高,對(duì)各種工藝因素的變化是敏感的。所以料筒前端和噴嘴局部的溫度控制十分重要。實(shí)踐證明,這兩局部的任何微小變化都將在制件上反映出來(lái)。溫度變化越大,將會(huì)帶來(lái)熔接縫、光澤不佳、飛邊、粘模、變色等缺陷。 (3) 注射壓力　 ABS 熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高,所以在注射時(shí)采用較高的注射壓力。當(dāng)然并非所有ABS 制件都要施用高壓, 對(duì)小型、構(gòu)造簡(jiǎn)單、厚度大的制件可以用較低的注射壓力。注制過(guò)程中, 澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小往往決定了制件的外表質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過(guò)小,塑料收縮大,與型腔外表脫離接觸的時(shí)機(jī)大,

17、制件外表霧化。壓力過(guò)大,塑料與型腔外表摩擦作用強(qiáng)烈,容易造成粘模。 (4) 注射速度　 ABS 料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過(guò)快時(shí), 塑料易燒焦或分解析出氣化物,從而在制件上出現(xiàn)熔接縫、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。但在生產(chǎn)薄壁及復(fù)雜制件時(shí),還是要保證有足夠高的注射速度,否那么難以充滿。 (5) 模具溫度　 ABS的成型溫度相對(duì)較高, 模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75～85 ℃, 當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí), 定模溫度要求70～80℃,動(dòng)模溫度要求50～60 ℃。在注射較大的、構(gòu)形復(fù)雜的、薄壁的制件時(shí), 應(yīng)考慮專門對(duì)模具加熱。為了縮短生產(chǎn)周期,維持模具溫度的相對(duì)穩(wěn)定,

18、在制件取出后,可采用冷水浴、熱水浴或其他機(jī)械定型法來(lái)補(bǔ)償原來(lái)在型腔內(nèi)冷固定型的時(shí)間。 (6) 料量控制 一般注塑機(jī)注ABS 塑料時(shí), 每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的75 %。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定, 外表光澤、色調(diào)的均勻, 要求注射量為標(biāo)定注射量的50 %為宜。 ABS主要技術(shù)指標(biāo) ABS的熱物理性能如下表2.2所示。 表2.2 熱物理性能 密度(g/ cm3) 1.02～1．05 比熱容(J·kg-1K-1) 1255～1674 導(dǎo)熱系數(shù) (W·m-1·K-1×10-2) 線膨脹系數(shù) (10-5K-1) 滯流溫度(°C) 130 A

19、BS的熱力學(xué)性能如下表2.3所示。 表2.3 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度〔MPa〕 50 抗拉強(qiáng)度(MPa) 38 斷裂伸長(zhǎng)率(﹪) 35 拉伸彈性模量(GPa) 抗彎強(qiáng)度(MPa) 80 彎曲彈性模量(GPa) 抗壓強(qiáng)度(MPa) 53 抗剪強(qiáng)度(MPa) 24 沖擊韌度 (簡(jiǎn)支梁式) 無(wú)缺口 261 布氏硬度 缺 口 11 ABS的熱物理性能如下表2.4所示。 表2.4 電氣性能 外表電阻率(Ω〕 ×1013 體積電阻率(Ω·m〕 ×1014 擊穿電壓〔KV/mm〕 \ 介電常數(shù)〔106Hz〕 介電損耗角正

20、切〔106Hz〕 耐電弧性(s) 50～85 2.3 設(shè)計(jì)計(jì)算 注射塑料模具的設(shè)計(jì)過(guò)程可以說(shuō)是相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)樵谀＞咴O(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題相當(dāng)多。從塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始，就要考慮制品的尺寸公差、脫模斜度、壁厚、凸凹臺(tái)的設(shè)計(jì)，以及其他的工藝結(jié)構(gòu)等方面是否合理。當(dāng)制品設(shè)計(jì)完成后，才正式開(kāi)始進(jìn)入模具的設(shè)計(jì)，在模具設(shè)計(jì)當(dāng)中要考慮的東西就更加多了，模具分型面的開(kāi)設(shè)、澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等的考慮全面與否，都直接影響模具質(zhì)量的好壞。 3 注射機(jī)的選定 3.1 注射機(jī)的分類 注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要裝備，按其外形可以簡(jiǎn)單的分為立式、臥式、直角式三種。

21、 3.2 注塑機(jī)型號(hào)確實(shí)定 除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些根本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開(kāi)模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，那么模具無(wú)法使用，為此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過(guò)較核來(lái)設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)。 確定最大注射量 為保證正常的注射成型，注射機(jī)最大注射量應(yīng)稍大于制品的重量或體積(包括澆注系統(tǒng)凝料的體積)。通常注射機(jī)實(shí)際注射量最好在注射機(jī)最大注射量的80%以內(nèi)。 通過(guò)PRO/E建模分析，可得出塑件體積為v13計(jì)算，可以得出塑件質(zhì)量為53.6976

22、09g。流道凝料還是個(gè)未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的0.6倍來(lái)計(jì)算。從上述分析中確定型腔為一模一腔，因?yàn)槁輻U式注射機(jī)按體積算所以注射量為[5]： 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算 流道凝料〔包括澆口〕在分型面上的投影面積在模具設(shè)計(jì)前是未知的，根據(jù)多腔模的統(tǒng)計(jì)分析，是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2～0.5倍之間,因此可取0.35。 其中： 制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和為： 鎖模力可依照公式算出： 式中：p為型腔壓力單位，ABS料一般型腔壓力為20～40，此處取p＝35。 型腔數(shù)目確實(shí)定 制件

23、屬于薄壁型零件，其質(zhì)量小空間體積大，多型腔充模時(shí)，可能在尚未充滿型腔時(shí)，有的熔體開(kāi)始凝固，不容易充滿型腔，所得制件缺陷多，應(yīng)選擇其型腔數(shù)為一模一腔。 注塑機(jī)確實(shí)定 根據(jù), ，選擇注塑機(jī)機(jī)型為：XS—ZY—[6]。 表3.1 注塑機(jī)的主要參數(shù) 工程 XS—ZY—250 理論注射容量/cm3 250 注射壓力/MPa 130 注射行程/mm 160 注射時(shí)間/s 2 螺桿轉(zhuǎn)速r/min 58 最大成形面積/ cm2 550 最大開(kāi)合模行程/mm 500 模具最小厚度/mm 200 模具最大厚度/mm 350 動(dòng)、定模固定板尺寸/〔mm×mm〕

24、598×520 拉桿空間/〔mm×mm〕 448×370 鎖模力/kN 1800 噴嘴球頭半徑/㎜ SR18 定位圈尺寸/mm Ф125 頂桿中心距/mm 280 合模方式 增壓式 頂出形式 兩側(cè)頂出 3.3 注射機(jī)的校核 在初步選擇了注射機(jī)以后還需要對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校核，以確定所選的注射機(jī)符合該塑件生產(chǎn)的全部條件，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行校核。 型腔數(shù)量的校核 型腔數(shù)量的校核按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量n： 上式右邊=。所以，所設(shè)定的型腔數(shù)符合要求，合格。 式中： ——注射機(jī)允許的最大注射量

25、〔g或cm3〕 —— ——為單個(gè)塑件的質(zhì)量〔g〕，取≈53.7 g ——為澆注系統(tǒng)的質(zhì)量〔g〕，取≈32.22 g 鎖模力的校核 鎖模力又稱合模力，是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。當(dāng)注射成型時(shí)，熔體不斷充滿型腔，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力將使模具沿著分型面脹開(kāi)，為保證注射成型的順利進(jìn)行，注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積。即： 式 中: F——注射機(jī)的額定鎖模力KN, p——成型時(shí)型腔平均壓力〔MPa〕, A1——塑件在開(kāi)模方向

26、的最大投影面積(mm2) A2——澆注系統(tǒng)在開(kāi)模方向的最大投影面積(mm2) 從前面可知型腔個(gè)數(shù)： n=1 而注塑機(jī)合模力，故滿足要求。 注射壓力的校核 該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的額定壓力Pe能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力P0，塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料流動(dòng)性，塑件結(jié)構(gòu)的壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決定，生產(chǎn)實(shí)踐中其值一般為70MPa～100MPa。設(shè)計(jì)中要求： 式中：k——平安系數(shù)，常取1.25～1.4，在此取1.3。 而，所以 符合要求。 注射機(jī)安裝模具局部相關(guān)尺寸的校核[7] （1） 模具閉合高度的校核 由裝配圖可知模具閉合高

27、度：,注塑機(jī)的最小裝模高度，最大裝模高度，能夠滿足的安裝條件。 （2） 澆口套尺寸 澆口套的球面半徑為注射機(jī)噴嘴球頭半，符合要求；澆口套小端孔徑為噴嘴口直徑，符合要求。 （3） 定位圈尺寸 模具安裝在注射機(jī)上必須使模具中心線與料筒，噴嘴的中心線相重合，定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈較松動(dòng)的間隙配。模具定位圈的直徑為，與注塑機(jī)定位孔直徑相同，符合安裝要求。 〔4〕模具開(kāi)模行程的校核 模具的開(kāi)模行程： =塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+ 注射機(jī)的最大開(kāi)合模行程，符合要求。 4 分型面的設(shè)計(jì) 模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的課別離的接觸外表成為分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)

28、形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)特性及塑料的脫模。 常見(jiàn)的分型面形狀有：平直分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面及瓣合分型面等，其中平直分型面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，經(jīng)常采用。 分型面的選擇是一個(gè)比擬復(fù)雜的問(wèn)題，影響分型面的因素比擬多。分型面的選擇好壞對(duì)塑件質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制作都有很大的影響。通常遵循以下原那么[4]： 〔1〕有利于脫模：1〕 分型面應(yīng)取在塑件尺寸最大處；2〕分型面應(yīng)使塑件留在動(dòng)模局部。由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模局部，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利于脫模。如

29、果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹?！残颓弧骋苍O(shè)在動(dòng)模一側(cè)；3〕拔模斜度較小或者塑件較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件的中間部位，但此時(shí)塑件外形有分型的痕跡。 〔2〕有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。因?yàn)榉中兔嫣幉豢煞乐沟貢?huì)在塑件上留下溢料痕跡，或品和不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外外表或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。塑件有同軸度要求時(shí)，為防止兩局部錯(cuò)型，一般將型腔放在模具的同一側(cè)。 〔3〕有利于成型零件的加工制造。斜分型面時(shí)，凹模與凸模的傾斜角度應(yīng)一致，這樣加工成型零件較方便。 〔4〕有利于側(cè)向抽芯。塑件有側(cè)凹或側(cè)孔時(shí)，側(cè)向滑塊型芯宜放在動(dòng)模

30、一側(cè)，這樣模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。由于側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的抽拔距離都較小〔除了液壓抽芯機(jī)構(gòu)外〕，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯距離小的方向放在側(cè)向。但是，對(duì)于投影面積較大而又需要側(cè)向分型抽芯時(shí)，由于側(cè)向滑塊何模時(shí)的鎖緊力較小，這時(shí)應(yīng)將投影面積較大的分型面設(shè)在垂直于合模方向上。 〔5〕有利于排氣。分型面應(yīng)盡量與最后才能充填熔體的模腔表壁重合，這樣對(duì)注塑成型過(guò)程中的排氣有利。 考慮各種因素，分型面選在制件的下外表上，如圖4.1所示。 圖4.1 零件的分型面 5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。它的作用是將塑料熔體順利地充滿型腔的各個(gè)部位，

31、并在填充及保壓過(guò)程中，將注塑壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在和外表質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞是影響生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，也是注塑模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。 澆注系統(tǒng)的組成與作用 無(wú)論用于何種類型注塑機(jī)的模具，其澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴四局部組成。 〔1〕主流道 主流道是指使注塑機(jī)噴嘴與型腔或分流道連接的一段進(jìn)料通道。主流道是塑料熔體首先經(jīng)過(guò)的通道，與注塑機(jī)噴嘴同一軸線，熔體在主流道中不改變流動(dòng)方向。主流道斷面一般為圓形。

32、〔2〕分流道 分流道是指連接主流道和澆口的進(jìn)料通道。在多型腔注塑模中分流道由一級(jí)分流道和二級(jí)分流道，甚至多級(jí)分流道組成。分流道通常開(kāi)設(shè)在模具分型面上，其斷面形狀有多種形式，由動(dòng)模和定模的溝槽組合而成。分流道有時(shí)也可單獨(dú)設(shè)在定?；騽?dòng)模一側(cè)。 〔3〕澆口 澆口是連接分流道和型腔的一段細(xì)短的進(jìn)料通道。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，主要起著調(diào)節(jié)熔體流速、控壓和保壓作用。常用的斷面形狀為圓形和矩形。 〔4〕冷料穴 冷料穴主要是指直接對(duì)著主流道的孔或槽，主要用以儲(chǔ)存熔體前鋒的冷料。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原那么[1] 〔1〕排氣良好 能順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深度，不產(chǎn)生渦流和紊流，并能使型腔

33、內(nèi)的氣體順利排出。 〔2〕流程短 在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來(lái)充填型腔；且應(yīng)盡量減少?gòu)澱?，以降低壓力損失，縮短填充時(shí)間。 〔3〕防止型芯和嵌件變形 應(yīng)盡量防止熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯和金屬嵌件，防止型芯彎曲變形和嵌件移位。 〔4〕整修方便 澆口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并無(wú)損塑件的外觀和使用。 〔5〕防止塑件翹曲變形 在流程較長(zhǎng)或需開(kāi)設(shè)兩個(gè)以上澆口時(shí)更應(yīng)注意這一點(diǎn) 〔6〕合理設(shè)計(jì)冷料穴或溢料槽 冷料穴或溢料槽設(shè)計(jì)是否合理，直接影響塑件的質(zhì)量。 〔7〕澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度 除滿足以上各點(diǎn)外，澆注系統(tǒng)的斷面積和長(zhǎng)度應(yīng)盡量去小值，以減

34、少澆注系統(tǒng)占用的塑料量，從而減少回收料。 流道設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下[8]： 〔1〕 為了便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。其錐角α為20～40，對(duì)流動(dòng)性差的塑料，也可取30～60μm。 〔2〕 主流道大端呈圓角，其經(jīng)常取r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力。 〔3〕 在保證塑件成型良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度盡量短，否那么將會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過(guò)多而影響注塑成型。 〔4〕 為了

35、使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注塑機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接。主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑R2=R1+〔1～2〕mm,其小端直徑d =d1+(0.5～1)mm，凹坑深度常取3～4mm。 噴嘴與主流道襯套的接觸尺寸關(guān)系如圖5.1 。 5.1 噴嘴與主流道襯套的接觸尺寸關(guān)系 1〕 小端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑d1+〔0.5～1〕mm =4+〔0.5～1〕mm， 取d=5mm。 2〕 主流道球面半徑應(yīng)為： R2=噴嘴球面半徑R1+〔1～2〕mm = 18 +〔1～

36、2〕mm = 19～20mm， 取R=20mm。 3〕 h=(1/3～2/5) R2=6.7～8mm, 取7mm。 4〕 主流道的錐角α=2～6°。過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過(guò)小錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)流動(dòng)阻力大，比外表增大，熱量損耗大。該設(shè)計(jì)中取=4° 5〕r=3mm 主流道襯套的形式 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道局部常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A,T10A等，熱處理硬度為53HRC～57HRC,襯套與定模板的配合

37、可采用H7/m6，如下圖。如其大端兼作定位環(huán)，那么圓盤凸出定模端面的長(zhǎng)度為5～10mm，也常有將模具定位環(huán)與主流道澆口套分開(kāi)設(shè)計(jì)的。 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 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)才到達(dá)正常的塑料熔體溫度。位于這一區(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，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。

38、 主流道冷料穴設(shè)計(jì)成帶有推桿的冷料穴，底部由一根推桿組成，推桿裝于推桿固定板上，與推桿脫模機(jī)構(gòu)連用。當(dāng)其被摧出時(shí)，塑件和流料凝道能自動(dòng)墜落，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。 主流道冷料穴中拉料桿的設(shè)計(jì)如圖5.2所示。 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。多型腔的模具一定設(shè)置分流道。單腔模成型大型塑件，假設(shè)使用多澆口進(jìn)料也需要設(shè)置分流道。成型薄壁塑件，特別是塑件厚度非常小時(shí)，要使用大澆口，而且澆口應(yīng)該大于壁厚。如是直澆口應(yīng)設(shè)置冷料井，以減少澆口應(yīng)力，協(xié)助填充，減少塑件去除澆口時(shí)的損壞。為保證有足夠的壓力充填薄的型腔，流道系統(tǒng)中應(yīng)盡可能減少

39、壓力降，流道壓降最好不要超過(guò)注塑機(jī)提供壓力的巧%。為此，流道截面設(shè)計(jì)要比傳統(tǒng)的大一些，同時(shí)要限制熔體的駐留時(shí)間，以防止塑料降解裂化。 〔1〕分流道的截面形狀； 常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，那么希望流道的截面積大，流道的外表積小，以減少熱損失。因此可用流道的截面積與周長(zhǎng)比值來(lái)表示流道的效率。 本設(shè)計(jì)采用圓形分流道，截面形狀如圖5.3。 圖 分流道截面 〔2〕分流道的截面尺寸； 分流道的尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積，塑件壁厚，塑件形狀，所用塑料的工藝性能，注塑速率以及分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。該設(shè)計(jì)中分流道尺寸為。 〔3〕分流道

40、的布置； 分流道布置如圖5.4。 圖5.4 分流道分布圖 〔4〕分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)； 分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是： 1〕 分流道對(duì)熔體的阻力要小，應(yīng)首先保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道的截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，尤其對(duì)于小型塑件更為重要。分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。 3〕 分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開(kāi)設(shè)冷料井 4〕 分流道位置可單獨(dú)設(shè)在定模板或動(dòng)模板上，也可同時(shí)開(kāi)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀，這主要取決于模具結(jié)構(gòu)，塑料特性及塑件脫出方法。 5〕 通常分流道多開(kāi)設(shè)在模具的一邊以有利于開(kāi)模時(shí)將流道凝料脫出。 6〕 分流道與澆

41、口的連接處加工成斜面，并利用圓弧過(guò)渡，有利于塑料熔體的流動(dòng)及填充。 5.4 澆口設(shè)計(jì) 澆口的根本作用是使分流道來(lái)的熔體產(chǎn)生加速，以快速充滿型腔。澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面最小的局部〔除直接澆口外〕。 當(dāng)熔體通過(guò)狹小澆口時(shí)，其剪切速率增高，同時(shí)由于摩擦作用，熔體溫度升高，熔體粘度降低，流動(dòng)性提高，有利于填充型腔，獲得外形清晰的制品。當(dāng)澆口截面尺寸過(guò)小時(shí)，壓力損失大，冷凝快，補(bǔ)縮困難，會(huì)造成制品缺料、縮孔等疵病，甚至還會(huì)產(chǎn)生熔體破裂形成噴射現(xiàn)象，制品外表出現(xiàn)凹凸不平。相反，澆口截面尺寸過(guò)大，注射速度降低，溫度下降，制品可能產(chǎn)生明顯的熔接痕和外表云層現(xiàn)象。所以澆口形式、大小和位置的

42、選擇，數(shù)量多少，在很大程度上決定了成品質(zhì)量的好壞，也影響著制品成型周期的長(zhǎng)短。 澆口類型[9] 澆口形式較多，一般可分為直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口及護(hù)耳澆口等。一般來(lái)說(shuō)小澆口優(yōu)點(diǎn)較多，它可以增加熔體通過(guò)的流速，充模容易，這對(duì)于塑料熔體粘度對(duì)剪切速率較敏感的塑料，如聚乙烯、聚苯乙烯等尤其有利；小澆口對(duì)熔體有較大的摩擦阻力，結(jié)果使熔體溫度明顯上升粘度降低，流動(dòng)性增大，有利于薄壁復(fù)雜制品的成型。 〔1〕直接澆口 ：又稱主流道型澆口，其優(yōu)點(diǎn)：利于排氣和消除熔結(jié)痕，模具機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊。缺點(diǎn)：周期延長(zhǎng)，超壓填充，容易產(chǎn)生剩余應(yīng)力。適用于單腔模。 〔2〕側(cè)澆口 ：一般開(kāi)設(shè)在分型面

43、上，由塑件側(cè)面進(jìn)料，廣泛使用于多腔模。澆口與分流道相接處采取斜面或圓弧過(guò)度。 〔3〕扇形澆口：它是矩形側(cè)澆口的一種變異形式，此澆口的加工雖困難一些，但有助于熔體均勻地流過(guò)扇形澆口。優(yōu)點(diǎn)：使塑料充模時(shí)橫向得到更均勻的分配，降低制品的內(nèi)應(yīng)力和帶入空氣的可能性。常用來(lái)成型寬度較大的薄片狀制品。 〔4〕平縫式澆口：其特點(diǎn)是將澆口的厚度減薄，而寬度取作澆口邊制品寬度的1/4至全寬，澆口臺(tái)階長(zhǎng)約0.65mm。 〔5〕環(huán)形澆口：優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)料均勻，流速大致相同，空氣容易順序排出，同時(shí)防止了側(cè)澆口的型芯對(duì)面的熔結(jié)痕。主要用于圓筒形制品或中間帶有孔的制品。 〔6〕輪輻式澆口：這種澆口將整圓周進(jìn)料改成了幾小段

44、圓弧進(jìn)料，優(yōu)點(diǎn)：去除澆口方便，澆口回頭料較少。缺點(diǎn)：熔結(jié)痕增多，塑件強(qiáng)度受到影響。 〔7〕潛伏澆口：采用潛伏澆口只需要兩板式的單分型面模具，而采用點(diǎn)澆口那么需要三板式的雙分型面模具。 〔8〕點(diǎn)澆口：是一種斷面尺寸很小的澆口。優(yōu)點(diǎn)：自行切斷，無(wú)需修剪澆口，生產(chǎn)效率高。單腔模多腔模均適用。斷離后的點(diǎn)澆口凝料可以由手工取出或靠點(diǎn)澆口自動(dòng)脫落機(jī)構(gòu)脫模。 通過(guò)分析比擬，選擇澆口為側(cè)澆口。 澆口位置的選擇 澆口設(shè)計(jì)很重要的一方面是位置的設(shè)計(jì)，澆口位置選擇不當(dāng)會(huì)使塑件產(chǎn)生變形、熔接痕、凹陷、裂紋等缺陷。澆口位置對(duì)制品質(zhì)量影響極大，在選擇上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：防止熔體破裂在塑件上產(chǎn)生缺陷；考慮分子定向?qū)?/p>

45、塑件性能的影響；有利于流動(dòng)、排氣和補(bǔ)縮；在多腔模中，各個(gè)型腔澆口方位必須保持一致；減少熔結(jié)痕和提高熔結(jié)痕的強(qiáng)度；校核流動(dòng)距離比；澆口位置應(yīng)使?jié)部诒阌谛拚?；防止料流將型芯或嵌件擠歪變形。 一般說(shuō)來(lái)，澆口位置選擇要遵循以下原那么： 1) 澆口位置的設(shè)置應(yīng)使塑料熔體填充型腔的流程最短、料流變向最少； 2) 澆口位置的設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮； 3) 澆口位置的選擇要防止塑件變形； 4) 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或防止產(chǎn)生熔接痕、提高熔接痕的強(qiáng)度。 根據(jù)以上幾點(diǎn)和本套塑件的形狀、尺寸、精度要求，確定把澆口位置開(kāi)在如圖位置。 圖 6成型零件的設(shè)計(jì)

46、 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、凸模、各種成形桿和成形環(huán)。 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計(jì)算，塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度缺乏而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔壁厚和底板厚度。 注射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外外表，型芯用以形成制品的內(nèi)

47、外表，成型桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強(qiáng)度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)澆點(diǎn)、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)加工工藝要求等。此外由于塑件融體有很高的壓力，因此還應(yīng)該對(duì)關(guān)鍵成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核。 在工作狀態(tài)中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和外表。在開(kāi)模和脫模時(shí)需要克服于塑件的粘著力。在上萬(wàn)次、甚至上幾十萬(wàn)

48、次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、外表質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑件制品的相對(duì)質(zhì)量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在容許范圍內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素[10]。 6.1 成型零件的選材 對(duì)于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點(diǎn)要求： 〔1〕機(jī)械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。 〔2〕拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作外表，多需要拋光到達(dá)鏡面，Ra≤μm。要求鋼材硬度在HRC35～40為宜。過(guò)硬外表會(huì)使拋光困難。鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密，極少雜質(zhì)，無(wú)疵斑和針點(diǎn)。

49、 〔3〕耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成外表裂紋，不以采用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能長(zhǎng)期保持型腔的尺寸精度，到達(dá)所方案批量生產(chǎn)的使用壽命期限。 〔4〕具有耐腐蝕性。對(duì)有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。 [11]。 塑料與制品 型腔注射次數(shù) 適用鋼種 PP、HDPE等一 般制品 10萬(wàn)次左右 50、55正火 20萬(wàn)次左右 50、55調(diào)質(zhì) 30萬(wàn)次左右 P20 50萬(wàn)次以上 SM1、5NiSCa 工

50、程塑料 10萬(wàn)次左右 P2O 精密制品 20萬(wàn)次以上 PMS、SM1、5NiSCa 玻纖增強(qiáng) 塑料 10萬(wàn)次左右 PMS、SM2 20萬(wàn)次以上 25CrNi3MoAl滲氮、H13滲氮 PC、PMMA、PS透明塑料 PMS、SM2 PVC和阻燃塑料 PCR 6.2 凹模的設(shè)計(jì) 凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹?？捎烧麎K材料制成，制成整體式凹模。凹模位于定模板上，因?yàn)槟＞邽橐荒Ｒ磺坏慕Y(jié)構(gòu)，所以只需要采用一個(gè)型腔。并且凹模采用整體式矩形型腔。整體式凹模的特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度高，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡。 凹模尺寸的計(jì)算 (1)凹模徑向尺寸計(jì)算 凹模徑向尺寸的計(jì)算按

51、平均收縮率法計(jì)算，公式如下： 式中：——凹模徑向尺寸〔mm〕； ——塑件的平均收縮率〔ABS收縮率為0.3%～0.8％，平均收縮率為0.55%〕； ——塑件徑向公稱尺寸〔mm〕； x——修正系數(shù)〔當(dāng)塑件尺寸較大，精度級(jí)別較低時(shí)，x=0.5〕 ——塑件公差值(mm) 〔長(zhǎng)204mm的Δ為0.92，寬140mm的Δ〕； ——凹模制造公差〔mm〕(當(dāng)尺寸小于50mm時(shí)，δz=1/4Δ；當(dāng)塑件尺寸大于50mm時(shí)， =1/5Δ)； 凹模長(zhǎng)度尺寸計(jì)算為：

52、 凹模寬度尺寸計(jì)算為： 〔2〕凹模深度尺寸計(jì)算 凹模深度尺寸采用平均收縮率法，公式如下： 式中：——凹模深度尺寸〔mm〕； ——塑件高度公稱尺寸〔mm〕； x——修正系數(shù)〔當(dāng)塑件尺寸較大，精度級(jí)別較低時(shí)，x=1/3〕 凹模形狀如圖6.1所示。 6.3 型芯的設(shè)計(jì) 型芯局部的結(jié)構(gòu)形式 整體式型芯浪費(fèi)材料太大，且切削加工量大，比擬浪費(fèi)本錢，。型芯結(jié)構(gòu)主要是整體嵌入式凸模和鑲拼組合式型芯。此設(shè)計(jì)采用的是鑲拼組合式型芯，這種結(jié)構(gòu)便于拆裝

53、，節(jié)約本錢。 型芯尺寸的計(jì)算 〔1〕型芯徑向尺寸計(jì)算 型芯徑向尺寸的計(jì)算采用平均收縮率法，公式如下： 式中：——型芯徑向尺寸〔mm〕； ——型芯的制造公差〔mm〕； ——塑件公差值(mm) 〔長(zhǎng)150mm的Δ為0.7，寬102mm的Δ〕； 其他符號(hào)意義同上[10]。 型芯長(zhǎng)度尺寸計(jì)算為： 型芯寬度尺寸計(jì)算為： 〔2〕型芯高度尺寸計(jì)算 型芯高度尺寸采用平均收縮率法，公式如下： 式中：——型芯高度尺寸〔mm〕；

54、 ——塑件孔深度尺寸〔mm〕； 其他符號(hào)意義同上。 型芯形狀如圖6.2所示。 圖6.2 型芯 〔3〕中心距尺寸計(jì)算,公式如下 式中：——模具中心距尺寸〔mm〕； ——塑件心中距尺寸〔mm〕。 其他符號(hào)意義同上。 中心距尺寸計(jì)算為： 6.4 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的分析計(jì)算 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 按剛度計(jì)算公式計(jì)算側(cè)壁厚度為 式中：C——常數(shù)，隨不同而不同； p——型腔壓力，一般取25～45MPa； ——矩形型腔內(nèi)壁短邊；

55、 E——模具材料的彈性模量，碳鋼為； ——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量〔mm〕，ABS允許范圍是0.04～0.05。 由經(jīng)驗(yàn)法可知型腔側(cè)壁厚為20mm。 型腔底板厚度的計(jì)算 按剛度計(jì)算公式計(jì)算底板厚度為 式中：p——型腔壓力，一般取25～45MPa； E——模具材料的彈性模量，碳鋼為； ——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量〔mm〕，ABS允許范圍是0.04～0.05； ——型腔的長(zhǎng)邊； ——矩形型腔內(nèi)壁短邊。 由經(jīng)驗(yàn)法可知型腔底厚度為20mm。 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注塑機(jī)必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一循環(huán)中將塑

56、件從型腔內(nèi)或型芯上自動(dòng)地脫出模外，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。 脫模機(jī)構(gòu)的分類[12] 按結(jié)構(gòu)分類： （1） 簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu) 又稱為一次脫模機(jī)構(gòu)，包括常見(jiàn)的推桿、推管和推件板等脫模裝置。 （2） 二級(jí)脫模機(jī)構(gòu) 一些形狀特殊的制品，如采用一級(jí)脫模，易使其變形、損壞甚至不能從模內(nèi)脫出，在這種情況下，需對(duì)制品進(jìn)行第二次推頂。 （3） 雙脫模機(jī)構(gòu) 動(dòng)模和定模兩邊均設(shè)置有簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)。 （4） 順序脫模機(jī)構(gòu) 對(duì)于成型形狀復(fù)雜制品的模具，一般會(huì)有多個(gè)分型面，此時(shí)應(yīng)順序分型，才能使制品從模內(nèi)順利脫出。 （5） 螺紋制品脫模機(jī)構(gòu) 通過(guò)模內(nèi)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使制品從螺紋型芯或型環(huán)上脫出。 對(duì)脫模

57、機(jī)構(gòu)的要求 〔1〕結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行可靠。機(jī)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，零件制造方便，配換容易。機(jī)構(gòu)動(dòng)作要準(zhǔn)確可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、機(jī)構(gòu)本身具有足夠剛度和強(qiáng)度，以抵抗脫模阻力。 〔2〕不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞。推塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱藏處，以免損壞塑件外觀，要保證塑件在脫模過(guò)程中不變形、不擦傷。要做到這一點(diǎn)，首先必須正確地分析脫模力的大小和集中的部位，以選擇適宜的脫模方式和推頂位置，使脫模力得到均勻合理的分布。 〔3〕讓塑件留在動(dòng)模。模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開(kāi)模過(guò)程中留在具有脫模裝置的半模即動(dòng)模上。假設(shè)因塑件幾何形狀的關(guān)系，不能留在動(dòng)模時(shí)，應(yīng)考慮對(duì)塑件的外形進(jìn)行修改或在模具結(jié)構(gòu)上采取強(qiáng)制留模措

58、施，假設(shè)實(shí)在不易處理時(shí)也可讓塑件留在定模內(nèi)，在定模上設(shè)脫模裝置。 注塑成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。塑件要從型芯上脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。 一般而論，塑件在開(kāi)始脫模時(shí)，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大。脫模力F可由下式計(jì)算： 式中： ——～～0.3； p——～3.9〕×107～1.2〕×107Pa； A——塑件包容型芯的面積； ——脫模斜度〔該模具選定為2°〕。 代入計(jì)算，得： 7.4 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 此模具的型芯在動(dòng)模開(kāi)模后，塑件留在動(dòng)模一側(cè)，根據(jù)殼類零件的特點(diǎn)，采用推桿推

59、出形式，這樣推出平穩(wěn)，有效地保證了推出后塑件的質(zhì)量。推桿采用圓推桿，其直徑d一般為。 推桿的數(shù)量4根。取推桿的直徑為，其與推桿孔之間采用間隙配合，推桿與推桿固定板采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因各板的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。推桿的材料采用T8碳素工具鋼，熱處理要求硬度54HRC～58HRC,工作配合局部外表粗糙度為。 推桿的布置形式如圖7.1所示。 圖 7.1 推桿的分布位置 推桿的結(jié)構(gòu)形式7.2所示。 圖8.2 圓推桿 7.5 復(fù)位機(jī)構(gòu)確實(shí)定 模具在開(kāi)模取件后要進(jìn)行下一次注塑前必須使各運(yùn)動(dòng)元件回復(fù)到原先位置，這

60、一過(guò)程叫回程或復(fù)位。對(duì)于普通頂出機(jī)構(gòu)，除用推出板或滑塊端面在合模時(shí)與對(duì)側(cè)模板接觸的頂出式滑塊抽芯外，一般頂出機(jī)構(gòu)都必須設(shè)計(jì)脫模復(fù)位機(jī)構(gòu)。常用的方法有彈簧回程、頂桿兼回程桿回程和回程桿回程。 在選用復(fù)位機(jī)構(gòu)時(shí)，考慮到制造的復(fù)雜難易程度，顯示板塑件采用彈簧回程機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位動(dòng)作。結(jié)合凸凹模計(jì)算的尺寸，確定復(fù)位機(jī)構(gòu)的尺寸及其結(jié)構(gòu)形式。 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模在工作中周期性地開(kāi)模、合模，其開(kāi)、合動(dòng)作可依靠注射成型機(jī)的拉桿導(dǎo)向，但僅靠注射成型的拉桿導(dǎo)向并不能保證注射模具正常工作，注射模本身必須設(shè)置合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 8.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 注射模合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，主要用來(lái)保

61、證動(dòng)模和定模兩大局部或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確配合和可靠的分開(kāi)，以防止模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干預(yù)，并確保塑件的形狀和尺寸精度。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要形式有島主導(dǎo)向和錐面定位兩種。前者在注射模中應(yīng)用極為廣泛，但是在注射成型大型、深腔、高精度塑件和薄壁容器及偏心塑件時(shí)，為確保定位精度和定位強(qiáng)度，在使用前者的同時(shí)還經(jīng)常配有后者。 任何一副模具在定，動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。起作用是： 〔1〕定位作用。合模時(shí)維持動(dòng)，定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。 〔2〕導(dǎo)向作用。合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按順序正確閉合，防止損壞型心，并承受一定的側(cè)向力。 〔3〕 承載作用。采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有

62、承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。 〔4〕保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。對(duì)于大，中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 8.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)[13] 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)主要零件，分別安裝在動(dòng)、定模兩邊。導(dǎo)柱導(dǎo)套機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：導(dǎo)柱頭部應(yīng)有導(dǎo)向局部使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔；導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須高出型芯端面10～12mm，以免型芯先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞模具；導(dǎo)柱應(yīng)具有一定的抗彎強(qiáng)度，導(dǎo)柱導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，一般選用20鋼經(jīng)滲碳熱處理，其硬度不低于50～55HRC，或用碳素工具鋼〔T8A、T10A〕經(jīng)淬火處理。 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱的根本機(jī)構(gòu)形式有兩種。一種

63、是除安裝局部的凸肩外，長(zhǎng)度的其余局部直徑相同，稱帶頭導(dǎo)柱，見(jiàn)GB4169.4-84，另一種是除安裝局部的凸肩外，使安裝的配合局部直徑比外伸的工作局部直徑大，稱有肩導(dǎo)柱，GB4169.5-84。帶頭導(dǎo)柱用于生產(chǎn)批量不大的模具，可以不用導(dǎo)套。有肩導(dǎo)柱用于采用導(dǎo)套的大批量生產(chǎn)并高精度導(dǎo)向的模具。裝在模具另一邊的導(dǎo)套安裝孔，可以和導(dǎo)柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成，保證了同軸度。導(dǎo)柱前端均須有錐形引導(dǎo)局部，并可割有儲(chǔ)油槽。導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具模板外形尺寸而定。模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑也應(yīng)愈大。 〔1〕導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的

64、強(qiáng)度。為了確保動(dòng)模和定模只能按一方向合模，導(dǎo)柱的布置方式常采用等直徑導(dǎo)柱的不對(duì)稱布置或不等直徑的對(duì)稱布置方式。 〔2〕導(dǎo)柱一般設(shè)在有型芯的一側(cè)，可以保護(hù)型芯不受破壞；導(dǎo)柱設(shè)在定模一側(cè)，便于塑件脫模。 〔3〕為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端面應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 〔4〕導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)選取，選取時(shí)參考國(guó)內(nèi)外注射模架標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度〔該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架知為?30)。 〔5〕導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定局部與模板按H7/k6過(guò)渡配合。導(dǎo)柱滑動(dòng)局部按H8/f7的間隙配合。 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)如圖8.1所示。 圖8.1 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 〔1〕結(jié)

65、構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時(shí)鉆，再分別擴(kuò)孔，以保證其配合精度； 〔2〕導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣； μm。導(dǎo)套外徑按H7/m6或H7/k6配合鑲?cè)肽０澹? 〔4〕導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅〔青銅合金〕等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)如圖8.2所示。 圖8.1 導(dǎo)套 9 模架確實(shí)定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 在做設(shè)計(jì)時(shí)，模架局部要自行設(shè)計(jì)；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。 模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度

66、或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時(shí)對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。 標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架 300×400mm，可符合要求。 模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個(gè)基準(zhǔn)推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動(dòng)、定模固定板之間通過(guò)導(dǎo)向零件定位；脫出固定板通過(guò)導(dǎo)向零件與動(dòng)模或定模固定板定位；模具通過(guò)澆注套定位圈與注射機(jī)的中心定位孔定位；動(dòng)模墊板與動(dòng)模固定板不需要銷釘精確定位；墊快不需要與動(dòng)模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外外表盡量不要有突出局部；模具外外表應(yīng)光潔，加涂防銹油。 兩模板之間應(yīng)有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)兩塊模板。 〔1〕定模座板〔350400，厚30mm〕。主流道襯套固定孔與其為H7/m6過(guò)渡