427 塑料掛鉤座注射模具設(shè)計(jì)

427 塑料掛鉤座注射模具設(shè)計(jì),塑料,掛鉤,注射,模具設(shè)計(jì) 1第 一 章 產(chǎn) 品 分 析1.1 塑件分析1.1.1 結(jié)構(gòu)分析本次設(shè)計(jì)任務(wù)所提供的資料為塑件實(shí)體，如下圖所示：【圖 1－1】塑件草圖由零件實(shí)體模型及二維草圖可知，該零件總體形狀為近似梯形，零件大端有兩個(gè)伸出塊及六角通孔，上方有兩個(gè)小沉孔，在零件的兩測也各有兩個(gè)小孔，此外還有諸多突出小塊，加強(qiáng)筋等等，并且所有結(jié)構(gòu)對(duì)稱布置。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，兩側(cè)的小孔可以使用小型心對(duì)插成型，沉孔及伸出塊位置也可使用小型心，而端頭的六角通孔必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，總體看來，該零件屬于較復(fù)雜程度。1.1.2 尺 寸 精 度 分 析該 零 件 的 重 要 尺 寸 精 度 為 6 級(jí) ， 其 它 尺 寸 精 度 為 7－ 8 級(jí) ， 屬 于 中 等 精 度 ， 對(duì) 應(yīng) 的 模 具 相 關(guān) 零 件尺 寸 加 工 可 以 保 證 。1.1.3 塑 件 厚 度 檢 測塑 件 的 厚 度 檢 測 采 用 Pro/Engineer 設(shè) 計(jì) 軟 件 的 模 型 分 析 功 能 自 動(dòng) 完 成 ， 如 圖 所 示 ：2從 塑 件 的 壁 厚 上 來 看 ， 壁 厚 的 最 大 處 為 4mm 左 右 ， 最 小 處 小 于 1mm， 壁 厚 差 較 大 ， 但 大 多 處 在2－ 3mm 的 范 圍 之 內(nèi) ， 并 綜 合 其 材 料 性 能 ， 只 要 注 意 控 制 成 型 溫 度 及 冷 卻 速 度 ， 零 件 的 成 型 并 不 困 難（ 如 果 條 件 允 許 ， 也 可 考 慮 修 改 其 結(jié) 構(gòu) 形 式 使 壁 厚 趨 向 均 勻 ） 。1.1.4 表 面 質(zhì) 量 分 析該 零 件 的 表 面 除 要 求 沒 有 凹 陷 ， 無 毛 刺 ， 內(nèi) 部 無 縮 孔 ， 沒 有 特 別 得 表 面 質(zhì) 量 要 求 ， 故 比 較 容 易 實(shí)現(xiàn) 。綜 以 上 分 析 可 知 ， 注 射 時(shí) 在 工 藝 參 數(shù) 控 制 較 好 的 情 況 下 ， 零 件 的 成 型 質(zhì) 量 很 容 易 得 到 保 證 。1.2 塑 件 的 原 材 料 分 析塑 件 的 材 料 采 用 聚 碳 酸 脂 （ PC） ， 其 性 能 參 數(shù) 如 下 ：1.2.1 基 本 資 料英 文 全 名 ： Polycarbonate結(jié) 　 　 構(gòu) ：【圖 1－2】厚度檢測【圖 1－3】聚碳酸脂3PC： 耐 沖 擊 性 相 當(dāng) 高 ， 屬 于 工 程 塑 料 。耐 熱 性 佳 、 低 溫 安 定 性 良 好 。成 型 后 尺 寸 穩(wěn) 定 性 高 ， 耐 候 性 佳 ， 且 吸 水 率 低 。無 毒 性 。1.2.2 機(jī) 械 特 性密 度 ： 1.2 g/cm3拉 伸 強(qiáng) 度 ： 630kg/cm2硬 度 ： 70(Rockwell M)吸 水 率 ： 0.24%1.2.3 熱 物 性 質(zhì)線 膨 脹 率 ： 3.8*10-5 cm/cm*℃熱 變 形 溫 度 ： 135℃1.2.4 成 形 加 工 性射 出 成 型 溫 度 ： 230～ 310℃射 出 成 型 壓 力 ： 1000～ 1400Kg/cm2成 形 收 縮 率 ： 0.5%～ 0.7%模 具 溫 度 ： 80～ 120℃注 射 時(shí) 間 ： 20～ 90高 壓 時(shí) 間 ： 0～ 5冷 卻 時(shí) 間 ： 20～ 90總 周 期 ： 40～ 190從 以 上 資 料 分 析 可 以 得 知 ， 該 塑 料 具 較 好 的 各 項(xiàng) 性 能 指 標(biāo) ， 從 使 用 性 能 上 看 ， 該 塑 料 具 有 剛 性 好 、耐 水 、 耐 熱 性 強(qiáng) ， 是 做 為 掛 鉤 座 較 理 想 的 材 料 ； 而 由 耐 熱 性 的 觀 點(diǎn) 來 看 ， PC 屬 于 工 程 塑 料 ， 不 僅 在耐 熱 上 具 有 一 定 程 度 的 能 力 ， 機(jī) 械 性 質(zhì) 上 也 比 一 般 的 泛 用 塑 料 來 的 高 ； 從 成 型 性 能 上 看 ， 該 塑 料 吸 水性 小 ， 熔 料 的 流 動(dòng) 性 一 般 ， 成 型 較 容 易 ， 但 收 縮 率 偏 大 ， 另 外 ， 該 塑 料 成 型 時(shí) 較 易 產(chǎn) 生 凹 痕 、 變 形 等缺 陷 ， 成 型 溫 度 過 低 時(shí) ， 方 向 性 明 顯 ， 凝 固 速 度 較 快 ， 易 產(chǎn) 生 內(nèi) 應(yīng) 力 。 因 此 ， 在 成 型 時(shí) 應(yīng) 注 意 控 制 成型 溫 度 ， 澆 注 系 統(tǒng) 應(yīng) 緩 慢 散 熱 ， 冷 卻 速 度 也 不 宜 過 快 。4第 二 章 擬 定 型 腔 布 局2.1 型 腔一 般 來 說 ， 精 度 要 求 高 的 小 型 塑 件 和 大 中 型 塑 件 優(yōu) 先 采 用 一 模 一 腔 的 結(jié) 構(gòu) ， 對(duì) 于 精 度 要 求 不 高 的小 型 塑 件 ， 形 狀 簡 單 ， 又 大 批 量 生 產(chǎn) 時(shí) ， 則 采 用 多 型 腔 模 具 可 使 生 產(chǎn) 率 提 高 。型 腔 數(shù) 量 確 定 以 后 ， 便 進(jìn) 行 型 腔 的 排 布 。 型 腔 的 排 布 及 模 具 尺 寸 、 澆 注 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 、 澆 注 系 統(tǒng)的 設(shè) 計(jì) 的 平 衡 以 及 溫 度 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 。 以 上 這 些 問 題 又 與 分 型 面 及 澆 口 的 位 置 選 擇 有 關(guān) ， 所 以 在 設(shè) 計(jì) 過程 中 ， 要 進(jìn) 行 必 要 的 調(diào) 整 ， 以 達(dá) 到 比 較 完 善 的 設(shè) 計(jì) 。型 腔 數(shù) 量 確 定 及 型 腔 的 排 布所 謂 型 腔 （ cavity） 指 模 具 中 成 形 塑 件 的 空 腔 ， 而 該 空 腔 是 塑 件 的 負(fù) 形 ， 除 去 具 體 尺 寸 比 塑 料 大以 外 ， 其 他 都 和 塑 件 完 全 相 同 ， 只 不 過 凸 凹 相 反 而 己 。注 射 成 形 是 先 閉 模 以 形 成 空 腔 ， 而 后 進(jìn) 料 成 形 ， 因 此 必 須 由 兩 部 分 或 （ 兩 部 分 以 上 ） 形 成 這 一 空腔 ——型 腔 。 其 凹 入 的 部 分 稱 為 凹 模 （ cavity） ， 凸 出 的 部 分 稱 為 型 芯 （ core） 。2.2 型 腔 數(shù) 目 的 決 定型 腔 數(shù) 目 的 決 定 與 下 列 條 件 有 關(guān) 。a.塑 件 尺 寸 精 度型 腔 數(shù) 越 多 時(shí) ， 精 度 也 相 對(duì) 地 降 低 ， 1、 2 級(jí) 超 精 密 注 塑 件 ， 只 能 一 模 一 腔 ， 當(dāng) 尺 寸 數(shù) 目 少 時(shí) ， 可以 一 模 二 腔 。 3、 4 級(jí) 的 精 密 級(jí) 塑 件 ， 最 多 一 模 四 腔 。b.模 具 制 造 成 本 多 腔 模 的 制 造 成 本 高 于 單 腔 模 ， 但 不 是 簡 單 的 倍 數(shù) 比 。 從 塑 件 成 本 中 所 占 的 模 具 費(fèi) 比 例 看 ， 多 腔模 比 單 腔 模 具 低 。c.注 塑 成 形 的 生 產(chǎn) 效 益多 腔 模 從 表 面 上 看 ， 比 單 腔 模 經(jīng) 濟(jì) 效 益 高 。 但 是 多 腔 模 所 使 用 的 注 射 機(jī) 大 ， 每 一 注 射 循 環(huán) 期 長 而維 持 費(fèi) 較 高 ， 所 以 要 從 最 經(jīng) 濟(jì) 的 條 件 上 考 慮 一 模 的 腔 數(shù) 。d.制 造 難 度多 腔 模 的 制 造 難 度 比 單 腔 模 大 ， 當(dāng) 其 中 某 一 腔 先 損 壞 時(shí) ， 應(yīng) 立 即 停 機(jī) 維 修 ， 影 響 生 產(chǎn) 。本 設(shè) 計(jì) 根 據(jù) 制 品 的 生 產(chǎn) 總 量 ， 確 定 一 個(gè) 經(jīng) 濟(jì) 的 型 腔 數(shù) 量 ， 其 計(jì) 算 如 下 ：A=ty/3600+anc/m（ 摘 自 《 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 要 點(diǎn) 與 圖 列 》 許 鶴 峰 陳 言 秋 編 著 化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ）式 中 ： m： 制 品 的 生 產(chǎn) 總 量 /個(gè)A： 成 型 每 個(gè) 制 品 所 需 費(fèi) 用 ， 元 /個(gè)5n： 型 腔 數(shù) 量 ， 個(gè)t： 成 型 周 期 ， 秒y： 成 型 費(fèi) 用 ， 元 /時(shí)c： 單 個(gè) 型 腔 模 具 制 作 費(fèi) ， 元 /個(gè)a： 多 個(gè) 型 腔 模 具 制 作 費(fèi) 遞 減 率 ， %anc： 模 具 費(fèi) 用 ， 元然 后 假 設(shè) 型 腔 數(shù) 量 計(jì) 算 進(jìn) 行 比 較 ， 求 出 A 為 最 小 值 時(shí) 的 型 腔 數(shù) 量 ， 即 為 經(jīng) 濟(jì) 數(shù) 量 。由 上 式 可 知 ， 要 想 A 為 最 小 ， 只 要 anc 為 最 小 ， 所 以 n 為 4。 雖 然 模 具 的 制 造 費(fèi) 用 隨 型 腔 數(shù) 量 的增 加 而 增 加 ， 但 不 與 型 腔 數(shù) 量 成 正 比 ， 所 以 每 增 加 一 個(gè) 型 腔 其 制 造 費(fèi) 用 有 一 個(gè) 遞 減 率 ， 遞 減 率 由 模 具制 造 企 業(yè) 根 據(jù) 情 況 確 定 。綜 合 起 來 本 模 具 采 用 一 模 四 腔 ， 既 滿 足 塑 件 要 求 ， 又 能 提 高 生 產(chǎn) 效 率 。2.3 型 腔 排 布在 確 定 了 型 腔 數(shù) 目 之 后 ， 就 要 進(jìn) 行 型 腔 的 排 列 方 式 設(shè) 計(jì) 。本 塑 件 在 注 射 時(shí) 采 用 了 一 模 四 腔 的 形 式 ， 即 模 具 需 要 四 個(gè) 型 腔 。 考 慮 塑 件 帶 側(cè) 抽 芯 機(jī) 構(gòu) ， 現(xiàn) 有 兩種 排 列 方 式 選 擇 ：a.如 圖 2－ 1 所 示 ， 四 個(gè) 型 腔 采 用 軸 對(duì) 稱 布 置 ， 這 種 布 置 方 式 由 于 塑 件 本 身 的 梯 形 結(jié) 構(gòu) ， 可 有 效 減少 模 具 大 小 ， 降 低 模 具 成 本 ， 但 這 樣 以 來 ， 模 具 四 個(gè) 方 向 各 要 布 置 一 側(cè) 抽 芯 機(jī) 構(gòu) ， 增 加 了 模 具 設(shè) 計(jì) 及加 工 的 難 度 ：b.如 圖 2－ 1 所 示 ， 這 種 方 式 采 用 平 面 對(duì) 成 布 置 ， 雖 然 不 如 第 一 種 布 局 方 式 緊 湊 ， 但 由 于 其 一 側(cè) 各布 置 兩 個(gè) 型 腔 ， 故 只 有 兩 個(gè) 方 向 需 要 設(shè) 置 抽 芯 機(jī) 構(gòu) ， 大 大 簡 化 了 模 具 的 設(shè) 計(jì) 。綜 合 以 上 兩 種 方 案 考 慮 ， 故 擬 定 第 二 種 型 腔 布 局 方 式 ， 其 尺 寸 計(jì) 算 將 在 后 面 的 設(shè) 計(jì) 中 完 成 ?！?圖 2－ 1】 型 腔 布 局6第三章 塑件相關(guān)計(jì)算及注塑機(jī)的選擇3.1 塑 件 相 關(guān) 計(jì) 算3.1.1 投 影 面 積 計(jì) 算塑 件 的 投 影 面 積 可 以 通 過 PRO/ENGINEER 的 分 析 模 塊 直 接 得 出 ,如 圖 3－ 1 所 示 ：由 分 析 可 得 ：注 塑 件 投 影 面 積 S=1008.76*4≈ 4035mm2 3.1.2 體 積 及 質(zhì) 量 計(jì) 算體 積 及 質(zhì) 量 的 計(jì) 算 也 利 用 PRO/ENGINEER 的 分 析 模 塊 自 動(dòng) 計(jì) 算 獲 得 （ 塑 件 密 度 由 《 塑 料 模 設(shè) 計(jì) 手冊(cè) 》 表 1－ 4 查 得 ： ρ =1.2g/cm3） ， 如 圖 3－ 2 所 示 ： 【 圖 3－ 1】 投 影 面 積 計(jì) 算7結(jié) 果 如 下 ：體 積 = 4.9079263e+03 毫 米 ^3曲 面 面 積 = 5.2316449e+03 毫 米 ^2密 度 = 1.2000000e+00 公 噸 / 毫 米 ^3質(zhì) 量 = 5.8895115e+03 公 噸故 注 塑 件 的 體 積 為 ： V≈ 4907.9×4=19631.6mm3 質(zhì) 量 為 ： M≈ 19.63×1.2＝ 23.56g（ 注 ： 此 處 的 塑 件 體 積 及 質(zhì) 量 都 不 包 括 澆 注 系 統(tǒng) 在 內(nèi) ）3.2 注 塑 機(jī) 選 擇 及 注 射 工 藝 參 數(shù) 確 定3.2.1 注 射 機(jī) 的 選 擇考 慮 塑 件 的 外 形 尺 寸 、 型 腔 數(shù) 量 、 注 射 所 需 壓 力 及 其 它 綜 合 情 況 ， 查 《 塑 料 模 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 附 表8， 初 步 選 用 注 射 機(jī) 為 XS-XY-60 型 ， 其 主 要 參 數(shù) 如 下 ：結(jié) 構(gòu) 類 型 ： 臥 式 【 圖 3－ 2】 體 積 及 質(zhì) 量 計(jì) 算8理 論 注 射 量 : 60cm3注 射 壓 力 ： 12200N/cm3鎖 模 力 : 500kN最 大 注 射 面 積 :130cm2 最 大 模 具 厚 度 ： 200mm最 小 模 具 厚 度 ： 70mm噴 嘴 球 半 徑 :12mm噴 嘴 孔 直 徑 ： 4mm 3.2.2 注 射 工 藝 參 數(shù) 確 定查 《 塑 料 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 表 1－ 4， 聚 碳 酸 脂 的 成 型 工 藝 參 數(shù) 可 作 如 下 選 擇 ：成 型 溫 度 /℃ ：料 桶 溫 度 ： 后 段 ： 210-240中 段 ： 230-280前 段 ： 240-285噴 嘴 溫 度 ： 240-250模 具 溫 度 ： 90-110注 射 壓 力 /MPa： 80-1309第 四 章 分 型 面 設(shè) 計(jì)4.1 分 型 面 設(shè) 計(jì) 原 則分 開 模 具 取 出 塑 件 的 面 稱 為 分 型 面 ， 如 何 確 定 分 型 面 位 置 ， 需 要 考 慮 的 因 素 比 較 多 。 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 工 藝 性 、 精 度 、 推 出 方 法 、 模 具 制 造 、 排 氣 等 因素 的 影 響 ， 因 此 在 選 擇 分 型 面 時(shí) 應(yīng) 綜 合 分 析 比 較 。 注 射 模 有 一 個(gè) 分 型 面 或 多 個(gè) 分 型 面 ， 分 型 面 的 位 置 ，一 般 垂 直 于 開 模 方 向 ， 分 型 面 的 形 狀 有 平 面 和 曲 面 等 。 分 型 面 的 確 定 主 要 應(yīng) 考 慮 以 下 幾 點(diǎn) ：a.塑 料 在 型 腔 中 的 方 位在 安 排 制 件 在 型 腔 中 的 方 位 時(shí) ， 要 盡 量 避 免 與 開 模 運(yùn) 動(dòng) 相 垂 直 的 方 向 避 側(cè) 凹 或 側(cè) 孔 。b.一 般 分 型 面 與 注 射 機(jī) 開 模 方 向 垂 直 的 平 面 ， 但 也 有 將 分 型 面 作 減 傾 斜 的 平 面 或 彎 折 面 ， 或 曲 面 ，這 樣 的 分 型 面 雖 加 工 困 難 ， 但 型 腔 制 造 和 制 品 脫 模 較 易 。 有 合 模 對(duì) 中 錐 面 的 分 型 面 ， 自 然 也 是 曲 面 。c.分 型 面 位 置 。d.除 了 應(yīng) 開 設(shè) 在 制 件 中 斷 面 輪 廓 最 大 的 地 方 才 能 使 制 件 順 利 地 從 型 腔 中 脫 出 外 ， 還 應(yīng) 考 慮 以 下 幾種 因 素 ：A.因 分 型 面 不 可 避 免 地 要 在 制 件 中 留 下 溢 料 痕 跡 或 接 合 縫 的 痕 跡 ， 故 分 型 面 最 好 不 要 選 在 制 品 光亮 平 滑 的 外 表 面 或 帶 圓 弧 的 轉(zhuǎn) 角 處 。B.從 制 件 的 頂 出 考 慮 分 型 面 要 盡 可 能 地 使 制 件 留 在 動(dòng) 模 邊 ， 當(dāng) 制 件 的 壁 厚 較 大 但 內(nèi) 孔 較 小 時(shí) ， 則對(duì) 型 芯 的 包 緊 力 很 小 ， 常 不 能 確 切 判 斷 制 件 中 留 在 型 芯 上 還 是 在 凹 模 內(nèi) 。 這 時(shí) 可 將 型 芯 和 凹 模 的 主 要部 分 都 設(shè) 在 動(dòng) 模 邊 ， 利 用 頂 管 脫 模 ， 當(dāng) 制 件 的 孔 內(nèi) 有 管 件 （ 無 螺 紋 連 接 ） 的 金 屬 嵌 中 時(shí) ， 則 不 會(huì) 對(duì) 型芯 產(chǎn) 生 包 緊 力 。4.2 分 型 面 設(shè) 計(jì)根 據(jù) 本 塑 件 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) ， 為 了 方 便 塑 件 澆 注 后 脫 模 、 排 氣 、 塑 件 的 外 觀 質(zhì) 量 等 要 求 ， 主 分 型 面 的 位置 選 擇 如 下 圖 所 示 ：【 圖 4－ 1】 分 型 面10第 五 章 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)澆 注 系 統(tǒng) 是 塑 料 熔 體 自 注 射 機(jī) 的 噴 嘴 射 出 后 ， 到 進(jìn) 入 模 具 型 腔 以 前 所 流 動(dòng) 的 一 段 路 徑 的 總 稱 ， 主要 應(yīng) 包 括 主 流 道 、 分 流 道 、 進(jìn) 料 口 、 冷 料 穴 等 幾 部 分 。 在 設(shè) 計(jì) 澆 注 系 統(tǒng) 時(shí) ， 應(yīng) 考 慮 塑 料 成 型 特 性 、 塑件 大 小 及 形 狀 、 型 腔 數(shù) 、 注 射 機(jī) 安 裝 板 大 小 等 因 素 。5.1 總 體 設(shè) 計(jì)在 澆 注 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 之 前 ， 我 們 首 先 要 選 定 進(jìn) 料 口 位 置 ， 為 選 擇 合 適 的 進(jìn) 料 口 位 置 ， 采 用 MoldFlow Plastic Adviser 分 析 軟 件 對(duì) 塑 料 進(jìn) 行 分 析 ， 以 便 得 到 最 合 適 的 進(jìn) 料 口 ， 分 析 結(jié) 果 如 下 圖 所 示 ：由 MoldFlow 分 析 結(jié) 果 不 難 看 出 ， 最 佳 的 進(jìn) 料 口 位 置 應(yīng) 為 塑 件 的 中 間 部 位 ， 但 考 慮 塑 件 結(jié) 構(gòu) 因 素 ，選 定 進(jìn) 料 口 為 塑 件 上 部 圓 弧 形 凹 處 ， 采 用 點(diǎn) 澆 口 形 式 ， 又 模 具 設(shè) 計(jì) 為 一 模 四 腔 ， 并 且 綜 合 型 腔 布 局 ，擬 定 澆 注 系 統(tǒng) 總 體 結(jié) 構(gòu) 如 下 圖 所 示 （ 對(duì) 成 布 置 ） ：【 圖 5－ 1】 進(jìn) 料 口 分 析11【 圖 5－ 2】 澆 注 系 統(tǒng)5.2 主 流 道 設(shè) 計(jì)主 流 道 為 直 接 與 注 射 機(jī) 的 噴 嘴 連 接 的 部 分 ， 一 般 為 圓 錐 形 ， 錐 度 為 α ＝ 2°～ 6°， 對(duì) 于 粘 度 較大 的 熔 體 也 可 考 慮 稍 微 增 大 錐 角 ， 此 處 的 主 流 道 錐 角 ：α ＝ 5°主 流 道 直 徑 的 決 定 ， 主 要 取 決 于 主 流 道 內(nèi) 熔 體 的 剪 切 速 率 。 但 在 具 體 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 一 般 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 選 取一 合 適 的 值 做 為 主 流 道 小 端 直 徑 d， 一 般 應(yīng) 大 于 機(jī) 床 噴 嘴 直 徑 0.5～ 1mm 左 右 ， 通 常 取 d=3～ 6mm， 查《 型 腔 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造 》 表 3－ 5， 當(dāng) 材 料 為 PC， 注 射 機(jī) 最 大 注 射 量 為 60g 時(shí) ， 選 取 d=5mm， 故 主 流道 各 部 分 直 徑 如 下 圖 所 示 （ 其 中 L 需 根 據(jù) 模 板 厚 度 確 定 ） ：5.3 分 流 道 設(shè) 計(jì)分 流 道 的 設(shè) 計(jì) 原 則 即 應(yīng) 使 熔 體 較 快 地 沖 滿 整 個(gè) 型 腔 ， 流 動(dòng) 阻 力 小 ， 熔 體 溫 降 小 ， 并 且 能 將 熔 體 均【 圖 5－ 3】 主 流 道 各 部 分 尺 寸12衡 地 分 配 到 各 個(gè) 型 腔 。分 流 道 截 面 形 狀 和 尺 寸 ：常 見 的 分 流 道 截 面 形 狀 有 圓 形 、 半 圓 形 、 U 形 、 梯 形 、 矩 形 等 ， 其 中 ： 圓 形 截 面 分 流 道 比 表 面 積最 小 ， 熱 量 不 容 易 散 失 ， 流 動(dòng) 阻 力 最 小 ， 但 它 需 要 同 時(shí) 開 設(shè) 在 兩 塊 模 板 上 ， 要 保 證 兩 半 圓 完 全 吻 合 ，制 造 較 困 難 ； 梯 形 截 面 分 流 道 較 容 易 加 工 ， 熱 量 損 失 和 阻 力 也 不 大 ， 是 最 常 用 的 形 式 。 綜 合 各 方 面 因素 考 慮 ， 此 處 分 流 道 截 面 為 梯 形 形 式 。分 流 道 直 徑 的 計(jì) 算 ， 可 由 以 下 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 計(jì) 算 ：（ 《 塑 料 模 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 公 式 5－ 57.P188）43.7WLD??式 中 ： D——各 級(jí) 分 流 道 的 直 徑 （ mm） ；W——流 經(jīng) 該 分 流 道 的 熔 體 重 量 （ g） ；L——流 過 W 熔 體 的 分 流 道 長 度 （ mm） 。經(jīng) 估 算 得 第 一 級(jí) 和 第 二 級(jí) 分 流 道 的 直 徑 分 別 為 D1≈ 5mm,D2≈ 4mm， 故 各 級(jí) 分 流 道 的 尺 寸 如 下 圖 所示 ：第 三 級(jí) 分 流 道 （ 即 與 進(jìn) 料 口 相 連 的 那 段 分 流 道 ） 設(shè) 計(jì) 為 圓 錐 形 ， 以 便 于 脫 模 ， 其 尺 寸 如 圖 5－ 5所 示 ： 【 圖 5－ 4】 分 流 道135.4 進(jìn) 料 口 設(shè) 計(jì)進(jìn) 料 口 也 稱 澆 口 ， 進(jìn) 料 口 的 形 式 也 有 很 多 種 ， 此 處 采 用 的 是 點(diǎn) 進(jìn) 料 口 的 形 式 。點(diǎn) 進(jìn) 料 口 的 直 徑 通 常 以 下 式 計(jì) 算 ：(《 注 塑 模 具 設(shè) 計(jì) 》 公 式 5－ 61.P195)4dncA??式 中 ： d——點(diǎn) 進(jìn) 料 口 直 徑 （ mm） ；n——系 數(shù) ， 依 塑 料 種 類 而 異 ， 其 中 PC 對(duì) 應(yīng) 為 n＝ 0.7c——依 塑 件 壁 厚 而 異 的 系 數(shù) 。這 里 我 們 直 接 查 《 塑 料 模 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) 》 表 5－ 46， 得d＝ 1.0mm此 外 ， 點(diǎn) 進(jìn) 料 口 與 分 流 道 的 連 接 需 要 通 過 一 個(gè) 儲(chǔ) 料 井 ， 其 具 體 形 式 如 圖 所 示 ：【 圖 5－5】分流道【 圖 5－ 6】 儲(chǔ) 料 井145.5 冷 料 的 穴 設(shè) 計(jì)冷 料 穴 是 為 了 防 止 冷 料 穴 進(jìn) 入 澆 注 系 統(tǒng) 的 流 道 和 型 腔 ,從 而 影 響 注 塑 成 型 和 塑 料 件 質(zhì) 量 而 開 設(shè) 的容 納 注 射 間 隔 所 產(chǎn) 生 的 冷 料 井 穴 ,本 設(shè) 計(jì) 中 冷 料 穴 開 設(shè) 在 主 流 道 的 末 端 。5.6 澆 口 套 及 定 位 圈 的 設(shè) 計(jì)定 位 圈 是 使 澆 口 套 和 注 射 機(jī) 噴 嘴 孔 對(duì) 準(zhǔn) 定 位 所 用 。 定 位 圈 直 經(jīng) D 為 與 注 射 機(jī) 定 位 孔 配 合 直 經(jīng) ， 應(yīng)按 選 用 注 射 機(jī) 的 定 位 孔 直 經(jīng) 確 定 。 直 經(jīng) D 一 般 比 注 射 機(jī) 孔 直 經(jīng) 小 0.1～ 0.3 毫 米 ， 以 便 裝 模 。 定 位 圈一 般 采 用 45 號(hào) 鋼 或 Q275 鋼 。 定 位 圈 內(nèi) 六 角 螺 釘 固 定 在 模 板 時(shí) ， 一 般 用 兩 個(gè) 以 上 的 M6～ M8 的 內(nèi) 六 角螺 釘 ， 本 設(shè) 計(jì) 采 用 四 個(gè) M6 螺 釘 固 定 。 澆 口 套 的 材 料 為 T10、 硬 度 HRC45； 定 位 圈 的 材 料 為 45 剛 ， 硬度 HRC50,其 尺 寸 設(shè) 計(jì) 如 下 圖 所 示 ：【 圖 5－ 7】 澆 口 套 與 定 位 圈5.7 塑 件 模 流 分 析在 PRO/ENGINEER 軟 件 模 具 模 塊 中 進(jìn) 行 分 模 及 澆 注 系 統(tǒng) 創(chuàng) 建 后 ， 即 可 自 動(dòng) 產(chǎn) 生 鑄 模 件 ， 也 就 是 注射 成 型 時(shí) 包 括 澆 注 系 統(tǒng) 在 內(nèi) 的 注 射 件 ， 為 了 能 夠 更 好 的 分 析 塑 件 的 注 射 成 型 性 能 ， 我 們 還 是 使 用MoldFlow 分 析 軟 件 對(duì) 其 進(jìn) 行 模 流 分 析 。本 設(shè) 計(jì) 使 用 的 是 MoldFlow MPA 模 塊 ， 即 Mold Plastic Adviser， 使 用 MoldFlow MPA 可 對(duì) 塑 件進(jìn) 行 簡 單 的 成 型 工 藝 分 析 ， 包 括 最 佳 澆 口 位 置 選 擇 （ 前 面 已 經(jīng) 使 用 ） 、 流 動(dòng) 分 析 ， 填 充 性 能 分 析 、 成型 質(zhì) 量 預(yù) 測 、 氣 泡 與 熔 接 痕 分 析 ， 收 縮 痕 分 析 等 ， 如 果 要 對(duì) 塑 件 進(jìn) 行 精 確 分 析 ， 還 必 須 使 用MoldFlow 設(shè) 計(jì) 軟 件 的 MPI 模 塊 ， 這 里 只 進(jìn) 行 簡 單 分 析 ， 故 只 需 使 用 MPA 即 可 ， 使 用 MPA 分 析 前 需 設(shè)定 成 型 條 件 ， 由 前 面 的 設(shè) 計(jì) 選 擇 成 型 條 件 為 ：預(yù) 熱 溫 度 ： 115℃ ； 料 桶 溫 度 ： 275℃ ， 注 射 最 大 壓 力 － 130MPa； 高 壓 時(shí) 間 ： 0.5s155.7.1 沖 模 時(shí) 間 分 析【 圖 5－ 8】 沖 模 時(shí) 間5.7.2 填 充 質(zhì) 量 分 析【 圖 5－ 9】 填 充 質(zhì) 量165.7.3 成 型 壓 力 分 析【 圖 5－ 10】 成 型 壓 力5.7.4 壓 力 降 分 析【 圖 5－ 11】 壓 力 降175.7.5 流 動(dòng) 前 沿 溫 度 分 析【 圖 5－ 12】 流 動(dòng) 前 沿 溫 度5.7.6 成 型 質(zhì) 量 分 析【 圖 5－ 13】 成 型 質(zhì) 量185.7.7 熔 接 痕 分 析【 圖 5－ 14】 熔 接 痕5.7.8 氣 泡 分 析【 圖 5－ 15】 氣 泡195.7.9 分 析 報(bào) 告表 5-1 模 流 分 析 報(bào) 告 表Moldability:Your part can be easily filled but part quality may be unacceptable.Confidence: MediumInjection Time: 0.87 secInjection Pressure: 56.07 MPaWeld Lines: YesAir Traps: YesShot Volume : 25.55 cu.cm Filling Clamp Force: 12.13 tonnePacking Clamp Force Estimate @20%: ( 11.21 )MPa 4.73 tonnePacking Clamp Force Estimate @80%: ( 44.86 )MPa 18.90 tonnePacking Clamp Force Estimate @120%: ( 67.29 )MPa 28.36 tonneClamp Force Area: 40.82 sq.cmCycle Time: 28.50 sec5.7.10 結(jié) 論由 以 上 分 析 可 知 ， 塑 件 較 容 易 充 模 ， 但 塑 件 質(zhì) 量 可 能 存 在 問 題 ， 塑 件 可 能 產(chǎn) 生 熔 接 痕 及 氣 泡 等 缺陷 ， 但 成 型 條 件 如 壓 力 ， 溫 度 等 均 符 合 要 求 ， 而 澆 口 位 置 已 靠 近 最 佳 澆 口 ， 故 缺 陷 產(chǎn) 生 條 件 應(yīng) 為 塑 件本 身 結(jié) 構(gòu) 所 致 。解 決 辦 法 ： 如 結(jié) 構(gòu) 允 許 ， 可 考 慮 更 改 塑 件 結(jié) 構(gòu) ， 如 使 塑 件 壁 厚 趨 向 均 勻 等 。20第 六 章 模 架 選 用 及 注 射 參 數(shù) 校 核6.1 模 架通 過 前 面 的 設(shè) 計(jì) 及 計(jì) 算 工 作 ， 便 可 以 根 據(jù) 所 定 內(nèi) 容 確 定 模 架 。 模 架 部 分 可 以 自 己 設(shè) 計(jì) ， 也 可 以 選用 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 ； 在 生 產(chǎn) 現(xiàn) 場 模 具 設(shè) 計(jì) 過 程 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) ， 因 為 標(biāo) 準(zhǔn) 件 有 很 大 一 部 分 已 經(jīng) 標(biāo) 準(zhǔn) 化 ， 隨 時(shí) 可 在 市 場 上 買 到 ， 這 對(duì) 縮 短 制 造 周 期 ， 降 低 制 造成 本 時(shí) 極 其 有 用 的 。而 標(biāo) 準(zhǔn) 件 則 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 、 導(dǎo) 柱 、 導(dǎo) 套 、 模 具 專 用 彈 簧 、 冷 卻 及 加 熱 元 件 等 。此 外 ， 在 模 架 尺 寸 確 定 之 后 ， 對(duì) 模 具 有 關(guān) 零 件 進(jìn) 行 必 要 的 強(qiáng) 度 或 剛 度 校 核 ， 看 所 選 模 架 是 否 符 合要 求 ， 尤 其 對(duì) 大 型 模 具 ， 這 一 點(diǎn) 尤 為 重 要 。模 架 選 擇 ：6.1.1 結(jié) 構(gòu) 形 式這 里 我 們 選 用 的 模 架 為 國 產(chǎn) 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 ， 由 于 本 模 具 采 用 的 是 點(diǎn) 進(jìn) 料 口 自 動(dòng) 脫 澆 道 板 設(shè) 計(jì) ， 并 且 由于 動(dòng) 模 為 嵌 入 式 組 合 ， 故 必 須 安 裝 動(dòng) 模 支 撐 板 ， 查 《 實(shí) 用 模 具 技 術(shù) 手 冊(cè) 》 11.1.2－ 塑 料 注 射 模 中 小 型模 架 （ GB/T 12556.1-90） ， 選 取 模 架 的 基 本 形 式 為 ： 點(diǎn) AY 型 ， 其 結(jié) 構(gòu) 如 圖 6－ 1 所 示 ：【 圖 6－ 1】 模 架6.1.2 模 板 及 組 合 精 度根 據(jù) 型 腔 尺 寸 及 考 慮 側(cè) 向 分 型 機(jī) 構(gòu) ， 選 取 模 架 尺 寸 為 250mm×300mm， 各 板 的 厚 度 尺 寸 由 《 使 用21模 具 技 術(shù) 手 冊(cè) 》 表 11－ 2， 考 慮 型 腔 厚 度 ， 選 擇 定 模 板 厚 25mm， 動(dòng) 模 板 厚 40mm， 脫 澆 道 板 厚 15， 動(dòng)模 支 撐 板 厚 35mm， 座 板 厚 度 25mm， 墊 塊 厚 度 63mm。動(dòng) 定 模 板 孔 位 精 度 及 與 基 準(zhǔn) 面 的 位 置 精 度 需 達(dá) 到 互 換 。 動(dòng) 模 板 、 定 模 板 的 垂 直 度 、 平 行 度 、 導(dǎo) 柱孔 距 及 至 基 準(zhǔn) 面 邊 距 的 尺 寸 精 度 和 模 架 組 合 技 術(shù) 要 求 如 下 ：A.基 準(zhǔn) 面 垂 直 度 誤 差 ⊥ 300： 0.02；B.模 板 厚 度 方 向 兩 平 面 平 行 度 誤 差 ∥ 300： 0.02；C.導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 孔 距 偏 差 ；.m??D.導(dǎo) 柱 孔 至 基 準(zhǔn) 面 邊 距 偏 差 ；.E.組 合 后 定 動(dòng) 模 固 定 板 上 下 平 面 平 行 度 誤 差 ∥ 300： 0.02；F.組 合 后 分 型 面 貼 合 間 隙 0.36.2 開 模 行 程 校 核選 取 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 及 確 定 各 模 板 尺 寸 后 ， 我 們 就 可 以 計(jì) 算 其 開 模 行 程 并 進(jìn) 行 校 核 ， 以 確 定 注 射 機(jī) 的 選擇 是 否 合 理 。由 于 本 設(shè) 計(jì) 采 用 的 是 點(diǎn) 澆 口 形 式 ， 故 為 多 分 型 面 注 射 模 ， 并 且 由 于 選 用 的 注 射 機(jī) 為 XS-ZY-125 型注 射 機(jī) ， 故 最 大 開 模 行 程 與 模 具 厚 度 無 關(guān) ， 如 圖 所 示 ， 開 模 距 離 按 下 式 計(jì) 算 ：maxs【 圖 6－ 2】 開 模 行 程135~10sHm??其 中 H1=60mm， H2=32mm， H3=10,故 ：s≈ 110mm< axs22第 七 章 成 型 零 部 件 設(shè) 計(jì)成 型 零 件 是 指 構(gòu) 成 模 具 型 腔 的 零 件 ， 通 常 包 括 了 凸 模 、 凹 模 、 成 型 桿 、 成 型 塊 等 。 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) 料 口 、 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 等在 工 作 中 ， 成 型 零 件 承 受 高 溫 高 壓 塑 件 熔 體 的 沖 擊 和 磨 擦 。 在 冷 卻 固 化 中 形 成 了 塑 件 的 形 體 、 尺寸 和 表 面 。 在 開 模 和 脫 模 時(shí) 需 要 克 服 塑 件 的 粘 著 力 。 成 型 零 件 在 充 模 保 壓 階 段 承 受 很 高 的 型 腔 壓 力 ，它 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 必 須 在 許 可 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 。7.1 成 型 零 件 的 材 料 選 擇構(gòu) 成 型 腔 的 零 件 統(tǒng) 稱 為 成 型 零 件 ， 本 例 的 模 具 成 型 零 件 包 括 凸 模 、 凹 模 和 側(cè) 抽 芯 部 件 。 由 于 型 腔直 接 與 高 溫 高 壓 的 塑 料 相 接 觸 ， 它 的 質(zhì) 量 直 接 關(guān) 系 到 制 件 質(zhì) 量 ， 因 此 要 求 它 有 足 夠 的 強(qiáng) 度 、 剛 度 、 硬度 、 耐 磨 力 以 承 受 塑 料 的 擠 壓 力 和 料 流 的 磨 擦 力 和 足 夠 的 精 度 和 表 面 光 潔 度 ， 以 保 證 塑 料 制 品 表 面 光高 美 觀 ， 容 易 脫 模 ， 一 般 來 說 成 型 零 件 都 應(yīng) 進(jìn) 行 熱 處 理 ， 使 其 具 有 HRC40 以 上 的 硬 度 ， 如 成 型 產(chǎn) 生 腐蝕 性 氣 體 的 塑 料 如 聚 氯 已 烯 等 。 還 應(yīng) 選 擇 耐 腐 蝕 的 鋼 材 。根 據(jù) 塑 件 表 面 質(zhì) 量 要 求 ， 查 《 塑 性 成 型 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) 》 附 錄 G（ 常 用 模 具 材 料 與 熱 處 理 ） ， 本設(shè) 計(jì) 成 型 零 件 選 用 3Cr2Mo 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 硬 度 ≥ 55HRC,耐 磨 性 號(hào) 好 且 處 理 過 程 變 形 小 。 還 有 較 好 的 電 加工 及 耐 腐 蝕 性 。7.2 成 型 零 件 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)傳 統(tǒng) 的 成 型 零 件 設(shè) 計(jì) 方 法 一 般 為 根 據(jù) 塑 件 結(jié) 構(gòu) 及 精 度 尺 寸 ， 并 考 慮 塑 料 收 縮 率 ， 計(jì) 算 出 成 型 零 件的 工 作 尺 寸 ， 這 種 方 法 有 以 下 幾 個(gè) 缺 點(diǎn) ：A.自 由 曲 面 的 設(shè) 計(jì) 比 較 難 ；B. 曲 面 的 尺 寸 不 易 表 達(dá) 清 楚 ；C.計(jì) 算 量 大 ， 設(shè) 計(jì) 效 率 低 。 為 了 克 服 以 上 缺 點(diǎn) ， 本 次 設(shè) 計(jì) 中 采 用 了 目 前 在 模 具 設(shè) 計(jì) 制 造 行 業(yè) 具 有 領(lǐng) 先 地 位 的 PRO/ENGINEER設(shè) 計(jì) 軟 件 進(jìn) 行 成 型 零 部 件 的 設(shè) 計(jì) 。7.2.1 PRO/E 中 的 模 具 模 塊 設(shè) 計(jì)利 用 PRO/ENGINEER 內(nèi) 置 的 模 具 設(shè) 計(jì) 模 塊 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 一 般 有 以 下 幾 步 ：a.在 設(shè) 計(jì) 的 塑 件 外 層 生 成 一 個(gè) 大 小 合 理 的 胚 料 ， 胚 料 即 以 后 生 成 的 凹 模 凸 模 的 大 小 ；23b.輸 入 塑 件 材 料 的 收 縮 率 ， 為 后 面 生 成 成 型 零 件 提 供 參 數(shù) ；c.用 cut 命 令 設(shè) 計(jì) 澆 注 系 統(tǒng) 的 主 流 道 、 分 流 道 及 澆 口 （ 也 可 在 生 成 模 具 成 型 零 件 后 再 完 成 澆 注 系統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) ） ；d.用 parting surf 命 令 設(shè) 計(jì) 出 分 模 面 （ 包 括 主 分 模 面 及 側(cè) 型 芯 分 模 面 ） ；e.采 用 split 命 令 進(jìn) 行 自 動(dòng) 分 模 ， 生 成 成 型 零 件 ， 同 時(shí) 檢 測 分 模 面 是 否 有 問 題 ；f.用 molding 命 令 對(duì) 模 腔 進(jìn) 行 填 充 ， 生 成 澆 注 件 。g.用 mold opening 定 義 模 具 開 模 動(dòng) 作 生 成 爆 炸 圖 。 以 下 對(duì) 凹 模 、 凸 模 的 設(shè) 計(jì) 分 述 。1.分 模 面 設(shè) 計(jì)由 于 塑 件 本 身 有 諸 多 孔 、 缺 口 ， 以 及 側(cè) 抽 芯 孔 等 等 ,故 在 分 模 設(shè) 計(jì) 時(shí) 需 要 把 這 些 孔 全 部 補(bǔ) 上 ， 側(cè)抽 芯 也 必 須 設(shè) 計(jì) 單 獨(dú) 的 分 模 面 ， 模 具 才 能 夠 順 利 的 進(jìn) 行 開 模 ， 通 常 把 在 PRO/E 中 進(jìn) 行 補(bǔ) 面 的 過 程 稱 為“靠 破 孔 ” ， 設(shè) 計(jì) 如 下 圖 所 示 ：2.模 具 開 模 動(dòng) 作 模 擬 及 開 模 檢 測在 分 模 面 設(shè) 計(jì) 完 成 之 后 ， 可 由 分 模 面 和 坯 料 自 動(dòng) 生 成 模 具 體 積 快 和 型 腔 ， 并 進(jìn) 一 步 生 成 模 具 模 仁及 澆 注 件 。 在 此 基 礎(chǔ) 上 ， 就 可 以 對(duì) 分 模 設(shè) 計(jì) 進(jìn) 行 相 應(yīng) 的 檢 測 ， 如 倒 勾 檢 測 、 拔 模 斜 度 檢 測 等 等 ， 并 可簡 單 的 模 擬 模 具 開 模 動(dòng) 作 。此 外 ， 由 于 暫 時(shí) 只 對(duì) 模 具 進(jìn) 行 了 公 母 模 及 側(cè) 滑 塊 的 簡 單 劃 分 ， 并 沒 對(duì) 其 做 具 體 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) ， 所 以此 處 的 開 模 動(dòng) 作 模 擬 也 只 是 為 了 進(jìn) 行 模 具 的 倒 勾 檢 測 及 拔 模 檢 測 。開 模 圖 及 各 檢 測 結(jié) 果 如 下 所 示 ：【 圖 7－ 1】 分 模 面【 圖 7－ 2】 開 模24除 模 擬 開 模 動(dòng) 作 之 外 ,我 們 還 可 以 利 用 PRO/ENGINEER 模 具 分 析 中 的 拔 模 檢 測 功 能 ,檢 查 模 具 的 拔模 斜 度 :分 別 對(duì) 定 模 和 動(dòng) 模 進(jìn) 行 拔 模 檢 測 ,其 檢 測 結(jié) 果 如 下 :結(jié) 論 :綜 合 以 上 分 析 可 知 ， 分 模 設(shè) 計(jì) 無 倒 勾 存 在 ， 可 順 利 開 模 ； 而 拔 模 檢 測 圖 顯 示 ， 模 具 的 動(dòng) 定 模兩 側(cè) 最 小 拔 模 斜 度 均 為 零 度 ， 不 過 考 慮 塑 件 的 結(jié) 構(gòu) 較 小 ， 并 無 大 的 拔 模 面 存 在 ， 并 且 拔 模 距 離 均 只 有幾 個(gè) 毫 米 ， 綜 合 考 慮 ， 并 不 會(huì) 對(duì) 開 模 和 塑 件 質(zhì) 量 產(chǎn) 生 大 的 影 響 。7.2.2 凹 模 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)凹 模 是 成 型 塑 件 外 表 面 的 部 件 ， 凹 模 按 其 結(jié) 構(gòu) 不 同 可 分 為 整 體 式 和 組 合 式 兩 大 類 ， 而 組 合 式 又 可分 為 嵌 入 式 組 合 、 鑲 拼 式 組 合 及 瓣 合 式 等 。 1.整 體 式 凹 模由 一 整 塊 金 屬 加 工 而 成 ， 其 特 點(diǎn) 是 牢 固 ， 不 易 變 形 ， 因 此 對(duì) 于 形 狀 簡 單 ， 容 易 制 造 或 形 狀 雖 然 比較 復(fù) 雜 ， 但 保 可 以 采 用 仿 形 機(jī) 等 殊 須 加 工 方 法 加 工 的 場 合 是 適 宜 的 。 整 體 結(jié) 構(gòu) 有 如 下 優(yōu) 點(diǎn) ：a.成 型 零 件 的 剛 性 好 ；b.模 具 分 解 組 合 容 易 ；c.零 件 數(shù) 量 少 ；d.制 品 表 面 分 型 痕 跡 少 ；e.模 具 外 形 尺 寸 可 以 減 少 。整 體 結(jié) 構(gòu) 的 缺 點(diǎn) 如 下 ：a.難 以 排 氣 ；b.需 要 采 用 精 密 磨 削 加 工 ；【圖 7－3】拔模檢測25c.制 品 的 棱 邊 ， 拐 角 處 難 以 加 工 成 角 形 ；d.當(dāng) 塑 料 制 品 形 狀 復(fù) 雜 是 ， 其 型 腔 的 加 工 工 藝 性 較 差一 般 此 類 成 型 零 件 都 是 在 淬 硬 后 在 進(jìn) 行 加 工 ， 所 以 整 體 結(jié) 構(gòu) 的 模 具 采 用 電 火 花 成 型 加 工 為 主 、 銑削 加 工 、 磨 削 加 工 、 電 火 花 線 切 割 為 輔 的 加 工 方 法 ， 并 且 在 先 進(jìn) 的 型 腔 加 工 機(jī) 床 還 未 普 遍 應(yīng) 用 之 前 ，整 體 式 型 腔 一 般 只 用 在 形 狀 簡 單 的 小 形 塑 件 的 成 型 。2.組 合 式 凹 模組 合 式 型 腔 是 由 兩 個(gè) 以 上 零 件 組 合 而 成 的 。 這 種 型 腔 改 善 了 加 工 工 藝 性 ， 減 少 了 熱 處 理 變 形 ， 節(jié)約 了 模 具 貴 重 材 料 ， 但 結(jié) 構(gòu) 較 復(fù) 雜 ， 裝 配 比 較 麻 煩 ， 塑 件 制 品 表 面 可 能 留 有 鑲 拼 痕 跡 ， 組 合 后 的 型 腔牢 固 性 較 差 。 因 此 ， 這 種 型 腔 主 要 用 于 形 狀 復(fù) 雜 的 塑 料 制 品 的 成 型 。組 合 式 型 腔 的 組 合 形 式 很 多 ， 常 見 的 有 嵌 入 式 、 鑲 拼 式 及 瓣 合 式 幾 種 ：嵌 入 式 組 合 型 腔 ：a.整 體 嵌 入 式 組 合 型 腔 。 對(duì) 于 小 型 塑 件 采 用 多 型 腔 塑 料 模 成 型 時(shí) ， 各 單 個(gè) 型 腔 一 般 采 用 冷 擠 壓 、電 加 工 、 電 鑄 等 方 法 制 成 ， 然 后 整 體 嵌 入 模 中 。 型 腔 鑲 件 的 外 形 通 常 是 帶 臺(tái) 階 的 圓 柱 形 ， 先 嵌 入 型 腔固 定 板 后 ， 再 用 支 撐 板 、 螺 釘 將 其 固 定 ； 如 要 求 嚴(yán) 格 定 位 時(shí) ， 可 用 銷 釘 或 平 鍵 定 位 防 轉(zhuǎn) 。此 型 腔 形 狀 及 尺 寸 一 致 性 較 好 ， 更 換 方 便 ， 可 節(jié) 約 貴 重 金 屬 ， 但 模 具 體 積 較 大 ， 用 特 殊 加 工 法 。b.局 部 鑲 嵌 式 組 合 型 腔 。 為 了 加 工 方 便 或 由 于 型 腔 某 一 部 位 容 易 磨 損 ， 需 要 更 換 者 采 用 局 部 鑲 嵌的 辦 法 ， 此 部 位 的 鑲 件 單 獨(dú) 制 成 ， 然 后 嵌 入 模 體 。此 外 還 有 鑲 拼 式 、 瓣 合 式 等 組 合 型 腔 形 式 ， 在 此 不 做 闡 述 。 由 以 上 的 比 較 容 易 看 出 ， 當(dāng) 塑 件 較 小 ，形 狀 較 為 復(fù) 雜 式 ， 并 且 一 模 多 腔 成 型 時(shí) ， 采 用 嵌 入 式 組 合 型 腔 是 較 為 合 理 的 選 擇 ， 故 此 例 選 用 的 凹 模形 式 即 為 整 體 鑲 嵌 式 ， 四 個(gè) 型 腔 分 為 四 個(gè) 鑲 塊 ， 固 定 方 式 采 用 支 撐 板 固 定 ， 故 不 需 要 安 裝 螺 釘 ， 其 結(jié)構(gòu) 如 圖 所 示 ：[圖 7－ 4】 凹 模26【 圖 7－ 5】 型 腔 鑲 塊7.2.3 凸 模 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)凸 模 設(shè) 計(jì) 的 方 法 與 凹 模 設(shè) 計(jì) 方 法 基 本 一 樣 ， 由 塑 件 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 可 知 ， 凸 模 也 采 用 局 部 鑲 嵌 形 式 ，考 慮 定 模 部 分 無 支 撐 板 ， 故 鑲 塊 的 固 定 形 式 不 同 于 凹 模 鑲 塊 ， 而 采 用 內(nèi) 六 角 圓 柱 螺 釘 固 定 ： 【 圖 7－ 6】 凸 模27【 圖 7－ 7】 型 芯 鑲 塊7.2.4 型 腔 型 芯 尺 寸 計(jì) 算 ：由 于 本 設(shè) 計(jì) 采 用 PRO/ENGINEER 設(shè) 計(jì) 軟 件 ， 所 以 型 腔 及 型 芯 的 各 尺 寸 可 在 PRO/ENGINEER 中 設(shè) 置 塑性 材 料 的 收 縮 率 后 自 動(dòng) 得 到 ， 故 在 此 不 做 手 工 計(jì) 算 ， 型 腔 尺 寸 參 見 附 圖 -型 芯 鑲 塊 。28第 八 章 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)當(dāng) 塑 件 側(cè) 壁 上 帶 有 的 與 開 模 方 向 不 同 的 內(nèi) 外 側(cè) 孔 或 側(cè) 凹 等 阻 礙 塑 件 成 型 后 直 接 脫 模 時(shí) ， 必 須 將 成型 側(cè) 孔 或 側(cè) 凹 零 件 做 成 活 動(dòng) 的 ， 這 種 零 件 稱 為 側(cè) 型 芯 （ 俗 稱 活 動(dòng) 型 芯 ） 。 在 塑 件 脫 模 前 必 須 先 抽 除 側(cè)型 芯 ， 然 后 再 從 模 具 中 推 出 塑 件 ， 完 成 側(cè) 型 芯 的 抽 出 和 復(fù) 位 的 機(jī) 構(gòu) 即 叫 做 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 。 本 設(shè) 計(jì)中 ， 塑 件 的 一 端 有 兩 個(gè) 側(cè) 孔 ， 故 必 須 設(shè) 計(jì) 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) ， 模 具 才 能 順 利 脫 模 。8.1 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 類 型 選 擇側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 根 據(jù) 動(dòng) 力 來 源 的 不 同 ， 一 般 可 將 其 分 為 機(jī) 動(dòng) 、 液 壓 或 氣 動(dòng) 以 及 手 動(dòng) 等 三 大 類 型 。機(jī) 動(dòng) 側(cè) 向 分 型 與 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 是 利 用 注 射 機(jī) 開 模 力 作 為 動(dòng) 力 ， 通 過 有 關(guān) 傳 動(dòng) 零 件 使 力 作 用 于 側(cè) 向 成 型零 件 而 將 模 具 側(cè) 向 分 型 或 把 側(cè) 向 型 芯 從 塑 料 制 品 中 抽 出 ， 合 模 時(shí) 又 靠 它 使 側(cè) 向 成 型 零 件 復(fù) 位 。 這 類 機(jī)構(gòu) 雖 然 結(jié) 構(gòu) 比 較 復(fù) 雜 ， 但 分 型 與 抽 芯 無 需 手 工 操 作 ， 生 產(chǎn) 率 較 高 ， 并 且 機(jī) 動(dòng) 抽 芯 具 有 較 大 的 抽 芯 力 ，抽 芯 距 大 ， 故 生 產(chǎn) 中 廣 泛 采 用 ， 故 本 設(shè) 計(jì) 采 用 機(jī) 動(dòng) 側(cè) 向 分 型 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 。機(jī) 動(dòng) 抽 芯 按 傳 動(dòng) 方 式 又 可 分 為 斜 導(dǎo) 柱 分 型 與 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 、 斜 滑 塊 分 型 與 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 、 齒 輪 齒 條 抽 芯 機(jī)構(gòu) 和 其 它 形 式 抽 芯 機(jī) 構(gòu) ， 本 設(shè) 計(jì) 選 用 斜 導(dǎo) 柱 分 型 與 抽 芯 機(jī) 構(gòu) 。8.2 抽 芯 距 確 定 與 抽 芯 力 計(jì) 算8.2.1 抽 芯 距側(cè) 向 型 芯 或 側(cè) 向 成 型 模 腔 從 成 型 位 置 導(dǎo) 不 妨 礙 塑 件 的 脫 模 推 出 位 置 所 移 動(dòng) 的 距 離 成 為 抽 芯 距 ， 通常 用 s 表 示 。 此 外 ， 為 安 全 起 見 ， 側(cè) 向 抽 芯 距 離 通 常 壁 塑 件 上 的 側(cè) 孔 、 側(cè) 凹 的 深 度 或 側(cè) 向 凸 臺(tái) 的 高 度大 2～ 3mm。由 圖 8－ 1 可 知 ， 本 塑 件 的 側(cè) 孔 即 六 角 孔 的 深 度 為 3.5mm， 故 抽 芯 距 ：s＝ 3.5＋ 2～ 3（ mm） ， 取 s＝ 6mm8.2.2 抽 芯 力【 圖 8－ 1】 抽 芯距29抽 芯 力 的 計(jì) 算 同 脫 模 力 的 計(jì) 算 相 同 ， 對(duì) 于 側(cè) 向 凸 起 較 少 的 塑 件 的 抽 芯 力 通 常 比 較 小 ， 僅 僅 是 克 服塑 件 與 側(cè) 型 腔 的 粘 附 力 和 側(cè) 型 腔 滑 塊 移 動(dòng) 時(shí) 的 摩 擦 阻 力 。 對(duì) 于 側(cè) 型 芯 的 抽 芯 力 ， 往 往 采 用 如 下 的 公式 進(jìn) 行 估 算 ：(《 塑 料 成 型 工 藝 與 模 具 設(shè) 計(jì) 》 5－ 59)(cosin)CFhp?????式 中 ： ——抽 芯 力 (N）C——側(cè) 型 芯 成 型