滅火器塑料注射模設(shè)計(jì)

滅火器塑料注射模設(shè)計(jì),滅火器,塑料,注射,設(shè)計(jì) 滅火器塑料注射模設(shè)計(jì) 摘要 塑料模具是塑料加工工業(yè)中和塑料成型機(jī)配套，賦予塑料制品以完整構(gòu)型和精確尺寸的工具。本課題主要是針對滅火器端蓋的注塑模具設(shè)計(jì),滅火器端蓋具有重量輕、易清潔、耐腐蝕老化、強(qiáng)度高、使用壽命長，制作方便、價格低廉等特點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)塑件的外形及塑料的工藝性，確定模具的分型面，澆注系統(tǒng)、選擇了注射機(jī)、計(jì)算了模具成型零件的尺寸，并設(shè)計(jì)了托板等其他零部件。本設(shè)計(jì)中采用點(diǎn)澆口注射，利用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)和和斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行側(cè)向抽芯，推管完成脫模。通過整個設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝，運(yùn)動可靠，結(jié)構(gòu)合理。 關(guān)鍵詞：滅火器塑料注射模設(shè)計(jì)；注射模；點(diǎn)澆口；斜導(dǎo)柱 Fire extinguisher in plastic injection mold design Abstract Plastic mold is the plastics industry and plastic molding machine form a complete set, give plastic products to complete configuration and accurate size of tools. The main topic is covered in mold design for the fire extinguisher, the fire extinguisher covered with a light weight, easy to clean, corrosion-resistant aging, high strength, long service life, making easy, low prices and so on. The design is based mainly on plastic parts and plastic form of the process to determine the mold surface, gating system, select the injection machines, molding parts to calculate the size of mold, and the design of the Supporting Plate and other components. This design with some runner injection, using the oblique guide column core-pulling mechanism and and oblique slippery pieces of core-pulling mechanism for lateral core-pulling, push the finish stripping. Through the entire design process that can be achieved in the mold plastic parts required in this process,movement is reliable, the structure is reasonable. Key words:Fire extinguisher plastic injection mould design;Injection mould;Point gate;Inclined guide pillar 主要符號表 α 角 △ 塑料制件尺寸公差 δ 模具成型零件制造公差 μ 塑料對金屬的摩擦系數(shù) I 目 錄 摘要 I Abstract II 主要符號表 III 1 緒論 1 1.1概述 1 1.2塑料模具發(fā)展?fàn)顩r 2 1.3本次設(shè)計(jì)的目的及意義 3 2 塑件材料分析與方案論證 5 2.1塑件的工藝分析 5 2.1.1塑件的材料 5 2.1.2聚丙烯的基本特性 5 2.1.3聚丙烯的成型特點(diǎn) 5 2.1.4 聚丙烯的注射成型工藝參數(shù) 5 2.2方案論證 6 2.2.1研究對象 6 2.2.1研究方案 7 3 注射成型機(jī)的選擇 9 3.1估算塑料體積 9 3.2注塑機(jī)的注射容量 9 3.4注塑機(jī)選擇及其相關(guān)參數(shù) 9 3.4.1注塑機(jī)選擇 9 3.4.2 XS-ZY-1000型注塑機(jī)的主要參數(shù) 9 3.5注塑機(jī)的校核 10 3.5.1最大注射量校核 10 3.5.2鎖模力校核 10 3.5.3模具厚度校核 10 3.5.4開模行程校核 11 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 4.1澆注系統(tǒng)的功能 12 4.1.1澆注系統(tǒng)的組成 12 4.1.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 12 4.1.3澆注系統(tǒng)布置 13 4.2流道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 4.2.1主流道設(shè)計(jì) 14 4.2.2冷料井設(shè)計(jì) 15 4.2.3分流道設(shè)計(jì) 15 4.2.4澆口設(shè)計(jì) 16 5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 5.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 18 5.2斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 18 5.2.1斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 18 5.2.2斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理 19 5.2.3斜滑塊推出高度的計(jì)算 19 5.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 19 5.3.1斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 19 5.3.2斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)工作原理 20 5.3.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 20 5.3.4斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 6 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 6.1頂出機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式 23 6.2 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 23 6.3簡單脫模機(jī)構(gòu) 24 6.3.1頂管脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 24 6.3.2推管的形狀 24 6.3.3復(fù)位裝置 25 7 成型零件設(shè)計(jì) 26 7.1分型面的設(shè)計(jì) 26 7.2成型零件應(yīng)具備的性能 27 7.3影響塑料制件尺寸精度的因素 27 7.4成型零件工作尺寸的計(jì)算 28 7.4.1型腔徑向尺寸 28 7.4.2型腔深度尺寸 28 7.4.3型芯徑向尺寸 29 7.4.4型芯高度尺寸 29 8 注塑模具的保養(yǎng) 30 9結(jié)論 31 參考文獻(xiàn) 32 致 謝 34 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 35 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 36 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 1.1概述 模具，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍甚至上百倍。模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力[1]。 塑料工業(yè)是現(xiàn)代新興工業(yè)之一，它包括塑料原料（樹脂和助劑）生產(chǎn)和塑料制品成型加工兩大部分。由于塑料制品具有比重小、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性能高、比強(qiáng)度大等優(yōu)異性能，所以在機(jī)械、儀表、無線電、電信、日用品、國防、和尖端科學(xué)技術(shù)等方面應(yīng)用甚廣。 塑料根據(jù)其熱性能基本可以分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。由于二者性能不同，塑料制品的生產(chǎn)也將分別通過不同方式，在相應(yīng)的模具內(nèi)得到成型。目前，生產(chǎn)塑料制品最廣泛采用的方法是壓制成型法、鑄壓成型法、注射成型法、擠出成型法、中空吹塑成型法、真空成型法、壓縮空氣成型法，其中包括近年來得到發(fā)展的熱固性型塑料注射成型、低發(fā)泡塑料注射成型及微型注射成型等。 其中，注射模具主要用于熱塑性塑料制品的成型，模具本身沒有加料室，塑料是加在注射劑有規(guī)定溫度的加熱料筒內(nèi)。塑料受熱轉(zhuǎn)變成可流動的熔體，經(jīng)注射機(jī)的螺桿或活塞以一定的壓力與速度的推動，通過注射機(jī)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)被注入已閉合模具型腔各處，經(jīng)一定時間冷卻、硬化定性得到所需形狀的塑料制品。這種成型方法稱為塑料注射成型。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，注射成型已用于熱固性塑料成型，但所用模具各有特點(diǎn)[2]。 塑模設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法，是依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)﹑技巧和現(xiàn)有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，從對塑件的工藝計(jì)算到塑模的設(shè)計(jì)制圖，全靠手工勞動。對塑模的制造就更需要專業(yè)人員付出大量的繁雜勞動。所以塑件的質(zhì)量和數(shù)量都遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。隨著計(jì)算器技朮的廣泛應(yīng)用，塑模設(shè)計(jì)和制造采用了CAD/CAM系統(tǒng)，從而大大提高了模具設(shè)計(jì)制造的效率。 塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極其密切的關(guān)聯(lián)，世界各國對塑料模的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技朮都極為關(guān)注。近年來，國外對塑料模的熱流道系統(tǒng)﹑溫度控制系統(tǒng)﹑應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工及減少熱處理變形等方面都做了許多探索，并取得了一定成果。國外許多企業(yè)在塑模的設(shè)計(jì)與制造方面，已采用了CAD/CAM系統(tǒng)。這對提高塑件制品質(zhì)量，縮短塑模制造周期，降低塑件生產(chǎn)成本方面取得較好經(jīng)濟(jì)效益。 1.2塑料模具發(fā)展?fàn)顩r 塑料模具是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運(yùn)，發(fā)展迅速，塑料模具也快速發(fā)展?，F(xiàn)在，我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有3萬多家，從業(yè)人數(shù)80多萬人?！笆濉逼陂g，模具年平均增長速度達(dá)到20％左右，2005年模具銷售額達(dá)650億元，同比增長25％；模具出口7.4億美元，比2004年的4.9億美元增長約50％，均居世界前列。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50％，塑料模具約占33％，壓鑄模具約占6％，其它各類模具約占11％。但是，由于創(chuàng)新能力弱，行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難以突破，使得我國模具行業(yè)長期以來面臨著“低端競爭、高端進(jìn)口”的尷尬局面。 目前，我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密 、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。加入WTO，對塑料模具產(chǎn)業(yè)的影響總體上來說是帶來了更多的機(jī)會。這主要是由于我國塑料模具以低中檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產(chǎn)品價格的1/3～1/5，加入WTO后，國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大，而我國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同時還促進(jìn)了外資來我國建廠，帶來了國外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，這對培養(yǎng)我國的專業(yè)模具人才起到了推動作用[34]。 近年來，塑料模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來看，塑料模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： a.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致 b.在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件3的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 c.推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 d.開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 e.提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次，是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)間的規(guī)格產(chǎn)品。 f.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 g.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。 總之，模具的應(yīng)用不斷擴(kuò)大，領(lǐng)域已越來越廣泛，特別是塑料模具快于其他制造行業(yè)的發(fā)展速度，已成為一個普遍規(guī)律，在我國仍有很大的發(fā)展空間。 1.3本次設(shè)計(jì)的目的及意義 通過本次滅火器塑料模具的設(shè)計(jì)，可以了解到中國乃至世界模具工業(yè)的發(fā)展過程，以及模具制造技術(shù)與研究情況。并且掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。同時，可以培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識以及基本技能分析和解決實(shí)際問題的能力。 39 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 塑件材料分析與方案論證 2.1塑件的工藝分析 2.1.1塑件的材料 此塑件的材料為聚丙烯(PP)。 2.1.2聚丙烯的基本特性 PP是一種半結(jié)晶性材料，它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時非常脆，許多商業(yè)的PP材料是加入1～4%乙烯的無規(guī)共聚物或更高比率乙烯含量的嵌段共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱變形溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度，PP的沖擊強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進(jìn)行改性。PP的流動率MFR范圍在1～40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.8～2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。 2.1.3聚丙烯的成型特點(diǎn) a.結(jié)晶料，濕性小，易發(fā)生融體破裂，長期與熱金屬接觸易分解。 b.流動性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔。凹痕，變形。 c.冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時容易取向，模具溫度低于50度時，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕，90度以上易發(fā)生翹曲變形。故溫度應(yīng)該控制在80度。 d.塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。 2.1.4 聚丙烯的注射成型工藝參數(shù) 密度（g/ cm3）：0.91； 比容（cm3/ g）：1.10～1.11； 吸水率(%)(24h)：0.01～0.03； 收縮率(%)：1.8～2.5，加入30%的玻璃添加劑，可以使收縮率降到0.7%； 熔點(diǎn)(℃)：170~176； 熱變性溫度/℃：0.45Mpa，102~15；1.82Mpa，56~67； 抗拉屈服強(qiáng)度(MPa)：37； 彎曲強(qiáng)度(MPa)：68； 沖擊強(qiáng)度()：無缺口，78; 缺口：3.5～4.8； 硬度：8.65。 2.2方案論證 2.2.1研究對象 此次研究對象為滅火器端蓋，塑件二維圖、三維圖如圖2.1、2.2所示。 圖2.1塑件二維圖 圖2.2塑件三維圖 2.2.1研究方案 a. 抽芯機(jī)構(gòu)如圖2.3，抽芯機(jī)構(gòu)有三種方案選擇。 圖2.3抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參考圖 方案一：采用1模兩腔，雙分型面，其中測孔1、2、3、6、7、8采用斜導(dǎo)柱分型抽芯，4、5可以當(dāng)做內(nèi)側(cè)凹，從而設(shè)置活動鑲塊進(jìn)行抽芯。 方案二：采用1模兩腔，雙分型面，其中測孔1、2、3、6、7、8采用斜導(dǎo)柱分型抽芯，4、5采用斜滑塊抽芯。其中斜導(dǎo)柱在動模上，滑塊在定模上。 方案三：采用1模兩腔，雙分型面，其中測孔1、2、3、6、7、8采用斜導(dǎo)柱分型抽 芯，4、5采用斜滑塊抽芯。其中斜導(dǎo)柱在定模上，滑塊在動模上。 分析比較： 方案一和方案二的主要區(qū)別在于4、5處的抽芯。塑件在有內(nèi)側(cè)凸、內(nèi)側(cè)凹或螺紋孔時，需要在模具中設(shè)置活動的成型零件，即活動鑲件。開模時，由推出機(jī)構(gòu)的推桿將鑲塊連同塑件一起推出模外，然后由人工或其它裝置將塑件與鑲塊分開。此方案需要設(shè)計(jì)鑲塊，而且需要人工分離塑件和鑲塊。而塑件此處的側(cè)凹較淺，所需的抽芯距小，側(cè)孔的成型面積較大，正好適合斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽芯。而且，斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、制造方便等優(yōu)點(diǎn)。所以方案二優(yōu)于方案一。 方案二和方案三的主要區(qū)別在于測孔1、2、3、6、7、8抽芯機(jī)構(gòu)斜導(dǎo)柱滑塊在動定模的位置。當(dāng)斜導(dǎo)柱在動模上，滑塊在定模上時，模具沒有推出機(jī)構(gòu)凹模制成瓣合式模塊，可在定模上滑動，斜導(dǎo)柱與凹模滑塊上的斜導(dǎo)柱孔之間存在較大的間隙，開模時在凹?；瑝K移動之前，模具首先分開一段距離，使凸模從塑件中脫出這段距離，并與塑件發(fā)生松動，然后凹?；瑝K由斜導(dǎo)柱帶動分開而脫離塑件，最后由人工將塑件取出，這種形式的模具結(jié)構(gòu)較為簡單加工方便，但需要人工取塑件，生產(chǎn)效率較低。所以采用方案三。 b. 頂出機(jī)構(gòu)塑件在頂出零件的作用下，通過一次頂出動作，就能將塑件全部頂出，這就是一次頂出機(jī)構(gòu)。一次頂出有頂桿脫模機(jī)構(gòu)、頂管脫模機(jī)構(gòu)和推板脫模機(jī)構(gòu)等形式。由于塑件是圓筒形且中間帶孔，所以選用頂管脫模機(jī)構(gòu)。頂管又稱推管或空心頂桿，它適用于圓環(huán)形等中間帶孔的塑件的脫模。此機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是推頂塑件平穩(wěn)可靠；由于頂管整個周邊接觸塑件，故塑件受力均勻，頂出時既不易產(chǎn)生變形也不會留下明顯的頂出痕跡；主型芯和型腔可以同時設(shè)計(jì)在動模一邊，有利于提高塑件的同心度。 c. 澆注系統(tǒng)主澆道垂直于分型面。主澆道的進(jìn)口直徑比注射噴嘴出口直徑應(yīng)大0.5～1mm，而且錐度不能過大，一般是2～6度，否則會產(chǎn)生渦流。分澆道可以選用形的，這種形狀的澆道易于加工，熱量損失和壓力損失都不大，嘗用于適用一模多腔的情況。澆口采用點(diǎn)澆口。這種形式的澆口，可以使塑料流速增加，且澆口前后有較大的壓力差：對本次設(shè)計(jì)的多型腔模具，有均衡的進(jìn)料速度等優(yōu)點(diǎn)。 結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.4所示。 圖2.4 滅火器端蓋的模具結(jié)構(gòu)簡圖 3 注射成型機(jī)的選擇 3.1估算塑料體積 a. 估算塑件體積 塑件為管狀，可以先算實(shí)體部分減去塑件內(nèi)空白部分的體積。 實(shí)體： 空白： 體積： b. 估算澆注系統(tǒng)的體積 c. 估算總體積 3.2注塑機(jī)的注射容量 設(shè)計(jì)模具時，成型塑件所需要的注射總量小于所選注塑機(jī)的最大注射量,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)實(shí)際的最大注射量應(yīng)該是注塑機(jī)允許最大注射量的80% (3.1) 式中 M——注塑機(jī)實(shí)際的最大注塑量， ； G ——注塑機(jī)的公稱注塑量， ； 計(jì)算得， 3.4注塑機(jī)選擇及其相關(guān)參數(shù) 3.4.1注塑機(jī)選擇 綜合以上的分析，聯(lián)系實(shí)際情況，現(xiàn)初選XS-ZY-1000型注射出成型機(jī)。 3.4.2 XS-ZY-1000型注塑機(jī)的主要參數(shù) 公稱注射量： 1000 螺桿直徑： 85 注射壓力： 121MPa 最大注射面積： 1200 鎖模力： 450t 模板最大行程： 700 模具最大厚度： 700 模具最小厚度： 300 拉桿空間（長×寬）： 噴嘴球半徑： 噴嘴孔直徑： 7.5 注射方式： 螺桿式 3.5注塑機(jī)的校核 3.5.1最大注射量校核 最大注射量是指注射機(jī)一次注射塑料的最大容量，設(shè)計(jì)時應(yīng)保證成型塑件所需的注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量。 XS-ZY-1000型注射出成型機(jī)的理論注射量為1000，因此滿足要求。 3.5.2鎖模力校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機(jī)抽向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和（即注射面積）乘以型腔內(nèi)的塑料壓力。此力可使模具沿分列面漲開。為了保持動、定模閉合緊密，保密塑件的尺寸精度并盡量減小溢邊厚度，同時也為了保障操作人員的人身安全，需要機(jī)床提供足夠大的鎖模力。因此，欲使模具從分型面漲開的必須小于注射機(jī)規(guī)定的鎖模力。即 (3.2) 式中 ——注射機(jī)的額定鎖模力(t)； ——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積(cm2 ) ； ——熔融塑料在模腔內(nèi)的壓力(kg/cm2) ； ——安全系數(shù)，通常取1.1～1.2。 經(jīng)查表可得,=150 kg/cm2； 所以， 即該注塑機(jī)的鎖模力符合要求。 3.5.3模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： (3.3) 式中 ——模具閉合厚度； ——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度； ——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度； 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖可知，初選的模具厚度為505，在最小模具和最大模具厚度之間，即，則，滿足要求。 3.5.4開模行程校核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機(jī)的最大開模行程。對于雙分形面的注塑模具，其開模行程按下式效核 +（5～10） (3.4) 式中 S ——注塑機(jī)開模行程； ——頂出距離，此模具中為90； ——動模板中塑件高度，此模具中為82； ——定模板與澆口板的分離距離，此模具中為183； 所以上式成立（700>405），即該注塑機(jī)的開模行程符合要求。 由以上對各參數(shù)的效核可知該XS-ZY-1000型注塑機(jī)符合要求。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射模的澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴開始到模具型腔為止的塑料流動通道，將塑料熔體填充滿型腔并使注塑壓力傳遞到各個部位。因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對塑件性能、外觀以及成型難易程度等影響很大。 4.1澆注系統(tǒng)的功能 澆注系統(tǒng)的作用是使塑料熔體平穩(wěn)且順利地填充到型腔中，并在填充和凝固過程中把壓力充分填充到各個部位，以獲得組織緊密、外形清晰的塑料制件。因此要求充模過程快而有序，壓力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離或切除。 4.1.1澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)一般由四部分組成。 a. 主流道指由注射機(jī)噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道。它是塑料熔體首先經(jīng)過的通道，且與注塑機(jī)噴嘴在同一軸線。 b. 分流道指主流道末端至澆口的整個通道。分流道的功能是使熔體過渡和轉(zhuǎn)向。單型腔模具中分流道是為了縮短流程。多型腔注射模中分流道中為了分配物料，通常由一級分流道和二級分流道，甚至多級分流道組成。 c. 澆口指分流道末端與模腔入口之間狹窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內(nèi)，并有序的填滿型腔，且對補(bǔ)縮具有控制作用。 d. 冷料井通常設(shè)置在主流道和分流道轉(zhuǎn)彎處的末端。其功用為“捕捉”和貯存熔料前鋒的冷料。冷料井也經(jīng)常起拉勾凝料的作用。 4.1.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 a. 澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置； b. 盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間； c. 澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇形流動，并有利排氣和補(bǔ)縮； d. 避免高壓熔體對型芯很讓和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移； e. 澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷； f. 熔合縫位置需合理安排，必要時配置冷料井或溢料槽； h. 盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量； i. 澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口須有IT8以上精度[4]。 4.1.3澆注系統(tǒng)布置 在多模腔中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類，一般以平衡式為宜。 a. 平衡式布置從主流道末端到各型腔的分流，其長度、端面形狀和尺寸都對應(yīng)相等。這種布置可使塑料熔體均衡地充滿各個型腔。一起出模的各塑件質(zhì)量和尺寸精度的一致性好。但分流道較長，對熔體阻力大，澆注系統(tǒng)凝料多。如圖4.1所示，圓周均不，較適宜均衡充模，但流道較長。而H形排列，適宜于矩形塑件。 圖4.1 澆注系統(tǒng)平衡式布置 b. 非平衡式布置見圖4.2。由于從主流道末端到各個型腔的分流道長度各不相 等。為達(dá)到均衡充模，需將澆口尺寸按距主流道遠(yuǎn)近，進(jìn)行修正。此種布置，流程雖短但制件質(zhì)量一致性很難保證。 圖4.2 澆注系統(tǒng)非平衡式布置 澆注系統(tǒng)無論是平衡或非平衡布置，型腔均應(yīng)與模板中心對稱。使型腔和流道的投影中心與注射機(jī)鎖模力中心重合，避免注射時產(chǎn)生附加的傾側(cè)力矩[6]。 4.2流道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 流道系統(tǒng)包括主流道、分流道和冷料井以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 4.2.1主流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具的中心，是塑料熔體的入口，其形狀為圓錐形，便于熔融塑料的順利進(jìn)入，開模時又能使主流道的凝料順利拔出。熱塑性塑料的主流道一般由澆口套構(gòu)成。主流道入口直徑d，應(yīng)大于注塑機(jī)噴嘴直徑1mm左右。這樣便于兩者能同軸對準(zhǔn)，也使得主流道凝料能順利脫出。主流道入口的凹坑球面半徑R，應(yīng)該大于注塑機(jī)噴嘴頭半徑約1～2mm。反之，兩者不能很好粘合，會讓塑料熔體反噴，出現(xiàn)溢邊導(dǎo)致脫模困難。錐孔粗糙度。主流道的錐角a=2°～4。過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過小錐角使凝料脫模困難；還會使充模時流動阻力大，比表面增大，熱量損耗大[3]。 如圖4.3所示，為主流道機(jī)構(gòu)。 （a）澆口套二維圖 （b）澆口套三維圖 圖4.3 主流道的設(shè)計(jì) 圖中，噴嘴孔徑+0.5～1 mm；噴嘴球面半徑+1～2mm；A=2°～4°；H=3～5 mm. 綜上所述：； ； A=4°； H=5mm。 4.2.2冷料井設(shè)計(jì) 冷料井的位置在正對主澆道的動模上，一般處于分流道的末端，它的作用是將物料前端的“冷料”收集起來，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量。開模時冷料井能起到將主流道的冷凝料拉出的作用，冷料井的直徑比應(yīng)比主流道的大端直徑稍微大一些。冷料井的形式有帶Z形拉料勾的冷料井；帶球頭形拉料的冷料井；倒錐形冷料井等[19]。 本方案采用的是帶球形拉料勾的冷料井。 4.2.3分流道設(shè)計(jì) 主流道與澆口之間的通道稱為分流道。直澆道模具可以省去分澆道，但在多型腔模具中分澆道是必不可少的。 a. 分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）分流道要求熔體的流動阻力盡可能小。在保證足夠的注塑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度盡量取小值，尤其對于小型塑件更為重要。 （2）分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度；分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度，利于塑料熔體的流動及充模。 （3）各型腔要保持均衡進(jìn)料。 （4）表面粗糙度要求以Ra0.8為佳。 （5）分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。 （6）分流道位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板或動模板上，也可同時開在動、定模上，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。通常分流道多開設(shè)在模具的一側(cè)，利于開模時將流道凝料脫出[13]。 b. 分流道截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、正方形、梯形、U形、半圓形和正六角等。澆道的截面積越大，壓力的損失越小；澆道的表面積越小，熱量的損失越小。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計(jì)越合理。 各類截面中圓形、正方形的效率最高（即比表面積最?。?，但正方形流道的凝料脫模困難。實(shí)際使用的是具有5°～10°斜度的梯形流道。U字形是梯形流道的變異。六角形截面科士威兩個梯形的組合。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用。當(dāng)分型面為平面時，可采用圓形或六角形截面的分流道；當(dāng)分型面不是平面時，長采用梯形或半圓形截面的流道。塑料熔體在流道中流動時，表層冷凝凍結(jié)，起絕緣作用，熔體僅在流道中心部分流動，因此分流道的理想狀態(tài)應(yīng)是其中心與澆口中心一致，圓形截面流道可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而梯形截面流道就難以實(shí)現(xiàn)。 經(jīng)過綜合考慮，本模具采用U形截面分流道。 c. 分流道的截面尺寸由于主澆道底端直徑mm，所以分澆道寬度選12mm，即R=6mm，高度H=1.25R=7.5mm d. 分流道的布置分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種。本模具采用平衡式布置形式。 4.2.4澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道和型腔的一段細(xì)短澆道，它的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大。 a. 澆口的尺寸及類型澆口的截面積一般取分流道截面積的3%～6%，澆口的長度約1～1.5mm，在設(shè)計(jì)時應(yīng)取最小值，試模時逐步修正。澆口的形狀有矩形（厚度和寬度比為1：3）、圓形、梯形和U形。澆口的類型有直接口、側(cè)澆口、平縫式澆口、扇形澆口、點(diǎn)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、潛伏式澆口和護(hù)耳澆口等。 b. 澆口的選擇本模具采用的點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口全稱針點(diǎn)式澆口，是典型的限制型澆口。具有如下優(yōu)點(diǎn)： （1) 可大大提高塑料熔體剪切速率，表現(xiàn)為粘度明顯降低，致使充模容易； （2）熔體經(jīng)過點(diǎn)澆口時因高速摩擦生熱，熔體溫度升高，黏度再次下降，致使流動性再次提高； （3）能正確控制補(bǔ)料時間，無倒流之慮；有效降低塑件特別是澆口附件的殘余應(yīng)力，提高了制品質(zhì)量； （4）能縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率； （5）有利澆口與制品的自動分離，便于實(shí)現(xiàn)塑件生產(chǎn)過程的自動化； （6）澆口痕跡小，容易修整； （7）在多型腔模中，容易實(shí)現(xiàn)各型腔均衡進(jìn)料，改善了塑件質(zhì)量； （8）能較自由地選擇澆口位置。 點(diǎn)澆口的缺點(diǎn)有： （1）必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu)； （2) 不適合高粘度和對剪切速率不敏感的塑料熔體； （3）不適合厚壁塑料成型； （4）要求采用較高的注射壓力[26]。 點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)如圖4.5所示。 圖4.5 點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)形式 圖中主要尺寸為：澆口直徑 D=（0.5～1.5）mm，L=0.5～2mm。 本次設(shè)計(jì)選取D=0.5mm，L=2mm c. 澆口的位置澆口的位置對塑件的質(zhì)量有極大的影響，澆口的位置選擇時應(yīng)遵循如下原則： （1）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動，型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷； （2）澆口的設(shè)置應(yīng)避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕，影響塑件的外觀； （3）澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個角落同時充滿的位置； （4）澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排出型腔中的氣體的位置； （5）澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位； （6）模具的型芯細(xì)小時，澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯，以免型芯被沖擊變形。 （7）澆口不要設(shè)置在塑件使用中的承受彎曲載荷和沖擊載荷的部位[3]。 本次設(shè)計(jì)澆口在分型面上。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺等的塑料制件時，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動的零件，稱為活動型芯，在塑件脫模前先將活動型芯抽出，否則就無法脫模。帶動活動型芯作側(cè)向移動（抽拔與復(fù)位）的整個機(jī)構(gòu)成為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 根據(jù)動力來源不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動、液壓（液動）或手動、手動三大類型: a. 手動側(cè)向分型抽芯模具機(jī)構(gòu)比較簡單，且生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，抽拔力有限。故在特殊場合才適用，如試驗(yàn)新產(chǎn)品、生產(chǎn)小批量制品等。 b. 機(jī)動側(cè)向分型抽芯開模時，依靠注塑機(jī)的開模動力，通過側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動方向，將活動零件抽出。機(jī)動抽芯具有操作方便、生產(chǎn)效率高、便于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，雖然模具機(jī)構(gòu)復(fù)雜，但仍在生產(chǎn)中廣為采用。機(jī)動抽芯按結(jié)構(gòu)形式主要有：斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)、彎拉桿式抽芯機(jī)構(gòu)、彎拉板式抽芯機(jī)構(gòu)、斜滑塊式抽芯機(jī)構(gòu)、頂出式抽芯機(jī)構(gòu)及齒輪齒條式抽芯機(jī)構(gòu)等。 c. 液壓或氣壓側(cè)向分型抽芯系統(tǒng)以壓力油或壓縮空氣作為抽芯動力，在模具上配置專門的油缸或汽缸，通過活塞的往復(fù)運(yùn)動來進(jìn)行側(cè)向分型、抽芯及復(fù)位的機(jī)構(gòu)。這類機(jī)構(gòu)的主要特點(diǎn)是抽拔距離長，抽拔力大，動作靈活，不受開模過程限制，常在大型注塑模中使用。尤其適用于備有液壓缸的注塑機(jī)[33]。 5.2斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 5.2.1斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) a. 正確選擇主型芯位置主型芯位置選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否順利脫模。 b. 開模時斜滑塊的止動斜滑塊通常設(shè)置在動模部分，并要求塑件對動模部分的包緊力大于對定模部分的包緊力。 c. 斜滑塊的傾角和推出行程由于斜滑塊的強(qiáng)度較高，斜滑塊的傾角要比斜導(dǎo)柱的傾斜腳大一些。斜滑塊推出模套的行程，立式模具不大于斜滑塊高度的1/2，臥式模具不大于傾斜滑塊的1/3，如果必須使用更大的推出距離，可使用較長斜滑塊導(dǎo)向的方法。 d. 斜滑塊的裝配要求為了保證斜滑塊在合模時其拼合面密合，避免注射成型時產(chǎn)生飛邊，斜滑塊裝配后必須使用底面離模套有0.2～0.5mm的間隙，上面高出模套0.4～0.6mm（應(yīng)比底面的間隙略大一些為好）[4]。 5.2.2斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理 斜滑塊側(cè)向分型與抽芯的特點(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)使斜滑塊斜向運(yùn)動，在塑件被推出脫模的同時由斜滑塊完成側(cè)向分型與抽芯動作。通常，斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)要比斜導(dǎo)柱側(cè)向分形與抽芯機(jī)構(gòu)簡單的多，一般可分為外側(cè)分型抽芯和內(nèi)側(cè)抽芯兩種。 本模具方案采用的是外側(cè)抽芯。如圖5.1所示。 圖5.1斜滑塊的抽芯機(jī)構(gòu) 1——定模板 2——斜滑塊 3——推管 4——動模板 5——推桿 此結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是推出機(jī)構(gòu)工作時，推桿5推動斜滑塊運(yùn)動，同時推管3推動塑件運(yùn)動，當(dāng)推出一定高度后，塑件與斜滑塊側(cè)型芯分開，完成側(cè)向抽芯同時。 5.2.3斜滑塊推出高度的計(jì)算 斜滑塊的導(dǎo)向斜角一般取，本次設(shè)計(jì)選擇=，抽芯距。 所以推出高度=46.3。 5.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 5.3.1斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) a.斜導(dǎo)柱與斜滑塊的配合，能保證在開模瞬間有一很小空程，使塑件在活動型芯抽出之前從型腔內(nèi)或型芯上獲得松動，并使楔緊塊先脫開滑塊，以免干涉抽芯動作； b.活動型芯與滑塊的連接必須牢固可靠，并有足夠的強(qiáng)度； c.滑塊在導(dǎo)滑槽中活動必須順利平穩(wěn)，不應(yīng)發(fā)生卡滯、跳動等現(xiàn)象； d.為防止活動型芯和滑塊在成型過程中受力而移動，滑塊應(yīng)采用楔緊塊鎖緊； e.滑塊定位裝置必須靈活可靠，保證抽芯后滑塊停留在所需位置上； f.滑塊長度應(yīng)大于滑塊寬度的1.5倍?；瑝K完成抽芯動作后，應(yīng)繼續(xù)留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，并保證留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度不小于滑塊全長的2/3[1]。 5.3.2斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)工作原理 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)是由斜導(dǎo)柱、滑塊、側(cè)型芯、壓緊塊及滑塊定位裝置等組成，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，動作安全可靠。開模時，斜導(dǎo)柱驅(qū)動滑塊在動模板上導(dǎo)滑槽內(nèi)向抽芯方向移動，側(cè)型芯也隨之移動，實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯。 5.3.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 a. 抽芯距指型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊在抽芯方向所移動的距離成為抽芯距。通常，抽芯距等于側(cè)孔深度加3～5mm的安全系數(shù)。所以抽芯距S=8+4=12mm b. 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定當(dāng)斜導(dǎo)柱傾斜角增大時，斜導(dǎo)柱受力狀況變壞，但為完成抽芯所需的開模行程可減??；反之，當(dāng)減小時，斜導(dǎo)柱受力狀況有所改善，可是開模行程卻增加了，而且斜導(dǎo)柱的長度也增加了，這會使模具厚度增加。因此斜導(dǎo)柱傾斜角過大或過小都是不好的，一般取，最大不超過。本次設(shè)計(jì)選取。 c. 斜導(dǎo)柱直徑的確定斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算取決于它所受的最大彎曲力，而最大彎曲力有與抽拔力和斜導(dǎo)柱傾斜角有關(guān)。公式如下： （5.1） 式中 ——抽拔力； ——斜導(dǎo)柱的有效工作長度； ——彎曲許用應(yīng)力，對碳鋼可取 對抽拔力的計(jì)算： 式中 ——型芯成型部分?jǐn)嗝娴钠骄荛L; ——型芯被塑料包緊部分的長度； ——單位面積的包緊力，一般可??； ——塑料對金屬的摩擦系數(shù)。 根據(jù)塑件尺寸及相關(guān)參數(shù)表可得：,,。所以， 斜導(dǎo)柱的有效工作長度： 綜上， d. 斜導(dǎo)柱長度的計(jì)算如圖5.2所示，斜導(dǎo)柱長度是根據(jù)活動側(cè)型芯的抽芯距，斜導(dǎo)柱直徑，固定軸肩的直徑，傾斜角以及安裝斜導(dǎo)柱的模版厚度來決定的。 （5.2） 為錐形頭部的長度，一般?。蝗纛^部為半球形，則， 其中：，。 所以。 圖5.2 斜導(dǎo)柱長度尺寸 5.3.4斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a. 斜導(dǎo)柱斜導(dǎo)柱由于經(jīng)常與滑塊摩擦，應(yīng)進(jìn)行熱處理使表面硬度達(dá)到，并應(yīng)進(jìn)行研磨。斜導(dǎo)柱安裝部分與模版安裝孔之見采用過渡配合。頭部可做成半球形或圓錐形，本次設(shè)計(jì)選擇半球形。如圖5.2所示。 b. 滑塊滑塊是斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)中的可動零件，滑塊與側(cè)型芯即可做成整體式的，也可做成組合式的。組合式滑塊的優(yōu)點(diǎn)是其成型部分可以選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)制造和熱處理，還可以降低加工難度。本次設(shè)計(jì)采用組合式滑塊，如圖5.3所示： 圖5.3 組合式滑塊 c. 導(dǎo)滑槽滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)的運(yùn)動要平穩(wěn)，無上下竄動和卡緊現(xiàn)象。導(dǎo)滑槽一般有整體式結(jié)構(gòu)和組合式結(jié)構(gòu)。整體式結(jié)構(gòu)雖然加工有點(diǎn)困難，但是導(dǎo)滑精度高。所以本次設(shè)計(jì)采用整體式結(jié)構(gòu)。 d. 滑塊定位裝置開模后，滑塊必須停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的位置上，不可任意移動，否則，合模時斜導(dǎo)柱將不能準(zhǔn)確的進(jìn)入滑塊上的斜孔，致使模具損壞。因此，必須設(shè)計(jì)定位裝置，以保證滑塊離開斜導(dǎo)柱后，可靠地停留在正確的位置上。其結(jié)構(gòu)形式有靠彈簧彈力使滑塊停留在擋塊上和采用彈簧止動銷或彈簧鋼球定位等。本次設(shè)計(jì)選擇靠彈簧力使滑塊停留在擋塊上。 e. 壓緊塊當(dāng)塑料熔體以很高的壓力充滿型芯時，側(cè)型芯將受到一個很大的側(cè)推力，由于計(jì)算斜導(dǎo)柱直徑時只考慮了抽拔力的影響，因次必須另加鎖緊裝置即壓緊塊來承受這個側(cè)推力。同時，由于斜導(dǎo)柱與滑塊的配合間隙較大，所以壓緊塊在合模后還能保證滑塊的精確位置。壓緊塊有多種形式，本次設(shè)計(jì)采用螺釘?shù)墓潭ㄐ问剑瑑?yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 6 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具的型腔中取出，完成取出塑件這個動作的機(jī)構(gòu)就是頂出機(jī)構(gòu)，也稱為脫模機(jī)構(gòu)。 6.1頂出機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式 a. 手動脫模當(dāng)模具分型后，用人工操縱頂出機(jī)構(gòu)（如手動杠桿）將塑件從模具中取出。對一些不帶孔的扁平塑件，由于它與模具的粘附力不大，在模具結(jié)構(gòu)上不可設(shè)頂出機(jī)構(gòu)，而直接用手或鉗子夾出塑件。這種頂出機(jī)構(gòu)不適宜大批量生產(chǎn)。 b. 機(jī)動脫模利用注射機(jī)的開模動力，分型后塑件隨動模一起移動，達(dá)到一定位置時，脫模機(jī)構(gòu)被機(jī)床上固定不動的頂桿頂住，不在隨動模移動，此時脫模機(jī)構(gòu)動作，把塑件從動模上脫下來。這種頂出方式具有生產(chǎn)效率高，工人勞動強(qiáng)度低且頂出力大等優(yōu)點(diǎn)，但對塑件會產(chǎn)生撞擊。 c. 液壓或氣動頂出在注塑機(jī)上專門設(shè)有頂出油缸，由它帶動頂出機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)脫模，或設(shè)有專門的氣源和氣路，通過型腔里微小的頂出氣孔，靠壓縮空氣吹出塑件。這兩種頂出方式的頂出力可以控制，氣動頂出時塑件上還不留頂出痕跡，但需要增設(shè)專門的液動或氣動裝置。 d. 帶螺紋塑件的頂出機(jī)構(gòu)成型帶螺紋的塑件時，脫模前需靠專門的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)先將螺紋型芯或型環(huán)旋離塑件，然后再將塑件從動模上頂下[1]。 6.2 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 a.頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要精確、可靠、靈活，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服唾沫阻力； b.保證在頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機(jī)構(gòu)最基本的要求。首先要正確分析塑件對型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針對性地選擇何時的脫模方法和脫模位置，使頂出中心和脫模阻力中心相重合。型芯由于塑件收縮時對其包緊力最大，因此頂出的作用應(yīng)該竟可能地靠近型芯，頂出力應(yīng)該作用于塑件剛度、強(qiáng)度最大的部位，作用面盡可能大一些。影響脫模力大小的因素很多，當(dāng)材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復(fù)雜，脫模斜度小以及型腔（型芯）粗糙度高時，脫模阻力就會增大，反之則小； c.頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯（因型芯處包緊力最大），且頂出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被頂壞； d.頂出力應(yīng)作用在不易使其產(chǎn)生變形的部位，如加強(qiáng)筋、凸緣、后壁處等。應(yīng)盡量避免使頂出力作用在塑件平面位置上； e.若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位處凹進(jìn)塑件左右，而定出桿端面應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件表面會出現(xiàn)凸起，影響基準(zhǔn)面的平整和外觀。 6.3簡單脫模機(jī)構(gòu) 塑件在頂出零件的作用下，通過一次頂出動作，就能將塑件全部脫出。這種類型的脫模機(jī)構(gòu)即為簡單脫模機(jī)構(gòu)，也稱為一次頂出機(jī)構(gòu)。它是最常見的，也是應(yīng)用最廣的一種脫模機(jī)構(gòu)。一般有一下幾種形式： a.頂桿脫模機(jī)構(gòu)； b.頂管脫模機(jī)構(gòu)； c.推板脫模機(jī)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)采用頂管脫模機(jī)構(gòu)。 6.3.1頂管脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) a.從推管的輕度和制造考慮，推管壁厚一般應(yīng)在以上，否則推管強(qiáng)度不宜保證，細(xì)小的推管可以做成階梯推管。 b.要求推管內(nèi)外表面都能順利滑動，為此推管內(nèi)徑大于制品內(nèi)徑，推管外徑應(yīng)小于制品外徑。 c.推管材料、淬火硬度、配合精度等均與推桿相同。其滑動長度等于脫模行程與配合長度之和，再加上余量。 d.推管與型芯應(yīng)保持同心，其允許誤差不超多。 6.3.2推管的形狀 1——推管 2——型芯 3 ——塑件 圖6.1推管脫模機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 推管的形狀多種多樣，有長型芯型、短型芯型、長推管型三種形式。本次設(shè)計(jì)采用長型芯型。這種形式的推管特點(diǎn)是型芯固定在動模板上，推管固定在推板固定板上，型芯較長，但結(jié)構(gòu)可靠，適用于推出距離不大的場合。如圖6.1所示。 6.3.3復(fù)位裝置 脫模機(jī)構(gòu)將塑件脫模后，在進(jìn)行下一次成型前，除推板脫模機(jī)構(gòu)以外，必須先行回到初始位置，尤其是有側(cè)向分型的模具，頂桿與側(cè)向抽出型芯之間會相互干擾，這就更要求頂出機(jī)構(gòu)必須在閉模前回到初始狀態(tài)。常用的復(fù)位形式有：復(fù)位桿復(fù)位，頂出桿兼復(fù)位桿復(fù)位，彈簧復(fù)位。 本模具采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿的工作端面頂在定模的固定板上，由于定模固定板沒有熱處理，為防止在模具工作中復(fù)位桿將定模固定板頂出凹坑，一般在固定板上鑲?cè)氪慊饓|塊，復(fù)位桿的另一工作面與固定頂桿的頂出固定板相連，在模具閉模時，由復(fù)位桿推動頂桿固定板，帶動頂桿回程。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 成型零件設(shè)計(jì) 注射模具閉合時，成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔，成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸、和表面。在開模和脫模時需克服與塑件的粘著力。在上萬次、甚至幾十萬次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對質(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值之內(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[3]。 7.1分型面的設(shè)計(jì) 模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面成為分型面。分型面的設(shè)計(jì)在注射模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面的設(shè)計(jì)合理與否直接影響到塑件的質(zhì)量；模具的整體機(jī)構(gòu)；工藝操作的困難程度及模具的制造成本。常見的取出區(qū)間的主分型面，與開模方向垂直。也有采用與開模方向一致的側(cè)向主分型面。分型面大都是平面，也有曲面或臺階面。 分型面的選擇原則。 a.分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，只有這樣才能使塑件從模具中順利地脫模，這是最根本的一條原則。 b.分型面的選擇應(yīng)考慮有利于塑件的脫模，一般模具的脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動模一側(cè)，模具開模后塑件應(yīng)停留在動模一邊，以便塑件順利脫模。 c.分型面的選擇要保證塑件的進(jìn)度要求，塑件光畫的表面不應(yīng)設(shè)計(jì)分型面，以避免影響外觀質(zhì)量；塑件中要求同軸度的部分要放在分型面的同一側(cè)，以保證塑件同軸度的要求。 d.分型面的選擇還應(yīng)考慮模具的側(cè)向抽拔距，由于模具側(cè)向分型是由機(jī)械分型機(jī)構(gòu)來完成的，所以抽拔距都比較小，選擇分型面時應(yīng)將抽芯和分型距離長的方向置于開模的方向，將小抽拔距作為側(cè)向分型或抽芯。 e.分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流動末端，以便于模具型腔內(nèi)氣體的排出。 f.選擇分型面時應(yīng)使模具零件易于加工，減小機(jī)加工的難度，要使模具加工工藝最簡單[8]。 鑒于以上要求，本模具的分型面設(shè)在圓形端蓋的底部，此處為塑件截面尺寸最大的部位，是該塑件分型面的一個好的選擇。 7.2成型零件應(yīng)具備的性能 由于成型零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫