滑輪注塑模具的設(shè)計(jì)

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黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 1 頁1 緒 論1.1 塑料工業(yè)簡介塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步、愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促進(jìn)塑料工業(yè)的發(fā)展。模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設(shè)計(jì)與制造有很大關(guān)系。隨著國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短、用戶對塑件的質(zhì)量要求也越高，因而模具制造與設(shè)計(jì)的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高，同時(shí)也正是這樣促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)于制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。就目前的形式看，可以說，模具技術(shù)，特別是設(shè)計(jì)與制造大型、精密、長壽命的模具技術(shù)，便成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過模具來制成品，就中國就有比較遠(yuǎn)大的市場，所以模具制造業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)。 在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡稱塑料模。塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作。通過合理設(shè)計(jì)制造出來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價(jià)值的目的，塑料模的優(yōu)化設(shè)計(jì),是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 2 頁粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模對塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡易模外，一般來說制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù)為塑料制品成型技術(shù)的“三大支柱” 。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無可替代的作用。高效全自動化設(shè)備，也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提。塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng)塑料制品及其成形設(shè)備被確定后，由此可知，推動模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是不容緩的策略。尤其大型塑料模的設(shè)計(jì)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國家工業(yè)化的發(fā)展程度。1.2 我國塑料?，F(xiàn)狀塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑料模工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價(jià)格方面，我國比發(fā)達(dá)國家低許多，約為發(fā)達(dá)國家的 1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化。隨著我國改革開放步伐的進(jìn)一步加快，我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入 WTO 后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD 技術(shù)、CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化]商品化尚待規(guī)?；?；CAD、 CAE、Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此，我國要從一個(gè)制造業(yè)大國發(fā)展成為一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國，必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，努力提高模具工業(yè)黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 3 頁的整體技術(shù)水平，提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國際競爭能力。1.3 塑料模發(fā)展趨勢塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不段向前發(fā)展，對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。由于計(jì)算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得 CAD/CAM 逐漸取代了過去塑料模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模CAD/CAM 的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工時(shí)，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對塑料模行業(yè)提出的“質(zhì)量高、交貨快、價(jià)格低”的要求。塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面：1、注射模 CAD 實(shí)用化；2、擠塑模 CAD 的開發(fā)；3、壓模 CAD 的開發(fā)；4、塑料專用鋼材系列化。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 4 頁2 制品的分析2.1 制品(滑輪) 的簡介制品的分析是對所要成型的產(chǎn)品有個(gè)初步的了解，在接受設(shè)計(jì)任務(wù)書以后就要對塑料的品種、批量的大小、尺寸精度與技術(shù)條件，產(chǎn)品的功用及工作條件有個(gè)整體概念，以便在設(shè)計(jì)模具時(shí)優(yōu)選各種方式來成型塑件。2.1.1 對制品的分析 1)、產(chǎn)品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性；2)、脫模斜度是否合理；3)、塑件厚度及其均勻性；4)、塑件種類及其收縮率；5)、塑件表面顏色及表面質(zhì)量要求。2.1.2 本設(shè)計(jì)中塑件各項(xiàng)要求 1)、塑料名稱：聚甲醛（POM） ；2)、色調(diào)：白色粉末，一般不透明； 3)、生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量。2.2 制品的工藝性及結(jié)構(gòu)分析2.2.1 結(jié)構(gòu)分析 該制品為一滑輪,表面有一階梯,兩外圓面分別在兩個(gè)型腔成型,必須保證同軸度, 所以在模具設(shè)計(jì)和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工藝，以保證傳動精度。有一個(gè)深圓形孔，也給脫模帶來困難。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 5 頁圖 2.1 塑件零件圖2.2.2 成型工藝分析 1、精度等級：采用一般精度 6 級2、脫模斜度：因本設(shè)計(jì)中采用的是瓣合模，所以不需要考慮脫模斜度，也就是說脫模斜度為零度。2.2.3 材料的性能分析聚甲醛（POM）白色粉末，一般不透明，著色性好，它的力學(xué)、機(jī)械性能與銅、鋅極其相似，可以在-40℃~100℃溫度范圍內(nèi)長期使用，它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越，又有良好的耐油、耐過氧化物性能，但是不耐酸、不耐強(qiáng)堿和不耐日光紫外線的輻射。2.3 注射成形過程對 POM 的色澤、細(xì)度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)。塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。2.3.1 POM 的注射工藝參注射機(jī)：螺桿式噴嘴形式：直通式黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 6 頁噴嘴溫度:230~ 240預(yù)熱：80～100℃ 料筒溫度（ oC）： 前段 160～170中段 170～180 后段 180～190模具溫度（ o）：40～120注射壓力（ MPa）：80～130保壓壓力（ ）：80～100注射時(shí)間（ s ）：2～5 保壓時(shí)間（ s ）：20 ~ 90冷卻時(shí)間（ s ）：20 ~ 60成形周期 （ s ）： 50 ~ 160 2.3.2 POM 成型特點(diǎn)POM 熔體的流變性呈非牛頓型，其熔體的粘度對溫度不敏感；對注塑而言，要增加流動性能，可以從增加注塑速率減小噴嘴尺寸等方面入手。 ------POM 的結(jié)晶度大，熔程窄，成型收縮大（可達(dá) 3.5%） 。對注塑厚制品而言，要注意保壓和補(bǔ)料，以免造成收縮孔太大而報(bào)廢。 ------POM 的熱穩(wěn)定性差，溫度過高或時(shí)間過長，均會引起分解；特別是溫度超過250℃，分解速度會加快，并溢出強(qiáng)烈刺激眼睛的甲醛氣體，嚴(yán)重時(shí)制品會產(chǎn)生氣泡或變色，嚴(yán)重者會引起爆炸。因此，必須嚴(yán)格控制溫度和停留時(shí)間；另外，還需加入抗氧化劑和雙氰胺甲醛吸收劑。 ------POM 的冷凝速度快，制品易產(chǎn)生表面缺陷如折皺、斑紋及熔接痕等，為此應(yīng)用提高注塑速度和提高模具溫度等方法解決。 ------POM 制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，后收縮也較大，應(yīng)進(jìn)行后處理。后處理的條件為：厚度 6mm 以下，溫度 100℃，時(shí)間 0.25~1h；厚度 6mm 以上，溫度 120~130℃，時(shí)間4~6h。 ------POM 的吸水率不高，但干燥處理可提高制品的表面光澤度。干燥條件為：溫黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 7 頁度 110~120℃ ，時(shí)間 3~5h。2.3.3 POM 的主要性能指標(biāo)表 2.1 POM 的主要性能指標(biāo)密度 g/cm3 1.41 彈性模量 MPa 2.5×103比容 cm3/g 0.71 彎曲強(qiáng)度 MPa 104吸水率%（24h） 0.12~0.15 抗拉屈服強(qiáng)度 MPa 69收縮率% 1.5~3.0 熔點(diǎn)°C 180~2002.3.4 POM 主要用途POM 強(qiáng)度高，質(zhì)輕，常用來代替銅、鋅、錫、鉛等有色金屬，廣泛用于工業(yè)機(jī)械、汽車、電子電器、日用品、管道及配件、精密儀器和建材等部門。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 8 頁3 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式模具的結(jié)構(gòu)形式，是指設(shè)計(jì)過程中的注射機(jī)的確定，澆注系統(tǒng)的形式和澆口位置的選擇，成型零件的設(shè)計(jì)，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及各個(gè)零件的設(shè)計(jì)和裝配圖設(shè)計(jì)。3.1 確定型腔數(shù)量及排列方式當(dāng)塑料制件的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)、塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致；2)、工藝參數(shù)易于控制；3)、模具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡化。一般來說，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型制品（沒有配合精度要求） ，形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。由以上分析初步定為一模兩腔，如圖 3.1 所示。圖 3.1 型腔分布示意圖黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 9 頁3.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定3.2.1 多型腔單分型面模具制品外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。 3.2.2 多型腔多分型面模具制品外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。該制品外觀質(zhì)量要求較高，分析該制品樣品采用的澆口位置、分型面位置、推出機(jī)構(gòu)的痕跡，可知澆口為一般側(cè)澆口，并可初步擬定采用兩型腔雙分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，其中雙分型面為：水平、垂直分型面。3.3 注塑機(jī)型號的確定注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。3.3.1 注射機(jī)的選用原則1)、計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量）的 0.8 倍；2)、模具成型時(shí)需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力；3)、模具型腔注射時(shí)所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力；4)、模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大，最小閉合高度之間；5)、模具脫模取出朔件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程；6)、模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時(shí)應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 10 頁合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對應(yīng)，注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足脫件條件。3.3.2 有關(guān)制品的計(jì)算根據(jù)零件圖提供的樣品，便可以根據(jù)樣品測繪得出制品體積，同時(shí)也可以借助計(jì)算機(jī)輔助軟件( 如：Pro/E 軟件等)建立制品模型（對于沒有提供樣品的設(shè)計(jì)，也可以由所提供的制品圖樣建立模型） ，這樣既便于較精確的計(jì)算制品的各個(gè)參數(shù)，又更為直觀、形象。因條件所限,本設(shè)計(jì)是由測繪所的體積：1）制品的體積為：V 1=2.535（cm3）質(zhì)量為： m=1.41g/cm3?2.535 cm3=3.574g2）初步估計(jì)澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的 0.7 倍：V2=3.574 0.7 =2.5018（cm3）本設(shè)計(jì)中取 V2=2.5（cm3） 3）該模具一次注射共需塑料的體積約為：V0=2V1+ V2 =7.57（cm3）3.3.3 注射機(jī)型號的確定根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號為 XS—Z—60 的注射機(jī)。近年來我國引進(jìn)注射機(jī)的機(jī)型很多，國內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號為 XS—Z—60 的注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表3.1。表 3.1 XS—Z—60 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)額定注射量（cm3） 60 螺桿(柱塞) 直徑（mm） 38注射壓力（MPa） 122 注射行程（mm） 170注射時(shí)間(s) 2～5 鎖模力（kN） 500最大成型面積（cm2） 130 最大開合模行程（mm） 180模具最大厚度（mm） 200 模具最小厚度（mm） 70合模方式 液壓—機(jī)械 噴嘴球頭半徑（mm） SR12黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 11 頁頂桿中心距（mm） 中心推出 噴嘴孔徑（mm） 43.3.4 注射機(jī)及各個(gè)參數(shù)的校核1)、注射壓力的校核：該注射機(jī)的注射壓力為 122MPa，由于塑件較簡單，所以取 P=90Mpa。所以能夠滿足要求。2)、由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 n：12360/MKTn??上式右邊=6.15 ?2 （符和要求） 式中 K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8M——注射機(jī)的額定塑化量（g/h 或 cm3/h）T——成形周期 M2——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（ g 或 cm3）M1——單個(gè)制品的質(zhì)量和體積（g 或 cm3） 3)、按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 n：12Knn??=15.9515.95?2 （符合要求）式中 Mn——注射機(jī)允許的最大注射量（ g 或 cm3）4)、按注射機(jī)的鎖模（合模）力的校核：注射模從分型脹開的力（鎖模力）應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，既F?P（n A 1+ A2）式子的右面為 225792.8（符合要求）式中 F——注射機(jī)的額定鎖模力（N）A1——單個(gè)制品在模具分型面上的投影面積（ mm2）黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 12 頁A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（ mm2）p——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa） ，通常模腔內(nèi)的壓力為20~40Mpa；成型一般制品為 24~34Mpa；精密制品為 39~44Mpa。本設(shè)計(jì)中取模腔內(nèi)的平均壓力為 40Mpa。n——型腔個(gè)數(shù)5)、開模行程的校核：Smax?S=H1+H2+5～10上式右邊 S=16+(6+46)+7=75mm而注射機(jī)的最大開模行程是 180mm，所以（符合要求）式中 Smax——注射機(jī)最大開模行程（mm）H1——推出距離（脫模距離） （mm）H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（ mm）3.4 分型面位置確定模具上用以取出制品和（或）澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。分型面的選擇不緊關(guān)系到塑件的正常成型和脫模具,而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本.在制品設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成形時(shí)分型面的形狀和位置，否則無法用模具成形。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。分型面的選擇原則1)、分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處,無論塑件以何方位布置型腔,都應(yīng)將此作為首要原則；2)、有利于保證制品的外觀質(zhì)量,分型面上型腔壁面稍有間隙,熔體就會在塑件上產(chǎn)生飛邊；3)、盡可能使制品留在動模一側(cè),因?yàn)樵趧幽Ｒ粋?cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡便易行；4)、有利于保證制品的尺寸精度；5)、盡可能滿足制品的使用要求；6)、盡量減少制品在合模方向上的投影面積,以減小所需鎖模力；黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 13 頁7)、長型芯應(yīng)置于開模方向,當(dāng)塑件在相互垂直方向都需設(shè)置型心時(shí),將較短的型心設(shè)置在 4 側(cè)抽芯方向,有利于減小抽拔距離；8)、有利于排氣；9)、有利于簡化模具結(jié)構(gòu),應(yīng)盡量避免側(cè)向分型或抽芯；10)、在選擇非平面分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。對于該設(shè)計(jì)，在進(jìn)行制品設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)充分考慮了上述原則，從所提供樣品采用的分型面可知：第一分型面與開模方向垂直；進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，在充分考慮上述原則的基礎(chǔ)上，可得出：第二分型面與制品推出方向平行。3.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對制品質(zhì)量影響很大。他的作用是將塑料熔體順利地充滿到模具行腔深處,以獲得外形輪廓清晰,內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料穴、澆口。3.5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1)、澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應(yīng)有壓降,流量和溫度的分布的均衡布置；2)、結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置；3)、盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時(shí)間；4)、澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，有利于排氣和補(bǔ)縮，且應(yīng)設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料；5)、避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生；6)、澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和整修；7)、熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù)先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對制品質(zhì)量的影響；8)、盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量；9)、澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 14 頁應(yīng)有 IT8 以上的精度要求；10)、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲存冷料的措施；11)、盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合應(yīng)使兩者的偏離距離盡可能小。3.5.2 主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。1、主流道尺寸 1）主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5 ～1=4+0.5～1 取 d =4.5（mm）這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準(zhǔn),也能使的主流道凝料能順利脫出2）主流道球面半徑主流道入口的凹坑球面半徑 R,應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的 2～3mm.反之,兩者不能很好的貼合,會讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難.SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+2 ～3 取 SR=12+2=14（mm ）3）主流道長度 L一般按模板厚度確定，但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在 50 之內(nèi)在出現(xiàn)過長流道時(shí)，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設(shè)計(jì)中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)取 L=42（mm）4）主流道大端直徑D=d+2Ltgα（錐角 α 為 2°～ 6°，取 α=4°）≈10 取 D=10（mm ） 2、主流道襯套的形式及尺寸黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 15 頁圖 3.2 澆口套主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 T8A、T10A 等，熱處理硬度為50～55HRC。由于該模具主流道較長，設(shè)計(jì)成分體式較宜，如圖 3.2 所示。3、定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸定位圈是對澆口套的固定和對注射方向的導(dǎo)正，如圖 3.3 所示。圖 3.3 定位圈4、主流道襯套的固定黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 16 頁1、定位圈 2、內(nèi)六角螺釘 3、定模座板 4、定模板 5、澆口套 6、澆注凝料圖 3.4 主流道襯套的固定3.5.3 冷料穴的設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10～25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成形性能不佳，如果這里相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會產(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，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴（冷料井） 。冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。1、主流道冷料穴主流道冷料穴常設(shè)在主流道的末端，開模時(shí)應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出,所以冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑.由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型，冷料穴分別開在左右瓣合模上，開模時(shí)，將主流道中的凝料拉出來；側(cè)向分型時(shí)，冷料穴中的凝料會制動脫落。其中 D 為主流道大端直徑,該模具取 d=D=8 (mm), 其中 2 為主流道的冷料穴，這樣設(shè)計(jì)的好處是不緊能容納熔料的冷峰，同時(shí)還可以配合拉料桿巧妙的拉出凝料,如圖 3.5 所示。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 17 頁123451、澆注凝料 2、Z 形冷料穴 3、定模板 4、凹?；瑝K 5、拉料桿圖 3.5 主流道冷料穴2、分流道冷料穴當(dāng)分流道較長時(shí)，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料穴，以儲存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的 1.5～2 倍。該模具的分流道冷料穴與流道的截面形狀相同，直徑逐漸縮小的半圓形,如圖 3.6 所示。1、定模座板 2、分流道冷料穴 3、定模板圖 3.6 分流道冷料穴3.5.4 分流道的設(shè)計(jì)在多型腔或單型腔多澆口時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的動通道，其作用是通過流道截面及方向變化，使熔料能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注入型腔。分流道最理想的設(shè)計(jì)就是把流動樹脂在流道中的壓降降到最小。在多種常見截面當(dāng)中，圓形截面的壓降是最小的。1、分流道的形狀及尺寸黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 18 頁為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U 形、半圓形、矩形、六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可以用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。各種截面的效率見表 3.2。表 3.2 各種截面的效率表截面形狀 圓形 方形 六邊形 半圓形 梯形 矩形效率 0.25D 0.25D 0.217D 0.153D 0.195D 0.100D本設(shè)計(jì)在保證塑件質(zhì)量的前提下，從經(jīng)濟(jì)和加工的角度分析，最終采用了半圓形截面。因?yàn)楦鞣N塑料的流動性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計(jì)分流道的直徑，也常用塑料的分流道直徑的推薦值，對于壁厚小于 3mm，質(zhì)量在 200 克以下的塑件，可以用以下的經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑： 4265.0LmB?式中 B―分流道直徑（mm）m―流經(jīng)分流道的塑料量（g）L―分流道的長度（mm）根據(jù)公式計(jì)算得 41095.27.0??B=9.05（ mm）（故不在適用范圍） 計(jì)算結(jié)果不在給定的推薦值內(nèi)，在本設(shè)計(jì)中取 12mm.表 3.3 部分常用塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍塑料名稱 分流道斷面尺寸 mm 塑料名稱 分流道斷面尺寸 mmABS、AS 4.8～9.5 聚苯乙烯 3.5～10聚乙烯 1.6～9.5 軟聚氯乙烯 3.5～10尼龍類 1.6～9.5 硬聚氯乙烯 6.5～16聚甲醛 3.5～10 聚氨酯 6.5～8.0黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 19 頁聚丙烯 5～10 聚苯醚 6.5～10丙烯酸塑料 8～10 聚砜 6.5～10分流道長度 長度應(yīng)盡量短，且少彎折，該模具分流道的長度為：57。2、分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處取 Ra=0.8μm。3、分流道的布置形式分流道在分型面上的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分為平衡式與非平衡式兩種。不管有多少種布置形式，總的來說應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式。 3.5.5 澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，它的作用是增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料，以保證充填實(shí)，確保制品質(zhì)量。澆口的形狀、位置和尺寸對制品的質(zhì)量影響很大。1、澆口的主要作用有如下幾點(diǎn) 1）熔體充模后，首先在澆口處凝結(jié)，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流；2）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模；3）易于切除澆口尾料；4）對于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料。對于多澆口的單型腔模具，澆口還能用以控制熔接痕的位置。2、澆口尺寸的確定澆口的截面積一般為分流道截面積的 3%～9%，截面的形狀多為矩形（寬度與厚度的比為 3：1）或圓形；澆口長度約為 0.5～2.0mm 左右。在設(shè)計(jì)的時(shí)候一般取小值，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 20 頁在以便在試模時(shí)修正。澆口最終的具體尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和零件的尺寸和形狀的要求確定。3、澆口位置的選擇澆口位置與數(shù)量對制品質(zhì)量影響很大，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則：1）澆口應(yīng)設(shè)在能使型腔的各部位、各角落同時(shí)充滿的位置；2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從厚斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料；3）澆口應(yīng)設(shè)在有利于排除型腔中氣體的部位；4）口應(yīng)設(shè)在避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋的部位；5）對于帶有長型心的模具，澆口應(yīng)設(shè)置在能使進(jìn)料沿型心軸向均勻進(jìn)行，以免型心被熔體沖擊而變形；6）澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體的斷裂；7）澆口的設(shè)置應(yīng)不影響塑件的外觀；8）澆口不要設(shè)置在塑件使用中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位。4、澆口結(jié)構(gòu)的形式注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，不同類型的澆口其尺寸、特點(diǎn)及應(yīng)用情況個(gè)不相同。按澆口的特征可分為限制澆口（既封閉式澆口，在分流道與型腔之間有突然縮小的阻尼式澆口）和非限制澆口（既開放式澆口，又稱直接澆口或主流道式澆口） ；按澆口形狀可分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)行澆口及薄片式澆口；按澆口的特征性質(zhì)可分為潛伏式澆口、護(hù)耳澆口；按澆口所在的塑件的位置可分為中心澆口和側(cè)澆口等。對于該模具，是中小型制品的多型腔模具，同時(shí)從塑件的形狀等各方面分析知采用的是點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口又稱橄欖形澆口或菱形澆口，是種截面尺寸特小的圓形澆口。點(diǎn)澆口一般設(shè)在型腔底部，排氣暢通，成型良好，塑件無不良痕跡。有利于實(shí)現(xiàn)制動化操作，常用于成型如殼盒形等中、小型塑件的一模多腔模具中，也可用于單型腔模具或表面不允許有較大痕跡的塑件，能制動切斷澆口凝料，如圖 3.7 所示。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 21 頁~圖 3.7 點(diǎn)澆口的結(jié)構(gòu)尺寸5、澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算根據(jù)模具的實(shí)際情況，再結(jié)合所提供經(jīng)驗(yàn)值得，點(diǎn)澆口的直徑為 1，長度為 1。表 3.4 側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦尺寸側(cè)澆口尺寸/mm制品壁厚/mm深度 h 寬度 w點(diǎn)澆口的直徑 d（mm） 澆口長度/mm0.8 0~0.5 0~1.00.8~2.4 0.5~1.5 0.8~2.42.4~3.2 1.5~2.2 2.4~3.3 0.8~1.33.2~6.4 .2~2.4 3.3~6.4 1.0~3.01.03.5.6 澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)1、普通澆注系統(tǒng)的凝料的脫出通常采用側(cè)澆口、直接澆口及盤形環(huán)澆口類型的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般與塑件連在一起。塑件脫出時(shí)，先用拉料桿拉住冷料穴，使?jié)沧沧⑾到y(tǒng)留在動模一側(cè)，然后用推桿或拉料桿推出，靠其自重而脫落。2、點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)凝料的脫出點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料，一般用人工、機(jī)械手取出，但生產(chǎn)效率低，為適應(yīng)自動化生產(chǎn)的需要，可采取以下方式脫出凝料：利用推桿拉斷點(diǎn)澆口凝料、利用側(cè)凹拉斷點(diǎn)澆口凝料、利用拉料桿拉斷點(diǎn)澆口凝料、利用定模推板拉斷點(diǎn)澆口凝料等。綜合對比各個(gè)方式，本設(shè)計(jì)中的點(diǎn)澆口的拉斷利用的是側(cè)凹：是在接近分流道的末端鉆一斜孔，開模時(shí)保證先從此分型面分開，點(diǎn)澆口被拉斷，流道凝料被中心拉料桿拉向型腔板一側(cè)。拉斷點(diǎn)澆口凝料的側(cè)凹，如圖 3.8 所示。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 22 頁1、澆口套 2、定模板 3、拉斷點(diǎn)澆口的側(cè)凹 4、定模板 5、Z 形拉料桿圖 3.8 側(cè)凹拉斷點(diǎn)澆口的系統(tǒng)3.5.7 澆注系統(tǒng)的平衡對于中小型制品的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成形。一般在制品形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口流量及成形工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。1、分流道平衡對于多型腔模具，為了達(dá)到各型腔同時(shí)充滿的目的，可通過調(diào)整分流道的長度及截面面積，改變?nèi)哿显诟鞣至鞯乐械牧髁?，達(dá)到澆注平衡的目的。計(jì)算公式如下：21QdL?式中 Q1，Q 2——熔料分別在流道 1 和流道 2 中的流量，cm 3/s；d1,d2——分流道 1 和分流道 2 的直徑， cm;L1，L 2——分流道 1 和分流道 2 的長度，cm。2、澆口平衡在多型腔非平衡分流道布置時(shí)，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔料同時(shí)充滿各型腔。澆口平衡簡稱為 BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔 BGV 值相同，基本上能達(dá)到平衡填充。對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計(jì)算公式如下：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 23 頁BGV= LgrS?式中 Sg——澆口的截面積， mm2;Lg——澆口的長度，mm;Lr——分流道的長度，mm。該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式的。3.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的確定注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)，稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個(gè)動作。既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。 3.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則制品推出（頂出）是注射成形過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則：1)、結(jié)構(gòu)可靠：機(jī)械的運(yùn)動準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度，且推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)；2)、保證制品不因推出而變形損壞； 3)、機(jī)構(gòu)簡單動作可靠； 4)、保證良好的制品外觀； 5)、盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。3.6.2 制品推出的基本方式按模具中的推出零件分1)、推桿推出：推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式，常用的推黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 24 頁桿形式有圓形、矩形、 “D”形。2)、推件板推出：對于輪廓封閉且周長較長的制品，采用推件板推出結(jié)構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定。3)、推管推出：適用于薄壁圓桶形塑件。4)、推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。5)、利用成型零件推出制品的脫模：使用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件6)、多元聯(lián)合式脫模：對于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機(jī)構(gòu)聯(lián)合動作以完成脫模過程。本套模具的設(shè)計(jì)中，的推出機(jī)構(gòu)形式不算太復(fù)雜，全部采用推件板推出。每個(gè)塑件采用 4 根推桿推推板推出，推桿與推板采用螺栓連接。推桿與推桿固定板，通常采用單邊 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，不因由于各板上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。此推桿與模板上的推桿孔采用 H8/f7 或 H8/f8 的間隙配合；推桿與推桿固定板，通常采用單邊 0.5mm 的間隙；工作端配合部分的表面粗糙度為 Ra?0.8，推桿的材料常用 T8、T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 HRC?50， 3.6.3 脫模斜度的確定在注射模一般的設(shè)計(jì)中，為了使塑件成型后易于從模具型腔內(nèi)脫模，在垂直分型面的定模與動模型腔和型心工作面上，必須設(shè)計(jì)出脫模斜度。而本設(shè)計(jì)因?yàn)樗芗男螤畛叽缣厥?，采用的是瓣合模成型，所以在設(shè)計(jì)的過程中就不需要再考慮脫模斜度的問題。3.7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件上具有于開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時(shí)，除極少數(shù)情況可以強(qiáng)制脫模外，一般都需要將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可活動的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個(gè)塑件從模具中取出，完成側(cè)向活動型心的抽出和復(fù)位的這種機(jī)構(gòu)就叫做抽芯機(jī)構(gòu)。這種模具脫出塑件的運(yùn)動有兩種情況：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 25 頁一是開模時(shí)優(yōu)先完成側(cè)向分型和抽芯，然后推出塑件；二是側(cè)想抽芯分型與塑件的推出同步進(jìn)行。3.7.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)按其動力來源可分手動、機(jī)動、氣動或液壓三大類。1)、手動側(cè)抽芯：這種模具結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率低、勞動強(qiáng)度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊場合下應(yīng)用，如試制新產(chǎn)品或小批量生產(chǎn)。2)、機(jī)動側(cè)抽芯：開模時(shí)，依靠注射機(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)動側(cè)抽芯操作方便、生產(chǎn)效率高、便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制動化，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。機(jī)動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)形式主要有：斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯、斜彎銷側(cè)抽芯、斜滑塊側(cè)抽芯、齒輪齒條側(cè)抽芯以及彈簧側(cè)抽芯。3)、液壓或氣動抽芯：在模具上配置專門的油缸或氣缸，通過活塞的往復(fù)運(yùn)動來進(jìn)行側(cè)向抽芯。這類機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是抽拔力大、抽芯距離長、動作靈活且不受開模過程限制，常在大型注射機(jī)中使用。 3.7.2 脫模阻力的計(jì)算脫模力是指將塑件從型心上脫出時(shí)所需克服的阻力。它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的重要依據(jù)之一。脫模阻力的計(jì)算式與抽拔力相同，由于影響脫模力的因素很多，例如塑件的壁厚、塑件包容截面形狀的大小、塑件的性能、成型的工藝參數(shù)等，如要全面考慮這些因素較困難，在生產(chǎn)過程中只要考慮主要因素，因此可按簡化公式計(jì)算：Q=Ahq（μcosa-sina）=105.600（KN）式中 Q—抽拔力（N）A—側(cè)型心被包緊的截面周長（cm） ；h—成型部分深度（cm） ；q—單位面積積壓力，一般取 800~1200（N/ mm2 ） ；μ—摩擦系數(shù)，取 0.1~0.2；a—脫模斜度。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 26 頁因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用的是瓣合模，所以脫模斜度是零度。3.7.3 抽拔距的計(jì)算抽拔距：型心從成形位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動的距離稱為抽拔距。當(dāng)原材料確定時(shí)，抽拔力的大小與模具的結(jié)構(gòu)和塑件的形狀有密切的關(guān)系。一般抽拔距等于成形側(cè)孔或側(cè)凹的深度加上 2~3mm。在結(jié)構(gòu)比較特殊時(shí)，當(dāng)成形的塑件是圓形的線圈骨架時(shí)，其抽拔距按以下公式計(jì)算： 22(/)(/)(~3)760sDd???取 S=18根據(jù)計(jì)算結(jié)果和塑件的形狀分析本設(shè)計(jì)中采用彎銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)3.7.4 彎銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)彎銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是最常用的一種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、安全可靠等特點(diǎn)，斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)的常見的幾種形式：彎銷在模外延時(shí)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)；彎銷在模內(nèi)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)；彎銷在模內(nèi)延時(shí)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)；彎銷滑塊的內(nèi)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)；本設(shè)計(jì)中采用的是彎銷在模內(nèi)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的那種。1、彎銷抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)①斜導(dǎo)柱和滑塊孔的配合間隙應(yīng)有 0.5~1mm 的間隙，以保證開模瞬間使塑件松動，并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動作。②彎銷的傾角 a 最大可達(dá) 30°，而鎖緊楔的楔角應(yīng)大于 a，一般為 a+（2~3 ）°。③活動型心可以與滑塊做成一體，也可以將活動型心安裝在滑塊上成組合式，其連接必須牢固可靠。④滑塊在導(dǎo)滑槽中活動必須平穩(wěn)順利，不得發(fā)生卡死或跳動現(xiàn)象。⑤為防止滑塊在成性過程中受力而移動，需用鎖緊楔鎖緊。⑥為使滑塊在抽芯完畢，停留在規(guī)定位置上，必須用定位裝置。2、開模行程及斜導(dǎo)柱的長度的計(jì)算1）開模行程的計(jì)算黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 27 頁開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離，它必須小于注射機(jī)移動模板的最大行程，由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同，開模行程有不同的計(jì)算方式：①對單分型面注射模，所需開模行程 H 為：S≥H=H1+H2+（5~10 ）mm式中， H1—塑件推出距離（也可以作凸模高度） （mm ） ；H2—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm） ；S—注射機(jī)移動板最大行程（mm） ；H—所需開模行程（mm） 。②對雙分型面注射模，開模行程為：S≥H=H1+H2+a+（5~10 ）mm式中，a —中間板與定模的分開距離（ mm） 。根據(jù)以上情況和對塑件的分析得：S≥H=H1+H2+（5~10 ） mm=14+15+（5~10）mm取開模行程為 35mm3、彎銷長度的計(jì)算根據(jù)以上的要求，取彎銷的傾角為 30°，故彎銷用于抽芯的有效長度為L=12/sina約為 24,其中 18 是瓣合模的厚度綜合以后的考慮初步確定其總長為 54mm，如圖 3.9 所示。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 28 頁圖 3.9 彎銷的設(shè)計(jì)3.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般導(dǎo)向分為動、定模之間的導(dǎo)向，推板的導(dǎo)向，推件板的導(dǎo)向，其中動、定模之間的導(dǎo)向尤為重要。一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間后，其配合精度降低，會直接影響塑件的精度，因此對精度要求較高的塑件必須另行設(shè)計(jì)精密導(dǎo)向定位裝置。為了保證注射模準(zhǔn)確合模和開模，在注射模中必須設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向零件的作用：模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí)，保證動、定模之間一定的方向和位置，導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起導(dǎo)向和定位作用。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。3.8.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的分類導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。3.8.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)適用于精度要求高，生產(chǎn)批量大的模具。當(dāng)對于小批生產(chǎn)的簡單模具，可不采用導(dǎo)套，直接與模體間隙配合。同時(shí)在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套時(shí)和應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)、導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。2)、導(dǎo)柱的長度比型心端面的高度高出 6~8mm，以免型心進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞；3)、導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度，長采用 20 號低碳鋼經(jīng)滲碳0.5~0.8mm，淬火 48~55HRC，也可采用 T8A 碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理，導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為 Ra0.4μm。4)、為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 29 頁5)、導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)，可以保護(hù)型心不受損壞，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配形式。6)、一般導(dǎo)柱的滑動部分的配合形式按 H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分的配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按 H7/k6。7)、除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動。8)、導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具的大小而決定，也可參考標(biāo)準(zhǔn)模架的數(shù)據(jù)。3.8.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)對以上各個(gè)條件的綜合考慮，本設(shè)計(jì)中采用了四根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱對稱布置。該模具導(dǎo)柱安裝在定模固定板上，采用的是瓣合模所以不能將導(dǎo)柱裝在動模上，那樣將不能開模。因塑件的尺寸不大所以就沒有設(shè)置導(dǎo)套，這無論是從加工的角度，還是從經(jīng)濟(jì)的角度都是比較合理的。一個(gè)合理的導(dǎo)柱應(yīng)該使整套模具在合模時(shí)，保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞.當(dāng)動定模板采用合并加工時(shí)，也可確保同軸度要求。因?yàn)閷?dǎo)柱要固定在定模座板上，導(dǎo)柱與定模座板采用H7/m6 的過盈配合。又起導(dǎo)向作用，所以導(dǎo)柱與其他的板之間采用的是 H7/f6 的間隙配合，如圖 3.10 所示。圖 3.10 導(dǎo)柱3.9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.9.1 排溢設(shè)計(jì) 排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 第 30 頁3.9.2 引氣設(shè)計(jì)對于一些大型深腔殼形制品，注射成形后，整個(gè)型腔由塑料填滿，型腔內(nèi)氣體被排出，此時(shí)制品的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空，當(dāng)制品脫模時(shí)，由于受到大氣壓的作用，造成脫模困難，如采用強(qiáng)行脫模，勢必使制品發(fā)生變形或損壞，因此必須加引氣裝置。3.9.3 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)對確保塑件成型質(zhì)量起著重要的作用，排氣方式有以下幾種：1)、利用排氣槽；2)、利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙；3)、對于大中型、深型腔塑件為了防止塑件在頂出時(shí)造成真空而變形，必須設(shè)置進(jìn)氣裝置。3.9.4 開設(shè)排氣槽應(yīng)注意以下幾點(diǎn)1)、根據(jù)進(jìn)料口的位置，排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后充滿的地方；2)、盡量把排氣槽開設(shè)在模具的分型面上；3)、對于流速較小的塑件，可利用模具的分型面及零件配合的間隙進(jìn)行排氣；4)、排氣槽的尺寸要視塑料種類而定，通常為 0.01~0.03，一般情況下，ABS、 HIPS、 PC、PMMA 、SAN 為 0.015；而高流動性的塑料如 PP、PE、PA，若沒有加填充劑則為 0.01；5)、當(dāng)型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又無可供派氣的推桿或可活動的型芯時(shí)，可在型腔相應(yīng) 部位鑲嵌經(jīng)燒結(jié)的金屬塊（多孔合金塊）以供排氣。3.10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑料質(zhì)量。模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和黏模。模具溫度過低，則熔體流動性差，塑件輪廓不清晰，表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷。