可編程控制器顯示燈外殼的注塑模具設(shè)計(jì)-抽芯注射模含11張CAD圖,可編程控制器,顯示,外殼,注塑,模具設(shè)計(jì),注射,11,十一,cad XX設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 系別 專業(yè) 班 姓名 學(xué)號 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 可編程控制器顯示燈外殼的模具設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義：模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益 受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中， 60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程 度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。塑料注射模具是 成型塑料的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用，塑料制品的應(yīng)用日 漸廣泛，為塑料模具提供了一個(gè)廣闊的市場，同時(shí)對模具也提出了更高的要求。大型化、 高精密度、多功能復(fù)合型的模具將會受到歡迎。用塑料模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、 質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝 發(fā)展方向。 3.設(shè)計(jì)(論文) 的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）： 題目內(nèi)容主要包括： A. 繪出塑件零件圖；完成注射模具裝配圖設(shè)計(jì)； B. 繪出所有成型零件圖；至少有一張 3 號圖紙應(yīng)用 AUTOCAD 軟件繪出。 C. 設(shè)計(jì)方案的擬定。包括確定成型方法，確定模具類型及型腔數(shù)；型腔的布置。 D. 選擇注射機(jī)規(guī)格，包括對注射機(jī)幾個(gè)參數(shù)的校核；確定分型面；確定澆注系統(tǒng)和 排氣系統(tǒng)。 E. 選出頂出方式及抽芯機(jī)構(gòu)；確定拉料桿的形式；確定加熱與冷卻系統(tǒng)。 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）：地點(diǎn)：校內(nèi) 第 1 周：收集資料，借閱參考書，下載相關(guān)英文文獻(xiàn)。 第 28 周：撰寫開題報(bào)告。裝配圖的繪制。 第 814 周：零件圖的分析與繪制。 第 1416 周：畢業(yè)論文撰寫。 第 1618 周：整理資料，準(zhǔn)備答辯。 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求 實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)）*或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 2 周 圖紙（幅面和張數(shù)）*：至少完成折合 A0 圖紙 3 張（不包括零件圖和示意圖） 其他要求： 論文（字?jǐn)?shù)）：20000 字左右；外文翻譯（字?jǐn)?shù)）： 不少于 1500 英 文單詞 ； 參考文獻(xiàn)（篇數(shù)）：不少于 15 篇（其中期刊文獻(xiàn)不少于 5 篇，外文文獻(xiàn)不少于 3 篇， 其中一篇外文文獻(xiàn)為外文翻譯內(nèi)容）,要求在正文中標(biāo)注。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 系（教研室）主任審批： 年 月 日 說明：1 本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入附件冊，一份教師自留。 2 帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。 I 顯示燈外殼塑料注射模具設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要介紹了顯示燈外殼塑料件的注射模設(shè)計(jì)，其材料為 ABS。根據(jù) ABS 塑料的工藝特性和產(chǎn)品的使用要求，分析了顯示燈外殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成型 工藝。本設(shè)計(jì)采用 CAD 技術(shù)進(jìn)行模具裝配圖及零件圖的繪制。對模具進(jìn)行了成 型零部件、澆注系統(tǒng)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、推出脫模機(jī)構(gòu)及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析。 最后，完成模具總裝圖設(shè)計(jì)及主要零件圖的繪制，從而確保模具結(jié)構(gòu)的可靠性、 合理性和實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：塑料；模具設(shè)計(jì)；CAD II LED case plastic injection mold design Abstract This topic mainly introduces the injection mould design of plastic display lamps shell, whose material is ABS. According to the technological characteristic of ABS plastic and operational requirement of products, the structure characteristics and the molding process of the display lamps shell are analysed in this article. The mold assembly drawing and the component drawing are designed by the CAD software. Moulding parts, gating system, side core-pulling mechanism, demoulding mechanism and cooling system are all designed and analysed in this text. Finally, after the general assembly drawing design and the main component drawing are done, the mould structure will be more reliable, reasonable and practical. Key Words: plastic; Mould design; CAD III 主 要 符 號 表 T 成形周期 K 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8 M 注射機(jī)的額定塑化量（g/h 或 cm/h） M 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g 或 cm）2 M 單個(gè)制品的質(zhì)量和體積（g 或 cm）1 F 注射機(jī)的額定鎖模力（N） A 單個(gè)制品在模具分型面上的投影面積（mm）1 A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm）2 p 塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa） ，通常模腔內(nèi)壓力 S 注射機(jī)最大開模行程（mm）max H 推出距離（脫模距離） （mm）1 H 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）2 Q 抽拔力（N） A 側(cè)型芯被包緊的截面周長（cm） H 成型部分深度（cm） Q 單位面積積壓力 摩擦系數(shù) A 脫模斜度 IV 目 錄 1 緒論 .1 2 零件結(jié)構(gòu)分析 .3 3 塑件材料性能及注意事項(xiàng) .4 3.1 材料性能 .4 3.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 .5 3.2.1 工藝性分析 .5 3.3 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng) .6 4 注射機(jī)的選擇及校合 .7 4.1 確定模具類型 .7 4.2 注射成型的原理 .7 4.3 模腔布置 .7 4.4 計(jì)算有關(guān)參數(shù) .7 4.5 校核 .8 4.5.1 最大注射量 .8 4.5.2 鎖模力 .8 4.5.3 最大注射壓力 .9 4.5.4 模具厚度，開模行程與頂出裝置的校核 .9 4.5.5 頂出裝置 .10 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .11 5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 .11 5.2 主澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn) .11 5.3 分澆口設(shè)計(jì)要點(diǎn) .11 5.4 側(cè)澆口優(yōu)點(diǎn) .12 6 分型面與排氣槽 .14 6.1 分型面的基本形式及選擇原則 .14 6.2 排氣槽 .15 7 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .16 7.1 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)類型選擇 .16 7.2 抽芯距確定與抽芯力計(jì)算 .16 V 7.2.1 抽芯距 .16 7.2.2 抽芯力 .16 7.3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) .17 7.3.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) .17 8 成型零件的工作尺寸計(jì)算 .19 8.1 影響模具尺寸和精度的因素 .19 8.2 型腔壁厚計(jì)算 .19 8.3 型腔腔底的厚度計(jì)算 .20 8.4 模架的選擇 .20 8.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用、設(shè)計(jì)原則 .21 8.5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 .21 8.5.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 .21 8.5.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) .22 8.5.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) .22 8.6 成型零件設(shè)計(jì) .22 8.6.1 成型零件應(yīng)具備的性能 .22 8.6.2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .22 8.6.3 型芯和成型桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .23 8.7 成型零件工作尺寸計(jì)算 .23 8.7.1 塑料尺寸精度的影響因素 .23 8.7.2 凸凹模工作尺寸計(jì)算 .23 9 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .26 9.1 脫模裝置 .26 9.1.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則 .26 9.1.2 頂桿的機(jī)構(gòu)特點(diǎn) .26 10 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) .28 10.1 模溫對塑件質(zhì)量的影響 .28 10.2 冷卻回路設(shè)計(jì)原則 .28 11 模具的材料 .30 11.1 塑料模具用鋼的必要條件 .30 11.2 選擇鋼材的條件 .30 VI 11.3 本模具選擇材料如下 .30 11.4 模具的淬火硬度 .31 11.5 模具的表面粗糙度 .31 11.6 熱處理的選擇 .31 12 總 結(jié) .32 致 謝 .34 1 1 緒 論 近年來，工程塑料以其優(yōu)異的性能獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng) 計(jì)，近 5 年來，國內(nèi)通用的聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺、熱塑性聚酯、改性聚 苯醚等五大工程塑料市場需求保持了 30.3的增長速度。 工程塑料在軸承上也 具有廣闊的應(yīng)用前景。這是因?yàn)楣こ趟芰暇哂袃?yōu)異的自潤滑性、耐磨、低摩擦 和特殊的抗咬合性等特點(diǎn)，即使在潤滑條件不良的情況下也能 正常工作，用作 軸承材料可謂適得其所。 我國塑料模具的發(fā)展隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，在我國，起步較晚，但 發(fā)展很快，特別是近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大的發(fā)展， 取得了很大成績。 現(xiàn)在 CAD/CAM/CAE 技術(shù)在塑料模的設(shè)計(jì)制造上應(yīng)用已越來越普遍，特 別是 CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，取得了很大成績。目前，使用計(jì)算機(jī)進(jìn) 行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床加工的編程已成 為精密、大型塑料模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要手段。應(yīng)用電子信息工程技術(shù)進(jìn)一步提 高了塑料模的設(shè)計(jì)制造水平。這不僅縮短了生產(chǎn)前的準(zhǔn)備時(shí)間，而且還為擴(kuò)大 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到 人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等 產(chǎn)品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來 的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法 所不能比擬的。該課題擬通過充電器外殼塑料模具的設(shè)計(jì)可以掌握中等難度模 具的設(shè)計(jì)過程。通過對一具體塑件進(jìn)行系統(tǒng)化模具設(shè)計(jì),能夠全面的了解塑料模 具設(shè)計(jì)的基本原則、方法.提高自己的分析能力、理論與實(shí)際相結(jié)合和自學(xué)能力。 并能較為熟練的使用 AUTOCAD 軟件進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì),提高自己的繪圖能力， 可以使大學(xué)四年所學(xué)知識得到綜合應(yīng)用。為今后從事設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基 礎(chǔ)。 塑料注射模具是成型塑料的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中 起著關(guān)鍵的作用，塑料制品的應(yīng)用日漸廣泛，為塑料模具提供了一個(gè)廣闊的市 場，同時(shí)對模具也提出了更高的要求。大型化、高精密度、多功能復(fù)合型的模 具將會受到歡迎。用塑料模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、 成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。 2 模具出口創(chuàng)造了良好的條件，也相應(yīng)縮短了模具的設(shè)計(jì)和制造周期。此外，氣 體輔助注射 2 成型技術(shù)的使用更趨成熟，熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，精密、復(fù)雜、大型具 的制造水平有了很大提高，模具壽命及效率不斷提高，同時(shí)還采用了先進(jìn)的模 具加工技術(shù)和設(shè)備。 塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)， “小而專” 、 “小而精” 仍然是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說 CAD/CAM/CAE 技術(shù)將全面推廣， 快速原型制造（RPM）及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展，高銑削加工、熱流道技 術(shù)、氣體輔助注射技術(shù)及高壓注射成型將進(jìn)一步發(fā)展。 3 2 零件結(jié)構(gòu)分析 該零件屬薄殼類塑料制件，大小適中，外表面精度較高，內(nèi)表面精度稍低， 但整體精度和表面粗糙度要求都不高,需要側(cè)抽芯，所選材料為 ABS。根據(jù)塑 料模具技術(shù)手冊得知：ABS 一般精度等級為 MT4 級。塑件具體形狀如圖 2.1 和圖 2.2 所示。 圖 2.1 塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 2.2 塑件的外部結(jié)構(gòu)圖 4 3 塑件材料性能及注意事項(xiàng) 塑料是以高分子合成樹脂為主要成分，在一定條件的溫度和壓力下具有可 塑性和流動性，可以被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的新型 材料。 塑料在常溫下為固態(tài)，又稱為玻璃態(tài)；加熱后變軟且有一定的彈性，稱為 高彈態(tài)；在加熱到熔化溫度（各種塑料的熔化溫度不同）成為漿糊狀態(tài)，叫做 粘流態(tài)；如果在加熱到熔化溫度以上（50C60C）就會分解汽化。 一般塑料內(nèi)大合成樹脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%100%；透明塑料的合成樹脂為 100%，它不允許滲進(jìn)其他顏色和其他成分；而其他塑料大多數(shù)要加入輔助材料， 如增塑劑、發(fā)泡劑、填充劑（如滑石粉） 、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、增強(qiáng)材料 （如玻璃纖維）等。加入輔助材料是為了改善塑料的性能、節(jié)約昂貴的塑料。 正像在水泥中加入石子和沙子一樣，水泥石粘合劑，而沙子和石子填充作用。 樹脂成分為天然樹脂和人工合成樹脂。天然樹脂如：橡膠、樹脂油（桐油、 蓖麻油等）和樹脂油漆（俗稱國漆） 。橡膠、國漆是在橡膠樹或漆樹皮上用刀割 幾道斜口，在斜口下端用容器接住刀口內(nèi)留下的膠脂，在經(jīng)過人工提煉而成的。 人工合成樹脂主要是從石油中提煉出來的多化學(xué)元素聚合而成。塑料的主 要成分是 C,H,N 等源自的聚合物，像 PA，PC ，POM 等塑料內(nèi)含有 O 原子。他 們相對原子質(zhì)量一般低于 ，也叫做大分子物質(zhì)，是將低分子物質(zhì)經(jīng)聚合反應(yīng)410 而成。像化學(xué)肥料那樣，送進(jìn)去的是煤炭、水，輸出的是白色的碳酸氫銨一類 的化肥。 我們知道物質(zhì)是由分子構(gòu)成，分子又是有許多原子構(gòu)成的，在相同體積的 情況下，有的密度大，有的密度小。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、溫度的條件下：水的密度 為 , 鋁的密度為。而在常溫下塑料的密度大多數(shù)為3/0.1cmg3/702cmg 1.01.4 ，經(jīng)過發(fā)泡的塑料（如電器產(chǎn)品的防振包裝墊）密度只有 0.050.1 。當(dāng)我們用刀切開發(fā)泡塑料，就會看到里面有許多小氣孔，所3 以體積很大的發(fā)泡塑料重量且很輕。 3.1 材料性能 零件材料為 ABS 即苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物,其收縮率在 0.3%0.8%之 間,此設(shè)計(jì)中選 0.55%；其密度在 1.031.07g/3 之間，此設(shè)計(jì)中選 1.04 g/ 3。 5 成型特性： a. 無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時(shí) 6 間預(yù)熱干燥 80-90 度,3 小時(shí). b. 宜取高料溫 ,高模溫,但料溫過高易分解 (分解溫度為 270 度).對精度較高 的塑件,模溫宜取 50-60 度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取 60-80 度. c. 如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改 變?nèi)胨坏确椒ā?d. 如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn) 3-7 天后模具表面會殘存塑料分解物， 導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。 ABS 無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為 1.021.05g/cm。ABS 有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐 水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿和酸類對 ABS 幾乎無影響。 ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS 有一定 的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS 的缺點(diǎn) 是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70C 左右，熱變形溫度為 93C 左右，且耐氣 候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS 在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力高， 故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成 型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 3.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)簡單.多數(shù)都為平面特征。除了配合尺寸要 求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結(jié)合 其材料性能，故選一般精度等級： 5 級。 3.2.1 工藝性分析 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流 道位于模具的分型面處，澆口橫向開設(shè)在模具的型腔處，從塑料件側(cè)面進(jìn)料， 因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 塑件的工藝參數(shù)： 干燥條件：80-90 2 小時(shí) 成型收縮率:0.4-0.7% 模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度 較低） 融化溫度：210-280（建議溫度：245） 成型溫度：200-240 7 注射速度：中高速度 注射壓力：500-1000bar 3.3 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng) a. 設(shè)計(jì)分流道，內(nèi)澆口時(shí)，要考慮、其流動性不好這一特點(diǎn)，應(yīng)做的稍大 些。 b. 因?yàn)槿劢雍埏@，所以要考慮進(jìn)料口位置。 c. 因?yàn)槭歉邏撼尚停悦撃Ｐ倍纫?2以上。 d. 成型收縮率需要選 0.5以上。 8 4 注射機(jī)的選擇及校核 4.1 確定模具類型 模具類型：注射模 4.2 注射成型的原理 將塑料顆粒定量注入到注塑機(jī)的料筒內(nèi)，通過料筒的傳熱，以及螺桿轉(zhuǎn)動 時(shí)產(chǎn)生的剪切摩擦作用使塑料逐漸融化成流動狀態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推擠 下熔融塑料以高壓和較快的速度通過噴嘴注入到溫度較低的閉合模具的型腔中。 由于模具的冷卻作用，使膜腔內(nèi)的熔融塑料逐漸凝固并定型，最后開模取出塑 件。 4.3 模腔布置 塑件尺寸精度要求一般，而且塑件尺寸不大。不過具有 4 個(gè)外抽，分別在 左右兩個(gè)方向，但根據(jù)零件上方孔的布置可以把左右的方孔做成兩個(gè)外抽，這 樣既保證了方孔的位置度，又減少了外抽個(gè)數(shù)。最終選擇一模二腔。 4.4 計(jì)算有關(guān)參數(shù) a. M nM 塑+M 澆 式中：M 塑件成型時(shí)所需要的注射量（ 3） n M 塑每個(gè)塑件的體積（ 3） M 澆澆注系統(tǒng)的體積（3） 用三維軟件對塑件進(jìn)行評估，得出質(zhì)量為 25.42，體積為 24.923 ，估計(jì)澆道 系統(tǒng)質(zhì)量也為 25,而 n =2，那么： M=224.92+24.03=73.87（ ）3cm b. 根據(jù)最大注射量 M=73.873 選擇注射機(jī)型號為：XS ZY125 公稱注射量：125 拉桿空間：2602903cm 螺桿直徑： 42 合模力：90 噸 注射壓力： 1190 最大成型面積：3203/kg 2cm 注射行程： 115 模具最大厚度：300 3澆 0.24/04.15gM 9 注射方式： 螺桿式 合模方式：液壓機(jī)械 模板最大行程：300 模具最小厚度：200 4.5 校核 模具是安裝在注射機(jī)上使用的，在生產(chǎn)塑件時(shí)模具與機(jī)床是一個(gè)不可分割 的整體，因此從模具設(shè)計(jì)角度考慮，需了解注射機(jī)技術(shù)規(guī)范的主要項(xiàng)目有：最 大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，模具安裝尺寸以及開模行程等。 4.5.1 最大注射量 設(shè)計(jì)模具時(shí)，成型塑件所需要的注射總量應(yīng)小于所選注射機(jī)的最大注射量， 即 M G1 式中：G1注射機(jī)實(shí)際的最大注射量（ ）3cm M塑件成型時(shí)所需要的注射量（ ） 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，G1 應(yīng)該是注射機(jī)允許最大注射量 G 的 80， 即：M80G 73.8780125=100 當(dāng)注射塑料時(shí)，最大注射量應(yīng)按下式進(jìn)行換算： G=GB/B（g） 式中：G注射機(jī)規(guī)定的最大允許注射量； GB注射其它塑料時(shí)的一次最大注射量； B 聚苯乙烯在常溫下的比重（1.06 ）3/m 其它塑料在常溫下的比重（ ）g 對于螺桿注射機(jī)，其最大注射量通常以螺桿在料筒中的最大推進(jìn)容積（ ）來表示，該值與所選用的塑料品種無關(guān)。3cm 4.5.2 鎖模力 鎖模力可使模具沿分型面漲開。為了保持動、定模閉合緊密，保證塑件的 尺寸精度并盡量減小溢邊厚度，同時(shí)也為了保障操作人員的人身安全，需要提 供一個(gè)足夠大的鎖模力。因此，欲使模具從分型面漲開的力必須小于注射機(jī)規(guī) 定的鎖模力。即：TKFq/1000（噸） 式中：T注射機(jī)的額定鎖模力（噸） F塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（厘米 2） q熔接塑料在模腔內(nèi)的壓力（公斤/厘米 2） 根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)表 51 上得：q=300 公斤/ 厘米 2；K安全系數(shù)， 通常取 1.11.2。 10 F=100 502.5=125（2） 注射機(jī)的額定鎖模力 T=50（噸） KFq/1000=1.1125300/1000=41.25（噸） 90（噸）26.6（噸） 滿足要求。 4.5.3 最大注射壓力 成型塑件所需要的注射壓力是由塑料品種，注射噴咀的結(jié)構(gòu)形式，塑件形 狀的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的，其值一般在 7001500 范圍內(nèi)選取，注射機(jī)的最大注射壓力要大于成型塑件所要求的注射壓2/cmkg 力，即：P P 式中：P注射機(jī)最大注射壓力（ ）2/cmkg P 成型塑件的注射壓力（ ） 選取: P=1000 2/cmkg 那么：P=1190 1000 2 滿足要求。 4.5.4 模具厚度，開模行程與頂出裝置的校核 a. 模具厚度（HM） 模具閉合高度必須滿足：H 最小HMH 最大（毫米） H 最小=200（） ， H 最大 =300（） HM=215（）H 最大 滿足要求。 式中：H 最小注射機(jī)允許的最小模厚（） H 最大注射機(jī)允許的最大模厚（） b. 開模行程 對液壓機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)起最大開模行程與模具厚度無關(guān)，是由連桿的最 大行程決定的。 SH1+H2+a+ （510） （毫米） 式中：H1頂出距離（） H2塑件高度（） S注射機(jī)開模行程 開模行程中需增加定模板與澆口板的分離距離 a，此距離應(yīng)足以取出澆注 系統(tǒng)凝料。臥式 XSZY125 注塑機(jī)的開模行程 S=300mm, H1=29mm, H2=25mm, H3 則由開模行程決定。 11 4.6.5 頂出裝置 臥式 XSZY125 里注射機(jī)采用中心頂桿機(jī)械頂出,頂桿直徑為 60。 12 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 a. 排氣良好 順利的引導(dǎo)熔融塑料填充到型強(qiáng)的各個(gè)深度，不產(chǎn)生渦流 和紊流，并能使型腔內(nèi)的氣體順利排出。 b. 流程短 在滿足成型和排氣良好的前提下，要選取短的流程來填充型腔， 且應(yīng)盡量減少折彎，以降低壓力損失，縮短填充時(shí)間。 c. 防止型芯和嵌件變形 應(yīng)盡量減少熔融塑料正面沖擊直徑較小的型芯 和金屬嵌件，防止型芯折彎變形或嵌件移位 d. 整修方便 進(jìn)料口位置和形式應(yīng)結(jié)合塑件形狀考慮，做到整修方便并 無損塑件的外觀和使用。 e. 合理設(shè)計(jì)塑件翹曲變形 在流程較長或需開設(shè)兩個(gè)以上進(jìn)料口是更應(yīng)注 意這一點(diǎn)。 f. 合理設(shè)計(jì)冷料穴和溢料槽 因?yàn)樗梢杂绊懰芗|(zhì)量。 g. 澆注系統(tǒng)的截面積和長度 應(yīng)盡量取小值，應(yīng)減少澆注系統(tǒng)占用的塑料 量，從而減少回收。 5.2主澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 根據(jù)塑料模具設(shè)計(jì)得知: XSZY125 型注射機(jī)的噴咀球面半徑 R1=12,噴嘴孔徑為 d=4。 a. 主澆道的進(jìn)口直徑 d1 比噴咀出口直徑 d 應(yīng)大 0.51 ,即 d1=d=（0.5 1）=（4.5 5）。 b. 為便于取出澆道凝料 ,主澆道應(yīng)呈圓錐形 ,一般斜角 a 推薦采用 12,選 取 2做為澆口的斜角。 c. 主澆道出口處應(yīng)有圓角,圓角半徑 R=0.53，取 R=3。 d. 澆口套內(nèi)壁粗糙度應(yīng)在舊國標(biāo)表面光潔度7 以上。 e. 主澆道長度應(yīng)尺可能短些,H 值最好小于 60,過長會使塑料熔體的溫度 下降而影響充模，故取高為 H=35mm。 f. 一般要求澆口套凹下的球面半徑 R2 應(yīng)比噴嘴球面半徑 R1 大 12， 故 R2=R1+（12）=（ 1314）(如圖 5.1)示 。 13 5.3分澆口設(shè)計(jì)要點(diǎn) 塑料沿分澆道流動時(shí),要求料溫下降盡量少些,熱情壓力損失也應(yīng)盡可能小些,故 分澆道應(yīng)設(shè)計(jì)得短而粗。恰當(dāng)?shù)姆至鞯佬螤詈统叽鐟?yīng)根據(jù)塑件的成面積、壁厚、 形狀復(fù)雜程度、型腔數(shù)目以及塑料的性能等因素綜合考慮。 a. 分澆道的斷面形狀 為了滿足在設(shè)計(jì)中的需求（即利用分澆道抽出主澆道的作用）,分澆道截面 形狀采用半圓形。 b. 分澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）分澆道長度一般在 830之間,選取橫分澆道長度為 30mm。豎分澆 道尺寸為 16mm。 （2）在保證塑料在足夠的壓力下注入并充滿型腔后，盡量減小分澆道的斷 面尺寸和長度。 （3）分澆道設(shè)計(jì)的較長時(shí),其末端應(yīng)留有冷料穴,以防止冷料頭堵塞澆口或進(jìn) 入型腔,從而造成充填不滿或影響塑件的焊接牢度。 （4）分澆道的粗糙度不宜太小,使其低于主澆道的粗糙度。 根據(jù)以上要就，此模具此模具的澆注系統(tǒng)如圖 5.1 所示 圖 5.1 主澆道、分澆道 5.4 側(cè)澆口優(yōu)點(diǎn) 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑 件的缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀 14 精度。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口） 該澆口相 對于分流道來說斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面 上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易保證加工 精度，而且試模時(shí)澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點(diǎn)是 可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。 該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性: a. 形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； b. 試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時(shí)修改； c. 能相對獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間； d. 對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 15 6 分型面與排氣槽 6.1 分型面的基本形式及選擇原則 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： （1）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。 （2）從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動模邊，當(dāng)制件的壁 厚較大但內(nèi)孔較小時(shí)，則對型芯的包緊力很小，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)，則不會對型芯產(chǎn)生 包緊力。 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，分型面的位置選擇如圖 6.1 所示： 16 圖 6.1 分型面的位置 6.2 排氣槽 在注射時(shí)，氣體不能順利排出，則將受到塑料的壓縮，所產(chǎn)生的反壓縮會 降低沖模速度，出現(xiàn)填充不滿或在塑件中產(chǎn)生氣泡、接縫以及表面輪廓不清等 缺陷。而且氣體被極度壓縮時(shí)，還會產(chǎn)生高壓，將塑件灼傷，形成焦痕和碳化。 因此，在設(shè)計(jì)模具型腔結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)時(shí),必須設(shè)法將氣體從型腔內(nèi)順利排出,以 保證塑件的質(zhì)量。在這套模具中,分型面、4 個(gè)外抽滑塊的縫隙均可排氣,故無須 設(shè)計(jì)排氣槽。 17 7 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)凹零件做成活動的，這種零件稱為側(cè)型芯（俗稱活動型芯） 。 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。 7.1 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)動力來源的不同，一般可將其分為機(jī)動、液壓或氣動以及 手動等三大類型。 機(jī)動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)開模力作為動力，通過有關(guān)傳動零件使力 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)動側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。 機(jī)動抽芯按傳動方式又可分為斜導(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)。 7.2 抽芯距確定與抽芯力計(jì)算 7.2.1 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)向凸臺的高度大 23mm。 7.2.2 抽芯力 抽芯力的計(jì)算同脫模力的計(jì)算相同，對于側(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)型腔滑塊移動時(shí)的摩擦阻力。對于側(cè)型芯 的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算： (cosin)CFhp 式中： 抽芯力(N） 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(m)； 側(cè)型芯成型部分的高度 (m)； 18 塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（抱緊力） ，其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、p 成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件取(0.81.2)107Pa，模外冷卻的塑件取 (2.43.9)107Pa ； 塑料在熱狀態(tài)時(shí)對剛的摩擦系數(shù)，一般取 0.150.2； 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角 ()，這里 0。 故此塑件的側(cè)抽芯力應(yīng)由兩部分組成：六角孔和孔外測壁部分，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可 得： =(0.0026)*0.004-(0.00282)*0.0015*1107*cos0*4CF = 256(N) 7.3 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 7.3.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱時(shí)分型抽芯機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零件。它決定了抽芯力與抽芯距的大小，其設(shè)計(jì)主 要包括斜導(dǎo)柱形狀、尺寸及傾角大小。 a. 斜導(dǎo)柱截面形狀： 常見的斜導(dǎo)柱進(jìn)面形狀有圓形和矩形，圓形截面加工方便，裝配容易，應(yīng)用較廣； 矩形截面在相同截面條件下，具有較大的斷面系數(shù)，能承受較大的彎矩，雖然加工較 難，裝配不便，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍有使用，此設(shè)計(jì)選擇圓柱形截面。 b. 斜導(dǎo)柱斜角的確定： 斜導(dǎo)柱的斜角 是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的一個(gè)主要參數(shù)。它的大小涉及導(dǎo)開模力、斜 導(dǎo)柱所受的彎曲力、滑塊實(shí)際抽芯力以及開模行程等的小，其關(guān)系如下： cosF正 彎 抽=/intgF開 彎 抽 式中： 斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；彎 斜導(dǎo)柱所用于滑塊的正壓力，它等于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；正 抽拔出側(cè)型芯所需要的抽芯力；抽 抽出側(cè)型芯所需要的開模力；F開 斜導(dǎo)柱的斜角。 由以上式子可知，當(dāng)斜角增大時(shí)，要獲得相同的抽芯力，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 要增大，同時(shí)所需要的開模力也增大。因此，從希望斜導(dǎo)柱受力較小的角度考慮，斜 角越小越好；但當(dāng)抽芯距為一定值時(shí)，斜角的減小，必然單質(zhì)斜導(dǎo)柱工作部分長度的 增加及開模行程的加大，而開模行程受到注射機(jī)開模行程的限制，而且斜導(dǎo)柱工作長 度的加長會降低斜導(dǎo)柱的剛性，所以綜合考慮，在生產(chǎn)中斜角一般采用 1520， 最大不超過 25，此設(shè)計(jì)選取: 18 19 c. 斜導(dǎo)柱尺寸計(jì)算： 直徑：斜導(dǎo)柱直徑主要受彎曲力的影響，由塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱 的直徑計(jì)算，可用查表方法確定斜導(dǎo)柱的直徑，由抽芯力和斜角查塑料成型工藝與 模具設(shè)計(jì)得最大彎曲力 為 3kN，再由 和 （側(cè)型芯滑塊受得脫模力作用線與FFH 斜導(dǎo)柱中心線得交點(diǎn)導(dǎo)斜導(dǎo)柱固定板的距離）查表得斜導(dǎo)柱直徑為 15mm，但考慮側(cè) 滑塊寬度較大，因此將在每個(gè)側(cè)滑塊上安裝兩個(gè)斜導(dǎo)柱，故取斜導(dǎo)柱直徑為： d10mm 斜導(dǎo)柱如圖 7.1 所示，其工作長度與抽芯距有關(guān)： 圖 7.1 斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱的總長度與抽芯距、斜導(dǎo)柱的直徑和傾斜角以及導(dǎo)柱固定板厚度等有關(guān)。 斜導(dǎo)柱總長為： /sin6189.4Lm123510cossinzLdhdtgtgm 式中： 斜導(dǎo)柱總長度；z 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑；2d 斜導(dǎo)柱固定板厚度，此處即為定模板厚度 30mm；h 斜導(dǎo)柱工作部分直徑； 抽芯距。s 20 經(jīng)計(jì)算得到斜導(dǎo)柱總長度為：55mm 21 8 成型零件的工作尺寸計(jì)算 8.1 影響模具尺寸和精度的因素 工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括：凹 模、凸模的徑向尺寸（含長、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了 保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應(yīng)的成型零 部件工作尺寸與精度。其中影響模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下幾 個(gè)方面： a. 收縮率：在實(shí)際工作中，成形收縮率的波動很大，從而引起塑件尺寸的 誤差很大，塑件尺寸的變化值為 s=(Smax-Smin)Ls 式中 ：s 為塑件收縮波動而引起的塑件尺寸誤差（ mm） ； Smax 為塑料的最大收縮率（%） ； Smin 為塑料的最小收縮率（%） ； Ls 為塑件尺寸（mm） 。 一般情況下，由收縮率波動而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公 差 1/3 以內(nèi)。 b. 模具成形零件的制造誤差：實(shí)踐證明，如果模具的成形零件的制造誤差 在 IT7IT8 級之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。 c. 零件的磨損：模具在使用過程中，由于種種原因會對型腔和型芯造成磨 損，對于中小型塑件，模具的成形零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的 1/6，而大型零 件，應(yīng)在 1/6 之下。 d. 模具的配合間隙的誤差：模具的成形零件由于配合間隙的變化，會引起 塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差不應(yīng)該影響成形零件的尺寸精度和位置 精度。 8.2 型腔壁厚計(jì)算 在注射成形過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具型腔應(yīng)該有 足夠的強(qiáng)度。型腔強(qiáng)度不足將發(fā)生塑性變形，甚至破裂；剛度不足將產(chǎn)生過大 彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，并產(chǎn)生溢料間隙。根據(jù)塑料模設(shè)計(jì)手冊得： 型腔最小壁厚 a=35.2。那么，模板長 L 應(yīng)大于 119.2+35.22=189.6，模板 寬 B 應(yīng)大于 67.9+35.22=138.3。 22 8.3 型腔腔底的厚度計(jì)算 a. 按剛度條件計(jì)算： P型腔內(nèi)單位平均壓力 30MP； H型腔底部厚度； l2型腔短邊長度； C1系數(shù)，根據(jù)型腔邊長比 l1/ l2，查表取 0.0263； E型腔材料彈性模量 2.1105 MP。 b. 按強(qiáng)度計(jì)算： 型腔材料許用應(yīng)力，取 160 MP； 型腔邊長比 l2/l1=0.57。 那么型腔腔底厚度 H11.69 即滿足要求。 最終選擇定模板 LBH=31520030（） 。 8.4 模架的選擇 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)最終選擇派生型模架 P1 的結(jié)構(gòu)形式，模板各尺寸如下 （mm，長寬厚）：定模墊板 31520025，定模固定板 31520030， 動模固定板 20020035，動模墊板 31520025，墊塊 3154050，頂桿 墊板 31512510，頂桿固定板 31512510，模座 31520020，總厚 205mm。 3421EplcHmH69.105.1.27363 321PL)(59.1067.239.6m 23 8.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用、設(shè)計(jì)原則 8.5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要 零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有以下幾點(diǎn)： a. 定位作用 導(dǎo)向裝置直接保證動、定模合模位置的正確性，保證模具 型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。同時(shí)在模具裝配過程 中便于裝配和調(diào)整。 b. 導(dǎo)向作用 合模時(shí)引導(dǎo)動模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定 的側(cè)向力。 c. 承載作用 塑料熔體在充模過程中，或由于成型設(shè)備精度低的影響，可 能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，因而在成型過程中需要導(dǎo)向裝置能承受一定的單向側(cè)壓力， 以保證模具的正常工作，采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)柱有承受推 件板和定模型腔板的重載荷作用。 d. 保持運(yùn)動平穩(wěn)作用 對于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈 活平穩(wěn)的作用。 e. 錐面定位機(jī)構(gòu)作用 對于薄壁、精密注塑模，大型、深型腔注塑模和生 產(chǎn)批量大的注塑模，僅用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善的，還必須在動、定模之間增 設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)，以滿足精密定位和同軸度的要求。 8.5.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證塑料注射模具的動模與定模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的重要 零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。 導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套（導(dǎo)向孔） 內(nèi)滑動，配合間隙一般采用 H7/k6 級配合。其設(shè)計(jì)原則如下： a. 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）應(yīng)對稱分布在模具分型面的四周，其中心至模具外緣應(yīng)有 足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度和防止模板發(fā)生變形； b. 導(dǎo)柱（導(dǎo)套）的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸選定，并應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度； c. 導(dǎo)柱固定端的直徑和導(dǎo)套的外徑應(yīng)盡量相等，有利于配合加工，并保證 了同軸度要求； d. 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性； 24 e. 為了便于塑料制品脫模，導(dǎo)柱最好裝在定模板上，但有時(shí)也要裝在定模 板上，這就要根據(jù)具體情況而定。 8.5.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱有兩種結(jié)構(gòu)形式：一是有肩導(dǎo)柱；二是帶頭導(dǎo)柱。小型模具和生產(chǎn)批 量小的模具主要采用帶頭導(dǎo)柱，大、中型模具和生產(chǎn)批量大的模具主要采用有 肩導(dǎo)柱。中、小型直徑約為模板兩直角邊之和的 120135。 故在此次設(shè)計(jì)中采用帶頭導(dǎo)柱，導(dǎo)柱 d=12。 8.5.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)套有兩種結(jié)構(gòu)形式：直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套。直導(dǎo)套多用于較薄的模板，比 較厚的模板多采用帶頭導(dǎo)套。導(dǎo)套壁厚通常在 310，視內(nèi)孔而定，大者取大 值。帶頭導(dǎo)套軸向定位容易。 故在此次設(shè)計(jì)中采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套 d1=18。 8.6 成型零件設(shè)計(jì) 8.6.1 成型零件應(yīng)具備的性能 由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須具有如下一些性能： a. 模具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓。 b. 模具有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損，通常應(yīng)進(jìn)行熱 處理，使其硬度達(dá) HRC40 以上。 c. 對于成型會產(chǎn)生腐蝕性的塑料，還應(yīng)選擇耐腐蝕的合金鋼或進(jìn)行鍍鉻處 理。 d. 材料的拋光性能好，表面應(yīng)該光滑美觀。 e. 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好。 f. 熔焊性能要好，以便于修理。 g. 成型部位須有足夠的尺寸精度。通常孔類零件精度為 H8H10 ，軸類零 件精度為 h7h10。 8.6.2 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模用于成型塑件的外表面，又稱為陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為 整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式 5 種?？傮w上說，整體式強(qiáng)度、 剛度好，但不適于復(fù)雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，使復(fù)雜型腔加工 相對容易，避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易于在塑件 25 表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由于該模具結(jié)構(gòu)相對簡單，又屬 于中、小型模具，外表面要求光滑，所以采用組合式。 8.6.3 型芯和成型桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯用來成型塑件的內(nèi)表面，成型桿用來成型塑件上的孔。根據(jù)情況不同， 型芯可分為如下結(jié)構(gòu)形式： a. 整體式 在小型模具中，常將型芯與模板作成一體的。 b組合式 對于大、中型模具，常將型芯與模板作成組合結(jié)構(gòu)形式。對于 形狀復(fù)雜的型芯，也常采用組合式。 該塑件型芯形狀復(fù)雜，整體式不易加工。故采用組合式型芯，型芯與動定 板通過過渡配合連接。 8.7 成型零件工作尺寸計(jì)算 8.7.1 塑料尺寸精度的影響因素 像大多數(shù)加工過程一樣，塑模成型的塑料制品將有一偏離公稱尺寸的范圍， 通常為公差。公稱范圍越窄，塑件尺寸精度就越高。精度的高低取決于成型過 程與所使用的材料。影響尺寸精度的主要因素有： a. 材料因素的影響 收縮率是影響塑件尺寸精度的最基本、最重要的因素。 b. 模具因素的影響 用注塑模成型的塑件精度與澆口數(shù)量和位置有關(guān)。 c. 設(shè)計(jì)因素的影響 遵循塑料設(shè)計(jì)原則，合理確定其幾何形狀，正確選擇 塑件材料，充分考慮塑件成型工藝，必要時(shí)增強(qiáng)加強(qiáng)筋，金屬嵌件等，以降低 塑件的收縮程度，借以提高塑件的尺寸精度及尺寸穩(wěn)定性。 d. 工藝因素的影響 成型條件變化表現(xiàn)為塑件收縮波動，是產(chǎn)生塑件尺寸 誤差的直接原因，僅次于模具加工精度的重要因素。 e. 使用因素的影響 塑件由于存放、使用條件的變化，會導(dǎo)致其性能的變 化。 該塑件屬一般精度，查表得 ABS 為 MT4。塑件內(nèi)、外表面粗糙度 Ra3.2， 根據(jù)查表得知：塑件精度 MT4，模具精度 IT8，制造公差 。8/ 8.7.2 凸凹模工作尺寸計(jì)算 模具尺寸計(jì)算包括凹模和型芯的徑向尺寸，凹模深度及型芯高度尺寸，中 心距尺寸的計(jì)算。為計(jì)算簡便起見，規(guī)定凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公 稱尺寸，即公差為正，凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為 負(fù)。通常凹模、凸模組成的模腔工作尺寸簡化后的計(jì)算方法有平均收縮率法和 26 公差帶法兩種。其中平均收縮率法以平均概念進(jìn)行計(jì)算，從收縮率的定義出發(fā)， 按塑件收縮率、成形零件制造公差、磨損量都為平均值的計(jì)算，公式如下： a. 凹模徑向尺寸計(jì)算公式： LM凹模徑向尺寸（） ； LS塑件徑向公稱尺寸（） ； SCP塑料的平均收縮率（） ； 塑件公差值； z凹模制造公差（ ） 。 b. 型芯徑向尺寸計(jì)算公式： LM型芯徑向尺寸（） ； z型芯制造公差（） 。 c. 凹模深度尺寸計(jì)算公式： HM 凹模深度尺寸（） ； HS塑件高度公稱尺寸（） ； z凹模深度制造公差。 d. 中心距尺寸計(jì)算公式 LM模具中心距尺寸（） ； LS塑件中心距尺寸（） z模具中心距尺寸制造公差 （1）定模模腔工作尺寸計(jì)算 凹模徑向尺寸： = 100.180+0.06 ZscpMHS32121ZSCPMLLZSCPMLL431ZSCPMLL431 ZSCPMLL431ZSCPMLL43106.505. 27 06.94 凹模深度尺寸： （2）動模模腔工作尺寸計(jì)算 凸模徑向尺寸： 中心距尺寸： 06.43905.105.284305.1ZScpMH032121 ZSCPMLL 05.32451 ZsCPMLSLZsCPMLSL06.8405.4 02.50.2984 0.50.8 28 9 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9.1 脫模裝置 在注射成型 的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu) 稱為脫模機(jī)構(gòu)或頂出機(jī)。 脫模機(jī)構(gòu)由頂桿、頂桿固定板、頂出板、回程桿、拉料桿、回程彈簧組成， 其中，勾料桿的作用是使?jié)沧⑾到y(tǒng)自動脫離塑件，并從模具中順利脫落，頂桿 用來頂制品，頂出固定板，用來固定頂桿，回程桿，利用回程彈簧起復(fù)位導(dǎo)向 作用。 脫模機(jī)構(gòu)可按動力來源分類也可按模具結(jié)構(gòu)分類: a. 按動力來源分類 分為手動脫模、機(jī)動脫模、液壓脫模、氣動脫模，本 設(shè)計(jì)采用液壓脫模。即在注射機(jī)上設(shè)有專用的頂出油缸，并開模到一定距離后， 活塞的動作實(shí)現(xiàn)脫模。 b. 按模具結(jié)構(gòu)分類 分為簡單脫模機(jī)構(gòu)、雙脫模機(jī)構(gòu)、順序脫模機(jī)構(gòu)、二 級脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)等。 9.1.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則 a. 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作， 致使模具結(jié)構(gòu)簡單。 b. 防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及其所在部 位，有針對性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由 于塑料收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施 于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，作用面積也應(yīng)盡課能大一些，以防塑件變形或 損壞。 c. 力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ?件外觀影響不大的部位。在采用推桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問題。 d. 結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動靈活，制造方便，更換容易 且具有足夠的剛度和強(qiáng)度。由塑件結(jié)構(gòu)考慮，本設(shè)計(jì)采用的頂出機(jī)構(gòu)是頂桿頂 出機(jī)構(gòu)。 9.1.2 頂桿的機(jī)構(gòu)特點(diǎn) 頂桿加工簡單，更換方便，脫模效果好，頂桿設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： 29 a. 頂出位置頂桿的頂出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，頂桿不宜設(shè)在塑作 最薄的處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在薄壁處時(shí)，可增加頂出面積， 30 來改善塑件受力狀況。此時(shí)，一般采用頂出盤頂出，此設(shè)計(jì)的頂桿放置在產(chǎn)品 的中央。 b. 頂桿直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度承受頂出力，當(dāng)結(jié)構(gòu)限制頂出面積 較小時(shí)，為了避免細(xì)長桿變形，可設(shè)計(jì)成階梯形頂桿。 c. 配位置頂桿端面應(yīng)和型腔在同一平面或比型腔的平面高出 0.051mm， 否則，會影響塑件使用。 d. 數(shù)量不保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，頂桿的數(shù)量不宜過多。 當(dāng)塑件不許可有頂出痕跡，可用頂出耳的形式脫模后將頂出耳剪掉。 根據(jù)以上要求，設(shè)計(jì)出以下脫模機(jī)構(gòu)，如圖 9.1 所示 圖 9.1 脫模機(jī)構(gòu) 31 10 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料注射模溫度調(diào)節(jié)能力，不僅影響到塑件質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)率。 實(shí)際上模溫設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到生產(chǎn)成本與經(jīng)濟(jì)效率。 10.1 模溫對塑件質(zhì)量的影響 a. 改善成形性 每一種塑料都有其適宜的成型模溫，在生產(chǎn)過程中如能始 終維持相適宜的模溫，則其成型性可得到改善。 b. 成形收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少塑料成型收 縮的波動，提高塑件的合格率。 c. 塑件變形 模具型芯與型腔溫差過大，會使塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件 翹曲變形。 d. 尺寸穩(wěn)定性 ABS 采用低模溫有利于塑件尺寸穩(wěn)定。 e. 力學(xué)性能 適當(dāng)?shù)哪兀墒顾芗W(xué)性能大為改善。 f. 外觀質(zhì)量 適當(dāng)提高模具溫度能有效地改善塑件外觀質(zhì)量。 對于要求模溫較低的塑料（ABS）,由于模具不斷被注入的熔融塑料加熱,模 溫生高,單靠模具本身自然散熱不能使模具保持較低的溫度,因此,必須加設(shè)冷卻 裝置。 10.2 冷卻回路設(shè)計(jì)原則 a. 冷卻水孔數(shù)量盡可能多,孔徑盡可能大。冷卻水孔中心線與型腔壁的距離 應(yīng)為冷卻直徑的（12）倍（通常為 1215）,冷卻通道之間的中心距約為水 孔直徑的 35 倍。通道直徑一般在 8以上。 b. 冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等。 c. 強(qiáng)化澆口處的冷卻。 塑料熔體充模時(shí),澆口附近的溫度最多,因此在澆口 附近應(yīng)強(qiáng)化冷卻。 d. 降低冷卻水出入口溫度差有利于型腔表面溫度分布均勻,除縮短冷卻回路 長度外,還可以通過改變冷卻通道排列形式。 e. 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件熔接痕處。 f. 合理確定冷卻水接頭位置,進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同 一側(cè)。管道的直徑經(jīng)湍流計(jì)算確定，取 d=8。只要不妨礙模具總體結(jié)構(gòu)，管 道的孔徑和根數(shù)愈大愈多越好。冷卻管道的布置應(yīng)以均勻?yàn)榍疤?孔比與型腔壁 32 的間距 h 取 8，孔壁之間間距 b=24。過大的間距會使模溫不均勻；過小的 間 33 距孔壁承受型腔高壓后，由于彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力及其綜合變形作用，在孔的 中央部位會產(chǎn)生型腔壁的壓塌現(xiàn)象。 34 11 模具的材料 從冷卻效果來選用模具材料，常用的鋼的導(dǎo)熱系數(shù)均較低，含碳量和含鉻 量越高的鋼種導(dǎo)熱性越差。 塑料模的工作條件與冷沖模有所不同，塑料模一般都在一定溫度條件下進(jìn) 行工作，除承受一定壓力外，還承受一定的溫度，此外有些塑料在成型過程中 還會分解出腐蝕性氣體，使模具表面受腐蝕。因此，塑料模成型零件的主要失 效形式是磨損、變形和表面腐蝕等。為了使塑料模正常工作，并保證有一定的 使用壽命，如何合理選用模具零件用材料及其熱處理規(guī)范是個(gè)很重要的問題。 11.1 塑料模具用鋼的必要條件 a. 機(jī)械加工性能優(yōu)良； b. 拋光性能優(yōu)良； c. 有良好的表面腐蝕加工性； d. 既要耐磨損，而且又有韌性； e. 淬火性能好，尺寸穩(wěn)定性好，熱穩(wěn)定性好，熱膨脹系數(shù)?。浑娀鸹庸?性好； f. 有耐腐蝕性； g. 焊接性好。 11.2 選擇鋼材的條件 a. 塑件的生產(chǎn)批量； b. 塑件的尺寸精度； c. 制件的復(fù)雜程度； e. 制件的體積大??； f. 制件的光觀要求。 11.3 本模具選擇材料如下 50、45 鋼強(qiáng)度高、耐磨性好、熱變形性小、有時(shí)還要求耐腐蝕。用于制品 批量生產(chǎn)的熱塑性塑料成型模具。 20 鋼表面耐磨、有韌性、抗彎曲、不折斷。用于導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。 T8A、 T10A 具有可淬性高，但淬透性差，淬火變形大，需進(jìn)行磨削加工， 用于制造耐