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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目： 殼體注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué) 院: 機(jī)械自動化學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動化 學(xué) 號: 200803130113 學(xué)生姓名: 陳乾康 指導(dǎo)教師: 湯 勃 日 期: 二○一二年六月 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是殼體的注塑模具設(shè)計(jì)，其中主要利用的軟件有PRO/E和AutoCAD。設(shè)計(jì)過程中主要包括了零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析、零件材料的選擇、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及模架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這是一個(gè)把傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)制造模式和計(jì)算機(jī)繪圖軟件Pro/

2、E結(jié)合在一起，最后利用AutoCAD繪制了該副模具的總體裝配圖和重要零件的零件圖得過程。本次設(shè)計(jì)的中的塑料產(chǎn)品和塑料模具工業(yè)在當(dāng)前國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位，在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)考慮到產(chǎn)品特點(diǎn)、生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)計(jì)質(zhì)量。所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠，所繪制的模具圖紙對實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。本次設(shè)計(jì)分四章來闡述整個(gè)設(shè)計(jì)的分析思路和設(shè)計(jì)過程。 關(guān)鍵字：注塑；PRO/E； AutoCAD  Abstract The issue is the graduat

3、ion housing injection mold design, the main use of the software has a PRO / E and AutoCAD. Design process includes analysis of structural characteristics of parts, spare parts material selection, design of gating system, cooling system design and structural design of mold. This is a mold of the trad

4、itional manufacturing model and computer graphics design software Pro / E combination, the last use of AutoCAD drawing of the die deputy general assembly drawings and part drawings were important parts of the process. The design of plastic products and plastic mold industry occupies an important pos

5、ition in the national economy in the production of plastic products, high-quality mold design, mold manufacturing of advanced equipment, reasonable processing technology, high-quality materials and mold molding equipment, modern high-quality plastic parts are forming an important condition. This pro

6、duct is designed taking into account the product characteristics, production cost and quality of design. The die structure design is simple, reliable institutions, the drawing die drawing on the actual production of guidance. The four chapters designed to illustrate the analysis of the design ideas

7、and design process. Key word: injection ；PRO/E； AutoCAD 目錄 1 緒論 1 1.1 選題的依據(jù)及意義 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 2 殼體工藝性分析 4 2.1 材料性能 4 2.2 成型特性和條件 5 2.3 結(jié)構(gòu)工藝性 5 2.4 零件體積及質(zhì)量估算 5 2.5 殼體注塑工藝參數(shù)的確定 5 2.6 初選注射機(jī)的型號和規(guī)格 6 3 殼體注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 3.1 分型面的選擇 8 3.2 確定模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定 8 3.3 確定型腔的數(shù)量和布局 9 3.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9

8、 3.4.1 主流道設(shè)計(jì) 9 3.4.2 分流道截面設(shè)計(jì)及布局 10 3.4.3 澆口設(shè)計(jì)及位置選擇 11 3.4.4 冷料穴設(shè)計(jì) 12 3.4.5 澆口套的設(shè)計(jì) 13 3.5 注塑模成型零部件設(shè)計(jì) 14 3.5.1 型腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3.5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算 14 3.6模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 16 3.6.1 模仁尺寸計(jì)算 16 3.6.2 模架選擇 17 3.7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 3.7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 19 3.7.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 19 3.7.3 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 20 3.8 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 3.8.1 外斜頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21

9、 3.8.2 推桿頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 3.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 3.10 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 4注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 24 4.1型腔數(shù)量的校核 24 4.2注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 24 5模具的工作原理及安裝、調(diào)試 26 5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 26 5.2 塑料模具裝配過程 26 5.2.1 裝配動模部分 27 5.2.2 裝配定模部分 27 5.3 塑料模具工作過程 27 5.4 試模 28 6 設(shè)計(jì)總結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 致 謝 32 IV 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1 選題的依據(jù)及意義 隨著現(xiàn)代制造技

10、術(shù)的迅速發(fā)展、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，在電子消費(fèi)品產(chǎn)業(yè)中模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種玩具不可缺少的重要工藝裝備。特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，塑料模具的應(yīng)用及其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。而注塑模具已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。注射成型是當(dāng)今市場上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的市場需求量。所以我選殼體注塑模具設(shè)計(jì)作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。本課題應(yīng)用性強(qiáng)，涉及的知識面與知識點(diǎn)較多，如注塑成型、模具設(shè)計(jì)、三維造型、運(yùn)動仿真以及二維三維軟件的應(yīng)用。 通過本課題的設(shè)計(jì)

11、，將會在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉（1）塑料件制品涉及及成型工藝的選擇（2）一般塑料件制品成型模具的設(shè)計(jì)能力（3）塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力（4）掌握模具設(shè)計(jì)常用的商業(yè)軟件（proe5.0）及同實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合的能力（5）使自己在文檔組織與檢索方面的能力得到提高（6）掌握寫論文的一般步驟及格式方法，同時(shí)提高自己的學(xué)習(xí)、思考、解決問題的能力，因?yàn)樽⑺苣＞邔ξ襾碚f是一個(gè)新的領(lǐng)域。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 近年來我國的模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，在大型模具方面，已能生產(chǎn)大屏彩電注塑模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。機(jī)密塑料模具方

12、面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。 在成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成行模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新業(yè)取得了較大進(jìn)展。氣體輔助注射成形技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有些單位還采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。 當(dāng)前國內(nèi)外用于注塑模具方面的先進(jìn)技術(shù)主要有以下幾種： （1）熱流道技術(shù) 它是通過加熱的辦法來保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)。由于在流道附近或中心設(shè)有加熱棒和加熱圈，從注塑機(jī)噴出口到澆口的整個(gè)流道都處于高溫狀態(tài)，使流道中的塑料保持熔融，停機(jī)后一般不需要打開流道取出凝料，再開機(jī)時(shí)只需加熱流道到所需溫度即可。這一技術(shù)在

13、大批量生產(chǎn)塑件、原材料較貴和產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的情況下尤為適用。熱流道注塑成型技術(shù)應(yīng)用范圍很廣，基本上，適用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用熱流道模具加工，許多產(chǎn)品如手機(jī)殼、按鍵、面板、尺寸要求精密的機(jī)芯部件等都是采用熱流道技術(shù)成型。一個(gè)典型的熱流道系統(tǒng)一般由如下幾大部分組成：（1）熱流道板（MANIFOLD）；（2）噴嘴（NOZZLE） ；（3）溫度控制器；（4）輔助零件。 (2) 氣體輔助注射成形技術(shù) 它是向模腔中注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，在通過特殊的噴嘴向熔體中注入壓縮氣體，氣體在熔體內(nèi)沿阻力最小的方向前進(jìn)，推動熔體充滿型腔并對熔體進(jìn)行保壓，當(dāng)氣體的壓力、注射時(shí)間合適的時(shí)候，則塑料

14、會被壓力氣體壓在型腔壁上，形成一個(gè)中空、完整的塑件，待塑料熔體冷卻凝固后排去熔體內(nèi)的氣體，開模退出制品。氣體輔助注射成形技術(shù)的關(guān)鍵就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的時(shí)間與充人氣體的時(shí)間的配合。氣體輔助注射可以應(yīng)用在除特別柔軟的塑料以外的任何熱塑性塑料和部分熱固性塑料。應(yīng)用氣體輔助注塑成型技術(shù)，可以提高產(chǎn)品強(qiáng)度、剛度、精度，消除縮影，提高制品表面質(zhì)量；降低注射成型壓力以減小產(chǎn)品成型應(yīng)力和翹曲，解決大尺寸和壁厚差別較大產(chǎn)品的變形問題；簡化澆注系統(tǒng)和模具設(shè)計(jì)，減少模具的重量．減少塑件產(chǎn)品的重量，減少成型時(shí)間以降低成本和提高成型效率等。氣體輔助成形周期可分為如下六個(gè)階段：塑料熔體填充階段、切換延遲時(shí)間

15、、氣體注射階段、保壓階段、氣體釋放階段、推出階段。 （3）共注射成形技術(shù) 它是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上注射系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種或者不同色澤的塑料同時(shí)或者先后注射進(jìn)入同一模具內(nèi)的成形方法。國內(nèi)使用的多為雙色注塑機(jī)。采用共注射成形方法生產(chǎn)塑料制品時(shí)，最重要的工藝參數(shù)是注射量、注射速度和模具溫度[1]。 反應(yīng)注射成形技術(shù) 它是將兩種或者兩種以上既有化學(xué)反應(yīng)活性的液態(tài)塑料（單體）同時(shí)以一定壓力輸入到混合器內(nèi)進(jìn)行混合，在將均勻混合的液體迅速注入閉合的模具中，使其在型腔內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)而固化，成為具有一定形狀和尺寸的塑料制品通常這種成形過程稱之為RIM。 在制造方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)

16、用上了一個(gè)新臺階，一些企業(yè)引進(jìn)CAD/CAM系統(tǒng)，并能支持CAE技術(shù)對成形過程進(jìn)行分析。近年來我國自主開發(fā)的塑料膜CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，如北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等。 優(yōu)化模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趨于智能化，提高型件成形加工工藝和模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，提高模具制造精度與質(zhì)量，降低型件表面研磨、拋光作業(yè)量和縮短制造周期；研究、應(yīng)用針對各類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料，以提高模具使用性能；為適應(yīng)市場多樣化和個(gè)性化，應(yīng)用快速原型制造技術(shù)和快速制模技術(shù)，以快速制造成塑料注塑模，縮短新產(chǎn)

17、品試制周期。這些是未來5～20年注塑模具生產(chǎn)技術(shù)的總體發(fā)展趨勢，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1）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。 2）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軟件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。 3）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

18、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(jià)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。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。 4）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。 5）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

19、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)件的規(guī)格品種。 6）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。  2 殼體工藝性分析 2.1 材料性能 圖2.1所示為殼體二維圖，圖2.2所示為殼體立體圖,材料為ABS，外觀黑色，精度等級一般（5級精度）。ABS為熱塑性塑料，密度1.02～1.05g/cm3，抗拉強(qiáng)度30～50MPa，抗彎強(qiáng)度41～79MPa，拉伸彈性模量1

20、587～2277MPa，彎曲彈性模量1380～2690MPa，收縮率0.3%～0.8%[2]。該材料綜合性能好，沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并具有良好的耐寒性。是目前產(chǎn)量最大、運(yùn)用最廣泛的一種塑料。 圖2.1 殼體二維圖 圖2.2 殼體立體圖 2.2 成型特性和條件 其吸濕性強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥（80～90℃下至少干燥2小時(shí)），使其含水量小于0.3%。對于要求表面光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)該進(jìn)行長時(shí)間預(yù)熱（80～90℃下至少干燥3小時(shí)）。 塑料加熱溫度對塑料的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度>270℃）,一般料筒溫度為180

21、～260℃，建議溫度245℃ 成型時(shí)宜采用較高的加熱溫度（對精度較高的塑件，模溫宜取50-60℃，對高光澤耐熱塑件，模溫宜取60-80℃）和較高的注射壓力（柱塞式注射機(jī)：料溫180～230℃，注射壓力100～140MPa；螺桿式注射機(jī)：溫度160～220，注射壓力70～100MPa）[3]。 2.3 結(jié)構(gòu)工藝性 零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚1mm，借Moldflow軟件分析可知注塑成型時(shí)不會發(fā)生填充不足現(xiàn)象。塑件為殼體類制件, 外表面質(zhì)地一般,制件內(nèi)表面有有4個(gè)通孔，側(cè)面開了2個(gè)倒扣，總體尺寸較大，長200mm，寬140mm，高32.5mm。該制件雖較大，但結(jié)構(gòu)相對簡單

22、，故采用二板單分型結(jié)構(gòu)，制造精度要求一般。 2.4 零件體積及質(zhì)量估算 借助于proe5.0軟件，直接測量出單個(gè)塑件的體V=111380mm3=111.38cm3，質(zhì)量M=115.8g。澆注系統(tǒng)凝料按一個(gè)塑件體積的15%進(jìn)行估算，則凝料體積V凝=111.38×15%=1.67cm3。 兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積V總=224.5cm3，總質(zhì)量M總=233.84g。 2.5 殼體注塑工藝參數(shù)的確定 查《實(shí)用模具技術(shù)手冊》表12-10，確定ABS塑料的注射工藝參數(shù)如下[4]: 注射機(jī)類型：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min 噴嘴形式：直通式 噴嘴溫度：180～190

23、℃ 料桶前端溫度：200～210 ℃ 料桶中段溫度：210～230 ℃ 料桶后段溫度：180～200 ℃ 模具溫度：50～70 ℃ 注射壓力：70～90MPa 保壓力：50～70MPa 注射時(shí)間：3～5s 保壓時(shí)間：15～30s 冷卻時(shí)間：15～30s 成型周期：40～70s 以上參數(shù)在試模時(shí)可以做適當(dāng)調(diào)整。 2.6 初選注射機(jī)的型號和規(guī)格 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開合模速度、空循環(huán)時(shí)間等。這些參數(shù)是設(shè)計(jì)、制造、購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)： (1)公稱注塑量　指在對空注射的情況下，注射螺桿或

24、柱塞做一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反映了注塑機(jī)的加工能力。 (2)注射壓力　　為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時(shí)的流動阻力，螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率　　為了使熔料及時(shí)充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。 這里從實(shí)際注射量在額定注射量的20%～80%之間考慮，初選額定注射量在以上的臥式注射機(jī)SZ-500/2000注射機(jī)[5]。該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見表2.1。 表2.1 SZ-500/2000注射機(jī)技術(shù)規(guī)范 注 射 裝 置 螺

25、桿直徑/mm 55 螺桿轉(zhuǎn)速/（r·） 0～180 理論注射容量/cm3 500 額定注射壓力/MPa 150 注射速率/（g·） 173 塑化能力/（g·） 30.5 鎖 模 裝 置 鎖模力/KN 2000 拉桿間距(H×V)/（×） 570×570 移模行程/ 500 模具小厚度/ 280 模具最大厚度/ 500 模具定位孔直徑/mm Ф160/mm 噴嘴口直徑/ 5 噴嘴球半徑/ SR18 頂出行程/ 450 頂出力/KN 120  3 殼體注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 分型面的選擇 模具上用以取出塑料制品

26、和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的解除表面，稱為分型面，也可稱為分模面。選擇分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大位置處，以便于順利脫模，同時(shí)還應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素[6]： 1)分型面選擇應(yīng)便于塑料制件脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)，為此，選擇分型面應(yīng)盡可能使塑料制件開模時(shí)留在動模。 2）分型面應(yīng)選擇在不影響塑件外觀質(zhì)量的部位，使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和休整。 3）分型面選擇應(yīng)有利于排氣，為此應(yīng)盡可能使其分型面與流料末端重合。 4）分型面選擇應(yīng)有利于零件的加工。 5）分型面的選擇應(yīng)考慮注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)。注塑成型時(shí)所需要的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量選擇塑件在垂

27、直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。 根據(jù)上述原則，殼體注塑模具的分型面形狀及位置如圖3.1所示 圖3.1 殼體注塑模具分型面形狀及位置 3.2 確定模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定 模具的基本結(jié)構(gòu)有兩種：單分型面注塑模和雙分型面注塑模。 1）單分型面注塑模 是注塑模中最簡單、應(yīng)用最普及的一種模具，它以分型面為界將整個(gè)模具分為動模和定模兩部分。一部分型腔在動模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道開設(shè)在分型面上。開模后，制品和流道留在動模，制品和澆注系統(tǒng)凝料從同一分型面內(nèi)取出，動模部分設(shè)有推出系統(tǒng)，開模后將制品推離模具。 2)雙分型面注塑模 它從不同的分型面分別取出流道內(nèi)的凝料

28、和塑件，又稱三板式注塑模具。與單分型面注塑模相比，三板式注塑模具增加了一個(gè)可移動的中間板（又名澆口板）。中間板適用于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開模時(shí)由于定距拉桿的限制，中間板作定距離的分開，以便取出這兩塊板之間流道內(nèi)的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件脫出。 雙分型面注塑模與單分型面注塑模的最大區(qū)別就是，雙分型面注塑模在生產(chǎn)過程中澆注系統(tǒng)凝料和制品會自動切斷分離，便于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，而單分型面的澆注系統(tǒng)凝料通常要人工切除，大大降低了生產(chǎn)效率。 本課題殼體為大批大量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)較為簡單，要求制品精度一般，故而我選擇單分型面注塑模。 3.3 確定型腔的數(shù)量和布局 模具型腔的數(shù)量

29、通常是客戶或產(chǎn)品工程部根據(jù)產(chǎn)品的批量，但因?yàn)楸局破愤m用于高校學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，故而型腔數(shù)量按注塑機(jī)，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及顏色的來確定的，型腔數(shù)量越多，制品的精度越低，經(jīng)濟(jì)性越差，成型工藝越復(fù)雜，并且保養(yǎng)和維修越困難，故障發(fā)生率越高。確定型腔數(shù)量的方法有：根據(jù)鎖緊力確定，根據(jù)最大注塑量確定，根據(jù)塑件精度和經(jīng)濟(jì)性確定，本零件主要從精度考慮，該零件尺寸中等，為大批大量生產(chǎn)，因此采用一模二腔，即一次注射成型二個(gè)塑料制件，布置方案如下圖3.2。 圖3.2 型腔的布局 3.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并將注射壓

30、力充分傳遞到模腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制件。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。 3.4.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始，到飛流到為止的塑料熔體的流動通道。其直徑直接影響到塑料熔體的流動速度和填充時(shí)間，直徑過大，澆道容積增大，凝料多，增加了冷卻時(shí)間，且易產(chǎn)生渦流或紊流，制件出現(xiàn)氣孔。直徑過小，則熱量與壓力損失大，成型困難。 主流道的設(shè)計(jì)原則是：在保證塑料制件成型良好的前提下，盡量縮短主流道的長度，以使凝料少，壓力和熱量損失小。一般長度不大于60mm，主流道大端呈圓角過渡，以減小料流轉(zhuǎn)向阻力。和

31、注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，具有一頂?shù)腻F度，以便熔體的流動和開模時(shí)主流到凝料的順利拔除。 主流道尺寸 （1）主流道的小端直徑 D =注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5～1） =5+（0.5～1），取D=5.5mm 。 （2）主流道的球面半徑 SR =注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2） =18+（1～2），取SR=20mm 。 （3）球面的配合高度 h =3mm～5mm,取h=5mm （4）流道長度 L1 =65mm （5）主流道大端直徑

32、 D2 =D+2L=7.85 （半錐角 ） 澆口套總長 L0 =70mm 3.4.2 分流道截面設(shè)計(jì)及布局 分流道是連接主流道與澆口的熔體涌道，分流道起著分流和轉(zhuǎn)向的作用。 分流道設(shè)計(jì)要求：一是使流道盡快充滿型腔，在流道內(nèi)的壓力損失和熱量損失??；二是將塑料熔體均衡的分配到各個(gè)型腔；三是回料量小。 常用的流道截面形狀有圓形、梯形、U行和六邊形等，在設(shè)計(jì)中，要減少流道內(nèi)的壓力損失，就希望流道截面積大，要減少散熱損失，又希望面積小，故可用流到的截面積與表面積之比來表示流道的效率，其比值越大，效率越高，各種流道截面積的效率見表3.2。 表3.2 各種流道

33、截面的效率 從上表中可以看出，截面為圓形和正方形的分流道截面效率最大，應(yīng)用效果應(yīng)是最好的。但是圓形和正方形分流道工藝性較差。圓形分流道要求開設(shè)在分型面兩側(cè)，對稱分布加工難度大。正方形分流道脫出分流道凝料的阻力大，若去斜度，實(shí)質(zhì)上久變?yōu)榱颂菪畏至鞯?，從?yīng)用觀點(diǎn)看，梯形分流道和U形分流道是最佳選擇。 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點(diǎn)。 因

34、為圓形流道界面形狀的效率最高，故流道截面形狀選為圓形。由其圖2.2—12 確定流道圓形界面直徑為6mm[1]。 3.4.3 澆口設(shè)計(jì)及位置選擇 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的最后部分，其作用是使塑料以較快速度進(jìn)入并充滿型腔，它能很快冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還沒冷卻的熔體倒流。由于充電器外殼表面刻有精美圖案，表面成型質(zhì)量要求較高，不能有澆口痕跡，且選用的是雙分型面注塑模具，故選用點(diǎn)澆口比較合理，點(diǎn)澆口是典型的小截面澆口，有如下優(yōu)點(diǎn)： 對澆口的位置限制較小，可以比較自由的選擇進(jìn)料部位。 有利于薄壁，長流程和表面帶精細(xì)花紋圖案的塑料件成型。 降低塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力，特別是

35、澆口附近。 容易從塑件上自行截開，易實(shí)現(xiàn)脫模時(shí)塑件的自動墜落，并且看不出澆口痕跡。 多型腔模具中，容易實(shí)現(xiàn)各型腔均衡進(jìn)料。 澆口位置選擇應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： ? 澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。 ? 澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。 ? 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有

36、利于補(bǔ)縮，可避免縮孔凹痕產(chǎn)生。 ④ 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會很多。流程不長時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生。 ⑤ 澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。 結(jié)合上述幾個(gè)原則以及制品尺

37、寸，為了保證產(chǎn)品外觀表面質(zhì)量，我選擇潛伏式澆口進(jìn)料。 查《塑料模具設(shè)計(jì)手冊軟件版》關(guān)于為ABS推薦的潛伏式澆口尺寸如圖3.3。 圖3.3 潛伏式澆口 3.4.4 冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是去除料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。在充電器外殼注塑模具設(shè)計(jì)中，采用底部帶有拉料桿的冷料穴，這類冷料穴的底部由一個(gè)拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝在面板上，因此它不

38、能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動。利用球頭形的拉料桿配合冷料穴。專用于推件板脫模機(jī)構(gòu)中。塑料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿的球形頭上，拉料桿固定在面板上，開模時(shí)將主流道凝料拉出定模，然后靠推板頂出塑 料制件時(shí)，強(qiáng)行將其從拉料桿上刮下脫模。 圖3.4 冷料穴 冷料穴長度通常是流道直徑d的1.5～2倍 。本設(shè)計(jì)是用鉤形拉料桿的冷料穴 ，所以 d=6mm 取為4mm 取為5mm。 3.4.5 澆口套的設(shè)計(jì) 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成拆卸更換的襯套，簡稱澆口套。澆口套的作用：? 使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注

39、塑機(jī)上很好的定位并與注塑機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被推出模具。? 作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通的到達(dá)型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便。 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求比較嚴(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T8、T10等， 熱處理硬度為50HRC～55HRC,澆口套如圖3.5。 圖3.5 澆口套 由于該模具主流道比較長，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式，依據(jù)GBT 4169.18-2006選擇

40、定位圈 定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖3.6所示；定位圈和襯套的固定形式如圖3.7所示。 圖3.6 定位圈結(jié)構(gòu)尺寸 圖3.7 1-內(nèi)六角螺紋； 2-定位圈；3-定模座板；4-主流道襯 3.5 注塑模成型零部件設(shè)計(jì) 3.5.1 型腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔是指模具閉合時(shí)用來填充塑料成型制件的空間，按型腔的結(jié)構(gòu)不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四個(gè)結(jié)構(gòu)形式。為提高模具剛度、強(qiáng)度，型腔和型芯均采用整體式結(jié)構(gòu)。 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生

41、摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 3.5.2 成型零件工作尺寸計(jì)算 成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾個(gè)形狀的尺寸稱為工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑

42、向尺寸。型腔尺寸屬于包容尺寸，當(dāng)型腔與塑料熔體或制品制件產(chǎn)生摩擦磨損后，該類尺寸具有增大的趨勢。型芯尺寸屬于被包容尺寸，當(dāng)凸模與塑料熔體或制品制件之間產(chǎn)生摩擦磨損后，該類尺寸具有縮小的趨勢。中心距尺寸一般指成型零件上某些對稱結(jié)構(gòu)制件的距離，如孔間距、型芯間距、凹槽間距和凸塊間距等，這類尺寸通常不受摩擦磨損的影響，因此可視為不變的尺寸。 對于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在計(jì)算之前，有必要對他們的標(biāo)注形式及偏差分布做如下規(guī)定。 ?制品的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值，與制品外形尺寸相對應(yīng)的型腔尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值。 ?制品

43、的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相對應(yīng)的型芯尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值。 ?制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。 目前，成型零件的工作尺寸主要用兩種方法計(jì)算，一種稱為平均值法，另一種稱為公差帶法。對平均收縮率較小的塑件一般采用平均值法。ABS材料的收縮率在0.3%～0.8%，其平均收縮率。塑件尺寸公差按SJ1372--78標(biāo)準(zhǔn)中的5級精度成型。 1>圓柱型芯 塑件尺寸差源參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》的塑件尺寸公差表3.1 得： == （3.1） == （3.2） 式中 SC——塑

44、料的平均收縮率，ABS為0.5%； ——塑件外徑尺寸； ——修正系數(shù)[1]； ——塑件尺寸公差，見上塑料尺寸公差值； ——模具制造誤差，其他誤差忽略，當(dāng)尺寸小于50mm時(shí)，；當(dāng)塑件尺寸大于50mm 時(shí)，。 其余型芯的工作部分的公差如下表 類 塑件尺寸 制品公差△ 計(jì)算公式 工作尺寸 型 芯 0.44 0.74 0.5 0.5 2>型腔部分 塑件尺寸差源參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》的塑件尺寸公差表3.1 使用公式： （

45、3.3） 符號意思同上 型腔的工作部分的公差如下表 類 塑件尺寸 制品公差△ 計(jì)算公式 工作尺寸 型 腔 1.14 0.5 0.74 3>中心距部分 心距類尺寸 0.56 0.56 3.6模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 3.6.1 模仁尺寸計(jì)算 《設(shè)計(jì)參數(shù)參見Pro/ENGINEER中文野火版塑料模具設(shè)計(jì)專家實(shí)例精講》 如圖3.8 模仁尺寸圖： 3.8 模仁尺寸圖 所以H1=50mm ，H2=45mm，W1=40mm，L1=40mm。 當(dāng)模具是多型腔設(shè)計(jì)時(shí)，型腔間的邊界距離在25mm～35mm之間。所以本

46、模具型腔的邊界距離選在30mm。最終前模模仁尺寸確定為280X390X50 后模模仁尺寸確定為280X390X45。 3.6.2 模架選擇 依據(jù)前后模仁的尺寸，使用燕秀工具箱的模架命令選取龍記模架CI-4555-A90-B120-C120 其模架如右圖3.9 模架主要零部件參數(shù)如下： 1）定模座板（550mm x 550mm、厚為35mm） 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定 圖3.9 模架 的板，材料為45鋼。通過6個(gè)M16的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過2個(gè)M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H8/f8配合[7]。 2）定模板

47、（450mm x 550mm，厚70mm） 用于固定型芯、導(dǎo)套。固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠強(qiáng)度，一般用45號鋼，調(diào)質(zhì)到230HB～270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，另外一段采用H7/f7配合；定模板與澆口套采用H7/m6配合[7]。 3）動模座板（550mm x550mm、厚為35mm） 材料為45鋼，其上的注射機(jī)頂孔為直徑40 mm。 4）動模板（450mm x 550mm，厚100mm） 一般用45號鋼，調(diào)質(zhì)到230HB～270HB，其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔為H7/k6配合[7]。 5）墊塊(78mm x 550mm 高120mm) （1）主要作用 在動模座

48、板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 （2）結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 （3）墊塊材料 墊塊材料為Q235A，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。該套模具采用Q235A制造。 （4）墊塊的高度h校核。 （3.4） 符合要求。 式中 ——推板厚度，為25mm； ——推桿固定板厚度，為30mm； ——推出行程，為29.5mm； ——推出行程余量，一般為3mm～6mm，取3mm； 6）推板（290mm x 550m

49、m，厚度25mm） 材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)孔與推板導(dǎo)柱采用H7/k6配合。用4個(gè)M12的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。 7）推桿固定板（290mm x 550mm，厚度30mm） 鋼材為45鋼。 3.7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，但更多的是安裝在動模一側(cè)，因?yàn)樽鳛槌尚瘟慵闹餍托疽话愣及惭b在動模一側(cè)。導(dǎo)柱與主型芯安裝在同一側(cè)，在合模時(shí)可以起保護(hù)作用。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是保證動、定模能夠?qū)?zhǔn)，使動模和定模上的成形表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)備的腔體。

50、從而保證塑料件形狀、壁厚和尺寸。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)出了其導(dǎo)向和定位的作用外，還可以增加承受側(cè)壓力的能力，保證模具運(yùn)動平穩(wěn)。 采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架本身帶有導(dǎo)向裝置，按模架規(guī)格選取即可。 3.7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 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分，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的精度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 2）該導(dǎo)套采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對稱布置。 3）導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。 4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽，在導(dǎo)柱孔口倒角。 5）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

51、腔，導(dǎo)致模具損壞。 6）動定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。 依據(jù)國標(biāo)GB4169.5-84結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架選取即可，詳細(xì)數(shù)據(jù)見模具工程圖。 3.7.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 1）采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，如圖3.10所示。 2）導(dǎo)柱長度必須比凸模端面高度高出6mm～8mm。 3）為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。 4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。 5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f7或H8/f7間隙配合[7]。 6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為0.2um。 7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面、不

52、易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火、硬度為50HRC以上。 圖3.10 導(dǎo)柱 3.7.3 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，以保證模具運(yùn)動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種：直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。 1）采用帶頭導(dǎo)套，如圖3.11所示。 2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 3）導(dǎo)套孔的的滑動部分按H8/f7 ，H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4um。導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合

53、；另外一端采用H7/e7配合鑲?cè)肽０濉?）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具中采用T8A。 圖3.11 導(dǎo)套 依據(jù)國標(biāo)GB4169.3-84結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架選取即可，詳細(xì)數(shù)據(jù)見模具工程圖 3.8 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.8.1 外斜頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖3.12 外斜頂 D=4.2mm 由模架結(jié)構(gòu)知H=60mm 取W=10mm (3.5) 取N=8 其余參數(shù)詳見斜頂工程圖 3.8.2 推桿頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）脫模力計(jì)算 脫模力是指將塑件從

54、包緊的型芯上脫出所需克服的阻力F=AP(ucosa-sina)=5045.6X107X(0.2Xcos2-sin2)X10-6=50.45KN F—脫模力 A—塑件包裹型芯的面積。由proe5.0查得A=5045.6mm2 P—塑件對型芯單位面積包緊力。 一般為0.8X107～1.2X107N之間 U—塑件對鋼的摩擦系數(shù).u取0.2[1] a—脫模斜度 2）推桿設(shè)計(jì) 該套模具的塑件采用推桿推出，推桿的形式為圓形。一個(gè)型腔的推桿數(shù)為6根。 該套模具的塑件采用推桿推出，推桿的形式為圓形。 推桿設(shè)計(jì)原則 1）推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方。 2）推桿應(yīng)布置均勻。 3）推桿應(yīng)設(shè)在

55、塑件強(qiáng)度、剛度較大的地方。 4）推桿直接與模板上的推桿空采用H8/f8間隙配合。 5）通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔地面平齊或高出型腔底面0.05mm～0.10mm。 6）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，不因各板上的推桿孔加工誤差引起軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。 7）推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度為 u=0.8um。 推桿直徑計(jì)算公式 式中 d—推桿直徑（mm） K—安全系數(shù)。通常去K=1.5～2 l—推桿長度。依據(jù)模架與模具相關(guān)尺寸的l=150 Q—

56、脫模力（N） n—推桿根數(shù) E—推桿材料的彈性模量（MPa）。查表的E=210000MPa 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)的d=8.02mm 查GBT 4169.1-2006 的d取10mm 校核公式。 帶入數(shù)據(jù)的 小于T8鋼的許用應(yīng)力1886MPa。 3.9 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模板分型面上設(shè)置0.1mm深的排氣槽用于排氣，而且在成型殼體內(nèi)腔的型芯上設(shè)置了12根推桿，排氣條件足夠。 3.10 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在塑料注射成型過程中，注入模腔中熔體的溫度一般在200～300℃之間，當(dāng)制品從模具中取出時(shí)，溫度一般在60℃左右，熔體釋放出來的熱量都傳給了模具，為了保證模具正常工作，就必須對模具進(jìn)行冷卻

57、，主要是用冷卻水管進(jìn)行冷卻。在殼體注塑模具設(shè)計(jì)中，采用直徑為8mm的冷卻水管對模具進(jìn)行冷卻。 冷卻水管設(shè)計(jì)要點(diǎn)： ? 在允許的條件下，冷卻水道距不型腔壁不宜太遠(yuǎn)，也不宜太近，一面影響冷卻效果和模具的強(qiáng)度，通常在12～20mm范圍內(nèi)。 ? 型腔、型芯或應(yīng)分別冷卻，并應(yīng)保證其冷卻平衡。 ? 水管連接處必須加密封圈密封，防止漏水。 ④ 冷卻水道不應(yīng)闖過設(shè)有鑲塊或其接縫部位，以防漏水。 ⑤ 澆口部位是模具上最熱的部位，應(yīng)加強(qiáng)冷卻，一般將冷卻水的入口設(shè)在澆口處。 詳細(xì)數(shù)據(jù)見工程圖。  4注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 4.1型腔數(shù)量的校核 型腔數(shù)量的校核 （1）由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔

58、數(shù)量 (4.1) 6.22>1 符合要求 式中 K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，非結(jié)晶型塑料一般取0.8； M——注射機(jī)的額定塑化量，改注射機(jī)為19g/s； t——成型周期，因塑件還比較大，壁厚，取60s; ——兩塑件的質(zhì)量，由proe5.0的質(zhì)量屬性查的115.8X2g; ——澆注系統(tǒng)的質(zhì)量。由proe5.0的質(zhì)量屬性查的23g ; （2）按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 (4.2)

59、 符合要求。 式中 —注射機(jī)允許的最大注射量。 其他符號意義與取值同前。 （3）按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 鎖模力校核公式：F>KAPm (4.3) 式中： F—注射機(jī)的額定鎖模力； A—制品和流到在分型面上的投影面積之和(單位是立方厘米)； Pm—型腔的平均計(jì)算壓力（MPa）； K—是安全系數(shù)，通常取1.1～1.2 塑料熔體對型腔的成型壓力是35MPa 則KAPm=1.2X2.3903X3

60、5X2=334.6KN 符合要求。 4.2注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 （1）注射量的校核 注射量以容積表示最大注射容積為： Vmax=0.85X335=287.5cm3 最少注射容積： Vmin=0.25XV=0.25X335=83.75cm3 而V`=111.38X2=222.76 符合要求。 （2）鎖模力的校核 前面計(jì)算過，符合要求。 （3）最大注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力 Pmax=145Mpa 應(yīng)該大于注射成型

61、所需調(diào)用的注射壓力的 即 (4.4) 式中； 為70—90MPa； 代入數(shù)據(jù)計(jì)算，符合要求。 （4）安裝尺寸的校核 最大與最小模具厚度 模具厚度H應(yīng)滿足 式中Hmin=280 Hmax=500 該套模具厚度H=70+100+120+35+35=360mm。 很明顯，選擇該注射機(jī)滿足模具設(shè)計(jì)的要求。 （5）開模行程校核 (4.5) —注射機(jī)動模板的

62、開模行程，取500mm。 —出行程取29.5mm； —包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度； 交口套長度為70mm進(jìn)行校核 則H2=70+5～10= 75～80 代值計(jì)算發(fā)現(xiàn)開模行程能滿足。  5模具的工作原理及安裝、調(diào)試 5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求 塑料模具種類較多，結(jié)構(gòu)差異很大，裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，裝配環(huán)節(jié)多，工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié)構(gòu)較為簡單。無論哪種類型的模具，為保證成形制品的質(zhì)量，都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求。 1）模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于0.05mm;在模具適當(dāng)?shù)钠胶馕恢脩?yīng)裝有吊

63、環(huán)或起吊孔;模具的外形尺寸、閉合高度、安裝固定及定位尺寸、推出方式、開模行程等均應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求，并與所使用的設(shè)備條件相匹配，模具應(yīng)有標(biāo)記，各模板應(yīng)打印順序編號及加工與裝配時(shí)使用的基準(zhǔn)標(biāo)記。 2）導(dǎo)向或定位精度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，動、定模開合運(yùn)動平穩(wěn)，導(dǎo)向準(zhǔn)確，無卡阻、咬死或刮傷現(xiàn)象，安裝精定位元件的模具時(shí)，應(yīng)保證定位精度、可靠，且不得與導(dǎo)柱、導(dǎo)套發(fā)生干涉。 3）成型零件的形狀與尺寸精度及表面粗糙度應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖樣要求，表面不得有碰傷、劃痕、裂紋、銹蝕等缺陷；拋光方向應(yīng)與脫模方向一致，成形表面的文字、圖案與脫模方向一致；活動成形零件或鑲件應(yīng)定位可靠。配合間隙適當(dāng)，活動靈活，不產(chǎn)生溢料。 4）

64、澆注系統(tǒng)表面光滑，尺寸與表面粗糙度符合設(shè)計(jì)要求。 5）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動靈活，工作平穩(wěn)、可靠；推出元件不應(yīng)承受側(cè)向力；既不允許放生溢料，也不得有卡阻現(xiàn)象。 6）側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動靈活、平穩(wěn)；斜導(dǎo)柱不應(yīng)承受側(cè)向力；滑塊鎖挈應(yīng)固定可靠，工作時(shí)不得產(chǎn)生變形。 7）模具加熱元件應(yīng)安裝可靠、絕緣安全、無破損，能達(dá)到設(shè)定溫度要求；模具冷卻水道應(yīng)通暢，無堵塞，連接部位密封可靠。 5.2 塑料模具裝配過程 塑料模的總裝過程因模具結(jié)構(gòu)的不同而不同,但其主要的總裝配順序不變,具體如下: 1）確定裝配基準(zhǔn)。 2）安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套和型芯、型腔并使間隙均勻。 3）安裝側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)等。 4）其他零

65、件的裝配。 5）檢驗(yàn)、試模。 下面以裝配圖上的編號為準(zhǔn)，裝配時(shí)以導(dǎo)柱、導(dǎo)套為基準(zhǔn)件，裝配過程如下。 5.2.1 裝配動模部分 推板放在動模固定板上，將推桿套裝在固定板上推桿孔內(nèi)并穿入型芯固定板的推桿孔內(nèi)，在套裝到推板導(dǎo)柱上，使推板和推桿固定板重合。在推桿固定板板螺孔內(nèi)涂紅丹粉，將螺釘孔復(fù)印到推板上。然后，取下推板固定板，在推板上鉆孔攻絲后，重新合攏并擰緊螺釘固定。裝配后，進(jìn)行滑動配合檢查，經(jīng)調(diào)整使其滑動靈活，無卡阻現(xiàn)象。最后，將卸料板拆下，把推板放到最大極限位置，檢查推桿在型芯固定板上平面露出的長度，將其修磨到與型芯固定板上平面平齊或低0.02mm。 5.2.2 裝配定模部分 總

66、裝配前澆口套、導(dǎo)套都已裝配結(jié)束并經(jīng)驗(yàn)合格。裝配時(shí)，將定模板套在導(dǎo) 柱上并與已裝澆口套的定模座板合攏，找正位置，用平行夾頭夾緊，以定模座板上的螺釘孔定位，對定模板鉆錐窩，然后拆開，在定模板上鉆孔、攻絲后重新合攏，用螺釘擰緊固定，最后鉆、鉸定位銷釘孔打入定位銷釘。 經(jīng)以上裝配后，要檢查定模板和澆口套的澆道錐孔是否對正，如果在接逢處有錯(cuò)位，需要進(jìn)行鉸削修整，使其光滑一致。 5.3 塑料模具工作過程 模具裝配試模完畢之后,模具進(jìn)入正式工作狀態(tài),其基本工作過程如下. 1）對塑料ABS進(jìn)行烘干,并裝入料斗. 2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。 3）合模、鎖緊模具。 4）對塑料進(jìn)行預(yù)塑化，注射裝置準(zhǔn)備注射。 5）注射過程包括充模、保壓、倒流、澆口凍結(jié)后的冷卻和脫模。 6）脫模過程。見裝配圖5.1。 圖5.1 模具裝配圖 開模時(shí)，開合模系統(tǒng)帶動動模部分后移，斜導(dǎo)柱逼使側(cè)抽芯滑塊隨著動模的移動側(cè)向抽芯，當(dāng)斜導(dǎo)柱脫離動模部分時(shí)，固定在動模部分的彈簧波子剛好頂住滑塊，固定防止斜滑塊與動模部分分離或者下滑，使之順利的留在動模恰當(dāng)?shù)奈恢?，有利于順利合模與復(fù)位；