江 陰 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)課 題： 長(zhǎng)方形掛鉤注塑模具設(shè)計(jì)專 題：專 業(yè)： 模 具 設(shè) 計(jì) 與 制 造學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時(shí) 間： 2014 年 12 月 27 日第 II 頁(yè) 共 32 頁(yè)摘 要塑料在工業(yè)快速發(fā)展，提出了質(zhì)量好，加工精度高，開(kāi)發(fā)周期短等注塑模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的要求越來(lái)越高，能夠適應(yīng)這種需求已成為模具制造企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。模具技術(shù)是一個(gè)綜合性的機(jī)械工程，計(jì)算機(jī)應(yīng)用，自動(dòng)控制學(xué)科整合，數(shù)控技術(shù)等學(xué)科作為一個(gè)整體。在本文中，根據(jù)長(zhǎng)方形掛鉤注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，包括零部件設(shè)計(jì)成型，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。根據(jù)分析情況，設(shè)計(jì)了一套塑料注射模具，并對(duì)模具以及主要零件進(jìn)行了 CAD 繪圖。關(guān)鍵字：注射模具，澆注系統(tǒng)，脫模機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)第 III 頁(yè) 共 32 頁(yè)AbstractThe rapid development of plastics industry presented good quality, high precision, short development cycle, such as injection mold design and production requirements are high, able to adapt to this demand has become a key factor in the development of mold manufacturing enterprises. Mold Technology is a comprehensive mechanical engineering, computer application, automatic control subjects integration, digital technology and other disciplines as a whole.In this paper, based on the rectangular hook reasonable injection mold design, component design, including molding, casting system design, design ejection mechanism, the cooling system design. According to the analysis, the design of a set of plastic injection mold, and the mold and the main parts of the CAD drawing.Key Words: Ejection mechanism of injection mould,,Gating system, Cooling system第 IV 頁(yè) 共 32 頁(yè)目錄摘 要 .IIAbstractIII1 引言11.1 國(guó)內(nèi)國(guó)外模具技術(shù)發(fā)展的研究現(xiàn)狀.11.1.1 國(guó)外模具技術(shù)發(fā)展及目前水平.11.1.2 國(guó)外模具技術(shù)發(fā)展及目前水平.21.2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[2] 31.3 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟[3～5] 41.3.1 塑件的工藝性分析.41.3.2 矩形塑料掛鉤材料的選擇.41.3.3 繪制模具裝配草圖.41.3.4 對(duì)零件進(jìn)行造型設(shè)計(jì)并繪制工程圖.51.4 課程任務(wù)要求.62 方案分析與設(shè)計(jì)63 塑料長(zhǎng)方形掛鉤注射模的詳細(xì)設(shè)計(jì)73.1 塑料注射成型機(jī)的選擇.73.1.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介.73.1.2 注塑機(jī)基本參數(shù).73.1.3 注射成型機(jī)的計(jì)算[6] 83.2 注射模具分型面的選擇.103.2.1 分型面的基本形式[7] 103.2.2 分型面選擇的原則.103.2.3 塑件分型面的選擇.103.3 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[8～10] 113.3.1 注射模具澆注系統(tǒng)的組成.113.3.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì).113.3.3 注射模具澆口的設(shè)計(jì).13第 V 頁(yè) 共 32 頁(yè)3.3.4 注射模具分流道的設(shè)計(jì).153.3.5 冷料穴的設(shè)計(jì).153.4 注射模具成型零件和模體的設(shè)計(jì).153.4.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[11] 153.4.2 注射模具成型零件的尺寸確定.163.5 注射模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).183.5.1 注射模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)概述.183.5.2 注射模具的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[12] 183.6 注射模具的頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).203.7 注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).213.7.1 溫度對(duì)塑件的影響[14] 213.7.2 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì).223.7.3 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì).223.8 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).22結(jié)束語(yǔ)24參 考 文 獻(xiàn)25致 謝26第 1 頁(yè) 共 32 頁(yè)1 引言模具是工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的重要標(biāo)志水平的措施。多品種的模具產(chǎn)品，主要集中在沖壓模具，塑料模具和壓鑄模具的基礎(chǔ)。在中國(guó)的模具工業(yè)產(chǎn)值，占沖壓模具，塑料模具，33％，6％，壓鑄模具的50％，其他類型的模具占11％。表面模具產(chǎn)品的應(yīng)用非常廣泛，汽車，摩托車零部件，電視機(jī)，電冰箱，洗衣機(jī)，空調(diào)，輪胎等工業(yè)產(chǎn)品和塑料制品都需要模具成型。模具產(chǎn)品具有高精度，高復(fù)雜性，高一致性，高生產(chǎn)率和低能量供應(yīng)，引起重視各界對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)。模具起著國(guó)民經(jīng)濟(jì)[1]重要的作用。1.1 國(guó)內(nèi)國(guó)外模具技術(shù)發(fā)展的研究現(xiàn)狀1.1.1 國(guó)外模具技術(shù)發(fā)展及目前水平模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的重要標(biāo)志水平的措施。西方國(guó)家為了適應(yīng)各種工業(yè)產(chǎn)品，更新快，競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)形勢(shì)，生產(chǎn)周期的加強(qiáng)短，精度高，壽命長(zhǎng)，模具產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)成本在過(guò)去十年的低，日本，美國(guó)和其他發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)外先進(jìn)的模具技術(shù)水平的代表一直是該國(guó)的快速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）在模具的設(shè)計(jì)和制造已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于的CAD / CAM / CAE技術(shù)。模具CAD/ CAM/ CAE技術(shù)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造，計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高模具設(shè)計(jì)，制造的標(biāo)準(zhǔn)和分析測(cè)試水平的水平。以縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量和精度，降低產(chǎn)品成本的目的。模具生產(chǎn)的一次革命。目前，國(guó)外已普遍采用的技術(shù)。中國(guó)目前有許多這種技術(shù)的企業(yè)應(yīng)用的，但在一般情況下，應(yīng)用表面不是很常見(jiàn)的。（2）快速原型（RPM）的技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。RPM是激光，光學(xué)掃描，先進(jìn)的新材料，計(jì)算機(jī)，該技術(shù)的高科技數(shù)控綜合應(yīng)用放棄制造業(yè)變革的傳統(tǒng)加工方法是一大突破。與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，這種技術(shù)的模制應(yīng)用具有周期短，成本低，精度高，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，是一類模具制造技術(shù)更顯著總體經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)已在汽車，航空航天，家電，船舶，醫(yī)療等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。國(guó)外大公司如通用汽車，福特汽車，法拉利，豐田，麥道公司等公司都在積極利用這一技術(shù)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。在中國(guó)，一些公司都集中在使用RPM技術(shù)模具設(shè)計(jì)與制造的模具產(chǎn)品，并收到了良好的效果。但是，大多數(shù)企業(yè)并沒(méi)有使用該技第 2 頁(yè) 共 32 頁(yè)術(shù)。（3）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度高。模具模具標(biāo)準(zhǔn)化包括產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，材料標(biāo)準(zhǔn)，加工標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的模具。應(yīng)用模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)化可以極大地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低產(chǎn)品成本。因此，高度的模具發(fā)達(dá)國(guó)家，一般約80％的標(biāo)準(zhǔn)化的，而模具業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化程度還比較低，一般在35％左右。（4）模具發(fā)展迅速敏捷制造系統(tǒng)。敏捷制造是受市場(chǎng)變化和客戶個(gè)性化的需求為導(dǎo)向，動(dòng)態(tài)變化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中不可預(yù)知的生存和謀求發(fā)展的能力;競(jìng)爭(zhēng)是一個(gè)新的操作系統(tǒng)，它不局限于一個(gè)企業(yè)，還可以通過(guò)虛擬企業(yè)組織生產(chǎn)，使企業(yè)可以重新設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)由激進(jìn)組織，整合新技術(shù)制造業(yè)，信息，管理等領(lǐng)域的新的營(yíng)銷策略實(shí)現(xiàn)敏捷制造。目前，先進(jìn)的模具敏捷制造的快速發(fā)展的國(guó)家。這也是中國(guó)的模具行業(yè)，近期的發(fā)展目標(biāo)。此外，高速銑削技術(shù)，超精加工及復(fù)合加工技術(shù)，熱流道技術(shù)在先進(jìn)國(guó)家得到了很好的應(yīng)用。這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了模具產(chǎn)品在這些國(guó)家的質(zhì)量，準(zhǔn)確性?？s短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。1.1.2 國(guó)外模具技術(shù)發(fā)展及目前水平近年來(lái)，中國(guó)的模具技術(shù)已取得的進(jìn)展顯著，有了很大的提高。大型，精密，復(fù)雜，高效，壽命的模具，并在一個(gè)新的臺(tái)階長(zhǎng)。大型，復(fù)雜模具在汽車覆蓋件模具為中國(guó)的主要汽車模具企業(yè)的代表，已能生產(chǎn)一些汽車覆蓋件模具，反映制造技術(shù)水平高，多工位級(jí)進(jìn)模的覆蓋面大大增加，從電機(jī)，電器鐵芯片模具，擴(kuò)展到接插件，電子槍零件，空調(diào)器散熱片等家電零件模具。塑料模具已能生產(chǎn)34英寸和48英寸的大屏幕背投電視電視塑殼模具，6.5公斤容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險(xiǎn)缸和整體儀表板等塑料模具的。塑料模具熱流道技術(shù)的成熟度，氣體輔助注塑技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。壓鑄件方面已能生產(chǎn)整個(gè)扶梯梯級(jí)壓鑄模以及汽車變速箱的汽車壓鑄模具，模具質(zhì)量后，模具壽命提高顯著，模具的交貨時(shí)間縮短。模具CAD/ CAM/ CAE技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并具有自主版權(quán)的模具CAD/ CAM/ CAE軟件的開(kāi)發(fā)。更廣泛地使用模具標(biāo)準(zhǔn)件品種已經(jīng)擴(kuò)大。高品質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有很大的進(jìn)步，但還不足以面對(duì)廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)鋼材模具鋼失敗，不是一個(gè)系列，各種精美的材料，產(chǎn)品，所以要解決。生產(chǎn)的模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)化有了很大的提高，但標(biāo)準(zhǔn)化第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè)程度總體仍然偏低，標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)規(guī)模并不大，物種尚待開(kāi)發(fā)，質(zhì)量有待提高，模具修復(fù)技術(shù)也有所提升，除了電刷外模修復(fù)，以及各種脈沖焊機(jī)，修復(fù)更好的引進(jìn)和開(kāi)發(fā)。1.2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[2]當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多，更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該與這些要求相適應(yīng)。1.2.1 在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/ CAM/ CAE技術(shù)的一個(gè)飛躍模具技術(shù)的發(fā)展，整體P CAD/ CAM/ CAE技術(shù)的條件已基本成熟。由于模具CAD/ CAM技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)，模具CAD/ CAM技術(shù)的硬件和軟件的價(jià)格已經(jīng)降低的范圍內(nèi)，中小企業(yè)普遍接受。1.2.2快速原型制造（RPM ）及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展會(huì)更好快速原型技術(shù)是基于形成一個(gè)想法新穎離散/堆積，根據(jù)該部件的 CAD模型快速自動(dòng)化復(fù)雜的三維固體（模型）和制造。約1/4的PRM技術(shù)可用于直接或間接地，模具制造，從概念來(lái)設(shè)計(jì)制造的模具，僅需要對(duì)常規(guī)的加工方法的1/3 和成本的時(shí)間。1.2.3高速銑將得到更廣泛的使用國(guó)外高速銑削主軸高達(dá)40kr/分鐘?600kr/ min的速度，快速進(jìn)給速度可以達(dá)到30?80米/分鐘，高達(dá)2.5克加速度，時(shí)間的刀可提高到 1?2秒。極大地改善表面粗糙度Ra≤ lμm，采用高速銑削能縮短模具制造周期，降低產(chǎn)品成本的處理效率和可用性。1.2.4模具的高速掃描和數(shù)字化系統(tǒng)將得到更好的利用高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)，它提供了從模型或?qū)嵨?，以所需要的模型，大大降低了模具的制造周期的發(fā)展的許多功能的期望的掃描過(guò)程中，以及一些快速掃描系統(tǒng)可以快速安裝在現(xiàn)有的數(shù)控銑床和加工中心。達(dá)3米/ 分的高速掃描儀的掃描速度。1.2.5超精加工及復(fù)合加工將得到發(fā)展隨著精度和模具的大型，超精密加工技術(shù)，在lμm和收藏家，化學(xué)，超聲波，激光技術(shù)集成與復(fù)合加工方向發(fā)展將得到發(fā)展。兩種或兩種以上的復(fù)合加工技術(shù)在模具制造在未來(lái)雙方的技術(shù)特點(diǎn)也有廣闊的前景。1.2.6熱流道技術(shù)將被推廣第 4 頁(yè) 共 32 頁(yè)由于模具熱流道技術(shù)的結(jié)果可以提高生產(chǎn)率和質(zhì)量的部分，各部分可大幅節(jié)省原材料和能源節(jié)約。國(guó)外熱流道技術(shù)發(fā)展迅速，塑料模具不得不花一半的熱流道技術(shù)，有的廠甚至超過(guò)80％，近年來(lái)已開(kāi)始推廣使用國(guó)產(chǎn)，但總體還沒(méi)有達(dá)到10％。1.2.7模具將繼續(xù)加大標(biāo)準(zhǔn)化程度模具是提高標(biāo)準(zhǔn)化程度，用我們的模具標(biāo)準(zhǔn)件覆蓋率估計(jì)已達(dá)到35％。發(fā)達(dá)國(guó)家一般在80％，為了適應(yīng)模具行業(yè)的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化必然會(huì)加強(qiáng)模具，模具將進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)化程度，模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)和銷售也將問(wèn)世。1.3 塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟[3～5]1.3.1 塑件的工藝性分析流程分析 1.3.1 塑料件（1）本文是一個(gè)長(zhǎng)方形的塑料注塑模具設(shè)計(jì)掛鉤。首先觀察塑料矩形掛鉤和映射，大尺寸的估計(jì)，沒(méi)有特殊的要求，采取 IT7 級(jí)精度檢查尺寸公差。（2）塑料結(jié)構(gòu)分析處理：（A）非核心及其它塑料件，塑料件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，良好的成型性能;（B）外的塑料部分，一怒之下打字容易釋放;（C）的從塑料結(jié)構(gòu)，設(shè)置了一個(gè)副表面。（3）在光滑的塑料表面要求無(wú)裂紋，由 Ra3.2 要求沒(méi)有明確的粗糙度。1.3.2 矩形塑料掛鉤材料的選擇在 0.83 的范圍內(nèi)的塑料材料，以 2.2 的相對(duì)密度，在許多材料，比木材相當(dāng)?shù)拿芏葍H略高。并且在各種材料，塑料材料具有最高的強(qiáng)度，比特鋁合金甚至更高。塑料還具有良好的絕緣，防震，隔熱，隔音性能。玻璃和陶瓷材料后的耐腐蝕性。并具有優(yōu)異的加工性能的塑料材料。選擇 ABS 長(zhǎng)方形塑料鉤材料。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：好（1）整體性能，沖擊韌性，機(jī)械強(qiáng)度高，不希望在低溫下迅速下降;（2）耐磨損性，耐寒性，耐水性，耐化學(xué)性和優(yōu)良的電性能;（3）水，無(wú)機(jī)鹽，堿，酸，對(duì) ABS 的幾乎沒(méi)有影響;（4）尺寸穩(wěn)定性好，易成型和加工。第 5 頁(yè) 共 32 頁(yè)1.3.3 繪制模具裝配草圖模具裝配圖裝配圖的設(shè)計(jì)應(yīng)該開(kāi)始啟動(dòng)，取決于塑件的情況下，經(jīng)過(guò)慎重考慮，比較了初始條件確定各部分的結(jié)構(gòu)，滿足技術(shù)的塑料零件和模具工藝的合理要求。下面是組件的草圖應(yīng)考慮幾個(gè)重要部分：（1）選擇成型設(shè)備。取決于塑件的情況下，注射機(jī)選擇，以適應(yīng)和模具設(shè)計(jì)。有兩個(gè)重要參數(shù)成型設(shè)備。一種理論注塑容量，另一種是最大投影面積。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)，可以選擇適當(dāng)?shù)某尚驮O(shè)備。（2）確定的澆口位置的形式和結(jié)構(gòu)。模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分是，以確定柵極套筒的位置。澆注口的位置是，以確保迅速和均勻的注入的關(guān)鍵，因此，我們必須確保不受損壞的前提下塑料表面，并確定了形狀，尺寸和方法排氣門(mén)澆道和流道冷料等的位置，這樣，當(dāng)注射材質(zhì)光滑，易成型，鑄造塑料容易清除。（3） ，以確定分割的位置和結(jié)構(gòu)。分型面是塑料的部件拆下的接觸面和澆注系統(tǒng)分離的時(shí)候。在正常情況下要根據(jù)塑料，尺寸精度要求的幾何形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到其柵極的形式，剝離的方法，位置，并插入排氣，除去毛刺，便于加工和其他因素的影響，考慮到。（4）確定的主要結(jié)構(gòu)部件的尺寸。最初由上面的問(wèn)題識(shí)別，可以勾勒出模體的輪廓，然后應(yīng)決定了復(fù)位導(dǎo)向柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和噴射系統(tǒng)和所需的結(jié)構(gòu)重置的形式和安裝位置，以及對(duì)各種組合連接部分形成，并且必須支持板，該支持塊及類似物。（5） ，以確定側(cè)泵送機(jī)構(gòu)。作為赫夫分割的結(jié)果，根據(jù)具體尺寸和塑件的結(jié)構(gòu)選擇合適的側(cè)泵送機(jī)構(gòu)的。（6） ，以確定該組織的頂部。固定模和可動(dòng)模脫模后，邊的拉還完成了抽芯動(dòng)作。落在動(dòng)模塑料件，并在垂直平面已被完全清除的障礙，以平行的方向，由于重力，該塑料部件可以自由地脫落。彈射機(jī)制亞軍塞彈出。建筑安裝方法（7）成型零件。便于塑料成型的塑料部件，直接影響加工質(zhì)量。成形位置，作出合理的選擇塑造的現(xiàn)有設(shè)備條件下的結(jié)構(gòu)，基本滿足技術(shù)需求，易于加工，易于修改維護(hù)和更換。（8） ，以確定的溫度調(diào)整方法。溫度直接影響的模制塑料件，質(zhì)量等的大小，每個(gè)模具必須設(shè)計(jì)中，溫度控制部，以達(dá)到更好的冷卻效果，冷卻回路應(yīng)具有良好的布局，諸如冷卻回路的位置，尺寸和形狀，并留下足夠的空間用于安裝前的冷卻水的。第 6 頁(yè) 共 32 頁(yè)1.3.4 對(duì)零件進(jìn)行造型設(shè)計(jì)并繪制工程圖裝配草圖繪制完成后，就應(yīng)開(kāi)始對(duì)各零件做詳細(xì)的造型設(shè)計(jì)。工程圖盡量按1：1 的比例畫(huà)出，因?yàn)檫@樣比較直觀，容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如果需要放大或縮小，必須嚴(yán)格按比例畫(huà)出。按制圖規(guī)劃，正確標(biāo)出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。最后，在模具組裝和裝配圖，書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)規(guī)格。其主要部件繪制完成，自查草圖批準(zhǔn)的集會(huì)。這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)存在了充分暴露，校正后修訂的說(shuō)明明確的官方數(shù)字，標(biāo)志著模具的機(jī)身尺寸和模具的定位和安裝尺寸的輪廓。1.4 課程任務(wù)要求本主題鏈接到注塑模具塑料長(zhǎng)方形設(shè)計(jì)。映射塑件的要求，完成其三維 CAD 設(shè)計(jì)。長(zhǎng)方形的塑料注塑成型掛鉤需要兩腔模具，并自動(dòng)取消塞。的注塑模具裝配設(shè)計(jì)方案完成后，所有的零件設(shè)計(jì)圖紙，模具零件 CAD 三維設(shè)計(jì)，并完成了注塑模具的制造工藝設(shè)計(jì)。2 方案分析與設(shè)計(jì)塑料長(zhǎng)方形掛鉤塑料掛鉤是一個(gè)簡(jiǎn)單的矩形結(jié)構(gòu)部件，重點(diǎn)是外部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。根據(jù)塑料部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具需要霍夫脫模成型結(jié)構(gòu)。根據(jù)信息找到各個(gè)方面，初步確定由坡道或自動(dòng)滑動(dòng)拉斷的兩種方法。盡管后者可以在模制的外面來(lái)實(shí)現(xiàn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，考慮到在矩形塑料鉤一般不用于連接強(qiáng)度高，有一定的裝飾效果，精度要求不太高。一怒之下與外界離別不能完成成型，同時(shí)自動(dòng)彈出，一舉兩得。經(jīng)過(guò)比較，霍夫打字機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)我的設(shè)計(jì)理念。具體方案如圖 2.1 所示。開(kāi)模時(shí)，模具沿Ⅰ-Ⅰ面開(kāi)始分型，動(dòng)模后退，帶動(dòng)兩側(cè)哈夫塊向兩側(cè)移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到開(kāi)模距離時(shí)，由于長(zhǎng)方形掛鉤在前由于重力作用塑件自動(dòng)脫落，達(dá)到自動(dòng)脫件目的。第 7 頁(yè) 共 32 頁(yè)圖 2.1 裝配圖3 塑料長(zhǎng)方形掛鉤注射模的詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1 塑料注射成型機(jī)的選擇3.1.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī)，這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破，目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%；注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50% ，成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長(zhǎng)最快，產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。注塑機(jī)的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法，常用的有：（1）按設(shè)備外形特征分類：臥式、立式、直角式、多工位注塑機(jī)；（2）按加工能力分類：超小型、小型、中型、大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類，但日常生活中用的較少。3.1.2 注塑機(jī)基本參數(shù)注塑機(jī)的主要參數(shù)有注射壓力、注射速度、公稱注射量、鎖模力、塑化能力、合模裝置的基本尺寸、開(kāi)合模速度和空循環(huán)時(shí)間等。（1）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(dòng)阻力，螺桿(或柱第 8 頁(yè) 共 32 頁(yè)塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力，我們將這種壓力稱為注射壓力。（2）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(dòng)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。（3）公稱注塑量。指在對(duì)空注射的情況下，注射螺桿或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。（4）鎖模力。注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。（5）塑化能力。單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量。若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。（6）合模裝置的基本尺寸。包括模板尺寸、拉桿空間、模板間最大開(kāi)距、動(dòng)模板的行程、模具最大厚度與最小厚度等。（7）開(kāi)合模速度。為使模具閉合時(shí)平穩(wěn)，及開(kāi)模、推出制件時(shí)不使塑料制件損壞，要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理，即合模時(shí)從快到慢,開(kāi)模時(shí)由慢到快。（8）空循環(huán)時(shí)間。在沒(méi)有塑化、注射保壓、冷卻、取出制件等動(dòng)作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。3.1.3 注射成型機(jī)的計(jì)算[6]（1）注射容量注射容量以注射機(jī)注射 ABS 時(shí)在對(duì)空注射條件下，注射機(jī)螺桿或柱塞做一次最大行程所能達(dá)到的最大容量。注射容量是選擇注射機(jī)的重要參數(shù)，它在一定程度上反映了注射機(jī)的注射能力，標(biāo)志著注射機(jī)能成型最大體積的塑料制品。確定了單個(gè)塑件的體積和模孔數(shù)量就可以大體上計(jì)算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷井的體積，即是一模塑料的總體積 Vm。根據(jù)公式：Vm≤0.8Vz式中 Vm—成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和，cm 3 ；Vz—注射機(jī)最大注射容量，cm 3 。塑件體積估算：Vm= 42532432212 1hRhRhR??????= 30214.061.0.04.384. 2????= = cm3.0529?第 9 頁(yè) 共 32 頁(yè)式中 —長(zhǎng)方形掛鉤半徑，mm； —長(zhǎng)方形掛鉤估計(jì)半徑，mm；1R2R—澆口套小端半徑，mm； —澆口套大端半徑，mm；3 4—分流道直徑，mm； —長(zhǎng)方形掛鉤長(zhǎng)度，mm；5 1h—長(zhǎng)方形掛鉤厚度，mm； —主流道長(zhǎng)度，mm；2h 3—分流道長(zhǎng)度，mm。4（2）最大成型面積最大注射面積是指塑料在模具在分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說(shuō)在模具設(shè)計(jì)時(shí)，布局在模具分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的投影面積 S。根據(jù)公式：S= = =18.84 cm2dlR?2?30412.3??式中 S—塑料在模具分型面上允許成型的投影面積；R—長(zhǎng)方形掛鉤估計(jì)半徑，mm；—分流道直徑，mm；d—分流道長(zhǎng)度，mm。l（3）模具的閉合高度注射機(jī)動(dòng)壓板的最大的行程和壓板間最大和最小間距是一個(gè)固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對(duì)于所用的注射機(jī)來(lái)說(shuō)，注射模的閉合高度必須符合以下公式：Hmin≤H≤H max式中 H min—注射機(jī)允許的最小厚度，mm；H —注射機(jī)的實(shí)際閉合高度，mm；Hmax—注射機(jī)允許的最大厚度，mm；H = =182mm；164025601??（4）定位環(huán)和澆口套定位環(huán)是將定模部分裝入注射機(jī)定壓板的定位對(duì)中位置，應(yīng)與注射機(jī)的定位孔采取動(dòng)配合的連接形式，以保證模具體對(duì)中。由于此模具較小，于是把定位環(huán)與澆口套做成一體的。（5）模具的截面尺寸第 10 頁(yè) 共 32 頁(yè)可安裝的注射模具外形最大尺寸取決于注射機(jī)的壓板尺寸和拉桿的間距，因?yàn)榇俗⑸淠５淖铋L(zhǎng)的邊不應(yīng)超過(guò)壓板尺寸，而模具的最短邊應(yīng)小于拉桿間距，才能將注射模裝入注射機(jī)，并應(yīng)留有固定模體的壓緊空間。（6）模具的頂出注射機(jī)的頂出裝置通常有中心頂桿頂出、兩側(cè)頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。應(yīng)在動(dòng)模座板與注射機(jī)頂出位置相對(duì)的位置上，設(shè)置稍大于注射機(jī)頂桿的通孔，以便于注射機(jī)頂桿通過(guò)。綜合考慮上述條件，注射機(jī)選擇型號(hào) SYS-30。如表 3.1 所示：表3.1 SYS-30注射機(jī)技術(shù)參數(shù)表特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型 臥式 最大注射面積（cm ）2130理論注射容積（cm ）330 最小模具厚度（mm）70螺桿(柱塞 )直徑（mm）28 最大模具厚度（mm）200注射壓力（MP ）a157 噴嘴圓弧半徑（mm）18鎖模力（KN） 500 噴嘴孔徑（mm） 33.2 注射模具分型面的選擇模具上用以取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。3.2.1 分型面的基本形式[7]分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面分型面、階梯分型面、傾斜分型面、曲面分型面和瓣合分型面。第 11 頁(yè) 共 32 頁(yè)3.2.2 分型面選擇的原則分型面選擇的基本原則有：（1）有利于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)；（2）有利于保證塑件質(zhì)量和尺寸精度；（3）有利于側(cè)向抽芯；（4）有利于防止溢料；（5）有利于排氣；（6）有利于成型零件的加工。3.2.3 塑件分型面的選擇按照塑件結(jié)構(gòu)，可以有兩種分型面方案，如圖 3.1 所示：方案 1 方案 2圖 3.1 分型面根據(jù)分型面選擇原則，綜合比較兩個(gè)方案，選定方案 1 為最終方案。方案 1 開(kāi)模后塑件全部留在動(dòng)模側(cè)，符合分型面設(shè)計(jì)原則，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，且縮短了流道，節(jié)約材料，提高經(jīng)濟(jì)效益。3.3 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[8～10]3.3.1 注射模具澆注系統(tǒng)的組成模具的澆注系統(tǒng)包括：主流道、分流道、澆口及冷料穴，它是將熔融的塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以采用一模多腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則：第 12 頁(yè) 共 32 頁(yè)（1）型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象；（2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸；（3）滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量；（4）系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少?gòu)澱郏砻娲植诙纫?，以使熱量及壓力損失盡可能?。唬?）對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置；（6）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀；（7）合理設(shè)計(jì)冷料穴。 1234531a） b）1-主流道；2-分流道；3-澆口；4-冷料穴；5-塑件圖 3.2 注射澆注系統(tǒng)的組成3.3.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì)（1）主流道的設(shè)計(jì)主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開(kāi)模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái)，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。主流道的設(shè)計(jì)遵循以下幾點(diǎn)原則：（a）為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑通常主流道進(jìn)口端凹坑的球面半徑 SR 要比噴嘴球面半徑 SR 大 1 mm ～ 2 mm，凹入深度約 4 mm ～ 5 mm，為了補(bǔ)償主流道與噴嘴的對(duì)中誤差，主流道進(jìn)口端的直徑 D 應(yīng)比噴嘴出口直徑 d 大 0.5 mm ～ 1 mm；（b）主流道出口端呈過(guò)渡圓弧，其半徑取 r =1mm ～ 3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過(guò)渡的阻力；第 13 頁(yè) 共 32 頁(yè)（c）在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過(guò)多影響注射成形；（d）為便于從主流道中拉出凝料，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐度取 2°～ 4°，過(guò)大會(huì)造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)表面的粗糙度為 Ra 0.8 ；m?（e）由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤(pán)凸出定模端面的長(zhǎng)度一般定為 5mm ～ 10mm，大型模具時(shí)為 15mm左右。當(dāng)模架較小時(shí)，可以把主流道襯套與定位環(huán)做成一體的。（2）澆口套的設(shè)計(jì)主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如 T8A、T10A 等材料制造，熱處理淬火硬度53HRC ～ 57HRC。主流道澆口套及其固定形式如圖 3.3 所示：圖 3.3 主流道澆口套及其固定形式注射機(jī) SYS-30 噴嘴球半徑為 18 mm，噴嘴孔徑為 3 mm。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機(jī)噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取 19 mm，圓錐孔的小端直徑則應(yīng)大于噴嘴口內(nèi)徑，取 4 mm，如圖 3.4 所示：第 14 頁(yè) 共 32 頁(yè)圖 3.4 澆口套3.3.3 注射模具澆口的設(shè)計(jì)澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇直接影響到塑件能否完好的、高質(zhì)量的注射成形。澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類。非限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對(duì)中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位。（1）澆口的類型單分型面注射模的澆口可以采用側(cè)澆口、直接澆口、中心澆口、環(huán)形澆口、爪形澆口和輪輻式澆口等。（a）側(cè)澆口。側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為扁槽，是限制性澆口。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上,特點(diǎn)是：由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，不留明顯痕跡。（b）直接澆口。直接澆口叉稱為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。特點(diǎn)是：流動(dòng)阻力小，流動(dòng)路程短及補(bǔ)縮時(shí)間長(zhǎng)等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點(diǎn)；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結(jié)構(gòu)緊湊，注射機(jī)受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困第 15 頁(yè) 共 32 頁(yè)難，去除后會(huì)留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。 （c）中心澆口。當(dāng)筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時(shí)，內(nèi)澆口開(kāi)設(shè)在該孔處，同時(shí)在中心處設(shè)置分流錐，該澆口稱為中心澆口。它具有直接澆口的一系列優(yōu)點(diǎn)，而克服了直接澆口易產(chǎn)生的縮孔、變形等缺陷。（d）環(huán)形澆口。對(duì)型腔填充采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱環(huán)形澆口。環(huán)形澆口的特點(diǎn)是進(jìn)料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動(dòng)狀態(tài)好．型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難。（f）爪形澆口。爪形澆口加工較困難，通常用電火花成形。型芯可用做分流錐，其頭部與主流道有自動(dòng)定心的作用。爪形澆口的缺點(diǎn)與輪輻式澆口類似，主要適用于成形內(nèi)孔較小且同軸度要求較高的細(xì)長(zhǎng)管狀塑件。（e）輪輻式澆口。輪輻式澆口是在環(huán)形澆口基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，由原來(lái)的圓周進(jìn)料改為數(shù)小段圓弧進(jìn)料。這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多．且去除澆口容易。這類澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛．多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點(diǎn)是增加了熔接痕，會(huì)影響塑件的強(qiáng)度。（2）澆口的選擇原則（a）盡量縮短流動(dòng)距離；（b）避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；（c）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件厚壁處；（d）考慮分子定向的影響；（e）減少熔接痕，提高熔接強(qiáng)度。根據(jù)以上幾點(diǎn)原則以及模具一模兩腔的要求，選擇側(cè)澆口，如圖 3.5 所示。側(cè)澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時(shí)間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口設(shè)置在塑件側(cè)面，澆口截面形狀簡(jiǎn)單，容易加工，且注射效率高。圖 3.5 側(cè)澆口第 16 頁(yè) 共 32 頁(yè)3.3.4 注射模具分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積） ，塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U 形。（1）分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)總體歸納如下：（a）分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量的短，以減少壓力損失；（b）保證熔體迅速和均勻地充滿型腔；（c）分流道和型腔的分布原則是排列緊湊，間距合理；（d）分流道設(shè)計(jì)采用較小的截面積，以便在試模時(shí)為必要的修正留有余地； （e）總體分布中，應(yīng)考慮冷卻系統(tǒng)的方式和布局，并留出冷卻水路空間。（2）分流道的布局根據(jù)塑料長(zhǎng)方形掛鉤注射模要求一模兩腔所以選取平衡式分流道。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(huì)造成份流道過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn)。分流道的截面形狀選擇半圓形截面，它的效率比圓形稍差，但加工起來(lái)比圓形截面要簡(jiǎn)單。（3）分流道的長(zhǎng)度分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。3.3.5 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上。它的作用是用來(lái)儲(chǔ)存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時(shí)，如果它們進(jìn)入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進(jìn)入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。第 17 頁(yè) 共 32 頁(yè)3.4 注射模具成型零件和模體的設(shè)計(jì)3.4.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[11]型腔的結(jié)構(gòu)形式大致可以分為以下幾種：（1）整體式整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度和剛度都相對(duì)較高，且不易變形，塑件上不會(huì)產(chǎn)生拼模縫痕跡。（2）整體組合式型腔由整塊材料制成，用臺(tái)肩或長(zhǎng)方形掛鉤固定在模板上。它的主要優(yōu)點(diǎn)是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個(gè)加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行處理等。（3）局部組合式型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。（4）完全組合式完全組合式是由多個(gè)長(zhǎng)方形掛鉤拼塊組合而成的型腔。它的特點(diǎn)是，便于機(jī)加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。塑料長(zhǎng)方形掛鉤注射模的型腔部分不是很復(fù)雜，可利用電火花進(jìn)行。這里選擇整體式型腔，由左右兩塊哈夫塊并合而成。3.4.2 注射模具成型零件的尺寸確定（1）塑料制品的成型收縮率的計(jì)算塑料制件從模具中取出發(fā)生尺寸收縮的特性稱為塑料的收縮性。影響收縮的基本因素有塑料品種，塑料特性，進(jìn)料口的形式、尺寸、分布，成型條件。塑料的收縮數(shù)據(jù)是以標(biāo)準(zhǔn)試樣實(shí)測(cè)得到的。查表得 ABS 的計(jì)算收縮率為 0.3％ ～ 0.8％，取其平均收縮率為：0.6％。（2）型腔尺寸計(jì)算（a）徑向尺寸ABS 的一般精度等級(jí)為 6 級(jí)。同時(shí)得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的外徑D=24.00㎜，所以查表得 Δ=0.45mm，第 18 頁(yè) 共 32 頁(yè)按照平均收縮率計(jì)算凹模徑向尺寸公式： ????ZscpMLS??????431式中 L M ——凹模的徑向尺寸，mmScp——塑料的平均收縮率，%Ls ——塑件徑向公稱尺寸，㎜Δ——塑件公差值，㎜δ z——凹模制造公差，㎜已知 L s =24.00㎜ S cp =0.006 Δ=0.45㎜所以 δz=Δ/3=0.15㎜??21.045.306.240. ?????M=23.81+0.21=24.02㎜（b）深度尺寸ABS 的一般精度等級(jí)為 6 級(jí)。同時(shí)得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的深度尺寸 Hs =42.00㎜，所以查表得 Δ=0.55㎜，按照平均收縮率計(jì)算凹模深度尺寸公式： ????zscpMS??????321式中 H M ——凹模的深度尺寸，㎜Scp——塑料的平均收縮率，%Hs ——塑件高度公稱尺寸，㎜Δ——塑件公差值，㎜δ z——凹模深度制造公差，㎜已知 H s =42.00㎜ S cp =0.006 Δ=0.55㎜所以 δz=Δ/3=0.18㎜ ????18.05.320.46.1?????M=41.89+0.81=42.70㎜（3）型芯的尺寸計(jì)算根據(jù)公式計(jì)算得型芯的中徑尺寸： 。mdM02.2714??（b）外徑尺寸的計(jì)算第 19 頁(yè) 共 32 頁(yè)??0?????dSM式中 ——型芯外徑尺寸；Md——塑件內(nèi)外徑基本尺寸；S ——塑件平均收縮率；△ ——塑件中徑公差；δ ——型芯中徑制造公差，δ=0.03；根據(jù)公式計(jì)算得型芯的外徑尺寸： 。mdM03.16??3.5 注射模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.5.1 注射模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)概述側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的分類，按其抽芯動(dòng)力來(lái)源，注射模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)主要分手動(dòng)抽芯、機(jī)動(dòng)抽芯和液壓抽芯三大類。（1）手動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。它是在塑件開(kāi)模前依靠人工將側(cè)型芯抽出或在開(kāi)模后將塑件和型芯一并從模內(nèi)頂出，然后在模外用手工工具抽出側(cè)型芯，合模前再將側(cè)型芯裝入模體內(nèi)的抽芯方法。這種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，模具成本低，制模周期短等特點(diǎn)，但注射成型效率低，很難得到較大的抽芯力，只在小批量生產(chǎn)或試制生產(chǎn)時(shí)采用。（2）機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。它的抽芯方法是在開(kāi)模是依靠注射機(jī)的開(kāi)模力，通過(guò)抽芯機(jī)構(gòu)機(jī)械零件的傳動(dòng)使其改變移動(dòng)方向，將活動(dòng)的側(cè)型芯抽出。機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加了制模難度和模具成本，但由于注射成型效率較高，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，操作方便，動(dòng)作可靠，抽芯力大，容易實(shí)現(xiàn)注射成型的自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為主要采用的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。（3）液壓或氣動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。它是依靠液壓系統(tǒng)或氣動(dòng)裝置為動(dòng)力，抽出活動(dòng)的側(cè)型芯的。液壓或氣動(dòng)的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)傳動(dòng)平穩(wěn)，抽芯距和抽芯力較大，其抽芯動(dòng)作不受開(kāi)模時(shí)間的限制，尤其當(dāng)抽芯距很大，用其他方法很難滿足抽芯要求時(shí)，采用液壓抽芯較為理想，如較長(zhǎng)的彎頭、三通等塑料管件的大型注模具的抽芯。但是這種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)要配合整套的液壓氣動(dòng)裝置，故經(jīng)濟(jì)成本較高，一般應(yīng)用較少。第 20 頁(yè) 共 32 頁(yè)3.5.2 注射模具的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[12]斜導(dǎo)柱是斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的重要零件。涉及斜導(dǎo)柱主要包括斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式和安裝形式、斜導(dǎo)柱的工作直徑、抽拔角的選擇、斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度的確定以及斜導(dǎo)柱的加工精度、選用材質(zhì)及其熱處理等等。（1）斜導(dǎo)柱傾斜角 α斜導(dǎo)柱的傾斜角是決定其抽芯工作效果的重要工作。傾斜角的大小關(guān)系到斜導(dǎo)柱所承受的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力，也關(guān)系到斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度、抽芯距和開(kāi)模行程。計(jì)算公式為： HStg??式中 α——斜導(dǎo)柱的抽拔角；S ——抽芯距， S=13.5mm；H——斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的開(kāi)模行程，H=50mm。根據(jù)公式計(jì)算 α：取 α ?15?（2）圓柱形斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度的計(jì)算斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度取決于抽芯距、斜導(dǎo)柱直徑和傾斜角。圓柱形斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度： dSdhDL ?????????? 41~3sinta2tncostan2???式中 L ——斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度，mm；D ——斜導(dǎo)柱臺(tái)肩直徑，D =16mm；α——斜導(dǎo)柱抽拔角，α= ?15；h ——斜導(dǎo)柱固定板厚度，h =20mm；δ——斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊斜孔的配合間隙，δ=0.025mm；d ——斜導(dǎo)柱工作部分直徑，d=10mm；S ——抽芯距， S=13.5mm。根據(jù)公式計(jì)算 L：第 21 頁(yè) 共 32 頁(yè)L = 76.35 + 3 = 79.35mm，取 L=80mm最終斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖 3.6 所示。圖 3.6 斜導(dǎo)柱3.6 注射模具的頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)的分類：按驅(qū)動(dòng)方式分類：手動(dòng)頂出、機(jī)動(dòng)頂出、液壓頂出和氣動(dòng)頂出；按模具結(jié)構(gòu)分類：一次頂出、二次頂出、頂出、澆注系統(tǒng)自動(dòng)切斷頂出。（1）推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成將塑料制品及澆注系統(tǒng)中的凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來(lái)完成的。結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。（2）結(jié)構(gòu)分類手動(dòng)推出、機(jī)動(dòng)推出、液壓或氣動(dòng)推出。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求塑件盡量留在動(dòng)模,塑件在推出過(guò)程中不變形,塑件的外觀質(zhì)量不損壞,合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)能夠正確復(fù)位,動(dòng)作可靠。（4）頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 [13]頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置，并盡量保證頂出塑件時(shí)不影響外觀質(zhì)量。在一般情況下開(kāi)模時(shí)，盡量設(shè)計(jì)使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便于頂出塑第 22 頁(yè) 共 32 頁(yè)件。這在分型面的選擇時(shí)就應(yīng)充分考慮。如果出現(xiàn)塑件并沒(méi)有留在動(dòng)模側(cè)的情況時(shí)，可設(shè)法增加動(dòng)模一側(cè)的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時(shí)可采用定模頂出機(jī)構(gòu)。頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長(zhǎng)的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無(wú)卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。頂出裝置要求均勻分布，頂出力作用點(diǎn)應(yīng)在塑件承受頂出力最大的部件，即不易變形或損傷的部位，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過(guò)程中的變形和損傷。由于采用哈夫分型，塑件達(dá)到開(kāi)模距離后會(huì)自動(dòng)脫下，可以不設(shè)置推桿。只需復(fù)位桿和拉料桿。經(jīng)計(jì)算，推板推動(dòng)距離是 11mm。拉料桿頂出凝料距離為 6mm，所以符合要求。3.7 注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過(guò)程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開(kāi)裂性和表面質(zhì)量等，并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過(guò)程中，冷卻時(shí)間占注射成型周期的約 80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求不盡相同，因此，對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì)，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。3.7.1 溫度對(duì)塑件的影響[14]在注射成形過(guò)程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 2000C 左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。溫度對(duì)塑件的影響主要有：（1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。（2）模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。（3）對(duì)結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但第 23 頁(yè) 共 32 頁(yè)是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。（4）降低模具溫度是有利的，但對(duì)于高粘度的無(wú)定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開(kāi)裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。（5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求：（1）確定加熱或是冷卻；（2）模溫均一，塑件各部分同時(shí)冷卻；（3）采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；（4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉?？傊?，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。因?yàn)樗芰祥L(zhǎng)方形掛鉤使用的塑料是 ABS，要求模溫高，若模具溫度過(guò)低則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開(kāi)始時(shí)，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。3.7.2 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于 3 根都是可行的。這樣做同時(shí)可實(shí)現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書(shū)上的經(jīng)驗(yàn)值取 4 根，冷卻水口口徑為 6mm.另外，具冷卻系統(tǒng)的過(guò)程中，還應(yīng)同時(shí)遵循：（1）澆口處加強(qiáng)冷卻；（2）冷卻水孔到型腔表面的距離相等；（3）冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑應(yīng)盡可能的大；（4）冷卻水孔道不應(yīng)穿過(guò)鑲快或其接縫部位，以防漏水。（5）進(jìn)水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)。（6）冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。3.7.3 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因在 ABS 要求的熔融溫度較高。而且流動(dòng)性能為中性，同時(shí)在注射時(shí)模具溫度要求在 600C 左右，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具中應(yīng)用電第 24 頁(yè) 共 32 頁(yè)加熱。3.8 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在方案和詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上采用三維 CAD 系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。目前的 CAD 軟件很多，如工程圖設(shè)計(jì)普遍采用的二維 AutoCAD，功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)加工軟件 UG、Pro/Engineer 等 [15]。設(shè)計(jì)采用自上而下、上下結(jié)合的設(shè)計(jì)方法。第 25 頁(yè) 共 32 頁(yè)結(jié)束語(yǔ)通過(guò)三個(gè)多月對(duì)塑料長(zhǎng)方形掛鉤注射模模具的設(shè)計(jì)，我對(duì)注塑模具的設(shè)計(jì)方法與流程有了一個(gè)比較全面的了解。在這個(gè)不斷設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、再設(shè)計(jì)的反復(fù)操作過(guò)程中，我們潛移默化地學(xué)習(xí)到了一種科學(xué)的設(shè)計(jì)思路和方法，這對(duì)我們以后的工作態(tài)度和方法將產(chǎn)生積極的影響。特別是在利用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)上，我有了很多的自己的設(shè)計(jì)思想。通過(guò)此畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握了模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注射模成型零件尺寸的計(jì)算等。畢業(yè)設(shè)計(jì)從測(cè)繪塑件圖紙，到完成其 CAD 三維造型設(shè)計(jì)；完成塑件注射模具方案設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算；模具成型零件 CAD 三維造型計(jì)；最后完成模具加工，掌握了完整的工程設(shè)計(jì)過(guò)程，工程設(shè)計(jì)應(yīng)用能力得到了鍛煉和提高。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多的問(wèn)題，尤其是在流道的設(shè)計(jì)、抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及成型零件的計(jì)算等方面，費(fèi)了很多周折，也走了很多彎路。而在裝配圖的繪制中，又遇到了前面設(shè)計(jì)上的很多結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，對(duì)細(xì)節(jié)的反復(fù)修改較多。經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的思考和查閱資料，才成功地完成了本套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正！