畢 業(yè) 論 文題 目 襯套注射模具的設(shè)計學(xué)生姓名學(xué) 號院 系專 業(yè)班 級指導(dǎo)教師顧問教師年十月摘 要摘 要該論文設(shè)計了襯套的注塑模具。該論文首先從產(chǎn)品的材料工藝性和結(jié)構(gòu)工藝性出發(fā)，確定了產(chǎn)品的分型面，接著從該產(chǎn)品的生產(chǎn)要求與產(chǎn)品的各種工藝性出發(fā)， 對模具模架的選擇、澆注系統(tǒng)確定、模具成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、脫模推出系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)的選擇，還有注射機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核，都有詳細(xì)的設(shè)計過程。針對襯套的具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計了該模具。設(shè)計產(chǎn)品雖然結(jié)構(gòu)簡單，但產(chǎn)品較小，模具結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件相互約束，設(shè)計考慮因素較多。通過模具設(shè)計表明該模具能達(dá)到襯套的質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞：襯套；注塑模具；工藝性； AbstractIAbstractThis paper designed the injection mold bushing. Firstly, from the material process and the structure of the product process, determine the type of products, and a variety of craft from the production requirements of the product and the product of the mold casting system selection, structure design, molding parts. Stripping system and cooling system, and the choice of injection machine and check the parameters, a detailed design process. According to the specific structure of Bush, the mold design and product design. Although the structure is simple, but the product is small, the mold has the advantages of simple structure, the internal structure of mutual constraints, design considering more factors Through the mold design shows that the mold can achieve the quality of bushing and processing technology requirements.Keywords: bushing; injection mold;technology;目 錄II目 錄摘 要 IABSTRACT II第一章 緒論 .11.1 塑料模的概述 11.2 行業(yè)發(fā)展 11.3 塑料模發(fā)展趨勢 2第二章 分析制品及材料工藝性 .32.1 塑件的模型建立 32.2 制品的分析 42.2.1 物理特性 .42.2.2 模具設(shè)計工藝 .42.2.3 注塑模工藝條件 .42.2.4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性 .52.2.5 選擇分型面 .5第三章 注塑機(jī)的確定 .63.1 確定型腔數(shù)目 63.1.1 計算制品的體積和質(zhì)量 .63.1.2 初步選定注塑機(jī) .63.2 注塑機(jī)的校核 73.2.1 注射機(jī)鎖模力校核 .73.2.2 注射機(jī)注射壓力校核 .73.2.3 注射機(jī)模具厚度校核 .8第四章 模具結(jié)構(gòu)分析 .94.1 模架規(guī)格型號 94.1.1 模架分類 .94.1.2 模架的選用 .94.1.3 托板的使用 .104.1.4 方鐵的設(shè)計 .104.2 側(cè)向抽芯的確定 114.3 推出方式的確定 114.3.1 推出方式概述 .114.3.2 推出方式的選擇 .124.4 澆口的方式 134.4.1 澆注系統(tǒng)概述 .134.4.2 主流道設(shè)計 .144.4.3 分流道設(shè)計 .144.4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計 .164.4.5 澆口的設(shè)計 .17目 錄III4.5 導(dǎo)向定位的形式 174.5.1 導(dǎo)向定位的定義 .174.5.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計 .17第五章 成型零件的設(shè)計 .205.1 模架大小的設(shè)計 205.1.1 內(nèi)模鑲件設(shè)計 .205.1.2 模架大小的確定 .245.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 245.2.1 主流道設(shè)計 .245.2.2 分流道設(shè)計 .255.2.2 澆口的設(shè)計 .265.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 265.4 推桿的設(shè)計 28第六章 裝配圖的設(shè)計 .296.1 裝配圖要求及畫法 296.2 裝配圖尺寸的標(biāo)注 296.2 裝配圖 30總結(jié)與展望 .32致 謝 .34參考文獻(xiàn) .350第一章 緒論1.1 塑料模的概述模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。在沖裁、成形沖壓、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造，以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成為有特定形狀和尺寸的制件的工具。注射成型：是先把塑料加入到注射機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔融，在注射機(jī)螺桿或柱塞的推動下，經(jīng)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，由于物理及化學(xué)作用而硬化定型成為注塑制品。注射成型由具有注射、保壓（冷卻）和塑件脫模過程所構(gòu)成循環(huán)周期， ，因而注射成型具有周期性的特點(diǎn)。熱塑性塑料注射成型的成型周期短、生產(chǎn)效率高，熔料對模 具的磨損小，能大批量地成型形狀復(fù)雜、表面圖案與標(biāo)記清晰、尺寸精度高的塑件。塑料摸是塑料制品生產(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，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占 80%。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)計與制造水平，?？脴?biāo)志一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度。1.2 行業(yè)發(fā)展近年來，我國模具產(chǎn)銷規(guī)模逐年攀升，2008-2012 年，我國模具的工業(yè)總產(chǎn)值由 908.66 億元增加至 1845.13 億元，銷售收入由 861.96 億元增加至 1816.20億元。市場規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，顯示了模具行業(yè)廣闊的發(fā)展前景。雖然我國模具總產(chǎn)量位居世界第三，但我國生產(chǎn)技術(shù)較其他國家落后許多。我國模具行業(yè)是大而不強(qiáng)，模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例只有 30%左右，國外在 50%以上。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2012 年，我國模具產(chǎn)量達(dá)2114.04 萬噸，較上年增長 102.12%，增速也較上年大幅提高; 而 2012 年，我國模具工業(yè)總產(chǎn)值增長率為 9.81%，較上年的 18.82%有所下降。產(chǎn)量增速的提高與產(chǎn)值增速的下降也反映了我國模具產(chǎn)品的附加值較低。模具行業(yè)是一個需長期積累經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)，一個模具師傅起碼要有 2 到 3 年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一個精通模具設(shè)計的工程師也要有 5 到 8 年的經(jīng)驗(yàn)積累。但由于傳統(tǒng)教育對模具人才的培養(yǎng)不足和堅持學(xué)習(xí)到最后的人較少等原因，我國模具人才的缺口很大。第一章 緒論1當(dāng)前，國內(nèi)模具企業(yè)大多集中在中低檔領(lǐng)域，技術(shù)水平和附加值偏低，而一些高精密、高質(zhì)量的模具制品仍依賴進(jìn)口。對于行業(yè)來講，提升技術(shù)含量，走向高端，是未來的必然選擇。同時，國際模具界巧妙借力于 IT 技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)提升效率、優(yōu)化服務(wù)，這種做法也是值得效仿的方向。對于從業(yè)者來說，模具業(yè)一直存在且不斷擴(kuò)大的人力資源缺口也是個人前景的莫大機(jī)遇。但細(xì)分來講，人力缺口同樣以兼具國際眼光與實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的高端人才為主，而普通設(shè)計人員并不缺乏，因此要大力發(fā)展被稱為“百業(yè)之母”的模具行業(yè)，這就要求我們設(shè)計者有著更高的水平。1.3 塑料模發(fā)展趨勢第一，智能化模具為主要代表的高效、精密、高性能模具的水平。第二，不斷縮短模具生產(chǎn)周期、提高模具使用壽命和穩(wěn)定性。第三，要不斷提高數(shù)字化、信息化水平。實(shí)現(xiàn) CAD/CAM/CAE/PDM 一體化，并實(shí)現(xiàn)信息化管理。第四，模具的自動化生產(chǎn)。近年來，我國模具工業(yè)一直保持著快速發(fā)展的態(tài)勢。未來，國內(nèi)模具產(chǎn)品將朝著更加精密、復(fù)雜，模具尺寸更大、制造周期更短的方面發(fā)展，模具制造技術(shù)將更好的體現(xiàn)出信息化、數(shù)字化、精細(xì)化、高速化、自動化。2第二章 分析制品及材料工藝性2.1 塑件的模型建立襯套產(chǎn)品的 2D 與 3D 圖，可見圖 2-1 圖和圖 2-2。圖 2-1 襯套 2D 圖圖 2-2 襯套 3D 圖第二章 分析制品及材料工藝性32.2 制品的分析2.2.1 物理特性① 結(jié)晶度高。② 機(jī)械強(qiáng)度高、韌性好、耐疲勞、表面硬且光滑、摩擦系數(shù)小、耐磨、具有自潤滑性、耐熱（100℃內(nèi)可長期使用） 、耐腐蝕、制件重量輕、易染色、易成型。沖擊強(qiáng)度高（高過 ABS、POM 、但比 PC 低） ，沖擊強(qiáng)度隨溫度、濕度增加而顯著增加（吸水后其他強(qiáng)度如拉伸強(qiáng)度、硬度、剛度會有下降） 。③ 缺點(diǎn)主要有：熱變形溫度低，吸濕性大（加工前要充分干燥，加工后要進(jìn)行調(diào)濕處理） 、注塑技術(shù)要求較嚴(yán)、尺寸穩(wěn)定性較差。④ 流動性好，容易充模成型，也易產(chǎn)生飛邊，尼龍模具要有較充分的排氣措施。2.2.2 模具設(shè)計工藝① 黏度低，流動性好，容易產(chǎn)生飛邊，設(shè)計時應(yīng)注意提高對分型面的加工要求，以確保分型面的緊密貼合，但模具又必須有良好的排氣系統(tǒng)。② 澆口設(shè)計形式不限。③ 模具要求較高，以保重結(jié)晶度要求。④ 收縮率波動范圍大，尺寸穩(wěn)定性差，模溫控制應(yīng)靈敏可靠，設(shè)計模具時應(yīng)注意從結(jié)構(gòu)方面防止制品出現(xiàn)縮孔，并能提高制品尺寸的穩(wěn)定性。2.2.3 注塑模工藝條件① 原料需充分干燥，溫度 80~90℃，時間 4 小時以上。② 熔料黏度低，流動性極好，制品易出飛邊，故壓力取低一些。③ 料溫控制 過高的料溫易使塑件出現(xiàn)色變、質(zhì)脆及銀絲，而過低的料溫使材料很硬可能損傷模具及螺桿。料筒溫度一般為 220~280℃，不宜超過 300℃。④ 收縮率（0.8%~2.1%） ，使塑件呈現(xiàn)出尺寸的不穩(wěn)定。⑤ 模溫控制 一般控制在 40~90℃，模溫直接影響尼龍結(jié)晶情況及性能表現(xiàn)，模溫高則結(jié)晶度大，剛性，硬度，耐磨性提高；模溫低則柔韌性好，伸長率高，收縮率小。4⑥ 注射速度 高速注射，因?yàn)槟猃埩先埸c(diǎn)高，只有高速注射才能使順利充滿型腔，高速注射是需要同時注意飛邊產(chǎn)生及排氣不良引致的外觀問題。2.2.4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性塑件壁厚基本均勻，基本在 1.5mm，注射成型時應(yīng)不會發(fā)生填充不足現(xiàn)象，因該塑件選擇的材料易脫模所以脫模角可取小一些，脫模角一般選擇范圍在，該塑件選擇脫模角為 。該塑件幾何形狀較簡單，沒有側(cè)向凹槽或?1~5.0?5.0凸臺，因此，模具設(shè)計時不必考慮側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。查《塑料模具設(shè)計與制造》表 2-2 精度等級的選用，工件精度為 4 級，塑件尺寸公差根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14486-2008《塑料模塑件尺寸公差》確定，尺寸公差查 《塑料模具設(shè)計與制造》查表 2-1，標(biāo)注主要尺寸公差如下：外形尺寸：032.??08.-16036.4.2?、內(nèi)形尺寸：4?2.2.5 選擇分型面分型面是模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)冷凝料的可分離的接觸表面。選擇設(shè)計分型面的原則：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便于順利脫模，應(yīng)盡可能使塑件在動定模分離后留在動模一側(cè)，保證塑件的精度，滿足塑件外觀的要求，便于模具的制造，減少成型面積，增強(qiáng)排氣效果。由于該塑件形狀較簡單，選擇塑件斷面輪廓最大位置為分型面，又由于塑件底部最大輪廓處有圓角，并要在脫模后制品保留在后模，所以把分型面選擇最大輪廓處上表面，且產(chǎn)生飛邊易處理，采用單分型面，見下圖 2-3 分型面圖所示。第二章 分析制品及材料工藝性5圖 2-3 分型面圖6第三章 注塑機(jī)的確定3.1 確定型腔數(shù)目確定模具型腔數(shù)目的方法：（1）根據(jù)鎖模力確定 （2）根據(jù)最大注射量確定 （3）根據(jù)塑件精度和經(jīng)濟(jì)性確定本塑件主要根據(jù)（3）確定型腔數(shù)目，但根據(jù)設(shè)計要求該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，采用一模六件。3.1.1 計算制品的體積和質(zhì)量根據(jù) UG 畫出來的三維模型圖，得塑件體積 3cm.571≈V尼龍 6 塑料的密度 30.897g/cm=ρ得一個塑件的質(zhì)量為： g.41≈ρV=m由于采用一模六件：32c42.65.1??V一般情況下，澆注系統(tǒng)體積可根據(jù)主流道和分流道大小及布置情況進(jìn)行估算，這里澆注系統(tǒng)凝料體積取塑件體積 15%～20%3.cm%019.342=???）（澆3.1.2 初步選定注塑機(jī)根據(jù)計算的塑件體積和質(zhì)量來初步確定注射劑的型號和規(guī)格，為了保證注射成型的正常進(jìn)行，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，一次注射成型所需的塑料的總量宜為最大注射量的80%。V 注 = 11.21/0.8≈14cm 3式中V 注 —注射機(jī)注射容量（cm 3） ；0.8 —最大注射容量利用系數(shù)。第三章 注塑機(jī)的確定7查閱塑料注射劑的技術(shù)規(guī)格表，可初步確定使用 XS-Z-22 型注射機(jī)其參數(shù)見表 3-1 所示。3.2 注塑機(jī)的校核3.2.1 注射機(jī)鎖模力校核模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力。 P 腔 F≤P 鎖 式中 P 腔 — 模具型腔壓力，一般取 40～50Mpa；F — 塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積（mm 2） ；P 鎖 — 注射機(jī)額定鎖模力（N） 。在這個設(shè)計中P 腔 = 40 MpaF = 2280.8mm2 P 鎖 = 250 kN。P 腔 F = 40×106×2280.8×10-6 = 91.232(kN)250(kN)。所以注射機(jī)的鎖模力也滿足要求。3.2.2 注射機(jī)注射壓力校核塑件所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力。 P 成 ≤ P 注 。 P 成 — 塑件成型所需的注射壓力（Mpa） ；P 注 — 所選注射機(jī)的額定注射壓力(Mpa)。在這個設(shè)計中，所需的注射壓力通常選用 80~100MPa，由于塑件精度為一般精度，尼龍 6 的流動性比較好,.故在設(shè)計中我們選用 P 成 =90MPa。P 成 = 90 MPa。P 注 = 160MPa。顯然，80130 ，因此注射壓力也滿要求。 83.2.3 注射機(jī)模具厚度校核模具閉合時的厚度應(yīng)在注射機(jī)動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按下式校核。H 最小 ＜H 模 ＜H 最大 式中H 最小 — 注射機(jī)所允許的最小模具厚度（mm） ；H 模 — 模具閉合厚度（mm） ；H 最大 — 注射機(jī)所允許的最大模具厚度（mm） 。在這個設(shè)計中H 最小 =60mmH 模 = 271 mmH 最大 = 180 mm所以注射機(jī)模具厚度不滿足要求。為了滿足模具厚度的要求只好將注塑機(jī)改為 XS-ZY-125，參數(shù)見表 3-1 所示。表 3-1 注塑機(jī) XS-Z-22 與 XS-ZY-125 參數(shù)XS-Z-22 XS-ZY-125標(biāo)稱注射量 20,30 cm3 125 cm3注射壓力 750×105 Pa,1170×105 Pa 119 Pa鎖模力 250 kN 900 kN模具最大厚度 180 mm 300 mm模具最小厚度 60 mm 200 mm最大開模行程 160 mm 300 mm模板尺寸 250mm×280mm 420mm×450mm噴嘴孔直徑 Φ2 mm Φ4 mm噴嘴球面半徑 R12 mm R12 mm第三章 注塑機(jī)的確定910第四章 模具結(jié)構(gòu)分析4.1 模架規(guī)格型號4.1.1 模架分類（1）二板模模架 二板模模架又稱大水口模架，其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡單，成型制品的適應(yīng)性強(qiáng)，但塑料制品連同流道凝料在一起，從同一分型面中取出，需人工切除。（2）三板模模架 標(biāo)準(zhǔn)型三板模架簡稱三板模模架，俗稱細(xì)水口模架，需要采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的投影面積較大的制品，桶形、盒形、殼形制品都采用三板模模架。采用三板模模架時制品可在任何位置進(jìn)料，制品成型質(zhì)量較好，并且有利于自動化生產(chǎn)；但這種模架結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，模具的重量增大，制品和流道凝料從不同的分型面取出。因三板模的澆注系統(tǒng)較長，故很少用于大型制品或流動性較差的塑料成型。（3）簡化型三板模模架 簡化型三板模模架俗稱簡化細(xì)水口模架，它由三板模模架演變而來，比三板模模架少四根動模、定模板之間的導(dǎo)柱。（4）非標(biāo)準(zhǔn)模架 用戶根據(jù)特殊需要而訂制的特殊模架。非標(biāo)準(zhǔn)模架價錢較貴，訂貨時間長。4.1.2 模架的選用（1）二板模模架和三板模模架的選用① 能用二板模模架時不用三板模模架。因?yàn)?二板模模架結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低。而三板模模架結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，模具在生產(chǎn)過程中發(fā)生故障的概率也大。但在選擇二板模模架和三板模模架之間猶豫不決的時候，為保險起見應(yīng)選用三板模模架，因?yàn)椴捎命c(diǎn)澆口進(jìn)料時靈活性較大，便于熔體的填充。② 當(dāng)制品必須采用點(diǎn)澆口從型腔中間一點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)料，則選用三板模模架。③ 熱流道模都用二板模模架。④ 齒輪模大多采用三板模模架。（2）標(biāo)準(zhǔn)型三板模模架和簡化型三板模模架的選用① 簡化型三板模模架無推板。若制品需要推板推出時，宜用標(biāo)準(zhǔn)型三板模架。② 兩側(cè)有較大側(cè)抽芯滑塊時，用標(biāo)準(zhǔn)三板模模架時模架很長，此時可考慮 第四章 模具結(jié)構(gòu)分析11用簡化型三板模模架，少四根短導(dǎo)柱，可以使模架長度尺寸減少。③ 斜滑塊模，滑塊彈出時易碰撞短導(dǎo)柱，此時可考慮用簡化型三板模模架。④ 精度要求高，壽命要求高的模具，不宜用簡化型三板模模架，而盡量采用標(biāo)準(zhǔn)型三板模模架。（3）工字模架和直身模具的選用 所有模具按固定在注射設(shè)備上的需要，有工字模和直身模之分；通常模具寬度尺寸小于或（4）.等于 300mm 時，宜選擇工字模，模具寬度尺寸 300mm 時，宜選擇直身模。對于二板模模架，模架寬度大于等于 300mm，且要開通框時，可用有面板的直身模架（T 型） 。直身模架必須加工碼模槽。而對于三板模模架，通常都采用工字型模具。模寬 450mm 以下的工字邊緣單邊高出 25mm，模寬 450mm 以上（含 450mm）的工字模邊緣單邊高出 50mm。選直身模時，模架的寬度小于50mm 或 100mm，與匹配的注射機(jī)可小一些。該產(chǎn)品尺寸較小，大批量生產(chǎn)且為一模六件，首先對于一模六件的加工并不適合于三板模模架，三板模模架使用的點(diǎn)澆口會使得產(chǎn)生的廢料增多，且會增加成型周期。其次三板模雖可自動卸凝料但成本較高，且易發(fā)生故障。因此選用二板模模架為最佳選擇。4.1.3 托板的使用托板裝配在動模 B 板的下面，通常有兩種情況需要加托板。① 動模板開通框。當(dāng)內(nèi)模鑲件為圓形，或者動模板開框很深時，宜開通框。有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)或斜滑塊的模架，不宜開通框。② 假三板模。假三板模中的托板和動模板在制品推出之前要分型，此時導(dǎo)柱安裝在托板上，動模板上裝導(dǎo)套。假三板模常用于動模有內(nèi)側(cè)抽芯或斜抽芯，以及制品要強(qiáng)行脫模的場合，否則無須加托板。該零件若使用鑲件必然為圓形，但是該零件因材料為尼龍 6， 黏度低，流動性好，容易產(chǎn)生飛邊，設(shè)計時應(yīng)注意提高對分型面的加工要求，以確保分型面的緊密貼合，所以采用開框處理，以保重分型面平面度，并降低加工的難度。4.1.4 方鐵的設(shè)計12方鐵的高度，必須保證能順利推出制品，并使推桿固定板離動模板或托板間有 10mm 左右的間隙，不可以當(dāng)推桿固定板碰到動模板時，才能推出制品。方鐵高度 H=推桿固定板厚度 +推桿底板厚度+限位釘高度+制品頂出高度（頂出距離≥制品需頂出高度+5~10mm ）+15~25 =15+20+5+14+15~25=79~89選取整數(shù)值為 80mm。推桿固定板厚度和推桿底板厚度由模架大小確定，限位釘頭部高度通常為5mm。4.2 側(cè)向抽芯的確定注塑機(jī)上只有一個開模方向，因此注塑模也只有一個開模方向。但很多制品因?yàn)閭?cè)壁帶有通孔、凹槽或凸臺，模具上需要有多個抽芯方向，這些側(cè)面抽芯必須在塑件脫模之前完成。這種在制品脫模之前先完成側(cè)向抽芯，使制品能夠安全脫模，在制品脫模后又能完全復(fù)位的機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。結(jié)合所給的產(chǎn)品圖與側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的定義可知，該產(chǎn)品無需采用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。4.3 推出方式的確定4.3.1 推出方式概述在注射動作結(jié)束后，制品在模具內(nèi)冷卻成型，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)其從模具中推出時，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。對于不帶通孔的筒、殼類塑料制件，推件推出時還需克服大氣壓力。在注塑模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中安全無損壞地推出的機(jī)構(gòu)稱為脫模系統(tǒng)，也叫推出系統(tǒng)或頂出系統(tǒng)。安全無損壞是指制品被推出時制品不變形，不損壞，不粘模，無頂白，推桿位置不影響制品美觀，制品被推出時不會對人或模產(chǎn)生安全事故。注塑模的脫模系統(tǒng)包括：① 推桿、推管、推板、推塊等推出零件。② 復(fù)位桿、復(fù)位彈簧及推桿板先復(fù)位機(jī)構(gòu)等推出零件的復(fù)位零件。③ 推桿固定板和推桿底板等推出零件的固定零件。④ 高壓氣體推出的氣閥等配件。⑤ 內(nèi)螺紋脫模系統(tǒng)中的齒輪、齒條、馬達(dá)、油缸等配件。第四章 模具結(jié)構(gòu)分析13⑥ 脫模系統(tǒng)的動作方向與模具的開模方向是一致的。4.3.2 推出方式的選擇我們常用的推出方式有推桿、推管、推板等方式。推桿包括圓錐桿、扁推桿及異型推桿。其中圓錐推桿退出時運(yùn)動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。圓錐桿脫模系統(tǒng)是整個脫模系統(tǒng)中最簡單、最常見的一種形式。扁推桿截面為長方形，加工成本高，易磨損，維修不方便。異型推桿是根據(jù)制品推出位的形狀而設(shè)計的，如三角形、弧形半圓形等，因加工復(fù)雜，很少采用。推桿固定在推桿固定板上，A、B 板打開后，注射機(jī)頂棒推動推桿板，由推桿推動制品，實(shí)現(xiàn)推出。如果頂制品的面是斜面的話，固定部位要加防轉(zhuǎn)銷，推桿裝配注意事項(xiàng)：① 推桿上端面應(yīng)高出鑲件表面 0.03~0.05mm，特別注明除外。② 為減少推桿與模具的接觸面積，避免發(fā)生磨損燒死現(xiàn)象，推桿與型芯的有效配合長度 L 應(yīng)取推桿直徑的三倍左右，但最小不能小于 10mm，最大不宜大于 20mm，非配合長度單邊間隙 0.05mm。③ 推桿與鑲件的配合公差為 H7/f7。④ 盡量避免使用直徑小于 1.5mm 的以下的推桿。推管其推出運(yùn)動方式和推桿大致相同。推管推管件包括推管和推管型芯，推管的裝配方法和推桿一樣，而推管型芯用于成型圓柱孔，裝在模架底板上，用無頭螺釘壓住。推管型芯數(shù)量多，或者要做防轉(zhuǎn)時，也可做一塊或多塊壓板分別固定。由于推管是一種空心推桿，故整個周邊接觸制品，推出制品的力量較大且均勻，制品不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。但是推管制造和裝配麻煩，成本高；推出制品時，內(nèi)外圓柱面同時磨損出飛邊。推管設(shè)計注意事項(xiàng)：① 推出速度快或者柱子較長時，柱子易被擠縮，高度尺寸難保證，要加輔助推出，但在推管旁邊太近處加推桿易頂白，推桿宜加在 15mm 以外。② 推管推出時推桿固定應(yīng)加導(dǎo)柱，以減少推管與鑲件和推管型芯的磨損。③ 對于流動性好的塑料，易出飛邊，其模具盡量避免用推管。14④ 推管不可與撐柱、頂棍孔相干涉。由于板產(chǎn)品的材料是尼龍 6，流動性好結(jié)合上述推管設(shè)計注意事項(xiàng)第三條該制品并不適合于使用推管。推板類推出是在型芯根部安裝一與它密切配合的推板或推塊，推板或推塊通過復(fù)位桿或推桿固定在推桿板上，以與開模相同的方向?qū)⒅破吠齐x型芯。推板類推出的優(yōu)點(diǎn)是推出均勻，力量大，運(yùn)動平衡穩(wěn)定，制品不易變形，制品表面無推桿痕跡。缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造成本高，對于型芯周邊外形為非圓形的制品時，其配合部分加工比較困難。而該制品的下底面為倒圓角只是使用推板推出并不能完全推出制品，還要結(jié)合推桿推出制品。綜合上述分析三種推出方式選擇推桿推出較為合適。4.4 澆口的方式4.4.1 澆注系統(tǒng)概述模具澆注系統(tǒng)的作用是讓高溫熔體在高壓下高速進(jìn)入模具型腔，實(shí)現(xiàn)型腔填充。模具的進(jìn)料方式、澆口的形式和數(shù)量，往往決定了模架的型號。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是否合理，將直接影響成型塑件的外觀、內(nèi)部質(zhì)量、尺寸精度和成型周期。模具的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的一段熔體通道，它可分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆筑系統(tǒng)兩大類型。普通流道澆注系統(tǒng)又分為側(cè)澆口澆注系統(tǒng)和點(diǎn)澆口澆筑系統(tǒng)，它們都由主流道、分流道、冷料穴和澆口組成。熱流道澆注系統(tǒng)沒有主流道及分流道，熔體經(jīng)過熱流道板和熱射嘴直接由澆口進(jìn)入型腔，由于其技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性要來都很高，所以該制品不采用熱流道澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則：（1）保證制品的外觀質(zhì)量 任何澆口都會在制品表面留下痕跡，從而影響其表面質(zhì)量。為不影響產(chǎn)品外觀，應(yīng)盡量將澆口設(shè)置于制品的隱蔽部位。若無法做到，則應(yīng)使?jié)部谌菀浊谐?，切除后在制品上留下的痕跡最小。（2）保證制品的內(nèi)部質(zhì)量① 交口的形式和數(shù)量要選擇合理，保重塑料熔體迅速填充型腔，減少壓力與熱量損失，使制品內(nèi)部組織細(xì)密。② 澆注系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)防止制品出現(xiàn)充填不足、縮痕、飛邊、熔接痕位置不理想、殘余應(yīng)力、翹曲變形、收縮不勻、蛇紋、抽絲、樹脂降解等缺陷。第四章 模具結(jié)構(gòu)分析15③ 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿型腔各個角落，使型腔內(nèi)氣體能順利排出，避免制品內(nèi)形成氣泡。④ 澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的冷料，防止其進(jìn)入型腔，影響制品質(zhì)量。⑤ 盡可能采用平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充填各型腔，使各腔收縮率均勻一致，提高塑件的尺寸精度，保證其裝配的互換性。（3）阻力最小 流道設(shè)計要盡量短，并盡量減少彎折，流道截面積要盡量合理，宜小不宜大。原因是：① 小了加大簡單，大的減小很難。② 減少了由于流道產(chǎn)生的廢料比例，可以提高模具的經(jīng)濟(jì)效益。③ 熔體可以在最短的時間內(nèi)填滿型腔，以縮短成型周期，提高模具的勞動生產(chǎn)率。④ 澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣少，減輕了模具的排氣負(fù)擔(dān)。⑤ 熔體在流道內(nèi)的溫度和壓力損失小，容易保證制品的成型質(zhì)量。（4）不影響自動化生產(chǎn) 若模具要采用自動化生產(chǎn)，則澆注系統(tǒng)凝料應(yīng)能自動脫落。4.4.2 主流道設(shè)計主流道是指緊接著注射機(jī)噴嘴到分流道為止那一段錐形通道，它與注射機(jī)噴嘴在同一軸心線上，熔融塑料進(jìn)入模具時首先經(jīng)過它。其直徑的大小與塑料的流速及充模時間的長短有密切關(guān)系。直徑太大時，則造成回收冷料過多，冷卻時間增長，而流道空氣過多也易造成氣泡和組織松散，極易產(chǎn)生渦流和冷卻不足，另外，直徑太大時，熔體的熱量損失會增大，流動性降低，注射壓力損失增大，造成成型困難;直徑太小時，則增加熔體的流動阻力同樣不利于成型。主流道設(shè)計原則：（1）主流道的長度越短越好 尤其是點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)流道，或流動性差的塑料，主流道更應(yīng)盡可能短。主流道越短，模具排氣負(fù)擔(dān)越輕，流道料越少縮短了成型周期，減少了熔體的能量（溫度和壓力）損失。（2）為便于脫模，主流道在設(shè)計上大多采用圓錐形兩板模其錐角 =2°～ 4°，三板模主要流道錐度可取 6°～10°。粗糙度為 ，產(chǎn)生渦流，易混進(jìn)空氣，產(chǎn)生氣孔；錐度過小，會使流速增大，造成注射困難，同時還會使主流道脫模困難。（3）主流道尺寸要滿足裝配要求 將主流道設(shè)計成可拆卸的澆口套，并用定位圈將它固定在定模座板上164.4.3 分流道設(shè)計連接主流道與澆口的熔體通道叫分流道，分流道起分流和轉(zhuǎn)向作用。分流道設(shè)計原則：（1）塑料的流動性及制品的形狀對于流動性差的塑料，如PC、 HPVC、 PPO 和 PSE 等，分流道應(yīng)盡量短，分流道拐彎時盡量采用圓弧過渡，橫截面積宜取較大值，橫截面形狀應(yīng)采用圓形（側(cè)澆口分流道）或“U ”形（點(diǎn)澆口分流道） 。分流道的走向和截面形狀取決于澆口的位置和數(shù)量，而澆口的數(shù)量又取決于制品形狀。（2）型腔的數(shù)量 它決定分流道的走向、長短和大小。（3）壁厚及內(nèi)在外觀質(zhì)量要求這些因素決定了澆口的位置和形式，最終決定分流道的走向和大小。（4）注射機(jī)的壓力及注射速度。（5）主流道及分流道的拉料和脫落方式如果要采用自動化注塑，則分流道必須確保在開模后留在后模，且容易推落。分流道的布置：（1）按特性分可分為平衡布置和非平衡布置① 平衡布置 平衡布置是指熔體進(jìn)入各型腔的距離相等，因?yàn)檫@種布置各型腔可以在相同的注射工藝條件下同時充滿，同時冷卻，同時固化，收縮率相同，有利于保證制品的尺寸精度，所以精度要求較高的、制品有互換性要求的多腔注塑模，一般都要求采用平衡布置。② 非平衡布置 在這種布置中熔體進(jìn)入各型腔的距離不相等，優(yōu)點(diǎn)是分流道整體布置較簡潔，缺點(diǎn)是各型腔難以做到同時充滿，收縮率難以達(dá)到一致，因此它常用于精度要求一般，沒有互換性要求的多腔注塑模。（2）按排位的形狀分為“O”形， “H”形， “X”形和“S”形。① “O”形 每腔均勻分布在同一圓周上，屬平衡布置。有利于保證制品的尺寸進(jìn)度，缺點(diǎn)是不能充分利用模具的有效面積及不便于模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計。② “H”形 有平衡布置和非平衡布置兩種。平衡布置：各型腔同時進(jìn)料，有利于保證制品的尺寸精度。缺點(diǎn)是分流道轉(zhuǎn)折多流程較長，導(dǎo)致壓力損失和熱損失大。適合于 PP、PE 和 PA 等塑料。③ “X”形 優(yōu)點(diǎn)是流道轉(zhuǎn)折較少、熱、壓力損失較少；缺點(diǎn)是有時對模具的利用面積不如“H”形第四章 模具結(jié)構(gòu)分析17④ “S”形 分流道優(yōu)點(diǎn)是可滿足模具的熱及壓力的平衡；缺點(diǎn)是流道較長。適用于滑塊對開式多腔模具的分流道排列。結(jié)合制品的外形特征、材料屬性和一模六件可以選擇為平衡布置的“O ”形，該塑件使塑料襯套安裝有替換要求，要求對于各制品的尺寸應(yīng)相同所以必須要使用平衡布置，所以“O”形最為合適，可見下圖 4-1 分流道的排位圖。圖 4-1 分流道的排位圖分流道的截面形狀：分流道截面形狀有很多種，它因塑料和模具結(jié)構(gòu)不同而異，如圓形、半圓形、梯形、 “U”形、矩形和正六角形。常用的形式有圓形、梯形和 “U”形。在選取分流道截面形狀時，必須確保在壓力損失最小的情況下，將熔融塑料以較快速度送到澆口處充模?？梢宰C明：在截面積相等的條件下，正方形的周長最長，圓形最短。周長越短，則阻力越小，散熱越少，因此效率越高。流道效率從高到低的排列順序依次是：圓形—“U” 形—正六邊形—梯形—矩形—半圓形。但流道加工難度從易到難得排列順序依次是：矩形—梯形—半圓形—“U ”形—正六角形—圓形。這是因?yàn)閳A形、正六角形兩種流道都要在分型面的兩邊加工。綜上結(jié)合本制品，本模具分流道為圓形。184.4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，又影響成型塑件的質(zhì)量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，還有便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出。本模具采用 z 型冷料穴，直徑同主流道大端直徑。4.4.5 澆口的設(shè)計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)還未冷卻的熔體倒流。澆口的有防止熔體倒流、升高熔體溫度、調(diào)節(jié)及控制進(jìn)料量和進(jìn)料速度和提高成型質(zhì)量的作用。澆口的形式很多，包括側(cè)澆口、潛伏式澆口、點(diǎn)澆口、直接澆口、扇形澆口、薄片澆口、爪形澆口、環(huán)形澆口、傘形澆口及二次澆口等。本模具采用側(cè)澆口，因側(cè)澆口適用眾多的塑料種類并包括尼龍 6 的成型，尤其對一模多腔的模具，更為方便。并且側(cè)澆口有與成品分離容易、分流道較短、加工容易，修正容易的優(yōu)點(diǎn)。4.5 導(dǎo)向定位的形式4.5.1 導(dǎo)向定位的定義導(dǎo)向定位零件的有定位、導(dǎo)向、承受一定的側(cè)向壓力和承受模具重量的作用。注塑模中導(dǎo)向定位系統(tǒng)可分為導(dǎo)向和定位兩類。（1）導(dǎo)向系統(tǒng)① 導(dǎo)柱導(dǎo)套類導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它又包括 A、B 板的導(dǎo)柱導(dǎo)套、流道推板及定模板的導(dǎo)柱導(dǎo)套與推桿板的導(dǎo)柱導(dǎo)套。② 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)向槽。第四章 模具結(jié)構(gòu)分析19（2）定位系統(tǒng)① 定模板、動模板之間的定位機(jī)構(gòu)；② 內(nèi)模鑲件之間的定位機(jī)構(gòu)。4.5.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計一般常識：導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合為間隙配合，公差配合為 H7/f7。合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件先于型芯型腔接觸。由于塑件通常留在動模，所以為了便于制品取出，導(dǎo)柱通常安裝在定模。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)技術(shù)要求：（1）形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)倒圓角、半球形或做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)套。導(dǎo)柱表面有多個環(huán)形油槽，用于儲存潤滑油，減少導(dǎo)柱和導(dǎo)套表面的摩擦力。（2）材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用 20 鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理）或者 T8、T10 鋼（經(jīng)淬火處理） ，硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度 0.8 ,導(dǎo)柱部分的表面粗糙度為 0.4m?。m?（3）易出現(xiàn)的問題 導(dǎo)柱彎曲變形；導(dǎo)柱導(dǎo)套磨損燒死。導(dǎo)套結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求：（1）形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。如果模板較厚，導(dǎo)孔必須做成盲孔時，可在盲孔的側(cè)面打一個小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣槽。（2）材料 可用與導(dǎo)柱相同的材料或鋼合金等耐磨材料制造導(dǎo)套，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?）固定形式及配合精度 直導(dǎo)套用 H7/r6 過盈配合鑲?cè)肽０澹瑸榱嗽黾訉?dǎo)套鑲?cè)氲睦喂绦?，防止開模時導(dǎo)套被拉出來，可以用止動螺釘緊固。其他導(dǎo)套一般采用過渡配合 H7/m6 鑲?cè)肽０?，?dǎo)套固定部分的粗糙度 為 0.8 ，Ram?導(dǎo)向部分粗糙度 為 0.4 。Ram?導(dǎo)柱長度的設(shè)計：定模板、動模板之間導(dǎo)柱的長度一般應(yīng)比型芯端面的高度高出 15~25。推桿板導(dǎo)柱的設(shè)計：（1）推桿板導(dǎo)柱的作用 推桿板導(dǎo)柱主要作用是承受推桿板的重量和推桿在推出過程中所承受的扭力，對推桿固定板和推桿底板起導(dǎo)向定位作用，終極作用是減少復(fù)位桿、推桿、推管或斜推桿等零件和動模內(nèi)模鑲件的摩擦。20（2）推桿板導(dǎo)柱的使用場合 很多情況下，模具上不加推桿板導(dǎo)柱導(dǎo)套，但下列情況必須加推桿導(dǎo)柱導(dǎo)套。① 模具澆口套偏離模具中心。② 直徑小于 2.0mm 的推桿數(shù)量較多時。③ 有斜推桿的模具。④ 精密模具。⑤ 制品生產(chǎn)批量大，壽命要求的模具。⑥ 有推管的模具。⑦ 用雙推板的二次推出模。⑧ 制品推出距離大，方鐵需要加高。⑨ 模架較大，一般情況下模架大于 350mm 時，應(yīng)加推桿板導(dǎo)柱來承受推桿板導(dǎo)柱的重量，增加推桿板活動的平穩(wěn)性和可靠性。因?yàn)樵撝破吠茥U為 1.5mm 和大批量生產(chǎn)，所以使用推桿板導(dǎo)柱很有必要。使用推桿導(dǎo)柱時，必須配置相應(yīng)的銅質(zhì)導(dǎo)套。（3）推桿板導(dǎo)柱的裝配 推桿板導(dǎo)柱的裝配通常有三種方式。① 導(dǎo)柱固定于動模底板上，穿過推桿板，插入動模托板或動模板，導(dǎo)柱的長度以伸入托板或動模托板或動模板，導(dǎo)柱的長度以伸入托板或動模板深10~15 為宜。這種方式最為常見，用于一般模具。② 導(dǎo)柱固定于動模托板上，穿過兩塊推桿板，不插入底板。③ 導(dǎo)柱固定于動模底板上，穿過推桿板但與方式 1 不同的是它不插入動模托板或動模板。三種方式圖可見圖 4-2 所示。圖 4-2 推桿固定板的三種方式第四章 模具結(jié)構(gòu)分析21推桿板導(dǎo)柱的數(shù)量和直徑：推桿板導(dǎo)柱的直徑一般與標(biāo)準(zhǔn)模架的復(fù)位桿直徑相同，但也取決于導(dǎo)柱的長度和數(shù)量。如果方鐵加高，則導(dǎo)柱的直徑應(yīng)比復(fù)位桿直徑大 5~10mm。對于寬 400mm 以下的模架，采用 2 支導(dǎo)柱即可，導(dǎo)柱到模具中心的距離與復(fù)位桿到模具中心的距離相同，此時導(dǎo)柱直徑可取復(fù)位桿直徑，也可根據(jù)模具大小取復(fù)位針直徑加 5~10mm。22第五章 成型零件的設(shè)計5.1 模架大小的設(shè)計5.1.1 內(nèi)模鑲件設(shè)計（1）型芯型腔的工作尺寸計算尼龍 6 的收縮率選取 1.5%，外形尺寸： 、 、032.??028.-16036.4.?、內(nèi)形尺寸： 4?取模具制造公差 /z???襯套型芯型腔的主要尺寸計算見表 5-1表 5-1 工作尺寸計算類別 塑件尺寸 計算公式 工作尺寸032.?? 08.92?8.0-16????zz xLSLm???????001)( 7.03164.- 1.8?襯套形腔 036.-2 zz xHSm?????00)( 09.襯套型芯 4.01??????1)(zzllS??????06.31?（2）確定內(nèi)模鑲件的長、寬尺寸第一步：按 2.4.3 表述的分流道采用“O”形，確定各型腔的擺放位置。第二步：按下面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定各型腔的相互位置尺寸。一模多腔的模具，各型腔之間的鋼厚可以根據(jù)型腔的深度取 12~25mm，型腔越深，型腔壁應(yīng)越厚。根據(jù)該零件圖可知，該零件高度方向并不高，所以型腔的深度不很，則型腔壁厚取大于 12 即可，首先初選壁厚為 13，根據(jù)勾股定理和該零件的最大直徑可以計算出制品放置的位置（計算過程如下） 。零件放置的相關(guān)尺寸可見圖 5-1 所示。第五章 成型零件的設(shè)計23圖 5-1 零件放置圖 的 圓 上 。一 半 徑 為該 制 品 應(yīng) 是 被 六 等 分 在且 為則 直 徑 為圓該 制 品 被 六 等 分 個 圓 上 ；， 該 制 品 是 六 等 分 在 一， 兩 制 品 間 的 距 離 為的 直 徑 為解 ： 已 知 圓 mABCRTDEBAFB3535205.1765.713260??????????????第三步：確定內(nèi)模鑲件的長、寬：型腔至內(nèi)模鑲件之間的鋼厚可取15~50mm。制品至內(nèi)模鑲件的邊距也與型腔的深度有關(guān)，可參考表 經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選定，可見表 5-2。