3810 長(zhǎng)筒塑料制品注塑模設(shè)計(jì),塑料制品,注塑,設(shè)計(jì) 1長(zhǎng)筒塑料制品注塑模設(shè)計(jì)緒 論塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來(lái)，人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化要求越來(lái)越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場(chǎng)。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車(chē)、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來(lái)都高位運(yùn)行，發(fā)展迅速，塑料模具也快速發(fā)展。2000 年，我國(guó)（未包括港澳臺(tái)統(tǒng)計(jì)，下同）塑料模具產(chǎn)值約 100億元，2004 年已發(fā)展到 212 億元，4 年平均增長(zhǎng)率為 21%，高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度近 4 個(gè)百分點(diǎn)。1.塑料模具市場(chǎng)情況我國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具已供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過(guò)于求。2.塑料模具水平及發(fā)展趨向近年來(lái)，我國(guó)塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50t 以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達(dá)到 3μm，制件精度為 0.5μm 的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車(chē)燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn) 4m/min 以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)大，高速加工及 RP/RT 等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來(lái)越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向，現(xiàn)綜合如下：（1）模具的質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來(lái)越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢(shì)。為滿足用戶的這一要求，各方面的工作必須跟上。（2）大力提高開(kāi)發(fā)能力，將開(kāi)發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中去，甚至在尚無(wú)明確的用戶對(duì)象之前進(jìn)行開(kāi)發(fā)（這需要在有較大把握和敢2冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行），變被動(dòng)為主動(dòng)。目前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車(chē)塑件等已經(jīng)采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開(kāi)發(fā)也已開(kāi)始嘗試。這種做法打破了長(zhǎng)期以來(lái)模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面。事實(shí)證明，這種做法不但使模具廠變被動(dòng)為主動(dòng)，而且對(duì)開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利，受到用戶的歡迎。青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個(gè)概念，我還你一個(gè)產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式及太倉(cāng)求精模塑公司和浙江陶氏模具集團(tuán)有限公司等企業(yè)主動(dòng)開(kāi)發(fā)的辦法已被越來(lái)越多企業(yè)所接受，這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。（3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，過(guò)去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說(shuō)：“模具是一種工藝品”的概念已逐漸被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長(zhǎng)期以來(lái)主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來(lái)越高，生產(chǎn)周期越來(lái)越短，鉗工比例越來(lái)越低，最終促使整個(gè)模具工業(yè)水平不斷提高，正在被社會(huì)所接受。我國(guó)模具行業(yè)，目前已有 4 個(gè)國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，近百個(gè)省市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫對(duì)技藝的依靠。（4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨向。21世紀(jì)，信息越來(lái)越多，信息技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)發(fā)達(dá)，信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前的信息社會(huì)中，高水平的模具，現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP 等技術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已被行業(yè)所共認(rèn)。（5）隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展。現(xiàn)在，能把握機(jī)遇，開(kāi)拓市場(chǎng)，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過(guò)，任務(wù)忙不過(guò)來(lái)，利潤(rùn)水平和職工收入都很好，日子紅紅火火。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個(gè)趨向，使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實(shí)力及進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。（6）世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正加速向我國(guó)轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，二是投資，三是采購(gòu)。這一趨向雖然并非近幾年才有，但近幾年更加明顯。我們應(yīng)抓住機(jī)遇，加快發(fā)展步伐。3.存在的主要問(wèn)題3我國(guó)塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在 6 個(gè)方面的問(wèn)題。（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到相當(dāng)高的水平，個(gè)別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國(guó)際水平，但總體來(lái)看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有 10 年以上的差距。（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過(guò)近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動(dòng)社會(huì)資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。（3）大多數(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開(kāi)發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對(duì)開(kāi)發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具開(kāi)發(fā)，而且要重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。（4）管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時(shí)卻難以意識(shí)到。國(guó)內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來(lái)的問(wèn)題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。同一個(gè)企業(yè)，設(shè)備不變，人員不變，管理一變，立竿見(jiàn)影，這樣的例子并不少見(jiàn)。（5）供需矛盾一時(shí)還難以解決。2004 年，國(guó)產(chǎn)塑料模具國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率不足 74%，其中大型、精密、長(zhǎng)壽命模具滿足率還要低，估計(jì)不足 60%。同時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正在加速向我國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)際采購(gòu)越來(lái)越多，國(guó)際市場(chǎng)前景很好。市場(chǎng)需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。 （6）體制和人才問(wèn)題的解決尚待時(shí)日。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴(lài)于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國(guó)有和集體所有制原來(lái)的體制和經(jīng)營(yíng)機(jī)制已越來(lái)越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個(gè)問(wèn)題，但要得到較好解決尚待時(shí)日。 展望未來(lái)，由于國(guó)際、國(guó)內(nèi)宏觀環(huán)境良好，國(guó)內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以較快速度發(fā)展，塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問(wèn)題通過(guò)國(guó)內(nèi)外交流與合作。全行業(yè)的共同努力和各方面的支持，不久的將來(lái)，定會(huì)得到較好的解決。4.發(fā)展展望 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績(jī)，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國(guó)際市場(chǎng)中去，促進(jìn)我國(guó)整個(gè)模具行業(yè)的快速發(fā)展。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì)不斷發(fā)展，因此對(duì)模具的要求也一定會(huì)越來(lái)越高。為了滿足市場(chǎng)的需要，未來(lái)的塑料模具無(wú)論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會(huì)有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時(shí)代發(fā)展4步伐。展望未來(lái)，下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。當(dāng)然，這是需要開(kāi)拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。 （1)超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。 （2)多樣材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。（3)各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的 RP/RT 技術(shù)將得到快速發(fā)展。（4)模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP 及 PDM 等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 （5)更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 （6)更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之而來(lái)的也會(huì)產(chǎn)生一種特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。（7)各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展。（8)逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。 （9)熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會(huì)有所發(fā)展。（10)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高?！笆晃濉逼陂g，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，廣大模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革，下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來(lái)，模具工業(yè)必將得到更好的發(fā)展。5第 1 章 模塑工藝規(guī)程的編制1.1 塑件工藝性分析1.1.1﹑塑件的選材以及原材料分析注塑材料分為熱塑性樹(shù)脂和熱固性樹(shù)脂兩種。熱塑性樹(shù)脂是由線形高分子單體所構(gòu)成。加熱后具有流動(dòng)性，即具有流動(dòng)和固化的可逆性；而熱固性樹(shù)脂是由網(wǎng)狀三維高分子單體聚合而成的，在經(jīng)一次加熱固化后，再次加熱不再具有流動(dòng)性。熱塑性樹(shù)脂又分為結(jié)晶性與非結(jié)晶性?xún)煞N。 。聚苯乙烯成型加工性良好，價(jià)格較低，用途廣。主要有以下特征：① 流動(dòng)性良好，成型溫度范圍寬；② 具有良好的透明性（可見(jiàn)光透過(guò)率僅次于聚甲基丙烯酸甲酯，達(dá)到 90%） ；③ 優(yōu)良的電器性能；④ 脆性較大；從總體來(lái)看該塑料成型性?xún)?yōu)，成型收縮率在 0.4～0.8%，吸濕性 0.04～0.05%，密度為 1.04～1.05ｇ.㎜ -3該塑料適合筒類(lèi)制品，因此該制品的材料選用玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯。1.1.2 塑件的幾何形狀塑件的幾何形狀包括脫模斜度、壁厚、加強(qiáng)筋、圓角、支撐面a、脫模斜度由于塑件冷卻后，產(chǎn)生收縮，會(huì)使塑件緊緊包住模具型芯或模具型腔中凸出的部分，為了使塑件易于從模具中脫出，并且避免脫模時(shí)拉傷或擦傷塑件，因此在設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮到塑件內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)具有足夠的脫模斜度。玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的脫模斜度在 30‵～1oｂ﹑壁厚塑件的壁厚與使用要求有關(guān)，如果壁厚過(guò)薄，塑件在使用上可能不具備足夠6的強(qiáng)度和剛度。在脫模時(shí)難以承受脫模機(jī)構(gòu)的沖擊和振動(dòng)；在成型中，腔體塑料在模具型腔中阻力過(guò)大，而使流動(dòng)性變差，而且不便于塑件從模具中頂出；如果壁厚過(guò)厚，會(huì)因用料過(guò)多使成本增加，并且會(huì)使成型時(shí)間加長(zhǎng)，從而降低生產(chǎn)效率。此外，壁厚過(guò)厚的塑件也易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕、翹曲等缺陷。查表得玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的最小壁厚為 0.75㎜，常用壁厚為 4㎜左右。1.1.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量的分析① 結(jié)構(gòu)分析該塑件為筒狀，總體形狀為圓柱形，并且兩處徑向都有凸臺(tái)，有內(nèi)螺紋和外螺紋。因此模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)分型和螺紋脫模裝置，該塑件屬于中等復(fù)雜程度。② 尺寸精度分析該塑件未標(biāo)注公差為一般制品精度要求不是很高，重要尺寸，M33×2,M20×2.5，38㎜和長(zhǎng) 230㎜,φ25㎜，16㎜，需要保證其余尺寸都按結(jié)構(gòu)而定。選用 MT6 級(jí)未注公差。從塑件的壁厚上看，壁厚比較均勻?yàn)?4㎜左右因此有利于制品成型。③ 表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有縮孔強(qiáng)度剛度得以保沒(méi)有特別的質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。1.2 注塑機(jī)的選擇及注塑參數(shù)的確定設(shè)計(jì)注塑模時(shí)，必須了解模具與注塑機(jī)的基本關(guān)系，設(shè)計(jì)模具必須針對(duì)具體的注塑機(jī)。1.2.1 注射機(jī)的選用注射機(jī)類(lèi)型的選擇根據(jù)塑料的品種,塑件的結(jié)構(gòu)和成型方法,生產(chǎn)批量,現(xiàn)有設(shè)備及注塑工藝等進(jìn)行選擇:每種塑料都有適于成型的壓力范圍，具體塑件所需成型壓力范圍不僅與塑料品種有關(guān)，也與塑料形狀、壁厚及澆注系統(tǒng)斷面積大小和長(zhǎng)度有關(guān)。由于聚苯乙烯注塑成型時(shí)成型壓力范圍在 90～130Mpa 范圍內(nèi)所以初選注塑機(jī) XS—L—300注塑機(jī)，該注塑機(jī)最大注射壓力是 1000g/㎝ 2（240Mpa） 。71.2.2 對(duì)注塑機(jī)主要參數(shù)的校核注塑機(jī)的最大注射量是指注塑機(jī)螺桿或柱塞以最大注射行程注射時(shí)，一次所能達(dá)到的塑料注射量。對(duì)于任一種塑料，一次所能注射的熔體克數(shù)為：MMAX=VD式中 V－注塑機(jī)最大注塑量（㎝ 3） ；D－所注射的塑料熔體密度（g/㎝ 3） ；XS-L-300 注塑機(jī)最大注塑量為 573.04 g所設(shè)計(jì)的注塑模，塑件加澆注系統(tǒng)凝料所用的塑料量，不應(yīng)超過(guò)最大注射量。對(duì)于正常的批量生產(chǎn)，應(yīng)滿足如下公式：M r≤0.8 MMAX 式中 Mr—成型塑件所要求的注射量（加上澆注系統(tǒng)凝料所用塑料量） 。1.2.3 塑料注塑工藝參數(shù)的確定查找相關(guān)文獻(xiàn)和參考，玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：后段溫度選用 165°C中段溫度選用 250°C前段溫度選用 185°C噴嘴溫度：選用 185°C模具溫度：70°C～90°C注塑壓力：90～130Mpa注塑時(shí)間：0～30s保壓時(shí)間：選用 15～30s冷卻時(shí)間：選用 15～30 s成型周期：40～90 s8第 2 章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。2.1 型腔數(shù)目的確定及設(shè)計(jì)2.1.1 型腔數(shù)目的確定開(kāi)始設(shè)計(jì)模具時(shí)首先需要選擇確定模具結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和一些最基本的參數(shù)和尺寸，如型腔個(gè)數(shù)和需要的注塑量制品在分型面上的投影面積、注塑壓力、模具的厚度和安裝固定尺寸等。當(dāng)未限定設(shè)備時(shí)型腔數(shù)目的選擇須考慮以下因素：（1）根據(jù)注塑機(jī)的額定注塑量，每次注塑量不超過(guò)最大注塑量的 80%；（2）根據(jù)塑件精度，由于該塑件精度一般，故一般采用多型腔即 n=4；（3）生產(chǎn)批量，該塑件為大批量生產(chǎn)故宜取多型腔。塑件質(zhì)量的計(jì)算:根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的密度為:ρ=1.04kg/dm -3塑件的體積根據(jù)計(jì)算的:V=39000mm 3故塑件的質(zhì)量為：W=Vρ=39000×1.04=40.56g基于以上因素的考慮和塑件質(zhì)量的估算，該模具選用一模四腔。型腔的布置和澆口的開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱(chēng)，以防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。2.2 分型面的選擇模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面稱(chēng)為分型面。分型面的設(shè)計(jì)在注塑模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面的設(shè)計(jì)可以對(duì)塑件的質(zhì)量、模具9的整體結(jié)構(gòu)、工藝操作的難易程度及模具的制造等都有很大的影響。分型面的選擇應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，以便于塑件的脫模和模具的制造。在選擇分型面時(shí)應(yīng)遵循以下原則：① 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處；② 分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的留模及脫模；③ 保證塑件的精度要求；④ 滿足塑件外觀的要求；⑤ 便于模具制造；⑥ 減小成型面積；⑦ 增強(qiáng)排氣效果；⑧ 應(yīng)使側(cè)抽芯行程盡量短；該模具采用兩個(gè)分型面，開(kāi)模時(shí)，I-I 分型面分型，制品連同主型芯從動(dòng)模板25 中抽出。最后，在拉條 21 和六角螺釘 9 的作用下，拉動(dòng)推板 18 在 II-II 面分型，同時(shí)斜導(dǎo)柱 19 工作，將哈夫滑塊 17 側(cè)分型，即實(shí)現(xiàn)脫模。另外，澆口由 I 分型面從兩側(cè)注入型腔，避免細(xì)長(zhǎng)型芯受沖擊而產(chǎn)生彎曲造成制品壁厚不均勻。2.3 澆注系統(tǒng)與排氣形式的設(shè)計(jì)2.3.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)1) 澆注系統(tǒng)的形式及設(shè)計(jì)原則澆注系統(tǒng)是指注塑模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)塑料產(chǎn)品和提高生產(chǎn)率極為重要。① 普通流道澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。② 普通流道澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則1. 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)性；2. 采用盡量短的流程，以減少流量和壓力的損失；3. 應(yīng)有利于良好的排氣；4. 防止型芯變形和嵌件位移；5. 便于修整澆口以保證塑件的外觀；6. 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔的布局同時(shí)考慮；7. 流動(dòng)距離和流動(dòng)面積比的校核；10③ 主流道和定位環(huán)的設(shè)計(jì)主流道是注塑機(jī)噴嘴與模具接觸的部分開(kāi)始到分流道為止的一段通道，在臥式或立式注塑機(jī)上，主流道垂直于分型面，為了能使凝料順利地從主流道中拔出，所以主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。主流道部分尺寸的確定：d—主流道小端直徑；主流道小端直徑=注塑機(jī)噴嘴直徑+（0.5～1） 。取為 4.5㎜R—主流道的球面半徑；球面半徑=噴嘴球半徑+ （ 1～2） 。取 13㎜h—球面配合高度取 3～5a—主流道錐角取 4°L—主流道長(zhǎng)度（盡量小于 60） ；主流道長(zhǎng)度取 35㎜D—主流道大端直徑 d+2Ltga/2; D=6.9㎜為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑 r=5㎜的圓弧過(guò)渡。2）定位環(huán)的作用主要是使注塑機(jī)噴嘴與模具的主流道準(zhǔn)確對(duì)正、定位。① 主流道襯套由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此大部分注塑模中，主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸可更換的主流道襯套。該模具澆口套選用標(biāo)準(zhǔn)件 A 型。形狀尺寸都采用標(biāo)準(zhǔn)。形式如圖所示: dhLb圖 2.1② 定位圈很多注塑模具定位采用單獨(dú)加設(shè)定定位圈的方法。主流道襯套和定位圈要與所選注塑機(jī)的噴嘴和定位孔相一致，定位圈為標(biāo)準(zhǔn)件。該模具也采用標(biāo)準(zhǔn)。定位環(huán)的形式也如下圖所示:圖 2.23) 分流道的設(shè)計(jì)11分流道是主流道與澆口之間的通道，在多型腔模具中必不可少。常用的分流道的截面形狀有圓形、梯形、U 形和六角形等。流道的截面積越大壓力的損失越?。涣鞯赖谋砻娣e越小，熱量的損失越小。用流道的截面積的效率，效率越高，流道設(shè)計(jì)得越合理。根據(jù)流道的截面積的效率及性能，比較來(lái)看分流道的截面宜采用梯形，分流道表面粗糙度 Ra 的值取 1.6μm，另外，分流道的布置取平衡式排列。分流道截面根據(jù)公式 W=1.25D 得該模具分流道截面積為 8㎜2。4) 澆口的設(shè)計(jì)①澆口是連接流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。②澆口的尺寸 澆口的截面積一般取為分流道截面積的 3%～9%，截面積的形狀多為矩形（寬度和厚度的比為 3：1）或圓形，澆口長(zhǎng)度約為 1～1.5㎜，澆口設(shè)計(jì)應(yīng)取小值。該模具澆口截面形狀選為圓形，長(zhǎng)度為 1㎜。③澆口類(lèi)型 側(cè)澆口適合于中小型塑件的多型腔模具，因此該模具澆口選用側(cè)澆口形式。澆口尺寸選用如下：L=0.7～2.0㎜ b=1.5～5.0㎜ t=0.5～2.0㎜該模具初選（b×l×h）1㎜×1㎜×0.8㎜，試模時(shí)修正。④澆口位置的確定 澆口開(kāi)設(shè)的位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，在決定澆口的位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則:1、澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置；2、澆口應(yīng)設(shè)置在壁厚的部位，使熔體從厚斷面流入薄斷面，以利于補(bǔ)料；3、澆口應(yīng)設(shè)置在避免塑件表面產(chǎn)生合的部位；4、澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排除型腔中的氣體的部位；5、對(duì)于帶有細(xì)長(zhǎng)型芯的模具，澆口位置的設(shè)置應(yīng)使進(jìn)料沿型芯軸向均勻進(jìn)行，以免型芯被熔體沖擊而變形；6、澆口的設(shè)置應(yīng)避免引起熔體斷裂；7、澆口不要設(shè)置在塑件使用中承受彎曲載荷的部位；8、澆口的設(shè)置應(yīng)不影響塑件的外觀；該模具澆口設(shè)在塑件兩端的凸臺(tái)上，既有利于熔體從厚斷面流入薄斷面又不影響外觀。5) 冷料穴的設(shè)置冷料穴是儲(chǔ)存因兩次注塑間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔，以影響塑件質(zhì)量，該模具冷料穴設(shè)在主流道的末端。2.3.2 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順序地排出，塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡，接縫或表面輪廓不清等缺點(diǎn)，甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。注塑模的排氣方式有四種：①利用配合間隙排氣；②在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽；③利用排氣塞排氣；④強(qiáng)制性排氣；該模具利用配合間隙可進(jìn)行排氣，間隙值取為 0.03～0.05㎜2.4 成型零件的設(shè)計(jì)2.4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中成型零件決定塑件的幾何形狀和尺寸；成型零件包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。1) 凹模也稱(chēng)為型腔，是形成塑件的外表面的模具零件。由于該塑件外表面有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，形狀比較復(fù)雜采用鑲拼式凹模。將四壁和底板分別經(jīng)加工，熱處理和研磨之后，壓入模套之中。2) 型芯和成型桿，型芯和成型桿是成型塑件內(nèi)表面的模具零件。大的型芯也稱(chēng)為凸模，是成型塑件中較大的，主要內(nèi)形的零件；型桿一般是指成型塑件的孔或凹模的小型芯。 該塑件為管類(lèi)零件，因此需要側(cè)向抽芯，型芯的內(nèi)部有一個(gè)圓形與異形的兩段內(nèi)形桿與成型零件的型芯牢固配合。開(kāi)模時(shí)抽出型芯。3) 成型零件的工作尺寸的計(jì)算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來(lái)構(gòu)成塑件的尺寸，主要有凹模，型芯成型桿及成型環(huán)的徑向尺寸，凹模的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級(jí)及影響塑件的尺寸和精度的因素來(lái)確定模具的成型零件的工作尺寸及精度。1) 影響塑件尺寸和精度的因素1）成型收縮率在生產(chǎn)中，成型收縮率的波動(dòng)很大，從而引起的塑件尺寸誤差也較大，塑件的尺寸變化值為：δ S=（S max-Smin）L Sδ S—塑件收縮率的波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差（㎜） ；Smax—塑件的最大收縮率；13Smin—塑件的最小收縮率；查表得玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的成型收縮率為 0.４%～0.８%2）模具成型零件的制造誤差如果模具的制造誤差在 IT7～I(xiàn)T8 級(jí)之間，則成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3即 δ Z=1/3△ δ Z—模具成型塑件的制造公差；△—塑件的尺寸公差；2.4.2 成型零件工作尺寸的計(jì)算具體計(jì)算可見(jiàn)以下三個(gè)表。表 2－1 尺寸與模具成型零件工作尺寸的取值規(guī)定塑件的取值規(guī)定 模具成型零件的取值規(guī)定序號(hào)塑件尺寸的分類(lèi) 基本尺寸 偏差 成型零件 基本尺寸 偏差1成形尺寸L 、H 最大尺寸Ls 、Hs負(fù)偏差 ??凹模最小尺寸、MLH正偏差 Z?2內(nèi)形尺寸l 、h最小尺寸Ls 、hs正偏差型芯最大尺寸、lh負(fù)偏差 Z?3 中心距C平均尺寸Cs對(duì)稱(chēng) /2??型芯平均尺寸 MC對(duì)稱(chēng) /2Z??表 2－2 成型零件工作尺寸計(jì)算公式尺寸類(lèi)別 計(jì)算方法 說(shuō)明徑向尺寸凹模的徑向尺寸??0ZML? 其中：?00[(1)]Z ZSlLX??????—塑料的平均收縮率Ls—塑件外形最大尺寸（mm）X—系數(shù)大精度低的 X=0.5—塑件尺寸的公差（㎜）?1．徑向尺寸僅考慮 、 、S?Z的影響。C2．為了保證塑件實(shí)際尺寸在規(guī)定的公差范圍內(nèi)對(duì)成型 尺寸進(jìn) 行校核如下：maxin()(SZCLl?????或14型芯徑向尺寸??0ZMl??式中：00()[(1)]Z ZSllX???????為塑件的內(nèi)形最小尺寸（㎜）Sl其余同上。凹模的深度尺寸??0ZMH? 00[(1)]Z ZSHX??????式中： 為塑件的高度最大尺S寸（㎜） ；X 取值在 ~ 之間，123當(dāng)尺寸大時(shí)，精度要求低的塑件取小值，反之取大值。深度及高度尺寸型芯的高度尺寸??0ZMh????0 01[()(~)]23ZZSh?? ?????式中： 為塑件的內(nèi)形深度最S小尺寸（㎜）1．深度、高度尺寸僅考慮受 、S?、 的影響。c?j2．深度、高度成型尺寸的校核如下： ??maxinszjSH????中心距尺寸（）2ZMC??(1)22ZZSC?????式中： 為塑件孔或凸臺(tái)中心S距尺寸（㎜）中心距尺寸的校核如下： ??maxinsSC???表 2-3 型芯計(jì)算表類(lèi)別序號(hào)模具零件名稱(chēng)塑件尺寸計(jì)算公式 工作零件的尺寸1525＋0.025 00()[(1)]Z ZMSllX???????25.30－0.071 主型芯200＋0.5 ??0 01(~)23ZZShh??? 201.35－0.26＋0.24 00()[(1)]Z ZMSll?????6.1－0.032 側(cè)型芯22＋0.6 ??0 01(~)23ZZShh????22.29－0.0720 dm 大 =（ D 大 ＋D 大 ×Scp－△ cp） ）＋△m 20.27－0.0318.376 dm 中 =（ D 中 ＋D 中 ×Scp－△ cp） ）＋△m 18.50－0.0317.548 dm 中 =（ D 中 ＋D 中 ×Scp－△ cp） ）＋△m17.66－0.032.5 L=（L＋L×S cp）±△ m 2.52±0.15±型芯的計(jì)算3 螺紋型芯8 L=（L＋L×S cp）±△ m 8.2±0.2中心距大端處的中心距38 (1)22ZZMSC??????38.23±0.03表 2-4 型腔計(jì)算表18類(lèi)別序號(hào)模具零件名稱(chēng)塑件尺寸計(jì)算公式 工作零件的尺寸40－0.8 ??00[(1)]Z ZMSlLX??????40.08＋0.071 凸耳對(duì)應(yīng)的型腔16－0.44 00Z ZSH??16.01＋0.045－0.24 ??00[(1)]Z ZMSlL?????4.96＋0.042－0.024 00Z ZSX???1.967＋0.022 分型面對(duì)應(yīng)的凸耳60－1.2 ??00[(1)]Z ZMSH?????60.20＋0.0729－0.6 00Z ZSlL???29.33＋0.073 拐角處型腔20－0.6 ??00[(1)]Z ZMSX?????20.27＋0.0726－0.6 00Z ZSH???26.3＋0.074 小端型腔300.6 ??00[(1)]Z ZMS????30.32＋0.0733 dm 大 =（ D 大 ＋D 大 ×Scp＋△ cp） ） －△m33.048＋0.0331.70 dm 大 =（ D 大 ＋D 大 ×Scp＋△ cp） ） －△m31.74＋0.0330.835 dm 大 =（ D 大 ＋D 大 ×Scp＋△ cp） ） －△m30.87＋0.032 L=（L＋L×S cp）±△ m 2.01±0.15型腔的計(jì)算型腔的計(jì)算5 型環(huán)10 L=（L＋L×S cp）±△ m 10.2±0.2192.4.4 型腔壁厚計(jì)算注塑成型時(shí)型腔內(nèi)塑料熔體具有數(shù)十兆帕的壓力型腔應(yīng)具有足夠的壁厚承受這一壓力，否則會(huì)產(chǎn)生過(guò)大彈性變形引起塑件尺寸超差或脫模困難，對(duì)于非整體式型腔，過(guò)大彈性變形會(huì)使拼縫產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。型腔壁厚偏小在某些情況下表現(xiàn)為強(qiáng)度不足，工作中產(chǎn)生破壞現(xiàn)象。確定型腔壁厚的方法有計(jì)算法和經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算法又有按強(qiáng)度，按剛度計(jì)算兩種。經(jīng)驗(yàn)法又有查表法和查圖法。目前，經(jīng)驗(yàn)法應(yīng)用較多，即直接憑生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定模具結(jié)構(gòu)尺寸。該模具側(cè)壁厚度按強(qiáng)度計(jì)算，計(jì)算公式如下：t c=r[√σ p/(σ p-2PM)-1]PM—模腔壓力（Mpa） ；P M=Pi·k=100×0.4=40 Mpaσ P—材料的許用應(yīng)力（Mpa） ；45 號(hào)鋼許用應(yīng)力取 137 Mpa。2.4.5 型腔底板厚度的計(jì)算按強(qiáng)度條件計(jì)算 t h=r√1.22P M/б p經(jīng)計(jì)算得 th=20㎜; 考慮注塑的安全性,底板厚度取 25㎜.2.5 輔助零部件的設(shè)計(jì)2.5.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注塑成型后的制品必須從模具中取出,而完成取出制品的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為頂出機(jī)構(gòu),亦稱(chēng)脫模機(jī)構(gòu).頂出制品后,頂出機(jī)構(gòu)又要復(fù)位.(1) 制品頂出機(jī)構(gòu)頂出機(jī)構(gòu)分為一次頂出和二次脫模機(jī)構(gòu).對(duì)于簡(jiǎn)單的制品一次簡(jiǎn)單的頂出就能實(shí)現(xiàn)脫模,而對(duì)于一些特殊形狀的制品,一次脫模動(dòng)作之后, 制品還難以從型腔中取出,這時(shí)必須再增加一次脫模才能從模具中自動(dòng)卸料.該塑件是細(xì)長(zhǎng)管狀零件并且外表面還有凸臺(tái)需要斜導(dǎo)柱抽芯后在推板的作用使推桿將澆道偕同制品頂出型腔,與此同時(shí)彈簧推動(dòng)滑塊座塊使滑塊偕型芯彈移,隨即制品偕澆道沿型芯軸線方向自行掉落.(2) 脫模阻力的計(jì)算將制品從包緊的型芯上脫出所需要克服的阻力稱(chēng)為脫模力.它的計(jì)算是設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)的依據(jù).脫模力的計(jì)算:脫模力包括制品因收縮對(duì)型芯的摩擦力和大氣壓力 ,其大小與制品的壁厚有關(guān).該塑件為圓環(huán)形斷面制品,它的包緊力為: P=2π r 均EεL/cosa+μcosa+2r 均 2/(t2cosa+2t r 均 )20式中 L—塑件對(duì)型芯的包緊長(zhǎng)度；280 ㎜ ε —塑料的收縮率；0.6% μ— 塑料的泊松比； 0.25 r 均 —錐形型芯的平均半徑；7.5㎜ E—塑料的彈性模量；3000MPa a—型芯的單面斜角。0.6°由此得出對(duì)塑件的包緊力 P=20.4918N脫模阻力：脫模時(shí)型芯從塑件中抽出時(shí)抽拔力為：Ｑ＝ＰＫＰ－包緊力；　　?。耍瓱o(wú)因次數(shù)只與脫模斜度和摩擦系數(shù)有關(guān)，f 取 0.1 查表得 K 為 0.0912 則 Q=1.865N相應(yīng)地抽拔時(shí)的摩擦阻力為 F=f(P-Qsina)=2.047N2.5.2 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 的 選 擇為 了 縮 短 模 具 制 造 周 期 和 降 低 成 本 ， 本 塑 料 制 件 選 用 標(biāo) 準(zhǔn) 模 架 ，模 板 及 墊 塊 和 推 板 的 選 用 都 標(biāo) 準(zhǔn) 。 根 據(jù) 型 腔 數(shù) 目 及 型 腔 尺 寸 的 確 定 ，該 模 具 選 用 A1-710560-37-F1GB/T12556.1—1990,其 中 參 數(shù) 的 含 義 是 ：710560——模 架 的 長(zhǎng) 度 和 寬 度 分 別 為 710mm、 560mm模板的選擇:模板尺寸根據(jù)型腔的尺寸和壁厚來(lái)確定模板選用 710㎜×560㎜×80㎜(GB/T4169.8-1984) 材料選用 45 鋼推板選用 710㎜×455㎜×50㎜（GB/T4169.7-1984 ）材料選用 45 鋼2.5.3 對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是為了保證動(dòng),定模兩部分能夠?qū)?zhǔn),使加工在動(dòng)模和定模上的成型表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)確的型腔.導(dǎo)柱對(duì)合導(dǎo)向在注塑模中應(yīng)用最廣泛,包括導(dǎo)柱導(dǎo)套兩半部分.該模具也采用這種導(dǎo)向機(jī)構(gòu).1）導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)該模具導(dǎo)柱安裝在定模部分,導(dǎo)套安裝在動(dòng)模部分.導(dǎo)柱的基本形式有兩種.一種是直形導(dǎo)柱,一種是階梯形導(dǎo)柱,這兩種導(dǎo)柱的前端都設(shè)計(jì)為錐形便于導(dǎo)向.由于該塑件為大批量生產(chǎn)為了保證生產(chǎn)中發(fā)生撓曲便于從模板上卸下更換采用階梯形導(dǎo)柱.導(dǎo)柱的直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定,模板尺寸越大,導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)越大,除了導(dǎo)柱長(zhǎng)度根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)確定外,導(dǎo)柱的其余尺寸隨導(dǎo)柱直徑而定,導(dǎo)柱的直徑根據(jù)模板外形尺寸可以查表得出：21根據(jù)模板的選擇，查表選該模具的導(dǎo)柱直徑 40 ㎜ 由此確定階梯形導(dǎo)柱的尺寸如圖：d(f7)=20 ㎜ D=35㎜ H=6㎜ d(m6)=30㎜ L1=10 ㎜ L2=20㎜ R=2.5 ㎜ W=3㎜導(dǎo)柱安裝時(shí)模板上與之配合的孔徑公差按 H7 確定，安裝沉孔直徑取 D+2=37㎜導(dǎo)柱長(zhǎng)度尺寸應(yīng)能保證位于動(dòng)、定模兩側(cè)的型腔和型芯開(kāi)始閉合前導(dǎo)柱已經(jīng)進(jìn)入導(dǎo)孔的長(zhǎng)度不小于導(dǎo)柱直徑。2)導(dǎo)套設(shè)計(jì)該模具導(dǎo)套選用不帶安裝凸肩的 II 型，導(dǎo)套安裝時(shí)模板上與之配合的孔徑公差按H7 確定。導(dǎo)套長(zhǎng)度取決于含導(dǎo)套的模板厚度,其余尺寸隨導(dǎo)套導(dǎo)向孔直徑而定.導(dǎo)套的各部分尺寸為:d(H7)=20㎜; d 1(m6)=30㎜; D=35 ㎜; H=6㎜; R=3㎜; L1=1.5d=30㎜3)導(dǎo)柱的布置該模具采用 4 根直徑不同的導(dǎo)柱對(duì)稱(chēng)布置2.6 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)有些塑料制品由于結(jié)構(gòu)的需要常帶有側(cè)凹和側(cè)孔不能用通常的方法實(shí)現(xiàn)抽芯,一般需要采用側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)才能完成側(cè)向活動(dòng)型芯抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為抽芯機(jī)構(gòu).抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來(lái)源分分為手動(dòng)、液壓、氣動(dòng)和機(jī)動(dòng).機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)抽拔力較大,具有靈活、方便、生產(chǎn)率高且不需要另外添置設(shè)備等優(yōu)點(diǎn).因此該模具采用機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu),利用斜導(dǎo)柱抽芯.該模具采用斜導(dǎo)柱在定模上,滑塊在動(dòng)模上的注塑模結(jié)構(gòu),側(cè)型芯開(kāi)在滑塊上,開(kāi)模時(shí),依靠注塑機(jī)的開(kāi)模動(dòng)力,經(jīng)斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊左移,側(cè)型芯也隨之左移實(shí)現(xiàn)抽芯動(dòng)作.并且從擋塊的受力狀況來(lái)看,它與開(kāi)模方向間的夾角 a 不能太大.1) 抽芯距的確定抽芯距是將側(cè)型芯從成型位置抽到不妨礙塑件頂出時(shí)側(cè)型芯所移動(dòng)的距離.該塑件是長(zhǎng)管形零件內(nèi)部型芯太長(zhǎng)并且型芯為錐形,因此只用抽出一部分型芯后讓制件在推桿作用下推出型腔后在自重的作用下自動(dòng)脫落.選抽芯距 S 抽 =10㎜2) 確定斜銷(xiāo)傾角. 斜導(dǎo)柱的傾斜角 a 是斜抽芯機(jī)構(gòu)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一,它與抽拔力以及抽芯距有直接關(guān)系,一般取 15°～25°,該模具取 20°.3) 確定斜銷(xiāo)的尺寸. 斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度,可按有關(guān)公式計(jì)算.該模具根據(jù)經(jīng)驗(yàn)查表得斜導(dǎo)柱直徑 d=12㎜22斜導(dǎo)柱的尺寸:公稱(chēng)直徑 d=12+0.001+0.021; d1=40; H=10;與斜導(dǎo)柱配合孔極限偏差(H7) 0+0.0184) 斜導(dǎo)柱的材料及安裝配合斜導(dǎo)柱與導(dǎo)柱相似,多用 45 鋼,熱處理硬度≥55HRC,表面粗糙度小于 0.8μm.斜導(dǎo)柱與固定板采用過(guò)渡配合 H7/k6,由于斜導(dǎo)柱在模具工作過(guò)程中主要用于驅(qū)動(dòng)側(cè)向滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng),故側(cè)型芯的壓緊以及滑塊的導(dǎo)滑等問(wèn)題均與斜導(dǎo)柱的安裝配合關(guān)系不大,所以斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔之間保留 0.5～1㎜的間隙.斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度根據(jù)抽芯距,固定端模板的厚度、斜銷(xiāo)直徑及斜角大小確定L=L1+L2+L3+L4+L5L=(D/2)tg20+h/cosa+d/2tga+s/sina+L5 L5取 8 ㎜D 取 18； s=10㎜； h=60㎜； 計(jì)算得 L 約取 220㎜斜導(dǎo)柱形式如圖:圖 2.35)滑塊與滑模的設(shè)計(jì)滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的重要零部件,一般型芯用鋼比滑塊用鋼要求高因此一般采用組合式,并且組合式便于加工與修配,因此該模具滑塊采用組合式.滑槽設(shè)計(jì) 為了確保側(cè)型芯可靠地抽出和復(fù)位,保證滑塊在移動(dòng)過(guò)程中平穩(wěn),無(wú)卡死竄動(dòng)等現(xiàn)象滑塊與滑槽必須很好配合,采用 H7/f7.滑塊和滑槽的材料 滑塊采用 45 鋼,導(dǎo)滑槽部分要求硬度大于 40HRC.滑槽用 45鋼要求硬度為 52～56HRC.楔塊的設(shè)計(jì) 在制品注射成型過(guò)程中,側(cè)型芯在抽芯方向受塑料較大推力,這個(gè)力通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱,斜導(dǎo)柱為細(xì)長(zhǎng)桿,受力易變形,因此必須設(shè)置楔塊使滑塊不致產(chǎn)生位移,從而保證制品精度和斜導(dǎo)柱.楔緊塊的楔角 β 比斜導(dǎo)柱傾角 a 大2°～3°.滑塊的定位裝置 為了保證斜導(dǎo)柱伸出端準(zhǔn)確可靠地進(jìn)入滑塊的斜孔,要求滑塊在完成抽芯后停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的地方,不可發(fā)生任何位移,否則合模時(shí)斜導(dǎo)23柱不能準(zhǔn)確地插入滑塊斜孔.在設(shè)計(jì)滑塊定位時(shí),應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其大小選用不同的形式.該模具依靠彈簧的彈力使滑塊停靠在擋塊上定位,彈簧力是滑塊重量的 1.5～2 倍.2.7 冷卻與加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注塑模溫度的調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,確保模具溫度在成型要求范圍內(nèi).模具的加熱方法有蒸汽、電加熱、熱水加熱等方法;冷卻方法有常溫水冷卻、冷卻水強(qiáng)力冷卻或空氣冷卻等方法.對(duì)于粘度高,流動(dòng)性差的塑料則要求較高的模溫,此時(shí)需要對(duì)模具進(jìn)行加熱.但模溫也不能過(guò)高,模溫過(guò)高要延長(zhǎng)冷卻時(shí)間,且塑件脫模后容易變形.當(dāng)模溫要求在 80°C 以下時(shí) ,模具無(wú)需設(shè)置加熱裝置,可利用熔融塑料的余熱使模具升溫,達(dá)到要求的工藝溫度.若模溫要求在 80°C 以上時(shí),模具就要有加熱設(shè)置.聚苯乙烯成型時(shí)的模溫 20°C～60°C,因此該模具不需要采用加熱系統(tǒng).2.7.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）凹模冷卻系統(tǒng)計(jì)算。1) 傳熱面積的計(jì)算如果忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射與注塑機(jī)接觸所散失的熱量，假設(shè)塑料熔體在模內(nèi)釋放的熱量，全部由冷卻水帶走，則模具冷卻時(shí)所需冷水的體積流量 V， 設(shè)定模具的平均工作溫度為 40°C，用 20°C 的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30°C，產(chǎn)量為（初算每 8 分鐘 1 套）24.3kg/h.V=G·△/60C ·ρ（t 1-t2）式中 V—冷卻水的體積流量；(m 3/min)G—單位時(shí)間內(nèi)注入模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量；24.3kg/h)△—塑料成型時(shí)在模具內(nèi)釋放的熱焓量；(343×10 3J/kg)C—冷卻水的比熱容；[J/(kg/m 3)]ρ—冷卻水的密度；(kg/m 3)t1—冷卻水的出口溫度；(°C)t2—冷卻水的進(jìn)口溫度。(°C)根據(jù)計(jì)算得 V=5.71×10-4m3/min 根據(jù)冷卻水處于流狀態(tài)下的流速 υ 與通道直徑 d 的關(guān)系，查表由體積流量得冷卻水管直徑較小, ,因此確定模具冷卻水孔的直徑 d=10㎜；最低流速 υ=1.32m/s.冷卻水孔總傳熱面積 A 由下式計(jì)算：A=G·△/3600（T w-Tθ ） 式中 A—冷卻水孔總傳熱面積（㎡） ；G—單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/h）;24△—塑料成型時(shí)在模內(nèi)釋放的熱焓量（J/kg） ；Tw—模具溫度（°C） ；40°CTθ —冷卻水的平均溫度（°C） 。 25°C。根據(jù)計(jì)算 A=34.8㎡2）卻水孔總長(zhǎng)度計(jì)算由于傳熱面積 A=πdL，代入式，化簡(jiǎn)得：L=1.9m式中 L—冷卻水孔總長(zhǎng)度（m） 。3）卻水孔數(shù)目的計(jì)算設(shè)因模具尺寸之限制，每一根水孔長(zhǎng)度為 ι 取 0.7m，則模具內(nèi)應(yīng)開(kāi)設(shè)水孔數(shù)由下式計(jì)算：n=A/πd·ι 根據(jù)計(jì)算 n 約取為 44）冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校驗(yàn)對(duì)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行校核，其雷諾準(zhǔn)數(shù) Re=υ?d/ηRe=1.32×10-2/1.02×10-6=12941≥6000～10000紊流，冷卻回路具有良好的冷卻效果。2.8 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核模具閉合高度的計(jì)算：在支承板與固定零件的設(shè)計(jì)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定 定模座板：H 1=80㎜；上固定板：H2=57㎜；下固定板：H 3=63㎜；動(dòng)模座板：H 4=120㎜；根據(jù)推出行程和推出機(jī)構(gòu)的厚為 200㎜和 50㎜因而模具閉合高度：H=H 1+H2+H3+H4+H5=570㎜本模具的外形尺寸為 710㎜×560㎜×570㎜。XS-L-300 型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸為 910㎜×910㎜，故能滿足模具的安裝要求。并且該模具的閉合高度 H=513㎜，XS-L-300 型注塑機(jī)所允許模具的最小厚度230，最大厚度 580，即能滿足模具的安裝條件。Hmin≤H≤H max經(jīng)查資料 XS-L-300 型注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程 S=590㎜，滿足式頂出塑件要求。S≥H 1+H2+α+（5～10）㎜=230+160+50+10=350㎜注塑機(jī)開(kāi)模行程足夠。經(jīng)驗(yàn)證，XS-L-300 型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。25第 3 章 繪制模具總裝圖本模具的總裝圖如圖 01 , 零件圖分別如圖 02、03、04、05 、06 、07、08本模具的工作原理：模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模部分固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過(guò)噴嘴將熔融塑料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。開(kāi)模時(shí)，在彈簧的作用下 I-I 面首先分型，在次過(guò)程中斜導(dǎo)柱在 II-II 面閉合狀態(tài)下帶動(dòng)滑塊可靠地完成抽芯動(dòng)作。當(dāng)限位螺釘起限位作用后，模具沿 II-II 分型，此時(shí)，彈簧推動(dòng)推板使推桿將澆道偕同制品頂出型腔，與此同時(shí)彈簧推動(dòng)滑塊座塊使滑塊偕型芯彈移，隨即制品偕澆道沿型芯軸線方向自行掉落。合模時(shí)，隨著分型面的閉合側(cè)型芯滑塊復(fù)位至型腔，同時(shí)復(fù)位桿也對(duì)推桿進(jìn)行復(fù)位。26第 4 章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編程注塑模的成型零件主要包括型芯和型腔,常見(jiàn)的型腔大致為回轉(zhuǎn)曲面和非回轉(zhuǎn)曲面兩種。該模具型腔為回轉(zhuǎn)曲面工藝簡(jiǎn)單采用車(chē)削、鏜削、內(nèi)外圓磨削和坐標(biāo)磨床磨削.對(duì)上動(dòng)模板、型芯的加工工藝過(guò)程進(jìn)行分析。表 4-1(1)動(dòng)模板加工工藝過(guò)程如下表: 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序說(shuō)明1 下料 用鋸床割斷所需的材料,包括需切削的材料2 鍛造 鍛造所需的形狀,并改善其內(nèi)部組織3 退火 消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力,改善其加工性能4 車(chē) 車(chē)外圓和端面5 平磨 磨上下面及相鄰兩側(cè)面6 劃線 鉗工按型孔及其他安裝孔劃線7 鉗工 按圖加工其余各孔8 熱處理 淬火硬度 62～64HRC9 磨削 平磨兩端面10電火花成型加工 用成型電極加工型腔內(nèi)部11 拋光(2)型芯的加工工藝過(guò)程如下表:工序 工序名稱(chēng) 工序說(shuō)明1 下料 用軋制的圓棒料在鋸床上切斷2 鍛造 將棒料鍛成圓形毛坯3 退火退火以消除鍛造后內(nèi)應(yīng)力,并改善其加工性能4 車(chē)床加工車(chē)外圓和上端面、車(chē)錐形,并留加工余量2756 熱處理 淬火回火檢驗(yàn)硬度 58～62HRC7 磨平面 在平面磨床上磨上下端面8 磨外圓 在外圓磨床上磨外錐形面9101112(3)側(cè)型芯滑塊的加工工藝過(guò)程如下表:工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工藝說(shuō)明1 備料 將毛坯鍛造成平行六面體,保證各面有足夠的加工余量2 銑削加工 銑六面3 鉗工劃線4銑削加工 銑導(dǎo)滑部,留磨削余量;銑各斜面達(dá)設(shè)計(jì)要求5鉗工加工 去毛刺,倒鈍銳邊;加工螺紋孔6熱處理7 磨削加工 磨滑塊導(dǎo)滑面達(dá)設(shè)計(jì)要求8鏜型芯固定孔將滑塊裝入滑槽內(nèi),按型腔上側(cè)型芯孔位置確定側(cè)滑塊上型芯固定孔的位置尺寸9鏜斜導(dǎo)柱孔 按斜導(dǎo)柱孔的斜角偏轉(zhuǎn)工作臺(tái),鏜孔(4)澆口套的加工工藝過(guò)程如下表:工序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容1 備料按零件結(jié)構(gòu)及尺寸大小選用熱軋圓鋼或鍛件,保證直徑和長(zhǎng)度方向上有足夠的加工余量若澆口套凸肩部分長(zhǎng)度不能可靠夾持,應(yīng)將毛坯長(zhǎng)度加長(zhǎng)282 車(chē)削加工車(chē)外圓及端面車(chē)退刀槽鉆孔加工錐孔調(diào)頭車(chē) D1 外圓車(chē)外圓 D 留磨削余量車(chē)端面保證總長(zhǎng)尺寸,右端留磨削余量車(chē)球面凹坑3 熱處理 淬火回火4 研磨錐孔5 磨削加工 以錐孔定位磨削端面及外圓達(dá)設(shè)計(jì)要求6 檢驗(yàn)29第 5 章 總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)比較廣泛，很多都是我們所學(xué)課本上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書(shū)館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，完成這樣復(fù)雜的工作需要一定的毅力和耐心。在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容為按鍵塑料模設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)按鍵的設(shè)計(jì)，基本掌握了對(duì)塑料模設(shè)計(jì)的方法及步驟，對(duì)塑料模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)共分九章，分別對(duì)設(shè)計(jì)題目的來(lái)源、設(shè)計(jì)意義、零件工藝性分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)及成型設(shè)備的選擇、工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核、加工工藝等幾方面進(jìn)行了闡述。由于水平有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，由于有了課程設(shè)計(jì)老師的不吝指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。本設(shè)計(jì)中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時(shí)也不能太厚太重） 。同一塑件由不同的人設(shè)計(jì)有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了除了正確掌握和應(yīng)用書(shū)本知識(shí)外，吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。30致 謝本次長(zhǎng)管注塑模的設(shè)計(jì)和任務(wù)書(shū)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)工作是在河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校材料工程系系楊占堯教授的指導(dǎo)和幫助下完成的，在論文撰寫(xiě)過(guò)程中多次給予關(guān)懷和指導(dǎo)，在此對(duì)楊老師表示深深的敬意和衷心的感謝。在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)和工作中，通過(guò)老師的講解和同學(xué)的幫助以及翻閱大量的資料，感覺(jué)自己在所學(xué)知識(shí)的深度和廣度上都有了極大的進(jìn)步，而且興趣也有所增加，這些都得益于老師的諄諄教導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助，在論文即將完成之際，特別對(duì)這期間給予我關(guān)心的老師和同學(xué)們致謝。由于本人知識(shí)水平有限，理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還很缺乏，加上時(shí)間倉(cāng)促，論文中一定存在不少錯(cuò)誤和不盡人意之處，敬請(qǐng)各位老師、同學(xué)和同行人士提出批評(píng)建議。1參考文獻(xiàn)[1]楊占堯. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì). 北京：清華大學(xué)出版社，2004.9[2]王孝培. 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.6[3]塑料.模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編著. 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1982[4]曹宏深.趙仲治主編 . 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1993[5]賈潤(rùn)禮.程志遠(yuǎn) . 實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000[6]黃雁.彭華太 . 塑料模具制造技術(shù). 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2003.6[7]付宏生.劉京華 . 注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.6[8]王運(yùn)炎.葉尚川 .機(jī)械工程材料.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991.1[9]薛彥成.公差配合與技術(shù)測(cè)量. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1991.10[10]H. Bibring. Hand book of Machine tool. 1984