帶輪的注塑模具設(shè)計(jì),注塑,模具設(shè)計(jì) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文說明書 系　　　部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 設(shè)計(jì)(論文)題目： 帶輪注塑模設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2011.2.25～2011.5.4 設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn): 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 專業(yè)負(fù)責(zé)人: 目 錄 前言 緒論………………………… ………………………………………………2 第一章 塑件的工藝分析 1.1塑件的工藝性分析…………… …………… ……… …… …………7 1.1.1 塑件材料特性………… ………… ……………………………8 1.1.2 塑料材料成型性能……… …………… ………………………8 1.1.3 塑件材料的應(yīng)用…………………… … ………………………9 1.2成形工藝參數(shù)確定……………………………………………………10 第二章 塑件成形型工藝分析及方案批訂 2.1模具的基本結(jié)構(gòu)………………………………………………………11 2.1.1成形方法的確定……… …………………… ………………….11 2.1.2 型腔位置的確定………………… …………………… ………12 2.1.3 分型面的確定…………… …………………… ………………13 2.1.4澆注系統(tǒng)的選擇……… ……… ………………… ……………15 2.1.5 冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì)……………… ………………… ……17 2.1.6 模具排氣槽的設(shè)計(jì)… …………………… ……………………17 2.1.7 推出方式的確定…………………… ……………… …………17 2.1.8 確定側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)……………………… ………… …………18 2.1.9 楔緊塊的設(shè)計(jì)…………… ………… …………………………19 2.1.10模具的結(jié)構(gòu)形式………………………………………… ……19 2.1.11 確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)………………………………………21 2.1.12成型設(shè)備的選擇………………………………… ……………21 2.2 模架的選擇…………… …………… ……………… ………………22 2.2.1 模架結(jié)構(gòu)的選擇………………………………………………22 2.2.2 模架安裝尺寸校核……………………………………………23 第三章 模具結(jié)構(gòu)及其尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………… …………………… …24 3.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………… ………………………………25 3.1.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………… ……………26 3.1.3斜導(dǎo)柱與斜滑塊的結(jié)構(gòu)…………… ……………… …………26 3.1.4模具的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)………………………… ……… ……………26 3.1.5 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的校核……………… ………………………………27 3.2 模具成形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算…………… ……………………… ………27 3.2.1型腔徑向尺寸的計(jì)算……………… ………………… ………27 3.2.2型腔深度尺寸的計(jì)算…………………………… … …………28 3.2.3型芯徑向尺寸的計(jì)算…………… ……………………… ……29 3.2.4型芯高度尺寸的計(jì)算…………………… …………… ………29 3.3 模具加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………… ……………… …………31 第四章 安裝與試模 4.1 模具的安裝試?！?…………… ………………………32 4.1.1 試模前的準(zhǔn)備………… ………………………………………33 4.1.2 模具的安裝與調(diào)試…… ………………………………………35 4.1.3 試?！?6 4.1.4 檢驗(yàn)……………………………………………………………37 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………38 前 言 伴隨著現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工農(nóng)業(yè)和日常生活中等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高，在現(xiàn)如今的塑件生產(chǎn)過程中，模具設(shè)計(jì)的高質(zhì)量化，先進(jìn)模具制造設(shè)備的出現(xiàn)，完善的加工工藝，優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化成型設(shè)備以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助制造的出現(xiàn)，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑件提供了重要的條件。 通過幾年的學(xué)習(xí)，理論結(jié)合實(shí)踐，為培養(yǎng)學(xué)生的理解分析能力、學(xué)生編制塑件成型工藝規(guī)程的能力、學(xué)生設(shè)計(jì)和編制加工工藝的能力、培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)理論知識分析問題解決問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作態(tài)度為目的，積極的促進(jìn)學(xué)生綜合運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)與制造的專業(yè)知識、系統(tǒng)的進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)與制造，通過對塑件成型工藝編制、塑料模設(shè)計(jì)、非標(biāo)準(zhǔn)模具零件的加工工藝設(shè)計(jì)的全過程，為今后走向工作上崗奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 緒 論 塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。目前塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)又是一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。世界塑料工業(yè)從20世紀(jì)30年代前后開始研制到目前的塑料產(chǎn)品系列化，生產(chǎn)工藝自動化，連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域。它經(jīng)歷了初創(chuàng)階段（30年代以前），發(fā)展階段（30年代），飛躍發(fā)展階段（50至60年代）和穩(wěn)定增長階段（70年代至今）等這樣幾個(gè)階段。塑料作為一種新的工程材料，其不斷被開發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝的不斷成熟，完善與發(fā)展，極大的促進(jìn)了塑料成型方法的研究與應(yīng)用和塑料成型模具的開發(fā)與制造。隨著工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，在一定溫度和壓力下，塑料具有可塑性，可以利用模具將其成型為具有一定幾何形狀和尺寸精度的塑料制件。 塑料制件之所以能夠在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，是由于它們本身具有的一系列特殊優(yōu)點(diǎn)所決定的。塑料謎底小，質(zhì)量輕。這就是“以塑代鋼”的明顯優(yōu)點(diǎn)所在。塑料的比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，所以塑料是現(xiàn)代電工行業(yè)和電器行業(yè)中不可缺少的原材料。塑料的化學(xué)穩(wěn)定性最高，減磨耐磨性能好。此外，塑料的減振和隔音性能也很好。許多塑料還具有透光性能和絕熱性能以及防水，防透氣和防輻射等特殊性能。因此，塑料已成為各行各業(yè)中不可缺少的一種重要材料。需求量的日益增加，這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代的周期愈來愈短。因此對塑料的品種，產(chǎn)量和質(zhì)量都提出了越來越高的要求。 第一章 工藝分析 1.1 塑件工藝性分析： 塑件如圖1.1所示 產(chǎn)品名稱：帶輪注塑模 產(chǎn)品材料：ABS 產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn) 塑料尺寸：如圖1.1所示 塑料要求：塑料外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。塑料允許最大脫模斜度45°，塑件上不能出現(xiàn)缺料、溢料、飛邊、凹陷、氣孔、熔接痕、翹曲收縮，尺寸不穩(wěn)定現(xiàn)象。 圖 1.1 1.1.1 塑料材料特性 ABS塑料（丙乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物，也可稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用和工藝性能。ABS是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程材料，價(jià)格便宜，原料易得。ABS塑料為無定型料，一般不透明。ABS無毒、無味，為呈微黃色或白色粒料，成型塑料的表面有較好的光澤。ABS具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，表面硬度，耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性，特別是抗沖擊強(qiáng)度高。ABS塑料堅(jiān)韌，具有優(yōu)良的成型加工性和著色性能，它的熱變形溫度比聚苯乙烯，聚氯乙烯，尼龍等都高，尺寸穩(wěn)定性較好，具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能，還具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性和電性能。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度約為93℃左右，不透明，耐氣候性差。ABS易吸水，使塑件表面出現(xiàn)斑痕。 1.1.2 塑料材料成形性能 使用ABS注射成形塑料制品時(shí)，由于其熔體黏度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑料對型芯的包緊力較大，故塑料應(yīng)采用較大的脫模斜度。在正常情況下，壁厚、熔料溫度對收縮率的影響教小；若要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50°c ~60°c，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60°c ~80°c；ABS比熱容低，速化效率高，凝固也快，固成形周期短；另外熔體黏度較高，使ABS制品易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。ABS的表觀黏度對剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式。ABS易吸水，使塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等。成形加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。在正常的成形條件下，ABS制品的尺寸穩(wěn)定性較好。 1.1.3 塑件材料的應(yīng)用 ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪，泵葉輪，軸承，把手，管道，電機(jī)外殼，儀表殼，儀表盤，水箱外殼，蓄電池槽，冷藏庫和冰箱襯里等；汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板，扶手，熱空氣調(diào)節(jié)管道，加熱器等，還可以用ABS夾層板制作小轎車車身；ABS還可以用來制作水表殼，紡織器材，電器零件，文教體育用品，玩具，電子琴及收錄機(jī)殼體，食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。 1.2 成形工藝參數(shù)確定 查有關(guān)手冊得到ABS塑料的成形工藝參數(shù)如下： 注射機(jī)類型：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30~60 形式：直通式 噴嘴 溫度（℃）：180~190 前段：200~210 料筒溫度（℃） 中段：210~230 后段：180~200 密度 1.01~1.04克/mm3 收縮率 0.3%~0.8% 預(yù)熱溫度 80°c~85°c 預(yù)熱時(shí)間 2~3h 料筒溫度 后段150°c~170°c，中段165°C~180°c，前段180°c~200°c 噴嘴溫度 170°c~180°c 模具溫度（℃） 50~70 注射壓力 60~100MPa 保壓壓力 50~70 MPa 注射時(shí)間 20~90s 保壓時(shí)間 15~30 s 冷卻時(shí)間 15~30 s 成形溫度 200°c～400°c 成形周期 40~70 s 收縮率 0.5%~0.8% 第二章 塑件成形型工藝分析及方案批訂 2.1 模具的基本結(jié)構(gòu) 2.1.1成形方法的確定 根據(jù)塑件成形工藝參數(shù)及注塑所采用材料的各種因素分析塑件應(yīng)采用注射成型法生產(chǎn)，由于要保證塑件的表面質(zhì)量，因此采用點(diǎn)澆口或扁平形澆口設(shè)置在非工作表面即內(nèi)側(cè)面。該塑件又采用ABS塑料，ABS塑料的表觀黏度對剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此，該模具就使用側(cè)澆口成型，設(shè)置一個(gè)水平分型面和一個(gè)垂直分型面。 2.1.2 型腔位置確定： 單型腔模具其優(yōu)點(diǎn)是塑件精度高，工藝參數(shù)易于控制；模具結(jié)構(gòu)簡單；模具制造成本低，周期短，但塑件成型的生產(chǎn)率低，塑料成本高。其適用于塑件較大，精度要求較高或者小批量生產(chǎn)及試生產(chǎn)。 多型腔模具其塑料成型的生產(chǎn)效率，塑件的成本底，但塑料的精度低，工業(yè)參數(shù)難以控制；模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具制造成本高、周期長。其適用大批量、長期生產(chǎn)的小型塑件。 第一種方案，考慮到塑件形狀較為簡單，為保證塑件表面質(zhì)量以及使用性能的特殊要求 故采用單型腔注射模?？紤]到塑件的圓周面上有一道環(huán)形槽，需要側(cè)向抽芯，所以模具采用一模一腔、平橫布置。模具尺寸相對來說較小，制造加工方便，但其缺點(diǎn)是模具生產(chǎn)效率較低，單個(gè)模具費(fèi)用較高。第二種方案：模具采用一模四腔可提高生產(chǎn)效率，型腔分層布置，一層兩腔，平衡布置，模具尺寸相對較大。側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)加工難度較強(qiáng)，模具制造成本提高，且增加模具成形需要注射壓力和保溫時(shí)間等。但模具生產(chǎn)率大大提高，且側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)可以更換降低了模具成本。故兩者比較，采用等二種，即分層布置，設(shè)置兩層行腔，比較合適。 對于多型腔模具，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)密切相關(guān)，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都能通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時(shí)均勻充滿每一個(gè)型腔，從而使各個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。 多型腔的排布方法有平衡式和非平衡式。 塑件的形狀比較簡單，質(zhì)量比較小，生產(chǎn)批量比較大，所以應(yīng)該采用多型腔注射模具?？紤]到塑件的表面質(zhì)量，需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，先抽內(nèi)側(cè)型芯，所以模具采用一模兩腔，平衡布置。這樣模具的尺寸比較小，制造加工也比較方便，生產(chǎn)效率提高，塑件的成本也比較低。 其型腔布置如圖2.1所示： 圖 2.1 組合型腔分布圖 2.1.3 分型面的確定： 塑料分型面是模具動模和定模的結(jié)合處，在塑件最大外形處，是為了塑件和凝料取出而設(shè)置的。 分型面的選擇即要保證塑件質(zhì)量要求又要便于脫模，本塑件的的分型面選擇在骨架的上端面和各個(gè)帶槽面。因?yàn)樯隙嗣鏋榉枪ぷ鞅砻?，其表面質(zhì)量的好壞不會影響到塑件的使用性能。塑件的大部分外表面是光滑的，僅在側(cè)向抽芯處留有分型面痕跡，同時(shí)會使側(cè)向抽芯容易，而且脫模也方便。這樣側(cè)滑塊機(jī)構(gòu)可以獨(dú)立進(jìn)行加工，使模具的加工難度降低，因此選擇塑件大端面為水平分型面。 圖 2.2 分型面的確定 2.1.4 澆注系統(tǒng)的選擇 （1）主澆道設(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。包括主流道、分流道，澆口和冷料穴。 為了讓主流道澆口凝料能從澆口套順利拔出，主流道設(shè)計(jì)圓為錐形，錐角為6°，其小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm,由于小端前面是球面,其深度內(nèi)3～5㎜.注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合.因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1～2㎜,其計(jì)算公式為: dmin=R+(0.5～1),R2=R1+(1～2)mm dmin為小端最小允許值，R為小端球面半徑值，R1為噴嘴球面半徑，R2為主流道球面半徑。主澆道及分澆道示意圖如圖所示： 圖 2.3 澆道形式 （2）澆口設(shè)計(jì)： 澆口是連接分流道與型腔的熔體通道，澆口又有限制性澆口和非限制性澆口，其中，限制性澆口是整個(gè)澆徑系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位。通過截面積的突然變化，提高注射壓力和剪切速率，降低黏度，可較早固化，防止型腔熔體倒流，有利于分模。針對本產(chǎn)品而言，采作側(cè)澆口這種澆口的優(yōu)點(diǎn)是：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。 側(cè)澆口的尺寸：側(cè)澆口的尺寸計(jì)算公式如下 B=（0.6~0.9）/30×A T=（0.6~0.9）￡ 式中 B——側(cè)澆口的寬度，mm A——塑件的外側(cè)表面積，mm T——側(cè)澆口的厚度，mm ￡——澆口處塑件的壁厚，mm。 側(cè)向澆口，對于中小型件，一般深度t=0.5~2.0mm(或取塑件壁厚的1/3~2/3)，寬度b=1.5~5.0mm,澆口的長度l=0.7~2.0mm 圖2.4 側(cè)澆口的形式 1—主流道 2—分流道 3—側(cè)澆口 4—塑件 2.1.5 冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中的前鋒冷料以免前鋒冷料進(jìn)入型腔導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降進(jìn)而影響生產(chǎn)。拉料桿是在注塑完成之后將澆注系統(tǒng)凝料從定模套中拉出。拉料桿有兩種基本形式，一種適于推桿起模的，另一種適合于推件板脫模。本產(chǎn)品采用Z字形拉料桿，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及現(xiàn)有設(shè)備拉桿設(shè)計(jì)為Z字形是比較適合的。 2.1.6 模具排氣槽設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須有順序的排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱分解而產(chǎn)生的氣體；若不及時(shí)的排出氣體塑件會因填充不足而出現(xiàn)氣泡或表面輪廓不清。一般模具采用間隙配合進(jìn)行排氣，也可以在分型面上開設(shè)排氣槽進(jìn)行排氣。根據(jù)實(shí)際情況并考慮成本，故本模具采用間隙排氣較為合適。 2.1.7 推出方式的確定 由于塑件形狀較為簡單，而且壁厚比較薄，使用推桿推出機(jī)構(gòu)容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用。所以選用推件板推出機(jī)構(gòu)來完成塑件的推出。推件板推出機(jī)構(gòu)又稱頂板頂出機(jī)構(gòu)，他有一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿所組成。這種推出機(jī)構(gòu)簡單，運(yùn)動平穩(wěn)，且推出力大，頂出力也均勻。塑件在推出時(shí)所受到的變形比較小，推出也比較可靠。為了減少推出過程中推件板和型芯的摩擦，應(yīng)在推件板和型芯間留有0.20~0.25mm的間隙（原則上應(yīng)不摩擦型芯），并采用3°~5°的錐面配合，其錐度起到輔位定位作用，防止推件板偏心而引起溢料。 推出機(jī)構(gòu)工作時(shí)，推件板除了與型芯作配合外，還依靠推桿進(jìn)行支撐與導(dǎo)向。這種推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，推板在推出過程中也不會掉下。推件板和型芯的配合精度為H7/f7~H8/f7的配合。 2.1.8 確定側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)： 由于塑件的側(cè)面為凹面，因此該模具應(yīng)該設(shè)有側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。因?yàn)槌樾緯r(shí)抽出距離比較短，在60~80mm的范圍內(nèi)，而且抽出力也比較小，所以該側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)采用斜導(dǎo)柱（斜銷），內(nèi)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。斜銷安裝在導(dǎo)柱固定板上，滑塊安裝在推件板上。 帶動活動型芯作側(cè)向移動（抽拔與復(fù)位）的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)，簡稱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)主要由斜導(dǎo)柱。側(cè)型芯滑塊和楔緊塊等組成的。斜導(dǎo)柱又叫斜銷，它靠開模力來驅(qū)動從而產(chǎn)生側(cè)向抽芯力，迫使側(cè)型芯滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)向外移動，達(dá)到側(cè)抽芯的目的。 側(cè)型芯滑塊是成型塑件上側(cè)凹或側(cè)孔的零件，滑塊與側(cè)型芯既可作為整體式，也可以作成組合式。 楔緊塊是閉模裝置，其作用是在注塑成型時(shí)，承受滑塊傳來的側(cè)推力，以免滑塊產(chǎn)生位移或使斜導(dǎo)柱因受力過大產(chǎn)生彎曲變形。 2.1.9 楔緊塊的設(shè)計(jì) 在注塑成型過程中，側(cè)向成型零件熔融塑料很大的推力作用，這個(gè)力通過滑塊傳遞給斜導(dǎo)柱。而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長桿，受力后容易變形，導(dǎo)致滑塊后移，因此必須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。 楔緊塊的工作部分是斜面，為了保證斜面能在合模時(shí)壓緊滑塊，而在開模時(shí)又能迅速脫離滑塊，以避免楔緊塊影響斜導(dǎo)柱對滑塊的驅(qū)動，鎖緊角一般都應(yīng)比斜導(dǎo)柱傾斜角大一些。 2.1.10 模具的結(jié)構(gòu)形式 側(cè)澆口一般設(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，其澆口面積多為矩形（扁槽），是限制性澆口。由于側(cè)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。 該模具的結(jié)構(gòu)形式為雙分型面注塑模。采用定距拉桿控制分型面Ⅰ—Ⅰ的打開距離，其開距應(yīng)大于40mm，方便取出澆口，而分型面Ⅱ—Ⅱ的打開距離由限位板控制，如圖2.5（b）所示，它的開距應(yīng)大于65mm，用于取出制件。 2.1.11 確定溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)： 模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由塑料種類、模具的大小、塑件的物理化學(xué)性能、外觀和尺寸精度都對模具的調(diào)節(jié)有影響。在設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)后有時(shí)會給注塑生產(chǎn)帶來一些問題，例如，采用冷水調(diào)節(jié)模具溫度時(shí)，大氣中水分凝結(jié)在模具型腔的表面，影響塑件表面質(zhì)量，而采用加熱措施后，模內(nèi)一些間隙配合的零件可能由于膨脹而使間隙減小或消失，從而造成卡死或無法工作。在本模具上由于骨架大端面積較大必須設(shè)置冷卻系統(tǒng)。 2.1.12 成型設(shè)備的選用 由于該模具所用注射機(jī)最大注射量Gmax= Cgp=0.93×1.05×98.33=96.02,故由表2—8中選用xs-zy-125型號式注塑機(jī)，其有關(guān)參數(shù)如下： 額定注射量/cm3 125 螺桿直徑/mm 42 注射壓力/ MPa 120 注射行程/mm 115 注射方式 螺桿式 鎖模力/ KN 900 最大成型面積/ cm3 320 最大開合模行程/mm 300 模具最大厚度/mm 300 模具最小厚度/mm 200 噴嘴圓弧半徑/ mm 12 噴嘴孔直徑 /mm 4 動定模固定板尺寸/mm×mm 428×458 拉桿空間/ mm×mm 260×290 合模方式 液壓—機(jī)械 液壓泵 流量/(L/?min) 100 壓力/（MPa） 6.5 機(jī)器外形尺寸/ mm×mm×mm 3340×750×1550 注：Gmax——為可注塑的最大注塑量 C—料筒溫度下塑料的體積膨脹的校正系數(shù)，對于結(jié)晶形的塑料，c≈0.85；對于非結(jié)晶形的塑料，c≈0.93； P—所用塑料在常溫下的密度； g－注射機(jī)的公稱注射容量。 注塑壓力的校核：注射機(jī)的公稱注射壓力要大于成型的壓力，即 P1≥P2 式中 P1—注射機(jī)的最大注射壓力； P2—塑件成形所需的實(shí)際注射壓力。 1）塑料的流動性好，形狀簡單，壁厚較大，P2＜70Mpa； 2）黏度較低，形狀精度要求一般，P2=70～100 Mpa； 3）中高黏度的塑料，P2=100～140 Mpa； 4）塑件黏度較高，壁薄或不均勻，流程長，精度要求較高，P2=140～180 Mpa； 5）高精度塑件，P2=230～250 Mpa； a. 噴嘴尺寸 注塑機(jī)的噴嘴頭部的球面半徑r1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑r2吻合，以免高壓熔體從狹縫處溢出。r2一般應(yīng)比r1大1～2 mm,否則主流道內(nèi)塑料凝料無法脫出。 b. 最大、最小模厚 在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使模具的總厚度位于注射機(jī)安裝模具的最大厚度和最小厚度的之間。同時(shí)應(yīng)該校核模具的外形尺寸，使得模具能從注射機(jī)拉桿之間裝入。 c. 開模行程和頂出機(jī)構(gòu)的校核 注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出是所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無法從模具中去取出。開模距離一般可分為兩種情況：一是當(dāng)注塑機(jī)采用液壓機(jī)聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定，并不是模具的厚度影響，即注射機(jī)的開模行程與模具的厚度無關(guān)；二是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的瑣模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定，并受模具的厚度影響，即注射機(jī)的開模行程與模具的厚度有關(guān)。 d.鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，這個(gè)力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，即： F鎖≥PA分 式中 F鎖—注射機(jī)公稱鎖模力； P—注射時(shí)型腔的壓力，它與塑料品種和塑件有關(guān)； A分—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和。 2.2 模架的選擇 2.2.1 模架結(jié)構(gòu)的選擇 冷卻回路的設(shè)計(jì)應(yīng)做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質(zhì)能充分吸收成型塑件所傳導(dǎo)的熱量，使模具成形表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi)，并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通，無滯留部位。 模架的結(jié)構(gòu)如圖2.6所示 圖 2.6 模架結(jié)構(gòu) 2.2.2 模架安裝尺寸校核 模具外形尺寸長為長392mm，寬242mm,高223mm，小于注塑機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便的安裝在住宿機(jī)上。 第三章 模具的結(jié)構(gòu)及其尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本套模具的型腔是由凹?；瑝K7，型腔板9、定模板上的型芯25共三部分構(gòu)成。型腔板9和左右兩個(gè)斜滑塊構(gòu)成了骨架的側(cè)面，凹?；瑝K7和型芯25構(gòu)成帶輪的頂面和內(nèi)表面。凹模塊7，型腔板9和型芯25構(gòu)成了帶輪底面。澆口開在骨架的中心處，澆口形狀為扁平澆口，目的是便于脫模且不留痕跡。加工方便，加工精度高有利于型腔的拋光，左右滑塊可以更換，提高模具的使用壽命，節(jié)約成本。 3.1.2 型心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯25是由固定板上的型芯孔固定，型芯25與型腔板9和推件板34的配合為過盈配合，以保證配合的緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。另過盈配合可以保證型芯與動模板的相對位置的固定。 3.1.3 斜導(dǎo)柱、斜滑塊結(jié)構(gòu) 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成形塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動完成抽芯與分型動作。 在設(shè)計(jì)時(shí)，斜銷（斜導(dǎo)柱）工作端面的端部可以設(shè)計(jì)成錐臺形或半球形。斜銷、內(nèi)滑塊的結(jié)構(gòu)如圖2.5（a）所示。這種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，動作安全可靠，加工制造方便。 3.1.4 模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分和動模部分之間采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向定位，推件板上裝有導(dǎo)套，推出推件時(shí)，導(dǎo)套在導(dǎo)柱上運(yùn)動，保證了推件板的運(yùn)動精度。定模板上裝有導(dǎo)柱，為側(cè)澆口和定模板及拉料桿的運(yùn)動導(dǎo)向。 3.1.5 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的校核 型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用和高速的沖擊作用，應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。實(shí)踐證明大尺寸型腔剛度不足是主要矛盾，故型腔的不足是剛度不夠，型腔應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)：δmax≤[δ];而對于小尺寸的型腔，強(qiáng)度不足是是主要矛盾，型腔應(yīng)以Бmax≤[Б]。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中也常用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或有關(guān)表格進(jìn)行簡化對凹模側(cè)壁和底板厚度的設(shè)計(jì)。由《塑料模具設(shè)計(jì)與制造》中表3—22中可以查出圓形型腔的內(nèi)壁直徑為2r，在80~90mm范圍內(nèi)。組合式型腔的內(nèi)壁厚為13mm，模具的壁厚為35mm，根據(jù)實(shí)際尺寸檢測 t>13就可以滿足強(qiáng)度，故本模具的強(qiáng)度足夠，可以進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)。 3.2 模具成形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 模具成形零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要原因之一，模具成形零件的制造精度愈低，塑件精度尺寸愈低。一般成形零件工作尺寸制造公差值§z取塑件公差值△的１／３～１／４或?。郏裕荨桑裕讣壸鳛橹圃旃睿M合式型腔或型芯的制造公差應(yīng)根據(jù)尺寸鏈來確定。 模具在使用的過程中，由于磨損而造成模具的成形零件尺寸的變化.在計(jì)算成形零件的工作尺寸時(shí)，對于批量小的塑件，且模具表面耐磨性好的（如高硬度模具材料，模具表面進(jìn)行過鍍鉻或滲氮處理的），其磨損量應(yīng)取小值；對于玻璃纖維做原料的塑件，其磨損量應(yīng)取大值；對于與脫模方向垂直的成形零件的表面，磨損量應(yīng)取小值，甚至可以不考慮磨損量；而與脫模方向平行的成形零件的表面，應(yīng)考慮磨損；對于中，小型塑件，模具的成形零件最大磨損量可取塑件公差的1/6，而大型塑件，模具的成形零件最大磨損量應(yīng)取塑件公差的1/6以下。 在一般情況下，塑料收縮率波動，成形零件的制造公差和成形零件的磨損是影響塑件尺寸和精度的主要原因。對于大型塑件，其塑料收縮率對塑件的尺寸公差影響最大，應(yīng)穩(wěn)定成形工藝條件，并選擇波動較小的塑料來減小塑件的成形誤差；對于中，小型塑件，成形零件的制造公差及磨損對塑件的尺寸公差影響最大，應(yīng)提高模具精度等級和減小磨損來減小塑件的成形誤差。實(shí)際收縮率與計(jì)算收縮率會存在有差異，按照一般的要求，塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的1/3。 取ABS塑料的平均成形收縮率為S=(S1+S2)/2=0.7%。塑件未標(biāo)注公差按照表1-12中5級精度公差值選取，塑件尺寸如圖3.1所示。 圖 3.1 塑件尺寸 注： S——塑料的平均收縮率； S1——塑料的最小收縮率； S2——塑料的最大收縮率。 3.2.1 型腔徑向尺寸：對于中小型塑件 模具最大磨損取塑件公差的1/6；模具制造公差〥z=△/3；取X=0.75。 僅考慮塑件收縮時(shí)模具成形零件工作尺寸計(jì)算 Lm=Ls（1+S）式中，Lm—模具成形零件在常溫下的實(shí)際尺寸，Ls—塑件要常溫下的實(shí)際尺寸， S為塑件的計(jì)算收縮率。 計(jì)算公式：(Lm1)+〥0=[(1+S均)Ls1-X△]+〥0 式中：S均—塑件的平均收縮率 Ls—塑件的外形最大尺寸 X—系數(shù)，尺寸大精度底的塑件X=0.5，尺寸小精度高的塑件X=0.75 △—塑件尺寸的公差 故如圖2.7所示： 25-0.22→25-0.22 (Lm1)+〥0=[(1+S)Ls1-X△]+〥0 =[(1+0.6%)×25-0.75×0.22]+0.09 0 =25.36*0.07 22.5-0.22→22.5-0.22 (Lm2) +〥0=[(1+S)Ls2-X△] +〥0 =[(1+0.6%)×22.5-0.75×0.22]+0.070 =22.71+0.070 3.2.2 型腔深度尺寸的計(jì)算 模具的最大磨損量取塑件公差的1/6；模具制造公差〥z=△/3取X=0．5。 計(jì)算公式： （HM）=[(1+S均)Hs-x△] +〥0 式中 HS——塑件的高度最大尺寸；X的取值范圍在1/2~1/3之間，當(dāng)尺寸大，精度要求低的塑件取小的值，反之，取大值。其余各符號的意義同上。 1）14-0.22→14-0.22 （Hm1）+〥0=[(1+S)Hs1-X△] +〥0 =[(1+0.6%)×14-0.75×0.22]+0.070 =14.46+0.070 2）10+0.07→10+0.07 (Hm2) +〥0=[(1+S)Hs2-X△] +〥0 =[(1+0.6%)×10-0.5×0.22] +0.070 =9.97+0.070 3.2.3 型芯徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1/6； 模具制造公差〥z=△/3；取X=0.75. 計(jì)算公式： （LM）0-〥Z =[(1+S均)Ls+x△] 0-〥Z 1） 13+0．22 (Ls1)0-〥z=[(1+S)Ls1+X△]0-〥Z =[(1+0.6%)×13+0.75×0.22]0-0.07 =13.540-0.07 10.5+0.22 (Ls2) 0-〥z=[(1+S)Ls2+X△]0-〥Z =[(1+0.6%)×10.5+0.75×0.22]0-.0.07 =11.060-0.12 3.2.4 型芯高度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的1/6； 模具制造公差〥z=△/3；取X=0．5。 計(jì)算公式： （hM）0-〥Z =[(1+S均)hs+(1/3~1/2)x△] 0-〥Z 式中 hM——塑件的內(nèi)行深度的最小尺寸，其余各符號的意義同上 14+0.22 (hm2) 0-〥z=[(1+S)hs2+ X△] 0-〥Z =[(1+0.6%)×14+0.5×0.22]0-0.07 =15.010-0.07 3.3 模具的加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑件是在模具內(nèi)成形和冷卻固化的而其的成形溫度和玻璃化的溫度不同，所以模具必須有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)既關(guān)系到塑件的質(zhì)量又關(guān)系到生產(chǎn)的效率，當(dāng)注塑成形工藝要求模具溫度在80°c以上時(shí)，模具中必須設(shè)置加 熱裝置。根據(jù)實(shí)際情況本套模具的材料為ABS，其要求模具溫度小于80°c故不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，只需要對模具進(jìn)行冷卻即可。冷卻分為部分，一部分是型腔的冷卻，另一部分是型芯的冷卻。對于型腔的冷卻采用左右兩個(gè)冷卻回路，左右凹槽上各有一條Φ5mm的冷卻水道。型腔的冷卻如圖在型芯內(nèi)部開有Φ8mm的冷卻水孔，中間用隔水板隔開，冷卻水由支承板4上的Φ10mm的冷卻水孔進(jìn)入，沿著隔水板流入另一側(cè)上升到型芯的上部翻過隔水板流入另一側(cè)再流回支承板上的冷卻水孔最后由支承板上的冷卻水孔流出模具。如圖3.2所示 圖3.2 型芯的冷卻 1—型芯 2—隔水板 3—密封圈 4—?jiǎng)幽０澹ㄐ托墓潭ò澹? 5—支撐板 第四章 安裝與調(diào)試 4.1模具的安裝試模 試模是模具中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補(bǔ)充和和調(diào)整是對于模具設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。 4.1.1 試模前的準(zhǔn)備 試模前要對模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度，安裝與注射機(jī)各個(gè)配合尺寸、推出形式、開模距、模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動零件配合間隙適當(dāng)，無卡住及緊澀現(xiàn)象?；顒右`活、可靠，起止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無松動現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門、附件、備件要齊全。對于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對設(shè)備的油路、水路、電路、機(jī)械運(yùn)動部位、各操縱件和顯示信號要檢查、調(diào)整，使之處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 4.1.2 模具的安裝及調(diào)試 模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地，并安裝在指定注射機(jī)的全過程。 模具安裝在注射機(jī)上要注意以下幾方面： 1）模具的安裝方位要滿足設(shè)計(jì)圖樣的要求。 2）模具中有側(cè)向滑動結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量使其運(yùn)動方向?yàn)樗椒较颉? 3）當(dāng)模具長度與寬度尺寸相差較大時(shí)，應(yīng)盡可能使較長的邊與水平方向平行。 4）模具帶有液壓油路接頭，氣路接頭，熱流道元件接線板時(shí)，盡可能放在非操作一側(cè)，以免操作不方便。 模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘，壓板的形式，如圖4.1所示。一般每側(cè)4～8塊壓板，對稱布置。 圖4.1 模具的固定 1—壓板； 2—螺釘； 3—模具； 4—注射機(jī)模面 模具安裝于注射機(jī)上之后，要進(jìn)行空循環(huán)調(diào)整。其目的在于檢驗(yàn)?zāi)＞呱细鬟\(yùn)動機(jī)構(gòu)是否可靠、靈活，定位裝置是否能夠有效作用。要注意以下方面： 1）合模后分型面不得有間隙，要有足夠的合模力。、 2）活動型芯、推出及導(dǎo)向部位運(yùn)動及滑動要平穩(wěn)、無干涉現(xiàn)象，定位要正確可靠。 3）開模時(shí)，推出要平穩(wěn)，保證將塑件及澆注系統(tǒng)凝料推出模具。 4）冷卻水要暢通，不漏水，閥門控制正常。 4.1.3 試模 模具安裝調(diào)試后既可以進(jìn)行試模 1） 加入原料 原料的品種、規(guī)格、牌號應(yīng)符合產(chǎn)品圖樣中的要求，成形性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。原料一般要預(yù)先進(jìn)行干燥。 2） 調(diào)整設(shè)備 按照工藝條件要求調(diào)整注射壓力、注射速度、注射量、成形時(shí)間、成形溫度等工藝參數(shù)。 3） 試模 將模具安裝在注射機(jī)上，選用合格的原料，根據(jù)推薦的工藝參數(shù)調(diào)整好注射機(jī)，采用手動操作。開始注射時(shí)，首先采用低壓、低溫和較長的時(shí)間條件下成形。如果型腔未充滿，則增加注射時(shí)的壓力。在提高壓力無效時(shí)，可以適當(dāng)提高溫度條件。試模注射器出樣件。試模過程中容易產(chǎn)生的缺陷及原因可參考表10-9。 試模過程中，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)記錄，將結(jié)果填入試模記錄卡，并保留試模的樣件。 4.1.4 檢驗(yàn) 通過試?？梢詸z驗(yàn)出模具結(jié)構(gòu)是否合理；所提供的樣件是否符合用戶的要求；模具能否完成批量生產(chǎn)。針對試模中發(fā)現(xiàn)的問題，對模具進(jìn)行修改、調(diào)整、再試模，使模具和生產(chǎn)出的樣件滿足客戶的要求，試模合格的模具，應(yīng)清理干凈，涂防銹油入庫保存。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 齊衛(wèi)東. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造. 北京：高等教育出版社，2004 [2] 閻亞林. 塑料模具圖冊 北京：高等教育出版社，2004 [3] 甑瑞麟. 模具制造實(shí)訓(xùn)教程 北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [4] 屈華昌. 塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì) 北京： 高等教育出版社，2001 [5] 付麗. 實(shí)用模具技術(shù)手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002 [6] 李軍 <<精通Pro/Engineer中文野火般>> 人民青年出版社 2004.8 [7] 于華編著 <<注射模具設(shè)計(jì)技術(shù)及實(shí)例>>.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.6. 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