澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)論文

第 1 頁 一 . 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 A. 確定型腔數(shù)量及排列方式 型腔的數(shù)量是由廠方給定，為“一出四”即一模四腔，他們已考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（大批量生產(chǎn)）和自己的注射機(jī)型號(hào)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具為多型腔的模具。 考慮到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計(jì)，模具的型腔排列方式如下圖所示： 圖 (1) B. 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 由于塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般，且裝配精度要求高，因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具采用多型腔多分型面。根據(jù)本塑件電動(dòng)機(jī)絕緣膠架的結(jié)構(gòu)，模具將會(huì)采用三個(gè)分模面，三 個(gè)分型面。 第 2 頁 二 . 注射機(jī)型號(hào)的確定 一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機(jī)型號(hào)。具體到這套模具，廠方提供的注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格以及各參數(shù)如下： 注射量： 95g 鎖模力： 120T 模板大小： 400 550 開模距離： 推出形式： 推出位置： 推出行程： 三 . 分型面位置的確定 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作 工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 3) 保證塑件的精度要求。 4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 對(duì)成型面積的影響。 7) 對(duì)排氣效果的影響。 8) 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。 其中最重要的是第 5）和第 2）、第 8）點(diǎn)。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。如下圖所示，采用 A A 這樣一個(gè)平直的分型面，前模（即定模）做成平的就行 了，膠位全部做在后模（即動(dòng)模），大簡化了前模的加工。 A A 分型面也是整個(gè)模具的主分模面。下圖中虛線所示的 B B 和 C C 分型面是行位（即滑塊）的分型面。這樣選擇行位分型面，有利于線切割行位以及后模仁和后模鑲件這些成型零件。分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在后模一邊，這樣有助于后模設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，在下圖中，從 A A 分型，了 B B 處的行位向左移開， C C 處的行位向右移開后，由于塑件收縮會(huì)包在后模仁和后模鑲件上，依靠注射機(jī)的頂出裝置和模具的推出機(jī)構(gòu)推出塑件。 第 3 頁 A AB CBC 圖 (2) 四 . 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) A. 主流道設(shè)計(jì) 1. 主流道尺寸 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。主流道小端尺寸為 3.5 4mm。 2. 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式第 4 頁 （俗稱澆口套，這邊稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。唧咀都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種下圖為前者，有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有 12， 16， 20 等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為 20，所以唧咀的為 R21。 圖 (3) 3. 主流道襯套的固定 因?yàn)椴捎玫挠型羞缶?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。?5 頁 定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為 120mm，內(nèi)徑 35mm。具體固定形式如下圖所示： 圖 (4) B. 分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流 道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。 1. 主分流道的形狀及尺寸 主分流道是圖（ 6）中水口板下水平的流道。 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形 U 形半圓形及矩形等，工程設(shè)計(jì)中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸： 42654.0 LmB （式 1） BH32 （式 2） 式中 B梯形大底邊的寬度（ mm） m塑件的重量（ g） 第 6 頁 L分流道的長度（ mm） H梯形的高度（ mm） 梯形的側(cè)面斜角 a 常取 50 150，在應(yīng)用式（式 1）時(shí)應(yīng)注意它的適用范圍，即塑件厚度在 3.2mm 以下，重量小于 200g，且計(jì)算結(jié)果在3.2 9.5mm范圍內(nèi)才合理。 本電動(dòng)機(jī)絕緣膠架的體積為 3221.7324mm3，質(zhì)量大約 4g，分流道的長度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成 140mm長，且有 4 個(gè)型腔，所以： 3.714042654.04 4 B 取 B 為 8mm 5832 H 取 H 為 5mm 梯形小底邊寬度取 6mm，其側(cè)邊與垂直于分型面的方向約成 100。另外由于使用了水口板（即我們所說的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脫模。 實(shí)際加工時(shí)實(shí)，常用兩種截面尺寸的梯形流道，一種大型號(hào)，一各小型號(hào)。如下圖所示： 圖 (5) 2. 主分流道長度 分流道要盡可能短，且少彎折，便于 注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設(shè)計(jì)成直的，總長 140mm。 第 7 頁 3. 副分流道的設(shè)計(jì) 副分流道即圖（ 6）中的主分流道以下的兩個(gè)土字形的流道 副分流道中豎直方向上有錐度的流道的錐度為單邊 20，其最底部直徑為 6mm，水平方向上下兩層流道的直徑為 4mm，這些都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，其總長度為 38.15mm。 4. 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6 m左右既可， 這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。 實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。） 5. 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短 、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下圖： 第 8 頁 圖 (6) C. 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通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 1. 澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型 腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 從圖 (6)中可看出，我們采用的是側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口，第 9 頁 國外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。這燈澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口 形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對(duì)各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但有澆口痕跡存在，會(huì)形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對(duì)深型腔塑件排氣不便。 具體到這套模具，其澆口形式及尺寸如圖（ 7）所示。澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為 4的分流道，再將材料進(jìn)行熱處理，然后做一個(gè)銅公（電極）去放電，用電火花打出這個(gè)澆口來的。 圖 (7) 第 10 頁 2. 澆口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還 需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 1) 盡量縮短流動(dòng)距離。 2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3) 必須盡量減少熔接痕。 4) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5) 考慮分子定向影響。 6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8) 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，每個(gè)型腔設(shè)計(jì)兩個(gè)進(jìn)澆點(diǎn)如圖 （ 8）和圖（ 9）所示，進(jìn)澆點(diǎn) 1 的分流道開在行位上，進(jìn)澆點(diǎn) 2 的分流道開在后模模仁上。 第 11 頁 圖 (8) 圖 (9) D. 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)第 12 頁 構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型 工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。 E. 冷料穴的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約 10 25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防 止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1 1.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為 Z 字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如圖（ 6）中所示。實(shí)際上只要將分流道順向延長一段距離就行了。 五 . 成型零件的設(shè)計(jì)與加工工藝 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹 模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 第 13 頁 A. 成型 零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本套模具的成型零件包括前模仁，后模仁，兩個(gè)行位，四個(gè)鑲件。 由前面分析分型面的確定可知，成型零件總體上可分為前模仁平的，即圖（ 2）中 A A 分型面以上的部分，左邊一個(gè)行位圖（ 2）中B B 分型面以左的部分，右邊一個(gè)行位圖（ 2）中 C C 分型面以右的部分，后模仁圖（ 2）中 B B 分型面和 C C 分型面以下的部分這三大部分，另外在后模仁上必須鑲四個(gè)鑲件上來碰穿前模仁，以形成電動(dòng)機(jī)絕緣膠架中間部位的長方形的孔。 1. 前模仁的設(shè)計(jì) 前模仁總體上就是一長方體，底面是平的，其面積至少要能蓋住四個(gè)型腔， 由于有四個(gè)型腔，模仁受的壓力較大，據(jù)經(jīng)驗(yàn)厚度需設(shè)計(jì)厚點(diǎn)，另外還要考慮到固定前模仁的螺絲孔的位置、運(yùn)水（冷卻水道）的布置、兩個(gè)分流道孔、斜導(dǎo)柱從前模仁穿過的斜孔以及前模仁固定到前?？蛑械墓潭ㄐ问降取ＴO(shè)計(jì)前模仁的寬 160mm，厚 25mm，長260mm。 最終設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖，上面對(duì)稱有兩條運(yùn)水，因此在前?？蛏香@對(duì)應(yīng)兩條運(yùn)水的四個(gè)孔，也就是說，長型的水咀穿過這四個(gè)孔，再通過螺紋牙，鎖緊到前模仁上的。 第 14 頁 圖 (10) 2. 行位 1 的設(shè)計(jì) 行位 1，即圖（ 2）中 B B 分型面左 邊部分的成型零件。 其成型的關(guān)鍵部位的形狀如下圖虛線路徑所示，即為行位成型部分的總體截面形狀。注意其尺寸是已經(jīng)由產(chǎn)品圖放過縮水的，即產(chǎn)品圖放大（ 1+平均縮水）的倍數(shù)。 第 15 頁 圖 (11) 整個(gè)行位截面形狀設(shè)計(jì)成下圖所示的樣子，總長 120mm，總高39mm，由于我們?cè)O(shè)計(jì)的斜導(dǎo)柱的傾斜角為 200，所以行位的鎖緊角 +20 30 200+20 220。 圖 (12) 下圖是上圖從左邊方向看過去的樣子，即表 達(dá)了行位長度方向的情況?？傞L為 260mm，每邊還有 5mm 是導(dǎo)向用的。左邊是沙輪越程槽的放大圖，寬 2mm，深 1mm，因?yàn)榕c此槽相鄰的兩個(gè)面都是要磨削加工的。圖中兩個(gè)圓是運(yùn)水的螺絲孔。 第 16 頁 圖 (13) 下圖是行位中設(shè)置的冷卻水道，運(yùn)水孔的直徑為 6，距行位的頂面 17mm，圖中 1、 2處地方是要用銅料堵住的，運(yùn)水的接口處是 81PT 的英制內(nèi)螺紋，用來接水咀（一種標(biāo)準(zhǔn)件，用來與外界冷卻水相連接的象螺母一樣的東西），冷卻水流的路徑 如圖中的箭頭所示。 第 17 頁 圖 (14) 下面開始設(shè)計(jì)此行位上成型型腔的形狀與工作尺寸。首先設(shè)計(jì)絕緣膠架上如下圖所示的部分。下圖是該部分的尺寸圖，產(chǎn)品厚度為0.6mm，放了 18的縮水后厚度為 0.6 (1+0.018) 0.6108 0.61mm，一般情況下精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位即絲就可以了。成型型腔的工作尺寸就是產(chǎn)品圖的尺寸再乘以（ 1+平均縮水率）。這是對(duì)于產(chǎn)品圖上未注公差的尺寸而言。 第 18 頁 圖 (15) 下圖 是上圖放大（ 1+0.018）倍后的圖形，因此型腔上的凹槽的尺寸也就跟下圖是一模一樣的。厚度方向也相應(yīng)的為 0.61mm。 圖 (16) 接下來設(shè)計(jì)下圖所示的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品圖上這部分結(jié)構(gòu)也沒有公差要求，因此只需考慮放縮水就行了。這部分結(jié)構(gòu)凸中出來的，在行位上的相應(yīng)位置就要凹進(jìn)去。 第 19 頁 圖 (17) 行位上這部分結(jié)構(gòu)的最終結(jié)構(gòu)如下圖： 第 20 頁 圖 (18) 另外，行位 上面定位的孔，由于定位珠是標(biāo)準(zhǔn)件，定位孔是隨著定位珠來的。其截面形狀和尺寸如下圖所示： 第 21 頁 圖 (19) 最后，還要設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱孔，因?yàn)樾睂?dǎo)柱是選用的標(biāo)準(zhǔn)件，直徑為 20，而斜導(dǎo)柱孔要比斜導(dǎo)柱單邊要大 50 絲，所以直徑為 21，斜度為 200。 另外還要開流道，其尺寸前面已經(jīng)介紹。 最終的形狀如下圖所示。更詳細(xì)的情況請(qǐng)參見零件圖紙。 第 22 頁 圖 (20) 3. 行位 2 的設(shè)計(jì) 行位 2，即圖（ 2）中 C C 分型面右邊部分的成型零件 。 其成型的關(guān)鍵部位的形狀如下圖粗線路徑所示，即為行位成型部分的總體截面形狀。同樣其尺寸是已經(jīng)由產(chǎn)品圖（即圖中的粗線）放過縮水的，即產(chǎn)品圖放大（ 1+平均縮水）的倍數(shù)。 第 23 頁 圖 (21) 其整個(gè)截面總體尺寸與鎖緊角和行位 1 的相同，只有一個(gè)地方不同。 圖 (22) 長度方向的情況、運(yùn)水的位置和行位 1 的完全相同，這里就不再多說了。請(qǐng)參見圖（ 13）和圖（ 14）。 行位 2 與行位 1 不同的結(jié)構(gòu)如下圖雙點(diǎn)畫線所示，這部 分結(jié)構(gòu)從產(chǎn)品圖上看也沒有公差要求，因此也只須放縮水就行了。 第 24 頁 圖 (23) 下圖所示的結(jié)構(gòu)必須注意，由于塑件出模方向是向上，下圖中雙點(diǎn)畫線框中的一個(gè)長方形的孔必須以抽芯的方式形成，因此在行位 2的相應(yīng)位置上就要作出一個(gè)凹出來的長方體，并且會(huì)高出圖（ 21）中所示的成型部位的截面形狀。 第 25 頁 圖 (24) 下圖是此部分結(jié)構(gòu)在行位上的詳細(xì)放大圖。 第 26 頁 圖 (25) 其它方面如流道、定位孔、斜導(dǎo)柱孔等的形狀與位置尺寸和行位1 的完全一樣。最終設(shè)計(jì)的行位 2 的形狀如下圖所示。 圖 (26) 第 27 頁 4. 后模仁的設(shè)計(jì) 后模仁，即圖（ 2）中 B B 和 C C 分型面下面部分的成型零件。 其成型的關(guān)鍵部位的形狀如下圖粗線路徑所示，即為行位成型部分的總體截面形狀。同樣其尺寸是已經(jīng)由產(chǎn)品圖（即圖中的粗線）放過縮水的，即產(chǎn)品圖放大（ 1+平均縮水）的倍數(shù)。 圖 (27) 其整個(gè)截面總體尺寸如下圖所示， 中間凸出來的是成型部位。左邊要與圖（ 12）所示的行位 1 相吻合，右邊要與圖（ 22）所示的行位2 相吻合。 注意下圖所示的結(jié)構(gòu)也可以不這樣做，即中心線左邊的部分只做到 24.13 ，右邊的部分做到 26.88mm，也就是說總體長度由圖示的132mm 變成了 24.13+26.88=51.01mm。后模板上開的框也相應(yīng)變窄。兩條運(yùn)水直接做到模板上。這樣做可以節(jié)約一部分模仁材料。但是由于所有的成型零件都要經(jīng)過熱處理的，硬度達(dá)到 HRC48 52，而模板是沒有經(jīng)熱處理的。兩個(gè)高硬度的行位在模板上滑動(dòng)，時(shí)間一長會(huì)將行位下的模板金屬 磨損掉，行位便會(huì)下降，其后果不堪設(shè)想。所以后模仁兩邊要延伸出來一部分為好。這樣便能保證兩行位與后模仁長期很好的吻合。 第 28 頁 圖 (28) 后模仁的長度方向的情況與總體尺寸如下圖所示，其中兩條運(yùn)水直徑為 6mm， 6 個(gè)螺絲孔為 M10 用來將后模仁固定在后?？蛏希疃葟牡酌嫔蟻?15mm。流道尺寸前面已論述，中間直徑為 6mm，兩邊為 4mm。 圖 (29) 下面將設(shè)計(jì)后模仁上用于成型的型腔部分。后模仁上要加工的成型 型腔的部分不多。首先須在后模仁上開一長方形的通孔，用于配后模仁的鑲件上來。至于開孔的路徑在產(chǎn)品圖中的具體位置如下圖中粗虛線框所示，此虛線框的大小也就是后模仁鑲件的大小 第 29 頁 圖 (30) 上圖的這個(gè)產(chǎn)品圖是放過縮水的。但圖中特意標(biāo)注出來的尺寸，在產(chǎn)品圖中是有公差要求的，說明這里是要與別的零件相裝配的，不能簡單的放一下縮水就行了的。在產(chǎn)品圖中此尺寸為 10.000.000.13 。這個(gè)尺寸為孔的尺寸，基準(zhǔn)尺寸為 13 ，計(jì)算型腔工作尺寸時(shí)，一般取公差的上限或上下偏差值的中值再加上基準(zhǔn)尺寸后所得的值為新的基準(zhǔn)尺寸，然后再將新的基準(zhǔn)尺寸乘以（ 1+縮水）從而得到型腔的工作尺寸。在這里，我們先取此尺寸公差的上下偏差值的中值 0.05 ，再加上基準(zhǔn)尺寸 13 得 13.05 ，然后乘以（ 1+0.018）等于 13.285 即為后模仁上開孔尺寸或后模仁鑲件尺寸。 在后模仁上還要加工出如下圖所示膠位的型腔出來，這片膠位的位置就在后模仁上開的鑲件孔的兩邊。這部分尺寸沒有公差要求，只需將產(chǎn)品圖放縮水就行了。 第 30 頁 圖 (31) 上述兩部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完后，后模仁就變成了下圖所示的樣子。 第 31 頁 圖 (32) 最后要在后模仁上設(shè)計(jì)頂針孔的大小與位置，頂針就是脫模推出機(jī)構(gòu)，即將塑件從后模上頂出。如下圖所示。圖中八支頂針上下對(duì)稱，直徑都為 2 。 圖 (33) 頂針孔在高度方向的形式與尺寸如下圖所示。圖中高度為 40 的部分直徑為 2.5 ， 40 以上的部分直徑才是 2 ，用于與頂針相配合。這樣做的目的是為了減少配合的接觸面積。 第 32 頁 圖 (34) 最終設(shè)計(jì)的形狀如下圖所示： 第 33 頁 圖 (35) 5. 后模仁鑲件的設(shè)計(jì) 后模仁鑲件就是鑲在后模仁的鑲件孔中，再頂?shù)角澳Ｈ噬希孕纬山^緣架中間的孔的成型零件。 它的總體截面外形及尺寸前面已確定，如圖（ 30）中的粗虛線框所示。另外后模鑲件在產(chǎn)品中的形狀與位置如下圖所示，圖中的粗虛線框也就表示了鑲件在另一方向的總體截面形狀。簡單的說，塑件哪里是空的鑲件就要到哪個(gè)位置。 第 34 頁 圖 (36) 鑲件上的結(jié)構(gòu)基本上都是與成型有關(guān)的結(jié)構(gòu)。在鑲件上要做出如下圖中粗虛線框所示的膠位來，對(duì)稱的另外一邊也要做出同樣形狀的膠位。 圖 (37) 上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完后鑲件就成了下圖所示的樣子。同樣必須注意，下圖中特意標(biāo)出來的尺寸，在產(chǎn)品圖上是有公差要求的，其尺寸為10.0 00.020.9 ，同樣取上下偏差的中值加上基準(zhǔn)尺寸，再乘以（ 1+0.018）第 35 頁 得到型腔的工作尺寸 9.41 。 圖 (38) 另外在鑲件上還要設(shè)計(jì)出以下兩圖所示的膠位的型腔。 第 36 頁 圖 (39) 圖 (40) 最終設(shè)計(jì)的后模仁鑲件的形式如下圖所示，當(dāng)然還要做一個(gè) M6第 37 頁 的螺絲孔以通過螺釘固定在后?？蛏?。 圖 (41) B. 成型零件的加工工藝 此部分內(nèi)容是本畢業(yè)設(shè)計(jì)的特色所在。 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完后，就要開始零件的下材料和加工制作等。由于此塑件電動(dòng)機(jī)絕緣膠架的 材料的主要成分是尼龍 66，要求有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗沖擊強(qiáng)度高，良好的消音效果，較強(qiáng)的絕緣性能等。廠家的這種材料具有一定的腐蝕性，容易產(chǎn)生批鋒（飛邊），因此其成型零件的材料的各種性能要求相當(dāng)好，并且必須進(jìn)行熱處理，提高它們的硬度。本套模具的成型零件都采用一種牌號(hào)叫 S136-H 的瑞典進(jìn)口模具鋼。它是一般模具鋼材中性能最好也是價(jià)格最貴的一種，一公斤要一百一十多港幣。它第 38 頁 是一種預(yù)加硬透明耐蝕鏡面模具鋼，其主要成份和性能如下： 主要成份：3.06.135.09.038.0% 釩鉻錳矽碳 出廠狀態(tài)：淬火加回火， HRC31-35 鋼材特點(diǎn)： 1、最佳之拋光性。 2、滲透性良好。 3、良好之搞腐蝕性。 4、此鋼材經(jīng)淬火及鏡面磨光后，其抗腐蝕性能更加可靠。 所有的成型零件的加工工藝大致可分為： a)訂材料、開料， b)熱處理前的加工， c)熱處理后的加工， d)加工型腔等幾道工序。 1. 前模仁的加工工藝 a) 訂材料、開料 由前面前模仁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可知，前模仁就是一個(gè)長方體。其設(shè)計(jì)尺寸為 260 160 25，而訂材料時(shí)的尺寸每邊必須大約留 3的余量，訂料的尺寸為 263 163 28，市場(chǎng)上的材料厚度尺寸是有系列的，正好有厚度為 28 的料。材料到了后 ，就要進(jìn)行開料既開粗，開粗的最終尺寸仍然單邊要留 20 絲的余量，因?yàn)椴牧蠠崽幚砗髸?huì)有少量變形，余量是留給最后精磨的，即 260.4 160.4 25.4。開粗既用開粗的銑床銑掉材料的表層，再到平面磨床上將材料粗磨成長方體。 b) 熱處理前的加工 這里所說的熱處理，其作用就是要提高材料的硬度，即將原來的 HRC31 35，淬硬到 HRC48 52。這種熱處理具體采用的是什么方式，這是熱處理廠的專利，別人不知道，據(jù)說是真空油淬，且這種熱處理后的材料變形量相當(dāng)小。反正只要告訴熱處理廠材料要求的硬度就行了，熱處理完后他們會(huì)測(cè)試材 料的硬度是否達(dá)到了要求。 由于熱處理后材料的硬度達(dá)到了 HRC48 52，普通的刀具再也加工不動(dòng)了。因此熱處理前加工一些精度要求不高的地方，如螺第 39 頁 絲孔、運(yùn)水、流道等。 在前面圖（ 10）前模仁最終設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖中的所有結(jié)構(gòu)，包括 6個(gè) M10 的內(nèi)螺紋，兩條 6 的運(yùn)水， 4 個(gè)運(yùn)水螺紋牙， 4 個(gè)斜導(dǎo)柱孔， 2 個(gè)錐形的分流道孔，這些都是熱處理前要加工的。其中的個(gè)斜導(dǎo)柱孔必須和前模框裝配好后，再一起鉆 20 大的斜孔，鉆好就要把斜導(dǎo)柱配進(jìn)去。它們的配合必須是緊配合，絕對(duì)不能有松動(dòng)，一有松動(dòng)，斜導(dǎo)柱十有八九會(huì)斷。 c) 熱處理后的加工 前模仁 熱處理后，只要將它精磨到數(shù)，配一下框就行了。由于前模板上開的框在此之前已開好，所以要將熱處理后的前模仁的四周磨小，再配到前模框中去。因?yàn)榍澳Ｈ适瞧降?，所以它相?duì)于模板的位置精度可以不要求很高。 2. 行位 1 的加工工藝 a) 訂材料、開料 前面行位 1 的設(shè)計(jì)尺寸為 270 120 39，所以訂料尺寸為 273 123 42，開料尺寸為 270.4 120.4 39.4。 b) 熱處理前加工 行位熱處理前的加工不多，只鉆一下運(yùn)水，攻好運(yùn)水螺紋牙，鉆好斜導(dǎo)柱孔就行了。鉆運(yùn)水孔時(shí)注意，由于行位有 270 長，即使用加長鉆頭也不可能一次鉆通，所以 必須分別從兩頭對(duì)鉆，從而開通一條長運(yùn)水。 c) 熱處理后的加工 熱處理過后就不能用一般的刀具加工了，且用刀具加工的精度低。所以只能用以下三種方式加工：一是線切割，二是打火花（即電火花加工），三是精磨。用上述三種方式加工的精度很高。模具第 40 頁 中精度要求高的地方如分型面、成型型腔等基本上都是用的這幾種方式進(jìn)行加工的。 第一步，首先要用線切割割出兩側(cè)用于行位導(dǎo)向的地方，正真要加工的地方如下圖中的粗實(shí)線所示，鉬絲的走刀路徑如下圖中虛線所示，即線走外面。粗實(shí)線的兩頭必須要將鉬絲的走刀路徑延長大約 3 ，不然將會(huì)割出一個(gè)錯(cuò)誤的形狀出 來。另外雖然我們只需要割圖中的粗實(shí)線，但畫圖時(shí)一定要畫出一個(gè)閉合回路，不然不能生成數(shù)控程序。 圖 (42) 線切割是用電腦控制的，其中用的軟件是 AUTOP V4.0。我們?cè)?AutoCAD 中畫好要線割的圖形，再另存為 DXF 文件，然后用一個(gè)轉(zhuǎn)換程序?qū)?DXF 文件轉(zhuǎn)換成 DAT 文件，這種文件能在 AUTOP中打開，打開后就可以在這個(gè)軟件里指定加工路線，尖點(diǎn)圓弧半徑，火花位等參數(shù)，然后就可自動(dòng)生成數(shù)控程序。這程序即可直接通過本軟件傳給線切割機(jī)，馬上進(jìn)行加工，也可保存到 磁盤中，保存的文件稱 3B 文件。 一般情況下，須尖點(diǎn)圓弧半徑（即數(shù)控程序中的 Conner）指定為 0。而對(duì)于程序中的 Offset 值，它包含兩個(gè)值，就是鉬絲的半徑再加上火花位間隙，一般國產(chǎn)鉬絲直徑 18 個(gè)絲，火花位 1.5 個(gè)絲，所以 Offset 值為 0.105 ，當(dāng)鉬絲用了一段時(shí)間后，這個(gè)值又要改變。上圖加工的數(shù)控程序如下表： 表 (1) * AUTOP -Version 4.0 , Name : L.3B Conner R= 0.00000 , Offset F= 0.10500 ,Length= 83.647mm * Start Point = -3.00000 , 0.00000 ； X , Y N 1: B 3000 B 105 B 3000 GX L1 ； 0.000 , 0.105 N 2: B 0 B 0 B 5105 GX L1 ； 5.105 , 0.105 N 3: B 0 B 0 B 500 GY L4 ； 5.105 , -0.395 N 4: B 0 B 0 B 790 GX L1 ； 5.895 , -0.395 N 5: B 0 B 0 B 1790 GY L2 ； 5.895 , 1.395 第 41 頁 N 6: B 0 B 0 B 1000 GX L3 ； 4.895 , 1.395 N 7: B 0 B 0 B 31605 GY L2 ； 4.895 , 33.000 N 8: B 0 B 0 B 3000 GY L2 ； 4.895 , 36.000 N 9: B 7895 B 36000 B 36000 GY L3 ； -3.000 , 0.000 DD 行位的兩端都要對(duì)稱 的割出這個(gè)形狀出來，加工完后行位呈下圖所示的樣子。 圖 (43) 第二步，線割下圖所示的圖形。同樣圖中粗實(shí)線是我們需要的形狀，外圍虛線為鉬絲的走刀路線，在起點(diǎn)處也要偏移出去 3 。圖中 39.1 的尺寸要注意，設(shè)計(jì)尺寸是 39 ，多留了 10 個(gè)絲的余量，它是用于當(dāng)兩個(gè)行位和后模仁都加工完，全部裝到后模板上，即兩個(gè)行位合上去壓到后模仁上，再把整個(gè)后模放到平面磨床上，把兩個(gè)行位磨平，因?yàn)榍澳Ｈ适瞧降摹?圖 (44) 上面這個(gè)圖形生成的數(shù)控程序如下表： 表 (2) * AUTOP -Version 4.0 , Name : 1.3B Conner R= 0.00000 , Offset F= 0.10500 ,Length= 265.793mm * 第 42 頁 Start Point = -3.00000 , 0.00000 ； X , Y N 1: B 2895 B 105 B 2895 GX L4 ； -0.105 , -0.105 N 2: B 0 B 0 B 6124 GY L2 ； -0.105 , 6.019 N 3: B 10101 B 27753 B 27753 GY L1 ； 9.996 , 33.772 N 4: B 7617 B 2772 B 7617 GX SR2 ； 17.613 , 39.105 N 5: B 0 B 0 B 82492 GX L1 ； 100.105 , 39.105 N 6: B 0 B 0 B 6318 GY L4 ； 100.105 , 32.787 N 7: B 105 B 21782 B 12216 GY NR1 ； 80.431 , 20.571 N 8: B 0 B 0 B 4453 GX L3 ； 75.978 , 20.571 N 9: B 0 B 0 B 20676 GY L4 ； 75.978 , -0.105 N 10: B 0 B 0 B 76083 GX L3 ； -0.105 , -0.105 N 11: B 2895 B 105 B 2895 GX L2 ； -3.000 , 0.000 DD d) 型腔的加工 型腔的加工多數(shù)是用 打火花。 參考文獻(xiàn) 【 1】 屈華昌 . 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) . 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insulated pastern support of motor in the graduate design. The design and machining technology process of its molding part including the front moulding plate、 front mould kernel、 back mould plate、 back mould kernel、 back mould set piece、 incline guide pin、slide steatite etc, and the choice and calculation of technology parameters of the impotent part, the design process of extrusion outfit, inject system and other makeup are specified in detail； Test and product have been introduced. 前 言 大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。第 45 頁 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。 在完成大學(xué)四年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)