兒童喝水杯注塑模設計(27張CAD圖)(有PROE圖)[抽芯]-模具畢業(yè)論文

鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 1 摘要 本文就如何應用先進技術設計制造注塑模具，更新設計注塑模具的方法，解決好注塑模具設計的關鍵 -澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)側面分型與抽芯機構的合理設計，以期與同行們一起討論，共同努力推動注塑模具技術的發(fā)展。本文就童心吸水杯注塑模具設計展開，根據零件的結構特點、材料特性，構思總體方案并進行方案論證。依據總體方案對注塑模具總體結構進行合理設計，然后分六個分支系統(tǒng)進行設計，它們分別是澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑模具零件設計、注塑零件成型零件工作尺寸計算、側向分型機構設計與抽芯機構設計、和其它設計 。其中澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)設計的是否合理是模具設計成敗的關鍵，針對澆注系統(tǒng)本設計從澆注系統(tǒng)的組成和作用、主澆道設計、分流道設計、澆口設計、澆注系統(tǒng)動平衡、冷料井與拉料桿合理搭配六個方面進行設計和論證。 關鍵詞 注塑模具 澆注系統(tǒng) 頂出系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 側面分型與抽芯機構 童心吸水杯注塑模設計 2 Abstract On how this text use advanced technical design make and mould plastics the mould summary, Upgrade and design method to mould plastics mould , settle well and mould plastics key of mold design - -Pour the system, carry and offer the system, cooling system side dividing into type and smoking the rational design of the core organization, In the hope of and discuss with colleagues together , make joint efforts and promote and mould plastics mould development of technology. This text absorb water on childlike innocence cup mould plastics cup launch, according to structure characteristic, material characteristic of part, Overall scheme of the plot and carrying on schemes to prove. The mould ensemble architecture is designed rationally to moulding plastics according to the overall scheme, Then divide the system of six branches to design, They pour the system separately, Cooling system, mould plastics mould part design, mould plastics part shaping part working size calculate, side direction person who divide organization design and release design, and other designs, organization of core,. It is rational that the ones that pour the system, cooling system and design among them are a key to the mold design success or failure, Originally designed from pouring systematic composition and function to the system of pouring, Water line design, shunt dishes of design, runner not to design, pour systematic dynamic equilibrium, cold material well with draw material pole collocate 6 designed and proved rationally mainly. Keyword mould plastics mould pour system carry and publish the systematic cooling system side assigning to type and smoke the core mechanism 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 3 目錄 0 前言 -1 1 總體設計方案論證 -3 2 注塑?？傮w結構設計 -8 3 澆注系統(tǒng)設計 -12 4 注塑模零件設計 -14 5 注塑成型零件工作尺寸計算 -17 6 側向分型機構設計與抽芯機構設計 -24 7 其它設計 -25 8 結論 -26 工作小結 -27 致謝 -28 參考文獻 -29 附件清單 -30 童心吸水杯注塑模設計 4 0 前言 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料也工程塑料在強度和精度方面的不斷提，塑料制品的應用范圍也在不斷擴展。由于再工業(yè)產品中，一個設計合理的塑件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結構件，加上利用工程塑料特有性質，可以一次成型非常復雜的形狀，并且還能設計成卡裝結構，成倍地減少產品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗能和加工及裝配工時，因此，近年來工業(yè)產品塑料化的趨勢不斷上升。 注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。該方法適應于全部熱塑性塑料和部分熱固性塑料，制得的塑料制品數量之大是其他成型方法望塵莫及的。由于注 塑成型加工不僅產量多，而且適應于多種原料，能夠成批地生產，并且具有固定的尺寸，可以實現自動化、高速化，因此具有較高的經濟效益。 作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具。在質量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產效率等方面水平高低，直接影響產品的質量、產量、成本及產品的更新換代，同時也決定著企業(yè)在市場競爭中反應能力和速度。 與其它機械行業(yè)相比，模具制造業(yè)主要有以下三個特點： 第一，模具不能像其它機械那樣可作為基本定性定型的商品隨時都可以在機電市場上買到。這是因為每副模具都是針對特定 塑料制品的規(guī)格而產生的，由于塑料制品的形狀、尺寸各異，差距甚大，其模具結構也大相徑庭，所以模具制造不能形成批量生產。換句話說，模具是單件生產的，其壽命越長，復加工的可能性越小。因此模具的制造成本較高。 第二，因為注塑模具是為產品中的塑料制品而定制的，作為產品、除質量、價格等因素外，很重要的一點就是需要盡快的投放市場，所以對于塑料制品 而特殊定制的模具來說，其制造周期一定要短。 第三，模具制造是一項技術很強的工作，其加工過程集中了機械制造技術中先進技術的精華部分與鉗工技術的手工技巧，因此要 求模具工人具有較高的文化技術水平，特別是對企業(yè)來說要求培養(yǎng)“全能工人”，使其適應多種要求，這種技術工人對于模具單件生產方式組織均衡生產是非常重要的。綜上所述，模具制造業(yè)存在成本高，要求制造周期短，技性強等特點，目前，隨著科學技術的不斷發(fā)展和計算機技術的應用，這些問題得到了很大改善。由于有了計算機輔助設計和計算機輔助加工，從根本上改變了模具生產的面貌，可靠地保證了模具所要的精度與質量。預硬、易切削以及高光亮等，新興模具材料的應用，大大方便了加工及熱處理。另外，模具標準件和標準件為基礎的特殊定制零件的普及，明顯地模具制造周期。 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 5 在模具設計方面，正逐漸把理論設計提高到日益重要的位置，即采用了理論與經驗結合的方法，改變了以往的經驗 類比 實驗的方法。使我國的塑料模具設計水平進入了新階段。 市場上為了制造各種形狀各異結構復雜的塑料制品，注塑成形技術應運而生并日趨成熟。怎樣用注塑成形的方法生產塑料制品滿足社會的需要，已經成為一個重大的課題，注塑模具是注塑成型的主要工具之一，應用非常廣泛。 對塑料材料各種結構，性能的深刻認識和日趨成熟的注塑成型技術和精密加工技術是注塑模具設計的理論基礎?，F在社會上有各種模具 軟件，為模具設計帶來了無比的便利，使模具設計工作簡單易而且效力良好。 模具的設計制造顯然很復雜，但是也有自己的規(guī)律。注塑模具制造大致可分為以下幾個步驟：（ 1）塑料制品的工藝分析（ 2）模具結構設計（ 3）確定模具材料和選擇工件（ 4）零件加工和模具組裝（ 5）試模。 合理的加工工藝、高效的設備和先進的模具是現代模具制品必不可少的三大支柱。對于采用注塑成型加工方法生產塑料制品來說，合理的成型工藝即是三大支柱中的合理的加工工藝。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要想建立一組最佳成型條件決非易事，因為影響成型條件的因素 很多，除制品的形狀、模具結構、注塑設備、原材料等之外，電壓的波動、環(huán)境溫度的變化對成型都有一定的影響。到目前為止，建立最佳的成型工藝尚無簡單可靠的標準，大多數需要操作者具有很豐富的實踐經驗與耐心，根據塑料制品在成型過程中出現的問題認真調整，才能確定一個理想的成型工藝，高效率、高質量的生產出合格的塑料制品。 注塑模具的產品成品低廉，技術含量大，有很好的經濟效益，它的大批量生產緩解了市場的需求和工業(yè)的需求。 童心吸水杯注塑模設計 6 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 7 童心吸水杯注塑模設計 8 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 9 1 總體方案論證 1.1 設計原理 注塑模具設計必須以塑料的特 點性能注塑成型原理為依據，以制造簡單易行為準則，注塑成型是熱塑性塑料制造生產的一種重要方法。其原理是：塑料材料在注塑機內加熱融化，然后在高壓作用下將熔融狀態(tài)下的塑料高速注入模具型腔內，然后冷卻成型。影響注塑成型工藝的因素很多，主要工藝參數有：（一）溫度。包括料桶溫度，噴管溫度，模具溫度 （二）壓力。包括塑化壓力和注射壓力（三）時間。包括充模時間，保壓時間，閉模時間等等其它時間。為了設計一套結構合理，工藝簡單的模具，必須處理好各種因素的影響。 1.2 方案選擇 本次設計的內容是綜合一個吸杯模具，設 計一套注塑模具。 童芯吸水杯為兒童喝水所用，對材料無特殊要求，選用聚苯乙烯就可以滿足要求。 聚苯乙烯具有一定的機械強度，化學穩(wěn)定性及電器性能都比較優(yōu)良，投光好，著色佳，并易與成塑。其特點是差不多完全能耐水。缺點是耐熱低，性脆，且其制品由于內應力容易碎裂，僅能用與低負載和不高溫度（ 60-70）下使用。 童芯吸水杯的測繪 童心吸水杯注塑模設計 10 由此結合模具結構，有兩套方案供選擇。 第一方案是一模一腔直接澆口，第二方案是，一模兩腔點澆口形式。 第一方案 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 11 由于童芯吸水杯有手柄，注塑成型后不易從模具中取出，所 以采用側向分型結構，型芯分成兩部分，中間有一分型面注塑機，將料桶內的塑料加熱，使其經過噴嘴高速主儀入模具的主澆口。由于沒有分澆流道，熔體直接入型腔。充滿，冷卻，隨之開模，在頂出系統(tǒng)作用下塑料制品（童芯吸水杯）頂出。因為世界澆口，所以杯子底留有物不能自動去初，必須進行機加工剔除，或人工去除。 本套模具的顯著 特點是模具設計制造簡單，注塑過程直接快捷，但是由于單腔所以導致效率低下，料把需后續(xù)加工，使得生產產品周期長。 第二方案 童心吸水杯注塑模設計 12 此套模具的澆口是設置在游動模中，以澆口形式出現的。當模具開啟后，在彈簧和拉鉤的作 用下，迫使游動模與動模一起運動，這時澆道中固化了的塑件由于受到定模板上的拉料釘限制，而停在彈簧板上。 圖（ C）模具繼續(xù)開啟，帶動拉桿運動。在拉該作用下，彈簧板彈開一定的距離將澆道塑料從拉料釘上強行脫開。隨后模具繼續(xù)開啟，動模，游動模從制品分形處分開，經頂出后取出。 這是一套自動成型方法，無需后續(xù)加工，節(jié)省了時間，提高了生產時效，缺點是模具結構較復雜，加工不容易，制造成本提高，但是由于模具利用率較高，可以幾十萬次重復使用，所以該方案更有利于提高生產效益。 1.3 型腔數的確定 模具中的型腔數目的確定是一項綜合項目，首先應考慮注射機的各項規(guī)格及工作性能，以及考慮制品的精度要求，模具制造的費用等 。 1.3.1 確定合適的成型型腔數，應考慮以下幾個因素： 以機床注射能力為基礎，每次注射量不超過注射機最大注射量的 80%，按公式計算： 澆W-澆注系統(tǒng)的注射量（ g） 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 13 件W-塑件重量（ g） ； 初定注射 機為 XS-ZY-350 型，該注射機的注射 量為 125g，即 S=125g，初估澆注系統(tǒng)的重量為 10g，即 澆W =10g，塑件的重量 件W=42g 所以 1.242 101258.0 N 因此，模具的型腔數初定為 2 1.3.2 根據塑件的精度考慮： 一般多型腔時制造精度低，塑件精度也低。該制品的表面精度要求很高，表面要求光滑，粗糙度很高，不易打采用多型腔。不過，采用一模一腔，會增加產品的成本。因此，在考慮型腔數時，不綜合考慮各方面的因素，在精度要要求例題的情況下 ，盡量采用一模多腔。 1.3.3 據塑件形狀及進料口位置考慮： 該制品為童芯吸水杯子，圓形，制品高度為 82mm，制品的表面光滑，有兩個手把，澆口初定在杯子底面中芯。采用點澆口，因此，采用一模二腔能滿足點澆口的要求。 1.3.4 根據塑件的產量考慮： 對試制或小批量塑件宜取單型腔或少型腔，大批量時宜取多型腔。該塑件為大批量生產，因此宜采用多型腔。 綜合以上 4 個方面的因素，該模具的型腔數確定為 2 個。 童心吸水杯注塑模設計 14 2 注塑模總體結構設計 2.1 注塑型模具基本類型 根據產品和生產要求，設計要點可以歸納如下：（ 1）為降低成型費用，采用一模二腔，并不對制品進行后加工（ 2）為滿足制品邊面光亮的要求與提高成型率，采用點澆口（ 3），為了方便加工與處理，型腔與型芯部分，采用拼鑲結構。 本設計選擇的方案是典型的側向分型結構。因為杯把屬于側凹體，不能直接從模具頂出，為此，模具必須增加抽芯或側凹向分型結構，側向分型的模具又稱哈夫模。 2.2 注塑模具的典型結構 此套方案有以下幾個部分構成（ 1）成型零部件（ 2）澆注系統(tǒng)（ 3）導向零件（ 4）脫模頂出機構（ 5）側向分型和抽芯機構（ 6）冷卻系統(tǒng)（ 7）排氣系統(tǒng)（ 8）其他結構零件 2.3 注 塑機的選擇 為保證正常生產和獲得良好的塑件，在模具設計時應選擇合適的注射機。為此必須了解注射機的性能和安裝模具的關系，一般應考慮以下幾個問題： 2.4 額定注射量 國產標準的注射機均用塑料的容量（ cm）表示一次注射量，但是目前，由于過去的習慣，對注射機的注射量也還是用克量來表示，所以，選擇注射機的注射量可用兩種公式計算： 以體積計算時： 件注 VV 8.0 （ 4-1） 式中 注V-注射機最大注射容量 ( 3cm )； 件V-成形塑件及匯報注系統(tǒng)所需塑料的容量 ( 3cm )； 0.8 -為系數，一般要求成型塑個的容量不得超過注射機容量的80%； 以克量計算時： GC 8.0 （ 4-2） 式 中 C-注射機最大注射克量 （ g）； 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 15 G -成形塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的克量 rVG件 （ g）； 成形塑料的比重 3/cmg ； 0.8-意義同上面公式； 查手冊得 C=30g, G 23g, 聚苯乙烯比重為 1.04 則 0.8C=0.8x30=24 23 滿足要求。 2.4.2 額定鎖模力 選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產生的開模力，不 然模具分型面要分開面產生溢料。注射時產生的型腔壓力對柱塞式注射機壓力損失較大，所以，型腔壓力均為注射壓力的 4060%；而有預裝置的注射機及螺桿式注射壓力損失較小，所以型腔壓力較大。另外，對不同流動性的塑料，噴嘴和模具結構形式。其壓力損失也不一樣，一般熔料經噴嘴時其注射壓力達 6080Mpa，經澆注系統(tǒng)入型腔時則型腔壓力一般設為 2550MPa； 鎖模力和成型面積的生態(tài)系統(tǒng)由下式確定： 1000/APP 腔鎖 （ 4-3） 式中 鎖P-鎖模力， KN； 腔P-型腔壓力，一般取 4050MPa； A-澆道進料口和塑件的投影面積， m : 則 1000/APP 腔鎖 =4.5X5000/1000 =225(KN) XS-ZY-350 的鎖模力為 250（ KN） ； 另外，鎖模力 與成形面積的生態(tài)系統(tǒng)可直接查表。 2.4.3 額定注射壓力 如果只考慮注射機的最大注射量，最大成型面積和鎖模力來確定注射，這還不是夠的。有些塑件由于形狀及塑料的品種等因素，需用很高的注射壓力才能順利成形，為此選用的注射機注射壓力必須大于成形所需的注射壓力。即應滿足下童心吸水杯注塑模設計 16 人的公式： 成注 PP （ 4-4） 式中 注P -選用的注射機的最大注射壓力 ； 成P-成形時需用的注射壓力 ， MPa； 高密度聚乙烯成形時所需的注射壓力為（ 70100） Mpa,XS-ZS-22 型注射機的注射壓力為 750 MPa 注P=750 MPa (70100) MPa 2.4.4 注射機形式和模具的關系 在模具設計時，需考慮機床動模板的行程和可調節(jié)的模具閉合高度，選直接影響到裝模及脫模。 (1) 注射機的閉合模具關系 大小 HHH (4-5) SHH 小大 (4-6) 式中： H 模具厚度 (mm)； 小H 機床最小閉合高度 (mm)； 大H 機床最大閉合高度 (mm)； S 螺桿可調長度， mm； 童芯吸水杯 H=352mm 查表得 XS-ZY-350 型注射機 小H=195mm, 大H=405mm,S=215 mm 代入公式 得 195 352 405 405=195+215 (2) 臥式注射機的開模行程與模具關系 : 10521 HHS ( 4-7) 式中 : S-開模行程 mm； 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 17 1H-脫模距離 , mm； 2H-塑件高度 mm； 510-為保證取出塑料件而增設的余量 , mm； 1H=90 mm ,2H=82 mm 則 S 90+82+510=177182 S可取 180 mm 2.4.5 注射機與安裝模具的關系 注射機與安裝模具時 ,必須了解以下幾點： (1) 機床拉桿間隔 考慮模具的最大外形尺寸安裝時應不受拉桿的影響。 ； (2) 定位孔的直徑 模具安裝用的定位環(huán)尺寸應與機床定位孔直徑相配合，小型 機床一般只在定模部分設置定位孔，大型 機床則定，動模板都設置定位孔 . (3) 頂出桿的位置 設計模具時 ,必須了解機床頂出桿的直徑及位置 ,并應將頂出桿的行程和模具頂出裝置動作一起考慮 . (4) 嘴前端的孔徑筆球面的半徑，是澆口套的孔徑和球面尺寸的依據。 (5) 安裝螺孔的位置及妃徑，機床定，動模板上設有一系列螺孔，以供安裝模具壓裝所用。 安裝形式如下： 1） 用螺釘直接固定模具； 2） 用壓板固定模具形式； 綜合以上因素 , 可 選用 XS-ZY-350 型注射機 模具的總高度為 352mm，開模行程至少為 160 mm。根據以上參數選擇注塑機型號為XS-ZY-350.它的工藝參數有：注射壓力 106.8Mpa，鎖模力 250t，最大面積 645cm，最大開距 260mm，最大模具高度 405mm,最小模具高度 195mm，噴嘴球徑 R18。（以上數據均從手冊中查到） 童心吸水杯注塑模設計 18 3 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是塑料熔體從注塑機噴嘴流向型腔的通道。它向型腔的傳質，傳壓，傳情況決定著塑件內在和外觀的質量。它的布置和安排影響塑件成型的難易程度和模具的復雜 程度 塑料熔體是在注射螺桿或柱塞桿的擠壓下快速流經澆注系統(tǒng)進入型腔的，流動過程服從一般流體的流動規(guī)律，又有自身的特點。對澆注系統(tǒng)的設計，是以塑料熔體的流動規(guī)律和特點為基礎的。 3.1 澆注系統(tǒng)的組成和作用 澆注系統(tǒng)由四部分組成 （ 1） 交澆道，連接注塑機噴嘴與分流道的一段料將塑料熔體從噴嘴引入到模具。 （ 2） 分離道，主流道與型腔澆口的一段流道，用與將主流道的熔體分配到各型腔，起著對熔體的分餾作用 （ 3） 澆口，由分流道通向型腔的一段流道。 （ 4） 冷料井，位與主流道末端分型面的動模一側，作用是捕集熔體流動的前鋒冷料，避免冷料進取型腔，對 塑件造成不利影響。 3.2 主流道設計 主流道設計包括以下幾點 （ 1） 錐度：一般在 4-8內選取，本設計取 6。 （ 2） 徑向尺寸：主流道徑向尺寸的小端應大于噴嘴口直徑 0.5-1.0mm。這樣，當主流道與噴嘴同軸度有偏差時，可以防止主流道凝料，不易從定模上拉下來。根據 XS-ZY-350XING 注射機的噴嘴直徑 4，確定主流道口直徑為 5 （ 3） 凹球面半徑 R 應該比噴嘴直徑大 1-2mm，可以保證注射過程噴嘴與模具接觸，防止兩球間產生間隙使熔體充入這一間隙中，妨礙主流道凝料順利從定模拉出 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 19 （ 4） 主流道專門開設在主流道忖套上。 3.3 分流道設計 分流道斷面面積應能保持型腔充滿并補充內腔內蘇聯收縮所需要的熔體后方可冷卻凝固，因此，分流道斷面直徑應大于塑件壁厚。按這一要求，聚苯乙烯等同類材料，分流道直徑應該是壁厚的 6 倍。絕大部分塑件的分流道斷面尺寸都在 310mm 之間，查工具手冊，可以使用推薦值，聚苯乙烯，分流道斷面直徑 3.510mm。本設計取 6mm，斷面形狀選擇半圓型分流道。 3.4 澆口設計 童心吸水杯注塑模設計 20 澆口斷面面積，大多數注塑模中，澆口斷面尺寸不大于分流道斷面尺寸的10%，在本設計中，取斷面直徑 0.6mm，澆口道長度取 1.5mm 3.5 澆注系統(tǒng)流動平衡 對多腔模具要求是應使得各個型腔能夠同時充滿且各個型腔壓力相同，才能保證各個型腔所成型出口的尺寸，達到一致。對本設計中各型腔件相同，采用流動支路平衡的方法來平衡澆注系統(tǒng)的流動。即從主流道到各個型腔的分流道澆口，其長度，斷面的形狀都完全相同，即到達各個型腔的流動支路完全相同的，只要對各個流動的支路澆灌能夠的誤差很小，就能保證各個型腔同時充滿模，壓力相同。 3.6 冷卻井與拉料桿合理匹配 冷料井位與主流道出口一端，本設計采用冷料井與帶球型頭部的拉料桿匹配，因為當模具采用脫件板 模機構時，只能采用頭部為球型的拉料桿。球型的拉料桿的球頭和細頸部分伸到冷料井內，被冷料井的凝料包圍，動、定模打開時，將主流道凝料拉向動模一側，頂出行程中，脫件板將塑件從主型芯上脫下的同時也將主澆道的凝料從球頭上脫下。 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 21 4 注塑模零部件設計 4.1 確定分型面 選擇分型面的原則是：脫出塑件方便，模具結構簡單，型腔排氣順利，確保塑件質量，無損塑件外觀，設備合理利用。 根據制品形狀，模具有三個分型面。主型芯裝在動模一側，使塑件包緊在主型芯上，型腔在游動模一側，分型面為平面，這樣便于加工，型腔 氣體的排除，除了利用頂出元件的配合間隙外，主要靠分型面，排氣槽也設在分型面上。分型面選在熔體流動的末端 -童芯吸水杯的杯口，為了便于塑件的取出，采用側向分型，這樣杯子中芯面也就是一個分型。杯子的底部是個光滑平面。如果也采用兩半模，將會影響制品的外觀，所以底部有一個分型面。這樣可不必在分型面上開氣槽，直接利用分型面上的配合間隙就可滿足型腔 內的氣體順利排出。 4.2 成型零部件結構設 4.2.1 凹模設計 成型塑件外表面的零件稱凹?；蛐颓?，凹模按結構可以分為整體型，整體嵌入式 局部鑲嵌式，組合式等等。 整體式的凹模的型腔加工在一整塊零件上，具有強度高。剛度好的優(yōu)點，但是對于 形狀復雜的塑件，難以加工或根本無法加工。童芯吸水杯的模具是雙半模，所以采用組合式的凹模。組合式凹模的側壁和底部是由不同的零件組合而成，具有型腔機加熱處理，拋光研磨方便，將完整的型腔分為幾部分，分加工再組合，這樣裝配方便，零件損壞便于更換，節(jié)約了材料，符合現在企業(yè)高效率生產，利用原則。 如圖所示，圖 6 是側面組合后再與低部組合的凹模。四壁鎖緊是采用鎖緊塊在正壓力作用下鎖緊，為了保證扣鎖的緊密性，四處邊角和扣鎖接觸應該留有一斷非接觸部分， 四壁轉角處圓角半徑應大于模套轉角處半徑 r。 設計組合式的凹模時，應滿足以下要求： （ 1） 將型腔的內型加工變成為鑲件加工或組合件的外型加工。 （ 2） 拼縫應避免開型腔的轉角或圓弧部分，并與脫模方向一致 （ 3） 鑲件和組合件數量力求減少，以減少對塑件外觀和尺寸的影響 （ 4） 易損壞部分應設計為獨立的鑲拼件，便于更換 （ 5） 組合部分的結合面應采用凹凸槽互相扣鎖，防止在塑料壓力下位移 4.2.2 型芯設計 成型塑件內表面的零件統(tǒng)稱凸?；蛘咝托?，型芯按復雜程度和結構可分以下幾類 童心吸水杯注塑模設計 22 （ 1） 整體式型芯 （ 2） 鑲入式型芯 （ 3） 異形型芯結構形式等等 因為童芯吸水杯的型芯結構簡單 ，加工容易，所以采用整體樣式的結構。這樣在型芯加工冷卻水道容易，無需各部件之間的配合，減少了工作量 4.2.3 對合導向機構零部件設計 對合導向機構的功能是保證動、定模兩部件能準確對準，使加工在動模和定模的成型表面在模具閉合后形成形狀和尺寸的準確的腔體，從而保證塑件的形狀、壁厚和尺寸準確。 （一） 導柱設計 導柱可以安裝在動模一側，也可以在定模一側，但是更多是在動模一側。因為作為成型零件的主型芯多安裝在動模一側，導柱與主型芯安裝在同一側，在合模時可以起到保護作用。 （ 1）導柱結構 導柱的基本結構形式有兩種，一 種是安裝部分的凸肩，寬度的其余部分直徑相同，稱為直徑導柱。另一種是除由安裝部分的凸肩外，使安裝的配合部分直徑比外伸的工件部分直徑大，稱為階梯形導柱。直形導柱和階梯形導柱的前段都設計成為錐形，便于導向兩種導柱都可以在工作部分帶有貯油槽，帶貯油槽的導柱可以貯存潤滑油，。直形導柱用于塑件生產批量不大的模具，可以不用導套。階梯形導柱用于塑件大批量生產的模具或者導向精度高的，必須采用導套的模具，裝在模具另一側的導套安裝可以和導柱安裝采用同一尺寸，一次加工而成，保證了嚴格同軸。階梯形導柱的另一優(yōu)點是當導柱工件部分因某種 原因撓曲時，容易從模板中卸下更換，直形導柱則比較困難。 （ 2）導柱尺寸 導柱尺寸隨模具分形面處模板外形尺寸而定。模板尺寸越大，導柱的中芯距應越大，所以導柱也應越大。除了導柱長度按模具具體結構確定外，導柱其余尺寸隨導柱直徑而定。 （二）導套設計 導向孔可帶有導套，也可以不帶導套。帶導套的導向孔用語大量生產，或者導向精度高的模具。無論帶或不帶，都不能設計為盲孔，盲孔會增加模具閉合時的阻力，并使模具不能緊密閉合。帶導套的模具應該采用階梯形導柱。 1、結構如下 導套常用的結構形式有兩種，一種是安 裝凸肩，另一中是不帶安裝凸肩。 2、安裝方法 型導柱安裝需要墊板，裝入模板后復一墊板即可。 型導套用于模板后鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 23 面不帶墊板 的結構，可以采用如下幾種方法固定到模板中 （ 1） 導套外圓柱面加工出一凹槽，用螺釘固定。 （ 2） 導套外圓柱面局部磨出一小平面，用螺釘固定。 （ 3） 導向側向開一孔，用螺釘固定 3、導柱布置 一副模具最少用兩根導柱，模板外形尺寸大的模具，可以最多用 4 根導柱，為了使模具在使用時、維修時的拆裝過程中不會發(fā)生動模認錯方向，導致布置采用以下方法：導柱不對稱布置。 童心吸水杯注塑模設計 24 5 注塑模成型零件工作尺寸計算 注塑模成型零件工作尺寸是指這些零件上用以直接成型塑件的那些型面尺，例如，型腔和型芯的徑向尺寸，深度和高度尺寸孔間距離尺寸，凸臺間距離尺寸孔或凸臺至某成型表面的距離尺寸，螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。 5.1 塑件尺寸偏差以及影響因素 影響塑件的尺寸的因素很多，概括的說，有材料方面的，模具制造方面的，模具結構方面的和模具磨損等。材料方面的因素主要是以收縮率變化，這又與塑件結構和工藝過程密切相關。 5.2 計算成型零件工件尺寸的基本關系式 （一 ）實際收縮率和計算收縮率 塑 料的受說率定義為塑件成型時從模腔中取出冷卻收縮后，尺寸縮小程度，用百分數表示。應該區(qū)別實際收縮率和計算收縮率。 一般制品的收縮率是根據所用塑料收縮率的平均值，而實際上制品在成型過程呂其塑料分子并不是在制品成型完成后，再經過數小時才能完全穩(wěn)定下來，因此制品的實際收縮與按其材料平均值計算的收縮率是有一定的差距的。然而目前人們還無法在制品成型前就能準確地計算出制品在成型過程中的，因此，針對這種情況，在模具設計時可采用比平均收縮率低 1的計算方法。 通常，制品中 1 mm 和小于 1 mm,并帶有大于 0.05 mm 公差的 部位以及 2 mm和小于 2 mm 并帶有大于 0.1 mm 公差的部位，不需要計算收縮率。 在模具設計時，根據制品的收縮率確定型腔與型芯的尺寸，有幾點需要特別注意： a) 由于在成型過程中，不同的成型工藝會使制品的實際收縮發(fā)生輕微的變化，因比，在模具設計中，型腔與型芯的制造公差應是所成型制品公差范圍的 25 50，其目的是給注射成型留出一定的調整余地，以保證的制品的精度要求。 b) 制品中沒有標出脫模斜度的部位，制品設計者應對此標出公差，模具設計者必須在此公差之內作出脫模斜度的要求，應在模具結構上考慮其它方法。 c) 在設計模具中 凸起形狀的尺寸時，應采用最大尺寸加負公差，這是因為對于修改凸形狀的部位，縮小和降低其尺寸都要比加大加高其尺寸來得容易。 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 25 5.3 型芯及型腔的尺寸計算 型腔和型芯的工作部分尺寸與塑料制品的尺寸和公差、塑料收縮率及模具的磨損和制造公差等因素有關。 5.3.1 型腔徑向尺寸計算 在給定條件下制品平均收縮率CPS，制件的名義尺寸SL（最大尺寸）及其允許公差 （負偏差），則塑件 平均徑向尺寸為： 2SL 型腔名義尺寸為ML（最小尺寸），公差值為Z（正偏差），則型腔的平均尺寸為 ML + Z /2?？紤]到收縮率和磨損值C，以型腔磨損量到最大磨損量的一半計，則有： CCPSSzM SLLL 21)2(22 對于中小型塑件，令 61C， 31Z，并將比其他各項小得多的CPS2略去，則有： 43CPSSM SLLL （ 4-1） 標注上制造偏差后，得 17.0043 CPSSM SLLL 代入數據得 17.0052.043%2 8.02.0148148 ML = 17.0095.147 5.3.2 型芯徑向尺寸計算 經過和上面型腔徑向尺寸計算的推導 ,可得 : 43CPSSM SLLL (4-2) 標注上制造偏差后，得 043ZCPSSM SLLL 代入數據得 017.052.043%2 8.02.0145145 ML = 0 17.085.145 童心吸水杯注塑模設計 26 5.3.3 型腔深度計算 在型腔深度計算過程中，規(guī)定制件高度名義尺寸SH為最大尺寸，公差以負偏差表示型腔深度名義尺寸MH為最小尺寸，公差以正偏差表示型腔的底面、型芯的端面都于分型面平行。在脫模過程中磨損很小，磨損量C不予考慮，則有： CPSSZM SHHH ）（ 222 令3Z并略去CPS2得 32CPSSM SHHH （ 4-3） 標注上制造偏差后，得 ZCPSSM SHHH 032 代入數據得 20.0060.032%2 8.02.05858 MH =20.0005.58 5.3.4 型芯高度計算 經過和上面型腔高度尺寸計算類似的推導，可得 32SCPSM HSHH （ 4-4） 標注上制造偏差后，得 032 ZCPSSM SHHH 代入數據后得 020.060.032%2 8.02.05555 MH= 020.086.54 5.3.5 型腔側壁厚度計算 按強度計算 s r 1)2( 2/1p =37 1)12703 6 0 3 6 0( 2/1 =22.3mm 取 s=20mm 5.3.6 底模板厚度計算 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 27 按剛度條件計算： sh 0.90k 3/14 Epr =0.90 1.15 3/154%161004.23770 =16.5mm 按剛度條件計算： sh 1.1kr 2/1 p =1.1 1.15 37 2/136070 =20.6mm 5.3.7 校核型腔面積 q-型腔內熔體單位面積壓力； ip- 表注射壓力 k-熔體流經噴嘴和澆注系統(tǒng)時壓力損失系數。一般在0.30.7 之間 q=ipk=(0.30.7) ip- q=106.8（ 0.30.7） =（ 3275） MPa Fkppi =kpT i1000 =701000250 =3571mm2 5.4 脫模機構設計 為了爆震塑件成型后從模具或型芯上順利脫出，模具結構中必須沿著可靠有效的脫模機構。脫模機構是注塑主要功能機構之一。 5.4.1 基本考慮和要求 對脫模機構的設計的基本要求是： 童心吸水杯注塑模設計 28 （ 1） 運用靈活順暢，無卡剎和過分磨損現象。 （ 2） 接觸塑件的配合間隙無溢料現象。 （ 3） 具有足夠的強度、剛度、工作穩(wěn)定可靠。 （ 4） 對塑件頂推力分布均勻合理，不會引起塑 件變形或塑件頂裂。 （ 5） 對塑件外觀無明顯損害。 （ 6） 容易制造和裝配。 脫模機構運動的動力，對簡單和原始的模具，可以人的手目前它只用于及其簡單生產量很少的小型塑件，或從沒有脫模機構的定模一側脫下塑件。 5.4.2 一級脫模機構 常用的一級脫模機構有頂桿機構、頂管機構、推塊機構、脫件板機構、拉板機構、及這些機構的某些簡單組合塑件。 本設計采用脫件板機構。 罩、殼、蓋盒、盆、容器等一類塑件，特別是厚度較小的塑件，采用脫模最合適、運動平穩(wěn)、頂推力再塑件整個周遍上均勻分布、因而推理最大、若改用頂桿脫模，不是位置無法安 排就是因為只能采用小徑頂桿、因而推力太大。 （一） 機構形式 本設計采用的脫件形式如圖 脫件板外形尺寸與型芯固定板相同，推板的頂桿與脫件板用螺紋連接，對脫件板的運動具有牽制作用，防止頂出時滑出導柱。 （一） 脫件板與型芯的配合 脫件板與型芯之間的配合間隙小于溢料間隙，頂推件難免產生磨損，為解決這一矛盾采用圖示的方法。 圖中是將脫板上的孔比型芯成型部分周邊增大 0.10.2mm，減小或避免與型芯成型面的摩擦，擴大部分除留出數毫米配合段外，其余部分可帶 35度的錐度。這種配合形式適應于粘度較大的塑件。 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 29 5.4.3 拉板機構 拉板脫模機構的特殊形式，適用的塑件與脫板機構相同。但拉板不是由頂桿推動，而是由定矩拉桿、伸縮性定矩拉桿、或鏈條拉動。這些拉動零件拉動拉板從主型芯上脫下。脫模距等于 L1+L2，應大于塑件高度加澆道凝料高度。 拉板機構的優(yōu)點是省去了固定板，可簡化模具結構、減小模具高度，對于開模行程受模具高度影響的注塑機，可以增大有效開模行程，增大脫模距。 5.4.4 脫模阻力計算 （一） 阻力的組成 從型芯上脫下塑件所需克服的阻力有如下幾部分組成： （ 1） 塑件因收縮包緊型芯所造成的阻力 Q1； （ 2） 塑件與型芯表面的粘附力引起的阻力 Q2； （ 3） 脫模機構自身運動的摩擦力 Q3； （ 4） 對于殼、罩、容器等一端封閉的塑件，脫模時塑件與型芯間形成真空腔，與大氣壓差產生的阻力 Q4 以上各阻力中， Q2 和 Q3 與其它兩項相比可以忽落。因此，從主型芯脫下塑件的脫模力可以近似寫為： Q=Q1+Q4 其中 Q=10.13N/cm2 F 式中 F 型芯端面積（ cm2）。 （二） 脫模阻力計算 由上 述分析可知，對從型芯上脫下塑件阻力計算歸結為對收縮包緊造成的阻力計算。 型芯斷面為圓形時 （ 1）包緊力：首先必須求出塑件對型芯的包緊力。薄壁塑件和厚壁塑件對型芯的包緊力可用不同的關系式表示。 對薄壁塑件（ t/d1/20,t 塑件壁厚， d 型芯直徑）經推導塑件收縮童心吸水杯注塑模設計 30 時對型芯側表面微單元面積法向包緊力 p可用下式表示： p=rtE )1( cos 式中 E-塑料彈性模量 ； -塑料收縮率 ； -塑料泊桑比 ； -型芯單面斜角 ； r-型芯半徑。 p=rtE )1( cos =72)32.01(1c o s%3.11032 2 =0.849KN 薄壁件對整個型芯側表面法向包緊力 P 為： p=12 tlE 式中 l-塑件對型芯的包緊長度； 均r-錐形型芯平均半徑。 p=12 tlE =32.01 08.2262%3.1103214.322 =173714.15N （ 2）脫模阻力：塑件從型芯上脫下時，型芯受力如圖所示。 P是塑件對型芯表面法向包緊力， Q1 是將型芯從塑件中抽出時的抽拔力（數值上等于拔模阻力）， F是塑件對型芯摩擦阻力。由于型芯帶有錐度，故在 Q1 作用下使塑件對側型芯法向包緊力減小了 1Q sin ,相應地使抽拔時 的摩擦阻 力變?yōu)椋?F=f(P- sin1Q ) 式中 f-摩擦系數。 鹽城工學院機械工程系畢 業(yè)設計 31 6 側向分型機構與抽芯機構設計 6.1 基本考慮和要求 側向分型與抽芯機構應具備以下基本功能： （ 1）能夠保證不引起塑件變形的情況下準確的抽芯和分型； （ 2）運用靈活、動作可靠，無過分磨損現象； （ 3）模具必要的強度和剛度； （ 4）配合間隙和拼縫線不溢料； （ 1）、（ 3）、（ 4）條要求相結合，可以保證塑件必要的尺寸精度； （ 2）、（ 3）條要求相結合，可以保證模具具有較長的工作壽命。 此外，側向分型和抽芯機構比較復雜，設計時考慮到了制造和裝配。 一、抽拔力和抽芯距 （一）抽拔力 對塑件側向抽芯，就是側向脫模，抽拔力就是側向脫模力，都主要由于塑件收縮包緊造成的阻力。 由于側孔斷面為圓形 Q=Q+Q4 = Fklkr 13.10c o s11 2 1 （二） 抽芯距 抽芯距是將側型芯從成型位置抽到不妨礙塑件頂出時側型芯的移動距離。 S=Sc+(23)mm 式中 S 設計抽芯距 Sc 臨界抽芯距，即側型芯恰好與塑件投影不重合時所移動的距離 S=6.25+(23)=9mm 取 s=10mm 童心吸水杯注塑模設計 32 7 其它有關設計 （一） 滑塊與側型芯的連接 滑塊和側型芯可以設計為一個整體，但由于側型芯在多數情況下較小，為節(jié)省優(yōu)制鋼材和便于加工，往往將型芯單獨設計再與滑塊連接，連接方法 很多，本設計采用其中之一種 （二） 滑塊導滑方法 開模時滑塊在斜導柱驅動下橫向抽芯，閉模時又朝相反方向滑動。為保證橫向運動的順暢平穩(wěn)，滑塊與導滑槽應具有適當的配合形式。 （三） 滑塊定位 滑塊在斜導柱驅動下完成抽芯后，必須停留在準確的位置上，必須設置定位裝置防止滑塊位置改變，避免閉模時斜導柱與滑塊上斜孔對不準發(fā)生的碰裝現象?；瑝K位置采用圖所示 （四） 滑塊的尺寸比例 設計斜導柱機構時，應注意滑塊高度不能大于滑塊滑動部分長度，即比值H/L 應小于 1，否則抽芯時回因滑塊歪斜使導滑面歪扭引起運動不暢，加速導滑面磨損或滑 塊損壞。對于滑塊高度較大的模具，宜采用內卡式結構，減小滑塊被驅動部分高度，但此時斜導柱深入滑塊高度 H又不宜太小，一般應控制比值 H/L大于 1/2。 另外，對于滑塊水平抽芯，再完成抽芯行程后，滑塊外伸導槽不能過長，一般不應超過滑塊長度之半，否則會因外伸部分自重使滑塊傾斜，影響閉模時與斜導柱的對準。 （五） 防止側型芯抽出時使塑件變形 對于某些被芯部分外伸于塑件主體，側孔的壁又較薄的塑件，滑塊設計時應注意滑塊抽出運動不應引起抽芯的孔壁變形或損壞。 （六） 斜導柱機構的工作方式 本設計采用斜導柱在定模，滑塊再動 模 這是最常應的一種形式，抽芯運動是在動、定模分開時進行的，可以完成較大的抽芯距，塑件由頂出機構頂出，合模時，斜導柱再驅動滑塊復位，動模頂出機構也依靠復位元件復位。 對于這種工作形式，當塑件采用頂桿或頂管頂出時，復位時應注意滑塊與頂出元件的干涉現象，既當頂出元件尚未復位到必要位置，滑塊以