模具設(shè)計(jì)及制造塑料蓋設(shè)計(jì)

1、模具設(shè)計(jì)及制造塑料蓋設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械工程自動化學(xué)號：0701500108姓名：丁徐珂指導(dǎo)教師：黃曉華I / 78摘要本文介紹了摩托車燈罩的模具設(shè)計(jì)過程。本設(shè)計(jì)對塑件在模具中的位置和 分型面位置、選擇澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)、成型零件的結(jié)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、推 出機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案做了充分的論證，并 優(yōu)化選取最合理的設(shè)計(jì)方案。對于塑件的側(cè)孔處理，采取了斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯脫模, 帶有脫模斜度的孔，則利用塑件的脫模斜度替代側(cè)抽芯，簡化了模具結(jié)構(gòu)。通 過對型芯支承板和型腔板的計(jì)算，保證了模具的優(yōu)良使用性，優(yōu)化了模具的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，使得模具結(jié)構(gòu)緊湊。關(guān)鍵詞：注射模；凸模；型芯；斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯;

2、II / 78AbstractThis text introduced the mould design process of the motorcycle lampshade. Determining the plastic part in mould and selection of the parting line, the feed and runner system design, the core/cavity creation structure design, the guide pin and guide bush , the plastic ejector structur

3、e , external undercuts and cooling and ejection system designing, they all be analyzed in this text, and choose the best design. With the hole in the side of product deal with Angle Pin, if the hole oblique, makethe use of tilted detrusion straight, so the structure of the mould will be simplify. By

4、 the caculate of the cavity plate and backing plate, make the mould used working order, optimized the mould structure, make the mould structure compact.Keywords: injection mould; Raised mold; Core； Later parting Core with Angle Pin;III / 78目錄摘要IAbstract III緒論1第一章塑件分析與模具材料和注射機(jī)的選取 31.1 塑件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求的分析 31

5、.1.1 塑件結(jié)構(gòu)分析 31.1.2 塑件零件圖技術(shù)要求分析 31.2 塑料材料的成型特性與工藝參數(shù) 31.2.1 基本特性31.2.2 主要用途41.2.3 成型特點(diǎn)41.3 模具材料的選取及熱處理 41.4 注射機(jī)的選取 5第二章確定模具的結(jié)構(gòu)方案 72.1 確定塑件在模具中的位置和分型面位置 72.1.1 型腔數(shù)目的確定 72.1.2 塑件在模具中的位置和分型面的方案確定 72.2 選擇澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的方式 102.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和澆口的選擇 102.2.2 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 142.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 152.3.1 凹模152.3.2 凸模和型芯172.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)

6、設(shè)計(jì) 182.4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 182.4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 192.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 202.5.1 推桿推出機(jī)構(gòu) 212.5.2 推件板推出機(jī)構(gòu) 212.5.3 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22III / 782.6 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 242.6.1 兩小孔的抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 252.6.2 塑件中側(cè)面 （）45勺大孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 272.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 282.7.1 模具溫度調(diào)節(jié)的重要性 282.7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 29第三章工作尺寸的計(jì)算和注射機(jī)的校核 313.1 模架各零件的計(jì)算和選取 313.1.1 腔板尺寸的計(jì)算 313.1.2 型芯固定板尺寸

7、的計(jì)算 343.1.3 模架各板尺寸的選取與校核 343.2 注射機(jī)的校核 373.2.1 校核鎖模力： 373.2.2 校核注射壓力 373.2.3 校核模具的閉合厚度 383.2.4 校核最大開模行程 383.3 型腔、型心尺寸的計(jì)算 393.3.1 型腔尺寸的計(jì)算 393.3.2 型芯尺寸的計(jì)算 413.4 斜導(dǎo)柱和其它零件的尺寸計(jì)算 433.4.1 斜導(dǎo)柱的計(jì)算與確定 433.4.2 其它零件的計(jì)算 45第四章型腔加工路線設(shè)計(jì) 484.1 型腔加工路線設(shè)計(jì) 484.1.1 型腔加工工藝路線的論證 484.1.2 加工工藝的確定 484.2 模具的安裝494.2.1 動模部分組裝 494

8、.2.2 定模部分組裝及總裝配 50第五章經(jīng)濟(jì)可行性分析 51第六章結(jié)論52IV / 78參考文獻(xiàn)53附錄I附錄n致謝V / 78緒論在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中 的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具也提出了越來越高 的要求，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速 度。同時，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)， 所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也 將逐步增大。以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求 量巨大；建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、P

9、VC塑料管材接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)；高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎模具也提出 了更高要求。我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向：1、提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于 塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā) 展的一模多腔所致。2、在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE術(shù)。CAD/CAMK 術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟白共性技術(shù)，近年來模具CAD/CA眼術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條 件；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D

10、分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采 用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的 原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。氣體輔助 注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比 傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的 大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件， 顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，研究開發(fā)高壓注射成型工藝與 模具也非常重要。4、開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、

11、少批量的生產(chǎn)方式。1 / 785、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè) 的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分 必要。7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。 采用三坐標(biāo)測量儀或掃描 儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模具 CAD/CAMJ關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、 廉價的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。摩托車是我國重要的機(jī)電出口產(chǎn)品之一，其全球化特征非常明顯。來自國 家海關(guān)的統(tǒng)計(jì)，2003年我國共出口摩

12、托車整車302.5萬輛，僅次于日本，位居 世界第二，這說明我國摩托車工業(yè)正在融入全球經(jīng)濟(jì)大潮之中。目前我國摩托 車行業(yè)是一個非常有前景的行業(yè)， 我國摩托車市場還有很大的發(fā)展空間。市場 前景雖廣闊，但是得需要質(zhì)量做前提，才能在未來的激烈競爭中獲勝?，F(xiàn)在，隨著物價的上漲，摩托車配件的生產(chǎn)成本也提高了很多，而且生產(chǎn) 廠家也比以前多了許多，競爭劇烈。為了能夠生存和發(fā)展，提高競爭能力，這 就有必要降低配件的生產(chǎn)成本。降低配件的生產(chǎn)成本，除了在原料買進(jìn)壓底價格之外，還可以通過改進(jìn)生 產(chǎn)方式，這其中也包括技術(shù)改進(jìn)。在這里我通過改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)方式來進(jìn)一步降 低摩托車前燈罩的生產(chǎn)成本。2 / 78第一章 塑件分析

13、與模具材料和注射機(jī)的選取1.1 塑件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求的分析1.1.1 塑件結(jié)構(gòu)分析由塑件零件圖可見，在塑件的左右兩邊各有一個小孔，正前方有一個大孔, 頂部亦有一通孔，而內(nèi)側(cè)則有一個掛勾。在大孔的一面有一個脫模斜度，塑件 的內(nèi)表面粗糙度要求比較低，而外表面則要求有比較高的光澤度，因此要對型 腔表面進(jìn)行拋光。1.1.2 塑件零件圖技術(shù)要求分析由塑件零件圖中的技術(shù)要求可見，此零件材料為聚丙烯，批量生產(chǎn)，塑件 精度為5級，各配合尺寸精度要求一般，所以制造的模具精度取一般精度即可 滿足要求。因?yàn)樗芗桥可a(chǎn)，所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比 較高。1.2 塑料材料的成型特性與工藝參數(shù)由摩托車前燈罩

14、零件圖中的技術(shù)要求可知，塑件材料為聚丙烯，其特點(diǎn)如下：1.2.1 基本特性聚丙烯無色、無味、無毒。外觀似聚乙烯，但比聚乙烯更透明更輕。密度 僅為0.900.91g/cm3。它不吸水，光澤好，易著色。屈服強(qiáng)度、抗拉、抗壓 強(qiáng)度和硬度及彈性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作錢鏈，有特別高的抗3 / 78彎曲疲勞強(qiáng)度。如用聚丙烯注射成型一體錢鏈，經(jīng)過 7X107次開閉彎折未產(chǎn)生 損壞和斷裂現(xiàn)象。聚丙烯熔點(diǎn)為 164170C,耐熱性好，能在100c以上的溫 度下進(jìn)行消毒滅菌。其低溫使用溫度達(dá)-15 C,低于-35 C是時會脆裂。聚丙烯 的高頻絕緣性能好。因不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。但在氧、熱、光

15、的 作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。1.2.2 主要用途聚丙烯可用作各種機(jī)械零件如法蘭、 接頭、汽車零件和自行車零件。作水、 蒸汽、各種酸堿等的輸送管道，化工容器和其它設(shè)備的襯里、表面涂層。1.2.3 成型特點(diǎn)成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕、及變形；聚丙烯熱容量大，注射成 型模具必須設(shè)計(jì)能充分冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜模溫為80c左右，不可低于50C,否則會造成成型塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過 高會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。1.3 模具材料的選取及熱處理由塑件技術(shù)要求分析可知，型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比較高。所以在本設(shè)計(jì)中，型腔板和型芯的材料，本人選取 40Cr,調(diào)

16、質(zhì)處理。模架各板 的材料和熱處理參照模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊中表 2-177選取。則模具中 各板的材料和熱處理如表1.3.1所示：4 / 78表1.3.1模具材料明細(xì)零件名稱材料牌號熱處理方法硬度定模板45調(diào)質(zhì)HB230 270型腔板40Cr調(diào)質(zhì)HRC54 58型芯40Cr調(diào)質(zhì)HRC54 58型芯固定板45調(diào)質(zhì)HB230 270支承板45淬火HRC43 48推板45淬火HRC43 48推桿固定板45模腳451.4 注射機(jī)的選取塑件成形所需的注射總量應(yīng)該小于所選注射機(jī)的注射量。注射容量以容積 （cm3）表示時，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，具關(guān)系 按模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊中式 2

17、-54校核：V件0 0.8V注式中 V 件塑件與澆注系統(tǒng)的體積（cm3）;取V件=80cm3;V 注注射機(jī)的注射容量（cm3）;0.8最大注射容量利用系數(shù)。則有：1.25X 80=100 cm3<V 注根據(jù)V注>100 cm3和模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊表 2-40初步選取的注射 機(jī)型號為XS- ZY- 500。其主要參數(shù)如下：螺桿直徑（mrh： 6 65;注射容量（cm3）: 500;注射壓力（MPa： 104;鎖模力（kN）:3500 ;最大注射面積（cmf）: 1000;模具厚度（mm：最大450,最小300;5 / 78模板行程（mrh： 700;噴嘴： 球半徑（mm： 18;

18、孔直徑（mm：67.5 ;定位孔直徑（mm：615000.06 ;頂出：中心孔徑（mm：6150;兩側(cè)孔徑：小24.5;孔距：65306 / 78第二章確定模具的結(jié)構(gòu)方案2.1 確定塑件在模具中的位置和分型面位置2.1.1 型腔數(shù)目的確定在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，型腔數(shù)目的確定，一般考慮的要點(diǎn)有：1、料制件的批量和交貨周期；2、量控制要求；3、成型的塑料品種與塑件的形狀及尺寸；4、塑料制件的成本；5、所選用的注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范。根據(jù)上述要點(diǎn)所確定的型腔數(shù)目，既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上又 要充分保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也就是應(yīng)保證塑料制件最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。因此根據(jù) 本塑件的形狀及尺寸，確定型腔的數(shù)目為一模一腔。

19、2.1.2塑件在模具中的位置和分型面的方案確定將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，這些可以分離部分的 接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時又必須接觸封閉，這 樣的接觸表面稱為模具的分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它 與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的 流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個關(guān)鍵。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

20、面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。在選擇分型面 時一般應(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、確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；3、保證塑件的精度要求；7 / 784、滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；5、便于模具加工制造；6、考慮對成型面積的影響；7、要考慮排氣效果；8、考慮對側(cè)向抽芯的影響。對于燈罩塑件，預(yù)定的幾個分型面方案如下：方案（一）：其分型面的設(shè)計(jì)如圖2.1.1所示，這種設(shè)計(jì)方式共有兩個分型面，首先在A 處分型面進(jìn)行定距分型，然后在B處分型。首先在A處分型是因?yàn)榭紤]到塑件 有兩個小10的小孔不能隨型芯直接脫出，所以要對兩個小孔設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯構(gòu)。 這種

21、方案的優(yōu)點(diǎn)如下：1 .兩個分型面分型不會在塑件表面產(chǎn)生飛邊、痕跡。2 .模具便于制造；方案（二）：其分型面的設(shè)計(jì)如圖2.1.2所示，這種設(shè)計(jì)方式共有三個分型 面；除了在A、B處有分型面外，它還利用了塑件的對稱性，在中間多設(shè)了一個 分型面。在A分型面分型的同時，中間的分型面亦進(jìn)行分型，型腔板向左右兩 邊移動，在移動了一段距離停止分型后 B分型面才開始分型。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：通過多設(shè)了中間這個分型面后，省去了對兩小孔的側(cè) 向抽芯機(jī)構(gòu)，但缺點(diǎn)是會在塑件的表面產(chǎn)生分型痕跡，影響塑件的外觀質(zhì)量。圖2.1.1 分型面（a）8 / 78圖2.1.2 分型面（b）方案（三）：其分型面的設(shè)計(jì)如圖2.1.3所示，

22、這種設(shè)計(jì)方式和方案（一）一樣，也是有 兩個分型面，只是塑件的安置方式不同，在方案（三）里的塑件將會留在定模 內(nèi)，塑件頂出機(jī)構(gòu)不好設(shè)計(jì)，不方便取出塑件， 同時產(chǎn)生的凝料也比方案（一） 方案（二）多，而且也要考慮對兩小孔的側(cè)抽芯問題。9 / 78根據(jù)分型面選取一般應(yīng)遵循的原則和其它因素，比較了三個方案的優(yōu)缺點(diǎn) 后，在本設(shè)計(jì)里決定采用方案（一）的分型面方式。2.2選擇澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的方式2.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和澆口的選擇澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響 很大，而且還與塑件所用的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行總

23、體設(shè)計(jì)時，一般應(yīng)遵循如下基本規(guī) 則：1 . 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動特性；2 .采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失；3 .澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)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外觀質(zhì)量；6 .澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮；7 .流動距離比和流動面積比的校核。因?yàn)楸舅芗皇谴笮突虮”谒芰现萍?，所以無需進(jìn)行流動距離比和流動面 積比的校核。（1）、主流道設(shè)計(jì)主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為 止的塑料熔體的流動距離。主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī) 噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬于易損

24、件，對材 料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（也 稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火5357HRC。主 流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具的對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴 嘴為同一軸心線。主流道襯套形式如圖 2. 2. 1所示，圖2. 2. 1 a為主流道10 / 78 與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，一般用于小型模具；圖 2. 2. 1 b和圖2. 2. 1 c所示 為將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個零件，然后配合固定在模板上。在本設(shè)計(jì) 中，為了安裝與拆卸方便，所以采用圖 2. 2. 1 b的形

25、式。(a)(b)(c)圖2.2.1主流道襯套(2)、澆注口位置的選擇模具設(shè)計(jì)時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模之后有時還需修 改澆口尺寸。無論采用什么形式的澆口，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成 型質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)， 同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。一般在選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件 的結(jié)構(gòu)工藝特征、成型質(zhì)量和技術(shù)要求，并綜合分析塑料熔體在模內(nèi)的流動特 性、成型條件因素。以下幾項(xiàng)原則可以參考：1、盡量縮短流動距離；2、澆口應(yīng)開設(shè)在塑件最大壁厚處；3、必須盡量減少或避免熔接痕；4、應(yīng)有利于型腔中氣體的排除5、考慮分子定向的影響；6、避免產(chǎn)

26、生噴射和蠕動(蛇形流)；7、不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口；8、澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量。預(yù)先擬訂澆注口位置的設(shè)計(jì)方案有兩種，如圖 2.2.2所示，分別為在I處和 II處。根據(jù)上面的幾項(xiàng)原則來分析：如果開在I處，那就產(chǎn)生澆注口不平衡，而 且會影響塑件外觀質(zhì)量，而在II處開澆注口是非常平衡的，也盡量縮短了塑料 的流動距離，不影響塑件的外觀質(zhì)量，澆口凝料也易于去除，還能夠同時填充11 / 78滿型腔，故選擇在II處開澆注口。圖2.2.2澆口位置(3)、澆口的選擇澆口亦稱進(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)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位

27、置、形狀及 尺寸對塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。根據(jù)所采取澆口的位置，擬訂采用澆口的形式如下：1、環(huán)形澆口 環(huán)形澆口主要用來成型圓筒形塑件，它開設(shè)在塑件的外側(cè)， 采用這類澆口，塑料熔體在充模時進(jìn)料均勻，各處料流速度大致相同，模腔內(nèi) 氣體易排出，避免了使用側(cè)澆口時容易在塑件上產(chǎn)生的熔接痕，但澆口去除較 難，澆口痕跡明顯；2、輪輻澆口 輪輻澆口是在內(nèi)側(cè)開設(shè)的環(huán)形澆口的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，由四周進(jìn)料改為幾段小圓弧進(jìn)料，澆口尺寸與側(cè)澆口類似。這樣澆口凝料易于去除 且用料也有減少，這類澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛，但塑件易產(chǎn)生多條 熔接痕從而影響了塑件的強(qiáng)度。3、潛伏澆口 潛伏澆口又稱剪切澆口，由點(diǎn)澆口演變

28、而來。這類澆口的分 流道位于分型面上，而澆口本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處，塑料熔體通過型腔側(cè)面 斜向注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致于因澆口痕跡而影響塑件的表 面質(zhì)量及美觀效果。三種澆口的優(yōu)缺點(diǎn)經(jīng)比較易見，環(huán)形澆口凝料去除比較難，增加了工人的 勞動強(qiáng)度，所以不采用環(huán)形澆口。潛伏澆口的優(yōu)點(diǎn)比較多，但因?yàn)楸舅芗悄?托車燈罩的內(nèi)部零件，對塑件的外表面質(zhì)量及美觀效果要求不是很高，只須能 保證其一般的尺寸精度就可，而輪輻澆口已經(jīng)滿足其設(shè)計(jì)要求。為了加工的方12 / 78 便性，所以決定采用輪輻澆口。(4)、分流道設(shè)計(jì)根據(jù)澆口位置而采取的輪輻澆口，因?yàn)橛蓤D 2.2.2可以看出，塑件有四個澆 注口，而且塑

29、件中芯離澆注口還有一段距離，所以就必須要設(shè)計(jì)有分流道。在多型腔或單型腔多澆口時應(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，因此要求 所設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體 盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小。為便于機(jī)械加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。常用的分流道 截面形狀一般可分為圓形、梯形、 U形、半圓形及矩形等。分流道截面形狀及 尺寸應(yīng)根據(jù)塑料制件的結(jié)構(gòu)(大小和壁厚)、所用塑料的工藝特性、成型

30、工藝條 件及分流道的長度等因素來確定。由理論分析可知，圓形截面的流道總是比任 何其他形狀截面的流道更可取，因?yàn)樵谙嗤孛娣e的情況下，其比表面積最小 (流道表面積與體積之比值稱為比表面積)，即它在熱的塑料熔體和溫度相對較 低的模具之間提供的接觸面積最小，因此從流動性、傳熱性等方面考慮，圓形 截面是分流道比較理想的形狀。圓形截面分流道因其要以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出， 但這種加工的工藝性不佳，且模具閉合后難以精確保證兩半圓對準(zhǔn)，故生產(chǎn)實(shí) 際中不常使用。而U形截面分流道容易加工，且塑料的熱量散失及流動阻力均 不大，經(jīng)過多方面的考慮，在本設(shè)計(jì)里采用 U形截面的分流道。(5)、冷料穴的設(shè)

31、計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考察注射機(jī)噴嘴和主流道入口小端間的溫度 狀況時，發(fā)現(xiàn)噴嘴端部溫度低于所要求的塑料熔體溫度，從噴嘴端部到注射機(jī) 料筒以內(nèi)約1025nlm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，深于此區(qū)域時才達(dá)到正 常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這 里溫度相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用 一個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)在主流道對面的動模板上，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11.5倍主流道大端直徑，最終要保證

32、冷料的體積小于13 / 78冷料穴的體積。.冷料穴的各種形式如圖所示。圖 2.2.3 ac是底部帶推桿的 冷料穴形式，圖2.2.3 a是端部部為Z字形拉料桿形式 冷料穴，是最常用的一 種形式，開模時主流道凝料被拉料桿拉出，推出后常常需用人工取出而不能自動脫落；圖2.2.3 b是靠帶倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式；圖 2.2.3 c 是環(huán)形槽代替了倒錐形用來拉主流道凝料的形式，b圖合c圖適用于彈性較好的軟質(zhì)塑料，能實(shí)現(xiàn)自動化脫模。圖2.2.3 d和圖2.2.3 e是適用于推件板脫模的 拉料桿形式冷料穴。在比較了這幾種冷料穴的特點(diǎn)后，和經(jīng)過對塑件的結(jié)構(gòu)分析，可能將采用推桿將塑件推出，所以在這里

33、預(yù)先選用圖 2.2.3 b形式的冷料穴，若塑件推出機(jī) 構(gòu)不宜為推桿推出而直推件板推出的話，那將再重選冷料穴形式。圖2.2.3澆口形式2.2.2排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受14 / 78熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體，不被 排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等 成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致塑件局部炭化或燒 焦（褐色斑紋），同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時必須考慮排氣問題。有時在注射成型過程中，為保證型腔充填的均勻合 適及增加塑料熔體

34、匯合處的熔接強(qiáng)度，還需在塑料最后充填到的型腔部位開設(shè) 溢流槽以容納余料，也可以容納一定量的氣體。注射模具成型時的排氣通常以如下四種方式進(jìn)行：1、利用配合間隙排氣；2、在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；3、利用排氣塞排氣；4、強(qiáng)制性排氣。在本設(shè)計(jì)中，利用配合間隙就足以滿足排氣的需要，所以就無須再設(shè)計(jì)其 它方式排氣。2.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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、 鑲件、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體 的高壓、料流的沖殺刷，脫模時與塑件間還發(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，止匕外，成型

35、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，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，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。2.3.1 凹模凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合15 / 78式兩類1、整體式凹模 整體式凹模由整快材料加工而成。2、組合式凹模 組合式凹模是指凹模由兩個以上零件組合而成。按組合方式的不同分為以下幾種形式：、嵌入式凹模、局部鑲嵌式凹模、底部鑲拼式凹模、側(cè)壁鑲

36、拼式凹模、多件鑲拼式凹模、四壁拼合式凹模根據(jù)以上這些原則和特點(diǎn)，本人對型腔的設(shè)計(jì)提出了三種設(shè)計(jì)方案，其設(shè) 計(jì)結(jié)構(gòu)如下：方案（一）：如圖2.3.1所示：型腔根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，把型腔設(shè)計(jì)成左右兩半拼合式。 這樣的話，就方便了型腔的加工，降低了加工成本，但由于是兩對半式拼合， 所以在拼合處塑件會產(chǎn)生痕跡，影響塑件的外觀質(zhì)量，同時使得模具安裝困難。圖2.3.1半拼式凹模方案（二）：如圖2.3.2所示：這種方案的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，節(jié)省了模 具加工需要的模具工具鋼材料，適合于多型腔或大型模具。16 / 78圖2.3.2鑲拼式凹模方案（三）：如圖2.3.3所示：采用的是整體式型腔結(jié)構(gòu)。它的特

37、點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固，使用中 不容易發(fā)生變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難熱處理不方便， 整體式凹模常用在形狀簡單的、中小模具上。因?yàn)樗芗砻孑喞唵?，而且塑件體積不大，加工后的模具整體尺寸也不 大，為了使得加工簡單和節(jié)省模具制造成本，所以采用整體式凹模。2.3.2 凸模和型芯凸模和型芯均是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比較大 的、主要內(nèi)形的零件，又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件上比較小的孔槽的 零件。圖2.3.3整體式凹模主型芯的結(jié)構(gòu)主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種。整體式結(jié)構(gòu)牢 周，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝實(shí)驗(yàn)或小型模具上的形狀簡17 / 78 單的型

38、芯。組合式型芯的優(yōu)缺點(diǎn)和組合式凹模的基本相同。在此對型芯的機(jī)構(gòu)提出兩種方案：方案（一）：采用整體式型芯，因?yàn)椴捎昧苏w式型芯，型芯的加工制造就容易多了， 節(jié)省了制造成本。對于型芯內(nèi)的結(jié)構(gòu)布置也容易了許多，如水道、推出機(jī)構(gòu)等 的設(shè)計(jì)，但因?yàn)樗芗蛇呌型钩龅呐_肩，所以其加工的工藝性就略差。方案（二）：經(jīng)過對塑件的分析，如圖2.3.4所示，因?yàn)樗芗蛇呌型钩龅呐_肩，對其 采取鑲塊處理，這樣型芯的加工制造較容易，但鑲塊的加工和安裝使得工序增 加，從而延長加工周期，增加加工成本。在經(jīng)過多方面的考慮之后，本人決定采取方案（一）的型芯結(jié)構(gòu)方式。2.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確

39、定位和導(dǎo)向的兩件。合模導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。2.4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1、定位作用 模具閉合后，保證動定?；蛏舷履Ｎ恢谜_， 保證形腔的形 狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。18 / 782、導(dǎo)向作用 合模時，首先時導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定模或上下模準(zhǔn)確閉 合，避免型芯先進(jìn)入形腔造成成型零件損壞。3、承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或 者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的 正常工作。若側(cè)壓力很大時，不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)。需要增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。4、保持運(yùn)動的平穩(wěn)

40、作用。2.4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。(1)、導(dǎo)柱導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱的典型結(jié)構(gòu)如圖2.4.1所示。圖2.4.1 a為帶頭導(dǎo) 柱，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具。小批量生產(chǎn)一般不需要導(dǎo)套，而是 導(dǎo)柱直接與模板中的導(dǎo)向孔配合。生產(chǎn)批量大時，也可在模板中設(shè)置導(dǎo)套，只 需更換導(dǎo)套即可；圖2.4.1 b和圖2.4.1c是有肩導(dǎo)柱的兩種形式，其結(jié)構(gòu)較為 復(fù)雜，用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具，導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合，導(dǎo)套固定孔 直徑與導(dǎo)柱固定孔直徑相等，兩孔同時加工，確保同軸度的要求。其中圖2.4.1 c所示導(dǎo)柱用于固定板太薄的場合，在固定板下面再加墊板固定，這種結(jié)構(gòu)不 太常用。

41、導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部分根據(jù)需要可加工出油槽，以便潤滑和集塵，提高使用 壽命。(a)(c)圖2.4.1 導(dǎo)柱(b)19 / 78在分析了以上三種導(dǎo)柱的特點(diǎn)后，因?yàn)楸舅芗纳a(chǎn)批量比較大，而且塑 件的精度要求也比較高，所以決定采用帶頭導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，故導(dǎo) 柱采用圖2.4.1 b的形式。（2）、導(dǎo)套導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。圖2.4.2 a為直導(dǎo)套（I型導(dǎo)套），結(jié)構(gòu)簡單， 加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合；圖 2.4.2 b和圖2.4.2 c 為帶頭導(dǎo)套（R型導(dǎo)套），結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場合，導(dǎo)套的固定孔便 于與固定孔同時加工，其中圖2.4.2 c用于兩塊板固定的場合。在本模具設(shè)

42、計(jì)中，塑件對模具的精度要求比較高，所以選用圖2.4.2 b（R2.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件在從模具上取下以前，還有一個從模具的成型零件上脫落的過程，使 塑料件從成型零件上脫落的機(jī)構(gòu)為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動作是通過裝在注射 機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或者液壓缸來完成的。推出機(jī)構(gòu)可按其推出動作的動力來源分為手動推出機(jī)構(gòu)、機(jī)動推出機(jī)構(gòu)、 液壓和氣壓推出機(jī)構(gòu)。手動推出機(jī)構(gòu)是模具開模后，由人工操縱的推出機(jī)構(gòu)推 出塑件，一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況；機(jī)動推出機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)的 開模動作驅(qū)動模具上的推出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)塑件的自動脫模；液壓和氣動推出機(jī)構(gòu) 是依靠設(shè)置在注射機(jī)上的專用液壓和氣動裝置， 將塑件推出或者從模具中吹

43、出 推動機(jī)構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類，可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)20 / 78 構(gòu)、凹?；虺尚屯茥U（塊）推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等。另外還可以根據(jù) 模具的結(jié)構(gòu)特征來分類，如：簡單推出機(jī)構(gòu)、動定模雙向推出機(jī)構(gòu)、順序推出 機(jī)構(gòu)、二級推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)凝料的脫模機(jī)構(gòu)；帶螺紋塑件的脫模機(jī)構(gòu)等等。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：1 .推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。2 .保證塑件不因推出而變形損壞。3 .機(jī)構(gòu)簡單動作可靠。4 .良好的塑件外觀。5 .合模時的正確復(fù)位。2.5.1推桿推出機(jī)構(gòu)由于設(shè)置推桿位置的自由度較大，因而推桿推出機(jī)構(gòu)是最常見的推出機(jī) 構(gòu)，常被用來推出各種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定，可設(shè) 計(jì)成圓形、矩形等等。其中圓形最為常用，因?yàn)槭褂脠A形推桿的地方，較容易 達(dá)到推桿合模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運(yùn)動阻 力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，損壞后還便于更換。合理地布置推桿的位置時推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要工作之一，推桿的位置分 布得合理，塑件就不致于變形或被頂壞。推桿位置分布應(yīng)注意：1 .應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方；2 .推桿應(yīng)均勻布置；3 .推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度剛度較大處；4 .推桿的直徑；5 .推桿的形狀及固定形