拉線盤注射工藝分析及模具設(shè)計

1、目 錄 摘要1 關(guān)鍵詞1 1 前言2 1.1 研究意義2 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 1.3 發(fā)展方向3 2 塑料的工藝性分析3 2.1 塑件的原材料分析3 2.2 制件分析3 2.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析3 2.2.2 塑件尺寸精度的分析32.2.3 表面質(zhì)量分析4 2.3 塑件的體積重量4 2.4 塑件的注射工藝參數(shù)的定5 3 型腔數(shù)的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計6 3.1 分型面的選擇6 3.2 型腔數(shù)的確定7 3.3 型腔排列方式的確定7 3.4 設(shè)計澆注系統(tǒng)7 3.4.1 設(shè)計主流道7 3.4.2 設(shè)計澆口道8 3.4.3 設(shè)計澆口8 4 設(shè)計側(cè)抽芯機構(gòu)9 4.1 確定斜導(dǎo)柱傾斜角10 4.2

2、計算斜導(dǎo)柱的長度10拉線盤注射工藝分析及模具設(shè)計學(xué) 生：廖知航指導(dǎo)老師：陳文凱（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙 410128） 摘 要：注射成型是熱塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件。本設(shè)計進(jìn)行了一款拉線盤的注塑模設(shè)計，對零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。確定了分型面、澆注系統(tǒng)等，選擇了注射機，計算了成型零部件的尺寸。采用側(cè)澆口。利用直導(dǎo)柱導(dǎo)向，推桿頂料,斜頂桿完成脫模及內(nèi)抽芯方式并對模具的材料進(jìn)行了選擇。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠。最后對模具結(jié)構(gòu)與注射機的匹配進(jìn)行了校核。并用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 關(guān)鍵詞：注射工藝；注射模具；工藝分析；Desi

3、gn of Cable Set Mold and It's Process Analysis of Injection Student:Liao ZhihangTutor:Chen Wenkai(College of Orient Science &Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China)Abstract: Injection molding is one of the main molding methods for thermo plastics, and it can once-form

4、ed delicate plastic members with sophisticated shape. This paper discussed the design of plastic injection mould of the upper cover of the cable set mold., and the process analysis of the parts' structures.The author determined the parting surfaces and the gating system etc, choosed the injectio

5、n molding machine，calculated the sizes of the molding parts. Side gate and hydraulic inner action was used, straight pillar and puncher was used for guiding and conveying the materials. The author also choosed the materials of the mould. The structure designed in such way can ensure the reliable run

6、ning of the mould. Finally, the author checked the match between the mould structure and the injection molding machine. And the author also drew a set of mold assembling chart and parts chart using autoCAD software.Key words:Process of injection;injection mold;Analysis of process;1 前言1.1 研究意義模具工業(yè)是當(dāng)今

7、世界上產(chǎn)值增長最快的工業(yè)門類，而作為模具一大組成部分塑料成型工業(yè)，也有著不可低估的作用，塑料成型工業(yè)是新興的工業(yè)，并隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運而生。目前，塑料制件幾乎進(jìn)入了一切工業(yè)部門以及人民日常生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。特別是在辦公用品、照相器材、汽車、儀器儀表、航空、交通、輕工、通信、建材用品、日用品以及家用電器行業(yè)中的零件塑料化的趨勢不斷加強，并且陸續(xù)出現(xiàn)以塑料代金屬的全塑品。 隨著國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個部門對塑料品種和產(chǎn)量需求愈來愈大，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期愈來愈短、用戶對塑件的質(zhì)量要求愈來愈高，因而對模具設(shè)計和制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求，這就促使塑料模具設(shè)計制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動了塑料工

8、業(yè)以及機械加工工業(yè)的高速發(fā)展?？梢哉f模具技術(shù)，特別是設(shè)計制造大型、精密、長壽命的模具技術(shù)，便成為衡量一個國家機械制造水平的重要標(biāo)志。目前，世界模具市場仍然供不應(yīng)求。近幾年世界模具市場總量已經(jīng)超過700億美元，其中美國、日本、法國、瑞士等過一年出口模具約占本國總產(chǎn)值的1/3。因此，研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，經(jīng)歷半個世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方

9、向，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)水平，并且采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒輪誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08的一模兩腔的航空杯模和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02-0.05mm，表面粗糙Ra0.2um，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10-30萬次，淬火鋼模達(dá)50-1000萬次，交貨期較以前縮短。1.3 發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的高

10、速發(fā)展，高新科技在模具生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。特別是在市場的激烈競爭中，企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)和更新越來越快。甚至每年要生產(chǎn)多個品牌的產(chǎn)品，投放市場，參加競爭。因此，與之配套的模具也不例外，而大部分產(chǎn)品百分之八十以上的零部件需要模具加工，這樣一來，模具的需求量成倍增加，其生產(chǎn)周期愈來愈短。而模具生產(chǎn)，是多品種小批量生產(chǎn)，乃至單間生產(chǎn)。其特點是品種多樣化；生產(chǎn)工程多樣化；生產(chǎn)能力復(fù)雜化。為解決這一問題，首先要普及CAD技術(shù)，再者要提高其應(yīng)用軟件的檔次，例如從AutoCAD為主流逐步發(fā)展到以Pro/E、UG、CATIA等大型工程軟件為主。這樣所有的裝配過程以及運用的干涉。都在計算機上模擬進(jìn)行，提高了產(chǎn)品的

11、開發(fā)速度，降低了成本。利用現(xiàn)代的CAD/CAM/CAE技術(shù)，才是模具經(jīng)濟(jì)、快捷的開發(fā)制造技術(shù)，也是其發(fā)展方向。2 塑料的工藝性分析2.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用丙烯-丁二烯-丙乙烯（ABS)，屬熱塑性塑料，該塑料具有如下的成型特性：1) 吸濕性大、不易分解。2) 力學(xué)性能和熱性能都好，硬度高，表面易鍍金屬。3) 耐酸堿等化學(xué)腐蝕。4) 耐疲勞和抗應(yīng)力開裂，沖擊強度高。5) 加工成型容易。6) 要注意防止出現(xiàn)氣泡、銀絲、熔接痕及滯料分解、混入雜質(zhì)。2.2 制件分析2.2.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析該零件的總體形狀為圓形，壁厚較為均勻，最大圓處有兩處要求開槽，需要用到兩個半圓的側(cè)抽芯，且其內(nèi)環(huán)部有

12、四處圓孔，并有四處凹緣，總體結(jié)構(gòu)比價復(fù)雜，需要用到的型芯、型腔比較難以加工。2.2.2 塑件尺寸精度的分析該零件尺寸均為自由公差，由以上的分析可見，該零件的尺寸精度屬偏下，對應(yīng)模具相關(guān)零件尺寸的加工可以保證，從塑件的厚度上來看，較為均勻。2.2.3 表面質(zhì)量分析該零件的表面要求無凹坑等缺陷外，表面無其他特別要求，故比較容易實現(xiàn)。綜上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。制作圖如下：圖1 制件圖Fig 1 Component figure2.3 塑件的體積重量 計算塑件的質(zhì)量是為了選用注射機及確定模具型腔數(shù)。制品質(zhì)量：用PROE三維軟件分析V=16530m

13、m3，根據(jù)手冊查得ABS的密度為=1.02-1.16 g/cm3,選取=1.1 g/cm3故單件塑件制品質(zhì)量為W=V16g。 根據(jù)計算的制品體積及質(zhì)量來確定注射機的型號和規(guī)格。為了保證注射成型的正常進(jìn)行，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，一次注射所需要的塑料總量宜為最大注射量的80%，即W180%W2或W2 W1/0.8式中： W2注射機最大注射量（cm3或g） W1制品成型時所需的塑料總量（cm3或g）。根據(jù)注射機所需的壓力和塑件的重量以及其他的要求，可初選注射機為XS-Z-60型注塑成型機，該注塑機的各參數(shù)如下所示：表1 注射機參數(shù)Table 1 Inject machine paramete理論注射量/cm

14、3 60 開模行程/mm 200螺桿直徑/mm 38 模具最大厚度/mm 200注射壓力/MPa 120 模具最小厚度/mm 70鎖模力KN 500 噴嘴孔直徑/mm 4拉桿間距/mm 260 噴嘴圓弧半斤/mm 122.4 塑件的注射工藝參數(shù)的確定 根據(jù)情況，ABS的成型工藝參數(shù)可作如下的選擇，在試模時可根據(jù)實際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 料筒溫度：后段溫度t3: 選用200 中段溫度t2: 選用220 前段溫度t1: 選用210 噴嘴溫度：選用200 模具溫度：選用70 注射壓力：一般可選80-120MPa之間，考慮到制作件較薄可選較大值，此處選取 100MPa 注射時間：選用3s 保壓時間：選用

15、20s 保 壓：選用55MPa 冷卻時間：選用20s 總周期： 50s3 型腔數(shù)的確定及澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.1 分型面的選擇分型面的確定，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面收到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝及精度、嵌件位置以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多方面因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較、選擇較為合理的方案。選擇分型面時，一般應(yīng)遵循以下原則：1. 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。2. 分型面的應(yīng)選擇有利于塑件順利脫模，并盡量使塑件開模后留在動模一邊。3. 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量。4. 分型面的選擇應(yīng)有利于模具加工。5. 分型面的

16、選擇應(yīng)有利于排氣。6. 應(yīng)使側(cè)抽芯行程較短。綜合以上幾條原則，分清主次。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡可能選擇平直分型面加工，同時需要考慮到抽芯問題，故零件可以采用如下圖分型面設(shè)計制造：圖2 分型面的選擇Fig 2The choice of separated surface3.2 型腔數(shù)的確定 型腔數(shù)可以通過多種方法確定，但是此次設(shè)計要采用一模兩腔的設(shè)計，并且注射機的注射量要保證滿足要求，故選用以下方法確定：（1）n = =2.4現(xiàn)取 n=2式中：n：型腔數(shù) m：單個塑件體積 mj：澆注系統(tǒng)凝料 mn：注射機最大注射量 k： 注射機最大注射量利用系數(shù)，k取0.8 mj：一般為制件質(zhì)量的0.2-1

17、.0倍，取0.53.3 型腔排列方式的確定 根據(jù)型腔布置的注意事項，本塑件在注射時采用一模兩腔，故采用對稱式布局。3.4設(shè)計澆注系統(tǒng)3.4.1 設(shè)計主流道 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料溶體流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的尺寸與形狀對塑件熔體的充模時間和流動速度有較大的影響，所以必須使熔體的溫度下降和壓力損失最小。根據(jù)設(shè)計手冊查得XS-Z-60型注射機有相關(guān)尺寸如下：噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm噴嘴前端球面直徑：R0=12mm為了使凝料能夠順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)該稍大于注射噴嘴直徑d。小端面前面應(yīng)該是球面，其深度為3-5mm，注射機的

18、噴嘴的球面在此與澆口套接觸并貼合。因此要求澆口套的主流道前端球面半徑比噴嘴球面半徑大1-2mm，在此取14mm。流道的表面粗糙度為Ra0.8vm s= （2） 主流道的半錐角通常為2°6°，過大的錐角會產(chǎn)生端流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體流動阻力過大，此處選用錐角為2°。為了使熔料可以順利的流入分流道，可以在主流道端設(shè)計一個半徑為2mm的圓弧過渡。3.4.2 設(shè)計澆口道 主流道的小端入口處與注射機噴嘴會反復(fù)接觸，所以屬于易損件，對材料要求較為嚴(yán)格。故在本設(shè)計中選用T10。熱處理淬火硬度5357HRC，澆口套與模板之間的配合采用H7/

19、m6過度配合。澆口道與定位圈采用H9/f9配合用螺母固定。其圖如下所示：圖3 澆口道的設(shè)計Fig 4The design of get set3.4.3 設(shè)計澆口澆口又稱為進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，澆口的位置和設(shè)計選擇是否恰當(dāng)，與塑件能否被高質(zhì)量的注射成型直接相關(guān)。所以，在設(shè)計模具時，對澆口位置和尺寸的設(shè)計要求比較嚴(yán)格，在初步試模后還要進(jìn)一步的修改澆口尺寸，不管使用哪種澆口，它的開設(shè)位置對塑件的成型性和質(zhì)量影響很大，所以選擇合理的澆口開設(shè)位置是提高質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時澆口的位置不同還對模具的結(jié)構(gòu)有所影響?？傊顾芗辛己玫男阅芎屯獗?，所以對澆口位置的選擇一定要認(rèn)真考慮，通?？紤]以

20、下原則：1 盡量縮短流動距離2 位置應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處3 必須盡量減少熔接痕4 有利于型腔氣體的排出5 考慮分子定向影響6 避免產(chǎn)生噴射和蠕動7 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷8 注意對外觀質(zhì)量的影響根據(jù)澆口的成型要求和型腔的排列方式，綜合考慮本零件的特點，選用側(cè)澆口是合適的。 側(cè)澆口在國外被稱為標(biāo)準(zhǔn)澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從外側(cè)或內(nèi)側(cè)充填模具型腔，其截面型腔多為矩形，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修改十分方便，因此它是應(yīng)用較為廣泛的一種澆口形式，在中小型塑件的多腔模具中應(yīng)用十分普遍，并且對各種塑料成

21、型的適應(yīng)性都很強，由于澆口截面小，除去澆口很容易，并且不會留下明顯痕跡，但是這種澆口成型的塑件往往有熔解痕存在，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不利。 側(cè)澆口一般可以分為側(cè)向進(jìn)料和端向進(jìn)料。 側(cè)向進(jìn)料的澆口，對于中小型塑件，一般深度t=0.5-2.0mm，此處取t=1.0mm；澆口長度l=0.8-2.0mm，此處取l=1.5mm，其如下圖（4）4 設(shè)計側(cè)抽芯機構(gòu)當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)具有孔、凹穴或凸臺時，塑件不能直接由推桿等推出機構(gòu)從模具中推出。所以必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成活動的。這種零件稱為側(cè)型芯。在塑件脫模前必須抽出側(cè)型芯，然后再從模具中推出塑件，完成側(cè)型

22、芯的抽出和復(fù)位的機構(gòu)稱為側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。本設(shè)計中在外圈有兩道凹槽，需加入側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)?？紤]到本零件的成型需要，設(shè)計采用了機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)典型的斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)。4.1 確定斜導(dǎo)柱傾斜角 斜導(dǎo)柱開模方向與軸向的夾角稱為斜導(dǎo)柱傾斜角，的大小對斜導(dǎo)柱的有效工作長度、抽芯距和受力情況等起著決定性影響。此次設(shè)計之中，因為側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開合模方向垂直，也是最常采用的一種方式，通過受力分析與理論計算可知，斜導(dǎo)柱的傾斜角取20°比較理想，一般設(shè)計時取25°，最常用的是12°22°。圖4 側(cè)澆口的設(shè)計Fig 4The design of side set

23、圖5 傾斜角的設(shè)計Fig 5The design of tilt angle4.2 計算斜導(dǎo)柱的長度抽芯距是指側(cè)抽芯從成型位置到抽到不妨礙塑件取出位置時，側(cè)型芯在抽撥方向所移動的距離。抽芯距一般應(yīng)大于側(cè)孔深度或凸臺高度23mm，根據(jù)塑件制品情況抽芯距取為： S=s' +(23) mm S:抽芯距離 mm S：塑件凹槽的深度 mm S'= R:外型最大圓半徑 R=40mm r:阻礙塑件脫模的外形最小圓半徑r=28mm=14mm由于斜導(dǎo)柱的工作長度1與抽芯距S以及傾斜角有關(guān)，由公式可得： L=41 （3) 又LZ=L1+L2+L3+L4+L5=+（510）mm （4）式中： LZ斜

24、導(dǎo)柱總長度 d2斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑，取d2=15mm h斜導(dǎo)柱固定板厚度，h=20mm d斜導(dǎo)柱工作部分直徑，取d=12mm斜導(dǎo)柱的斜角，取=20°帶入系數(shù)可得LZ=56mm4.3 計算抽芯力在注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻成型，由于體積收縮，對側(cè)型芯產(chǎn)生包緊力，抽芯機構(gòu)的抽芯力，必須克服因為包緊力所引起的抽芯阻力及其抽芯機構(gòu)滑動時產(chǎn)生的摩擦阻力，通過這樣才能把側(cè)型芯拔出來。在抽拔過程中，開始抽拔的瞬間，是塑件與側(cè)型芯的抽拔力稱為起始抽芯力，由于起始抽芯力最大，因此計算抽芯力以起始抽芯力計算。 Ft=AP(cos-sin） （5）式中：A-活動型芯被塑料包緊的斷面面積A=1004m

25、m2 P-塑件對型芯單位面積上的包緊力，模內(nèi)冷取P=1.0×107pa-塑料對鋼的摩擦系數(shù)，=0.2-脫模斜度，一般取1°2°，現(xiàn)取1° Ft=1004×107pa（0.2cos1°-sin1°）=1.8KN4.4 設(shè)計楔緊塊此設(shè)計考慮到側(cè)滑塊較，長度較長，因此直接利用定模版來做楔緊塊，直接在定模板上面開槽。4.5 選擇鎖緊角鎖緊角的工作部分是斜面，其楔緊角為，當(dāng)滑塊移動方向與合模方向垂直時，=+2-3，此處取=20°與斜導(dǎo)柱平行。5 設(shè)計計算模具成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，工作時直接與塑

26、料熔體接觸，要承受熔體塑料流的高壓沖刷，脫模摩擦等。因此，成型零件不僅要求正確的幾何零件形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度值，而且還要求較強的硬度和合理的結(jié)構(gòu)、以及耐磨性能剛度必須較為良好。成型零件主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型腔的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑件制作都有一定的幾何形狀和尺寸要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求比較高。在模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。5.1 選擇凸模、凹模的結(jié)構(gòu)形式考慮到此次設(shè)計中成型零件的特點，凹

27、模采用整體式凹模，直接在選購的定模板上面開型腔，優(yōu)點是加工成本低，但是缺點是通常模架的模版是普通的中碳鋼，使用的壽命比較低，次型腔的凸模主要由哈夫塊、大型芯，小型芯構(gòu)成，考慮到大型芯比較復(fù)雜且直徑本身并不是很大，決定利用線切割的方法加工。5.2 計算凸模、凹模的型芯工作尺寸 本設(shè)計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計算，已經(jīng)給出ABS的成型收縮率為S=0.005，模具的制造公差取 Z=/3,查表可得=0.125.2.1 計算型腔徑向的尺寸由公式 （6）式中模具型腔徑向基本尺寸；塑件外表面的徑向基本尺寸；塑件平均收縮率；塑件外表面徑向基本尺寸的公差。精

28、度系數(shù)，此處選取0.75由公式6可得 式中哈夫塊圓型腔的最大外徑定模板上孔的外徑哈夫塊圓型腔的最小外徑大型芯上的圓環(huán)外徑5.2.2 計算型腔深度的尺寸由式 （7）式中 模具型腔深度基本尺寸；塑件凸起部分高度基本尺寸； 修正系數(shù)，此處取0.5；塑件平均收縮率；塑件外表面徑向基本尺寸的公差由公式（7）可得式中 哈夫截面的長度定模上為成型塑件凸起長4mm的深度定模塊上開的深度5.2.3 計算型芯徑向的尺寸 由公式 （8）式中 模具型芯徑向基本尺寸塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸塑件內(nèi)表面徑向基本尺寸的公差模具制造公差修正系數(shù)，此處取0.6由公式（8）可得式中 大型芯圓柱的直徑大型芯凸起部分圓柱的直徑大型芯中

29、間的圓環(huán)哈夫塊的凸起圓直徑小型芯上的被切圓直徑小型芯上小圓柱的直徑5.2.4 計算型芯的高度尺寸由式 （9）式中 模具型芯高度基本尺寸塑件孔或凹槽深度尺寸修正系數(shù)，此處取0.5由式（9）得小型芯被切的圓柱高度哈夫塊的高度大型芯凸起部分的高度5.3 計算型腔側(cè)壁厚度和底板厚度5.3.1 計算型腔側(cè)壁厚度根據(jù)矩形整體式型腔的側(cè)壁計算公式 （10） 式中 側(cè)壁厚度mm型腔壓力（MPa），取55由 決定系數(shù)，取0.93模具材料的彈性模量（MPa），取剛度條件，取0.05 將上述各式帶入公式得5.3.2 計算底板厚度 由底板厚度公式 （11） 代入上述的數(shù)值 可得：根據(jù)計算可得型腔側(cè)壁厚度應(yīng)該大于11.

30、68mm，底板厚度應(yīng)大于4mm，根據(jù)前面計算出的型腔和型芯條件可選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，根據(jù)塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件（GB/T12556-90),根據(jù)模板的參數(shù)確定導(dǎo)柱、導(dǎo)套、墊塊等的有關(guān)尺寸。6 設(shè)計與設(shè)計推出機構(gòu)推出機構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大元件組成。凡是與塑件直接接觸并將從模具型腔中或型芯上推出脫模的元件，稱為推出元件。常見的推出元件有推桿，推管，推出板，成型推桿等。推出機構(gòu)進(jìn)行推出動作后滿載下次注射前必須復(fù)位，復(fù)位元件是為了使推出機構(gòu)能回復(fù)到塑件被推出時的位置而設(shè)置的。導(dǎo)向元件是對推出機構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)向，使其在推出和復(fù)位工作過程中運動平穩(wěn)無卡死現(xiàn)象，同時對于推板和推桿固定板等零件起支撐作用

31、。6.1 設(shè)計推出機構(gòu)（1） 推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)，由于推出機構(gòu)的動作時通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的，所以在一般情況，推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。正因為如此，在分型面設(shè)計時應(yīng)該盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。（2） 保證塑件不因推出而變形損壞，為了保證塑件在推出過程中不會變形、損壞設(shè)計時應(yīng)該仔細(xì)分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，選擇合理的推出方式及推出位置。推出點應(yīng)該作用在制品剛性好的部位，如凸緣、殼型制品的壁緣處，盡量避免推出點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體型制件及筒型制件多采用推板推出。從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。（3） 機構(gòu)簡單動作可靠，推

32、出機構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠、靈活、制造方便，機構(gòu)本身要有足夠的剛度、硬度和強度，以承受推出過程中各種力的作用，確保塑件順利脫模。根據(jù)上述原則，考慮到本設(shè)計中零件的特點，推桿的設(shè)置以及布置采用如下的形式圖6推桿的設(shè)計Fig 6The set of putter6.2 計算推出力塑件注射時成型后在模內(nèi)冷卻定型由于體積收縮對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件從模具中推出時，必須先克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力，由公式 （12） 式中 脫模力的大小塑件對型芯單位面積上的包緊力，此處取Pa塑件包絡(luò)型芯的側(cè)面積（mm）脫模斜度，此處取1°塑件對鋼的摩擦系數(shù)取=0.2將上述數(shù)據(jù)帶入可得6.3 計算推桿直徑 推桿推出塑件

33、是應(yīng)該有足夠的穩(wěn)定性，其受力狀態(tài)可簡化為一端固定、一端為鉸鏈的壓桿穩(wěn)定模型，根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導(dǎo)推桿直徑的計算公式為： （13）推桿的強度校核公式為 （14） 式中 推桿直徑安全系數(shù)，常取1.5推桿長度（mm），=104脫模力（N），=8036N推桿材料的彈性模量，推桿的根數(shù)，推桿材料的屈服點（MPa）， 將上述數(shù)值帶入公式（13）可得 取整為 將上述數(shù)值帶入公式（14）可得 由此可得推桿的直徑為4mm符合要求。7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)7.1 模具冷卻裝置的選擇及其要求模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝不同對模具的溫度要求也不同。有的模具僅需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)，適用

34、于要求模具溫度較低（一般小于80）的塑料，如如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS等；而對于要求模具溫度較高的塑料（如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等），或模具較大散熱面積廣等情況，其模具不僅需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)，還需要設(shè)置加熱系統(tǒng)以便在注射之前進(jìn)行模具加熱。本次設(shè)計僅需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)。模具的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻。因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，且低于室溫的水容易取得，所以冷卻水普遍使用。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，利用循環(huán)水將熱量帶走。冷卻裝置的設(shè)計要考慮以下幾點： 7. 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，對塑件冷卻也就越均勻。（2） 冷卻水道距模腔表面的距離S；當(dāng)塑件壁

35、厚均勻時，S宜相等；當(dāng)壁厚不均勻時，壁越厚，S越??；水道距型腔壁的距離應(yīng)8,常取812,；水道間的中心距一般取水道直徑的35倍。（3） 澆口出要加強冷卻，冷卻水道口應(yīng)開設(shè)在澆口附近，出口應(yīng)遠(yuǎn)離澆口，并要求在模具上應(yīng)有出入水口標(biāo)記。（4） 冷卻水道的布置應(yīng)使出入水口溫差盡量小，一般取5°8°（5） 冷卻水道方向應(yīng)盡量沿著塑件收縮的方向布置。（6） 冷卻水通道要避免接近塑件的熔接痕部位。（7） 應(yīng)保證冷卻水道不發(fā)生泄露，密封性好。（8） 冷卻水道應(yīng)避免與模具結(jié)構(gòu)的其它部件發(fā)生干涉。（9） 冷卻水道的布置應(yīng)便于制造和清理，水管接頭應(yīng)盡量位于模具的同一側(cè)，并設(shè)在注塑機的背面，以便于

36、生產(chǎn)操作。8 注射機與模具各參數(shù)的校核8.1 校核鎖模力由公式 （15） 式中 注射機的額定鎖模力（KN），制件和流道在分型面上的投影面積和（）型腔的平均壓力（MPa），取55MPa安全系數(shù)，通常取將上述數(shù)值帶入公式（15）得8.2 校核注射壓力由公式 （16） 式中 注射機的額定注射壓力（MPa）成型時所需的注射壓力（MPa）安全系數(shù)，取1.1 將上述數(shù)值帶入式中可得8.3 校核模具的參數(shù)模具各板的厚度如下上模座 20mm 凹模板 50mm凸模板 30mm 墊塊 60mm下模座 20mm 推桿固定板 10mm推桿推板 10mm模具的封閉高度由XS-Z-60型注射機可知其所許的最大模具厚度為2

37、00mm，最小模具厚度為70mm，最大開模行程為200mm?？芍＞叩姆忾]高度H滿足注射機的要求，其開模距為50mm左右也滿足注射機的要求由此可知，初選的注射機是符合要求的，因此注射機確定為XS-Z-60。9 主要模具零件加工工藝過程表2 小型芯加工工藝過程Table 2 The processing craft of the small punch mold序號 工序名 工序內(nèi)容 1 備料 鍛件（退火狀態(tài)） 2 平端面 徑向夾緊，平一端面 3 粗車 徑向夾緊，粗車外圓，分別得到尺寸9.1mm，6.2mm，3.1mm 4 銑 徑向夾緊，銑對稱平面，達(dá)到尺寸4.12mm 5 半精銑 徑向夾緊，銑

38、對稱平面，達(dá)到尺寸4,09mm 6 半精車 徑向夾緊，半精車外圓，分別得到尺寸9.05mm,6.15mm,3.09mm 人工修整 7 熱處理 淬火，使硬度達(dá)到58-62HRC 8 磨 磨外圓，達(dá)到尺寸9mm，6.10mm，3.08mm 9 鉗 人工修整 表3 主型芯加工工藝過程Table 3 The processing craft of the important punch mold序號 工序名 工序內(nèi)容 1 備料鍛件（退火狀態(tài)） 2 平端面 徑向夾緊，平一端端面 3 鉆孔 徑向夾緊，鉆孔16mm 4 擴孔 徑向夾緊，擴孔16.15mm 5 粗車 徑向夾緊，粗車外圓得到73mm，66mm 6 半精車 徑向夾緊，半精車外圓得到72.5mm，65.5mm 7 熱處理 淬火使硬度達(dá)到58-62HRC 8 磨 磨外圓得到72.43mm，65,39mm 9 線切割 得到成型形狀和尺寸 10 清洗 去油與去屑 11 鉗 人工修整 參考文獻(xiàn)1王樹勛，朱亞林.典型模具結(jié)構(gòu)圖冊M.廣州：華南理工出版社，2005:15-18.2葉久新，王群.塑料模具制品成型及模具設(shè)計