傳真機面板的塑料注射模具的設(shè)計

PAGE摘要 PAGEREFToc326700343\hI1緒論 PAGEREFToc326700344\h11.1選題的背景和意義 PAGEREFToc326700345\h11.2塑料模具的功能 PAGEREFToc326700346\h11.3我國塑料模具的發(fā)展 PAGEREFToc326700347\h21.4塑料模具發(fā)展趨勢 PAGEREFToc326700348\h22零件分析 PAGEREFToc326700349\h42.1零件的工藝分析 PAGEREFToc326700350\h42.2零件的材料及材料的特性 PAGEREFToc326700351\h42.2.1零件的材料 PAGEREFToc326700352\h42.2.2苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的成型工藝特性與性能 PAGEREFToc326700353\h42.2.3苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工藝參數(shù) PAGEREFToc326700354\h52.2.4塑件收縮率與模具尺寸的關(guān)系 PAGEREFToc326700355\h63塑件制品的成型工藝分析 PAGEREFToc326700356\h73.1估算零件體積及質(zhì)量 PAGEREFToc326700357\h73.2注射性能分析 PAGEREFToc326700358\h73.2.1注射成型工藝的可行性分析 PAGEREFToc326700359\h73.2.2尺寸精度 PAGEREFToc326700360\h83.2.3表面粗糙度 PAGEREFToc326700361\h83.2.4脫模斜度 PAGEREFToc326700362\h83.2.5圓角 PAGEREFToc326700363\h83.2.6壁厚 PAGEREFToc326700364\h83.3分型面的選擇 PAGEREFToc326700365\h93.4擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 PAGEREFToc326700366\h93.4.1型腔數(shù)量的確定 PAGEREFToc326700367\h93.4.2型腔排列形式的確定 PAGEREFToc326700368\h104注射機的選擇 PAGEREFToc326700369\h114.1注射機的參數(shù) PAGEREFToc326700370\h114.1.1注射量的計算 PAGEREFToc326700371\h124.1.2鎖模力的計算 PAGEREFToc326700372\h124.2注射機的校核 PAGEREFToc326700373\h134.2.1最大注射量的校核 PAGEREFToc326700374\h134.2.2鎖模力的校核 PAGEREFToc326700375\h134.2.3注射壓力的校核 PAGEREFToc326700376\h134.2.3塑化能力的校核 PAGEREFToc326700377\h134.2.4噴嘴尺寸的校核 PAGEREFToc326700378\h134.2.5定位圈尺寸的校核 PAGEREFToc326700379\h144.2.6模具外形尺寸和安裝尺寸的校核 PAGEREFToc326700380\h144.2.7模具厚度的校核 PAGEREFToc326700381\h144.2.8開模行程的校核 PAGEREFToc326700382\h145澆注系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREFToc326700383\h155.1澆注系統(tǒng) PAGEREFToc326700384\h155.2主流道的設(shè)計 PAGEREFToc326700385\h155.2.1主流道的作用 PAGEREFToc326700386\h155.2.2主流道的設(shè)計要點 PAGEREFToc326700387\h155.2.3主流道的尺寸 PAGEREFToc326700388\h165.3分流道的設(shè)計 PAGEREFToc326700389\h165.3.1分澆道要求 PAGEREFToc326700390\h165.3.2分澆道尺寸 PAGEREFToc326700391\h175.4冷料穴的設(shè)計 PAGEREFToc326700392\h175.5澆口的設(shè)計 PAGEREFToc326700393\h185.5.1澆口的作用 PAGEREFToc326700394\h185.5.2澆口的尺寸選擇 PAGEREFToc326700395\h185.5.3澆口位置的選擇 PAGEREFToc326700396\h196排氣系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREFToc326700397\h207頂出方式和抽芯機構(gòu)的設(shè)計 PAGEREFToc326700398\h217.1推桿脫模機構(gòu)的設(shè)計 PAGEREFToc326700399\h217.1.1推桿脫模機構(gòu)的設(shè)計的基本原則 PAGEREFToc326700400\h217.1.2脫模機構(gòu)的確定 PAGEREFToc326700401\h217.1.3推出復位機構(gòu)的設(shè)計 PAGEREFToc326700402\h217.2導向機構(gòu)的設(shè)計 PAGEREFToc326700403\h227.3側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計 PAGEREFToc326700404\h227.3.1抽芯機構(gòu)設(shè)計的原則[18] PAGEREFToc326700405\h227.3.2抽芯距的確定和抽芯力的計算 PAGEREFToc326700406\h228拉料桿的設(shè)計 PAGEREFToc326700407\h248.1拉料桿的作用 PAGEREFToc326700408\h248.1.1拉料桿的形式[6] PAGEREFToc326700409\h249加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREFToc326700410\h259.1對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 PAGEREFToc326700411\h259.2溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 PAGEREFToc326700412\h259.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 PAGEREFToc326700413\h259.3.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要求[11] PAGEREFToc326700414\h2610成型零件和模架的設(shè)計 PAGEREFToc326700415\h2710.1成型零件的設(shè)計 PAGEREFToc326700416\h2710.1.1定模仁的設(shè)計 PAGEREFToc326700417\h2710.1.2動模仁的設(shè)計 PAGEREFToc326700418\h2710.2模架的確定 PAGEREFToc326700419\h2810.2.1模具結(jié)構(gòu)及其工作過程 PAGEREFToc326700420\h2810.2.2型腔壁厚和底板厚度的確定 PAGEREFToc326700421\h2810.2.3模架的選用 PAGEREFToc326700422\h2911主要尺寸計算 PAGEREFToc326700423\h3011.1成型零件工作尺寸計算 PAGEREFToc326700424\h3011.1.1定模工作尺寸的計算 PAGEREFToc326700425\h3011.1.2動模工作尺寸的計算 PAGEREFToc326700426\h3111.1.3中心距尺寸的計算 PAGEREFToc326700427\h3211.2成型型腔尺寸計算 PAGEREFToc326700428\h3211.3型芯墊板計算 PAGEREFToc326700429\h33H=L·（11.9） PAGEREFToc326700430\h3312模具材料 PAGEREFToc326700431\h3412.1塑料模具用鋼的必要條件 PAGEREFToc326700432\h3412.2選擇鋼材的條件 PAGEREFToc326700433\h3412.3模具選材 PAGEREFToc326700434\h3412.4模具的淬火硬度 PAGEREFToc326700435\h3412.5模具的表面粗糙度 PAGEREFToc326700436\h3512.6注塑模具強度分析計算 PAGEREFToc326700437\h3513模具經(jīng)濟環(huán)保分析 PAGEREFToc326700438\h3713.1模具的經(jīng)濟分析 PAGEREFToc326700439\h3713.2模具的環(huán)保分析 PAGEREFToc326700440\h3814結(jié)論 PAGEREFToc326700441\h40機面板的塑料注射模具的設(shè)計摘要本設(shè)計主要是針對機面板零件設(shè)計一套注塑模具。基于對塑件特征、成型工藝等多方面的考慮，決定采用一模一腔單分型面的注塑模具，然后根據(jù)單次注射量和計算出來的型腔壓力等參數(shù)選擇注塑機，并對注塑機的各個參數(shù)進行校核。進而確定了模具的整體結(jié)構(gòu)，并對模具的澆注系統(tǒng)、成型零件、側(cè)向抽芯機構(gòu)、推出和復位機構(gòu)等作了認真地設(shè)計和計算。最終設(shè)計出的注塑模能夠滿足機面板成型的要求。關(guān)鍵詞：注塑模具；機面板；側(cè)抽芯機構(gòu)；成型零件；推出和復位機構(gòu)PAGE3PlasticMoldDesignOfTheFaxMachinePanelAbstractThethesisdiscussedtheplasticmolddesignofthefaxmachinepanel,whichisbasedonplasticmoldfeature,moldingandsomeothersconsideration,soidecidetouseamodelofacavity,andbasedonthemonutoftheinjectionandacrossthecalculationtochoosethepressofthecavityoftheInjectionmoldingmachine,andadjusttheparametersoftheInjectionmoldingmachine.inthiswaywecouldaffirmationthewholestructureofthemold,andmakeaearnestdesignandcalculateoftheperfusesystem,shaping,sidecorepu.lling,pushandpullstructure,atthelast,thedecidecouldconsideredtherequirementsofthefaxmachinepanel.KeyWords:injectionmold;faxmachinepanel;sidecore-pullingmechanism;moldedparts;releaseandresetinstitutions1緒論1緒論1.1選題的背景和意義在現(xiàn)代生產(chǎn)中的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴模具生產(chǎn)，特別是汽車、輕工、電子、行空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機械行業(yè)，據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預測，21世紀機械制造行業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成。因此，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要工業(yè)。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具的技術(shù)，模具技術(shù)又涉及到多學科的交叉。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。世界上許多國家特別是一些工業(yè)發(fā)達國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進制造技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，已取得了顯著的經(jīng)濟效益。美國是世界上超級經(jīng)濟大國，也是世界模具工業(yè)的領(lǐng)先國家，早在20世紀80年代么，美國模具行業(yè)有一萬兩千多個企業(yè)，從業(yè)人員有十七萬多人，模具總產(chǎn)值達64.47億美元。日本模具工業(yè)從1957年開始發(fā)展起來的，當年模具總產(chǎn)值僅有106日元，到2023年總產(chǎn)值已超過4.88萬億日元，在短短的40余年內(nèi)增加了460倍，這也是日本經(jīng)濟能迅速發(fā)展并在國際市場上占有一定優(yōu)勢的重要原因之一[1]。縱觀世界經(jīng)濟的發(fā)展，模具工業(yè)在經(jīng)濟繁榮和經(jīng)濟蕭條時代都不可或缺。經(jīng)濟發(fā)展較快時，產(chǎn)品暢銷，自然要求模具能跟上；而經(jīng)濟發(fā)展滯緩期，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然想法設(shè)法開發(fā)新產(chǎn)品，這同樣會給模具帶來強勁需求。因此，國內(nèi)外行家都稱現(xiàn)代模具工業(yè)是不衰的工業(yè)。本選題為機面板的塑料模具設(shè)計，它所用的材料為ABS，其特點：ABS是一種具有良好綜合性能的工程塑料，它具有非常好的抗沖擊強度；易加工性；低蠕變性和優(yōu)質(zhì)的尺寸穩(wěn)定性；提高模溫度可提高塑料光潔度；具有耐火性、吸濕性、中黏度特性，流動性好，這些性能滿足機面罩多次使用，和高強度的要求。本選題使用的繪圖軟件為AutoCAD2023和UG6.0。通過UG6.0軟件繪制機面板的實體圖，并輔助相應(yīng)的模具設(shè)計。通過機面罩外殼塑料件的模具設(shè)計，掌握塑料制品的實體設(shè)計及成型工藝的制定；塑料模具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的能力；熟悉使用模具設(shè)計常用制圖軟件以及同實際設(shè)計的結(jié)合。1.2塑料模具的功能西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）模具是利用其特定形狀去成型具有一定型狀和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機械零件，在成型中多數(shù)是通過模具來制成品[2]。1.3我國塑料模具的發(fā)展我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標準化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)模化；CAD、CAE、Imolde軟件等應(yīng)用比例不高；獨立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)多屬勞動密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計與制造水平，提高國際競爭能力，是刻不容緩的。1.4塑料模具發(fā)展趨勢有業(yè)內(nèi)專家認為，隨著我國塑料模具行業(yè)日趨大型化，精度也將越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5μｍ，現(xiàn)在已達2－3μｍ。不久，1μｍ精度的模具將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高，有些塑料模具的加工精度公差就要求在1μｍ以下，這就要求發(fā)展超精度加工。專家認為，我國的塑料模具行業(yè)要進一步發(fā)展多功能復合模具，一套多功能模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)。多色和多材質(zhì)塑料成形模具也將有較快發(fā)展。這種塑料模具縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，今后將在不同領(lǐng)域得到發(fā)展和應(yīng)用。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具發(fā)展開發(fā)、結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及企業(yè)管理等方面中國塑料模具工業(yè)已顯示出以下新的發(fā)展趨勢。

在模具的質(zhì)量、交貨周期、價格、服務(wù)四要素中，越來越多的用戶將交貨周期放在首位。大力增強主動開發(fā)能力。模具企業(yè)不能等有了合同，才根據(jù)用戶要求進行塑膠模具設(shè)計。目前，青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式以及太倉求精模塑公司等企業(yè)主動開發(fā)的辦法已被越來越多的企業(yè)所接受。隨著模具企業(yè)的設(shè)計和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)。這一趨勢不但使得模具的標準化程度不斷提高，而且使得模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了整個模具工業(yè)水平的提高，同時也要加強塑膠模具工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方向迅速發(fā)展。在信息社會中，作為一個高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠遠不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用了CAE、PDM、CAPP、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其他許多先進制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

總之，中國塑料模具具有光輝燦爛的前景。只有那些能夠把握機遇、開拓市場、不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的塑膠模具企業(yè)和能夠生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)，才能在競爭激烈的市場中占有一席之地[3]。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）2零件分析PAGE42零件分析2.1零件的工藝分析名稱：機面板。精度：零件的精度等級為4級，表面粗糙度為Ra0.4。零件尺寸：零件的尺寸、偏差見零件圖。材料：根據(jù)零件的功能材料選為苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）。成型方法：根據(jù)塑件的材料，成型條件，再結(jié)合塑料制件的形狀，選用注射成型法。塑件產(chǎn)品圖見圖2.1和圖2.2。圖2.1零件CAD圖圖2.2零件3維圖2.2零件的材料及材料的特性2.2.1零件的材料此零件的材料選為苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）。2.2.2苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的成型工藝特性與性能ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶材西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）PAGE5料。三個單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。吸濕性強，成型前需充分干燥，要求含水量不小于0.3%，對于表面光澤要求叫高的制品，需要長時間預熱干燥；流動性一般，溢料間隙約0.4mm（流動性比PS和AS差，但比PC、RPVC好）；成型難度較聚苯乙烯大，宜采用較高的料溫和模溫（對耐熱，高抗沖擊型和中抗擊型品種，應(yīng)在允許范圍內(nèi)，將其料溫去取最大值），料溫對制品物性影響較大，若料溫過高，很容易使熔體分解（分解溫度約250°C）。若制品精度要求過高，模溫宜取50°C～60°C，若制品表面要求具有光澤或?qū)τ谀蜔嵝推贩N，模溫宜取600°C～80°C；注射壓力應(yīng)比成型聚苯乙烯時高，采用柱塞式注射機時，料溫可取180°C～330°C、注射壓力可取100Mpa～140Mpa，采用螺桿式注射機時，料溫可取160°C～220°C，注射壓力可取70Mpa～100Mpa。設(shè)計模具時需注意：澆注系統(tǒng)的流動阻力應(yīng)可能小，澆口形式及其位置應(yīng)合理并能防止產(chǎn)生熔接痕，另外脫模斜度宜取2°以上，頂出力不宜過大，否則，成型時或成型后對制品進行機械加工時，制品表面容易“發(fā)白”變渾，對于有發(fā)白現(xiàn)象的制品，需要在熱水中加熱，以消除發(fā)白現(xiàn)象[4]。2.2.3苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工藝參數(shù)表2.1ABS塑料主要性能指標名稱單位數(shù)值密度(g/cm3)1.04~1.06熔點℃130~160熱變形溫度45N/cm65~98彎曲強度Mpa80拉伸強度MPa35~49拉伸彈性模量GPa1.8硬度HRR62~86收縮率%0.4~0.8缺口沖擊強度kJ/m211~20彎曲彈性模量Gpa1.4壓縮強度HRR62~86體積電阻系數(shù)Ωcm1013擊穿電壓Kv.mm-115介電常數(shù)60Hz3.72.2.4塑件收縮率與模具尺寸的關(guān)系注塑件脫模后的尺寸要比模具零件的相應(yīng)尺寸小。這是由于注塑成型過程中熔融塑料產(chǎn)生收縮造成的。成型塑件的收縮率是一個與多種因素有關(guān)的量。通常，塑料的收縮率是有生產(chǎn)廠家按照某一實驗標準給定的成型工藝，經(jīng)過實驗后給出一個取值范圍。實際過程中的成型工藝不可能完全與實驗條件相同，因此，對具體的塑件，要根據(jù)其成型工藝選擇收縮率范圍內(nèi)適當?shù)闹担话闶侨∷芗湛s率的平均值。在選擇塑件收縮率值時要注意，厚壁塑件（壁厚在3mm以上）按給定收縮率范圍的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在1mm以下）按給定收縮綠范圍的下限取值。成型收縮率與模具和塑件尺寸有下述關(guān)系式(2.1)式中，k為成型收縮率；為模具尺寸（mm）；為塑件尺寸（mm）。前人已經(jīng)為我們總結(jié)了常用的塑料常用收縮率，對于生產(chǎn)性的塑件，實際已經(jīng)證明，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)能夠應(yīng)付實際的生產(chǎn)要求了。即使對于精密塑件也給予了其它方面的補償。故而，對于實際的生產(chǎn)只要按照經(jīng)驗數(shù)據(jù)就可以滿足生產(chǎn)要求了。表2.2給出常見塑料的收縮率，以備查詢：表2.2常用塑料的收縮率塑料名稱聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚碳酸脂尼龍ABS聚甲醛縮寫PEPPPVCPSPSN6ABSPOM計算收縮率1.5-3.61.0-2.50.6-1.50.6-0.80.5-0.80.8-2.50.4-0.81.2-3.03塑件制品的成型工藝分析PAGE293塑件制品的成型工藝分析3.1估算零件體積及質(zhì)量由UG軟件測量得：零件的質(zhì)量為m=64.35g零件的體積為v=59.28cm33.2注射性能分析3.2.1注射成型工藝的可行性分析本塑件形狀復雜，壁厚較為均勻，尺寸精度要求較高，表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求一般，因此對模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個優(yōu)點：a.形狀：幾乎沒有復雜性限制，容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔；b.質(zhì)量：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒有限制；c.材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動性的熱塑性塑料；d.精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性；e.生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，可增加每模的型腔數(shù)來提高生產(chǎn)率。由以上塑件的特點和注射成型工藝的優(yōu)點，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。初定制品成型工藝參數(shù)如表3.1所示。表3.1制品成型工藝參數(shù)初步確定特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容注塑機類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）48噴嘴形式直通式模具溫度50噴嘴溫度(℃)180~190后段溫度(℃)150~210中段溫度(℃)170~230前段溫度(℃)190~250注射壓力MPa90保壓力MPa60注射時間s1.5保壓時間s5冷卻時間s20其他時間s3成型周期s30成型收縮(%)0.6干燥溫度(℃)60~80干燥時間(℃)1~3西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）3.2.2尺寸精度按SJ1372—1978標準，塑料件尺寸精度分為8級。本塑件所用材料為ABS塑料,由此查塑料模具設(shè)計手冊可知，本塑件宜選用5級精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級為IT7。3.2.3表面粗糙度由塑件的用途可知本塑件的外表面粗糙度要求不高，內(nèi)表面應(yīng)與手接觸表面要求稍高與外表面，所以本設(shè)計表面粗糙度，從簡化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其表面選用的表面粗糙度為Ra0.4mm。一般情況下，模具粗糙度低于塑件1～2個等級，故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um，而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。3.2.4脫模斜度該塑件采用的塑料是ABS，而ABS的成型收縮率較?。?.4%~0.8%），但是本塑件形狀較薄，且分型面塑件本身具有斜度，因此的脫模斜度不應(yīng)過大。再由零件設(shè)計圖紙要求可知斜度可以為3度。3.2.5圓角從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強筋的根部等處都設(shè)計了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動充模性能，減少了流動阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應(yīng)的圓角，提高了成型零件的強度。3.2.6壁厚壁厚的大小取決於產(chǎn)品需要承受的外力、是否作為其他零件的支撐、承接柱位的數(shù)量、伸出部份的多少以及選用的塑膠材料而定。一般的熱塑性塑料壁厚設(shè)計應(yīng)以4mm為限。從經(jīng)濟角度來看，過厚的產(chǎn)品不但增加物料成本，延長生產(chǎn)周期”冷卻時間，增加生產(chǎn)成本。從產(chǎn)品設(shè)計角度來看，過厚的產(chǎn)品增加引致產(chǎn)生空穴”氣孔的可能性，大大削弱產(chǎn)品的剛性及強度。熱塑性塑料的壁厚應(yīng)該控制在1mm—4mm之間。太厚，以產(chǎn)生氣泡和缺陷，同時也不易冷卻。該塑件最大壁厚為3.0mm，最小壁厚為1mm，壁厚均勻，在1mm—4mm的推薦值之間。易于成型。3.3分型面的選擇分型面是指分開模具能取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。合理地選擇分型面對于塑件質(zhì)量、模具制造、與使用性能都有著很大的影響，模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式、脫模方法、嵌件位置、排氣條件及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇，是使塑件能完好的成形的先決條件。分型面的方向盡量采用與注射機開模垂直的方向，特殊情況下采用與注射機開模方向平行的方向。選擇分型面的位置是應(yīng)當注意[5]：a.塑件在型腔中的方位確定后，分型面必須設(shè)在塑件斷面輪廓最大的地方，才能保證塑件順利從模腔中脫出。b.不要設(shè)在塑件要求光亮平滑的表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處，以免意料飛邊、拼合痕跡影響塑件外觀。c.開模時，盡量使塑件留在動模一邊，一般在動模邊設(shè)脫模機構(gòu)較為方便。d.盡力保證塑件尺寸的精度要求。e.應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯。f.盡量使分型面位于料流末端，以利于排氣。e.盡量使模具加工方便。綜上所述，塑件的分型面選定在零件最寬口處的端面。如圖3.1所示圖3.1零件分型面3.4擬定模具的結(jié)構(gòu)形式3.4.1型腔數(shù)量的確定該塑件精度要求不高，又是大批量生產(chǎn)，不過由于零件比較大而且具有兩面抽芯機構(gòu)，因此，考慮到模具制造費用和設(shè)備運轉(zhuǎn)費用以及塑件的外形結(jié)構(gòu)復雜性，初步定為一模一腔的模具形式。3.4.2型腔排列形式的確定塑件呈均勻?qū)ΨQ圖形，所以采用圖3.2，3.3的形式。圖3.2行腔俯視圖圖3.3行腔正二等視圖4注射機的選擇4注射機的選擇4.1注射機的參數(shù)注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間等.這些參數(shù)是設(shè)計,制造,購買和使用注塑機的主要依據(jù)。a.公稱注塑量:指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力。b.注射壓力:為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。c.注射速率:為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。常用的注射速率如表4.1所示。表4.1注射量與注射時間的關(guān)系名稱數(shù)值注射量/CM125250500100020234000600010000注射速率/CM/s125200333570890133016002023注射時間/S11.251.51.752.2533.755d.塑化能力:單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期。e.鎖模力:注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。f.合模裝置的基本尺寸:包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。g.開合模速度:為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）h.空循環(huán)時間:在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時間[6]。4.1.1注射量的計算西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）流道凝料V=0.5V塑 (流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；實際注射量為:V=59.28×1.5=88.92cm；實際注射質(zhì)量為M=1.5M=64.35×1.5=96.525g；根據(jù)實際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則,即0.8V≧V(4.1)V=V/0.8=88.92÷0.8=111.15cm4.1.2鎖模力的計算T≧F·q/1000 (4.2)=117×300/1000=53.1tT為注射機的鎖模力（t）； F為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和,由UG軟件估算測得；q為型腔壓力，取q=300kg/cm2(由材料決定查表得)；結(jié)合上面兩項的計算，初步確定注塑機為表4.2所示，查國產(chǎn)注射機主要技術(shù)參數(shù)表取SZ-160/1000主要技術(shù)參數(shù)如下。表4.2國產(chǎn)注射機SZ-160/1000技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)360×260理論注射容積（cm）160移模行程(mm)280螺桿(柱塞)直徑(mm)40最大模具厚度(mm)360注射壓(MP)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110鎖模形式(mm)液壓塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直徑(mm)120螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)10~150噴嘴球半徑(mm)14鎖模力(t)100噴嘴口直徑(mm)34.2注射機的校核4.2.1最大注射量的校核為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的35%~75%范圍內(nèi)，最大可達80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%~80%。V=111.15cm；V＝160cm；111.15/160×100%=69.69%滿足要求。4.2.2鎖模力的校核在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力：T＞K·F·q/1000（4.3）＞1.2×177×300/1000＞63.72t滿足要求。T注塑機額定鎖模力：100t；K為安全系數(shù)，通常取1.1~1.2，取K=1.2。4.2.3注射壓力的校核≧（4.4）—注塑機的最大注射壓力，Mpa；—成型塑件所需的注射壓力，Mpa；一般ABS取100～120Mpa，XS-ZY-125注射機的最大注射壓力=132Mpa。可見該注射機滿足要求。4.2.3塑化能力的校核由最初定的成型周期為30秒計算，實際要求的塑化能力為：每次實際注射量/成型周期=111.15/30=3.7（g/s），小于注塑機的塑化能力10.5（g/s），說明注射機能完全滿足塑化要求。4.2.4噴嘴尺寸的校核在實際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑取比注射機噴嘴球面半徑大1~2mm，主流道小端直徑取比注射機噴嘴直徑大0.5~1mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機噴嘴尺寸是標準，模具的制造以它為準則。4.2.5定位圈尺寸的校核注塑機固定模板臺面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺高度應(yīng)小于定位孔深度。4.2.6模具外形尺寸和安裝尺寸的校核注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機工作臺面的有效尺寸。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。注塑機的動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔或“T”形槽，用于安裝固定模具。模具固定安裝方法有兩種：螺釘固定，壓板固定。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性[7]。該模具外形尺寸為350×500屬中，小型模具，所以采用壓板固定法（一般認為當尺寸在500×500內(nèi)為中，小模具）。4.2.7模具厚度的校核模具厚度必須滿足下式：HHH（4.5）170351360滿足要求。H——所設(shè)計的模具厚度351mm；H——注塑機所允許的最小模具厚度170mm；H——注塑機所允許的最大模具厚度360mm；4.2.8開模行程的校核所選注塑機為全液壓式鎖模機構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。此時最大開模行程S等于注塑機移動、固定模板臺面之間的最大距離減去模具厚度。S≧H+H+（5~10）mm（4.6）280≧36+132+10280≧178滿足要求。S——注塑機移模行程280mm； H——推出距離36mm；H——流道凝料與塑件高度132mm。5澆注系統(tǒng)的設(shè)計5澆注系統(tǒng)的設(shè)計5.1澆注系統(tǒng)注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(nèi)容之一[8]。5.2主流道的設(shè)計5.2.1主流道的作用主流道（也叫進料口），它是連接注射機料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進入模具型腔時最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進入型腔的速度及充模時間長短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時也易造成進料時形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復接觸，屬易損件，對材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼T8A、T10A等，熱處理要求淬火53～57HRC。在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上[9]。5.2.2主流道的設(shè)計要點a.澆口套內(nèi)孔為圓錐形(2--6°)，光潔度在Ra=1.6—0.8um．錐度須適當，太大造成壓力減少，產(chǎn)生氣流，易混進空氣產(chǎn)生氣孔，錐度過小會使流速增大，造成注射困難。b.澆口套口徑應(yīng)比機臺噴嘴孔徑大1—2mm，以免積存殘料，造成壓力下降，西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）澆道易斷。c.一般在澆口套大端設(shè)置倒圓角(R=1—3mm)，以利於料流。d.主流道與機臺噴嘴接觸處，設(shè)計成半球形凹坑，深度常取3—5mm．特別注意澆口套半徑比注嘴半徑大1—2mm，一般取R=19—22mm之間，以防溢膠。e.主流道盡量短，以減少冷料回收料，減少壓力和熱量損失。f.主流道盡量避免拼塊結(jié)構(gòu)，以防塑膠進入接縫，造成脫模困難。g.為避免主流道與高溫塑膠和射嘴反復接觸和碰撞造成損壞，一般澆口套選用優(yōu)質(zhì)鋼材加工，并熱處理。h.其形式有多種，可視不同模具結(jié)構(gòu)來選擇，一般會將其固定在模板上，以防生產(chǎn)中澆口套轉(zhuǎn)動或被帶出[10]。5.2.3主流道的尺寸主流道小端直徑d=注射機噴嘴直徑+2～3d=3+2～3取d=5mm。主流道的球半徑SR=10+1～2取SR=12mm。球面配合高度為3～5取3mm。如圖5.1。圖5.1澆口套5.3分流道的設(shè)計5.3.1分澆道要求分流道是主流道與澆口之間的通道多型腔膜布局一定要設(shè)置分流道，大型塑件由于使用多澆口進料也許設(shè)置分流道。由于本塑件較大我選擇了兩個側(cè)澆口進料。分流道的截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、六角形和U字型等。為減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大；從熱傳導角度考慮，為減少熱損失，要求流道的比表面及（截面積與外周之比）最小。因此，用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。各種截面的效率為：圓形0.25D，正方形0.25D，六角形0.217D，U字型0.153D，梯形0.195D，D為截面大端寬度。當分型面為平面時，可采用圓形或六角形截面的分流道；當截面不是平面時，常采用梯形或半圓形截面的流道。塑料熔體在流道中流動時，表層冷凝凍結(jié)，其絕緣作用，熔體僅在流道中心部分流動，一次分流道的理想狀態(tài)是其中心與澆口中心一致，圓形截面流道可實現(xiàn)這一點，而梯形截面流道就難以實現(xiàn)。本次設(shè)計中選擇半圓形[11]。分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成型體積、壁厚、形狀，所用塑料的工藝性能，注塑速率以及分流道的長度等因素來確定。對于壁厚小于4mm，重量在200g以下的塑件，可用下述經(jīng)驗公式確定分流道的直徑（此時算出的分流道直徑僅限于3.2～9.5mm）。5.3.2分澆道尺寸根據(jù)要求設(shè)計的分流道形狀和尺寸如圖5.2。圖5.2流到示意圖5.4冷料穴的設(shè)計在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一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料筒以內(nèi)約10～25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里相對較低的冷料進入型腔，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)生的冷料的穴稱為冷料穴[12]。冷料穴設(shè)計一般為底部由一根摧桿組成，摧桿裝于摧桿固定板上，與摧桿脫模機構(gòu)連用。冷料井的孔設(shè)計成倒錐形，便于將主流道凝料拉出。當其被摧出時，塑件和流料凝道能自動墜落，易于實現(xiàn)自動化操作[13]。冷料穴的設(shè)計如下圖5.3所示：1—定位圈2—冷料穴3—推桿4—動模板圖5.3冷料穴5.5澆口的設(shè)計5.5.1澆口的作用澆口亦稱進料口，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、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。澆口是注塑模澆注系統(tǒng)的最后部分，也是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，主要作用如下：a.由于澆口處截面最小，因此流速也最快，可使熔料以最快的速度進入并充滿型腔。b.當型腔被熔料充滿后，隨著溫度的下降，澆口處熔料能迅速冷卻固化，將型腔封閉，可防止型腔內(nèi)未冷卻的熔料回流出來。c.由于澆口截面狹窄，所以澆口處塑料強度很低，很易斷裂，便于制品脫模。d.澆口的長度和截面尺寸可以在試模時適當調(diào)整，由此來調(diào)整澆口處熔料的凝固時間，以及熔料充模時的流動性能[14]。5.5.2澆口的尺寸選擇澆口尺寸的具體選擇一般根據(jù)經(jīng)驗確定，先取小值，然后在試模過程中逐步修正。一般要求是：澆口截面積與分流道截面積之比約為0.03~0.09，截面常為圓形或矩形。a.澆口截面高度h可取制品最小壁厚的1/3~2/3，或0.5~2mm。b.在流速和壁厚均為正常的情況下，澆口截面寬度b通常比分流道窄一對小型制品，其寬度約為高度的3?10倍；對大型制品或特殊扇形澆口，其度可大于高度的10倍。c.澆口長度L應(yīng)盡量短，這樣對減小熔料的流動阻力和增大流速均有利，一般澆口長度可取0.7?2mm。d.澆口與型腔連接處應(yīng)做成R0.5的圓角或45°的倒角，可防止制品與澆口凝料分離時損傷制品。e.為有利于熔料的流動，澆口與分流道的連接處應(yīng)平緩過渡，可用小圓弧光滑連接[15]。5.5.3澆口位置的選擇a.將澆口放置于產(chǎn)品最厚處，從最厚處進澆可提供較佳的充填及保壓效果。如果保壓不足，較薄的區(qū)域會比較厚的區(qū)域更快凝固避免將澆口放在厚度突然變化處，以避免遲滯現(xiàn)象或是短射的發(fā)生.b.可能的話，從產(chǎn)品中央進澆將澆口放置于產(chǎn)品中央可提供等長的流長流長的大小會影響所需的射出壓力中央進澆使得各個方向的保壓壓力均勻，可避免不均勻的體積收縮澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(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)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：(1)盡量縮短流動距離。(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。(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。6排氣系統(tǒng)的設(shè)計6排氣系統(tǒng)的設(shè)計排氣系統(tǒng)對確保制品成型質(zhì)量起著重要的作用，排氣方式一般有利用排氣槽，利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙，利用分型面上的間隙。a.排氣槽的主要作用：(1)是在模具注膠時，排除模腔內(nèi)的空氣。(2)是排除膠料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。b.排氣槽即為使模具型腔內(nèi)的氣體排出模具外面在模具上開設(shè)的氣流通槽或孔，排氣槽若設(shè)計不合理，將回產(chǎn)生如下弊?。?1)增加熔體充模流動的阻力，使型腔無法被充滿，導致制品棱邊不清晰。(2)在制品上呈現(xiàn)明顯的流動痕和熔接痕，使制品的力學性能降低。(3)滯留氣體使制品產(chǎn)生銀紋，氣孔，剝層等表面質(zhì)量缺陷。(4)型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時的局部高溫，使熔體分解變色，甚至炭化燒焦。(5)由于排氣不良，降低了熔體的充模速度，延長了注射成形周期。[16]本次設(shè)計的任務(wù)量和模具工藝的成本考慮，利用分型面上的間隙就能夠滿足排氣的需求，所以就不用再設(shè)計排氣槽了。7頂出方式和抽芯機構(gòu)的設(shè)計7頂出方式和抽芯機構(gòu)的設(shè)計7.1推桿脫模機構(gòu)的設(shè)計7.1.1推桿脫模機構(gòu)的設(shè)計的基本原則a.推桿的直徑不宜過細，應(yīng)有足夠的剛度和強度，能承受一定的推力。一般推桿直徑為2.5～15mm。對于直徑為2.5mm以下的推桿最好做成臺階形狀。b.推桿應(yīng)設(shè)在塑料制品最厚及收縮率大的凸?；蛘哞偧浇?，但不要離凸模和鑲件裝配固定孔過近，以免影響固定板的強度。c.推桿分布要合理，是推出塑料制品時受力均勻，以保證塑料制品不變形；d.塑料制品靠近主流道處的內(nèi)應(yīng)力大，易碎裂，因此在主流道處盡量不設(shè)推桿。e.為避免推桿與側(cè)抽芯機構(gòu)發(fā)生沖突，推桿要避開側(cè)抽芯處，如果必須設(shè)計推桿時應(yīng)先考慮復位結(jié)構(gòu)。f.推桿與推桿孔的配合間隙不能大于所用塑料的溢邊值。溢邊值一般為0.02～0.08mm。g.推桿截面形狀，應(yīng)根據(jù)塑料制品的幾何形狀而定。h.推桿和推桿孔的配合應(yīng)靈活可靠，不發(fā)生卡住現(xiàn)象。當推桿直徑小于4mm時，配合部分長度應(yīng)大于6mm；推桿直徑大于4mm時，配合部分長度應(yīng)大于推桿直徑的1.5倍。7.1.2脫模機構(gòu)的確定本模具采用的為一次頂出脫模機構(gòu)，它包括常見的推桿、推管、推板、推塊或活動鑲塊等脫模機構(gòu)。該機構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機構(gòu)的作用下，通過一次動作即可頂出?；谝陨显瓌t，該模具的脫模零部件設(shè)在動模上，選擇推桿頂出形式。推桿的固定形式有多種，但常用的是推桿固定在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式[17]。7.1.3推出復位機構(gòu)的設(shè)計脫模機構(gòu)完成塑件的頂出后，為進行下一個循環(huán)必須回復到初始位置，目前常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位。本設(shè)計采用彈簧復位機構(gòu)，彈簧復位機構(gòu)是一種最簡單的復位方式。推出時彈簧被壓縮，而合模時彈簧的回力就將推出機構(gòu)復位。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）7.2導向機構(gòu)的設(shè)計導柱除了為模具定模部分與動模部分導向外，同時還具有保護模具的作用。導柱結(jié)構(gòu)有A型和B型兩種形式。導柱上一般開有潤滑油槽，以提高導柱的滑動性能。從互換性的角度考慮，B型導柱比A型導柱結(jié)構(gòu)更合理。這是因為導柱在受到側(cè)向力作用產(chǎn)生變形后，B型導柱從模具孔中退出時不會損壞導柱孔；而A型導柱退出時則會損壞導柱孔，更換導柱時，先得對模板上的孔進行擴孔。綜合以上優(yōu)缺點，考慮到模具的經(jīng)濟性問題，故在本次設(shè)計時采用B型導柱。導柱的材料一般為T8或20號鋼滲碳，硬度大于HRC55，表面粗糙度值低于Ra0.8。7.3側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計7.3.1抽芯機構(gòu)設(shè)計的原則[18]側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計為斜導柱抽芯，固定部分的配合為H7／K6，斜導柱與滑塊孔之間保持1mm的間隙，（一般設(shè)計為0.5～1mm之間）。斜導柱抽芯機構(gòu)設(shè)計原則：a.活動型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時松動滑脫。型芯與滑塊連接部位要有一定的強度和剛度。b.滑塊在導滑槽中滑動要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住、跳動等現(xiàn)象。c.滑塊限位裝置要可靠，保證開模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動；d.鎖模塊要能承受注射時的側(cè)向壓力，應(yīng)選用可靠的連接方式與模板連接。鎖模塊和模板可做成一體。鎖緊塊的斜角θ1應(yīng)大于斜導柱的傾斜角θ，一般取θ1-θ>2°～3°，否則斜導柱無法帶動滑塊運動。e.滑塊完成抽芯運動后，仍停留在導滑槽內(nèi)，留在導滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于滑塊全長的2/3，否則，滑塊在開始復位時容易傾斜而損壞模具。f.防止滑塊和推出機構(gòu)復位時的相互干涉，盡量不使推桿和活動型芯水平投影重合。g.滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置。7.3.2抽芯距的確定和抽芯力的計算側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔[19]從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離稱為抽芯距。此模中抽芯距為10mm。抽芯力的計算同脫模力計算相同。對于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力往往是比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型滑塊移動時的摩擦阻力。對于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下公式進行估算：Fc=chp(μcos?sin)（7.1）式中：Fc－抽芯力（N）；c－側(cè)型芯成型部分的截面平均周長（m）；h－側(cè)型芯成型部分的高度（m）；p－塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（包緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑件的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，p＝（0.8～1.2）×Pa，模外冷卻的塑件，p＝（2.4～3.9）×Pa；μ－塑料在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)，一般μ＝0.15－0.20；－側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角（），為22；在此模具中c×h為面積，c×h≈10.048×(㎡)，p取1×Pa，μ取0.2；所以：Fc=10.048××1××（0.2cos22-sin22）=2023（N）。8拉料桿的設(shè)計8拉料桿的設(shè)計8.1拉料桿的作用拉料桿的作用是在開模時將粘附在模具澆道里的塑料拉出，是澆注系統(tǒng)凝料和塑件一起都留在動模上。8.1.1拉料桿的形式[6]a.Z形拉料桿：這是最常用的一種形式，拉料桿前端的Z行凹將主流道凝料緊緊拉住，開模時隨塑件一起留在動模上。Z形拉料桿一般要同頂桿或頂管脫模機構(gòu)配合使用，二者同步運動，在頂桿或頂管頂出塑件的同時，拉料桿也將澆注系統(tǒng)頂出膜外。這種拉料桿的優(yōu)點是能可靠地拉下澆道凝料。因為在取下塑件時，要順著拉鉤方向左側(cè)向移動，因此，當塑件被頂出后無法作側(cè)向移動時，不要使用Z形拉料桿。b.球頭拉料桿：球頭拉料桿的結(jié)構(gòu)形式。熔融塑料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的球頭上，開模時將主澆道凝料從主澆道襯套中拉出，球頭拉料桿的底部固定在動模一邊的型芯固定板上，不隨頂出機構(gòu)移動。當推件板推動塑件時，就將于主澆道凝料從球形頭拉桿上強制脫出。所以這種拉料桿只適用于塑件以推件板為起模機構(gòu)的模具中。c.錐形拉料桿：錐形拉料桿結(jié)構(gòu)，這種錐形拉料桿沒有儲存冷料的作用，它依靠塑料收縮時的包緊力將主澆道拉出，為了增加錐面摩擦力可采用小錐度或增加錐面的表面粗糙度來實現(xiàn)，錐形拉料桿的尖端還起分流作用，常用于成形帶有中心孔塑件的型腔模具。d.倒錐形或圓環(huán)形拉料桿：拉料桿帶有倒錐孔或環(huán)形槽，成型后將澆道凝料強制頂出。這種形式要有足夠大的凝料穴，在成型韌性好的塑料時，使用較為廣泛。其最大特點就是當Z形拉料桿不能適用的場合使用倒錐形或圓環(huán)形拉料桿則更為適宜。綜合澆口套和凝料穴的設(shè)計綜合考慮最終選定為Z形拉料桿尺寸長186mm直徑6mm。9加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計9加熱與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計在注塑成型過程中，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要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，而從模具中取出塑件的溫度約為60℃，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。因該塑件使用的塑料是ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱?？傊?，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進行溫度調(diào)節(jié)。[7]9.1對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求a.根據(jù)塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式。b.希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量。c.采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好。d.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉。9.2溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響a.采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率。b.模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形。c.對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)。溫度對塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計時要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。9.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）9.3.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要求[11]a.盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡。b.冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好。c.盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗表明，冷卻水管中心距B大約為2.5~3.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.8~1.5B。最小不要小于10。d.澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳。e.應(yīng)降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過5℃。f.冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。g.合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機構(gòu)發(fā)生干涉。根據(jù)以上要求管道設(shè)計如圖9.1。其中管道直徑d=10mm進水口直徑D=14mm。圖9.1冷卻水道10成型零件和模架的選擇10成型零件和模架的設(shè)計10.1成型零件的設(shè)計10.1.1定模仁的設(shè)計凹模用于成型塑件的外表面，又稱為陰模、型腔。按其結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁鑲嵌式5種。總體上說，整體是強度、剛度好，但不適于復雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結(jié)構(gòu)，是復雜型腔加工相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易于在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結(jié)構(gòu)復雜[10]。最終設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖10.1。設(shè)計定模仁的寬150mm，前段厚35mm，后段厚66mm，長310mm。圖10.1定模仁10.1.2動模仁的設(shè)計動模仁用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱型芯、陽模。凸模按結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼組合式兩類。由于動模仁的加工相對定模仁容易，所以大多數(shù)的動模仁是整體式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一體，大、中型模具采用鑲拼組合式。動模仁受的壓力較大，據(jù)經(jīng)驗厚度需設(shè)計厚點，另外還要考慮到固定后模仁的螺絲孔的位置、運水（冷卻水道）的布置、兩個分流道孔[10]。最終設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖10.2。設(shè)計動模仁的寬150mm，長310mm，前段厚66mm，后段厚97mm。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）圖10.2定模仁10.2模架的確定1