骨輪課程設(shè)計

1、第一章 緒論1.1塑料模具的現(xiàn)狀及發(fā)展模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各領(lǐng)域發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。塑料模具是用于成型塑料的模具，它是型腔模具的一種類型。1.1.1 國外模具發(fā)展及水平模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工方法所不能比擬的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。近年來由于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)對注射制品日益增長的需要，推動了注射成型技術(shù)水平的發(fā)展

2、，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）模具CADCAMCAE技術(shù)模具CADCAMCAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑，實現(xiàn)了數(shù)字建模、產(chǎn)品設(shè)計、仿真分析、測試直至數(shù)控加工的產(chǎn)品研發(fā)全過程的一體化。隨著模具生產(chǎn)中軟、硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，采用CADCAMCAE技術(shù)以實現(xiàn)模具設(shè)計與制造的一體化和建立模具制造柔性加工系統(tǒng)是模具設(shè)計和制造的發(fā)展方向。（2）高壽命和快速經(jīng)濟模具為了適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需要，研究人員正在從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具材料及熱處理、模具表面強化、模具制造等方面提高模具壽命。當(dāng)前研究和應(yīng)用模具鋼（如仿美國生產(chǎn)的預(yù)硬鋼P20、國產(chǎn)的易切削預(yù)硬鋼5NiSCa等）以及模具表面強化新技術(shù)，使塑料模具的

3、精度和壽命大大提高。同時，為了適應(yīng)多品種、少批量生產(chǎn)，開發(fā)快速經(jīng)濟模具越來越引起人們的重視。如各種超塑性材料制作的模具、中低熔點合金模具等。（3）微型化、超大型化和精密化塑件的日趨大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔（如塑封模已達到一模幾百腔）使模具日趨大型化。同時隨著零件微型化以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求，精密模具的精度已由原來的5um提高到2um3um，今后有些模具的加工精度公差要求在1um以下，這就要求發(fā)展超精加工技術(shù)。（4）模具標準化和專業(yè)化生產(chǎn)模具標準化和標準件的專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代模具設(shè)計與制造的基礎(chǔ)，是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期的根本措施，也是模具的發(fā)展方向。目前在工業(yè)技術(shù)先進的國

4、家，中小型沖模、塑料注射模、壓鑄模等模具標準件使用覆蓋率已達8090。而我國只有30左右，但已經(jīng)制定了沖壓模、塑料注射模及壓鑄模等模具的國家標準。在沿海工業(yè)發(fā)達的地區(qū)，模具制造企業(yè)已采用了國際通用的模具標準及相應(yīng)的標準件。（5）模具制造先進設(shè)備和技術(shù)現(xiàn)在高速、精密、數(shù)控、自動化的模具加工設(shè)備更新發(fā)展很快，數(shù)控銑床、加工中心和各種數(shù)控電加工機床的廣泛應(yīng)用，對保證塑料模具的加工精度和縮短加工周期起了關(guān)鍵性的作用。同時，模具加工的新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，如快速成型（RPM）技術(shù)、高速銑削加工技術(shù)以及三維曲面模具研磨拋光工藝與技術(shù)等，都進一步促進了模具制造技術(shù)的發(fā)展。（6）高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)英國雷尼

5、紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國200多家模具廠中得到應(yīng)用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕漠a(chǎn)品所需的諸多功能，大大縮短了研制制造周期（掃描速度最高可達3m/min）。該系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用。隨著模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)的發(fā)展，今后“逆向工程”和“并行工程”將得到更廣泛的應(yīng)用【1】。1.1.2國內(nèi)模具技術(shù)發(fā)展及水平中國的模具企業(yè)大都是中小企業(yè)，從作坊式的企業(yè)成長起來，甚至目前仍有許多模具企業(yè)是作坊式的管理，在模具交貨期、成本、質(zhì)量的控制方面問題層出不斷。面對激烈的市場競爭，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術(shù)人員只有疲于奔命。因此，模具制

6、造企業(yè)要提高管理水平，具備快速反應(yīng)和及時調(diào)整的能力，沒有一套先進的管理系統(tǒng)實現(xiàn)管理的信息化是很難做到的。通過信息化建設(shè)，實現(xiàn)模具制造。所謂信息化的模具企業(yè)，就是在模具企業(yè)應(yīng)用INTERNET、ERP等信息化技術(shù)，把模具企業(yè)上下游業(yè)務(wù)過程，技術(shù)溝通過程，以及模具企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理過程，以IT形式固定下來，最終提高模具企業(yè)的經(jīng)營管理水平，提高模具企業(yè)運轉(zhuǎn)的效率。目前，CAD/CAM技術(shù)的推廣已由“甩圖板”階段跨入到了深化應(yīng)用階段。CAPP技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準確性；PDM系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)進行有效的管理；MIS/ERP系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高

7、生產(chǎn)和管理效率7,9。這些系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息的集成和功能上的配合，并逐步實現(xiàn)企業(yè)的全面信息化，已成為CAD/CAM技術(shù)深化應(yīng)用的主題,是模具發(fā)展的第二次變革。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括：（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平；（2）在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；（3）大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)；（4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)；（5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；（6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)；（7）逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用；（8）進一步研究開發(fā)模具的拋光技術(shù)和

8、設(shè)備；（9）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程；（10）開發(fā)新的成形工藝和模具【2、3】。第一章 塑件工藝分析2.1塑件的原始材料分析：材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS塑料），骨架塑件如圖1：圖1：塑件圖ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成，收縮率為0.3%0.8%。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。從使用性能上看，該塑料具有極好的抗沖擊強度，有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。從成型性能上看，該塑料在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS易

9、產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，而在強調(diào)塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在6080【1】。2.2塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析2.2.1結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為回轉(zhuǎn)體，在一個直徑為176mm高為20mm的圓柱中間有一個直徑為114mm高為40mm，然后留壁厚為3mm。該塑件有凹槽，因此，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽心機構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。2.2.2尺寸精度分析該塑件所有尺寸的精度為MT5級，對塑件的尺寸精度要求不高，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工

10、可以保證。從塑件的壁厚上來看，該塑件的所有壁厚均勻，都為3mm，有利于塑件的成型。2.2.3表面質(zhì)量分析對該塑件表面沒有什么要求，故比較容易實現(xiàn)。綜合以上分析，注射時在工藝參數(shù)控制的好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2.3明確塑件生產(chǎn)批量該塑件要求大批量生產(chǎn)。2.4估算塑件的體積和重量按照圖2近似計算體積：圖2：零件圖塑料體積塑件重量式中為塑料密度(ABS的密度為r)2.5分析塑件的成型工藝參數(shù)干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前干燥處理。建議干燥條件為8090C下最少干燥2小時。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%【4】。熔化溫度：210280；建議溫度：245。模具溫度：2570。（

11、模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。注射壓力：5070MPa。注射速度：中高速度。根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸及注射時所需的壓力情況，參考模具設(shè)計手冊初選螺桿式注射機：XS-Z-60。第三章 確定模具結(jié)構(gòu)方案3.1脫模原理制品為骨架。該模具采用斜導(dǎo)柱抽心機構(gòu)來實現(xiàn)垂直分型動作。鎖緊鍥與定模板做成整體，確保凹?；瑝K14的定位鎖緊。工作原理：模具分流道與側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面上，并由骨架凸翼腔底進料。開模時，分型面分型，斜導(dǎo)柱帶動凹?；瑝K做垂直分型面分型（側(cè)抽芯）。最后，由推板推出塑件制品。如圖3：圖3：模具結(jié)構(gòu)原理圖3.2確定型腔數(shù)量及布局形式該塑件的

12、外形尺寸達到176mm，尺寸較大，故該塑件在注射時采用一模一件，即模具需要一個型腔,如圖4。圖4：塑件的布局3.3選擇分型面分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。選擇分型面的基本原則：（1）便于塑件脫模；（2）在開模時盡量使塑件留在動模；（3）外觀不遭到損壞；（4）有利于排氣和模具的加工方便。確定分型面位置如圖5：圖5：分型面位置3.4注塑機的選擇3.4.1注塑機簡介1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿式注塑機，這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破，目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%；注塑機的產(chǎn)量占整個塑料機械產(chǎn)量的5

13、0%。成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快，產(chǎn)量最多的機種之一。注塑機的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法。常用的說法有：（1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機；（2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。3.4.2注塑機基本參數(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)。（1）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

14、最大注射量，反映了注塑機的加工能力。（2）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。（3）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。（4）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。（5）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。（6）合模裝置的基本尺寸

15、：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。（7）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。（8）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【5、6】。3.4.3注射成型機的計算（1）注射容量國產(chǎn)標準注射機的標準規(guī)定，以注射機注射聚甲醛時在對空注射條件下，注射機螺桿或柱塞做一次最大行程所能達到的最大容量。注射容量是選擇注射機的重要參數(shù)，它在一定程度上反映了注射機的注

16、射能力，標志著注射機能成型最大體積的塑料制品。確定了單個塑件的體積（質(zhì)量）和模孔數(shù)量就可以大體上計算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷井的體積，即是一模塑料的總體積Vm。 式中，成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和，； 注射機最大注射容量，；估算： =23.14524=528 ，取整約為500；（2）最大成型面積最大注射面積是指塑料在模具在分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說在模具設(shè)計時，布局在模具分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的投影面積S，只能小于這個數(shù)據(jù)時才能正?？煽康淖⑸洹=23.148.82=486.3式中S塑料在模具分型面上允許成型的投影面積；（3）模具的閉合高度注

17、射機動壓板的最大的行程和壓板間最大和最小間距是一個固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對于所用的注射機來說，注射模的閉合高度必須符合下列的要求： H式中 注射機允許的最小厚度，mm； H注射機的實際閉合高度，mm； 注射機允許的最大厚度，mm；（4）定位環(huán)和澆口套定位環(huán)是將定模部分裝入注射機定壓板的定位對中位置，應(yīng)與注射機的定位孔采取動配合的連接形式，以保證模具體對中。（5）模具的截面尺寸可安裝的注射模具外形最大尺寸取決于注射機的壓板尺寸和拉桿的間距，因為此注射模的最長的邊不應(yīng)超過壓板尺寸，而模具的最短邊應(yīng)小于拉桿間距，才能將注射模裝入注射機，并應(yīng)留有固定模體的壓緊空間。同時，注射模

18、動、定模上的緊固螺栓孔，也應(yīng)與注射機壓板上的標準螺孔一致。（6）模具的頂出注射機的頂出裝置通常有中心頂桿頂出、兩側(cè)頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。應(yīng)在動模座板與注射機頂出位置相對的位置上，設(shè)置稍大于注射機頂桿的通孔，以便于注射機頂桿通過。綜合考慮上述條件，注射機選擇XS-Z-60型號。3.5確定澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)3.5.1 利用moldflow澆口位置分析澆口的位置選擇十分重要，直接影響塑件的成型質(zhì)量。澆口位置的選擇原則：（a）盡量縮短流動距離；（b）避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；（c）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件厚壁處；（d）考慮分子定向的影響；（e）減少熔接痕，提高熔接強度。利用moldflow軟件對

19、塑件進行澆口位置分析，首先利用在UG中對塑件進行網(wǎng)格劃分，然后導(dǎo)出到moldflow中，進行材料等的選擇，然后進行分析，如圖7：圖7：moldflow澆口位置分析3.5.2注射模具澆口的設(shè)計澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定，該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性：（1）形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；（2）試模時如發(fā)現(xiàn)不

20、當(dāng)，容易及時修改；（3）能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；（4）對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。澆注系統(tǒng)位置設(shè)計如圖8：圖8：澆注系統(tǒng)的位置側(cè)澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口設(shè)置在塑件表面，澆口截面形狀簡單，容易加工，且注射效率高。根據(jù)分型面位置和型芯特點，澆口開設(shè)在模具的分型面上，從塑件的邊緣進料，采用側(cè)澆口；澆口截面形狀為矩形，如圖9所示，其中澆口的長度L在結(jié)構(gòu)強度允許情況下以短為好，一般取L=0.52.0mm，一般中小型塑件h取0.52.0mm，澆口寬度b一般根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定，對于中小型塑件常取b=1.55.0m

21、m【7】。圖9：側(cè)澆口結(jié)構(gòu)3.5.3主流道設(shè)計根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計初步得XSZ60型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端孔徑：；噴嘴前端球面半徑：；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： 取主流道球面半徑：；取主流道的小端直徑 ；為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為，取，經(jīng)換算得主流道大端直徑為【8】。注射機XS-Z-60的噴嘴球半徑為12mm,噴嘴孔徑為6mm。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取13mm，圓錐孔的小端直徑則應(yīng)大于噴嘴口內(nèi)徑，取7mm，如圖10。圖10：澆口套3.5.4分流道的形狀和尺寸分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在

22、分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。分流道的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速度、分流道的長度等因數(shù)來確定。本塑件的形狀不復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的形狀長度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形分流道，查表得。3.5.5分流道的表面粗糙度由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般Ra取左右，這可增加對外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。3.5.6冷料穴

23、和鉤料脫模裝置冷料穴設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上。它的作用是用來儲存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。3.6 抽芯機構(gòu)設(shè)計該骨輪制品塑件有一內(nèi)側(cè)凹，并且垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型內(nèi)側(cè)必須做成活動的型芯就必須要設(shè)計抽芯機構(gòu)。3.6.1 確定抽芯距 抽芯距要保證側(cè)向瓣合模塊完全退到骨架臺肩之外才能將制品頂出脫模。；其中，S為設(shè)計抽芯距；為臨近抽芯距；3.6.2 斜導(dǎo)柱

24、傾角斜導(dǎo)柱的傾斜角是斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)主要技術(shù)數(shù)據(jù)之一，它與抽拔力和抽拔距有直接關(guān)系，一般取，在本模具中選取。的大小對斜銷的有效長度和受力情況等起決定性作用。 3.6.3 斜導(dǎo)柱的尺寸斜導(dǎo)柱直徑的確定：斜導(dǎo)柱直徑主要受彎曲力影響。 斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度，可按設(shè)計資料的有關(guān)公式進行計算；抽拔力：30mm式中，l是活動型芯被塑件包緊的斷面形狀周長（mm），h是成型部分的深度（mm），是側(cè)孔或側(cè)凹的脫模斜度（。），是塑件對型芯單位面積的擠壓力，一般取812MPa，是塑料與鋼的摩擦因數(shù)，一般取0.10.2。3.6.4 斜導(dǎo)柱的長度計算 斜導(dǎo)柱總長度與斜導(dǎo)柱直徑傾角，抽拔距，以及斜導(dǎo)柱固定板

25、尺寸有關(guān)，結(jié)構(gòu)如圖11；圖11：斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu) 取D=50mm， 為斜導(dǎo)柱的有效長度；3.6.5 斜導(dǎo)柱形狀斜導(dǎo)柱頭部可以做成半球形或錐臺形，但應(yīng)注意錐臺的斜角必須大于斜導(dǎo)柱傾角，以避免工作長度（L）脫離滑塊斜空之后，斜導(dǎo)柱頭部仍有驅(qū)動作用，為了減小斜導(dǎo)柱與滑塊斜空之間的摩擦，可在斜導(dǎo)柱外部圓輪廓上銑出兩個對稱平面【7】。3.6.6 斜導(dǎo)柱的材料及安裝配合斜導(dǎo)柱與導(dǎo)柱一樣，可用45鋼或碳素工具鋼，也可用20鋼滲碳（熱處理要求硬度。表面粗糙度小于0.631.25m。斜導(dǎo)柱與固定板之間采用過度配合。H7/m8配合。由于斜導(dǎo)柱在模具工作過程中主要用于驅(qū)動側(cè)向滑塊的導(dǎo)滑等問題均與斜導(dǎo)柱的安裝配合關(guān)系不大，

26、斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔之間可用較松的間隙配合H11/b11）。3.6.7 滑塊、滑槽設(shè)計滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)中的最重要零部件，其上安裝有側(cè)向型芯或成型鑲塊注射成型的可靠性都要由它的運動精度保證。其結(jié)構(gòu)形式采用組合配合結(jié)構(gòu)。既可節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼料，又可使加工方便。側(cè)向抽芯過程中，滑塊必須在滑槽內(nèi)運動，并要求運動平穩(wěn)且有一定精度，為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配的復(fù)雜程度，先使用整體式結(jié)構(gòu)。當(dāng)滑塊完成抽拔動作后，其滑動部分仍有全部或部分留在滑槽內(nèi)?；蹖瑝K的導(dǎo)滑部位采用間隙配合，特性為H8/g7、H8/h8.3.6.8 定位裝置這幾和導(dǎo)滑長度 定模裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的地方，不可能

27、發(fā)生任何移動，以避免再次合模時斜導(dǎo)柱不能準確地插進滑塊的斜孔。滑塊的定位裝置采用彈簧與臺階的組合方式。導(dǎo)滑長度是根據(jù)抽芯距的長度來決定的。由計算抽芯距可得導(dǎo)滑長度為30mm。3.6.9 壓緊塊設(shè)計 壓緊塊的工作部分一般都是斜鍥面，為了保證斜鍥面能在合查勘時壓緊滑塊而又能在開模時又能迅速脫開。以避免壓緊塊影響斜導(dǎo)柱對滑塊的驅(qū)動鍥角，一般都比斜導(dǎo)柱傾角大一些。是模具開模時，壓緊鍥塊起到讓位作用，。3.7 成型零部件設(shè)計 注塑模閉合時，成型零件構(gòu)成成型塑料制品的型腔，成型零件主要包括凹模，凸模，型芯，鑲拼塊件，各種成型桿和成型環(huán)。其中，成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇以及加工工藝性，是影響模具工作

28、壽命的主要因素【9】。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。3.7.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型塑料外表面的成型零件，考慮模具加工的復(fù)雜程度，以及材料的利用因素，采用鑲拼結(jié)構(gòu)，有利于排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的加工，對改善工藝性有明顯好處，根據(jù)本制品分流道與澆口的設(shè)計要求分流道均設(shè)在凹模鑲塊上，如圖12所示；圖12：凹模的結(jié)構(gòu)3.7.2凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件，同時與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具型腔。考慮模具型腔和材料的有效利用和加工方便等因素，選用組合式凸模。其圖如圖13所示：圖13：凸模的結(jié)構(gòu)3.7.3成型零部件的選

29、擇 要求機械加工性能良好，拋光性能良好，耐磨性能和抗疲勞性能良好。而且具有耐腐性能。綜上考慮選P20。第四章 模具設(shè)計的有關(guān)計算 成型零件工作尺寸計算時要考慮制品的尺寸公差，所成型塑料的收縮率，溢料飛邊厚度，塑料制品脫模，模具制造的加工條件及和大道的水平因素，采用平均尺寸，平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量【8】。 查表得到ABS的收縮率為0.3%-0.8%，同時考慮到工廠的現(xiàn)有設(shè)備和條件，模具制造公差， 查表得ABS的一般尺寸公差等級為MT5.4.1 型腔的計算 徑向尺寸：徑向尺寸：式中，LM凹模徑向公稱尺寸（mm）； Ls制品徑向公稱尺寸（mm）； Scp塑料平均收縮率（%）； 制品公差

30、；模具制造公差【7】；深度尺寸60：深度尺寸40：深度尺寸3：式中，LM凹模徑向公稱尺寸（mm）； Hs制品徑向公稱尺寸（mm）； Scp塑料平均收縮率（%）； 制品公差；模具制造公差【7】；4.2 型芯的尺寸計算徑向尺寸：徑向尺寸：式中，LM凹模徑向公稱尺寸（mm）； Ls制品徑向公稱尺寸（mm）； Scp塑料平均收縮率（%）； 制品公差；模具制造公差【7】；深度尺寸60：深度尺寸17：式中，LM凹模徑向公稱尺寸（mm）； Hs制品徑向公稱尺寸（mm）； Scp塑料平均收縮率（%）； 制品公差；模具制造公差【7】；4.3型腔側(cè)壁厚度的計算 4.3.1按剛度計算 其壁厚S按下面公式計算： 式中

31、 S型腔側(cè)壁厚度（mm）R型腔外半徑（mm）r型腔內(nèi)半徑,r=54mmE型腔材料的彈性模量，MPa，E=2.06105MPad型腔許用變形量，=0.03mmP型腔內(nèi)單位平均壓力，p=30MPa泊松比，=0.25代入公式中得：S=15mm【7】4.3.2按強度計算 其壁厚S按下面公式計算 式中 型腔材料的許用應(yīng)力，=156.8MPa代入公式中得：S=14.6mm【7】4.4型腔底板厚度的計算4.4.1按剛度計算其壁厚H按下面公式計算 代入公式中得：H=31.1mm4.4.2按強度計算其壁厚H按下面公式計算 代入公式中得：H=25.5mm【7】第五章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算 注塑模溫對于塑料熔體

32、的沖模流動。固定成型，生產(chǎn)效率以及制品形狀和尺寸精度都有重要影響。若模溫過低，則會影響塑料的流動性，產(chǎn)生較大的流動剪切力，是塑件內(nèi)應(yīng)力較大，還會出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。 5.1加熱系統(tǒng)設(shè)計 由于ABS需要使用較高的模溫，而且塑件的要求在80以上，所以要選用加熱裝置。本模具采用的加熱方式選用為加熱板中插入電熱棒加熱。 由查表得，加熱棒d1=20mm。允許偏差0.12.蓋板直徑14.5mm，槽深3mm，長度200mm。5.2冷卻系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)定平均工作溫度為80，用20常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，出口溫度為40，產(chǎn)量為0.26kg/min。查表得ABS的熱導(dǎo)率為1.055kJ/(mh)。單位質(zhì)量

33、的塑料熔體在凝固時所放出的熱量：kJ/kg式中，是塑料的比熱容kJ/(kg)，是塑料熔體的初始溫度（），是塑件在推出時的溫度（），h是結(jié)晶型塑料的熔化質(zhì)量焓（KJ/kg）；式中，qv是冷卻水體積流量（），W是單位時間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料熔體質(zhì)量（kg/min），是冷卻水的密度（），是水的比熱容kJ/(kg)，是冷卻水出口溫度（），是冷卻水入口溫度（）。由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量非常小，所以可以不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可【7】。第六章 其他結(jié)構(gòu)設(shè)計6.1排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計在塑料熔體填充注射模腔的過程中，模腔內(nèi)除

34、了原有空氣外，還有塑料含有水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣【8】。 塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子，揮發(fā)性氣體，塑料助劑揮發(fā)所產(chǎn)生的氣體，如不將其排出模具外，將會影響制件質(zhì)量，所以在模具中開設(shè)排氣槽。排氣槽可以做成彎曲狀，其截面由細到粗逐漸加大，這樣可以降低塑料熔體從排氣槽溢出時的動能還能降低塑料熔體溢出時的流速以防發(fā)生事故。盡量開在塑料熔體最后才能填充的板腔部位如流道的終端。還應(yīng)盡量設(shè)在分型面上，可以使排氣槽溢出的塑料飛邊隨制品一起脫模。通常開設(shè)的位置，在試模后才能確定下來，主要尺寸為： 排氣槽深度為0.010.03mm； 寬度為1.506.00mm；6.2頂出結(jié)構(gòu)設(shè)計 頂出機構(gòu)的分類：按驅(qū)動

35、方式分類可分為：手動頂出、機動頂出、氣動頂出；按模具結(jié)構(gòu)分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。脫模機構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原則：（1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。（2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位。（3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護。本設(shè)計使用簡單的推桿和推管脫模機構(gòu)，因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便【8】。6.

36、3模架確定6.3.1各模板尺寸確定（1）A板尺寸： A板為定模型腔固定板，模具采用瓣合式模具型腔結(jié)構(gòu)，塑件的高度為60mm，經(jīng)計算塑件不需要采用冷卻系統(tǒng)，直接空冷，考慮到型腔高度為80mm，所以A板的厚度為100mm；（2）B板尺寸： B板為型芯固定板，考慮到模具采用斜導(dǎo)柱抽芯，需要作出避讓孔，故初步?jīng)Q定B板的厚度為80mm；（3）C板尺寸： C板尺寸=推出行程+面針板厚度+底針板厚度+（510）mm =60+25+30+（510）=120125mm 故，初步?jīng)Q定C板取120mm【10】。6.3.2模架型號的選擇 根據(jù)上述計算和脫模形式，和模具型腔布局的中心距和凹模與凸模鑲塊所占的面積，查詢相

37、關(guān)資料，選取簡化型細水口DBI5050型模架。第七章 繪制模具圖紙和編制工藝7.1 圖紙本模具的總裝圖和零件圖見附件。圖14：總裝圖 7.2 工作原理本模具的工作原理：模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的板上，動模固定在注塑機的動模板。合模后，注塑機通過噴嘴將絨料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。注塑完成，模具打開，動模部分隨動模板一起運動漸漸將第一個分型面打開，凝料被拉開流道板外。與此同時在斜導(dǎo)柱的作用下，側(cè)型芯逐漸脫離塑件，做側(cè)向運動。開模到一定距離，限位拉桿起作用，從第二個分型面分型，斜導(dǎo)柱完成側(cè)向抽芯動作，當(dāng)分型面打開到150mm時，動模部分停止運動，在注塑機頂出裝置作用下，推動推桿