塑料膜畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　塑料作為一種可塑性很好的合成高分子材料已廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)、汽車、家電、和玩具產(chǎn)品制造中，塑料模的發(fā)展具有著廣闊的市場空間。本次設(shè)計(jì)的制件為玩具馬主動齒輪，具有重量輕，強(qiáng)度高，易清潔的特點(diǎn)，為大批量生產(chǎn)產(chǎn)品。本文基于塑料成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的工作原理，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造的基本方法，完成了主動齒輪的注射

2、模設(shè)計(jì)。本套模具采用一模四腔、點(diǎn)澆口進(jìn)料的一模兩開三板式結(jié)構(gòu)。同時通過對塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝分析，本文還進(jìn)行了模具分型面、 型腔數(shù)目、 澆口形式的確定，以及脫模機(jī)構(gòu)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，冷卻系統(tǒng)、成型零件等模具主要組成部分的設(shè)計(jì)。并用CAD繪制完整的模具裝配圖和主要零件的零件圖。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 塑料 注射模 主動齒輪</p><p><b>　　Abstract</

3、b></p><p>　　As the synthetic polymer materials with good plasticity, plastic has been widely used in computers, mobile phones, automobiles, home appliances, and toys products manufacturing, which suggests

4、 that the development of plastic mold bears a broad market space. The designed parts of this time are toy horse active gears, with the characteristics of light weight, high strength, easy to clean, as mass production pro

5、ducts. Based on the basic principles of plastic molding, especially the working principl</p><p>　　Key words: plastic; injection mold; active gear</p><p><b>　　目 錄</b></p><

6、p><b>　　1 概述1</b></p><p>　　1.1 全球塑料工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.1.1各國產(chǎn)業(yè)形貌1</p><p>　　1.1.2各國優(yōu)劣勢分析1</p><p>　　1.2 我國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3我國模具設(shè)計(jì)今后的發(fā)

7、展方向3</p><p>　　2 塑料制件的工藝性分析及材料選擇5</p><p>　　2.1成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析5</p><p>　　2.2制件材料的選擇5</p><p>　　3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算7</p><p>　　3.1型腔數(shù)目的配置與確定7</p><p>

8、　　3.2分型面的確定8</p><p>　　3.3注塑機(jī)的選擇8</p><p>　　3.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.4.1主流道的設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.4.2分流道的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.4.3冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.

9、4.4澆口的選擇12</p><p>　　3.4.5澆口的位置13</p><p>　　3.5成型零部件的設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.5.2成型零件的鋼材選用15</p><p>　　3.5.3定模型腔工作尺寸的計(jì)算15</p>&l

10、t;p>　　3.5.4動模型腔尺寸計(jì)算28</p><p>　　3.6凹模的強(qiáng)度和剛度校核18</p><p>　　3.7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.8頂出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.8.1脫模機(jī)構(gòu)的要求21</p><p>　　3.8.2塑件推出形式22</p

11、><p>　　3.8.3定模型腔工作尺寸的計(jì)算推桿布置形式22</p><p>　　3.9冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.10排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.11模架的選擇24</p><p>　　4. 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核26</p><p>　　4.1型腔數(shù)量的校核

12、26</p><p>　　4.1.1利用注塑機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量26</p><p>　　4.1.2按注塑機(jī)最大注射量校核型腔數(shù)量26</p><p>　　4.1.3按注塑機(jī)額定鎖模力校核型腔數(shù)量26</p><p>　　4.2注射壓力的校核27</p><p>　　4.3鎖模力的校核27</p

13、><p>　　4.4最大與最小模厚的校核28</p><p>　　4.5開模行程的校核28</p><p>　　5 模具裝配圖29</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)31</b></p><p><b>　　致 謝32</b></p><p&g

14、t;<b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　概 述</b></p><p>　　1.1 全球塑料模工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　全球主要模具生產(chǎn)國包括亞洲地區(qū)的日本、韓國與中國，以及美洲地區(qū)的美國、歐洲地區(qū)的德國。且各國在模具生產(chǎn)方面有著較大的區(qū)別。</p><p>

15、　　1.1.1 各國產(chǎn)業(yè)形貌</p><p>　?。?）模達(dá)上千人的公司。其它國家的模具業(yè)則多以中小型企業(yè)型態(tài)經(jīng)營。</p><p>　?。?）在產(chǎn)品類別方面。日本與中國偏重生產(chǎn)沖壓模及塑料模，兩者產(chǎn)值合計(jì)比重高達(dá)八成，南韓則以其它模具產(chǎn)值比重最大，占總產(chǎn)值四成七。在應(yīng)用市場方面，日本、韓國、美國與德國以汽車模具為最大宗產(chǎn)品，而我國則以電子通訊產(chǎn)品用模具為主。</p>&l

16、t;p>　?。?）在各國工資方面。根據(jù)美國國貿(mào)局所作模具產(chǎn)業(yè)白皮書的調(diào)查結(jié)果，以德國時薪最高，技術(shù)人員時薪水準(zhǔn)為$12.13~$19.28，設(shè)計(jì)人員則為$16.91~$25.26，日本與美國則介于中間，中國工資最低，技術(shù)人員年薪僅$732~$5,853，設(shè)計(jì)人員僅為$2,927~$5,853 ，若以最高年薪為基準(zhǔn)與德國比較，則僅能雇用德國技術(shù)人員約38天左右，由此可看出先進(jìn)國家與中國中國低廉的工資成本差距如此之大。</p&g

17、t;<p>　?。?) 各國出入超狀況來看。日本、南韓及德國的模具屬強(qiáng)/準(zhǔn)出超品，中國與美國的模具則因國內(nèi)需求市場大，本國廠商無法完整供應(yīng)，須藉進(jìn)口模具以滿足下游市場的產(chǎn)品制造，因此屬強(qiáng)/準(zhǔn)入超品。</p><p>　　1.1.2 各國優(yōu)劣勢分析</p><p>　　(1）在成本方面。中國與韓國因擁有相對低的人力成本優(yōu)勢，故對于模具售價上，往往采取低價營銷打入市場，也因此在

18、全球景氣欠佳的局勢中，成功攫取市場買家的青睞，最明顯的例子就是出口值的漲勢。</p><p>　　(2) 在技術(shù)方面。技術(shù)先進(jìn)國家如日本、美國、德國等，對于高精度與復(fù)合性模具開發(fā)，不論在設(shè)計(jì)能力或制造技術(shù)上，均有領(lǐng)先的地位，同時也擁有訓(xùn)練精良的技術(shù)研發(fā)人才。其中，日本模具廠商在技術(shù)上較重視拋光與研磨加工制程，德國模具廠商則由提高機(jī)械加工與放電加工的精度與效率著手，以降低手工加工的時間。</p>&l

19、t;p>　?。?) 在市場規(guī)模上。不論產(chǎn)值或國內(nèi)需求以日本衰退最為明顯。在營運(yùn)成本上，常面臨高工資、高福利的問題，因此下游產(chǎn)業(yè)或模具廠商逐漸將生產(chǎn)據(jù)點(diǎn)移往鄰近的新興工業(yè)國或技術(shù)后進(jìn)國家，以降低勞工成本，增強(qiáng)價格競爭力，但是這樣的趨勢往往會造成技術(shù)無形中外流的疑慮，使得本身更須投入大筆研發(fā)費(fèi)用，以加速提升加工技術(shù)與高速機(jī)械性能，拉大彼此間的差異。</p><p>　　1.2 我國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p

20、><p>　　我國模具使用已有上千年的歷史，當(dāng)時的模具水平可謂世界最先進(jìn)的技術(shù)水平，但現(xiàn)代與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，已明顯落后。我國于1984年成立了模具協(xié)會，1987年后模具工業(yè)才開始形成規(guī)模。經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前我國已成為模具生產(chǎn)大國，模具工業(yè)水平在世界上的競爭力和影響力正日益增大。</p><p>　　整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，

21、但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 </p><p>　　加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時帶來更多的機(jī)會。由于中國塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯，有些甚至只有國外產(chǎn)品價格的1/5～1/3

22、，加入WTO后，國外同類產(chǎn)品對國內(nèi)沖擊不大，而中國中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同時還促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用。 </p><p>　　2006年，中國塑料模具總產(chǎn)值約300多億元人民幣，其中出口額約58億元人民幣。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，2006年中

23、國共進(jìn)口塑料模具約10億美元，約合83億元人民幣。由此可以得出，除自產(chǎn)自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產(chǎn)模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。進(jìn)口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各種塑殼模具、為通信及辦公設(shè)備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于中國塑料模具價格較低，在國際市

24、場中有較強(qiáng)的競爭力，所以進(jìn)一步擴(kuò)大出口的前景很好，近幾年出口年均增長50%以上就是一個很好的證明。 </p><p>　　從市場情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持20%左右的水平。 </p&g

25、t;<p>　　但是中國塑料模具行業(yè)和國外先進(jìn)水平相比，還存在一些問題。 </p><p>　?。?）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有10年以上的差距。 </p><p>　?。?

26、）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。 </p><p>　?。?）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新

27、和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。 </p><p>　　（4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計(jì)不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正在加速向中國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。 </p><p&

28、gt;　　1.3 我國模具設(shè)計(jì)今后的發(fā)展方向</p><p>　　在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進(jìn)中國模具行業(yè)的快速發(fā)展，有兩方面應(yīng)予以重視： </p><p>　　一是政府相關(guān)政策對促進(jìn)模具工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。從國際上看，各國模具工業(yè)在發(fā)展初

29、期都得到了政府的大力扶持。就中國實(shí)際情況看，應(yīng)降低國內(nèi)不能生產(chǎn)的進(jìn)口精密模具生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)稅、執(zhí)行好國家對部分專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過政策引導(dǎo)作用可加快行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。 </p><p>　　二是隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。展望未來，下列幾

30、方面發(fā)展趨勢預(yù)計(jì)會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。 </p><p>　?。?）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 </p><p>　?。?）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 </p><p>　?。?）為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。 </p><p>

31、　　（4）模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 </p><p>　?。?）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 </p><p>　?。?）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 </p

32、><p>　?。?）各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 </p><p>　?。?）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。 </p><p>　?。?）熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 （10）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 </p><p>　?。?

33、1）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。</p><p>　　“十二五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，國內(nèi)模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革，下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變

34、到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展。 </p><p>　　2塑料制件的工藝性分析及材料選擇</p><p>　　2.1 成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　　圖2.1 玩具馬主動齒輪的三位造型圖和主要尺寸</p><p>　　隨著生活水平的提高，社會對兒童玩具的需求量也越來越大，玩具市場迎來了發(fā)展的春天

35、。塑料玩具占據(jù)著整個玩具市場的大半部分，這也為塑料模的發(fā)展提供了良好的契機(jī)。主動齒輪，作為玩具馬的主要零部件，是玩具馬運(yùn)動不可或缺的一部分，因此，要求大批量生產(chǎn)。示意圖如圖2.1所示。</p><p>　　由于要與從動齒輪配合使用，故要求有一定的配合，不過由于玩具馬對與運(yùn)動過程中的平穩(wěn)性和運(yùn)動精度不是很高，故選用一般精度等級，由于塑料齒輪的特殊性，8級精度已經(jīng)屬于精密齒輪，此處選用10級精度。同時要求有一定的脫模

36、斜度。且制件對表面粗糙度的要求也很低。</p><p>　　該齒輪屬于小模數(shù)齒輪，模數(shù)為0.4，齒數(shù)為53。</p><p>　　2.2 制件材料的選擇</p><p>　　在工作過程中，主動齒輪起著傳遞能量和儲存能量的作用，通過帶動彈簧將人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能儲存起來，再通過齒輪間的相互作用，將能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并傳遞給轉(zhuǎn)軸，帶動玩具馬進(jìn)行運(yùn)動。因此，要求齒

37、輪不僅要有足夠的強(qiáng)度，剛度還要求有一定的抗塑形變形的能力。故其材料選用ABS。</p><p>　　ABS，即苯烯腈—丁二烯—苯乙烯，是由苯烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的，屬于熱塑性塑料。這三種組分的各自特性使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。苯烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性能及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性能和染色性能。</p><p>　　ABS無毒、無味，呈

38、微黃色，密度為1.02～1.05g/cm3，有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不會迅速下降。ABS具有良好的機(jī)械強(qiáng)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。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。</p><p>　　ABS表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。它有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易

39、于成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度約為93℃左右，耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。該塑料流動性中等，溢邊料0.4mm左右，成型收縮較小，比熱較低，在料筒中塑化效率高，在模具中=凝固較大，成型周期較短。</p><p>　　ABS在升溫時粘度增高，成型壓力較高，塑料上脫模斜度宜稍大;ABS易吸水，成型前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，使含水量小于0.3％；易產(chǎn)生熔接痕

40、，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；推出力不易過大，否則成型時或成型后對塑件進(jìn)行機(jī)械加工時塑件表面容易發(fā)白變渾，對于有發(fā)白現(xiàn)象的塑件，需要在熱水中加熱，以消除發(fā)白現(xiàn)象。塑件精度要求高時，模具溫度可控制在50～60℃，要求塑件光澤和耐熱時應(yīng)控制在60～80℃。</p><p>　　目前，ABS在機(jī)械工業(yè)上已廣泛用于制造齒輪、軸承等零件，ABS成型粘度較高，成型壓力較大，脫模斜度應(yīng)稍微大些，且易產(chǎn)生熔接痕

41、，故模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力。</p><p>　　綜上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。</p><p>　　3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、熱流道設(shè)計(jì)、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分

42、型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。</p><p>　　注射模具每一次注射循環(huán)所能形成的塑件個數(shù)是有模具型腔的數(shù)目所決定的。型腔數(shù)目及布置方案和分型面得選擇決定了塑件在模具中的位置。</p><p>　　3.1型腔數(shù)目的確定與配置</p><p>　　對于一個塑件的模具設(shè)計(jì)，首先就應(yīng)該確定型腔的數(shù)目。下表3-1列出了單型腔和多型腔的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。<

43、/p><p>　　表3-1 單型腔和多型腔的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制件是一個塑料齒輪，零件較小，且精度不高，且為大批量生產(chǎn)零件，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性等各方面的因素，本套模具采用一模四腔結(jié)構(gòu)。</p><p>　　確定好型腔數(shù)目后，接下來就要考慮型腔的布置問題，多型腔在摸板上的排列方式通常有圓形排列、H型排列、直線排列及符合排列等，在進(jìn)行型腔的布

44、置時，要注意一下三點(diǎn)：</p><p>　　（1）型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應(yīng)力要求對稱，以防模具承受偏栽而產(chǎn)生溢料</p><p>　?。?）型腔排列宜緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕重量</p><p>　?。?）圓形排列平衡好，加工困難；直線型排列加工容易，但平衡性差；H型排列平衡性好，且加工性尚可，使用廣泛</p><p>　　故本套模具采用H

45、型布置，如題3-1所示</p><p>　　圖3.1 型腔布置圖</p><p>　　3.2 分型面的確定</p><p>　　分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，分型面的選擇好壞對塑件質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制造都有很大的影響。通常遵循以下原則：</p><p>　　A.便于塑件的脫模（盡可能在開模時讓塑件留在動模內(nèi)，這樣便于取出塑件）

46、</p><p><b>　　B.考慮塑件的外觀</b></p><p>　　C.保證塑件的尺寸精度的要求</p><p>　　D．有利于防止溢料和飛邊在塑件的部位</p><p><b>　　F.有利于排氣</b></p><p>　　G.考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響

47、 圖3.2 分型面</p><p>　　H.盡量使成型零件便于加工</p><p>　　分析此塑件決定把分型面放在底面投影面積最大處這樣有利于脫模。如圖3.2所示。 </p><p>　　3.3 注射機(jī)的選擇</p>

48、<p>　　由于臥式注塑機(jī)的注射系統(tǒng)與合模機(jī)構(gòu)的軸線重合并與地面平行，具有機(jī)身較低，加料、維修及操作方便，且制件頂出脫模后可自動脫落，易于實(shí)現(xiàn)自動化或機(jī)械化等優(yōu)點(diǎn)，故首選臥式注塑機(jī)。</p><p>　　根據(jù)塑料制品的體積和質(zhì)量從相關(guān)資料選取型號為國產(chǎn)SZ-25/20系列的臥式注射機(jī)。該注塑機(jī)的各參數(shù)如表3-2所示：</p><p>　　表3-2 注塑機(jī)的各參數(shù)</p>

49、;<p>　　3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。</p><p>　　該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、

50、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。</p><p>　　3.4.1 主流道設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠(yuǎn)”位置的能力。</p><p>　　在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2

51、6;—6°。</p><p><b>　　（1）主流道尺寸</b></p><p>　　根據(jù)所選注塑機(jī)，主流道小端尺寸為</p><p>　　d = 注塑機(jī)噴嘴尺寸+（0.5 - 1）=2.5 + 0.7= 3.2 mm</p><p><b>　　主流道球面半徑為</b></p&g

52、t;<p>　　SR = 噴嘴球面半徑 + （1～3）= 10 + 3 = 13 mm</p><p>　　(2)主流道襯套形式</p><p>　　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、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），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。

53、一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火53 ～ 57 HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線。本設(shè)計(jì)雖然為小型模具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式其零件圖如圖3.3所示</p><p>　　圖 3.3 主流道襯套零件圖</p><p>　?。?）主流道凝料體積</p><p&

54、gt;　?。?）分流道凝料體積</p><p><b>　　（5）零件體積</b></p><p>　　通過零件三維圖，在PROE中計(jì)算可得零件體積為0.6</p><p>　　3.4.2 分流道設(shè)計(jì)</p><p>　　該模具為一模四腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計(jì)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

55、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，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。因此，采用平衡式分流道，分流道的各尺寸如圖3.4所示</p><p>　　圖 3.4 分流道布置形式 圖 3.5 分流道的形狀及尺寸</p><p>　?。?）分流道截面形狀</p><p>　　常用分流道的截面面形狀有圓形、

56、梯形、U字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最小），由于正方形流道凝料脫模困難，實(shí)際使用側(cè)面具有斜度為 5°～10°的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，當(dāng)分型面為平面時，可采用梯形或U字型截面的分流道。</p><p>　　

57、從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用U型截面。</p><p>　　（2）分流道截面尺寸</p><p>　　分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。其截面尺寸如圖3.5所示</p><p>　　(3)分流道表面質(zhì)量</p><p>

58、;　　由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。</p><p>　　3.4.3 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷料穴作用： 貯存冷料， 因兩次注射間隔產(chǎn)生的冷料及熔體

59、流動的前鋒冷料， 防止熔體冷料進(jìn)入型腔。臥式或立式注射機(jī)用模具的冷料穴，一般在主流道正對面的動模 上，直徑宜稍大于主流道大端直徑，以利冷料流入。 </p><p>　　本模具采用采用帶球頭拉料桿的冷料井，這是一種常用的冷料穴。塑件成型后，穴內(nèi)冷料與拉料桿的鉤頭搭接在一起，拉料桿固定在推桿固定 板上。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住穴內(nèi)冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動，將凝料與塑件 一起推出動模。取塑件時須

60、朝鉤頭的側(cè)向稍許移動，即 可將塑件與凝料一起取下。冷料穴及拉桿形狀如圖 3.6所示。</p><p>　　1—澆口套；2—拉料桿；3—動模板</p><p>　　圖 3.6 球頭拉料桿的冷料穴</p><p>　　3.4.4 澆口的選擇</p><p>　　澆口也稱進(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)中尺寸最小的部分，

61、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。 澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的 速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿塑料以后，澆口應(yīng)按要求迅速冷卻封閉，防止還 未冷卻的熔體回流。 澆口的位置、 數(shù)量、 形狀、 尺寸等是否適宜直接影響到產(chǎn)品外觀、 尺寸精度、 物理性能和成型效率。澆口過小：易造成充填不足(短射)、收縮凹陷、熔接痕等 外觀上的缺陷,且成型收縮會增大。澆口過大：澆口周圍產(chǎn)生過剩的殘余應(yīng)力, 導(dǎo)

62、致產(chǎn)品變形或破裂,且澆口的去除加工困難等。</p><p>　　經(jīng)綜合考慮本次設(shè)計(jì)，澆口采用點(diǎn)澆口，它具有如下優(yōu)缺點(diǎn)：點(diǎn)澆口，又叫橄欖形澆口，是一種截面尺寸特別小的圓形截面澆口。其優(yōu)缺點(diǎn)分別如下：</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）點(diǎn)澆口的位置選擇可根據(jù)工藝要求而定，對制品外觀質(zhì)量影響較小。</p>

63、;<p>　?。?）熔體通過截面積很小的澆口時流速增高，摩擦加劇，熔體溫度升高，流動性增加，這樣能獲得外形清晰、表面光澤的塑件。</p><p>　?。?）由于澆口截面積小，開模時澆口可自動拉斷，有利于自動化操作。</p><p>　　（4）由于澆口在拉斷時用力較小，因此，制品在澆口處的殘余應(yīng)力較小。</p><p>　?。?）澆口處熔體凝固較快，可減

64、少模內(nèi)剩余應(yīng)力，又利于制品脫模。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）壓力損失大，對塑件的成型不利，也要求提供較大的注射壓力。</p><p>　　（2）模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般要采用三板式模具（雙分型面模具）.</p><p>　?。?）對于大型塑件，采用一個點(diǎn)澆口易產(chǎn)生翹曲變形，可采用多個

65、澆口同時送料</p><p>　　式中，d為點(diǎn)澆口直徑，mm;為塑件在澆口處的壁厚，mm；A為型腔表面積，。 </p><p>　　取d = 1mm,現(xiàn)加工出0.8-1mm的點(diǎn)澆口，澆口長度為1mm，為防止拉斷澆口凝料時損壞制品表面，在澆口與制品連接處采用高0.5mm、錐角60-90度的錐度過渡。</p><p>　　3.4.5 澆口的位置</p>

66、<p>　　澆口位置的選擇對塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時應(yīng)遵循如下原則：</p><p>　?。?）避免塑件上產(chǎn)生缺陷；</p><p>　　（2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處；</p><p>　　（3）有利于塑料熔體的流動；</p><p>　?。?）的利于型腔的排氣；</p><p>　?。?）考慮

67、塑件受力情況；</p><p>　?。?）增加熔接痕牢度；</p><p>　?。?）流動定向方位對塑件性能的影響；</p><p>　　（8）澆口位置和數(shù)目對塑件變形的影響；</p><p><b>　　（9）校核流動比；</b></p><p>　?。?0） 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。&l

68、t;/p><p>　　此外，在選擇澆口位置和形式時，還應(yīng)考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動凝料少等因素。綜上所述，澆口選者在齒輪軸較短端的軸端處。</p><p>　　3.5 成型零部件的設(shè)計(jì)</p><p>　　成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。</p><p>　　注

69、射模具的成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內(nèi)部尺寸、強(qiáng)度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質(zhì)量和壽命的重要因素。</p><p>　　分析零件可知，本套模具在設(shè)計(jì)的過程中，只有凹模，沒有凸模的設(shè)計(jì)，從選擇的分型面可知，模具型腔可分為定模型腔和動模型腔。</p&g

70、t;<p>　　3.5.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　凹模也稱型腔，是成型塑件外形輪廓的模具零部件，按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩類。</p><p>　　整體式凹模的特點(diǎn)是凹模的結(jié)構(gòu)簡單牢固，強(qiáng)度高，成型的塑件質(zhì)量好。可是對于形狀相對復(fù)雜的凹模，那么它的加工工藝性較差，而且凹模受損后維修也很困難。因此在先進(jìn)的型腔加工機(jī)床尚未應(yīng)用和普遍之前，整體式凹模緊

71、緊適用于小型且形狀簡單的塑件的成型。一般用在形狀簡單的中小型模具上。</p><p>　　組合式凹模不僅是為了機(jī)械加工、拋光、研磨和熱處理的需要，更重要的是這種結(jié)構(gòu)能滿足大型塑件的成型凸凹形的需要。其優(yōu)點(diǎn)就是簡化了復(fù)雜凹模的加工的工藝減少了熱處理的變形，也有利于排氣，便于模具的維修，節(jié)約了成本。</p><p>　　由于制件是一個帶軸的齒輪，且本套模具采用一摸四腔的結(jié)構(gòu)，為減少加工量，本套

72、模具采用組合式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.5.2 成型零件的鋼材選用</p><p>　　對于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點(diǎn)要求：</p><p>　?。?）機(jī)械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。</p><p>　?。?）拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達(dá)到鏡面，Ra≤0.05μm。

73、要求鋼材硬度在HRC35～40為宜。過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應(yīng)均勻致密，極少雜質(zhì)，無疵斑和針點(diǎn)。</p><p>　?。?）耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應(yīng)力作用。一般的高碳合金鋼可經(jīng)熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采用。所選鋼種應(yīng)使注塑模能減少拋光修模次數(shù)，能長期保持型腔的尺寸精度，達(dá)到所計(jì)劃批量生產(chǎn)的使用壽命期限。</p>

74、<p>　?。?）具有耐腐蝕性。對有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。</p><p>　　根據(jù)塑件表面質(zhì)量比較高決定模具表面質(zhì)量更高這一事實(shí)，再依照上述標(biāo)準(zhǔn)，故在設(shè)計(jì)成型零件(凹模)中選用45。</p><p>　　3.5.3 定模型腔工作尺寸的計(jì)算 </p><p>　?。?）齒輪型腔徑向尺寸計(jì)算</p&g

75、t;<p>　　定模主要用來成型零件的齒輪，所以相對較為復(fù)雜，且對于齒輪型腔，目前尚無比較完善的方法，這里按下面所述的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。</p><p>　　經(jīng)測量，制件的模數(shù)為0.4，齒數(shù)為53，精度等級為IT10級</p><p>　　產(chǎn)品設(shè)計(jì)的參數(shù)如下：</p><p><b>　　齒頂圓直徑 ;</b></p>

76、<p><b>　　齒頂圓直徑公差 ;</b></p><p><b>　　分度圓直徑 ;</b></p><p><b>　　分度圓齒厚 </b></p><p><b>　　分度圓齒厚公差 </b></p><p><b>　　齒根

77、圓直徑 </b></p><p><b>　　齒根圓直徑公差 </b></p><p>　　假設(shè)塑料各項(xiàng)收縮均勻，則齒輪型腔各部位的尺寸計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　分度圓直徑：</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p&g

78、t;<p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p><b>　　分度圓齒厚</b></p><p>　　式中 ——型腔齒頂圓制造公差，mm,取</p><p>　　——型腔齒根圓制造公差，mm,取</p><p>　　——型腔分度圓齒厚制造公差，mm,取</p>

79、;<p>　　——塑件品均收縮率，0.0055；</p><p><b>　　——塑料齒輪模數(shù)；</b></p><p>　　齒輪型腔空間是一個齒數(shù)不變，模數(shù)為M的假想齒輪。他的溝槽是型腔的齒形。這個假想齒輪不同于內(nèi)齒輪，也不同于變位齒輪，內(nèi)齒輪的齒頂圓、齒根圓正好與齒輪型腔相反，實(shí)際上塑料齒輪的齒形收縮各個方向不均勻，這就增加了齒輪型腔尺寸計(jì)算的復(fù)雜性

80、。</p><p>　　(2)按平均值計(jì)算方法來計(jì)算齒輪軸的型腔尺寸</p><p><b>　　徑向尺寸的計(jì)算：</b></p><p>　　凹模徑向尺寸的計(jì)算采用平均尺寸法，公式如下：</p><p><b>　　式中 </b></p><p>　　—凹模徑向尺寸（mm）

81、；</p><p>　　—塑件的平均收縮率（ABS收縮率為0.3%～0.8％，平均收縮率為0.55%）；</p><p>　　—塑件徑向公稱尺寸（mm）；</p><p>　　—塑件公差值(mm)（3/4項(xiàng)系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在0.5～0.8之間）由于本產(chǎn)品徑向尺寸較小，該公差可不考慮；</p><p>　　—凹模制造公差（mm）(

82、當(dāng)尺寸小于50mm時δz=1/4Δ；當(dāng)塑件尺寸大于50mm時，=1/5Δ)；</p><p>　　—塑料的最小收縮率（％）。</p><p><b>　　型腔徑向尺寸計(jì)算：</b></p><p><b>　　型腔深度的計(jì)算</b></p><p>　　凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：<

83、/p><p>　　式中—凹模深度尺寸（mm）；</p><p>　　—塑件高度公稱尺寸（mm）；</p><p>　　2/3項(xiàng)，有的資料介紹系數(shù)為0.5；</p><p><b>　　其他符號意義同上。</b></p><p><b>　　計(jì)算可得：</b></p>

84、<p>　　故可畫定型模版型腔的零件圖，如圖3.7所示</p><p>　　圖 3.7 定模版型腔零件圖</p><p>　　3.5.4 動模型腔尺寸計(jì)算</p><p>　　動模板的徑向尺寸與動模板上軸的徑向尺寸相同，故在此只需計(jì)算型腔深度即可。</p><p>　　型腔深度計(jì)算公式同上，即：</p><p&

85、gt;<b>　　帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得</b></p><p>　　根據(jù)尺寸可畫出動模型腔的零件圖，如圖3.8所示</p><p>　　3.6 凹模的強(qiáng)度和剛度校核</p><p>　　塑料凹模在成型過程中受到熔體的壓力作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果凹模側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強(qiáng)度不足而產(chǎn)生塑性變形，甚至壓壞，而如果凹模側(cè)壁和底板厚度過大，則

86、會影響模具的總體結(jié)構(gòu)和浪費(fèi)材料。因此，要通過強(qiáng)度和剛度來確定型腔壁厚和底板厚度。且在使用過程中，強(qiáng)度不足是主要矛盾，設(shè)計(jì)時應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)型腔的尺寸主要通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，故在此只需對個參數(shù)進(jìn)行校核即可。又由于動模型腔與定模型腔相比，其強(qiáng)度較高，所以只需校核定模型腔即可。</p><p>　　圖 3.8 動模型腔零件圖</p><p&g

87、t;　　本次設(shè)計(jì)的凹模型腔可視為圓形的整體式型腔，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，查詢圓形型腔壁厚表格可得本次設(shè)計(jì)的型腔厚度和底板厚度均符合要求。</p><p>　　3.7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動導(dǎo)向。錐面導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的形式：導(dǎo)柱、導(dǎo)套。</p>

88、;<p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用主要有如下3點(diǎn)： </p><p>　　（1）定位：為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔 保持正確的形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?</p><p>　?。?）導(dǎo)向：動定模合模時，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)首先接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，避免凸 ?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，以保證不損壞成型零件。 </p><p>　　

89、（3）承受一定側(cè)壓力：導(dǎo)柱在工作中承受了一定的單向側(cè)壓力，并用于承受推 板和定模型腔板的重荷并保持合模運(yùn)動平穩(wěn)；當(dāng)側(cè)壓力很大時，需要增設(shè)錐面定位裝置。</p><p>　　在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，主要遵循以下6點(diǎn)：</p><p>　?。?）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心距模 具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 </p&g

90、t;<p>　?。?）該模具采用四根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對稱布置。 </p><p>　　（3）該模具導(dǎo)柱安裝在定模固定板上；</p><p>　?。?）為了保證分型面很好的接觸，復(fù)位桿要有一定的斜角。 </p><p>　?。?）合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。 </p><p>　?。?/p>

91、6）動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。</p><p>　　圖 3.9 復(fù)位桿零件圖</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)采用的是點(diǎn)澆口，需要進(jìn)行兩次脫模，故對標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱進(jìn)行了改進(jìn)，結(jié)合上述要求和準(zhǔn)則，并考慮本次設(shè)計(jì)的具體情況，設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，并在此處給出復(fù)位桿的零件圖，如圖3.9所示</p><p>　　3.8 頂出脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p>

92、;<p>　　注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模或型芯上脫出，完 成脫出塑件的裝置為脫模機(jī)構(gòu)，也常稱為推出機(jī)構(gòu)。 脫模機(jī)構(gòu)組成：推出部件、推出導(dǎo)向部件、復(fù)位部件。</p><p>　　3.8.1 脫模機(jī)構(gòu)的要求 </p><p>　　塑件推出是注射成型過程中最后一個環(huán)節(jié)， 推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件 的質(zhì)量，因此對脫模機(jī)構(gòu)有以下要求：</p>

93、<p>　　（1）塑件留于動模 模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開模過程中留在具有脫模裝置的動模上。 若因塑件幾何形狀的關(guān)系，不便留在動模時，應(yīng)考慮對塑件的外形進(jìn)行修改或在模具結(jié)構(gòu) 上采取強(qiáng)制留模措施，若實(shí)在不易處理時，則在定模上設(shè)脫模裝置。 </p><p>　　（2）塑件不變形損壞 必須正確地分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位， 選擇合適的脫模方 式和脫模位置，從而保證塑件在脫模過程中不變形。 由于塑件

94、收縮包緊型芯，因此頂出力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近型芯。且頂出力應(yīng) 施于塑件剛度強(qiáng)度最大的部位，如筋部，凸緣等處，作用面積應(yīng)盡可能大一些。 塑件與型腔的附著力，它與塑料的收縮率、塑件的幾何形狀、模具溫度、冷 卻時間、脫模斜度以及型腔的表面光潔度有關(guān)，應(yīng)綜合上述因素來確定脫模零件 的結(jié)構(gòu)尺寸。 </p><p>　?。?）良好的塑件外觀 頂出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)表面或隱蔽處，以免損傷塑件的外觀。 </p>

95、<p>　　（4）結(jié)構(gòu)可靠 工作可靠、運(yùn)動靈活、制造方便、配換容易。有足夠的剛度、強(qiáng)度和耐磨性。</p><p>　　（5）通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.05～0.1</p><p>　?。?）推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象

96、；</p><p>　　（7）推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50，工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8。</p><p>　　3.8.2 塑件推出形式 </p><p>　　本套模具的設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是頂桿與頂桿孔容易加工，配合精度高，運(yùn)動阻力小、不易卡死及便于更換等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用較高。本套脫模機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式是機(jī)動脫模，靠

97、注射機(jī)的開模動作脫出塑件，開模時塑件先隨動模 一起移動， 到一定位置時， 通過注射機(jī)推動推板及頂桿固定板， 推桿將塑件推出。推桿的零件圖如圖3.9所示</p><p>　　圖3.9 推桿零件圖</p><p>　　3.8.3 推桿布置形式</p><p>　　推桿的布置應(yīng)遵循以下幾個原則：</p><p>　?。?）頂桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的

98、地方；</p><p>　?。?）頂桿應(yīng)均衡布置；</p><p>　　（3）頂桿數(shù)量盡量少；</p><p>　?。?）盡可能不影響外觀；</p><p>　　（5）頂桿應(yīng)設(shè)置在塑件強(qiáng)度剛度較大處；</p><p>　?。?）頂桿應(yīng)有足夠的剛性；</p><p>　　綜上所述，結(jié)合本次設(shè)計(jì)的實(shí)

99、際情況，每個制件用5根頂桿，其布置圖3.10所示：</p><p>　　3.9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模具的溫度是指模具型腔的表面溫度，對于大型塑件是指模具型腔表面多點(diǎn)溫度的平均值。在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的尺寸精度、表觀及內(nèi)在質(zhì)量，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，因此必須采用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對模具的溫度進(jìn)行控制。</p><p>　　

100、一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 200℃左右，而塑件固化后從模具型腔中取 出時其溫度在 60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷 卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。 對于粘性低、流動性好的塑料，因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以采?常 溫 水 對 模 具進(jìn) 行 冷卻 。 ABS 的成型溫度和模具溫度分別為200~270 ℃和40~80℃，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。因?yàn)樗臒崛萘看?，傳?/p>

101、系數(shù)大，成本低， 可在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。 </p><p>　　圖3.10 頂桿的平衡式布局</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： </p><p>　?。?）冷卻水孔應(yīng)盡量多、孔徑應(yīng)盡量大。型腔表面的溫度與冷卻水口的數(shù)量、 孔徑大小有直接的關(guān)系。不均勻的冷卻會使制品表面光澤不一，出模后產(chǎn)生熱變 形。由于模具上各種孔(頂桿孔、型芯孔、鑲塊接縫等)的

102、限制，只能在滿足結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的情況下開設(shè)冷卻水通道。 </p><p>　?。?）冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡量相等。當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水道至 型腔表面的距離最好相等，但當(dāng)塑件壁厚不均勻時，厚的地方冷卻水道至型腔表 面的距離應(yīng)近一些。一般冷卻水孔的孔徑至型腔表面的距離應(yīng)大于 10mm,常用 12~15mm。 </p><p>　?。?）澆口處加強(qiáng)冷卻。一般熔融塑料填充型腔時，澆口附近的溫

103、度最高，距澆 口距離越遠(yuǎn)溫度越低。 因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻， 可在它的附近設(shè)冷卻水的入口， 而在溫度較低的遠(yuǎn)處只需通過經(jīng)熱交換后的溫水即可。 </p><p>　?。?）降低入水與出水的溫差。如果冷卻水道較長，則入水與出水的溫差就較大， 這樣會使模具的溫度分布不均勻，為了避免這個現(xiàn)象，可以通過改變冷卻水道的 排列方式來克服這個缺陷。 </p><p>　?。?）冷卻水道要避免接近熔接痕部位

104、，以免熔接不牢，影響塑件的強(qiáng)度。 </p><p>　?。?）冷卻水道的大小要易于加工和清理。</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況本套模具采用最簡單的外接直流循環(huán)式冷卻回路，其方法是在型腔附近鉆冷卻水孔，用水管接頭和塑料管將模內(nèi)管道連接成單路或多路并行循環(huán)。這種回路結(jié) 構(gòu)簡單、制造方便，但外連接太多，容易碰壞。但能很好的符合本次設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　3.1

105、0 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　型腔內(nèi)氣體的來源，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn) 生的低分子揮發(fā)氣體。塑料熔體向注塑模型腔填充過程中，必須要考慮把這些氣 體順序排出，否則，不僅會引起物料注射壓力過大，使塑件產(chǎn)生氣泡，組織疏松，熔接不良。因此在模具設(shè)計(jì)時，要充分考慮排氣問題。排氣的方式有開設(shè)排氣槽排氣和利用模具零件配合間隙排氣。該套模具屬于小型模具，排氣量很小，可利用模具分型面或零件間配

106、合間隙 自然地排氣，所以不另設(shè)排氣槽。</p><p>　　3.11 模架的選擇</p><p>　　以上計(jì)算完成之后，可根據(jù)計(jì)算結(jié)果選定模架。為了生產(chǎn)需要，選用標(biāo)準(zhǔn)模 架，大大縮短模具制造周期。 由型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選 用模架尺寸為 180mm X 180mm 的標(biāo)準(zhǔn)模架,可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有

107、突出部分； 模具外表面應(yīng)光潔，加除防銹油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、 維修過程中，可以方便的分開兩模板。經(jīng)綜合分析，選用型模架。</p><p>　　(1) 定模固定板（定模座板）（230X180，厚25mm）</p><p>　　主流道襯套固定孔與其為H7/m6過渡配合；</p><p>　　通過定位圈與定模固定板連接；</p><

108、;p>　　定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。</p><p>　　(2) 定模板（180180，厚25mm）</p><p>　　上面的型腔為整體式；</p><p><b>　　有四個型腔孔；</b></p><p>　　其導(dǎo)柱固定孔比導(dǎo)柱大端直徑大2mm。</p><p>　　

109、(3) 動模固定板（230180，厚25mm）</p><p>　　用于固定動模、導(dǎo)套。為了保證凸模或其它零件固定穩(wěn)固，固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230～270HB；</p><p>　　(4) 動模板（180180，厚25mm）</p><p>　　其上的推桿孔與推桿采用H7/m6配合。</p>&l

110、t;p>　　(5) 動模墊板（又稱支承板）（180 180，厚30mm）</p><p>　　墊板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度和硬度。一般采用45鋼，經(jīng)熱處理235HB或50鋼、40Cr、40MnB等調(diào)質(zhì)235HB，或結(jié)構(gòu)鋼Q235～Q275。還起到了支承板的作用，其要承受成型壓力導(dǎo)致的模板

111、彎曲應(yīng)力。</p><p>　　(6) 墊塊（33180，厚60mm）</p><p>　　1) 主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成頂出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。</p><p>　　2) 結(jié)構(gòu)型式：可為平行墊塊、拐角墊塊。（該模具采用平行墊塊）。</p><p>　　3) 墊塊一般用中碳鋼制造

112、，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨鑄鐵等。</p><p>　　4) 墊塊的高度計(jì)算：</p><p>　　h墊塊=h推出距離+h推板+h推桿固定板+Δ=22+15+20+3=60（mm）</p><p>　　式中 Δ—頂出行程的余量，一般為3～10mm，以免頂出板頂?shù)絼幽|板。</p><p>　　5) 模具組裝時，應(yīng)注意左右兩墊

113、塊高度一致，否則由于負(fù)荷不均勻會造成動模板損壞。</p><p>　　(7) 推桿固定板（110 315，厚15mm）</p><p><b>　　主要用來固定推桿。</b></p><p>　　(8) 推板（110 315，厚20mm）</p><p>　　4 注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核</p><p&

114、gt;　　4.1.型腔數(shù)量的校核 </p><p>　　4.1.1 利用注塑機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量</p><p>　　由經(jīng)驗(yàn)公式：（文獻(xiàn)[9]）</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)可得：（文獻(xiàn)[9]）</p><p>　　式中 K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般取 0.75； </p><p>　　M—