畢業(yè)論文---高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計

1、<p>　　高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　塑料模具是模具行業(yè)中十分重要的行業(yè)。我國塑料模具行業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大的提高。注射成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下

2、，塑料模具行業(yè)的發(fā)展水平對一個國家的制造業(yè)有著巨大的影響。做為二十一世紀(jì)的大學(xué)生，并且我們又學(xué)的是模具制造專業(yè)，因此，我們要抓住這次機會，盡可能多的了解和掌握塑料模具設(shè)計方面的知識，為中國塑料模具的發(fā)展貢獻自己的力量。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計是我們在修完所有的課程之后，走向社會之前的一次綜合性設(shè)計。在此次設(shè)計中，主要會用到所學(xué)的注射模設(shè)計，機械制圖以及機械設(shè)計等方面的知識。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對塑料模

3、具有了更深層次的了解，能將自己在課堂上學(xué)到的知識運用到實際中。同時，通過這次設(shè)計，我也學(xué)到了查閱相關(guān)資料的方法和實際工作中遇到的問題的解決方法，這為我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計，我也得到了老師和同學(xué)們的幫助，在此表示感謝！由于實踐經(jīng)驗的缺乏和水平的限制，且時間倉促，在這次設(shè)計過程中出現(xiàn)了一些錯誤，懇請各位老師批評指正。在寫畢業(yè)論文的過程中，我參考了《塑料膜成型模具設(shè)計》、《中國

4、模具設(shè)計大典》、《簡明塑料成型工藝與模具設(shè)計手冊》等有關(guān)教材，引用了其中的公式及圖表。由于我對塑料模具設(shè)計不是很了解，所以在論文中存在一些缺點和錯誤，希望老師多加指正。</p><p><b>　　2 選題背景</b></p><p><b>　　2.1 課題來源</b></p><p>　　課題來源于生產(chǎn)/社會實際。

5、</p><p><b>　　2.2 目的</b></p><p>　　模具行業(yè)的發(fā)展日新月異，塑料模具行業(yè)的發(fā)展對我國制造業(yè)有著重要的影響。作為學(xué)習(xí)模具設(shè)計專業(yè)的大學(xué)生，為了將來能夠更好的從事塑料模具設(shè)計這一行業(yè)，我們應(yīng)當(dāng)能夠了解和掌握塑料模具的一般設(shè)計步驟。進行此課題，我能夠初步地設(shè)計一副塑料模具。為了能夠更好的掌握注塑模具設(shè)計方面的知識，高壓瓶蓋注射模具作為一

6、個技術(shù)含量比較高的課題，值得我們?nèi)パ芯?、設(shè)計。</p><p><b>　　2.3 意義</b></p><p>　　對本課題進行研究、設(shè)計，一方面能夠使我們將自己在課堂上學(xué)到的知識加以運用，將知識掌握得更加牢靠；另一方面能夠讓我們對塑料模具有更多的了解。同時，我們還能夠從這次設(shè)計中學(xué)到在實際工作中解決困難的途徑，為我們撿來的工作奠定了基礎(chǔ)。</p>

7、<p>　　2.4 國內(nèi)的現(xiàn)狀、存在的主要問題及發(fā)展趨勢</p><p>　　2.4.1 國內(nèi)的現(xiàn)狀</p><p>　　80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右[1]。在未來的模具市場中，塑料模在模

8、具總量中的比例還將逐步提高。</p><p>　　我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已經(jīng)能生產(chǎn)48英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[2]；精密塑料模具方面，已經(jīng)能生產(chǎn)相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具[2]。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯

9、脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大的進展；氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。</p><p>　　在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM

10、系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟</p><p>　　件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。</p><p>　　為了提高模具企業(yè)的設(shè)計水平和加工能力，中國模具協(xié)會向全國模具行業(yè)推薦適合模具企業(yè)使用的CAD/CAE/CAM系

11、統(tǒng)。對于國內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用狀況多停留在購買國外先進的CAD/CAM系統(tǒng)和設(shè)備上，但在其上進行的二次開發(fā)較少，資源利用率低。對于國內(nèi)一些中小型模具企業(yè)，則很少應(yīng)用CAD/CAM，有些僅停留在以計算機代替固板繪圖。</p><p>　　2.4.2 存在的主要問題</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)到或接近國際先進水平，但

12、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)與國外先進水平相比尚有較大差距。</p><p>　?。?）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，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目。</p><p>

13、;　?。?）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>　?。?）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

14、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>　　（5）體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。</p><p>　　2.4.3 發(fā)展趨勢</p

15、><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，要抓住機遇，采取措施，在經(jīng)濟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，以促進中國模具行業(yè)的快速發(fā)展，我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向為：</p><p>　　（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計水平及比例。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

16、而發(fā)展的一模多腔所致。</p><p>　?。?）在塑料模具設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。</p><p>　?。?）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)。</p><p>　?。?）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具，以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。</p><p>　?。?）提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件

17、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。</p><p>　?。?）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。</p><p>　　（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)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/C

18、AM的關(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)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。</p><p>　　2.5 國外的現(xiàn)狀、存在的主要問題及發(fā)展趨勢</p><p>　　注塑成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代已經(jīng)開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。80年代初，成功采用有限元法分析三維型腔的流動過

19、程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進</p><p>　　行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量[3]。近十年來，注塑模CAD技術(shù)在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應(yīng)用中不斷改進。國外塑料模具存在的主要問題是；相比較國內(nèi)塑料模具的價格，國外塑料模具的價格要高上很多，因此生產(chǎn)成本也要高很多。</p>&

20、lt;p>　　3 注射成型工藝規(guī)程的編制</p><p>　　3.1 塑件的工藝性分析</p><p>　　3.1.1 塑件的原材料分析</p><p>　　塑件的材料采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料強度高，耐水、耐油性好，介電性能與溫度和頻率無關(guān)，是理想的絕緣材料[4]；從成型性能上看，該塑料具有很好的加

21、工性，成型容易，收縮率較小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性較大，易使成型后制件上產(chǎn)生氣泡，銀絲、斑紋等缺陷，因此應(yīng)注意注塑前對原料的干燥。另外，在成型時應(yīng)采用較高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動性，減小收縮率。</p><p>　　3.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析</p><p><b>　　塑件圖如圖1所示：</b></p>&l

22、t;p><b>　　圖1 塑件圖</b></p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)分析。從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓錐形，在頂部兩側(cè)壁上有2個小孔，其為通孔。因此，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。在其內(nèi)壁上還有2個凸筋，其高度為2.5mm，長度為28.75mm。因此，用推桿或推板不能直接推出塑件，可以采用斜滑塊推出機構(gòu)來推出塑件。該零件屬于中等復(fù)雜程度零件。</p>&

23、lt;p>　?。?）尺寸精度分析。該零件各個尺寸均未注明公差，為了提高經(jīng)濟效益，則按未注明公差尺寸來處理，根據(jù)課本上的表2-1查得ABS材料的適用未注公差等級為MT5級，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證。從塑件的壁厚上來看，兩側(cè)的壁厚為3.75mm，底部的壁厚為2.5mm，壁厚差為1.25mm，較均勻，有利于零件的成型。</p><p>　?。?）表面質(zhì)量分析。該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得

24、有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，因此表面要求比較容易實現(xiàn)。</p><p>　　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。</p><p>　　3.2 計算塑件的體積和重量</p><p>　　計算塑件的體積：用Proe軟件繪制塑件的三維圖形，計算出塑件的體積為126.46cm³，澆注系統(tǒng)的體積為4.83cm

25、³。</p><p>　　計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊可查得ABS的密度為1.02g/cm³~1.20g/cm³,取其平均密度為1.11g/cm³。</p><p>　　故塑件的質(zhì)量為：W=V</p><p>　　=126.46×1.11</p><p><b>　　=140.37

26、g</b></p><p>　　經(jīng)計算塑件的體積和質(zhì)量，根基手冊，采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時所需的壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機為XS-Z-250型。</p><p>　　3.3 塑件注射工藝參數(shù)的確定</p><p>　　查找相關(guān)文獻資料，ABS塑料的成型工藝參數(shù)[4]可作如下選擇。試模時，可根據(jù)實際情況作適當(dāng)調(diào)整。&l

27、t;/p><p>　　注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。</p><p>　　料筒溫度：后段溫度t選用200℃；</p><p>　　中段溫度t選用220℃；</p><p>　　前段溫度t選用240℃；</p><p>　　噴嘴溫度：選用200℃；</p><p>　　注射壓力：選用100MPa（

28、相當(dāng)于注射機表壓35kgf）；</p><p>　　注射時間：選用15s；</p><p>　　保壓壓力：選用72MPa（相當(dāng)于注射機表壓25kgf）；</p><p>　　保壓時間：選用10s；</p><p>　　冷卻時間：選用15s。</p><p>　　3.4 塑料成型設(shè)備參數(shù)</p><

29、p>　　根據(jù)計算及原材料的注射成型參數(shù)確定注塑機為XS-Z-250型[5]，查資料得知其技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　螺桿直徑： φ50mm</p><p>　　注射容量： 250cm³</p><p>　　注射壓力： 147MPa</p><p>　　鎖 模 力：

30、 1800KN</p><p>　　注射速率： 114g/s</p><p>　　塑化能力： 55kg/h</p><p>　　模板行程： 500mm</p><p>　　模具厚度： 200~350mm</p><p>　　噴嘴球半徑： 18mm<

31、/p><p>　　噴嘴孔直徑： φ4mm</p><p>　　定位孔直徑： 100mm</p><p>　　3.4.1 注射量的校核</p><p>　　在一個生產(chǎn)周期內(nèi)，注射機的最大注射量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括澆道及凝料和飛邊），通常注射機的實際注射量最好是注射機最大注射量的80%，所以選用的注射機最大注射量應(yīng)滿足：

32、</p><p>　　式中 —注射機的注射量（cm³），取=250 cm³；</p><p>　　—塑件的體積（cm³），取=126.83 cm³；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)的體積（cm³），取=4.83 cm³。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：&

33、lt;/b></p><p><b>　　cm³</b></p><p><b>　　cm³</b></p><p>　　200＞131.66</p><p>　　所以注射量符合要求。</p><p>　　3.4.2 注射壓力的校核</p&g

34、t;<p>　　注射機的額定注射壓力即為它的最高壓力，應(yīng)該大于注射機注射成型所需調(diào)用的注射壓力,即</p><p>　　注射機的額定注射壓力為147Mpa，ABS注射成型所需的注射壓力為100 Mpa，所以注射壓力符合要求。</p><p>　　3.4.3 鎖模力的校核</p><p>　　在注射成型時，為了防止模具分型面被注射壓力頂開，必須對模具施

35、加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此注射機的額定鎖模力必須大于注射壓力，即：</p><p>　　式中 —注射機的額定鎖模力（N），取=1800 N；</p><p>　　—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（cm²），取=13523.84</p><p><b>　　mm²；</b></p>

36、<p>　　—模具型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（MPa），取=50 Mpa；</p><p>　　—安全系數(shù)，通常取1.1 ~1.2。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：</b></p><p>　　³ N=777.62×10³ N</p><p>　　1800＞777

37、.62×10³</p><p>　　所以鎖模力符合要求。</p><p>　　4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道的布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容。</p><p>　　4.

38、1 分型面的選擇</p><p>　　模具設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它是決定模具結(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的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵。</p><p>　　選擇模具分型面時，首先應(yīng)該選擇塑件斷面輪廓最大的地方做為分型面。此外，還應(yīng)考慮以下幾項基本原則[6]：</p>

39、<p>　?。?）盡量使塑件在開模后留在動模；</p><p>　?。?）應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位；</p><p>　?。?）應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯；</p><p>　?。?）盡量保證塑件外觀質(zhì)量要求；</p><p>　?。?）應(yīng)確保塑件的位置及尺寸精度；</p><p>　?。?）盡量使成型零

40、件便于加工，且有利于模具制造；</p><p>　　（7）應(yīng)有利于防止溢料并考慮飛邊在塑件上的部位；</p><p>　?。?）應(yīng)有利于排氣；</p><p>　　（9）考慮對塑件造成的脫模阻力大??；</p><p>　?。?0）考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響。</p><p>　　該塑件為高壓瓶蓋，表面質(zhì)量無特殊要求，

41、其分型面選擇如下圖所示：</p><p><b>　　圖2 方案一</b></p><p>　　如圖2所示的方案一，取A-A為分型面，有利于塑件的脫模，由于塑件本身就有一定的斜度，所以脫模斜度對塑件沒有影響，并且有利于側(cè)面的分型和抽芯。</p><p><b>　　圖3 方案二</b></p><p

42、>　　如圖3所示的方案二，取A-A為分型面，則塑件內(nèi)壁處的凸筋無法抽芯，且澆口的位置很難確定，側(cè)向抽芯機構(gòu)很復(fù)雜，需要很大的抽芯距，增加了模具設(shè)計的難度。</p><p>　　從以上兩個分型面的比較可以看出，方案一比較合理，有利于模具成型。</p><p>　　4.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式</p><p>　　注射模的型腔數(shù)量與注射機的塑化能力、最大注射

43、量及合模力等參數(shù)有關(guān)，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因素的影響。由上述參數(shù)和因素，可按下列方法確定型腔的數(shù)量。</p><p>　　4.2.1 按注射機的塑化能力確定型腔的數(shù)量</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —型腔的數(shù)量；</p><p>　　—注射機最大注射量的利用系數(shù)，一

44、般取0.8；</p><p>　　—注射機的額定塑化量（g/h或cm³/h）,取=55×10³g/h;</p><p>　　—成型周期（s）,取=40s；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)和飛邊所需的質(zhì)量或體積（g或cm³），取=5.36g</p><p>　　—單個塑件的質(zhì)量或體積（g或cm³

45、），取=140.37g</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：</b></p><p>　　4.2.2 按注射機的最大注射量確定型腔的數(shù)量</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —型腔的數(shù)量；</p><p>　　—注射機允許的最

46、大注射量（g或cm³），取=250cm³；</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：</b></p><p>　　根據(jù)以上兩種計算方式，可以看出模具型腔的數(shù)量必須取，中的較小值，由于型腔的數(shù)目只能是整數(shù)，所以最終確定型腔的數(shù)目為一腔。</p><p>　　由于型腔的數(shù)目為一腔，所以這里就不需要再確定型腔的排列方式了。&

47、lt;/p><p>　　4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。澆注系統(tǒng)是注塑模設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件的質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度）都有著直接的影響，設(shè)計時必須按如下原則[7]：</p><p>　?。?）型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。</p>

48、<p>　　（2）型腔和澆口的排列要盡可能的減少模具外形尺寸。</p><p>　　（3）系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）；盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。</p><p>　　（4）分流道盡可能平衡布置，使塑料熔體能在同一時間內(nèi)到達(dá)型腔的深處及角落。</p><p>　　（5）在滿

49、足型腔能夠充滿的前提下，澆注系統(tǒng)的容積盡量小，以減少塑料的耗量。</p><p>　?。?）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊型芯，防止型芯變形。澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。</p><p>　　4.3.1 主流道的設(shè)計</p><p>　　主流道的形狀如圖4所示：</p><p><b>　　圖4 主流道</b><

50、;/p><p>　　XS-ZY-250型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸如下：</p><p>　　噴嘴前端孔徑：=φ4mm；</p><p>　　噴嘴前端球面半徑：=18mm；</p><p>　　為便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角α=2°~4°，對流動性較差的塑料可取α=3°~6°，由于ABS

51、塑料的流動性為中性，故取其錐度為α=3°，內(nèi)壁表面的粗糙度為Ra=0.4µm。</p><p>　　為防止主流道與噴嘴處溢料。主流道與注射機噴嘴應(yīng)緊密對接，主流道對接處應(yīng)制成半球形的凹坑，則有：</p><p>　　R=R+(1~2)mm</p><p>　　D=d+(0.5~1)mm</p><p>　　取主流道球面半徑

52、R=20mm；</p><p>　　取主流道的小端直徑d=φ5mm；</p><p>　　凹坑的深度為h=5mm。</p><p>　　為減小料流轉(zhuǎn)向時的阻力，主流道呈圓角過渡，其圓角半徑為r=3mm。在保證塑料良好成型的前提下，主流道長度L應(yīng)盡量短，以減少凝料，降低壓力損失。</p><p>　　4.3.2 分流道的設(shè)計</p>

53、;<p>　　由于該模具為單腔模具，且塑件的投影面積較大，深度較大，且外形基本上為圓形，熔料可以直接通過主流道進入型腔，不需要再設(shè)分流道。</p><p>　　4.3.3 澆口的設(shè)計</p><p>　　澆口又稱進料口，是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道（直接澆口除外），是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其主要作用為：</p><p>　　（1）型腔充滿后，熔體

54、在澆口處首先凝結(jié)，可以防止熔體倒流。</p><p>　　（2）易于在澆口處切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03~0.09，澆口的長度約為0.5mm~2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步糾正。</p><p>　　當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小

55、會使壓力損失大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量[7]。</p><p>　　澆口位置的選擇應(yīng)遵循下列原則：</p><p>　　（1）澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。</p><p>　　（2）澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補縮。</p><p>　?。?）澆口位置的選擇要避免塑件變形。</p><p>　

56、?。?）澆口位置的設(shè)計應(yīng)減少或避免生成熔接痕。</p><p>　?。?）澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型芯。</p><p>　　澆口的形式和位置如下所示：</p><p><b>　　圖5 點澆口</b></p><p>　　如圖5所示為點澆口，采用點澆口的優(yōu)點是：</p><p>　?。?）因

57、點澆口截面積小，熔料通過時有很高的剪切速率和摩擦，從而產(chǎn)生熱量，提高熔料溫度，同時降低了黏度，利于流動，使塑件外觀清晰，表面光潔。</p><p>　　（2）因點澆口在開模時即被拉斷，澆口痕跡呈不明顯圓點痕，故點澆口可開在塑件的任何位置而不影響外觀。</p><p>　　（3）點澆口一般開在塑件的頂部，注射流程短，拐角小，排氣好，易于成型。</p><p>　　但是

58、，采用點澆口時，為了能夠取出澆注系統(tǒng)的冷凝料，模具必須使用雙分型面的結(jié)構(gòu)或單分型面熱流道結(jié)構(gòu)，費用較高，并且點澆口不適合用于厚壁或壁厚不均勻的塑件成型。由于該塑件的壁厚為3.75mm，采用雙分型面結(jié)構(gòu)加大了模具設(shè)計的困難，使得生產(chǎn)成本增高，所以該模具不適合采用點澆口。</p><p><b>　　圖6 輪輻式澆口</b></p><p>　　如圖6所示為輪輻式澆口，

59、采用輪輻式澆口的優(yōu)點是：</p><p>　?。?）進料均勻，澆口小，易除去澆口凝料且減小了塑料用量。</p><p>　?。?）消除了塑件在脫模時內(nèi)部形成真空，脫模困難的問題。</p><p>　　但是，采用輪輻式澆口時，增加了接縫線，會產(chǎn)生熔接痕，對塑件的強度有影響。所以該模具不適合采用輪輻式澆口。</p><p><b>　　

60、圖7 直接澆口</b></p><p>　　如圖7所示為直接澆口，采用直接澆口的優(yōu)點是：</p><p>　?。?）澆口截面較大，流程較短，流動阻力小，適用于深腔，壁厚，流動性差的殼類塑件。</p><p>　?。?）模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于加工，流程短，壓力損失小。</p><p>　?。?）保壓補縮作用強，易于完全成型。<

61、;/p><p>　?。?）有利于排氣及消除熔接痕。</p><p>　　由于該塑件的壁厚為3.75mm，并且該模具為單腔模具，所以采用直接澆口合適。</p><p>　　4.3.4 冷料井和拉料桿的設(shè)計</p><p>　　冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件的質(zhì)量，

62、開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑，長度一般取主流道直徑的1.5~2倍[8]?；诒敬卧O(shè)計的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，其配合如圖8所示。這類冷料井的底部有一個拉料桿，拉料桿裝于推桿固定板上。開模時，拉料桿通過鉤頭拉住井內(nèi)的冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機構(gòu)運動，將凝料與塑件一起推出動模。本次設(shè)計的拉料桿為球頭型拉料桿。其形狀如圖9所示：</p><p>　　圖8 冷

63、料井與拉料桿的配合</p><p><b>　　圖9 拉料桿</b></p><p>　　4.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　注射模的排氣是設(shè)計中不可忽視的一個問題，特別是快速注射成型工藝對注射模排氣的要求更加嚴(yán)格。</p><p>　　注射模內(nèi)的氣體有以下幾個來源：</p><p>

64、　?。?）進料系統(tǒng)和型腔中存有的空氣；</p><p>　　（2）塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣；</p><p>　?。?）由于注射溫度過高，塑料分解所產(chǎn)生的氣體；</p><p>　　（4）塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。</p><p>　　當(dāng)塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔中的氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生

65、的氣體不能被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填料等缺陷；另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生的高溫會導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，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)計時必須考慮排氣問題[9]。</p><p>　　注射模成型時排氣通常以如下幾種方式進行：</p><p>　?。?）利用配合間隙排氣；</p><p>　　（2）在分型

66、面上開設(shè)排氣槽排氣；</p><p>　?。?）利用排氣塞排氣；</p><p><b>　?。?）強制排氣。</b></p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點和型芯、型腔以及模具的結(jié)構(gòu)，本副模具因為型芯和型腔均是采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，可以利用配合間隙排氣。另外，由于該模具還設(shè)有拉料桿，氣體也可以通過拉料桿和型芯之間的間隙排出。同時，氣體還可以通過分型

67、面和側(cè)型芯的間隙排出。所以該模具不需要再設(shè)排氣槽，減少了模具設(shè)計的難度。</p><p>　　4.5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　4.5.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　本次模具設(shè)計中采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮到塑件的結(jié)構(gòu)特點，以及加工的難易程度和材料的利用價值等因素，凹模采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖10所示：</p><

68、;p><b>　　圖10 凹模</b></p><p>　　圖中件2為左滑塊，其上3用于安放左斜導(dǎo)柱，4用于安放左側(cè)型芯。5用于安放上型芯，6用于安放下型芯。圖中件9為右滑塊，其上10用于安放右斜導(dǎo)柱，11用于安放右側(cè)型芯。8為塑件把手處的型芯。</p><p>　　4.5.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　型芯主要是與凹模相結(jié)合

69、構(gòu)成模具的型腔。型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖11所示：</p><p><b>　　圖11 型芯</b></p><p>　　4.6 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　合模導(dǎo)向機構(gòu)是塑料模具設(shè)計中必不可少的部分，導(dǎo)向機構(gòu)是保證動模和定模合模時，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。導(dǎo)柱導(dǎo)向在注射模中應(yīng)用最普遍，主要零

70、件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套，分別安裝在動、定模的兩半部分。</p><p>　　導(dǎo)向機構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定的側(cè)壓力。</p><p>　　定位作用：模具閉合后，保證動定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。</p><p>　　導(dǎo)向作用：合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進入型腔造

71、成成型零件損壞。</p><p>　　承受一定的側(cè)壓力：塑料熔體在充型的過程中可能產(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)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)，需增設(shè)錐面定位作用[10]。</p><p>　　4.6.1 導(dǎo)柱設(shè)計</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出8mm~12mm，以免

72、出現(xiàn)導(dǎo)柱未進入導(dǎo)套，而型芯先進入型腔的情況。</p><p>　　導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利的進入導(dǎo)套。由于半球形加工困難，所以導(dǎo)柱前端采用錐臺形的形式。</p><p>　　導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此導(dǎo)柱采用T8A鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度值為Ra=0.8µm，導(dǎo)向部分的表面粗糙度值為Ra=0.

73、4µm~0.8µm。</p><p>　　導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合[11]。</p><p>　　導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)圖如圖12所示：</p><p><b>　　圖12 導(dǎo)柱</b></p><p>　　4.6.2 導(dǎo)套設(shè)計</p>

74、<p>　　為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔要做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。</p><p>　　導(dǎo)套的材料與導(dǎo)柱相同，也為T8A，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?lt;/p><p>　　本副模具采用直導(dǎo)套，直導(dǎo)套用H7/r6過盈配合鑲?cè)肽０濉?lt;/p><p>　　直導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)圖如圖13所示：</p

75、><p><b>　　圖13 直導(dǎo)套</b></p><p>　　4.7 推出機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　成型結(jié)束后，模具打開，需要把塑件從型腔中推出，因此，推出機構(gòu)是必不可少的。在設(shè)計推出機構(gòu)時，須遵循以下原則[12]：</p><p>　?。?）推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計在動模的一側(cè)；</p><p&g

76、t;　?。?）推出機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)保證塑件不應(yīng)推出而變形損壞；</p><p>　?。?）推出機構(gòu)簡單，運動準(zhǔn)確、靈活、可靠；</p><p>　?。?）選擇合適的脫模方式和恰當(dāng)?shù)耐瞥鑫恢茫顾芗椒€(wěn)脫出，保證塑件不變形，不影響塑件外觀。</p><p>　　（5）合模時能夠準(zhǔn)確復(fù)位。</p><p>　　考慮到該塑件的內(nèi)壁上有兩個凸筋，僅靠推桿

77、直接推是不可能把塑件推出去的，所以還必須加上其它的方式。本副模具采用推桿和斜滑塊配合的方式推出塑件。</p><p>　　4.7.1 脫模力的計算</p><p>　　注射成型后，塑件在模具中冷卻定型，由于體積收縮，會對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件必須克服摩擦阻力和大氣壓力才能從模具中脫出。</p><p>　　脫模力的計算公式如下：</p><p&g

78、t;<b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —脫模力（N）；</p><p>　　—垂直抽芯方向型芯的投影面積（mm²），取=1633.78mm²；</p><p>　　—塑料的拉伸彈性模量（Mpa），取=1.94Mpa；</p><p>　　—塑料的平均成型收縮率（%），取=0.5

79、%；</p><p>　　—塑件的壁厚（mm），取=3.75mm；</p><p>　　—模具型芯的脫模斜度（°），取=1°；</p><p>　　—塑料的泊松比，取=0.30；</p><p>　　—塑件與型芯間的靜摩擦因數(shù)，取=0.15；</p><p>　　—塑件對型芯的包容長度（mm）,取=

80、28.75mm。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　4.7.2 推桿尺寸的計算及機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　為了能夠更好的與斜滑塊配合，方便塑件的整體脫模及不對塑件損壞，所以推桿的數(shù)量為4根，其在支撐板上的分布如圖

81、14所示：</p><p>　　圖14 推桿分布圖</p><p>　　（1）推桿受力的計算</p><p>　　每一根推桿的平均受力，計算公式如下：</p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　式中 —脫模力（N）；</p><p><b&

82、gt;　　—推桿的數(shù)目；</b></p><p>　　—每根桿所受的力（N）。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　?。?）推桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　推桿的直徑計算公式如下：&

83、lt;/p><p><b>　　（5）</b></p><p>　　式中 —推桿的直徑（mm）；</p><p>　　—推桿的長度（mm），取=100mm。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：</b></p><p><b>　　mm</b>

84、</p><p>　　由于推桿是標(biāo)準(zhǔn)件，故其直徑可取為Ø8mm，推桿的材料為T8A（GB/T 1298-1986），推桿與推桿孔的配合一般為H8/f8或H9/f9。推桿的結(jié)構(gòu)圖如圖15所示：</p><p><b>　　圖15 推桿</b></p><p>　　4.7.3 復(fù)位機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　

85、本設(shè)計采用復(fù)位桿復(fù)位，用4根復(fù)位桿。復(fù)位桿的材料為T8A，直徑為Ø12mm，其結(jié)構(gòu)圖如圖16所示：</p><p><b>　　圖16 復(fù)位桿</b></p><p>　　4.8 側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　該塑件側(cè)壁上有兩個小孔，把手處還有一個長孔，另外，塑件內(nèi)壁上還有兩個凸筋，它們阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型

86、側(cè)壁上的小孔、把手處長孔的零件和內(nèi)壁處的凸筋必須做成活動的型芯，在塑件推出前先將活動型芯抽出，然后再從模腔中脫出塑件。完成側(cè)型芯抽出和復(fù)位動作的機構(gòu)叫側(cè)向抽芯機構(gòu)。</p><p>　　4.8.1 抽芯機構(gòu)的選擇</p><p>　　側(cè)向分型的抽芯機構(gòu)按動力來源可分為手動、氣動、液壓和機動四種[13]。</p><p>　?。?）手動抽芯。手動抽芯是在推出塑件前或

87、脫模后用手工方法將活動型芯取出。手動抽芯機構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)簡單，但生產(chǎn)效率低、勞動強度大、抽拔力有限，僅在特殊場合使用，因此本次設(shè)計中不采用。</p><p>　?。?）液壓或氣動抽芯。液壓或氣動抽芯是指側(cè)向分型的活動型芯可由液壓傳動或氣壓傳動的機構(gòu)抽出。由于一般注射機沒有抽芯油缸或氣缸，需另行設(shè)計液壓或氣動傳動機構(gòu)及抽芯系統(tǒng)，增大了模具設(shè)計的困難，因此本次設(shè)計中也不采用。</p><p>　

88、　（3）機動抽芯。機動側(cè)向分型與抽芯是利用注射機的開模力，通過傳動機構(gòu)改變運動方向，將側(cè)向活動的型芯抽出。機動抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是抽芯不需要人工操作、抽拔力較大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率高、容易實現(xiàn)全自動操作、無需另外添置設(shè)備等優(yōu)點，在生產(chǎn)中被廣泛采用。因此本次設(shè)計將采用機動抽芯機構(gòu)。</p><p>　　4.8.2 塑件左側(cè)小孔的抽芯</p><p>　　側(cè)壁上的小孔和長孔的抽

89、芯設(shè)計采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)。斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機構(gòu)是應(yīng)用最廣的分型機構(gòu)，它借助開模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。左側(cè)小孔的抽芯結(jié)構(gòu)如圖17所示：</p><p>　　圖17 左側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)</p><p>　　滑塊裝在導(dǎo)槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與定模板采用H7/m6的配合，與滑塊上對應(yīng)的孔采用留有一定間隙的配合。開模時，斜導(dǎo)柱

90、與滑塊發(fā)生相對運動，斜導(dǎo)柱對滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力。迫使滑塊完成抽芯機構(gòu)。</p><p>　　開模后，滑塊必須停留在一定的位置上，否則閉模時斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地進入滑塊，為此必須設(shè)置滑塊定位裝置。圖中的限位擋釘和彈簧的作用是完成抽拔動作后對滑塊起定位作用，使它停留在與斜導(dǎo)柱脫離的位置上，以便合模時斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確進入斜孔，驅(qū)動其復(fù)位。楔緊塊的作用是在閉模時鎖緊滑塊，以免注塑時滑塊因受到塑料的壓力而產(chǎn)生位移。</p&g

91、t;<p>　　4.8.3 塑件右側(cè)小孔的抽芯</p><p>　　塑件右側(cè)的小孔和把手處的長孔的抽芯機構(gòu)如圖18所示：</p><p>　　圖18 右側(cè)抽芯機構(gòu)</p><p>　　把手處地型芯通過螺釘與滑塊連在一起，隨著滑塊一起運動。由于右側(cè)的滑塊運動距離比較大，所以右側(cè)的定位裝置與左側(cè)的不同。該定位裝置依靠螺釘和壓緊彈簧使滑塊退出后緊靠在限位

92、擋板上定位。</p><p>　　4.8.4 凸筋處的抽芯機構(gòu)</p><p>　　斜滑塊抽芯機構(gòu)適用于塑件側(cè)孔或側(cè)凹較淺，所需抽芯距不大但成型面積較大的場合，所以塑件內(nèi)壁凸筋處的抽芯可以用斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)。斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、動作可靠，應(yīng)用廣泛[14]。</p><p>　　本次設(shè)計采用滑塊導(dǎo)滑斜滑塊側(cè)向抽芯機構(gòu)，凸筋處的斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)如圖19

93、所示：</p><p>　　圖19 斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)</p><p>　　開模時，推桿推動斜滑塊，斜滑塊在導(dǎo)滑塊的導(dǎo)滑作用下，沿著型芯的斜面向上運動，從而完成對塑件內(nèi)壁處凸筋的抽芯，同時也推出了塑件。為了防止斜滑塊沿著型芯的斜面運動距離過大，所以導(dǎo)滑槽的長度并沒有到達(dá)型芯頂端處，而是有一定的長度限制。</p><p>　　4.8.5 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p

94、><p>　　斜導(dǎo)柱的斷面形狀為圓柱形，斜導(dǎo)柱的端部做成錐形，錐體角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，避免斜導(dǎo)柱有效工作長度部分脫離滑塊斜孔之后，錐體仍有驅(qū)動作用。斜導(dǎo)柱采用T8A號鋼，熱處理硬度在55HRC以上，表面粗糙度Ra不大于0.8µm。斜導(dǎo)柱與其固定板采用H7/m6的配合，與滑塊斜孔之間留有0.5 ~1mm的間隙，此間隙使滑塊運動滯后于開模運動，且使分型面處打開一縫隙，使塑件在活動型芯未抽出前獲得松動，然后再

95、驅(qū)動滑塊抽芯。</p><p>　　斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如圖20所示：</p><p><b>　　圖20 斜導(dǎo)柱</b></p><p><b>　　4.8.6 滑塊</b></p><p>　　滑塊上裝有側(cè)型芯，在斜導(dǎo)柱的驅(qū)動下，實現(xiàn)側(cè)抽芯，滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)中的重要零部件。</p>

96、<p>　　滑塊與型芯有整體式和組合式兩種。整體式適于形狀簡單易于加工的場合；組合式的特點是加工、維修和更換方便，能節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，故被廣泛采用。本次設(shè)計采用的是組合式滑塊，滑塊與側(cè)型芯用銷釘連接，如圖21所示：</p><p><b>　　圖21 滑塊</b></p><p>　　滑塊采用45號鋼，淬硬度在40HRC以上，成型部位采用局部熱處理達(dá)到硬度要

97、求。側(cè)型芯采用Cr12鋼制造，硬度在50HRC以上。</p><p>　　4.8.7 滑塊的導(dǎo)槽</p><p>　　滑塊的導(dǎo)槽與滑塊的配合要求運動平穩(wěn)，不宜過分松動，亦不宜過緊，兩者之間上下、左右各有一對平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有間隙。</p><p>　　滑塊的導(dǎo)槽部分應(yīng)有足夠的長度，避免運動中產(chǎn)生歪斜，一般導(dǎo)槽部分長度應(yīng)大于滑塊寬度的2/3。導(dǎo)

98、滑槽應(yīng)有足夠的耐磨性，由T8A鋼制造，硬度在50HRC以上?；瑝K的導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)如圖22所示：</p><p><b>　　圖22 導(dǎo)滑槽</b></p><p>　　4.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　在塑件成型過程中，模具的溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件的質(zhì)量，而模具的溫度高低又取決于塑料的結(jié)晶性、塑件尺

99、寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度、注射壓力）等[15]。模具溫度調(diào)節(jié)的基本原則如下：</p><p>　?。?）對于黏度低、流動性好的塑料，可采用常溫水進行冷卻，并通過調(diào)節(jié)水的流量大小控制模具溫度。</p><p>　　（2）對于粘度高、流動性差的塑料，常需要對模具加熱。</p><p>　?。?）對于黏流溫度或熔點不太高的塑料，一般采用常溫水

100、或冷凍水對模具進</p><p>　　行冷卻。有時也采用加熱措施對模具的溫度進行控制。</p><p>　?。?）對于黏流溫度或熔點高的塑料，可采用溫水控制溫度。</p><p>　　（5）對于流程很長、壁厚又較厚的塑件，或者是黏流溫度或熔點雖然不高、但成型面積很大的塑件，可對模具采取適當(dāng)?shù)募訜岽胧?lt;/p><p>　?。?）對于小型薄壁零

101、件，當(dāng)成型工藝要求的模溫不太高時，可依靠自然空氣冷卻。</p><p>　　4.9.1 加熱系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　由于該塑件的材料是ABS，且ABS要求的模溫較低，所以本模具不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，只設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可。</p><p>　　4.9.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　ABS塑料的模溫要求較低，由于模具不斷地被注入

102、的熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具本身自然散熱不能使模具保持較低的溫度，因此，必須加設(shè)冷卻裝置[16]。模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則如下：</p><p>　　（1）在保證模具材料有足夠機械強度的前提下，冷卻水道盡可能開設(shè)在靠近型腔或型芯表面的位置。</p><p>　?。?）冷卻水道的直徑優(yōu)先采用8mm以上的，且各個水道的直徑應(yīng)盡量相同，避免因水道直徑不同造成冷卻液流速不均。</p>

103、;<p>　?。?）防漏水，特別不能滲透到成型區(qū)域，當(dāng)水道必須通過鑲件、模板接縫時，必須密封。</p><p>　?。?）進出水口應(yīng)設(shè)在不影響操作的方位，通常設(shè)在注射機操作位置的對面或模具下方。</p><p>　?。?）在模具總體設(shè)計過程中應(yīng)給冷卻水道留出足夠的空間。</p><p>　　而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各處連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。<

104、;/p><p>　　5 模具零件的計算</p><p>　　本次設(shè)計計算模具成型零件的工作尺寸時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。</p><p>　　查資料得ABS材料的收縮率為0.3%~0.7%，故平均收縮率為0.5%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Δ/3，塑件未標(biāo)注公差尺寸采用MT5。</p><p

105、>　　5.1 型腔工作尺寸的計算</p><p>　　5.1.1 型腔徑向尺寸計算</p><p>　　型腔徑向平均尺寸計算公式如下：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —模具型腔徑向尺寸（mm）；</p><p>　　—塑件徑向公稱尺寸（mm）；

106、</p><p>　　—平均收縮率（%），取=0.5%；</p><p>　　—系數(shù)，取=0.75；</p><p>　　—塑件公差值（mm）；</p><p>　　—成型零件制造公差（mm），取=/3。</p><p>　?。?）對于30.73mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=30.73，成型零件制造公差為=/3=0.2

107、8/3=0.093。</p><p>　?。?）對于29.27mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=29.27，成型零件制造公差為=/3=0.25/3=0.083。</p><p>　?。?）對于21.08mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=21.08，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　?。?）對于116mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=116，

108、成型零件制造公差為=/3=0.57/3=0.19。</p><p>　?。?）對于133.5mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=133.5，,成型零件制造公差為=/3=0.64/3=0.213。</p><p>　　5.1.2 型腔深度尺寸計算</p><p>　　型腔深度平均尺寸計算公式如下：</p><p><b>　　(7)<

109、;/b></p><p>　　式中 —模具型腔深度尺寸（mm）；</p><p>　　—塑件深度公稱尺寸（mm）。</p><p>　　（1）對于48mm的尺寸，其深度公稱尺寸為=48，成型零件制造公差為=/3=0.32/3=0.107。</p><p>　?。?）對于29mm的尺寸，其深度公稱尺寸為=29，成型零件制造公差為=/3

110、=0.25/3=0.083。</p><p>　　（3）對于20mm的尺寸，其深度公稱尺寸為=20，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　　5.2 型芯工作尺寸計算</p><p>　　5.2.1 型芯徑向尺寸計算</p><p>　　型芯徑向平均尺寸計算公式如下：</p><p>

111、;<b>　　（8）</b></p><p>　?。?）對于126mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=126，成型零件制造公差為=/3=0.64/3=0.213。</p><p>　?。?）對于42.5mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=42.5，成型零件制造公差為=/3=0.32/3=0.107。</p><p>　　（3）對于65mm的尺寸，其徑向公稱

112、尺寸為=65，成型零件制造公差為=/3=0.37/3=0.123。</p><p>　?。?）對于35mm的尺寸,其徑向公稱尺寸為=35，成型零件制造公差為=/3=0.28/3=0.093。</p><p>　　（5）對于57.5mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=57.5，成型零件制造公差為=/3=0.37/3=0.123。</p><p>　?。?）對于26.79mm

113、的尺寸，其徑向公稱尺寸為=26.79，成型零件制造公差為=/3=0.25/3=0.083。</p><p>　　5.2.2 型芯高度尺寸計算</p><p>　　型芯高度平均尺寸計算公式如下：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　?。?）對于45.5mm的尺寸，其高度公稱尺寸為=45.5，成型

114、零件制造公差為=/3=0.32/3=0.107</p><p>　?。?）對于23.75mm的尺寸，其高度公稱尺寸為=23.75，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　　（3）對于22.5mm的尺寸，其高度公稱尺寸為=22.5，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　?。?）對于26.25mm的尺寸，

115、其高度公稱尺寸為=26.25，成型零件制造公差為=/3=0.25/3=0.083。</p><p>　　5.3 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計算</p><p>　　由于模具的型腔為組合式圓形型腔，所以采用圓形組合式的計算公式來計算其厚度。采用45號鋼為側(cè)壁和底板的材料，其物理參數(shù)：=200MPa,E=2.1×10Mpa 。</p><p>　　5.3.1

116、型腔側(cè)壁厚度計算</p><p>　?。?）利用剛度公式計算，其計算公式如下：</p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　式中 —凹模型腔的側(cè)壁厚度（mm）；</p><p>　　—材料的彈性模量（MPa），取=2.1×10Mpa；</p><p>　　—成型

117、零部件的許用變形量（mm），=0.025~0.04mm，取=0.03mm；</p><p>　　—凹模型腔內(nèi)孔的半徑（mm），取=66.75mm；</p><p>　　—模腔壓力（MPa），取=40MPa；</p><p>　　—材料的泊松比，碳鋼為0.25。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算得：</b><

118、;/p><p><b>　　mm</b></p><p>　?。?）利用強度公式計算，其計算公式如下：</p><p><b>　　（11）</b></p><p>　　式中 —材料的許用應(yīng)力（MPa）,取=200MPa。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計算

119、得：</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　剛度和強度的比較，側(cè)壁厚度應(yīng)大于44.99mm，本次設(shè)計中型腔的側(cè)壁為58.25mm，所以型腔側(cè)壁滿足要求。</p><p>　　5.3.2 型腔底板厚度計算</p><p>　?。?）利用剛度公式計算，其計算公式如下：</p