電風(fēng)扇前罩注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　2 總體方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 總體方案論證3</p><p>　　2.2熱塑性塑料注塑成型工藝性分析3</p><p><b

2、>　　2.3設(shè)計(jì)要點(diǎn)3</b></p><p>　　2.4 塑件的測(cè)繪4</p><p>　　2.5 塑件的三維造型6</p><p>　　2.6 塑件的工藝分析7</p><p>　　2.6.1塑件的材料分析7</p><p>　　2.6.2塑件尺寸精度的選擇7</p>&

3、lt;p>　　2.6.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析8</p><p>　　2.7脫模斜度的確定8</p><p>　　3總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明9</p><p>　　3.1注塑機(jī)的選擇9</p><p>　　3.2注塑機(jī)的校驗(yàn)9</p><p>　　3.3型腔數(shù)目的確定10</p><p>

4、;　　3.4塑件收縮率的計(jì)算10</p><p>　　3.5模具型腔工作尺寸計(jì)算10</p><p>　　3.6模具型芯工作尺寸計(jì)算11</p><p>　　3.7螺紋型芯工作尺寸計(jì)算11</p><p>　　3.8分型面的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.9 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)12</p><

5、;p>　　3.10冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.10.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則14</p><p>　　3.10.2模具的冷卻水道直徑計(jì)算15</p><p>　　3.11脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.12導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.13排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)17</p&

6、gt;<p>　　3.14側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.15模具材料的選擇19</p><p>　　3.16模板尺寸的確定19</p><p>　　3.17繪制模具總體裝配圖19</p><p>　　4模具零件的工藝分析及制造21</p><p>　　4.1零件的加工工藝分析21

7、</p><p>　　4.2凹模的加工仿真22</p><p><b>　　5 結(jié)論25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><b>　　附

8、 錄28</b></p><p>　　電風(fēng)扇前罩注塑模具設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本設(shè)計(jì)課題來(lái)源于鹽城市江蘇羽佳集團(tuán)。所設(shè)計(jì)的模具是用于生產(chǎn)電風(fēng)扇前罩的專用模具。該套模具適合于大批量多件生產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中能夠很好的滿足注塑制件的加工要求，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的精度。</p><p>　　通過(guò)分析塑件的成型工藝,選擇聚丙烯的成型工藝參數(shù),設(shè)計(jì)了一模一

9、腔的注射模具。按聚丙烯的平均收縮率設(shè)計(jì)計(jì)算模具成型尺寸,設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用旋轉(zhuǎn)脫出的方法解決塑件細(xì)紋脫模問(wèn)題。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括塑件的工藝性分析，注塑模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及模具三維造型三個(gè)主要部分。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，以模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主線，從成型工藝、塑件的設(shè)計(jì)原則、模具結(jié)構(gòu)合理性等方面綜合分析；根據(jù)塑件的形狀和尺寸確定模具的總體結(jié)構(gòu)方案，選擇合理的模具結(jié)構(gòu)，最終繪制出模具的總體裝配圖。模具一次試模成功,運(yùn)行靈活可靠,塑件精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求

10、,外表面光潔,給企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞：注塑模具；工藝；造型；裝配</p><p>　　Design of Injection Mould for Electric Fan Front Shell</p><p>　　Abstract: The design issues from Yujia Group of Yancheng City

11、in Jiangsu.The mold is designed for the production of Electric Fan Front Shell of an exclusive die. The mold used for large quantities production,in the actual production to meet the good parts of the injection processin

12、g requirements,improve productivity and product precision.</p><p>　　By analysis the molding processes of plastic parts choosing the molding paramert -ers of polypropylene. The molding size was designed accor

13、ding to the average shrink -age ratio of polypropylene. The microgroove demoulding problem was solved though the design of the chain driving system and the revolving method. Design elements incl -ude the process analysi

14、s of plastic parts, the overall structure of injection mold design and Die 3-D modeling three main sections.In the design process, to the mol</p><p>　　Key words: injection mold; process; modeling; assembly&l

15、t;/p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已廣泛應(yīng)用于電機(jī)電器產(chǎn)品、電子和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。用模具生產(chǎn)制造所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高生產(chǎn)率和低消耗等特點(diǎn)是其他加工 制造方法所不能比擬的。隨著現(xiàn)代化工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的品種

16、、數(shù)量、質(zhì)量及款式的要求愈來(lái)愈高，模具的應(yīng)用也就愈來(lái)愈廣泛，其適應(yīng)性也愈來(lái)愈強(qiáng)，已成為國(guó)家制造工藝水平的標(biāo)志和獨(dú)立的基礎(chǔ)工業(yè)體系。</p><p>　　模具的類型很多，按照成形件的 材料不同，可以分為沖壓模具、塑料模具、鍛造模具、壓鑄模具、橡膠模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具等，其中應(yīng)用最為廣泛的是沖壓模具和塑料模具。其中塑料模具又可分為壓塑成型模具，注塑成型模具，傳遞成型模具，擠塑成型模具，中空制品吹塑成

17、型模具，熱成型模具的幾種類型的模具。</p><p>　　注塑模具是塑料模具中的一種類型，主要用于熱塑性材料零件的成型。它是將塑料粉粒通過(guò)注塑機(jī)螺桿旋轉(zhuǎn)漏入保持一定溫度的料筒中，在90～100℃的溫度下變成粘稠狀態(tài)。在開(kāi)動(dòng)注塑機(jī)活塞，將溶融的塑料以高壓，高速通過(guò)噴嘴注入，充滿模具型腔，待保壓頑固化，形成和模具型腔相仿的制品零件。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的課題為電風(fēng)扇前罩注塑模具設(shè)計(jì)，

18、該課題來(lái)源于江蘇羽佳集團(tuán)。本模具為適用于熱塑性塑料的注塑模具，是用來(lái)生產(chǎn)電風(fēng)扇前罩的專用模具。該模具適合于大批量多件生產(chǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中能夠很好的滿足注塑制件的加工要求，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的精度，塑件表面無(wú)明顯收縮、水紋等現(xiàn)象。模具一次試模成功,運(yùn)行靈活、可靠,澆注系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)效果良好，在工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，裝卸方便，便于維修和調(diào)整。</p><p>　　模具屬于邊緣科學(xué)，它涉及機(jī)械設(shè)計(jì)制造、塑性加

19、工、鑄造、金屬材料及其熱處理、高分子材料、金屬物理、凝固理論、粉末冶金、塑料、橡膠、玻璃等諸多學(xué)科、領(lǐng)域和行業(yè)。從起步到現(xiàn)在，我國(guó)模具工業(yè)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已有了較大的提高，與國(guó)外的差距正在進(jìn)一步縮小。縱觀我國(guó)的模具工業(yè)，既有高速發(fā)展的良好勢(shì)頭，又存在精度低、結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列不足，無(wú)法滿足整個(gè)工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。當(dāng)代模具要求的精度比傳統(tǒng)模具高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。多工位級(jí)進(jìn)模、精沖模、精密塑料模的精度已達(dá)到0.003mm，甚

20、至更高。多工位的級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)和制造技術(shù)已日趨成熟，然而,由于我國(guó)模具制造基礎(chǔ)薄弱,各地發(fā)展極不平衡,因此總體來(lái)看,與國(guó)際先進(jìn)水平相比和與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求相比,差距還很大。這主要體現(xiàn)在工藝裝備水平方面，我國(guó)塑料模制造企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋面比國(guó)外低得多,且設(shè)備不配套、利用率低的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。國(guó)產(chǎn)設(shè)備在精度、加工表面粗糙度、剛性、穩(wěn)定性、可靠性及刀具和附件的配套性和精度保持性等方面與國(guó)外相比仍有較大差距。</p>

21、<p>　　本次的設(shè)計(jì)主要包括塑件的工藝性分析，注塑模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及模具三維造型裝配三大主要部分，其中模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又包括分型面的選擇、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)等幾個(gè)主要設(shè)計(jì)部分。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的重要部分。雖然模具的大零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，使設(shè)計(jì)工作量大為減少，設(shè)計(jì)周期大為縮短，但是由于塑件形狀靈活性很大，針對(duì)用于制造這些塑件的模具在設(shè)計(jì)的過(guò)程中就很難保證全部都使用標(biāo)準(zhǔn)

22、件，也就是說(shuō)必須要在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用非標(biāo)準(zhǔn)件，那么在保證加工精度的前提下，如何綜合考慮生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和勞動(dòng)條件等因素就存在著一定的難度，必須要進(jìn)行全面的考慮。</p><p>　　本說(shuō)明書以設(shè)計(jì)電風(fēng)扇前罩注塑模具的總體結(jié)構(gòu)為主線，設(shè)計(jì)該模具的總體思路為：仔細(xì)的分析塑件的工藝性和工藝條件，首先了解塑件的用途，使用情況以及工作要求，對(duì)于塑件零件圖上提出的塑件形狀、尺寸精度、表面粗糙度等進(jìn)工藝分析，即從成型工藝、塑件的設(shè)

23、計(jì)原則、模具結(jié)構(gòu)合理性等方面進(jìn)行綜合分析；然后確定塑件的成型工藝條件，包括注塑溫度、注塑壓力、注塑速度和循環(huán)周期等，根據(jù)塑件形狀尺寸，估算塑件體積和重量，確定型腔數(shù)目；再確定模具的總體結(jié)構(gòu)方案，選擇成型位置、確定分型面、脫模方式、澆注系統(tǒng)等，選擇合適的模具結(jié)構(gòu)，確定模具成型零件的材料及加工方法，通過(guò)對(duì)幾種方案的比較，采用容易制造、便于操作、確保成型塑件質(zhì)量的模具結(jié)構(gòu)，完成模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；最終繪制出模具的總體裝配圖。 </p&g

24、t;<p>　　本設(shè)計(jì)在充分保證塑件制造精度的前提下簡(jiǎn)化了模具的總體結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中擬用鏈傳動(dòng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋模具結(jié)構(gòu)來(lái)解決了帶有螺紋的塑件脫模問(wèn)題?？s短了模具的制造周期，降低了模具的制造成本。</p><p><b>　　2．總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2．1 總體方案論證</p><p>　　本課題的設(shè)計(jì)目的主要

25、是使用CAD2007和Pro/e3.0兩類設(shè)計(jì)軟件對(duì)典型型腔類零件三維造型及模具設(shè)計(jì)。要進(jìn)行零件的三維造型，首先是對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪。由于該塑件存在曲面，給實(shí)際測(cè)量帶來(lái)一定困難，所以需要采用多次取斷面進(jìn)行測(cè)量的方法。測(cè)繪好后用Pro／E軟件進(jìn)行三維造型。主要采用拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描及混合等步驟進(jìn)行三維造型。</p><p>　　造型結(jié)束后進(jìn)行模具設(shè)計(jì)?？紤]到生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)效益，以及塑件帶有外螺紋，其成型表面面積較大，塑件

26、的精度等級(jí)難以保證，模具型腔采用一模一腔。下面選擇注塑機(jī)，主要從注射量、鎖模力等方面進(jìn)行考慮。要確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過(guò)注射機(jī)最大容量的80％。接著對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先是澆注系統(tǒng)。由于是采用一模一腔，故澆注系統(tǒng)只需設(shè)計(jì)主流道便可，無(wú)需進(jìn)行分流道、澆口、冷料穴設(shè)計(jì)。主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線在同一條直線上。由于主流道與高溫高壓的熔融塑料接觸所以外面要加個(gè)澆口套。澆口套要進(jìn)行淬火處理，這樣可以延長(zhǎng)模具的使用壽命。澆口

27、主要有兩個(gè)作用，一是起控制作用，二是壓力撤銷后封鎖型腔，不產(chǎn)生倒流。冷料穴主要是避免冷料進(jìn)入型腔影響塑件的質(zhì)量和堵塞澆口。接著是排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本模具采用間隙排氣。利用分型面的配合間隙自然排氣。接著是推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于塑件帶有外螺紋，螺紋圈數(shù)較多且螺紋較深,強(qiáng)行脫螺紋模具結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá)到產(chǎn)品使用要求,必須采用自動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋模具結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)脫模，為了簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，減少制造成本，本模具設(shè)計(jì)采用鏈傳動(dòng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋模具結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定、可

28、靠,生產(chǎn)效率高,達(dá)到了生產(chǎn)</p><p>　　2．2 熱塑性塑料注塑成型工藝原理</p><p>　　塑料注塑成型分為柱塞式和螺桿式兩種。注塑最大容量在60㎝3以下時(shí)，可使用柱塞式注塑機(jī)，大注塑量均采用螺桿式注塑機(jī)，以使塑料充分混料。其成型原理主要分為下述三個(gè)階段。</p><p><b>　　a．注塑階段</b></p>&l

29、t;p>　　當(dāng)料筒內(nèi)的塑料已被加熱到溶融狀態(tài)時(shí)，注塑液壓缸中的活動(dòng)推動(dòng)料筒內(nèi)的螺桿，將熔融塑料通過(guò)噴嘴及模內(nèi)流道、澆口高速注入型腔。</p><p><b>　　b．保壓階段</b></p><p>　　塑料充滿后尚需保持一段時(shí)間的注塑壓力，以對(duì)塑料收縮進(jìn)行補(bǔ)料，并使型腔內(nèi)保持有足夠的壓力，使塑件密實(shí)；同時(shí)，塑件在模內(nèi)冷卻定型。</p><p

30、><b>　　c．預(yù)塑階段</b></p><p>　　卸去注塑壓力后，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并后退。此時(shí)料斗中的顆粒狀塑料通過(guò)計(jì)量裝置落入料筒內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿使塑料充分混合，并加熱塑化。當(dāng)螺桿后退到限位處時(shí)即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，在此同時(shí)，動(dòng)模開(kāi)模后，機(jī)床上的推桿將塑件推出模具。</p><p><b>　　2．3設(shè)計(jì)要點(diǎn)</b></p><p&

31、gt;　　a．了解塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)，確定塑料字流道和型腔各處流動(dòng)阻力、流動(dòng)速率，并校驗(yàn)最大流動(dòng)長(zhǎng)度。根據(jù)塑料在模具內(nèi)充模順序，考慮塑料在模內(nèi)重新熔合和型腔內(nèi)空氣排出問(wèn)題。</p><p>　　b．需考慮冷卻過(guò)程中塑料收縮及補(bǔ)縮問(wèn)題。</p><p>　　c．確定控制塑件在模內(nèi)結(jié)晶、取向和改善塑件內(nèi)應(yīng)力的措施。</p><p>　　d．進(jìn)澆點(diǎn)和分型面的選擇。確定塑件

32、的橫向分型、抽芯及推出方式與結(jié)構(gòu)，考慮模具的冷卻和加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　e．進(jìn)行模具與注塑機(jī)相關(guān)工藝參數(shù)的校核，包括與注塑機(jī)的最大注塑量、鎖模力、裝模部分尺寸關(guān)系等。</p><p>　　f．模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀需簡(jiǎn)單合理，并具有合適的精度、表面粗糙度、強(qiáng)度和剛度，應(yīng)易于制造和裝配。</p><p><b>　　2．4塑件的測(cè)繪</

33、b></p><p>　　被測(cè)繪塑件為電風(fēng)扇前罩，材料為PP，在測(cè)繪過(guò)程中主要是借助游標(biāo)卡尺對(duì)零件的各幾何特征進(jìn)行測(cè)繪。塑件測(cè)繪是模具設(shè)計(jì)的第一步驟，也是較為重要的一步，它是模具總體設(shè)計(jì)的第一手資料，塑件測(cè)繪是否準(zhǔn)確將會(huì)直接的影響到模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和經(jīng)濟(jì)性，因此塑件測(cè)繪工作要慎重對(duì)待，由于受到溫差和模具制造誤差原因的影響，塑件在成型后不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的變形，從而導(dǎo)致塑件的尺寸在數(shù)值上存在誤差，因此需

34、要對(duì)塑件的測(cè)量數(shù)值進(jìn)行數(shù)學(xué)分析處理。通常采用的方法是多次測(cè)量取平均值，最后對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)值進(jìn)行圓整，最后繪出塑件的零件草圖。</p><p>　　量具：游標(biāo)卡尺（0～300、0.02），垂直卡尺，曲線測(cè)量?jī)x等</p><p>　　測(cè)量時(shí)注意做到以下幾點(diǎn)：</p><p>　　a．測(cè)繪過(guò)程中必須把被測(cè)物體放在工作平面上；</p><p>　　b．采用

35、多次測(cè)量求平均值；</p><p><b>　　c．正確地讀取數(shù)據(jù)</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)塑件的測(cè)繪數(shù)值，繪出零件圖如圖2-1所示：</p><p><b>　?。╝）主視圖</b></p><p><b>　　（b）左視圖</b></p><p

36、>　　（c）A向視圖 （d）B向視圖</p><p>　　圖2-1電風(fēng)扇前罩零件圖</p><p>　　2．5塑件的三維造型</p><p>　　塑件測(cè)繪工作完成以后，應(yīng)該根據(jù)所繪制的零件圖，對(duì)塑件進(jìn)行三維造型。三維造型時(shí)選用Pro／E軟件，三維造型的所有參數(shù)應(yīng)必須要與測(cè)繪的數(shù)據(jù)一致。在進(jìn)行三維造型時(shí)，首先打開(kāi)

37、三維軟件Pro／E，進(jìn)入零件設(shè)計(jì)界面，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)命令，通過(guò)該命令完成塑件的曲面造型，接著用拉伸，旋轉(zhuǎn)，掃描， 混合，造型等命令繪制三維圖形，由于該塑件存在R3的過(guò)渡圓角，故還需在三維造型中要使用倒圓角命令。由于該塑件存在曲面和外螺紋，三維造型有一定的困難。要正確的繪制出該塑件的造型圖必須熟練掌握Pro／E的繪圖命令。塑件的三維造型如圖：</p><p>　　通過(guò)Pro／E軟件的分析測(cè)量功能可得到手機(jī)外殼塑件的外型尺

38、寸為160mm×55mm。制品投影面積約為:201.1cm2。</p><p>　　圖2-2電風(fēng)扇前罩造型圖</p><p>　　圖2-3電風(fēng)扇前罩造型圖</p><p>　　2．6塑件的工藝分析</p><p>　　2．6．1塑件的材料分析</p><p>　　本塑件采用PP材料，該材料的特性如下：<

39、/p><p>　　PP：Polypropylene 聚丙烯，屬于熱塑性材料。</p><p><b>　　A．使用性能：</b></p><p>　　該塑料比重小，強(qiáng)度，硬度較高，其耐熱性較好，可在100℃左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響。</p><p><b>　　B．成型性能：&l

40、t;/b></p><p>　　a．結(jié)晶料，吸濕性小，長(zhǎng)期與熱金屬接觸易發(fā)生分解；</p><p>　　b．流動(dòng)性極好，溢邊值為0.03毫米左右，但成型收縮范圍和收縮值的，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，方向性強(qiáng)；</p><p>　　c．冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度。料溫低，方向性明顯，低溫高壓是尤其明顯；</p>&l

41、t;p>　　d．塑料壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防應(yīng)力集中</p><p>　　2．6．2塑件尺寸精度的選擇</p><p>　　塑件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮塑料的性能及成型工藝的特點(diǎn)。由于該塑件是作為家電設(shè)備，要求其外表面光滑，且無(wú)明顯收縮、水紋等現(xiàn)象，既不會(huì)在使用過(guò)程中對(duì)人造成傷害，還要必須考慮其外形的</p><p>　　美觀

42、。因此取高精度等級(jí)為3級(jí)。</p><p>　　2．6．3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析</p><p>　　從塑件的測(cè)繪圖和三維造型可以看出塑件外部的結(jié)構(gòu)形狀大部分為曲面。所以造型時(shí)以曲面造型為主。該塑件表面要求無(wú)明顯收縮、水紋等現(xiàn)象塑料制件中存在內(nèi)外螺紋的設(shè)計(jì),解決塑件螺紋脫模問(wèn)題是此類模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō),處理塑件螺紋問(wèn)題有兩類方法:一類是對(duì)于質(zhì)軟的材料,可采用強(qiáng)行脫出的方法;一類是螺紋較

43、深、塑料強(qiáng)度高、螺紋精度要求高的塑件,必須采用旋轉(zhuǎn)脫出的方法。</p><p>　　2．7脫模斜度的確定 </p><p>　　脫模斜度主要是為了便于脫模。塑件沿脫模方向常用的斜度值對(duì)熱塑性塑件為0.5°～3°，熱固性酚醛壓制件取0.5°～1°。脫模斜度的大小與塑件的形狀，脫模方向的長(zhǎng)度，塑件表面質(zhì)量有密切關(guān)系。</p><p&g

44、t;　　熱塑性塑料在脫模時(shí)有較大的彈性，即使是較小的脫模斜度，也可以順利脫模。但為了減小脫模阻力，一般在產(chǎn)品沒(méi)有特殊要求的條件下，選用盡可能大的脫模斜度。</p><p>　　較深的孔，其兩端尺寸公差又較小時(shí)，可以用推板、推管等進(jìn)行強(qiáng)制脫模。但型芯的表面必須做成鏡面，而且要有不低于52HRC的硬度。</p><p>　　塑料的性質(zhì)不同（指硬度、表面摩擦系數(shù)、彈性等），所必須的脫模斜度也不同

45、，一般規(guī)律為：</p><p>　　a．硬質(zhì)塑料需比軟質(zhì)的脫模斜度大；</p><p>　　b．塑件的壁厚大時(shí)，成形收縮大，脫模斜度要大；</p><p>　　c．形狀復(fù)雜的部分要比形狀簡(jiǎn)單的部分有較大的脫模斜度；</p><p>　　d．型腔的深溝槽部分——如加強(qiáng)筋、突臍，需要較大脫模斜度。一般選取3°～5°。</

46、p><p>　　由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)使塑件緊緊地包住模具型芯、型腔中突出的部分，為了使塑件易于從模具內(nèi)脫出，在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證塑件的內(nèi)外壁具有足夠的脫模斜度。由于目前還沒(méi)有比較精確的脫模斜度計(jì)算公式，在選擇脫模斜度時(shí)，主要還是參照經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)PP材料的性質(zhì)在設(shè)計(jì)中選用3°的拔模斜度。</p><p>　　3．總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明</p><p><b

47、>　　3．1注塑機(jī)的選擇</b></p><p>　　通過(guò)查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表2-31及用Pro/e軟件對(duì)塑件進(jìn)行分析，可初步確定塑件的工藝參數(shù)為塑件的模具溫度為40℃；塑料熔化溫度為240℃；注塑壓力為4.82MPa；鎖模力為3.46×104N。從而初步確定采用的注塑機(jī)的型號(hào)為XS-ZY-125型注射機(jī)，注射機(jī)的參數(shù)如下所示：</p><p>　　螺桿直徑

48、 42mm</p><p>　　最大注射容量 125g</p><p>　　注射壓力 119MPa</p><p>　　鎖模力 900kN</p><p>

49、　　最大注射面積 320cm</p><p>　　最大模具厚度 300mm</p><p>　　最小模具厚度 200mm</p><p>　　模板最大距離 600mm</p><p

50、>　　模板行程 300mm</p><p>　　噴嘴圓弧半徑 12mm</p><p>　　噴嘴孔徑 mm</p><p>　　噴嘴移動(dòng)距離 210mm</p>&l

51、t;p>　　定位孔直徑 mm</p><p>　　頂出：兩側(cè)孔徑 mm 孔距230mm</p><p>　　頂出形式 兩側(cè)頂桿，機(jī)械頂出</p><p><b>　　3．2注塑機(jī)的校驗(yàn)</b>&

52、lt;/p><p><b>　　a．鎖模力校核</b></p><p>　　當(dāng)高壓塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)使模具沿分型面分開(kāi)，其值等于制件和澆口流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料壓力。</p><p>　　P腔·A≤P鎖 （3-1）</p&g

53、t;<p>　　式中p腔－模具型腔壓力，一般取20-40Mpa。</p><p>　　A―塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總和（cm 2）；</p><p>　　P鎖—注射機(jī)額定鎖模力（KN / cm 2）。</p><p>　　F=P腔·A=4KN /cm2×201.1cm2=804.4KN＜900KN</p>&

54、lt;p>　　由于P鎖=900KN，故滿足P腔·A≤P鎖。同時(shí)XS－ZY－125的額定注射壓力為130Mpa也能滿足PP塑料成型的注塑壓力。故鎖模力滿足要求。</p><p>　　b．模具厚度H與注射機(jī)閉合高度校核 </p><p>　　Hmin>H>Hmax

55、 （3-2）</p><p>　　式中 Hmin——注射機(jī)允許最小模厚（Hmin =200mm）；</p><p>　　Hmax——注射機(jī)允許最大模厚（Hmax=300mm）；</p><p>　　根據(jù)所選的模架，模具閉合時(shí)的厚度H為296mm，200＜296＜300</p><p><b>　　所以能夠滿足要求。&

56、lt;/b></p><p>　　c．注塑機(jī)開(kāi)模行程 </p><p>　　注射機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)大于模具開(kāi)模時(shí)取出塑件的（包括澆注系統(tǒng)）所需的開(kāi)模矩。</p><p><b>　　即滿足下式：</b></p><p>　　SK≥H1+H2+(5~10)

57、 （3-3）</p><p>　　式中 SK——注塑機(jī)行程（SK=160mm）；</p><p>　　H1——脫模距離 （H1=18mm）；</p><p>　　H2——塑件高度+澆注系統(tǒng)高度（H2=55+103=156mm）。</p><p>　　則 H1+H2+(5~10)=18+156+10=184mm

58、＜300mm能滿足要求,故所選擇的注射機(jī)能夠滿足注塑加工要求。</p><p>　　3．3型腔數(shù)目的確定</p><p>　　型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內(nèi)的流動(dòng)不勻所致。所以精密塑件盡量不用多腔模形式。按照SJ/T 10628—95標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1、2級(jí)超精密級(jí)塑件，宜一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時(shí)（形狀簡(jiǎn)單）可以一模二腔。3、4級(jí)的精密級(jí)塑件，

59、宜一模四腔以內(nèi)。從塑件尺寸精度考慮，由于該塑件精度等級(jí)為3級(jí)所以型腔數(shù)目應(yīng)控制在四腔以內(nèi)。由于電風(fēng)扇前罩帶有外螺紋，塑件脫模比較復(fù)雜，所以采用一模一腔。</p><p>　　3．4塑件收縮率的計(jì)算</p><p>　　查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)得聚丙烯的收縮率為:Smax=2.5%,Smin=1%。</p><p><b>　　則平均收縮率為: </b>&

60、lt;/p><p>　　Scp=(Smax+Smin)/2=1.75%</p><p>　　塑件的尺寸精度主要取決于塑料的收縮率以及模具的制造誤差。設(shè)計(jì)收縮率取1.75%,在聚丙烯的成形收縮率范圍1.0%～2.5%內(nèi)。</p><p>　　3．5模具型腔工作尺寸計(jì)算</p><p>　　a.成型零件的制造公差：本零件屬于中小型零件，取為1/3&l

61、t;/p><p>　　=1/3（0.1－0）=0.033</p><p>　　b.型腔的徑向尺寸計(jì)算</p><p>　　L=（L+ L×S－X）</p><p>　?。剑?60+160×1.75%－3/4×0.1）</p><p><b>　　＝162.725</b>&

62、lt;/p><p>　　取型腔的徑向尺寸為162。</p><p>　　c.型腔的深度尺寸計(jì)算</p><p>　　H＝（H+ H×S－X）</p><p>　?。剑?7+37×1.75%－2/3×0.72）</p><p><b>　?。?7.167</b></p

63、><p>　　選取型腔的深度尺寸為37。</p><p>　　3．6模具型芯工作尺寸計(jì)算</p><p>　　a.成型零件的制造公差：本零件屬于中小型零件，取為1/3</p><p>　　=1/3（0.1－0） =0.033</p><p>　　b.型芯的徑向尺寸計(jì)算</p><p>　　L=（L+

64、 L×S+X）</p><p>　?。剑?56+156×1.75%+3/4×0.1）</p><p><b>　　＝158.805</b></p><p>　　便于加工及設(shè)計(jì)制造取型芯的徑向尺寸為158。</p><p>　　c.型芯的深度尺寸計(jì)算</p><p>　

65、　H＝（35+35×1.75%+2/3×0.72）</p><p><b>　?。?5.09</b></p><p>　　取型芯的深度尺寸35。</p><p>　　3．7螺紋型芯工作尺寸計(jì)算</p><p><b>　　a.大徑的尺寸計(jì)算</b></p><

66、p>　　D＝（33+33×1.75%－0.016）＝33.56</p><p><b>　　b.中徑的尺寸計(jì)算</b></p><p>　　D＝（31.026+31.026×1.75%）＝32.57</p><p><b>　　c.大徑的尺寸計(jì)算</b></p><p>　

67、　D＝（31.376+31.376×1.75%）＝31.91</p><p><b>　　3．8分型面的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　所謂分型面是指分開(kāi)模具取出塑件的面。注塑?？梢杂幸粋€(gè)分型面或多個(gè)分型面的模具。分型面的位置有垂直于開(kāi)模方向、平行于開(kāi)模方向以及傾斜于開(kāi)模方向幾種。一般分型面是與注塑機(jī)開(kāi)模方向相垂直的平面。至于分型面的確定要遵守以下原則：&

68、lt;/p><p>　　a．因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊獾貢?huì)在塑件上留下溢料痕跡，故分型面最好不選在制品光亮的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。</p><p>　　b．從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮，分型時(shí)要盡可能地使塑件留在動(dòng)模邊。</p><p>　　c．從保證制件相關(guān)部位的同心度出發(fā)，同心度要求高的塑件，分型時(shí)最好把要求同心的部分放在模具分型面的同一側(cè)。</p>&l

69、t;p>　　d．有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)側(cè)向分型抽芯時(shí)，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小。</p><p>　　e．一般分型面應(yīng)盡可能設(shè)在塑料流動(dòng)方向的末端以利于排氣。</p><p>　　根據(jù)以上原則，本模具設(shè)計(jì)分型面選擇塑件的上平面，</p><p>　　初步確定了分型面后，用Pro／E軟件建立分型面。主要有

70、以下幾個(gè)步驟：</p><p>　　a）首先打開(kāi)Pro／E，調(diào)入模具參考模型，在菜單欄中選取【新建】——【制造】——【模具型腔】——【裝配】，裝配已畫的零件圖。</p><p>　　b）設(shè)置收縮率，在菜單管理器中選取【收縮】——【按尺寸】——【設(shè)置/復(fù)位】——【所有尺寸】輸入PP的平均收縮率0.0175，單擊完成。</p><p>　　c）設(shè)計(jì)毛坯工件，在菜單管理器

71、中選取【模具模型】——【創(chuàng)建】——【工件】——【手動(dòng)】單擊確定。選擇【創(chuàng)建特征】，在菜單管理器中選取【實(shí)體】——【加材料】——【拉伸】——【實(shí)體】——【完成】進(jìn)入草繪部分進(jìn)行繪制。</p><p>　　d）設(shè)計(jì)分型面，利用菜單管理器中【分型面】的子選項(xiàng)進(jìn)行分型面的創(chuàng)建和修改。最終結(jié)果如圖3-1所示：</p><p><b>　　圖3-1分型面</b></p>

72、;<p><b>　　3．9澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始，到型腔入口為止的那一段流道。其作用是將塑料熔體充滿型腔，并將注塑壓力傳到模腔的各個(gè)部位，以獲得組織細(xì)密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。它控制著塑件在注塑成型過(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀和成型難易程度影響很大。澆注系統(tǒng)是由主流道、分

73、流道、澆口、冷料井等組成。</p><p>　　在具體設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的因素有：塑料成形特性以及塑件大小及形狀，根據(jù)塑件大小，形狀壁厚、技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成形。還應(yīng)注意防止流料直接沖擊細(xì)弱的型芯或使型芯受力不勻等問(wèn)題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。同時(shí)要考慮型腔數(shù)的多少，其數(shù)量決定了澆注系統(tǒng)總體布局。此外塑件外觀和注射機(jī)安裝板的大小也應(yīng)給予考

74、慮， 在設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀。當(dāng)塑件投影面積比較大時(shí)，設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到注射機(jī)模板大小是否允許，并應(yīng)防止偏離模具中心開(kāi)設(shè)主流道，造成注射時(shí)受力不勻。</p><p>　　A．澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　a.流程要短?？梢詼p少壓力和熱量，同時(shí)縮短了充模時(shí)間。</p><p>　　b.排氣良好。使料流能平穩(wěn)

75、順利的充滿型腔。</p><p>　　c.防止型芯變形和嵌件移位。應(yīng)避免料流直沖較小的型芯和嵌件。</p><p>　　d.防止塑件翹曲變形和表面形成冷疤，冷斑的缺陷。應(yīng)減少澆口附近的應(yīng)力集中。</p><p>　　e.合理的選擇冷料穴。</p><p><b>　　B．主流道設(shè)計(jì)</b></p><

76、p>　　主流道為從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到分流為止的熔融塑料的流動(dòng)通道。它與注射機(jī)噴嘴在同一直線上。本模具設(shè)計(jì)采用澆口套的形式鑲?cè)肽０逯?。如下圖3-2所示。為防止?jié)部谔妆蛔⑸錂C(jī)噴嘴撞傷，應(yīng)采取淬火處理使其具有一定的硬度。</p><p>　　主流道的基本尺寸通常取決于兩個(gè)方面：第一個(gè)方面是所使用的塑料種類，所成型的制品質(zhì)量和壁厚大小。第二個(gè)方面，注射機(jī)噴嘴的幾何參數(shù)與主流道尺寸的關(guān)系，如圖3-2所示.</p&

77、gt;<p>　　a.與噴嘴接觸的始端直徑與噴嘴直徑的關(guān)系為 D = d + (0.5 ～ 1)㎜；</p><p>　　b.球面凹坑半徑R2 = R1 + (0.5 ～ 1)㎜，半錐角α= 1° ～ 2°；</p><p>　　c.盡可能縮短主流道的長(zhǎng)度 L</p><p>　　圖3-2 澆口套與注塑機(jī)噴嘴關(guān)系</p>

78、<p>　　為防止注射機(jī)噴嘴與澆口套兩部分相接觸處由于有間隙而產(chǎn)生的溢料，澆口套的球半徑應(yīng)比噴嘴的球半徑大2mm～5mm，主流道的小端尺寸應(yīng)比噴嘴孔尺寸稍大，這樣可以使噴嘴與澆口套對(duì)位容易。本模具設(shè)計(jì)采用的注射機(jī)是XS－ZY－125，其噴嘴球徑為12mm，取澆口套的球半徑為15mm。另外，為使?jié)部谔字械乃芰先菀酌撾x主流道，應(yīng)設(shè)有脫模斜度，這個(gè)斜度一般最小不小于1°，最大不超過(guò)4°。主流道的脫模斜度不能過(guò)

79、大，否則在注塑時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流和流速過(guò)慢等現(xiàn)象。主流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺等。</p><p><b>　　C．澆口的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆口又稱為進(jìn)料口，是指緊接流道末端將塑料引入型腔的狹窄部分。它的作用是對(duì)塑料熔體流入型腔起著控制作用；同時(shí)當(dāng)注塑壓力撤銷后，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會(huì)倒流。在制品中，澆口位置

80、與尺寸的設(shè)計(jì)是非常困難的（在精密成型中尤為明顯）。澆口類型的選擇取決于制品外觀的要求、尺寸和形狀的制約以及所使用的塑料種類等因素。澆口的形式很多常見(jiàn)的有以下幾種類型：</p><p>　　a.直澆口 熔料直接從主流道流入型腔頂部，其優(yōu)點(diǎn)是流程短，排氣順暢、流量大，缺點(diǎn)是去除澆口較困難，且在澆口處易產(chǎn)生氣泡、縮孔等，僅適用于單型腔注射模，不宜用于平薄及易變形塑件；</p><p>　　b.側(cè)

81、澆口 澆口可隨意選擇進(jìn)料位置，澆口的寬度及深度在試模后可加深、加寬便于修正，適用于多型腔中小型各種塑件，能大大提高生產(chǎn)效率，去除澆口方便，但流程長(zhǎng)，易產(chǎn)生氣泡，影響塑件質(zhì)量；</p><p>　　c.點(diǎn)澆口 制造方便，去除澆口時(shí)易損傷塑件，澆口也易磨損，流動(dòng)阻力大，僅適用于小批量生產(chǎn)的塑件和流動(dòng)性好的塑料。</p><p>　　d.潛伏澆口 進(jìn)料口設(shè)在塑件的內(nèi)側(cè)時(shí)，塑件外表面沒(méi)有點(diǎn)澆口切斷

82、痕跡。脫模是，推桿將流道與塑件分別推出的同時(shí)，推桿切斷進(jìn)料口，可實(shí)行注塑機(jī)的全自動(dòng)操作避免了點(diǎn)澆口流道所需要的定模定距分型機(jī)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</p><p>　　結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由于塑件的在軸向存在的孔結(jié)構(gòu)，故本模具設(shè)計(jì)采用輪輻式澆口。輪輻式澆口的優(yōu)點(diǎn)是去澆口方便，但往往會(huì)在制品分型面處留有進(jìn)料口的疤痕；</p><p>　　3．10冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p&g

83、t;　　本塑件在注塑成形時(shí)不需要太高的模溫,因而在模具上不需設(shè)加熱系統(tǒng),設(shè)定模具平均工作溫度為60℃,成形時(shí)塑料熔體溫度要求在220℃左右。注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200-300℃，而塑件固化后從模具中取出的溫度為60-80℃以下，視塑料品種不同有很大差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水通道，通過(guò)模溫調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。熱塑性塑料和部分熱固性塑料注

84、塑成型的過(guò)程中，是將溫度較高的熔融塑料，通過(guò)高壓注射進(jìn)入溫度較低的模具中，經(jīng)過(guò)冷卻固化，從而得到所需要的制品。從提高生產(chǎn)效率的角度來(lái)看，成型過(guò)程中的成型周期是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。由于在整個(gè)成型周期中一半左右的時(shí)間用于對(duì)制品的冷卻，因此在成型過(guò)程中冷卻時(shí)間長(zhǎng)短的重要性是顯而易見(jiàn)的</p><p>　　由于塑件帶有螺紋,為了使塑件脫模時(shí)螺紋部分不變形,需設(shè)冷卻系統(tǒng)。因螺紋型芯經(jīng)常處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài),無(wú)法直接冷卻,所以在模具

85、設(shè)計(jì)時(shí),螺紋型芯中心部分增加冷卻型芯,通過(guò)冷卻水道將冷卻水引入型芯,形成環(huán)流,較好地完成了螺紋型芯的冷卻。在定模型腔也要設(shè)置冷卻水道進(jìn)行冷卻。由此可見(jiàn)本模具的溫控系統(tǒng)只需設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)即可。</p><p>　　3．10．1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　a．冷卻水道的設(shè)置 動(dòng)定模和型腔的四周應(yīng)均勻地布置冷卻水道，不可只布置在模具的動(dòng)模邊或定模邊，否則脫模后的制品一側(cè)溫度高一側(cè)溫

86、度低，在進(jìn)一步冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生翹曲變形。</p><p>　　b．冷卻水孔的設(shè)置 冷卻水孔間距越小，直徑越大，則對(duì)塑件冷卻越均勻。</p><p>　　c．水孔與相鄰型腔表面距離相等。</p><p>　　d．采用并流流向，加強(qiáng)澆口處的冷卻，熔體充模時(shí)澆口附近溫度最高，流動(dòng)末端溫度較低，因此在澆口部位應(yīng)加強(qiáng)冷卻，而采用與塑件熔體大致并流的流動(dòng)方式，將冷卻回路的入口設(shè)

87、在澆口附近，出口設(shè)在流動(dòng)末端。</p><p>　　3．10．2模具的冷卻水道直徑計(jì)算</p><p>　　單位時(shí)間內(nèi)從模具應(yīng)除去的總熱量Q，可用下式計(jì)算：</p><p>　　Q=W[ c(T-T)+L] (3-4)</p><p>　　式中：Q——除去總熱量（J）；</p>

88、;<p>　　W——單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料重量（g）；</p><p>　　c——塑料比熱（J/g·℃）；</p><p>　　T——塑料的注塑溫度（℃）；</p><p>　　T——模具的表面溫度（℃）；</p><p>　　L——塑料的熔化潛熱（J/g）。</p><p>　　根據(jù)塑件的材

89、料查模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-26，得c＝1.926J/ g·℃,L=1800 J/g；W=60 g, T=220 ℃,T=60℃；將這些數(shù)據(jù)代入（3-4）得：</p><p>　　Q=60×[1.926×（220-60）+180]J=29290J</p><p>　　則帶走上述熱量，所需冷卻水量按下式計(jì)算：</p><p>　?。?

90、 (3-5) </p><p>　　式中：Ｗ——通過(guò)模具的冷卻水流量(g/h)；</p><p>　　T——出水溫度（℃）；</p><p>　　T——入水溫度（℃）；</p><p><b>　?。恕獰醾鲗?dǎo)系數(shù)；</b></p><p>　

91、　取K=0.64 ，T=70℃，T=20℃，代入（3-5）得：</p><p>　　W= g/h = 915.313g/h=0.25g/s</p><p>　　再由下式可求出冷卻水道的直徑：</p><p><b>　　W=V</b></p><p><b>　　V=d²L</b><

92、/p><p>　　則d= (3-6)</p><p>　　式中： ——冷卻液密度（kg/cm³）；</p><p>　　V——冷卻水道體積(cm³)；</p><p>　　L——冷卻水道長(zhǎng)度(cm)；</p><p&g

93、t;　　d——冷卻水道直徑(cm)。</p><p>　　將水的密度=0.001 kg/cm³，L=113cm,=3.14代入（3-6）得：</p><p>　　d=cm≈0.8cm=8mm</p><p>　　所以取本模具冷卻水道的直徑為8mm。</p><p>　　3．11脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>

94、　　注塑模具必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一循環(huán)過(guò)程中能將塑件從模具型腔內(nèi)或型芯上自動(dòng)的脫出模外，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的作用是塑件成型后，順利地把塑件及澆道凝料推出模外。推出機(jī)構(gòu)一般由推桿、推管、推板、推桿固定板等零件組成。在設(shè)置推出機(jī)構(gòu)時(shí)，首先需要確定當(dāng)模具開(kāi)啟后，制品的留模形式（留動(dòng)模部分或留定模部分），推出機(jī)構(gòu)必須是建立在制品所滯留的模具部分中。通常，由于注塑機(jī)的推出機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模板一側(cè)，因此大多數(shù)

95、模具的推出機(jī)構(gòu)是安裝在動(dòng)模中的。</p><p>　　在設(shè)計(jì)模具的脫模機(jī)構(gòu)是應(yīng)注意做到以下幾點(diǎn)：</p><p>　　a．結(jié)構(gòu)優(yōu)化、運(yùn)行靈活可靠 機(jī)構(gòu)盡可能的簡(jiǎn)單，零件制造方便，配換容易。機(jī)構(gòu)動(dòng)作要準(zhǔn)確可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、機(jī)構(gòu)本身具有足夠的剛度和強(qiáng)度，以抵抗脫模阻力。</p><p>　　b．不影響塑件外觀，不造成塑件變形破壞 推塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱蔽處，以

96、免損壞塑件外觀，要保證塑件在脫模過(guò)程中不變形、不插傷。要做到這一點(diǎn)，首先必須正確的分析脫模力的大小和集中的部位，以選擇合適的脫模方式和推頂位置，是脫模力得到均勻合理的分布</p><p>　　c．讓塑件留在動(dòng)模 模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開(kāi)模過(guò)程中留在具有脫模位置的動(dòng)模上。若因塑件幾何形狀的關(guān)系，不能留在動(dòng)模上是，應(yīng)考慮對(duì)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(shí)也可讓塑件留在定模內(nèi)，在定模上

97、設(shè)脫模裝置。</p><p>　　本模具在設(shè)計(jì)時(shí)，由于塑料制件中存在外螺紋的設(shè)計(jì)，螺紋較深、塑料強(qiáng)度高、螺紋精度要求也較高，必須要采用旋轉(zhuǎn)脫出的方法進(jìn)行脫模，故本模具設(shè)計(jì)采用的脫模機(jī)構(gòu)是鏈傳動(dòng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋結(jié)構(gòu)，性能穩(wěn)定、可靠,生產(chǎn)效率高,能夠達(dá)到生產(chǎn)要求。</p><p>　　3．12導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　塑料模閉合時(shí)為保證型腔形狀和尺寸的準(zhǔn)確性，應(yīng)按

98、一定的方向和位置合模，所以必須要設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其作用是：當(dāng)動(dòng)模與定模合模時(shí)，導(dǎo)向裝置先進(jìn)行導(dǎo)向，型腔與型芯再合模，這樣可避免型芯與型腔發(fā)生碰撞而損壞。同時(shí)，保證了型芯及型腔的相對(duì)位置，兼起定位作用及承受一定的側(cè)壓力作用。本模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)選用的是導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)部件，導(dǎo)柱一般安裝在動(dòng)模上，導(dǎo)套安裝在定模上。有時(shí)，也可將導(dǎo)柱安裝定模上，導(dǎo)套安裝在動(dòng)模上，或在動(dòng)模上設(shè)計(jì)導(dǎo)套孔，用導(dǎo)柱直接導(dǎo)向。在本設(shè)計(jì)中，導(dǎo)套安裝在動(dòng)模上，導(dǎo)

99、柱安裝在定模上，在合模時(shí)進(jìn)行導(dǎo)向定位。</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括對(duì)導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的尺寸、精度、表面粗糙度等的設(shè)計(jì)及導(dǎo)向零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或正確選用，導(dǎo)柱在模具上的布置和裝固方式的確定等。導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔一般為動(dòng)配合，當(dāng)要求定位精度高時(shí)，可選用緊一些的配合，但過(guò)緊的配合會(huì)引起較快的磨損、拉傷，設(shè)計(jì)使用壽命較長(zhǎng)的模具不宜將導(dǎo)柱孔直接加工在模板上，而應(yīng)嵌入導(dǎo)向套，導(dǎo)向套表面硬度大、耐磨、易更換。具體的設(shè)計(jì)參照了模

100、具手冊(cè)，導(dǎo)柱與導(dǎo)套如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 導(dǎo)柱與導(dǎo)套</p><p>　　3．13排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸氣等不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、表面輪廓不清及型腔不能充滿等弊病，同時(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過(guò)高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則

101、燒傷制件，使之產(chǎn)生澆痕。而且型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力回降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須充分考慮排氣問(wèn)題。</p><p>　　本模具設(shè)計(jì)時(shí)就充分的考慮到了注塑系統(tǒng)的排氣問(wèn)題，由于塑件屬于中小型塑件，注塑時(shí)無(wú)需采用高速注射，所以本模具主要是利用分型面排氣和型芯與孔的配合間隙排氣兩種排氣方法。</p><p>　　3．14側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><

102、p>　　當(dāng)塑件有側(cè)孔或側(cè)凹時(shí)，模具必須設(shè)有側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，在塑件被推出之前，必須先抽出側(cè)型芯。除了使用氣動(dòng)和液壓抽芯之外，一般都用開(kāi)模動(dòng)作帶動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)動(dòng)作，并通過(guò)傳動(dòng)件實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)方向的變換，從而完成機(jī)動(dòng)抽芯。其結(jié)構(gòu)有斜銷式、彎銷式、斜導(dǎo)桿式、斜導(dǎo)槽式、斜滑塊式和齒輪齒條式等多種不同形式。結(jié)合塑件的外形特點(diǎn)，從加工制造的難易程度及經(jīng)濟(jì)性角度考慮，本模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)采用斜銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　a

103、.基本結(jié)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、工作可靠等特點(diǎn)，是側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中最常用的一種。其工作過(guò)程如下：</p><p>　　斜銷固定在定模墊板上，開(kāi)模時(shí)，開(kāi)模力通過(guò)斜銷迫使滑塊在型腔板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)，完成抽芯動(dòng)作。為了保證合模時(shí)斜銷能進(jìn)入滑塊斜孔中，帶動(dòng)滑塊復(fù)位，機(jī)構(gòu)上設(shè)有定位裝置。此外，機(jī)構(gòu)上還設(shè)有楔緊塊，以保持滑塊的成型位置。</p><p>　　b.滑塊的定位裝置 開(kāi)模后，滑塊

104、必須停留在一定位置上，否則合模是斜銷不能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊，導(dǎo)致使模具損壞，為此必須設(shè)置滑塊定位裝置。當(dāng)滑塊脫離斜銷時(shí)，滑塊在壓縮彈簧的作用下緊靠在限位塊的側(cè)面上，合模時(shí)斜銷能準(zhǔn)確進(jìn)入滑塊的斜孔內(nèi)，使滑塊復(fù)位。</p><p>　　c.滑塊的鎖緊 通常采用楔緊塊在模具閉合后鎖緊滑塊，承受成型時(shí)塑料熔體對(duì)滑塊的推力，以免斜銷彎曲變形。合模時(shí)，楔緊塊的斜面緊壓滑塊斜面，其楔角應(yīng)大于斜銷的傾角，一般比斜銷的傾角大2

105、6;～3°，鎖緊塊必須牢固的固定。</p><p>　　d.斜銷的形狀及長(zhǎng)度計(jì)算 斜銷形狀多為圓柱形，為了減少其與滑塊的摩擦，將其圓柱面銑扁。斜銷端部常做成半球形和錐形，錐角應(yīng)大于斜銷的傾角，以避免斜銷有效工作長(zhǎng)度部分脫離滑塊斜孔之后，錐體仍有驅(qū)動(dòng)作用。斜銷長(zhǎng)度的計(jì)算如下： </p><p>　　L=L+ L+ L+ L+ L</p><p>　　=ta

106、n++tan++(5～10)</p><p>　　=tan10°++tan10°++6.5</p><p>　　=1.5+20+1+46+6.5=74mm</p><p><b>　　L：斜銷總長(zhǎng)度；</b></p><p>　　D：斜銷篤定軸肩直徑；</p><p>　　t：

107、斜銷固定板厚度；</p><p>　　d：斜銷工作部分直徑；</p><p><b>　　s：抽芯距；</b></p><p><b>　　：斜銷傾角；</b></p><p>　　L：錐體部分長(zhǎng)度，一般取5～10mm.</p><p>　　3．15模具材料的選擇 </

108、p><p>　　本套模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，組成該套模具的零件數(shù)目較多，而且由于各零件在工作中所處的地位、作用不同，對(duì)材料的性能要求也不同。用于制作塑料模具的材料，首先在質(zhì)量上要求具有一定的硬度和耐磨性，其次是有一定的強(qiáng)度和韌性，再次是易于加工。因此，需要結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)、性能要求和使用條件、制造工藝性，合理地選用模具材料。根據(jù)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-5，選用模具中各個(gè)零件的材料如下：</p><p>

109、;　　a．導(dǎo)向零件的材料選擇 包括導(dǎo)套和導(dǎo)柱，由于在開(kāi)、合模時(shí)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，成型過(guò)程中要承受一定的壓力，或偏載負(fù)荷，因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韌性，本設(shè)計(jì)中的導(dǎo)向零件選用T8A，經(jīng)過(guò)滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到50-55HRC；</p><p>　　b．澆注系統(tǒng)零件的材料選擇 包括澆口套，型芯桿等，要求具有良好的耐磨表面、耐蝕性和熱硬性，本設(shè)計(jì)中的澆注系統(tǒng)零件選用45鋼，經(jīng)過(guò)滲碳淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到50-55

110、HRC；</p><p>　　c．頂出機(jī)構(gòu)零件的材料選擇 要求表面耐磨性好，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，本設(shè)計(jì)中頂出機(jī)構(gòu)為型芯軸，選用的材料為45鋼,淬火處理后表面硬度達(dá)到50-55HRC；</p><p>　　d．模體零件的材料選擇 包括各種模板、推板、固定板、墊塊等，這些零件要求具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，在本設(shè)計(jì)中選用45鋼，經(jīng)淬火處理后表面硬度達(dá)到40-45HRC，可滿足上述要求；</p&

111、gt;<p>　　e．定位零件的材料選擇 包括定位銷、鍵和螺釘，要求其具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性好，考慮上述要求，定位銷選用T8A，并表面淬火使硬度達(dá)到50-55HRC；螺釘選用T8A。</p><p>　　3．16模板尺寸的確定 </p><p>　　結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)形狀，根據(jù)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-48，選取確定模具各模板的尺寸如表3-1所示：</p><p&

112、gt;　　結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)形狀，根據(jù)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-48，選取確定模具各模板的尺寸如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 模板各部分主要結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　3．17 繪制模具總體裝配圖</p><p>　　根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制模具總體裝配圖，如圖3-5所示：</p><p><b>　?。╝）主視圖<

113、/b></p><p><b>　?。╞）俯視圖</b></p><p><b>　　圖3-5模具裝配圖</b></p><p>　　4．模具零件的工藝分析及制造</p><p>　　4．1零件的加工工藝分析</p><p>　　零件的加工工藝分析作為本次設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)

114、之一，工藝卡片是指導(dǎo)零件生產(chǎn)的重要依據(jù)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)工藝時(shí)需分析零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件圖和裝配圖進(jìn)行工藝審查。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)研究零件生產(chǎn)類型， 確定毛坯，  確定各工序所用機(jī)床設(shè)備和工藝裝備(含刀具、夾具、量具、輔具等)。對(duì)需要改裝或重新設(shè)計(jì)的專用工藝裝備要提出設(shè)計(jì)任務(wù)書；確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差；確定各工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；  確定各工序的切削用量和工時(shí)定額；編制工藝文件。現(xiàn)對(duì)模具中凹