精密熱塑性塑料儀表表圈注射模設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　引言</b></p><p>　　塑料是一種用途廣泛的合成高分子材料，在我們的日常生活中塑料制品比比皆是。塑料以它優(yōu)異的性能逐步地代替了許多已經(jīng)使用了幾十年、幾百年的材料和器皿，成為人們生活中不可缺少的助手。塑料集金屬的堅(jiān)硬性、木材的輕便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蝕性，橡膠的彈性和韌性于一身，因此除了日常用品外，塑料更廣泛地應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械、石油化工、

2、機(jī)械制造、國(guó)防、建筑等各行各業(yè)。本設(shè)計(jì)為儀表表圈注射模具設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于塑件尺寸巧妙，如何選擇一個(gè)合理的又不至于使機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)更趨復(fù)雜的脫模機(jī)構(gòu)，以及熟悉注塑材料和注塑模設(shè)計(jì)步驟便是本設(shè)計(jì)的目的和意義所在。</p><p>　　我國(guó)正處注塑水平提升關(guān)鍵期，中國(guó)正在成為全球制造業(yè)中心，塑料制品成型加工是先進(jìn)制造業(yè)的重要組成部分。而注塑作為塑料制品加工最重要的成型方法之一，目前在我國(guó)已經(jīng)從大規(guī)模

3、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的第一階段，發(fā)展到如何自主創(chuàng)新的第二個(gè)階段。第一階段解決的是有無(wú)的問(wèn)題；而進(jìn)入第二階段，如何提高注塑制品品質(zhì)，跟上世界注塑加工技術(shù)發(fā)展步伐已成為重點(diǎn)。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵，是要加強(qiáng)我國(guó)注塑業(yè)的自主創(chuàng)新能力，重點(diǎn)要加強(qiáng)注塑機(jī)和注塑技術(shù)的自主研發(fā)。</p><p>　　盡管?chē)?guó)產(chǎn)注塑機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占主導(dǎo)地位，一些中小型和普通型注塑機(jī)及其模具的設(shè)計(jì)制造與國(guó)際先進(jìn)水平比較接近，且出口形勢(shì)良好，但國(guó)產(chǎn)塑機(jī)目

4、前仍以中低檔為主，特別在精密、高速、節(jié)能、環(huán)保等注射成型設(shè)備的成套技術(shù)和控制技術(shù)方面與國(guó)際先進(jìn)水平還有較大的差距。</p><p>　　我國(guó)塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在6個(gè)方面的問(wèn)題:(1)發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低；(2) 工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差；(3) 大多數(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)能力弱；(4) 管理落后更甚于技術(shù)落后；(5) 供需矛盾一時(shí)還難以解決；(6) 體制和人才問(wèn)題的解決尚待時(shí)日。&

5、lt;/p><p>　　1 塑件的工藝性分析</p><p>　　1.1 塑件的原材料分析</p><p>　　塑件的原材料采用ABS，屬于熱塑性塑料，ABS樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性及耐腐蝕性都很好，使用溫度為-40~95℃。與其它熱塑性塑料相比，ABS管有突出的綜合性能。</p><p>　　ABS塑料的干燥　 ABS塑料的吸濕性和對(duì)水分的

6、敏感性較大, 在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱, 不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲, 而且還有助于塑料的塑化, 減少制件表面色斑和云紋。ABS原料要控制水分在0.13 %以下。注塑前的干燥條件是: 干冬季節(jié)在75～80 ℃以下, 干燥2～3h , 夏季雨水天在80～90 ℃下, 干燥4～8h , 如制件要達(dá)到特別優(yōu)良的光澤或制件本身復(fù)雜, 干燥時(shí)間更長(zhǎng), 達(dá)8～16h。因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑是往往被忽略的一個(gè)問(wèn)題。最好

7、將機(jī)臺(tái)的料斗改裝成熱風(fēng)料斗干燥器, 以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮, 但這類料斗要加強(qiáng)濕度監(jiān)控, 在生產(chǎn)偶然中斷時(shí), 防止料的過(guò)熱。</p><p>　　注射溫度　 ABS塑料的溫度與熔融粘度的關(guān)系有別于其他無(wú)定型塑料。在熔化過(guò)程溫度升高時(shí), 其熔融實(shí)際上降低很小, 但一旦達(dá)到塑化溫度(適宜加工的溫度范圍, 如220～250 ℃) , 如果繼續(xù)盲目升溫, 必將導(dǎo)致耐熱性不太高的ABS的熱降解反而使熔融粘度增

8、大, 注塑更困難, 制件的機(jī)械性能也下降了。所以, ABS的注射溫度雖然比聚苯乙烯等塑料的更要高, 但不能像后者那樣有較寬松的升溫范圍。某些溫控不良的注塑機(jī), 當(dāng)生產(chǎn)ABS 制件到一定數(shù)量時(shí), 往往或多或少地在制件上發(fā)現(xiàn)嵌有黃色或褐色的焦化粒, 而且很難利用加新料對(duì)空注射等辦法將其清除排出。究其原因, 是ABS塑料含有丁二烯成分, 當(dāng)某塑料顆粒在較高的溫度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易沖刷的表面上, 受到長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用時(shí), 造成降解和碳

9、化。既然偏高溫操作對(duì)ABS可能帶來(lái)問(wèn)題, 故有必要對(duì)料筒各段爐溫進(jìn)行限制。當(dāng)然, 不同類型和構(gòu)成的ABS的適用爐溫也不同。如柱塞式機(jī), 爐溫維持在180～230 ℃; 螺桿機(jī), 爐溫維持在160～220 ℃。特別值得提出的是, 由于ABS的加工溫度較高, 對(duì)各種工藝因素的變化是敏感的。所以料筒前端和噴</p><p>　　注射壓力　 ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高, 所以在注射時(shí)采用較高的注射壓力

10、。當(dāng)然并非所有ABS制件都要施用高壓, 對(duì)小型、構(gòu)造簡(jiǎn)單、厚度大的制件可以用較低的注射壓力。注制過(guò)程中, 澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小往往決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過(guò)小, 塑料收縮大, 與型腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)大, 制件表面霧化。壓力過(guò)大,塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈, 容易造成粘模。</p><p>　　注射速度　 ABS料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過(guò)快時(shí), 塑料易燒焦或分解析出氣化

11、物, 從而在制件上出現(xiàn)熔接縫、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。但在生產(chǎn)薄壁及復(fù)雜制件時(shí), 還是要保證有足夠高的注射速度, 否則難以充滿。</p><p>　　模具溫度　 ABS的成型溫度相對(duì)較高, 模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75～85 ℃, 當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí), 定模溫度要求70～80 ℃, 動(dòng)模溫度要求50～60 ℃。在注射較大的、構(gòu)形復(fù)雜的、薄壁的制件時(shí), 應(yīng)考慮專門(mén)對(duì)模具加熱。為了縮短生

12、產(chǎn)周期,維持模具溫度的相對(duì)穩(wěn)定, 在制件取出后, 可采用冷水浴、熱水浴或其他機(jī)械定型法來(lái)補(bǔ)償原來(lái)在型腔內(nèi)冷固定型的時(shí)間。</p><p>　　料量控制　 一般注塑機(jī)注ABS塑料時(shí), 其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的80 %。如果要提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定, 表面光澤、色調(diào)的均勻, 要求注射量為標(biāo)定注射量的50 %為宜。</p><p>　　1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析</p&

13、gt;<p>　　(1) 結(jié)構(gòu)分析 從制品零件圖（圖1.1）上分析，該零件為精密薄壁制件，總體形狀為兩個(gè)殼體相配合，在外殼內(nèi)側(cè)有一個(gè)倒鉤，該倒鉤與內(nèi)殼外側(cè)的凸起相配合。因此模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮強(qiáng)制脫模結(jié)構(gòu)。因其用于固定檢驗(yàn)儀表的內(nèi)外圈，對(duì)同心度、尺寸精度，外形美觀和粗糙度的要求都很高，尺寸雖然不多，但不屬于簡(jiǎn)單件。設(shè)計(jì)時(shí)需仔細(xì)考慮零件結(jié)構(gòu)。</p><p>　　(2) 尺寸精度分析 該課題

14、寫(xiě)明是精密性模具，由此可知，該零件的尺寸精度較高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該充分考慮到這一點(diǎn)，并合理選取成型部分模具材料。參照《塑料模具設(shè)計(jì)》表1-3-6選用精度等級(jí)3。</p><p>　　(3) 表面質(zhì)量分析 塑件注射成型時(shí)和脫模后無(wú)變形，表面光滑，無(wú)氣泡或其它缺陷，無(wú)飛邊或少飛邊。如果模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造工藝、注射成型工藝不合理，制造精度差，不但塑件會(huì)變形，還可能頂出時(shí)損壞制件，造成成型率低的后果。無(wú)飛邊或少飛邊

15、的結(jié)果，要求模具有足夠剛度，必要時(shí)須考慮用支承柱加強(qiáng)，模板的光潔度要求達(dá)到Ra 0.8以上，動(dòng)定模板成型面周邊還要考慮下凹0.2mm左右，以增大合模力。塑料制件的表面粗糙度一般為之間。模具表面粗糙度要比塑件的要求高l～2級(jí)。選用型腔型芯材料為Cr12的優(yōu)質(zhì)合金鋼，并經(jīng)過(guò)淬火等熱處理，以保證塑件的表面質(zhì)量。</p><p>　　綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。<

16、/p><p>　　圖1.1 制品零件圖</p><p>　　1.3 塑件的成型工藝參數(shù)</p><p>　　查《塑料模具設(shè)計(jì)》表1-2-2得到ABS塑件的成形工藝參數(shù)：密度 1.03—1.07g/cm3；收縮率 0.4%—0.8%；預(yù)熱溫度 80—85；預(yù)熱時(shí)間2—3h；料筒溫度：后段150—170；中段165—180；前段180—200 ；噴嘴溫度：170—180；

17、模具溫度：50—80；注射壓力：60—100MPa；成型時(shí)間：注射時(shí)間20—90s；保壓時(shí)間0—5s；冷卻時(shí)間20—150s；總周期：50~150s.</p><p>　　1.4 塑件年產(chǎn)量</p><p>　　塑件的成型總周期為50～150s,計(jì)算取150s。一天8小時(shí)工作制。減去每天塑件預(yù)熱時(shí)間3小時(shí)，剩下5小時(shí)可以產(chǎn)出塑件。一年按200天工作日計(jì)算，</p><

18、p><b>　　則年產(chǎn)量：</b></p><p>　　N=(200×5×3600)/150=24000（件）</p><p>　　每年可生產(chǎn)出約2.5萬(wàn)件產(chǎn)品。</p><p>　　2 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量以及選定注射機(jī)</p><p>　　2.1 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量</p>&

19、lt;p>　　計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)。使用Pro/E軟件畫(huà)出塑件的三維圖,利用軟件分析功能自動(dòng)計(jì)算所畫(huà)零件的體積。</p><p><b>　　V塑=</b></p><p>　　澆注系統(tǒng)估畫(huà)：軟件分析估算為：</p><p><b>　　V澆=3.56</b></p><

20、;p>　　該產(chǎn)品為ABS材料，查資料《注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)》P11得知其相對(duì)密度為1.05 g/cm3，所以：</p><p>　　M總= V總×ρ=9.34×1.05=9.807（g）</p><p>　　式中：ρ——塑料密度，g/</p><p>　　2.2 注射機(jī)的選擇</p><p>　　2.2.1注射機(jī)型

21、號(hào)的確定</p><p>　　注射機(jī)的選用，包括兩方面的內(nèi)容：一是要確定注射機(jī)的型號(hào)，使塑料塑件、注射模。二是調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需的參數(shù)點(diǎn)。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑料制品的大小及生產(chǎn)批量。在選擇注射機(jī)時(shí)，主要考慮其塑化率、注射量、鎖模力、安裝模具的有效面積（注射機(jī)拉桿內(nèi)間距）、容模量、頂出形式及頂出長(zhǎng)度。</p><p>　　根據(jù)上面所示數(shù)據(jù)，同時(shí)考慮ABS塑料的工藝參數(shù)，參考“

22、部分國(guó)產(chǎn)注射機(jī)技術(shù)規(guī)格”表，選用型號(hào)為XS-Z-60的注射機(jī)為制造這一零件的注射機(jī)。其基本的技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　螺桿直徑： 38mm</p><p>　　理論注塑容量：60cm3</p><p>　　注塑壓力：122Mpa</p><p><b>　　鎖模力500KN</b></p><

23、;p><b>　　最大注射面積：</b></p><p>　　模板行程：180mm</p><p>　　最大模厚：200mm</p><p><b>　　最小模厚：70mm</b></p><p>　　定位孔直徑：55mm</p><p><b>　　噴嘴孔直

24、徑：4mm</b></p><p>　　噴嘴球面半徑：12mm</p><p>　　頂出孔徑： 50mm</p><p>　　2.2.2注射量校核</p><p>　　模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其允許最

25、大注射量（額定注射量）的80％，由此有：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 ——注射機(jī)允許的最大注射量；</p><p><b>　　其他符號(hào)意義同前。</b></p><p>　　經(jīng)查表得注射機(jī)允許的最大注射量為，把數(shù)據(jù)代入上述公式得：</p>

26、<p>　　因此，所選注射機(jī)的注射量符合要求。</p><p>　　2.2.3注射壓力的校核</p><p>　　注射壓力的校核是核定注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足該塑件成型的需要，塑件成型所需要的壓力是由注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動(dòng)性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動(dòng)阻力等因素決定的。</p><p><b>　?。?-2）</b><

27、/p><p>　　式中 ——注射機(jī)的最大注射壓力；</p><p>　　——塑件成型所需的實(shí)際注射壓力；</p><p>　　塑件為ABS材料，所需注射壓力最大為，而所選用的注射機(jī)的額定注射壓力為，即：</p><p>　　因此，注射機(jī)的注射壓力符合要求。</p><p>　　2.2.4塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校

28、核</p><p>　　注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖校力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿足下面關(guān)系：</p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　式中 ——注射機(jī)允許使用的最大成型

29、面積；</p><p>　　——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積；</p><p>　　——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；</p><p><b>　　其他符號(hào)意義同前。</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)零件圖的分析，以及在PROE下求出塑件在模具分型面上的投影面積，澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，注射機(jī)允許使用

30、的最大成型面積，把數(shù)據(jù)代入上述公式可得：</p><p>　　因此，塑件在分型面上的投影面積符合要求。</p><p>　　注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過(guò)程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：</p><p><b>

31、　?。?-4）</b></p><p>　　式中 ——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力其大小一般是注射壓力的80％；</p><p>　　——注射機(jī)的額定鎖模力；</p><p><b>　　其他符號(hào)意義同前。</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)對(duì)塑件查表得，所需注射壓力最大為，注射機(jī)的額定鎖模力，分別將數(shù)據(jù)代入上式

32、得：</p><p>　　因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)還有彈簧彈力的存在，故注射機(jī)額定鎖模力應(yīng)該大于系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積與彈簧彈力之合。</p><p>　　彈簧要把型芯和塑件一起先彈出一段距離，此時(shí)需要克服摩擦阻力，其計(jì)算方法類似于脫模力的計(jì)算： （2-5）</p><p>　　式中 μ——塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，

33、取0.1-0.3 ； </p><p>　　A——塑件包容型芯的面積； P——塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力。</p><p>　　一般情況下，模內(nèi)冷卻的塑件P約取 2.4—3.9×107Pa；模外冷卻的塑件P約取0.8一1.2×107Pa . </p><p>　　根據(jù)公式，A=0.0437×10-2 m2 ,

34、 μ=0.2 , p=1×107Pa, α=0</p><p>　　Ft =874 N =0.874 KN</p><p>　　由于彈簧彈出時(shí)的阻力因素很多，如推出機(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦阻力、塑料與鋼材間的粘附力、大氣壓力及成型工藝條件的波動(dòng)等等，因此要考慮到所有因素的影響較困難，所以在這里所算出的彈簧力只能是個(gè)近似值。將阻力放大到2 KN作為彈簧的彈力。 </p>

35、<p><b>　　綜上所述，由于 </b></p><p>　　因此，塑件的鎖模力符合要求。</p><p>　　3 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、澆注系統(tǒng)、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及冷卻水道的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。如下一一作具體說(shuō)明。</p><p>　

36、　3.1 分型面的選擇</p><p>　　分開(kāi)模具能取出塑件的面，稱作分型面，其它的面稱作分離面或稱分模面，注射模只有一個(gè)分型面。</p><p>　　如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，分型面的方向盡量采用與注塑機(jī)開(kāi)模是垂直方向，形狀有平

37、面，斜面，曲面。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：</p><p>　　(1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，否則塑件無(wú)法從型腔中脫出；</p><p>　　(2) 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開(kāi)模后留在

38、動(dòng)模一側(cè)，這樣有助于動(dòng)模內(nèi)設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，否則在定模內(nèi)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)往往會(huì)增加模具整體的復(fù)雜性；</p><p>　　(3) 保證塑件的精度要求 與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具型腔內(nèi)。如果塑件上精度要求較高的成型表而被分型面分割，就有可能由于合模精度的影響引起形狀和尺寸上不允許的偏差，塑件因達(dá)不到所需的精度要求而造成廢品；&

39、lt;/p><p>　　(4) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 選擇分型面時(shí)應(yīng)避免對(duì)塑件的外觀質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，同時(shí)需考慮分型面處所產(chǎn)生的飛邊是否容易修整清除，當(dāng)然，在可能的情況下，應(yīng)避免分型面處產(chǎn)生飛邊。</p><p>　　(5) 便于模具加工制造 為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面；</p><p>　　(6) 對(duì)成型面積的影響

40、 注射機(jī)一般都規(guī)定其相應(yīng)模具所允許使用的最大成型面積及額定鎖模力，注射成型過(guò)程中，當(dāng)塑件(包括澆注系統(tǒng))在合模分型面上的投影面積超過(guò)允許的最大成型面積時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，這時(shí)注射成型所需的合模力也會(huì)超過(guò)額定鎖模力，因此為了可靠地鎖模以避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，選擇分型面時(shí)應(yīng)盡量減少塑件(型腔)在合模分型面上的投影面積；</p><p>　　(7) 對(duì)排氣效果 分型面應(yīng)盡量與型腔充填時(shí)塑料熔體的料流末端

41、所在的型腔內(nèi)壁表面重合；</p><p>　　(8) 對(duì)側(cè)向抽芯的影響 當(dāng)塑件需側(cè)向抽芯時(shí)，為保證側(cè)向型芯的放置容易及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，選定分型面時(shí)，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺(tái)作為抽芯方向，將較深的凹孔或較高的凸臺(tái)放置在開(kāi)合模方向，并盡量把側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。</p><p>　　模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求

42、來(lái)選擇分型面。該模具共生產(chǎn)兩個(gè)結(jié)構(gòu)類似的零件，經(jīng)各方面情況考慮分型面可以設(shè)置如下：</p><p>　　圖3.1分型面的設(shè)置</p><p>　　3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)咬嘴射出后到達(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(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)獲

43、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影響。</p><p>　　普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。普通流道澆注系統(tǒng)從總體來(lái)看，其作用可概述如下：將來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出。在塑料熔體填充及凝固的過(guò)程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料制件。</p><

44、;p>　　澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合適不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率．成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)汁的重要環(huán)節(jié)。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：</p><p>　　(1) 考慮塑料的流動(dòng)性，保征流體流動(dòng)順利，快，不紊亂。</p><p>　　(2) 避免熔體正面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件。 </p&g

45、t;<p>　　(3) 一模多腔時(shí)，防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi)。 </p><p>　　(4) 進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定。</p><p>　　(5) 流道的進(jìn)程要短，以減少成型周期及減少?gòu)U料。</p><p>　　3.2.1主流道設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道指噴嘴口起到分流道入口處止的一段，與噴

46、嘴在一軸線上，料流方向不改變。 由于流道凝料從主流道襯套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 ，錐角 =2°~ 4°粗糙度Ra≤0.63 與噴嘴對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，球半徑略大于噴嘴頭半經(jīng)。 主流道要求耐高溫和摩擦，要求設(shè)計(jì)成可拆卸的襯套，以便選 用優(yōu)質(zhì)材料單獨(dú)加工和熱處理。襯套大端高出定模端面 5~10mm ，并與注射機(jī)定模板的定位孔成間隙配合，起定位隙作用。</p><p>　　根據(jù)選定的注射機(jī)噴

47、嘴的有關(guān)尺寸為噴嘴前端孔徑d0=4mm，噴嘴球面直徑SR12mm。</p><p>　　根據(jù)模具主流道與噴嘴R=R0+（1∽2）mm以及d=d0+（0.5∽1）mm，取主流道球面半徑為R13mm，小端直徑d=5mm。為了便于將凝料從主流道中中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為3o，為了使溶料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過(guò)渡。</p><p>　　3.2.2 分

48、流道設(shè)計(jì)</p><p>　　分流道指塑料熔體從主流道進(jìn)入多腔模各個(gè)型腔的通道，對(duì)熔體流動(dòng)起分流轉(zhuǎn)向作用，要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小。</p><p>　　分流道的截面形式： </p><p>　?。?） 圖形斷面：比表面積小（流道表面積與其體積之比），熱損失小，但加工制造難，直徑 5~10mm </p><p>　?。?） 梯形：加

49、工較方便，其中h/D = 2/3 ~ 4/5 邊斜度 5~15° </p><p>　?。?） u形：加工方便，h/R=5/4 </p><p>　?。?） 半圓形：效率比圓形要差一點(diǎn)，但加工起來(lái)比圓形截面要簡(jiǎn)單。h/R=0.9 </p><p>　　分流道的斷面尺寸要視塑件的大小，品種注射速度及分流道的長(zhǎng)度而定。 一般分流道直徑在5~6mm以下時(shí)，對(duì)流動(dòng)

50、性影響較大，當(dāng)直經(jīng)大于8mm 時(shí)，對(duì)流動(dòng)性影響較小。 </p><p>　　多腔模中，分流道的排布： </p><p>　?。?） 平衡式和非平衡式： </p><p>　　平衡式：分流道的形狀尺寸一致。 </p><p>　　非平衡式：靠近主流道澆口尺寸設(shè)計(jì)得大于遠(yuǎn)離主流道的澆口尺寸。 </p><p>　?。?）

51、分流道不能太細(xì)長(zhǎng)，太細(xì)長(zhǎng)，溫度，壓力加大會(huì)使離主流道較遠(yuǎn)的型腔難以充滿。 </p><p>　?。?） 一般需要多次修復(fù)，調(diào)理達(dá)到平衡。 </p><p>　　（4） 即使達(dá)到料流和填充平衡，但材料時(shí)間不相同，制品出來(lái)的尺寸和性能有差別，對(duì)要求高的制品不宜采用。 </p><p>　?。?） 非平衡式分布，分流道長(zhǎng)度短 。 </p><p>

52、　?。?） 如果分流道較長(zhǎng)，可將分流道的尺寸頭沿熔體前進(jìn)方向稍征長(zhǎng)作冷料穴，使冷料不致于進(jìn)入型腔。 </p><p>　　（7） 分流道和型腔布置時(shí)，要使用塑件投影面積總重心與注塑機(jī)鎖模力的作用線重合。</p><p>　　分流道的形狀及其尺寸，應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。本塑件的形狀簡(jiǎn)單，熔料填充型腔比較容易根據(jù)型腔的排列方式可取分流道長(zhǎng)度2

53、0mm，分流道截面設(shè)計(jì)成半圓形圓形截面，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分流道直徑可取4mm。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(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6μm 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。</p><p&

54、gt;　　3.2.3 澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口亦稱進(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)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。 </p><p>　　澆口可分限制性澆口和非限制性澆口兩種。澆口的作用可以概述為，非限制性澆口起著引料、進(jìn)料的作用，限制性澆口一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送

55、來(lái)的理料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速而均衡地充滿型腔， 另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。</p><p>　　根據(jù)任務(wù)的要求塑件注射成型時(shí)和脫模后無(wú)變形，表面光滑，無(wú)氣泡或其它缺陷，無(wú)飛邊或少飛邊外表面光滑且表面不留痕跡，所以符

56、合這樣要求的澆口有點(diǎn)澆口和潛伏澆口。</p><p>　　點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)式澆口、橄欖形澆口或菱形澆口，其尺寸很小。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能有效地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導(dǎo)致熔體的表觀粘度下降，流動(dòng)性增加，利于填充，因而對(duì)于薄壁塑件以及諸如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等表現(xiàn)粘度隨剪切速率變化而敏感改變的塑料成型有利，但不利于成型流動(dòng)性差及熱敏性塑料，也不利于成型平簿易變形及形狀復(fù)雜

57、的塑件。</p><p>　　采用點(diǎn)澆口成型塑件，去除澆口后殘留痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也利于自動(dòng)化操作，但壓力損失大，收縮大，塑件易變形，同時(shí)在定模部分需另加一個(gè)分型面，以便澆凝料脫模。</p><p>　　潛伏澆口又稱剪切澆口，由點(diǎn)澆口演變而來(lái)。這類澆口的分流道位于分型面上，而澆口本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處，塑料熔體通過(guò)型腔側(cè)面料向注入型腔，因而塑件外表不受損傷，不致因澆口痕跡而影響

58、塑件的表而質(zhì)量及美觀效果。澆口采用圓形截面，可參考點(diǎn)澆口尺寸設(shè)計(jì)，錐角取100-200。在推出塑件時(shí)，由于澆口及分流道成一定斜向角度與型腔相連，形成了能切斷澆口的刃口，這一刃口所形成的剪切力可以將澆口自動(dòng)切斷。 綜合上述和設(shè)計(jì)方案，選用潛伏澆口。 </p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，α=450～600 </p><p>　　錐角在

59、100～200</p><p>　　澆口直徑0.8～1.5mm</p><p>　　所以取 α=450</p><p><b>　　錐角取100</b></p><p>　　澆口直徑1mm </p><p>　　3.2.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)</p><p>

60、;　　在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10－25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井

61、穴稱為冷料穴。冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上(也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處)，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的l—1．5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。端部為z字形拉料桿形式的冷料穴，是最常用的一種形式，開(kāi)模時(shí)主流道凝料被拉料桿拉出，推出后常常需用人工取出而不能自動(dòng)脫. 冷料穴除了具有容納冷料的作用以外，同時(shí)還具有在開(kāi)模時(shí)將主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在動(dòng)模一側(cè)，便于</p><

62、;p>　　脫模的功能。本模具中的冷料穴和拉料桿的具體位置和形狀見(jiàn)裝配圖中所示。</p><p>　　3.2.5 排氣方式的選擇</p><p>　　（1） 排氣槽的作用</p><p>　　排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開(kāi)設(shè)就顯得尤為重要。另外對(duì)

63、于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開(kāi)設(shè)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來(lái)說(shuō)，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。</p><p><b>　?。?） 排氣方式 </b></p><p>　　模腔排氣的方法很多，但每一種方法均須保證：

64、排氣槽在排氣的同時(shí)，其尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)能防止物料溢進(jìn)槽內(nèi)；其次還要防止堵塞。因此從模腔內(nèi)表面向模腔體外緣方向測(cè)量，長(zhǎng)6～12mm以上的排氣槽部分，槽高度要放大約0.05～0.2mm。另外,排氣槽數(shù)量太多是有害的。因?yàn)槿绻饔迷谀Ｇ环中兔嫖撮_(kāi)排氣槽部分的鎖模壓力很大，容易引起模腔材料冷流或裂開(kāi)，這是很危險(xiǎn)的。除了在分型面上對(duì)模腔排氣外，還可以通過(guò)在澆注系統(tǒng)的料流末端位置設(shè)排氣槽，以及沿頂出桿四周留出間隙的方式達(dá)到排氣的目的。因?yàn)榕艢獠坶_(kāi)的深度、

65、寬度以及位置的選擇；如果不適當(dāng)，產(chǎn)生的飛邊毛刺，將影響制品的美觀和精度。因此上述間隙的大小以防止頂出桿四周出現(xiàn)飛邊為限。另外，在澆注系統(tǒng)料流末端開(kāi)設(shè)排氣槽主要是指分流道末端位置的排氣槽，其寬度應(yīng)等于分流道的寬度，高度視材料而異。 </p><p>　　根據(jù)該制件的結(jié)構(gòu)特性和工藝特性，本塑件塑件屬精密性塑件，為保證塑件的表面質(zhì)量，故開(kāi)兩個(gè)排氣槽，位置都沿著氣體流動(dòng)的方向設(shè)置，這樣更利于氣體的排出。且開(kāi)設(shè)在塑料流程最

66、長(zhǎng)的位置，保證氣體盡可能完全的排除。為提高排氣的效率，排氣槽寬度取大些，為12mm，靠近型腔的部分深度為0.05mm，離型腔20毫米遠(yuǎn)處洗下深1毫米，既可以減小接觸面積，增大鎖模力，利于清料，且利于氣體的排除。這樣既保證塑料不會(huì)溢出，又能提高排氣的效率。</p><p>　　總之，適當(dāng)?shù)亻_(kāi)設(shè)排氣槽，可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間、保壓時(shí)間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低

67、機(jī)器的能量消耗。</p><p>　　3.3 成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性

68、能。</p><p>　　設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。</p><p>　　3.3.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　凹模是成型塑件外表面的主

69、要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式兩類。整體式凹模由整塊材料加工而成。它的特點(diǎn)是牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難，熱處理不方便，整體式凹模常用在形狀簡(jiǎn)單的中、小型模具上。組合式凹模是指凹模由兩個(gè)以上零件組合而成。組合式凹模按組合方式的不同，可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等形式。</p><p>　　綜上所述，采用組合式凹模，簡(jiǎn)化了復(fù)雜凹模

70、的加工工藝，減少了熱處理變形，拼合處有間隙利于排氣，便于模具維修，節(jié)省了貴重的模具鋼。為了保證組合式型腔尺寸精度和裝配的牢固，減少塑件上的鑲拼痕跡，對(duì)于鑲塊的尺寸、形狀位置公差要求較高，組合結(jié)構(gòu)必須牢靠，鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好。因此，選擇合理的組合鑲拼結(jié)構(gòu)是非常重要的。</p><p>　　3.3.2成型零件工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來(lái)構(gòu)成塑

71、件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素是作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮塑件收縮率的影響，但是確定準(zhǔn)確的收縮率是很困難的，因?yàn)樗?/p>

72、選取的計(jì)算收縮率和實(shí)際收縮率有差異，因此只能估計(jì)其收縮率；模具成型零件的制造誤差影響，成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差；模具成型零件的磨損影響，脫模時(shí)塑件對(duì)成型零件的摩擦磨損是主要的，為簡(jiǎn)化計(jì)算起見(jiàn)，凡與脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面應(yīng)考慮磨損。</p><p>

73、;　　型腔的內(nèi)徑尺寸的計(jì)算</p><p>　　塑件的基尺寸是最大尺寸，其公差為負(fù)偏差，如果塑件上原有的公差的標(biāo)注與此不符，應(yīng)按此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負(fù)偏差，因此，塑件的平均徑向尺寸為。模具型腔的基本尺寸是最小尺寸，公差值為正偏差，型腔的平均尺寸則為。型腔的平均磨損量為，考慮平均收縮率后，則可用如下等式計(jì)算：</p><p><b>　?。?-1）</b></p>

74、;<p>　　式中 ——模具型腔的基本尺寸；</p><p>　　——塑件的基本尺寸；</p><p>　　——模具成型零件制造公差；</p><p>　　——塑料的平均收縮率；</p><p><b>　　——塑件尺寸公差。</b></p><p><b>　　外殼尺寸

75、：</b></p><p><b>　　=60.57</b></p><p><b>　　外殼頂管厚度：</b></p><p><b>　　=1.49</b></p><p><b>　　內(nèi)殼尺寸：</b></p><p&

76、gt;<b>　　=55.54</b></p><p><b>　　內(nèi)殼頂管厚度：</b></p><p><b>　　=1.04</b></p><p>　　型腔的深度尺寸的計(jì)算</p><p>　　在型腔深度和型芯高度尺寸計(jì)算中，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小，所以可不

77、考慮磨損量，由此可以推出：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　上兩式中修正系數(shù)，當(dāng)塑件尺寸大、精度要求低時(shí)取小值；反之取大值。把各數(shù)據(jù)代入上式得，</p><p><b>　　內(nèi)殼型腔深度尺寸：</b></p><p><b>　　=3.09</b&

78、gt;</p><p><b>　　=4.20</b></p><p><b>　　外殼型腔深度尺寸：</b></p><p><b>　　=5.61</b></p><p><b>　　=2.57</b></p><p>　　型芯

79、的外徑尺寸的計(jì)算</p><p>　　塑件孔的徑向基本尺寸是最小尺寸，其公差為正偏差，型芯的基本尺寸是最大尺寸，制造公差為負(fù)偏差，經(jīng)過(guò)與上面型腔徑向尺寸相類似的推導(dǎo)，可得：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　把各數(shù)據(jù)代入上式得，</p><p><b>　　外殼型芯徑向尺寸：&

80、lt;/b></p><p><b>　　=57.70</b></p><p><b>　　=56.79</b></p><p><b>　　內(nèi)殼型芯徑向尺寸：</b></p><p><b>　　=53.27</b></p><

81、p><b>　　=54.28</b></p><p>　　為了塑件脫模方便，型腔或型芯的側(cè)壁都應(yīng)設(shè)計(jì)有脫模斜度，當(dāng)脫模斜度值不包括在塑件公差范圍內(nèi)時(shí)，塑件外形的尺寸只保證大端，塑件內(nèi)腔的尺寸只保征小端。這時(shí)計(jì)算型腔尺寸以大端尺寸為基準(zhǔn)，另一端按脫模斜度相應(yīng)減?。挥?jì)算型心尺寸以小鍛尺寸為基準(zhǔn)，另一端按脫模相應(yīng)增大，這樣便于修模時(shí)有余量。</p><p>　　型芯的

82、高度尺寸的計(jì)算</p><p>　　經(jīng)過(guò)與上面型腔深度尺寸相類似的推導(dǎo)，可得：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　外殼尺寸：</b></p><p><b>　　=3.59</b></p><p><b&g

83、t;　　=1.07</b></p><p><b>　　=2.98</b></p><p><b>　　內(nèi)殼尺寸：</b></p><p><b>　　=2.68</b></p><p>　　3.3.3模具型腔側(cè)壁和底板厚度的選擇</p><p&

84、gt;　　塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔側(cè)壁和底板厚度過(guò)小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破環(huán)，也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸幅度并影響順利脫模。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定型腔側(cè)壁和底板厚度。</p><p>　　模具型腔壁厚的計(jì)算，應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn)。

85、而最大壓力是在注射時(shí)，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開(kāi)模時(shí)接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；而對(duì)于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過(guò)了模具材料的許用應(yīng)力，因此強(qiáng)度不夠是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。</p><p>　?。?）型腔側(cè)壁厚度計(jì)算</p>&

86、lt;p>　　由于該型腔的結(jié)構(gòu)為鑲拼組合式，其型腔壁厚可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值查表得到。該產(chǎn)品的鑲拼組合類型為圓形，凹模壁厚為5mm，由于鑲拼件的形狀為圓形，為了方便即裝配加工，取鑲拼件的整體尺寸為毫米。模套壁厚S2模最小壁厚經(jīng)驗(yàn)曲線，取10mm，具體壁厚應(yīng)根據(jù)模具的具體布置來(lái)選擇，設(shè)計(jì)好的壁厚遠(yuǎn)大于該值，強(qiáng)度符合條件。</p><p>　　（2）底板厚度的計(jì)算</p><p>　　由于成型型

87、腔的底板和整塊鑲拼件是一體的，所以底板厚度的計(jì)算按整體式矩形型腔底板厚度的計(jì)算原則來(lái)計(jì)算。</p><p><b>　?、侔磩偠葪l件計(jì)算</b></p><p>　　整體式矩形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內(nèi)熔體壓力作用下，最大撓度亦產(chǎn)生在底板中心，應(yīng)使最大撓度小于或等于許用撓度，則有：</p><p><b>　?。?-5）&

88、lt;/b></p><p><b>　?、诎磸?qiáng)度條件計(jì)算</b></p><p>　　在熔體壓力作用下，型腔底板最大應(yīng)力產(chǎn)生在底板周界，應(yīng)使最大應(yīng)力小于或等于許用應(yīng)力，則有：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中 E——模具材料的彈性模量（MPa），碳鋼

89、為2.1×105MPa；</p><p>　　P——型腔壓力，一般取25～45MPa；</p><p>　　——模具材料的需用應(yīng)力（MPa）這里?。?60MPa；</p><p>　　——?jiǎng)偠葪l件，即允許變形量（mm） 這里取＝0.05mm；</p><p>　　L2——矩形型腔的寬度；</p><p>　　

90、——由底板短邊和長(zhǎng)邊之比決定的系數(shù)；這里?。?.8</p><p>　　C1——由底板短邊和長(zhǎng)邊之比決定的系數(shù)；這里取C1＝0.0209</p><p>　　P取注射機(jī)最大注射壓力的百分之八十，即200 ×0.8 =160MPa。根據(jù)公式（3-5），（3-6）分別計(jì)算后取大值。同時(shí)確定動(dòng)、定模板的厚度。定模板的厚度取24mm 較為合適。一位塑件兩側(cè)是對(duì)稱的，所以取動(dòng)模板的厚度也為

91、24mm 。</p><p>　　在此塑件制品中，型腔形狀為圓形型腔，圓形型腔是指模具型腔橫截面呈圓形的結(jié)構(gòu)根據(jù)圓形型腔底壁厚的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可選擇動(dòng)、定模板厚度為26mm.動(dòng)定模座板厚度為26mm。</p><p>　　3.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。

92、通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。</p><p>　　3.4.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用</p><p>　　在本塑件的模具中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是定位作用，導(dǎo)向作用，并且承受一定的側(cè)向壓力。模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ恢谜_，保證型腔的形狀和尺寸精確，便于裝配和調(diào)整。使動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。塑料熔體在充型過(guò)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

93、了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。</p><p>　　3.4.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。</p><p><b>　　導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求</b></p><p>　　①長(zhǎng)度。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出8～12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔

94、。</p><p>　　②形狀。導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，以使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。</p><p>　?、鄄牧?。導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理或T8、T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱固定部分表面祖糙度為，導(dǎo)柱導(dǎo)向部分表面粗糙度為。</p><p>　　④數(shù)量及布置。導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周

95、，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1～1.5倍)。為確保合模時(shí)只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置或不等直徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置。在本模具的設(shè)計(jì)中，導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。</p><p>　?、菖浜暇?。導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過(guò)渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f7的間隙配合。</p>&l

96、t;p><b>　　導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求</b></p><p>　?、傩螤?。為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱孔最好作成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。</p><p>　?、诓牧?。導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一般應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為。</p>

97、;<p>　?、酃潭ㄐ问郊芭浜暇?。Ⅰ型導(dǎo)套用H7/r6配合鑲?cè)肽０?。Ⅱ型?dǎo)套用H7/m6或H7/k6配合鑲?cè)肽?lt;/p><p>　　圖 3.2常用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　3.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　塑件在從模具上取下以前，還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出（頂出）機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作

98、是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或液壓缸來(lái)完成的。</p><p>　　3.5.1推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計(jì)原則</p><p>　?。?）推出機(jī)構(gòu)的組成</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。推出機(jī)構(gòu)中，凡直接與塑件相接觸、并將塑件推出型腔或型芯的零件稱為推出零件。常用的推出零件有推桿、推管、推件板、成型推

99、桿等。</p><p>　　（2）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 </p><p>　　1、推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。</p><p>　　2、保證塑件不因推出而

100、變形損環(huán) 為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置，從而使塑件：受力均勻、不變形、不損壞。</p><p>　　3、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過(guò)程中的各種力的作用，確保塑件順利地脫模。</p><p>　　4、良好的塑件外觀 推

101、出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。</p><p>　　5、合模時(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。</p><p>　　3.5.2推出機(jī)構(gòu)的種類</p><p>　　推出機(jī)構(gòu)包括推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動(dòng)鑲塊及凹模推出機(jī)構(gòu)，多元綜合推出機(jī)構(gòu)，強(qiáng)制脫出機(jī)構(gòu)等

102、等，這類推出機(jī)構(gòu)最常見(jiàn)而且應(yīng)用也最廣泛。</p><p>　?。?） 推桿推出機(jī)構(gòu) 由于設(shè)置推桿位置的自由度較大，因而推桿推出機(jī)構(gòu)是最常用的推出機(jī)構(gòu)，常被用來(lái)推出各種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定，可設(shè)計(jì)成圓形、矩形等等。其中以圓形最為常用，因?yàn)槭褂脠A形推桿的地方，較容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓形推桿還具有減少運(yùn)動(dòng)阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，損壞后還便于更換。</p&g

103、t;<p>　?。?） 推管推出機(jī)構(gòu) 對(duì)于中心有孔的圓形套類塑件，通常使用推管推出機(jī)構(gòu)。如圖3.5.1所示為推管推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)， a）是型芯固定在模具底板上的形式這種結(jié)構(gòu)型芯較長(zhǎng)，常用在推出距離不大的場(chǎng)合，當(dāng)推出距離較大時(shí)可采用圖中的其他形式； b）用方銷將型芯固定在動(dòng)模板上，推管在方銷的位置處開(kāi)槽，推出時(shí)讓開(kāi)方銷，推管與方銷的配合采用H8／f 7或H8／f8；c）為推管在模板內(nèi)滑動(dòng)的形式，這種結(jié)構(gòu)的型芯和推管都較短

104、，但模板厚度較大，當(dāng)推距離較大時(shí)，采用這種結(jié)構(gòu)不太經(jīng)濟(jì)。本設(shè)計(jì)選擇 了類似b）的設(shè)計(jì)。具體看裝配圖。</p><p>　　圖 3.3 推管推出機(jī)構(gòu)</p><p>　?。?） 推件板推出機(jī)構(gòu) 推件板推出機(jī)構(gòu)是由一塊與凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出，因此作用面積大，推出力大而均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，并且塑件上無(wú)推出痕跡。但如果型芯和推件板的配合不好，則在塑件上會(huì)

105、出現(xiàn)毛刺，而且塑件有可能會(huì)滯留在推件板上 。</p><p>　　（4） 活動(dòng)鑲件及凹模推出機(jī)構(gòu) 當(dāng)有些塑件不宜采用推出機(jī)構(gòu)時(shí)，可利用活動(dòng)鑲件或凹模將塑件推出 。利用活動(dòng)鑲塊來(lái)推塑件，鑲塊與推桿聯(lián)接在一起，塑件脫模后仍和鑲塊在一起，故還需要用于將塑件從活動(dòng)鑲塊上取下。</p><p>　?。?） 綜合推出機(jī)構(gòu) 在實(shí)際生產(chǎn)中往往還存在著這樣一些塑件，如果采用上述單一的推出機(jī)構(gòu)，不

106、一定能保證塑件會(huì)順利脫模，甚至?xí)斐伤芗冃?、損壞等不良后果。因此，就要采用兩種或兩種以上的推出形式，這種推出機(jī)構(gòu)即稱為綜合推出構(gòu)綜合推出機(jī)構(gòu)有推桿、推件板綜合推出機(jī)構(gòu)，也有拉桿、推管綜合推出機(jī)構(gòu)等等。</p><p>　?。?） 強(qiáng)制脫出機(jī)構(gòu) 有些塑件在內(nèi)測(cè)面和外側(cè)面都帶有較淺的環(huán)或槽，可以利用塑料的彈性，在不損傷塑件表面的前提下，利用塑件的彈性脹縮，強(qiáng)制地將凸凹部分頂出。在采用強(qiáng)制頂出時(shí)，塑件凸凹吹得深

107、度及其相關(guān)尺寸是有一定限制的。</p><p>　　3.5.3推出機(jī)構(gòu)的選擇</p><p>　　根據(jù)塑料零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，要想脫出零件，需要先進(jìn)行強(qiáng)制脫模，再利用頂管頂出。</p><p>　?。?）強(qiáng)制脫?？尚行杂?jì)算：</p><p>　　內(nèi)孔帶凸凹槽的結(jié)構(gòu)計(jì)算公式為：（B-A）/A<δ</p><p>　　式中

108、 B----凸凹槽外徑，mm;</p><p>　　A----凸凹槽內(nèi)徑，mm;</p><p>　　δ----塑料的延伸率，% (ABS塑料常用延伸率8%)</p><p>　　代入數(shù)字計(jì)算為：（56.4-55.5）/55.5=0.016<8%</p><p>　　故外殼可以進(jìn)行強(qiáng)制脫模。</p><p>　　

109、外側(cè)帶凸凹槽的結(jié)構(gòu)計(jì)算公式為：（C-B）/A<δ</p><p>　　式中 C----凸凹槽外徑</p><p>　　B----凸凹槽內(nèi)徑，mm;</p><p>　　A----塑件內(nèi)徑，mm;</p><p>　　δ----塑料的延伸率，% (ABS塑料常用延伸率8%)</p><p>　　代入數(shù)字計(jì)算為：(

110、56-55)/53=0.019<8%</p><p>　　故內(nèi)殼也可以進(jìn)行強(qiáng)制脫模。</p><p>　　但是為了保證能夠可靠順利地達(dá)到強(qiáng)制脫模的目的，還必須在模具結(jié)構(gòu)上，保證強(qiáng)制頂出前，與凸凹模對(duì)應(yīng)得成型零件先行脫模，以消除強(qiáng)制頂出障礙。從模具最簡(jiǎn)化方面考慮，零件外殼選擇了彈簧頂管相結(jié)合的一次脫模機(jī)構(gòu)，而內(nèi)殼設(shè)置分型面在外側(cè)凸起處，免去了強(qiáng)制脫模的步驟，直接頂管一次脫模。</

111、p><p>　　如下圖所示：當(dāng)開(kāi)模時(shí)，外圈塑件由于內(nèi)側(cè)有倒圓錐面而包緊在型芯上，實(shí)際頂出時(shí)，由于摩擦力的存在，彈簧力不足以將圓柱形型芯與頂管分離，所以當(dāng)分模后，塑件包緊在型芯上，與定模型腔分離，解除型腔對(duì)外圓的約束；第二步型芯和頂管同時(shí)由機(jī)床頂出機(jī)構(gòu)頂出，經(jīng)過(guò)一段距離后型芯被螺釘限位停止，削除強(qiáng)制頂出障礙，頂管繼續(xù)頂出，將外圈脫出型芯（見(jiàn)圖3.4a）。塑件內(nèi)殼，直接由頂管推出，完成脫模(見(jiàn)圖3.4b)。</p&

112、gt;<p><b>　　（b）</b></p><p>　　圖3.4 塑件內(nèi)外殼脫模結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.5.4 頂出行程、開(kāi)模行程計(jì)算</p><p>　　在頂出結(jié)束后，塑件要完全脫出，達(dá)到可以方便取出或依靠塑件自重可以自行掉落的程度。所需的頂出行程可用下式進(jìn)行估算：</p><p>　　式中

113、 ——所需頂出行程；</p><p><b>　　——型芯成型高度；</b></p><p>　　——頂出行程富裕量。</p><p>　　將各數(shù)據(jù)代入上式得：</p><p>　　所需開(kāi)模行程可用下式進(jìn)行估算： </p><p>　　圖3.5 頂出距離示意圖</p&