電加熱方式快速熱循環(huán)注塑模具及裝置的設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　電加熱方式的快速熱循環(huán)注塑模具及裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí) 械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </

2、p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng) </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>

3、;　　模具工業(yè)在我國(guó)占有著重要的地位。現(xiàn)今，模具生產(chǎn)的工藝水品及科技含量的高低己成為衡量一個(gè)國(guó)家的科技及產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一?，F(xiàn)如今，伴隨著電子產(chǎn)品，家電產(chǎn)品的快速發(fā)展，企業(yè)在追求產(chǎn)品性能，使用壽命的同時(shí)，對(duì)制件表面的質(zhì)量，外觀也有了更高的要求。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我主要完成的是對(duì)塑件的三維造型，生成模具裝配圖；對(duì)組成模具的各個(gè)零部件進(jìn)行分析計(jì)算，主要包括了型芯型腔的分析計(jì)算，澆口的分析

4、計(jì)算，加熱冷卻裝置的分析計(jì)算以及定頂出裝置的分析計(jì)算等；在此之后，生成各零部件的工程圖，完善總裝配圖。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電加熱，快速熱循環(huán)，高光，小家電</p><p>　　The rapid cycle injection molding by electric heating thermal and device design</p><p><

5、;b>　　Abstract</b></p><p>　　Mold and die industry occupies an important position in China.Today, the level of the mold production process and technology has become an important sign aboat measure a c

6、ountry's level of technology and product manufacturing.Now, with the rapid development of electronic products,while business owners aspire the product performance and service life, the quality of the workpiece surfac

7、e, the appearance have higher requirements.</p><p>　　During the graduation,I completed the three-dimensional modeling of plastic,generate mold assembly drawing; calculated and analyzed the various components

8、 of the molding ; including the analysis and calculation of core cavity, gate , heating and cooling ,the top of the device and so on;After this, generate drawing of the components, improve the general assembly drawing.

9、</p><p>　　Keywords: electric heatin，rapid heating cycle molding, high gloss without weld mark, small appliances</p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p>&

10、lt;p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題的來(lái)源1</p><p>　　1.2 課題的意義1</p><p>　　1.3 電加熱方式的快速熱循環(huán)成型技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.1 快速熱循環(huán)注塑成型技術(shù)的研究現(xiàn)狀2</p><p&g

11、t;　　1.3.2 電加熱及快速熱循環(huán)研究的現(xiàn)狀4</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容5</p><p>　　2總體方案與工藝設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　2.1引言6</b></p><p><b>　　2.2塑件分析6</b></p><p>　

12、　2.3 模具總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.3.1 注塑機(jī)的確定7</p><p>　　2.3.2 型腔布局及分型面的確定9</p><p>　　2.4 加熱及冷卻系統(tǒng)的分析10</p><p>　　2.5 本章小結(jié)10</p><p><b>　　3具體設(shè)計(jì)11</b><

13、/p><p><b>　　3.1引言11</b></p><p>　　3.2 型腔及型芯的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.2.1 分型面設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.2.2 型腔的計(jì)算12</p><p>　　3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.

14、3.1 主流道的設(shè)計(jì)19</p><p>　　3.3.2 分流道的設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.3.3 澆口的設(shè)計(jì)21</p><p>　　3.4　頂出裝置的設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.4.1 頂出裝置的選擇22</p><p>　　3.4.2 頂出裝置的設(shè)計(jì)22</p><

15、;p>　　3.5　冷卻及加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.5.1 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.5.2 冷卻卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)25</p><p>　　3.6 其它零部件的設(shè)計(jì)27</p><p>　　3.6.1 頂桿的導(dǎo)柱設(shè)計(jì)27</p><p>　　3.6.2 導(dǎo)向元件的

16、設(shè)計(jì)28</p><p>　　3.6.3 動(dòng)模座板及定模座板的設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.6.4 墊塊的設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.7總裝圖及工作原理30</p><p>　　3.8 小結(jié)31</p><p><b>　　4總結(jié)32</b></p>&l

17、t;p>　　4.1完成的工作及創(chuàng)新32</p><p>　　4.2存在的問(wèn)題32</p><p><b>　　4.3 展望32</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　附錄34</b></p><p><b>

18、　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題的來(lái)源</b></p><p>　　現(xiàn)如今，伴隨著電子產(chǎn)品，家電產(chǎn)品的快速發(fā)展，企業(yè)在追求產(chǎn)品性能，使用壽命的同時(shí)，對(duì)制件表面的質(zhì)量，外觀也有了更高的要求。而傳統(tǒng)的注塑成型模具中，容易產(chǎn)生各種缺陷，例如熔痕，這是由于在內(nèi)部形成了冷凝固。為消除冷凝層的影響，提高塑件品質(zhì)，提升熔體充模過(guò)程的熔體溫度

19、是最為有效的方法之一[1~5]。較高的模溫不但可以延緩熔體與模腔接觸界面凝固層的擴(kuò)展, 使薄壁塑件可以完整充模, 避免短射現(xiàn)象, 而且使得熱流通率下降, 不均勻冷卻效應(yīng)下降,有助于應(yīng)力釋放,避免塑件翹曲變形,同時(shí)還有效消除熔接線和波流痕,大大改善塑件表面質(zhì)量[6]。因此，目前大多國(guó)內(nèi)企業(yè)都是通過(guò)塑料噴涂技術(shù)來(lái)提高塑料制品的表面質(zhì)量和表面強(qiáng)度。但是，這種方法不僅浪費(fèi)生產(chǎn)原料，浪費(fèi)能源，增加塑料制品的生產(chǎn)成本，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害操

20、作人員的健康。而一種有效且低危害的快速熱循環(huán)成型工藝便是正對(duì)而提出的，其中有部分采用電加熱方式。 </p><p><b>　　1.2 課題的意義</b></p><p>　　電加熱方式的快速熱循環(huán)成形工藝是現(xiàn)今世界的前沿科技，正逐漸應(yīng)用于模具行業(yè)。電加熱是將電能轉(zhuǎn)變成熱能以加熱物體。是電能利用的一種形式。與一般燃料加熱相比,電加熱方式具有熱源穩(wěn)定、加熱迅速、使用壽

21、命長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，而且易于實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離控制，可按需要使被加熱物體保持一定的溫度分布。有力于對(duì)模具整體溫度的控制，使其具有穩(wěn)定且適宜的工作溫度，方便控制制件成型時(shí)的溫度，提高制件表面外觀質(zhì)量，以滿足現(xiàn)今小家電產(chǎn)品市場(chǎng)對(duì)其越來(lái)越高的要求。在電加熱過(guò)程中，產(chǎn)生的廢氣、殘余物和煙塵少，可保持被加熱物體的潔凈，不污染環(huán)境，利于社會(huì)提倡的綠色生產(chǎn)，保護(hù)作業(yè)員工，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。 </p><p>　　現(xiàn)

22、階段關(guān)于電加熱方式快速熱循環(huán)注塑模具的研究才剛剛起步，有很多的不足之處。隨著科技的不斷進(jìn)步，人民生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)于家電產(chǎn)品的要求將會(huì)越來(lái)越高。研究的方向主要是經(jīng)濟(jì)，節(jié)能，維護(hù)簡(jiǎn)單。而與此同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品的表面質(zhì)量也不斷地得到注重。在國(guó)內(nèi)，關(guān)于加熱裝置的研究多種多樣，但是電加熱是目前研究的主要方向，也是現(xiàn)今世界的前沿科技。在國(guó)內(nèi)，已經(jīng)有不少關(guān)于利用電加熱來(lái)生產(chǎn)的注塑模裝置，將其推廣應(yīng)用于注塑模加工行業(yè)里，有著十分重要的意義。對(duì)這項(xiàng)技術(shù)

23、的應(yīng)用研究，使之更趨實(shí)用化、經(jīng)濟(jì)化、系統(tǒng)化。</p><p>　　1.3 電加熱方式的快速熱循環(huán)成型技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 快速熱循環(huán)注塑成型技術(shù)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　快速熱循環(huán)注塑成型新技術(shù)也稱(chēng)高光無(wú)痕注塑技術(shù)，是一種無(wú)熔痕、高光潔度的綠色注塑成型新工藝，是當(dāng)前注塑成型技術(shù)中研究開(kāi)發(fā)的前沿課題。高光無(wú)熔痕注塑技術(shù)則采用一種動(dòng)態(tài)

24、模溫控制方式，即將模具溫度控制分為加熱、高溫保持、冷卻、低溫保持等4個(gè)階段，并在短時(shí)間內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)上述4個(gè)溫度變化的過(guò)程[7]。可使制件表面無(wú)熔痕、無(wú)流痕、無(wú)流線；提高表面光潔度；提高塑件強(qiáng)度和表面硬度；提高注塑流動(dòng)性，提高品質(zhì)和強(qiáng)度；使厚壁成型周期降低60％以上；無(wú)噴涂工藝，減少工藝流程，節(jié)省能源與材料。降低塑料制品的成本，保護(hù)操作人員的健康。國(guó)內(nèi)外眾多專(zhuān)業(yè)人員針對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)與工藝、關(guān)鍵裝備及控制系統(tǒng)等進(jìn)行了較深入的研究與開(kāi)發(fā)。&l

25、t;/p><p>　　圖1-1 高光無(wú)熔痕注塑工藝過(guò)程</p><p>　　其工藝原理是：在合模前及合模過(guò)程中對(duì)模具進(jìn)行快速加熱，合模完成后，立即進(jìn)行注射，在注射過(guò)程中，模具要保持高溫，這樣可以使膠料在充模過(guò)程中保持很好的流動(dòng)性。注射完成，則對(duì)模具進(jìn)行急速降溫處理，又可以大大縮短制品的冷卻時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　由圖1-1可見(jiàn)，模溫的控制是快速熱

26、循環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)。模具加熱可以與開(kāi)模取件、合模等工藝過(guò)程并行，從而減少模具升溫對(duì)注塑成型周期的影響[8]。模溫必需快速加熱后再快速冷卻到一定的溫度，只有這樣，才能獲得高品質(zhì)的制件。模具的快速加熱則有很多方式，例如蒸汽加熱、電加熱、電磁感應(yīng)加熱、紅外加熱、熱傳導(dǎo)加熱等[9]。傳統(tǒng)的加溫方式是采用模溫機(jī)對(duì)模具進(jìn)行加溫。但是這種方法卻有明顯的不足之處：1) 無(wú)法滿足高光注塑中快速升溫及快速降溫的需要；2) 升溫幅度較小，表面的熔接痕無(wú)法

27、消除，只能減輕；</p><p>　　3) 由于塑料硬度越高，流動(dòng)性越差。因此采用此種工藝制品表面的硬度只能達(dá)到HB級(jí)無(wú)法滿足實(shí)際使用需要；</p><p>　　4) 模具升溫時(shí)受熱膨脹，降溫時(shí)又會(huì)收縮，使鎖模力不穩(wěn)定。容易造成燒焦，內(nèi)應(yīng)力大等各種缺陷。</p><p>　　而在此工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的快速熱循環(huán)技術(shù)則針對(duì)以上缺陷分別做了改進(jìn)，隨著塑料件的應(yīng)用日趨廣泛

28、，以及人們對(duì)于環(huán)保，安全的意識(shí)逐漸增高，快熱循環(huán)技術(shù)必將成為未來(lái)注塑模具領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　高光注塑模具的電加熱式溫度控制裝置是目前對(duì)金屬材料加熱效率最高、速度最快，低耗節(jié)能環(huán)保型的感應(yīng)加熱設(shè)備。趙國(guó)群等[10]提供了一種高光注塑模具的電加熱式溫度控制裝置,包括水泵、壓縮空氣管路和控制單元。應(yīng)用范圍十分廣泛，是一種采用電熱元件加熱模具的方法, 在幾秒內(nèi)將模具表面溫度加熱到高達(dá)300℃以上, 而后

29、在極短的時(shí)間內(nèi)冷卻到出模溫度的溫度控制技術(shù)。中國(guó)專(zhuān)利No. 200810015094. 4[11]提出了一種利用電熱元件加熱模具的裝置如</p><p>　　圖1-2、圖1-3, 主要是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，將感應(yīng)加熱應(yīng)用到模具加熱主要利用了感應(yīng)加熱的集膚效應(yīng)和臨界效應(yīng)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。利用冷卻水道對(duì)其進(jìn)行冷卻。加熱電熱元件之前，將模具冷卻水道中的冷卻水排出。在注射成型過(guò)程中，首先利用電熱元件將型腔、型

30、芯快速加熱至塑件聚合物的熱變形溫度，控制單元向注塑機(jī)發(fā)出注射信號(hào)，聚合物注射到模具型腔中，在注射過(guò)程中保持模具溫度。注射完成后，在控制單元的控制下，模具型腔、型芯快速冷卻，當(dāng)模具溫度冷卻到出模溫度范圍后，開(kāi)模并取出塑件，并利用壓縮空氣將模具中的冷卻水排出，再進(jìn)入下一個(gè)注射循環(huán)。避免模具中的冷卻水吸收過(guò)多的熱量而延緩模具的升溫速度，防止冷卻水汽化導(dǎo)致的高溫高壓對(duì)模具、管道及操作人員造成的危害，提高了設(shè)備的安全性。</p>&

31、lt;p>　　圖1-2 模具冷卻水道結(jié)構(gòu) 圖1-3 溫度控制裝置結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.3.2 電加熱及快速熱循環(huán)研究的現(xiàn)狀</p><p>　　針對(duì)傳統(tǒng)加熱方式的弊端，快速熱循環(huán)有著極其明顯的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1) 在模具的水管中，需要降溫時(shí)通冷卻水，冷卻完畢后則用壓縮空氣將殘留水分吹出，確保實(shí)現(xiàn)快速升溫；

32、</p><p>　　2) 以最大程度地消除熔痕等故障；</p><p>　　3) 對(duì)于升溫幅度較大的制件，使用H甚至2H硬度級(jí)別的塑料，大大提高表面硬度；</p><p>　　4) 由于在模具內(nèi)部開(kāi)設(shè)管道，只對(duì)模具內(nèi)表面進(jìn)行升溫或降溫，模具的整體膨脹較小，因此減少由于鎖模力的不穩(wěn)定而帶來(lái)的各種缺陷。</p><p>　　而模具的變溫更是快速

33、熱循環(huán)注塑模具的關(guān)鍵所在，解決溫變問(wèn)題，更直觀的變現(xiàn)為加熱方式的選擇上，顯而易見(jiàn)，傳統(tǒng)的加熱方式是不能實(shí)現(xiàn)的，電加熱方式作為現(xiàn)今在模具加熱中的前沿技術(shù)，是十分值得關(guān)注的。電加熱方式的快速循環(huán)注塑模具在現(xiàn)今才剛剛起步，有許多地方仍然需要改進(jìn)。電加熱方式多種多樣，可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的不同, 把注射模加熱裝置分為模內(nèi)加熱和模腔表面加熱兩類(lèi)。注射模加熱與溫控技術(shù)的研究發(fā)展方向體現(xiàn)在以下幾方面:</p><p>　　1) 在完

34、善現(xiàn)有模溫控制方法的同時(shí)，結(jié)合絕熱技術(shù)，開(kāi)發(fā)更方便、高效、低成本的方法。</p><p>　　2) 研究新型持久耐熱的模具材料, 以適應(yīng)模溫控制技術(shù)的發(fā)展需求。</p><p>　　3) 開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的3D仿真分析軟件，進(jìn)一步研究模具溫度場(chǎng)的變化對(duì)塑件質(zhì)量的影響。</p><p>　　現(xiàn)今，也有許多利用電加熱方式進(jìn)行的模具裝備設(shè)計(jì)，并且取得了一定的成果。如何暉PTC電

35、加熱在空調(diào)器上的應(yīng)用；黃富，謝飛鵬對(duì)電加熱注塑成型工藝在平板電視中的應(yīng)用研究；第九采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所對(duì)于單井罐電加熱方式的研究。</p><p>　　現(xiàn)階段關(guān)于電加熱方式快速熱循環(huán)注塑模具的研究才剛剛起步，有很多的不足之處。隨著科技的不斷進(jìn)步，人民生活質(zhì)量的不斷提高，對(duì)于家電產(chǎn)品的要求將會(huì)越來(lái)越高。研究的方向主要是經(jīng)濟(jì)，節(jié)能，維護(hù)簡(jiǎn)單。而與此同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品的表面質(zhì)量也不斷地得到注重。在國(guó)內(nèi)，關(guān)于加熱裝置的研究多

36、種多樣，但是電加熱是目前研究的主要方向，也是現(xiàn)今世界的前沿科技。在國(guó)內(nèi)，已經(jīng)有不少關(guān)于利用電加熱來(lái)生產(chǎn)的注塑模裝置，將其推廣應(yīng)用于注塑模加工行業(yè)里，有著十分重要的意義。</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　對(duì)原有注塑模具進(jìn)行改裝，在模具上加熱板，在加熱板上添加電阻元件，并進(jìn)行合理的布局，令模具可以快速加熱到較高的溫度，與注塑要求的溫度有較大的溫差幅度，在快速加

37、熱過(guò)程中，模具受熱均勻，不會(huì)產(chǎn)生較大的局部溫差，提高制件表面質(zhì)量；模具注塑完成，在開(kāi)模時(shí)，令加熱板與模具型芯型腔隔離，阻止熱傳遞，并且可以用水等冷卻劑快速冷卻制件；在進(jìn)行下一輪注塑前，可以處理掉殘留在型腔的雜質(zhì)，水汽等。</p><p>　　根據(jù)已有的模具裝置，加以改進(jìn)，并且加入一套采用電加熱方式對(duì)模溫進(jìn)行控制的裝置。設(shè)計(jì)配套的加熱循環(huán)裝置，選擇合理的加熱及冷卻工藝，在原有模具上進(jìn)行改裝，接入電阻元件，實(shí)現(xiàn)模溫的

38、快速升溫，以及保持模具型芯型腔的溫度，并且實(shí)現(xiàn)制件的快速冷卻。加大升溫的幅度，減輕乃至消除塑件表面的熔痕，消除由于模溫分布不均勻而產(chǎn)生的細(xì)紋，提高外觀質(zhì)量。</p><p>　　2總體方案與工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1引言</b></p><p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)生活質(zhì)量的要求也不斷提高，特別是在小家電等方面，

39、追求更高質(zhì)量，更長(zhǎng)使用壽命的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的外觀要求也有了很大程度上的提高，而傳統(tǒng)的注塑成型模具中，容易產(chǎn)生各種缺陷，例如熔痕，這是由于在內(nèi)部形成了冷凝固。為消除冷凝層的影響，提高塑件品質(zhì)，提升熔體充模過(guò)程的熔體溫度是最為有效的方法之一。較高的模溫不但可以延緩熔體與模腔接觸界面凝固層的擴(kuò)展, 使薄壁塑件可以完整充模, 避免短射現(xiàn)象, 而且使得熱流通率下降, 不均勻冷卻效應(yīng)下降,有助于應(yīng)力釋放,避免塑件翹曲變形,同時(shí)還有效消除熔接線和波流痕

40、,大大改善塑件表面質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)的主要目的是根據(jù)現(xiàn)有的產(chǎn)品零件，在模具上加入加熱板，從而達(dá)到提高熔體充模過(guò)程中的熔體溫度，提高塑件品質(zhì)。</p><p><b>　　2.2塑件分析</b></p><p><b>　　圖2-1 零件尺寸</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的塑件采選擇的是某款手機(jī)電池蓋板如圖2-1，選定的

41、材料是PC-ABS（聚碳酸酯與丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物混合工程塑料）。PC-ABS綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好；與有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理；有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別；流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。</p><p>　　2.3 模具總體設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擬定注塑工

42、藝方案進(jìn)行比較分析，最終確定設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　2.3.1 注塑機(jī)的確定</p><p><b>　　（1） 注塑機(jī)分類(lèi)</b></p><p>　　注塑機(jī)分臥式注塑機(jī)和立式注塑機(jī)兩類(lèi)。</p><p>　　臥式注射機(jī)機(jī)體較低，容易操作，開(kāi)模后頂出的塑件在其重力作用下可自行落下，易于提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操

43、作。其優(yōu)點(diǎn)：螺桿和塑化裝置的塑化能力強(qiáng),且均勻,注射壓力可達(dá)6865～7845N/cm2壓力損失小，塑件內(nèi)應(yīng)力及定向性小，可減少變形和開(kāi)裂傾向；螺桿式注射機(jī)可采用不同的螺桿，使用調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)及背壓等適應(yīng)能力，可加工各種塑料及不同要求的塑件。</p><p>　　缺點(diǎn)：裝模麻煩，安放嵌件及活動(dòng)型芯不便，易傾斜落下；螺桿式注射機(jī)加工低粘度塑料，薄壁及形狀復(fù)雜塑件時(shí)，易發(fā)生副料回流；螺桿不易清洗，貯料清洗不凈，易發(fā)生分

44、解。</p><p>　　立式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝和拆卸方便，嵌件及活動(dòng)型芯易于安放，料斗中的塑件能均勻地進(jìn)入料筒。</p><p>　　缺點(diǎn)：由于柱塞式送料塑料的塑化不均勻，引起成型壓力高注射速度不均，其塑件內(nèi)應(yīng)力大，這類(lèi)注射機(jī)多是小型的。一般注射機(jī)容量為60 cm3以下。</p><p>　　根據(jù)此次的設(shè)計(jì)任務(wù)要求選用臥式螺桿式注射機(jī)為這次設(shè)計(jì)的注塑機(jī)

45、。</p><p><b>　?。?）注塑機(jī)的選擇</b></p><p>　　產(chǎn)品體積，因?yàn)椴捎靡荒杉?PC-ABS（其密度為1.05 g/cm3），所以其質(zhì)量為8.82g，由選用原則可知，注塑機(jī)的實(shí)際注塑量不應(yīng)超過(guò)注射機(jī)的額定注射量的80%，所以額定體積應(yīng)為10.5cm3，既所選用的注射機(jī)的額定注射量應(yīng)大于10.5cm3。經(jīng)查表2.16[12]知，選用國(guó)產(chǎn)

46、注塑機(jī)型號(hào)為XS-ZS-22，標(biāo)稱(chēng)注射量30、20cm3，滿足選用要求。</p><p>　　表2-1 XS-ZS-22性能表</p><p>　?。?） 部分參數(shù)校核</p><p><b>　　1）注射量校核</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><

47、;p>　　G公 注塑機(jī)的公稱(chēng)質(zhì)量注射量（g）</p><p>　　K利 注塑機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.75～0.85，取0.8</p><p>　　G件 塑件的質(zhì)量（g），經(jīng)過(guò)稱(chēng)量本塑件重8.82g</p><p>　　G廢 澆注系統(tǒng)等廢料的質(zhì)量（g），經(jīng)估算取5g</p><p>　　=21g=17.275g <

48、/p><p>　　綜上可知所選注塑機(jī)的注射量滿足條件。</p><p><b>　　2）注射壓力校核</b></p><p>　　這次產(chǎn)品是小流動(dòng)程度的一般制品，查表知所選注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力為75 MPa，由注射壓力校核公式P公P注可知注射壓力滿足條件。</p><p><b>　　鎖模力校核</b>

49、</p><p><b>　?。?-2） </b></p><p>　　F鎖 注射機(jī)的額定鎖模力，故F鎖=250kN，</p><p>　　K鎖 注射機(jī)壓力到達(dá)型腔的壓力損失系數(shù)，一般取0.34～0.67， K鎖=0.6</p><p>　　P注 塑件成型所需的實(shí)際注射壓力，取P注=30×106

50、Pa</p><p>　　A分 塑料及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積</p><p>　　產(chǎn)品在分型面上的投影近似為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)為4.3cm,寬為14.2cm，所以==61.1cm2=0.0061m2</p><p>　　由以上數(shù)據(jù)可知 </p><p>　　=0.6×30××

51、;0.0061=1.1105N =110kN</p><p>　　即，滿足鎖模力的要求。</p><p>　　2.3.2 型腔布局及分型面的確定</p><p>　　為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或若干個(gè)主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱(chēng)為分型面。從分型面數(shù)目來(lái)看，有單型面、雙分型面、多分型面；從分型面形

52、狀來(lái)看，有平面、斜面、梯形面、曲面。</p><p>　　分型面的選擇考慮一下幾個(gè)基本原則：</p><p>　　1）考慮塑件質(zhì)量：a確保塑件尺寸精度；b確保塑件表面要求。</p><p>　　2）考慮注塑機(jī)技術(shù)規(guī)格：a考慮鎖模力；b考慮模板間距。</p><p>　　3）考慮模具結(jié)構(gòu)：a盡量簡(jiǎn)化脫模部件；b盡量方便澆注系統(tǒng)的布置；</

53、p><p>　　c便于排溢；d便于嵌件的安放；e模具總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化</p><p>　　4）考慮模具制造難易性</p><p>　　綜上所述應(yīng)選擇塑件的最大曲面為分型面。分型面的選擇要保證塑件脫模方便，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且要有利于型腔排氣順利，確保塑件質(zhì)量。</p><p>　　根據(jù)所用注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目：</p><

54、p>　　根據(jù)注射機(jī)的注射能力，以每次注射量不超過(guò)注射機(jī)最大注射量的80%來(lái)求型腔數(shù)N時(shí)， </p><p><b>　　（2-3） </b></p><p><b>　　N 型腔數(shù)</b></p><p>　　mg 注射機(jī)的最大注射量（g）， mg =201.05=21g</p><p&

55、gt;　　mj 成型件的重量（g），由前可知為8.82g</p><p>　　mn 澆注系統(tǒng)的重量（g），mn為5g</p><p>　　故N=(0.8×21-5)/8.82=1.34，所以型腔數(shù)為2。如圖2-2所示，</p><p>　　圖2-2 型腔布局及分型面</p><p>　　型腔的強(qiáng)度和剛度是注塑模設(shè)計(jì)中經(jīng)常需要考

56、慮的問(wèn)題。因注塑模的型腔在成型壓力作用下容易產(chǎn)生變形，其變形量必須在允許范圍以內(nèi)，如變形量過(guò)大，則將會(huì)導(dǎo)致型腔的擴(kuò)大而易出毛邊，使塑件尺寸增大，甚至造成型腔的破裂。</p><p>　　另外，當(dāng)塑件成型后，壓力消失時(shí)，型腔又會(huì)因彈性恢復(fù)而收縮，若收縮尺寸大于塑料的收縮率時(shí)，則會(huì)使型腔緊緊地包住塑件而造成開(kāi)模困難，或因此引起塑件殘留在定模上而使脫模困難，甚至損壞塑件。采用對(duì)稱(chēng)排放。</p><p

57、>　　2.4 加熱及冷卻系統(tǒng)的分析</p><p>　　傳熱是一種復(fù)雜的現(xiàn)象，其有三種形式：熱傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射。在加熱裝置中，每一種傳熱方式不是單獨(dú)出現(xiàn)的，絕大多數(shù)是兩種和三中同時(shí)出現(xiàn)，稱(chēng)為綜合換熱。根據(jù)物體和系統(tǒng)的溫度及各點(diǎn)間的溫差隨時(shí)間的變化與否，傳熱分為穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)傳熱[12]。而加熱的方式也多種多樣，選擇合適的加熱方式尤為重要。</p><p>　　傳統(tǒng)的加熱方式是蒸汽加熱

58、，利用蒸汽加熱模具外夾層腔室中的冷水至規(guī)定溫度，再利用加熱后的熱水傳遞熱量給模具外壁，網(wǎng)內(nèi)傳熱，能源傳遞過(guò)程復(fù)雜，熱效率低下，預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)，能耗高，浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大。傳統(tǒng)的冷卻方法是通過(guò)模具外壁與空氣接觸進(jìn)行自然降溫，冷卻時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低下。</p><p>　　電加熱是目前對(duì)金屬材料加熱效率最高、速度最快，低耗節(jié)能環(huán)保型的感應(yīng)加熱設(shè)備。電加熱能在被加熱物體內(nèi)部直接生熱，因而熱效率高，升溫速度快，

59、并可根據(jù)加熱的工藝要求，實(shí)現(xiàn)整體均勻加熱或局部加熱（包括表面加熱），容易實(shí)現(xiàn)真空加熱和控制加熱。在電加熱過(guò)程中，產(chǎn)生的廢氣、殘余物和煙塵少，可保持被加熱物體的潔凈，不污染環(huán)境。根據(jù)電能轉(zhuǎn)換方式的不同，電加熱通常分為電阻加熱、感應(yīng)加熱、電弧加熱、電子束加熱、紅外線加熱和介質(zhì)加熱等。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，采用的電阻加熱。</p><p>　　采用電加熱方式替代傳統(tǒng)的蒸汽熱水加熱方式，大大縮短模具的余熱時(shí)間，大幅度降低能耗

60、。</p><p>　　采用水冷冷卻方式替代空氣自然降溫方式，縮短了冷卻時(shí)間，提高了工作效率。</p><p><b>　　2.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要是對(duì)產(chǎn)品大概結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要是產(chǎn)品原材料的選擇及原材料的各項(xiàng)性能、注射機(jī)的選擇、塑件結(jié)構(gòu)要素、模具結(jié)構(gòu)方案等設(shè)計(jì)。對(duì)產(chǎn)品有一個(gè)初步設(shè)計(jì)。</p><

61、p><b>　　3 具體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1引言</b></p><p>　　本章是此次設(shè)計(jì)的主要部分，主要包括型芯、型腔、澆注系統(tǒng)加熱及冷卻系統(tǒng)、頂出裝置等主要部分。通過(guò)計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)以上幾個(gè)部分。</p><p>　　3.2 型腔及型芯的設(shè)計(jì)</p><p>　　該

62、零件屬于大批量生產(chǎn)，未注公差采取MT5級(jí)精度，該零件對(duì)稱(chēng)性好，電池蓋板上有一個(gè)平臺(tái)，背部有四個(gè)支撐凸臺(tái)；側(cè)邊有加強(qiáng)筋，有2個(gè)全扣，深度為1.3mm，且有6處內(nèi)扣，其中側(cè)面加強(qiáng)筋處有4個(gè)內(nèi)扣深度為0.87mm，圓弧端面處2個(gè)內(nèi)扣深度為1.07mm，經(jīng)分析計(jì)算不能采取直接脫模，在凸模腮紅加活動(dòng)鑲塊，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的頂出。零件主題壁厚1.2mm，總體寬長(zhǎng)為43.1mm，總長(zhǎng)為71mm，總體尺寸大小適中，但零件尺寸要求進(jìn)度較高，且要求表面高光無(wú)熔痕，

63、平板要求平整光滑無(wú)飛邊，總體上，對(duì)成型工藝要求及模具要求較高。</p><p>　　PC-ABS材料的尺寸精度為3。</p><p>　　3.2.1 分型面設(shè)計(jì)</p><p>　　分型是基于塑料產(chǎn)品創(chuàng)建型芯和型腔的過(guò)程，包括實(shí)體修補(bǔ)、曲面修補(bǔ)、分割方法等。分模的過(guò)程就是設(shè)計(jì)一個(gè)平面或曲面作為分模面，并用此面將工作分割為型芯和型腔兩部分，但需把面上的孔和槽覆蓋起來(lái)，

64、及需要修補(bǔ)的地方。設(shè)計(jì)分型面也是用UG設(shè)計(jì)模具的一個(gè)關(guān)鍵，也是一個(gè)較為復(fù)雜的任務(wù)。在對(duì)塑件分型之前應(yīng)在塑件上選擇最為合理的，一般要考慮以下幾方面：</p><p>　　分型面的數(shù)目應(yīng)少且為平面；</p><p>　　盡量減少型芯和活塊的數(shù)目；</p><p>　　應(yīng)選擇有利于下芯、合模，使型芯安放穩(wěn)固，普遍與檢查型腔尺寸；</p><p>　

65、　使塑件留在動(dòng)模一邊，利于脫模；</p><p>　　將同心度要求高的同心部分放于分型面的同一側(cè)，以保征同心度；</p><p>　　軸芯機(jī)構(gòu)要考慮軸芯距離。 </p><p>　　塑件的分型面如圖3-1,3-2所示：</p><p>　　圖3-1 分型面</p><p>　　圖3-2 模具組成型芯的零件<

66、;/p><p>　　3.2.2 型腔的計(jì)算</p><p>　　凹模是成型塑件外形的主要部件，其結(jié)構(gòu)隨塑件的形狀和模具的加工方法而變化。一般有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式凹模塊、完全整體式凹模塊+局部鑲拼嵌入及完全鑲拼嵌式凹模塊。在結(jié)合上一章中的介紹，凹模的結(jié)構(gòu)形式采用整體式，而且整體式凹模與定模固定板之間采用H7/m6配合，其結(jié)構(gòu)示意如下：</p><p>　　圖3-3整

67、體式凹模示意圖</p><p>　　1 確定凹模工作尺寸：</p><p>　　成型零件的制造公差為，是塑件公差。塑件收縮率的影響，塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)。在計(jì)算工作尺寸時(shí)，通常接平均收縮率計(jì)算。模具在分型面上的合模間隙，注射時(shí)由于成型壓力的原因。使模具的分型面有一個(gè)漲開(kāi)的趨勢(shì)。同時(shí)，由于模板分型面平面度的影響，動(dòng)定模合模注射時(shí)存在著一定的間隙，它對(duì)垂直于分型面的尺寸有一定影響。

68、此外，成型零件在使用過(guò)程中的磨損，活動(dòng)零件的配合間隙，塑件的脫模斜度和模具的裝配誤差等也都會(huì)影響塑件的尺寸精度。</p><p><b>　　凹模的徑向尺寸：</b></p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>

69、;<b>　　校核公式：</b></p><p>　　+++ (3-2)</p><p>　　式中 塑件基本尺寸（mm）；</p><p>　　成型零件工作尺寸（mm）；</p><p><b>　　最大收縮率；</b></p&

70、gt;<p><b>　　最小收縮率；</b></p><p>　　塑件公差值（mm），查表1-5[7]可得；</p><p>　　成型零件制造公差（mm），其值可取；</p><p>　　成型零件的的磨損量（mm），一般取。</p><p>　　長(zhǎng)邊：=200mm，=0.5%,=0.56mm</p&

71、gt;<p>　　=(1＋0.5%)×200-0.56=200.44mm</p><p>　　校核：取得=0.112mm，==0.093mm，=0.3%</p><p>　　不滿足條件：=0.067；</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　mm</b&

72、gt;</p><p>　　短邊：=70mm，=0.5%，查得，=0.26mm</p><p>　　=(1＋0.5%)×70-0.26=70.09mm</p><p>　　校核：取得=0.112mm，==0.093mm, =0.3%</p><p>　　不滿足條件，重新選取為=0.027mm；</p><p>

73、;<b>　　mm</b></p><p>　　凹模型芯的尺寸計(jì)算：</p><p>　　計(jì)算公式： (3-3)</p><p>　　校核公式： (3-4)</p><p>　　長(zhǎng)度方向 =170.2mm，=0.3

74、%，查表1-5得，=0.46mm</p><p>　　=[(1+0.3%)×170.2+0.46]=171.17mm</p><p>　　校核：取得=0.092mm，==0.,077mm，=0.5%</p><p>　　不滿足條件：取=0.087mm</p><p><b>　　滿足條件：</b></p&

75、gt;<p>　　寬度方向 =43.61mm，=0.3%，查表1-5[7]得，=0.2mm</p><p>　　=[(1+0.3%)×43.61+0.2]=43.94mm</p><p>　　校核：取得=0.04mm，==0.033mm，=0.5%</p><p><b>　　滿足條件：</b></p>

76、<p>　　凹模型腔側(cè)壁及底部壁厚計(jì)算：</p><p>　　模具型腔的類(lèi)型屬于矩形凹模整體式型腔，查得，按強(qiáng)度要求和剛度要求計(jì)算結(jié)果如下：</p><p>　　側(cè)壁： 按強(qiáng)度計(jì)算：</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　式中 ——凹模型腔側(cè)壁厚度；</p>

77、<p>　　——模腔壓力（MPa），=40MPa；</p><p>　　h——凹模型腔的深度（mm），h=4.99mm；</p><p>　　——系數(shù)，可得=4；</p><p>　　——為材料的許用應(yīng)力（MPa），由于凹模采用的是45鋼，故=156.8MPa。</p><p><b>　　按剛度計(jì)算</b>

78、</p><p><b>　　(3-6) </b></p><p>　　式中 側(cè)壁厚度；</p><p>　　C 系數(shù)，查表5-3[7]得 c0.97；</p><p>　　E 材料的彈性模量，E=；</p><p>　　成型零件的許用變形量，取=0.05mm。</p>&

79、lt;p>　　按強(qiáng)度條件和剛度條件計(jì)算的側(cè)壁厚度可知，按剛度計(jì)算的側(cè)壁厚度較大，故選擇凹模側(cè)壁厚度應(yīng)大于5.03mm，為方便設(shè)計(jì)，采用圖示3-4所示</p><p><b>　　圖3-4 側(cè)壁尺寸</b></p><p>　　底部： 按強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　(3-7) </b></p>

80、<p>　　式中 凹模型腔底部厚度；</p><p>　　B 凹模型腔的矩形短邊尺寸，b為43.61mm，l=170.2mm；</p><p>　　系數(shù)，取其比值為2，=0.,4974；</p><p>　　模腔壓力，為40MPa；</p><p>　　材料的許用應(yīng)力，=240 MPa；</p><p&g

81、t;<b>　　按剛度計(jì)算</b></p><p><b>　　(3-8) </b></p><p>　　式中 系數(shù)，查[7]表5-4得=0.277；</p><p>　　模腔壓力，=240MPa；其它的數(shù)據(jù)同上。 </p><p>　　按強(qiáng)度要求和剛度要求計(jì)算的凹模型腔底部厚度可知，按強(qiáng)度要

82、求計(jì)算出的壁厚尺寸較大，所以凹模型腔底部厚度。</p><p>　?。?） 確定凸模工作尺寸：</p><p>　　凸模是成型塑件內(nèi)形的成型零件，型芯是成型塑件上孔德成型零件，兩者并無(wú)嚴(yán)格的區(qū)別。一般有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式凸模、完全整體式凸模+局部鑲拼嵌入及完全鑲拼嵌入式凸模。結(jié)合設(shè)計(jì)要求及凹模結(jié)構(gòu)選用整體凹模式。構(gòu)形式示意圖如下：</p><p>　　圖3-5

83、 整體式凸模示意圖</p><p>　　凸模型腔徑向尺寸計(jì)算（內(nèi)表面凸起側(cè)棱長(zhǎng)度和寬度）</p><p>　　型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時(shí)，可以獲取其下限尺寸，其計(jì)算公式： (3-9) </p><p>　　校核公式： (3-10)</p&

84、gt;<p>　　長(zhǎng)邊 =167.89mm，=0.5%，查得，=1.1mm</p><p>　　=(1＋0.5%)×167.89-1.1=167.63mm</p><p>　　校核：取得=0.22mm，==0.183mm，=0.3%</p><p><b>　　滿足條件：</b></p><p>

85、;　　短邊 =41.2mm，=0.5%,查得，=1.1mm</p><p>　　=(1＋0.5%)×41.2-1.1=40.306mm</p><p>　　校核：取得=0.22mm，==0.183mm，=0.3%</p><p><b>　　滿足條件：</b></p><p>　　凸模型腔深度計(jì)算（內(nèi)表面凸起長(zhǎng)

86、度）</p><p>　　根據(jù)塑件的最大高度和預(yù)定的制造偏差初算型腔深度的基本尺寸，由表得</p><p>　　計(jì)算公式為： (3-11) </p><p>　　校核公式為： (3-12)</p><p>　　計(jì)算：=3.9

87、mm，查得，=0.08mm，</p><p>　　=0.3%，==0.016mm，=0.5%</p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　滿足條件：</b></p><p>　　成型零件所用材料的性能及粗糙度要求通常有以下幾個(gè)方面：拋光性能；強(qiáng)度韌性，一定的硬度和耐磨性

88、；耐熱性；耐磨蝕性；使用壽命；加工性能；成本和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　從以上幾個(gè)方面權(quán)衡考慮，兼顧取舍。參考表可知成型零件選用45鋼，淬火至55HRC。取其表面粗糙度。而表面為材料選用的是45鋼，為了減少材料的種類(lèi)，與凹模材料相對(duì)應(yīng)，凸模材料也選用45鋼，淬火至55HRC。</p><p>　　在實(shí)際產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)內(nèi)表面的要求較低，故選擇凸模的表面粗糙度為。</p>

89、<p>　　3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑件流動(dòng)通道，其由主流道、分流道、澆口和冷料穴等幾部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，他對(duì)注塑成型的效率和塑件這一兩都有直接的影響，因此，必須注意幾項(xiàng)原則：</p><p>　　1）對(duì)塑料成型特性的了解，明白其所適應(yīng)的溫度和剪切速度。一般，澆注系統(tǒng)不要太長(zhǎng)或

90、太粗，可以保證熱量和壓力損失最小，又能減少塑料的消耗；</p><p>　　2）高速熔融塑料進(jìn)入型腔時(shí)，要盡量避免料流直接沖擊型芯或嵌件，否則可能導(dǎo)致注塑壓力消耗獲型芯及嵌件變形；</p><p>　　3）保證充模過(guò)程快而不亂，有良好的排氣條件；</p><p>　　4）以最短的流程完成充模過(guò)程，縮短生長(zhǎng)周期，提高效率，降低浪費(fèi)；</p><p&

91、gt;　　5）對(duì)多型腔要盡量做到同一時(shí)間完成充型；</p><p>　　6）澆注系統(tǒng)的容積要盡量小，以減小材料消耗。</p><p>　　3.3.1 主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　主澆道是指從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的一段。作用：主流道是指注射機(jī)噴嘴與模具接觸處到分流道的一段塑料熔體流的通道，一般呈圓錐形。</p><p&g

92、t;　?。?）主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　熔融塑料首先經(jīng)過(guò)主流道，所以他的大小直接影響塑料的流速計(jì)填充時(shí)間。主流道的斷面形狀常為圓形。</p><p>　　1）為了便于凝料從主澆道中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角a=2~4內(nèi)選取。內(nèi)壁必須光滑，表面粗糙度應(yīng)有。</p><p>　　2）主澆道的小端直徑，常取4~8mm，視塑件重量及補(bǔ)料需要而定。</p

93、><p>　　3）主流道大端處應(yīng)呈圓角，其半徑常取r=1~3mm,以減小料流轉(zhuǎn)向速度時(shí)的阻力。</p><p>　　4）主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤(pán)，其高度h為5～10mm，并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合。</p><p>　　5）襯套的球形凹坑深度常取3~5mm，。 </p><p>　　6）在保證塑件成型良好的前提下，主流道長(zhǎng)度L應(yīng)盡

94、可能短些。通常主澆道可取小于或等于60mm。</p><p>　　（2）確定澆注套和機(jī)床噴嘴的尺寸</p><p>　　1）澆注套：由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸，更換的主流道襯套，簡(jiǎn)稱(chēng)澆注套或澆口套。</p><p>　　澆注套的結(jié)構(gòu)形式有以下幾種：整體式和分體式。</p><p>　　澆注套的

95、主要作用是將料筒內(nèi)的塑料有力暢道地到達(dá)模具型腔內(nèi)；在模具安裝時(shí)，進(jìn)入定位孔方便，與注射機(jī)噴嘴吻合，能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被模具推出，澆注套結(jié)構(gòu)形式有整體式和分體式。根椐工具箱蓋的生產(chǎn)批量選取整體式，根據(jù)澆注套的實(shí)際工作環(huán)境，澆注套的材料選用45鋼，并淬火至55HRC。</p><p>　　2）澆注套尺寸計(jì)算：根據(jù)上述主流道的設(shè)計(jì)原則，選取澆口套的部分尺寸如下：r=2mm,=2,=8mm,=3mm.</p&

96、gt;<p>　　根據(jù)手冊(cè)查得XS-ZS-22型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸如下：</p><p>　　噴嘴球半徑：R1=12mm ；</p><p>　　噴嘴口直徑：D1=2mm </p><p>　　根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+(1～2)mm；D=D1+1.5mm ；</p><p>　　取主流道球面半徑：R=14mm ，

97、L取30mm ；</p><p>　　取主流道小端直徑：D=3.5mm </p><p>　　為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度為10～30。經(jīng)換算得主流道大端直徑D=6mm。其示意圖如下：</p><p><b>　　圖3-6 澆口套</b></p><p>　　3.3.2 分流道的設(shè)計(jì)<

98、;/p><p>　　分澆道是指主澆道與澆口之間的這一段，它是熔融塑料由主澆道流入型腔的過(guò)渡段，也是澆注系統(tǒng)中通過(guò)斷面面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過(guò)渡段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。作用：分流道是主流道與進(jìn)料口之間的一段通道。塑料熔體在分流道改變流向，對(duì)多型腔模具起著向各型腔分配塑料的作用。</p><p>　?。?）分流道的截面設(shè)計(jì)</p><p>　　1）根據(jù)理論分析可知，在同等

99、截面面積的條件下，正方形的周邊最長(zhǎng)，圓形最短。因此從增大傳熱面積考慮，分流道的截面最好擦用正方形。</p><p>　　2）從減小散熱面積考慮，分流道的截面宜采用圓形。</p><p>　　3）從壓力損失考慮，由于在同等斷面積時(shí)圓形的周邊比正方形的短，因此料流阻力小，壓力損失小。</p><p>　　4）從加工方便出發(fā)，常用U形、梯形、正六邊形截面。</p&g

100、t;<p><b>　?。?）分流道的尺寸</b></p><p>　　根據(jù)塑料的品種來(lái)粗略地估計(jì)分流道的直徑，本塑件選用的材料為PC與ABS的混合。分流道尺寸應(yīng)在4.8～9.5mm之間選取。由于成形件的壁厚為4mm，這里選取分流道直徑為5mm。由模具結(jié)構(gòu)確定，應(yīng)盡可能短些為好。根據(jù)凹凸模結(jié)構(gòu)尺寸及澆口套的各結(jié)構(gòu)尺寸，確定分流道長(zhǎng)度為20mm。</p><p

101、>　　3.3.3 澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口又稱(chēng)進(jìn)料口或內(nèi)流道。踏實(shí)分流道與塑件之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分。</p><p>　　（1）澆口的斷面設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，而矩形澆口用得比較廣泛。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，澆口斷面積雨分流道斷面積之比約為0.03~0.09，澆口長(zhǎng)度約為0.5~2mm。</p>

102、<p>　?。?）澆口形式的選擇</p><p><b>　　澆口的形式：</b></p><p>　　1）側(cè)澆口：普通側(cè)澆口、扇形澆口、平縫式澆口、護(hù)耳式澆口、隙式澆口</p><p>　　2）點(diǎn)澆口：一般點(diǎn)澆口和潛伏式澆口</p><p>　　3）盤(pán)環(huán)型澆口：盤(pán)狀澆口、分流澆口、直接澆口、輪輻式澆口、爪

103、形澆口、圓形澆口。結(jié)合設(shè)計(jì)采用的是雙型腔的模具，其表面要求高光無(wú)熔痕，綜合考慮手機(jī)電池蓋板的模具設(shè)計(jì)，則采用點(diǎn)澆口。</p><p><b>　　圖3-7 點(diǎn)澆口</b></p><p>　　點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)：熔融塑料流通過(guò)澆口時(shí)流速增高,加上摩擦力的作用，塑料流的溫度升高。這樣，能獲得外形清晰，表面光澤的塑件。②開(kāi)模后點(diǎn)澆口可自動(dòng)拉斷，有利于| 自動(dòng)化操作。去除澆口以

104、后，塑件上留下的痕跡不明顯，不影響塑件表面的美觀。③確定澆口的位置很靈活。 （3）澆口位置的選擇</p><p>　　澆口的位置開(kāi)設(shè)正確與否，對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，因此合理的選擇澆口的位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。一般說(shuō)來(lái)，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循下述原則：</p><p>　　1）澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。</p><p>　　2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在

105、塑件斷面最厚處。</p><p>　　3）澆口的位置選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最小。</p><p>　　4）澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。</p><p>　　5）澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔、型芯、嵌件擠壓變形。</p><p>　　3.4　頂出裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　脫模裝

106、置是先將塑件與模具分離，然后把從模具脫出的塑件取出，即頂出裝置和取出裝置。根據(jù)產(chǎn)品的特性，選擇合理的取出裝置，避免影響產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　取出裝置的方式分為掉落取出和非掉落取出兩種，而直接從模具中脫出掉落容易劃傷塑件產(chǎn)品的表面，所以不采取掉落取出，故采用人工從模具上取下來(lái)。</p><p>　　3.4.1 頂出裝置的選擇</p><p>　　頂出裝置

107、的形式多種多樣，在設(shè)計(jì)和選用頂出裝置時(shí)，必須遵循以下原則：</p><p>　　1）頂出裝置應(yīng)保證脫模時(shí)不損壞塑件，必須把脫模機(jī)構(gòu)的脫模力作用在塑件能承受較大力的部位。</p><p>　　2）頂出裝置應(yīng)保證不損傷塑件的外觀表面，應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠。</p><p>　　3）由于注射機(jī)合模系統(tǒng)與注射機(jī)內(nèi)部帶有推出裝置，為了便于在動(dòng)模的一邊。</p>

108、<p>　　綜上所述，結(jié)合設(shè)計(jì)要求采用頂桿脫模機(jī)構(gòu)，成型活動(dòng)鑲塊來(lái)充當(dāng)頂出裝置，完成產(chǎn)品的頂出。頂桿脫模機(jī)構(gòu)是注射模脫模機(jī)構(gòu)中用的最多的一種頂出裝置，其制造簡(jiǎn)便，滑動(dòng)阻力小，可在塑件的任意位置上配置，更換方便，脫模效果好。</p><p>　　3.4.2 頂出裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　手機(jī)電池蓋板背面可采用8個(gè)頂桿脫模機(jī)構(gòu)來(lái)完成內(nèi)表面上部的脫模動(dòng)作。結(jié)合設(shè)計(jì)要求及模具結(jié)

109、構(gòu)，采用平頭頂桿作為頂出裝置的動(dòng)作完成元件。</p><p>　　考慮到手機(jī)電池蓋板背面的結(jié)構(gòu)形狀，為了便于脫模，不使塑件產(chǎn)生變形，應(yīng)在型腔產(chǎn)品的內(nèi)表面上部設(shè)置8個(gè)頂桿以滿足脫模要求。因?yàn)轫敆U的動(dòng)作有拉桿來(lái)配合完成，其主要作用是頂出塑件而不是型芯，故其頂出位置放在手機(jī)蓋板手里均勻處，避免應(yīng)局部受力大而導(dǎo)致變形的地方，而設(shè)置頂桿時(shí)，以靠近側(cè)壁的地方為好。</p><p>　　當(dāng)塑件各處脫模力

110、相同時(shí)，頂桿應(yīng)均等設(shè)置，使塑件脫模時(shí)受力均勻，以免塑件變形。頂桿不宜設(shè)在塑件最薄處，以免塑件變形或損壞。</p><p>　　頂桿的材料選用45鋼，并將其淬火至55HRC。其各部分尺寸為頂桿的直徑d，根椐經(jīng)驗(yàn)值取2.5～12mm，這里取d=5mm，D一般取d+（4～6）mm，取D=10mm；軸肩h取4～6mm，取H=4mm。長(zhǎng)度L根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)尺寸，mm。頂桿與頂桿孔的配合采用H8/f7，配合表面粗糙度一般為取R

111、a=1.6mm。頂桿的形狀圖如下：</p><p>　　圖3-8 頂桿示意圖</p><p>　　塑件在模腔內(nèi)冷卻時(shí)，由于體積收縮二包緊型芯，頂出時(shí)必須克服由抱緊力引起的塑件對(duì)型芯的摩擦力?？朔C(jī)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力及塑件和剛才之間的粘附力。在開(kāi)始定出塑件時(shí)克服的阻力最大，稱(chēng)為初始頂出力，之后為相繼頂出力，比初始頂出力小，因此只需計(jì)算初始頂出力。影響的主要因素有以下幾個(gè)方面：型芯成型部分

112、的表面積和斷面幾何形狀；塑件的壁厚；塑件收縮率、剛性及對(duì)成型零件的摩擦系數(shù)；型芯表面粗糙度及脫模斜度；塑件同側(cè)面的同時(shí)抽芯數(shù)量；成型工藝。</p><p>　　頂桿頂出機(jī)構(gòu)中的附屬零部件</p><p>　　1）頂出板：頂出板由頂桿固定板及其墊板組成，用于固定頂出元件用，常用45鋼做成，調(diào)制235HB。</p><p>　　2）限位釘：為了提高頂出板再?gòu)?fù)位后與模具的

113、動(dòng)模座板有比較好的接觸性能和方便復(fù)位距離的調(diào)整，可采用限位釘裝于頂出板與模具的動(dòng)模之間。所有限位釘?shù)母叨缺仨氁恢?，限位釘?shù)目可為3、4、6等，均勻分布于動(dòng)模座板上，通常與動(dòng)模座板過(guò)盈配合。限位釘通常用T8但在此次設(shè)計(jì)的模具中使用4個(gè)，且用T8制成，淬火至55HRC。一般模具也可用45鋼做成，并經(jīng)調(diào)試處理，235HB。</p><p>　　圖3-9 頂出裝置</p><p>　　3）頂出導(dǎo)

114、向零件：在頂出塑件時(shí)為了避免墊板和頂桿固定板扭曲傾斜而折斷頂桿，尤其對(duì)細(xì)長(zhǎng)頂桿更應(yīng)防止產(chǎn)生這種折斷現(xiàn)象，故常設(shè)有導(dǎo)向零件。導(dǎo)柱一般不應(yīng)少于2個(gè)。模具還應(yīng)裝配導(dǎo)套，以延長(zhǎng)導(dǎo)向零件的壽命及使用穩(wěn)固可靠，導(dǎo)柱用T8、T10等材料做成，淬火55~60HRC，如圖3-9。</p><p>　　模具的頂桿可將其設(shè)置在靠近上邊緣的內(nèi)部和靠近內(nèi)部凸起部分的邊緣，這樣可以使塑件脫模力均勻，防止塑件變形。 </p>

115、<p>　　3.5　冷卻及加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　電加熱為最常用的加熱方式，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、緊湊、投資小，便于安裝、維修。容易調(diào)節(jié)溫度，易于控制，且在加熱過(guò)程中，產(chǎn)生的廢氣、殘余物和煙塵少，可保持被加熱物體的潔凈，不污染環(huán)境。有效地提高表面質(zhì)量。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的是電加熱棒