通用式充電器外殼注塑模具設計-塑料注射模含NX三維及12張CAD圖,通用,充電器,外殼,注塑,模具設計,塑料,注射,nx,三維,12,十二,cad
I 摘 要 按照通用式充電器外殼產品的需要，知道塑料產品拿來干什么，對他的工藝性 進行分析，要知道尺寸是多少，精度是多少，對塑料產品的大小進行查看。這個模 具有四個腔室，進料的澆口用的點澆口，注射機的型號是 80XB，在模具里面安排冷 卻裝置，畫圖紙的時候用 CAD 還有 UG，生產方式用的合理的。將說明書寫好，用簡 單的文字表達出來，加上圖紙，算出來塑料產品的有關數據，這樣注塑模具設計就 完成了。 關鍵詞：通用式充電器外殼；點澆口；注射機；注塑模具 II Abstract According to the needs of general charger shell products, we know what plastic products are used for, and analyze its technological characteristics. We should know the size and accuracy of the plastic products, and check the size of the plastic products. This mould has four chambers, the point gate for the feeding gate, the model of the injection machine is 80XB, the cooling device is arranged in the mould, the drawing is done with CAD and UG, and the production mode is reasonable. Write the instructions well, express them in simple words, add drawings, and calculate the relevant data of plastic products, so that the design of injection mould is completed. Key words: universal charger shell; point gate; injection machine; injection mould III 目 錄 摘 要 ...........................................................I Abstract.........................................................II 1 前言 ............................................................1 1.1 課題背景 ..................................................1 1.2 課題分析 ..................................................2 2 塑件分析 ........................................................4 2.1 產品分析及其技術條件 ......................................4 2.2 塑件材料的確定 ............................................6 2.3 塑件材料的性能分析 ........................................6 2.3.1 基本特性 ............................................6 2.3.2 成型性能 ............................................7 2.3.3 主要用途 ............................................7 3 成型布局及注塑機選擇 ............................................8 3.1 進膠方式選擇 ..............................................8 3.2 型腔的布局及成型尺寸 ......................................8 3.3 估算塑件體積質量 ..........................................9 3.4 注塑機的選擇和校核 .......................................10 3.4.1 注射膠量的計算 .....................................10 3.4.2 鎖模力的計算 .......................................10 3.4.3 注塑機選擇確定 .....................................11 4 注塑模具設計 ...................................................13 4.1 模架的選用 ...............................................13 4.1.1 模架基本類型 .......................................13 4.1.2 模架的選擇 .........................................13 4.1.3 導向與定位機構設計 .................................14 4.2 澆注系統的設計 ...........................................15 4.2.1 主流道設計 .........................................15 4.2.2 分流道的設計 .......................................16 4.2.3 澆口的設計 .........................................17 IV 4.2.4 冷料穴的設計 .......................................17 4.3 分型面的設計 .............................................18 4.4 成型零部件的設計 .........................................19 4.4.1 成型零部件結構 .....................................20 4.4.2 成型零部件工作尺寸的計算 ...........................22 4.4.3 凹模寬度尺寸的計算 .................................23 4.4.4 凹模長度尺寸的計算 .................................23 4.4.5 凹模高度尺寸的計算 .................................23 4.4.6 凸模寬度尺寸的計算 .................................23 4.4.7 凸模長度的計算 .....................................24 4.7.8 凸模高度尺寸的計算 .................................24 4.4.9 模具強度與剛度校核 .................................24 4.6 脫模及推出機構 ...........................................25 4.6.1 脫模力 .............................................25 4.6.2 推出機構 ...........................................25 4.7 冷卻系統的設計與計算 .....................................27 4.7.1 冷卻水道設計的要點 .................................27 4.7.2 冷卻水道在定模和動模中的位置 .......................28 4.7.3 冷卻水道的計算 .....................................29 4.8 排氣結構設計 .............................................30 4.9 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 .....................30 5 結語 ...........................................................32 致謝 .............................................................33 參考文獻 .........................................................34 1 1 前言 1.1 課題背景 在工業(yè)行業(yè)中，模具是用的最多的一種機器。許多行業(yè)的產品都是通過模具加 工出來的，各行各業(yè)發(fā)展的很快，所以說要求的模具比以前要更好，結構相對來說 也不像之前那么簡單。通過模具加工出來的產品精度更高，更加的復雜，一致性更 好，并且生產效率更高，耗費的能耗變少，這些都是別的生產方式都實現不了的。 現在塑料工業(yè)發(fā)展的這么快，通用塑料還有工程塑料不管是強度還有精度變得更強， 現在塑料產品使用的地方越來越多。基本上所有的熱塑性塑料還有一些熱固性塑料 都可以用它來進行生產，加工的塑料產品是非常多的，別的加工方式是完全比不上 的。對于注塑生產來說，注塑模是最重要的一個工具，注塑模質量好了，直接關系 到生產時候的效率，產品的質量，精度，還有生產花費的時間，甚至說直接關系到 這個生產單位在行業(yè)中的水準。 注塑模有好多種，對它進行劃分的時候跟加工塑料產品是哪一種，有多復雜， 注射機用的哪一類型有很大關系，一般來說注塑模有兩部分，動模和定模。在注射 機的固定板上直接把定模裝上去，那么在它的移動板上直接把動模裝上去，注射機 進行工作，模具系統進行工作。注射加工的時候，因為導柱進行導向，動模跟定模 就關起來了。 因為模具用的時候特征，那么設計模具跟別的行業(yè)進行的設計就不一樣了。設 計模具的時候要注意下面幾點： a需要生產的塑料產品物理力學怎么樣，比方說強度是多少，剛度是多少， 韌性怎么樣等，不一樣的塑料產品，他們的物理力學表現就不一樣，所以進行設計 的時候，要把這個產品好的方面表現出來，規(guī)避它不好的地方。 b要進行生產的塑料產品成型工藝性能，比方說流動性，收縮率等。需要加 工的塑料產品形狀要方便充模，排氣，補縮，并且加工的這個產品在進行冷卻的時 候一定要勻稱。 c塑料產品的構造一定不能夠讓模具的結構復雜，特別是側向分型抽芯裝置 2 要簡單，脫模的構造一定要簡單。對于模具的零部件，一定要符合生產工藝的需求。 加工的產品要是有一些比較特別的需要，那么對他的光學，熱學，是不是能夠 承受腐蝕性等要進行關注。 現在，我們國家加工模具的技術已經有了很大的提升，現在可以生產體型龐大， 精密度高，非常復雜并且使用時間長的模具。塑料模來說，可以加工非常大的注塑 模，用來生產車輛的保險杠還有車子的儀表盤。很多塑料模生產單位，結合 CAE 對 模具的詳細生產步驟進行分析，冷卻時候狀況如何，應力是多少等，這樣之后才確 定澆口的大小，澆口所處地點，確定注塑工藝數據，設計冷卻系統等，這樣設計的 模具就更加合理，并且設計也好，加工也好花費的時間都變短了。使用了 CAE 這項 技術之后，試模就沒有必要進行了，通過 CAE，產品從一開始的設計，到之后的生 產，加工時候塑料熔體在模具里面的填充狀況，壓力的維持，冷卻狀況，還有在加 工產品里面應力怎么布局的等都可以清楚的知道，這樣設計人員就可以提前知道會 存在哪些問題，及時進行更正，這樣避免試模之后發(fā)現問題在對模具進行修改。對 于原來設計模具的方式來說，這是一個很大的改變，模具浪費變少了，并且加工產 品質量更好，花費的資金也更少。在國外，電加工機床功能更多，數據可靠性更高， 還具備專家系統，這樣一來模具進行微細加工，鏡面加工的時候，不管是效率還是 質量都比以前好很多。我們國家的經濟現在發(fā)展還是相當的塊，整個世界經濟一體 化更加的全面，所以對于我們國家模具行業(yè)來說，發(fā)展正是時候，很多國外的模具 加工單位到我們國家來進行采購。 現在電腦技術發(fā)展的很快，設計模具跟加工模具現在發(fā)展方向是更加的數字化， 尤其是成型零件的設計軟件，基本上都使用電腦來進行，所以可以將電腦上的數據 傳送到加工機器上去，那么就可以實現設計加工一體化。 1.2 課題分析 論文設計的是通用式充電器外殼，因為已經進行了生產了，所以在實體產品的 基礎上設計模具，主要設計型腔的結構，設計澆口的結構跟所處地點，確定毛坯， 確定分型面，分析注塑生產的工藝等。 3 按照塑料加工產品的需要，知道塑料產品拿來干什么，對它的工藝性能進行分 析，要知道大小是多少，精度是多少等，這個模具的腔室有四個，物料進口是在側 邊，注射機的型號是 80XB，對冷卻部分進行設計，通過 CAD 和 UG 軟件將它的總裝 配圖和零件圖都畫出來，通過簡單明了的文字將它寫出來，將它的圖紙還有相關的 計算放進去，這樣模具就設計出來了。生產方式選用的是比較合理的，確定了模具 的方案之后，分析工藝，按照這個方案加工出來的產品可以符合質量要求，這樣一 來注塑模的質量也提升了不少。 4 2 塑件分析 2.1 產品分析及其技術條件 設計模具的話，首先要分析塑料產品的工藝，比方說什么形狀，結構如何，有 多大，精度等級是多少，表面質量怎么樣，分析清楚之后可以設計出符合產品需要 的模具。 這篇設計的是通用式充電器外殼，圖紙里面展示的就是，詳細的結構，大小圖 紙里面都展示，這個塑料產品的構造一點都不復雜，需求量是很大的，所以模具的 花銷一定要低，對于精度沒有太高的要求。 5 產品 2D/3D 視圖 對模具進行設計，塑料產品有多大，精度等級是多少都關系到模具的加工精度。 要想生產模具的時候簡單一點，生產模具的花銷少一些，只要塑料產品的要求都滿 足了，這個時候塑料產品的精度盡量不要太高。因為塑料跟金屬有很大的區(qū)別，那 么金屬產品的公差等級是規(guī)定塑料產品肯定是不行的。按照任務書的需求加上圖紙， 論文設計的塑料產品精度等級是五級，沒有進行標注的話，精度就是八級。 對于塑料產品來說，對面的要求高了，那么表面粗糙度的數值就很小了。在進 行成型加工的時候，產品的表面上不能有任何不好的東西，主要還是在于模具型腔 的表面粗糙度。正常塑料產品的面粗糙度數值在 Ra 0.021.25 ，模具腔室的面m 粗糙度只是它的一般，也就是 Ra 0.010.63 。在用模具的時候，因為有損耗，m 所以面的粗糙度數值一直在加大，適當的時候要對它進行拋光返還。 這個塑料產品外面的面相對于里面的面，粗糙度數值要求要高一點，就是 Ra0.8 ，里面就是 Ra1.2 。mm 6 2.2 塑件材料的確定 塑料的主要成分就是樹脂，溫度還有壓力達到了之后，塑料可以變?yōu)橐后w進 行流動。進入到模具里面之后，可以加工成任何需要的樣子，等它溫度降低之后就 會固化了，這個時候也就是我們需要的產品。塑料有很多比較好的特點，所以在很 多工業(yè)，平常生活里面都使用，密度不大，質量小，比強度很高，絕緣性相當不錯 等。還有，很多的塑料都會防水，防潮，不會有氣透進去等。 這個產品的壁厚都一樣，ABS 性能相當不錯，花銷也不高，進行大量生產是完 全可以的，成型是非常簡單的，加工我們設計的產品完全可以，所以原材料就用 ABS。 2.3 塑件材料的性能分析 2.3.1 基本特性 ABS 的成分是聚氯乙烯。他們有自己的特點，這樣 ABS 的性能就相當不錯。因 為有丙烯腈的存在，所以它的耐腐蝕性，耐熱性就相當好，并且產品的面硬度也不 錯，因為有丁二烯，那么 ABS 就會變得非常堅韌，因為有聚氯乙烯，這樣塑料在加 工的時候性能就很好，并且還能染色上去。ABS 購買的時候花錢不多，并且到處都 可以買到，現在是用的最多的一種工程塑料，它是一種熱塑性塑料。 ABS 沒有毒，沒有氣味，顏色有點發(fā)黃，加工好的塑料光澤相當不錯，看不到 里面，密度在 1.02--1.05g/cm3。不管是對沖擊的抵抗還是耐磨性，耐水性，耐油 性等都相當不錯，很多的醇類還有烴類溶劑都不會溶解 ABS，不過要是長時間跟烴 接觸的話會變軟，發(fā)脹，在酮，醛，酯，氯代烴里面，塑料會被溶解掉，液體成為 比較渾濁的。要是有植物油，冰醋酸作用在 ABS 上面，塑料產品的應力就會開裂了， ABS 自身有硬度，出現熱變形的時候，它的度數一定高于聚聚氯乙烯、聚氯乙烯、 聚酰胺，產品的體型不會有什么變化，生產起來比較簡單，需要什么顏色就調什么 顏色。不好的是，不怎么耐熱，在七十度左右可以不間斷的進行工作，要是達到九 十三度就會出現熱變形，要是紫外線作用在上面 ABS 會變得更硬更脆。 ABS 的相關數據：密度 0.9（ ），收縮率 1.016，熔點 ，3dmKg C1603 7 彎曲強度 80Mpa，拉伸強度 35 49Mpa，拉伸彈性模量 1.8Gpa，彎曲彈性模量 1.4Gpa，壓縮強度 18 39Mpa，缺口沖擊強度 11 20 ，硬度 62 86HRR，體2mkJ 積電阻系數 。溫度要是達到 93 118ABS 肯定會出現形狀的改變，加工產cm130 品進行退火處理之后，溫度還能夠增高十度的樣子。在零下四十度的時候，ABS 的 韌性相當不錯，所以在零下四十度到一百度它都能夠正常用。 2.3.2 成型性能 ABS 會 吸 水 ， 這 樣 塑 料 產 品 的 表 面 就 會 有 一 些 缺 點 出 現 ， 所 以 生 產 之 前 首 先 要 對 它 干 燥 ， 溫 度 變 高 了 之 后 ， 塑 料 的 粘 性 就 增 強 了 ， 剪 切 速 率 直 接 關 系 到 粘 性 ， 所 以 設 計 模 具 的 時 候 基 本 上 澆 口 都 用 的 點 澆 口 ， 加 工 成 型 壓 力 很 大 ， 脫 離 模 具 的 斜 度 要 稍 微 大 一 點 ， 會 有 熔 接 痕 在 產 品 的 表 面 出 現 ， 設 計 模 具 的 時 候 盡 量 避 免 塑 料 熔 體 受 到 澆 注 系 統 的 阻 力 ； 正 常 來 說 ， 壁 厚 ， 塑 料 熔 體 多 少 度 都 會 關 系 到 產 品 的 收 縮 率 。 要 是 產 品 對 于 精 度 的 要 求 很 高 的 話 ， 那 么 模 具 最 好 在 五 十 度 到 六 十 度 的 樣 子 ， 要 是 塑 料 產 品 對 于 光 澤 度 還 有 耐 熱 性 要 求 比 較 高 ， 那 么 模 具 的 度 數 最 好 在 六 十 度 到 八 十 度 。 ABS 因 為 比 熱 容 不 高 ， 塑 料 產 品 成 型 的 效 率 是 非 常 高 的 ， 固 化 起 來 速 度 也 很 快 ， 所 以 成 型 花 費 的 時 間 比 較 少 。 2.3.3 主要用途 在機械行業(yè)上，ABS 一般可以用來生產殼體蓋，軸承，把手等，車輛這個行業(yè)里 面，ABS 可以用來生產的產品有擋泥板，扶手等，車子的車身也能夠用 ABS 來進行 生產。通過 ABS 可以加工水表的外殼，電器上使用的零部件，加工一些玩具，家具 等。 8 3 成型布局及注塑機選擇 3.1 進膠方式選擇 在模具里面，從注射機噴嘴這個地方一直到型腔的這段距離就是澆注系統，通 過它可以在型腔里面將塑料熔體都填滿了，并且可以將進行注射生產時候的壓力都 傳送出去。設計的澆注系統怎么樣，直接關系到加工塑料產品的質量，還有也影響 到產品生產時候是不是困難。澆注系統的組成部分有主流道，分流道，澆口還有冷 料穴。在這個里面澆口怎么進行確定，怎么進行設計，都跟產品的質量關系不小。 用的比較多的澆口有點澆口，扇形澆口，環(huán)形澆口等等。 選定澆口所處地點的時候要注意下面幾點： 1. 型腔的里面塑料熔體進行流動，耗費的動能是最小的，要想實現這個那么 就一定要滿足下面幾點 1)塑料熔體流動的距離是最近的； 2)任何一段的分流基本上到最遠的地方時候時間差不多； 3)進料的時候應該在壁厚最厚的地方進行； 4)不管是哪一段的分流轉動的時候，拐的彎盡量的小一點。 2. 將型腔里面的氣體很好的排出去 因為論文設計這個塑料產品對于質量要求是很高的，那么澆口確定為點澆口， 這個澆口就在塑料產品端面上，加工好了之后把澆口切掉，組裝好產品之后，澆口 就看不見了。 3.2 型腔的布局及成型尺寸 論文里面的澆口是點式的，塑料產品體型很大，要想將加工產品的成功率變得 更高，節(jié)省不必要的花銷，所以模具用的是四個腔室，這樣生產就可以進行了。 型腔是什么結構跟澆注系統的格局關系很大，澆注系統里面分出來的壓力到每 一個腔室里面應該都是一樣的，并且是滿足要求的，這樣才可以確保在型腔里面全 9 部都是塑料熔體，那么每一個型腔里面加工的塑料產品質量都是一樣的。所以說， 模具的型腔跟主流道要靠的近一點，流道用的是平衡的。 按照塑料產品的結構將型腔的大小算出來，要知道模具關起來之后結合面有多 大，要是這個面很大的話，模具必然就很大，花費的錢就太多了；要是這個面很小 的話，會出現溢料飛邊，有的時候型腔的形狀會發(fā)生改變。這個模具的腔室有四個， 按照它的布局，確定型腔的長應該是 160mm，寬為 170mm。塑件的高度為 28.13mm， 基本上在型腔里面就是這個塑料產品的絕大部分，塑料產品伸進去多長再加上二十 毫米到四十毫米這就是型芯，還有型腔的厚。所以說，論文設計的這個模具型腔的 總厚度就是一百毫米。下面圖紙是型腔的結構。 型腔布局 3.3 估算塑件體積質量 論文里面，使用 3D 的方式來對塑料產品的質量，體積進行檢測，在 UG 這個軟 10 件里面，他有一個功能是塑料模部件驗證，使用它可以知道這個塑料產品的體積是 7.05 ，已經知道原材料 ABS 密度是 1.05 ，這樣就能算出來塑料產品的質3cm3/cmg 量，是 7.4g。 3.4 注塑機的選擇和校核 3.4.1 注射膠量的計算 設計模具的時候，注射到模具里面塑料熔體質量一定要滿足以下這個關系式： mn%8021 在公式的里頭： --型腔數量n --一個塑料產品有多重（g）1m --澆注系統所需塑料的重量（ g）2 論文里面：n=4 7.4g =5g 12m m（4x7.4+5）/0.8 即 m34.6g 所以說預先設定的注塑機額定注塑量一定要超過 34.6g。 3.4.2 鎖模力的計算 定下來使用的注射機，它的鎖模力一定要比型腔因為壓力而出現的開模力還要 大，要是沒有它大，那么分開分型面的時候，肯定會有料溢出來。對于鎖模力來說， 關鍵就在于塑料產品在模具分型面上的投影大小選。 成型投影面積 =2An21 在公式的里頭 n --型腔數目 --在模具分型面上一個塑料產品投影的大小1A --在模具的分型面上，澆注系統投影的大小2 n=4 =612 =200 12m2 本設計中 =4x612+200=26482An 11 下面的關系式體現的就是鎖模力跟成型面積這個范圍里面的關系： 10PA腔鎖 鎖模力，kN；P鎖 型腔壓力，MPa ；腔 A 成型投影面積，mm 2； 在噴嘴這個地方普通的熔料經過的時候，它的注射壓力在 6080MPa，要是從 澆注系統進到型腔里面去，那么型腔的壓力正常在 20-40MPa，論文里面確定 30MPa。 算數據： A/1000=302648/1000=79.44 kN (取整 80 kN)P腔 那就可以知道預先選定的注塑機額定注塑壓力是超過 80 kN。 3.4.3 注塑機選擇確定 按照上面介紹的，注射機用的型號是 80XB。對于加工產品的要求它是都能夠滿 足的，下面是這個機器的數據： 型號 參數 單位 80A 80B 80C 螺桿直徑 mm 34 36 40 理論注射容量 cm3 111 124 153 注射重量 PS g 101 113 139 注射壓力 Mpa 206 183 149 注射行程 mm 122 螺桿轉速 r/min 0220 料筒加熱功率 KW 5.7 鎖模力 KN 800 拉桿內間距(水平垂直) mm 365365 允許最大模具厚度 mm 380 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 310 移模開距(最大) mm 670 液壓頂出行程 mm 100 12 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數量 PC 5 油泵電動機功率 KW 11 油箱容積 l 200 機器尺寸(長寬高) m 4.31.251.8 機器重量 t 3.22 最小模具尺寸(長寬) mm 240240 表 HTF80XB 注塑機參數 13 4 注塑模具設計 4.1 模架的選用 4.1.1 模架基本類型 對注射模進行劃分有很多種辦法，在這里的分類是按照注射模的結構進行的， 有單分型面的，有雙分型面的，還有側向分型面的，自動卸螺紋的注射模等。 4.1.2 模架的選擇 按照之前介紹的塑料產品，這個模具用的是一個分型面的，按照一定的標準， 確定模架用的是 FCI 型的，它的構造在圖紙里面展示： 模架結構圖 CI 型模具里面，用兩個模板來當做它的定模，用一塊模板當做動模，他還有一 個名字叫兩板模，大水口模架，這種模具的澆口一般都是點澆口。 在對模具的導柱導套進行安裝的時候怎么樣來進行，主要在于是哪一種分型面， 14 分析了之后，正裝導柱導套。模架前面已經確定了它的型號，那么匹配的末班的厚， 模具的體積大小都可以算出來。 模架的長 L=型腔長度（170）+復位桿的直徑+螺釘的直徑+模板壁厚 300mm 模架的寬 W=型腔寬度（160）+導向桿的直徑+模板壁厚+滑塊厚度 300mm 按照型腔的大小，算出來模架的具體大小，還要注意別的螺絲導柱這些零部件 會不會影響到模架的大小，進行設計的時候，不能有干涉出現。加上成型型腔的厚 度是多少，還有模板強度需要多少，確定定模板的厚是 100mm，動模板的厚是 70mm。因為頂出的時候距離是有要求的，支撐板 100mm 符合要求。 遵照這些所介紹的，模架確定型號是：CI-2020-A70-B30-C100。 4.1.3 導向與定位機構設計 導向裝置的作用：模具不管是打開還是關閉的時候，確保公模跟母模這個范圍 里面，所處的地點，他們的方向。有一些側邊的力施加在導向零件上，這樣不光能 夠導向，還能夠定位，導向裝置說的就是導柱，導套等。 1. 導向結構的總體設計 （1） 在模具的周邊或者是跟邊緣接近的地方，導向零件的布局非常合理，它 的中心到模具最邊的地方要夠遠，這樣模具的強度才能符合要求，避免 有導柱壓進去之后，導套形狀有改變。 （2） 按照模具的樣子還有體型，有兩個到四個導柱裝在一副模具里面，要是 凹凸模在合模的時候對于方位有一定需求，那么導柱的直徑就不能一樣， 不過如果導柱的直徑完全一樣，那么他們所處的地點一定要相錯。 （3） 因為一般來說公模都是跟塑料產品在一起，要想脫離模具的時候方便一 點，正常都是在母模上安裝導柱。 （4） 要設置一個承屑槽在導柱跟導套的分型面 （5） 導柱的軸線，導套的軸線還有導向孔的軸線應該都平行 （6） 模具關起來的時候，首先確保導向零件先碰到，防止公模進到模腔里面， 將加工的塑料產品弄壞了。 2. 導柱的設計 15 （1） 有兩種，一個是單節(jié)的，還有臺階式。 （2） 公模的面一定要比導柱的長還要矮，大概矮到 68mm （3） 導柱的頭上有引導，可以是圓錐形的或者是球形的 （4） 進行固定的時候有兩種方式，一個是鉚接的，一個是螺釘的 （5） 對他的面進行熱處理，確保它的耐磨性。 3. 導套和導向孔 （1） 導向孔沒有導套的，將他們在模板上直接開孔，模板要是很厚的話， 導向孔可以加工成盲孔，增加一些排氣孔在側壁。 （2） 導套有三種，套筒式的，臺階式的還有凸臺式的 （3） 要想導柱很好的能夠進到導套孔里面，倒一個圓角在導套的最前面。 正常來說，拿來一起用導柱跟導套，要想確保動模還有定模里面的零部件在關 閉的時候非常精準的契合起來，加工出需要的塑料產品，不管是大小，還是精度都 符合質量需要，防止模具里面產品零部件碰起來，這樣就可以實現合模導向。 4.2 澆注系統的設計 在注射模里面，從主流道最開始的地方一直到型腔的這段距離就是澆注部分， 對它進行分類，有兩種，一個是一般的，一個是沒有流道的，論文設計的澆口是一 般的點澆口。所以要想加工的塑料產品質量好，那么澆注系統設計的好就尤為重要。 澆注部分的形成： 一般的流道澆注系統有下面的組成： 1主澆道 2第一分澆道 3第二分澆道 4第三分澆道 5澆口 6型腔 7冷料穴 4.2.1 主流道設計 使用的注射機型號是 80XB，詳細數據是： 噴嘴前段孔徑 d0=3mm 噴嘴圓弧半徑 R0=12mm 16 要想將凝料從里面很好的拿出來，主流道比較小的那一段直徑應該比噴嘴的直 徑大一點。 d=d0+（0.51）=3.5mm 設計這個主流道的形狀是圓錐，錐角的度數正常在兩度到四度，錐角太大了， 就會出現湍流或渦流，空氣會進到里面，錐角太小的話，凝料從模具里面就很難拿 出來，并且充模的時候，塑料熔體在流動的時候受到的阻力很大，論文里面主流道 的錐角用的是一度，正常噴嘴的球面是要小于主流道的，確定主流道的半徑是 R16mm，對主流道的長進行測量，是 75mm。 4.2.2 分流道的設計 從主流道最后那個地方一直到澆口，這就是分流道，他可以將塑料熔體的流動 方向進行改變，這樣不管到哪個型腔里面它的狀態(tài)都是非常均勻的，分流道不能太 長，拐彎要少一點，那么在流動的時候盡可能耗費的能量少一點，將塑料產品的原 材料使用少一些，能耗浪費的少一點。分流道對于面的要求還是比較高的，正常數 值是 1.6 m，論文里面的分流道是矩形的 d=6mm，下面圖紙就是流道的格局： 17 流道布局 4.2.3 澆口的設計 一般塑料產品生產的都是體型不大的，腔室比較多的模具，澆口用的是點澆口， 正常都在分型面上開，型腔被填滿的時候從外面來進行，截面的樣子是矩形。點澆 口的大小在下面圖紙里面： 點澆口 4.2.4 冷料穴的設計 要安排冷料穴在主流道末端的地方。首先流進流道里面的塑料熔體，因為模具 的溫度不高，所以熔體的溫度就變低了，這樣塑料熔體的溫度鑲件之后產品質量就 會變化，要想不出現這種情況，一定要安排一個冷料穴在主流道最后的地方，這個 時候冷料就可以都保存起來了。 18 在主流道面對面的那個動模板上安排冷料穴，它的大小跟主流道差不多，可以 稍微大一點，確定是 4mm，最后要實現的結果是冷料可以放到冷料穴里頭去。倒扣 冷料穴的時候，辦法非常多，論文里面用的是 Z 倒錐形的，將主流道里面的凝料拉 出來。用的時候跟推桿一起進行，模具打開之后，將里面的冷料從主流道的里面拉 出來，之后因為推桿對它進行工作，從動模里面把冷料，還有主流道的凝料，還有 加工的產品一起都頂出來。圖紙展示： 拉料針 4.3 分型面的設計 19 把磨具很好的進行劃分，可以分成兩個或者好幾個，打開模具之后，可以將里 面的塑料產品還有澆注系統這個部分的凝料都拿出來，加工成型的時候一定要密合 的關起來，這種面就是我們說的分型面，對于模具的結構來說，分型面是相當重要 的，對于任何一個塑料產品來說，分型面有可能是一種，有可能是好多種。所以說 塑料產品要想很好的加工出來，分型面選的好不好非常關鍵。 對分型面進行確定的時候，有幾點是要關注一下的： 1）要在塑料產品的外表最大的那個地方作為分型面； 2）模具打開來之后，塑料產品一定要跟動模在一起； 3）對于塑料產品的外表，分型面產品的印記不能影響到它； 4）對澆注部分進行設計，尤其是澆口，一定要設計的好； 5）在塑料產品的外表上不能有任何推桿的印記； 6）從模具里面脫離的時候塑料產品出來要容易點。 對這些狀況都考慮進去，按照這一次加工的模具，分型面用的是平面的，它所 處的地點應該是在塑料產品外表面最大的地方，模具打開來之后跟動模在一邊，圖 紙里面畫的就是 分型面的選擇 4.4 成型零部件的設計 把模具關山，可以將塑料產品填滿的這個地方就是型腔。在模具里面，加工產 品的型腔零部件就是成型零部件，正常的組成是型腔，型芯，型環(huán)還有鑲塊等。加 工的塑料產品跟成型零部件進行接觸，塑料熔體會施加一個壓力在成型零件上，這 樣就可以確定塑料產品是什么樣子，塑料產品精度是多少，所以對于注射模的設計 來說，成型零部件的設計相當重要。 20 在進行注射生產的時候，成型零部件承受不少的作用，有塑料熔體施加給它的 作用，有摩擦，時間工作久了之后會有損耗出現，形狀會發(fā)生改變，會有裂開的狀 況出現，所以對它的結構進行設計一定要合理，將它的大小算出來，公差算出來， 這些數據要符合強度，剛度的需求，產品的面質量一定要好。 4.4.1 成型零部件結構 首先要確保塑料產品的質量，之后才可以設計成型零部件的構造，這個時候方 便我們將來的生產，裝配，加工還有修理等。 論文里面使用的型腔還有型芯都是嵌入式的，就像圖紙里面展示的，它的構造 一點都不復雜，并且非常的穩(wěn)固，不會有形狀的改變，加工好的產品在接縫這個地 方是不會有任何溢料的，這樣一來注射模里面成型零部件就可以用的少一點，這樣 一來這個模具的外表就沒有那么大了。生產模具有一定的難度，所以說要進行數控 生產，進行電火花的加工工序。 型腔 3D 圖 21 型腔二維圖 型芯 3D 圖 22 型芯二維圖 4.4.2 成型零部件工作尺寸的計算 塑料產品究竟有多大，主要在于模具里面的成型零部件有多大，設計模具的時 候，看這個要加工的產品有多大，精度等級是多少，這樣就確定了成型零部件工作 部分的大小，精度等級是多少。對于塑料產品的大小精度來說，影響比較大的就是 塑料產品的收縮率，成型零件對產品進行生產的時候會有偏差，自身本來就有一些 損耗，在安裝模具的時候也會有有偏差，這些都關系到成型零部件工作的數據。 塑料產品都加工好了，從非常熱的模具里面把塑料產品拿出來，等他的溫度降 下來之后，塑料產品的體積就會變小了，對于任何一個塑料產品來說，收縮率都是 會有存在的，因為產品的原材料用的是 ABS，這種材質收縮率是百分之零點五，用 下面的式子可以把模具里面成型零部件工作尺寸算出來： A=B+0.005B 在公式的里頭 A 模具成型零部件在正常溫度下的大小 B 塑件在正常溫度下的大小 23 4.4.3 凹模寬度尺寸的計算 更換這個塑料產品的大?。篖 S1=27.120.05=27.26-0.70MM,對應的塑料產品加工 公差是 ， LM1=(1S CP) +LS1+ X1P 100.22=(10.005) +27.12+ 0.60.7 00.21z2z 1z2z 2=27.2600.22mm 代表的是塑料產品收縮率的平均數值，ABS 的收縮率為 1%2%,那么收縮率cpS 的平均數值是 ； 、 系數， 正常數值是05.2604.cp 1x2x 0.50.8， 論論文里面定下來 ； 代表的是塑料產品匹配的公差；.21x21、 塑料產品上匹配的尺寸公差，針對于塑料產品體型不大的 （下同）。21、 z 61z 4.4.4 凹模長度尺寸的計算 更換這個塑料產品的大?。篖 S1=28.130.05=28.271.20MM，對應的塑料產品加工公 差是 3=1.2MM LM1=(1+SCP) +LS1+ X3P 100.2=(1+0.005) +28.13+ 0.51.2 00.2=28.21z2z 1z2z 700.2MM 系數，正常數值是 0.50.8，在這個地方 。21x、 6.0,5.21x 4.4.5 凹模高度尺寸的計算 更換這個塑料產品的大小：H S1=28.130.05=28.27-0.040MM，對應的塑料產品加工公 差是 0.1mm HM1=(1+SCP) +HS1+ X1P 1=(1+0.005) +28.13+ 0.70.4 00.067=28.2700.067MM1z2z 1z2z 在公式的里頭， 表示的是系數，通常來說數據是 0.50.7 這個范圍里面，在這2x、 個地方，它的大小是 。5.0,7.21 4.4.6 凸模寬度尺寸的計算 24 更換這個塑料產品的大?。篖 S=22.30.05=22.4200.7MM，對應的塑料產品加工公差 是 0.7mm LM=(1+SCP) +LS+ XP= (1+0.005) +22.3+ 0.60.7 0.1170 1z2z 1z2z =22.42.1170 MM 在公式的里頭， 表示的是系數，通常來說數據是 0.50.7 這個范圍里面，在這個地x 方，它的大小是 。6. 4.4.7 凸模長度的計算 更換這個塑料產品的大小 LS=23.30.05=23.5101.02MM：，對應的塑料產品加工 公差是 1.02mm LM=(1+SCP) +LS+ XP= (1+0.005) +23.3+ 0.651.02 -0.170 1z2z 1z2z =23.51-0.170 MM 在公式的里頭， 表示的是系數，知通常來說數據是 0.50.7 這個范圍里面，在這個x 地方，它的大小是 。65. 4.7.8 凸模高度尺寸的計算 更換這個塑料產品的大小 HS=28.130.02=28.270O.4MM，對應的塑料產品加工公差 是 o.4mm HM=(1+SCP) +H S+ XP= (1+0.005) +40+ 0.60.4 -0.170 1z2z1z2z =40.46.0670 MM 在公式的里頭， 表示的是系數，可知通常來說數據是 0.50.7 這個范圍里面，在這x 個地方，它的大小是 。6.0 4.4.9 模具強度與剛度校核 之前我們老說的模具的強度，其實還包含了它的剛度。對于模具里面的各種零 部件，不管是強度還是剛度都是有需求的，要想模具工作正常進行，那么強度一定 要夠大才行。 因為模具有很多種，算的時候都不一樣，并且一點都不簡單，真正生產的時候， 要按照相關經驗還有對強度進行校核，這樣才行，校核了強度之后，對這個設計進 行調整，只有這樣，模具的工作才能正常。 25 算模具的強度的時候非常難，要對它算的辦法進行簡單化，通常用最傳統的辦 法來進行，選用的受力結構是最不好的，安全系數選用的是最大的，之后對模具的 結構進行優(yōu)化，這樣模具的強度就變強了。要想讓模具的工作順利開展，那么要對 它整個強度進行校核，某一個部分的強度也是需要進行校核的。校核的時候，不光 要校核強度，還要校核彎曲，確定的尺寸應該是數值比較大的。 4.6 脫模及推出機構 4.6.1 脫模力 脫模力出現的地方： 在模具里頭，塑料產品進行降溫固定形狀，因為產品的體型會收縮，這個時 候會有包緊力出現。 要是塑料產品是殼體類的，并且沒有通孔，脫離模具的時候要對很大的壓力 進行抵抗。 模具自己在進行動作的時候肯定會有摩擦力出現，這樣會有阻力發(fā)生。 塑料產品跟模具之間會有一個粘附力。 一開始從模具里面脫離出現一瞬間要克制的力就是初始脫模力。 之后出現的脫模力都要比初始脫模力還要小，所以脫模力有很多的變化，我們 算的脫模力，一般就是對初始脫模力進行計算。 影響到脫模力的一些東西： a 脫模力有多大，跟塑料產品壁厚多少，型芯有多長，塑料產品在脫模方向 上的投影是多少有很大關聯，這些數據大了，那么需要的脫模力就更大。 b 塑料產品的收縮率還有彈性模量變大了，那么需要的脫模力就更大。 c 塑料產品跟型芯之間會有摩擦力產生，這個數據越是大，那么脫離模具時 候產生的阻力就越是大。 d 只要是型芯的斜角夠大，那么塑料產品加工好了自己就掉出來了。 4.6.2 推出機構 脫模裝置就是將塑料產品從模具上拿下來的這個過程，幫助塑料產品從模具里 26 面脫離的這個部分。 在確定脫模裝置的時候按照下面幾點： （1）脫離模具的時候塑料產品不能有形狀的改變； （2）按照脫離模具的時候承受阻力的多少來確定推力的布局； （3）施加在推桿上的力要小一點，避免導致塑料產品的某個地方弄壞了； （4）對于推桿，不管是強度還是剛度要夠大，將產品推出的時候，形狀上不 能有彈性改變； （5）推桿待的這個地方留下的印記對產品外表不能有影響； 因為塑料產品沒有太高的要求，所以使用的推出裝置是推桿。在從動模里面把 塑料產品推出來的時候，因為推桿被安排的時候自由度非常大，所以推桿的截面應 該是圓的，那么不管是加工，維修都非常便利，那么推桿在配合推桿孔的時候精度 非常高，推出推桿的時候，受到的阻力沒有多大，并且動作也比較靈活，可靠性也 高，推桿要是弄壞了，能夠換掉，所以說推出部分用推桿是最好的?？?在這個塑料產品上用的是推桿，布局就像圖紙展示，因為推桿作用，那么塑料 產品就從模具里面脫離出來。推桿的截面是圓形的，按照它直徑不一樣，安排的地 方不一樣，那么推桿的直徑也就不一樣。推桿這一頭的面在軸方向上不能有移動， 推桿配合推桿孔的時候標準是 ，那么溢料的空間一定要大于相互9/8/fHf或 配合的間隙，防止飛邊出現，因為原材料是 ABS，它的溢料空檔就是 。m06.4. 27 推桿機構設計 4.7 冷卻系統的設計與計算 注射模多少度關系到產品成型，生產效率，還有加工產品的大小，精度等，不 管是哪一種產品，模具的溫度改變太大都不行。溫度太大，那么脫離模具之后的產 品會有形狀的改變，降溫要花費太長時間，這樣生產力就低了。模具溫度太低，那 么塑料產品流動性能就不好，這樣充模就非常困難，產品的內應力大，或者表面有 缺陷。每一種產品要求不一樣，需要的模具度數也是不一樣的。要是產品需要模具 的溫度低一些，那么只要在模具里面安排冷卻部分，只需要對水量進行控制，這樣 模具的度數就改變了。 4.7.1 冷卻水道設計的要點 28 a進行冷卻的孔越是多，那么降低塑料產品的溫度越是勻稱。 b進行降溫的水孔跟型腔面之間距離一樣。 c要安排一個冷卻裝置在塑料產品某一處很厚的地方。 d加工的塑料產品比較大，或者是產品壁非常薄的時候，物料流動的距離很 長，那么物料的溫度就越來越低，最好將冷卻水道布局的密度進行更改。 e塑料產品有熔接痕的地方不能安排冷卻水道，防止熔接的不好，將強度變 低。 f在有接縫的地方不能有冷卻水道，防止水漏出來。 g不能存有水或者是出現回流的地方不能在冷卻水道里面。 h因為注塑機的噴嘴一直都跟澆口進行接觸，對于模具來說是溫度最高的， 所以冷卻的強度要大，某些時候要專門對它進行降溫。 i在操作不會產生影響的地方不能安排進出水水嘴，盡量安排在模具的一邊， 一般來說都是操作注塑機的對面。 j要是型芯非常長，那么安排不了冷卻水道，這個時候使用的原材料應該是 熱導系數很大的，專門噴水在型芯上，這樣就可以降低溫度。 4.7.2 冷卻水道在定模和動模中的位置 加工的塑料產品什么樣子，定模板，動模板有多厚就決定了冷卻水道在哪，應 該來說應該在模具熱傳導最不好的地方安排冷卻水道，按照設計這個部分的要求， 應該繞著模具加工的產品來安排冷卻水道，并且布局一定要勻稱。 這篇論文里面，型腔安排了冷卻水回路，型腔也安排了冷卻水回路，這樣降溫 是很快的，塑料產品的溫度都差不多，并且形狀的改變也一樣。下面圖紙就是冷卻 水路的詳細布局： 29 模具冷卻水路圖 4.7.3 冷卻水道的計算 查找參考資料，可以知道用下面的式子進行冷卻的相關計算 ：5 Q=W1 a 在公式的里頭 W 1單位時間內進入模具的塑料的重量 g a克塑料的熱容量(J/g) Q=34.611161303092.3J 那么被帶走的熱量就有這么大，用下面的式子將需要的冷卻水量算出來： 134()WaKT 在公式的里頭 W冷卻水從模具這邊經過的分量 (g/h) 30 T3出水時候的度數 T4進水時候的度數 K熱傳導系數； W378997 g/h 用下面的式子可以把冷卻水道的直徑算出來： WdL 在公式的里頭 冷卻液容重 kg/cm3 =0001 kg/cm， L 冷卻水道長度 cm L=12.7cm d冷卻水道直徑 cm 進行數據的計算 d5.895 cm，確定 6mm 4.8 排氣結構設計 設計注射模的時候，排氣這個問題必須要解決好，加工的時候，要是模具的排 氣不好，那么就會有很大的壓力作用在塑料熔體上，這個時候要想填滿型腔就沒尅 有那么快了，并且因為氣壓的存在，塑料會被燒起來，充滿模具的時候越快，度數 越是大，粘性越是差，注射壓力很大，塑料產品太厚的時候，因為有雅座，那么塑 料產品里面就會有空氣進去，這個時候產品的表面肯定會有不好的狀況出現。特別 是進行快速注射生產的時候，怎么樣設計排氣部分是非常關鍵的。 在模具里面填滿塑料熔體，不光有空氣進到型腔里面，還會有一些因為熱量產 生的水蒸氣出現，有的地方溫度太高的話，低分子就會有氣體揮發(fā)出來。排氣的時 候用的比較多的一個辦法就是通過間隙來進行，或者是開一個排氣槽在分型面上， 也可以通過推桿將氣體從間隙排出去。 因為論文設計的模具比較小，論文的這個模具排氣用間隙的方法來進行，不需 要設置排氣槽，只要沒有溢料出現就可以了。 4.9 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 31 1.模具長寬尺寸 注塑機欄桿的空檔一定要大于模具的長還有寬，論文使用的機器，它的拉桿之 間的距離是 365365,模具的大小是 350 x300，驗算一下，這個機器滿足論文需要。 2.模具厚度（閉合高度） 將模具關起來，它的高一定要符合下面的式子 maxminH 在公式的里頭 --注射機能夠實現的模具厚度的最大值i --注射機能夠實現的模具厚度的最小值max 論文里面的這個模具，它的厚是 370mm 150
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