005-ABS連接座塑料模具設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告
題目：ABS連接座塑料模具設(shè)計(jì)
一.設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r
通過前幾周的努力，對塑料模具設(shè)計(jì)有了更深層次的了解，查閱了模具設(shè)計(jì)方面的相關(guān)資料；掌握了ProE軟件的建模知識；完成了塑件的模具總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)；畫出了模具裝配草圖及三維零件圖，并進(jìn)行了一系列的相關(guān)計(jì)算，對后續(xù)工作有了清晰的思路。
1.1通過查閱書籍資料，選取塑件材料為ABS，即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物，它是由三種單體聚合而成的非結(jié)晶型高聚物，具有三種組合物的綜合性能，且無毒無味，塑件成型后有較好的光澤。根據(jù)實(shí)體塑件測量實(shí)際尺寸，繪制零件圖(圖1.1)。
圖1.1 ABS連接座塑件三維圖
1.2完成外文資料翻譯。
1.3計(jì)算塑料件的體積及查閱模具設(shè)計(jì)手冊完成注塑機(jī)的選擇：HTF86/TJ臥式注射機(jī)。
注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
注射裝置 數(shù)值
理論注射量： 131cm3
螺桿直徑： 34mm
注射壓力： 206MPa
合模力： 860KN
模板最大行程： 310mm
模具最大厚度： 360mm
模具最小厚度： 150mm
定位孔直徑： 100mm
噴嘴球頭半徑： 20mm
注射方式： 螺桿式
拉料內(nèi)間距： 360mmx360mm
1.4模具設(shè)計(jì)方案：
a．確定了塑料材料為ABS，并根據(jù)其基本特性，成型工藝和主要用途來進(jìn)行脫模方式，收縮率，脫模斜度，尺寸精度等的計(jì)算。
b．根據(jù)塑件材料設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，選擇澆口類型為側(cè)澆口。
c．模具采用一模四腔的設(shè)計(jì)，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)為滑塊抽芯，頂出機(jī)構(gòu)為頂針頂出。
d．主要零件尺寸的校核，如澆口套，定位環(huán)，導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)及其他輔助零件的類型及尺寸。
1.5澆注系統(tǒng)的確定:
澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正確與否直接影響著注射過程中的成型效果和塑件質(zhì)量。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意幾個(gè)原則：
1） 根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等因素，并結(jié)合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置。
2） 根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設(shè)計(jì)合理的澆注系統(tǒng)布局。
3） 應(yīng)根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動(dòng)性，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物料的流動(dòng)。
4） 應(yīng)盡量可能地縮短物料流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提高注射效率。
5） 排氣良好。
主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：
A． 為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用α=2°~6°左右的圓錐孔。對流動(dòng)性差的塑料也可取得稍大一些，但過大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。
B． 澆口套與塑件注射區(qū)直接接觸時(shí)，其出料端端面直徑D應(yīng)盡量選的小些。如果過大，即澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內(nèi)部壓力對澆口套的反作用力也將按比例增大，到一定程度時(shí)澆口套則容易從模體中彈出。
C． 澆口套的材料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，并應(yīng)進(jìn)行淬硬處理，為了防止注射機(jī)噴嘴不被碰撞而破壞，澆口套的硬度應(yīng)低于注射機(jī)噴嘴的硬度，錐孔內(nèi)壁粗糙度Ra為0.63μm，以增加內(nèi)壁的耐磨性，并減少注射中的阻力。圓錐孔大端應(yīng)該有γ=1°~2°的過渡圓角，以減少料流在轉(zhuǎn)向時(shí)的流動(dòng)阻力。
D． 澆口套與注射機(jī)噴嘴頭的接觸球面必須吻合。由于注射機(jī)嘴頭是球面，半徑SR是固定的，所以為使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機(jī)噴嘴的端凸球接觸良好，一般地其半徑Sr=SR+（0.5~1）mm，而圓錐孔的小端直徑d則應(yīng)大于噴嘴的內(nèi)孔直徑d1，即d=d1+（0.5~1）mm，端面凹球面深度L2取3~5mm。球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。
E． 定位圈是模體與注射機(jī)的定位裝置，它保證澆口套與注射機(jī)的噴嘴對中定位，定位圈的外徑D1應(yīng)與注射機(jī)的定位孔間隙配合。其配合間隙為0.05~0.15mm，定位圈厚度5~10mm，即小于注射機(jī)定位孔的深度。
F． 澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。
G． 在可能的情況下澆口套長度L應(yīng)盡量的短，L越大其壓力損失越大，使物料降溫過大，影響注射成型。主流道盡量不采用分級對接形式。
1.6繪制模具裝配草圖（圖1.2，圖1.3，圖1.4）。
圖1.2 型芯和型腔布局圖
圖1.3 滑塊抽芯機(jī)構(gòu)圖
圖1.4 側(cè)澆口澆注系統(tǒng)圖
圖1.5 冷卻水路圖
圖1.6 模具裝配三維圖
二．存在問題及解決措施
1、存在的問題：
1.1對于在尺寸上面的計(jì)算還有一些問題，模具零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、力學(xué)校核。
1.2總裝配圖的尺寸標(biāo)注及模具上各零件圖的尺寸標(biāo)注。
1.3原來計(jì)劃先進(jìn)行模具總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)和零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算，然后對已經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算出來的零部件進(jìn)行建模，但在計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)一些數(shù)據(jù)并不能與想要的數(shù)據(jù)很好地吻合，導(dǎo)致一些需要將來在一起裝配的零件在尺寸上存在了很大的誤差。
2、解決措施：
2.1設(shè)計(jì)冷卻水道，盡量避免接近塑件的熔接部位以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理；防止冷卻水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等。
2.2通過查閱模具資料，和向指導(dǎo)老師請教，以解決這些問題。在零部件設(shè)計(jì)的過程中對一些正在設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行建模，或是對一些還沒設(shè)計(jì)的零件先根據(jù)預(yù)先的設(shè)想將零件的模型建出來，然后將建好的模型進(jìn)行裝配，結(jié)合計(jì)算過程中所得到數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行修改或是根據(jù)建好的模型糾正在計(jì)算中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，力求滿足課題的要求。
2.3澆口位置不同，熔體沖入模腔時(shí)的流程、流向、流態(tài)都會(huì)不同，型腔各部分的熔體壓力分布也會(huì)不同，應(yīng)嚴(yán)格遵守澆口位置選取原則。
2.4 模具冷卻方法通常有水冷卻，空氣冷卻和冷凍水冷卻，也有采用油冷卻的，但最常用的是水冷卻法；型腔的冷卻回路分為外接直通式、平面式、多層式、嵌入式。為了使設(shè)計(jì)簡潔明了，型腔采用外接直通式冷卻回路。
三.后期工作安排
1.對所確定的實(shí)施方案進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析；
2.對模具剩余的零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、力學(xué)校核；
3.對模具的零件進(jìn)行模型裝配，模具零件的工藝規(guī)程的編制；
4.完成模具零部件的二維工程圖及二維裝配工程圖；
5.修改完善裝配圖,對所有圖紙進(jìn)行校核；
6.編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，所有資料提請指導(dǎo)教師檢查，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
指導(dǎo)教師簽字：
2015年 月 日
注：1）正文：宋體小四號字，行距20磅，單面打??；標(biāo)題：加粗 宋體四號字。
2）中期報(bào)告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目：ABS連接座塑料模具設(shè)計(jì)
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)情況）：
本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以使我掌握注射模的模具結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對CAD，ProE等一系列造型軟件的應(yīng)用熟練，讓我們能更快適應(yīng)未來的生產(chǎn)，工作。培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)基本理論、基本方法分析和解決測量與控制及其它相關(guān)工業(yè)實(shí)際問題的能力，在獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國防、建筑、農(nóng)業(yè)、等各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用，對塑料模具的需求日益增加，塑料模在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，也成為民族工業(yè)的支柱行業(yè)之一。
塑料相對金屬，密度小，但強(qiáng)度比較高，絕緣性能優(yōu)良，具有非常好的抗化學(xué)腐蝕性，在機(jī)械、化工、汽車、航空航天等領(lǐng)域，塑料已經(jīng)大規(guī)模的取代了金屬。目前塑料制件在工業(yè)、日常生活各領(lǐng)域幾乎無處不在。所以掌握模具設(shè)計(jì)這一門技巧，對于未來從事相關(guān)行業(yè)的我們極其重要。在本課題的制做過程中，我們還鍛煉使用AutoCAD等CAD軟件的技巧。使我們在塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、塑料成型工藝分析、塑料模具零件的選材、熱處理、塑料模具零件的制造，以及資料檢索、英文翻譯等方面獲得綜合訓(xùn)練，為未來工作適應(yīng)期奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：
我國在注塑模技術(shù)開發(fā)研究與應(yīng)用方面起步較晚。從20世紀(jì)80年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進(jìn)了一些國外知名度較高的注塑模系統(tǒng)。同時(shí)，某些高等學(xué)校和科研院所也開始了注塑模系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作，我國注塑模CAD/CAE/CAM研究始于07年代末，發(fā)展較為迅速多年來,我國對注塑模設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其開發(fā)應(yīng)用十分重視，在“八五”期間,由北京航空航天大學(xué)、華中理工大學(xué)、四川聯(lián)合大學(xué)等單位聯(lián)合進(jìn)行了國家重點(diǎn)科技攻關(guān)課題“注塑模CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)”，并于1996年通過鑒定，部分成果己投入實(shí)際應(yīng)用，使我國的注塑模研究和應(yīng)用水平有了較大提高.目前擁有自主版權(quán)的軟件有，華中理工大學(xué)開發(fā)的塑料注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)HscZ0，鄭州工業(yè)大學(xué)研制的2一MOLD分析軟件等.這些軟件正在一些模具企業(yè)中推廣和使用，有待在試用中逐步完善。這些項(xiàng)目的成果對促進(jìn)我國注塑模技術(shù)的迅速發(fā)展起了重要作用，使我國注塑模技術(shù)及應(yīng)用水平很快提高。目前，我國經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌
化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。目前，國內(nèi)市場對中高檔模具的需求量很大，但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求。另外，隨著近年來工業(yè)發(fā)達(dá)國家的人工費(fèi)用增加，其模具生產(chǎn)正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉(zhuǎn)移。因此，只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂觀的。
1.2國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：
近二十多年間，國外注塑模技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代許多研究者對一維流動(dòng)進(jìn)行了大量研究，由最初的CAD技術(shù)和CAM技術(shù)以圖紙為媒介傳遞信息向CAD/CAM一體化方向發(fā)展。80年代初開展三維流動(dòng)與冷卻分析并把研究擴(kuò)展到保壓分子取向以及翹曲預(yù)測等領(lǐng)域。80年代中期注塑模進(jìn)入實(shí)用階段，出現(xiàn)了許
多商品化注塑模CAD/CAE軟件，比較著名的有:1.澳大利亞MOLDFLOW公司的MOLDFLOW系統(tǒng)；2.美國PTC公司的Pro/Engineer 軟件；3.美國UG公司的UGllUNIGRAPHICSl系統(tǒng)等等.這些先進(jìn)軟件的熟練掌握極大地促進(jìn)了國外模具行業(yè)的發(fā)展。因此，未來的一段時(shí)間內(nèi)，他們將朝著大型、精密、復(fù)雜與長壽命模具的方向發(fā)展。
1.3綜述:
參閱了多本資料書籍，注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 ,世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的50%以上。注塑成型能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品 ,適合高效率、大批量的生產(chǎn)方式 ,以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的成型加工方法，一般需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn) ,這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長 ,生產(chǎn)成本增加 ,而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。要解決這些問題,必須以科學(xué)分析的方法 ,研究各個(gè)成型過程的關(guān)鍵技術(shù),為實(shí)現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代,提高企業(yè)的競爭能力 ,必須進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)與制造，及成型過程分析的CAD/CAM/CAE集成技術(shù)的研究。國外注塑模CAD/CAM/CAE 技術(shù)研究的成果有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:采用注塑模CAD/CAE/CAM 技術(shù)能使設(shè)計(jì)時(shí)間縮短50%,制造時(shí)間縮短30%,成本下降10%,塑料節(jié)省7% 注塑模計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)正朝著與CAD/CAE無縫整體集成化方向發(fā)展 ,注塑模 CAE的目標(biāo)是通過對塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析,為塑料制品的設(shè)計(jì)、材料選擇、模具設(shè)計(jì)、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程的控制提供科學(xué)依據(jù) ?，F(xiàn)時(shí)國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UG等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等?？傮w說來，國內(nèi)的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距，這也是中國現(xiàn)在只是制造大國而非制造強(qiáng)國的主要原因之一。
2.設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與擬解決的關(guān)鍵問題：
2.1主要內(nèi)容包括：
合理編制模具零件的制造工藝。合理的設(shè)計(jì)塑件及模具成型零部件的結(jié)構(gòu)以及工藝。初步掌握側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝性分析，設(shè)計(jì)圖樣要求符合最新制圖標(biāo)準(zhǔn)，表達(dá)完整，布局合理。
課題名稱：ABS連接座模具設(shè)計(jì)
材料：ABS
生產(chǎn)批量：大批量
需要解決的問題有：
①塑件成型工藝性（原材料、結(jié)構(gòu)和尺寸，收縮率）分析；
②計(jì)算塑件的體積和重量以及塑件收縮率（包含初選注射機(jī)型號）；
③塑件注射工藝參數(shù)的確定；
④注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（選擇分型面、確定型腔數(shù)量和排列方式、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等）；
⑤模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算（包含注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核）等。
2.2設(shè)計(jì)方法:
通過市場商品調(diào)查，滿足社會(huì)需求及生產(chǎn)要求上，在合理設(shè)計(jì)方向上，進(jìn)行塑料模具的設(shè)計(jì)并且熟練掌握手工和電腦制圖，達(dá)到產(chǎn)品的要求。
導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)：先收集資料，剖析塑件，確定塑件用料；再擬定模具結(jié)構(gòu)方案，初選注塑機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)計(jì)算，務(wù)必使模具結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠；然后繪制模具裝配草圖，校核注塑機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)；最后繪制模具總裝配圖和零件圖。
措施：設(shè)計(jì)課題時(shí)，務(wù)必認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)。多于同學(xué)交流，勤于思考，多請教老師。力求高效率，高質(zhì)量的完成本次的課題設(shè)計(jì)。
3.課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作：
模具設(shè)計(jì)和制造與塑料加工有密切關(guān)系。塑料加工的成敗，很大程度上取決于模具設(shè)計(jì)效果和模具制造質(zhì)量，而塑料模具設(shè)計(jì)又以正確的塑料制品設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。塑料模具設(shè)計(jì)要考慮的結(jié)構(gòu)要素有：
①分型面，即模具閉合時(shí)凹模與凸模相互配合的接觸表面。它的位置和形式的選定，受制品形狀及外觀、壁厚、成型方法、后加工工藝、模具類型與結(jié)構(gòu)、脫模方法及成型機(jī)結(jié)構(gòu)等因素的影響。
②澆注系統(tǒng)，即由注塑機(jī)噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道，包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。特別是澆口位置的選定應(yīng)有利于熔融塑料在良好流動(dòng)狀態(tài)下充滿
型腔，附在制品上的固態(tài)流道和澆口冷料在開模時(shí)易于從模具內(nèi)頂出并予以清除(熱流道模除外)。
③塑料收縮率以及影響制品尺寸精度的各項(xiàng)因素，如模具制造和裝配誤差、
模具磨損等。此外，設(shè)計(jì)壓塑模和注塑模時(shí)，還應(yīng)考慮成型機(jī)的工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)的匹配。在塑料模具設(shè)計(jì)中已廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。
前期已開展的工作：對塑件的結(jié)構(gòu)和形狀做了分析，初步擬定了注塑模具設(shè)計(jì)思路。已使用AutoCAD，ProE進(jìn)行了二維圖三維圖的繪制，查閱了有關(guān)注塑模設(shè)計(jì)的中外文資料，并完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告的編寫。
圖3.1塑件三維結(jié)構(gòu)1 圖3.2塑件三維結(jié)構(gòu)2
圖3.4 分型面1 圖3.5 分型面2
方案設(shè)計(jì)：
方案一：如圖3.4所示，按此位置連接座中心對稱面作為分型面。型腔布局，一模做兩個(gè)零件，考慮零件體積小，一模兩腔，模具成本高，效率低。如果選用中心對稱面作為分型面，那么側(cè)抽芯的距離和面積就會(huì)太大，容易拉壞零件，損壞零件。零件結(jié)構(gòu)簡單，對于零件外表面精度要求不高，選用側(cè)澆口進(jìn)料，側(cè)澆口加工容易、修整方便，可以通過改變澆口尺寸來調(diào)節(jié)熔體進(jìn)入型腔時(shí)的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間；也可以根據(jù)制品的形狀特點(diǎn)靈活地選擇澆口位置，且對各種塑料的成型適應(yīng)性較強(qiáng)；去除澆口方便，且澆口痕跡不太明顯。
方案二：如圖3.5所示，以零件中間與圓弧切除的平面作為分型面。零件兩邊的孔用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，模具先抽芯后成型。型腔布局，采用一膜四腔，平行對孔放，兩邊同時(shí)抽芯。這樣模具抽芯距離和面積就減少了，也使得模具空間合理利用，生產(chǎn)效率增高。
綜上所述，塑料制件的壁厚不能超過4mm，根據(jù)模具的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，一模多腔能提高生產(chǎn)效率，降低每一件產(chǎn)品的模具費(fèi)用。根據(jù)一模四腔塑件的體積，可成型一模具多腔。綜合考慮，ABS連接座模具設(shè)計(jì)采用方案二的分型面，一模四腔布局，澆口形式選用側(cè)澆口。
4.研究進(jìn)度安排：
4.1主要特色：運(yùn)用電腦軟件設(shè)計(jì)ABS連接座塑料注塑模的模具，編制模具零件的制造工藝規(guī)程，手繪及電腦繪制模具零件圖和裝配圖，將不少于15000字的設(shè)計(jì)說明書和圖樣裝訂成冊；
4.2完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫）：
第1-2周(2014.11.25-12.10)：測繪塑件,畫出CAD，ProE圖。查閱外文資料閱讀關(guān)于塑料模具設(shè)計(jì)的相關(guān)書籍，寫好畢業(yè)設(shè)計(jì)的開題報(bào)告；
第3周：學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)知識，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，初步掌握和理解；
第4-5周：分析塑件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對注塑成型的影響，提出模具設(shè)計(jì)
方案。方案著重分析斜導(dǎo)柱、哈佛模、點(diǎn)澆口及所有分型面，選出最佳分型面并敘述該模具的開、合模動(dòng)作過程，確定哪些面有脫模斜度。分析澆口位置、澆口形式及所有推頂裝置設(shè)置的位置。對該設(shè)計(jì)方案各部分應(yīng)作環(huán)保、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析；
第6-7周：畫出模具裝配的草圖（包含澆注抽芯等），并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算；
第8周: 在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，畫出模具的準(zhǔn)確裝配圖；
第9-10周：畫出模具系統(tǒng)的主要部分的零件圖；
第11周：畫出所設(shè)計(jì)模具的ProE三維圖；
第12周：查閱相關(guān)書籍，翻譯外文資料；
第13-14周：編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；
第15周：畢業(yè)答辯，上交畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，指導(dǎo)老師審閱。
5.指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）:
指導(dǎo)老師： 年 月 日
6.所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：ABS連接座塑料模具設(shè)計(jì)
ABS連接座塑料模具設(shè)計(jì)
摘 要
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活和軍事等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣，質(zhì)量要求也越來越高，中國已經(jīng)成為全球最大的塑料市場之一，塑料制品產(chǎn)量全球第二。
獨(dú)立完成所給塑件的注塑模具的設(shè)計(jì)。確定成型工藝方案，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)；合理的選用模具材料和注塑機(jī)，具有分析解決注塑成型工藝中質(zhì)量問題的能力，內(nèi)容上注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，全方位地表達(dá)模具的工作情況，模具的設(shè)計(jì)要有效地體現(xiàn)出“以應(yīng)用為目的”的特色，實(shí)用價(jià)值要高。
關(guān)鍵詞：工藝方案；模具結(jié)構(gòu)；注塑機(jī)；模具設(shè)計(jì)
Plastic mold design ABS connection
Abstract
With the needs of the development of modern industry, plastic products in industry, agriculture, military and other fields of daily life and the application scope is more and more wide, the quality requirements also more and more high, China has become one of the world's largest plastics market, plastic products production in the world's second.
Independent to complete a given the design of the injection mould. To determine the molding process scheme, design reasonable mould structure; Reasonable selection of die material and injection molding machine, with analysis of the ability of solving quality problems in molding process, the content on pay attention to the combination of theory and practice, a comprehensive expression of mould working condition, the design of the mould to effectively reflect the "for the purpose of application" characteristics, higher practical value.
Key Words：Process; The Mould Structure; Injection Molding Machine; Mold Design
II
主要符號表
K 安全系數(shù) E 材料彈性模量
Smax 塑料的最大收縮率 P1 脫模阻力
Smin 塑料的最小收縮率 C 型芯成型部分?jǐn)嗝娴钠骄?
P0 單位面積的包緊力 L 支撐塊的跨距
Δs 塑件公差 P0 單位面積的包緊力
D腔 型腔內(nèi)形尺寸 Φ 安全系數(shù)
Qcp 塑料平均收縮率 S頂 頂出行程
Ds 塑件內(nèi)形基本尺寸 б1 頂出行程富裕量
h腔 凸模/型芯高度尺寸 α 傾斜角
Hs 塑件內(nèi)形深度基本尺寸 Q 抽拔阻力
P1 動(dòng)模受的總壓力 P 斜導(dǎo)柱所受的彎曲力
F 塑件的投影面積 ε 塑件收縮率
P 型腔壓力 f 摩擦系數(shù)
K 修正系數(shù) μ 塑料泊桑比
B 動(dòng)模墊板的寬度 L 支撐塊的跨距
h 型芯被塑料包緊部分的長度
VI
目 錄
1 緒 論 1
1.1概述 1
1.2塑料模具發(fā)展的現(xiàn)狀 1
1.3本文主要研究內(nèi)容 1
1.3.1主要步驟 1
1.3.2基本內(nèi)容 2
2 塑件工藝分析 3
2.1塑件結(jié)構(gòu)分析 3
2.2 塑件材料分析 4
2.2.1 基本資料 4
2.2.2 ABS塑料及產(chǎn)品注射成型工藝 5
3 擬定成型方案 6
3.1分型面的選擇 6
3.2型腔數(shù)目的確定及布置 7
3.3抽芯裝置形式的確定 8
3.4初選注射機(jī)型號 8
3.4.1塑件的體積和質(zhì)量 8
3.4.2注塑機(jī)的選擇及校核 9
3.5塑件注射工藝參數(shù)的確定 9
4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
4.1 主流道設(shè)計(jì) 11
4.2 冷料井設(shè)計(jì) 12
4.3 分流道設(shè)計(jì) 12
4.3.1分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 13
4.3.2分流道的長度 13
4.3.3分流道的斷面 13
4.3.4分流道的布局 13
4.4 澆口選擇 14
5 成型零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算 16
5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
5.1.1動(dòng)定模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
5.1.2型腔型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
5.1.3側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)選擇 17
5.2成型零部件的工作尺寸計(jì)算 18
5.2.1定模型腔徑向尺寸計(jì)算 19
5.2.2型腔的深度尺寸 19
5.2.3型芯的徑向尺寸 20
5.2.4型芯的高度尺寸 20
5.2.5中心距尺寸計(jì)算 20
6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
6.1 斜導(dǎo)柱分型機(jī)構(gòu) 22
6.2斜導(dǎo)柱的計(jì)算 22
6.3導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 24
7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
7.1模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 25
7.1.1導(dǎo)柱和導(dǎo)套 25
7.1.2導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合及布置 25
7.2推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向 26
8 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
8.1 推出機(jī)構(gòu) 28
8.1.1 推桿脫模機(jī)構(gòu) 28
8.1.2推板厚度的計(jì)算 29
8.2拉料機(jī)構(gòu) 30
9 模架選用 30
9.1模板及組合精度 31
9.2選取模架 31
10 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31
10.1冷卻系統(tǒng) 32
10.1.1冷卻回路的布置 32
10.1.2冷卻時(shí)間計(jì)算 33
10.2 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 33
10.3 排氣機(jī)構(gòu) 35
11 注射機(jī)參數(shù)校核 35
11.1模具最大和最小模厚 36
11.2安裝尺寸 36
11.3最大開模行程 36
12 模具總體結(jié)構(gòu) 37
12.1模具裝配圖 38
12.2 開合模動(dòng)作 39
13 總結(jié) 39
參考文獻(xiàn) 40
致 謝 41
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 42
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 43
1 緒 論
1.1概述
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是通過控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
1.2塑料模具發(fā)展的現(xiàn)狀
盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。因此我們要認(rèn)識到模具工業(yè)對于我國國民經(jīng)濟(jì)的重要性。
模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。本次論文是塑料注塑模具的設(shè)計(jì)。
1.3本文主要研究內(nèi)容
本文首先對注塑模具的普遍成型方法進(jìn)行了認(rèn)真地學(xué)習(xí)與研究，然后根據(jù)已知塑件的實(shí)際情況并結(jié)合理論展開了機(jī)器人調(diào)整臂塑料注射模具設(shè)計(jì)工作。
1.3.1主要步驟
1
a. 塑件分析，包括材料的性能和塑件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性。
b. 選擇設(shè)備校核有關(guān)工藝參數(shù)。包括注射量的計(jì)算及塑件和澆注系統(tǒng)凝料的投影面積與鎖模力的確定。
c. 方案論證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
d. 設(shè)計(jì)中的相關(guān)計(jì)算。
e. 設(shè)計(jì)校核：包括裝模高度、開模行程、頂出行程和鎖模力的校核等。
f. 模具裝配圖和非標(biāo)零件圖的繪制。
g. 塑料注塑模具相關(guān)的外文文獻(xiàn)資料翻譯。
1.3.2基本內(nèi)容
a. 確定型腔數(shù)目及其排列方式；
b. 確定分型面；
c. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
d. 模架的確定；
e. 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；
f. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；
g. 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
最后完成一套完整的模具設(shè)計(jì)，并繪制出模具裝配圖和部分非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。
本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計(jì)及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計(jì)方案分析及確定工藝計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計(jì)是要力求結(jié)構(gòu)簡單，但是一定要保證其精度要求。
2
2 塑件工藝分析
2.1塑件結(jié)構(gòu)分析
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所提供的所需注塑的參考為塑件實(shí)體，其三維圖如下圖所示：
圖2.1 塑件三維圖
由所提供的實(shí)體塑件繪制二維塑件圖如下圖：
圖2.2 塑件二維圖
3
塑件結(jié)構(gòu)分析：塑件主體部分是由梯形形成的凸臺外形，內(nèi)部壁厚4mm的ABS塑料連接座。整體長44mm,高度23mm，寬度16.5mm。塑件有凸臺，槽，孔，因此需要設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。
2.2 塑件材料分析
2.2.1 基本資料
塑件材料為ABS, 即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物，它是由三種單體聚合而成的非結(jié)晶型高聚物，具有三種組合物的綜合性能，且無毒無味，塑件成型后有較好的光澤。塑料主要性能指標(biāo)如表2.1所示。
表2.1 ABS塑料主要性能指標(biāo)
密度
(g/cm3)
1.13~1.14
收縮率
%
0.4~0.8
熔點(diǎn)
℃
130~160
熱變形溫度
45N/cm
65~98
彎曲強(qiáng)度
Mpa
80
拉伸強(qiáng)度
MPa
35~49
拉伸彈性模量
GPa
1.8
硬度
HR
R62~86
缺口沖擊強(qiáng)度
kJ/m2
11~20
彎曲彈性模量
Gpa
1.4
壓縮強(qiáng)度
HR
R62~86
體積電阻系數(shù)
Ωcm
1013
4
2.2.2 ABS塑料及產(chǎn)品注射成型工藝
完整的注射注射工藝包括以下幾個(gè)階段。
a. 塑料的處理 ABS的吸水率大約為0.2%-0.45%，對于一般級別的ABS，加工前用烘箱以80-85℃烘2-4小時(shí)或用干燥料斗以80℃烘1-2小時(shí)。對于含PC組份的耐熱級ABS，烘干溫度適當(dāng)調(diào)高至100℃，具體烘干時(shí)間可用對空擠出來確定。再生料的使用比例不能超過30%，電鍍級ABS不能使用再生料。
b. 注塑機(jī)選用 可選用國產(chǎn)的XS-Z-60的標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)（1，工程注射量60，2，注射壓力大于122Mpa）。如果采用色母?；蛑破吠庥^要求料高，鎖模力為2.1t，具體的制造等級和標(biāo)準(zhǔn)依塑件的要求而定。
c. 模具及澆口設(shè)計(jì) 模具溫度可設(shè)為60-65℃。流道直徑2-4mm。澆口寬約0.5mm，厚度與制品一樣。
d. 注射速度 防火級要用慢速，耐熱級用快速。如制品表面要求較高，則要用高速及多級注塑的射速控制，對于本設(shè)計(jì)，應(yīng)采用較快的注射速度。
e. 滯留時(shí)間 在265℃的溫度下，ABS在熔膠筒內(nèi)滯留時(shí)間最多不能超過5-6分鐘。阻燃時(shí)間更短，如需停機(jī)，應(yīng)先把設(shè)定溫度低至100℃，再用通用級ABS清理熔膠筒。
2.3 塑件尺寸精度的選擇
塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。根據(jù)精度等級選用表，ABS的高精度為MT2，一般精度為MT3級，低精度為MT5，該塑件精度選取一般精度MT3。塑件壁厚是3mm，筋板是2mm。表面質(zhì)量分析：外形面和孔面為Ra=0.8um,其他表面為Ra=1.6um。尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為：
=+++ （2.1)
式中 ——制件總的成型誤差；
——塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差；
——模具成型零件制造精度所引起的誤差；
——模具磨損后所引起的誤差；
——模具安裝，配合間隙引起的誤差；
該零件的表面除要求沒有凹陷，無毛刺，內(nèi)部無縮孔，沒有特別得表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜以上分析可知，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制較好的情況下，零件的成型質(zhì)量比較容易得到保證。
5
3 擬定成型方案
3.1分型面的選擇
分開模具取出塑件的面稱為分型面，如何確定分型面位置，需要考慮的因素比較多。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)、塑件工藝性、精度、推出方法、模具制造、排氣等因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較。
分型面確定的要素為，使塑件留在動(dòng)模，應(yīng)選在塑件尺寸較大處，不能影響塑件外觀，利于進(jìn)料成型易于排氣，利于型腔加工保證精度，避免或便于測抽芯。塑件為薄壁類零件，各邊均為圓角，由以上原則，選取分型面。分型面應(yīng)選擇在外形最大輪廓處，有利于塑件的順利脫模，分型面選擇如下圖：
`
圖3.1 二維分型面
11
圖3.2 三維分型面
圖3.3 型芯和型腔布局圖
3.2型腔數(shù)目的確定及布置
一般來說，精度要求高的小型塑件和大中型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對于精度要求不高的小型塑件，形狀簡單，又大批量生產(chǎn)時(shí)，則采用多型腔模具可使生產(chǎn)率提高。
型腔數(shù)量確定以后，便進(jìn)行型腔的排布。型腔的排布及模具尺寸、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的平衡以及溫度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。以上這些問題又與分型面及澆口的位置選擇有關(guān)，所以在設(shè)計(jì)過程中，要進(jìn)行必要的調(diào)整，以達(dá)到比較完善的設(shè)計(jì)。
在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：
a. 塑件的分型面的選擇
b. 塑件的尺寸精度；
c. 模具制造成本；
d. 注塑成型的生產(chǎn)效益；
f. 模具制造難度。腔數(shù)越多，難度越大。
首先考慮到在上節(jié)確定的塑件分型面方案，聯(lián)系塑件實(shí)際，決定在方案中的水平分型的機(jī)構(gòu)初步采取兩板模，可以較好地解決表面是凹凸外觀的齒輪的成型和脫模。由于塑件本身體積較大且又采取兩板模的分型機(jī)構(gòu)，故認(rèn)為采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)較為合理。
然后，本次設(shè)計(jì)結(jié)合該塑件制品的生產(chǎn)總量，確定一個(gè)經(jīng)濟(jì)的型腔數(shù)量，其計(jì)算如下：
A=ty/3600+anc/m （3.1）
式中：m：制品的生產(chǎn)總量/個(gè) 本設(shè)計(jì)為20萬件
A：成型每個(gè)制品所需費(fèi)用，元/個(gè)
n：型腔數(shù)量，個(gè)
t：成型周期，秒
y：成型費(fèi)用，元/時(shí)
c：單個(gè)型腔模具制作費(fèi)，元/個(gè)
a：多個(gè)型腔模具制作費(fèi)遞減率，%
anc：模具費(fèi)用，元
假設(shè)型腔數(shù)量計(jì)算進(jìn)行比較，求出A為最小值時(shí)的型腔數(shù)量，即為經(jīng)濟(jì)數(shù)量。因?yàn)樗芗淖⑺芰亢腕w積較大，由上式可知，要想A為最小，只要anc為最小，n取4。
綜合起來本模具采用一模四腔，既滿足塑件要求，又能提高生產(chǎn)效率。
3.3抽芯裝置形式的確定
根據(jù)選取的分型面方案，參照圖3.2，對于水平方向的分型采用兩板模機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)可以有效合理地解決塑件的成型與脫模。對于塑件上的水平凸臺的側(cè)抽芯，由于考慮到抽芯距離較長，故選取滑塊側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。
3.4初選注射機(jī)型號
3.4.1塑件的體積和質(zhì)量
通過ProE的分析模塊直接得出，單個(gè)塑件的投影面積為552。因?yàn)槭且荒Ｋ那凰运芗队懊娣e為2208。用ProE的分析模塊計(jì)算得單個(gè)塑件的體積V塑=6.92。
體積及質(zhì)量的計(jì)算也利用ProE的分析模塊自動(dòng)計(jì)算獲得，塑件密度由《塑料模設(shè)計(jì)手冊》表1－4查得: =1.13-1.14g/。
單個(gè)塑件的質(zhì)量為m=V塑=6.92×1.13=7.82g
注塑體積V=4 ×V塑=27.68.
由注射量選定注射機(jī).由ProE建模分析得（材料密度取=1.13g/）
總體積V=27.68cm；
總質(zhì)量m=7.82g；
流道凝料V’=0.5V (流道凝料的體積(質(zhì)量)是個(gè)未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；
實(shí)際注射量為:V=27.681.5=41.52 cm；
實(shí)際注射質(zhì)量為M=1.5M×4=7.82×1.5×4=46.92g；
根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即：
0.8V≧ V
V= V/0.8
=41.52÷0.8
=51.9cm；
3.4.2注塑機(jī)的選擇及校核
由注塑機(jī)的理論注射量V=51.9cm，初步選用注塑機(jī)理論注射容量為131 cm，注塑機(jī)型號為HTF86/TJ臥式注射機(jī)，其中參數(shù)見盧亞萍的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.1。
a. 注射壓力相關(guān)參數(shù)的校核
注射壓力校核。ABS所需的注射壓力為80-100Mpa,這里取p=100Mpa，該注射機(jī)的公稱注射壓力為p公=182Mpa,注射壓力安全系數(shù)k=1.25-1.4,這里取k=1.4,則kp=1.4×100=140﹤p公，所以注射機(jī)注塑壓力合格。注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：表2.1 注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
注射裝置 數(shù)值
理論注射量： 131cm3
螺桿直徑： 34mm
注射壓力： 206MPa
合模力： 860KN
模板最大行程： 310mm
模具最大厚度： 360mm
模具最小厚度： 150mm
定位孔直徑： 100mm
噴嘴球頭半徑： 20mm
注射方式： 螺桿式
拉桿內(nèi)間距： 360mmx360mm
b. 鎖模力校核
塑件在分型面上的投影面積A=2208，模具型腔內(nèi)的膨脹力F脹=A*p腔=2208×206=454.85KN。查得公稱鎖模力F鎖=860KN，鎖模力的安全系數(shù)K=1.1, KF脹=1.1×454.85=500.33KN＜860KN.所以注塑機(jī)鎖模力合格。
3.5塑件注射工藝參數(shù)的確定
注塑成型過程
a. 成型前準(zhǔn)備。對ABS的色澤，粒度和均勻等進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS吸水性較大，成型前應(yīng)該進(jìn)行充分干燥。
b. 注塑過程。塑件在注塑機(jī)的料筒內(nèi)進(jìn)行加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、保壓、補(bǔ)縮和冷卻四個(gè)階段。
c. 塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為60-75℃，處理時(shí)間為16-20s。
塑料注射工藝參數(shù)見盧亞萍的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表2.2：
表2.2 塑料注射工藝參數(shù)
ABS成型工藝
注射成型機(jī)類型 螺桿式
預(yù)熱溫度 60～75℃
模具溫度 50～80℃
注射壓力 60～100Mpa
螺桿轉(zhuǎn)速 180r/min
噴嘴溫度 220～240℃
料筒溫度 后段150～170℃，中段165～180℃，前段180～200℃。
成型時(shí)間 注射時(shí)間106s，冷卻時(shí)間20.4s,輔助時(shí)間8s。
4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其作用是將塑料熔體填充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部位。因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對塑件性能、外觀以及成型難易程度等都影響很大。如有些塑件的表面有縮痕、氣孔、疏松等缺陷、雖然產(chǎn)生這些缺陷的原因很多，但澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則是一個(gè)重要的影響因素。所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是塑料模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容。
普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以采用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則：
a. 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。
b. 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。
c. 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。
d.對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。
e. 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。
f. 澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。
4.1 主流道設(shè)計(jì)
主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔最先經(jīng)過的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常有高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)連接處能自動(dòng)剪短。為了方便拉出流道中的凝料，將
主流道設(shè)計(jì)成錐形，錐度為3度，內(nèi)表面的粗糙度為Ra0.8um,孔徑為0.5毫米。
主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
a. 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因ABS的流動(dòng)性為中性，故其錐度取3度，過大會(huì)造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為R0.8um。
b. 主流道大端呈圓角，其半徑取r=1～3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力，r=1.5mm.
c. 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。
d. 為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑為r2=r1+(1～2),其小端直徑D=d+(0.5～1),凹坑深度常取3～4mm。在此模具中取r2=11～12mm。
e. 由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度H=5～10mm。同時(shí)因該鬧鐘后蓋采用ABS，需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。
綜上所述，設(shè)計(jì)的主流道如下圖所示：
圖4.1 主流道的設(shè)計(jì)
4.2 冷料井設(shè)計(jì)
冷料井位于主流道正對面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個(gè)拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。利用球頭形的拉料桿配合冷料井。
4.3 分流道設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。本次設(shè)計(jì)采用的就是圓形澆道。
4.3.1分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)
a. 在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。
b. 分流道較長時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料井。
c. 分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
d. 分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。
4.3.2分流道的長度
分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。
4.3.3分流道的斷面
分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。因ABS的推薦斷面直徑為4.5～9.5(查表4-2)，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是側(cè)澆式二級分流道對熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。
4.3.4分流道的布局
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會(huì)造成分流道過長的缺點(diǎn)。
4.4 澆口選擇
澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：
a. 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。
b. 易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。
當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。
澆口位置的選擇：
a. 澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。
b. 澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。
c. 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。
d. 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。
e. 澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。
綜合以上因素選擇側(cè)澆口為最佳。其澆口的特點(diǎn)如下：
側(cè)澆口一般開設(shè)在主分型面下、型腔側(cè)面。截面形狀多為矩形狹縫（也可以為半圓形）。潛伏式澆口可開設(shè)在定模側(cè)也可開在動(dòng)模側(cè)。側(cè)澆口三種常見形式是，第一種為外側(cè)進(jìn)料的側(cè)澆口，與分流道、型腔都在分型面的同一側(cè)；第二種為端面進(jìn)料的側(cè)澆口，與分流道在一側(cè)，型腔在另一側(cè)，澆口與型腔有一搭接部分，也叫重疊式側(cè)澆口。第三種也是外側(cè)進(jìn)料的側(cè)澆口，與型腔在同一側(cè)，分流道在另一側(cè)，分流道與澆口有一搭接部分。此模具選用側(cè)澆口。
側(cè)澆口的特點(diǎn)：
側(cè)澆口加工容易、修整方便，可以通過改變澆口尺寸來調(diào)節(jié)熔體進(jìn)入型腔時(shí)的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間；也可以根據(jù)制品的形狀特點(diǎn)靈活地選擇澆口位置，且對各種塑料的成型適應(yīng)性較強(qiáng)；去除澆口方便，且澆口痕跡不太明顯。但易在制件上形成熔接痕、縮孔、氣孔等缺陷，壓力損失較大，對深型腔塑件排氣不利。
側(cè)澆口的尺寸：澆口的尺寸直接影響著塑料熔體進(jìn)入型腔的速度、流動(dòng)狀態(tài)、壓力損失的大小以及澆口的凍結(jié)時(shí)間。一般情況下，側(cè)澆口尺寸可?。篽=（1/3～2/3）t(塑件壁厚)，中小塑件b=(5～10)h,大型塑件b＞10h,為了減少壓力損失l應(yīng)盡可能短，可取l=0.7～1mm。
圖4.2 側(cè)澆口設(shè)計(jì)
22
5 成型零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算
成型零件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括了動(dòng)模、定模、型腔、型芯、鑲件等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先根據(jù)塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結(jié)構(gòu)、進(jìn)料口、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據(jù)制件尺寸，計(jì)算成型零件的工作尺寸，從機(jī)加工工藝角度決定型腔各零件的結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)尺寸，以及機(jī)加工工藝要求等
在工作中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和磨擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時(shí)需要克服塑件的粘著力。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，它的強(qiáng)度和剛度必須在許可范圍內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。
5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)分型面的選擇，因此涉及成型的零件主要有動(dòng)模模板，定模模板，抽芯滑塊，定模型腔，動(dòng)模型芯等。
5.1.1動(dòng)定模板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本塑件有測抽芯凹槽，采用滑塊抽芯，故在定模扳上設(shè)計(jì)出凹槽來裝載側(cè)抽芯滑塊。同時(shí)，在定模板上兩邊設(shè)計(jì)了鎖緊楔，用于穩(wěn)固和支撐滑塊的運(yùn)動(dòng)。定模模板和動(dòng)模模板的三維效果圖如下：
圖5.1定模模扳
圖5.2 動(dòng)模模板
5.1.2型腔型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型塑件凸起的部分稱為型芯，成型產(chǎn)品外表面的零件稱為型腔。根據(jù)塑件幾何特征，結(jié)合前面設(shè)計(jì)的型腔，確定該模具的型芯包括定模型腔，動(dòng)模型芯。它們的三維效果圖如下：
圖5.3定模型腔
圖5.4動(dòng)模型芯
5.1.3側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)選擇
對于側(cè)向分型，本次設(shè)計(jì)采用滑塊結(jié)構(gòu)來完成。由于模具是一模四腔，零件側(cè)向抽芯是對稱結(jié)構(gòu)，所以滑塊要做四個(gè)。其中滑塊的三維圖如下：
圖5.5滑塊三維圖
滑塊考慮到斜導(dǎo)柱，楔緊塊，滑塊導(dǎo)槽機(jī)構(gòu)，本塑件的孔的抽芯距離較大,斜導(dǎo)柱與滑塊等抽芯機(jī)構(gòu)就能完成抽芯動(dòng)作,故考慮較為靈活的斜導(dǎo)柱加滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。三維效果圖如下：
圖5.6導(dǎo)柱與導(dǎo)槽
5.2成型零部件的工作尺寸計(jì)算
工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要包括：凹模、凸模的徑向尺寸（含長、寬尺寸）與高度尺寸，以及中心距尺寸等。為了保證塑件質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)塑件的尺寸與精度等級確定相應(yīng)的成型部件工作尺寸與精度。對于小型塑件來說，成型模具的制造誤差是主要影響因素，而對于大塑件，成型收縮率則是主要影響因素[13]。
在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差(因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定)，這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。
塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定ABS材料的平均收縮率為0.5%。
5.2.1定模型腔徑向尺寸計(jì)算
（5.1）
式中：Dm—型腔的最小基本尺寸；
D—塑件的最大基本尺寸；
Scp—注塑件塑料的平均收縮率；
Δ—塑件的尺寸公差；
x—系數(shù)，x=3/4。
△M為模具制造公差，按IT9級公差選取而精度要求不高的塑件按（1/3-1/6）△選取。因?yàn)樵撍芗纫蟛桓?，所以按?/4）△選取。
d=160mm Δ=0.10
Dm ＝［(1＋0.0055)72－3/4×0.10］
＝160.32
d=100mm Δ=0.074
Dm ＝［(1＋0.0055)58－3/4×0.074］
＝100.26
5.2.2型腔的深度尺寸
（5.2）
式中：Hm—型腔深度的最小基本尺寸；
H—塑件的最大基本尺寸；
x—系數(shù)，x=2/3；
其余符號同上。
h=35mm Δ=0.043
Hm ＝［(1＋0.0055)12－2/3×0.043］
＝35.03
h=5.5mm Δ=0.043
Hm ＝［(1＋0.0055)8－2/3×0.043］
＝5.51
5.2.3型芯的徑向尺寸
（5.3）
式中：dm—型芯的最大基本尺寸；
D—塑件的最小基本尺寸；
x—系數(shù)，x=2/3；
其余符號同上。
D=160mm Δ=0.10
dm ＝［(1＋0.0055)70＋2/3×0.10］
＝160.45
D=100mm Δ=0.074
dm ＝［(1＋0.0055)54＋2/3×0.074］
＝100.34
5.2.4型芯的高度尺寸
（5.4）
式中：hm—型芯高度的最大尺寸；
H—塑件內(nèi)形深度的最小尺寸；
x—系數(shù)，x=2/3；
其余符號同上。
H=45mm Δ=0.043
hm ＝［(1＋0.0055)11＋2/3×0.043］
＝45.09
H=1.5mm Δ=0.043
hm ＝［(1＋0.0055)8＋2/3×0.043］
＝1.57
5.2.5中心距尺寸計(jì)算
（5.5）
式中：Lm—模具的中心距基本尺寸；
L—塑件中心距的基本尺寸。
成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3~1/4，或取IT7~8級作為模具制造公差。在此取IT8級，型芯工作尺寸公差取IT7級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。
6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
6.1 斜導(dǎo)柱分型機(jī)構(gòu)
由于本塑件為滑塊抽芯,因此其結(jié)構(gòu)如下圖所示:
圖6.1滑塊
本塑件的孔槽側(cè)抽長度為16.5mm，故抽芯距：
s＝16.5＋2～3（mm），取s＝18mm
抽芯力的計(jì)算同脫模力的計(jì)算相同，對于側(cè)向凸起較少的塑件的抽芯力通常比較小，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。對于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算：
(《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》5－59)
式中： ——抽芯力(N）
——側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(m)；
——側(cè)型芯成型部分的高度(m)；
——塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（抱緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件取(0.8～1.2)×107Pa，模外冷卻的塑件取(2.4～3.9)×107Pa；
——塑料在熱狀態(tài)時(shí)對剛的摩擦系數(shù)，一般取0.15～0.2；
——側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角(°)，這里＝0。
故此塑件的側(cè)抽芯力應(yīng)由兩部分組成：側(cè)壁通孔和孔支架側(cè)壁部分，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：= 438(N)
6.2斜導(dǎo)柱的計(jì)算
斜導(dǎo)柱是分型抽芯機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零件。它決定了抽芯力與抽芯距的大小，其設(shè)計(jì)主要包括斜導(dǎo)柱形狀、尺寸及傾角大小。
常見的斜導(dǎo)柱進(jìn)面形狀有圓形和矩形，圓形截面加工方便，裝配容易，應(yīng)用較廣；矩形截面在相同截面條件下，具有較大的斷面系數(shù)，能承受較大的彎 矩，雖然加工較難，裝配不便，但在實(shí)際生產(chǎn)中仍有使用，此設(shè)計(jì)選擇圓柱形截面。
a. 斜導(dǎo)柱的斜角
α是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的一個(gè)主要參數(shù)。它的大小涉及導(dǎo)開模力、斜導(dǎo)柱所受的彎曲力、滑塊實(shí)際抽芯力以及開模行程等的大小，其關(guān)系如下：
(6.1)
(6.2)
式中： ——斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；
——斜導(dǎo)柱所用于滑塊的正壓力，它等于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；
——抽拔出側(cè)型芯所需要的抽芯力；
——抽出側(cè)型芯所需要的開模力；
——斜導(dǎo)柱的斜角。
由以上式子可知，當(dāng)斜角增大時(shí)，要獲得相同的抽芯力，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力要增大，同時(shí)所需要的開模力也增大。因此，從希望斜導(dǎo)柱受力較小的角度考慮，斜角越小越好；但當(dāng)抽芯距為一定值時(shí)，斜角的減小，必然導(dǎo)致斜導(dǎo)柱工作部分長度的增加及開模行程的加大，而開模行程受到注射機(jī)開模行程的限制，而且斜導(dǎo)柱工作長度的加長會(huì)降低斜導(dǎo)柱的剛性，所以綜合考慮，在生產(chǎn)中斜角一般采用15°～25°，最大不超過30°，此設(shè)計(jì)選取:
＝20°
b．斜導(dǎo)柱直徑
斜導(dǎo)柱直徑主要受彎曲力的影響，由《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P194.斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算，可用查表方法確定斜導(dǎo)柱的直徑，由抽芯力和斜角查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表5－20得最大彎曲力為3kN，再由和（側(cè)型芯滑塊受得脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線得交點(diǎn)導(dǎo)斜導(dǎo)柱固定板的距離）查表5－21得斜導(dǎo)柱直徑為12mm。
d＝12mm
25
c．斜導(dǎo)柱長度
L=12/sin =12/sin20
=35mm
斜導(dǎo)柱的總長度與抽芯距、斜導(dǎo)柱的直徑和傾斜角以及導(dǎo)柱固定板厚度等有關(guān)。斜導(dǎo)柱總長為：
LZ=L1+L2+L3+L4+L5 (6.3)
=d2tgα/2+h/cosα+dtgα/2+s/sinα+5~10mm
式中： ——斜導(dǎo)柱總長度；
——斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑；
——斜導(dǎo)柱固定板厚度，此處即為定模板厚度-10mm；
——斜導(dǎo)柱工作部分直徑；
——抽芯距。
經(jīng)計(jì)算得到斜導(dǎo)柱總長度為：
Lz=112mm
6.3導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
圖6.3 滑塊導(dǎo)滑
導(dǎo)滑槽采用T型槽的形式，用壓板和螺釘固定滑道。具體結(jié)構(gòu)如圖6.3所示，導(dǎo)滑槽采用整體式，導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用H8/f8間隙配合，表面粗糙度。
7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
7.1模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對中定位。
導(dǎo)柱：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。
導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。
7.1.1導(dǎo)柱和導(dǎo)套
結(jié)構(gòu)：導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來確定，本設(shè)計(jì)在脫澆道板、中間板和動(dòng)模板上各設(shè)置一導(dǎo)套，典型的導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套合帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合，帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場合，本設(shè)計(jì)均采用帶頭導(dǎo)套形式，其具體結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖7.1 導(dǎo)柱和導(dǎo)套
材料：導(dǎo)套與導(dǎo)柱均采用T8制造，且導(dǎo)套硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?，?dǎo)套固定部分合導(dǎo)滑部分的表面粗糙度選取。
固定形式及配合精度：導(dǎo)套的固定采用側(cè)面開環(huán)形槽，緊固螺釘固定，帶頭導(dǎo)套用H7/k6配合，無頭導(dǎo)套采用H7/n6配合鑲?cè)肽０濉?
7.1.2導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合及布置
由于模具的結(jié)構(gòu)不同，選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合形式也不同，本設(shè)計(jì)采用H7/f6配合。
根據(jù)模具的形狀的大小，在模具的空閑位置開設(shè)導(dǎo)柱孔和導(dǎo)套孔，常見的導(dǎo)柱有2至8不等，其布置原則必須保證定模只能按一個(gè)方向合模，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱設(shè)計(jì)四根，分別布置在模具四角。
7.2推出機(jī)構(gòu)導(dǎo)向
在注射成型 的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或頂出機(jī)。
(1) 脫模機(jī)構(gòu)的組成
脫模機(jī)構(gòu)由頂桿、頂出固定板、頂出板、回程桿、勾料桿、回程彈簧組成，其中，勾料桿的作用是勾著澆注系統(tǒng)冷料，使其隨同塑件一起留在動(dòng)模一側(cè)，頂桿用來頂制品，頂出固定板，用來固定頂桿，回程桿，利用回程彈簧起復(fù)位導(dǎo)向作用。
(2) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則
a. 塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，致使模具結(jié)構(gòu)簡單。
b. 防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。
由于塑料收縮時(shí)包緊型芯，因此推車力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，作用面積也應(yīng)盡課能大一些，以防塑件變形或損壞。
c. 力求良好的塑件外觀，在選擇頂處位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。在采用推桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問題。
d. 結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易且具有足夠的剛度和強(qiáng)度。
(3) 脫模機(jī)構(gòu)的分類
脫模機(jī)構(gòu)可按動(dòng)力來源分類也可按模具結(jié)構(gòu)分類
a. 按動(dòng)力來源分類。分為手動(dòng)脫模、機(jī)支脫模、液壓脫模、氣動(dòng)脫模，本設(shè)計(jì)采用液壓脫模。即在注射機(jī)上設(shè)有專用的頂出油缸，并開模到一定距離后，活塞的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)脫模。
b. 按模具結(jié)構(gòu)分類。分為簡單脫模機(jī)構(gòu)、雙脫模機(jī)構(gòu)、順序脫模機(jī)構(gòu)、二級脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)等。本設(shè)計(jì)采用的頂出機(jī)構(gòu)是頂桿頂出機(jī)構(gòu)。
30
c. 頂桿的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：頂桿加工簡單，更換方便，脫模效果好.
d. 數(shù)量不保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，頂桿的數(shù)量不宜過多。當(dāng)塑件不許可有頂出痕跡，可用頂出耳的形式脫模后將頂出耳剪掉。
(3) 脫模機(jī)構(gòu)的確定
由于制品分型面的確定，頂出機(jī)構(gòu)對制品的頂出位置往往受到不同程度的限制。，頂出位置選擇在分型面的十字肋板面上，因此，設(shè)計(jì)16個(gè)頂桿均布在端面。這樣有利于塑件在頂出時(shí)的受力，防止變形，且頂出痕跡在里面不會(huì)影響外觀。為保證頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，頂桿受力均勻和復(fù)位，在頂出機(jī)構(gòu)設(shè)置了導(dǎo)向、復(fù)位機(jī)構(gòu)。
8 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.1 推出機(jī)構(gòu)
考慮塑件結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu)，在每個(gè)塑件上布置直徑大小相等的16根推桿，具體結(jié)構(gòu)如圖8.1所示：
圖8.1推桿分布
由塑件結(jié)構(gòu)考慮，本設(shè)計(jì)采用的頂出機(jī)構(gòu)是頂桿頂出機(jī)構(gòu)。由于塑料收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，有針對性的選擇推桿的位置。使推出重心與脫模阻力中心相重合。
8.1.1 推桿脫模機(jī)構(gòu)
推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。
推桿的截面形狀為圓形設(shè)計(jì)。
a. 推桿尺寸計(jì)算:
本設(shè)計(jì)采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對推桿或推管做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡化為：
d=k(L2F脫/nE)1/4 （8.1）
=1.5×[（1502×33324）/(30×2.1×105)]1/4
=2.91mm
d—推桿直徑；
n—推桿的數(shù)量，n取16
L—推
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