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江 陰 職 業(yè) 技 術 學 院 畢業(yè)設計 課 題： 塑膠卷盤注塑模設計 專 題： 專 業(yè)： 模 具 設 計 與 制 造 學 生 姓 名： 丁 成 昌 班 級： 11 模 具 （ 1） 班 學 號： 11020335 指 導 教 師： 劉 毅 、 朱 國 興 完 成 時 間： 2013 年 12 月 27 日 摘要 塑膠卷盤注塑模設計 摘要 隨著科技在不斷的向前發(fā)展，高分子化合物材料被不斷的進行應用。于是價格低廉、 來源豐富、性能優(yōu)良的塑料制品在市場上越來越普及，在電腦、汽車、機械儀表、通信、 家電、通信等各個領域已經起到不可替代的作用。 注射成形是把原材料放入準備好的注射機料筒中經過一系列的加熱 均勻塑化，使它 變?yōu)槿廴跔顟B(tài)下的流體，然后通過柱塞的高壓力或者螺桿的旋轉注入模具型腔中，然后 再經過保壓、冷卻、固化、打開從而獲得塑料制品工藝。 關鍵詞：注射成型；斜導柱；一模一腔 Abstract I Design of injection mold for the knob Abstract With the development of science and technology in the continuous development of the material, macromolecular compound is the ongoing application. So cheap, abundant source, plastic products, excellent performance in the market is becoming more and more popular in various fields, computer, automobile, machinery, household appliances, instruments, communication, communication has played an irreplaceable role. The plastic injection molding is the raw material into the barrel of injection molding machine prepared through the heating and melting of a series and uniform plasticizing, make it into the fluid in the molten state, and then through the high pressure plunger or screw rotating injection mold cavity, and then through the holding pressure, cooling, curing, open to for plastic products processing. Keywords：Injection molding ; Oblique guide pillar ;One die one cavity 目錄 II 目錄 塑膠卷盤注塑模設計 ..........................................................I 摘要 ........................................................................I ABSTRACT ...................................................................II 第一章 緒論 .................................................................1 1.1 我國近年來模具的發(fā)展趨勢 ...............................................1 1.2 本次課題的意義 .........................................................1 1.3 本次課題設計的一系列鍛煉 ...............................................1 第二章 塑件的結構分析及工藝性 ...............................................3 2.1 設計任務書 .............................................................3 2.2 本次設計塑件的精度尺寸分析 .............................................4 2.3 壁厚分析 ...............................................................4 2.4 孔分析 .................................................................4 2.5 成型表面粗分析 .........................................................4 2.6 脫模斜度分析 ...........................................................5 第三章 材料工藝性的分析 .....................................................6 3.1 選擇塑料原料 ...........................................................6 3.2 塑料的基本特性 .........................................................6 3.3 材質的成型工藝性 .......................................................6 3.4 塑件的成形工藝參數(shù)確定 .................................................6 3.5 塑件的大小和質量計算 ...................................................7 第四章 模具的結構設計 .......................................................8 4.1 模具分型面的確定 .......................................................8 4.2 模具型腔數(shù)目確定 .......................................................9 4. 3 模具的結構選擇 .......................................................10 4.4 澆注系統(tǒng)的設計 ........................................................10 4.5 澆口設計 ..............................................................10 4.6 主流道的設計 ..........................................................11 4.7 冷料穴的設計 ..........................................................12 4.8 確定模具澆注系統(tǒng) ......................................................13 第五章 注射機型號的選定 ....................................................14 5.1 注塑機的初選 ..........................................................14 第六章 注射機的校核 ........................................................16 6.1 注射量的校核 ..........................................................16 6.2 壓力校核 ..............................................................16 6.3 鎖模力校核 ............................................................16 第七章 模具側抽芯的確定 ...................................................17 7.1 側向抽芯機構 ..........................................................17 目錄 III 7.2 液壓式側抽芯機構 ......................................................17 7.3 斜滑塊 ................................................................18 第八章 模具成型零件 ........................................................20 8.1 模具成型部分的結構設計 ................................................20 8.2 模具工作部分零件尺寸計算 ..............................................21 8.2.1 塑件成形誤差 ......................................................21 8.2.2 精度和尺寸影響因數(shù) ................................................21 8.2.3 型芯型腔的尺寸計算 ................................................21 8.3 模具導向機構精度配合 ..................................................23 第九章 模具脫模后推出機構 ..................................................24 第十章 冷卻水道 ............................................................25 第十一章 該套模具總裝配圖和部分零件圖 ......................................26 11.1 模具總裝配圖 .........................................................26 11.2 部分零件圖 ...........................................................28 11.3 開、合模過程 .........................................................29 第十二章 模具的安裝調試及維護 ..............................................31 12.1 模具安裝 .............................................................31 12.2 調試 .................................................................31 結 語 ......................................................................32 致謝 .......................................................................33 參考文獻 ...................................................................34 第一章 緒論 0 第一章 緒論 1.1 我國近年來模具的發(fā)展趨勢 近年來，從各個方面來看世界上的模具市場一直保持著 1500-1600 億美元的產值，但 模具市場仍然是需求量很大。04 年世界模具市場規(guī)模約 789 億美元,亞洲約占 200 億美元, 中國大約占有 65 億美元。但是進口比例大約為 10～20 億美元。這些年來模具在我國開 始實現(xiàn)國產化,最近幾年我國模具工業(yè)及其進出口情況如表 1-1 所示。 表 1-1 模具工業(yè)及其進出口情況 年份 生產廠家 （個） 產值（銷售額） （億元人民幣） 進口 （億美元） 出口 （億美元） 1994 12000 240 8.382 0.285 2004 —— 610 17.890 4.910 2006 30000 720 20.470 10.41 2007 —— 870 20.040 14.15 2008 —— 950 20.04 19.22 從我國現(xiàn)在的水平來看我國的模具工業(yè)方面和國外來說還有很大的一段差距。其中 創(chuàng)新方面差距非常突出，最主要的原因是我國自主創(chuàng)新產品還是偏少。國務院頒布有關 規(guī)定是：大型、精密的模具需要有關部門的努力創(chuàng)新，國家的實力才能增強。由此可見， 國家對機械工業(yè)的重視和對模具工業(yè)的鼓勵。 模具方面專家分析預計我國模具市場將按每年 12%～17%速度增長(近 5 年來，塑料 模具的平均年增長率達到 22%） 。近幾年來科學設計方法已經在中國得到廣泛應用，如： 多色注射技術和氣輔注射技術。并且還出現(xiàn)了許多國際著名的模具設計軟件 1.2 本次課題的意義 東昊塑膠五金有限公司，是要經營范圍是注塑模具成型、塑膠卷盤和吸塑包裝。 塑膠卷盤是該公司的一個產品，該塑件有很大市場前景。 塑料成型模具是一種用于塑料生產的基本工藝裝備，它可以控制和限制熔融態(tài)的塑 料流體在模具型腔內的流動，然后成型出和模具型芯型腔相同的形狀。塑料成型工業(yè)在 很大的程度上節(jié)約了大量的零件的原材料，提高了生產效率。目前塑料制品在制造業(yè)中 所占的比例快速增加，提高生產效率必須要有一個合理設計的塑料模具。 1.3 本次課題設計的一系列鍛煉 目標：能夠獨立完成這套模具的設計，編寫設計計算說明書。 基本內容：完成塑膠卷盤的模具設計。 江陰職業(yè)技術學院 1 重點與難點：塑件側面的成型零件設計。 主要創(chuàng)新點：注塑模具的斜滑塊側抽芯機構。 研究的可行性：圖紙正確，說明書完整。 第二章 塑料成型制件的結構工藝性 2 第二章 塑件的結構分析及工藝性 2.1 設計任務書 （1） 塑料制品名稱：塑膠卷盤 （2） 塑料原料：白色聚氯乙烯 （3） 收縮率：0.3～0.8% （4） 生產批量：中小批量生產 （5） 塑件圖：圖 2-1 塑料卷盤塑件的 CAD 平面二維圖，圖 2-2 是三維立體圖。 圖 2-1 塑膠卷盤塑件二維圖 江陰職業(yè)技術學院 3 圖 2-2 塑膠卷盤塑件三維圖 2.2 本次設計塑件的精度尺寸分析 該塑件呈圓柱形，結構稍微復雜有形狀不規(guī)則的通孔和圓柱孔，其整體結構想三個 部分堆積而成，塑件外輪廓高度為 12mm，最大外輪廓直徑為 180mm，全部尺寸均無公 差要求，故選用六級公差。 2.3 壁厚分析 塑件的壁厚與塑料原料的性能、使用性能、塑件的質量有著密不可分的關連。如果 壁厚過小，就難于成型，且不利于脫模。塑件壁厚過大就會浪費材料，冷卻時間也會增 加，且塑件內表面會產生氣泡。 為了降低成本，減少塑件在模具的成型時間，提高生產效率，根據(jù)塑件的形狀及使 用要求來確定壁厚，壁厚變化比例嚴格控制在 1:3 范圍內，滿足注塑成型的厚度要求。 2.4 孔分析 該塑件中心部分有八個成扇形分布的盲孔，深度為 10.5mm 的盲孔，其孔深剛不超過 孔徑的 4 倍。 2.5 成型表面粗分析 從塑件大致輪廓分析來看，可以把該塑件分三部分；第一部分為外輪廓短圓柱部分， 第二章 塑料成型制件的結構工藝性 在此部分內有多數(shù)通孔，成型時外徑應該按型腔尺寸計算，成型孔時要按型芯尺寸計算。 第二部分則為中間圓柱部分，這部分的外徑應該按型腔尺寸計算。第三部分為后外輪廓 短圓柱部分，其成型分析應該按和第一部分成型分析的方法一樣。關于二輪廓的空缺部 分，這段距離則使用計算型芯的尺寸計算。 2.6 脫模斜度分析 塑件在型腔里成型后大部分會因為塑料的本身具有的一定黏性會黏在模具型腔上。 因此，需要在設計模具型腔時設有一定的斜度，才能便于成型塑件能順利的從模具成型 零件上脫出。此塑件的結構較為復雜，而塑料材料高密度聚氯乙烯的收縮率也較大，故 內外表面的脫模斜度均取 2°但考慮到單片的圓柱的厚度較小，于是只對成型側面的模具 型芯加脫模斜度。 第三章 材料的工藝分析 6 第三章 材料工藝性的分析 3.1 選擇塑料原料 對于常溫下使用的塑件要考慮到塑料材料的機械性能、物理性能和化學性能，如彈性 變形、屈服強度、硬度、吸水性和耐蝕性等。 根據(jù)塑件的工作環(huán)境分析，從塑件的澆注、成型、脫模難易和使用該塑料原料的經 濟性問題上考慮。由于此塑件在尺寸上要求比較低，結合其使用的過程中需要有一定的 強度和硬度。通過甄選以及結合工廠以及原材料供應商的實際情況下，選用機械性能較 好、具有較高的韌性的塑料原料高密度聚氯乙烯（PVC） 。 3.2 塑料的基本特性 PVC 塑料（聚氯乙烯）在世界上的產量非常高。其原料來源豐富，性能比較優(yōu)良并 且具有很大的經濟性。在該樹脂中加入定量的化學增塑劑，可獲得硬質制品。硬聚氯乙 烯機械強度高，有較好的抗沖擊性能的能力，他的介電性能非常好，抗酸堿的能力特別 強，但是成型比較困難。軟聚氯乙烯則含有較多的增塑劑，柔軟并且富有彈性，比橡膠 更耐光、更持久?？傊勐纫铱捎米龅皖l絕緣材料，它的化學穩(wěn)定性也比較好。 3.3 材質的成型工藝性 熔體黏度高， PVC 制品容易易產生一道橫直的痕跡，所以說在設計時要注意保證把 該套模具系統(tǒng)的阻力變小。 3.4 塑件的成形工藝參數(shù)確定 查有關手冊得到 PVC（抗沖）塑料的成形的一系列工藝參數(shù)見表 3-1 表 3-1 塑件的注射成型參數(shù) 工藝參數(shù) 內容 工藝參數(shù) 內容 80～85℃ 注射時間 20～90 干燥和預熱 時間 2～3h 保壓時間 15～60 前段 150～170 冷卻時間 0～5 中段 165～180 成型時間/s 總周期 20～150料筒溫度 后段 180～200 螺桿轉速/（r/min） 30～60 噴嘴溫度 170～180 后處理 方法 江陰職業(yè)技術學院 7 模具溫度 50～80 溫度 80 注射壓力 /MPa 60～100 時間/h 1 3.5 塑件的大小和質量計算 用 PROE 軟件測量出塑件的體積為 60.5cm3，根據(jù)有關資料數(shù)據(jù)注射成型塑料名稱 可知 PVC 的密度為 1.20g/cm3,計算可得其質量為 60.5 cm3×1.20 g/cm3=72.6g。 第四章 注射模的結構設計 8 第四章 模具的結構設計 4.1 模具分型面的確定 選擇模具分型面時一般應根據(jù)下面的六項原則進行判斷： a) 能夠順利脫模 首要原則是能夠順利的進行模具脫模并且保證塑料制品的質量。從這個原則出發(fā)，分 型面就應該優(yōu)先選在塑件的最大外輪廓線處，最好是同一個平面，并且這個平面最好與開 模方向相垂直。分型的整個廓形不應該出現(xiàn)凸凹形狀，免的影響模具的順利脫模。 b)設計時盡量不出現(xiàn)側抽芯機構 在進行設計的時候避免選用側向抽芯，有側向抽芯模具結構的模具較為復雜，作為首 次設計模具的時候由于計算不當會直接影響到塑料制品的尺寸，更會造成成本的增加，降 低經濟效益，只有在特別需要時選用。 c)模具設計保證塑件準確精度達標 一般在塑料制品模具開模脫模后，模具分型面的位置上因為閉合問題而會留有毛邊， 我們稱之為飛邊。即使你在模具成型并且順利脫模后就立即使用工具割除飛邊，但還是會 在塑件上留下不好處理的痕跡，這樣就會影響塑件美觀和尺寸，所以模具分型面的設計要 避免設立在塑件使用的表面上還要避免設立在該塑件的光滑面上。 d)模具分型面加工容易 模具分型面精度在整套模具設計精度中是最重要部分之一，必須保證配合面的平行度 和平面度在公差范圍之內。因此，分型面是平面，該平面應該垂直于該套模具脫模方向， 這樣才能有效控制加工精度。如果模具的分型面選擇的是斜面或曲面，該套模具在加工上 的難度就會增大，如果加工難度大的話那么加工精度就不會達到預計的精度，從而發(fā)生溢 料飛邊現(xiàn)象。 e)側向抽芯機構距離短 使用側抽芯的時候要保證斜抽移動的距離短，這樣就需要保證側抽芯距離短，一方面 能有效保證塑件制品精度有利于脫模。另一方面能使動模部分和定模部分的厚度減少，這 樣的話就能有效的控制減少塑料成型產品的幾何尺寸誤差。 f)有利于排氣 選擇塑料制品的模具分型面時要想到是否有利于排氣。按此原則，應該在注射機注射 的塑料到達熔融狀態(tài)時所在位置上設模具立分型面，而且不封閉模具型腔。 江陰職業(yè)技術學院 9 根據(jù)上面的六點內容可以看出影響注射模分型面因素有很多，但從總的思路來看主 要是下面三個方面：模具的結構要簡單在制造上簡便容易、能夠在模具開模時順利的進行 脫模、保證塑料制品的技術要求。在選定該套模具分型面的設計處理方案后，會在某一點 存在一些缺限，可以再針對其中存在的問題，采取一系列的修改措施立即加以修改，從而 達到以選擇接近理想的模具分型面的目的。關于本塑料制品的模具分型面選擇，如圖 4-1 所示。圖 3 的分型面Ⅰ位置，在Ⅱ處分型面是產品豎直方向上的最大輪廓處，此處分型面 用于塑件的頂出，選在Ⅱ處分型面也是考慮到順利頂出的因素。（在圖 4-1 中的Ⅰ處代表 水平方向分型面，Ⅱ處代表豎直方向的分型面。） 圖 4-1 分型面選擇 4.2 模具型腔數(shù)目確定 塑件模具的分型面已經確定好之后就要考慮應該采用單型腔模具還是使用多型腔模 模具。在表 4-1 中看出單型腔、多型腔的優(yōu)點和缺點及其適用范圍，但由于以上確定的二 次分型方式，及 PVC 料的本身具有的性質，以致于該模具澆注系統(tǒng)所存在的特殊性和模 具結構的特殊性。再考慮到生產批量，本模具采用一模一腔的排列方式。 表 4-1 模具單型腔和多型腔的優(yōu)點和缺點及其適用范圍 類型 優(yōu)點 缺點 適用范圍 第四章 注射模的結構設計 10 單型腔模具 塑件的精度高； 工藝參數(shù)易于控制； 模具結構簡單； 模具制造成本低，周期短。 塑料成形的生產率低， 塑件的成本高。 塑件較大， 精度要求較高 小批量及試生產。 多型腔模具 塑料成形的生產率高 塑件的成本低。 塑件的精度低； 工藝參數(shù)難以控制； 模具結構復雜； 模具制造成本高，周期長。 大批量、長期生產 小型塑件。 4. 3 模具的結構選擇 確定該套模具的模架的基本結構情況和規(guī)格則應該按照根據(jù)在筆記本上大概計算的型 腔尺寸及數(shù)量和剛剛確定好的模具塑件分型結構來確定。模具的大小取決于塑料制品的幾 何形狀和尺寸大小，對于塑料模具來說，在可以控制強度和剛度的情況下，模具結構設計 的緊湊好。仔細的查閱有關資料然后根據(jù)該次設計的塑件大小和尺寸確定了下面的參數(shù)如 表 4-2 選擇 LKN－fCI 型結構 表 4-2 模具結構形式 定模板厚度 A=90mm 動模板厚度 B=90mm 墊快厚度 C=120mm 模具厚度 H=430mm 模具外形尺寸 500mm×600mm×435mm。 4.4 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型 過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質量關系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機噴嘴進 入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、 澆口、冷料井幾部分組成。 4.5 澆口設計 澆口的形式眾多，由于塑膠卷盤塑件結構的限制，且塑件尺寸不大，因此采用點澆 口最合適。如圖 4-2 江陰職業(yè)技術學院 11 圖 4-2-澆口 3D 圖 4.6 主流道的設計 從上述分析可知道，本模具采用一模一腔，并且還有側型芯分型。滑塊和型芯構成 成型零部件。該套模具主流道就采用最普通的常用的平衡流道，兩個分流道的澆口采用 痕跡很小的點澆口。澆口直徑為 1.5mm 主流道成 T 字形。? 大端直徑為 Φ8mm，主流道高度為 90mm， 主流道球面半徑=噴嘴球面半徑+ （1~2mm ）=18+2=20mm 如圖 4-3 示。 澆注系統(tǒng)和澆口套如下圖主流道與噴嘴的接觸處大多數(shù)都做成一個半球形的凹坑。 模具的主流道最前面的澆口套的小端直徑尺寸正常來說比注射機機頭噴嘴的直徑尺寸差 不多大到 1-1.5mm，常取 Ф3.4-6mm，這個主要看塑件的幾何尺寸大小和補充料來判定 的。 模具主流道直徑尺寸正常會比點澆口分流道的深度大上 1.3mm 左右，它的錐角度不 適合過大，一般只取 2°～ 6°。 襯套如圖示，大端直徑為 50mm，小端直徑為 20mm，材料一般采用 T10A 低碳鋼， 通過熱處理工藝的淬火后 T10A 的表面硬度值可以達到 53HRC~57HRC，這樣就可以用 來加工零件了。 第四章 注射模的結構設計 12 圖 4-3 澆口套、定位環(huán)、鉤針 3D 圖 4.7 冷料穴的設計 冷料穴也是模具澆注系統(tǒng)的重要結構組成之一。避免冷卻了的塑料注入模具型腔， 能容納下模具澆注系統(tǒng)流道中因為在最前沿而冷卻的塑料料，從而不影響到成型該塑料 制品，且不影響到塑料熔體充填的速度就是冷料穴所起到的作用。 主流道末端的冷料穴除了上述作用外，還便于在該處設置主流道拉料桿，注射結束 模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后由推出機構 將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。本模具中的冷料穴是在定模板上開設的錐度的冷 料穴。 江陰職業(yè)技術學院 13 4.8 確定模具澆注系統(tǒng) 根據(jù)上述的一系列論述得出澆注系統(tǒng)如圖 4-4 所示 圖 4-4 該套模具澆注系統(tǒng) 3D 圖形 第五章 注射機型號的選定 14 第五章 注射機型號的選定 5.1 注塑機的初選 本次設計中選用的注射機與實際工廠中設計所需的注射機不同。工廠的注射機選用 是根據(jù)已有而固定的，而在這次的畢業(yè)設計中，我們所選擇注塑機則是根據(jù)我們所了解 的知識來確定的，對于注射選用我們只需要滿足本此設計的注射要求即可，初選注射機 后需要進行注射機的相關參數(shù)校核，如果校核通過的話就可以確定了該套注射機。在模 具設計方面有關注射機的資料中查閱到了符合該套模具的注射機，初選 HTF300XB 型注 塑機。該套注射機的有關參數(shù)如表 5-1： 表 5-1 HTF300XB 型注塑機基本參數(shù) 型號 單位 300×B 參數(shù) 螺桿直徑 mm 65 理論注射容量 cm3 853 注射重量PS g 776 注射壓力 Mpa 182 注射行程 mm 257 螺桿轉速 r/min 0~160 料筒加熱功率 KW 17.25 鎖模力 KN 3000 拉桿內間距(水平×垂直) mm 660×660 允許最大模具厚度 mm 660 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開距(最大) mm 1260 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 江陰職業(yè)技術學院 15 油泵電動機功率 KW 30 油箱容積 l 580 機器尺寸(長×寬×高) m 6.9×2.0×2.4 機器重量 t 11.5 最小模具尺寸(長×寬) mm 460×460 第六章 注射機有關參數(shù)的校核 16 第六章 注射機的校核 6.1 注射量的校核 根據(jù)帶有澆注系統(tǒng)的塑件的三維模型，如上圖，利用三維軟件直接可查詢到可得出 其體積約為 14 cm3，查 《塑料注射模具設計實用手冊》表 2.1 國產常用注射成型塑料名 稱及成型特性可知 PVC 的密度為 1.2g/cm3,計算可得其質量為 84.36g。 由上述注塑機參數(shù)滿足注射量 V 機≥V 實 即 853 cm3≥84.36cm3 式中 V 機——額定注射量（cm 3） V 實— —塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm 3） 因此該注塑機注射量滿足要求 6.2 壓力校核 Pe≥ =1.3ⅹ70 =91'k0Mpa 而 Pe 109 ，注射壓力校核合格。? 式中 ——取 1.3；' ——取 70 （屬薄壁窄澆口類） 。0pa 6.3 鎖模力校核 鎖模力是指當高壓熔體充滿模具型腔時，會在型腔內產生一個很大的力，力圖使模具 分型面漲開，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總的投影面積乘以型腔內塑料壓力。 作用在這個面上的力應小于注塑機的額定鎖模力。 3D 測量塑件和流道的投影面積 P=22944 F KA?P型 3000KN>（22944x1.1x30）/0.8x0.001=946KN, 而 F=3000KN 根據(jù)計算此鎖模力校核合格 第七章 側向抽芯機構 17 第七章 模具側抽芯的確定 7.1 側向抽芯機構 由于塑件類似“工”字型，因此根據(jù)這種情況來說就必須要安裝模具的側向抽芯機 構了，由于尺寸較大，所以抽出距離較長，抽出力較大，所以采用液壓油缸如圖 7-1，滑 塊抽芯機構。液壓油缸安裝在動模板上，滑塊裝在動模板上?；瑝K的傾角 a=25°，滑塊 的材料為 718H，由于滑塊斜壁經常與定模板摩擦，因此模具熱處理的硬度達到 55HRC，側滑塊型芯的各個表面粗糙度均可達到 Ra 為 0.8um。。具體相關數(shù)值及尺寸 如下： 抽芯距計算：S=90+3~5=95mm 抽芯力：Fc= 6(cosin)2451.070.2834hpu N???????? 圖 7-1 液 壓 式 模 具 側 抽 芯 機 構 7.2 液壓式側抽芯機構 液壓或氣動抽芯與機動抽芯的區(qū)別： 液壓或氣壓抽芯是通過一套專用的控制系統(tǒng)來控制活塞的運動實現(xiàn)的，其抽芯動作 可不受開模時間和推出時間的影響。液壓傳動與氣壓傳動抽芯機構的比較： 1）模具液壓側抽芯工作時傳動平穩(wěn)，并且由于液壓的壓力大就可以得到教大的抽芯 力，根據(jù)需求還可以有效的控制距離。 2）液壓抽芯機構帶有鎖緊裝置，側向活動型芯設在動模一側。成型時，側向活動型 芯由定模上的鎖緊塊鎖緊，開模時，鎖緊塊離去，由液壓抽芯系統(tǒng)抽出側向活芯，然后 再推出制件，推出機構復位后，側向型芯再復位。 1、模具側抽芯結構的幾種類型 （1）手動抽芯 （2）液壓或氣動抽芯 （3）機動抽芯 第七章 側向抽芯機構 18 2、抽心距：S=H+(3-5) 其中,S 為抽芯機構需要行走的總距離， H 為通過測量出來的產品抽芯距離（可以通過 3D 或 2D 進行實際測量） 3-5MM 為產品抽芯后的安全距離 本設計中，抽芯距離很大，抽芯 55mm 才可以達到目的。 3、抽芯力： 將塑料制品從包緊的側型芯上脫出時所需克服的阻力稱為抽芯力。 抽芯力 F=PA(f *cosα+sinα) p---塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力，通常取 8~12Mpa; A---塑料制品包緊型芯的側面積， f---磨擦系數(shù)，取 0.1~0.2 α---脫模斜度，一般就是幾度而已。 F---單位為 N Fc=chp(ucos 6(cosin)2451.070.2834hpu N???????? （1）滑塊的設計 設計滑塊在于模具滑塊與模具側向型芯連接和模具在注射成型時塑件的幾何尺寸的準確 性，滑塊一般有整體式滑塊和組合式滑塊。 （2）導滑槽設計 1）導滑槽與滑塊導滑部分采用間隙配合，一般采用 H8/f8。 2）滑塊的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的 1.5 倍，而保留在導滑槽內的長度不應 小于導滑配合長度的 2/3， 3）導滑槽材料通常用 45 鋼制造，調質至 HRC 28～HRC32， （3）滑塊定位裝置設計，由于我們采用的是后模行位的形式，根據(jù)生產的實際情況， 采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導向作用。 7.3 斜滑塊 斜滑塊側向抽芯的特點是把模具開模是的水平運動變?yōu)閭认虻呢Q直運動利用的是模 具的開模力。斜滑塊側向抽芯一般有模具內側抽芯和模具外側抽芯兩種。主要根據(jù)塑件的 外形尺寸和幾何形狀來定的。 江陰職業(yè)技術學院 19 圖 7-2 模具側抽芯結構平面圖 圖 7-3 液 壓 式 模 具 側 抽 芯 機 構 3d 圖 第七章 側向抽芯機構 20 第八章 模具成型零件 8.1 模具成型部分的結構設計 該套模具的主要成型部分主要有模具型腔、模具型芯和模具的側向滑塊三個部分。 模具型腔是與塑件外表面相接觸的部分，模具型芯是與塑件內表面相接觸的部分。這次模 具設計較為特殊，最主要的成型在型芯和側滑塊上。圖 8-1 是用 UG 軟件進行對塑件 3D 拆模后模具成型部分的結構設計。 圖 8-1 模具工作部分零件結構設計圖 由于本產品塑膠卷盤的特殊結構形式，在模具成型部分采用液壓油缸滑塊測抽芯結 構，因此哈夫塊和側抽滑塊是產品成型的主要部件，也是構成型腔部件。因此在設計計算 哈夫塊和側抽滑塊的尺寸時，尤其要求要有嚴格的配合。具體各部件的尺寸結構在 3D 圖 的圖檔中已詳細注明。這里所需要解釋的是，本塑件尺寸結構復雜，特別是哈夫塊。所以 在哈夫塊直接與塑件成型的部分不表明尺寸，是直接將哈夫塊的 3D 圖檔給制造部進行 CNC 加工。據(jù)相關資料介紹，現(xiàn)今制造企業(yè)對與復雜曲面的部件加工將 3D 圖檔輸入 江陰職業(yè)技術學院 21 CNC 加工，然后就會自動的生成加工程序。如果設計人員直接將曲面部分標注，這將使得 圖面相當復雜，而且也是沒有必要的。本塑件型芯的也是不適合標注在圖紙上，部分曲面 也是給 CNC 加工。型芯與動模板做成鑲件配合形式，從而節(jié)省貴重材料，降低成本，達 到經濟的提到。 8.2 模具工作部分零件尺寸計算 8.2.1 塑件成形誤差 塑件成形的總誤差 δ＝δs+δz+δe+δi 應小于塑件的公差值，即 δ≤△ 式中 δs——塑件的收縮率波動； δz——模具成形零件的制造誤差； δe——模具成形零件的磨損； δi——模具安裝配合的誤差； 8.2.2 精度和尺寸影響因數(shù) 從一般情況來考慮，塑件最后成型出來一定要滿足它的精度和尺寸。所以要把它考 慮在內。塑料收縮率的影響大型塑件的最主要原因，在進行大型模具設計的時候要考慮塑 料的收縮率。對于中小型的塑件，模具成型部件的磨損才是最主要原因。本套模具就屬于 中小型模具。設計時就要選用耐磨損的模具材料。從而提高成型塑件的準確性。 8.2.3 型芯型腔的尺寸計算 模具塑件成型部件尺寸收縮率取材料收縮率平均值，根據(jù)有關書籍查到聚氯乙烯的 收縮率為 0.3～0.8%。故平均收縮率為： %5.012minax????S 根據(jù)該套模具所有的的制造公差安公式取 ，模具成型部件工作部分計算尺寸見表?3Z? 8-1 至表 8-4 所示。 表 8-1 模具型腔的深度尺寸計算表 第八章 成型零件的設計 22 zz xHSHsm???????00 ])1[()( 塑件尺寸 工作部分尺寸 1.5 18.02? 9 18.06? 表 8-2 模具型腔的徑向尺寸計算表 zz smLSL?? ?? ???00 ]75.)1[()( 塑件尺寸 工作部分尺寸 Φ180 Φ 49.018? Φ58 Φ 6.05 表 8-3 模具型芯的高度尺寸計算表 00 ])1[()( zz xhShsm??????? 塑件尺寸 工作部分尺寸 1.5 038.42? 10.5 5.1 表 8-4 模具型芯的徑向尺寸計算表 00 ]75.)1[()( zz smlSl ?? ?? ??? 塑件尺寸 工作部分尺寸 塑件尺寸 工作部分尺寸 江陰職業(yè)技術學院 23 Φ17 Φ 018.259?Φ18 Φ 018.26? R12 R .0342 .037 Φ15 Φ 18.7?R4 R 51.? Φ55 Φ 05.2R12 R 0.24 Φ58 R 6.03?Φ150 Φ 39.07? 8.3 模具導向機構精度配合 模具在進行裝配時，為了保證模具上部分和下部分能夠準確的進行合模，就需要導 向機構。導向機構的大小要根據(jù)模具的大小來確定。導向機構要有準確的配合精度，還 要考慮到避免干涉現(xiàn)象?？紤]到該模具較復雜，且用于中小批量生產故采用導柱、導套 配合。導柱、導套和固定板三者之間的配合如圖 8-3 和圖 8-4 所示。 圖 8-3 導柱和導套 導套和固定端 配合形式 圖 8-4 導柱與固定端配合形式 第八章 成型零件的設計 24 第九章 模具脫模后推出機構 由于塑膠卷盤的特殊結構形式，不易推出，所以本產品采用頂針推出機構。頂針推 出的原理很簡單就是用多數(shù)的頂針接觸模具的周邊對塑件實現(xiàn)推出。所以推出部分可以 把對塑件的推出力量均勻的分配到塑件上，這樣就可以使塑件在進行開模過程中不產生 嚴重變形，由于接觸面積小就不會留下因為推桿與塑件相接觸而產生的點痕，很顯然頂 針推出機構是最適合使用本產品塑膠卷盤的推出機構。如圖 9-1 所示 既然確定了使用頂針推出機構。就要確定頂針和推出板、模具固定板、型芯的配合 尺寸，頂針的前段外徑和型芯采用 H8/f7 的間隙配合；頂針的后部分和推出板的配合方式 采用 H8/f8 的過渡配合。 圖 9-1 模具頂針脫模機構的示意圖 江陰職業(yè)技術學院 25 第十一章 繪制模具總裝配圖及零件圖 26 第十章 冷卻水道 模具溫度指的是模具型腔和和型芯成型時的表面溫度。注射模具的溫度的高低影響 到塑件的形狀、精度、生產效率、充模時間、冷卻固化時間。塑料模具之中安裝溫度調 節(jié)系統(tǒng)的目的，就是為了通過冷卻系統(tǒng)從而控制模具溫度，使注射成型的塑件具有較高 的質量并且獲取較高的生產力。 該套模具的冷卻系統(tǒng)是直接設立冷卻水道。由于模具成型部分由型芯、哈夫塊和 A 板組成，制品平均壁厚為 1.5mm 左右，制品尺寸不大，在型芯、型腔上冷卻水路的直徑 做為 12mm，冷卻水路布置如圖 10-1 所示。 圖 10-1 水流道示意圖 江陰職業(yè)技術學院 27 第十一章 該套模具總裝配圖和部分零件圖 11.1 模具總裝配圖 模具總裝配圖二維圖如圖 11-1 所示，模具總裝配圖三維圖如圖 11-2 所示。 圖 11-1 模具總裝配平面圖 第十一章 繪制模具總裝配圖及零件圖 28 總裝配圖的結構組成 江陰職業(yè)技術學院 29 圖 11-2 模具結構 3D 圖 11.2 部分零件圖 模具的部分零件圖如下圖 11-3 型腔鑲件，圖 11-4 型芯鑲件，圖 11-5 滑塊。 圖 11-3 型腔鑲件 第十一章 繪制模具總裝配圖及零件圖 30 圖 11-4 型芯鑲件 圖 11-5 滑塊 11.3 開、合模過程 模具采用 2、 1、3 開模順序。在注塑機的帶動下，動模部分開始運動。 A：脫料板與定模板之間第一次打開。 B：頂板與定模板之間第二次打開。限位拉桿的上的限位螺絲限位作用下，使得主流 道從澆口套內脫出，并同時拉塑件上的點澆口。 江陰職業(yè)技術學院 31 C：動定模板之間第三次開模。尼龍開閉器，限位拉桿共同作用。 模具開模結束，注塑機的液壓油缸機構作用與滑塊配合，完成側抽芯運動。 模具注塑機上的頂桿頂出，頂向頂針底板，帶動頂針頂出產品，產品頂出以后，取 出產品，頂桿回位，頂針在復位桿和彈簧的作用下復位。 注塑機的液壓油缸機構作用與滑塊配合，完成側抽芯機構復位。模具合模 準備下一次注塑過程。 完成一個循環(huán) 結語 32 第十二章 模具的安裝調試及維護 12.1 模具安裝 （1）先清理所有模具孔、模具表面的污物、毛刺； （2）先把模具下模部分按圖紙所表示的那樣裝配好。然后整體的安裝如入注射機的 下表面導軌的墊板上，然后再按圖紙裝配好模具上模部分，再整體安裝入注射機的上導軌 墊板上。 （3）調節(jié)鎖模機構，保證有足夠開模距及鎖模力，使模具閉合適當； （4）打開注射機的總開關然后慢速開啟上模板直至該套模具完全閉合為止，再緩慢 的進行試開模并調節(jié)模具的頂出裝置，保證頂出機構的正常運行，正常后再閉合。如此 完成一個循環(huán)然后反復的進行這樣調試，保證動作協(xié)調； （5）模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預定溫度 20o～30o，即可校正噴嘴 澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸 印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射模座定位螺釘，緊固定位。 12.2 調試 試模時，塑件上?？赡軙霈F(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析，排除故障。造成次、 廢品的原因是很多的，有時是單一的，但經常是多方面的綜合原因。需按照成型條件、 成型設備、模具結構及制造精度、塑件結構及形狀等因素逐個分析找出其中的主要矛盾， 然后再采取調節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。 第十二章 模具的安裝調試及維護 33 結 語 本次畢業(yè)設計的主要任務是塑膠卷盤注塑模具的設計。也就是設計一副注塑模具來生 產塑膠卷盤塑件產品，實現(xiàn)自動化提高產量。本設計的優(yōu)點在與簡化了機構，降低了模具 的制造成本。針對塑膠卷盤的具體結構，通過此次設計，使我對頂針脫模機構模具和兩板 模的設計有了較深的認識。 在這次設計中，我通過參考、查閱相關模具設計及模具材料性能的相關資料，使我 對模具的設計有了一定的了解和設計方法。通過參考優(yōu)秀工程師的設計圖紙和視頻，我 獲取并吸收了一定的經驗。為我的畢業(yè)設計提供了參考和實際設計的經驗。 通過這幾個月的努力，收獲很多，學到很多的專業(yè)知識、治學的態(tài)度和做人的道理。 這次畢業(yè)設計為我三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，也為我將來的事業(yè)奠定了堅實的 基礎。 結語 34 致謝 經過幾個月的忙碌，本次畢業(yè)設計已經接近尾聲。完成一個江陰職業(yè)技術學院的畢 業(yè)設計，由于經驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有劉毅老師的督促指導， 以及同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 在這里我首先要感謝首先要感謝母校對我的培養(yǎng)和教育其次要感謝我的導師劉毅老 師給予我的幫助和關懷。劉毅老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外 出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個 過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，但是劉毅仍然細心地糾正圖紙中 的錯誤。除了敬佩劉毅的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的 榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。 最后還要感謝所有的老師，為我們打下模具專業(yè)知識的基礎，同時還要感謝所有的 同學，正因為有了你們的支持和鼓勵，包容和體諒，此次的畢業(yè)設計才會這么順利完成。 第十二章 模具的安裝調試及維護 35 參考文獻 [1] 宋滿倉. 注塑模具設計：電子工業(yè)出版社，2010-1-1 [2] 洪慎章. 實用注塑模具結構圖冊. 上海交通大學出版社,2006-9-1. 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