畢業(yè)論文---高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　塑料模具是模具行業(yè)中十分重要的行業(yè)。我國(guó)塑料模具行業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大的提高。注射成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國(guó)外的注塑模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下

2、，塑料模具行業(yè)的發(fā)展水平對(duì)一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)有著巨大的影響。做為二十一世紀(jì)的大學(xué)生，并且我們又學(xué)的是模具制造專業(yè)，因此，我們要抓住這次機(jī)會(huì)，盡可能多的了解和掌握塑料模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，為中國(guó)塑料模具的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們?cè)谛尥晁械恼n程之后，走向社會(huì)之前的一次綜合性設(shè)計(jì)。在此次設(shè)計(jì)中，主要會(huì)用到所學(xué)的注射模設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)塑料模

3、具有了更深層次的了解，能將自己在課堂上學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。同時(shí)，通過這次設(shè)計(jì)，我也學(xué)到了查閱相關(guān)資料的方法和實(shí)際工作中遇到的問題的解決方法，這為我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也得到了老師和同學(xué)們的幫助，在此表示感謝！由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏和水平的限制，且時(shí)間倉促，在這次設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。在寫畢業(yè)論文的過程中，我參考了《塑料膜成型模具設(shè)計(jì)》、《中國(guó)

4、模具設(shè)計(jì)大典》、《簡(jiǎn)明塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》等有關(guān)教材，引用了其中的公式及圖表。由于我對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)不是很了解，所以在論文中存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望老師多加指正。</p><p><b>　　2 選題背景</b></p><p><b>　　2.1 課題來源</b></p><p>　　課題來源于生產(chǎn)/社會(huì)實(shí)際。

5、</p><p><b>　　2.2 目的</b></p><p>　　模具行業(yè)的發(fā)展日新月異，塑料模具行業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)制造業(yè)有著重要的影響。作為學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)專業(yè)的大學(xué)生，為了將來能夠更好的從事塑料模具設(shè)計(jì)這一行業(yè)，我們應(yīng)當(dāng)能夠了解和掌握塑料模具的一般設(shè)計(jì)步驟。進(jìn)行此課題，我能夠初步地設(shè)計(jì)一副塑料模具。為了能夠更好的掌握注塑模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，高壓瓶蓋注射模具作為一

6、個(gè)技術(shù)含量比較高的課題，值得我們?nèi)パ芯俊⒃O(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2.3 意義</b></p><p>　　對(duì)本課題進(jìn)行研究、設(shè)計(jì)，一方面能夠使我們將自己在課堂上學(xué)到的知識(shí)加以運(yùn)用，將知識(shí)掌握得更加牢靠；另一方面能夠讓我們對(duì)塑料模具有更多的了解。同時(shí)，我們還能夠從這次設(shè)計(jì)中學(xué)到在實(shí)際工作中解決困難的途徑，為我們撿來的工作奠定了基礎(chǔ)。</p>

7、<p>　　2.4 國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀、存在的主要問題及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　2.4.1 國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀</p><p>　　80年代以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右[1]。在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模在模

8、具總量中的比例還將逐步提高。</p><p>　　我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已經(jīng)能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具[2]；精密塑料模具方面，已經(jīng)能生產(chǎn)相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具[2]。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯

9、脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大的進(jìn)展；氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國(guó)外的50%～80%相比，差距較大。</p><p>　　在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階。近年來，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM

10、系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟</p><p>　　件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。</p><p>　　為了提高模具企業(yè)的設(shè)計(jì)水平和加工能力，中國(guó)模具協(xié)會(huì)向全國(guó)模具行業(yè)推薦適合模具企業(yè)使用的CAD/CAE/CAM系

11、統(tǒng)。對(duì)于國(guó)內(nèi)一些大型模具企業(yè)，它們的CAD/CAM應(yīng)用狀況多停留在購買國(guó)外先進(jìn)的CAD/CAM系統(tǒng)和設(shè)備上，但在其上進(jìn)行的二次開發(fā)較少，資源利用率低。對(duì)于國(guó)內(nèi)一些中小型模具企業(yè)，則很少應(yīng)用CAD/CAM，有些僅停留在以計(jì)算機(jī)代替固板繪圖。</p><p>　　2.4.2 存在的主要問題</p><p>　?。?）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，但

12、總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。</p><p>　?。?）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動(dòng)社會(huì)資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。</p><p>

13、;　?。?）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對(duì)創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時(shí)也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。</p><p>　?。?）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國(guó)產(chǎn)塑料模具國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長(zhǎng)壽命模具滿足率更低，估計(jì)不足60%。同時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具正在加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)際采購

14、越來越多，國(guó)際市場(chǎng)前景看好。市場(chǎng)需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。</p><p>　?。?）體制和人才問題的解決尚需時(shí)日。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國(guó)有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營(yíng)機(jī)制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。</p><p>　　2.4.3 發(fā)展趨勢(shì)</p

15、><p>　　在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績(jī)，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國(guó)際市場(chǎng)中去，以促進(jìn)中國(guó)模具行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向?yàn)椋?lt;/p><p>　?。?）提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求

16、而發(fā)展的一模多腔所致。</p><p>　?。?）在塑料模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。</p><p>　?。?）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。</p><p>　?。?）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。</p><p>　?。?）提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件

17、的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。</p><p>　?。?）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。</p><p>　?。?）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/C

18、AM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。</p><p>　　2.5 國(guó)外的現(xiàn)狀、存在的主要問題及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　注塑成型是大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國(guó)外的注塑模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代已經(jīng)開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。80年代初，成功采用有限元法分析三維型腔的流動(dòng)過

19、程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)</p><p>　　行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量[3]。近十年來，注塑模CAD技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)。國(guó)外塑料模具存在的主要問題是；相比較國(guó)內(nèi)塑料模具的價(jià)格，國(guó)外塑料模具的價(jià)格要高上很多，因此生產(chǎn)成本也要高很多。</p>&

20、lt;p>　　3 注射成型工藝規(guī)程的編制</p><p>　　3.1 塑件的工藝性分析</p><p>　　3.1.1 塑件的原材料分析</p><p>　　塑件的材料采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS),屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料強(qiáng)度高，耐水、耐油性好，介電性能與溫度和頻率無關(guān)，是理想的絕緣材料[4]；從成型性能上看，該塑料具有很好的加

21、工性，成型容易，收縮率較小，制件尺寸容易控制，但是其吸水性較大，易使成型后制件上產(chǎn)生氣泡，銀絲、斑紋等缺陷，因此應(yīng)注意注塑前對(duì)原料的干燥。另外，在成型時(shí)應(yīng)采用較高的成型溫度和注射壓力，以提高熔料的流動(dòng)性，減小收縮率。</p><p>　　3.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析</p><p><b>　　塑件圖如圖1所示：</b></p>&l

22、t;p><b>　　圖1 塑件圖</b></p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)分析。從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓錐形，在頂部?jī)蓚?cè)壁上有2個(gè)小孔，其為通孔。因此，模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。在其內(nèi)壁上還有2個(gè)凸筋，其高度為2.5mm，長(zhǎng)度為28.75mm。因此，用推桿或推板不能直接推出塑件，可以采用斜滑塊推出機(jī)構(gòu)來推出塑件。該零件屬于中等復(fù)雜程度零件。</p>&

23、lt;p>　?。?）尺寸精度分析。該零件各個(gè)尺寸均未注明公差，為了提高經(jīng)濟(jì)效益，則按未注明公差尺寸來處理，根據(jù)課本上的表2-1查得ABS材料的適用未注公差等級(jí)為MT5級(jí)，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工容易保證。從塑件的壁厚上來看，兩側(cè)的壁厚為3.75mm，底部的壁厚為2.5mm，壁厚差為1.25mm，較均勻，有利于零件的成型。</p><p>　?。?）表面質(zhì)量分析。該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得

24、有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有特別的表面質(zhì)量要求，因此表面要求比較容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制的較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。</p><p>　　3.2 計(jì)算塑件的體積和重量</p><p>　　計(jì)算塑件的體積：用Proe軟件繪制塑件的三維圖形，計(jì)算出塑件的體積為126.46cm³，澆注系統(tǒng)的體積為4.83cm

25、³。</p><p>　　計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得ABS的密度為1.02g/cm³~1.20g/cm³,取其平均密度為1.11g/cm³。</p><p>　　故塑件的質(zhì)量為：W=V</p><p>　　=126.46×1.11</p><p><b>　　=140.37

26、g</b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量，根基手冊(cè)，采用一模一件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需的壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)為XS-Z-250型。</p><p>　　3.3 塑件注射工藝參數(shù)的確定</p><p>　　查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，ABS塑料的成型工藝參數(shù)[4]可作如下選擇。試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。&l

27、t;/p><p>　　注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。</p><p>　　料筒溫度：后段溫度t選用200℃；</p><p>　　中段溫度t選用220℃；</p><p>　　前段溫度t選用240℃；</p><p>　　噴嘴溫度：選用200℃；</p><p>　　注射壓力：選用100MPa（

28、相當(dāng)于注射機(jī)表壓35kgf）；</p><p>　　注射時(shí)間：選用15s；</p><p>　　保壓壓力：選用72MPa（相當(dāng)于注射機(jī)表壓25kgf）；</p><p>　　保壓時(shí)間：選用10s；</p><p>　　冷卻時(shí)間：選用15s。</p><p>　　3.4 塑料成型設(shè)備參數(shù)</p><

29、p>　　根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)確定注塑機(jī)為XS-Z-250型[5]，查資料得知其技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　螺桿直徑： φ50mm</p><p>　　注射容量： 250cm³</p><p>　　注射壓力： 147MPa</p><p>　　鎖 模 力：

30、 1800KN</p><p>　　注射速率： 114g/s</p><p>　　塑化能力： 55kg/h</p><p>　　模板行程： 500mm</p><p>　　模具厚度： 200~350mm</p><p>　　噴嘴球半徑： 18mm<

31、/p><p>　　噴嘴孔直徑： φ4mm</p><p>　　定位孔直徑： 100mm</p><p>　　3.4.1 注射量的校核</p><p>　　在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，注射機(jī)的最大注射量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括澆道及凝料和飛邊），通常注射機(jī)的實(shí)際注射量最好是注射機(jī)最大注射量的80%，所以選用的注射機(jī)最大注射量應(yīng)滿足：

32、</p><p>　　式中 —注射機(jī)的注射量（cm³），取=250 cm³；</p><p>　　—塑件的體積（cm³），取=126.83 cm³；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)的體積（cm³），取=4.83 cm³。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：&

33、lt;/b></p><p><b>　　cm³</b></p><p><b>　　cm³</b></p><p>　　200＞131.66</p><p>　　所以注射量符合要求。</p><p>　　3.4.2 注射壓力的校核</p&g

34、t;<p>　　注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力，應(yīng)該大于注射機(jī)注射成型所需調(diào)用的注射壓力,即</p><p>　　注射機(jī)的額定注射壓力為147Mpa，ABS注射成型所需的注射壓力為100 Mpa，所以注射壓力符合要求。</p><p>　　3.4.3 鎖模力的校核</p><p>　　在注射成型時(shí)，為了防止模具分型面被注射壓力頂開，必須對(duì)模具施

35、加足夠的鎖模力，否則在分型面處將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此注射機(jī)的額定鎖模力必須大于注射壓力，即：</p><p>　　式中 —注射機(jī)的額定鎖模力（N），取=1800 N；</p><p>　　—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（cm²），取=13523.84</p><p><b>　　mm²；</b></p>

36、<p>　　—模具型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（MPa），取=50 Mpa；</p><p>　　—安全系數(shù)，通常取1.1 ~1.2。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：</b></p><p>　　³ N=777.62×10³ N</p><p>　　1800＞777

37、.62×10³</p><p>　　所以鎖模力符合要求。</p><p>　　4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定、型腔的排列方式、冷卻水道的布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。</p><p>　　4.

38、1 分型面的選擇</p><p>　　模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。</p><p>　　選擇模具分型面時(shí)，首先應(yīng)該選擇塑件斷面輪廓最大的地方做為分型面。此外，還應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)基本原則[6]：</p>

39、<p>　?。?）盡量使塑件在開模后留在動(dòng)模；</p><p>　?。?）應(yīng)合理安排塑件在型腔中的方位；</p><p>　?。?）應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯；</p><p>　?。?）盡量保證塑件外觀質(zhì)量要求；</p><p>　?。?）應(yīng)確保塑件的位置及尺寸精度；</p><p>　?。?）盡量使成型零

40、件便于加工，且有利于模具制造；</p><p>　?。?）應(yīng)有利于防止溢料并考慮飛邊在塑件上的部位；</p><p>　?。?）應(yīng)有利于排氣；</p><p>　?。?）考慮對(duì)塑件造成的脫模阻力大??；</p><p>　?。?0）考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。</p><p>　　該塑件為高壓瓶蓋，表面質(zhì)量無特殊要求，

41、其分型面選擇如下圖所示：</p><p><b>　　圖2 方案一</b></p><p>　　如圖2所示的方案一，取A-A為分型面，有利于塑件的脫模，由于塑件本身就有一定的斜度，所以脫模斜度對(duì)塑件沒有影響，并且有利于側(cè)面的分型和抽芯。</p><p><b>　　圖3 方案二</b></p><p

42、>　　如圖3所示的方案二，取A-A為分型面，則塑件內(nèi)壁處的凸筋無法抽芯，且澆口的位置很難確定，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)很復(fù)雜，需要很大的抽芯距，增加了模具設(shè)計(jì)的難度。</p><p>　　從以上兩個(gè)分型面的比較可以看出，方案一比較合理，有利于模具成型。</p><p>　　4.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式</p><p>　　注射模的型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化能力、最大注射

43、量及合模力等參數(shù)有關(guān)，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素的影響。由上述參數(shù)和因素，可按下列方法確定型腔的數(shù)量。</p><p>　　4.2.1 按注射機(jī)的塑化能力確定型腔的數(shù)量</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —型腔的數(shù)量；</p><p>　　—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一

44、般取0.8；</p><p>　　—注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm³/h）,取=55×10³g/h;</p><p>　　—成型周期（s）,取=40s；</p><p>　　—澆注系統(tǒng)和飛邊所需的質(zhì)量或體積（g或cm³），取=5.36g</p><p>　　—單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（g或cm³

45、），取=140.37g</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：</b></p><p>　　4.2.2 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔的數(shù)量</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —型腔的數(shù)量；</p><p>　　—注射機(jī)允許的最

46、大注射量（g或cm³），取=250cm³；</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：</b></p><p>　　根據(jù)以上兩種計(jì)算方式，可以看出模具型腔的數(shù)量必須取，中的較小值，由于型腔的數(shù)目只能是整數(shù)，所以最終確定型腔的數(shù)目為一腔。</p><p>　　由于型腔的數(shù)目為一腔，所以這里就不需要再確定型腔的排列方式了。&

47、lt;/p><p>　　4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。澆注系統(tǒng)是注塑模設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件的質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度）都有著直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則[7]：</p><p>　?。?）型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。</p>

48、<p>　?。?）型腔和澆口的排列要盡可能的減少模具外形尺寸。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　（4）分流道盡可能平衡布置，使塑料熔體能在同一時(shí)間內(nèi)到達(dá)型腔的深處及角落。</p><p>　?。?）在滿

49、足型腔能夠充滿的前提下，澆注系統(tǒng)的容積盡量小，以減少塑料的耗量。</p><p>　?。?）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊型芯，防止型芯變形。澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。</p><p>　　4.3.1 主流道的設(shè)計(jì)</p><p>　　主流道的形狀如圖4所示：</p><p><b>　　圖4 主流道</b><

50、;/p><p>　　XS-ZY-250型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸如下：</p><p>　　噴嘴前端孔徑：=φ4mm；</p><p>　　噴嘴前端球面半徑：=18mm；</p><p>　　為便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角α=2°~4°，對(duì)流動(dòng)性較差的塑料可取α=3°~6°，由于ABS

51、塑料的流動(dòng)性為中性，故取其錐度為α=3°，內(nèi)壁表面的粗糙度為Ra=0.4µm。</p><p>　　為防止主流道與噴嘴處溢料。主流道與注射機(jī)噴嘴應(yīng)緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處應(yīng)制成半球形的凹坑，則有：</p><p>　　R=R+(1~2)mm</p><p>　　D=d+(0.5~1)mm</p><p>　　取主流道球面半徑

52、R=20mm；</p><p>　　取主流道的小端直徑d=φ5mm；</p><p>　　凹坑的深度為h=5mm。</p><p>　　為減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力，主流道呈圓角過渡，其圓角半徑為r=3mm。在保證塑料良好成型的前提下，主流道長(zhǎng)度L應(yīng)盡量短，以減少凝料，降低壓力損失。</p><p>　　4.3.2 分流道的設(shè)計(jì)</p>

53、;<p>　　由于該模具為單腔模具，且塑件的投影面積較大，深度較大，且外形基本上為圓形，熔料可以直接通過主流道進(jìn)入型腔，不需要再設(shè)分流道。</p><p>　　4.3.3 澆口的設(shè)計(jì)</p><p>　　澆口又稱進(jìn)料口，是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道（直接澆口除外），是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其主要作用為：</p><p>　?。?）型腔充滿后，熔體

54、在澆口處首先凝結(jié)，可以防止熔體倒流。</p><p>　?。?）易于在澆口處切除澆注系統(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(zhǎng)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，然后在試模時(shí)逐步糾正。</p><p>　　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)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小

55、會(huì)使壓力損失大，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[7]。</p><p>　　澆口位置的選擇應(yīng)遵循下列原則：</p><p>　?。?）澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。</p><p>　?。?）澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)縮。</p><p>　?。?）澆口位置的選擇要避免塑件變形。</p><p>　

56、?。?）澆口位置的設(shè)計(jì)應(yīng)減少或避免生成熔接痕。</p><p>　?。?）澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)型芯。</p><p>　　澆口的形式和位置如下所示：</p><p><b>　　圖5 點(diǎn)澆口</b></p><p>　　如圖5所示為點(diǎn)澆口，采用點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)是：</p><p>　?。?）因

57、點(diǎn)澆口截面積小，熔料通過時(shí)有很高的剪切速率和摩擦，從而產(chǎn)生熱量，提高熔料溫度，同時(shí)降低了黏度，利于流動(dòng)，使塑件外觀清晰，表面光潔。</p><p>　?。?）因點(diǎn)澆口在開模時(shí)即被拉斷，澆口痕跡呈不明顯圓點(diǎn)痕，故點(diǎn)澆口可開在塑件的任何位置而不影響外觀。</p><p>　?。?）點(diǎn)澆口一般開在塑件的頂部，注射流程短，拐角小，排氣好，易于成型。</p><p>　　但是

58、，采用點(diǎn)澆口時(shí)，為了能夠取出澆注系統(tǒng)的冷凝料，模具必須使用雙分型面的結(jié)構(gòu)或單分型面熱流道結(jié)構(gòu)，費(fèi)用較高，并且點(diǎn)澆口不適合用于厚壁或壁厚不均勻的塑件成型。由于該塑件的壁厚為3.75mm，采用雙分型面結(jié)構(gòu)加大了模具設(shè)計(jì)的困難，使得生產(chǎn)成本增高，所以該模具不適合采用點(diǎn)澆口。</p><p><b>　　圖6 輪輻式澆口</b></p><p>　　如圖6所示為輪輻式澆口，

59、采用輪輻式澆口的優(yōu)點(diǎn)是：</p><p>　?。?）進(jìn)料均勻，澆口小，易除去澆口凝料且減小了塑料用量。</p><p>　?。?）消除了塑件在脫模時(shí)內(nèi)部形成真空，脫模困難的問題。</p><p>　　但是，采用輪輻式澆口時(shí)，增加了接縫線，會(huì)產(chǎn)生熔接痕，對(duì)塑件的強(qiáng)度有影響。所以該模具不適合采用輪輻式澆口。</p><p><b>　　

60、圖7 直接澆口</b></p><p>　　如圖7所示為直接澆口，采用直接澆口的優(yōu)點(diǎn)是：</p><p>　?。?）澆口截面較大，流程較短，流動(dòng)阻力小，適用于深腔，壁厚，流動(dòng)性差的殼類塑件。</p><p>　?。?）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，便于加工，流程短，壓力損失小。</p><p>　?。?）保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，易于完全成型。<

61、;/p><p>　?。?）有利于排氣及消除熔接痕。</p><p>　　由于該塑件的壁厚為3.75mm，并且該模具為單腔模具，所以采用直接澆口合適。</p><p>　　4.3.4 冷料井和拉料桿的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷料井位于主流道正對(duì)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)入型腔而影響塑件的質(zhì)量，

62、開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑，長(zhǎng)度一般取主流道直徑的1.5~2倍[8]?；诒敬卧O(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，其配合如圖8所示。這類冷料井的底部有一個(gè)拉料桿，拉料桿裝于推桿固定板上。開模時(shí)，拉料桿通過鉤頭拉住井內(nèi)的冷料，使主流道凝料脫出定模，然后隨推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，將凝料與塑件一起推出動(dòng)模。本次設(shè)計(jì)的拉料桿為球頭型拉料桿。其形狀如圖9所示：</p><p>　　圖8 冷

63、料井與拉料桿的配合</p><p><b>　　圖9 拉料桿</b></p><p>　　4.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模的排氣是設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題，特別是快速注射成型工藝對(duì)注射模排氣的要求更加嚴(yán)格。</p><p>　　注射模內(nèi)的氣體有以下幾個(gè)來源：</p><p>

64、　?。?）進(jìn)料系統(tǒng)和型腔中存有的空氣；</p><p>　?。?）塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣；</p><p>　?。?）由于注射溫度過高，塑料分解所產(chǎn)生的氣體；</p><p>　?。?）塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。</p><p>　　當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔中的氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生

65、的氣體不能被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填料等缺陷；另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生的高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮排氣問題[9]。</p><p>　　注射模成型時(shí)排氣通常以如下幾種方式進(jìn)行：</p><p>　?。?）利用配合間隙排氣；</p><p>　?。?）在分型

66、面上開設(shè)排氣槽排氣；</p><p>　?。?）利用排氣塞排氣；</p><p><b>　?。?）強(qiáng)制排氣。</b></p><p>　　根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和型芯、型腔以及模具的結(jié)構(gòu)，本副模具因?yàn)樾托竞托颓痪遣捎描偳妒浇Y(jié)構(gòu)，可以利用配合間隙排氣。另外，由于該模具還設(shè)有拉料桿，氣體也可以通過拉料桿和型芯之間的間隙排出。同時(shí)，氣體還可以通過分型

67、面和側(cè)型芯的間隙排出。所以該模具不需要再設(shè)排氣槽，減少了模具設(shè)計(jì)的難度。</p><p>　　4.5 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.5.1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)中采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，考慮到塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以及加工的難易程度和材料的利用價(jià)值等因素，凹模采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖10所示：</p><

68、;p><b>　　圖10 凹模</b></p><p>　　圖中件2為左滑塊，其上3用于安放左斜導(dǎo)柱，4用于安放左側(cè)型芯。5用于安放上型芯，6用于安放下型芯。圖中件9為右滑塊，其上10用于安放右斜導(dǎo)柱，11用于安放右側(cè)型芯。8為塑件把手處的型芯。</p><p>　　4.5.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　型芯主要是與凹模相結(jié)合

69、構(gòu)成模具的型腔。型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖11所示：</p><p><b>　　圖11 型芯</b></p><p>　　4.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是塑料模具設(shè)計(jì)中必不可少的部分，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。導(dǎo)柱導(dǎo)向在注射模中應(yīng)用最普遍，主要零

70、件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套，分別安裝在動(dòng)、定模的兩半部分。</p><p>　　導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定的側(cè)壓力。</p><p>　　定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。</p><p>　　導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造

71、成成型零件損壞。</p><p>　　承受一定的側(cè)壓力：塑料熔體在充型的過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，需增設(shè)錐面定位作用[10]。</p><p>　　4.6.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出8mm~12mm，以免

72、出現(xiàn)導(dǎo)柱未進(jìn)入導(dǎo)套，而型芯先進(jìn)入型腔的情況。</p><p>　　導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，以使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套。由于半球形加工困難，所以導(dǎo)柱前端采用錐臺(tái)形的形式。</p><p>　　導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此導(dǎo)柱采用T8A鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度值為Ra=0.8µm，導(dǎo)向部分的表面粗糙度值為Ra=0.

73、4µm~0.8µm。</p><p>　　導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/k6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合[11]。</p><p>　　導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)圖如圖12所示：</p><p><b>　　圖12 導(dǎo)柱</b></p><p>　　4.6.2 導(dǎo)套設(shè)計(jì)</p>

74、<p>　　為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔要做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。</p><p>　　導(dǎo)套的材料與導(dǎo)柱相同，也為T8A，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?lt;/p><p>　　本副模具采用直導(dǎo)套，直導(dǎo)套用H7/r6過盈配合鑲?cè)肽０濉?lt;/p><p>　　直導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)圖如圖13所示：</p

75、><p><b>　　圖13 直導(dǎo)套</b></p><p>　　4.7 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　成型結(jié)束后，模具打開，需要把塑件從型腔中推出，因此，推出機(jī)構(gòu)是必不可少的。在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，須遵循以下原則[12]：</p><p>　　（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在動(dòng)模的一側(cè)；</p><p&g

76、t;　?。?）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件不應(yīng)推出而變形損壞；</p><p>　?。?）推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、靈活、可靠；</p><p>　?。?）選擇合適的脫模方式和恰當(dāng)?shù)耐瞥鑫恢?，使塑件平穩(wěn)脫出，保證塑件不變形，不影響塑件外觀。</p><p>　?。?）合模時(shí)能夠準(zhǔn)確復(fù)位。</p><p>　　考慮到該塑件的內(nèi)壁上有兩個(gè)凸筋，僅靠推桿

77、直接推是不可能把塑件推出去的，所以還必須加上其它的方式。本副模具采用推桿和斜滑塊配合的方式推出塑件。</p><p>　　4.7.1 脫模力的計(jì)算</p><p>　　注射成型后，塑件在模具中冷卻定型，由于體積收縮，會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，塑件必須克服摩擦阻力和大氣壓力才能從模具中脫出。</p><p>　　脫模力的計(jì)算公式如下：</p><p&g

78、t;<b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —脫模力（N）；</p><p>　　—垂直抽芯方向型芯的投影面積（mm²），取=1633.78mm²；</p><p>　　—塑料的拉伸彈性模量（Mpa），取=1.94Mpa；</p><p>　　—塑料的平均成型收縮率（%），取=0.5

79、%；</p><p>　　—塑件的壁厚（mm），取=3.75mm；</p><p>　　—模具型芯的脫模斜度（°），取=1°；</p><p>　　—塑料的泊松比，取=0.30；</p><p>　　—塑件與型芯間的靜摩擦因數(shù)，取=0.15；</p><p>　　—塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度（mm）,取=

80、28.75mm。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　4.7.2 推桿尺寸的計(jì)算及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　為了能夠更好的與斜滑塊配合，方便塑件的整體脫模及不對(duì)塑件損壞，所以推桿的數(shù)量為4根，其在支撐板上的分布如圖

81、14所示：</p><p>　　圖14 推桿分布圖</p><p>　?。?）推桿受力的計(jì)算</p><p>　　每一根推桿的平均受力，計(jì)算公式如下：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —脫模力（N）；</p><p><b&

82、gt;　　—推桿的數(shù)目；</b></p><p>　　—每根桿所受的力（N）。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　?。?）推桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　推桿的直徑計(jì)算公式如下：&

83、lt;/p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —推桿的直徑（mm）；</p><p>　　—推桿的長(zhǎng)度（mm），取=100mm。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：</b></p><p><b>　　mm</b>

84、</p><p>　　由于推桿是標(biāo)準(zhǔn)件，故其直徑可取為Ø8mm，推桿的材料為T8A（GB/T 1298-1986），推桿與推桿孔的配合一般為H8/f8或H9/f9。推桿的結(jié)構(gòu)圖如圖15所示：</p><p><b>　　圖15 推桿</b></p><p>　　4.7.3 復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　

85、本設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位，用4根復(fù)位桿。復(fù)位桿的材料為T8A，直徑為Ø12mm，其結(jié)構(gòu)圖如圖16所示：</p><p><b>　　圖16 復(fù)位桿</b></p><p>　　4.8 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　該塑件側(cè)壁上有兩個(gè)小孔，把手處還有一個(gè)長(zhǎng)孔，另外，塑件內(nèi)壁上還有兩個(gè)凸筋，它們阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型

86、側(cè)壁上的小孔、把手處長(zhǎng)孔的零件和內(nèi)壁處的凸筋必須做成活動(dòng)的型芯，在塑件推出前先將活動(dòng)型芯抽出，然后再從模腔中脫出塑件。完成側(cè)型芯抽出和復(fù)位動(dòng)作的機(jī)構(gòu)叫側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　4.8.1 抽芯機(jī)構(gòu)的選擇</p><p>　　側(cè)向分型的抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來源可分為手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓和機(jī)動(dòng)四種[13]。</p><p>　?。?）手動(dòng)抽芯。手動(dòng)抽芯是在推出塑件前或

87、脫模后用手工方法將活動(dòng)型芯取出。手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、抽拔力有限，僅在特殊場(chǎng)合使用，因此本次設(shè)計(jì)中不采用。</p><p>　?。?）液壓或氣動(dòng)抽芯。液壓或氣動(dòng)抽芯是指?jìng)?cè)向分型的活動(dòng)型芯可由液壓傳動(dòng)或氣壓傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)抽出。由于一般注射機(jī)沒有抽芯油缸或氣缸，需另行設(shè)計(jì)液壓或氣動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及抽芯系統(tǒng)，增大了模具設(shè)計(jì)的困難，因此本次設(shè)計(jì)中也不采用。</p><p>　

88、?。?）機(jī)動(dòng)抽芯。機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯是利用注射機(jī)的開模力，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向，將側(cè)向活動(dòng)的型芯抽出。機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是抽芯不需要人工操作、抽拔力較大，具有靈活、方便、生產(chǎn)效率高、容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作、無需另外添置設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中被廣泛采用。因此本次設(shè)計(jì)將采用機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　4.8.2 塑件左側(cè)小孔的抽芯</p><p>　　側(cè)壁上的小孔和長(zhǎng)孔的抽

89、芯設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的分型機(jī)構(gòu)，它借助開模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，動(dòng)作可靠。左側(cè)小孔的抽芯結(jié)構(gòu)如圖17所示：</p><p>　　圖17 左側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)</p><p>　　滑塊裝在導(dǎo)槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動(dòng)滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運(yùn)動(dòng)方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與定模板采用H7/m6的配合，與滑塊上對(duì)應(yīng)的孔采用留有一定間隙的配合。開模時(shí)，斜導(dǎo)柱

90、與滑塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力。迫使滑塊完成抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　開模后，滑塊必須停留在一定的位置上，否則閉模時(shí)斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊，為此必須設(shè)置滑塊定位裝置。圖中的限位擋釘和彈簧的作用是完成抽拔動(dòng)作后對(duì)滑塊起定位作用，使它停留在與斜導(dǎo)柱脫離的位置上，以便合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確進(jìn)入斜孔，驅(qū)動(dòng)其復(fù)位。楔緊塊的作用是在閉模時(shí)鎖緊滑塊，以免注塑時(shí)滑塊因受到塑料的壓力而產(chǎn)生位移。</p&g

91、t;<p>　　4.8.3 塑件右側(cè)小孔的抽芯</p><p>　　塑件右側(cè)的小孔和把手處的長(zhǎng)孔的抽芯機(jī)構(gòu)如圖18所示：</p><p>　　圖18 右側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)</p><p>　　把手處地型芯通過螺釘與滑塊連在一起，隨著滑塊一起運(yùn)動(dòng)。由于右側(cè)的滑塊運(yùn)動(dòng)距離比較大，所以右側(cè)的定位裝置與左側(cè)的不同。該定位裝置依靠螺釘和壓緊彈簧使滑塊退出后緊靠在限位

92、擋板上定位。</p><p>　　4.8.4 凸筋處的抽芯機(jī)構(gòu)</p><p>　　斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于塑件側(cè)孔或側(cè)凹較淺，所需抽芯距不大但成型面積較大的場(chǎng)合，所以塑件內(nèi)壁凸筋處的抽芯可以用斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、動(dòng)作可靠，應(yīng)用廣泛[14]。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用滑塊導(dǎo)滑斜滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，凸筋處的斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)如圖19

93、所示：</p><p>　　圖19 斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)</p><p>　　開模時(shí)，推桿推動(dòng)斜滑塊，斜滑塊在導(dǎo)滑塊的導(dǎo)滑作用下，沿著型芯的斜面向上運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)塑件內(nèi)壁處凸筋的抽芯，同時(shí)也推出了塑件。為了防止斜滑塊沿著型芯的斜面運(yùn)動(dòng)距離過大，所以導(dǎo)滑槽的長(zhǎng)度并沒有到達(dá)型芯頂端處，而是有一定的長(zhǎng)度限制。</p><p>　　4.8.5 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p

94、><p>　　斜導(dǎo)柱的斷面形狀為圓柱形，斜導(dǎo)柱的端部做成錐形，錐體角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，避免斜導(dǎo)柱有效工作長(zhǎng)度部分脫離滑塊斜孔之后，錐體仍有驅(qū)動(dòng)作用。斜導(dǎo)柱采用T8A號(hào)鋼，熱處理硬度在55HRC以上，表面粗糙度Ra不大于0.8µm。斜導(dǎo)柱與其固定板采用H7/m6的配合，與滑塊斜孔之間留有0.5 ~1mm的間隙，此間隙使滑塊運(yùn)動(dòng)滯后于開模運(yùn)動(dòng)，且使分型面處打開一縫隙，使塑件在活動(dòng)型芯未抽出前獲得松動(dòng)，然后再

95、驅(qū)動(dòng)滑塊抽芯。</p><p>　　斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如圖20所示：</p><p><b>　　圖20 斜導(dǎo)柱</b></p><p><b>　　4.8.6 滑塊</b></p><p>　　滑塊上裝有側(cè)型芯，在斜導(dǎo)柱的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯，滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的重要零部件。</p>

96、<p>　　滑塊與型芯有整體式和組合式兩種。整體式適于形狀簡(jiǎn)單易于加工的場(chǎng)合；組合式的特點(diǎn)是加工、維修和更換方便，能節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，故被廣泛采用。本次設(shè)計(jì)采用的是組合式滑塊，滑塊與側(cè)型芯用銷釘連接，如圖21所示：</p><p><b>　　圖21 滑塊</b></p><p>　　滑塊采用45號(hào)鋼，淬硬度在40HRC以上，成型部位采用局部熱處理達(dá)到硬度要

97、求。側(cè)型芯采用Cr12鋼制造，硬度在50HRC以上。</p><p>　　4.8.7 滑塊的導(dǎo)槽</p><p>　　滑塊的導(dǎo)槽與滑塊的配合要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不宜過分松動(dòng)，亦不宜過緊，兩者之間上下、左右各有一對(duì)平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有間隙。</p><p>　　滑塊的導(dǎo)槽部分應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，避免運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生歪斜，一般導(dǎo)槽部分長(zhǎng)度應(yīng)大于滑塊寬度的2/3。導(dǎo)

98、滑槽應(yīng)有足夠的耐磨性，由T8A鋼制造，硬度在50HRC以上?；瑝K的導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)如圖22所示：</p><p><b>　　圖22 導(dǎo)滑槽</b></p><p>　　4.9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　在塑件成型過程中，模具的溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件的質(zhì)量，而模具的溫度高低又取決于塑料的結(jié)晶性、塑件尺

99、寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度、注射壓力）等[15]。模具溫度調(diào)節(jié)的基本原則如下：</p><p>　?。?）對(duì)于黏度低、流動(dòng)性好的塑料，可采用常溫水進(jìn)行冷卻，并通過調(diào)節(jié)水的流量大小控制模具溫度。</p><p>　　（2）對(duì)于粘度高、流動(dòng)性差的塑料，常需要對(duì)模具加熱。</p><p>　?。?）對(duì)于黏流溫度或熔點(diǎn)不太高的塑料，一般采用常溫水

100、或冷凍水對(duì)模具進(jìn)</p><p>　　行冷卻。有時(shí)也采用加熱措施對(duì)模具的溫度進(jìn)行控制。</p><p>　?。?）對(duì)于黏流溫度或熔點(diǎn)高的塑料，可采用溫水控制溫度。</p><p>　?。?）對(duì)于流程很長(zhǎng)、壁厚又較厚的塑件，或者是黏流溫度或熔點(diǎn)雖然不高、但成型面積很大的塑件，可對(duì)模具采取適當(dāng)?shù)募訜岽胧?lt;/p><p>　?。?）對(duì)于小型薄壁零

101、件，當(dāng)成型工藝要求的模溫不太高時(shí)，可依靠自然空氣冷卻。</p><p>　　4.9.1 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于該塑件的材料是ABS，且ABS要求的模溫較低，所以本模具不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，只設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可。</p><p>　　4.9.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　ABS塑料的模溫要求較低，由于模具不斷地被注入

102、的熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具本身自然散熱不能使模具保持較低的溫度，因此，必須加設(shè)冷卻裝置[16]。模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下：</p><p>　?。?）在保證模具材料有足夠機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道盡可能開設(shè)在靠近型腔或型芯表面的位置。</p><p>　?。?）冷卻水道的直徑優(yōu)先采用8mm以上的，且各個(gè)水道的直徑應(yīng)盡量相同，避免因水道直徑不同造成冷卻液流速不均。</p>

103、;<p>　?。?）防漏水，特別不能滲透到成型區(qū)域，當(dāng)水道必須通過鑲件、模板接縫時(shí)，必須密封。</p><p>　?。?）進(jìn)出水口應(yīng)設(shè)在不影響操作的方位，通常設(shè)在注射機(jī)操作位置的對(duì)面或模具下方。</p><p>　?。?）在模具總體設(shè)計(jì)過程中應(yīng)給冷卻水道留出足夠的空間。</p><p>　　而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各處連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。<

104、;/p><p>　　5 模具零件的計(jì)算</p><p>　　本次設(shè)計(jì)計(jì)算模具成型零件的工作尺寸時(shí)均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　查資料得ABS材料的收縮率為0.3%~0.7%，故平均收縮率為0.5%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取Δ/3，塑件未標(biāo)注公差尺寸采用MT5。</p><p

105、>　　5.1 型腔工作尺寸的計(jì)算</p><p>　　5.1.1 型腔徑向尺寸計(jì)算</p><p>　　型腔徑向平均尺寸計(jì)算公式如下：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 —模具型腔徑向尺寸（mm）；</p><p>　　—塑件徑向公稱尺寸（mm）；

106、</p><p>　　—平均收縮率（%），取=0.5%；</p><p>　　—系數(shù)，取=0.75；</p><p>　　—塑件公差值（mm）；</p><p>　　—成型零件制造公差（mm），取=/3。</p><p>　?。?）對(duì)于30.73mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=30.73，成型零件制造公差為=/3=0.2

107、8/3=0.093。</p><p>　?。?）對(duì)于29.27mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=29.27，成型零件制造公差為=/3=0.25/3=0.083。</p><p>　?。?）對(duì)于21.08mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=21.08，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　?。?）對(duì)于116mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=116，

108、成型零件制造公差為=/3=0.57/3=0.19。</p><p>　?。?）對(duì)于133.5mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=133.5，,成型零件制造公差為=/3=0.64/3=0.213。</p><p>　　5.1.2 型腔深度尺寸計(jì)算</p><p>　　型腔深度平均尺寸計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　(7)<

109、;/b></p><p>　　式中 —模具型腔深度尺寸（mm）；</p><p>　　—塑件深度公稱尺寸（mm）。</p><p>　?。?）對(duì)于48mm的尺寸，其深度公稱尺寸為=48，成型零件制造公差為=/3=0.32/3=0.107。</p><p>　?。?）對(duì)于29mm的尺寸，其深度公稱尺寸為=29，成型零件制造公差為=/3

110、=0.25/3=0.083。</p><p>　?。?）對(duì)于20mm的尺寸，其深度公稱尺寸為=20，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　　5.2 型芯工作尺寸計(jì)算</p><p>　　5.2.1 型芯徑向尺寸計(jì)算</p><p>　　型芯徑向平均尺寸計(jì)算公式如下：</p><p>

111、;<b>　?。?）</b></p><p>　?。?）對(duì)于126mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=126，成型零件制造公差為=/3=0.64/3=0.213。</p><p>　?。?）對(duì)于42.5mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=42.5，成型零件制造公差為=/3=0.32/3=0.107。</p><p>　?。?）對(duì)于65mm的尺寸，其徑向公稱

112、尺寸為=65，成型零件制造公差為=/3=0.37/3=0.123。</p><p>　?。?）對(duì)于35mm的尺寸,其徑向公稱尺寸為=35，成型零件制造公差為=/3=0.28/3=0.093。</p><p>　?。?）對(duì)于57.5mm的尺寸，其徑向公稱尺寸為=57.5，成型零件制造公差為=/3=0.37/3=0.123。</p><p>　?。?）對(duì)于26.79mm

113、的尺寸，其徑向公稱尺寸為=26.79，成型零件制造公差為=/3=0.25/3=0.083。</p><p>　　5.2.2 型芯高度尺寸計(jì)算</p><p>　　型芯高度平均尺寸計(jì)算公式如下：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　?。?）對(duì)于45.5mm的尺寸，其高度公稱尺寸為=45.5，成型

114、零件制造公差為=/3=0.32/3=0.107</p><p>　?。?）對(duì)于23.75mm的尺寸，其高度公稱尺寸為=23.75，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　?。?）對(duì)于22.5mm的尺寸，其高度公稱尺寸為=22.5，成型零件制造公差為=/3=0.22/3=0.073。</p><p>　?。?）對(duì)于26.25mm的尺寸，

115、其高度公稱尺寸為=26.25，成型零件制造公差為=/3=0.25/3=0.083。</p><p>　　5.3 型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算</p><p>　　由于模具的型腔為組合式圓形型腔，所以采用圓形組合式的計(jì)算公式來計(jì)算其厚度。采用45號(hào)鋼為側(cè)壁和底板的材料，其物理參數(shù)：=200MPa,E=2.1×10Mpa 。</p><p>　　5.3.1

116、型腔側(cè)壁厚度計(jì)算</p><p>　?。?）利用剛度公式計(jì)算，其計(jì)算公式如下：</p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　式中 —凹模型腔的側(cè)壁厚度（mm）；</p><p>　　—材料的彈性模量（MPa），取=2.1×10Mpa；</p><p>　　—成型

117、零部件的許用變形量（mm），=0.025~0.04mm，取=0.03mm；</p><p>　　—凹模型腔內(nèi)孔的半徑（mm），取=66.75mm；</p><p>　　—模腔壓力（MPa），取=40MPa；</p><p>　　—材料的泊松比，碳鋼為0.25。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得：</b><

118、;/p><p><b>　　mm</b></p><p>　?。?）利用強(qiáng)度公式計(jì)算，其計(jì)算公式如下：</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　　式中 —材料的許用應(yīng)力（MPa）,取=200MPa。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，計(jì)算

119、得：</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　剛度和強(qiáng)度的比較，側(cè)壁厚度應(yīng)大于44.99mm，本次設(shè)計(jì)中型腔的側(cè)壁為58.25mm，所以型腔側(cè)壁滿足要求。</p><p>　　5.3.2 型腔底板厚度計(jì)算</p><p>　?。?）利用剛度公式計(jì)算，其計(jì)算公式如下：</p