按鈕注塑模具設(shè)計(jì)【說明書+CAD+PROE】

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According to injects the mold the structure and the design request, as well as size and so on each factor. This injection mold has used a mold structure and escapes six board to go against the installment. According to injects the mold and the injection machine relations choice injection machine and the determination models the injection craft parameter. Injects the mold the structural design including to divide the profile choice, the deterministic cavity arrangement way, pours the system design and takes shape the components structural design. This mold structure compact, reasonably after production use, each part of movements accurate reliable, effectively solved side runner to inject the mold to take shape the plastic product common flaw question, modelled a quality stably, conformed to the design requirement, might realize the mass production, moreover the production efficiency was high. Key word： The button , injects the mold , through hole. 第一章 緒論 1.1我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(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，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。 （1）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)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。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。 （2）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，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國(guó)CV公司的CADS5、以及一些塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程，如對(duì)充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(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。 （3）模具材料方面：近年來，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重 大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。 1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)今后的發(fā)展方向  （1）提高大型、精密、復(fù)發(fā)展方向雜、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)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （2）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （3）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)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 （4）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。 （5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。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。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 （6）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。 （7）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/CAM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。 1.3 用Pro/E繪圖軟件進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的優(yōu)勢(shì)分析 Pro/ENGINEER是美國(guó)PTC公司的產(chǎn)品，于1988年問世。10多年來，經(jīng)歷20余次的改版，已成為全世界及中國(guó)地區(qū)最普及的3D CAD/CAM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車、航天、家電、玩具等行業(yè)。 Pro/E是全方位的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件包，和相關(guān)軟件Pro/DESINGER（造型設(shè)計(jì)）、Pro/MECHANICA（功能仿真），集合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、加工制造、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理等功能，從而使用戶縮短了產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間并簡(jiǎn)化了開發(fā)的流程；國(guó)際上有27000多企業(yè)采用了PRO/ENGINEER軟件系統(tǒng)，作為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 Pro/ENGINEER提供的設(shè)計(jì)理念將設(shè)計(jì)、制造、裝配以及生產(chǎn)管理融為一體，賦予“設(shè)計(jì)”完整的概念。它提供的強(qiáng)大功能尤其是曲面造型和模具設(shè)計(jì)功能為工程技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員在短期內(nèi)完成高質(zhì)量的產(chǎn)品開發(fā)提供了強(qiáng)有力的工具。 此外，將并行工程技術(shù)引入Pro/ENGINEER的模具設(shè)計(jì)中，可以由傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造工藝路線（即模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→模具型腔、型芯二維設(shè)計(jì)→工藝準(zhǔn)備→模具型腔、型芯三維造型→數(shù)控加工指令編程→數(shù)控加工），改變?yōu)橛刹煌墓こ處熗瑫r(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備的并行路線，不但提高了模具的制造精度，而且能縮短設(shè)計(jì)、數(shù)控編程時(shí)間達(dá)40%以上。設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行產(chǎn)品三維零件設(shè)計(jì)時(shí)就考慮模具的成型工藝和影響模具壽命的因素，并進(jìn)行校對(duì)、檢查，預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的錯(cuò)誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后，設(shè)計(jì)、制造及輔助分析部門的多位工程師可同時(shí)進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程圖設(shè)計(jì)、模具性能輔助分析及數(shù)控機(jī)床加工指令的編程等工作，而且每一個(gè)工程師對(duì)產(chǎn)品所做的修改可自動(dòng)反映到其他工程師那里，大大縮短了設(shè)計(jì)、數(shù)控編程的時(shí)間。另外，Pro/ENGINEER軟件具有的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化實(shí)體特征造型技術(shù)為實(shí)現(xiàn)并行工程提供了可靠的技術(shù)保證。??? Pro/ENGINEER具有強(qiáng)大的接口功能，能通過IGES、STL、SET、STEP等格式與其他CAD/CAE/CAM軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)文件的交換。在塑料產(chǎn)品開發(fā)中，通常利用這個(gè)接口與C-MOLD、MOLDFLOW、Z-MOLD等軟件相連，利用它們的分析模塊，對(duì)Pro/ENGINEER中的造型進(jìn)行分析，以確定模具的結(jié)構(gòu)及注塑工藝。 ??? Pro/ENGINEER提供的Pro/PROGRAM是零件與裝配自動(dòng)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要工具，用戶可經(jīng)由非常簡(jiǎn)單的高級(jí)語言來控制零件特征的出現(xiàn)與否、尺寸的大小與零部件的出現(xiàn)與否、零部件的簡(jiǎn)易顯示或完全顯示以及零部件的數(shù)量等。當(dāng)零件或裝配件的Pro/PROGRAM設(shè)計(jì)完成后，讀取此零件或裝配件時(shí)，其各種變化情況即可利用交互方式得到不同的幾何形狀，達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。 利用Pro/ENGINEER還可以方便地建立零件庫(kù)。在注塑模設(shè)計(jì)中所需的通用件和標(biāo)準(zhǔn)件都可根據(jù)用戶的要求建立，同時(shí)用戶所設(shè)計(jì)的每副模具都可作為模具庫(kù)的組成部分，以供后續(xù)模具設(shè)計(jì)應(yīng)用。 ??? Pro/ENGINEER提供的設(shè)計(jì)理念將設(shè)計(jì)、制造、裝配以及生產(chǎn)管理融為一體，賦予“設(shè)計(jì)”完整的概念。它提供的強(qiáng)大功能尤其是曲面造型和模具設(shè)計(jì)功能為工程技術(shù)人員和生產(chǎn)管理人員在短期內(nèi)完成高質(zhì)量的產(chǎn)品開發(fā)提供了強(qiáng)有力的工具。 本課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的為一按鈕塑件制品，而且選用注塑成型的方法，一方面比較適合塑料原材料的成型性能特點(diǎn)，另一方面用注塑成型方法加工的塑料制品，不僅可以成型其制品的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而且制品精度高，質(zhì)量好，注塑成型的生產(chǎn)率也高，通過這次設(shè)計(jì)，可以真實(shí)的感覺到不論在專業(yè)知識(shí)，還是在基礎(chǔ)知識(shí)方面，我的能力都有了很大的提高和進(jìn)步，一方面可以把平時(shí)所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，另一方面，可以使設(shè)計(jì)出來的東西有創(chuàng)新的特點(diǎn)。 第二章 塑料工藝設(shè)計(jì) 本節(jié)根據(jù)一個(gè)塑件的模塑成型要求, 綜合介紹塑件的注塑成型工藝的選擇，成型模具的設(shè)計(jì)程序，模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制及模具裝配與試模的工藝方法等內(nèi)容。 圖2-1塑件圖 設(shè)計(jì)要求 1. 材料：改性聚苯乙烯 2. 生產(chǎn)批量：大批量 3. 未注公差取MT5級(jí)精度 此零件即無通孔又無側(cè)孔，所以從分型面的設(shè)計(jì)到成型零件形成再到模具體結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于Pro/ENGINEER wildfire2.0擬定如下方案進(jìn)行分析。 表 2-1按鈕模具工藝方案分析 可選方案 方案分析 結(jié) 論 分型面 分型面應(yīng)設(shè)在零件截面最大的部位，且不影響零件的外觀，如A-A面，箭頭的朝向代表動(dòng)模的位置，塑料包緊動(dòng)模型芯而留在動(dòng)模，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 √ A-A水平分型面，塑件可能留在定模，為了使塑件脫模必須設(shè)計(jì)頂模推出機(jī)構(gòu)，這使得模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高 型腔布局 一模一件 塑件很小，模架相對(duì)較大，易造成浪費(fèi)，不適合大批量生產(chǎn) 一模六件矩形分布，生產(chǎn)效率高，模具尺寸適中，適合大批量生產(chǎn) 一模六件圓形布局適合大批量生產(chǎn)，易安裝澆注系統(tǒng) √ 澆注系統(tǒng) 平衡式側(cè)澆口，加工簡(jiǎn)單，澆口容易去除，不影響塑件外觀，易保證每個(gè)型腔內(nèi)塑件的尺寸 √ 點(diǎn)澆口進(jìn)料 從塑件頂端進(jìn)料，塑件質(zhì)量好，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需采用三板兩開模具結(jié)構(gòu) 推出機(jī)構(gòu) 零件的推出力不大，將推桿設(shè)在Ф6孔的內(nèi)部，推桿參與成型，此類推桿稱為成型推桿 √ （注：勾選的方案為較佳方案，也是本人所選用的方案。） 2.1按鈕產(chǎn)品造型 由于本塑料制件的造型比較簡(jiǎn)單，用簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)、拉伸、倒圓角命令就能用Pro/ENGINEER wildfire2.0畫出該制件的產(chǎn)品圖，所以過程略，按鈕零件三維圖如下： 圖2-2按鈕零件圖 2.2 塑料的原材料分析 （1）吸濕性強(qiáng)。成型前須充分干燥要求其含水量小于1％，對(duì)于表面光澤要求較高的制品，需長(zhǎng)時(shí)間干燥。 （2）流動(dòng)性較好（溢邊值為0.04mm左右）易于充模，粘度對(duì)剪切速率較敏感，同時(shí)還與注射溫度和注射壓力有關(guān)，其中注射壓力影響較為顯著，因此提高流動(dòng)性要從提高注射壓力入手。 （3）成型難度大，須采用較高的料溫和模溫。對(duì)于耐熱抗沖擊性和中抗沖擊性制件，應(yīng)在允許的范圍內(nèi)料溫取較大值。 （4）精度對(duì)之制件影響較大，有破壞改性聚苯乙烯橡膠相的傾向，通常改性聚苯乙烯在250℃左右變色，270℃開始分解。 （5）若制件精度要求較高模溫宜采取50～60℃，若制件表面要求具有光澤模溫宜取60～80℃，我們的按鈕采用60℃。 （6）注射壓力應(yīng)較大，采用螺桿式注塑機(jī)料溫可取160～220℃，注射壓力可取70～90MPa。 （7）模具設(shè)計(jì)過程中注意事項(xiàng)，澆注系統(tǒng)流動(dòng)阻力應(yīng)盡可能小，澆口位置及形式應(yīng)合理并能防止熔接痕的產(chǎn)生，同時(shí)要考慮模具制造的經(jīng)濟(jì)性和加工的合理性。 2.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度等級(jí)及表面質(zhì)量分析 從該制品的零件圖可知: 此零件即無通孔又無側(cè)孔，所以從分型面的設(shè)計(jì)到成型零件形成再到模具體結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，無特殊尺寸精度要求。 （1）成型制件的尺寸大小主要取決于塑料原料的流動(dòng)性和注射時(shí)的壓力在一定的設(shè)備和工藝條件下，流動(dòng)性較好的塑料品種可以成型較大的制件，改性聚苯乙烯的流動(dòng)性能較好，適于成型較大的制件。在這里按鈕注塑模具的尺寸較小，注塑時(shí)的壓力要求不太大，一般的注塑壓力就能滿足。 （2）制品的精度等級(jí)：塑料制件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)和模具制造誤差，此塑料件未注公差等級(jí)較低為MT5級(jí)，該塑件的精度等級(jí)較低。受模具活動(dòng)部分的影響，取公差值和附加值之和，MT2級(jí)取0.05，MT3-5級(jí)取0.1。 （3）制品的表面質(zhì)量：塑料制件的精度等級(jí)較低，我們所要獲得的制件對(duì)制品的表面質(zhì)量除要求無缺陷，毛刺，無特殊要求，一般的模具制造工藝和注塑工藝就能滿足要求。 （4）制品的形狀結(jié)構(gòu)：制品的壁厚均勻?yàn)?mm。符合材料的最小壁厚原則，在模具的設(shè)計(jì)和加工過程中要特別注意，防止出現(xiàn)缺陷。 2.4 計(jì)算塑料制件的體積和質(zhì)量 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)量。 計(jì)算塑料制件的體積： V=0.369 （在這里為大致計(jì)算，其中圓角處的尺寸可不預(yù)考慮在選取注塑機(jī)時(shí)適當(dāng)放縮。） 查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》知改性聚苯乙烯塑料密度為ρ=1.04～1.10g/㎝3 由密度可得出單個(gè)制件的質(zhì)量： Q=ρV=1.05g∕×0.369 =0.387g 2.5改性聚苯乙烯塑料注射成型的工藝參數(shù) 表 2-2 料筒溫度 喂料區(qū) 40～60℃（50℃） 區(qū)1? 160～180℃（180℃） 區(qū)2 180～230℃（210℃） 區(qū)3 210～260℃（240℃） 區(qū)4 210～260℃（240℃） 區(qū)5 ?210～260℃（240℃） 噴嘴溫度 ?210～260℃（240℃） 料筒恒溫 220℃ 模具溫度??? 40～80℃ 注射壓力 100～150MPa（1000～1500bar） 保壓壓力 保壓時(shí)間相對(duì)較短，注射壓力的30％～60％ 熔料溫度 220～250℃ 背 壓 5～15MPa（50～150bar）；如果背壓太低，熔料中裹入的空氣會(huì)造成焦化（在制品內(nèi)有灰黑紋路）。 注射速度 最好采用分級(jí)注射：從慢到快；需要注射速度以達(dá)到好的表面光澤，最小熔合縫以及熔合縫高強(qiáng)度；需要在前流道會(huì)合處開設(shè)通氣隧道 螺桿轉(zhuǎn)速 最大螺桿轉(zhuǎn)速折合線速度為0.6m/s，但最好將螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置低一點(diǎn)，只要能在冷卻時(shí)間結(jié)束前完成塑化過程即可 計(jì)量行程??? （0.5～4）D 殘料量? 2～8mm，取決于計(jì)量行程和螺桿直徑 預(yù)烘干 改性聚苯乙烯在有些情況下可從原料袋內(nèi)直接喂料無需預(yù)烘干，否則在80℃溫度下烘干3h；潮濕的顆粒會(huì)造成制品有裂紋、擦痕或氣泡。 回收率???? 可加30％的回料，前提是之前材料沒有發(fā)生熱降解 收縮率????? 0.001～0.008 澆口系統(tǒng)? 可使用平衡式側(cè)澆口和熱流道；最小壁厚應(yīng)不大于0.7mm，因?yàn)楦男跃郾揭蚁┝鲃?dòng)性較好 機(jī)器停工時(shí)段? 無需用其它料清洗 料筒設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)螺桿，止逆環(huán)，直通噴嘴 括號(hào)內(nèi)的溫度建議作為基本設(shè)定值，行程利用率為35％和65％ 2.6 塑料成型設(shè)備的選取 注射模具安裝在注塑機(jī)上的，模具與注塑機(jī)應(yīng)當(dāng)相適應(yīng)，這樣關(guān)系到塑件的質(zhì)量，均勻性及有效的成型周期，一副模具放在許多型號(hào)和規(guī)格的注塑機(jī)上使用均可能取得令人滿意的效果，但是唯有包括該模具預(yù)想的量，鎖模力，注塑速度和總的循環(huán)操作的機(jī)型才能取得最佳的效果。選擇注塑機(jī)時(shí)，必須保證制品的注塑量要小于注塑機(jī)允許的最大注塑量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制品注塑量一般不超過注塑機(jī)的最大注塑量的80%。此模具設(shè)計(jì)采用一模兩腔，查《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》，塑件所需的壓力和工廠現(xiàn)有的設(shè)備初步選用注塑機(jī)為xs-z-60。 表 2-3 xs-z-60注塑機(jī)參數(shù)列表 注射容量： 60 注射壓力： 122mpa 鎖模力： 500KN 最大注射面積 130c㎡ 模具厚度 70～200mm 模板行程: 180mm 噴嘴 球半徑：12mm 孔半徑：4mm 第三章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1模腔數(shù)量的確定 塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量。 3.1.1按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量N1 N1=×－ 其中： F 注塑機(jī)的鎖模力（N） PC 型腔內(nèi)的平均壓力(Mpa) A 每個(gè)制件在分型面上的面積（） B 流道和澆道在分型面上的投影面積（） B 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析B為（0.2～0.5）A，通常取可B=0.35A，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為25～40Mpa的范圍內(nèi)，實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見常用0.8F估算，因此 N1== =6.5（個(gè)） 3.1.2注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目N2 N2=（G－C）/V 其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（） V 單個(gè)制件體積 （） C 流道和澆口的總體積（） 生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的(0.75～0.45)倍，取0.7倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的(0.2～1)倍，現(xiàn)取C=0.6V則 N2===6.39（個(gè)） 從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取N1，N2中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是1,2,3,4，5，6個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰淼闹萍湫筒蛔愕热毕?。我們所設(shè)計(jì)的按鈕模具采用一模六腔的方案，即 N=6 3.1.3加載參照模型 新建文件： 執(zhí)行【文件|新建】命令，在新【新建】對(duì)話框類型內(nèi)選擇【制造】，子類型中選擇【模具型腔】，并在【名稱】文本框輸入anniu，取消【使用缺省模板】，單擊【確定】按鈕，進(jìn)入【新建文件夾選項(xiàng)】對(duì)話框，在【模板】欄內(nèi)選擇mmns_mfg_mold,這個(gè)是一個(gè)公制的模具設(shè)計(jì)模板。 定位參照零件： 執(zhí)行菜單管理器中的【模具|模具模型|定位零件參照】命令。系統(tǒng)將彈出【布局】對(duì)話框和【打開】對(duì)話框，在【打開】對(duì)話框中選取anjiu.prt作為模具的參照零件，單擊【打開】按鈕。在【創(chuàng)建參照零件】對(duì)話框中，輸入?yún)⒄漳Ｐ偷拿Q：ANNIU_REF，單擊【確定】按鈕。在對(duì)話框中，單擊【參照模型起點(diǎn)與定向】欄內(nèi)的按鈕。 系統(tǒng)彈出另一個(gè)Pro/E圖形窗口，如圖3-1所示，此時(shí)，零件的方位不正確，要求模型的Z軸與開模方向一致，因此需要重新定位。 圖3-1參照模型 圖3-2 變更參照模型的方向 執(zhí)行菜單管理器中的【坐標(biāo)系類型|動(dòng)態(tài)】命令，接著，屏幕上會(huì)彈出【參照模型方向】對(duì)話框，選擇繞Y軸旋轉(zhuǎn)，將旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為-90°，單擊【確定】按鈕，如圖3-2所示。 模型布局： 緊接著可按一模六腔圓形布局的方式將參照模型分布好。在【布局】對(duì)話框中設(shè)置參數(shù)布局：圓形；定向：恒定；型腔數(shù)量：6；半徑：20，如圖3-3所示。 分型基準(zhǔn)面 圖 3-3參照模型圓形布局 圖3-4參照模型的布局形式 單擊【預(yù)覽】按鈕，圖形窗口將顯示布局成功的參照模型，如圖3-4所示。 3.1.4成型零件設(shè)計(jì) 成型零件在此主要是型芯（Core）和型腔（Cavity），型芯和型腔圍合而成的空腔即是塑料制件的體積，成型零件的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，其設(shè)計(jì)的難易程度取決于塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度，有簡(jiǎn)單的也有復(fù)雜的。本成型零件比較簡(jiǎn)單。 按鈕模具成型零件的設(shè)計(jì)過程是：先制作一個(gè)能夠完全包容塑料的毛坯工件（Workpiece），再根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出模具分型面，以分型面將毛坯工件分割成兩塊材料，最后將這兩塊材料提取出來形成型芯和型腔。 3.1.5應(yīng)用收縮 塑料制件從熱模具中取出并冷卻至室溫后，其尺寸會(huì)發(fā)生縮減，為了補(bǔ)償這種變化，故要在參照模型上增加一個(gè)收縮率，收縮量=收縮率×尺寸。 單擊【模具|收縮】命令，系統(tǒng)將提示擁護(hù)選擇對(duì)象，在圖形中任選一個(gè)按鈕參照模型。接著，依次單擊菜單管理器中的【收縮|按尺寸】，在文本框中的數(shù)值該為0.006，單擊√，然后單擊【完成|返回】，退出收縮功能設(shè)置。 3.1.6增加毛坯工件 毛坯工件—Workpiece，它是一個(gè)能夠完全包容參照模型的組件，通過分型面等特征可以將其分割成型芯或型腔等成型零件。 依次單擊菜單管理器中的【模具|模具模型|創(chuàng)建|工件|自動(dòng)】命令。毛坯工件的建立方法有兩種，一種自動(dòng)，一種手動(dòng)，此設(shè)計(jì)我選擇的是自動(dòng)建立的方法，如3-5圖所示先選擇模具坐標(biāo)系（MOLD_DEF_CSYS）作為工件的定位參考坐標(biāo)。 選擇形狀 修改尺寸 選取模具坐標(biāo)系 圖3-5選取模具坐標(biāo)系 圖3-6自動(dòng)工件對(duì)話框 在【自動(dòng)工件】對(duì)話框中，做如下設(shè)置（參照?qǐng)D3-6進(jìn)行），其中，+Z型腔指毛坯工件中分型以上部分的厚度，-Z型芯指毛坯工件中分型以下部分的厚度。 單擊【預(yù)覽】按鈕，可以在圖形窗口中看到毛坯工件的形狀，如果無誤，單擊【確定】，完成毛坯工件的創(chuàng)建，其最終形狀如圖3-7所示。 圖 3-7創(chuàng)建好的毛坯工件 單擊【完成|返回】退出模具模型菜單。 3.1.7 分型面的選擇以及型腔的排列方式的確定 3.1.7.1設(shè)計(jì)分型面 模具設(shè)計(jì)的過程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇的原則來確定模具的分型面: 1)分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處，否則，制品無法脫模。在選擇分型面時(shí)，這是首要原則。 2）盡可能使制品留在動(dòng)模一側(cè) 因?yàn)樽⑸錂C(jī)的推出液壓缸設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，制品留在動(dòng)模一側(cè)有利于脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)置。 3）有利于保證制品的尺寸精度。 4）有利于保證制品的外觀質(zhì)量 動(dòng)、定模相配合的分型面上稍有間隙，熔體就會(huì)在制品上產(chǎn)生飛邊，影響制品的外觀質(zhì)量。因此在制品光滑平整的表面或圓弧曲面上，應(yīng)盡量避免選擇分型面。 5）盡可能滿足制品的使用要求 在注射成形過程中，制品上會(huì)產(chǎn)生一些很難避免的工藝缺陷，如脫模斜度、飛邊及推桿與澆口痕跡等。在設(shè)計(jì)分型面時(shí)，應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響制品的使用功能。 6）盡量減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需鎖模力。 7）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向 當(dāng)制品在相互垂直的兩個(gè)方向都需要設(shè)置型芯時(shí)，應(yīng)將較短的型芯置入側(cè)抽芯方向，有利于減小抽拔距。 8）有利于排氣 9）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) 當(dāng)安排制品在型腔中方位時(shí)，應(yīng)盡可能避免側(cè)向分型或抽芯，特別應(yīng)避免在定模一側(cè)的側(cè)向抽芯。 10）在選擇非平面分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。 模具的分型面是打開模具，取出塑件的面，分型面可以是平面、曲面、階梯面，可以與開模方向垂直，也可以與之平行，對(duì)此模具按鈕而言，分型面是一個(gè)簡(jiǎn)單的平面，它垂直于開模方向。 該塑件為按鈕，表面無特殊的要求，故分型面選擇如下圖所示的A-A分型面： 圖3-8分型面的選擇 單擊菜單管理器中的【模具|分型面|創(chuàng)建】命令，系統(tǒng)會(huì)詢問分型面的名稱，此處采用默認(rèn)的名稱：PART_SURF_1，單擊【確定】按鈕，之后，單擊菜單管理器中的【增加|平整|完成】命令，增加一個(gè)平面分型面，在窗口中選擇基準(zhǔn)平面MAIN_PARTING_PIN，如圖3-9所示。 分型面 圖3-9 選取分型基準(zhǔn)面 3.1.7.2分割體積塊 有了毛坯工件，又有了分型面，變可以用分型面將毛坯分割成兩個(gè)獨(dú)立的體積塊。型腔板（A板），如圖3-10所示，型芯板（B板）如圖3-11所示。 圖3-10型腔板（A板） 圖3-11型芯板（B板） 3.2 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 3.2.1.1主流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形式為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。 主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間。由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)稍大于注射機(jī)噴嘴直徑d，通常為 D=d+(0.5~1)mm 主流道入口的凹坑球面半徑R2也應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑R1，通常為 R2= R1+（1~2）mm 主流道的半錐角α通常為1°~2°。過大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過大。 主流道內(nèi)壁的表面粗糙度應(yīng)在Ra0.8μm以下，拋光時(shí)沿軸向進(jìn)行。主流道的長(zhǎng)度L，一般按模板厚度確定。為了減少熔體充模時(shí)的壓力損失和物料損耗，應(yīng)盡可能縮短主流道的長(zhǎng)度，L一般控制在60mm以內(nèi)。在主流道過長(zhǎng)時(shí)，可在澆口套上挖出深凹坑，讓噴嘴伸入到模具內(nèi)。 主流道的出口端應(yīng)有較大的圓角，其半徑r約為D。 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。 根據(jù)XS-Z-60型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=Ф2mm 噴嘴前端球面半徑： R0=12mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 取主流道的球面半徑： R=15mm 取主流道的小端直徑: d=3.5mm 為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取1～3度經(jīng)換算得主流道大端直徑D=4mm，為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過渡。 3.2.1.2 主流道襯套的形式 由于注塑成型時(shí)主流道要與高溫塑料熔體和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以都不將主流道直接開在定模上，而是將它單獨(dú)開設(shè)在一個(gè)嵌套中，然后將此套在嵌入定模內(nèi)，該嵌套稱為主流道襯套（也有文獻(xiàn)稱為澆口套）。采用主流道襯套以后，不僅對(duì)主流道的加工和熱處理以及襯套本身的選材等工作都帶來了很大的方便，而且在主流道損壞后也便于修磨或更換。 澆口套可以使用標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有12，16，20等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為20，所以澆口套的為R21。 圖3-12主流道襯套 3.2.1.3 主流道襯套的固定 因?yàn)椴捎玫挠型袧部谔祝杂枚ㄎ蝗ε浜瞎潭ㄔ谀＞叩拿姘迳?。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ98mm，內(nèi)徑Φ35mm。襯套與定模之間的配合采用，具體固定形式如下圖所示： 圖3-13主流道襯套的固定 3.2.2 分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。 3.3.3 主分流道的形狀及尺寸 主分流道是水口板下水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等，工程設(shè)計(jì)中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸： （式1） （式2） 式中 B―梯形大底邊的寬度（mm） m―塑件的重量（g） L―分流道的長(zhǎng)度（mm） H―梯形的高度（mm） 為了便于取出主流道凝料，主流道應(yīng)呈圓錐形，錐角約為2°～4°，在應(yīng)用式（式1）時(shí)應(yīng)注意它的適用范圍，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且計(jì)算結(jié)果在3.2～9.5mm范圍內(nèi)才合理。 本按鈕的體積為0.369，質(zhì)量大約0.387g，分流道的長(zhǎng)度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成15mm長(zhǎng)，且有6個(gè)型腔，所以： 9.4 取B為9mm 取H為6mm 梯形小底邊寬度取6mm，其側(cè)邊與垂直于分型面的方向約成100。另外由于使用了水口板（即我們所說的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脫模。 實(shí)際加工時(shí)實(shí)，常用兩種截面尺寸的梯形流道，一種大型號(hào)，一各小型號(hào)。 3.2.4主分流道長(zhǎng)度 分流道要盡可能短，且少?gòu)澱?，便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設(shè)計(jì)成直的，總長(zhǎng)140mm。 3.2.6 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。 實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。） 3.2.7 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下圖： 圖3-14流道的布置 3.2.8澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 3.2.8.1澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 從圖中可看出，我們采用的是平衡式側(cè)澆口。側(cè)澆口又稱邊緣澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在塑件的邊緣或邊緣頂，這種澆口不影響塑件外觀，有時(shí)可避免旋流紋。在側(cè)澆口進(jìn)入或連接型腔的部位，應(yīng)成圓角以防劈裂。具體到這套模具，其澆口形式及尺寸如圖所示。 圖3-15流道系統(tǒng)效果圖 3.2.8.2澆口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： 1. 盡量縮短流動(dòng)距離。 2. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 3. 必須盡量減少熔接痕。 4. 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 5. 考慮分子定向影響。 6. 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 7. 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8. 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，每個(gè)型腔設(shè)計(jì)兩個(gè)進(jìn)澆點(diǎn)。 3.2.8.3澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同。 3.2.9冷料穴的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10－25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1－1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如圖中所示。實(shí)際上只要將分流道順向延長(zhǎng)一段距離就行了。 3.2.10排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注塑模具的設(shè)計(jì)過程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。 排氣方式有兩種：開排氣槽排氣，利用合模間隙排氣。 由于按鈕注塑模具是小型模具，可直接利用分型間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開設(shè)排氣槽。（改性聚苯乙烯塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上改性聚苯乙烯的流動(dòng)性較好，也不宜開排氣槽。） 第四章 模具工作零件的設(shè)計(jì) 4.1 按鈕注塑模具的工作尺寸 本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來計(jì)算。 查教材表1-3塑料改性聚苯乙烯的成型收縮率為S=0.4～0.7％，故平均收縮率我們?nèi)镾cp=0.55％。考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取=Δ/3。 4.1.1 凹模工作尺寸的計(jì)算 塑件尺寸 計(jì)算公式 型腔工作尺寸 Lm=(Ls+LsScp％ －3/4Δ) 圖4-1 凹模板 4.1.2 凸模工作尺寸的計(jì)算 塑件尺寸 計(jì)算公式 型芯工作尺寸 Ln=(Ls+LsScp％+Δ) Φ 圖4-2 凸模板 第五章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料在生產(chǎn)過程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算： 設(shè)該模具平均工作溫度為60°，用20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30°，產(chǎn)量為（1分鐘6模） 5.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 查有關(guān)文獻(xiàn)得改性聚苯乙烯的單位熱流量為Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g Q3=WQ2=1296g/h×350J/h=453600J 5.2 求冷卻水的體積流量 V=WQ1/Pc1(T1－T2) =453600/60×1/1000×4.2×（30－20） =320cm3 =0.32×10-3m3 體積流量所需的冷取水管直徑非常小。 5.3 確定模具的冷卻系統(tǒng) 由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水量很小，故在這里我們可以初選水管直徑為Ф8mm的孔，水冷即可。經(jīng)試模以后根據(jù)塑料制件的質(zhì)量問題然后修正冷卻系統(tǒng)的水管直徑，小的話可以通過機(jī)械加工增加孔的直徑。 模具閉合高度的確定 在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模板厚度=20mm，型腔板厚度為=20mm，型芯固定板厚度為=30mm，墊板厚度為=15mm，模腳厚度為=50mm 所以模具的閉合高度H=20+20+30+15+70=155mm 第六章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 本模具的外形尺寸為200×200×160,XS—Z—60型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸是350mm×280mm。 由于上述計(jì)算的模具閉合高度為155mm，XS—Z—60型注塑機(jī)的最小模具厚度為70mm，最大模具厚度為200mm 1：模具合模時(shí)校核： 70mm<155mm<200mm 2：模具開模時(shí)校核： 70mm<157mm＋8mm<200mm 其中：8mm為模具的抽拔距 經(jīng)校核XS—Z—60型注塑機(jī)能滿足使用要求故可以采用。 第七章 模具的裝配 7.1 裝配主要要求 （1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模處要求密合。 （2）推件時(shí)推桿與卸料板要保持同步。 （3）上、下模型芯必須緊密接觸。 （4）保證模具的上模板上平面和下模板下平面的平行度。 （5）導(dǎo)柱軸心線和下模板下平面的垂直度。 （6）導(dǎo)套軸心線和上模板上平面的垂直度。 7.2裝配時(shí)以分型面密合作為該模具的裝配基準(zhǔn)，裝配順序 （1）裝配前檢查主要工作零部件及其它零件尺寸是否符合圖紙要求。 （2）鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔。將定模板、動(dòng)模板、型芯固定板疊合在一起，使分模面緊密接觸并加緊，鏜導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。 （3）加工定模。用定模側(cè)面的垂直基準(zhǔn)確定定模上型芯中心的實(shí)際位置，并以次作為加工基準(zhǔn)。 （4）壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套。將定模板、動(dòng)模板、支撐板上分別壓入導(dǎo)柱、導(dǎo)套，使其導(dǎo)向可靠，滑動(dòng)靈活。 （5）裝配型芯。在定模和型芯固定板孔內(nèi)壓入型芯，用鏍孔復(fù)印法和壓銷釘套法使型芯緊固在支撐板上，將其一起磨平。 （6） 通過型芯鉆支撐板上的推桿孔。 （7） 通過支撐板鉆推桿固定板上的孔。 （8） 在推桿固定板和支撐板和支撐板上加工限位螺釘和復(fù)位桿孔。 （9） 組裝墊塊和支撐板。 （10）加工定模座板。加工螺孔、銷釘孔和導(dǎo)柱孔，并將澆口套、導(dǎo)柱套壓入定模座板。 (11)定模部分的裝配。用平行夾頭把它們加緊（澆口套的澆道孔與鑲塊上的澆道口對(duì)中，在上面鉆固定在注塑機(jī)上的孔，使其與注塑機(jī)相配合。 （12）裝配動(dòng)模部分。修正推桿和復(fù)位桿的長(zhǎng)度。 （13）完成裝配后進(jìn)行試模，并校驗(yàn)入庫(kù)。 圖 8-1模具裝配圖 第八章 試模過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法 缺陷 名稱 注塑機(jī)或成型條件問題 模具或材料（塑料原料）問題 解決辦法 填 充 不 滿 1.注塑機(jī)的注塑力不夠 2.加料量不夠 3.注塑壓力太低 4.注塑速度太慢 1.澆口平衡不好 2.模具溫度太低 3.排氣不良 4.塑料原料的流動(dòng) 性不好 提高注射壓力和速度；增加澆口尺寸和加料量提高模具和料筒溫度 溢邊 1.注塑壓力太大 2.鎖模壓力不夠 3.加料量太大 4.料溫過高 1.模具配合面不嚴(yán) 2.成型期間塑料原 料粘性太低 降低模具溫度和料筒溫度；減少保壓時(shí)間和澆口尺寸；增大鎖模力 熔接線 1.料溫太低 2.注射壓力過低 3.注塑速度過慢 4.注塑機(jī)噴嘴溫度低 1.模具溫度較低 2.澆口的數(shù)目與 位置不對(duì) 3.塑料原料干燥不夠 4.塑料原料流動(dòng)性差 提高注射速度；增加模具溫度和料筒溫度 龜裂 1.注射壓力過高 2.料溫太低導(dǎo)致流動(dòng)不好 3.保壓壓力過高 1.模具溫度過低 2.型腔設(shè)計(jì)不良 3.塑料原料粘性不良