塑料罩注塑模具設(shè)計【說明書+PROE】

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Zhang 段修濤譯 摘要: 樹脂輸入液的雙重柔性安裝(RIDFT)技術(shù)是一種新型的科研技術(shù), 其中包括潤濕、真空樹脂灌注成型。前者所注入的樹脂是二維流量,避開了樹脂在其他立體復(fù)合體中的流動出現(xiàn)的不成熟現(xiàn)象。采用單面模具塑造,所提供的成本效益比樹脂模塑要高。 對正在進行樣機的開發(fā)RIDFT進程取得了積極成果。復(fù)合材料表面質(zhì)量好、微觀結(jié)構(gòu)特征、 力學性能與成本相比節(jié)約了24%。本文介紹RIDFT的過程,概述其優(yōu)點,提出了其挑戰(zhàn)性,為了找出潛在效益產(chǎn)業(yè)。目前正在進行的工作有:制造產(chǎn)物的提煉，建造一座大型原型機以全面反映其用于制造大型復(fù)合材料部件和紫外光固化技術(shù),以減少大量的制造周期時間。 關(guān)鍵詞:成形; 輸液。 1. 引言 運輸部門為有著能夠減少重量， 耐蝕性及功能集成的優(yōu)點的高分子復(fù)合材料提供有意義的增長機會。然而,現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝限制了復(fù)合材料在大規(guī)模生產(chǎn)部門的利用。由于本身較長的循環(huán)周期和有害揮發(fā)性有機物(VOCs)的排放，當前許多過程并不容易融入到大規(guī)模生產(chǎn)當中。不過,液態(tài)復(fù)合型 (lcm)技術(shù)是有前途的科技。 例如樹脂傳遞模塑(RTM)、樹脂傳遞模塑彈性(FRTM)、輸液的柔性模具樹脂(RIFT)。 這些成型技術(shù),也有著的能夠使VOCS的排放量減少90%的優(yōu)點。 成本是在復(fù)合生產(chǎn)過程的發(fā)展中首先需要考慮的事項。海洋產(chǎn)業(yè)廠商已經(jīng)致力于這有效的和便宜的公開的成型技術(shù),盡管美國環(huán)境保護局(環(huán)保局)法規(guī)。在雙重柔性模具(RIDFT)技術(shù)之間樹脂輸液的發(fā)展進一步促進了注入樹脂技術(shù)的發(fā)展，降低了關(guān)閉塑造方法的較高成本。 2. 液體復(fù)合成型工序 2.1 樹脂傳遞模塑(RTM注射) 傳統(tǒng)上, 樹脂傳遞模塑工藝已被用來制造復(fù)合材料零件。RTM工藝過程提供了許多優(yōu)勢，超過其它制造纖維增強熱固性高分子復(fù)合材料。 這些優(yōu)勢包括:包括改善元件厚度公差、表面光潔度好、并減少排放量揮發(fā)物。其中一個關(guān)鍵問題關(guān)于RTM工藝過程的成功是正確認識和預(yù)測樹脂流動在模子填充期間。考慮這方面工作已經(jīng)被使用了好多這塊領(lǐng)域，一些模型和模擬工具可以利用。 盡管如此,有著復(fù)雜幾何形狀和滲透性變化的零件做出的樹脂流量分析目前仍然存在困難。但是預(yù)先的準備和工裝成本可以禁止大都超過數(shù)公尺尺寸的部分、尤其對一次性或小生產(chǎn)經(jīng)營與手動停止過程相比。圖1顯示了RTM的一個示意性的過程。lcm過程的進一步發(fā)展已針對復(fù)雜和相關(guān)聯(lián)的成本費用。其中一些的被討論在下列部分。圖 2.2在柔韌性加工下樹脂灌輸(RIFT) 在柔韌性加工下樹脂灌輸(RIFT)是一種較新的工藝,在八十年代引進。 RIFT的一版追溯到50年代,當它被用來制造漁船船體。圖2展示了RIFT過程被ciba和geigy發(fā)展。20世紀80年代, 橡皮工具袋的使用作為柔性的工具被調(diào)查并且很多專利被申請。 在90年代有過被重新發(fā)現(xiàn),并且還發(fā)現(xiàn)特別是在船運和汽車的產(chǎn)業(yè)。 RIFT是一種被用于增強碳纖維強化海洋結(jié)構(gòu) 在RIFT過程,纖維是第一個被替用在柔弱的放在典型涂了脫模劑的模子。接著,一個靈活的加工層被替用在纖維和未知的邊緣被真空緊閉。然后纖維被真空地注入在模子和靈活的加工層之間放置在真空密封緊圍繞優(yōu)勢，從而形成了該部分的形狀。 RIFT保有RTM的許多環(huán)境優(yōu)勢,但加工成本低廉得多、從此一半傳統(tǒng)的僵化封閉模具被一個包所替代。目前模具要適應(yīng)到RIFT過程或許是可行的。 在大規(guī)模生產(chǎn)中這變得非常重要, 有著節(jié)省數(shù)百萬美圓的加工和制造費用的潛能 。 和rtm過程相比，RIFT有一些優(yōu)點。 RIFT提供有限直接控制的厚度或纖維含量最后的碾壓在RIFT過程。 這些參數(shù)取決于在壓力作用下加固的壓縮和緩和，而套袋薄饃揣息和其他輔助材料的相互關(guān)系。 干纖維集合的壓縮研究受諸多研究的影響。 皮爾斯和薩默斯注意到一個干的粗成品的反應(yīng)是動態(tài)的。 時間依靠壓縮和松弛被觀察，反復(fù)被裝卸加固達到高的一個給定的壓力壓緊。 在RIFT中加固的壓縮進一步被流動樹脂的到來所復(fù)合。這為纖維和可能影響在真空膠膜袋下碾壓的變形提供潤滑。此外,有效壓力作用在加固上的不是持續(xù)的在整個過程中。 桑德等。調(diào)查了不同面料的可壓縮性(平紋、斜紋、緞、 非卷曲)并且確認壓縮型面料的可壓縮性取決于它的種類。 斜紋編織織物在干和濕的情況下最難壓縮。 樹脂在一給定的點到來之前，干膠膜受大氣壓的影響。 當樹脂流過這點時,樹脂里面的壓力就上升、 這樣新的壓縮在加固上就減少了。 主要的是流動引誘的缺點有著在部分幾何學的復(fù)合上增長的可能性。一個理論和和現(xiàn)實的理解對于這些機制是被需求為了評定是否模型碾壓能一貫性地，可再生的和可預(yù)言的纖維含量和質(zhì)量被制造。 在這過程中膠膜及配套材料之間的相互作用必須被量化。 Summerscales表明RIFT過程降低工人接觸液態(tài)樹脂當增長組成的機械特性和纖維含量通過減少空隙度與手動停止相比。 此外,RIFT提供與當前被應(yīng)用的加工（RTM或者模壓）相比能夠降低加工成本的費用的潛能。 2.3柔性樹脂傳遞模塑(FRTM) RIFT的一個類似的過程是FRTM。 FRTM是一個創(chuàng)新的復(fù)合制造過程,基于詳細的成本分析上發(fā)展, 被確定為成本效益設(shè)計。FRTM是一個混合過程,它結(jié)合了技術(shù)特性和各自有利的橫隔膜形成及rtm的經(jīng)濟效益。分開的數(shù)張干燥纖維和固體樹脂被擺放在橡膠隔板、加熱之間使樹脂液化。纖維和樹脂然后被畫一個真空在橫隔膜及形成的通過畫橫隔膜集合通過困難加工所壓榨。圖3所示顯示了FRTM進程的示意性。 FRTM過程被優(yōu)化為了生產(chǎn)出高質(zhì)量低的零件厚度變化，低無用的量和高纖維數(shù)量。 最后,FRTM過程的經(jīng)濟效益通過小型生產(chǎn)經(jīng)營被驗證。FRTM被設(shè)計和發(fā)展,以便慮及相比傳統(tǒng)的方法例如rtm更便宜和更快的部分被制造。對于新的成本效益的需求意味著生產(chǎn)通常是一個起點對于一種新的過程的發(fā)展例如FRTM來自古典的rtm過程。 通過FRTM的真空成型和許多其它當前可利用的過程（例如RIFT被顯示在表1里）的比較。 在概念上,FRTM是一種混合的過程,結(jié)合了rtm和橫隔膜成型有利的特性。像rtm，F(xiàn)RTM使用最低的成本構(gòu)成未加工的材料可能是(干纖維和樹脂)，但是排除了勞動強度典型的和三維空間含纖維的預(yù)制品被用在了rtm。在FRTM,面料被形成在一步雙膜片成形過程中。 這降低勞動強度,減少周轉(zhuǎn)時間。 FRTM也可以減少加工成本典型地與rtm聯(lián)系在一起,因為沒有重的匹配加工被需要。 FRTM過程的第二優(yōu)勢是從出現(xiàn), 橫隔膜系統(tǒng)，本質(zhì)上，可變形的、并提供低成本重構(gòu)裝置加工邊緣出現(xiàn)的。 通過多種多樣成型方法的使用，如真空成型、匹配模具沖壓成型，它可能減少加工費用與專注的匹配加工在窗同的rtm過程想聯(lián)系。降低加工成本可以來自較輕,片面工具 或通過一個柔性的經(jīng)濟優(yōu)勢,重組成型機制。 FRTM也減輕或消除工具的清理,這是典型的勞動密集型。 FRTM過程的第三個優(yōu)勢是注入過程重復(fù)性，這使得更快、更容易被控制。 這一結(jié)果來自引導(dǎo)樹脂注入沿著厚的方向的部分，這是和其他兩個平面方向相比較短的。 此外,平面注入口和通風孔在最后的幾何部分不受約束。傳統(tǒng)的昂貴的實驗有必要最優(yōu)化處理可變的和重新設(shè)計的加工以便完成任務(wù), 而新零件的開發(fā)時間大大減少,因為缺乏新的學習。 假定樹脂開始時在一個非常接近最后的位置,這過程與橫向的方法相比典型地于rtm相關(guān)聯(lián)。 表1顯示FRTM過程的缺點。 在許多幾何構(gòu)件形成的過程中存在很多缺陷。 所切削的底部不能產(chǎn)生真空形成機制原理。在FRTM過程中控制厚度變化和可完成的構(gòu)造體積受到了是潛在的限制。控制厚度變化是封閉的循環(huán)過程,和徹底的明智的選擇樹脂 ，其性能最適合FRTM獨特的工藝要求。 構(gòu)造體積是在加工處理的時候接近涉及熱氣壓成型施加結(jié)構(gòu),因此, 他是依靠所成型的方法來決定的。 2.4 真空袋模具成型(VBM)和混合樹脂注入模具成型(SCRIMP) VBM技術(shù)是一個封閉的模具技術(shù)和經(jīng)濟實惠的開模過程。 SCRIMP是VBM流行的詮釋。 在這個過程中,一個組成凹槽或者通溝的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),被用作分散樹脂和減少流量阻力及延遲時間。樹脂在真空壓力下首先填滿凹槽或者溝通道， 然后樹脂注入纖維組織,在VBM,單方面的硬性塑一個袋裝物被用來形成模具型腔。 VBM過程可分為五個步驟。 首先,在預(yù)成型模具表面清洗、 然后用釋放劑、模具膠在在表面噴涂。 接下來,在加入填充劑的時候，把纖維墊弄干按入模型表面，用一個柔軟的袋子掩蔽好，第三步，真空腔的模具和樹脂的纖維墊被注入到真空力。 后腔充滿樹脂開始固化樹脂和復(fù)合固化成部分,稱為樹脂固化步驟。 最后,從模具中取出固化復(fù)合物，以及下一個循環(huán)開始。 2.5樹脂注入雙重易曲模具(RIDFT) RIDFT想要聯(lián)合其它LCM技術(shù)解決問題。 這些問題包括可完成的纖維量達體積部分厚度的堅硬性,制造周期時間和工藝的復(fù)雜性。 雖然目前并非所有問題都已經(jīng)解決, 據(jù)這項研究的表明使用RIDFT的LCM技術(shù)克服缺點和局限性等。 圖4顯示了該RIDFT進程。 與FRTM過程不同的是,RIDFT過程不使用干燥的樹脂片，但是通常使用低粘度室溫消除熱固樹脂。在室溫下，熱固性樹脂能允許部分的消除在分鐘內(nèi)完全被注入的固化劑含量，既允許部分地消除被移動的部分，此外，低粘度樹脂可以進一步提高高纖維的潤滑性，以此方式提高表面的變化過程。 RIDFT過程的有利條件是以往的RTM經(jīng)驗，即以流出的兩寸樹脂消除錯綜復(fù)雜的三寸樹脂。RIDFT的另一個有利條件是：與RTM比較時，它的花費教少，縮短了生產(chǎn)時間，結(jié)合了UV的消除技術(shù)，并且達到了潛在的高纖維的容量，固有的限定了零件的幾何形狀成為“成型模具”。 與RIFT相比，RIDFT的一個有利條件是在使用過程中的一個第二柔韌的工具，即減少了清潔和制造的預(yù)備工作，關(guān)于RIDFT，樹脂不接觸模塊表面，并且在每個循環(huán)周期之前消除需要的準備模塊，另一方面，減少生產(chǎn)步驟，從連續(xù)使用的RTM過程來看也不提供工具磨損經(jīng)驗。 在RIDFT過程中，多孔的鋁模塊工藝技術(shù)（應(yīng)用技術(shù)）能夠被利用。在國際上模塊鋼建造的多孔模塊用于RIDFT，如圖5所示，瑞士制造，PORTEC,介紹了一個商業(yè)名為METAPOR的獨特專利材料。這個由鋁顆粒組成的商業(yè)的可利用產(chǎn)品被還氧化物的樹脂包裹,并且在高壓力下被壓縮。材料的結(jié)合和制造過程導(dǎo)致了出現(xiàn)澆注塊和探索了固化金屬,當微觀孔和具有滲透性的空氣被完成。 METAPOR技術(shù)允許RIDFT技術(shù)去克服他潛在的問題。真空成型驅(qū)動RIDFT進步的關(guān)鍵組成部分的過程形狀。 微孔隙模具在模具內(nèi)部所有范圍內(nèi)的真空被破壞，其意思就是允許斷裂不必要的增加，同樣空隙的問題將不在發(fā)生。 圖片6顯示了在使用非多孔模具時真空層無法形成柔性進入V形槽。 一旦撤離真空非結(jié)晶和多孔硅板之間時,所形成不會發(fā)生改變。然而，由于與多空模具表面的的空隙是為了排出在模具表面所有范圍的空氣和因硅樹脂成片狀而進入V形槽。 由于成形壓力低、在樹脂和模具表面 之間缺乏接觸，RIDFT模具成本大大低于其他液態(tài)成型過程。 3. 結(jié)論 建造該樣機是基于RIDFT要進一步推進樹脂注入技術(shù)。 作為變化過程中的空隙,RIDFT提供更多的優(yōu)勢,同時保持了有助于加工的空隙。由于附加的底座靈活的模具表面上清理和再生產(chǎn)準備工作已經(jīng)被還原。 隨著RIDFT進程， 樹脂與模具表面接觸，在每個周期之前并沒有發(fā)生和剔除準備好的模具。 除了制造業(yè)逐步減少,他并沒有以刀具磨損而被連續(xù)使用。 在確定RIDFT有效的費用期間，在RIDFT和SCRIMP進行了比較。 初步結(jié)果顯示, RIDFT進程的費用節(jié)省約24%。 RIDFT不斷的發(fā)展過程證實RIDFT制造大型復(fù)合組件和減少生產(chǎn)周期時間的能力。 XX學院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 塑料燈罩模具設(shè)計 指導(dǎo)教師 xxx 系　　部 機電工程系 專 業(yè)　10模具設(shè)計與制造一班 姓 名　 xxxxxx 學　　號 xxxxxxxxxxxxx 2012年　5　月　3　日 保存期限：三年 保存部門：機電專業(yè)教研室 目 錄 第一章 概述 3 1.1 課程設(shè)計的目的 3 1.2 課程設(shè)計的要求 3 1.3 課程設(shè)計的步驟流程 3 第二章 擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 5 2.1 塑件成型工藝性分析 5 2.1.1 塑件結(jié)構(gòu)分析 5 2.1.2 成型工藝分析 5 2.1.3 塑件材料性能分析 6 2.2 分型面的確定 7 2.2.1 分型面的選擇原則 7 2.2.2 塑件分型面的確定 7 2.3.1 型腔數(shù)量的確定 8 2.3.2 型腔的排列方式 8 2.3.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定 8 2.4 注塑機型號的選擇 9 2.4.1 注塑機選擇的一般原則 9 2.4.2按預(yù)選型腔數(shù)選擇注塑機 9 2.4.3 校核注塑機的技術(shù)參數(shù) 11 第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 12 3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計的基本要點 12 3.2 流道的設(shè)計 13 3.2.1 主流道的設(shè)計 13 3.2.2 分流道的設(shè)計 14 3.3 澆口的設(shè)計 15 3.3.1 澆口形式的選擇 16 3.3.2澆口位置的選擇 17 3.3.3澆口的尺寸的確定 17 3.3.4點澆口剪切速率的確定 18 3.4 澆注系統(tǒng)的平衡與冷料井的設(shè)計 18 3.4.1 澆注系統(tǒng)的平衡 18 3.4.2 冷料井的設(shè)計 18 第四章 成型零件的設(shè)計 20 4.1成型零件的設(shè)計要點 20 4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 4.2.1 凹模（斜滑塊） 21 4.2.2 型芯 21 4.2.3 滑塊合模導(dǎo)向及鎖緊機構(gòu)設(shè)計 22 4.3 成型零件工作尺寸的計算 22 第五章 模架的確定和標準件的選用 24 5.1 模架的確定 24 5.2 各模板的尺寸及材料 25 第六章 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 26 6.1導(dǎo)向機構(gòu)的整體設(shè)計 26 6.1.1導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計原則 26 6.1.2導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 26 6.2 導(dǎo)柱設(shè)計 26 6.2.1導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 26 6.2.2導(dǎo)柱的設(shè)計要求 26 6.3 導(dǎo)套設(shè)計 28 6.3.1導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 28 6.3.2導(dǎo)套的選擇 28 第七章 脫模機構(gòu)的設(shè)計 29 7.1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 29 7.2 塑件的推出基本方式 29 7.3塑料罩II的推出機構(gòu) 29 第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 31 8.1 加熱系統(tǒng) 31 8.2 冷卻系統(tǒng) 31 8.2.1 冷卻介質(zhì) 31 8.2.2 冷卻系統(tǒng)的計算 31 參考文獻 33 第一章 概述 1.1 課程設(shè)計的目的 1．通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，基本掌握塑料模具設(shè)計的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。 2．通過計算、繪圖和運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手冊等有關(guān)設(shè)計資料，進行塑料模具設(shè)計全面的基本技能訓(xùn)練。 3．綜合運用塑料模具設(shè)計、機械制圖、公差與技術(shù)測量、機械原理及零件、模具材料及熱處理等先修課程的知識，分析解決塑料模具設(shè)計問題。 1.2 課程設(shè)計的要求 1.獨立擬定成型工藝，正確選用成型設(shè)備，合理確定模具結(jié)構(gòu) 2.根據(jù)塑件技術(shù)要求，提出模具結(jié)構(gòu)方案： 模具結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便 高效、優(yōu)質(zhì)、安全生產(chǎn)，模具壽命長 可根據(jù)模具設(shè)計和制造要求提出修改塑件要求，必須征得客戶同意 正確確定成型零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及技術(shù)要求 制造工藝性良好，造價便宜 充分利用塑料成型優(yōu)良的特點，盡量減少后加工 3.工作量： 時間：2周 圖紙：裝配圖1張(A0或A1) 成型零件工作圖：4~5張(凸模、凹模、型芯等)，采用CAD軟件繪圖，必 須有1張手工繪圖鼓勵用UG、Pro/E等三維設(shè)計軟件 說明書：20~30頁，按照學校的要求撰寫和裝訂 答辯：陳述10分鐘，答辯10分鐘 1.3 課程設(shè)計的步驟流程 1.指導(dǎo)零件工作圖 2.初匯裝配圖草圖 3.各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.協(xié)調(diào)零部件間裝配關(guān)系，完成裝配圖 5.整理和編寫設(shè)計計算說明書 6.課程設(shè)計總結(jié) 7.答辯準備 第二章 擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1 塑件成型工藝性分析 2.1.1 塑件結(jié)構(gòu)分析 此次設(shè)計的塑件是塑料罩，其零件圖和三維圖分別如下圖所示。 圖 2-1 零件圖 圖2-2 三維圖 2.1.2 成型工藝分析 1.精度等級 影響塑件精度的因素很多，如塑料的收縮率，注塑成型條件（時間、壓力、溫度等），塑件形狀、模具結(jié)構(gòu)（澆口、分型面的選擇），飛邊、斜度、模具的磨損等都直接影響制品的精度。按 SJ1372—1978標準，塑料件尺寸精度分為 8 級，本塑件所用材料為耐沖擊性聚苯乙烯（HIPS）,由此查塑料模具設(shè)計手冊可知，本塑件宜選用一般精度 5 級。 2.脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會緊緊地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脫出困難，強行取出會導(dǎo)致塑件表面擦傷、拉毛。為了方便脫模，塑件設(shè)計時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設(shè)計足夠的脫模斜度。只有塑件高度不大、沒有特殊狹窄細小部位時，才可以不設(shè)計斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率、塑件的幾何形狀等因素有關(guān)。 塑件脫模斜度一般為： 35＇~ 1o30＇ 考慮到本塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，可以使開模后塑件自動留在型腔中，所以不需要考慮脫模斜度。 2.1.3 塑件材料性能分析 此塑料罩所用的材料是HIPS-耐沖擊性聚苯乙烯。 1. HIPS的性能 耐沖擊性聚苯乙烯（HIPS）是通過在聚苯乙烯中添加聚丁基橡膠顆粒的辦法生產(chǎn)的一種抗沖擊的聚苯乙烯產(chǎn)品。乳白色不透明顆粒.密度為1.05g/cm^3.熔融溫度150~180℃.熱分解溫度300℃.溶于芳香烴,氯化烴,酮類和酯類.能耐許多礦物油,有機酸,堿,鹽,低級醇及其水溶液,不耐沸水.HIPS是最便宜的工程塑料之一,和ABS,PC/ABS,PC相比,材料的光澤性比較差,綜合性能也相對差一些. HIPS是由PS加丁二烯改性而成的,因為PS的沖擊強度很低,做出的產(chǎn)品很脆,而丁二烯的韌性很好,加入丁二烯后可使PS的沖擊性能提高2~3倍.盡管HIPS的沖擊強度比PS的沖擊強度高出很多,但其綜合性能還是不如ABS,PC/ABS等. 2. HIPS的工藝特點 因HIPS分子中含有5-15%的橡膠，在一定程度上影響了其流動性，注射壓力和成型溫度都宜高一些。其冷卻速度比PS慢，故需足夠的保壓壓力、保壓時間和冷卻進間。成型周期會比PS稍長一點，其加工溫度一般在190-240℃為宜。HIPS制件中存在一個特殊的“白邊”的問題，通過提高模溫和鎖模力、減少保壓壓力及時間等辦法來改善，產(chǎn)品中夾水紋會比較明顯。 HIPS是經(jīng)過改性的高耐沖擊PS，是無定型塑料，熱穩(wěn)定性好，非牛頓流體，易于成型。具有良好的可塑性和較小的成型收縮率，是熱塑料成型工藝性能最好的品種之一，易制作形狀復(fù)雜的制品。具體參數(shù)如下： 性能 密度（kg/dm3） 收縮率s 抗拉屈服強度δ/MPa 抗彎強度δb/MPa 硬度HB 比體積υ(dm3/kg) 參數(shù) 0.98～1.10 0.3～0.6 35.2 ～ 50 35～70 M20～80 0.91～1.02 2.2 分型面的確定 2.2.1 分型面的選擇原則 塑件設(shè)計階段，就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。 分型面的選擇應(yīng)遵循以下基本原則 1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量； 2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處； 3）盡可能使塑件留在動模一側(cè)； 4）有利于保證塑件的尺寸精度； 5）盡可能滿足塑件的使用要求； 6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積； 7）長型芯應(yīng)置于開模方向； 8）有利于排氣； 9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 2.2.2 塑件分型面的確定 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形式，分型面選在塑料罩Ⅱ的最大平面處，如下圖A-A截面。 圖2-3 塑件分型面 2.3 型腔數(shù)量及排列方式的確定 2.3.1 型腔數(shù)量的確定 為了制模具與注塑機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計時應(yīng)確定型腔數(shù)目。型腔數(shù)目的確定一般可以根據(jù)經(jīng)濟性、注射機的額定鎖模力、注射機的最大注射量、制品的精度等。一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。 該塑件精度要求不高，生產(chǎn)批量適中，且具有兩邊抽芯，但抽芯距較短，從模具加工成本及制品生產(chǎn)成本考慮，故擬定為一模四腔。采用一模四腔，能夠適應(yīng)生產(chǎn)的需求，潛伏式點澆口，澆口去除方便，模具結(jié)構(gòu)孔不復(fù)雜，容易保證塑件質(zhì)量。 2.3.2 型腔的排列方式 該塑件有兩個側(cè)孔，要使側(cè)抽芯從塑料脫出，必須設(shè)計一套自動抽芯的結(jié)構(gòu)，并且采用一模四腔，型腔的排列方式采用單列直排，如圖2-4： 圖 2-4 型腔的排列方式圖 2.3.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可以知道，本模具采用一模四腔，推件板推出，在動模部分設(shè)計一個成型滑塊來成型，因此基本上可以確定模具結(jié)構(gòu)形式為A2型帶推件板的單分型面注射模。 此模具采用點澆口，故用三板模。模架如圖2-5所示： 圖 2-5 模架 2.4 注塑機型號的選擇 2.4.1 注塑機選擇的一般原則 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格，設(shè)計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。 2.4.2按預(yù)選型腔數(shù)選擇注塑機 1.注射量 模具所需的塑料熔體注射量 式中 m —— 一副模具所需的質(zhì)量或體積（g或） n —— 初步選定的型腔數(shù)，這里n=4 —— 單個塑件的質(zhì)量或體積（g或） —— 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積（g或） 是個未知量，對于流動性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件的質(zhì)量或體積（g或）的15%-20%；對于流動性不好或是精度要求高的塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件的質(zhì)量或體積（g或）的0.2-1倍。 在學校做設(shè)計時常以0.6來估算，即 3.0=19.2 2.鎖模力 塑件和流道凝料（包括澆口）在分型面的投影面積及所需鎖模力 式中 A —— 塑件及流道凝料在分型面上的投影面積（） n —— 初步選定的型腔數(shù)，這里n=4 —— 單個塑件在分型面上的投影面積（） —— 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（） —— 模具所需的鎖模力（N） —— 塑料熔體對型腔的平均壓力（） 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（）在模具設(shè)計好前是個未知值，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，大致是單個塑件在分型面上的投影面積（）的0.2-0.5倍，因此可用0.35n來估算。即 成型時塑料熔體對型腔的平均壓力（）一般為注塑壓力的30%-65%。查表可得HIPS的注射壓力為=120-150MPa 2138.076×30=64.14kN, 式中型腔壓力取30Mpa 3.選擇注塑機型號 注塑成型機按結(jié)構(gòu)形式可分為立式、臥式、和直角式三類。立式注塑機是注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模）安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點是制品自模具中頂出后不能靠重力下落，需靠人工取出，這就有礙于全自動操作，但附加機械手去產(chǎn)品后，也可實現(xiàn)全自動操作。臥式注塑機是注射柱塞或螺桿與合模運動方向均沿水平裝設(shè)，其優(yōu)點是機體較低容易操縱和加料，制件頂出后可自動墜落，故易實現(xiàn)全自動操作。直角式注塑機是注塑機柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，這種注塑機的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于自制，適用于單件生產(chǎn)中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模時絲桿的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件?？紤]到生產(chǎn)成本和易于實現(xiàn)自動化，塑件還是靠自身重力下落比較合適，且重心較低安裝穩(wěn)妥。 通過上述的分析，該塑件的注射量和鎖模力較大，由于本模具具有抽芯機構(gòu)，設(shè)計較復(fù)雜，同時考慮到開模行程和脫模力的原因，所以應(yīng)該采用臥式注射機。 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注塑量和鎖模力的計算值，查閱參考書，可選用SZ60/450臥式注射機（上海第一塑料機械廠），其參數(shù)見下表： 理論注射容量/cm3 78 鎖模力/kN 450 螺桿直徑/mm 30 拉桿內(nèi)間距/mm 280×250 注射壓力/MPa 170 移模行程/mm 220 注射速率/(g/s) 60 最大模厚/mm 300 塑化能力/(g/s) 5.6 最小模厚/mm 100 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 14～200 定位孔直徑/mm 55 噴嘴球半徑/mm 20 噴嘴口直徑/mm 3.5 鎖模方式 雙曲肘 2.4.3 校核注塑機的技術(shù)參數(shù) 1. 校核模具的型腔數(shù)n 由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n， =(0.8×5.6×30-0.6×4×2.74)/2.74＝46.65≥4 式中 k—注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 M—注射機的額定塑化量（5.6g/s） t—成型周期，取30s 2.注射壓力的校核 =1.3×130=169Mpa＜170=Pe 注射壓力校核合格 式中 —取1.3，—取130MPa，屬于薄壁深腔模。 3.鎖模力的校核 =1.2×64.14=76.968KN 而F=450kN，故校核后得出鎖模力合格。  第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計的基本要點 所謂注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳物質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。 圖 3-1 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)設(shè)計得正確與否對塑件品質(zhì)影響很大，對澆注系統(tǒng)的基本要求是： 1.要適應(yīng)塑料的成型性能 2.要能保證塑件的質(zhì)量 3.盡量避免出現(xiàn)熔接痕：熔接痕的存在主要會影響外觀，使得產(chǎn)品的表面 較差；而出現(xiàn)熔接痕的地方強度也會較差。 4.使塑料熔體流動乎穩(wěn)，避免嚴重紊流。防止卷入、吸收氣體。 5.盡量避免過度保壓和保壓不足：過度保壓會使產(chǎn)品密度較大，增加內(nèi)應(yīng) 力，甚至出現(xiàn)飛邊。 6.盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的截面及長度 7.盡可能做到同步填充：一模多腔情形下，要讓進入每一個型腔的熔體能 夠同時充滿，而且使每個型腔的壓力相等。 8.防止型芯的變形和嵌件的位移。 9.有利于型腔中氣體的排出 3.2 流道的設(shè)計 3.2.1 主流道的設(shè)計 1.主流道設(shè)計要點 1）為便于將凝料從主流道中拉出，主流道通常設(shè)計成錐形，其錐角 α=2°～6°。內(nèi)壁表面粗糙度一般為 Ra=0.8。 2）為防止主流道與噴嘴處溢料及便于將主流道凝料拉出，主流道與噴嘴應(yīng)緊密對接，主流道進口處應(yīng)制成球面凹坑，其球面半徑為 R 2 =R 1 +(1～2)mm,凹入深度 3～5mm。 3) 為了物料的流動阻力，主流道末端與分流道連接處呈圓角過渡，其圓角半徑 r=1～3mm。 4) 主流道長度 L 應(yīng)盡量短，否則將增加主流道凝料，增大壓力損失，一般主流道長度由模具結(jié)構(gòu)和模板厚度所確定，一般不大于 60mm，取 L=40mm。 5) 因主流道與塑料熔體反復(fù)接觸，進口處與噴嘴反復(fù)碰撞，因此，常將主流道設(shè)計成可拆卸的主流道襯套，用較好的鋼材制造并進行熱處理，一般選用 T8、T10 制造，熱處理硬度為 HRC50～55。 2. 主流道尺寸 根據(jù)所選注塑機，則主流道小端尺寸為 d=注射機噴嘴尺寸+(0.5～1)=3.5+0.5mm=4mm 主流道球面半徑 SR=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2）=20+2=22mm 3. 主流道襯道的形式 本設(shè)計雖然是小型模具，但是為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設(shè)計成分體式，主流道長度取40mm如圖3-2。襯套采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC～57HRC。 圖 3-2 主流道襯套 4. 主流道凝料體積 =（）0.8 cm3 5. 主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗公式 =(3.3×21.66)/(3.14×0.2525)=825/s＜5×103/s Rn==0.2525mm 校核合格 3.2.2 分流道的設(shè)計 1. 分流道的布置形式 分流道是連接主流道到和澆口的進料通道。在單腔膜中，常不開設(shè)分流道，而在多腔膜中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，流動中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔，因此，采用平衡式分流道如圖 5-5 所示。分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的回料量，分流道也不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還會增長模塑周期。 2. 分流道的長度 長度應(yīng)盡量取短，且少彎折。該模具的分流道的長度很短，如圖 圖 3-3 流道分布圖 第一級分流道 L1=50 mm 第二級分流道 L2=25 mm 第三級分流道 L3=20mm 3. 分流道的形狀及尺寸 分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、U 形等多種。在流過同等橫截面積的條件下，橫截面為正方形的流動阻力最大，傳熱最快，熱量損失最大，因此對熱塑性塑料注射模而言，不宜采用正方形的分流道。而圓形橫截面流動阻力小，熱量損失最小，熔體降溫也最慢，但從加工來說，它需要同時在動模和定模上開設(shè)半截面，要使兩者完全吻合，制造較困難。半圓形和矩形截面的分流道比表面積（即表面積/體積比）較大，較少采用。而梯形截面、U 形截面的分流道，加工容易且熱量散失和流動阻力也不大。為了便于機械加工及凝聊脫模，本設(shè)計的分流道設(shè)置在分型面上，截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動阻力均不大，一般可以采用下面的經(jīng)驗公式來計算截面尺寸： B=0.2654=0.2654=1.713mm 由于B不在適用范圍，需要自行設(shè)計。取B=6mm H==6=4mm ，取H=4mm （1）分流道截面形狀如圖 從理論上L2，L3分流道可比L1截面小10%，但是 為了刀具的統(tǒng)一和加工方便，在分型面上的分流道采用 一樣的截面。 （2）凝料體積 分流道長度 L=（40+25+20×2）×2=210mm 圖3-4 分流道截面形狀 分流道截面積 A==20 凝料體積 （3）分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗公式=(3.3×4.52)/(3.14×)=350＜5×103/s 0.2418cm 4. 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狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 0.63?m～1.6?m，這樣的表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。 避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處 Ra= 1.6 從前面圖中可以看出，流道分兩組，流道開在塑件的中心處，通過作圖可以看出，該模是由主流道、一級分流道、二級分流道、三級分流道和點澆口組成。 3.3 澆口的設(shè)計 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短通道（除了直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 澆口的主要作用： 1） 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流； 2） 易于切除澆口尾料； 3） 對于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。 當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高流動性能，有利于充型，但是澆口尺寸過小會使壓力增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。 3.3.1 澆口形式的選擇 在注塑模設(shè)計中，按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點，常用的澆口形式有如下幾種： 直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口 、環(huán)行澆口、輪輻式澆口、爪形澆口 、點澆口、 潛伏式澆口?。 各種澆口的結(jié)構(gòu)形式如圖3-5所示： 圖3-5 澆口結(jié)構(gòu)形式 澆口的設(shè)計與塑件的形狀，截面尺寸，模具結(jié)構(gòu)，注射工藝參數(shù)及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面尺寸要小，長度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉。便于與塑件分離或切除，且澆口的痕跡不明顯。由于我設(shè)計的是中小型塑件一模多腔表面不允許有大的痕跡的塑件，所以選用點澆口。 點澆口的結(jié)構(gòu)形式如圖3-6： 圖 3-6 澆口的結(jié)構(gòu)形式 本模具采用的點澆口的結(jié)構(gòu)形式如圖3-7： 3.3.2澆口位置的選擇 澆口的位置選擇，應(yīng)遵循如下原則： 1. 避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷 避免噴射有兩種方法：a 加大澆口截面尺寸，降低熔體流速；b 采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動狀況。該模具采用方法 a。 2. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處； 3. 有利于塑件熔體流動； 4. 有利于型腔排氣； 5. 考慮塑件使用時的載荷狀況； 6. 減少或避免塑件的熔接痕； 7. 考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀? 8. 考慮澆口位置和數(shù)目對塑件成型尺寸的影響； 9. 防止將型芯或嵌件擠歪變形。 鑒于上述原則，本模具澆口位置取在塑件頂部圓中心。 3.3.3澆口的尺寸的確定 澆口截面積通常為分流道截面積的 0.07～0.09 倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度約為 0.5～2mm 左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正. 由經(jīng)驗公式得：d= 式中 A=0.583 n——塑料材料系數(shù)取0.6 k——塑件壁厚的函數(shù)值取0.291 3.3.4點澆口剪切速率的確定 由經(jīng)驗公式得： 在范圍內(nèi)，剪切速率校核合格。 3.4 澆注系統(tǒng)的平衡與冷料井的設(shè)計 3.4.1 澆注系統(tǒng)的平衡 流道排列的原則：1）盡可能使熔融塑料從主流道到各澆口的距離相等。 2）使型腔壓力中心盡可能與注射機的中心重合。 幾種常見的平衡式澆注系統(tǒng)如圖3-8所示： 圖 3-8 澆注系統(tǒng)的平衡方式 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀和截面尺寸也相同，各個澆口也相同，因此澆注系統(tǒng)是平衡的 3.4.2 冷料井的設(shè)計 1主流道冷料穴 采用半球形，半徑比主流道末端半徑大1mm，球心比分流道低1mm。該冷料井設(shè)在斜銷固定板上。 2分流道冷料穴 在分流道端部加長2mm作為分流道冷料穴。 圖3-9  第四章 成型零件的設(shè)計 4.1成型零件的設(shè)計要點 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。成型零件包括凹模。型芯、鑲件、成型杠和成型環(huán)等。成型過程中成型零件受到塑料熔體的高壓作用，料流的沖刷，脫模時與塑件間發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外還要求成型零件具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的加工工藝性，具有足夠的強度、剛度和表面硬度。 在設(shè)計模具時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級確定模具成型模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素相當復(fù)雜，這些因素因作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。 影響塑件尺寸精度的主要因素有如下幾個方面： （1）塑件收縮率所引起的尺寸誤差。塑件成型后的收縮率與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、厚度、模具的結(jié)構(gòu)，成型工藝條件等因素有關(guān)。在模具設(shè)計時，要準確的確定收縮率是很困難的，因為成型后實際收縮率與計算收縮率是有差異的，生產(chǎn)中工藝條件變化，塑料批次的改變也造成塑件收縮率的波動，這些都會引起塑件尺寸的變化。 （2）模具成型零件的制造誤差。模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低 （3）模具成型零件的磨損。模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、脫模時塑件的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新進行打磨拋光等，均會造成成型零件尺寸的變化。磨損的結(jié)果使型腔尺寸變大，型芯尺寸變小。 （4）模具安裝配合的誤差。模具成型零件裝配誤差以及在成型過程中成型零件配合間隙的變化，都會引起塑件尺寸的變化。 一般情況下，收縮率的波動、模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要原因。而收縮率的波動引起的塑件尺寸誤差隨塑件尺寸的增大而增大。因此生產(chǎn)大型零件時，若單靠提高模具制造精度等級來提高塑件精度是比較困難和不經(jīng)濟的，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動較的塑料。生產(chǎn)小型塑件是，模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要因素，因此，應(yīng)提高模具精度等級和減少磨損。 設(shè)計成型零件是應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及精度要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位和冷卻水道的布置等，然后根據(jù)成型零件加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對重要的成型零件進行剛度和強度的校核。 4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.2.1 凹模（斜滑塊） 塑料罩Ⅱ的外壁為圓筒形狀，帶有側(cè)凸臺和側(cè)凹孔，要進行側(cè)向抽芯，可采用瓣合模的結(jié)構(gòu)形式。本模具采用的凹模即為斜滑塊。其結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，詳圖見模具零件工作圖（SLZM01-02）。 4.2.2 型芯 本模具有兩個型心： （1） 主型芯：用于成型塑件圓柱筒內(nèi)表面； （2） 側(cè)型芯：用于成型塑件的側(cè)孔。 主型芯是一個簡單的整體式圓柱體型芯。成型部分用數(shù)控銑床銑出，熱處理后用線切割切割外形，然后用電極對成型面進行精加工。其結(jié)構(gòu)形式如圖4-1所示： 圖 4-1 主型芯 側(cè)型芯結(jié)構(gòu)也很簡單，加工方法與主型芯類似。其結(jié)構(gòu)形式如圖4-2： 圖 4-2 側(cè)型芯 4.2.3 滑塊合模導(dǎo)向及鎖緊機構(gòu)設(shè)計 左右滑塊分布著4個型腔，因此滑塊寬度較大，為了使開合模抽芯力大而且均勻，每個滑塊采用雙斜導(dǎo)柱進行驅(qū)動。合模后采用嵌入式楔緊塊鎖緊。開模后采用鋼珠定位，簡化了模具結(jié)構(gòu)，但模具安裝時，左右滑塊宜水平安裝，以保證定位可靠。如圖4-3： 圖 4-3 滑塊導(dǎo)向機構(gòu) 4.3 成型零件工作尺寸的計算 塑件尺寸公差由塑料制件尺寸公差表（標準SJ1372）查得，根據(jù)要求，HIPS選用高要求等級精度，即選用MT1，則查塑料成型模具書表3-5-1得，模具制造公差等級為IT8. 由公式 式中 s—塑件的收縮率，取0.006； Ls—塑件外徑尺寸； x—修正系數(shù)（取0.6）； Δ—塑件公差值（由塑件的公差表查得）。 δ—制造公差，取Δ/4或Δ/5； 型腔圓柱面半徑SR1=[(1+0.013)×22- 0.6×0.04] 0+0.04 =22.26 0+0.04 型腔的凸臺到圓柱中心的距離H= [(1+0.013)×24- 0.6×0.04] =24.29 0+0.05 主型芯的徑向尺寸R1=[(1+0.013)×18 - 0.6×0.04] 0+0.05=18.21 0+0.05 主型芯接觸面高度尺寸H1=[(1+0.013)×18- 0.6×0.04]=18.21 0+0.04 側(cè)型芯的徑向尺寸R2=[(1+0.013)×2 - 0.6×0.04] 0+0.02=2 0+0.02 側(cè)型芯接觸面高度尺寸H2=[(1+0.013)×3- 0.6×0.04]=3 0+0.02 由于本次是課程設(shè)計，參考的資料有限，故在選擇材料的過程中我都是選擇型號和材料以及尺寸都是高于要求的，故對于型腔零件強度、剛度的校核可以不用進行。  第五章 模架的確定和標準件的選用 5.1 模架的確定 以上內(nèi)容計算確定之后，便可根據(jù)計算結(jié)果選定模架。在學校做設(shè)計時，模架部分可參照各模板標準尺寸來繪圖；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中，盡可能選用標準模具，確定出標準架的形式、規(guī)格及標準代號，這樣能大大縮減模具制造周期，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。 模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其是對于大型模具，這一點尤其重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，在根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標準模架，利用EMX輔助設(shè)計，模架制造商為hasco-246*296。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便的分開兩塊模板。 本模具的模架結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖 5-1 模架的結(jié)構(gòu) 5.2 各模板的尺寸及材料 1.定模底板（400mm×316mm，厚度為20mm） 定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45鋼。 定位圈通過4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接。 2.凝料推板（316mm×316mm，厚度為20mm） 定模板應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 3.斜銷固定（316mm×316mm，厚度為13mm） 與定模板一樣，推件板也應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 4.定模板（316mm×316mm，厚度為50mm） 定模板應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 5. 動模板（316mm×316mm，厚度為32mm） 與定模板一樣，推件板也應(yīng)有一定的厚度，并且有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230HB～270HB。 6.支撐板（316mm×316mm，厚度為36mm） 作用為固定型芯。 7.墊塊（50mm×316mm，厚度為85mm） 墊塊的主要作用是在動模座板與支承板之間形成推出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機的模具安裝厚度的要求。 墊塊材料為45號鋼，也可以用Q235A等。該模具墊塊采用45號鋼制造。 8.推桿固定板（200mm×316mm,厚度為16mm） 材料為45鋼。 9.推板hasco板K60（200mm×316mm,厚度為25mm） 材料為45鋼，用4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與推板固定板聯(lián)接。 10.動模底板（316mm×316mm,厚度為25mm） 支承板應(yīng)有較高的平行度和硬度，因為該套模具的型芯固定在支承板上。材料較宜采用45鋼，調(diào)質(zhì)230HB～270HB。  第六章 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 當采用標準模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只要按模架規(guī)格選用即可。如需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。 6.1導(dǎo)向機構(gòu)的整體設(shè)計 6.1.1導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計原則 1. 導(dǎo)向零件應(yīng)合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 2. 為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑槽，即可削去一個面或在導(dǎo)套的空口倒角，該模具采用無導(dǎo)套，無倒角設(shè)計。 3. 在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導(dǎo)致模具損壞。 4. 動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。 6.1.2導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 本模具有三個分型面，包括三個零部件的導(dǎo)向： 1.凝料推板的導(dǎo)向 2.動模板的導(dǎo)向 3.頂出機構(gòu)的導(dǎo)向 6.2 導(dǎo)柱設(shè)計 6.2.1導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱的一般結(jié)構(gòu)形式有三種（如圖6-1所示）： （1）帶頭無軸肩導(dǎo)柱（圖6-1（a）） （2）帶頭有軸肩導(dǎo)柱（圖6-1（b）、（c）） 圖6-1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 （3）限位導(dǎo)柱 6.2.2導(dǎo)柱的設(shè)計要求 1. 導(dǎo)柱的長度必須比凸模的斷面高度高出6mm~8mm。 2. 為使導(dǎo)柱能順利的進入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐型或球形，本設(shè)計采用球形設(shè)計的先導(dǎo)部分。 3. 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強度（該模具的導(dǎo)柱直徑由標準模架可以知道為30mm）。 4. 導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H8/f7配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/g7的間隙配合。 5. 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra=0.4微米。 6. 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易這段的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)過滲碳淬火處理或碳素工具鋼經(jīng)過淬火處理，其硬度為50HRC以上。 6.2.3導(dǎo)柱的選擇 1.凝料推板的導(dǎo)向 由于分型面II處需進行限位，故此處采用限位導(dǎo)柱。其結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 6-2 限位導(dǎo)柱 2.動模板的導(dǎo)向 采用帶頭有軸肩導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)形式如圖6-3： 圖 6-3 帶頭有軸肩導(dǎo)柱 3.頂出機構(gòu)的導(dǎo)向 采用推板導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)形式如下圖： 圖 6-4 推板導(dǎo)柱 6.3 導(dǎo)套設(shè)計 6.3.1導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 圖 6-5 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 6.3.2導(dǎo)套的選擇 1.凝料推板的導(dǎo)向：采用直導(dǎo)套（圖a）； 動模板的導(dǎo)向：采用帶頭導(dǎo)套（圖b）； 2.動模板的導(dǎo)向：采用帶頭導(dǎo)套（圖b）； 3.頂出機構(gòu)的導(dǎo)向：采用推板導(dǎo)套（圖c）。 第七章 脫模機構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機構(gòu)，也常稱為推出機構(gòu)。 7.1 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 塑件推出（定出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，一次，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時應(yīng)遵守下列原則。 1．推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。 2．保證塑件不因推出而變形損壞。 3．機構(gòu)簡單、動作可靠。 4．良好的塑件外觀。 5．合模時的準確復(fù)位。 7.2 塑件的推出基本方式 1．推桿推出是一種基本的、也是一種常用的塑件推出方式。常用的推桿形式有圓形、矩形、階梯型。本設(shè)計采用最基本的直推桿的形式。 2．推件板推出對于輪廓封閉且周長較長的塑件，采用推件板推出機構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)塑件形狀而定。本設(shè)計采用推件板推出。 3．大型深腔塑件，經(jīng)常采用或輔助采用氣壓推出方式。本套模具的推出機構(gòu)形式較為復(fù)雜，全部采用推桿推動推件板推出。這種設(shè)計的好處是，不用在以后的設(shè)計過程中設(shè)計復(fù)位桿了。 7.3塑料罩II的推出機構(gòu) 1．本課程設(shè)計的塑件由于有側(cè)孔，為了防止強制脫模對塑件產(chǎn)生破壞，所以設(shè)置了斜導(dǎo)柱脫模機構(gòu)，通過斜導(dǎo)柱的側(cè)向力，把動模模仁向兩邊分開，再用中心推桿把塑件頂出。 2．通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與底面平齊或高出型芯底面0.05~0.10mm。 3．推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿空加工誤差引起的軸線不一致使發(fā)生卡死現(xiàn)象。 4．推桿的材料常用碳素工具鋼T8A，熱處理要求硬度在50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度為Ra=0.8微米。  第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 8.1 加熱系統(tǒng) 本次設(shè)計是熱塑性塑料，而且該套模具的模溫要求為30-60°C左右，所以無需設(shè)置加熱裝置。 8.2 冷卻系統(tǒng) 本套模具內(nèi)塑料的溫度為180°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時的溫度應(yīng)該在60°C以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。 成型溫度和模具溫度分別為160-190℃，和20~50℃，常用溫水對模具進行冷卻。 8.2.1 冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水比較多，因為水的熱容量大、傳熱系數(shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔的周圍內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。 如果忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進行初步的簡略計算。 8.2.2 冷卻系統(tǒng)的計算 1.塑件在固化時每小時釋放的熱量Q HIPS單位質(zhì)量釋放出的熱量設(shè)為700Kj/Kg。 Q=WQ1=0.154×700×60＝6468Kj/h 2.冷卻水的體積流量 式中，—冷卻水的密度，為1000kg/m3 C1—冷卻水的比熱容，為4.187Kj/（kg°C） 1—冷卻水出口溫度，取25°C 2—冷卻水入口溫度，取20°C 3.冷卻水在管道中的流速 由于模具較小，空間有限，取進出水管道直徑d=8mm。 4. 冷卻水道孔壁與冷卻水之間的傳熱系數(shù)h 5 .冷卻管道總傳熱面積A 式中，—模具溫度與冷卻水溫度之間的平均溫度，模具溫度取50°C。 6.模具上應(yīng)該開設(shè)的孔數(shù) 由于注射量較少，所需的冷卻水也較少，在這里無需開設(shè)冷卻水道。  參考文獻 1. 錢知勉主編.塑料成型加工手冊.上海：上海科學技術(shù)文獻出版社. 2. 黃鎮(zhèn)昌主編.互換性與測量技術(shù).廣州：華南理工大學出版社. 3. 楊占堯主編.注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例. 北京：化學工業(yè)出版社. 4. 申開智主編.塑料成型模具.北京：中國輕工業(yè)出版社. 5. 伍先明，龐佑霞主編.塑料模具設(shè)計指導(dǎo).北京：國防工業(yè)出版社. 6. 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