050-鋼卷尺注塑模具設(shè)計【模具三維】

050-鋼卷尺注塑模具設(shè)計【模具三維】,模具三維,050,卷尺,注塑,模具設(shè)計,模具,三維 畢業(yè)設(shè)計(論文)中期報告 題目：鋼卷尺上蓋注塑模具設(shè)計 一.設(shè)計（論文）進展?fàn)顩r： 1.1 經(jīng)過網(wǎng)上多次查找了外文文獻(xiàn)并完成了外文翻譯； 1.2方案的設(shè)計： 1.2.1注射模抽芯機構(gòu)的設(shè)計： 由于卷尺上蓋側(cè)壁上存在與開模方向不一致的側(cè)孔，如圖所示，所以要設(shè)計抽芯機構(gòu)讓塑件在開模時順利被推出，由于需要成型的結(jié)構(gòu)在外部所以選擇最常用的斜導(dǎo)柱加滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)。 1.2.2澆口的選擇： 由于該塑件是上蓋，外表面要求光滑，表面精度要求較高，再根據(jù)老師的要求，在這里采用點澆口。如圖所示 1.2.3分型面的選擇 以下原則進行分型面的選擇原則：（1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。避免 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（2）分型面應(yīng)便于塑件的脫模。（3）分型面得選擇應(yīng)有利于側(cè)向分型和抽芯。（4）分型面得選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量。（5）分型面得選擇應(yīng)有利于防止溢料。 (6）分型面的選擇應(yīng)該有利于排氣。（7）分型面的選擇應(yīng)盡量使成型零件易于加工。 根據(jù)選擇分型面位置的基本原則是應(yīng)將分型面開設(shè)在塑件斷面輪廓最大部位，以便順利脫模。分析該塑件分型面，由于該塑件結(jié)構(gòu)簡單，外形輪廓很簡單，所以很明顯可以找出該塑件的分型面，就是該塑件的下表面。如圖所示 1.2.4型腔數(shù)目的確定： 由于每個塑件有只有一個側(cè)孔，對于初學(xué)者來說，在上述內(nèi)容中已經(jīng)采取點澆口，采用一模兩腔即可。但是塑件形狀決定，如果采用一模兩腔，型芯型腔加工起來不太經(jīng)濟，最終決定采用點澆口常用的“X”布置形式，型腔分布如圖所示 1.3 塑件材料的選擇與分析： 1.3.1材料選擇 塑件材料ABS，密度1.05G/CM3。 1.3.2基本性能： ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一，是一種良好的熱塑性塑料。ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060度，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在6080度。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 1.4 注射模結(jié)構(gòu)件的設(shè)計： 根據(jù)模架的分類，選擇三板模模架，三板模模架由定模部分和動模部分組成，定模部分包括推料板和定模板；動模部分包括推板、動模板、托板、支撐件方鐵、底板及推桿固定板和推桿底板等。 1.5 塑件體積和澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 通過Pro/E建模設(shè)計分析計算得塑件體積： 澆注系統(tǒng)凝料體積在沒有設(shè)計澆注系統(tǒng)的情況下是無法確定的，所以需借住經(jīng)驗公式來估算，在這里澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來計算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積： 1.6 選擇注塑機 注射機的最大注射量應(yīng)大于制品的重量或體積(包括流道及澆口凝料飛邊)，通常注射機的實際注射量最好是注射機的最大注射量的80％，所以選用的注射機最大注射量應(yīng)為，所以。根據(jù)以上的計算結(jié)果，查找國產(chǎn)注射成型機，初選注塑機型號HTF86/TJ臥室注塑機，其主要技術(shù)參數(shù)見下表 表1 注射機的主要技術(shù)參數(shù) 注射裝置 數(shù)值 理論注射量： 131cm3 螺桿直徑： 34mm 注射壓力： 206MPa 合模力： 860KN 模板最大行程： 310mm 模具最大厚度： 400mm 模具最小厚度： 150mm 定位孔直徑： 100mm 噴嘴球頭半徑： 12mm 注射方式： 螺桿式 拉桿內(nèi)間距： 400mmx400mm 二．存在的問題及解決措施： 2.1存在的問題： 開模行程的計算，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，斜推桿傾斜角的確定，排氣系統(tǒng)的設(shè)計。 2.2解決措施： 查閱相關(guān)資料，向同學(xué)及老師請教。 三．后期工作安排： 3.1查閱模具設(shè)計相關(guān)資料并詳細(xì)計算 3月16日-3月22日 3.2修改裝配圖 3月23日-3月29日 3.3完成零件圖和三維模型 3月30日-4月19日 3.4優(yōu)化模具設(shè)計和分析 4月20日-4月27日 3.5整理修改各圖及編寫論文 4月28日-5月5日 3.6畢業(yè)答辯 5月10日 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 5 本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 題目:鋼卷尺上蓋注塑模具設(shè)計 II 主要符號表 T 成形周期 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（g/h或cm3/h） M 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3） M 單個制品的質(zhì)量和體積（g或cm3） F 注射機的額定鎖模力（N） A 單個制品在模具分型面上的投影面積（mm2） A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2） P 塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)壓力 S 注射機最大開模行程（mm） H 推出距離（脫模距離）（mm） H 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm） Q 抽拔力（N） A 側(cè)型芯被包緊的截面周長（cm） H 成型部分深度（cm） Q 單位面積積壓力 μ 摩擦系數(shù) A 脫模斜度 1 緒論 1.1 概述 塑料模具的設(shè)計和制造水平反映了機械設(shè)計和加工的水平，模具的設(shè)計已應(yīng)用了當(dāng)代先進的設(shè)計手段。CAD、CAM、CAE的逐漸廣泛應(yīng)用，使模具的設(shè)計效率大大提高，快速成型技術(shù)的應(yīng)用以及現(xiàn)代加工技術(shù)的使用如高精度加工中心、特種加工技術(shù)的大量使用是模具的制造精度越來越高，加工周期越來越短。各行各業(yè)對模具的需求量與日俱增，我國的模具行業(yè)蒸蒸日上，正需要大量的模具設(shè)計與制造的技術(shù)人才。本課題為中等以上難度的塑料模具設(shè)計，從模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，各種參數(shù)的設(shè)計與計算，材料的選擇與處理，零件的加工工藝方案的制定，三維造型等均得到鍛煉。 1.2 國內(nèi)、外塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀 近年來我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右。當(dāng)前，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。專家預(yù)測，在未來的模具市場中，塑料模具在模具總量中的比例將逐漸提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(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大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，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，但和國外相比仍有較大差距。 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)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚 41 壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(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)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 1.3 塑料模具發(fā)展走勢 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。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。 在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM/CAE技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度； CAD/CAM/CAE軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 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)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。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。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，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。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；再次是要進一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。在將來模具標(biāo)準(zhǔn)件將成為共享資源。 2 塑件的工藝性分析 塑件 鋼卷尺上蓋，三維圖如圖2.1所示：生產(chǎn)批量:中小批量 ；材料:ABS；未注公差按MT5級精度 。 圖2.1 塑件三維圖 塑件的工藝性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面質(zhì)量和塑件的工藝性分析，其具體分析如下: 2.1 塑件的原材料分析 該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。 2.2 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 1) 從圖紙上分析，該塑件的外形為由上蓋和下蓋組合，壁厚比較均勻，平均壁厚為2mm，且符合最小壁厚要求。 2) 塑件型腔較大，只有一個孔Ф7㎜，孔均符合最小孔徑要求。 3) 在上蓋內(nèi)側(cè)壁有一條凸槽起扣緊下蓋的作用，因此成型后塑件不易取出，需要考慮內(nèi)側(cè)抽裝置。 2.3 塑件的尺寸精度分析 該塑件的未注公差按MT5級公差要求。 2.4 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件為鋼卷尺上蓋，對其表面質(zhì)量沒有什么高的要求，粗糙度可取Ra3.2um, 塑件內(nèi)部也不需要較高的表面粗糙度要求，所以內(nèi)外表面的粗糙度都取Ra3.2um。 結(jié)論:該塑件可采用注射成型加工，且加工性能較好，但成型以后需要設(shè)置內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)才能將塑件順利脫出。 3 注射機的選擇 3.1塑件體積及質(zhì)量估算 通過Pro/E建模設(shè)計分析計算得塑件體積： 因為ABS的平均密度為p=1.05g/cm3，故： M=PV M=11×1.05=12.1g 澆注系統(tǒng)凝料體積在沒有設(shè)計澆注系統(tǒng)的情況下是無法確定的，所以需借住經(jīng)驗公式來估算，在這里澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來計算，在中期報告中已經(jīng)確定本次設(shè)計采用一模四腔，具體原因會在下面中敘述，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積： 3.2 選擇注塑機型號 注射機的最大注射量應(yīng)大于制品的重量或體積(包括流道及澆口凝料飛邊)，通常注射機的實際注射量最好是注射機的最大注射量的80％，所以選用的注射機最大注射量應(yīng)為，所以。根據(jù)以上的計算結(jié)果，查找國產(chǎn)注射成型機，初選注塑機型號HTF86/TJ臥室注塑機，其主要技術(shù)參數(shù)見下表 表1 注射機的主要技術(shù)參數(shù) 注射裝置 數(shù)值 理論射量： 131cm3 螺桿直徑： 34mm 注射壓力： 206MPa 合模力： 860KN 模板最大行程： 310mm 模具最大厚度： 400mm 模具最小厚度： 150mm 定位孔直徑： 100mm 噴嘴球頭半徑： 12mm 注射方式： 螺桿式 拉桿內(nèi)間距： 400mmx400mm 4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括: 分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)設(shè)計、型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定、推件方式、側(cè)抽芯機構(gòu)的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計等內(nèi)容。 4.1分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項的設(shè)計原則： 1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求 4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5）分型面的選擇要便于模具的加工制造 6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機構(gòu)的動作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。 綜合考慮以上的設(shè)計原則并結(jié)合該塑件的結(jié)構(gòu)特點和質(zhì)量要求，應(yīng)采用塑件外形最大輪廓處作為分形面。所選分型面如圖4.1所示； 圖4.1 分型面的選擇 4.2 型腔數(shù)目的確定及型腔的排列 由于該塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是每個塑件僅有一處側(cè)抽芯，之前選用的側(cè)澆口但是被老師否決了，老師要求采用點交口，決定采用點交口常見的“X”形布置形式，采用一模四腔成型，這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。 型腔布局形式 4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注塑機噴嘴到模具型腔為止的一種完整的輸送管道。它具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑件質(zhì)量具有決定性影響。澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利地充滿到型腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。因此要求充模過程快而有序，壓力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離或切除。澆注系統(tǒng)一般由四部分組成。 (1)主流道 指由注射機噴嘴出口起到分流道入口止的一段流道。它是塑料熔體首先經(jīng)過的通道，且與注塑機噴嘴在同一軸線。 (2)分流道 指主流道末端至澆口的整個通道。分流道的功能是使熔體過渡和轉(zhuǎn)向。單型腔模具中分流道是為了縮短流程。多型腔注射模中分流道中為了分配物料，通常由一級分流道和二級分流道，甚至多級分流道組成。 (3)澆口 指分流道末端與模腔入口之間狹窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔體加快流速注入模腔內(nèi)，并有序的填滿型腔，且對補縮具有控制作用。 (4)冷料井 通常設(shè)置在主流道和分流道轉(zhuǎn)彎處的末端。其功用為“捕捉”和貯存熔料前鋒的冷料。冷料井也經(jīng)常起拉勾凝料的作用。 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則： (1)澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置； (2)盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時間； (3)澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇形流動，并有利排氣和補縮； (4)避免高壓熔體對型芯很讓和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移； (5)澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷； (6)熔合縫位置需合理安排，必要時配置冷料井或溢料槽； (7)盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量； (8)澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口須有IT8以上精度。 4.3.1主流道設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。根據(jù)模具手冊查得HTF86/TJ臥室注塑機噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴球半徑:R =12mm，噴嘴孔直徑:d =3.5mm。 a. 主流道尺寸 主流道通常設(shè)計在澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角a為2~6°小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.5～1mm?，F(xiàn)取錐角a=60，小端直徑比噴嘴直徑大1㎜。澆口套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度50～55HRC。由于小端的前面是球面，其深度為3~5mm(現(xiàn)取為3mm)，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2mm。澆口套與模板間配合采用H7/m6的過渡配合。 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為Ф5mm。 b. 主流道澆口套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道澆口套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。常用澆口套分為澆口套、定位圈整體式和澆口套與定位圈單獨分開兩種，本設(shè)計采用澆口套與定位圈單獨分開，澆口套如4.2所示，定位圈如圖4.3所示： 圖4.2 澆口套 圖4.3 定位圈 c. 主流道澆口套的固定 因為采用的為分開式，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外徑為Φ100mm，內(nèi)徑Φ35mm。具體固定形式采用2顆M5×20L螺釘固定。 4.3.2分流道的設(shè)計 主流道與澆口之間的通道稱為分流道。直澆道模具可以省去分澆道，但在多型腔模具中分澆道是必不可少的。 a.分流道的布置形式 為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同事還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道[15]。如圖所示。 b.流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、正方形、梯形、U形、半圓形和正六角等。澆道的截面積越大，壓力的損失越?。粷驳赖谋砻娣e越小，熱量的損失越小。用澆道的截面積和表面積的比值來表示澆道的效率，效率越高，澆道的設(shè)計越合理。 圖4.4 不同截面的分流道的效率 c. 分流道截面形狀與尺寸 由于本模具選擇梯形截面，所以本模具梯形截面上底寬度D＝6mm，這也符合加工刀具選擇，選擇圓角半徑R =1mm[16]，由表4.1知梯形高度H＝2D/3＝4mm，梯形斜邊與豎直方向夾角在5~10°，即可確定下底邊寬度為d＝4.5mm。分流道截面如圖4.5。 4.3.4澆口設(shè)計 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狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時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。 澆口是連接分流道和型腔的一段細(xì)短澆道，它的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大。 (1) 澆口的尺寸及類型 澆口的截面積一般取分流道截面積的3%～6%，澆口的長度約1～1.5mm，在設(shè)計時應(yīng)取最小值，試模時逐步修正。澆口的形狀有矩形（厚度和寬度比為1：3）、圓形、梯形和U形。澆口的類型有直接口、側(cè)澆口、平縫式澆口、扇形澆口、點澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、潛伏式澆口和護耳澆口等。 本模具采用的點澆口，點澆口全稱針點式澆口，是典型的限制型澆口。具有如下優(yōu)點： ①可大大提高塑料熔體剪切速率，表現(xiàn)粘度江都明顯，致使充模容易。 ②熔體經(jīng)過點澆口時因高速摩擦生熱，熔體溫度升高，黏度再次下降，致使流動性再次提高。 ③能正確控制補料時間，無倒流之慮；有效降低塑件特別是澆口附件的殘余應(yīng)力，提高了制品質(zhì)量。 ④能縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。 ⑤有利澆口與制品的自動分離，便于實現(xiàn)塑件生產(chǎn)過程的自動化。 ⑥澆口痕跡小，容易修整。 ⑦在多型腔模中，容易實現(xiàn)各型腔均衡進料，改善了塑件質(zhì)量。 ⑧能較自由地選擇澆口位置。 點澆口的缺點有： 必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu)； 不適合高粘度和對剪切速率不敏感的塑料熔體； 不適合厚壁塑料成型； 本次設(shè)計點澆口的結(jié)構(gòu)如圖4.5所示。 圖4.5 點澆口的結(jié)構(gòu)形式 圖中主要尺寸為：澆口直徑d=0.5～1.5mm，l=0.5～2mm， H=3， ，R=1.5～3，r=0.2～0.5。 (2) 澆口的位置 澆口的位置對塑件的質(zhì)量有極大的影響，澆口的位置選擇時應(yīng)遵循如下原則： ①澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動，型腔的排氣和塑料的補塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷； ②澆口的設(shè)置應(yīng)避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕，影響塑件的外觀； ③澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個角落同時充滿的位置； ④澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排出型腔中的氣體的位置； ⑤澆口應(yīng)設(shè)計在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位； ⑥模具的型芯細(xì)小時，澆口設(shè)計應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯，以免型芯被沖擊變形。 ⑦澆口不要設(shè)置在塑件使用中的承受彎曲載荷和沖擊載荷的部位。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，進澆點如圖4.6所示。 圖4.6 澆口在塑件上的位置 4.4 型芯、型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計及尺寸 型芯、型腔采用整體式或整體嵌入式結(jié)構(gòu)。 整體式型腔是直接在一整塊材料上加工而成的凹模即為整體式凹模，其特點是牢固，不易變形，有較高的強度和剛度，成型的塑件表面不會有模具接縫痕跡。當(dāng)塑件結(jié)構(gòu)簡單時，制作整體式凹模比較容易，塑件形狀復(fù)雜時，整體式凹模的加工工藝性較差，需要采用電火花、電鑄等特殊加工手段，制作周期較長且費用較高，零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難，消耗貴重模具鋼多。整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡單的中小型塑件。 整體嵌入式型腔是將凹模做為整體式，再嵌入模具的模板內(nèi)，它在單腔和多腔模具中均可應(yīng)用。這種凹模結(jié)構(gòu)的好處是: a. 加工單個型腔的凹模方便，同時零件的熱處理變形比在一塊材料上制作多個型腔的小。 b. 節(jié)省貴重鋼材。根據(jù)工作性質(zhì)，凹模和固定板分別采用不同的材料制作。 c. 易于維修更換。采取鑲嵌式安裝形式便于更換失效了的凹模，兒不影響生產(chǎn)進。 d. 各型腔凹模單獨加工利于縮短制模周期。 4.4.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔是成型塑件外表面的成型零件。分析產(chǎn)品，其外部結(jié)構(gòu)簡單，考慮各方面因素，采用整體嵌入式型腔，它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強度與剛度，使用可靠且置換方便。用4顆M6螺釘固定于定模板，如圖4.7所示： 圖4.7 型腔 4.4.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯和鑲件都是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。分析產(chǎn)品，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中中間的一處結(jié)構(gòu)需要，如圖箭頭所指方向，由于凹處成型較深無法通過整體式型芯直接成型，采用鑲拼式型腔，用4顆M6螺釘將型芯固定于動模板上，如圖4.8所示： 圖4.8 型芯 型芯鑲件 4.4.3型腔和型芯工作尺寸計算 成型零部件工作尺寸計算方法有平均值法和公差帶法兩種。對于塑件尺寸和成零部件的尺寸偏差統(tǒng)一按入體原則標(biāo)注，對于中心距尺寸則采用雙向?qū)ΨQ偏差標(biāo)注.?分清了各部分尺寸的分類后，即可在趨于增的尺寸上減小一個1/2Δ，而在趨于縮小的尺寸上加上一個1/2Δ，其中Δ為塑件公差。但是由于成型零件脫模過程中與塑件的移動摩擦而產(chǎn)生磨損，彌補又因為成型零件部位的不同，受磨損的程度也不同，所以成型零件的徑向尺寸，受磨損較大取最大值，即1/4Δ；而成型零件的高度尺寸相對磨損較小取最小值，即1/6Δ。 該塑件的成型尺寸計算均按平均值法技術(shù)。查有關(guān)手冊得ABS的收縮率為S=0.5%.塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，計算模具成型零部件工作尺寸的公式為： 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實際尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級作為模具制造公差。在此取IT8級，型芯工作尺寸公差取IT7級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。 型腔徑向尺寸 已知在規(guī)定條件下的平均收縮率S，塑件的基本尺寸 D0是最大的尺寸，其公差△為負(fù)偏差，因此塑件平均尺寸為D0-△，模具型腔的基本尺寸D是最小尺寸，公差為正偏差，型腔的平均尺寸為D+δz/2。型腔的平均磨損量為δc/2，如以D +Z表示型腔尺寸, ABS平均收縮率S=0.5%. D+δz/2+δc/2=( D0-△/2)+( D0-△/2)S 經(jīng)整理最終公式為：D+δz=[(1+S) D0-(0.5～0.75)△]0+δz (5.1) a.型腔計算 （1） 型腔的徑向尺寸??? 式中D—型腔的最小基本尺寸；?D0—塑件的最大基本尺寸； =2.2mm =3.81mm =7.83mm =4.818mm =11.35mm =22.9mm =29.94mm (2)型腔深度計算 式中H m — 型腔深度的最小基本尺寸； Hs— 塑件的最大基本尺寸。 =70.25mm =4.42mm =7.43mm =9.45mm =34.57mm b.型芯計算 (1) 型芯的徑向尺寸? 式中??d—型芯的最大基本尺寸；?d0—塑件的最小基本尺寸。 =3.63mm =7.15mm =1.117mm =5.14mm =18.2mm =24.23mm (2)型芯高度計算 式中??h—型芯高度的最大尺寸；???h0—塑件內(nèi)形深度的最小尺寸。? =4.63mm =3.13mm =14.17mm =47.33mm 4.5 脫模機構(gòu)的設(shè)計 在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須從模具的型腔及型芯中被脫出，這一完成塑件脫出的機構(gòu)成為脫模機構(gòu)。 脫模機構(gòu)的設(shè)計原則： (1)塑件滯留于動模，模具開啟后應(yīng)以使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上，以便模具脫模裝置在注射機頂桿的驅(qū)動下完成脫模動作。 (2)保證塑件不變形損壞，這是脫模機構(gòu)應(yīng)達(dá)到的基本要求。首先要正確分析塑件對型腔或型芯的附著力的大小以及所在的部位，有針對性地選擇何時的脫模方法和脫模位置，使頂出中心和脫模阻力中心相重合。型芯由于塑件收縮時對其包緊力最大，因此頂出的作用應(yīng)該竟可能地靠近型芯，頂出力應(yīng)該作用于塑件剛度、強度最大的部位，作用面盡可能大一些。影響脫模力大小的因素很多，當(dāng)材料的收縮率大，塑件壁厚大，模具的型芯形狀復(fù)雜，脫模斜度小以及型腔（型芯）粗糙度高時，脫模阻力就會增大，反之則小。 (3)力求良好的塑件外觀，頂出塑件的位置應(yīng)該盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)ν庥^影響不大的部位，在采用頂桿脫模時尤其要注意這個問題。 脫模機構(gòu)由以下幾個零件組成，頂桿直接作用于塑料，將塑料從型腔或型芯上脫出，頂桿需要固定，因此設(shè)在固定板上，通過頂出板與固定板聯(lián)接，將頂桿平穩(wěn)固定，注射機的液壓頂出或機械頂出桿作用于頂出板上，使頂桿完成頂出動作。當(dāng)頂桿細(xì)小或頂出距離過長時要使頂出過程平穩(wěn)，就要在頂出系統(tǒng)中增加導(dǎo)柱和導(dǎo)套，頂出后頂桿應(yīng)先于型腔或型芯復(fù)位，通過復(fù)位桿時下。在頂出系統(tǒng)中有一拉料桿，其作用是將澆注系統(tǒng)的冷料拉至動模上并在卸料過程中隨塑件同時被頂出。擋銷的作用是在頂出板與動模板之間留有間隙，防止肥料及雜物落入，影響了頂出系統(tǒng)回程，同時可調(diào)節(jié)頂桿的位置及頂出距離。 頂桿脫模機構(gòu)的設(shè)計要點： (1)頂出的頂出位置應(yīng)該設(shè)在脫模阻力大的部位。蓋、箱類塑件阻力最大的地方是側(cè)面，在端面均勻設(shè)置頂桿是最理想的。 (2)頂桿不設(shè)置在塑件薄壁處，一面塑件變形破損，當(dāng)結(jié)構(gòu)特殊需要時，應(yīng)該增大頂出面積使塑件受力得以改善，可采用頂出盤頂出。 (3)頂桿直徑不宜過小，有足夠的剛度，而且應(yīng)以盡可能大的面積與塑件接觸，當(dāng)直徑小于3時應(yīng)該采用階梯頂桿，以加大頂桿的剛度。 (4)頂桿與型芯或型腔板頂桿孔的配合一般為H8/h7或H7/h7，配合間隙可參考塑料不溢料間隙值，配合長度一般為頂桿直徑的（1.5～2）倍，但至少不小于15mm。 (5)若塑件上不允許有頂出痕跡，可在模具型腔外增設(shè)輔助頂出用頂出耳頂出。 (6)頂桿材料多用45鋼或T8、T10等碳素工具鋼制造，采用頭部局部淬火，淬火硬度在50HRC以上，局部淬火長度為1.5倍推出行程與配合長度之和，表面粗糙度在。 本模具采用的為推件板頂出脫模機構(gòu)。該機構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機構(gòu)的作用下，通過一次動作即可頂出?？紤]到塑件結(jié)構(gòu)外形，如圖所示，所以本模具選擇推桿加推筒脫模機構(gòu)。 塑件中推筒推出的結(jié)構(gòu) 圖 推筒二維圖 圖 推筒三維圖 根據(jù)以上原則，推桿的形式采用等圓截面推桿，其尾部采用軸肩形式，推桿材料為T8A，頭部要淬火，硬度應(yīng)達(dá)到40HRC以上，滑動配合部分表面粗糙度達(dá)到Ra0.63～1.25,頂桿的位置高在阻力大的地方。推桿與推桿孔部為滑動配合，選H7/f6，其配合間隙兼有排氣作用，但不應(yīng)大于所用塑料的排氣間隙，以防漏料。配合長度一般與頂桿直徑的2～3倍，推桿端面構(gòu)成型腔的一部分，應(yīng)精細(xì)拋光。采用推桿比較容易使單邊間隙達(dá)到0.01—0.02mm的要求。推桿選用d=4mm，頂桿如圖4.9，頂桿分布位置4.10。 圖4.9 頂桿 圖4.10 頂桿分布位置 4.5.1復(fù)位裝置設(shè)計 脫模機構(gòu)將塑件脫模后，在進行下一次成型前，除推板脫模機構(gòu)以外，必須先行回到初始位置，尤其是有側(cè)向分型的模具，頂桿與側(cè)向抽出型芯之間會相互干擾，這就更要求頂出機構(gòu)必須在閉模前回到初始狀態(tài)。常用的復(fù)位形式有：復(fù)位桿復(fù)位，頂出桿兼復(fù)位桿復(fù)位，彈簧復(fù)位。 本模具采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿的工作端面頂在動模的固定板上，由于動模固定板沒有熱處理，為防止在模具工作中復(fù)位桿將動模固定板頂出凹坑，復(fù)位桿高于動模板1mm，復(fù)位桿的另一工作面與固定頂桿的頂出固定板相連，在模具閉模時，由復(fù)位桿憂郁彈簧作用推動頂桿固定板，帶動頂桿回程。 4.6側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計 在一定時間內(nèi)使側(cè)凸、凹成型件能準(zhǔn)確地進行脫模，并保證成型件的壁厚和變形符合要求。當(dāng)前最常用的是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，其工作原理是利用斜導(dǎo)柱等傳動零件，把垂直的開模運動傳遞給側(cè)向型芯，使之產(chǎn)生側(cè)向運動而完成分型或抽芯動作。 4.6.1抽芯距的計算 對于有側(cè)凸凹的塑件，常用斜導(dǎo)柱及斜滑塊側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，在進行設(shè)計時，需作以下計算： 如圖所示抽芯距指將側(cè)向型芯從成型位置抽到不妨礙塑件取出的位置所需的空間距離，即型芯移動的最小距離。一般抽芯距等于型孔深度再加2～3mm，即： （mm） 式中，S－抽芯距 S1－型孔深度 =2+3 =5mm 4.6.2拔模力的計算 抽拔力是指制品處于脫模狀態(tài)，需要從與開模方向有一交角的方位抽出型芯所需克服的阻力。這個力的大小隨制品結(jié)構(gòu)、幾何尺寸、塑料原料的物理性能及模具結(jié)構(gòu)而異。當(dāng)原材料確定時，抽拔力與模具結(jié)構(gòu)和制品形狀密切相關(guān)，因此計算抽拔力的方法與計算脫模力的方法近似。但有些情況，需對脫模力計算公式做適當(dāng)?shù)匦拚透倪M，方可用于抽拔力的計算。 抽拔力的計算公式： Fc=Ap(μcosa-sina) （3-5） 式中：Fc——抽拔力； A——制品包絡(luò)型芯的面積約為5250mm2； P——制品對側(cè)型芯的收縮力（包緊力），其值與制品的集合形狀及制品的品種、成型工藝有關(guān)，一般取p=1X310Pa； μ——制品在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)，取μ=0.2； a——側(cè)型芯的脫模斜度，取a=17°。 Fc=Ap(μcosa-sina)=5250×310×（0.951×2-0.309）≈19.3KN 4.6.3斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)由斜導(dǎo)柱、側(cè)滑塊、鎖緊楔及滑塊定位裝置所組成。如圖所示。 (1) 斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱主要用作驅(qū)動側(cè)滑塊的開閉運動。 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 斜導(dǎo)柱頭部可做成半球或錐臺形，斜導(dǎo)柱的表面粗糙度Ra小于0.63～1.25μm。斜導(dǎo)柱與其固定板采用過渡配合H7/m6聯(lián)接。斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔之間可采用較松間隙配合(如H11/b11)，或在二者之間保留0.5～1mm以上的間隙，甚至當(dāng)分型抽芯有延時要求時，可以放大到1mm以上。 4.6.4導(dǎo)滑槽的設(shè)計 斜導(dǎo)柱驅(qū)動滑塊是沿著導(dǎo)滑槽移動的，故對導(dǎo)滑槽提出如下要求： a. 滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運動要平穩(wěn)； b. 為了不使滑塊在運動中產(chǎn)生偏斜，其滑動部分要有足夠的長度，一般為滑塊寬度的一倍以上； c. 滑塊在完成抽拔動作后，仍留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，其留下部分的長度不應(yīng)小于滑塊長度的2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時容易發(fā)生偏斜，甚至損壞模具； d. 滑塊與導(dǎo)滑槽間應(yīng)上、下與左、右各有一對平面呈動配合，配合精度可選H7/g6或H7/h7，其余各面均應(yīng)留有間隙； 基于以上要求，為了節(jié)約成本，便于加工該模具才型芯固定板上直接開滑槽，用耐磨塊加以固定其結(jié)構(gòu)及與滑塊的配合如圖所示： 故斜導(dǎo)柱驅(qū)動滑塊是沿著導(dǎo)滑槽移動。 導(dǎo)滑槽與斜滑塊配合示意圖 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 塑料注射模溫度調(diào)節(jié)能力的好壞，直接影響到塑件的質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)效率的高低，塑件在型腔內(nèi)的冷卻力求做到均勻、快速，以減少塑件的內(nèi)應(yīng)力，使塑件的生產(chǎn)做到優(yōu)質(zhì)高效率。 5.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在模具中的作用是至關(guān)重要的，尤其對厚壁塑件和平整度有要求的大型薄壁塑件來講更為重要。 5.1.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 質(zhì)量優(yōu)良的塑件應(yīng)滿足一下六方面的要求，即收縮率小，變形小，尺寸穩(wěn)定，沖擊強度高，耐應(yīng)力開裂性好和表面粗糙度低。 模溫對以上各點的影響分述如下： (1)采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率。模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減小塑件的變形，其中均勻一直的模溫尤為重要，但是由于塑件形狀復(fù)雜，壁厚不一樣，充模順序先后不同，常出現(xiàn)冷卻不均勻的情況。為了改善這一情況，可將冷卻水先通入模溫最高的地方，在冷得快的地方通溫水，慢的地方通冷水，使模溫均勻，塑件各部分能同時凝固，這不僅提高制品質(zhì)量，也縮短了成型周期，但由于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要完全達(dá)到理想的調(diào)溫往往是困難的。 (2)對于結(jié)晶型塑料，為了使塑料尺寸穩(wěn)定，應(yīng)該提高模溫，使結(jié)晶在模具內(nèi)盡可能的達(dá)到平衡，否則塑件在存放和使用過程中由于后結(jié)晶會造成尺寸和力學(xué)性能的變化（特別是玻璃化溫度低于室溫的聚烯烴類塑件），但模溫過高對制品性能也會產(chǎn)生不好的影響。 (3)結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度還影響塑件在溶劑中的耐應(yīng)力開裂能力，結(jié)晶度越高該能力越低，故降低模溫是有利的。但是對于聚碳酸酯一類的高粘度非結(jié)晶型塑料，耐應(yīng)力開裂能力和塑件的內(nèi)應(yīng)力關(guān)系很大，故提高充模速度，減小補料時間并采用高模溫是有利的。 5.1.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對塑件質(zhì)量的影響 熱塑性塑料熔體注入型腔后，釋放大量熱量而凝固。不同的塑料品種，需要模腔維持在某一適應(yīng)溫度。模溫對塑件質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在如下六個方面。 (1)改善成形性 每一種塑料都有其適宜的成型模溫，在生產(chǎn)過程中若能始 終維持相適宜的模溫，則其成形性可得到改善，若模溫過低，會降低塑料熔體流動性，使塑件輪廓不清，甚至充模不滿；模溫過高，會使塑件脫模時和脫模后發(fā)生變形，使其形狀和尺寸精度降低。 (2)成型收縮率 利用模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模溫恒定，能有效減少塑料成型收縮的波動，提高塑件的合格率。采用允許的低模溫，有利于減小塑料的成型收縮率，從而提高塑件的尺寸精度，并可縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。 (3)塑件變形 模具型芯與型腔溫差過大，會使塑件收縮不均勻，導(dǎo)致塑件翹曲變形。尤以壁厚不均和形狀復(fù)雜的塑件為甚。需采用何時的冷卻回路，確保模溫均勻，消除塑件翹曲變形。 (4)尺寸穩(wěn)定性 對于結(jié)晶性塑料，使用高模溫有利于結(jié)晶過程的進行，避免在存放和使用過程中尺寸發(fā)生變化；對于柔性塑料（聚烯烴等）采用低模溫有利于塑件尺寸穩(wěn)定。 (5)力學(xué)性能 適當(dāng)?shù)哪?，可使塑件力學(xué)性能大為改善。例如，過低模溫，會使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，或產(chǎn)生明顯的熔接痕。對于粘性大的剛性塑料，使用高模溫，可使其應(yīng)力開裂大大降低。 (6)外觀質(zhì)量 適當(dāng)提高模具溫度能有效地改善塑料外觀質(zhì)量。過低的模溫會使塑件輪廓不清，產(chǎn)生明顯的銀絲、云紋等缺陷，表面無光澤或粗糙度增加等。 5.2冷卻系統(tǒng)的機構(gòu) 5.2.1模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 (1)冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能的大，開設(shè)較多的小孔，通入恒定溫度的水，其溫度分布均勻，其型腔表面溫度變化不大；同樣的型腔由于水道數(shù)量減少，尺寸減少，是型腔表面的冷卻溫度出現(xiàn)梯度，使冷卻不均勻。 (2)冷卻水孔至型腔表面為等距離，當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面各處最好有相等的距離，當(dāng)塑件壁厚不均勻時，厚壁處冷卻水道要靠近型腔，間距要小。一般水孔邊離型腔的距離大于10mm，常用12～15mm。 (3)澆口處加強冷卻，普通熔融的塑料充填型腔的時候，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度越低，因此澆口附近要加強冷卻，通入冷水，而在溫度低的外側(cè)使經(jīng)過熱交換了的溫水通過即可， (4)降低入水與出水的溫度差，如果入水溫度和出水溫度差別太大時，使模具的溫度分布不均，如果制品冷卻速度不一樣，就容易造成制品變形，特別是對流動距離很長的大型制品，塑溫越流越低。 (5)深型腔塑件的冷卻，對于深型腔塑件，其型腔的冷卻可采用在型腔板上開設(shè)水道的方法。 (6)水道的開設(shè)應(yīng)便于加工和清理，冷卻水道要易于機械加工，便于清理。一般孔徑設(shè)計為8～12mm。 5.2.2模具冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) (1)冷卻水道形式大體分為，溝道式冷卻、管道式冷卻和導(dǎo)熱桿式冷卻。本模具采用的是溝道式冷卻。 (2)冷卻水道的連通方式有串聯(lián)和并聯(lián)兩種。 (3)型腔的冷卻 本模具采用的是沿型腔邊緣設(shè)置若干并聯(lián)或串聯(lián)的循環(huán)水路。 由于該塑件體積比較大，所以水道采用直水道直徑為6mm，根據(jù)以上設(shè)計原則冷卻系統(tǒng)其分布如圖5.1所示： 圖5.1 冷卻水道的布置 6 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)是保證動定?；蛏舷履：夏r，正確定位和導(dǎo)向的零件。 6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的作用 1、定位件用：模具閉合后。 2、保證動定模和推板或上下模位置正確。 3、保證型腔的形狀和尺寸精確。 4、在模具的裝配過程中也起定位作用。 5、便于裝配和調(diào)整。 6、導(dǎo)向作用：合模時，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。 7、承受一定的側(cè)向壓力。 6.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇 圖6.1 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式 其材料采用T8A0經(jīng)滲碳淬火處理，硬度為50~55HRC。導(dǎo)柱、導(dǎo)套固定部分表面粗糙度Ra為08μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。具體尺寸如上圖所示。導(dǎo)柱、導(dǎo)套用H7/r6配合鑲?cè)肽０濉? 6.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的排布 為了使導(dǎo)柱進入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒一圓角，且導(dǎo)柱孔為通孔，這樣容易排氣，材料用T8A，使其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套的精度與配合，是采用二級精度過渡配合壓入定模模板。導(dǎo)柱布置見圖7.2： 圖6.2 導(dǎo)柱布置 7 注射機有關(guān)參數(shù)的校核 7.1最大注射量校核 最大注射量指注射機一次注射塑料的最大容量，設(shè)計時應(yīng)保證成型塑件所需的注射量小于所選注射機的最大注射量[6]。 HTF86/TJ型注射出成型機的理論注射量為131cm366cm3，因此滿足要求。 7.2注射壓力校核 根據(jù)ABS材料所需注射壓力為30MPa~110MPa，取P0＝30MPa，該注射機的公稱注射壓力P公＝206MPa，注射壓力安全系數(shù)k1＝1.25~1.4，取k1＝1.3，則 k1P0＝1.3×80＝104MPa＜P公，所以，注射機注射壓力合格。 7.3鎖模力校核 當(dāng)塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生一個很大的推力，此推力的大小等于塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和（即注射面積）乘以型腔內(nèi)的塑料壓力。為了保障操作人員的人身安全，需要機床提供足夠大的鎖模力。因此，欲使模具從分型面漲開的必須小于注射機規(guī)定的鎖模力[15]。即 T ≥ k2Fq/1000 (3.3) 式中 T—注射機的額定鎖模力，t； F—塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積，cm2； q—熔融塑料在模腔內(nèi)的壓力，MPa； k2—安全系數(shù)，通常取1.1～1.2，這里取1.1。 經(jīng)查表可得，ABS大致范圍為25MPa~40MPa這里取= 30MPa； k2Fq/1000＝1.1×16425×30/1000＝542kN＜F鎖＝1200kN 即該注塑機的鎖模力符合要求。 7.4模具厚度校核 模具厚度必須滿足下式： Hmin ≤ H ≤ Hmax (3.4) 式中 H—模具閉合厚度，mm； —注塑機所允許的最小模具厚度，150mm； —注塑機所允許的最大模具厚度，400mm； 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖，初選的模具厚度為280mm。則滿足要求。 7.5開模行程校核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程。對于雙分形面的注塑模具，其開模行程按下式效核[15]： S ≥ H1 + H2 + H3 + A +(5~10)mm (7.5) 式中 S—注塑機的最大行程，mm； H1—為澆口套凝料脫模距離，此模具中為45mm； H1—為塑件離開型腔的脫模距離，此模具中為30mm； H1—點澆口脫模距離，此模具中為30mm； A— 定模板與澆口板的分離距離，此模具中為10mm。 S＝45 + 30 + 30 + 10 + 10＝125mm 所以上式成立(350>135)，即該注塑機的開模行程符合要求。 由以上對各參數(shù)的效核可知該HTF86/TJ型注塑機符合要求。 8 確定裝配圖 根據(jù)以上方案確定裝配圖如下圖8.1 ： 圖8.1 模具裝配圖 9 結(jié) 論 本次設(shè)計介紹了鋼卷尺上蓋注塑模具的設(shè)計過程。該設(shè)計是按照注塑模設(shè)計的一般步驟進行的，步驟包括：原始資料的分析、確定模具結(jié)構(gòu)方案、抽芯機構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)滑槽和滑塊的設(shè)計、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、底板厚度的計算、加熱和冷卻系統(tǒng)計算、模架的設(shè)計、注塑機參數(shù)校核等。 注塑成型作為一種重要的成型加工方法，在家電行業(yè)、汽車工業(yè)、機械工業(yè)等都有著廣泛的應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一致性高、生產(chǎn)率高和消耗低的特點。在模具制造業(yè)競爭激烈的今天，對設(shè)計人員來說，關(guān)鍵問題是如何提高模具設(shè)計質(zhì)量，縮短模具設(shè)計周期，降低設(shè)計和制造的成本。熟練地操作Pro/E和CAD等電子繪圖軟件是必要的技能。以便縮短設(shè)計周期，提高了設(shè)計質(zhì)量。 通過本次畢業(yè)設(shè)計給我的煅煉，我相信我會獲益終生的。在設(shè)計中我充分發(fā)揮了我的創(chuàng)造能力。并且這樣能力在不斷的煅煉中得到了加強，當(dāng)然我也遇到了些新問題，能力與知識就是在這樣波浪式的前進、螺旋形的上升中長進的。我更多地鍛煉了自己的自學(xué)能力，分析問題和解決問題的經(jīng)驗使我受用終生。 此外，由于缺乏實踐經(jīng)驗，加之時間倉促，設(shè)計當(dāng)中錯誤和缺點在所難免，還肯請批評指正。 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計中，我從指導(dǎo)老師王蕊老師身上學(xué)到了很多東西。王蕊老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高。強懷博老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師王蕊老師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 在這，也非常感謝學(xué)校能給我這次機會來進行我的畢業(yè)設(shè)計，讓我把書本上的知識運用的實踐中去，讓我深刻的體會到了“學(xué)以致用”的道理。 另外，還有同組同學(xué)的互相幫助，深深地感謝他們對我的支持、理解和關(guān)心，所以在這里我一并表示感謝。 最后，再次對他們的無私幫助，我表示誠摯的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 常芳娥，堅增運.注壓成型模具設(shè)計.西北工業(yè)大學(xué)出版社. [2] 張維合編著，注塑模具設(shè)計實用教程[M],化學(xué)工業(yè)出版社，2007.9. [3] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京:機械工業(yè)出版社，1996, 1-3. [4] 楊洪旗.模具設(shè)計與CAD技術(shù)[[J]. CAD/CAM計算機輔助設(shè)計與制造，2000. [5] 黃虹.塑料成型加工與模具.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003. [6] 黃雁, 彭華太.塑料模具設(shè)計與制造技術(shù).廣州:華南理工大學(xué)出版社,2003. [7] 李秦蕊.塑料模具設(shè)計.西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,1988. [8] 張中元.塑料注射模具設(shè)計:入門到精通.北京:航空工業(yè)出版社,1999. [9] 鄒繼強.塑料制品及其成型模具設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社,2005. [10] 張孝民.塑料模具技術(shù).北京:機械工業(yè)出版社,2003. [11] 葉久新，王群主.塑料制品成型及模具設(shè)計.長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社, 2004. [12] 模具實用技術(shù)編委會.塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例.北京:機械工業(yè)出版社,2002. [13] 顏智偉.塑料模具設(shè)計與機構(gòu)設(shè)計.北京:國防工業(yè)出版社,2006. [14] 模具實用技術(shù)編委會.塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例.北京:機械工業(yè)出版社,2002. [15] 付宏生, 劉京華.注塑制品與注塑模具設(shè)計.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003. [16] H. HILL, S. WEBER, S. SIEBERT, S. HUTH, and W. THEISEN. Comprehensive Investigations of the Supersolidus Liquid-Phase Sintering of Two Plastic Mold Steels. The Minerals, Metals & Materials Society and ASM International 2010. [17]