風(fēng)扇葉片注射模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書

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1、 風(fēng)扇葉片注射模具設(shè)計(jì) 摘要 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說(shuō)明。 通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。 關(guān)鍵詞：塑料模具；參數(shù)化；鑲件；分型面  The plastic injection model des

2、ign of Fan blades Abstract Plastic industry is one of the fastest growing industrial categories in the world, and the injection mold is one of the fastest growing types. Therefore, it is of great significance to study the injection mold to understand the production process and improve the quality

3、of the product. This design introduces the basic principle of injection molding, especially the structure and working principle of the injection mold for the single type surface, puts forward the basic design principles for the injection molding products, and introduces the design process of the po

4、uring system, the temperature regulation system and the ejecting system of the injection mold for the cold flow passage, and explains the strength requirements of the mold. Through this design, we can have a preliminary understanding of the injection mold, pay attention to some details of the desig

5、n, and understand the structure and working principle of the mold. Key words: plastic mold; parameterization; insert; parting surface 目 錄 摘要 1 Abstract 2 1．緒 論 6 1.1中國(guó)塑料模具市場(chǎng)分析 6 1.2 塑料模的常用類型 8 1.3 論文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 9 1.3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 9 1.3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 9 1.3.3 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 9 第2章 塑料風(fēng)葉設(shè)計(jì)與分析

6、 10 2.1注射性能分析 11 2.2 材料選擇 12 2.2.1塑料介紹 13 2.2.2 分析塑料材料 13 2.3材料的確定 13 第3章 成型零部件設(shè)計(jì) 16 3.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.1.1型芯設(shè)計(jì) 16 3.1.2葉片成型設(shè)計(jì) 17 第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 4.1澆注系統(tǒng)的功用和設(shè)計(jì)要求 19 4.2主流道設(shè)計(jì) 20 4.2.1主流道的作用 20 4.2.2主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 21 4.2.3澆口套的結(jié)構(gòu)形式 22 4.2.4澆口套材料及尺寸 22 4.2.5澆口套的固定 23 4.3澆口的設(shè)計(jì) 23 4.3.1澆口的作用 23

7、 4.3.2澆口設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) 24 4.3.3澆口的類型 25 4.3.4 風(fēng)扇澆道、澆口的選擇 25 4.3.5 中心澆口設(shè)計(jì) 26 第5章 脫模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 5.1合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 5．2塑件脫模的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 5.3開模力和脫模力計(jì)算、推桿數(shù)目與直徑的計(jì)算 31 第 6章 分型面的設(shè)計(jì) 35 6.1選擇分型面基本原則： 35 6.2 風(fēng)扇分型面的選擇: 36 第7章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 7.1模具溫度調(diào)節(jié)的重要性 38 7.2冷卻的計(jì)算 40 第8章 模具材料的選擇 41 第9章 注射機(jī)型號(hào)的確定 41 9.1注射機(jī)的選擇

8、41 9.2 鎖模力校核 42 9.3 注射容量校核 43 第10章 模具總體設(shè)計(jì) 45 總 結(jié) 46 致 謝 48 1．緒 論 近年來(lái)，中國(guó)的模具工業(yè)一直以每年約13%的速度增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，在第十個(gè)五年計(jì)劃期間，中國(guó)模具工業(yè)的增長(zhǎng)率將達(dá)到13%至15%。中國(guó)每年進(jìn)口的模具占總市場(chǎng)的20%，超過(guò)10億美元，其中塑料模具占所有進(jìn)口模具的50%以上。雖然中國(guó)塑料模具工業(yè)的技術(shù)水平已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但中國(guó)和發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家之間仍然存在很大的差距。專家認(rèn)為，落后的制造觀念是其落后的直接原因。加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高高檔模具的比重，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴，

9、是塑料模具行業(yè)的發(fā)展方向。在未來(lái)模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總數(shù)中所占的比例將逐漸增加，而開發(fā)速度將高于其他模具。1.1塑料模的概況。 1.1中國(guó)塑料模具市場(chǎng)分析 中國(guó)塑料模具市場(chǎng)現(xiàn)狀與展望 近幾年中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前模具生產(chǎn)的昌店共有20000多家，員工約500000人，年模具產(chǎn)值約360億元，總需求量約為2億美元。大約10億美元是進(jìn)口的。目前，中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展具有以下特點(diǎn)：規(guī)?；?、精密化、復(fù)雜化、長(zhǎng)壽命中、高端模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于行業(yè)的整體發(fā)展。塑料模具和壓鑄模具的比例增加。專業(yè)模具生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)量和生產(chǎn)能力迅速增長(zhǎng)。三是“企業(yè)和民營(yíng)企業(yè)快速發(fā)展”，股份制改

10、革加快推進(jìn)。目前，發(fā)展最快、模具集中最集中的省份是廣東和浙江，模具產(chǎn)值占全國(guó)總產(chǎn)值的60%以上。中國(guó)的模具總產(chǎn)量雖居世界第三位，但在設(shè)計(jì)制造水平上，總體上落后于德國(guó)、美國(guó)、日本、法國(guó)、意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家，模具商業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度均低于國(guó)際水平。 中國(guó)有望在2018年底成為世界上最大的工具制造業(yè)基地之一，但這并不意味著一切都是完美的。由于中國(guó)市場(chǎng)過(guò)早地陷入價(jià)格戰(zhàn)的誤區(qū)，缺乏自主創(chuàng)新能力，因此沒有建立起可信的市場(chǎng)體系。一種理想的解決方案是加強(qiáng)雙方的合作，并在不斷學(xué)習(xí)歐洲先進(jìn)技術(shù)和管理理念的過(guò)程中，加快工業(yè)化的轉(zhuǎn)型，努力提高自身的核心優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。 中國(guó)塑料模具需求強(qiáng)勁 隨著中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展

11、，各相關(guān)行業(yè)對(duì)塑料模具的需求也越來(lái)越大。據(jù)估計(jì)，到2005年底，汽車工業(yè)將需要360000噸各種塑料制品。冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)機(jī)每年生產(chǎn)超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)。到2010，在建筑和建材工業(yè)中，塑料門窗的滲透率為30%，塑料管材的穿透率將達(dá)到50%，這將大大增加對(duì)模具的需求。雖然中國(guó)塑料模具工業(yè)的技術(shù)水平已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但中國(guó)和發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家之間仍然存在很大的差距。 專家認(rèn)為，落后的制造觀念是其落后的直接原因。加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高高檔模具的比重，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴，是塑料模具行業(yè)的發(fā)展方向。而在未來(lái)模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總數(shù)中所占的比例將逐漸增加，而開發(fā)速度將高于其他模具。 未

12、來(lái)模具設(shè)計(jì)行業(yè)的主要發(fā)展方向 近年來(lái)，全球制造業(yè)正以垂直一體化模式向中國(guó)和亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國(guó)正成為世界制造業(yè)的重要基地。制造模式的改變必然導(dǎo)致對(duì)新技術(shù)的需求和CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。從我國(guó)國(guó)情出發(fā)，認(rèn)真面對(duì)模具工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，加快模具CAD/CAM技術(shù)推廣，建立一套軟件開發(fā)，運(yùn)用維修評(píng)價(jià)體系，形成區(qū)域SC。ALE優(yōu)勢(shì)，相互交流與合作，集團(tuán)化行業(yè)，盡快與國(guó)際接軌，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。我們有理由相信，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，模具行業(yè)將逐漸與國(guó)際CAD/CAM行業(yè)接軌，適應(yīng)國(guó)CAD/CAM的要求，創(chuàng)造出具有中國(guó)特色的模具設(shè)計(jì)制造模式。 目前我國(guó)塑料模具存在的問(wèn)題 我國(guó)塑料模具存在六大問(wèn)題：塑料

13、模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在六個(gè)方面的問(wèn)題。（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。（3）多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。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)開發(fā)不夠重視。（4）管理落后。（5）供需矛盾一時(shí)還難以解決。（6）體制和人才問(wèn)題的解決尚待時(shí)日。 1.2 塑料模的常用類型 注射模有多種類型，如注射模、擠出模和壓塑模具。但注射模具是最常見的。注塑模是一種安裝在注塑機(jī)上的模具，完成注塑成型工藝。注塑模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料的種類、塑料零件的結(jié)構(gòu)、注塑機(jī)的種類等因素有關(guān)。注塑模具一般由零件、鑄

14、造系統(tǒng)、導(dǎo)向件、推送機(jī)構(gòu)、溫度控制系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和支撐件組成。如果塑料件具有側(cè)孔或凸臺(tái)，注射模還包括側(cè)分模和抽芯機(jī)構(gòu)。 在注射成型過(guò)程中，缸內(nèi)的粒狀固體塑料在注射成型機(jī)中加入預(yù)熱，然后在螺桿機(jī)構(gòu)內(nèi)進(jìn)一步加熱熔融狀態(tài)，形成螺桿機(jī)構(gòu)后快速旋轉(zhuǎn)模具閉合塑性熔融狀態(tài)。噴嘴，使塑料在很短的時(shí)間內(nèi)具有非常高的壓力和充滿的空腔速度。經(jīng)過(guò)一定的保溫、冷卻和硬化處理后，產(chǎn)品可從模具中取出。 注射技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)周期效率低，易于實(shí)現(xiàn)單機(jī)生產(chǎn)自動(dòng)化。 議會(huì)的產(chǎn)品質(zhì)量好，組織有序。 壓力機(jī)可形成薄壁零件，非常復(fù)雜的零壓力型； 勞動(dòng)強(qiáng)度低。。 1.3 論文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 1.3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

15、 （1） 完成風(fēng)扇葉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （2） 完成風(fēng)扇葉的模具設(shè)計(jì)。 （3） 完成風(fēng)扇葉零件圖和模具裝配圖的繪制。 1.3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本文對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和探討，并做了以下工作： （1）介紹了當(dāng)今社會(huì)風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)狀況，并根據(jù)這些情況設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)形式。 （2）根據(jù)風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)形式，選擇模具的基本模架，然后根據(jù)外蓋的技術(shù)要求設(shè)計(jì)外蓋的成型部件和模具的所有部件。 （3）測(cè)試和調(diào)整模具。從而獲得模具的實(shí)際生產(chǎn)要求。 1.3.3 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題 在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，要解決的最重要的問(wèn)題是零件之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題。各部件選擇適當(dāng)?shù)膮f(xié)作方式，使各部件不發(fā)生

16、碰撞，靈活自由，整個(gè)模具運(yùn)行平穩(wěn)。 第2章 塑料風(fēng)葉設(shè)計(jì)與分析 風(fēng)葉是利用一定空間曲面的葉片，通過(guò)主體的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生風(fēng)能。以前，大都是采用金屬片材，經(jīng)過(guò)模壓制成風(fēng)葉片。然后與風(fēng)葉主體固定安裝成風(fēng)葉。由于模壓葉片和裝配等方面的原因，往往風(fēng)葉的靜、動(dòng)平衡難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的，由于涂層刮傷或脫落，以產(chǎn)生銹蝕，而且風(fēng)葉的顏色單調(diào)，色澤不佳，不適合現(xiàn)代化（賓館，大廈）等的通風(fēng)排氣和生活的需要。塑料風(fēng)葉的優(yōu)點(diǎn)在與：可以一次注射成型，不須裝配、校正，省能省電；重量輕、慣性小，色彩豐富，色澤好，具有良好的動(dòng)平衡性（塑料風(fēng)葉葉片良好的彈性，在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能適度地自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片的相對(duì)位置，使葉片處

17、于良好的平衡狀態(tài)）和裝潢效果。 圖 1-1 風(fēng)扇立體圖 塑料風(fēng)葉如圖1-1所示與金屬材料風(fēng)葉設(shè)計(jì)有相似的一面，但差異也很大，這是塑料本身和注射成型特點(diǎn)所決定的，由于風(fēng)葉葉面是空間曲面，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮模具的制造技術(shù)和制造能力，嚴(yán)格說(shuō)，風(fēng)葉葉片的形狀應(yīng)根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理來(lái)設(shè)計(jì)，但這樣設(shè)計(jì)會(huì)使葉片形狀復(fù)雜，給模具設(shè)計(jì)與制造帶來(lái)困難，一般塑料風(fēng)葉設(shè)計(jì)在保證一定風(fēng)量情況下，采用簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)風(fēng)葉葉片的方法，如采用空間螺旋面、模擬曲面等。葉片的厚度應(yīng)內(nèi)厚外薄，逐漸過(guò)渡，以提高葉片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度保證使用性能。主體部分設(shè)計(jì)要保證風(fēng)葉的安裝和定位，因此中心軸設(shè)計(jì)有嵌件，并且輪轂外還

18、設(shè)計(jì)了一個(gè)安裝定位的缺口。 2.1注射性能分析 （1）注射成型工藝的可行性分析： 本塑件形狀復(fù)雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對(duì)模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： a:形狀：幾乎沒有復(fù)雜性限制，容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔； b:尺寸：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒有限制； c:材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動(dòng)性的熱塑性塑料； d:精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性； e:生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時(shí)間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，可增加每模的型腔數(shù)來(lái)提高生產(chǎn)率。 由以上塑件的特點(diǎn)和注

19、射成型工藝的優(yōu)點(diǎn)，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。 （2）表面粗糙度： 由塑件外觀可知，塑件的外表面要求較高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm，而其內(nèi)表面由于是復(fù)讀機(jī)的內(nèi)部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺質(zhì)量，從簡(jiǎn)化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其內(nèi)表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。 一般情況下，模具粗糙度低于塑件1～2個(gè)等級(jí)，故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um，而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。 （3）尺寸精度： 按SJ1372—1978標(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為8級(jí)。本塑件所用材料為AS塑料,由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，本塑件宜選用5級(jí)精度。零件具體尺寸及其公

20、差值可詳見零件圖。 塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對(duì)塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級(jí)為IT8。 （4） 脫模斜度： 該塑件采用的塑料是AS，而AS的成型收縮率較小（0.2-0.6%），而且塑件較復(fù)雜，對(duì)型芯的包緊面積也較大，所以應(yīng)取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設(shè)計(jì)圖紙要求可知α＝5。 （5） 壁厚： 由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，輪轂壁較厚，風(fēng)葉壁厚較薄， 因此要注意風(fēng)葉可能會(huì)翹曲，不能在風(fēng)葉處設(shè)計(jì)推桿。

21、（6）加強(qiáng)筋： 為了確保風(fēng)扇中心嵌件與塑件外徑的同軸度在外側(cè)設(shè)計(jì)了三個(gè)加強(qiáng)筋，以防變形。 （7）圓角： 從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強(qiáng)筋的根部等處都設(shè)計(jì)了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動(dòng)充模性能，減少了流動(dòng)阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對(duì)應(yīng)的圓角，提高了成型零件的強(qiáng)度。 2.2 材料選擇 2.2.1塑料介紹 塑料（Plastics)是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ)，加入若干其他材料（添加劑）制成的固體材料。 塑料的優(yōu)點(diǎn)：塑料的強(qiáng)度較小，有較高的比強(qiáng)度。塑料還具有

22、較高的電絕緣和熱絕緣性，良好的耐磨性和耐腐蝕性，以及優(yōu)異的成型工藝性。 塑料的缺點(diǎn)：強(qiáng)度，硬度較底，易老化等。 2.2.2 分析塑料材料 該塑件為風(fēng)扇葉片，有以下特點(diǎn)： （1）它所處的工作環(huán)境較好，處于室溫下，不承受沖擊載荷，也不處于酸、堿、鹽性環(huán)境中； （2）產(chǎn)量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料質(zhì)優(yōu)而價(jià)廉，且對(duì)人體不產(chǎn)生任何毒副作用。 （3）內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜成型較困難。 （4）葉片是空間曲面成型和模具制造都很困難。 （5）要求要有較美麗的外觀，很好的絕緣性。因此我初步選擇采用通用塑料。 通用塑料分為聚乙烯（PE）、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP

23、）、ABS塑料等品種，多用于一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中，具有價(jià)格低等特點(diǎn)。 2.3材料的確定 通過(guò)以上分析結(jié)合塑料本身的特點(diǎn)以及模塑成型的獨(dú)特性，如成型熱收縮，冷卻時(shí)的變形、翹曲、實(shí)效變形，不具有金屬風(fēng)葉那樣可冷校正等等，因此，塑料風(fēng)葉的選材既要保證風(fēng)葉的使用性能和便于提高風(fēng)葉形位精度，又要便于模塑成型。若采用結(jié)晶或半結(jié)晶性的塑料，在模素過(guò)程中，則易產(chǎn)生在流動(dòng)方向上的取向，在冷卻過(guò)程中，由于結(jié)晶和取向，是塑料制品各方向上的收縮程度有很大的差異；再則冷卻不夠均勻和其他因素的影響，必然產(chǎn)生收縮應(yīng)力，以使制品變形，而且制品后變形亦較大，不能保證所要求的形位尺寸，從而降低了風(fēng)葉的精度和使用性能，

24、因此，以采用聚苯乙烯、ABS、AS等非結(jié)晶塑料為佳，其收縮率相對(duì)較小。聚乙烯塑料由于脆性大，耐沖擊能力差使用中易開裂，一般不采用。ABS和AS塑料性能是合適的，其中ABS價(jià)格較高，因此，目前大部分用AS塑料。 （a）ABS 它是苯乙烯-丁二烯-丙烯腈的共聚物，綜合性能較好,沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能好。易于成形和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性能好，可作雙色成形塑件，且表面可鍍鉻。 （b）AS塑料是丙烯腈——苯乙烯的聚合物。注塑的高透明、抗靜電、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，具有良好的流動(dòng)性能，耐熱耐化學(xué)性、耐沖擊、高強(qiáng)度。用于汽車零件，如燈罩反光片代表面板；工業(yè)部件，如計(jì)

25、算器面板，琴鍵等；家用電器部件，如電視機(jī)保護(hù)鏡，風(fēng)扇葉片，電器外殼等和一般家庭器皿、文教用品、日用品。 根據(jù)滿足使用要求以及塑模成型條件等選擇臺(tái)灣大東樹脂化工有限公司生產(chǎn)的AS塑料。 商品名稱：愛塑先——SAN 型號(hào)：777 性能及用途： AS技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)方法ASTM777 熔體指數(shù)（g/10min） D——1238 1.1 密度(g/cm) D——792 1.07 熱變形溫度（C） D——648 99 軟化點(diǎn)（C） D——15

26、25 110 引張強(qiáng)度（MPa） D——638 71 沖擊強(qiáng)度（KJ/m） D——256 0.8 彎曲強(qiáng)度（MPa） D——790 109 項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)方法ASTM777 延伸率（%） D——638 3.2 絕緣耐力（KV/mm） D——149 20 電阻率（Ωm） D——257 >10(16) 硬度（M） D——785 80 成型收縮率（mm/mm） D

27、——955 0.004 吸水率% D——570 0.3 第3章 成型零部件設(shè)計(jì) 3.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 構(gòu)成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模，凸模、型芯、鑲塊各種成型桿，各種成型環(huán)由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來(lái)說(shuō)成型零年都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有HRC50以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 3.1.1型芯設(shè)計(jì)

28、 根據(jù)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)特點(diǎn),沒有涉及到成型桿，螺紋型等結(jié)構(gòu)。但是風(fēng)扇曲面復(fù)雜，外觀要求美觀，因此設(shè)計(jì)時(shí)要使成型零件便于加工，和安裝。輪轂型心設(shè)計(jì)成整體式結(jié)構(gòu)。如圖2-1所示： 圖2-1整體型芯 這種結(jié)構(gòu)易于保證風(fēng)扇安裝軸的同軸度，便于整體熱處理。整體結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)： a.成型零件的剛性好。 b.模具分解組合容易。 c.零件數(shù)量少。 d.制品表面分型痕跡少， e.模具外形尺寸可以減少 精密成型模具若采用拼鑲結(jié)構(gòu)，相對(duì)整體結(jié)構(gòu)而言則有如下缺點(diǎn)： a 、精度相對(duì)下降。 b、法因采用磨削加工為主制作拼鑲件組合后難以達(dá)到零精度。 c、拼鑲件的加工精度要求高于整體結(jié)構(gòu)的

29、加工精度要求，制品的棱邊拐角難以設(shè)置過(guò)渡圓弧。 整體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下： a..難以排氣。 b.需要采用精密磨加工。 c.制品的棱邊，拐角處難以加工成角形。 一般此類成型零件都是在、、硬后在進(jìn)行加工，所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線切割為輔的加工方法。 3.1.2葉片成型設(shè)計(jì) 由于葉片是空間曲面如采用整體式難以加工因此三個(gè)葉片采用拼鑲結(jié)構(gòu)。 1、采用拼鑲結(jié)構(gòu)的目的 a、由于制品有側(cè)向成型部位，為了制品脫模而采用拼鑲結(jié)構(gòu)。 b、根據(jù)本單位的加工能力或?yàn)榱死诩庸ざ捎貌糠制磋偨Y(jié)構(gòu)。 c、為了模具的強(qiáng)度及耐磨性，提高制造精度而采用拼鑲結(jié)構(gòu)。

30、 2、拼鑲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： （1）可以對(duì)應(yīng)需要合理選擇鋼材。 a、可以選擇拋光后達(dá)到鏡面的鋼材。要達(dá)到鏡面效果除了剛才的材質(zhì)因素外，還要便于進(jìn)行拋光作用，拼鑲結(jié)構(gòu)可以滿足這種要求。 b、可以選擇耐磨性好的鋼材，鋼材的耐磨性與其所含的合金元素有關(guān)，單大致上與硬度成比例。 c、可以選擇耐腐蝕性好的鋼材， d、可以對(duì)應(yīng)不同部位拼鑲件的使用要求設(shè)定熱處理?xiàng)l件，給予不同的強(qiáng)度或韌性，如易變形部位發(fā)拼鑲件硬度高一些，薄弱易斷裂處的拼鑲件韌性好一些。 （2）便于磨削及拋光作用 a、由于磨削便于磨削及拋光作業(yè)，可以提高拼鑲件的加工精度。 b、由于拼鑲件基本上能采用機(jī)械加工，提高了生產(chǎn)效率。 d、

31、由于拼鑲件的尺寸容易測(cè)量，能進(jìn)一步提高加工精度。 e、容易設(shè)置排氣槽，便于制品成型。 f、由于拼鑲件加工精度高便于維修更換。 3、拼鑲結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)： （1）零件數(shù)量增多 a、分割的拼鑲件越多制造成本越高 b、各拼鑲件加工精度必須匹配，即必須提高各拼鑲件的平均加工精度 c、分解、組合的維修作業(yè)比較困難。 （2）零件的加工方法受到限制 （3）冷卻回路不易設(shè)置，成型周期難以縮短。 4、拼鑲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) a、根據(jù)裝配的形狀與功能的拼鑲。 b、根據(jù)加工技術(shù)拼鑲。 c、分割成難以變形的拼鑲件。 d、考慮排氣效果的拼鑲件。 e、考慮容易進(jìn)行維修的拼鑲。 f、考慮容易進(jìn)行分解、

32、組合的拼鑲。 第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理, 直接影響到制品的表觀質(zhì)量, 行位尺寸精度，制品物理力學(xué)性能，充模難易程度以及熔料在充模式的流動(dòng)狀態(tài)。澆注系統(tǒng)是指從模具進(jìn)料口開始到模腔止的流道部分。普通澆注系統(tǒng)由主澆道、分澆道、澆口和冷料穴四部分組成如圖3-1所示。 圖3-1 普通澆注系統(tǒng) 1、主流道 2、分流道 3、澆口 4、拉料口 5、冷料穴 6、制品 4.1澆注系統(tǒng)的功用和設(shè)計(jì)要求 澆注系統(tǒng)的作用：使來(lái)自注射機(jī)料筒噴嘴的熔料穩(wěn)定并順利地流入澆注系統(tǒng)，以充滿各格型腔同時(shí)，在充模過(guò)程中，將注射壓力傳遞到

33、型腔各個(gè)部位，確保模塑成型。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)因制品的質(zhì)量要求，塑件品種，使用設(shè)備，成型工藝條件及用 戶對(duì)模具的要求等不同而變化，但要確保在合理的成型工藝條件下，獲得令人滿意的表觀質(zhì)量和物理力學(xué)性能的制品，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本要求： 1、澆道設(shè)計(jì) 根據(jù)模具型腔數(shù)目的要求，選擇合理的澆道形式盡量采用平衡式澆注系統(tǒng)熔料流經(jīng)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使熔料溫度下降盡可能小；熔料通過(guò)澆注系統(tǒng)，壓力損失應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)；盡可能在同一時(shí)間內(nèi)充滿各個(gè)型腔；盡量減少澆注系統(tǒng)的容積；保證熔料的前鋒冷料不進(jìn)入型腔內(nèi)。 2、澆口設(shè)計(jì) 澆口的形狀、尺寸有利于塑件成型，不會(huì)出現(xiàn)充模不足或過(guò)?，F(xiàn)象；澆口的位置

34、有利于排氣；不會(huì)使成型件出現(xiàn)各種明顯的缺陷；制品中的氣孔、殘余應(yīng)力、彎曲和尺寸變化應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；澆口殘留痕跡應(yīng)盡量不影響制品的外觀；熔料流經(jīng)澆口時(shí)，不應(yīng)出現(xiàn)熔料性能惡化現(xiàn)象。對(duì)熱敏性塑料尤為重要。 4.2主流道設(shè)計(jì) 4.2.1主流道的作用 主流道（也叫進(jìn)料口），它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過(guò)的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長(zhǎng)短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時(shí)間增長(zhǎng)，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻

35、不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動(dòng)過(guò)程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。 主流道部分在成型過(guò)程中，其小端入口與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼T8A、T10A等，熱處理要求淬火53～57HRC。 在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨(dú)的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一

36、般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上。 澆口套是注射機(jī)噴嘴在注射模具上的座墊，在注射時(shí)它承受很大的注射機(jī)噴嘴端部的壓力同時(shí)由于澆口套末端通過(guò)流道澆口與型腔相連接，所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部谔滓驀娮於瞬繅毫Χ粔喝肽＞邇?nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺(tái)肩，并用螺釘緊固在模板上，這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。 4.2.2主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1) 澆口套的內(nèi)孔（主流道）呈圓錐形，錐度2～ 6。若錐度過(guò)大會(huì)造成壓力減弱，流速減慢，塑料形成渦流，熔體前進(jìn)時(shí)易混進(jìn)空氣，產(chǎn)生氣孔；錐度過(guò)小，會(huì)使阻力增大，熱量損耗大，表面黏度上升，造成注射困難。 (2) 澆口套進(jìn)口的直徑d應(yīng)比

37、注射機(jī)噴嘴孔直徑d1大0.5～１mm。若等于或小于注射機(jī)噴嘴直徑，在注射成型時(shí)會(huì)造成死角，并積存塑料，注射壓力下降，塑料冷凝后，脫模困難。 (3) 澆口套內(nèi)孔出料口處（大端）應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角r，一般為0.5～3mm。 (4) 澆口套與注射機(jī)噴在接觸處球面的圓弧度必須吻合。設(shè)球面澆口套球面半徑為SR，注射機(jī)球面半徑為r，其關(guān)系式如下： SR＝r＋0.5～1mm 澆口套球面半徑比注射機(jī)噴嘴球面半徑大，接觸時(shí)圓弧度吻合的好。 (5) 澆口套長(zhǎng)度（主流道長(zhǎng)度）應(yīng)盡量短，可以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。 (6) 澆口套錐度內(nèi)壁表面粗糙度為Ra1.6～Ra0.8μm,保證料流順利，易脫

38、模。 (7) 澆口套不能制成拼塊結(jié)構(gòu)，以免塑料進(jìn)入接縫處，造成冷料脫模困難。 (8) 澆口套的長(zhǎng)度應(yīng)與定模板厚度一致，它的端部不應(yīng)凸出在分型面上，否則會(huì)造成合模困 難，不嚴(yán)密，產(chǎn)生溢料，甚至壓壞模具。 (9) 澆口套部位是熱量最集中的地方，為了保證注射工藝順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量，要考慮冷卻措施。 4.2.3澆口套的結(jié)構(gòu)形式 澆口套的結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是整體式，即定位圈與澆口套為一體，并壓配于定模板內(nèi)，一般用于小型模具；另一種為將澆口套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本設(shè)計(jì)的模具較大，故采用后一種結(jié)構(gòu)形式。且由于根據(jù)風(fēng)扇輪轂底部有一個(gè)較小的凹坑,因此將澆

39、口套設(shè)計(jì)成帶臺(tái)階的結(jié)構(gòu),即澆口套也充當(dāng)了型芯.其結(jié)構(gòu)如表3－1所示. 4.2.4澆口套材料及尺寸 材料選用碳素工具鋼T8A，淬火硬度為55～58HRC。根據(jù)以上設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)澆口套尺寸如表3-1： 符號(hào) 名稱 尺寸 α 錐度 α＝３ d 主流道小端直徑 d１＋0.5＝４mm h 球面配合高度 4mm SR 主流道球面半徑 r+1=15+1=16 mm L 主流道長(zhǎng)度 48mm D 主流道大端直徑 d＋2Ltg/2＝4＋248tg3/2=6.5 mm 表3－1 澆口套 具體尺寸如下與圖3-1： 3-1圖 澆口套

40、 4.2.5澆口套的固定 澆口道的固定采用四個(gè)M620的內(nèi)六角螺釘與模板相連接，尺寸φ20處與模板之間采用H7/k6的過(guò)渡配合。 4.3澆口的設(shè)計(jì) 4.3.1澆口的作用 澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注射模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過(guò)澆口直接使熔融的塑料進(jìn)入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來(lái)的熔融塑料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿塑料后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。 澆口設(shè)計(jì)與塑料制品形狀、塑料制品斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)（壓力等）及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面要小，長(zhǎng)度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于使塑料制品分離，塑料制品

41、的澆口痕跡亦不明顯。 塑料制品質(zhì)量的缺陷，如缺料、縮孔、拼縫線、質(zhì)脆、分解、白斑、翹曲等，往往都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。 4.3.2澆口設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) 1） 盡量縮短流動(dòng)距離 澆口位置的安排應(yīng)保證塑料熔體迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短熔體的流動(dòng)距離，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體，這對(duì)大型塑件更為重要。 2） 澆口應(yīng)設(shè)在塑件制品斷面較厚的部位 當(dāng)塑件的壁厚相差較大時(shí)，若將澆口開設(shè)在塑件的薄壁處，這時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔后，不但流動(dòng)阻力大，而且還易冷卻，以致影響了熔體的流動(dòng)距離，難以保證其充滿整個(gè)型腔。另外從補(bǔ)縮的角度考慮，塑件截面最厚的部位經(jīng)常是塑料熔體最晚固化的

42、地方，若澆口開設(shè)在薄壁處，則厚壁處極易因液態(tài)體積收縮得不到收縮而形成表面凹陷或真空泡。因此為保證塑料熔體的充分流動(dòng)性，也為了有利于壓力有效地傳遞和比較容易進(jìn)行因液態(tài)體積收縮時(shí)所需的補(bǔ)料，一般澆口的位置應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處。 3） 必須盡量減少或避免熔接痕 由于成型零件或澆口位置的原因，有時(shí)塑料充填型腔時(shí)造成兩股或多股熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強(qiáng)度，并有損于外觀質(zhì)量，這在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料的制件時(shí)尤為嚴(yán)重。有時(shí)為了增加熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強(qiáng)度，并有損于外觀質(zhì)量，這在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料的制件時(shí)尤其嚴(yán)重。一般采用直接澆口

43、、點(diǎn)澆口、環(huán)形澆口等可以避免熔接痕的產(chǎn)生，有時(shí)為了增加熔體匯合處的溶接牢度，可以在溶接處外側(cè)設(shè)一冷料穴，使前鋒冷料引如其內(nèi)，以提高熔接強(qiáng)度。在選擇澆口位置時(shí)，還應(yīng)考慮熔接的方位對(duì)塑件質(zhì)量及強(qiáng)度的不同影響。 4） 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除 要避免從容易造成氣體滯留的方向開設(shè)澆口。如果這一要求不能充分滿足，在塑件上不是出現(xiàn)缺料、氣泡就是出現(xiàn)焦斑。同時(shí)熔體充填時(shí)也不順暢，雖然有時(shí)可用排氣系統(tǒng)來(lái)解決，但在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)先行加以考慮。 5） 考慮分子定向影響 充填模具型腔期間，熱塑性塑料會(huì)在流動(dòng)方向上2呈現(xiàn)一定的分子取向，這將影響塑件的性能。對(duì)某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的強(qiáng)度、應(yīng)力開裂

44、傾向等都是有差別的，一般在垂直于流向的方位上強(qiáng)度降低，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 6） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形流） 塑料熔體的流動(dòng)主要受塑件的形狀和尺寸以及澆口的位置和尺寸的支配，良好的流動(dòng)將保證模具型腔的均勻充填并防止分層。塑料濺射進(jìn)入型腔可能增加表面缺陷、流線、熔體破裂及氣，如果通過(guò)一個(gè)狹窄的澆口充填一個(gè)相對(duì)較大的型腔，這種流動(dòng)影響便可能出現(xiàn)。特別是在使用低粘度塑料熔體時(shí)更應(yīng)注意。通過(guò)擴(kuò)大尺寸或采用沖擊型澆口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止噴射和蠕動(dòng)。 7） 澆口與塑件連接得部位應(yīng)成R0.5的圓角或0.545的倒角；澆口和流道連接的部位一般斜度為30～45，并以R1～R2的圓弧和

45、流道底面相連接。 4.3.3澆口的類型 澆口的形式多種多樣，但常用的澆口有如下11種： 直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等。 4.3.4 風(fēng)扇澆道、澆口的選擇 因塑料風(fēng)葉尺寸較大，形狀復(fù)雜，故采用單型腔模。由于葉片尺寸較大，且壁厚較薄，外觀精度要求較高，設(shè)計(jì)的澆道、澆口必須具有快速充模、流動(dòng)均勻的特點(diǎn)。據(jù)此，設(shè)計(jì)了變式直澆道。這樣即能使?jié)部诘礁魅~片外側(cè)的流程相等，又能保證快速充模，而且便于充模時(shí)排氣、切除澆道、不產(chǎn)生熔接痕，保證了外觀質(zhì)量。 4.3.5 中心澆口設(shè)計(jì) 中心澆口又稱直澆口如圖3- 2 所示。

46、是澆口中最簡(jiǎn)單的形式,其流動(dòng)阻力小， 圖3-- 2 中心澆口 壓力損失小，進(jìn)料速度快，成型比較容易，各種塑料都能適用：但澆口切除比較困難，會(huì)影響制品外觀。對(duì)于扁平、薄壁制品的注射成型，易產(chǎn)生翹曲變形，尤其對(duì)結(jié)晶性塑料的成型，由于塑料在流動(dòng)方向和垂直于流動(dòng)方向上的收縮率有很大差異，是制品變形的主要原因之一。澆口附近會(huì)產(chǎn)生大的殘余應(yīng)力集中，往往產(chǎn)生裂紋等。因此，中心澆口常用于大而深的制品成型或較高粘度塑料成型。模具的大部分為單型腔結(jié)構(gòu)。 中心澆口是圓形澆道，其進(jìn)料口尺寸應(yīng)根據(jù)塑料的性能和制品的重量來(lái)選擇，可參考主流道尺寸的選擇，但進(jìn)料口直徑應(yīng)大于噴嘴口徑0.5～1毫米，錐

47、度為2～4，為防止冷料進(jìn)入型腔，一般在中心澆口底部設(shè)置一個(gè)厚度為1/2D的冷料穴。常用塑料的中心澆口的進(jìn)料口尺寸d參見表6-1。 表6-1 中心澆口進(jìn)料口尺寸推薦值（mm） 制 品 質(zhì) 量 直 徑 塑 料 3克以下 3～12克 12克以上 d D d D d D 聚笨乙烯 2.5 4 3 6 3 6 聚乙烯 2.5 4 3 6 3 7 ABS 2.5 5 3 7 4 8 聚碳酸酯 3 5 3 8 5 10 由于AS的性能和ABS的性能很接近，因此，本次設(shè)計(jì)參考了ABS的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。即d選擇4

48、mm，D選擇8mm。 第5章 脫模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部件，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用：定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓等作用。 a. 定位作用 為避免模具裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪? b. 導(dǎo)向作用 動(dòng)定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔以保證不損壞成型零件。 c. 承受一定側(cè)壓力 塑料注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)精度的限制使導(dǎo)柱在工作中承受

49、一定的側(cè)壓力，此時(shí)，導(dǎo)柱能承擔(dān)一部分側(cè)壓力。 2、對(duì)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的要求 a.長(zhǎng)度 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面要高出6~8毫米。以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞。 b.形狀，導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱孔。 c.材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面、堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理?；蛱妓毓ぞ咪摚═8、T10）經(jīng)淬火處理硬度HRC50~55，導(dǎo)柱滑動(dòng)部位按需要可設(shè)油槽。 e.配合精度 導(dǎo)柱裝入模板多用二級(jí)精度第二種過(guò)渡配合。 f.光潔度 配合部分光潔度要求7級(jí)，此外，導(dǎo)柱的選擇還應(yīng)跟椐模架來(lái)確定。由于模架較大

50、(500500)所以設(shè)計(jì)成四導(dǎo)柱，據(jù)此導(dǎo)柱設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如下所示: 圖4-1導(dǎo)柱 3、導(dǎo)向孔 導(dǎo)向孔可以直接開設(shè)在模板上，且設(shè)計(jì)為通孔，這種形式的孔加工簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求較高的模具。 對(duì)導(dǎo)向孔的結(jié)構(gòu)主要有四點(diǎn)要求，分述如下： (1)、形狀 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角，導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無(wú)法逸出而產(chǎn)生壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。 (2) 材料 可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? (3) 導(dǎo)套的精度與配合 一般A型用二級(jí)精度過(guò)度配合，B型用二

51、級(jí)精度靜配合。 (4) 光潔度 配合部分光潔度要求七級(jí)。 導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來(lái)確定，材料為T8A 硬到HRC50~55,或采用20鋼滲碳0.5~0.8厚，淬硬到HRC56~60.本設(shè)計(jì)導(dǎo)套裝在公模板。 4、導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 由于模具的結(jié)構(gòu)不同，選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)也不同，本設(shè)計(jì)采用A型導(dǎo)柱的A型導(dǎo)套的配合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4－2所示: 圖4-2導(dǎo)柱導(dǎo)套配合簡(jiǎn)圖 5、導(dǎo)柱布置 根據(jù)模具的形狀的大小，在模具的空閑位置開設(shè)導(dǎo)柱孔和導(dǎo)套孔，常見的導(dǎo)柱有2至4根不等，其布置原則必須保證定模只能按一個(gè)方向合模，此設(shè)計(jì)常用四根相同的導(dǎo)柱布置在動(dòng)模固定板的四角。

52、 5．2塑件脫模的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注射成型 的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或頂出機(jī)。 1、 脫模機(jī)構(gòu)的組成 脫模機(jī)構(gòu)由頂桿、頂也固定板、頂出板、回程桿、勾料桿、回程彈簧組成，其中，勾料桿的作用是勾著澆注系統(tǒng)冷料，使其隨同塑件一起留在動(dòng)模一側(cè)，頂桿用來(lái)頂制品，頂出固定板，用來(lái)固定頂桿，回程桿，利用回程彈簧起復(fù)位導(dǎo)向作用。 2、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則 a、塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，致使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 b、防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對(duì)性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力

53、中心相重合。 由于塑料收縮時(shí)包緊型芯，因此推車力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，作用面積也應(yīng)盡課能大一些，以防塑件變形或損壞。 c、力求良好的塑件外觀，在選擇頂處位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。在采用推桿脫模時(shí)尤其要注意這個(gè)問(wèn)題。 d、結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易且具有足夠的剛度和強(qiáng)度。 3、 脫模機(jī)構(gòu)的分類 脫模機(jī)構(gòu)可按動(dòng)力來(lái)源分類也可按模具結(jié)構(gòu)分類 a、按動(dòng)力來(lái)源分類。分為手動(dòng)脫模、機(jī)支脫模、液壓脫模、氣動(dòng)脫模，本設(shè)計(jì)采用液壓脫模。即在注射機(jī)上設(shè)有專用的頂出油缸，并開模到一定距離后，活塞的動(dòng)

54、作實(shí)現(xiàn)脫模。 b、按模具結(jié)構(gòu)分類。分為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)、雙脫模機(jī)構(gòu)、順序脫模機(jī)構(gòu)、二級(jí)脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)脫模機(jī)構(gòu)等。本設(shè)計(jì)采用的頂出機(jī)構(gòu)是頂桿頂出機(jī)構(gòu)。 頂桿的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：頂桿加工簡(jiǎn)單，更換方便，脫模效果好，頂桿設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： a、頂出位置頂桿的頂出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，頂桿不宜設(shè)在塑作最薄的處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在薄壁處時(shí)，可增在頂出面積，來(lái)改善塑件受力狀況。此時(shí)，一般采用頂出盤頂出，此設(shè)計(jì)的頂桿放置在產(chǎn)品的中央。 b、 徑頂桿直徑不宜過(guò)細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度承受頂出力，當(dāng)結(jié)構(gòu)限制頂出面積較小是， 為了避免細(xì)長(zhǎng)桿變形，可設(shè)計(jì)成階梯形頂桿。 c、 配位置頂桿端面應(yīng)和型腔

55、在同一平面或比型腔的平面高出0.05~1mm，否則，會(huì)影 響塑件使用。 d、數(shù)量不保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，頂桿的數(shù)量不宜過(guò)多。當(dāng)塑件不許可有頂出痕跡，可用頂出耳的形式脫模后將頂出耳剪掉。 a) 脫模機(jī)構(gòu)的確定 由于制品分型面的確定，頂出機(jī)構(gòu)對(duì)制品的頂出位置往往受到不同程度的限制。對(duì)于塑料風(fēng)葉模具，若頂出位置選擇在三片葉子上，則在頂出過(guò)程中，葉片必然受力變形，甚至?xí)谷~片根部開裂，不能保證葉片的形狀精度和尺寸精度，而且葉片上留下頂痕，影響外觀。模具開啟后風(fēng)葉留在動(dòng)模方，是風(fēng)葉葉身緊緊抱住型芯的結(jié)果，即抱緊力主要集中在型芯外表面。因此，設(shè)計(jì)四個(gè)偏頭頂桿均布在葉身下端面，且在中心

56、設(shè)置了一根中心推桿，這實(shí)際上是借助了嵌件推出。這樣有利于風(fēng)葉在頂出時(shí)的受力，防止葉片變形，且頂出痕跡不會(huì)風(fēng)葉外觀。為保證頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，頂桿受力均勻和復(fù)位，在頂出機(jī)構(gòu)設(shè)置了導(dǎo)向、復(fù)位機(jī)構(gòu)。 5.3開模力和脫模力計(jì)算、推桿數(shù)目與直徑的計(jì)算 脫模力Qe由兩部分組成，即 Qe = Qc + Qb 式中Qc---制品對(duì)型芯的包緊的脫模阻力（N） Qb----使封閉殼體脫模須克服的真空吸力（N） Qb=0.1Ab。這里0.1的單位是Mpa，Ab為型芯的橫截面面積（） 在脫模力計(jì)算中，將=的制品視為薄壁制品。反之視為厚壁制品。如圖所示，t為制品壁厚（mm）為型芯的平

57、均半徑（mm）。制品對(duì)型芯包緊的脫模阻力計(jì)算公式分別如下所列  脫模力的組成 薄壁圓筒制品 厚壁圓筒制品 薄壁矩形制品 厚壁矩形制品 式中 E----塑件的拉伸彈性模量（Mpa） ---塑件的平均成型收縮率 ---塑件的泊松比 ---型芯的脫模斜度 ----型芯脫模方向高度 、---矩形型芯斷面的兩邊長(zhǎng)度 ---脫模斜度修正系數(shù)，其計(jì)算式為 式中 f—制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數(shù) ---厚壁制品的計(jì)算系數(shù),其計(jì)算式為 ---比例系數(shù), 型芯的平均半徑(mm),對(duì)于矩形型芯

58、 t—制品厚度(mm) 由以上公式結(jié)合塑件結(jié)構(gòu)得 mm ; t=3mm; h=23mm; ; 查表得 Mpa; ; f=0.5; ; 故即為厚壁圓筒制品 N =1109.61N 推桿直徑的校核 推出零件在推出制品時(shí)要承受脫模力, 因而其尺寸應(yīng)當(dāng)進(jìn)行校核。 推桿推出制品或推頂推板時(shí)應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性,其受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化為一端固定,一端鉸支的壓桿穩(wěn)定性模型。根據(jù)壓桿穩(wěn)定性公式推導(dǎo)，推桿直徑計(jì)算公式為 此模具的推桿直徑設(shè)計(jì)成和嵌件的直徑等。即d=12mm。 推桿直徑確定后，還要進(jìn)行強(qiáng)度校核 式中：d—推桿直徑

59、 k--安全系數(shù)，通常k=1.5～2 l—推桿長(zhǎng)度（mm） --脫模力 E—推桿材料的彈性模量（MPa） n—推桿根數(shù) ---推桿所受的壓力（MPa） --推桿材料的屈服強(qiáng)度（Mpa） 將數(shù)據(jù)代如上式得： 頂桿的材料多用鋼45、T8、T10,頂干頭部要 火處理達(dá)HRC50以上，光潔度7級(jí)以上。 本次設(shè)計(jì)選用了T8鋼。 第 6章 分型面的設(shè)計(jì) 分開模具取出塑件的面稱為分型面;注射模有一個(gè)分型面或多個(gè)分型面，分型面的位置，一般垂直于開模方向。分型面的形

60、狀有平面和曲面等，但也有將分型面作傾斜的平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模對(duì)中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。 6.1選擇分型面基本原則： 1） 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過(guò)該方向塑件的截面積最大，否則塑件無(wú)法從形腔中脫出。 2） 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動(dòng)模邊，當(dāng)制件的壁相當(dāng)厚但內(nèi)孔較小時(shí)，則對(duì)型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在凹模內(nèi)。這時(shí)可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊，利用頂管脫模，當(dāng)制

61、件的孔內(nèi)有管件（無(wú)螺紋連接）的金屬嵌中時(shí)，則不會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。 3） 保證制件的精度和外觀要求 與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具腔內(nèi)。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡，故分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。 4） 分型面應(yīng)使模具分割成便于加工的部件，以減少機(jī)械加工的困難。 5） 不妨礙制品脫模和抽芯。 在安排制件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開模運(yùn)動(dòng)相垂直方向的避側(cè)凹或側(cè)孔。 6） 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。 7） 盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。 6

62、.2 風(fēng)扇分型面的選擇: 由于葉片形狀復(fù)雜，且要保證同軸度，若采用單一形式的分型面，則難以滿足要求。本設(shè)計(jì)選擇葉片曲面與葉體上部階梯端面的組合體為分型面，如圖所示, 圖中用粗實(shí)線示出。 圖5－1風(fēng)扇分型面 其特點(diǎn)是： 1、 葉片由上下凹凸配合的兩個(gè)葉片成型塊組合獲得，便于葉片成型塊空間曲面的 加工，保證葉片精度。 2、 在成型時(shí)，葉身可抱緊在成型芯上，使風(fēng)葉保留在動(dòng)模一方，便于風(fēng)葉脫模和 頂出。 3、 風(fēng)葉上裝配軸的由型芯成型，從加工和模具結(jié)構(gòu)上保證其同軸度。 4、 分型面所留下的痕跡不在風(fēng)葉表面，不影響風(fēng)葉外觀。 5、 不需要增設(shè)抽芯機(jī)構(gòu)，使模具結(jié)構(gòu)

63、簡(jiǎn)化。 6、 可利用分型面進(jìn)行排氣，不必增設(shè)排氣槽，有利于模塑時(shí)料的流動(dòng)，提高制品 質(zhì)量。 7、 便于頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)置。 第7章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射模的溫度對(duì)塑料熔體的沖模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過(guò)控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。 7.1模具溫度調(diào)節(jié)的重要性 (一) 模具溫度及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 無(wú)論何種塑料進(jìn)行注射成型，均有一個(gè)比較適宜的模具溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿型腔，塑料脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量也

64、比較高，為了使模溫能控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，必須設(shè)計(jì)模具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 模具溫度的調(diào)節(jié)是指對(duì)模具進(jìn)行冷卻或加熱，必要時(shí)兩者兼有，從而達(dá)到控制模溫的目的。對(duì)模具進(jìn)行冷卻還是加熱，與塑料品種、塑料的形狀與尺寸、生產(chǎn)效率及成型工藝對(duì)模溫的要求有關(guān)。 對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料（例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等），因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫?duì)模具進(jìn)行冷卻，有時(shí)為了進(jìn)一步縮短在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間，亦可用冷水控制模溫，對(duì)于粘度高、流動(dòng)性差的塑料（例如聚碳酸酯、聚砜、聚甲醛、聚苯醚、和氟塑料等），為了提高充型性能，成型工藝要求有較高的模溫，因此經(jīng)常需要對(duì)模具加熱。對(duì)于粘流溫度或熔點(diǎn)

65、較低的塑料，一般需用常溫或冷水對(duì)模具冷卻；而對(duì)于高粘流溫度或高熔點(diǎn)的塑料，可用溫水控制模溫。對(duì)于熱固性塑料，模溫要求在150～200℃，必須對(duì)模具即熱。流程長(zhǎng)、壁厚較大的塑件，或者粘流溫度或熔點(diǎn)雖不高，但成型面積很大時(shí)，為了保證塑料熔體在沖模過(guò)程中不致溫降太大而影響充型，可對(duì)模具采取適當(dāng)?shù)募訜岽胧?。?duì)于大型模具，為了保證生產(chǎn)之前用較短時(shí)間達(dá)到工藝所要求的模溫，可設(shè)置加熱裝置對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱。對(duì)于小型薄壁塑件，且成型工藝要求模溫不太高時(shí)，可以不設(shè)置冷卻裝置而依靠自然冷卻。 設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置后，有時(shí)會(huì)給注射生產(chǎn)帶來(lái)一些問(wèn)題，例如，采用冷水調(diào)節(jié) 模具時(shí)，大氣中水分容易凝聚在模型表壁，影響塑件表面質(zhì)量

66、。而采用加熱措施后，模內(nèi)一些間隙配合的零件肯可能由于膨脹而使間隙減小或消失，從而造成卡死或無(wú)法工作，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以注意。 (二) 模具溫度與生產(chǎn)效率的關(guān)系 模具溫度與生產(chǎn)效率的關(guān)系主要是由冷卻時(shí)間來(lái)體現(xiàn)的，塑件在模內(nèi)停留冷卻的時(shí)間與其傳給模具的熱量有如下關(guān)系： 式中Q——塑料傳給模具的熱量（J）； h1——模腔的表面積（m2）； ——模腔內(nèi)塑料與模腔表壁的溫差（℃）； t2——塑料在模腔內(nèi)停留冷卻的時(shí)間（s）； 如果塑料的品種、模具設(shè)計(jì)和成型工藝以定，那么h1、A1及Q也就基本確定，則 上式說(shuō)明，塑料在模具內(nèi)停留冷卻的時(shí)間t2與溫差成反比關(guān)系，若要縮短塑件在模內(nèi)的停留冷卻時(shí)間以提高生產(chǎn)效率，就必須在工藝條件允許的情況下盡量增大塑料與模腔的溫差。但是，如果模具沒有溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，模內(nèi)的熱量就會(huì)隨著注射次數(shù)的增加而逐漸積累，使模溫逐漸升高，導(dǎo)致減小，從而生產(chǎn)效率隨著塑件在模內(nèi)停留時(shí)間和成型周期的延長(zhǎng)而下降，因此，模具內(nèi)設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是非常必要的。 7.2冷卻的計(jì)算 塑件注射模具工作時(shí)必須將模具溫度控制在一定范圍