玩具汽車外殼注塑模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

目 錄目 錄緒 論1第一章 玩具汽車的造型確定及分析6 1.1 玩具汽車造型的確定6 1.2 塑件成型工藝性能分析及材料的選擇7 1.2.1 塑件工藝性能分析7 1.2.2 ABS的成形性能7 1.2.3 ABS的主要技術(shù)指標(biāo)8 1.2.4 ABS的注射工藝參數(shù)9第二章 模架及成型設(shè)備的選擇10 2.1 模架的選擇10 2.2 注射機(jī)的選擇11 2.2.1 由公稱注射量選定注射機(jī)11 2.2.2 由鎖模力選定注射機(jī)11 2.3 注射機(jī)參數(shù)12第三章 分型面的選擇13 3.1 分型面的選擇原則13 3.2 分型面的選擇13第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)15 4.1 主流道設(shè)計(jì)15 4.2 分流道設(shè)計(jì)16 4.3 澆口的設(shè)計(jì)17 4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)18第五章 成型零部件的設(shè)計(jì)19 5.1 型腔數(shù)目的確定19 5.2 凹模的設(shè)計(jì)20 5.3 凸模的設(shè)計(jì)21 5.4 成型零件的工作尺寸計(jì)算21 5.5 計(jì)算過程22 5.5.1 型腔徑向尺寸22 5.5.2 型芯徑向尺寸23 5.5.3 型腔深度24 5.5.4 型芯高度24 5.5.5 型芯固定孔之間的中心距25 5.6 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25第六章 合模與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)26 6.1 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計(jì)要點(diǎn)26 6.2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)26 6.2.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)26 6.2.2 導(dǎo)柱參數(shù)和技術(shù)要求27 6.3 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)28第七章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)29 7.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則29 7.2 脫模力的計(jì)算29 7.3 簡單推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)30 7.4 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位31第八章 側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)32 8.1 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)32 8.2 抽芯距的確定與抽芯力計(jì)算33 8.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)33 8.3.1 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)33 8.3.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定34 8.3.3 斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算35 8.3.4 斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算36 8.4 斜滑塊的設(shè)計(jì)36 8.5 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)37 8.6 壓緊塊設(shè)計(jì)38 8.7 滑塊定位裝置設(shè)計(jì)38第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)39 9.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則39 9.2 冷卻水道的分布39第十章 模具裝配圖及其開模圖示41 10.1 模具總裝配圖41 10.2 模具開模示意圖41總 結(jié)42參 考 文 獻(xiàn)44致 謝45II緒 論緒 論模具行業(yè)國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，先要對國內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個(gè)較清晰的了解，這也就使我們對本課題的意義有所了解。首先要對模具有一個(gè)整體的認(rèn)識。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上被稱為“工業(yè)之母”，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”；美國工業(yè)界公認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；德國則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)”；日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力”，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達(dá)到13000億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本機(jī)床總產(chǎn)值9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%1。塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料2。目前在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機(jī)、汽車、儀器儀表、機(jī)械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強(qiáng)度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)今后隨著微型電子計(jì)算機(jī)的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會(huì)越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟(jì)所有部門，尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和3。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。在我國，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，模具工業(yè)的發(fā)展也十分迅速。1999年中國大陸制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為330億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長。對于大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具需求的增長將遠(yuǎn)超過每年10%的增幅。汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。1999年，國內(nèi)汽車年產(chǎn)量為183萬輛，保有量為1500萬輛，預(yù)計(jì)到2005年汽車年產(chǎn)量將達(dá)600萬輛。僅汽車行業(yè)就將需要各種塑料件36萬噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場很大。目前，我國的彩電的年產(chǎn)量己超過3200萬臺(tái)，電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了100萬臺(tái)。家用電器行業(yè)的飛速發(fā)展使之對模具的需求量極大。到2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30%，塑料管的普及率將達(dá)到50%，這些都會(huì)大大增加對模具的需求量。其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用1。我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀及地區(qū)分布在中國，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識到模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我國塑料模工業(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。 我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距，但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近2萬家，從業(yè)人員約50萬人，“九五”期間的年增長率為13%. 2000年總產(chǎn)值為270億元，占世界總量的5%。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅為1/3左右，國內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場來看，進(jìn)口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例達(dá)40%以上。因此，近年來我國模具發(fā)展的重點(diǎn)放在精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進(jìn)口逐漸下降，模具技術(shù)和水平也有長足的進(jìn)步。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型精密、復(fù)雜、長壽命等中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速，尤其是“三資”企業(yè)目前已成為行業(yè)的主力軍；股份制改造步伐加快，等等。從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這2個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢也很好。我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多，其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：1) 國內(nèi)自配率不足80，中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60。2) 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。3) 模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。4) 開發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低，不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中常處于被動(dòng)地位。5) 模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。6) 與國際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后1?？v觀發(fā)達(dá)國家對模具工業(yè)的認(rèn)識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對密集。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對知識的更新與學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來。我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是： CAD、CAM、CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進(jìn)和CADCAMCAE技術(shù)的進(jìn)一步集成化、一體化、智能化； PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)管理)、KBE(基于知識工程)、ERP(企業(yè)資源管理)、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng))及Internet平臺(tái)等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用； 高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用； 超精加工、復(fù)合加工、先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用； 快速成型與快速制模(RPRT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用； 熱流道技術(shù)、精密測量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用； 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用； 優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用； 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用； 虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用1。 4第一章 玩具汽車的造型確定及分析第一章 玩具汽車的造型確定及分析1.1 玩具汽車造型的確定本論文利用UGNX8.5軟件對玩具汽車上殼進(jìn)行實(shí)體建模，UG的圖形設(shè)計(jì)是基于三維的，它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。生成的模型直觀，立體感強(qiáng)，可以在任何角度進(jìn)行觀察。另外系統(tǒng)還能計(jì)算出實(shí)體的表面積、體積、重量、慣性距、重心等。使設(shè)計(jì)者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立體圖生成三視圖，大大提高工作的效率和準(zhǔn)確性。玩具汽車外殼的三維造型，如圖1.1所示。圖1.1 玩具汽車三維造型圖 造型零件有外殼、底板、軸和輪子，其主要的零件是外殼，如圖1.2所示。圖1.2 玩具汽車外殼造型1.2 塑件成型工藝性能分析及材料的選擇1.2.1 塑件工藝性能分析該塑件為玩具汽車外殼，它要與另外部件匹配使用。要把外殼用螺釘固定到另外底板上，配合軸和輪子才能完成一個(gè)整體。由于是玩具，設(shè)計(jì)要符合小孩子的實(shí)際考慮，所以塑件的外觀必須光滑美觀，從塑件的使用性能上分析，必須具備有一定的綜合機(jī)械性能，包括良好的機(jī)械強(qiáng)度，一定的彈性和耐油性，耐水性，耐磨性，化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能。同時(shí)，玩具汽車外殼為外觀件，要求零件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，周口部高度差不可過大，以保證與下蓋的嚴(yán)密配合。由于塑件保持外型的需要，導(dǎo)致曲面較為復(fù)雜，尺寸精度很高，由于零件為薄壁制件，外形很不規(guī)則，這些就造成了成形時(shí)容易受到各種因素影響引起制品翹曲變形的問題。同時(shí)零件在內(nèi)表面有幾個(gè)螺釘孔形分布，這些孔形有較高的尺寸和位置精度，并關(guān)系到上下蓋的配合問題，保證零件表面孔形的成形要求也是需要重點(diǎn)考慮的問題。從以上性能的有多種塑料材料，從材料的來源以及材料的成本和調(diào)配顏色來看，選擇ABS比較合適。ABS是目前世界上應(yīng)用最廣泛的材料，它來源廣，成本底，符合該塑件成型的特性。1.2.2 ABS的成形性能ABS無毒，無味，呈微黃色。成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02-1.05g/cm3。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電絕緣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為90度左右。耐氣候差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。其成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)黏度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度稍大，ABS易吸水，成型前加工要進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、溶料溫度及收縮率影響極小。1.2.3 ABS的主要技術(shù)指標(biāo)ABS的主要技術(shù)指標(biāo)包括：熱物理性能（如表1.1所示）、力學(xué)性能（如表1.2所示）和電氣性能（如表1.3所示）表1.1 熱物理性能密度(g/ cm³)1.02105比熱容(J·kg-1K-1)12551674導(dǎo)熱系數(shù)(W·m-1·K-1×10-2)13.831.2線膨脹系數(shù)(10-5K-1)5.88.6滯流溫度(°C)130表1.2 力學(xué)性能屈服強(qiáng)度（MPa）50抗拉強(qiáng)度(MPa)38斷裂伸長率()35拉伸彈性模量(GPa)1.8抗彎強(qiáng)度(MPa)80彎曲彈性模量(GPa)1.4抗壓強(qiáng)度(MPa)53抗剪強(qiáng)度(MPa)24沖擊韌度(簡支梁式)無缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表1.3 電氣性能表面電阻率（）1.2×1013體積電阻率（·m）6.9×1014擊穿電壓（KV/mm）介電常數(shù)（106Hz）3.04介電損耗角正切（106Hz）0.007耐電弧性(s)50851.2.4 ABS的注射工藝參數(shù)(如表1.4所示)表1.4 ABS工藝參數(shù)表工藝參數(shù)通用型ABS料桶后部溫度180200料桶中部溫度210230料桶前部溫度200210噴嘴溫度/180190模具溫度/507043第二章 模架及成型設(shè)備的選擇第二章 模架及成型設(shè)備的選擇2.1 模架的選擇根據(jù)塑件的外型尺寸120mm×60mm×40mm，初確定采用“一模兩腔”的布局，考慮到有側(cè)向外抽芯機(jī)構(gòu)，和冷卻水道的布置，故初選標(biāo)準(zhǔn)模架為龍記（LKM）大水口DI型3045規(guī)格的模架，其主要尺寸為350mmX450mmX345mm，模型如圖2.1所示：圖2.1 選用的標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)構(gòu)圖2.2 注射機(jī)的選擇 2.2.1 由公稱注射量選定注射機(jī)由注射量選定注射機(jī).由UG建模分析得單個(gè)塑件的容量為17.8 cm3，則總體積V=35.6cm3；總質(zhì)量M=37.38g；流道凝料V流=0.5V(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個(gè)未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5V(0.5M)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；實(shí)際注射量為:V實(shí)=35.6×1.5=53.4 cm3；實(shí)際注射質(zhì)量為M實(shí)=1.5M=37.38×1.5=56.07g；根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8V公 V實(shí) 則 V公= V實(shí)/0.8 =53.4/0.8=66.75 cm；2.2.2 由鎖模力選定注射機(jī)F鎖F脹=A分·P型 2×120×60·P2×120×60×30×106=432 （KN） 式中 F鎖注射機(jī)的鎖模力（N）； A分塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； P型型腔壓力，取P型=30MPa ； 結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定選用臥式XS-ZY-125型號的國產(chǎn)注射機(jī)。2.3 注射機(jī)參數(shù)其主要技術(shù)參數(shù)如表2.1所示。表2.1 XS-ZY-250型注射機(jī)技術(shù)參數(shù)特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥式拉桿內(nèi)間距(mm)360×260理論注射容積（cm）250移模行程(mm)350螺桿(柱塞)直徑(mm)50最大模具厚度(mm)350注射壓(MP)130最小模具厚度(mm)250注射速率(g/s)110鎖模形式(mm)液壓塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直徑(mm)150螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)10150噴嘴球半徑(mm)18鎖模力(KN)1800噴嘴口直徑4第三章 分型面的選擇第三章 分型面的選擇3.1 分型面的選擇原則分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要應(yīng)素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵選擇分型面應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： 1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。2) 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；3) 保證塑件的精度要求；4) 滿足塑件外觀質(zhì)量的要求；5) 便于模具的加工與制造；6) 對成型面積的影響；7) 排氣的效果的考慮；8) 對側(cè)向抽芯的影響。3.2 分型面的選擇注射模一般的有一個(gè)分型面，有的有兩個(gè)分型面。分型面的形狀分為：平直分型面，傾斜分型面，階梯分型面，曲面分型面，復(fù)合分型面。在這里考慮到塑件分型面選在塑件外形最大輪廓處，要保證有利的留模和成型，要便于塑件順利脫模，保證塑件的精度要求，便于模具加工，采用單個(gè)平直和曲面復(fù)合分型面，如圖3.1所示。 圖3.1 分型面的選擇第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，同時(shí)為了減少材料的浪費(fèi)，縮短主流道的長度，采用加深型的澆口套，其結(jié)構(gòu)圖如圖4.1所示： 圖4.1 加深型澆口套結(jié)構(gòu)圖 主要參數(shù)： 錐角=3°；內(nèi)表面粗糙度Ra=0.63； 小端直徑D=d+(0.51)mm； 半徑R=R+(12)mm；材料為T8A；由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。4.2 分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦，如表4.1所示。表4.1 流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑（mm）塑料名稱分流道斷面直徑（mm）ABS，AS 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體4.89.51.69.51.69.53.510810812.5510510810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚3.5103.5106.5166.58.03.58.06.5106.5102.4106.513分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成U形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。大體結(jié)構(gòu)如圖.2所示： 圖4.2 分流道的結(jié)構(gòu)圖4.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口的形式很多，但無論采取什么形式的澆口，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，它一般根據(jù)下述幾項(xiàng)原則來參考：1. 盡量縮短流動(dòng)距離2. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處3. 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷4. 考慮分子定向的影響5. 減少或避免熔接痕提高熔接強(qiáng)度6. 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除7. 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口8. 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量同時(shí)，由于ABS在熔融時(shí)顯現(xiàn)比較明顯的非牛頓性，其熔體表面粘度隨剪切速率的升高而降低。如采用尺寸較大的澆口，能夠降低流動(dòng)阻力，促使流動(dòng)速率升高，但熔體通過扁平式澆口時(shí)比小澆口剪切速率低，導(dǎo)致熔體表觀粘度升高，從而使流動(dòng)速率降低，因此不能通過增大澆口尺寸來提高非牛頓熔體流動(dòng)速率。另外，注塑機(jī)注射時(shí)有一定的注射速率，澆口尺寸過大，澆口前后方的壓力降P減小，會(huì)導(dǎo)致得不到理想的充模速率。玩具汽車外殼制品壁厚較小流程相對過長不利于熔體充滿整個(gè)型腔，對成型不利。剪切速率是影響ABS熔體粘度的最主要因素，而粘度又直接影響熔體在模腔內(nèi)的流動(dòng)速率。因此采用小澆口不但會(huì)大大提高熔體通過澆口時(shí)的剪切速率，而且產(chǎn)生的摩擦熱也會(huì)降低熔體粘度，以達(dá)到順利充模的目的。綜合以上分析和考慮到制品和實(shí)際模具形狀，澆口采用邊緣澆口，位置在制件尾端內(nèi)緣處，選在該位置不但模具簡單，而且去除澆口的后加工操作也非常簡單，提高了工作效率，也便于模具的機(jī)械加工，易保證澆口加工精度，試模時(shí)澆口尺寸易于修整。4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入行腔。為了使料流的流動(dòng)性更好，在模具內(nèi)溫度更均勻，故在主流道的動(dòng)模板上開設(shè)冷料穴，其直徑與主流道大端直徑相同，通常選用Z字形拉料桿，它開模后通常用手工取出冷料。第五章 成型零部件的設(shè)計(jì)第五章 成型零部件的設(shè)計(jì)5.1 型腔數(shù)目的確定經(jīng)分析 ，該零件成型時(shí)為了保持玩具汽車外殼曲面形狀和較高的精度，必須采用單分型面注射模，同時(shí)要采用側(cè)向外抽芯，但模具型腔數(shù)目及排列方式卻可為塑件的成型提供了兩個(gè)方案。方案一 采用“一模一腔”的設(shè)計(jì)，形腔在定模上，主流道在定模上，取消分流道的設(shè)計(jì)，主流道直接通過澆口注塑成工件，澆口設(shè)計(jì)在玩具車外殼的頂端。開模后塑件連同流道內(nèi)的凝料一起留在動(dòng)模一側(cè)；動(dòng)模上設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)，用以頂出塑件和流道內(nèi)的凝料。方案二 采用“一模兩腔”或“一模多腔”，本次設(shè)計(jì)采用“一模兩腔”，如圖5.1所示。形腔也是在定模上，主流道在定模上，而分流道設(shè)在動(dòng)模型芯，兩邊對稱分布，澆注口在車身側(cè)邊中心。頂出機(jī)構(gòu)和方案一一樣。圖5.1 型腔分布比較以上兩個(gè)方案，方案一的結(jié)構(gòu)簡單，由于澆注口設(shè)在車外殼的頂端，成型工件后會(huì)影響塑件曲面的外觀和光潔光潔度；同時(shí)在分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊?，從而使塑件產(chǎn)生變形甚至開裂等問題。方案二的一模兩腔不但符合生產(chǎn)批量的需要，而且把澆注口設(shè)在側(cè)邊，既保證了塑件曲面光潔度和精度要求，也避免了方案一中所出現(xiàn)的缺陷。 綜上所述，該零件成型是采用單分型面帶有側(cè)向外抽芯的機(jī)構(gòu)，模具的形腔布局則采用“一模兩腔”，側(cè)向澆注成型的模具結(jié)構(gòu)。5.2 凹模的設(shè)計(jì)凹模也可以稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓，按結(jié)構(gòu)形式可以的不同可以分為整體式、整體嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。由于采用“一模兩腔”的設(shè)計(jì)，為了節(jié)省貴重模具材料和便于熱處理，故采用整體嵌入式凹模，將整體式凹模采用H7/m6配合嵌入到凹模型腔固定板內(nèi)，凹模具體見零件圖。其結(jié)構(gòu)如圖5.2所示。 圖5.2 凹模型腔的結(jié)構(gòu)5.3 凸模的設(shè)計(jì)凸模和型芯都是用來成型塑件內(nèi)表面的零部件，兩者沒有嚴(yán)格的區(qū)別。與凹模相似，凸模和型芯的結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、整體嵌入式、鑲拼組合式及活動(dòng)式等不同類型。本設(shè)計(jì)的凸模結(jié)構(gòu)和凹模一樣是采用整體嵌入式，采用H7/m6的配合嵌入凸模固定板，凸模具體見零件圖。其組合結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 凸模型芯的結(jié)構(gòu)5.4 成型零件的工作尺寸計(jì)算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。常用型腔成型尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡單無需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多9?？紤]到玩具汽車外殼模具較簡單制造成本低，設(shè)計(jì)時(shí)間短故按平均收縮率法計(jì)算成型尺寸比較簡單易行。采用Z ,C取固定值的平均收縮率法：A+Z、H+Z、B-Z、h-Z、C-型腔的徑向、型腔深度、型芯徑向、型芯高度、中心距的工作尺寸As、Hs、Bs、hs、Cs-塑件的外徑向、外高度、內(nèi)徑向、內(nèi)高度、中心距圖樣尺寸Scp-收縮率的平均值，查表得ABS收縮率范圍是0.030.08-塑件尺寸公差。查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中77頁表3-14。Z -型腔制造公差C -型腔最大許用磨損量，C 取為塑件尺寸公差的三分之一，查手冊得 ABS塑料收縮率波動(dòng)為0.30.8%11。5.5 計(jì)算過程5.5.1 型腔徑向尺寸如圖5.4所示，以最大徑向尺寸計(jì)算，測量得塑件外長度As長150mm,寬度As寬60mm，塑件精度精度為IT8，以該精度尺寸公差表，查表得塑件公差長=2.4 mm, 寬1.4mm，則z長長/3=0.8mm，z寬寬/30.47mm，根據(jù)以下公式：Am=As+ As×Scp-（3/4） 得Am長150+150×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.8=150.23Am寬60+60×（0.003+0.008）/2（3/4）×0.47=59.98圖5.4 型腔徑向尺寸示意圖5.5.2 型芯徑向尺寸如圖5.5所示，以型芯最大徑向尺寸計(jì)算，測量得塑件內(nèi)長度Ls為146 mm, 寬度Ls寬56mm塑件精度為IT8，以該精度查型腔的尺寸公差表，查表得塑件公差長=2.4 mm, 寬1.4mm，則z長長/3=0.80mm，z寬寬/30.47mm，根據(jù)以下公式：Bm=Bs+ Bs×Scp（3/4） 得Bm長=146+146×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.80=147.14Bm寬=56+56×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.47=55.96 圖5.5 型芯徑向尺寸示意圖5.5.3 型腔深度圖5.6所示，測量得塑件外層高度為40mm，查表得=1.2mm，C =0.4mm，由公式 Hm=Hs+ Hs×Scp-（2/3） 計(jì)算得Hm=40+40×（0.003+0.008）/2-（2/3）×0.4=39.95 5.5.4 型芯高度如圖5.6所示，測得塑件內(nèi)高度尺寸為36mm，查表得塑件公差=1.0，則Z=0.33mm，由以下公式 hm=hs+ hs×Scp（2/3） 計(jì)算得hm=36+36×(0.003+0.008)/2+(2/3)×0.20=36.33 圖5.6 型腔深度和型芯高度尺寸示意圖 5.5.5 型芯固定孔之間的中心距如圖5.7所示，測量得為塑件固定孔中心距離Cs長=115mm, Cs寬30mm，查表得塑件公差長=2.0mm，寬0.96mm，則Z長=0.67mm，Z寬0.32mm，由以下公式 Cm=(Cs+Cs×Scp) ± 計(jì)算得Cm長115+115×(0.003+0.008)/2±0.055=115.6325±0.0055mmCm寬30+30×(0.003+0.008)/2±0.0055=30.1650±0.0055mm圖5.7 型芯固定中心距離示意圖5.6 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于此制件屬中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和成型桿的間隙排氣，不開設(shè)專門排氣槽11。如果試模中認(rèn)為必須開設(shè)，可在分型面上開設(shè)排氣槽。第六章 合模與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第六章 合模與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的保證動(dòng)摸或上下模合模時(shí)正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。在這里我采用導(dǎo)柱導(dǎo)向的形式。6.1 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的設(shè)計(jì)要點(diǎn)1. 合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。2. 導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出68 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。3. 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/m7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/m6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/m6。配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。4. 導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模或定模，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。6.2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)6.2.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)采用如圖6.1所示結(jié)構(gòu)。圖6.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)6.2.2 導(dǎo)柱參數(shù)和技術(shù)要求1. 長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分長度=56+35+35+3550=166mm. 2. 直徑 由于模架350×450型。選用比較大，參考塑料注射模中小型模架標(biāo)準(zhǔn)的尺寸組合。選用：導(dǎo)柱35×166×50。參考實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊。3. 形狀 導(dǎo)柱前端做倒角R1。4. 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)心，因此采用T10A鋼經(jīng)淬火熱處理，硬度應(yīng)達(dá)到5055HRC。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度為Ra0.8。導(dǎo)向部分為Ra0.4。5. 數(shù)量布置 導(dǎo)柱均勻分布在模具四周，采用等直徑的不對稱分布，如圖6.2所示。6. 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6的過度配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分7. 采用H7/f7的間隙配合。 圖6.2 導(dǎo)柱的分布6.3 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求：1 形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端倒圓角。導(dǎo)柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)如圖6.3所示。若模板較厚，導(dǎo)柱孔必須作成盲孔時(shí)，可在盲孔的側(cè)面做成一個(gè)小孔排氣。圖6.3 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 2 材料 導(dǎo)套用與導(dǎo)柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一搬應(yīng)低與導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱和導(dǎo)套拉毛。導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為 Ra0.8。因此選用：導(dǎo)套d=40× 40的導(dǎo)套。GB 4619.3-84，材料 T8A。固定形式和配合精度 采用H7/r6配合鑲?cè)肽０?。參考?shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊8。第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第七章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則塑件在從模具上取下以前,還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。它包括以下幾個(gè)部分，脫模力的計(jì)算、推出機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機(jī)構(gòu)所需的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)性校核。在設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵守以下幾個(gè)原則：1. 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè),2. 保證塑件不因推出而變形損壞,3. 機(jī)構(gòu)簡單動(dòng)作可靠,4. 良好的塑件外觀,5. 合模時(shí)的正確復(fù)位 .7.2 脫模力的計(jì)算注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收宿，對型心產(chǎn)生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。對于不帶通孔的殼體類塑件，脫模時(shí)還要克服大氣壓力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時(shí)，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大，根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：F=Ap(µcosa-sina)式中：µ-塑料對鋼的摩檫系數(shù)，約為 0.1-0.3A-塑件包容型芯的面積，P-塑件對型芯的單位面積上的包緊力，這里取P=3×107Mpa7.3 簡單推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)一般包括推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動(dòng)鑲塊及凹模推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等?？紤]到本塑件的結(jié)構(gòu)形狀，而推管推出機(jī)構(gòu)通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機(jī)構(gòu)易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺,因此確定用推桿推出機(jī)構(gòu)。推桿推出機(jī)構(gòu)是最常見，而且也是應(yīng)用最為廣泛的。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出形式而定，可設(shè)計(jì)成圓形或矩形等等。但在此考慮到塑件形狀的影響我們選擇圓形。由于本塑件的脫模力相對來說較小，故在塑件的內(nèi)表面均勻布置六頂桿，兩側(cè)各三根。如圖7.1分布： 圖7.1 推桿的分布其中，推桿的直徑為4，尾部采用臺(tái)肩的形式，臺(tái)肩的直徑D與推桿的直徑約差46mm的簡單結(jié)構(gòu)。采用GB1298-86。參考實(shí)用注射塑設(shè)計(jì)手冊。推桿的材料采用T8A碳素鋼，熱處理要求HRC50,工作端配合部分表面粗糙度Ra0.8。7.4 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)能回到原來的位置，所以需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。推出機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向零件和復(fù)位零件。導(dǎo)向零件由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套所組成，本次設(shè)計(jì)采取推桿導(dǎo)柱與推桿導(dǎo)套相配合的形式，因這樣推桿導(dǎo)柱除了起到向作用外，還能支承著動(dòng)模支承板，提高了支承板的剛性。復(fù)位零件一般有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位兩種形式，本次設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位形式，圓形截面，設(shè)置四根。位置設(shè)在推桿固定板的四周，這樣可使推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面上平齊。推出機(jī)構(gòu)推出后，復(fù)位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大?。?。合模時(shí)，復(fù)位桿先于動(dòng)模分型面與定模分型面接觸，在動(dòng)模向定模逐漸合攏的過程中，推出機(jī)構(gòu)變被復(fù)位桿頂住，從而與動(dòng)模產(chǎn)生相對移動(dòng)，直至分型面合攏時(shí)，推出機(jī)構(gòu)變回到原來的位置。第八章 側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第八章 側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于玩具汽車車尾凹槽，所以安裝側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，側(cè)向分型與抽芯一般可為機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)以及手動(dòng)形。這里采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。8.1 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)型芯塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成抽芯與分型動(dòng)作。斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)主要有與開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱、側(cè)型腔或型芯滑塊、導(dǎo)滑槽、壓緊塊和側(cè)型腔或型芯滑塊定距限位裝置組成。如圖8.1所示圖8.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)8.2 抽芯距的確定與抽芯力計(jì)算側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距.用s表示,為了安全起見,側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大23mm，此塑件的側(cè)凹深度尾4mm，為了便于塑件脫模，所以選取s8mm，抽芯力的計(jì)算同脫模力計(jì)算相同，一般用如下公式估算： 式中 抽芯力（N） c側(cè)型芯成型部分的截面平均周長（m） h側(cè)型芯成型部分的高度（m） p塑件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力（包緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，p=（0.81.2）×107Pa，模外冷卻的塑件，p=（2.43.9）×107Pa 塑件在熱狀態(tài)時(shí)對鋼的摩擦系數(shù)，一般=0.100.20 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角（o）。已知 c=25×9225mm h=21mm; p=1×107Pa; =0.18; =1o所以： Fc=25×9×21.0×1.0×107 (0.15×cos1o-sin1o )=1.67×104 N8.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 8.3.1 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)斜導(dǎo)柱的形狀如圖8.2所示,其工作端的端部可以設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形或半球形。由于半球形車制時(shí)比較困難，所以我們設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形。為了避免端部錐臺(tái)也參與側(cè)抽芯，導(dǎo)致滑塊停留位置不符合原設(shè)計(jì)計(jì)算要求。所以斜角大于斜導(dǎo)柱傾斜角，我們?nèi)?。斜?dǎo)柱的材料選用T10碳素鋼，熱處理硬度HRC=60，表面粗糙度。斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合。由于斜導(dǎo)柱在工作過程中主要用來驅(qū)動(dòng)側(cè)滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，側(cè)滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性右導(dǎo)滑槽與滑塊之間的配合精度保證。而合模是的最終準(zhǔn)確位置由楔緊塊決定。因此，為了保證運(yùn)動(dòng)的靈活性，滑塊上斜導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間可以采用較松的間隙配合。 圖8.2 斜導(dǎo)柱的形狀8.3.2 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定斜導(dǎo)柱軸向與開模方向之間的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角，它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)。的大小對斜導(dǎo)柱的有效工作長度、抽芯距和受力狀況等起著決定性的影響。由公式： 式中 斜導(dǎo)柱的工作長度； s抽芯距； 斜導(dǎo)柱的傾斜角； H與抽芯距是對應(yīng)的開模距。 由以上公式可算得=15o。斜導(dǎo)柱工作長度與抽芯距關(guān)系及受力見上圖8.3。圖8.3 斜導(dǎo)柱的受力圖從圖中可知： 式中 Fw側(cè)抽芯時(shí)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力； Ft側(cè)抽芯時(shí)的脫模力，其大小等于抽芯力Ft； Fk側(cè)抽芯時(shí)所需的開模力。由以上公式可知，a增大，L和H減少，有利于減小模具尺寸，但Fw和Fk增大，影響斜導(dǎo)柱和模具的強(qiáng)度和剛度；反之，a減小，斜導(dǎo)柱和模具受力減小，但要在獲得相同抽芯距的情況下，斜導(dǎo)柱的長度要增大，開模距要變大，因此模具尺寸會(huì)增大。綜合兩方面考慮，在經(jīng)過以上的計(jì)算推導(dǎo)，a取15o比較理想。8.3.3 斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算斜導(dǎo)柱的直徑主要受彎曲立的影響，由于其計(jì)算比較復(fù)雜,所以采用查表的方法來確定斜導(dǎo)柱的直徑,由上面的計(jì)算知道，F(xiàn)c=15.8KN,a=15o,所以根據(jù)塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表5-20查得Fw和Hw以及a在表5-21中查得斜導(dǎo)柱的直徑d=16mm。8.3.4 斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算由塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)書中公式5-65得，斜導(dǎo)柱的總長為: 式中 斜導(dǎo)柱總長度； 斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑； h斜導(dǎo)柱固定板厚度 d斜導(dǎo)柱工作部分直徑； s抽芯距。斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度為： 式中 斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度； d1斜導(dǎo)柱固定部分的直徑。由以上公式可得Lx=109.53mm在此取斜導(dǎo)柱的長度為110mm。8.4 斜滑塊的設(shè)計(jì)斜滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)面分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，注射成型時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證?；瑝K的結(jié)構(gòu)可分整體式和組合式。在滑塊上直徑制出側(cè)向型腔的結(jié)構(gòu)稱整體式，分開加工稱組合式。在本次設(shè)計(jì)中采用整體式結(jié)構(gòu)。一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過程是在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)型芯大小、形狀和要求不同，有的采取T形槽或燕尾槽，但本設(shè)計(jì)側(cè)抽芯的滑塊和小型芯設(shè)計(jì)在鑲在型腔上的方塊型芯中滑動(dòng)，上下不能移動(dòng)，只有前后滑動(dòng)，因此無需要另加工槽，不過滑塊與型芯槽配合要求較高，為防止配合部分漏料，適當(dāng)提高精度，采用H7/f7，其它部分采用H8/f8間隙配合，配合 表面粗糙度Ra0.8m滑塊材料采用T10A，HRC5458。斜滑塊的高度不能大于滑塊的滑動(dòng)部分長度，根據(jù)型芯板的厚度，這里側(cè)滑塊的高度取51mm。所以滑塊的滑動(dòng)L要大于51mm，取L=75mm，其寬度要大于型腔的寬度56，這里去S=72mm，所以側(cè)滑塊的外型尺寸為75x56x51mm.。采用45號鋼加工。導(dǎo)滑槽采用的是T形的形式其配合用H8/f8的間隙配合。其零件圖見圖紙零件圖。8.5 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過程是在導(dǎo)滑槽中完成的。根據(jù)模具上側(cè)型芯的大小、形狀和要求的不同，以及各工廠的具體使用情況，滑塊與導(dǎo)滑槽的配合形式也不一樣，一般采用T形槽或燕尾槽導(dǎo)滑。組成導(dǎo)滑槽的零件對硬度和耐磨性有一定的要求，一般情況下，整體式導(dǎo)滑槽常在動(dòng)模板或定模板上直接加工出來，常用的材料為45鋼。結(jié)構(gòu)看下圖8.4所示。圖8.4 斜滑塊與導(dǎo)滑槽的結(jié)構(gòu)根據(jù)本塑件的特征，采用T形槽導(dǎo)滑的形式，采取在定模板上直接加工出，選用材料為45鋼，為了便于加工和防止熱處理變形，所以調(diào)質(zhì)至30HRC后在銑削成形。蓋板材料用T10綱，硬度要求HRC>=50.導(dǎo)滑槽與滑塊部分采用H8/f8間隙配合。配合部分的表面要求比較高，表面粗糙度應(yīng)Ra<=0.8。導(dǎo)滑槽與滑塊還要保持一定的配合長度，因?yàn)榛瑝K完成抽撥動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)全部或有部分的長度留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，滑塊的滑動(dòng)配合長度要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的 長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的2/3。否則，滑塊開始復(fù)位時(shí)容易偏斜，甚至損壞模具。8.6 壓緊塊設(shè)計(jì)在注射成型過程中，側(cè)向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，這個(gè)力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長桿件，受力后容易變形，導(dǎo)致滑塊后移，因此本設(shè)計(jì)中須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。為了保證斜面在合模時(shí)壓緊滑塊，而在開模時(shí)又能迅速脫離滑塊，以避免壓緊塊影響斜導(dǎo)柱對滑塊的驅(qū)動(dòng)，因此常取楔緊角=+2º3º 取=18º。具體見零件圖。8.7 滑塊定位裝置設(shè)計(jì)滑塊定位裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛脫離斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動(dòng)，以避免合模時(shí)斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地插進(jìn)滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，造成模具損壞。在此我采用了外螺釘固定彈簧定位。因?yàn)檫@樣更利以維修。另外要安裝限位塊，給斜滑塊限位。第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)無論什么塑料進(jìn)行注射成型，均有一個(gè)比較適宜的模具溫度范圍，在此模具溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿型腔，塑件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)量較高。為了使模溫控制在一理想的范圍內(nèi)，現(xiàn)設(shè)計(jì)一模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于本次設(shè)計(jì)的塑料ABS黏度和流動(dòng)性一般，模溫為5080，故無須設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)，只需設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)以確保合理的模溫。常用的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻，本設(shè)計(jì)采用水冷卻，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。9.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則有以下幾點(diǎn)：1. 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；2. 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；3. 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距B大約為2.53.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.81.5B。最小不要小于10。4. 澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處