畢業(yè)設(shè)計（論文）電源插頭的注射模具設(shè)計

I 摘 要 電源插頭的注射模具設(shè)計。分析塑件工藝性。塑件工藝分析主要從以下幾 個方面進(jìn)行，塑件使用性能、制件技術(shù)要求和生產(chǎn)要求、塑件尺寸精度分析、 塑件表面質(zhì)量分析、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析、品種結(jié)構(gòu)特點。再是對注塑機的 選擇，包括注射機的初選和注射機有關(guān)參數(shù)的校核，最后確定注射機。通過以 上分析后在對注射模的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計：分型面的選擇和確定、型腔數(shù)目的確定 及型腔的排列、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計、抽芯機構(gòu)設(shè)計、推出機 構(gòu)的選擇、排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇。再就對成型零 件尺寸進(jìn)行計算，確定工藝參數(shù)。 利用 Slidworks 三維實體設(shè)計軟件進(jìn)行產(chǎn)品的總體設(shè)計，并運用 Cosmosxpress 分析向?qū)z驗制件結(jié)構(gòu)的合理性，以及注射模具結(jié)社設(shè)計的可行 性。并由三位圖直接生成二維圖。利用計算機技術(shù)，輔助設(shè)計產(chǎn)品及繪圖，具 有精度高，效率高的特點。綜合計算機軟件和設(shè)計人員的創(chuàng)造性，提高設(shè)計質(zhì) 量，加速產(chǎn)品的設(shè)計。 關(guān)鍵詞：塑料模具 工藝性分析 注塑機 注射模的結(jié)構(gòu) II ABSTRACT Appearance shell moulds piece of plastic mould design. Carry out manufacturability analysis on to moulding a piece first. The industrial analysis moulding a document carries out the structure characteristic using a function piece , making piece of specification and producing the request , structure manufacturability analysis , breed moulding piece of dimension accuracy analysis , moulding piece of surface quality analysis , moulding a document , moulds mainly from several the following aspect. Choice being an injection machine then, school about parameter examines including injecting the machine primary election and injecting machine. Design that by the fact that all above analyses the queen in being in progress to the structure injecting a model: The mark of type choice soft and floury sum ascertains , type cavity number ascertaining that and type cavity arrangement , systematic design of teeming , molding part physical design, take core organization out。 Make use of the Solidworks technique, design the product and painting,and use the Cosmosxpress analysis guide to check the production the accuracy is with high characteristics of efficiency. Synthesize the calculator software with design the personnels high, creation, and increase design quantity, accelerate the products design. Keywords: Plastic mold manufacturability analysis injection machine the structure injecting a model。 III 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 第一章 緒 論 .1 1.1 目的及意義 .1 1.2 國內(nèi)外塑料模具現(xiàn)狀 .1 第二章 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .4 2.1塑件工藝性分析 .4 2.2 PVC 性能分析 .4 2.3 尺寸和精度 .6 2.4 表面光潔度 .6 2.5 脫模斜度 .6 2.6 圓角 .6 2.6 插頭制件的質(zhì)量特性 .7 第三章 注射機的選擇 .10 3.1 注塑機的選擇 .10 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 .15 4.1 澆注系統(tǒng) .15 4.2 流道設(shè)計 .16 第五章 注射模零部件的設(shè)計 .19 5.1 分型面的選擇 .19 5.2 成型零件設(shè)計 .19 第六章 推出機構(gòu) .23 6.1 脫模機構(gòu) .23 6.2 側(cè)向分型機構(gòu)設(shè)計 .26 6.3 限位釘 .28 6.4 緊固螺釘 .28 6.5 彈簧 .29 第七章 模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計 .31 7.1 模具溫度 .31 7.2 塑料注射模溫度調(diào)節(jié) .31 7.3 冷卻回路設(shè)計 .32 7.4 冷卻水孔的開設(shè)原則 .33 7.5 冷卻時間計算 .33 7.6 冷卻回路布置 .36 第八章 主要尺寸計算 .37 IV 8.1 成型零件的工作尺寸計算 .37 8.2 圓形盲孔型腔壁厚計算 .38 結(jié) 論 .40 參考文獻(xiàn) .41 致 謝 .42 - 1 - 第一章 緒 論 1.1 目的及意義 畢業(yè)設(shè)計是工科院校本科生培養(yǎng)計劃的最后的重要環(huán)節(jié)，是工程師基本訓(xùn) 練必不可少的一環(huán)，以此來培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識的技能，解決與分 析實際問題，促使學(xué)生向工程師過渡，其具體目的為： 培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，收集與研究有關(guān)參考文獻(xiàn)和現(xiàn)場資料，經(jīng) 驗，分析與解決主要問題及工程技術(shù)實際問題的能力。 鞏固與深化，擴大專業(yè)知識和基本理論知識，對設(shè)計中要解決的主要問 題，在獨立進(jìn)行分析，研究的基礎(chǔ)上，提出自己的見解，并完成所規(guī)定的設(shè)計 任務(wù)。 通過畢業(yè)設(shè)計的鍛煉，使學(xué)生樹立一個正確的設(shè)計與實驗研究的思想方 法，培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度與工作作風(fēng)。 1.2 國內(nèi)外塑料模具現(xiàn)狀 80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持 和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%，1999 年我國模具工業(yè) 產(chǎn)值為 245 億，至 2000 年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為 260-270 億元，其中塑料模約 占 30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 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) 0.020.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m ，模具質(zhì)量、壽命 明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá) 1030 萬次，淬火鋼模達(dá) 501000 萬次， 交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表一。 - 2 - 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(jìn)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、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 2934 英寸電視機外殼以及一些厚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。如上海新普雷斯等公司就能為用 戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá) 20%以上， 一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難 度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道 模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到 10%，與國外的 5080%相比，差距較 大。 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(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UG、美國 Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美國 CV 公司 的 CADS5、英國 Deltacam 公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列 公司的 Cimatron、美國 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，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(jìn)行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進(jìn)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(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P20、3Cr2Mo 、PMS、SM、SM 等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的 重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來 越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá) 到 70%-80%相比，仍有很大差距。 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中， 塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著 塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、 大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來 進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提 高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的 - 3 - 快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC 塑料管材管接頭模具成為模具市場新 的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子 午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木， 以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在 “十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑 料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦 和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。 1.3 我國塑料模具工業(yè)主要發(fā)展方向?qū)?1、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。 2、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 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 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，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良 好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳 統(tǒng)混合型 CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題； CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計與成型過 程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用 熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原 材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道 元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。 氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車 和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更 多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(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。另 一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射 壓縮成型工藝與模具也非常重要。 4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生 產(chǎn)方式。 5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模 具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的 發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。 為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(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 - 4 - 生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo) 準(zhǔn)件規(guī)格品種。 6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯 得十分必要。 7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三 坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多 樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。 第二章 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.1塑件工藝性分析 如圖 2-1，該塑件是一三相電源插頭，生產(chǎn)批量很大。 ，電源線以及插頭廣 泛的用于各個領(lǐng)域，而電源線已經(jīng)插頭的主要材料是塑料 PVC,故選用 PVC，要 求其化學(xué)穩(wěn)定性好，熔點高,玻纖增強，成型工藝性很好，可以注射成型。 圖 2-1 2.2 PVC 性能分析 2.2.1 化學(xué)和物理特性 PVC(聚氯乙烯)材料是一種非結(jié)晶性材料。PVC 材料在實際使用中經(jīng)常加 入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。PVC 材料具 有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC 對氧化劑、 還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所 腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。PVC 在加工時熔化溫度是一 - 5 - 個非常重要的工藝參數(shù)，如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問題。PVC 的流動 特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的 PVC 材料更難于加工（這種 材料通常要加入潤滑劑改善流動特性） ，因此通常使用的都是小分子量的 PVC 材料。PVC 的收縮率相當(dāng)?shù)停话銥?0.20.6%。 PVC 是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，價格便宜，應(yīng)用廣泛，聚氯乙烯 樹脂為白色或淺黃色粉末。根據(jù)不同的用途可以加入不同的添加劑，聚氯乙烯 塑料可呈現(xiàn)不同的物理性能和力學(xué)性能。在聚氯乙烯樹脂中加入適量的增塑劑， 可制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品。聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可作低 頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性也好。由于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時間加熱 會導(dǎo)致分解，放出 HCL 氣體，使聚氯乙烯變色，所以其應(yīng)用范圍較窄，使用溫 度一般在-1555 度之間。目前 PVC 產(chǎn)業(yè)在全世界發(fā)展迅速，前景廣闊，各國都 看好 PVC 的潛力以及其對生態(tài)環(huán)境的好處，PVC 正以其 優(yōu)越、獨特的性能向世 人證明其作用和地位是目前任何其它產(chǎn)品都無法取代的，社會發(fā)展需要它,環(huán)境 保護(hù)需 要它，它是我們?nèi)祟惿鐣拿鬟M(jìn)步的必然趨勢。 2.2.2 注塑工藝條件 干燥處理：通常不需要干燥處理。 熔化溫度：185205 模具溫度：2050 注射壓力：可大到 1500bar 保壓壓力：可大到 1000bar 注射速度：為避免材料降解，一般要用相當(dāng)?shù)氐淖⑸渌俣取?流道和澆口：所有常規(guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件，最好使用針 尖型澆口或潛入式澆口；對于較厚的部件，最好使用扇形澆口。針尖型澆口或 潛入式澆口的最小直徑應(yīng)為 1mm；扇形澆口的厚度不能小于 1mm。 2.2.3 PVC 的成型條件 表 2. 1 項目 數(shù)值 注射成型機類型 螺桿式 密度 1.381.4 計算收縮率 0.20.6 預(yù)熱和干燥 溫度 t() 80100 - 6 - 時間 r(h) 23 后段 150170 中段 165180 料筒溫度 t() 前段 180200 成型溫度 t() 200210 模具溫度 t() 5070 注射壓力 p(MPa) 70140 2.3 尺寸和精度 塑件的流動性影響制件尺寸的設(shè)計，注射成型制件尺寸要受注射機的注射 量，鎖模力的限制。 影響模塑精度的因素十分復(fù)雜。首先是模具制造的精度，其次是塑料收縮 率的波動，同時由于磨損等原因造成模具尺寸不斷變化，都會使模制尺寸不穩(wěn) 定。模制時工藝條件的變化，正邊厚度的變化以及模制所需脫模斜度都會影響 塑料制品的精度，因此塑料制件的精度確定應(yīng)合理，盡可能選用低精度等級。 綜合考慮本產(chǎn)品采用一般精度即 7 級精度。 2.4 表面光潔度 塑件制品的表面光潔度，除了從工藝上盡可能避免冷疤，云紋等疵點外， 主要是由模具光潔度決定，一般模具表面光潔度要比塑件的高一等級。本塑件 取 Ra=6.3um。 2.5 脫模斜度 脫模斜度大小受塑件徑向尺寸的限制，又影響著脫模阻力，斜度大，脫模 阻力小，有利于脫模，選擇脫模斜度時還應(yīng)考慮塑料材料的性質(zhì)，塑件摩擦系 數(shù)大，則宜采用較小斜度，便于脫模時不至于過大脫模阻力。塑件的收縮率大， 收縮產(chǎn)生的包緊力大，也宜采取較大斜度。脫模過程，塑件一般是受到壓縮載 荷，因此抗壓強度大的塑件，可承受較大壓縮載荷，可以取較小的脫模斜度。 - 7 - 塑件的幾何形狀和尺寸對脫模斜度選取也有影響，壁較厚和幾何形狀復(fù)雜 的塑件，收縮率較大或各部分收縮差別大，一般的說有較大脫模阻力，宜采取 較大斜度，塑件高度對脫模斜度選取有相互矛盾的影響，對具體塑件上斜度數(shù) 值取應(yīng)綜合考慮各種因素后確定。ABS 的塑件要求所以取外側(cè)斜度為 45，內(nèi) 側(cè)斜度為 45。 2.6 圓角 塑件除了使用上要求采用尖角處以外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓 角過渡，因制件尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊震動時會發(fā)生破裂， 甚至在脫模過程中由于模塑內(nèi)應(yīng)力而開裂，特別是制件的內(nèi)圓角，一般即使采 用 R=0.5mm 的圓角，就能使塑件的強度大為增強，理想的內(nèi)圓角，半徑應(yīng)有壁 厚的 1/4 以上。 塑件設(shè)計成圓角，使模具型腔對應(yīng)部位亦成圓角，這樣增強了模具的堅固 性，塑件的外圓對應(yīng)著型腔的內(nèi)圓角，它使模具在淬火和使用時不會因團應(yīng)力 集中而開裂。 2.6 插頭制件的質(zhì)量特性 體積 = 16131.130501069 mm3 面積 = 5833.795209293 mm2 質(zhì)量 = 0.022583583 kg 重量 = 0.221469491 N 回轉(zhuǎn)半徑 = 18.668044671 mm 質(zhì)心 = 12.471449194, 26.834537543, 2.744047192 mm 使用精度計算的分析 0.990000000 信息單位 kg - mm 密度 = 0.000001400 體積 = 16131.130501069 面積 = 5833.795209293 質(zhì)量 = 0.022583583 第一力矩 Mx, My, Mz = 0.281650004, 0.606019998, 0.061970417 - 8 - 質(zhì)心 Xcbar, Ycbar, Zcbar = 12.471449194, 26.834537543, 2.744047192 慣性距 (WCS) Ix, Iy, Iz = 23.359686203, 5.143677603, 27.127007484 慣性矩（質(zhì)心） Ixc, Iyc, Izc = 6.927370071, 1.461044137, 7.352157381 慣性矩（球坐標(biāo)） I = 7.870285794 慣性積 (WCS) Iyz, Ixz, Ixy = 0.641584729, 0.778615333, 7.524792191 慣性積（質(zhì)心） Iyzc, Ixzc, Ixyc = -1.021362745, 0.005754430, - 0.033155423 回轉(zhuǎn)半徑 (WCS) Rx, Ry, Rz = 32.161558222, 15.091779449, 34.658081882 回轉(zhuǎn)半徑（質(zhì)心） Rxc, Ryc, Rzc = 17.514097953, 8.043318156, 18.043092573 回轉(zhuǎn)半徑（球坐標(biāo)） R = 18.668044671 主軸（相對于 WCS 的方向矢量） Xp(X), Xp(Y), Xp(Z) = -0.000279765, 0.166111832, 0.986106881 Yp(X), Yp(Y), Yp(Z) = 0.999982153, 0.005931388, - 0.000715454 Zp(X), Zp(Y), Zp(Z) = -0.005967828, 0.986089082, - 0.166110527 主慣性矩 - 9 - I1, I2, I3 = 7.524209772, 6.927570849, 1.288790967 - 10 - 第三章 注射機的選擇 3.1 注塑機的選擇 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(xì)了 解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確 定模具結(jié)構(gòu)型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、最小模具厚度、推出型式、推出位 置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的 注塑機，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(jìn)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。 3.1.1 模具與注塑機的關(guān)系 每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機上進(jìn)行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計與 所用的注塑機關(guān)系十分密切，在設(shè)計模具時，應(yīng)詳細(xì)了解注塑機的技術(shù)規(guī)范。 注塑機的最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，最大成型面積，模具最大 厚度，和最小厚度，最大開模行程，以及機床模板，安裝模具的螺釘孔的位置 和尺寸。 3.1.2 選擇注射機確定型腔數(shù) (1) 估計塑料的體積和重量。 初步估算體積為： V=16.13 3cm 初步估算質(zhì)量：， M=V 1.4=22.58g（取 PVC 的密度為 1.4/cm） (2) 根據(jù)塑件的計算重量或體積，選擇設(shè)備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)。 注射機額定注射量 m ,每次注射量不超過最大注射量的 80，即g n= zjg8.0 - 11 - 式中 n型腔數(shù)； m 澆注系統(tǒng)重量 （g）;j m 塑件重量（g） ；z m 注射機額定注射量（g） 。 估算澆注系統(tǒng)的體積 V ，根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計方案進(jìn)行估算j V =1.438cm 則澆注系統(tǒng)塑料重量 m = V =1.438 1.4=2.01gj3 jj 設(shè) n=2,則得 m = =58.96gg8.0jz 從計算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機技術(shù)規(guī)格，選用 XS-ZY-60 型注射機。 故采用一模兩腔。 該注塑機技術(shù)參數(shù)如下： 結(jié)構(gòu)形式 臥式 注射方式 螺桿式 最大注射量容量 （ mm ）3 60 螺桿直徑(mm) 35 注射壓力(MPa) 122 噴嘴孔徑 D(mm) 4 鎖模力(KN) 500 噴嘴半徑(mm) 12 最大注射面積（cm ）2 320 模板行程(mm) 180 最大模具厚度 H（mm ） 280 最小模具厚度 H（ mm） 130 定位孔直徑(mm) 054.1中心孔徑(mm) 3.1.3 注塑機的主要工藝參數(shù)的校核 （1）國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的注射機均用塑料的容量表示一次注射量。但是目前由于過 去的習(xí)慣，對注射機的注射量也還是采用克量來表示。所以選擇注射機的注射 量時可以用公式或公式計算。 以容量計算時 0.8 V注件 - 12 - 式中 注射機最大注射量 （ ）注V件V3厘 米 成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量 （ ）件 3厘 米 0.8為系數(shù)，一般要求成型塑件的容量不得超過注射機容量的 80%/ 以克計量時 0.8CG 式中 C注射機最大注射克量（克） G成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的克量， G= （克）件 R成型塑料的比重（克/ ）厘 米 0.8意義同公式（59） 因此 0.8 6047 滿足要求 (2)鎖模力的校核： 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大的推力， 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，此力可使模具分型面漲開。為了保持動、定模閉合 緊密，保證塑件的尺寸精度并盡量減少溢邊厚度，同時也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。注塑機的鎖模機構(gòu)應(yīng)該提供足夠的 鎖模力，使動、定模兩部分在注射過程中保持緊密閉合。每臺注塑機都有一個 額定的鎖模力，所設(shè)計的模具在注射沖模時，分型面張開的總力不能超過這個 額定的值，有如下關(guān)系式： Fp ( nA +A )。式中mzj A 塑件在分型面上的投影面積；z A 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積；j p 注射壓力，查手冊知 p =60100MPa;由于多腔注射，取 p =100 mm m MPa； F注塑機鎖模力 ,XS-ZY-60 型注射機額定鎖模力為 500kN。 投影面積計算： A =500+10（20+29）+203+1620+255=1495mm =14.95cmz 22 A =550=250 mm =2.5 cmj 22 - 13 - p ( nA +A )=100(14.952+2.5)=324kN500 kNmzj 滿足要求。 （3）模具外形與注塑機拉桿間距校核。 注射模向注射機上安裝固定時，應(yīng)該順利通過注射機拉桿間的空間。本設(shè) 計模具最大寬度為 296mm，其小于注射機拉桿間距 300 mm，所以滿足要求。 （4）對注塑機有關(guān)安裝尺寸的校核。 設(shè)計的注塑模不僅必須在注塑機的上述主要工藝參數(shù)限定的范圍內(nèi)，還必 須能順利的安裝到注塑機上，因此必須滿足注塑機的有關(guān)安裝尺寸，包括如下 幾項，對其校核。 模具定位圈與注塑機定位孔配合。 每一臺注塑機的固定模板上都有一個起定位作用的基準(zhǔn)孔，能使模具安裝 到注塑機上后其主流道中心線與注塑機噴嘴中心線同軸，模具上的定位圈應(yīng)該 與這一定位孔成間隙配合。這里定位圈直徑為 100 mm。 可安裝的模具高度。 選擇的注塑機為 XS-ZY-60 型。最大模具厚度 Hmax 為 280 mm，最小模具 厚度 Hmin 為 130 mm。本設(shè)計的模具高度 H 為 246 mm，滿足要求。 噴嘴尺寸的校核。 注射機的噴嘴頭部的球面半徑要也跟模具主流道始端的球面半徑吻合，以 免高壓熔體從縫隙處益處，一般球面半徑要比噴嘴頭半徑大 12mm，否則主流 道內(nèi)的塑料凝料無法脫出，本設(shè)計噴嘴頭半徑為 10mm，噴嘴頭部的球面半徑 為 12mm，滿足要求。 開模行程和頂出機構(gòu)的校核。 注射機的開模行程是有限制的塑料件從模具中取出時所需的開模距離，其 必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出，開模距離 一般分為如下兩種情形：一是當(dāng)注射機采用液壓，機械聯(lián)合作用的鎖模機 構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大沖程決定，并不受模具厚度的影響， 即注射機，二是當(dāng)注射機采用全液壓時，最大開模行程等于機床移動模板 和固定模板之間的最大開距減去模具厚度，即注射機的最大開模行程與模 具厚度有關(guān)，本設(shè)計是屬于單分型面注射模開模，其開模行程如圖 3-1 示。 本設(shè)計的模具所需開模距離 S=H1+H2+510=20+77+10=107 mm180mm 滿 足要求。 模具裝固尺寸 本模具為小型模具與注射機采用壓板固定，采用這種固定時，只須在模具 動，定模座板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。固定如圖 3-1 所示。 - 14 - 其開模行程如圖 3-1 示。 模具裝固尺寸 本模具為小型模具與注射機采用壓板固定，采用這種固定時，只須在模具 動，定模座板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。固定如下圖 3-1 示。 圖 3-1 單分型面注射模 開模行程校核 - 15 - 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4.1 澆注系統(tǒng) 所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。 澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng) 由主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射 模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利地充模，壓實和保壓。 主流道（也叫進(jìn)料口） ，它是連接注射機料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是 熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的 速度及充模時間長短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大， 回收冷料多，冷卻時間增長，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，同時也易造成進(jìn)料時形 成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中 的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，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程中，其小端入口與注射機噴 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，對材料的要 求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計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 5357HRC。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，一般不用澆口套，而 直接開設(shè)在定模板上。澆口套是注射機噴嘴在注射模具上的座墊，在注射時它 承受很大的注射機噴嘴端部的壓力同時由于澆口套末端通過流道澆口與型腔相 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?而被壓入模具內(nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺肩，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。 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)，其包括：主流道、冷料穴、澆口。 4.1.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 1 盡可能采用平衡式布局，以便設(shè)置平衡式分流道。 2 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 3 型腔排列要盡可能緊湊，以減小模具外形尺寸。 4 熱量及壓力損失要小。 - 16 - 5 確保均衡進(jìn)科。 6 塑料消耗量少。 7 排氣良好。 8 防止塑件出現(xiàn)缺陷。 9 生產(chǎn)效率要高。 4.2 流道設(shè)計 4.2.1 主流道設(shè)計 主流道是指連接注射機噴嘴與分流道或型腔（單腔模）的進(jìn)料通道。負(fù)責(zé) 將塑料熔體從噴嘴引入模具，其形狀，大小直接影響塑料的流速及填充時間。 在臥式或立式注射機用的模具中，主流道垂直于分型面，通常作在淬硬澆口套 內(nèi)，為了使塑料凝料能從流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計成圓錐形，具有 =24的錐角本設(shè)計取 3，內(nèi)壁表面粗糙度一般為 Ra=0.8 m 以下的表面 粗糙度，小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約 0.51mm，本設(shè)計注射機的噴嘴直徑為 4mm，所以本設(shè)計的主流道小端直徑為 5mm 凹坑半徑 R 也應(yīng)比噴嘴頭半徑 大 12mm。本設(shè)計注射機噴嘴頭半徑是 R10mm，所以本設(shè)計凹坑半徑取 R12mm。內(nèi)壁表面粗糙度為 Ra=0.63 m 以便凝料順利拔出。澆口套大端高出 定模端面 H=510mm，起定位作用，與注射機定模板的定位孔呈間隙配合 。 為了拆卸更換方便，模具的定位圈常與澆口套分開設(shè)計。 4.2.2 冷料井和鉤料脫模裝置的設(shè)計 冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集 料流前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響整個質(zhì)量，開模時又能將主 流道中的冷凝料拉出。冷料井直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大 端直徑。 推板式鉤料裝置 推板式鉤料裝置有冷料穴、鉤料桿組成。鉤料桿固定在型芯固定板上，不 與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。它的結(jié)構(gòu)形式如圖 4-1 所示。 - 17 - 圖 4-1 鉤料桿形式 4.2.3 澆口設(shè)計 澆口是主流道，分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。一般 這段很短的通道截面面積很小。 澆口的作用： 1 使熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔，并在保壓過程中進(jìn)行補料以 彌補由于塑件收縮而留出的空間。 2 塑件注射成后，由于澆口的截面積很小，所以它的冷卻速度大于塑件的 冷卻速度，并能迅速地冷卻封閉，防止熱料回流。 3 成型并被頂出的塑件，較容易與澆注系統(tǒng)分離。 澆口的類型： 直接澆口、盤形澆口、分流式澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點澆口、側(cè) 澆口、環(huán)形澆口、潛伏式澆口等。 1）直接澆口 又叫中心澆口，無分流道，注射壓力直壓入型腔，所以產(chǎn)品 較堅實，流量快且大，適合注射大型產(chǎn)品，但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大、易變形、注塑保 壓時間長、澆口去除困難、痕跡明顯、影響外觀。 2）點澆口 這是一種截面形狀小如針點的澆口。其優(yōu)點是去除澆口后，塑 件上留下的痕跡不明顯，開模后可自動拉斷，成型時可減少熔接痕，但壓力損 失比較大，塑件收縮大，制造困難，而且模具必須設(shè)計成三板式模，以脫出流 道凝料。 3）側(cè)澆口 在分型面上，從塑料邊緣進(jìn)料，形狀為長矩形或接近矩形，加 工方便、簡單，應(yīng)用靈活，既可以從產(chǎn)品外側(cè)，也可以從產(chǎn)品內(nèi)側(cè)進(jìn)料。可以 一模多腔，澆口痕跡小，不太影響外觀，去除澆口方便。但壓力損失大，保壓 補縮作用比直接澆口小，殼形件排氣不便，易產(chǎn)生熔接痕、縮孔及氣孔等缺陷。 4）扇形澆口 扇形澆口是逐漸展開的澆口，是側(cè)澆口的變異形式。適合于 大面積薄壁塑件。 5）潛伏式澆口(雞嘴入水) 潛伏式澆口是點澆口演變來的且吸收了點澆口的 優(yōu)點，也克服了由點澆口帶給模具的復(fù)雜性。其進(jìn)料部分一般選在制件較隱蔽 - 18 - 處，使不致影響制品的美觀。在頂出時流道和制件被自動切斷。故頂出時必須 有較強的沖擊力。對于過于強韌的塑料潛伏式澆口是不適宜的。加工比較困難， 容易磨損 因為本設(shè)計是一模多腔的，所以采用潛伏式澆口較為理想，高注射效率。 位置的選擇：首先要避免熔體噴射沖壓模，澆口位置還應(yīng)使熔體取向?qū)λ?件性能有利，還要有利于沖模流動，補料和排氣。本設(shè)計的直接澆口設(shè)在型腔 中心點處，從塑件的型腔側(cè)面中心進(jìn)料。 4.2.4 澆口套設(shè)計 澆口套有以下幾種形式。如圖 4-2。 如圖 4-2 澆口套形式 本設(shè)計采用（d） ，在澆口套端部設(shè)一個與注射機定位孔相配的定位環(huán)，并 在端面用螺釘將澆口套壓在模體內(nèi)，克服塑件對澆口套的反作用力。 - 19 - 第五章 注射模零部件的設(shè)計 5.1 分型面的選擇 分型面就是動，定?；虬旰夏５慕佑|面，模具分開后由此可取出塑件和澆 注系統(tǒng)。 5.1.1 分型面的選擇原則 應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處。 有利于塑件的留模和脫模。 保證塑件的精確要求。 滿足塑件外觀要求。 便于模具的制造。 減小成型面積。 增強排氣效果。 應(yīng)使側(cè)抽芯行程較短。 5.1.2 排氣槽設(shè)計 當(dāng)塑件熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)原有氣體蒸汽不能順利排出，將在制 品上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清等缺點，可以利用配合間隙排氣，可利用 推出機構(gòu)與模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，本設(shè)計排氣 間隙為 0.030.05mm，不必再開設(shè)專門的排氣槽。 5.2 成型零件設(shè)計 5.2.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 1)整體式凹模 直接在模架板上開挖型腔。其優(yōu)點是加工成本低。但是，通常模架的模板 材料為普通的中碳鋼，用做凹模，使用壽命短，若采用好的材料模板制作整體 凹模，則制作成本高。整體結(jié)構(gòu)的缺點如下：型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計 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。通常， - 20 - 對于成型 1 萬次以下塑件的?；蛩芗纫蟮?，形狀簡單的模具可采用整體 式凹模結(jié)構(gòu)。 2)整體嵌入式凹模 將稍大于塑件外形（大一個足夠強度的閉厚）的較好材料（高碳鋼或合金工具 鋼）制作成凹模，再將此凹模嵌入模板中固定。其優(yōu)點是“好鋼用在刀刃上” 。 既保證了凹模的使用壽命，又不浪費價格昂貴的材料。并且凹模損壞后，維修、 更換方便。 。其缺點： a、零件數(shù)量增加 b、分割的拼鑲件趨多制造成本越高。 c、各拼鑲件的加工精度必須匹配，即必須提高各鑲件的平均加工精度。 d、維修作業(yè)較困難。 3)局部鑲拼式凹模 對于形狀復(fù)雜或某局部易損壞的凹模，將難于加工或易損壞的部分設(shè)計成 鑲拼形式，嵌入型腔主體上。既節(jié)省了工具鋼，又易于更換損壞的凹模。 4)四壁拼合式凹模 對于大型的復(fù)雜的凹模，可以采用將凹模四壁單獨加工后鑲?cè)肽Ｌ字校?后再和底板組合。這樣既易于加工又省料。 本模具采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。 5.2.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1)整體式凸模 這是形狀最簡單的型芯，用一塊材料加工而成，結(jié)構(gòu)牢固，加工方便，但 僅適用于塑料件內(nèi)表面形狀簡單的情況。 嵌入式凸模 2)主要用于圓形、方形等形狀比較簡單的型芯。最常使用的嵌入形式是型 芯帶有凸肩，型芯嵌入固定板的同時，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再墊 上墊板，并用螺釘將墊板和固定板連接。 異形凸模結(jié)構(gòu)形式對于形狀特殊或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的凸模，需要采用組合式結(jié)構(gòu) 或特殊固定形式，但應(yīng)視具體形狀而定。 3)小型芯安裝固定形式 直徑較小的型芯，如果數(shù)量較多，采用凸肩墊板安裝方法較好。若各型芯 之間距離較近，可以在固定板上加工出一個大的公用沉孔。因為對每個型芯分 別加工出單獨的沉孔，孔間距較薄，熱處理時易出現(xiàn)裂紋。各型芯的凸肩如果 重疊干涉，可將相干涉的一面削掉一部分。 本設(shè)計采用嵌入式凸模，用螺釘將其與模板連接，組合式型芯的特點： 組合式的型芯適用于塑件的內(nèi)形復(fù)雜，機加工困難的型芯。 組合式的型芯使加工變得簡單，容易。 組合式的型芯減小了貴重模具鋼的耗量。 組合式的型芯節(jié)省了加工工時，避免了大型件的熱處理變形。 - 21 - 5.2.3 對合導(dǎo)向機構(gòu)零件的設(shè)計 對合導(dǎo)向機構(gòu)的功能是保證動，頂模兩部分能夠?qū)?zhǔn)，使加工在動模 和定模上的成型表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)確的型腔，從而保證 塑件形狀，厚度和尺寸的準(zhǔn)確。 本模具設(shè)計采用導(dǎo)柱對合導(dǎo)向機構(gòu)零部件設(shè)計，該機構(gòu)在模具設(shè)計中應(yīng)用 最廣，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個零件。 1）導(dǎo)柱設(shè)計 導(dǎo)柱是與安裝在另一半模上的導(dǎo)套相配合，用以確定動、定模的相對位置， 保證模具運動導(dǎo)向精度的圓柱形零件。導(dǎo)柱的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種：帶頭 導(dǎo)柱（GB/T4169.4-1984） 、帶肩導(dǎo)柱（GB/T4169.5-1984） 。 對導(dǎo)柱設(shè)計的主要要求： 導(dǎo)柱的直徑視模具大小而定，但必須具有足夠的抗彎強度，且表面要耐 模，芯部要堅韌，因此導(dǎo)柱的材料一般采用低碳鋼（20）滲碳淬火，或用碳素 工具鋼（T8、T10）淬火處理，硬度為 5055HRC 。本設(shè)計材料選用碳素工具 鋼（T10 ） ，滲碳淬火，硬度為 5055HRC。 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面的高度高出 68mm，以免在錯誤定位時， 型芯進(jìn)入凹模型腔相碰而損壞。導(dǎo)柱的端部做成錐形或半球形的先導(dǎo)部分。本 設(shè)計導(dǎo)柱的長度比凸模高出 8mm，導(dǎo)柱的端部設(shè)計成錐形。 導(dǎo)柱的配合精度導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合 H7/f6 或 H8/f8，而與安 裝孔則采用過過渡配合 H7/m6 或 K7/h6，配合部分表面粗糙度為 Ra=0.8um。本 設(shè)計導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔之間采用 H7/f6 間隙配合，而與安裝孔則采用過過渡配合 K7/h6。 導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻地分布在模具分型面的四角，導(dǎo)柱至模具的邊緣應(yīng)有足 導(dǎo)柱一般設(shè)置在動模一側(cè)，可以起到保護(hù)型芯及塑件脫模是支撐推件板的作用。 注射模的導(dǎo)柱一般取 24 根，本設(shè)計選 4 根對稱布置。 2）導(dǎo)套設(shè)計 3）導(dǎo)套是與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位 置，保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種： 直導(dǎo)套（ GB/T4169.2-1984） 、帶頭導(dǎo)套（GB/T4169.3-1984） 。 這里與導(dǎo)柱配合選擇帶頭導(dǎo)套。該導(dǎo)套的尾部與另模板配合起定位作用， 有省去定位銷的效果。 3）導(dǎo)套位置 導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導(dǎo)柱直徑的厚度：導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模 具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線 13 處最安全。 4）材料的選擇 導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，多采用碳素工具鋼（T10）淬火處理，其硬 - 22 - 度為 HRC50-55。工作表面粗糙度為 Ra0.4，固定部分 Ra0.8。導(dǎo)套內(nèi)外表面粗 糙度取為 Ra0.8 為妥。 5）對導(dǎo)柱直徑的校核。 對導(dǎo)柱直徑的校核可以以下式校核： w-一根導(dǎo)柱承受的模板重力（N） ，若整個模板重力為 W，導(dǎo)柱的根數(shù)為 n ，則 w=W n L-模板重心距導(dǎo)柱肩部距離(mm) 。 E-材料彈性模量，2 X10 6Mpa。 -導(dǎo)柱頭部彎曲變形的撓度（mm） ，其值以不影響順利脫模為準(zhǔn)。計算得， d 約為 28.5 mm，這里取 d 為 32mm，滿足要求。 5.2.4 復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計 模機構(gòu)在完成塑件脫模后，為進(jìn)行下一個循環(huán)，必須回到初始位置，本設(shè) 計脫料機構(gòu)是復(fù)位桿，與開在型芯處的孔配合，共設(shè) 2 根，下端安裝在推桿固 定板上。 - 23 - 第六章 推出機構(gòu) 6.1 脫模機構(gòu) 注塑成型后，使塑件從凸?；虬寄Ｉ厦摮龅臋C構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。 6.1.1 設(shè)計原則 （1）模具打開時，制品必須留在有脫模機構(gòu)的半模上 由于注射機的頂棍 安裝在動模一側(cè)，所以注塑模的脫模系統(tǒng)一般在動模。這種模具結(jié)構(gòu)簡單，動 作穩(wěn)定可靠。 （2）防止塑件在推出時變形或損壞 正確分析制品對型芯的包緊力和對模 腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對性的分析選擇合適的推出方式， ，使脫 模力施于制品對模具包緊力最大，以及能夠承受脫模力的部位。 （3）力求良好的塑件外觀 在選擇頂出位置時，應(yīng)盡量設(shè)在塑件的內(nèi)部或 對塑件外觀影響不大的部位。 （4）結(jié)構(gòu)合理，工作穩(wěn)定可靠 脫模機構(gòu)應(yīng)推出可靠，運動靈活，制造方 便，更換容易且具有足夠的強度和剛度。 （5）位置合理，推出安全 模具的推桿要設(shè)置于制品包緊力最大的地方， 且不能和冷卻系統(tǒng)、側(cè)向抽芯機構(gòu)、支撐柱、螺釘?shù)劝l(fā)生干涉。中間保持鋼厚 35。 （6）推出行程合理，制品可自由下落 脫模系統(tǒng)必須將制品完全推出，完 全推出是指制品在重力作用下可自由落下。推出行程取決于制品的形狀。對于 錐度很小或沒有錐度的制品，推出行程等于后模型芯的最大高度加 510的 安全距離，對于錐度很大的制品，推出行程可以小些，一般取后模型芯高度的 1/22/3 之間即可。 本設(shè)計采用順序脫模，根據(jù)塑件外形需要，模具在分型時須先使定模分型， 然后再使動定模分型，這樣的裝置叫順序脫模機構(gòu)，又叫定距分型拉緊機構(gòu)。 6.1.2 脫模機構(gòu)的選擇 本模具選擇了推桿脫模機構(gòu)，推桿脫模機構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式， 具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后 將塑件推出。 推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，根據(jù)塑件的推 出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種， - 24 - 前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推 桿的使用是非常靈活的。 推桿設(shè)計原則如下： （1）推桿應(yīng)設(shè)在推出阻力的最大處。 （2）推桿直徑不宜過細(xì)。 （3）推桿應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面上，推桿的端面一般比型腔的平面高出 0.050.1mm，以免在塑件留下凸臺。 （4）推桿與模具的配合間隙可以起排氣作用，間隙值應(yīng)小于塑料的溢出間 隙值。 （5）在保證塑件的質(zhì)量和順利推出的情況下，推桿數(shù)量不宜過多，推桿應(yīng) 布置均勻，使塑件受力平衡，推桿的布置應(yīng)避開冷卻水道和側(cè)抽芯。 圖 6. 1 6.1.3 推桿固定方式 圖 6. 2 推件板的修復(fù)步驟： 卸下推件板，在其頂平面磨削，直到將其損傷處磨掉為止，這時的磨削 量為 H。 將型芯沿口周邊順形銑去 H 的距離，并順碴修整。 型芯上端銑去 H 的距離，修整周邊圓角。 將制品從包緊型芯上脫出時所需克服的阻力稱為脫模力。 脫模力的計算： t/d=1/36=00270.05,故屬于薄壁件。 脫模力的計算公式 - 25 - F= AKufESL1.0)1()tancos22 制件壁厚 E 塑料的彈性模量 900Mpa S 塑料的平均成成型收縮力 1.5% L 制件對型芯的包容長度 39mm 模具型芯的脫模斜度 45 摩擦因數(shù) 0.23f K2 1.0035 A 盲孔制品型芯在垂直于脫模方向上的投影面積 1571mm2 u 塑料的泊松比 0.38 經(jīng)計算 F=1604N 本設(shè)計是一模兩腔故脫模力是 3208N 推出零件尺寸的確定 （1）推件板厚度的確定 推件板的厚度（mm）公式 t= 3/1)(FK 式中K 3 - 系數(shù)，隨 R/r 而異 查表選值 選取 12.05 -推件板材料的許用應(yīng)力，MPa。取 150 F - 脫模力，N。6416N 經(jīng)計算得 t=9mm （2）推桿直徑的確定 公式 d=K( )1/4nEL 2 K 安全系數(shù)，可取 K=1.5 L 推桿的長度，81mm F 脫模力， N 6416 n 推桿數(shù)目 10 E 鋼材的彈性模量 2.1105Mpa 經(jīng)計算 d=3mm 為安全起見取 5mm （3）有的塑件在內(nèi)側(cè)或外側(cè)，如果帶有較淺的凸凹形的環(huán)或槽，可以利用 塑件的彈性，在不損傷塑件表面的前提下，強制地將凸凹部分頂出。它的計算 公式： AB 式中 B 凸凹槽外徑，mm 51.5mm - 26 - A 凸凹槽內(nèi)徑，mm 50mm 塑料的延伸率，% 6 將以上數(shù)值帶入公式得 0.03%6%即滿足強制脫模的要求。 6.1.4 推出機構(gòu)的導(dǎo)向 當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿 固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運動卡滯現(xiàn)象，需要在推出機構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向 零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。 6.1.5 推出機構(gòu)的復(fù)位 脫模機構(gòu)完成塑件的頂出后，為進(jìn)行下一個循環(huán)必須回復(fù)到初始位置，目 前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位。本設(shè)計采用彈簧復(fù)位機構(gòu)， 彈簧復(fù)位機構(gòu)是一種最簡單的復(fù)位方式。復(fù)位彈簧的作用是在注射機的頂棍退 回后，模具的定模板、動模板合模之前，就將推桿板推回原位。推出時彈簧被 壓縮，而合模時彈簧的回力就將推出機構(gòu)復(fù)位。 6.2 側(cè)向分型機構(gòu)設(shè)計 凡是能夠獲得側(cè)向抽型或側(cè)向分型以及復(fù)位動作的機構(gòu)，統(tǒng)稱為側(cè)向分型 機構(gòu)。從廣義來講，它也是實現(xiàn)塑件脫模的裝置。這類模具脫出塑件的運動有 兩種情況：一種是開模首先完成側(cè)向分型或抽芯，然后推出塑件；第二種是側(cè) 向抽芯或分型與塑件的推出同步進(jìn)行。本模具采用的是第一種。 6.2.1 機構(gòu)分類： 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)類型很多，通常按動力來源分三種類型，其中以側(cè)向分 型機構(gòu)最為常用。 (1)手動側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，設(shè)有此類分型抽芯機構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)比較簡單， 且生產(chǎn)率低，勞動強度大，抽芯力有限，故有特殊場合才采用。 (2)機動側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，一般是指借助注塑機的開模力或頂出