畢業(yè)設計（論文）-收音機外殼精密塑料模具的設計與制造.doc

本科畢業(yè)設計(論文)（小初號，宋體，加粗，居中）題目：收音機外殼精密塑料模具的設計與制造（二號，宋體，加粗居中）院 （系）： 工業(yè)中心 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化班 級： 學 生： 學 號： 指導教師： 年 月（四號，宋體、居中） 收音機外殼精密塑料模具的設計與制造摘 要塑料工業(yè)是當今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質量有很大意義。本論文介紹了注射成型的基本原理，對注塑產(chǎn)品提出了基本的設計原則，詳細介紹了注射模具分型面的選擇，澆注系統(tǒng)、溫度調節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計過程，并對模具強度要求做了說明。設計成型零部件以及設計合理的推出機構。對設計進行驗證主要是對注射機的相關重要參數(shù)進行驗證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機的鎖模力等。在校驗合格后，進行成型零件加工工藝過程的制定，既要保證塑件的質量，又要兼顧經(jīng)濟性。最后則是模具的裝配環(huán)節(jié)，包括制定裝配步驟、明確注意事項等。通過本設計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設計中的某些細節(jié)問題，了解模具結構及工作原理；通過對autocad的學習，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。關鍵詞： 注射模； 成型零件；分型面abstractplastic industry is grows now one of quickest industry classes in the world, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.this design introduced the injection takes shape the basic principle, to cast the product to propose the basic principle of design; introduced in detail divides the profile 、the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request. design shaped parts，reasonable drawing mechanism and so onthe design should be certificationprimarily related to the injection machine of important parameters for the certification including die close thickness sizes，the name distance，injection machine of the die draw force and so onafter qualified in check，the molding parts machining process design must ensure that the quality of supervision taking into account the economyfinal assembly is part of the mold，which including the design of assembly steps，clear proceeding required attentionthrough this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; through to the program study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.key word: injection mold； shaped parts；divides the profile目 錄1 緒論11.1課題的背景和現(xiàn)實意義11.2模設計原則11.3成型模具工業(yè)和技術發(fā)展方向21.4研究主要內容31.5設計的性質、任務和學習方法及其關鍵問題32塑料的工藝性及塑件結構工藝性分析52.1工藝性分析52.2工藝性分析63選擇成型設備114確定模具結構134.1確定分型面134.2定澆注系統(tǒng)形式134.3側向分型機構的確定174.4脫模機構的確定214.5導向機構的確定234.6型芯型腔結構形式254.7排氣形式的確定285 成型設備校核及模具設計計算295.1注射機的校核295.2型腔成型尺寸計算305.3成型零部件的剛度強度較核365.4模具成型零部件406 溫度調節(jié)系統(tǒng)446.1冷卻系統(tǒng)的設計要求447 典型模具零件加工制造方法468模具設計成型方案488.1主視圖插入488.2模具動作過程48參考文獻49致 謝501 緒論1.1 課題的背景和現(xiàn)實意義目前，在精密塑料模具方面，取得了比較好的進展。在制造技術方面，首先是采用cad/cam技術，用計算機造型、編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段，cae軟件也得到應用。一般均采用內熱式或外熱式熱流道裝置。少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度蒸發(fā)式熱流道模具，完全消除了之間的澆口痕跡。氣體輔助注射技術已成功得到應用。在高校多色注射的應用和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面，也取得較大的進展。在精度方面，塑件的尺寸精度可達it67級，分型面接觸間隙為0.02mm，末班的彈性變形為0.05mm，型面的表面粗糙度為ra0.02-0.025m。塑料模壽命已達100萬次，但模具制造周期仍比國外長2到4倍，總體水平與國外比上有較大差距。所以有必要設計研究精密塑料模具。 這次我的課題是收音機后殼精密塑料模具的設計與制造。我感覺所需的知識已超出了課本的知識，但正是這樣，才更有鍛煉的價值。這其中要用大量的cad/cam/cae技術，pro/e造型。能夠讓我對一副模具的設計過程有了更深一個層次的了解，檢查我對知識的掌握能力和動手能力，我想我在這次的設計中一定會盡全力做好的！1.2 注射模具設計原則在設計注射模，一般應遵循以下原則：1、合理的模具結構.這是獲得正確的塑件尺寸和主要條件之一。2、工件的側孔和側凹,應考慮嵌鑲抽芯機構。3、模具的推桿頂出機構,要在使用時推出迅速可靠。4、設計的模具,在零件成形后,其澆道澆口的去除應容易.在設計時盡量要采用潛伏澆口或能自動脫落的點澆口。5、模具注射成形的零件,其表面粗糙度應細微硬度要高,使用壽命要長。6、設計的模具應制造容易生產(chǎn)周期要短成本要低廉。7、擇分型面時,應確保塑件應在注射后留在動模一側。8、選擇容易成型的澆道和流道。9、設計時,要選擇能迅速準動型腔與型芯的背信棄義水道。10、設計的模具,應易實現(xiàn)自動化生產(chǎn),并長期連續(xù)運轉而不出故障。1.3 塑料成型模具工業(yè)和技術發(fā)展方向（1）設計制造中全面推廣應用cad/cam/cae技術。cad/cam技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具cad/cam技術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，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的cad/cam/cae一體化系統(tǒng)結構初見端倪，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。（2）推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，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，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設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。（3）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。（4）應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。（5）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模cad/cam的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。1.4 課題研究的主要內容1.4.1塑件結構特點：本次設計的內容是要收音機外殼注射模具。首先它屬于殼類，經(jīng)測量屬于薄壁制件，整體結構比較規(guī)則，但是成型部分比較復雜，且是不對稱結構，所以需要對很多尺寸逐一進行分析。制件兩個側表面上有孔需要成型，要使用側抽芯結構，上表面有有很多小孔且中心距比較小，也不易成型。收音機外殼除了美觀在使用性能上也有一定的要求。因此材料選用hips（改性聚苯乙烯）。，所給的材料為改性聚苯乙烯,收縮率為0.561.4.2.分型面的確定:模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面，是動定模的分界面。分型面受塑件在模具中的成型位置，澆注系統(tǒng)設計，塑件結構工藝性及尺寸精度的位置，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綜合分析比較，以選出較為合理的方案。1.4.3成型零件的設計:型腔數(shù)量的確定一般要考慮技術，生產(chǎn)管理等多方面的因素，一般從經(jīng)濟的角度出發(fā)，訂貨量大時可選用大型機，多型腔模具。當尺寸精度和重復性精度要求很高時，應盡量減少型腔的數(shù)目。多腔模的制造成本高于單腔模，但不是簡單的倍數(shù)比。因此，從塑件成本中所占的模具費比例來看，多腔模比單腔模要低。制造難度上，多型腔模的制造難度比單腔模大，當其中一個腔先損壞時，應立即停機維修，影響生產(chǎn)。本次設計考慮制件的外形結構與配合要求初選為一模一腔1.4.4澆注系統(tǒng)設計:零件采用輪輻式澆口，這種澆口多用于底部有大孔的圓筒形或殼型塑件。將主澆道設計成圓錐形，錐度為4度。1.4.5溫控系統(tǒng)設計:對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。1.4.6脫模機構設計:塑件要順利而不影響質量地從型芯口脫模，必須設置合適的脫模機構。本模具采用推桿推出機構，用推桿定距，首先由彈簧使定模板隨動模部分一起移動，以便拿出澆注凝料。為了使頂出機構順暢，設有導向裝置，導柱同時也作支柱用，提高支承板的剛度。1.4.7通過moldflow對塑件的澆口開設位置分析，分型面位置選擇在塑件的底面，具體設計由pro/e拆模獲得側向分型采用斜導柱，模具頂出系統(tǒng)由推桿推出。應用 moldflow進行注射階段流動分析：首先在pro/e中創(chuàng)建實體模型，保存為 igs格式,再導入到mpi(moldflow plastics insight) 中。網(wǎng)格劃分，得到三角單元和相應適合的縱橫比。moldflow軟件可以根據(jù)模型幾何形狀以及相關材料參數(shù)、工藝參數(shù)分析出澆口的最佳位置。用戶可以在設置澆口位置之前進行澆口位置分析，根據(jù)這個分析結果設置澆口位置，從而避免由于澆口位置設置不當可能引起的制件缺陷1.5 本次設計的性質、任務和學習方法及其關鍵問題1.5.1 設計目的通過這次的畢業(yè)設計，可以使我掌握模具制造的基本專業(yè)知識和常用工藝方法，了解和掌握先進模具制造技術，具備分析模具結構工藝性的能力，提高模具設計的綜合水平。通過對收音機外殼這個較為復雜件的設計培養(yǎng)個人獨立思考的能力，增加個人對知識系統(tǒng)連貫分析的能力1.5.2 設計任務1、 題目名稱：收音機后殼精密模具的設計與制造2、 設計內容（1） 設計收音機后殼外形結構尺寸，繪制零件圖一份（2） 設計圖紙要求：繪制塑料模具結構總圖及所有零件圖;至少有一張3#圖紙應用cad軟件繪制（3） 便攜設計說明書一份。（4） 模具設計制造經(jīng)濟與環(huán)保分析（5） 開題報考，中期小結，總結各一份2 塑料的工藝性及塑件結構工藝性分析要設計出完美的塑料制件，需要考慮以下幾點：1、塑件的物理力學性能，如強度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對應力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長，在設計塑件是應充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點，避免或補償其缺點。2、塑料的成型工藝性，如流動性、成型收縮率及收縮率的各項差異等。塑件形狀應有利于成型時充模、排氣、補縮，同時能使熱塑性塑料制品達到高效、均勻冷卻或是熱固性塑料制品快速均勻的固化。3、塑件結構應能使模具總體結構盡可能簡化，特別是避免側向分型抽芯機構。使模具零件符合制造工藝要求。2.1 塑料工藝性分析收音機在日常生活中被人們廣泛使用，它隨著社會的變遷而不斷改進完善，無論是從加工工藝功能完善，還是外觀設計都在不斷突破。最引人關注的還是在造型外觀設計上的改變，一款新穎的設計很容易吸引人們的關注，成為大家購買的主要原因之一，可以極大程度上引領消費潮流。收音機的外殼則是直接刺激消費者的視覺，因此從外觀和實用性能上都是非常重要的。本次設計的內容是要收音機外殼注射模具。首先它屬于殼類，經(jīng)測量屬于薄壁制件，整體結構比較規(guī)則，但是成型部分比較復雜，且是不對稱結構，所以需要對很多尺寸逐一進行分析。制件兩個側表面上有孔需要成型，要使用側抽芯結構，上表面有有很多小孔且中心距比較小，也不易成型。收音機外殼除了美觀在使用性能上也有一定的要求。因此材料選用hips（改性聚苯乙烯）。hips的性能: hips為ps的改性材料，分子中含有5-15%橡膠成份，其韌性比ps提高了四倍左右，沖擊強度大大提高(高抗沖擊聚苯乙烯）,已有阻燃級、抗應力開裂級、高光澤度級、極高沖擊強度級、玻璃纖維增強級以及低殘留揮發(fā)分級等。標準hips的其它重要性能:彎曲強度13.855.1mpa；拉伸強度13.841.4mpa；斷裂伸長率為1575；密度1.041.06 gml；它具有ps具有成型加工、著色力強的優(yōu)點。hips制品為不透明性。hips吸水性低，加工時可不需預先干燥。 2 .hips的工藝特點: 因hips分子中含有5-15%的橡膠，在一定程度上影響了其流動性，注射壓力和成型溫度都宜高一些。其冷卻速度比ps慢，故需足夠的保壓壓力、保壓時間和冷卻進間。成型周期會比ps稍長一點，其加工溫度一般在190-240為宜。hips樹脂吸收水分較慢，因此一般情況下不需干燥。有時材料表面的水分過多會被吸收，從而影響最終產(chǎn)品的外觀質量。在160f下干燥23h就可去掉多余的水分。hips制件中存在一個特殊的“白邊”的問題，通過提高模溫和鎖模力、減少保壓壓力及時間等辦法來改善，產(chǎn)品中夾水紋會比較明顯?；谝陨侠碛桑Y合成本費用問題的考慮，選用hips料比較合適。2.1.1 注塑成型的工藝參數(shù)1、因有為hips容易產(chǎn)生“白邊”問題，所以要適當提高模溫和鎖模力。2、在外形設計上避免容易長生“白邊”的因素3、預熱：（1）溫度80-100 （2）時間：1-2s 4、料筒溫度： （1）后段：210-230（2）中段：230-250 （3）前段：250-2705、模具溫度：80-90 6、注射壓力：70-100 mpa 7、成型時間： （1）注射時間20-60s （2）高壓時間：0-3s （3）冷卻時間：20-90s （4）總周期：50-160s8、螺桿轉速：48r/min 9、適用注射機類型：螺桿、柱塞均可2.2 塑件工藝性分析2.2.1 塑件的工藝性分析是指對塑件的結構形狀、材料的成型特點等方面去考察塑件。塑件工藝性分析的內容有以下幾個方面：（一）制品的幾何形狀（二）制品的技術要求（三）制品的尺寸,公差及設計基準（四）制品所用的塑料名稱、牌號及成型特征（五）制品的表面要求塑件工藝性分析的目的有以下幾點：（一）了解塑件的基本結構形狀（二）了解塑件材料的成型特點（三）根據(jù)塑件及其材料的特征初步確定大體的成型方案 圖1 塑件三維圖2.2.3 塑件的基本結構形狀分析該制件為收音機外殼，它的形狀基本規(guī)則，屬于不對稱結構，結構復雜程度中等，有兩個側抽芯機構。制件顏色為不透明色，需要和收音機后蓋有配合要求，表面要求光滑，外形美觀，避免毛刺。大批量生產(chǎn)。1、脫模斜度由于塑件在模腔內產(chǎn)生冷卻收縮現(xiàn)象，使塑件緊包模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困難，強行取出會導至塑件表面擦分，拉毛，為了方便脫模，塑件設計時必須考慮與脫模（及軸芯）方向平行的內、外表面，設計足夠的脫模斜度，一般1130。一般型芯斜度要比型腔大，型芯長度及型腔深度越大，則斜度不減小。本制件的設計便于脫模。2、 壁厚根據(jù)塑件使用要求（強度，剛度）和制品結構特點及模具成型工藝的要求而定。壁厚太小，強度及剛度不足，塑料填充困難，壁厚太大，增加冷卻時間，降低生產(chǎn)率，產(chǎn)生氣泡，縮孔等 。要求壁厚盡可能均勻一致，否則由于冷卻和固化速度不一樣易產(chǎn)生內應力，引起塑件的變形及開裂。該制件的平均壁厚為1.5mm3、圓角塑件所有轉角處都以圓角（圓弧）過渡，因尖角容易應力集中。塑件有圓角，有利于塑料的流動充模及塑件的頂出，塑件的外觀好，有利于模具的強度及壽命。2.2.3 尺寸精度及表面粗糙度1、影響塑件尺寸精度的因素十分復雜，主要有模具制造的精度、模制時由于工藝條件的變化引起成型收縮率的波動，同時由于磨損等因素會造成模具尺寸不斷變化，活動配合間隙的變化以及模制件脫模斜度都會影響塑料制件的精度。塑件精度的確定應該合理，在滿足使用要求前提下盡可能選用低精度等級。本制件根據(jù)材料的特性及成型制件的要求，公差等級選用mt4,未注公差尺寸等級選用mt6.2、塑料制品的表面狀態(tài)的改善除了成型工藝上盡可能避免冷疤、云紋等缺陷外，模具型腔的粗糙度起著決定性作用。模具使用中由于型腔磨損而使表面變粗糙，應隨時予以維護。透明制品要求型腔和型芯的粗糙度相同。對于本設計中的制品，不透明制件應該根據(jù)情況分別考慮，非配合表面和隱蔽的面可取較大的表面粗糙度。2.2.4 塑件的基本尺寸密度=1.05 g/cm 零件平均壁厚 t =1.5mm由軟件算出體積 v=16.95cm 質量m=*v=17.798258g 圖2 塑件cad圖2.2.5 注塑模成形方案分析由以上制品工藝性分析得到，該制件的外表面不允許有頂桿的推出痕跡，并要保證產(chǎn)品表面質量，顏色靚麗。所以在以上基礎上產(chǎn)生以下模具設計方案，如下：方案一：一模一腔，收音機外殼外表面由型芯型腔組成，內部由型芯完成。兩側壁上的孔采用斜導柱進行側向抽芯，澆道點澆口，使用推桿推出，復位桿復位。方案二：一模兩腔，收音機外殼外表面由型芯型腔組成，內部由型芯完成。制件相對放置，兩側壁上的孔采用斜導柱進行側向抽芯，側澆口進澆，使用推桿推出。方案三：一模兩腔，收音機外殼外表面由型芯型腔組成，內部由型芯完成。制件對稱放置，兩側壁上的孔采用斜導柱進行側向抽芯，澆道點澆口進澆，使用推桿推出，復位桿復位。該制品幾何形狀比較簡單，對表面要求比較高，其它方面無特殊。采用方案一收音機外殼外部由型芯型腔組成，內部由型芯完成，一模一腔的模具制造簡單，成本比較低，雖然生產(chǎn)效率不是很高，但是能滿足該制件的生產(chǎn)要求，且模具修理方便，因此合理。第二個方案中，一模兩腔，收音機外殼外表面由型芯型腔組成，內部由型芯完成。制件相對放置，兩側壁上的孔采用斜導柱進行側向抽芯，側澆口進澆，使用推桿推出。這樣設計雖然生產(chǎn)效率會提高，但是模具復雜，提高生產(chǎn)成本，若一個型腔出現(xiàn)問題修理比較麻煩，且進澆處容易產(chǎn)生毛刺等，使其配合面出現(xiàn)問題。所以不采用。第三個方案中，除了采用方案二中的成形方法。進澆位置有所改善，但是該模具的開模行程會增大，是整個模具加大，對于這樣的一個制件是不必要的。在該制件的模具設計中若采用一模多腔設計，雖然生產(chǎn)效率比較高，但是由于該制件需要外形兩側同時分型抽芯，故設計模具較為復雜，且模具造價費用較高，不宜采用。經(jīng)過以上分析，綜合考慮選用方案一的各種機構設計的模具是最合理的，故安第一方案進行設計。采用三板式結構： 圖3 三板式模具結構3 所選成型設備由上述的材料的工藝性能和塑件的基本尺寸等，所選的設備為海天htf90w1注塑機4 確定模具結構第一節(jié) 確定分型面如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：分型面應選在塑件外形最大輪廓處。1) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。2) 保證塑件的精度要求。3) 滿足塑件的外觀質量要求。4) 便于模具加工制造。5) 對成型面積的影響。6) 對排氣效果的影響。7) 對側向抽芯的影響。其中最重要的是第5）和第2）、第8）點。為了便于模具加工制造，應盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。如圖所示圖4-1 分型面的選擇顯然分型面要在a、b兩面中選擇。a面和b面均為平面，可以做分型面，但是考慮到制件的工藝性和分型的難易程度，a面為最大輪廓面且容易分型，因此選擇a為分型面。第二節(jié) 確定澆注系統(tǒng)形式一、 主流道尺寸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。在本次設計中，設計主流道位置垂直于分型面，為了便于流道凝料的脫出設計成具有2-4錐角的圓錐面內壁有ra =0.4m以下的粗糙度，在內壁研磨和拋光時應注意拋光方向，不形成垂直于脫模方向的劃痕，否則會發(fā)生脫出困難而造成成型中斷。主流道與噴嘴接觸處多做成半球形凹坑，二者緊密配合，避免高壓塑料融體溢出。凹坑球半徑r2應比噴嘴球頭半徑r1大1-2mm，主流道小端直徑應比注塑機噴嘴口直徑約大0.5-1mm以上，常取4-8mm，其錐角不宜太大，一般取2- 6。圖4-2 噴嘴與主流道襯套的觸面尺寸關系 圖 4-2(1)由sr2 = sr1 +12（mm）8,其中 sr1 = 15 mm sr2= sr1 +2= 15 + 12 = 1617 mm(2)d= d1 + (0.51) , d1 = 4 mm， d= d1 +(0.51)=4 +(0.51)=4.55mm (3)h= (1/32/5)r2 =( 1/32/5)14 =4.75.6(mm)，取5mm,(4) =2 4,取=3 （5）r= 13 mm ,取r= 2 mm二、 澆口套設計由于主流道與注塑機的高溫噴嘴反復接觸和碰撞，所以設計成獨立的主流道襯套。選用優(yōu)質鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無法脫出。本次設計將主流道襯套的大圓盤設計成模具定位圈，在安裝模具時起定位作用。襯套用t8或t10經(jīng)沾火hrc 5055。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。澆口套的規(guī)格有12，16，20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為15，所以澆口套的取r16。三、主流道襯套的固定用定位圈配合固定在模具的面板上。形式如下：圖4-3 主流道與定位圈的關系四、 分流道的設計在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。1、截面形狀從壓力傳遞角度考慮，要求有大的流道截面積。從散熱少考慮應有小的表面積s。分流道表面粗糙度，常取ra 0.631.6m。以增大外層流動阻力，避免熔流表面滑移，使中心層具有較高剪切速率。選擇u形斷面分流道。2、分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。實際加工時，用銑床銑出流道后，稍微省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模工人，即用打磨機，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）五、澆口形式和尺寸澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：（1）盡量縮短流動距離。（2）澆口應開設在塑件壁厚最大處。（3）必須盡量減少熔接痕。（4）應有利于型腔中氣體排出。（5）考慮分子定向影響。（6）避免產(chǎn)生噴射和蠕動。（7）澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。（8）注意對外觀質量的影響。在本設計中，有兩種方案可以選擇：方案一：側澆口進澆。側澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標準澆口。側澆口一般開設在主分型面上，截面形狀易于加工和調整修正。多型腔模常采用測澆口。塑料熔體于型腔的側面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調整其截面的厚度和寬度可以調節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，但是它普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。所以從制件的要求與型腔的分布上不采用此方案。方案二：點澆口進澆。點澆口是一種尺寸很小的澆口。物料通過時有很高的剪切速率，這對于降低假塑性流體的表觀粘度是有益的，熔體粘度在高速剪切力場中減小后，將在一段時間內繼續(xù)保持該粘度進入型腔，盡管這時型腔中的剪切速率已經(jīng)降低。同時熔融物料通過小澆口時還有摩擦生熱提高料溫的作用，使粘度進一步降低。點澆口適用于表觀粘度對剪切速率敏感的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體。點澆口在開模時容易實現(xiàn)自動切斷，制件上殘留澆口痕跡很小，故被廣泛采用。根據(jù)本塑件的特征，考慮左右兩側不對稱，一模一腔，且表面無痕跡，所以宜選用第二種方案，采用點澆口進澆。點澆口的直徑為0.4-2mm，澆口臺階長度為0.5-1.2mm.六、冷料井在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約1025mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井。根據(jù)需要，不但在主流道末端，也可在各分流道轉向位置，甚至在塑件型腔末端設置冷料井。冷料井一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的1.52倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，本模具中因主流道和分流道是在一個豎直面上，因此冷料井的位置設在主流道與分流道之間，實際上只要將分流道垂直向延長一段距離就行了。第三節(jié) 側向分型機構的確定側向分型與抽芯機構簡稱側抽機構，用來成型具有外側凸起、凹槽和孔的塑件；成型殼體制品內側的局部凸起、凹槽和盲孔。當塑件上具有與開模方向的內外側孔或側凹時，塑件不能直接脫模，必須做成抽芯機構。抽芯機構有斜導柱、斜滑塊、側型芯、鎖緊塊、導滑槽、定位裝置組成。因為該制件有兩個圓孔和一個方孔，一圓孔和一方孔在一邊，可以做成兩個側抽芯，故須抽芯機構。斜導柱驅動的側向分型或抽芯機構最廣泛。本次課題我就采用了斜導柱來成型兩側孔機構。圖4-4 側抽芯機構示意圖一、斜導柱抽芯機構1、斜導柱斜導柱的斜角一般是15-20，最大不超過25，與固定板之間h7k6過渡配合。斜導柱只起到驅動滑塊的作用，滑塊的運動平穩(wěn)性靠導滑槽與滑塊間配合精度來保證，滑塊的最終位置由楔緊塊保證，斜導柱與滑塊斜孔的配合比較松.斜導柱圓錐部的斜角要大于斜導柱的圓角. 斜導柱與滑塊孔建保持0.51mm的間隙。斜導柱在動模，滑塊在定模的結構。斜導柱尺寸如下圖：圖 4-5 斜倒柱尺寸2、滑塊滑塊可以是瓣合?；瑝K，也可以是型芯滑塊?；瑝K可以做成整體式也可以做成組合式。本設計采用整體式型芯滑塊。成型部分可選用優(yōu)質鋼材單獨制造和熱處理。滑塊的底面和兩側為滑動面，應有足夠的硬度和較低的粗糙度，以增加耐磨性。3、導滑槽對導滑槽與滑塊的配合要求是運動平穩(wěn)，不宜過分松動，亦不宜過緊，采用t型導滑槽，做成整體式。設計時滑塊與滑槽上下左右各有一個面相配合（動配合h8/f7），其余面之前則留出0.5-1mm的間隙。導滑槽表面應有足夠的硬度（hrc52-56）,應稍硬于滑塊，為了使滑塊運動時不偏斜，滑塊的滑動面要有足夠的長度，最好為滑槽寬度的1-1.5倍，滑塊在完成抽拔動作停止運動時，其滑動面不一定全長都留在導滑槽內，但留在滑槽內部分的長度應不少于滑塊的寬度，以免滑塊傾斜發(fā)生復位困難。4、滑塊的定位裝置分型抽芯結束后當滑塊與斜銷相互離開時，滑塊必須停留在剛分離的位置上，以便合模時斜銷能順利進入滑塊斜孔，因此必須設置滑塊定位裝置。本設計中選用的是彈簧止動銷定位，該定位結構簡單，在中小型模具中廣泛應用。圖4-6彈簧止動銷5、楔緊塊當塑料熔體注入型腔后，它以很高的壓力作用于型芯或瓣合模塊，迫使滑塊外移。作用力等于塑料壓力和沿滑動方向塑料作用在型芯和模塊上投影面積的乘積。由于斜銷的剛度較差，故常用楔緊密面來承受這一側向推力，同時斜銷的精度往往不能保證滑塊準確定位，而精度較高的楔緊面在合模時能夠確?；瑝K位置的精確性。楔緊塊表面應有足夠的硬度（hrc52-56），以免擦傷和變形。本設計中因有兩個側抽芯，因此需用兩個楔緊塊，其固定方式分別為依靠配合固定，另一個采用螺釘和圓柱銷固定。楔緊塊的斜角應略大于斜銷的斜角，這樣開模時楔緊塊的斜面能很快的離開滑塊，不會發(fā)生干涉現(xiàn)象，一般比斜銷斜角大2-3。二、側抽芯計算1、抽拔距將型心從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型心所移動的距離稱為抽拔距。抽芯距應保證型芯從成形位置抽拔到不妨礙塑件的取出。抽芯距即型芯（滑塊）移動的距離，應等于側面型孔或凹凸深度加23mm。該制件側面型抽拔距為s=2+(23)mm=45mm因此，完成s抽拔居所需的開模行程hh = s ctg=5ctg 200 =13.75mmh =l3cosl3斜導柱工作部分長度（mm）l3=h/ cos=13.75/cos 20=14.63mm 2、 抽拔力q=ahq(cossin)式中，q抽拔力（n）；a 型芯被塑件包緊的斷面形狀周長（mm）；h型芯成型深度（m）；q 由于塑件收縮形成的單位正壓力8-10mpa，取10mpa; 摩擦系數(shù)，取0.1；脫模斜度（0）。q1=（681+580.5+22）10(0.1cos20-sin20)=271.7n斜導柱所受的彎曲力n1= =271.727 nq2=281.510(0.1cos20-sin20)=186.89n斜導柱所受的彎曲力n2= =186.911 n3、斜導柱直徑：d1=6.35mmd2=5.6mm所以本設計中兩個側抽芯斜導柱直徑均取12mm。第四節(jié) 脫模機構的確定推出機構或稱頂出、脫模機構，常用的有推桿、推管、推件板三種結構形式。標準中推薦了使用最多的推桿機構中的推桿、推板及推桿固定板等通用標準零件。使塑件從模具上脫出來的機構稱脫模機構或稱頂出機構脫模機構的動作方向與模具的開模方向是一致的。脫模時塑件不變形，不損壞，頂件位置位于制件不明顯處。推出機構總的設計要求為：1）推出機構應盡可能設置在動模上，以便利用注射機驅動推出機構，當塑件因形狀等關系不能保證留在動模端時，則須采用強留措施，或在定模上設置推出機構。2）推出機構須動作可靠、運動靈活、制造方便、維修與更換容易。3）根據(jù)塑件的尺寸、形狀及塑件材料等選用推桿、推桿的位置及數(shù)量，以保證塑件不發(fā)生變形、破裂、擦傷，以及外觀、精度等質量要求。因此，推桿應設置在塑件承力較大的位置，如肋部、凸緣、殼體壁等處。4）對塑件推出阻力較大的部位，須有足夠的推出力，以保證塑件各部位均勻推出。5）推桿孔須與推板運動方向平行，其與推桿的配合不能過緊或過松，避免推桿折損或產(chǎn)生毛邊，造成不易推出，標準規(guī)定采用 h7/f6 配合。6）推出力或稱脫模力的確定及計算。塑件在冷卻時，將包緊型芯或凸模，產(chǎn)生包緊力。包緊力的大小，與塑件的收縮率、塑件的壁厚和形狀及大小所形成的塑件剛度，塑件對型芯和型腔表面的粗糙度及加工紋向等都因素所形成的摩擦阻力、塑件材料及其對型芯及型腔的粘附力、以及注射壓力、開模時間、脫模斜度等都有關系。對于不通孔殼形塑件脫模時，還須克服大氣壓力。但在計算和確定脫模力時，一般只考慮主要因素，進行近似計算，并使確定的脫模力大于上述諸因素所形成的阻力。此阻力在開模的瞬間最大，所以，計算的脫模力為初始脫模力。一、脫模力的計算當脫模開始時，阻力最大。脫模力中包括四個內容：即塑間從模具上脫出的摩擦阻力、大氣壓力、塑件對鋼材的粘附力、脫模機構的運動阻力。根據(jù)t/l=2.5/110=0.0231/20 所以該制件屬于薄壁矩形件。對于薄壁矩形件q=+b10 (n)式中：q 脫模力 （n）；t 塑件平均壁厚 （cm）;e 塑件彈性模量（n/ cm2）; s 塑件平均成型收縮率 （ mm/mm ）; l 包容凸模的長度 （cm）; f 塑件與鋼的摩擦系數(shù) ； m 塑件的帕松比； b 型腔投影面積(cm2)。查9p242 表5-9塑件脫模力計算參量：塑件底部有孔，10b幾乎為0。對于pp: e=185000 n/ cm2;s=0.005 ；f=0.5；m=0.39q=+b10q=1213.115n二、脫模機構的形式1、推桿脫模機構一般用于脫模力小的腔類塑件：（1）推桿的導向配合部分較短。（2）推桿材料：45 鋼，t8 或t10 鋼，hrc 50 以上。（3）與推桿孔的配合 間隙配合。（4）推桿的固定形式。（5）推桿的結構形式。圖4-7 推桿2.推桿強度計算：公式:d=其中： d圓形推桿的直徑(cm)-推桿長度系數(shù)(0.7)l推桿長度(cm)n推桿數(shù)量e推桿材料的彈性模量(n/cm)鋼 e=21000000=2.1107q總脫模力(n) d=0.204cm=2.04mm實際應用時選擇的推桿直徑為d=5mm 2.04mm,所以推桿合格。3. 推桿的應力校核公式:= (n/cm)-推桿應力(n/cm)-推桿鋼材的屈服極限強度(n/cm)一般中碳鋼 =32000(n/cm)合金結構鋼 =42000(n/cm)=772.688（n/cm）校驗合格三、推桿復位機構推桿脫模機構用復位桿復位是最常見的。復位桿應對稱布置，本設計中選用一根復位桿。與復位桿頭部接觸的定模板應淬火。采用復位桿復位時至于當模具完全閉合時，復位動作才告完成。第五節(jié) 導向機構的確定塑料模閉合時為保證型腔形狀和尺寸精度的準確性，應按一定的方向和位置合模，所以必須設有導向定位機構，常見的導向定位機構是在模具型腔四周設24對互相配合的導向柱和導向孔。一、導向零件作用：（1）定位作用。為避免模具在裝配時因方向搞錯而損壞成型零件，并在合模后使型腔在工作過程中能保持正確形狀和位置，確保塑件壁厚的均勻性。（2）導向作用。在動模向定模閉合行進中，導向機構應首先接觸，引導動、定模沿準確方向和位置閉合，避免凸模首先進入型腔而發(fā)生損傷事故。為此，導柱必須比凸模端面高出68mm。（3）承受測壓的作用 。高壓塑料熔體注入型腔時，會產(chǎn)生單向側壓力?；蛴捎谛颓粋让娌粚﹃?或由于模具中心與分型面上成型壓力中心不一致，會產(chǎn)生較大的側壓力，均須由合模導向機構來承擔。但當單向側壓力過大時，須增設錐面定位機構來承擔。（4）支撐定型腔板或動模推件板。二、導柱導向機構的設計：導柱導向機構，包括導柱和導套兩個零件，分別安裝在動、定模兩邊。1、帶頭導柱是常用結構，分兩段。近頭段為在模板中的安裝段，標準采用h7k6配合；另一段為滑動部分，其與導套的配合為h7f7。有肩導柱，適用于批量大的中、大型精密模具，導柱大端與導套的外經(jīng)尺寸相同，固定導柱與導套的兩孔可同時加工，同心度好，其與模板孔的配合為h7f7。型的后部定位肩可對下面的模板進行定位導柱的直徑d，標準中規(guī)定為1263，選用時，按導柱直徑（d）和b模板寬度（b）的比，即d/b0.60.1，圓整后取標準值使用。在導柱標準中，其尺寸標有de和de1符號的，則表示該尺寸要素的形位公差和尺寸公差之間的關系遵循包容原則，即軸的作用尺寸不得超過最大實體尺寸，而軸的局部實際尺寸必須在尺寸公差范圍內才為合格。導柱要求：由導柱導套或導向孔結構組成。要求導柱比凸模高出6-8cm。導柱端問好成錐形或半球形。導柱表面具有較好的耐磨性，芯部堅韌而不易折斷。與模板裝配 過渡配合。導柱與模板的連接方式。2、導套：直導套主要使用于厚模板中，可縮短模板的鏜孔深度，在浮動模板中使用較多帶頭導套型是國外常用型式，可用在各種場合；型的作用與有肩導柱相同，其定位肩可對安裝在導套后面的模板進行定位。#型還可用作推板導套與推板導柱相配合。導套要求：導套前端側角尺。導套硬度比導柱低。導套與模板配合面的粗糙度。導套與模板的連接固定方式。3、導孔：適于小批量生產(chǎn)的模具，要求的精度不高。圖4-8導柱與導套的配合第六節(jié) 型芯型腔結構形式型腔是模具上直接成型塑料之間的部位。直接構成模具型腔的所有零件都稱為成型零件，通常包括