插座外殼上蓋注塑模設計.doc

插座外殼上蓋雙分型面注塑模設計系別：機械工程系班級：機自133姓名：朱志賓學號：201306024340目 錄第一章 塑件工藝分析41.1 塑件設計要求41.2 塑件生產(chǎn)批量要求41.3 塑件的成型要求4第二章 選用塑料52.1 PF52.2 PES62.3 POM72.4 材料的確定及相關(guān)參數(shù)7第三章 塑料種類與模具設計的關(guān)系10第四章 注射機的選擇11第五章 模具的基本結(jié)構(gòu)125.1 模具的成形方法125.2 模具的結(jié)構(gòu)形式125.3 型腔的布置135.4 成型零件工作尺寸計算145.5 成型零件工藝卡175.6 確定分型面185.7 澆注系統(tǒng)設計195.8 冷卻系統(tǒng)的設計225.9 確定頂出機構(gòu)類型和抽芯機構(gòu)245.10 確定導向機構(gòu)245.11 排氣機構(gòu)255.12 其他零部件選材25第六章 模具裝配草圖26第七章 注射機參數(shù)校核287.1 注射量的校核287.2 模具閉合高度的校核287.3 模具安裝部分的校核287.4 開模行程的校核297.5 鎖模力的校核297.6 注射壓力的校核29第八章 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設計318.1 導向機構(gòu)318.2 復位桿328.3 拉料桿338.4 推出機構(gòu)33第九章 塑料注射模具技術(shù)要求及總裝技術(shù)要求349.1 零件的技術(shù)要求349.2 總裝技術(shù)要求34第十章 裝配草圖及其三維視圖39第一章 塑件工藝分析1.1 塑件設計要求該產(chǎn)品用于電源插座上，要求具有較強的絕緣性。該產(chǎn)品精度及表面粗糙度要求為一般精度，但在加工制造過程中要求模具各部分有一定配合精度關(guān)系。1.2 塑件生產(chǎn)批量要求該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，故設計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能自動脫模，可采用側(cè)澆口自動脫模結(jié)構(gòu)。由于該塑件要求批量大，所以模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，澆口形式采用側(cè)澆口，由于塑件相對較小，所以可以采用一點進料，以利于充滿型腔。相對于大塑件可采用相對于小的塑件大的分流道，以達到同時充模的效果。1.3 塑件的成型要求由于該產(chǎn)品是用于電源插座上，所以要求所選用塑料具有化學性能穩(wěn)定，絕緣性好，宜于成形加工等特性，閉合與彎折的時候不容易產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。塑件表面要求無飛邊或縮孔現(xiàn)象。第二章 選用塑料本次設計初選了酚醛塑料(PF)、聚醚砜(PES)、聚甲醛(POM)三種材料，下面將這幾種材料的性能作簡要對比。2.1 PFPF具有以下成型性能2：(1) 成型性較好，但收縮及方向性一般比氨基塑料大，并含有水分揮發(fā)物。成型前應預熱，成型過程中應排氣，不預熱則應提高模溫和成型壓力。 (2) 模溫對流動性影響較大，一般超過160時，流動性會迅速下降。 (3) 硬化速度一般比氨基塑料慢，硬化時放出的熱量大。大型厚壁塑件的內(nèi)部溫度易過高，容易發(fā)生硬化不均和過熱。酚醛塑料的主要缺點是性脆、耐電弧性差，介電性能隨頻率的變化而改變等缺點，所以在生產(chǎn)的應用中，則采用改性的方法來彌補酚醛樹脂的不足。采用酚醛樹脂(主要是熱塑性的)和其他類型高聚物混合應用可以改善酚醛塑料的性能。常用的高聚化合物有：聚酰胺樹脂、聚氯乙烯樹脂、丁腈橡膠、聚丙烯樹脂等。例如與聚氯乙烯混合后能使其機械強度、耐熱性、介電性、耐酸性、耐水性等方面獲得提高，且有較好的著色性。以酚醛樹脂和丁腈橡膠為基礎制成的電木粉可以大大提高制件的沖擊強度。以酚醛樹脂與聚酰胺樹脂和無機填料(如云母與長石)的混合物所制造的電木粉具有更高的介電性能，其制件能夠在高溫度、高頻率、高壓的條件下使用。因此PF具有以下用途：廣泛用作電絕緣材料、家具零件、日用品、工藝品等。此外，還還用作耐酸用的石棉酚醛塑料、作絕緣用的涂膠紙、涂膠布、作絕緣隔音用的酚醛泡沫塑料和蜂窩塑料等。酚醛層壓塑料用浸漬過酚醛樹脂溶液的片狀填料制成，可制成各種型材和板材。根據(jù)所用填料不同，有紙質(zhì)、布質(zhì)、木質(zhì)、石棉和玻璃布等各種層壓塑料。布質(zhì)及玻璃布酚醛層壓塑料具有優(yōu)良的力學性能、耐油性能和一定的介電性能，用于制造齒輪、軸瓦、導向輪、無聲齒輪、軸承及電工結(jié)構(gòu)材料和電氣絕緣村料、木質(zhì)層壓塑料適用于作水潤滑冷卻下的軸承及齒輪等。石棉布層壓塑料主要用于高溫下工作的零件。酚醛纖維狀壓塑料可以加熱模壓成各種復雜的機械零件和電器零件，具有優(yōu)良的電氣絕緣性能、耐熱、耐水、耐磨?？芍谱鞲鞣N線圈架、接線板、電動工具外殼、風扇葉子、耐酸泵葉輪、齒輪、凸輪等。2.2 PESPES2是一種耐高溫、無定形熱塑性工程塑料，它是從1983年開始上市的具有長期熱穩(wěn)定性和許多芳族砜的典型性質(zhì)。它可以在許多方面取代金屬、玻璃以及陶瓷等材料。在PES的許多用途中，最主要的是它能在長期的高溫條件下使用。ASTM D648熱變形溫度可達205。它可以在65200范圍內(nèi)保持很好的韌性和延展性。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是 4220。在60106HZ的頻率范圍內(nèi)和在高溫的條件下，其電性能保持不變。在室溫條件下，其機械性能與其它砜類聚合物相似。它是一種堅硬的材料，彎曲模量為2757MPa，拉伸沖擊強度為160MPa。機械性能的穩(wěn)定性可以保持到將近熱變形的溫度。PES比其它無定形熱塑性塑料具有更好的抗環(huán)境應力龜裂性能。侵蝕性最強的是酯、酮和烴類。有一定侵蝕性的是醇、芳烴。PES具有水解穩(wěn)定性并且耐通常使用的酸、堿。不加阻燃劑仍具有很好的阻燃性。它由美國食品藥物管理局(FDA)認可可在食品行業(yè)中一次或多次使用。聚醚砜硯的混合料可以為透明的，也可以是不透明的。它有多種玻璃纖維補強品級。其它的填充物例如礦物質(zhì)和玻璃微球也可以被采用。PES可以在一般的注塑成型和擠出成型設備上進行加工。PES具有相當高的熔融加工溫度范圍(最高為322399)，這與它高的熱變形溫度(205)有關(guān)。在熔融加工前，必須將其干燥到含水量小于0.04%。這一過程可在一個空氣循環(huán)烘箱或料斗干燥器內(nèi)完成，149干燥4 h或177干燥2.5 h，為了生產(chǎn)低內(nèi)應力、高性能的聚醚砜制品，注塑模具溫度需要達到149177。模內(nèi)流動性好，當熔體溫度為385時，0.08min厚度的模內(nèi)流動距離為19mm。由于PES具有很好的熱穩(wěn)定性，所以它非常適合于電子、電器方面的應用。它可以通過高溫焊接裝置進行加工。其應用包括：集成電路板、連接器、燈罩、保險絲盒和汽車部件。利用其阻燃性，可生產(chǎn)運輸工具的部件如熱成型殼體和先進的復合材料。用二氯甲烷溶液制取復合材料的預浸料是一條很可行的路線。在加工業(yè)中，PES現(xiàn)可以代替許多金屬和玻璃制品，包括管材、流量計和視鏡等。PES也可用與聚砜的相似電鍍工藝。利用其高溫抗蠕變性，尺寸穩(wěn)定性、耐油性、韌性好等優(yōu)點，在一般樹脂不能滿足使用要求的地方得到了廣泛應用。已經(jīng)開發(fā)的主要制品有各種機器的杠桿、柄、支架等，X-射線裝置的觀察玻璃，鏈鋸、農(nóng)機發(fā)動機和汽化器等的絕緣體，活塞環(huán)，耐熱滾珠，齒輪，復印機零件，照相機零件，放映機零部件，工業(yè)用吹風機罩，汽車空調(diào)的零部件，電弧焊槍的手柄，各種分析儀器元件等。2.3 POMPOM2具有以下性能：它是一種有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性的線形聚合物，具有友誼的綜合性能。力學強度較高，它的抗張強度達70MPa，可在104下長期使用，脆化溫度為-40，吸水性較小，缺點是熱穩(wěn)定性教差，所以必須嚴格控制溫度。還有結(jié)晶性了熔融范圍很窄，速度快，料溫稍低與熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化，流動性下降。流動性中等，溢邊值為0.04mm，流動性對溫度不敏感，但對注射壓力敏感。結(jié)晶時體積變化大，成型收縮范圍和收縮率大。吸濕性低，水分對成型影響極小，一般不經(jīng)干燥處理，但為了防止樹脂表面黏附水分對成型不利，加工前常進行處理并起預熱作用。對大面積薄壁塑件還能改善塑件表面光澤，一般效果較好，干燥時用烘箱加熱。摩擦系數(shù)低、彈性高、淺側(cè)凹槽可強迫脫膜，塑件表面可帶有皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、縮孔、凹痕等弊病。宜用螺桿式注塑機成型，余料不宜過多和滯留過長，一般塑件的注射量不應超過注塑機注射量的75%，或取注射容量與料筒容量之比為1:6到1:10左右，料筒嘴等務必防止有死角和間隙面滯料，預塑時螺桿轉(zhuǎn)速宜取底值，并宜用單頭、全螺紋、等距、壓塑突變型螺桿。必須嚴格控制成型條件，嵌件應預熱，余料儲存5到10個塑件重量的物料即可，料溫不宜過高，一般取稍高與熔點100到150即可，模具對塑料的影響較大。提高模溫可以改善表面凹痕，有助于容料流動，使塑件內(nèi)外均勻冷卻，防止溢料，縮孔，皺褶，模溫對結(jié)晶度及收縮也有很大影響，必須嚴格控制。2.4 材料的確定及相關(guān)參數(shù)通過上述分析，本實驗設計了以下三種方案。方案一采用PF，它一般以4050%的酚醛樹脂作基本原料，加入4050%填料、固化劑、催化劑、燃料、塑化劑及潤滑劑等輔助料而組成，這樣可以降低成本，另外還可以增加材料的流動性，使之在高壓下流入塑模時不致過多的溢出。方案二采用PES，雖然聚醚砜在高溫下力學強度不降低，但是此種材料易吸水，如果用在插座上，會比較容易造成漏電，安全性能低，所以聚醚砜不可用。方案三采用POM，因為它的熔融，凝固十分迅速，熔融速度快有利于成型，縮短了成型周期，按經(jīng)濟條件考慮，省時就是有利于提高生產(chǎn)率。另外它在常溫下一般不溶于有機溶劑，能耐醛、酯、醚、烴及弱酸、弱堿，耐汽油及潤滑油性能也很好，有較高的抗拉、抗壓性能和突出的耐疲勞強度，尺寸穩(wěn)定、吸水率小，具有優(yōu)良的減摩、耐摩性能，能耐扭變，有突出的回彈能力；還有較好的電氣絕緣性能。通過以上三種方案的對比，可以看出POM較其他兩種塑料更適合用于電源插座上蓋，因此確定本設計選用POM。POM的成形條件2：注射成形機類型：螺桿式；密 度(g/cm3)：1.411.43；計算收縮率(%)：1.21.0；預熱：溫度()：80100；時間(h)：35；料筒溫度()：后段 160170； 中段：170180； 前段：180190；噴嘴溫度()：170180；模具溫度()：90120；注射壓力(MPa)：80130；成形時間(s)：注射時間2090；高壓時間(s)：09；冷卻時間(s)：2060；總周期(s)：60；后處理方法：紅外線燈、烘箱；溫度()：140145；時間(h)：4。第三章 塑料種類與模具設計的關(guān)系不同種類的塑料其工藝性能、成形特性也不相同，因此為了確定塑料的工藝性能、成形特征，并在模具中充分利用以獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件。在塑料模具設計中，需要考慮塑料的吸濕性、流動性、流變性、結(jié)晶性、熱敏性、水敏性、毒性等性能。這些性能在成型過程中影響著成型方法及工藝參數(shù)的選擇和塑件的質(zhì)量，并對模具設計的要求及質(zhì)量影響很大。本設計確定選用聚甲醛(POM)塑料，表3.1列出了POM塑料與模具設計的關(guān)系。表3.1 POM塑料與模具設計關(guān)系2塑料特征注意事項聚甲醛POM(結(jié)晶型)1、吸水性小，不用干燥。2、冷卻速度快。3、摩擦系數(shù)小，有彈性。1、盡量采用點澆口，尤其是成形較大面積的扁平體。2、澆注系統(tǒng)散熱面積要大，以減緩冷卻速度，保證塑料順利充填型腔。第四章 注射機的選擇根據(jù)塑件的三維模型，利用CAD直接求出塑件的體積： 可計算澆注系統(tǒng)的體積為15cm3，由文獻3查得體積計算公式如式(4-1)所示。 (4-1)式中，V總澆注系統(tǒng)與塑件的總體積； V塑件塑件的總體積； V澆澆注系統(tǒng)的總體積。代入數(shù)據(jù)得： (cm3)根據(jù)澆注系統(tǒng)和塑件的總體積與注射機注射量的關(guān)系，本設計選用SZ630/3500型臥式注射機2，其性能參數(shù)如下： 理論注射量： 634cm3； 注射壓力： 150MPa； 鎖模力： 3500KN； 最大開模行程： 490mm； 模具最大厚度： 500mm； 模具最小厚度： 250mm； 拉桿間距： 480545mm； 噴嘴直徑： 4mm； 噴嘴圓弧半徑： 18mm。第五章 模具的基本結(jié)構(gòu)5.1 模具的成形方法塑件采用注射成形法生產(chǎn)。根據(jù)SZ630/3500型臥式注射機的注射量以及澆注系統(tǒng)和塑件的總體積的關(guān)系，考慮到該塑件的生成批量為大批量生產(chǎn)，為盡量提高生產(chǎn)率，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。該零件要求外表面光滑，無痕跡，在選擇分型面時，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量，便于清除毛刺及飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體，分模后塑件留在動模一側(cè)，便于取出塑件等因素，分型面應選擇在塑件外形輪廓的最大處，并采用雙分型面分模。可選用的澆口形式有重疊式澆口、點澆口和潛伏式澆口。根據(jù)對該塑件結(jié)構(gòu)的分析，并結(jié)合已確定的分型面位置，選擇點澆口進料方式。雖然塑件體積，壁厚不大，但該塑件生產(chǎn)類型為大批量，加上塑料冷卻速度慢，成型時必須充分冷卻，模具設計時要求有冷卻系統(tǒng)，所以該模具應采用冷卻水強制冷卻，冷卻要均勻，以縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。5.2 模具的結(jié)構(gòu)形式我國目前標準化注射模零件的國家標準有12個4，分中小型模架（GB/T12556.190）和大型模架（GB/T12555.190）兩種。中小型模架標準中規(guī)定，模架的周界尺寸范圍為：560mm900mm，并規(guī)定模架的形式為品種型號。根據(jù)GB/T 125552006可知，點澆口模架有16種，其中點澆口基本型有4種，分為A1、A2、A3、A4，根據(jù)條件選用A4型。其結(jié)構(gòu)形式如圖5.1所示。圖5.1模架5.3 型腔的布置根據(jù)SZ630/3500型臥式注射機的注射量以及澆注系統(tǒng)和塑件的總體積的關(guān)系，考慮到該塑件形狀簡單，質(zhì)量較小，生成批量為大批量生產(chǎn)，為盡量提高生產(chǎn)率，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。這樣模具尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。其布置如圖5.2所示。圖5.2 型腔分布由于塑件結(jié)構(gòu)簡單，為了便于加工，型腔和型芯均采用整體式。5.4 成型零件工作尺寸計算在計算型腔的尺寸之前，首先要確定使用塑料的成形收縮率，查表得：取POM的成型收縮率為S=3%，依精度等級而定的計算法，一般塑件(SJI137278 5-6級精度)，根據(jù)精度等級的選用，采用6級。由給定的塑件可知塑件尺寸為外部858520mm，內(nèi)部尺寸為818118mm，插孔中心距為21mm，螺絲孔中心距為65mm，兩個型芯之間的距離為30mm。5.4.1 型腔尺寸的計算(1) 根據(jù)尺寸查表得80100基本尺寸，6級要求為=1.48，型腔徑向尺寸計算如式(5-1)所示。 (5-1)式中，A長型腔長度； A寬型腔寬度； AM型腔的徑向尺寸； AS塑件外部的徑向尺寸； Z模具制造公差，這里取Z=/3； S塑料平均收縮率； 塑件公差； x工作尺寸的制造與使用修正系數(shù)。代入數(shù)據(jù)得：(mm)(2) 根據(jù)尺寸查表得1824基本尺寸，6級要求為=0.62，型腔深度尺寸計算如式(5-2)所示。 (5-2)式中，H型腔深度； HM型腔的深度尺寸； HS塑件外部的高度尺寸； Z模具制造公差，這里取Z=/3； S塑料平均收縮率； 塑件公差。代入數(shù)據(jù)得：(mm)根據(jù)尺寸表查得型腔壁厚為14mm。5.4.2 型芯尺寸的計算(1) 根據(jù)尺寸查表得80100基本尺寸，6級要求為=1.48，型芯徑向尺寸計算如式(5-3)所示。 (5-3)式中，B長型芯長度； B寬型芯寬度； BM型芯的徑向尺寸； BS塑件內(nèi)部的徑向尺寸； Z模具制造公差，這里取Z=/3； S塑料平均收縮率； 塑件公差； x工作尺寸的制造與使用修正系數(shù)。代入數(shù)據(jù)得：(mm) (2) 根據(jù)尺寸查表得1824基本尺寸，6級要求為=0.62，型芯高度尺寸如式(5-4)所示。 (5-4)式中，h型芯高度； hM型芯的高度尺寸； hS塑件內(nèi)部的深度尺寸； Z模具制造公差，這里取Z=/3； S塑料平均收縮率； 塑件公差。代入數(shù)據(jù)得：(mm)5.4.3 孔中心距及型芯距的計算(1) 根據(jù)尺寸查表得1824基本尺寸，6級要求為=0.62，插孔中心距計算如式(5-5)所示。 (5-5)式中，C插孔插孔中心距； CM成型孔中心距尺寸； CS塑件插孔中心距尺寸； Z模具制造公差，這里取Z=/3； S塑料平均收縮率。代入數(shù)據(jù)得：(mm)(2) 根據(jù)尺寸查表得5065基本尺寸，6級要求為=1.10，螺孔中心距計算如式(5-6)所示。 (5-6)式中，C螺孔螺孔中心距； CM成型孔中心距尺寸； CS塑件螺孔中心距尺寸； Z模具制造公差，這里取Z=/3； S塑料平均收縮率。代入數(shù)據(jù)得：(mm)(3) 根據(jù)尺寸查表得2430基本尺寸，6級要求為=0.70，型芯中心距計算如式(5-7)所示。 (5-7)式中，C型芯型芯中心距； CM型芯中心距尺寸； CS兩個塑件中心距尺寸； Z模具制造公差，這里取Z=/3； S塑料平均收縮率。代入數(shù)據(jù)得：(mm)5.6 確定分型面模具設計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。塑件分型面的選擇應保證塑件的質(zhì)量要求，塑件的分型面有多種選擇，分型面選擇在軸線上，這種選擇會使塑件表面留下分型面痕跡，影響塑件表面質(zhì)量。假如分型面選擇在下端面，這樣的選擇使塑件的外表面可以在整體凹模型腔內(nèi)成型，塑件大部分外表面光滑，而且塑件脫模方便5。雙分型面注射模注射成型塑件表面平整，沒有較大的澆口痕跡。由于該塑件為多型腔注射模，澆注系統(tǒng)有分流道，即要實現(xiàn)分流道脫模，又要實現(xiàn)塑件脫模，所以采用雙分型面，分型面的位置如圖5.3所示。圖5.3 分型面的設計5.7 澆注系統(tǒng)設計5.7.1 主流道設計（1）主流道根據(jù)注射機參數(shù)可知，噴嘴直徑d0=4mm，噴嘴圓弧半徑R0=18mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系6：取主流道球面半徑R=19mm；取主流道小端直徑d=5mm。為了便于凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為24，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=10mm。為減少料流轉(zhuǎn)向時的阻力，在主流道的出口端設計半徑為r=d/8=5/8=0.625mm的圓弧過渡。圖5.4 澆口套與主流道(2)定位圈GB/T 4169.182006規(guī)定了塑料注射模用定位圈的尺寸規(guī)格和公差，適用于塑料注射模所用的定位圈。標準同時還給出了材料指南和硬度要求，并規(guī)定了定位圈的標記。定位圈與塑料注射機定模固定板中心的定位孔相配合，其作用是為了使主流道與噴嘴和機筒對中。應用標準時應注意：定位圈與塑料注射機定模固定板上的定位孔之間采取比較松動的間隙配合，如H11/h11或H11/b11；對于小型模具，定位圈與定位孔的配合長度可取810mm，對于大型模具則可取1015mm712。根據(jù)GB/T 4169.182006，選取直徑為120mm的定位圈，標記為定位圈 120 GB/T 4169.182006如圖5.5所示。圖5.5 定位圈（3）澆口套的選擇根據(jù)注射機定模板中心孔尺寸，選取澆口套公稱直徑為25mm。其他尺寸根據(jù)相關(guān)情況選定，如圖5.4所示。5.7.2 分流道設計常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形和矩形等13。在分流道設計中既要有大的截面積以減少熔體流動的壓力損失，又要流道的表面積小，以減少熔體的傳熱損失。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，所以分流道的表面粗糙度不能太小，取為Ra2m；分流道可以開設在動、定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè)，考慮到加工簡單，熱量損失與壓力損失都不大，所以分流道采用半圓截面流道,其直徑為212mm1416。由文獻3查得分流道直徑的計算如式(5-8)所示。 (5-8)式中，D分流道直徑(mm)； G制品重量(g)； L分流道長度(mm)。代入數(shù)據(jù)得：(mm)5.7.3 澆口設計常用的截面形狀有圓形和矩形兩種。塑件的澆口選擇在塑件的壁厚處，由于大塑件所填充塑料多，為此，在大塑件處的兩壁厚處各設一澆口，這樣可以提高充模速度。對于小塑件的澆口設在塑件的中心線上(小塑件為對稱圓形)。取點澆口直徑為1.5mm，澆口采用點澆口形式其結(jié)構(gòu)如圖5.6所示17。圖5.6 澆口的設計5.7.4 冷料穴設計冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或者在分流道的末端。其作用是收集熔體前鋒的冷料，防止進入型腔而影響塑件的質(zhì)量。冷料穴分兩種：一種是專門用于收集儲存冷料的；另一種是既有儲存冷料又兼有拉出主流道冷凝料功能的。冷料穴的設置是根據(jù)澆注系統(tǒng)的需要來設置的，它既可設置在主流道的末端，還可以設置在分流道的轉(zhuǎn)向處，甚至在型腔料流的末端。冷料穴必須設置在熔體流向的轉(zhuǎn)折處，并迎著上游料流的方向，冷料穴的長度一般取流道直徑的1.52倍18。本模具采用帶球頭拉料桿冷料穴，C=0.9D=9mm。5.8 冷卻系統(tǒng)的設計5.8.1 冷卻回路的表面積確定冷卻回路所需總表面積可按下式計算由文獻3如式(5-9)所示。 (5-9) 式中，冷卻回路總表面積(m2) 單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質(zhì)量(g/h)； 單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量(J/Kg)； 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/m2K)； 模具成形表面的溫度()； 冷卻水的平均溫度()。 代入數(shù)據(jù)得：(m2)由文獻1，q=4.2JKg，冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可用式(5-10)計算。 (5-10)式中，冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/m2K)； 冷卻水在該溫度下的密度(Kg/m3)； 冷卻水的流速(m/s)； 冷卻水孔直徑(m)； 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)。代入數(shù)據(jù)得： (W/m2K)5.8.2 冷卻回路的總長度的計算冷卻回路總長度可用式(5-11)計算3。 (5-11) 式中 冷卻回路總長度(m)； 冷卻回路總表面積(m2)； 冷卻水孔直徑(mm)。代入數(shù)據(jù)得：(m)平均壁厚為2mm時，水孔直徑可取1014mm，本模具取10mm 。所以由模具的長度可知需要排布4根水道可以滿足冷卻水道長度要求，如圖5.7所示。圖5.7 冷卻水道排布5.8.3 冷卻水體積流量的計算假如塑料樹脂在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻水傳導的話，即忽略其他傳熱因素，那么模具所需的冷卻水體積流量則可用式(5-12)計算3。 (5-12) 式中， qv冷卻水體積流量(m3/min)； M單位時間注射入模具內(nèi)的樹脂質(zhì)量(Kg/h)； q單位質(zhì)量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量(J/Kg)； c冷卻水比熱容(J/KgK)； 冷卻水的密度(Kg/m3)； 冷卻水出口處溫度()； 冷卻水入口處溫度()。代入數(shù)據(jù)得：(m3/min)5.9 確定頂出機構(gòu)類型和抽芯機構(gòu)根據(jù)頂出機構(gòu)的設計原則，結(jié)合塑件的要求，可使用的頂出機構(gòu)有推桿、推管、推件板、推塊等頂出機構(gòu)。由于塑件為方殼形且壁厚較薄，使用推桿或者推管推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用。所以采用推件板推出機構(gòu)完成塑件的推出，這種方法結(jié)構(gòu)簡單，推出力均勻，塑件在退出時變形小，推出可靠。由于塑件無凹槽和孔，所以無需側(cè)抽芯機構(gòu)。5.10 確定導向機構(gòu)注射模導向與定位機構(gòu)，主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準確配合和可靠地分開，以避免模內(nèi)各零件發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的形狀和尺寸精度。導向機構(gòu)的主要形式有導柱導向和錐面定位兩種。前者在注射模中應用極為廣泛，但在注射成型大型、深腔、高精度塑件和薄壁容器及偏心塑件時，為確保定位精度和定位強度，在使用前者的同時還經(jīng)常配用后者。本模具采用導柱導向機構(gòu)，導柱結(jié)構(gòu)形式：為便于加工導柱導套安裝孔，獲得較好的經(jīng)濟效益，使用帶頭導柱。導柱的布置：為確保動模和定模只按一個方向合模，采用等直徑導柱的不對稱布置。為保護型芯不受損壞，導柱安裝在動模一側(cè)。5.11 排氣機構(gòu)排氣槽是為使模具型腔中的氣體排出而在模具上開設的通氣槽或通氣孔。排氣是注射模具設計中一個重要的問題。在注射成型過程中，熔體注入型腔時，必須將型腔中的空氣和從熔體中溢出的揮發(fā)性氣體順利排出型腔。如果排氣槽設計部合理，將會給注射加工帶來很多問題。因為該零件為小型零件，一模兩腔，所以利用分型面及推桿之間的縫隙排氣即可，不必單獨考慮排氣方式19。5.12 其他零部件選材各種模板、墊板、固定板、支撐塊、推板、壓緊塊、擋塊等選材：材料：45鋼，熱處理后硬度200HBS；或材料Q235、Q275鋼，正火。第六章 模具裝配草圖根據(jù)以上計算，繪制模具草圖，如圖6.1和圖6.2所示。圖6.1 模具裝配草圖前視圖圖6.2 模具裝配草圖俯視圖第七章 注射機參數(shù)校核7.1 注射量的校核注射量的校核公式如式(7-1)所示3。 (7-1) 式中， W公注射機的公稱注射量(cm3)； W注每模的塑料體積量，是所有型腔的塑料加上澆注系統(tǒng)塑料的總和(cm3)。如前所述，塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為67.9cm3，遠小于注射機的理論注射量634cm3，故滿足要求。7.2 模具閉合高度的校核模具閉合高度的校核公式如式(7-2)所示3。 (7-2)由裝配圖可知模具的閉合高度H閉=270mm，而注射成型機的最大模具厚度Hmax=500mm，最小模具厚度Hmin=250mm，故滿足注射機安裝要求。7.3 模具安裝部分的校核模具外形尺寸為250400mm，而注射成型機拉桿內(nèi)間距為480545mm，故滿足安裝要求。模具定位圈的直徑為120mm，滿足安裝要求。澆口套的球面半徑為3滿足安裝要求。澆口套小端直徑3滿足安裝要求。7.4 開模行程的校核模具開模行程的校核公式如式(7-3)所示3。 (7-3)式中， H模模具的開模行程(mm)； H注注射機移模行程(mm)； H1塑件的推出距離(mm)； H2包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度(mm)； a 側(cè)抽芯在開模方向的距離(mm)。代入數(shù)據(jù)得：故滿足要求。7.5 鎖模力的校核鎖模力的校核公式如式(7-4)所示3。 (7-4)式中， F注射機的額定鎖模力(KN)； A塑件和流道在分型面上的投影面積之和(mm2)，由塑件三維模型計算可得A=85.10cm2； 型腔的平均壓力(MPa)； K安全系數(shù)，通常取K=1.11.2。代入數(shù)據(jù)得：故滿足要求。7.6 注射壓力的校核注射壓力的校核公式如式(7-5)所示3。 (7-5)式中， 注射機的額定注射壓力(MPa)； 注射成型時的所需的注射壓力(MPa)； 安全系數(shù)。代入數(shù)據(jù)得：滿足要求。綜上所述，SZ630/3500型螺桿式注射機完全符合本模具的使用要求。第八章 模具結(jié)構(gòu)尺寸的設計8.1 導向機構(gòu)合模導向機構(gòu)在模具中的作用，一是定位作用，模具每次合攏時，都有一個唯一的準確方位，從而保證型腔的正確形狀；二是導向作用，引導動定模正確閉合，避免凸模式型芯先進入型腔而損壞；三是承受一定的側(cè)壓力，在成行過程中承受單向側(cè)壓力。導向機構(gòu)主要由導柱和導套組成，導柱分為拉桿導柱和帶頭導柱，如圖8.1、圖8.2所示，導套如圖8.3所示。圖8.1 拉桿導柱圖8.2 帶頭導柱圖8.3 導套8.2 復位桿復位零件，為了使推出元件合模后能回到原來的位置，在設計時應考慮推出機構(gòu)的復位，推出機構(gòu)中常用的復位零件有復位桿和彈簧，對于本模具的形式和結(jié)構(gòu)的綜合考慮，選用復位桿推出機構(gòu)。復位桿如圖8.4所示。圖8.4 復位桿8.3 拉料桿拉料桿可分為球頭拉料桿、z形拉料桿和薄片式拉料桿，根據(jù)對各種拉料桿的對比分析和對本模具成型特點考慮用球頭拉料桿，其尺寸就及形狀如圖8.5所示。圖8.5 球頭拉料桿8.4 推出機構(gòu)推出