線輪注塑模具設計說明書綜述

1、成績線輪模具設計課程設計說明書20132014學年第2學期設計題目：線輪模具設計題目類別： 課程設計指導教師： 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 日 期:2014.06摘要：對線輪進行了工藝分析，并設計了注塑成形模具。尺寸精度等技術要求， 選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模一件，點澆口進料，注射機采用海天160XB 型號，設置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加 工方法。設計采用定距拉桿，配合尼龍銷（開閉器），實現(xiàn)二次分型，避免了從 二個方向抽芯脫模時型芯之間的動作干涉與開模順序問題。實際生產證明，該模具設計合理、動作可靠。關鍵詞：線輪/抽芯機構/模具設計/注射模第35頁

2、Take toAbstract: the joint of pipe tech no logy is an alyzed, and the desig n ofthe mold for inject ionmold ing. Dime nsional accuracy and other tech ni calrequireme nts,select ionof plastic parts size. The mold using a one piecemolded, point gate feed ing, in jecti on mach ine uses the Haitia n 160

3、XB models, cooli ng system, CAD and UG mapp ing of2D assembly draw ing and parts draw ing, mold reas on able process ing method. The desig n adopts the fixed dista nee pull rod, with nylon pin ( switch ), the realizati on of two type, avoid from two direct ion core-pulli ng whe n the core acti on be

4、twee n in terfere nee and mold order problem. The producti on practice shows that, the mold desig n is reas on able, reliable action.Key words: pipe joint / core-pullingmechanism in injection mould / molddesig n第1章緒論5.1.1塑料簡介51.2注塑成型及注塑模 5第2章塑料材料分析72. 1 塑料材料的基本特性 72. 2 塑件材料成型性能 72. 3 塑件材料主要用途 7第3章 塑

5、件的工藝分析 9.3. 1 塑件的結構設計 93. 2塑件尺寸及精度 103. 3 塑件的體積和質量 10第4章注射成型工藝方案及模具結構的分析和確定 114. 1、注射成型工藝過程分析5 114. 2澆口種類的確定 114. 3型腔數目的確定 114. 4注射機的選擇和校核 11441 校核 12442 工藝參數的校核 13第5章注射模具結構設計1.55. 1分型面的設計 155. 2型腔的布局 155. 3 澆注系統(tǒng)的設計 165. 3. 1 澆注系統(tǒng)組成 165 . 3. 2 確定澆注系統(tǒng)的原則 165. 3. 3 主流道的設計 165.3.4分流道截面形狀175.3.5澆口的設計 18

6、5.3 .6冷料穴的設計 195 . 4 注射模成型零部件的設計 195.4 .1成型零部件結構設計 195 .4 .2成型零部件工作尺寸的計算 205 . 5 排氣結構設計 225 . 6 脫模機構的設計 225.6 .1脫模機構的選用原則 225.6 .2脫模機構類型的選擇 225.6 .3推桿機構具體設計 225. 7 注射模溫度調節(jié)系統(tǒng) 235. 7. 1溫度調節(jié)對塑件質量的影響 235. 7. 2冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則 235. 8模架及標準件的選用 245. 8. 1模架的選用 245. 9側向抽芯機構類型選擇 255. 9. 1 斜導柱抽芯機構 265. 10兩分型面的開模順序與控制

7、機構 29第6章模具材料的選用306. 1成型零件材料選用 306. 2注射模用鋼種 30總結31.參考文獻32第1章緒論模具制造是國家經濟建設中的一項重要產業(yè)， 振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)， 日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤枪I(yè)生產的基礎工藝裝備”也已經成為廣 大業(yè)內人士的共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等 產品中，60%- 80%勺零部件都要依靠模具成形。用模具生產制件所具備的高精 度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其它加工制造方法所不能 比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具 自身價值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的

8、一項基礎產業(yè)，是技術成 果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產業(yè)的重要領域。1.1塑料簡介塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流 動性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得 形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活， 它具有密度小，質量輕，比強度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學穩(wěn)定性高， 減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點。另外，許多塑料還具有防水、 防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能 。塑料以從代替部分金屬、 木材、皮革及無機材料發(fā)展成為各個部門不可缺少的一種化學材料，在國民經 濟中，塑料制作已成為各行

9、各業(yè)不可缺少的重要材料之一。1.2注塑成型及注塑模將塑料成型為制品的生產方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注, 壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑 料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能 一次成型外形復雜、尺寸精度較高、易于實現(xiàn)全自動化生產等一系列優(yōu)點。因 此廣泛用于塑料制件的生產中，其產口占目前塑料制件生產的30M右。但注射成型的設備價格及模具制造費用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生 產。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機的一些基本知識，注射機是 注射成型的主要設備，依靠該設備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進行注

10、 射。注射機為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設備，按其外形可分 為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機架系 統(tǒng)等組成。注射成型是根據金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的， 其基本原理是利用塑料的 可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機的料斗送入 高溫的機筒內加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓 推動下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中， 經過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和 尺寸的塑料制品。注射成型生產中使用的模具叫注射模，它是實現(xiàn)注射成型生產的工藝裝備。 注射模的種類很多，

11、其結構與塑料品種、塑件的復雜程度和注射機的種類 等很多因素有關，其基本結構都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安 裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過 程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時動模部分與定模部分由導柱導 向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導向機構、澆注系統(tǒng)、側向分型與 抽芯機構、推出機構、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成2。注射模、塑料原材料和注射機通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工 藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型 腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達到所要求的質量。注射機和模具結 構

12、確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質量的主要因素。注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時間。在成型過程中，尤其 是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因為影響成型條件 的因素太多，有制品形狀、模具結構、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫 度等。塑料模具的設計不但要采用CAD技術，而且還要采用計算機輔助工程（CAE技術。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā) /設計階段 （包括產品設計、模具設計和模具制造）和生產階段（包括購買材料、試模和 成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產前，由于設計人員憑經驗與直覺設計模具， 模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題

13、后，不僅需要重新設置工藝參 數，甚至還需要修改塑料制品和模具設計，這勢必增加生產成本，延長產品開 發(fā)周期。目前國際市場上主要流行的，運用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有 澳大利亞的 MOLDFLQ美國的CFLOV華中科技大學的 H-FLOV等。其中MOLDFLOW 軟件包括三個部分：MOLDFLOWASTICSADVISERS（產品優(yōu)化顧問，簡稱MPA， MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT注射成型模擬分析，簡稱MPI）, MOLDFLOWPLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡稱 MPX。采用CAE技術，可以完全代替試模，CAE技術提供了從制品設計到生產的 完

14、整解決方案，在模具制造加工之前，在計算機上對整個注射成型過程進行模 擬分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應力分布、分 子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問 題，及時修改制件和模具設計，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對 傳統(tǒng)模具設計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品 質量和降低成本等，都有著重大的技術經濟意義3。第2章塑料材料分析2.1塑料材料的基本特性ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自 特性，使ABS具有良好的綜合理學性能。丙烯腈使 ABS有良好的耐腐蝕性、耐 熱性及表面硬度，丁二

15、烯使 ABS堅韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性 能。ABS價格便宜原料易得，是目前產量最大、應用范圍最廣的工程塑料之一。 是一種良好的熱塑性塑料。ABS 無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密 度為1.02-1.05 g cm3。既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐 油性，耐水性，化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響，ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在 酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學藥品的侵蝕時會引起應力開裂，ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯

16、乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經過調色配 成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70 C左右，熱變形溫度約為93 C耐氣候性差，在紫外線作用下 ABS易變硬發(fā)脆。ABS的性能指標：密度 1.02 1.05（ Kg dm），收縮率 0.30.8%，熔點 130160 C， 彎曲強度80Mpa拉伸強度3549Mpa拉伸彈性模量1.8Gpa,彎曲彈性模量 1.4Gpa，壓縮強度1839Mpa缺口沖擊強度1120kj/m2，硬度6286HRR 體積電阻系數1013cm，收縮率0.40。0.80。范圍內。ABS的熱變形溫度為 93118C,制品經退火處理后還可提高10C左右。A

17、BS在-40 C時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在 -40100C的溫度范圍內使用。2. 2塑件材料成型性能ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前 應進行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強， 因此模具設計中大都采用側澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度 宜稍大；易產生熔接痕，模具設計時應該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、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑 件精度高時，模具溫度可控制在5060 0C，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在60800C。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。2. 3塑件材

18、料主要用途ABS在機械工業(yè)上用來制造復印機、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接 件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節(jié)導管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品 包裝容器，農藥噴霧器及家具等。螢監(jiān)希蕊:、:SfrlEMENB 円京JI M.q tmc 溥EwntVm QhjHEl Ltlx-ir 俚ryU njjrl 吐曲芻日1.皿Ju 賣建iTi &代4 T.g 仏曲 LaaApLat f 財 kitru-r 潯1即2nLJi/Vii第3早塑件的工藝分析在模具設計之前需要對塑

19、件的工藝性如形狀結構、尺寸大小、精度等級和 表面質量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具 結構和模具精度。線輪如圖所示，具體結構和尺寸詳見圖紙，該塑件結構中等復雜程度，生 產量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求一般。lalAriqirtprf utttv wiof nammtn jjicti ntujkduttu auu =丄emo忖曲-.3 Q I I * Irt r* 丁崎網 M -樂”.園 毎圖塾歸-二I-幄廬” Q tr o* ：i ：口 ”( 第：鼻醸|如鼻孑學也打孕.號曲曲，靠辺尬C?”醪”喘創(chuàng)+ifluake加如靜帀屆郵纟口 |母|/|/|1 *|

20、OQ| + |/|H屯圖3-1 3D視圖3. 1塑件的結構設計(1) 、脫模斜度由于注射制品在冷卻過程中產生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具 型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面， 與脫模方向平行的制品內外表面應具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制 品形狀、壁厚及收縮率有關。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易使制 品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并 浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.51.5，根據文獻1，塑件材料的型腔脫模斜度為0.35 /1 30/，型芯脫模斜度為30/1 。(2) 、塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的

21、結構要素，是設計塑件時必須考慮的問題之一。 塑 件的壁厚對于注射成型生產具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質量、塑件的原材料以及生產效率 和生產成本密切相關。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應盡量小。 因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大，生產成本提高，更重要的是會延緩塑 件在模內的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產生氣泡、縮孔、凹陷等 缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到 塑件的使用和裝配的準確性。選擇壁厚時應力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避 免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在13mm，最常用

22、的數值為23 mm。該線輪壁厚均勻，因線輪要在工作時受到極大的壓力.所以產品取 周邊和底部壁厚均為3mm左右。(其他地方可修改)(3) 、塑件的圓角為防止塑件轉角處的應力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加 相應位置模具和塑件的力學角度，需要在塑件的轉角處和內部聯(lián)接處采用圓角 過度。在無特殊要求時，塑件的各連接角處均有半徑不小于 0.51mm的圓角。 一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內圓角半徑應是壁厚的0.5倍。該塑料件表面圓角半徑和內部轉彎處圓角為 2mm。3. 2塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機規(guī)格，在 一定的設備和工藝條件下流動性好的塑料可以

23、成型較大尺寸的制品，反正成型 出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使 用要求，一般都應將制品的結構設計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏 小巧些。該塑件的材料為 ABS流動性較好，適用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影響模具結構的設計和模具的制造精度。為降低模具 的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精 度設計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關 等級確定精度等級。根據我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻2 表3-2塑件的尺寸與公關(SJ1372-1978)的塑料制件公差數值標準來確定。根 據任務

24、書和圖紙要求，本次產品尺寸均采用MT3級精度，未注采用MT5級精度。3. 3塑件的體積和質量本次設計中，塑件的質量和體積采用 3D測量，在UG軟件中，使用塑模部件 驗證功能，可以測得塑件的質量(ABS的密度為1.05 g/cm3)，即可以得出該塑 件制品的體積為192cm3，質量為201.6g。第4章 注射成型工藝方案及模具結構的分析和確定4. 1、注射成型工藝過程分析根據塑件的結構、材料及質量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產品質量，應對所用的設備和塑料作好以下 準備工作。（1）、成型前對原材料的預處理根據注射成型對物料的要求，檢驗物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測

25、試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標，對原材料進行適當的預熱干燥，PP材料吸水率極低，成型前一般不必進行干燥處理。如有需要，可在7080 C 下干燥24 h o（2）、料筒的清洗在初用某種塑料或某一注射機之前，或者在生產中需要改變產品、更換原 料、調換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注射機（主要是料筒）進 行清洗或拆換。柱塞式注射機料筒的清洗常比螺桿式注射機困難，因為柱塞式料筒內的存料量較大而不易對其轉動，清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式 通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。（3）、脫模劑的選用脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的

26、脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設計。在和產上 為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對PP材料，可選用硬脂酸鋅，因為此脫模劑除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。4. 2澆口種類的確定注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通 道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部分。澆注系統(tǒng)設 計的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、 澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設計恰當與否直接關系到制品能否完好 的成型。由于本設計中線輪外表面質量要求一般，頂面沒有外觀要求所以選用點澆 口。點澆口直接在端面處進。點澆口

27、主流道需要設置鉤針，分流道與產品相連，頂出產品包含流道連接 在一起。4. 3型腔數目的確定因為本設計中采用點澆口，塑件的尺寸較小，但需要做哈弗結構.為提高塑 件成功概率，并從經濟型的角度出發(fā)，節(jié)省生產成本和提高生產效率，采用一 模二腔，進行加工生產。4. 4注射機的選擇和校核由于采用一模一腔，需要至少注射量為 201.6g，流道水口廢料9.2g， 總注塑量達到210.8g，再根據工藝參數（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，表4-1注射機主要技術參數項目參數理論注射容積/cm3500螺桿直徑/mm60注射壓力/MPa140鎖模力/KN2000拉桿內間距/mm435X435移模行程/mm380最

28、大模具厚度/mm450最小模具厚度/mm200噴嘴球半徑/mmSR204.4.1 校核1）按最大注射量校核，即0.8Vg -Vj 0.8 500 -115.2，n1.481Vs192公式中，n為型腔數；Vg為注射機的最大注射量；V Vj同上公式中注釋。根據計算結構可以看出，符合要求。2）按額定鎖模力校核，即n F - PmAj = 2000 （0.4沢140）漢（0.35匯1.34） _263 -pmAs（140 0.4） 1.34.其中公式中：F為注射機的額定鎖模力；Pm為塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa），一般為注射壓力30%65%,這里取 40%。Aj為澆注系統(tǒng)在制品分型面上的投影面積，

29、一般取Aj =0.35Aj ；As為單個制品在分型面上的投影面積，這里As22%22 愛3As 二& D -d =- 132 20=- 17024 =13363.84 mm4.4.2工藝參數的校核1. 注射量校核實際注射量與模具型腔和流道最大容積比較，即實際注射量 V： V =Vs Vj =192+115.2=307.2cn?模具型腔和流道最大容積Vmax :3Vmax = ： V 二 0.85 500 = 425cm3公式中，為注射系數，數值取0.750.85,結晶形塑料可取0.75,無定形 塑料可取0.85,該塑件取0.85。V為指定規(guī)格與型號注射機的注射量容積，該設計中注射機的注射 量為

30、 500cm3。由計算結果看出，V VVmax，故符合要求。2. 最大注射壓力校核注射機壓力要大于塑件成型所需要的壓力。如表42所示，查得塑件材料ABS的注射壓力為7090MPa。表4-2 ABS的注塑參數注射成塑料 型機類型料筒溫度/oc模具溫度/oc注射 壓力/MPa成型時間/s注 射 時 間保 壓 時 間冷 卻 時 間成 型 時 間后段中段前段180210 20050703151540200230210709030303070密度3/g.cmABS 螺桿 1040式所選擇的壓力機的最大注射壓力為 Pmax=140MPa。經過比較，顯然比 ABS 的注射壓力大，故滿足要求。3. 鎖模力的校

31、核因為當高壓的塑料熔體充填模腔內時會沿鎖模方向產生一個很大的脹形力， 所以模具的鎖模力必須要比型腔內壓力大。 型腔壓力去30MPa，鎖模力外F，即F 二 kFm（n Aj ）=1.1 30 （1 1.34+0.35 1.34=59.70KN 公式中，F(xiàn)為注射機額定鎖模力 KN ;k為安全系數，取1.1;Pm塑料熔體在模具腔體的平均壓力；所選注射機的鎖模力為2000KN遠大于F,故符合要求。第5章注射模具結構設計5. 1分型面的設計將模具適當地分成兩個或幾個可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開 時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面 稱為分型面，它是決定模具結構的

32、重要因素，每個塑件的分型面可能只有一種 選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條 件。選擇分型面時，應從以下幾個方面考慮：1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處；2）使塑件在開模后留在動模上；3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀；4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；6）使塑件易于脫模。綜合考慮各種因素，并根據本模具制件的外觀特點，受用平面分型面，并 選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動模一側，圖5-1分型面的選擇5. 2型腔的布局型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關，型腔的排布應使每個型腔都通過 澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力

33、，以保證塑料熔體均勻地充滿每個 型腔,使各型腔的塑件內在質量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡 可能短，同時采用平衡流道。型腔布局由圖所示。由于本設計中塑件是上下兩 部分配合裝配使用，需要相同的注射工藝參數，以達到高的成功率，模具采用點澆口，并采用對稱式布局，以求達到良好的澆注質量。5. 3澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進料通道，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，本設計中采用普通點 澆口澆注系統(tǒng)。正確設計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質的塑料制品極為重要。5. 3. 1澆注系統(tǒng)組成普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個部分。1 主澆道 2 第一

34、分澆道 3 第二分澆道 4 第三分澆道 5 澆口 6型腔 7冷料穴5. 3. 2確定澆注系統(tǒng)的原則在設計澆注系統(tǒng)時應考慮下列有關因素：a）、塑料成型特性：設計澆注系統(tǒng)應適應所用塑料的成型特性的要求，以保證 塑件質量。b）、模具成型塑件的型腔數：設置澆注系統(tǒng)還應考慮到模具是一模二腔或一模 多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設計。c）、塑件大小及形狀：根據塑件大小，形狀壁厚，技術要求等因素，結合選擇 分型面同時考慮設置澆注系統(tǒng)的形式、進料口數量及位置，保證正常成型，還 應注意防止流料直接沖擊嵌件及細弱型芯受力不均以及應充分估計可能產生的 質量弊病和部位等問題，從而采取相應的措施或留有修整的余地。d）、塑件

35、外觀：設置澆注系統(tǒng)時應考慮到去除、修整進料口方便，同時不影響 塑件的外表美觀。e）、冷料：在注射間隔時間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑 件質量，故設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施。5. 3. 3主流道的設計流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部分開始，到分流道為止 的塑料熔體的流動通道。(1)、主流道n/ 12 、r b X圖5-4主流道襯套及其固定形式5. 3. 4分流道截面形狀分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，因為難加工、熱量損失大等各種原因，在實際生產中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。常用的幾種流道效率如圖5-5所示：P/2(H 辭效率 0

36、.250,251)0J5Z0.195/J d =D/4GAOODP/60.07 ID圖5-5流道截面形狀本設計選用梯形的分流道截面。如圖5-6所示;(2-3)圖5-6截面因為梯形斷面的這種分流道易于機械加工，且熱量損失和阻力損失均 不大，故它也是一種常用的形式。其斷面尺寸比例為；H=2/3W，X=3/4W或將斜邊與分模線的垂線呈5 10的斜角。分流道尺寸由塑料品種、塑件的大小及長度確定。對于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用下面經驗公式計算分流道的直徑，即：D =0. 2 6 5L=0.2654.195.844 30 =8.6mm公式中：D為分流道的直徑，mm；G 為塑件的質量，g

37、； m= :V =1.02 19 195.84 gL為分流道的長度，mm；分流道長度是主流道大端直徑的12.5倍， 這里取2.5倍，即L=2.5 12=30mm。另外，分流道的表面粗糙度 Ra 一般去 1.6呵就行，表面不必要求非常的光滑。5. 3. 5澆口的設計澆口又叫進料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個功能：一是對塑 料熔體流入型腔起著控制作用；另一個是當注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔 中尚未固化的塑料不會倒流。常向的澆口形式有直接澆口，側澆口， 點式澆口, 扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。澆口的位置選擇原則：澆口的位置與塑件的質量有直接影響。在確定澆口位置時，應考慮以下幾占：八、

38、1. 熔體在型腔內流動時，其動能損失最小。要做到這一點必須使1）流程（包括分支流程）為最短；2）每一股分流都能大致同時到達其最遠端；3）應先從壁厚較厚的部位進料；4）考慮各股分流的轉向越小越好。2. 有效地排出型腔內的氣體。根據澆口選用原則和為保證塑件表面質量及美觀效果，采用側澆口。 5. 3. 6冷料穴的設計主流道的末端需要設置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因為最先流 入的塑料因接觸溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流 入型腔會影響制品的質量，為防止這一問題必須在沒塑料流動方向在主流道末 端設置冷料穴以便將這部分冷料存留起來。冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上，其標稱

39、直徑與主流道直徑相同 或略大一些，這里取為5mm，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的 z形式有多種，這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配 用，開模時倒錐形的冷料穴通過內部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在 推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動模。如上圖（8）所示5. 4注射模成型零部件的設計模具閉合時用來填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構成模具型腔的零部 件稱成型零部件。一般包括凹模、凸模、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑 料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度， 因此成型零部件的設計是注射模具的重要部分。成型零部件在注射

40、成型過程中需要經常承受溫度壓力及塑料熔體對它們的 沖擊和摩擦作用，長期工作后晚發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設計其 結構形式，準確計算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強度、剛度和良好的 表面質量。5. 4. 1成型零部件結構設計成型零部件結構設計主要應在保證塑件質量要求的前提下，從便于加工、 裝配、使用、維修等角度加以考慮。1）、凹模的設計凹模也稱為型腔，是用來成型制品外形輪廓的模具零件，其結構與制品的 形狀、尺寸、使用要求、生產批量及模具的加工方法等有關，常用的結構形式 有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。本設計中采用整體式凹模，其特點是結構簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來

41、的制品表面不會有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型 零部件的數量，并縮小整個模具的外形結構尺寸。 不過模具加工起來比較困難, 要用到數控加工或電火花加工。圖5-7型腔3D圖2）、凸模的設計本設計中零件結構較為簡單，深度不大，但經過對塑件實體的仔細觀察研 究發(fā)現(xiàn)，塑件采用的是整體式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護， 型芯與動模板的配合可采用 H 7 /P6。圖5-8型芯3D圖5. 4. 2成型零部件工作尺寸的計算所用的材料ABS，收縮率S=0.4%0.7% 則= 0.55%-0.4%0.7%S 二2型腔徑向尺寸計算公式:Lm =(1 S)Ls (0.75).型芯徑向尺寸計算公式

42、：Im =(1 s)ls (0.75).：.型腔深度尺寸計算公式：H (1 s) Ho -2 .：。 3型芯高度尺寸計算公式： 2h =(1 s) ho -：-:.公式中，Lm 型腔徑向尺寸；lm型芯徑向尺寸；s平均收縮率；ls,Ls 塑件的基本尺寸;U塑件的公差值；: 模具成形零件的制造公差;H型腔深度最小基本尺寸；H0塑件的最大基本尺寸；h型芯高度的最大尺寸h塑件內形深度最小尺寸根據以上公式，代入塑件的尺寸：(LM1)o0.03 二(1 0.0055) 130-0.75 0.1003 = 130.64003(Lm2)0.03 二(1 0.0055) 60 0.75 0.1。0.03 =60

43、.26。0.03(g)： =(1 +0.0055)次 54+0.75x。.幕=54.52：(Im2)行.1 =(1 +0.0055) X 20+0.75X0.3, =20.3401H00.17 二(1 0.0055) 110 -2 0.100.17 =11O.5400.1732=(1 +0.0055)咒90 +咒0.3001 =90.70*03成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4，或取IT78級作為模具制造公差。在此取IT8級，型芯工作尺寸公差取IT7級。模具型腔的 小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負 值，中心距偏差為雙向對稱分布。5. 5排氣

44、結構設計排氣是注射模設計中不可忽視的一個問題。在注射成型中，若模具排氣不 良，型腔內的氣體受壓縮將產生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同 時氣體壓縮所產生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注 射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內部， 造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對注射模的排 氣系統(tǒng)要求就更為嚴格。在塑料熔體充模過程中，模腔內除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分 在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產生的低分子揮發(fā)性氣體， 塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學反應所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合 間隙排氣，在分

45、型面上開設排氣槽排氣，利用推桿運動間隙排氣等。由于本次設計中模具尺寸不大，本設計中采用間隙排氣的方式，而不另設 排氣槽，利用間隙排氣，以不產生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關。5. 6脫模機構的設計塑件從模具上取下以前還有一個從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑 件從成型零部件上脫出的機構稱為脫模機構。主要由推出零件，推出零件固定 板和推板，推出機構的導向和復位部件等組成。5. 6. 1脫模機構的選用原則(1) 使塑件脫模時不發(fā)生變形(略有彈性變形在一般情況下是允許的， 但不能形成永久變形)；(2) 推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；(3) 推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產生

46、隙裂；(4) 推桿的強度及剛性應足夠，在推出動作時不產生彈性變形；(5) 推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；5. 6. 2脫模機構類型的選擇推出機構按其推出動作的動力來源分為手動推出機構，機動推出機構，液 壓和氣動推出機構。根據推出零件的類別還可分為推桿推出機構、套管推出機 構、推板推出機構、推塊推出機構、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機 構等。本設計中采用推桿推出機構使塑料制件順利脫模。5. 6. 3推桿機構具體設計(1) 、推桿布置該塑件采用了 8支2mm勺雙節(jié)的直推桿和4支1.5MM雙節(jié)直推桿，這些推 桿均勻的分布在產品邊緣和頂面處，使制品所受的推出力均衡。(2) 、推桿的設計本設計中采

47、用臺肩形式的圓形截面推桿，設計時推桿的直徑根據不同的設 置部位選用不同的直徑。推桿端平面不應有軸向竄動。推桿與推桿孔配合一般 為H8/f8或H9/f9，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產生飛邊，ABS塑料的溢料間隙為0.02 0.04mm。5. 7注射模溫度調節(jié)系統(tǒng)在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質量和生產效率。由于各種塑 料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具 內的塑料粉體的溫度為200 C左右，熔體固化成為塑件后，從60 C左右的模具 中脫模、溫度的降低是依靠在模具內通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低 模溫(一般小于80 C )的塑料，如本設計中的聚

48、丙烯PP,僅需要設置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度。模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱 油和電阻絲加熱等。5. 7. 1溫度調節(jié)對塑件質量的影響注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產效率以及制品的 形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利 的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產率下 降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內應力和明 顯的熔接痕等缺陷。圖5-9模具冷卻水路圖5.7.2 冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則設計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當而有效率的冷卻。冷卻

49、孔道應使用 標準尺寸，以方便加工與組裝。設計冷卻系統(tǒng)時，模具設計者必須根據塑件的 壁厚與體積決定下列設計參數：冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的 種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質。(1)冷卻管路的位置與尺寸塑件壁厚應該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設置是在凸模塊與凹模塊內， 設在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應維持為冷卻孔道 直徑的12倍，冷卻孔道之間的間距應維持 35倍直徑。冷卻孔道直徑通常為 612 mm( 7/169/16英吋)，在此取 8mm。5. 8模架及標準件的選用5.8.1模架的選用1、確定模具

50、的基本類型注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結構分類所分 的典型結構如下：單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動成型零件的模、 側向分型抽芯注射模、定模帶有推出機構的注射模、自動卸螺紋的注射模、熱 流道注射模。2、模架的選擇根據對塑件的綜合分析，確定該模具是兩個分型面的模具，由 GB/T12556.1-12556.2-1990塑料注射模中小型模架可選擇FCI型的模架，其 基本結構如下：FCI型模具定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，又叫三板模，細水口模架，適合點澆口，細水口轉大水口式澆口， 采用斜導柱側抽芯的注射成形模具。由分型面分型面的選擇而選擇模具的導柱導套的安裝方式，

51、經過考慮分析，導柱導套選擇選正裝。根據所選擇的模架的基本型可以選出對應的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸 經過計算可以知道該模具是一模二腔的模具，而型腔之間的距離在20-30mm之間 把型腔排列成一模一腔可側得長為210mm寬為100mm模架的長L=210+復位桿的直徑+螺釘的直徑+型腔壁厚:350mm模架的寬W=100復位桿的直徑+型腔壁厚 300mm根據內模仁的尺寸，在計算完模架的長寬以后，還需要考慮其他螺絲導柱等零 件對模架尺寸的影響，在設計中避免干涉。在此設計中，由于有斜導柱側抽芯 機構，還需要考慮側抽芯對模具設計中模架外形尺寸的影響。所以就取B L=650X65啲模架，塑件的厚度為45

52、mn，塑件的全部膠位都留在定 模部分，該模具型腔結構簡單，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mmB板的厚度取180mm滿足強度要求，A板為200mm C板為220m（ C的選擇應考慮 推出機構的推出距離是否滿足推出的高度）。5.9側向抽芯機構類型選擇一般指的模具的行位機構，即凡是能夠獲得側向抽芯或側向分型以及 復位動作來拖出產品倒扣，低陷等位置的機構。下圖列出模具的常用行位結構。1. 從作用位置分為下模行位、上模行位、斜行位（斜頂）2. 從動力來分，為機動側向行位機構和液壓（氣壓）側向行位機構圖 5-11斜導柱側向抽芯機構設計計算利用成型的開模動作用，使斜撐梢與滑塊產生相對運動趨勢，使

53、滑塊沿開模方向及水平方向的兩種運動形式，使之脫離倒勾。如圖所示：1、側向分型與抽芯機構的類型（1）手動抽芯（2）液壓或氣動抽芯(3) 機動抽芯2、抽心距：S=H+(3-5)其中,S為抽芯機構需要行走的總距離，H為通過測量出來的產品抽芯距離(可以通過3D或2D進行實際測量)3-5MM為產品抽芯后的安全距離本設計中，抽芯距離較大小，需抽芯 25-30mm3、抽芯力：將塑料制品從包緊的側型芯上脫出時所需克服的阻力稱為抽芯力。抽芯力 F=PA(f *COS a +sin a)p-塑料制品收縮對型芯單位面積的正壓力，通常取812Mpa;A-塑料制品包緊型芯的側面積，f-磨擦系數，取0.10.2 -a脫模

54、斜度，一般就是幾度而已。F-單位為N5.9.1斜導柱抽芯機構(1) 斜導柱抽芯機構的結構及其設計1)斜導柱的設計A. 斜導柱的結構設計a、斜導柱的形狀，在此套模具中，我們采用標準的斜導柱形式，含有胚頭示?？梢灾苯淤徺I標準件。b、 斜導柱的材料：45鋼、T8、T10或者20鋼經滲碳處理，淬火硬度在 55HRC以上，表面粗糙度為 Ra0.8卩m-Ra1.6卩mc、 斜導柱與其固定的模板之間采用過渡配合H7/m6d、 斜導柱傾斜角的確定：通常a取1520。，一般不大于25B. 滑塊的設計滑塊設計的要點在于滑塊與側向型芯連接以及注射成型時制品尺寸的準確性和移動的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種。滑塊

55、材料常用45鋼或T8、T10等制造，要求硬度在HRC4C以上。C. 導滑槽設計a. 導滑槽與滑塊導滑部分采用間隙配合，一般采用H8/f8。b. 滑塊的滑動配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導滑槽內的長度不應小于導滑配合長度的2/3 ,c. 導滑槽材料通常用45鋼制造，調質至HRC 24 HRC32D. 滑塊定位裝置設計，由于我們采用的是后模行位的形式，根據生產的實際情 況，采用行位壓板的方式，主要作用為固定與導向作用。E. 楔緊塊設計楔緊角B應比斜導柱的傾斜角a大23。2）斜導柱抽芯機構的結構形式斜導柱和滑塊在模具上因安裝位置不同，組成了抽芯機構的不同結構形式。A. 斜導柱在定模上、滑塊在動模上的結構a、設