畢業(yè)設(shè)計（論文）吊扇開關(guān)蓋殼注塑模具設(shè)計【含全套CAD設(shè)計圖紙】

1、1 緒論1.1 模具的影響力模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便，從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量

2、、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機(jī)構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本?，F(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計起著重要的作用。高效的全自動設(shè)備也只有裝上能自動化生產(chǎn)

3、的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。1.2 注射模介紹注塑模亦稱注射模。它是熱塑性塑料成型加工中常用的一種模具。注塑模由動模和定模兩部分組成。成型零件是構(gòu)成模具型腔部分的零件，包括內(nèi)模鑲件、型芯和側(cè)抽芯等。排氣系統(tǒng)是熔體填充時將型腔內(nèi)空氣排出模具以及開模時讓空氣及時進(jìn)入型腔，避免產(chǎn)生真空的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)件包括模架坯板、支承柱、限位件等。側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)包括：斜導(dǎo)柱、滑塊、斜滑塊、斜推桿、彎銷、t形扣、液壓缸及彈簧等零件。當(dāng)塑件的側(cè)向有凸凹孔等結(jié)構(gòu)時，在塑料被推出之前，必須先抽拔側(cè)向的型芯或鑲件，才能使塑件順

4、利脫模。澆注系統(tǒng)是模具中熔體進(jìn)入型腔之前的一條過渡通道，其作用是將熔融的塑料由注射機(jī)射嘴引向閉合的模腔。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻和加熱，大多數(shù)情況下都要冷卻。脫模系統(tǒng)是實現(xiàn)塑件安全無損壞地脫模的機(jī)構(gòu)。合理的模具結(jié)構(gòu)是提高塑料注射模壽命的基礎(chǔ)。不同結(jié)構(gòu)形式的注射模型腔和型芯，其強(qiáng)度、剛度以及易損壞部分的修理、更換方便與否是不同的。要科學(xué)地設(shè)計出結(jié)構(gòu)合理的注射模，首先要求塑料件的設(shè)計要合理。在滿足使用要求的前提下，塑料件的技術(shù)要求及其結(jié)構(gòu)必須符合模具制造的工藝性和可行性。通常一個成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等，時間的長短取決于塑件的大小、形狀和厚度、模具的結(jié)構(gòu)、注射機(jī)的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因

5、素。目前，注射成型工藝發(fā)展很快，除了熱塑性塑料注射成型以外，一些熱固性塑料也可以成功地用于注射成型，且具有效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點；低發(fā)泡塑料注射成型提供了緩沖、隔音、隔熱等優(yōu)良性能的塑料制件；雙色和多色注射成型提供了多種顏色、美觀實用的塑料商品。1.3 設(shè)計目的塑料件在各行各業(yè)及日常生活中使用越來越多，塑料模具的設(shè)計制造的社會需求日益增長，要求也越來越高，同時社會對具有三維cad設(shè)計能力的人才需求也日益增長。短接頭形狀不太復(fù)雜，通過此注射模設(shè)計，進(jìn)行模具設(shè)計、工藝設(shè)計的基本技能訓(xùn)練與培養(yǎng)，讓我基本掌握利用三維cad軟件進(jìn)行工程設(shè)計的方法，應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行工程設(shè)計的能力，適應(yīng)社會需求。2 塑

6、件的結(jié)構(gòu)工藝性分析2.1 塑件圖 圖2-1 塑件零件圖 產(chǎn)品名稱：吊扇開關(guān)蓋殼 產(chǎn)品材料：abs 產(chǎn)品數(shù)量：大批 技術(shù)要求：未注公差it142.2 塑件的工藝分析2.2.1 塑件的尺寸精度分析材料為abs，密度為1.05g/cm3，收縮率0.4%-0.7%取0.5%。abs是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性,丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。2.2.2 塑件表面質(zhì)量分析 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。表面質(zhì)量主要是取決于模具型腔表面粗糙度，經(jīng)過以上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制得較好

7、的情況下，零件的成型要求可以得到保證。該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為ra0.8，內(nèi)部為1.6。2.2.3 脫模斜度分析該塑件采用的塑料是abs，而abs的成型收縮率較小0.4%-0.7%，而且塑件不太復(fù)雜，所以應(yīng)取較合適的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致，這里脫模斜度取0.5。2.2.4 計算塑件的體積和質(zhì)量計算塑件的體積和質(zhì)量是為了選取合適的注塑機(jī)，提高設(shè)備利用率，確定模具型腔數(shù)。經(jīng)計算塑件體積為56.95cmabs的密度=1.05g/cm3。3 塑件的成型特性分析及成型工藝3.1 abs的結(jié)構(gòu)性能與主要用途 abs是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三

8、種單體的共聚物，價格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的工程塑料之一。abs無毒、無味，為呈微黃色或白色不透明粒料，成形的塑件有較好的光澤，密度為1.02-1.05g/cm。 abs是由于三種組分組成的，故它有三種組分的綜合力學(xué)性能，而每一組分又在其中起著固有的作用。丙烯腈使abs具有良好的表面硬度、耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性，丁二烯使abs 堅韌，苯乙烯使它有優(yōu)良的成形加工性和著色性能。 abs的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高，尺寸穩(wěn)定性較好，具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高連續(xù)工作溫度為45左右，熱變形溫度約為65左右。不透明，耐

9、氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。根據(jù)abs中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。 abs在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等，還可用夾層板制作小轎車車身，還可用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。abs易吸水，使成形塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。成型范圍及收縮率大、極易縮孔、凹痕、變形、方向性強(qiáng)；流動性極好，易于成型；熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計能充

10、分進(jìn)行冷卻回路，注意控制成型溫度。料溫低時方向性明顯，尤其是低溫、高壓時更明顯。聚丙烯形成的適宜模溫為80左右，不可低于50，否則會造成成型塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕等缺陷。溫度過高會產(chǎn)生翹曲和變形。無定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種穩(wěn)定成型方法及成型條件。吸濕性好。水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光擇地塑件應(yīng)要求長時間預(yù)熱干燥。流動性中等。溢邊料0.04mm左右。模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置，進(jìn)料方式。當(dāng)推出力過大或機(jī)械加工時塑件表面易呈現(xiàn)白色痕跡。3.2 塑件成型方法分析及成型工藝過程表3-1 常見成型方式對比塑料成型工藝

11、優(yōu)點缺點 注射成形成型周期短，能一次成形外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制件；對各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)；生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)設(shè)備及模具制造費用較高，不適合單間及批量較小的塑料制件的生產(chǎn)壓縮成形可采用普通液壓機(jī)，壓縮模結(jié)構(gòu)簡單（無澆注系統(tǒng)），生產(chǎn)過程較簡單，壓縮塑件內(nèi)部取向組織少、性能均勻，塑件成形收縮率小成型周期長，生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)操作多用于手工而不易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；塑件經(jīng)常帶有溢料飛邊，高度方向的尺寸精度難以控制；模具易磨損，因此使用壽命較短壓注成形制品性能均勻密實，質(zhì)量好。塑件的尺寸精度較高，特別是制件的高度尺寸精度較壓縮模制件高得多。成行周期較短，生產(chǎn)效

12、率高點壓成行比壓縮成形高；工藝條件比壓縮成形要求更嚴(yán)格，操作難度更大，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。容易使塑件產(chǎn)生取向應(yīng)力和各向異性 屬于大批生產(chǎn)，通過對上述成型方法的工藝特點比較，綜合考慮該塑件的成型方法選擇注射模塑成型。3.2.2 注射成型工藝過程 1注射前準(zhǔn)備：預(yù)熱、預(yù)壓、裝入料斗、預(yù)塑化和干燥。 （2）注塑過程：注塑機(jī)加料，后動模部分移動合模，注射劑通過澆口套向型腔注射塑料，保壓一段時間后，冷卻達(dá)到適宜溫度，通過頂出機(jī)構(gòu)將塑件由型芯上頂出，最后通過復(fù)位桿復(fù)位。 （3注射后處理：模具清理、塑件后處理。3.3.3 abs注塑成型工藝參數(shù)abs注射成型工藝參數(shù)如表3-2所示，試模時可根據(jù)實際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

13、表3-2 abs注射成型工藝參數(shù)預(yù)熱溫度8085c注射溫度2090c預(yù)熱時間23h高壓時間05s噴嘴溫度170180c冷卻時間2120s模具溫度5080c總周期5220s預(yù)熱溫度8085c注射溫度2090c預(yù)熱時間23h高壓時間05s噴嘴溫度170180c冷卻時間2120s模具溫度5080c總周期5220s預(yù)熱溫度8085c注射溫度2090c預(yù)熱時間23h高壓時間05s噴嘴溫度170180c冷卻時間2120s模具溫度5080c總周期5220s預(yù)熱溫度8085c注射溫度2090c預(yù)熱時間23h高壓時間05s4 注射機(jī)的選擇和注射有關(guān)參數(shù)的確定4.1 注射機(jī)注塑機(jī)通常由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳達(dá)

14、動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)等組成。是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。注塑成型是一個循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施壓注射-充模冷卻啟模取件。取出塑件后又再閉模，進(jìn)行下一個循環(huán)。注塑機(jī)操作項目包括控制鍵盤操作、電器控制系統(tǒng)操作和液壓系統(tǒng)操作三個方面。分別進(jìn)行注射過程動作、加料動作、注射壓力、注射速度、頂出型式的選擇，料筒各段溫度的監(jiān)控，注射壓力和背壓壓力的調(diào)節(jié)等。注塑機(jī)的工作原理：與打針用的注射器相似，它是借助螺桿或柱塞的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)即粘流態(tài)的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品

15、的工藝過程。一般螺桿式注塑機(jī)的成型工藝過程是：首先將粒狀或粉狀塑料加入機(jī)筒內(nèi)，并通過螺桿的旋轉(zhuǎn)和機(jī)筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài)，然后機(jī)器進(jìn)行合模和注射座前移，接著向注射缸通人壓力油，使螺桿向前推進(jìn)，從而以很高的壓力和較快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間和壓力保持又稱保壓、冷卻，使其固化成型，便可開模取出制品。注塑成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實現(xiàn)和保證成型制品質(zhì)量的前提，而為滿足成型的要求，注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時，由于注射壓力很高，相應(yīng)地在模腔中產(chǎn)生很高的壓力，因此必須有足夠大的合模力。由此可見，注射裝置和合模裝置是注塑機(jī)的關(guān)鍵部件。4.2 注射機(jī)的基

16、本參數(shù)如圖4-1，注射機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量、注射壓力、注射速率、塑化能力、鎖模力、合模的基本尺寸、開合模速度、空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是設(shè)計、制造、使用注射成型機(jī)的依據(jù)。圖4-1 注射機(jī)圖 1公稱注射量是指在對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。公稱注射量在一定程度上反映了注射機(jī)的加工能力，標(biāo)志著能成型的最大塑料制品，因而經(jīng)常被用來表征機(jī)器規(guī)格的參數(shù)。 2注射壓力是指注射螺桿或柱塞的端部作用在物料單位面積上的壓力。注射壓力是為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時的流動阻力，螺桿或柱塞對熔料必須施加足夠的壓力。注射壓力的大小與流動阻力、制品的形狀、塑料

17、的性能、塑化方式、塑化溫度、模具溫度及對制品精度要求等因素有關(guān)。注射壓力的大小要根據(jù)實際情況選用，如加工粘度低、流動性好的塑料，其注射壓力可選用3555mpa；加工中等粘度的塑料，形狀一般，但有一定的精度要求的制品，注射壓力可選100140mpa；對高粘度工程塑料的注射成型，其注射壓力大約選在140170mpa范圍內(nèi)。加工優(yōu)質(zhì)精密微型制品時，注射壓力可用到230250mpa以上。 （3注射時間注射速率、注射速度是指注射螺桿或柱塞往模腔內(nèi)注射最大容量的物料時所需要的最短時間。 4螺桿直徑和注射行程是指注射機(jī)的一次注射量由螺桿直徑d和注射行程s所決定，而s值與d值之間應(yīng)保持一定比例。 5塑化能力是

18、指單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應(yīng)與注射機(jī)的整個成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時間太長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之，則會加長成型周期。6注射功及注射功率是指機(jī)器在實際使用過程中，能否將一定量的熔料注滿模腔，主要取決于注射壓力和注射速度，即決定于充模時機(jī)器作功能力的大小。注射功及其注射功率即作為表示機(jī)器注射能力大小的一項指標(biāo)。7鎖模力合模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。在此力的作用下，模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。鎖模力同公稱注射量一樣，也在一定程度上反映出機(jī)器所能塑制制品的大小，是一個重要參數(shù)，所以有的國家采用最大鎖模力作為注射機(jī)的規(guī)格標(biāo)稱。 8合模裝置

19、的基本尺寸包括模板尺寸、拉桿空間、模板間最大開距、動模板的行程、模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器所加工制品使用的模具尺寸范圍，亦是衡量合模裝置好壞的參數(shù)。9開合模速度動模板移動速度是為使模具閉合時平穩(wěn)以及開模、頂出制品時不使制件損壞，要求模板慢行，但模板又不能在全行程中都慢速運行，這樣會降低生產(chǎn)率。因此，在每一個成型周期中，模板的運行速度是變化的：即在合模時從快到慢，開模時則由慢到快再慢。目前國產(chǎn)注射機(jī)的動模板移動速度，高速為1222米/分，低速為0.243米/分。隨著生產(chǎn)的高速化，動模板的移動速度，高速已達(dá)2535米/分， 有的甚至可達(dá)6090米/分。10空循環(huán)時間是在沒有塑化、

20、注射保壓、冷卻、取出制品等動作的情況下。完成一次動作循環(huán)所需要的時間秒。它由合模、注射座前進(jìn)和后退、開模以及動作間的切換時間所組成?？昭h(huán)時間是表征機(jī)器綜合性能的參數(shù)，它反映了注射機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的好壞、動作靈敏度、液壓系統(tǒng)以及電氣系統(tǒng)性能的優(yōu)劣如靈敏度、重復(fù)性、穩(wěn)定性等，也是衡量注射機(jī)生產(chǎn)能力的指標(biāo)之一。 根據(jù)注射機(jī)的基本參數(shù)，由塑件確定如何選用注射機(jī)。 4.3 初選注射機(jī)型號根據(jù)塑件所用塑料的類型、體積和重量、塑件的生產(chǎn)批量及產(chǎn)品的特點和設(shè)計要求。塑件采用abs材料，經(jīng)計算所得體積為56.95cm，同時設(shè)計為一模兩件，故本模具初選螺桿式注射機(jī)額定注射量最小的型號為xs-zy-125。注射量滿足塑

21、件一模兩件的設(shè)計，其注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)如表4-1所示。表4-1 xs-zy-125型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)名稱大小名稱大小注射量/cm3125最大開模行程/mm300螺桿直徑/mm42模具厚度/mm最大300注射壓力/mpa60100最小200注射行程/mm130噴嘴球徑/mmsr12注射時間/s2090噴嘴孔徑/mm3鎖模力/kn900鎖模方式液壓-機(jī)械5 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1 選擇型腔數(shù)目根據(jù)塑件精度及經(jīng)驗得，在模具中每增加一個型腔，塑件的尺寸精度就要降低4%。一般來說精度要求高的小塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔結(jié)構(gòu)，對于精度要求不高的小塑件沒有配合精度要求，形狀簡單又是大批量生產(chǎn)時，優(yōu)先采

22、用一模兩腔結(jié)構(gòu)。若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔數(shù)目的確定與注射機(jī)的公稱塑化量、注射機(jī)的最大注射量及注射機(jī)的鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外還應(yīng)考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量、設(shè)備及生產(chǎn)批量模型大小等因素的影響。而該塑件精度要求不高，為一般精度塑件，再依據(jù)塑件大小，采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。5.2 選擇分型面5.2.1 分型面及其基本形式 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： 1分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動模部分，由于

23、推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 2分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 3分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。 4分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點可以不必考。 綜上所述：根據(jù)本塑件的外形，可以看出分型面設(shè)計中開合位置應(yīng)盡可能不出現(xiàn)復(fù)雜外形，所以我選用在蓋殼邊角處作為分型面，在開模時平滑無阻礙，有利于取

24、出塑件和凝料，如圖5-1所示：圖5-1 分型面簡圖5.2.3 確定分型面分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。以有利于塑件脫模、保證塑件外觀不被破壞、尺寸精度滿足要求、有利于排氣以及模具加工方便等原則選取分型面，分型面。在圖5-1中所示，分型面確定，同時塑件的取出和分型位置不影響制件本身的質(zhì)量，如圖5-2，并未有阻礙直線開模的結(jié)構(gòu)。 圖5-2 塑件分型面位置5.3 確定型腔的布置方案型腔以對稱分布在模具的中間。這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和塑料同時充滿型腔，如圖5-3所示。在型腔的分布當(dāng)中，應(yīng)該盡量選用平衡分布，有利于注射機(jī)在注射塑料時能使塑料均勻的注射到型腔中，讓質(zhì)量得以保

25、證。而本次設(shè)計選用的一模兩件，在分布上采用等距型腔成型最為合理。圖5-3 一模兩件示意圖5.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)設(shè)計是注射模設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它的作用是平滑引進(jìn)熔體進(jìn)入型腔，在填充的壓力傳送到各個部位的空腔，以獲得尺寸穩(wěn)定性，外觀清晰，流暢和茂密的塑件表面。因此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計有直接關(guān)系的效率和注塑成型的塑料部件的質(zhì)量。5.4.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計的基本原則1了解塑料的成型性能。掌握塑料的流動特性以及溫度，剪切速率對粘度的影響，以設(shè)計出合適的澆注系統(tǒng)。2盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕。熔體流動時應(yīng)盡量減少分流的次數(shù)，有分流必然有匯合，熔體匯合之

26、處必然會產(chǎn)生熔接痕，尤其實在流程長，溫度低時，這對塑件強(qiáng)度的影響較大。3有利于型腔中氣體的排出。澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利的引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序的排出，避免充填過程中產(chǎn)生紊流或渦流，也避免因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。4防止型芯的變形和嵌件的位移。澆注系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)盡量避免塑料熔體直接沖擊細(xì)小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使細(xì)小型芯變形或嵌件位移。5流動距離比的校核。對于大型或薄壁塑料制件，塑料熔體有可能因其流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔。6模具成形塑件的型腔數(shù)，設(shè)計澆注系統(tǒng)時還應(yīng)該考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)需

27、按型腔布局設(shè)計。7塑件的大小及形狀。8根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面，同時考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、澆口數(shù)量及位置，保證正常成形，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯或型芯受力不勻，以及充分估計可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地。9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(zhì)量，故設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮儲存冷料的措施。10注射機(jī)安裝模板的大小。在塑件投影面積比較大時，設(shè)置澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮到注射機(jī)模板大小是否允許，并應(yīng)防止模具偏單邊開設(shè)澆口，造成注射時受力不勻。5.4.2 普通澆注系統(tǒng)的組成注射模的澆注系統(tǒng)均由主澆道、分澆

28、道、澆口及冷料穴四個部分組成。但不一定每個澆注系統(tǒng)都必須有這四部分。澆注系統(tǒng)可以分為普通流道和熱流道澆注系統(tǒng)。特殊澆注形式還可沒有流道，噴嘴直接伸入模具中，緊靠成型空腔，經(jīng)細(xì)小針孔直接射入成型模具腔中。注射模具的澆注系統(tǒng)通常是由注口、流道主流道和分流道、澆口對冷料井四部分組成。1主澆道：注口亦稱進(jìn)料口，是連接注射機(jī)機(jī)筒噴嘴和注射模的橋梁，是熔融物料進(jìn)入模腔最先經(jīng)過的地方。通常料口不直接開在定模上，而是制成單獨的注道套亦稱進(jìn)料嘴鑲在定模固定板上。 2分澆道：流道是指液壓系統(tǒng)中流體在元件內(nèi)流動的通路，包括主流道和分流道，其作用是在最小壓力損失條件下，將熔融物料自注口輸送至澆口，以便進(jìn)入模腔。常用的

29、流道斷面有圓形、半圓形、矩形和梯形四種形狀。一般說來，斷面為圓形時，因其表面積與體積之比最小為最佳。但實際上，由于機(jī)加工原因，多采用斷面為半圓形、梯形或矩形的流道。 3澆口：澆口是連接流道和型腔的部分，也是進(jìn)料系統(tǒng)的最后部分，它的作用是使從流道來的熔融物料迅速通過澆口充滿型腔，同時在型腔充滿物料后澆口迅速冷卻，防止型腔內(nèi)高壓熱料返回。澆口的類型很多，如寬澆口、窄澆口、扇形澆口、環(huán)形澆口、側(cè)澆口、爪形澆口、點繞口、耳形澆口、潛伏式澆口、盤形澆口等。可以看出，雖然澆口部分很小但十分重要，設(shè)計時要充分考慮制品形狀尺寸、模具結(jié)構(gòu)及工藝條件等因素。否則將會導(dǎo)致缺陷的產(chǎn)生，如缺料、發(fā)脆、分解、翹曲等均與澆

30、口設(shè)計直接相關(guān)。4冷料穴：一般設(shè)置在分型面的盡端或在流道的盡端。其作用是集存冷料，以防冷料堵塞流道或進(jìn)入型腔造成制件上的冷疤或冷斑。冷料產(chǎn)生的原因是噴嘴最前端熔融料溫度較低。注射模具澆注系統(tǒng)的作用，是使來自注射噴嘴的熔融物料迅速充滿全部型腔，并在充模過程中將壓力傳遞到型腔的各個部位以使制件均勻成型。5.4.3 主流道設(shè)計 主流道是一端與注射機(jī)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。主流道小端尺寸為3.54mm,一段主流道的設(shè)計，主流道圓錐角=26,內(nèi)壁粗糙度ra0.63m，主流道的大端呈圓角，半徑r=13mm,以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。主流道襯套與定模板采用h7/m6過渡配合

31、，與定位圈的配合采用h9/f9間隙配合。主流道襯套一般選用t8、t10制造，熱處理強(qiáng)度為5256hrc。主流道襯套的形式，主流道小端入口處與流向機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理。襯套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。襯套小端直徑的規(guī)格有12, 16、20等幾種。主要參數(shù)設(shè)計： 1塑件材料為abs，流動性好，故選擇主流道圓錐角為=26。 2主流道大端呈圓角，半徑r=13mm。 3由塑件材料為abs，塑件質(zhì)量為m=56.951.05=59.74g，選擇主流道直徑為d=3mm，d=6mm。 4澆口套與

32、注射機(jī)噴嘴由的接觸球面要求吻合，由于注射機(jī)噴嘴球面半徑sr是定值，由所選取的注射機(jī)決定，根據(jù)所選注射機(jī)，sr=20mm，一般取sr+0.5，為sr=20.5mm。斷面凹球面深度l2=3mm，球面與主流道孔應(yīng)以清角度連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫落。5定位環(huán)是模體與注射機(jī)的定位裝置，保證澆口套與注射機(jī)噴嘴對中定位，定位環(huán)的外徑應(yīng)與注射機(jī)的定位孔間隙配合，定位圈厚度取15mm。根據(jù)參數(shù)設(shè)計，如圖5-4澆口套結(jié)構(gòu)簡圖。 圖5-4 澆口套結(jié)構(gòu)簡圖5.4.4 分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和u形

33、等，圓形和正方形截面流道的比面積最小流道表面積于體積之比值稱為比表面積，塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及u形，如圖5-5。圖5-5 分流道截面圖分流道設(shè)計要點： 1在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。 2分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。對于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料穴。 3分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 4分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并

34、用圓弧過度。 分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。 分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。根據(jù)選擇原則設(shè)計分流道，分流道連接主流道，在設(shè)計中應(yīng)該根據(jù)型腔分布合理的將澆口與主澆道連接，同時需要根據(jù)塑料的材質(zhì)，設(shè)計到滿足的材料流通性和盡快的充塑。由于本次設(shè)計為一模兩件，根據(jù)型腔的簡單等距分布，分流道可以使用直流道使塑件注入型腔的距離相等。如圖5-6。圖5-6 分流道示意圖 由表5-1，因abs的推薦斷面直徑為4.59.5，部分塑件

35、常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級分流道對熱損失及流動提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時可隔斷注射壓力對型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時它的效果與s澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。 表5-1 斷面直徑推薦值塑件名稱或代號分流道直徑塑件名稱或代號分流道直徑abs、as4.8

36、-9.5pp4.8-9.5pom3.2-9.5pe1.6-9.5pc4.8-9.5ppo6.4-9.5pa1.6-9.5ps3.2-9.55.4.5 澆口設(shè)計澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.030.09，澆口的長度約為0.5mm2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口

37、尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇：1澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。2澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。3澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。4澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時

38、前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會很多。流程不長時應(yīng)盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產(chǎn)生。5澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。根據(jù)本次設(shè)計中塑件的特點，因點口在脫開時不會傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以達(dá)到的，考慮到側(cè)澆口簡單直接，避免模具過于復(fù)雜化，所以選

39、取用側(cè)澆口。塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖5-7的側(cè)澆口形式。從塑件的底側(cè)中部進(jìn)料，去除凝料時不會在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。圖5-7 側(cè)澆口形式根據(jù)選用側(cè)澆口，本次設(shè)計計算側(cè)澆口深度和寬度經(jīng)驗計算經(jīng)驗公式得h=1.8mm，w=0.79mm。 圖5-8 側(cè)澆口簡圖5.4.6 冷料穴的設(shè)計冷料穴又稱冷料井，是在塑料注射成型模具中用來儲存注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭,防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量,并使熔料能順利地充滿型腔的一個結(jié)構(gòu)。冷料井通常設(shè)置在主流道末端，當(dāng)分流道長度較長時，在末端也應(yīng)開設(shè)冷料井。冷料井是為貼存料流中的前鋒冷料而設(shè)置在主流道或分流道末端的冷料穴 此次設(shè)計采

40、用臥式注射機(jī)，冷料穴設(shè)計在主澆道的末端。且開在主澆道對面的動模板上，直徑稍大于主澆道大端直徑，便于冷料的進(jìn)入。冷料穴的形式不僅與主澆道的拉料桿有關(guān)還與主澆道中的凝料脫模形式有關(guān)。在冷料穴的設(shè)計中，對于制件并不是所有的多型腔注射模在分型面都要設(shè)計冷料穴，對于塑料性能和成型工藝控制較好，或塑件要求不高時，可不必設(shè)置冷料穴。本次設(shè)計中使用z拉料桿，冷料穴置于主澆道與拉料桿產(chǎn)生的接觸處，z型拉料桿牙角為60，冷料穴的設(shè)計根據(jù)拉料桿的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計深度為11mm。故冷料穴設(shè)計如圖5-8。 圖5-9 冷料穴簡圖6冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)設(shè)計6.1冷卻系統(tǒng)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，

41、其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O(shè)計的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運動。利用球頭形的拉料桿配合冷料井。為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料取d=6mm。結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)取兩條冷卻管道會造成模具溫度會分布不均，故這里取4條。根據(jù)對模具所需冷卻要求和塑件的厚度、材料、質(zhì)量等。由于塑件的厚度為3mm，選用材料為abs，故加熱溫度需要適宜的冷卻結(jié)構(gòu)。選用冷卻水道，通常分布于塑件成型較為接近處，因此在合

42、理模具結(jié)構(gòu)中，我將冷卻水道設(shè)計與型腔固定板中，能有效達(dá)到冷卻效果并且模具結(jié)構(gòu)不會遭到破壞。冷卻水道如圖6-1。圖6-1 冷卻水道簡圖6.2 排氣系統(tǒng)的排氣方式確定 模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能順利排出，則可能因充填時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑料局部炭化燒焦，或使塑料產(chǎn)生氣泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時，應(yīng)遵循以下原則： 1排氣口不能正對操作者，以防熔料噴發(fā)而發(fā)生工傷事故； 2最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出； 3最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便； 4開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部

43、位，如流道或冷料穴的終端； 5開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕； 6若型腔最后充滿部位不在分型而上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣； 7高速注射薄壁型制件時，排氣槽設(shè)在澆口附近，課使氣體連續(xù)派出。 若制作具有高深的型腔，那么在脫模時需要對模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因為制作表面與型心表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入排氣系統(tǒng)。7 成型零件的設(shè)計7.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中成型零件決定塑件的幾何形狀和尺寸，成型零件包括型芯、型腔、鑲塊、成形桿和成形環(huán)等。在進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，首先應(yīng)根據(jù)