桌面筆筒注塑模具設(shè)計(jì)【一模兩腔-滑塊抽芯-帶三維圖】筆筒注塑模具設(shè)計(jì)說明書

目錄摘要 1ABSTRACT 20引言 41緒論 61.1塑料成型的基本原理 61.1.1熔融塑化 61.1.2流動(dòng)成型 81.1.3冷卻固化 81.2典型塑料成型工藝 81.2.1注射成型工藝 81.2.2擠出成型工藝 91.2.3中空成型工藝 101.2.4壓縮成型工藝 111.2.5真空成型工藝 111.3塑料成型模具發(fā)展趨勢(shì) 111.4課題研究背景 132塑件工藝性分析以及塑件材料分析 132.1塑件工藝性分析的內(nèi)容 132.1.1塑件的幾何形狀分析 142.1.2塑件的尺寸及公差分析 142.1.3塑件的表面分析 152.2塑件材料的性能與特點(diǎn) 152.3塑件體積及重量計(jì)算 162.4塑件結(jié)構(gòu)分析 173成型方案確定以及注塑模設(shè)計(jì) 193.1注塑機(jī)的選擇 193.1.1估算塑件體積、確定型腔數(shù)目 193.1.2初選注射機(jī) 193.1.3注射壓力校核 203.1.4開模行程校核 213.1.5推頂裝置校核 223.2成型方案確定 223.2.1分型面位置 223.2.2脫模方式 233.2.3澆注系統(tǒng)與排氣形式 233.2.4冷卻系統(tǒng)與加熱系統(tǒng) 243.2.5確定成型零部件的結(jié)構(gòu)形式 243.2.6確定模具總體結(jié)構(gòu) 243.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 253.3.1主流道尺寸 253.3.2澆口套設(shè)計(jì) 263.3.3分流道的設(shè)計(jì) 263.3.4澆口形式和尺寸 273.3.5冷料穴 293.4成型零件的工作尺寸計(jì)算 293.5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 313.5.1導(dǎo)向零件的作用 313.5.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 313.6脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 323.6.1脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 323.6.2脫模力的計(jì)算 333.6.3脫模機(jī)構(gòu)的形式 343.7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 353.7.1冷卻時(shí)間計(jì)算 363.7.2冷卻管道尺寸選擇 373.8模架及零件設(shè)計(jì)圖 384模具的三維造型以及模具動(dòng)作過程 394.1模具的三維造型 394.2模具動(dòng)作過程 405注塑工藝分析 416結(jié)論 49致謝 50參考文獻(xiàn) 50摘要塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)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(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。注塑模就是把熱固性或熱塑性的塑料制作成我們所需的零件的制造過程。原料通過被加熱的塑件加入，混合并且通過壓力注入模具填滿模腔，然后在模具中冷卻固化。本文通過對(duì)筆筒的設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)分析了注射模具分型面的選擇，澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說明。另外對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，主要是對(duì)注射機(jī)的相關(guān)重要參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，包括模具閉合厚度、模具安裝尺寸、模具開模行程、注射機(jī)的鎖模力等。關(guān)鍵詞：塑料，注塑模，模具設(shè)計(jì)ThePlasticMoldingDesignOfRadioShellABSTRACTPlasticindustryisoneofthefastestgrowingindustrialcategoriesintheworldtoday,andinjectionmoldisoneofthefastestgrowingspecies.Sotheresearchofplasticinjectionmoldinunderstandingtheproductionprocessandimproveproductqualityhasagreatsignificance.Injectionmoldingisthemanufacturingprocessofmaking??thermosetandthermoplasticplasticsintopartsthatourrequired.Materialisfedintoaheatedbarrel,mixed,andforcedintoamoldcavity.Finallycooledandcuredinamold.Thispaperbasedontheradioshelldesignintroducesthebasicprinciplesofinjectionmolding.Putforwardthebasicdesignprinciplesofinjectionmoldingproducts.Introducedtheinjectionmoldpartingsurfaceselectionandthedesignprocessofpouringsystem,temperatureregulatingsystem,steeringmechanismandejectiondevice.Andmade??aexplainfortherequirementsofmoldstrength.Inadditiontoverifythisdesign,Mainlyontheimportantparametersoftheinjectionmachine.Includingthethicknessofthemoldclosed,themoldmountingdimensions,moldopeningscheduleandclampingforceofinjectionmoldingmachineandsoon.Keywords:Plastic，InjectionMold，Molddesign筆筒的注塑工藝及模具設(shè)計(jì)0引言模具行業(yè)是現(xiàn)代制造產(chǎn)業(yè)的基石。一個(gè)國(guó)家的模具技術(shù)水平已成為衡量國(guó)家制造業(yè)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。隨著我國(guó)模具制造水平大幅度提高和模具制造結(jié)構(gòu)日趨成熟，中國(guó)將成為世界最大模具制造基地之一。縱觀我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展，尤其以塑料模具的發(fā)展最為迅猛。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。在我國(guó),塑料模具起步較晚，但發(fā)展很快,特別是最近幾年,無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大發(fā)展,取得了很大成績(jī)。按產(chǎn)值計(jì)算,目前我國(guó)塑料模具產(chǎn)值約占全部模具的1/3左右[1]。在整個(gè)塑料模具行業(yè)，注塑模具的應(yīng)用范圍尤其廣泛。注塑成型是一種重要的塑料成型加工方法，能生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精確的制品，生產(chǎn)周期短，自動(dòng)化程度高，易于與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合。塑料注塑制品廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、建材、醫(yī)療器械等產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)了這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2]。注塑成型時(shí)，塑料在型腔中的流動(dòng)和成型，與材料的性能、塑件的形狀尺寸、成型溫度、成型速度、成型壓力、成型時(shí)間、模腔表面情況和模具設(shè)計(jì)等一系列因素有關(guān)。因此，針對(duì)形狀復(fù)雜、質(zhì)量和精度要求較高的塑件，特別是新產(chǎn)品試制，對(duì)于一個(gè)具有豐富經(jīng)驗(yàn)的工藝和模具設(shè)計(jì)人員來講，也很難保證第一次設(shè)計(jì)出來的模具就能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。生產(chǎn)實(shí)際表明在試制過程中，常常需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修改模具，有時(shí)甚至還需要在總結(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。這樣勢(shì)必會(huì)使新產(chǎn)品的試制費(fèi)用加大，試制周期延長(zhǎng)，增加產(chǎn)品成本，影響產(chǎn)品的更新?lián)Q代。利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，進(jìn)行工藝和模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用，縮短工藝和模具設(shè)計(jì)周期。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：（1）根據(jù)塑件設(shè)計(jì)原則，建立收音機(jī)的三維實(shí)體模型。（2）確定注射成型工藝方案，建立注塑模的三維實(shí)體模型。（3）完成整套模具的三維裝配圖和兩維零件圖。本次設(shè)計(jì)的流程：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是通過收音機(jī)后蓋進(jìn)行分析來完成一副注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)流程如圖0.1所示：圖0.1總體設(shè)計(jì)流程示意圖本次設(shè)計(jì)是基于UG的基礎(chǔ)上進(jìn)行的模具設(shè)計(jì)。它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。UnigraphicsNX針對(duì)用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需求，提供了經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。通過本次設(shè)計(jì)我們能夠更好的掌握UG的使用，深入了解UG的操作，感受計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。1緒論1.1塑料成型的基本原理塑料的品種很多，成型加工的方法也很多，哪種塑料選用何種成型方法，需根據(jù)塑料的種類、制品的形狀、經(jīng)濟(jì)上的合理等條件來決定。但其操作原理無非是熔融、流動(dòng)、凝固這三個(gè)基本變化過程，即分為下述三個(gè)階段：第1階段：塑化階段—熔融塑化；第2階段：成型階段—流動(dòng)成型；第3階段：冷卻固化階段—凝固階段。1.1.1熔融塑化塑料在不同溫度下其主要成份高分子合成樹脂表現(xiàn)出三種力學(xué)聚集狀態(tài)，在溫度較低時(shí)，分子間的作用力很大，除少數(shù)分子鏈節(jié)有些活動(dòng)外，長(zhǎng)鏈分子的運(yùn)動(dòng)基本被凍結(jié)，整個(gè)聚集物處于一種剛性狀態(tài)，形變也很小，這時(shí)表現(xiàn)為玻璃態(tài)。當(dāng)溫度上升，分子熱運(yùn)動(dòng)增大，塑料體積膨脹，分子鏈段也開始活動(dòng)，并能產(chǎn)生位移，這時(shí)塑料呈現(xiàn)柔軟而富有彈性的物質(zhì)則稱高彈態(tài)。如果溫度繼續(xù)上升直到整個(gè)塑料大分子鏈都能移動(dòng)而開始塑性流動(dòng)，則稱為粘流態(tài)，見圖l.1[3]。從圖1.1可知：玻璃態(tài)是在Tx（脆化溫度）~Tg（玻璃態(tài)溫度）溫度范圍，集聚物在這狀態(tài)下很硬，但并不很脆，人們所生產(chǎn)的塑料制品就是呈現(xiàn)這種狀態(tài)。每種塑料的使用溫度范圍就要看Tx~Tg范圍大小，Tg越高，使用溫度也就高，Tx越低，耐低溫的性能越好，當(dāng)溫度低于Tx時(shí)，即使很小外力作用下，大分子鏈就會(huì)發(fā)生斷裂，所以這一溫度叫脆化溫度，所以Tx溫度以下，就沒有使用價(jià)值。Tg~Tf（粘流態(tài)溫度）溫度范圍是高彈態(tài)，就像人們了解的橡膠一樣，人們也利用此種溫度下塑料的高彈態(tài)而制得許多彈性塑料制品。Tf越高，粘流化溫度就越高，Tf~Td（分解溫度）溫度范圍就是塑料成型加工所需要的溫度范圍，在這溫度范圍內(nèi)，塑料呈粘流態(tài)，高于Td溫度，則高聚物分解，Tf~Td溫度范圍越寬，塑料加工越容易進(jìn)行。圖1.1高分子合成樹脂溫度變化曲線1.1.2流動(dòng)成型塑料成型，就是在壓力的作用下將粘流態(tài)的塑料在一定條件下的模具中流動(dòng)成型，注射成型時(shí)塑料是在加熱的料筒中使塑料成為粘流態(tài)，然后注入模具型腔，在壓縮成型時(shí)，塑料是加入熱模中受熱軟化成為粘流狀態(tài)并同時(shí)加壓流動(dòng)成型。1.1.3冷卻固化熱塑性塑料呈粘流態(tài)的情況下，注入模具型腔，然后進(jìn)行充分的冷卻使其由于溫度的下降，恢復(fù)到玻璃態(tài)，這樣才能從模具中取出制品，冷卻的方式和時(shí)間的長(zhǎng)短要根據(jù)塑料品種而異。結(jié)晶型塑料，冷卻速度的快慢會(huì)影響結(jié)晶的狀態(tài)，緩慢的冷卻可充分的進(jìn)行結(jié)晶，反之急速冷卻就不能充分的進(jìn)行結(jié)晶而固化。故晶粒小，結(jié)晶度低的塑料在加工過程中模具還要加熱，防止急速冷卻理由就在此。另外，制品的形狀各異，制品各部位的壁厚也不一致，再加上塑料又不是熱的良好導(dǎo)體，所以成型后的制品在模內(nèi)冷卻過程中。往往出現(xiàn)溫度差，使成型收縮率、內(nèi)應(yīng)力的大小各不相同，從而產(chǎn)生變形。熱固性塑料與熱塑性塑料不同，在模具中不是單純的物理變化、形態(tài)變化。其主要是化學(xué)變化，由線型分子交聯(lián)變成體型大分子的變化，也就是說在粘流態(tài)的情況下流動(dòng)成型的同時(shí)也在溫度、壓力、時(shí)間作用下交聯(lián)固化[9]。1.2典型塑料成型工藝1.2.1注射成型工藝塑料的注射成型又稱注塑成型。該方法采用注射成型機(jī)將粒狀的塑料連續(xù)輸入到注射成型機(jī)料筒中受熱并逐漸熔融，使其成黏性流動(dòng)狀態(tài)，由料筒中的螺桿或柱塞推至料筒端部。通過料筒端部的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)將熔體注入閉合的模具中，充滿后經(jīng)過保壓和冷卻，固化成型，然后開啟模具取出塑件。注塑成型主要用于熱塑性塑料，現(xiàn)在也用于熱固性塑料。注射成型的生產(chǎn)是周期性的。注射成型在塑料制件成型中占有很大的比例，世界上塑料成型模具產(chǎn)量中半數(shù)以上是注塑模具[3]。注射成型能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確高的塑料制品,且成型過程自動(dòng)化程度高,在塑料成型加工中有著廣泛的應(yīng)用。但隨著塑料制品的應(yīng)用日益廣泛,人們對(duì)塑料制品的精度、形狀、功能、成本等提出了更高的要求,傳統(tǒng)的注射成型工藝已難以適應(yīng)這種要求,主要表現(xiàn)在：①生產(chǎn)大面積結(jié)構(gòu)制件時(shí),高的熔體粘度需要高的注塑壓力,高的注塑壓力要求大的鎖模力,從而增加了機(jī)器和模具的費(fèi)用②生產(chǎn)厚壁制件時(shí),難以避免表面縮痕和內(nèi)部縮孔,塑料件尺寸精度差③加工纖維增強(qiáng)復(fù)合材料時(shí),缺乏對(duì)纖維取向的控制能力,基體中纖維分布隨機(jī),增強(qiáng)作用不能充分發(fā)揮。因而在傳統(tǒng)注射成型技術(shù)的基礎(chǔ)上,又發(fā)展了一些新的注射成型工藝,如氣體輔助注射、剪切控制取向注射、層狀注射、熔芯注射、低壓注射等,以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求[4]。1.2.2擠出成型工藝擠出成型,將物料加熱熔融成粘流態(tài),借助螺桿擠壓作用,推動(dòng)粘流態(tài)的物料,使其通過口模而成為截面與口模形狀相仿的連續(xù)體的一種成型方法[6]。擠出成型的產(chǎn)品主要有板材、棒材、管體、薄膜及其他異型產(chǎn)品,和注射成型法一樣是熱塑性塑料主要成型方法之一。按擠出過程中成型物料塑化方式的不同,擠出工藝可分為干法擠出和濕法擠出兩種。干法擠出是依靠電加熱將固體物料轉(zhuǎn)變成熔體,塑化和擠出可在同一設(shè)備上進(jìn)行,擠出塑性連續(xù)體的定型處理僅為簡(jiǎn)單的冷卻操作。濕法擠出需用有機(jī)溶劑將成型物料充分軟化后再塑化,因此塑化和擠出必須在兩個(gè)設(shè)備中各自獨(dú)立完成,擠出物的定型處理則依靠脫除溶劑的操作來完成[5]。擠出成型的優(yōu)點(diǎn)是可擠出各種形狀的制品,生產(chǎn)效率高,可自動(dòng)化、連續(xù)化生產(chǎn);缺點(diǎn)是熱固性塑料不能廣泛采用此法加工,制品尺寸容易產(chǎn)生偏差。生產(chǎn)的產(chǎn)品有管、棒、絲、薄膜、板、電線電纜的包覆材、異型材、中空制品等。擠出成型法的發(fā)展趨勢(shì)是加大螺桿直徑和增加螺桿速度實(shí)現(xiàn)大型化和高速化。近代的大型螺桿設(shè)計(jì)已應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)[5]。1.2.3中空成型工藝中空成型又稱中空吹塑或吹塑成型。吹塑是借助壓縮空氣的壓力使閉合在模具中熱的樹脂型坯吹脹為空心制品的一種方法,吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品兩種方法。用吹塑法可生產(chǎn)薄膜制品、各種瓶、桶、壺類容器及兒童玩具等。吹塑用的模具只有陰模凹模,與注塑成型相比,設(shè)備造價(jià)較低,適應(yīng)性較強(qiáng),可成型性能好如低應(yīng)力、可成型具有復(fù)雜起伏曲線形狀的制品[8]。不同吹塑方法,由于原料、加工要求、產(chǎn)量及其成本的差異,在加工不同產(chǎn)品中具有不同的優(yōu)勢(shì)。吹塑成型過程可分為四個(gè)階段：型坯形成階段、型坯下料階段、型壞預(yù)吹階段、型坯高壓吹階段。中空制品的吹塑包括三個(gè)主要方法:=1\*GB3①擠出吹塑主要用于未被支撐的型坯加工。=2\*GB3②注射吹塑主要用于由金屬型芯支撐的型坯加工。=3\*GB3③拉伸吹塑包括擠出-拉伸-吹塑、注射-拉伸-吹塑兩種方法,可加工雙軸取向的制品,極大地降低生產(chǎn)成本和改進(jìn)制品性能[8]。1.2.4壓縮成型工藝壓縮成型又稱壓制成型。該法把由上、下模組成的模具安裝在壓力機(jī)的上下模板之間，將塑料原料直接加在敞開的模具型腔內(nèi)，再將模具閉合，塑料粒料（或粉料、預(yù)制坯料）在受熱或受壓的作用下充滿閉合的模具型腔，固化定型后得到的塑料制件。此法主要用于熱固性塑料[3]。1.2.5真空成型工藝真空成型，是指依靠真空泵將模具與加熱的熱成型片（板）材之間抽成真空狀態(tài)，造成片（板）材上下產(chǎn)生壓差，從而使片材緊緊帖覆在模具表面成型的方法。真空成型可分為單陽(yáng)模（凸模）單陰模（凹模），無模等幾種形式。將玻纖織物或氈貼在陽(yáng)模上,再放上陰模閉合,抽真空排除玻纖的空氣,真空管上有一個(gè)觀察玻璃管及旋塞,成型時(shí)打開旋塞,樹脂開始緩慢地進(jìn)入模內(nèi),充分潤(rùn)濕玻纖,待樹脂充滿模腔后,關(guān)掉旋塞,任其在室溫固化或加熱固化,脫模后即得質(zhì)地均勻致密,而表面光潔的制品。主要用于外表面要求光潔的大型復(fù)雜制品及有隔板和嵌件的部件,如直升飛機(jī)的葉片等[5]。真空成型法的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，能加工大尺寸的薄壁塑料制件。1.3塑料成型模具發(fā)展趨勢(shì)隨著塑料成型加工機(jī)械和成型模具的迅速發(fā)展，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占比例越來越大。從模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)角度來看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可歸納為以下幾個(gè)方面：=1\*GB3①高效率、自動(dòng)化大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)，如高效冷卻以縮短成型周期;各種能可靠地自動(dòng)脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu);熱流道澆注系統(tǒng)注射出模具等。高速自動(dòng)化的塑料成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高生產(chǎn)效率，降低成本起了很大作用。=2\*GB3②大型、超小型及高精度由于模料應(yīng)用的擴(kuò)大，塑料制件已應(yīng)用到建筑、機(jī)械、電子、儀器、儀表等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工，熱處理變形小、導(dǎo)熱性能優(yōu)異的制模材料。=3\*GB3③標(biāo)準(zhǔn)化開展模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，使模板，導(dǎo)柱等通用零件標(biāo)準(zhǔn)化、商品化，以適應(yīng)大規(guī)模地成批生產(chǎn)塑料成型模具。=4\*GB3④智能化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)都可將計(jì)算機(jī)作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。塑件的設(shè)計(jì)包括塑件結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、表面、性能等方面的設(shè)計(jì)。塑件設(shè)計(jì)方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有:塑件CAD、塑料、輔料、輔件選擇的專家系統(tǒng)。1.4課題研究背景高分子材料是通過制造成各種制品來實(shí)現(xiàn)其使用價(jià)值的，因此從應(yīng)用角度來講，以對(duì)高分子材料賦予形狀為主要目的的成型加工技術(shù)有著重要的意義。高分子材料的主要成型方法有擠出成型、注射成型、吹塑成型、壓延成型等，其中注射成型因可以生產(chǎn)和制造較為復(fù)雜的制品，在高分子材料的成型中一直占有極其重要的位置[6]。在經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展后的今天模具設(shè)計(jì)仍然充滿著活力，這是因?yàn)樵谧⑺苌a(chǎn)過程中不斷地有新的問題發(fā)現(xiàn)，有許多實(shí)際的問題有待我們進(jìn)一步去解決。注塑模的設(shè)計(jì)過程是非常復(fù)雜的，每一個(gè)注塑件都有一套相應(yīng)的注塑模具，設(shè)計(jì)結(jié)果也會(huì)因模具條件和設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)而異。我相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，注塑模在不久的將來一定會(huì)隨著塑料的發(fā)展而在今后的生產(chǎn)中占到更大的比重[7]?，F(xiàn)代的模具設(shè)計(jì)已不再像以前那樣，只是通過單一的二維工程圖紙來抽象的描述整副模具的裝配情況和各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)。CAD／CAE／CAM等先進(jìn)技術(shù)也逐漸進(jìn)入了模具行業(yè)并受到了廣泛的應(yīng)用。2塑件工藝性分析以及塑件材料分析2.1塑件工藝性分析的內(nèi)容=1\*GB3①制品的幾何形狀=2\*GB3②制品的尺寸及公差=3\*GB3③制品的表面要求2.1.1塑件的幾何形狀分析該制件為筆筒，它的形狀基本規(guī)則，屬于不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度中等。收音機(jī)形狀見圖2.1。圖2.1筆筒2.1.2塑件的尺寸及公差分析塑件的基本尺寸見圖2.2。圖2.2塑件圖影響塑件尺寸精度的因素十分復(fù)雜，主要有模具制造的精度、模制時(shí)由于工藝條件的變化引起成型收縮率的波動(dòng)，同時(shí)由于磨損等因素會(huì)造成模具尺寸不斷變化，活動(dòng)配合間隙的變化以及模制件脫模斜度都會(huì)影響塑料制件的精度。塑件精度的確定應(yīng)該合理，在滿足使用要求前提下盡可能選用低精度等級(jí)。本制件根據(jù)材料的特性及成型制件的要求，公差等級(jí)選用MT3,未注公差尺寸等級(jí)選用MT5。2.1.3塑件的表面分析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(yīng)隨時(shí)予以維護(hù)。透明制品要求型腔和型芯的粗糙度相同。對(duì)于本設(shè)計(jì)中的制品，不透明制件應(yīng)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塑件材料的性能與特點(diǎn)本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是筆筒注射模具。首先它屬于殼類，經(jīng)測(cè)量屬于薄壁制件，整體結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，但是成型部分比較復(fù)雜，且是不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以需要對(duì)很多尺寸逐一進(jìn)行分析。筆筒除了保證美觀，在使用性能上也有一定的要求。因此材料選用PP。PP聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。甲基排列在分子主鏈的同一側(cè)稱等規(guī)聚丙烯，若甲基無秩序的排列在分子主鏈的兩側(cè)稱無規(guī)聚丙烯，當(dāng)甲基交替排列在分子主鏈的兩側(cè)稱間規(guī)聚丙烯。一般工業(yè)生產(chǎn)的聚丙烯樹脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)含量約為95%，其余為無規(guī)或間規(guī)聚丙烯。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化，故熔點(diǎn)可高達(dá)167℃。耐熱、耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。密度小，是最輕的通用塑料。缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性予以克服。共聚物型的PP材料有較低的熱變形溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度，PP的沖擊強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。PP的熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR）通常在1~100。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料，共聚型的抗沖強(qiáng)度比均聚型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.6~2.0%。2.3塑件體積及重量計(jì)算根據(jù)熱塑性塑料成型條件，PP的密度為0.90--"0.91g/cm3，。對(duì)塑件體積估算。數(shù)據(jù)如下：塑件平均壁厚：t=2mm塑件的體積：V=94cm3塑件重量：m=ρv=0.9×94=84.6g2.4塑件結(jié)構(gòu)分析基于上述塑件的性能材料以及體積和重量的計(jì)算，筆筒的幾何形狀尺寸根據(jù)塑件設(shè)計(jì)原則滿足使用要求和外觀要求。針對(duì)不同物理性能揚(yáng)長(zhǎng)避短。便于成型加工。盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。尺寸：工件長(zhǎng)85mm，寬85mm，高125mm，可采用注塑工藝進(jìn)行成型。精度：根據(jù)生產(chǎn)要求，外殼采用一般精度，一般精度下PP精度等級(jí)為MT3。脫模斜度：PP脫模斜度如表2.2所示。表2.2PP脫模斜度[27]材料名稱型腔型芯PP40′～1°20′35′～1°考慮到零件形狀的復(fù)雜性，型腔采用1°脫模斜度，型芯采用50′脫模斜度。校核壁厚以及其工藝合理性，具體的參數(shù)可參考塑件圖。最終的收音機(jī)外側(cè)三維造型如圖2.3所示，其內(nèi)側(cè)三維造型如圖2.4所示。圖2.3筆筒外側(cè)三維造型圖圖2.4筆筒內(nèi)側(cè)三維造型圖3成型方案確定以及注塑模設(shè)計(jì)3.1注塑機(jī)的選擇3.1.1估算塑件體積、確定型腔數(shù)目=1\*GB3①塑件體積Vz=94mm3=2\*GB3②確定型腔數(shù)目型腔數(shù)量的確定一般要考慮技術(shù)，生產(chǎn)管理等多方面的因素，一般從經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，訂貨量大時(shí)可選用大型機(jī)，多型腔模具。當(dāng)尺寸精度和重復(fù)性精度要求很高時(shí)，應(yīng)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(jiǎn)單的倍數(shù)比。因此，從塑件成本中所占的模具費(fèi)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(dāng)其中一個(gè)腔先損壞時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維修，影響生產(chǎn)。本次設(shè)計(jì)考慮制件的外形結(jié)構(gòu)與配合要求初選為一模兩腔。3.1.2初選注射機(jī)V=nVz+Vj≤80%Vg…………………(3.1)估算澆注系統(tǒng)凝料Vj≈Vz=94cm3Vz—單個(gè)注塑模成型件體積(cm3)Vj—單個(gè)澆注系統(tǒng)體積(cm3)通常情況，Vj=(0.8~1.2)×VzVg—注塑模成型件所需最大注射容量(cm3)V—注塑系統(tǒng)總體積(cm3)n—型腔數(shù)目Vg≥（nVz+V）/0.8=（2×94+6）/0.8=242.5cm3初選注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-125。注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)見表3.1。表3.1XS-ZY-125注射機(jī)參數(shù)[27]參數(shù)名稱數(shù)值螺桿直徑（mm）Φ42注射容量（cm3）525注射壓力（MPa）319鎖模力（KN）最大注射面積（cm2）1250320模具最大厚度（mm）600模具最小厚度（mm）200模板行程（mm）800噴嘴球半徑（mm）15噴嘴孔直徑（mm）43.1.3注射壓力校核第一項(xiàng)任務(wù)是校核所選注射機(jī)的公稱壓力P能否滿足塑件成型時(shí)所需的注射壓力。根據(jù)文獻(xiàn)[24]得注射壓力按公式（3.2）校核:………………………（3.2）查閱熱塑性塑料成型條件，得PP的注射壓力為80~110MPa。根據(jù)所選注塑機(jī)型號(hào)的參數(shù)，注射機(jī)的注射壓力為119MPa。所以119MPa70~100MPa；故注塑機(jī)注射壓力符合所需注射壓力。3.1.4開模行程校核開模行程的校核對(duì)于帶有液壓—機(jī)械式合模系統(tǒng)的注塑機(jī)，它們的開模行程均由連桿機(jī)構(gòu)的沖程或其他機(jī)構(gòu)的沖程確定，其最大值僅與沖程的調(diào)節(jié)量有關(guān)，不受模具厚度影響。在注塑機(jī)上使用單分型面注塑模，可用下面的方法校核模具所需的開模距離是否與注塑機(jī)的最大開模行程互相適應(yīng)，開模行程校核示意圖如圖4.1所示。圖3.1開模行程校核示意圖對(duì)于單分型面注射模，查閱文獻(xiàn)[24]，根據(jù)公式（3.3）進(jìn)行開模行程的校核：Smax≥H1+H2+（5~10）mm………………（3.3）H1—制品所用的脫模距離；H2—制品高度（包括與制品相連的澆注系統(tǒng)凝料）。S—注射機(jī)移動(dòng)板最大行程，mm；H—所需要開模行程，mm；通過對(duì)于模具結(jié)構(gòu)的分析和公式的計(jì)算可以得出：H=18+50+（5～10）=73～78mm；所以：300mm=SH=73～78mm；故注塑機(jī)開模行程符合所需開模行程。3.1.5推頂裝置校核設(shè)計(jì)模具時(shí)必須注意模內(nèi)的頂出脫模機(jī)構(gòu)與合模系統(tǒng)的推頂裝置相匹配。通常是根據(jù)合模系統(tǒng)推頂裝置的頂出形式、頂桿直徑、頂桿間距和頂出距離等，校核模具內(nèi)的頂桿或推桿配置位置是否合理，其長(zhǎng)度是否能達(dá)到使制品脫模的效果來確定[26]。本設(shè)計(jì)方案采用頂桿和推板頂出塑件，確保塑件不會(huì)因?yàn)榘o力過大，各部分頂出力不均勻而產(chǎn)生翹曲。具體方案與頂桿布置可參考模具總裝圖和頂桿固定板圖。3.2成型方案確定3.2.1分型面位置模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面通稱為分型面。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：=1\*GB3①便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。=2\*GB3②保證塑件的精度要求。=3\*GB3③滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。=4\*GB3④便于模具加工制造。=5\*GB3⑤對(duì)成型面積的影響。=6\*GB3⑥對(duì)排氣效果的影響。=7\*GB3⑦對(duì)側(cè)向抽芯的影響。=8\*GB3⑧分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。出于便于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)的考慮，分型面形式選取示意圖如圖3.2所示。圖3.2分型面形式選取示意圖3.2.2脫模方式塑件總體來說依然是一件薄壁件，本設(shè)計(jì)方案采用推桿和推板頂出塑件，確保塑件不會(huì)因?yàn)榘o力過大，各部分頂出力不均勻而產(chǎn)生翹曲。3.2.3澆注系統(tǒng)與排氣形式模具采用一模二腔形式，使側(cè)澆口澆口在零件內(nèi)表面進(jìn)料，型腔氣體的排除，除了利用頂出元件的配合間隙外，主要靠分型面，排氣槽也都設(shè)在分型面上。對(duì)于組合式的型腔或型芯可利用其拼合的縫隙排氣，其排氣形式，如圖3.3所示。圖3.3排氣形式示意圖3.2.4冷卻系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)為了滿足注射工藝對(duì)模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對(duì)模具的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)于熱塑性塑料的注塑模，就是設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)使模具冷卻，本次設(shè)計(jì)模具采用常用的設(shè)計(jì)方法，在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，利用循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水帶走模具的熱量，另外模具的加熱系統(tǒng)則是利用冷卻系統(tǒng)的冷卻水通道，調(diào)節(jié)水溫達(dá)到模具加熱的目的[27]。3.2.5確定成型零部件的結(jié)構(gòu)形式主要成型零件常用的結(jié)構(gòu)有以下幾種：整體式，整體嵌入式以及鑲拼組合式。整體式的優(yōu)點(diǎn)是極少的累積組裝誤差導(dǎo)致的高精度；鑲拼組合式的優(yōu)點(diǎn)在于加工要求低，便于更換損壞的零件。為了模具的制造與修模方便，本設(shè)計(jì)采取凹模嵌入定模版，凸模嵌入動(dòng)模板的安裝形式，既整體嵌入式。3.2.6確定模具總體結(jié)構(gòu)筆筒的結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜，但總體來說依然是一件薄壁件，所以所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)為單分型面的兩板式模具，并且動(dòng)模與定模采用的是整體嵌入式的結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖的圖紙頁(yè)。3.3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1主流道尺寸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(dòng)通道。在本次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)主流道位置垂直于分型面，為了便于流道凝料的脫出設(shè)計(jì)成具有2°～4°錐角的圓錐面內(nèi)壁有Ra=0.4μm以下的粗糙度，在內(nèi)壁研磨和拋光時(shí)應(yīng)注意拋光方向，不形成垂直于脫模方向的劃痕，否則會(huì)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(yīng)比噴嘴球頭半徑R1大1～2mm，主流道小端直徑d2應(yīng)比注塑機(jī)噴嘴口直徑d1約大0.5～1mm，常取φ4～8mm，其錐角不宜太大，一般取2°～6°。主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑r=1～3mm。噴嘴與主流道襯套接觸面尺寸關(guān)系見圖3.4。圖3.4噴嘴與主流道襯套接觸面尺寸關(guān)系示意圖(1)R2=R1+(1～2)=12+(1～2)=13～14mm(2)d2=d1+(0.5～1)=4+(0.5～1)=4.5～5mm(3)h=3～5mm，取5mm(4)α=2°～4°,取α=3°(5)r=1～3mm,取r=2mm3.3.2澆口套設(shè)計(jì)由于主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套。選用優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時(shí)，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(shè)計(jì)將主流道襯套的大圓盤設(shè)計(jì)成模具定位圈，在安裝模具時(shí)起定位作用。襯套用T8或T10鋼。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)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(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。澆口套尺寸取d=20mm。3.3.3分流道的設(shè)計(jì)在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體流動(dòng)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(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)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(gè)型腔。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(yīng)有小的表面積S。選擇圓形斷面分流道。（2）分流道的表面粗糙度分流道表面粗糙度，常取Ra＞0.63～1.6μm。以增大外層流動(dòng)阻力，避免熔體表面滑移，使中心層具有較高剪切速率。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(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm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(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。實(shí)際加工時(shí)，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(jī)，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。）3.3.4澆口形式和尺寸澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，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(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件性能和質(zhì)量的影響很大。模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：=1\*GB3①盡量縮短流動(dòng)距離。=2\*GB3②澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。=3\*GB3③必須盡量減少熔接痕。=4\*GB3④應(yīng)有利于型腔中氣體排出。=5\*GB3⑤考慮分子定向影響。=6\*GB3⑥避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。=7\*GB3⑦澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。=8\*GB3⑧注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。根據(jù)本塑件的特征，運(yùn)用Moldflow軟件進(jìn)行CAE分析。設(shè)置工藝參數(shù)如表3.2所示，分析結(jié)果如圖3.5所示。表3.2工藝參數(shù)模具溫度熔體溫度注射壓力保壓壓力80℃230℃80MPa60MPa圖3.5澆口位置分析圖由分析結(jié)果可知，澆口的最合適位置在塑件中心部位，為了不影響塑件的減少壓力，采用側(cè)澆口澆口。側(cè)澆口澆口與分流道中心線的夾角一般在30°～55°左右，常采用圓形截面。3.3.5冷料穴在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)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(jī)料筒以內(nèi)約10～25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)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穴。根據(jù)需要，不但在主流道末端，也可在各分流道轉(zhuǎn)向位置，甚至在塑件型腔末端設(shè)置冷料穴。冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上（也即塑料流動(dòng)的轉(zhuǎn)向處），其標(biāo)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1.5～2倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本模具中主流道和分流道是在一個(gè)豎直面上，因此將冷料穴的位置設(shè)在主流道末端延長(zhǎng)處。3.4成型零件的工作尺寸計(jì)算本次設(shè)計(jì)，采用公差帶法計(jì)算型芯型腔的尺寸。按公差帶方法計(jì)算模具成型零件尺寸，是用最大和最小成型收縮率Smax和Smin計(jì)算。其理論推導(dǎo)的過程較嚴(yán)密，計(jì)算中可保證塑件尺寸不超過公差。也給新模具的成型尺寸留有充分的修磨余地，便于修模并延長(zhǎng)了模具的使用壽命。而且，公差帶法中的校驗(yàn)原理同樣適用于平均收縮率的計(jì)算過程，是防止塑件尺寸超出公差的手段。塑件的材料為PP，其收縮率為0.4～0.7%。所以塑件的最大收縮率Smax=0.7%；塑料的最小收縮率Smin=0.4%；塑件的平均收縮率Scp==（0.7+0.7）/2=0.55%塑件采用MT3級(jí)精度（一般精度）型腔的徑向尺寸:LM=[LS(1+Scp)-3/4Δ]0+δz型腔高度尺寸:型芯徑向尺寸:型芯高度尺寸hm=[hs(1+Scp)+Δ]計(jì)算結(jié)果見表3.3。表3.3計(jì)算數(shù)據(jù)塑件尺寸（mm）模具尺寸（mm）120120.08+0.1957574.92+0.1651615.77+0.1051817.78+0.105115115.92-0.1457070.62-0.11515.515.68-0.05513.513.66-0.053.5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)塑料模閉合時(shí)為保證型腔形狀和尺寸精度的準(zhǔn)確性，應(yīng)按一定的方向和位置合模，所以必須設(shè)有導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，常見的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)是在模具型腔四周設(shè)2～4對(duì)互相配合的導(dǎo)柱和導(dǎo)套。3.5.1導(dǎo)向零件的作用（1）定位作用。為避免模具在裝配時(shí)因方向搞錯(cuò)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(dǎo)向作用。在動(dòng)模向定模閉合行進(jìn)中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)首先接觸，引導(dǎo)動(dòng)、定模沿準(zhǔn)確方向和位置閉合，避免凸模首先進(jìn)入型腔而發(fā)生損傷。為此，導(dǎo)柱必須比凸模端面高出6～8mm。（3）承受側(cè)壓的作用。高壓塑料熔體注入型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力。由于型腔側(cè)面不對(duì)稱或由于模具中心與分型面上成型壓力中心不一致，會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，均須由合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來承擔(dān)。但當(dāng)單向側(cè)壓力過大時(shí)，須增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)來承擔(dān)。（4）支撐型腔板或動(dòng)模推件板。3.5.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)=1\*GB2⑴導(dǎo)柱要求：①由導(dǎo)柱導(dǎo)套或?qū)蚩捉Y(jié)構(gòu)組成。②要求導(dǎo)柱比凸模高出6～8cm。③導(dǎo)柱端面成錐形或半球形。④導(dǎo)柱表面具有較好的耐磨性，芯部堅(jiān)韌而不易折斷。⑤與模板裝配過渡配合。⑥導(dǎo)柱與模板的連接方式。=2\*GB2⑵導(dǎo)套：直導(dǎo)套主要使用于厚模板中，可縮短模板的鏜孔深度，在浮動(dòng)模板中使用較多帶頭導(dǎo)套Ⅰ型是國(guó)外常用型式，可用在各種場(chǎng)合；Ⅰ型的作用與有肩導(dǎo)柱相同，其定位肩可對(duì)安裝在導(dǎo)套后面的模板進(jìn)行定位。#型還可用作推板導(dǎo)套與推板導(dǎo)柱相配合。導(dǎo)套要求：①導(dǎo)套前端有一定圓角。②導(dǎo)套硬度比導(dǎo)柱低。③導(dǎo)套與模板配合面的粗糙度合理。④導(dǎo)套與模板的連接固定方式合理。3.6脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.6.1脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則推出機(jī)構(gòu)或稱頂出、脫模機(jī)構(gòu)，作用是使塑件從模具上脫出。常用的有推桿、推管、推件板三種結(jié)構(gòu)形式。脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方向與模具的開模方向是一致的。脫模時(shí)塑件不變形，不損壞，頂件位置位于制件不明顯處。推出機(jī)構(gòu)總的設(shè)計(jì)要求為：（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能設(shè)置在動(dòng)模上，以便利用注射機(jī)驅(qū)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，當(dāng)塑件因形狀等關(guān)系不能保證留在動(dòng)模端時(shí)，則須采用強(qiáng)留措施，或在定模上設(shè)置推出機(jī)構(gòu)。（2）推出機(jī)構(gòu)須動(dòng)作可靠、運(yùn)動(dòng)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(zhì)量要求。因此，推桿應(yīng)設(shè)置在塑件承力較大的位置，如肋部、凸緣、殼體壁等處。（4）對(duì)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(yùn)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用H7/f6配合。3.6.2脫模力的計(jì)算塑件在冷卻時(shí)，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(duì)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(duì)型芯及型腔的粘附力、以及注射壓力、開模時(shí)間、脫模斜度等都有關(guān)系。對(duì)于不通孔殼形塑件脫模時(shí)，還須克服大氣壓力。但在計(jì)算和確定脫模力時(shí)，一般只考慮主要因素，進(jìn)行近似計(jì)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(jì)算的脫模力為初始脫模力。當(dāng)脫模開始時(shí)，阻力最大。脫模力中包括四個(gè)內(nèi)容：即塑件從模具上脫出的摩擦阻力、大氣壓力、塑件對(duì)鋼材的粘附力、脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)阻力。根據(jù)t/d=2.5/120=0.021<0.05，所以該制件屬于薄壁矩形件。對(duì)于薄壁矩形件F=8δ2ESLcosφ式中：F—脫模力，N；δ2—塑件平均壁厚，cmE—塑件彈性模量，N/cm2；S—塑件平均成型收縮率；L—包容凸模的長(zhǎng)度，cm；?—塑件與鋼的摩擦系數(shù)；μ—塑件的泊松比；k2—無量綱系數(shù)；φ—型芯的脫模斜度；A—型腔投影面積，cm2。查表得塑件脫模力計(jì)算參數(shù)：δ2=2.5；S=0.55%；L=15.5；φ?=0.21；E=2900；μ=0.394；k2=1.0035.代入得：F=2198N3.6.3脫模機(jī)構(gòu)的形式本塑件采用推板推出機(jī)構(gòu)。推板脫模機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)在塑件表面留下痕跡，另外塑件受力均勻，推出平穩(wěn)，且推出力大，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，適用于殼形塑件及表面要求高的塑件。推板厚度計(jì)算公式：t=0.54L03FEB[δ]式中L0——推件板長(zhǎng)度上兩推桿的最大距離；B——推件板寬度；t——推件板厚度；E——彈性模量；F——脫模力；[δ]——推件板中心的許用變形量。查表得：L0=340mm，B=290mm，E=2.1×105Mpa，[δ]=0.022～0.044,F=2198N。計(jì)算得：t=17.19mm3.7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對(duì)成型效率和制品質(zhì)量的影響很大。一般來說，在整個(gè)成型周期中模內(nèi)冷卻時(shí)間約占75%，因此提高冷卻效率、縮短冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)是要從這幾方面入手：=1\*GB3①要優(yōu)先考慮冷卻管道的位置，然后綜合處理脫模機(jī)構(gòu)零件布置和鑲塊結(jié)構(gòu)并保證型芯首先冷卻；=2\*GB3②要保證實(shí)現(xiàn)管道冷卻水的流速和流量，還要保證足夠的水壓；=3\*GB3③管道直徑一般取d=8～25mm;=4\*GB3④冷卻管道布置應(yīng)以均勻?yàn)榍疤幔妆谂c型腔壁的間距h=(1.5～3)d、孔壁之間間距b=(2.5～4)d;=5\*GB3⑤注塑模的澆注系統(tǒng)，若需加強(qiáng)冷卻，可利用較冷的進(jìn)水。=6\*GB3⑥溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)要盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、成本低廉。本設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，定模部分設(shè)計(jì)了1條U形水道，動(dòng)模部分設(shè)計(jì)了1條環(huán)U形水道，共2條水道。水道如圖3.6所示。圖3.6冷卻水道示意圖3.7.1冷卻時(shí)間計(jì)算在注射過程中，塑件的冷卻時(shí)間，通常是指塑料熔體從充滿模具型腔起到可以開模取出塑件時(shí)止的這一段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，這段冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射生產(chǎn)周期的80%。因?yàn)槲覀兯枰乃芗容^薄，故查閱文獻(xiàn)，按公式（3.6）進(jìn)行計(jì)算：………………（3.6）—塑料熱擴(kuò)散系數(shù)，mm2/s；PP的熱擴(kuò)散系數(shù)為0.0652mm2/s；—制品壁厚，mm；根據(jù)塑件尺寸，取平均壁厚為2.5mm；—塑料注射溫度，℃；PP材料的注射溫度定為230℃；Te—塑料的熱變形溫度，℃；查PP材料的性能表得熱變形溫度為90℃Tm—模具溫度，℃；根據(jù)PP材料的特性，模具溫度定為80℃計(jì)算過程：………………（3.6）3.7.2冷卻管道尺寸選擇塑件的內(nèi)部形狀比較復(fù)雜，但仍屬薄壁塑件，總體是一個(gè)包緊型芯側(cè)的塑件。綜合上述因素，為了能使塑件實(shí)現(xiàn)良好的冷卻效果，流道的直徑設(shè)計(jì)為8mm，入水孔或出水孔均為直徑10mm的標(biāo)準(zhǔn)流道口設(shè)計(jì)。3.8模架及零件設(shè)計(jì)圖(1)型腔型腔采用整體嵌入式的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)便于加工，且可節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材。常用于多腔模的塑件。型腔形狀，如圖3.7所示。圖3.7筆筒型腔(2)型芯為了節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材、減少切削加工量，型芯采用組合式結(jié)構(gòu)，將型腔及固定板分別采用不同材料制造和熱處理，然后采用軸肩固定。型芯形狀如圖3.8所示。圖3.8筆筒型芯4模具的三維造型以及模具動(dòng)作過程模具二維圖紙?jiān)O(shè)計(jì)以及繪制完成之后，為了生產(chǎn)模具，必須建立模具的三維造型，然后通過CAE技術(shù)安排合適的工序，將三維圖傳輸?shù)郊庸C(jī)床處，鉗工以及技工以二維圖作為參考，以三維圖作為準(zhǔn)則，進(jìn)行模具零部件的加工。4.1模具的三維造型運(yùn)用三維軟件UG，對(duì)所設(shè)計(jì)的注塑模進(jìn)行三維建模，模具設(shè)計(jì)如圖4.1所示。圖4.1模具設(shè)計(jì)示意圖4.2模具動(dòng)作過程如圖4.2所示為模具動(dòng)作過程：圖4.2模具動(dòng)作過程整副模具工作時(shí)的動(dòng)作過程如下：首先注塑機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)模部分，