繞線軸注塑模具

PAGEPAGEII題目繞線軸注塑模具摘要本設計為本科畢業(yè)設計，設計內(nèi)容是材料為ABS的繞線軸的注塑模具。本次設計首先對塑料制件的材料和結(jié)構(gòu)進行了工藝性分析，并選擇了合適的工藝方案。接著，進行了模具零部件的設計，包括模具總體方案設計、分型面和排氣槽的設計、澆注系統(tǒng)、型腔和成型零件的設計；另外，本設計中考慮到繞線軸的側(cè)凹，必須選擇合適的側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，在完成對斜導柱、連接塊等零件的設計后，還對相關(guān)的零件強度進行了校核。接著，本設計在設計脫模和推出機構(gòu)時，選擇了推管推出塑件的方案。在完成了以上模具零部件后，我還對模架的選用以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計進行了研究。并且，對注射機的型號進行了選擇及其相關(guān)參數(shù)進行了校核。最后，對模具的安裝調(diào)試做了簡單的介紹。本次設計我采用了邊查閱資料、邊計算、邊進行三維建模的三邊設計方法。這樣不但直觀觀察模具各個零件的動作，而且便于修改零部件尺寸。完成裝配體后，我由以上三維實體生成工程圖，并對其進行了修改。通過此次設計我不僅對注塑模具的完整設計有了較深的體會，而且對機械制圖、互換性與技術(shù)測量以及機械制造工藝的方面有了一定的加深。關(guān)鍵詞：繞線軸；ABS；注塑模具；側(cè)向分型；三維建模

AbstractThedesignworkwiththemainconcentrationonspoolmadeofABSplasticisforbachelorgraduationdesign.Ifirstlymakessampleanalysisonthematerialandthestructureofplasticpartintheattitudeofthemanufacturabilitytochoosetheproperprocessmethod.Then,Ibegintodesigninjectionmouldparts,whichincludesthedesignofthemainproposaloftheinjectionmould,designofpartingline,feedsystem,cavity,andthemoldingpart.Besides,thedesignworktakethesideconcaveofthespool,wehavetoselecttherightsidecoremechanism.Afterdesigningofpartslikeanglepin,Ihavecheckedthestrengthandthestiffnesstheparts.Then,Ichoosetheproposalofejectorsleeve.Afterfinishingthedesignworkofmouldparts,Imakeaanalysisonthechooseofinjectionmouldbaseandthetemperaturecontrolsystem.Besides,Ichoosethekindoftheinjectionmachineandchecktherelatingparameteroftheinjectionmachine.Lastly,Imakeasimpleintroductionoftheturnofinstallationandmanufacturingpolytechnicofthemainparts.Inmydesign,Isearchthereference,dothecalculatingworkandthe3-Dmodelingworkatthesametime.Inthisway,itcannotonlyhelpsmeexpressmyviewclearly,butalsomakeitconvenientformetomodifymywork.Afterfinishingtheassemblingwork,Iconvert3-Dmodeltothescheduledrawingsandmodifythemcarefully.Afterthedesign,Inotonlybecomemoreawareoftheprocessofmolddesign,butalsohaveadeeperunderstandingofmechanicaldrawing,machinerytechnologyandtoleranceandfitandtechnicalmeasurement.Keywords;spool;ABS;Injectionmold;Pullingside；3-Dmodeling

目錄1緒論 11.1設計題目 11.2設計課題目的和意義 21.3本課題難點 21.4注塑模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展 21.5本課題相關(guān)文獻綜述 3本章小結(jié) 32塑料制件分析和工藝方案選擇 52.1塑料制件分析 52.1.1材料分析 52.1.2塑件的結(jié)構(gòu)分析 62.1.3尺寸精度和表面質(zhì)量分析 92.2工藝方案分析 102.2.1注塑成型簡介 102.2.2注塑成型工藝內(nèi)容 10本章小結(jié) 113模具零部件的設計 123.1模具總體方案設計 123.2分型面及排氣槽設計 133.2.1分型面的設計 133.2.2排氣方案的設計 143.3澆注系統(tǒng)的設計 153.3.1主流道的設計 153.3.2校核主流道的剪切速率 173.3.3分流道的設計 173.3.4澆口的設計 183.3.5澆口位置的確定 203.3.6冷料穴和拉料桿的設計 213.4型腔及成型零件的設計 223.4.1型腔的數(shù)目 223.4.2凹模、凸模結(jié)構(gòu)設計 223.4.3成型零件鋼材的選擇 223.4.4成型零件的尺寸計算 223.4.5凸凹模尺寸校核 243.5側(cè)抽芯機構(gòu)的設計 263.5.1抽芯距與抽芯力的計算 263.5.2斜導柱的設計與計算 273.5.3斜導柱的形狀和材料 283.5.4連接塊的導滑鎖緊裝置 293.6脫模和推出機構(gòu)的設計 303.6.1推板導柱、導套設計要求： 303.6.2推管的設計 31本章小結(jié) 324模架的選用和溫度調(diào)節(jié)設計的設計 334.1模架類型選擇 334.2模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 344.2.1冷卻介質(zhì) 344.2.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算 344.2.3冷卻系統(tǒng)的簡單計算 34本章小結(jié) 355注射機的選擇及校核 375.1注射機的選用 375.2與注射機有關(guān)的工藝參數(shù)的校核 385.2.1最大注射量的校核 385.2.2鎖模力的校核 385.2.3注射壓力的校核 39本章小結(jié) 406模具的安裝調(diào)試 41結(jié)束語 42參考文獻 43致謝 44附錄 451緒論1.1設計題目塑件具體參數(shù)如下：塑件名稱：繞線軸塑件材料：ABS生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)圖1.1繞線軸零件圖設計步驟：（1）分析塑件的工藝性能，對制件進行三維造型。（2）選擇注射機型號，并確定注射機的主要技術(shù)參數(shù)。（3）參照模具設計標準，完成整個模具的結(jié)構(gòu)設計，包括確定模具的型腔數(shù)目及位置、澆注系統(tǒng)設計、脫模方式、冷卻系統(tǒng)設計、排氣系統(tǒng)設計等，給出完整的設計計算過程。（4）校核模具與注射機的有關(guān)尺寸。（5）畫出模具裝配圖及零件圖1.2設計課題目的和意義本次畢業(yè)設計的課題是繞線軸，材料為ABS的注塑模具。繞線軸作為典型的塑料制件，其形狀和尺寸有其特殊性，這也說明了做好這次設計需要很多大膽的構(gòu)思和嘗試。同時通過使用SolidWorks進行三維設計，可以把抽象的設計直觀的反映出來。這對于我們進行模具零部件的建模和設計有很大的幫助。當然，由于我采用的邊設計、邊計算、邊畫圖的“三邊原則”，發(fā)現(xiàn)問題就能很快的解決?？梢哉f認真的完成畢業(yè)設計不但能鍛煉我使用軟件的能力，更重要的是對設計的思路和方法的體會和把握。同時，畢業(yè)設計也是對之前學習的專業(yè)基礎知識的溫習。1.3本課題難點=1\*GB3①材料選用的為ABS，需要采用高注射壓力，高溫模具，這對模具型腔的強度和注射機鎖模力的校核有相關(guān)的要求。=2\*GB3②由于繞線軸外形尺寸比較大，且屬于薄壁制件，容易變形。所以設計澆注系統(tǒng)，尤其是澆口形式和位置時要考慮到這問題。=3\*GB3③由于模具溫度比較高，但是為了提高生產(chǎn)率，必須在保壓冷卻后使模具尤其是成型零件快速冷卻。所以必須設計適宜的冷卻水道。=4\*GB3④塑件有側(cè)凹，必須設計側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。又要考慮到塑件側(cè)凹尺寸比較大，側(cè)抽力比較大，所以要選擇合適的側(cè)抽芯機構(gòu)。=5\*GB3⑤塑件開模后，最后一步是使塑件脫模，由于塑件壁厚比較薄，為了減少對塑件的損傷，必須選擇合適的脫模機構(gòu)。1.4注塑模具的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展塑料工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速，幾年前塑料的年產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和，塑料制品在汽車、機電、儀表、航空航天等國家支柱產(chǎn)業(yè)及于人民日產(chǎn)生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注塑模具。模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)。沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。用模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具技術(shù)，特別是制造精密、復雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志之一。根據(jù)國際生產(chǎn)協(xié)會報告，在目前階段，工業(yè)品零件粗加工的75％、精加工的50％都是由模具成型完成的。目前，美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達國家模具工業(yè)的產(chǎn)值均已超過機床總產(chǎn)值。我國模具工業(yè)近幾年更是獲得了飛速的發(fā)展，尤其是塑料模具，在模具設計和制造水平上都有了長足的進步，通過近年來引進國際先進技術(shù)和加工設備，使塑料模具的制造水平比十年前前進了一大步。然而由于基礎薄弱、對引進技術(shù)的吸收、掌握，尚有一段距離，而且發(fā)展也十分不平衡，因而，我國塑料模具總體水平與世界先進技術(shù)尚有一定差距。我國在這十多年中注塑模具工業(yè)雖然取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。精密加工設備在模具加工設備中的比重還比較低，CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高，許多先進的模具技術(shù)應用還不夠廣泛特別在大型、精密、復雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求，需要大量從國外進口。建立產(chǎn)品設計階段的加工性析，提高模具設計制造水平，建立一套科學的模具注射工藝調(diào)試方法，引進設計實驗方法和模流分析到工藝調(diào)試，可以大大提高我國塑料制品質(zhì)量，延長模具壽命，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約投資，滿足人民日益增長的需求。1.5本課題相關(guān)文獻綜述通過在萬方數(shù)據(jù)庫和CNKI數(shù)據(jù)庫中檢索，我找到了三篇對我的設計有較大幫助的文獻，分別為：《線軸注塑模具設計》——賀斌、田福祥，其主要內(nèi)容為：針對線軸的工藝特點及在生產(chǎn)中存在的平面翹曲、壁厚不均等問題，給出了實用模具結(jié)構(gòu)。介紹了模具各系統(tǒng)及成型零件的設計，論述了模具的工作過程。模具結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，可實現(xiàn)塑件的全自動生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，且成型塑件質(zhì)量好。《基于UGNXV1.0線軸注射模三維設計》——王昌、白永軍，其主要介紹了UGNXV1．0零件建模模塊中的旋轉(zhuǎn)、拉伸、草圖、陣列、打孔、倒圓等實體特征和一些曲面特征，構(gòu)造出塑料線軸的三維數(shù)據(jù)模型，在此基礎上，逐步完成了線軸的注射模設計?！禔BS材料零件的注塑工藝和模具設計》——萬傳偉，其中對ABS材料與模具相關(guān)的工藝性分析對我的模具設計有借鑒意義。通過了解這些論文，我對這副模具需要考慮的問題有了一定的認識，同時也為我設計這副模具的結(jié)構(gòu)提供了很大的啟發(fā)作用。本章小結(jié)從介紹國內(nèi)外注塑模具的最新動態(tài)我引入了此次畢業(yè)設計的題目和設計要求。作為一名學習機械工程及自動化專業(yè)模具方向大四學生，我覺得通過認真完成畢業(yè)設計不僅是對以前學習的基礎課知識的綜合與應用，這是對我今后的學習和工作打下基礎；同時模具設計的過程充滿挑戰(zhàn)和樂趣。畢業(yè)設計要求我們學會解決問題，這不同于以前為考試而復習，其中會遇到很多沒有遇到過的問題。這要求我們不要畏難，要給自己制定計劃，把設計工作細化，各個擊破。同時，在培養(yǎng)自己獨立解決問題的同時，我也要多通過老師、書籍、網(wǎng)絡資源和同學們等途徑找到解決問題的方法。

2塑料制件分析和工藝方案選擇2.1塑料制件分析2.1.1材料分析本設計中塑件為繞線軸，其工作環(huán)境是在高速軸上快速繞線，所以其強度要求較高，選用通用ABS塑料。ABS樹脂是指由丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）組成的三元共聚物及其改性樹脂。它具有原料來源廣，價格較低，易于成型加工及沖擊性能優(yōu)良等優(yōu)點。ABS基本性能如表2-1所示。密度1.02～1.16g熔點130～160熱分解溫度＞260平衡吸水率0.3～0.8％耐磨性、自潤滑性和耐溶劑性良好拉伸強度38Mpa伸長率35%彎曲強度80Mpa缺口沖擊強度9.7，R121(KJ／m2)表2-1ABS材料特性圖2.1ABS塑料應力-應變曲線

ABS屬無定性聚合物,無明顯熔點,受熱260℃以上開始出現(xiàn)分解,通常ABS的成型溫度控制在250℃以下。ABS樹脂熔體粘度適中，其流動性比聚酰胺(PA)稍差，但比聚碳酸酯(PC)要好，且熔體的冷卻固化速度較快。提高料筒溫度和增高注射壓力都能使由于ABS樹脂含有氰基等強極性基團，所以吸水性較大。在加工前應對其進行預干燥，使其含水率降至0.1%以下。常用的干燥方法為循環(huán)鼓風干燥,也可采用烘箱干燥。ABS樹脂注射成型通常采用螺桿式注射機。螺桿類型以單頭、等距、漸變、全螺紋、帶止回環(huán)為宜，螺桿長徑比為20，壓縮比為2.0～2.5。噴嘴可選用通用式。ABS注射溫度應低些，以防止發(fā)生分解。對薄壁、長流程、小澆口的制品或耐熱，阻燃ABS注射壓力要高些；對厚壁、大澆口的制品則可低些。此外為了獲得內(nèi)應力較小的制品，保壓壓力不宜過高。ABS塑料的成型特性：=1\*GB3①流動性不好；=2\*GB3②制件性能穩(wěn)定；=3\*GB3③內(nèi)澆口處表面外觀不好，熔接痕顯著；=4\*GB3④升溫時制件精度高，因此就采用高注射壓力、高溫模具；設計ABS塑料模具應注意的事項:=1\*GB3①設計分流道、澆口時，要考慮其流動性不好這一特性。為了做得稍大一些，采用護耳澆口是適應的；=2\*GB3②因為熔接痕顯著，所以要考慮進料口位置；=3\*GB3③因為是高壓成型，所以脫模斜度要選2°以上；成型收縮率選0.5%以上。2.1.2塑件的結(jié)構(gòu)分析塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應性。在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品;另一方面,模具設計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點,為模具設計和制造提供依據(jù)塑件設計的基本原則：（1）考慮塑料的物理性能，加強度、剛性、韌性、彈性及吸水性，以及對應力的敏感性。（2）考慮塑料的成型工藝性，如流動性，收縮率等。（3）塑件的形狀應有利沖模流動、排氣、補縮，同時適應高效冷卻及硬化。（熱塑性塑料制品）或者快速受熱固化（熱固性塑料制品）。（4）塑件在成型后收縮情況及各向收縮率的差異。（5）模具的總體結(jié)構(gòu)，特別是抽芯與脫出制件的復雜程度。（6）模具零件的形狀及制造工藝。塑料線軸主要是用來纏繞各種不銹鋼絲，各種金屬絲線制品,以及各種塑料絲線制品。其適用范圍：=1\*ROMANI．用于光纖光纜、數(shù)據(jù)通信電纜的串聯(lián)線、對絞、成纜等生產(chǎn)過程中的收、放線；=2\*ROMANII．射頻電纜、電線電纜的高編機收線，高絞機收、放線，擠出機收、放線，纏繞機收、放線等；=3\*ROMANIII．同樣適合國內(nèi)外，引進生產(chǎn)線高速收線工序。圖2.1繞線軸三維實體繞線軸的結(jié)構(gòu)特點：=1\*CHINESENUM3一、加強筋加強筋的主要作用是在不增加壁厚的情況下，加強塑件的強度和剛度，避免塑件翹曲變形。參考【1】P42頁，得到加強筋的設計要求。加強筋不宜太厚。加強筋的厚度應小于塑件厚度，且加強筋與塑件連接處應采用圓弧過渡。加強筋斷面高度不應超過塑件高度，通常低于0.5mm。加強筋設計得矮一些，多一些為好。盡量采用高度較矮的加強筋代替孤立的高筋，兩筋的中心距應大于兩倍的壁厚。加強筋的設置方向應與受力方向一致，并盡可能與熔體流動方向一致。本塑件兩端面直徑有130mm，且為了增強塑件的強度，在兩端面都設置了許多加強筋。二、側(cè)凹中間繞線部分直徑為60mm三、脫模斜度脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定。塑料件內(nèi)孔以型芯小端為準，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀擴大方向標出；塑料件外形以型腔大端為準，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀減小方向標出。為了便于從模具行腔中取出塑件或塑件中抽出型芯，在塑件的相關(guān)部位要設計合理的脫模斜度，并且脫模斜度要去2°以上。四、孔塑料件上常用的孔由通孔、盲孔、自攻螺紋孔和形狀復雜的孔。這些孔不宜設計時常采用幾個凸起的支腳或凸邊作為支撐，凸起高度一般取0.3～0.5mm在設計模具是應考慮零件上的孔是否能夠一次性成型，如果不能一次性注射成型應考慮在完成注射加工后再采用其他加工方法將孔加工到要求尺寸。本零件可以一次直接成型。塑件上既有通孔又有盲孔，對于通孔，其成型方法有三種：一端固定（見圖2.2（a）），大小對接（見圖2.2（b）），一端固定另一端導向支撐（見圖2.2（c））（a）（b）（c）圖2.2孔的成型方法分析本塑件的特點，我采用的成型孔的方法為一端固定另一段導向支撐。五、壁厚塑件的壁厚對塑件質(zhì)量影響很大，參考【2】，壁厚應該滿足以下要求：壁厚要均勻，厚薄相差不能太大，一般不超過3倍，且厚薄連接處應采用適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)緩慢過渡。壁厚不能太薄。因為壁厚太薄不僅強度和剛度差、易變性，而且在成型時因流動阻力大，不易充滿，因此，應根據(jù)塑料的流動性來確定塑件的最小壁厚。壁厚不能太厚。因為壁厚太厚不僅會造成塑料浪費，產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕等缺陷，同時會由于冷卻慢，成型周期長，生產(chǎn)率降低，而且還可能削弱其強度。若塑件的強度不夠時，可采用設置加強筋的方法來提高其強度，這是塑件壁厚設計最常用的、最有效的方法。一般塑件壁厚（mm）為對于熱塑性小件δ=1～2大件δ=2.5～5.5對于熱固性小件δ=1.5～2.5大件δ=3～8本零件的壁厚為3mm，符合熱塑性塑料制品的最小壁厚，因此不需要對塑件壁厚進行修改六、圓角塑件除了使用要求采用的尖角之外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應盡可能采用圓弧過渡，因制件尖角處易產(chǎn)生應力集中，在受力或者受沖擊震動時會發(fā)生破裂，甚至在脫模過程中由于塑模內(nèi)應力而開裂。一般內(nèi)圓角取r=0.5δ，外圓角取R=1.5δ。特別需要注意的是，若分型面上的圓角阻礙塑件的脫模，則不能采用圓角，而應采用尖角。2.1.3尺寸精度和表面質(zhì)量分析塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件的尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，及所獲得塑件尺寸的準確度。影響塑件尺寸精度的主要因素=1\*GB3①塑料收縮率不定（有一定的變化范圍）=2\*GB3②模具制造誤差和磨損=3\*GB3③成型工藝條件變化（溫度、壓力、時間）=4\*GB3④存在脫模斜度=5\*GB3⑤時效考慮到制件是在高速軸上旋轉(zhuǎn)繞線所以對其尺寸精度和表面粗糙度要求較高。選擇一般精度等級，考慮到ABS材料，根據(jù)材料模塑件公差等級和選用，查【1】表3-2為MT3。塑件的表面粗糙度直接由模具的粗糙度決定。塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應越低。塑件的表面粗糙度Ra一般為0.2～0.8μm，而模具的表面粗糙度要比塑件低1～2級。一般情況下要求型腔比型芯精細，個別情況要求型腔和型芯表面粗糙度相同。模具在使用過程中，由于磨損而使表面粗糙度不斷增大，應隨時給予拋光復原，才能保證塑件表面質(zhì)量。2.2工藝方案分析2.2.1注塑成型簡介注塑成型又稱為注射成型或注射模塑，是熱塑性塑料制品成型的一種重要方法。除了極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料均可由此法成型塑件。注塑成型可成型各種形狀、滿足眾多要求的塑件。注塑成型已成功的應用于某些熱固性塑件，甚至橡膠制品的工業(yè)生產(chǎn)中。注射成型的過程是，將粒狀或粉狀塑料從注射機的料斗送入加熱的料筒，經(jīng)加熱塑化成熔融狀態(tài)，由螺桿（或柱塞）施壓而通過料筒端部的噴嘴注入低溫的、閉合的模具型腔中，經(jīng)冷卻硬化而保持型腔所賦予的形狀，開模取出塑件。由于注塑成型具有成型周期短，能一次成型形狀復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑件；對各種塑料均有良好的適應性，生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點，因而注射成型是一種技術(shù)經(jīng)濟先進的成型方法。從本塑件技術(shù)上沒有特殊的成型要求，所以采用注塑成型即可。2.2.2注塑成型工藝內(nèi)容完整的注射工藝過程，按其先后順序應包括：成型前的準備、注射過程、塑件的后處理等：（1）成型前的準備；成型前應對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進行檢驗，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標。由于ABS為吸濕性強的塑料，應根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進行適當?shù)念A熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進行適當?shù)念A熱，以避免收縮應力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注射過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注射過程如圖3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（T=T1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值P0。從時間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）塑件的后處理；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，塑件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導致制件內(nèi)產(chǎn)生相應的結(jié)晶、取向和收縮應力，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴重時會開裂。故有的塑件需要進行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應力，此外，退火還可以對制件進行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般控制在塑件使用溫度以上的10～20度，或塑料的熱變形溫度以下10～20度；調(diào)濕處理是將剛脫模的塑件放在熱水中，以隔絕空氣，防止對塑料制件的氧化，加快吸濕平衡速度的一種后處理方法。主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時）。本章小結(jié)本章對塑件的材料和結(jié)構(gòu)工藝性進行了全面的分析，同時對不同的結(jié)構(gòu)的成型方法進行了簡單的介紹。對塑件的分析是注塑模具設計的基礎，只有對塑件的結(jié)構(gòu)有了全面的了解，才能給方便、準確的設計出制造塑件的模具。并且我也對注塑成型的過程做了簡單的介紹。本章我使用了軟件對塑件進行建模，計算出它的體積和質(zhì)量，這為第4章注射機的選型和注塑模具的設計打下了基礎。

3模具零部件的設計3.1模具總體方案設計圖3.1模具裝配圖1水管接頭2模套3型芯4澆口套5水套6拉料桿7定模鑲塊8動模板9托板10定模座板11限位螺釘12左滑塊13斜導柱14拉桿16型芯17推管18型芯19型芯墊塊20復位桿壓套21復位桿22動模座板由于本塑件有側(cè)凹，我們需要使用側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，且側(cè)凹深度比較大，我們選擇了斜導柱和滑塊的組合來完成此功能。開模時，這部分必須先移開，塑件才能順利脫模。固定在定模板上的斜導柱利用開模驅(qū)動力驅(qū)動滑塊側(cè)向移動，直至滑塊上的側(cè)型芯與塑件完全脫離，完成側(cè)向抽芯動作為止。其位置由定位裝置確定。合模時，斜導柱使滑塊向內(nèi)移動復位復位后的滑塊由模套鎖緊。該模具利用錐形模套對滑塊進行鎖緊，牢固可靠，并使動、定模板之間具有較高的同軸度，連接塊15與滑塊12之間用螺釘連接，加工簡便。利用塑料制品的加強筋允許有較大的脫模斜度，而采用推管推出，簡化了結(jié)構(gòu)。冷卻系統(tǒng)布局較適宜，加之可以自動脫澆口，因而可以實現(xiàn)自動連續(xù)生產(chǎn)此外，還充分利用了內(nèi)部空間設置了一根復位桿，解決了外部不便設置復位桿的矛盾。本模具的工作原理：=1\*GB3①注塑成型后，由于成型時的脹型力使滑塊12和模套2之間具有加大的摩擦力，因此Ⅰ-Ⅰ面首先分型，點澆口被拉料桿6帶出定模鑲塊7.=2\*GB3②當拉桿14對模套2限位后，模具沿Ⅱ-Ⅱ面分型，托板9托住澆道凝料，使其脫離澆口套4和拉料桿6，并使其自動落下。=3\*GB3③當限位螺釘11起作用后，Ⅲ-Ⅲ面分型，此時斜導柱13撥動連接塊15，從而使滑塊完成抽芯。同時模套限制了型芯3的移動，從而使型芯3在此過程中從塑件中拔出。=4\*GB3④最后推管17將塑件推出。3.2分型面及排氣槽設計3.2.1分型面的設計分型面是動、定模的分界面，即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的位置關(guān)系到正常成型于脫模以及模具制造成本。因此，選擇分型面的原則是：=1\*GB3①分型面的位置應設在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔，這是分型面選擇的首要原則。=2\*GB3②有利于保證塑件的尺寸精度。若塑件有孔的同軸度要求、臺階間尺寸精度的要求，應使塑件相關(guān)的部分全部在分型面得同一側(cè)成型，以滿足精度要求。=3\*GB3③有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。塑件容易在分型面上產(chǎn)生飛邊，影響塑件的外觀質(zhì)量，因此，在光滑平整表面或圓弧曲面上盡量避免選擇分型面。=4\*GB3④考慮滿足塑件的使用要求。塑件在成型過程中，有一些難免的工藝缺陷，如脫模斜度、推桿界澆口痕跡等，選擇分型面時，應從使用角度避免這些缺陷影響塑件的功能。=5\*GB3⑤盡量減小塑件在分型面上的投影面積，以減少所需的合模力。=6\*GB3⑥有利于塑件脫模。盡可能將塑件留在動模一側(cè)，由于型芯16、18都在動模一側(cè)，依靠薄壁塑件對型芯足夠的包緊力，使塑件留在動模側(cè)，最后由推管推出。=7\*GB3⑦長型芯設置于開模方向。型芯10在開模方向，而滑塊12在側(cè)抽芯方向，達到減小抽芯距的目的。正如前所述，此模具的澆口形式和塑件的尺寸決定了模具采用三個分型面（參見圖3.1模具裝配圖）。其中：Ⅰ-Ⅰ是托板9和定模板8之間的面；Ⅱ-Ⅱ是動模座板10與托板9之間的面；Ⅲ-Ⅲ是連接桿15、滑塊12與模套2接觸的面。本模具分型的三維過程可以參考本說明書得附錄。3.2.2排氣方案的設計在塑料熔體向注射模型腔充滿的過程中，熔體取代了型腔中的氣體，在此過程中如果氣體不能及時的排除，將會引起注射壓力過大，熔體填充型腔困難。同時，部分氣體還會在壓力作用下滲入塑料中區(qū)，使塑料產(chǎn)生氣泡及組織疏松等缺陷，融合不良而引起強度下降。更有甚者，由于氣體受到壓縮，溫度急劇上升，進而引起周圍熔體燒灼，使塑件局部碳化和燒焦。因此在設計型腔結(jié)構(gòu)與澆注系統(tǒng)時，必須考慮排氣。排氣的方式有開設排氣槽和利用模具零件配合間隙自然排氣，所有排氣的手段都將在塑件上留下痕跡。圖3.2間隙排氣方式由于本模具屬于中小型模具，且型芯比較多，可以利用模具模具零件間的配合間隙自然排氣，即推管和型芯16、18之間的間隙，可不另設排氣槽。且此時間隙位于型腔最后充滿的位置。為了不產(chǎn)生溢料，再綜合考慮ABS的流動性不好，黏度適中的特點，間隙取0.05mm。3.3澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)是指在模具中，從注射機噴嘴進入模具處開始到型腔為止的塑料熔體流動通道，分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)。普通澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料井4部分組成。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)有序地填充到型腔中，并在塑料填充和凝固的過程中，把注射壓力充分傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清晰的塑件。澆注系統(tǒng)的設計合理與否對塑件的內(nèi)在性能質(zhì)量、尺寸精度、外觀質(zhì)量以及模具結(jié)構(gòu)、成型效率、塑料利用率等都有較大的影響。澆注系統(tǒng)的設計要遵循以下原則：=1\*Arabic1.適應塑料的成型工藝性能。考慮到ABS的流動性不好，應該使分流道和澆口做得大一些。2.結(jié)合型腔布局考慮。盡可能保證在同一時間內(nèi)塑料熔體充滿各個腔，為此，盡量采用平衡式布局，一般設置平衡式分流道；型腔布置和澆口開設部位力求沿模具軸線對稱。3．熱量和壓力損失要小。應該盡量縮短澆注系統(tǒng)的流程，特別是對于較大的模具型腔，增加斷面尺寸，盡量減少彎折，控制表面粗糙度。4．有利于型腔中氣體的排出。5．防止型芯變形和嵌件位移。應盡量避免塑料熔體直接沖擊細小型芯和嵌件，以防止熔體沖擊力是細小型芯變形，使嵌件位移。6．保證塑件外觀質(zhì)量。影視澆注系統(tǒng)凝料與塑件容易分離，澆口痕跡易于清除修整、無損塑件的美觀和使用，所以澆口應開設在隱蔽的位置。7.降低成本，提高生產(chǎn)效率。3.3.1主流道的設計主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始，到分流道位置的一段塑料熔體的流動通道。主流道一般位于模具中心線上，和注射機噴嘴中心線重合，是通體最先流經(jīng)模具的部分。主流道一般垂直于分型面。主流道工作時，與熱的注射機噴嘴接觸，并與一定溫度和壓力的塑料熔體反復接觸，冷熱接替，屬易損件，對材料要求較高，所以主流道設計成可拆卸更換的澆口套。采用碳素工具鋼（如T8A、T10A等）材料制造，熱處理淬火硬度為HRC53～57。為便于主流道凝料順利拔出和塑料熔提的順利流入。主流道通常設計成圓錐性，錐角為4°，表面粗糙度Ra≤0.8μm。澆口套內(nèi)壁拋光應該沿軸向，以利于凝料抽出。主流道尺寸直接影響塑料熔體的流動速度和沖模時間，設置塑料的內(nèi)在質(zhì)量，主流道與噴嘴接觸處一般做成凹球形，主流道凹球與噴嘴凸球應緊密貼合。主流道凹球半徑r1=噴嘴凸球半徑r(3.5mm）+0.5mm=4mm，凹球深度為5mm，流道小端直徑d1=噴嘴直徑d(7mm）+1mm=8mm，大端直徑d2=d1+2Ltan(α/2)，流道長度應盡可能短。圖3.3主流道（澆口套）澆口套是靠定位圈定位，用螺釘固定在定模座板中，澆口套和定位圈分別制造。澆口套和定模座板配合采用H7/m6的過渡配合，與定位圈采用H9/f9的間隙配合。定位圈與注射機固定模板的定位孔相配合，用于模具與注射機的安裝定位，定位圈外徑有注射機定位孔直徑確定。澆口套（定位圈）由M8的螺釘固定在定模座板上。圖3.4定位圈的結(jié)構(gòu)形式3.3.2校核主流道的剪切速率主流道的當量半徑R當=（D+d）/4=5.135mm由【3】表3-6查得本型號注射機的注射時間為1.6s所以主流道體積流量：q主=（V主+V塑）/t=（14.16+169.33）/1.6s=183.49/s所以主流道剪切速率：γ當=3.3q主/(πR當3)=1.42×103主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于最佳剪切速率5×103～5×103s-1之間，所以主流道的剪切速率校核合格。3.3.3分流道的設計分流道是主流道和澆口之間的塑料熔體流動通道，本模具采用的是一模一腔，但是由于塑件比較大，為了防止塑件縮癟、變形，我使用了3個澆口。同時也就有三個分流道，其作用是改變塑件熔體的流向和截面積，使塑件熔體以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地充滿型腔。為了便于接卸加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上。我采用的分流道截面形狀為圓形，因為在此模具中分型面多為平面，機械加工容易實現(xiàn)。相對于其他分流道截面如六角形、梯形等，圓形截面的比表面積最大，效率最高，熱量和壓力損失最少，且澆口可以開設在流道中心線上。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，制造費用逐漸降低，圓形截面形式的分流道應用將更為廣泛。3.5澆注系統(tǒng)的三維圖分流道的截面尺寸是根據(jù)塑件的成型體積、壁厚、形狀，所用塑料的工藝性能、注射速率及分流道長度等因素組成。根據(jù)圓形截面分流道直徑經(jīng)驗公式D=0.2654m4L式中：D—分流道的直徑，mm；m—塑件的質(zhì)量，172.45gL—分流道的長度，約為95mm。大多數(shù)塑料所用分流道的直徑在6～8mm之間?？紤]到ABS流動性不好，取分流道直徑為11mm。為了增加分流道與模具接觸的外層塑料的流道阻力，以使外層塑料較好地形成絕熱層，分流道內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6μm。分流道與澆口的連接處應加工成斜面，并用圓弧過渡，以利于塑料熔體的流動和填充。3.3.4澆口的設計澆口是連接分流道和型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外）,是塑料熔體進入型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部分，但卻是最關(guān)鍵的部分，澆口的位置、形狀和尺寸，對塑件的性能和質(zhì)量影響很大。常用的澆口形式有：1）直接澆口；2）側(cè)澆口；3）扇形澆口；4）平縫澆口；5）環(huán)形澆口；6）輪輻澆口；7）爪形澆口；8）點澆口；9）潛伏澆口；10）護耳澆口。根據(jù)澆口的特點，澆口可分為限制性和非限制性澆口。限制性澆口是指流道和型腔之間尺寸突然縮小的阻尼式澆口，其截面積很?。榉至鞯赖?%～9%），澆口長度很短（約為0.5～2mm），它對澆口的厚度及快速冷凝可以進行限制，所以稱為限制性澆口。圖3.6點澆口的形式限制性澆口的形式很多，本設計選擇了點澆口形式，它是一種截面尺寸很小的圓形澆口。點澆口的優(yōu)點有：開模時澆口可自動拉斷，有利于自動化操作；澆口殘留痕跡小，不影響塑件外觀；易取得澆注系統(tǒng)的平衡；澆口附近補料造成的應力小。且由于塑件投影面積大且容易變形，所以采用的三個均布點澆口（如圖3.7所示），以減少翹曲變形。圖3.7分流道和點澆口分布由于澆口很小，澆口能有效增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，導致熔體黏度下降，流動性增加，利于填充。澆口的尺寸參見【1】圖4-24（d）所示。尺寸參考相關(guān)推薦取值。

3.8點澆口尺寸塑料種類澆口形式直接澆口側(cè)澆口平縫澆口點澆口潛伏澆口環(huán)形澆口HPCV○○PE○○○PP○○○PC○○○PS○○○○橡膠改性苯乙烯○PA○○○○POM○○○○○○丙烯腈-苯乙烯○○○ABS○○○○○○丙烯酸脂○○表3.1常用塑料適應的澆口形式3.3.5澆口位置的確定澆口的開設位置對塑件的成型性能、成型質(zhì)量及模具結(jié)構(gòu)影響均很大。在選擇澆口位置時應遵循以下原則:=1\*GB2⑴避免熔體破裂的現(xiàn)象。為了克服上述缺陷，可采用兩種方法：一是加大澆口截面尺寸，使熔體流速降低到不發(fā)生噴射、不產(chǎn)生熔體破裂的程度；二是采用沖擊型澆口，這是最常用的方法。沖擊性澆口開設方位正對著型腔或粗大的型芯，塑料流沖擊在型腔壁或型芯上，從而改變流向、降低流速，均勻地充滿型腔。=2\*GB2⑵盡量縮短流動距離。=3\*GB2⑶減少熔接痕，增加熔接牢度。澆口位置和數(shù)量決定著熔接痕的數(shù)量及位置，一般來書，澆口數(shù)量越多，熔接痕越多。=4\*GB2⑷澆口位置應有利于沖模流動、補料和排氣。當塑件壁厚相差加大時，在避免噴射的情況下，應將澆口開設在截面最厚處。同時這樣也便于補縮，防止出現(xiàn)表面凹陷和鎖孔。塑件兩端有加強筋，可以是熔體順著加強筋的方向流動，便可改善熔體的填充條件。澆口的位置應防止料流將型芯擠歪。由于本模具中型芯較長，澆口的位置應該避免偏心進料，以防止型芯彎曲。3.3.6冷料穴和拉料桿的設計注射機噴嘴和冷的模具接觸降溫，致使噴嘴前段存有一段低溫料，如果這些“冷料”進入型腔，即會影響熔體填充速度，也會影響成型塑件的質(zhì)量，所以需要設置容納注射間隔所產(chǎn)生冷料的冷料穴。本模具中在主流道和分流道的末端的設置了冷料穴（參考圖3.4）在本模具中分流道中的凝料脫離定模鑲塊是靠分流道拉料桿的作用而實現(xiàn)的。主流道凝料則是隨著主流道凝料一起由托板托出，而不需要設置主流道拉料桿。但是由于本模具分流道較長，需要設置拉料桿，將分流道末端沿料流方向延長作為冷料穴以容納前鋒冷料，分流道拉料桿的具體結(jié)構(gòu)形式和尺寸參照【3】圖4-26和表4-17。圖3.9拉料桿3.4型腔及成型零件的設計3.4.1型腔的數(shù)目構(gòu)成模具型腔的所有零件統(tǒng)稱為成型零部件，通常包括：定模鑲塊5,滑塊9，型芯10、15、17和推管16。根據(jù)注射及的最大注塑量確定型腔數(shù)目：初選注塑機為SZ-400/1600，注塑機的最大注塑量為G=416g單個塑件的質(zhì)量為W1=172.72g，澆注系統(tǒng)凝料為W2=14.87g；則型腔數(shù)目n為n≤(0.8G-W1)/W2=1.84又考慮到模具要使用滑塊和斜導柱完成側(cè)抽芯，所以選擇一模一腔。3.4.2凹模、凸模結(jié)構(gòu)設計成型零件的結(jié)構(gòu)設計包括凹模結(jié)構(gòu)設計、凸模結(jié)構(gòu)設計等。凹模主要用來成型塑件的外表面，本模具采用組合式凹模，這樣的組合模具使復雜的型腔加工相對容易，并且將滑塊11和定模鑲塊4等成型零件，同時能利用推管和型芯之間的間隙排氣。凸模用于成型塑件的內(nèi)表面，又稱為型芯。本模具中型芯的數(shù)目比較多，其作用也有差異，所以我采用了成型桿組合式，將成型桿單獨制造，再嵌入模板中。3.4.3成型零件鋼材的選擇成型零件工作時承受著絕大部分的載荷，因此必須具備足夠的強度、剛度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時要考慮它的機械加工性能和拋光性能[10]。對于動模鑲塊和定模鑲塊，它們是主要部件，選用20CrMnTi。對于其他的一些輔助成型的成型銷，它們在工作時被塑料包裹著，需要散發(fā)大量的熱量，而且磨損也是比較嚴重的，因此也采用20CrMnTi。3.4.4成型零件的尺寸計算定模鑲塊5：外徑φ124，加強筋槽深度4.5，加強筋槽寬度1.5D1==125.16L1==4.43L2==1.42左、右滑塊：孔徑φ130，孔徑φ60，深度10，型腔深度90D1==130.09D2=59.91L1==9.95L2==90.15型芯10：孔徑φ23，外徑φ54，中心距20.25，深度尺寸15D1==D2==54.60Hm==20.23±0.04型芯15：外徑φ124，加強筋槽深度7，加強筋寬度1.5D1==125.16Hm==6.930型芯17：外徑φ20，凹模深度10D1==20.29H1==9.953.4.5凸凹模尺寸校核凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強及凹模深度有關(guān)，根據(jù)型腔的布置，模架初選500×500的標準模架，其側(cè)壁厚度按照下列剛度公式計算：s=r=65=80.17mm式中：s——圓形型腔壁厚厚度，mm；r——型腔半徑，可取塑件半徑，mmp——型腔壓力，MPaE——模具材料的彈性模量，MPa【δ】——型腔徑向允許的變形μ——模具材料的泊松比，（碳鋼μ=0.25）；【σ】——模具材料的許用應力，MPa側(cè)壁厚度按強度計算公式s=r=65=2.74mm由于型腔底板周邊未被模腳支撐而懸空，所以型腔底板厚度沒有校核的必要型腔墊板厚度（即支撐板的厚度）h=0.9kr=0.9×1.2×65×=58.24mm＜59.22mm式中：由于動模邊為型芯，所以k=1.0～1.2。圖3.10型腔壁厚3.5側(cè)抽芯機構(gòu)的設計由于本塑件在與模具開模方向垂直的方向上，有側(cè)凹，為了能對所成型的塑件進行脫模，必須將側(cè)凹的部分做成側(cè)抽芯，然后再模具開模之前將其抽出。斜導柱在固定在模套中，而滑塊有連接桿固定，從而和動模板保持相對靜止。本模具采用的是機動式分型抽芯機構(gòu)，注射機的開模運動和動力，通過傳動零件完成模具的側(cè)向分型、抽芯及其復位動作的機構(gòu)。這樣可以具有較大的抽芯力和抽芯距，且動作可靠、操作簡單，生產(chǎn)效率高。本模具的推管和滑塊在開模方向的投影沒有出現(xiàn)重合部位，所以不用考慮滑塊和推管干涉的問題。3.5.1抽芯距與抽芯力的計算側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的抽芯距，是指側(cè)型芯或側(cè)型腔從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置是，側(cè)型芯或側(cè)型腔在抽拔方向上所移動的距離。一般抽芯距取側(cè)孔或側(cè)凹的深度加上2～3mm的安全距離。S抽=S+(2～3)mm=R=57.67+（2～3）mm=60mm。式中：S抽——抽芯距，mmS——抽芯極限尺寸，mmR——塑件最大外形尺寸，mmr——塑件最小外形尺寸（側(cè)凹處），mm塑件在型腔中冷凝收縮時對型芯側(cè)壁產(chǎn)生包緊力，開始抽拔時所需的抽拔力稱為起始抽芯力，在計算時只用校核起始抽拔力即可【1】?；瑝K11的抽芯力F抽=lh=π(652-302)×8×(0.15×cos2°-sin2°)=9610.9N式中：l—型芯被塑件包緊部分的斷面形狀周長，mmh—成型部分的深度，mmp2—塑件對型芯單位面積的擠壓力，取8MPa；f2—摩擦系數(shù)，取0.15；α—脫模斜度，(°)3.5.2斜導柱的設計與計算型芯1的脫模力Q==4185.6N式中：E——塑料的彈性模量，MPaε——塑料成型平均收縮率，%μ——塑料的泊松比，L——塑件包容型芯的長度，mm，總長度約為兩倍塑件高度t——塑件的平均壁厚，mmφ——模具型芯的脫模斜度，（°）f——塑料與模具材料（型芯）的摩擦因數(shù)B——盲孔制件型芯在脫模方向上的投影面積，cm2，對于通孔制件B=0k1——隨λ和φ的變化而變化的無量綱數(shù)，查【1】表4-19k2——近似取考慮到加強筋的影響，脫模力增大20%，脫模力QHY’變?yōu)?022.7N校正后作用在斜導柱上的抽芯力為F抽’=F抽+QHY’=9610.2+5022.7×sin15°=10910.2NF彎=F抽/cosα=11295.0N斜導柱的傾斜角與斜導柱的有效工作長度、抽芯距之間的關(guān)系為L4=S抽/sinα當抽芯力F抽一定時，斜導柱所承受的彎曲力F彎隨著傾斜角α的減小而減小；當斜導柱的有效工作長度一定時，抽芯距S抽隨著α的減小而減小，這對側(cè)抽芯不利，所以兼顧斜導柱所受的彎曲力和抽芯距，生產(chǎn)中一般取α=15～20°。本模具中為了盡量減小斜導柱所受的彎曲力，取α=15°。根據(jù)公式L4=S抽/sinα=231.82mm3.5.3斜導柱的形狀和材料斜導柱形狀多數(shù)為圓柱形，這種形狀加工方便，裝配容易，所以本模具也采用了這種形式。斜導柱的端部做成半球形。本模具中斜導柱材料選擇20鋼，滲碳處理。為了增強斜導柱的強度和耐磨性，應對其表面進行淬火處理，淬火硬度達55HRC，表面粗糙度Ra=1.6μm。斜導柱工作段得最小直徑為d===58.24mm，圓整為60mm。圖3.11斜導柱的尺寸斜導柱的長度和最小開模行程的計算斜導柱的長度由五個部分組成，具體有斜導柱的直徑、傾斜角、抽芯距以及模套厚度決定。L總=L1+L2+L3+L4+L5==385mm在本模具中，開模方向和滑塊抽拔方向相垂直，此時完成抽芯距S抽模具所需的最小開模行程Hc為Hc=S抽cotα=60×cot15°=223.92mm斜導柱孔位置的確定圖3.12斜導柱的定位與固定在連接桿頂面長度一半處取B點，通過B做傾斜角為α的點化線與模套頂面相交于A，取A點到模具型腔中心線距離并圓整為整數(shù)157mm，即為孔心距尺寸a。其他的尺寸可由【1】表4-23可得。斜導柱的安裝配合斜導柱其固定段與模套之間吃用H7/m6過渡配合，因為斜導柱在開、合模過程中主要驅(qū)動連接桿進而帶到滑塊作往復運動，從而保證了滑塊運動的平穩(wěn)性。同時了運動靈活，斜導柱和連接桿導柱孔之間留有0.5mm的間隙。3.5.4連接塊的導滑鎖緊裝置在抽芯過程中，連接桿與導滑槽必須很好的配合，是連接桿運動平穩(wěn)有一定精度，這樣才能保證滑塊可靠的抽出和復位，本模具采用的T形槽，導滑槽的尺寸和導滑距離參考了【1】、【3】設計。在注射成型過程中，側(cè)型芯在抽芯方向受到型腔內(nèi)熔融塑料強大的推力作用，可能是滑塊產(chǎn)生位移，影響塑件側(cè)凹尺寸的精度，同時這個力會通過連接桿傳給斜導柱，致使斜導柱產(chǎn)生彎曲變形，甚至斷裂。在本模具中脹模力比較大，所以考慮利用模套鎖緊，以便在模具合模后鎖緊滑塊，代替斜導柱承受來自滑塊的推力。并且模套楔角α’=斜導柱的傾斜角α+2°=17°。這樣在第三次分型時，模套就能和滑塊及時脫開。3.6脫模和推出機構(gòu)的設計3.6.1推板導柱、導套設計要求：圖3.13推板導柱和導套導柱沿長度方向分為固定段和導向段，導柱按這兩個名義尺寸相不相同，分為有肩導柱和帶頭導柱。小型模具和生產(chǎn)批量小的模具多采用帶頭導柱，小批量生產(chǎn)也可不設置導套，導柱直接與模板的導向孔配合，生產(chǎn)批量大是，應設置導套。大、中型模具和生產(chǎn)批量大的模具多采用有肩導柱。所以本模具的推板采用有肩導柱。導柱的設計應滿足以下幾點要求：導向段與導套件采用間隙配合H7/f6，固定段與模板間采用過渡配合H7/k6或H7/m6。導向段表面粗糙度Ra為0.8μm。導柱應具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的型芯，多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理，表面硬度為55～60HRC；或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火或表面淬火處理，表面硬度為50～55HRC。對一個分型面而言，導柱數(shù)量可采用2～4根，大中型模具為4根最為常見，小型模具可采用2根。本模具推板采用4根導柱。導套和導向孔的設計：圖3.14推板導套導向孔直接開設在動模板上，加工簡單，但模板一般未淬火，耐磨性差，所以導向孔適用于生產(chǎn)批量小，精度要求不高的模具。大多數(shù)的導向孔都鑲有導套，導套不但可以淬硬以提高壽命，而且在磨損后方便更換。導套國家標準有直導套和帶頭導套。導套的設計要點：=1\*GB3①為了便于導柱進入導套和導套壓入模板，在導套端面內(nèi)外應倒圓角。導向孔前段也應倒圓角，最好做成通孔，以便排出空氣及意外落入的塑料廢屑=2\*GB3②導套與模板為較緊的過渡配合，帶頭導套用H7/k6。帶頭導套因有凸肩，軸向固定容易。=3\*GB3③導套可用與導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，但其硬度一般稍低于導柱，以減少磨損，防止導柱拉毛。導套固定段和導向段的表面粗糙度Ra一般均為0.8μm。推板導柱和導套的配合本模具中支撐板中的導柱固定孔和推板、推板固定板中的導套固定孔的尺寸一致，便于配合加工，易于保證同心度。3.6.2推管的設計開模后塑件在推出機構(gòu)的作用下，通過一次推出動作將塑件脫卸出模具的機構(gòu)成為簡單脫模機構(gòu)。它是最簡單的脫模機構(gòu)，有推桿脫模、推管脫模、推板脫模、多元件聯(lián)合脫模和氣動脫模等形式。圖3.15推管的工作原理圖推管又稱為頂管，特別適用于圓環(huán)形、圓筒形等中心帶孔的塑件脫模，其優(yōu)點是推頂評為可靠，整個周邊推頂塑件，塑件受力均勻，無變形，無推出痕跡，同軸度高。但對于薄壁深筒形塑件和軟性塑料塑件，因其易變形，不宜單獨采用推管推出，應同時采用其他推出原件，才能達到理想的效果。推管的尺寸參考【1】圖4-92（e）并結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)進行設計。推管內(nèi)徑與型芯滑動配合，外徑與模板滑動配合，小直徑推管取H8/f8，大直徑取H7/f6配合。推管與型芯的配合長度比推出行程大3～5mm，推管與模板的配合長度一般?。?.8～2）D。推管的材料可為T8A、T10A鋼等，淬火硬度為53～57HRC。本章小結(jié)本次模具設計是先對塑件建模，并且使用軟件生成成型零件，這樣不但精度高、而且操作方便。由于本模具零部件結(jié)構(gòu)比較復雜，所以使用尺寸驅(qū)動便于修改和調(diào)整。通過對整個模具零件功能和結(jié)構(gòu)的分析，我沒有局限于以前做過先相關(guān)課題的論文，而是從功能我做出了一些大膽的假設。零件的結(jié)構(gòu)設計完成后，通過咨詢指導老師，從其結(jié)構(gòu)工藝性，讓其結(jié)構(gòu)更加合理。這種思維對于我以后的設計也會有很大的幫助。并且通過對整個模具的設計，我學會了從系統(tǒng)的角度分析問題。

4模架的選用和溫度調(diào)節(jié)設計的設計4.1模架類型選擇模架是指由模板、導柱、導套和復位桿等零件組成，但未加工型腔的一個組合體。標準模架則是由結(jié)構(gòu)、形式和尺寸都已經(jīng)標準化并具有一定互換性的零件成套組成的一類模架。模架的基本型結(jié)構(gòu)分為直澆口型與點澆口型兩種，直澆口基本型分為A、B、C、D四種，點澆口型分為DA、DB、DC、DD四種。本標準根據(jù)生產(chǎn)實際，對模架的組合尺寸作了較大的調(diào)整，增加了模架結(jié)構(gòu)的類型，規(guī)定了塑料注射模模架的組合形式、尺寸與標記。標準模架的選用有兩種方式：一種是標準型用法，即完全采用標準規(guī)定的結(jié)構(gòu)形式，在組成零件規(guī)定的尺寸范圍內(nèi)予以選用；二是變更型用法，即可以通過對標準零件適當進行二次加工來改變標準規(guī)定的結(jié)構(gòu)形式；也可以對部分標準零件不予采用的作法，從而使標準模架的應用范圍擴大。標準模架的選用的方法和步驟為：(1)模架型號的選擇：按照制件型腔、型芯的結(jié)構(gòu)形式、脫模動作、澆注形式確定模架結(jié)構(gòu)型號；(2)模架系列的選擇：根據(jù)制件最大外形尺寸、制件橫向(側(cè)分型、側(cè)抽芯等)模具零件的結(jié)構(gòu)動作范圍、附加動作件的布局、冷卻系統(tǒng)等，選擇組成模架的模板板面尺寸(尺寸應符合所選注射機對模具的安裝要求)，以確定模架的系列；(3)模架規(guī)格的選擇：分析模板受力部位，進行強(剛)度的計算，在規(guī)定的模板厚度范圍內(nèi)確定各模板厚度和導柱長度，以確定模架的規(guī)格；(4)模架選擇的其他注意事項：①模架板面尺寸確定后，導柱、導套、推桿、緊固螺釘孔的孔徑尺寸，組配的推板，墊塊尺寸均可從標準中找出；②考慮制件推出距離和調(diào)節(jié)模具厚度，確定墊塊厚度和推桿長度；③核實模架的總厚度是否符合所選注射機要求，不符合時則對某些模塊或墊塊進行適當增減，使其滿足要求。結(jié)合本塑件和模具的特點，我采用的是點澆口DA型模架，其組合尺寸參考【3】表4-3.4.2模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計4.2.1冷卻介質(zhì)注射模具的溫度是指模具型腔的表面溫度，對于大型塑件是指模具型腔表面多點溫度的平均值。在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，因此，必須采用模具調(diào)節(jié)系統(tǒng)對模具的溫度進行控制。由于ABS要求的模溫低于80℃4.2.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算查【1】表4-24，ABS的成型溫度在200～270℃，模具溫度在40～80℃。初選模具溫度為60℃，用4.2.3冷卻系統(tǒng)的簡單計算（1）但聞時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W塑料制品的質(zhì)量m=m流道+m塑=（175.31+14.87）g=190.18g=0.190kg塑件平均壁厚為3mm，查【1】表4-25得t冷=18.6s。查【3】表3-23得ABS的成型周期為30～70s，取50s。由此得每小時注射次數(shù)：N=（3600/50）=72次單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量：W=N×m=72×0.139kg/h=10.008kg/h（2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時釋放的熱量Q查【1】表4-26可知單位熱流量Q的值的范圍為310～400KJ/kg，故取355KJ/kg。（3）計算冷卻水的體積流量qv設冷卻水道入口水溫為20，出水口的水溫為30，去水的密度=1000kg/，水的比熱容為c=4.2KJ/(kg·℃)，根據(jù)公式qv=WQ60ρc(t2-t1)=10.008×35560式中：qv——流量體積，m3/minW——單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量，kg/hQ——單位熱流量，kJ/kgρ——水的密度，kg/m3c——水的比熱容，kJ/(kg?℃)t2——出水口水溫，℃t1——進水口水溫，℃（4）確定冷卻水路的直徑d當qv=1.41×10-3時，查【1】表4-27，取冷卻水道直徑為d=8mm（5）冷卻水在管內(nèi)的速度vv==4×1.41×式中：v——冷卻水在管內(nèi)的速度，m/sqv——流量體積，m3/mind——冷卻水路直徑，冷卻水路直徑，m（6）冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h因為平均水溫為25℃，查【2】h==3.6×6.48(1000×0.468)0.80.0080.2式中：h——冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)f——與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)ρ——水的密度，kg/m3v——冷卻水的流速，m/sd——冷卻水路直徑，mm（7）冷卻水道的導熱總面積AA==10.008×3558.38式中：A——冷卻水道的導熱總面積，m2W——單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量，kg/hQ——單位熱流量，kJ/kgh——冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)△t——模具溫度與冷卻水溫度之間的平覺溫差，℃（8）計算模具所需冷卻水管的總長度LL==0.0121π×0.008=本章小結(jié)注塑模具從結(jié)構(gòu)上分為模架、成型、導向、脫模等幾個部分。模具的相異性主要在成型部分，而在模架、導向、脫模等部分具有很大的相似型。因此，組成模具的零件按其功用可分為4大類；構(gòu)成模具主體框架的模板類零件，與成型直接相關(guān)的型腔、型芯類零件，導向、脫模等起輔助作用的結(jié)構(gòu)件類零件，螺釘、銷釘、彈簧等標準件類。模板類、型腔類、結(jié)構(gòu)件類和標準件類構(gòu)成模具的四個零件族。模具中相似零件的數(shù)量占絕大多數(shù)，一方面，最大限度地重復使用已有的設計信息和學習前人的經(jīng)驗，大大減少設計工作量；另一方面，注塑模具設計與制造標準化體系的研究使零部件具有更高的結(jié)構(gòu)相似性、工藝相似性，取得減少專用工裝數(shù)量、提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本的效益。冷卻系統(tǒng)對于提高模具的生產(chǎn)率和塑件質(zhì)量起著不可替代的作用，但是本模具的復雜性，在設計冷卻水道時要考慮很多相關(guān)問題，比如左右滑塊內(nèi)部也應該設計冷卻水道，但是那樣必然增加模具整體設計的復雜性。于是我對這些結(jié)構(gòu)做了適當?shù)暮喕?/p>

5注射機的選擇及校核5.1注射機的選用注射機是進行注塑加工的設備，也是應用最廣的塑料成形設備。注射機的結(jié)構(gòu)組成注射機通常由注射裝置、合模裝置、液壓傳動系統(tǒng)和電器