塑料拉手注射模具設(shè)計.pdf

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1、 成人教育 畢業(yè)論文 論 文 題 目： 基于 CAD/CAM 技術(shù)的塑料拉手注 射 模具設(shè)計 專 業(yè) 名 稱： 機械設(shè)計及其自動化 學 生 姓 名： 陸政治 鄒曉紅 紀凱 指導教師姓名： 張老師 指導教師職稱： 博士 院 系 （點）： 江南大學 日 期： 年 月 日 江南大學成人教育 畢 業(yè) 論 文 任 務 書 一、論文題目： 基于 CAD/CAM 技術(shù)的塑料拉手注射模具設(shè)計 二、專業(yè)名稱： 機械設(shè)計及其自動化 三、班 級： ___________________________ 四、學生姓名

2、： 陸政治 鄒曉紅 紀凱 五、指導老師： 張老師 六、論文開始時間： ___________________________ 七、論文完成時間： ___________________________ 八、院（站）簽名： ____________ 年 月 日 目 錄 1 引言 ………………………………………………………………………… 1 1.1 產(chǎn) 品 工 藝 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 2 工藝方案及設(shè)計方法 ……………………………………………………… 1 2 .1 模 具 工 藝 方

3、 案 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 2.2 設(shè) 計 方 法 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 1 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 ………………………………………………………… 1 3.1 型腔布局以及分型面選擇 ……………………………………………………… 1 3.2 排溢系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………… 1 3.3 成型零件設(shè)計……………………………………………………… 1 3.3.1 凹模的設(shè)計 3.3.2 型芯的設(shè)計 3.3.3 成型零件工作尺寸的計算 3.3.4 模具型

4、腔側(cè)璧和底板厚度計算 3.3.5 塑件的結(jié)構(gòu)和斜度 3.3.6 成型零件的強度計算 3.3.7 定模的設(shè)計 3.3.8 型腔和型芯工作尺寸計算 3.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………… 1 3.4.1 注射機的選擇 3.4.2 流道的設(shè)計 3.4.3 澆口的設(shè)計 3.5 合模導向機構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………… 1 3.5.1 導柱的設(shè)計 3.5.2 導套 的 選擇 3.6 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計……………………………………………………… 1 3.6.1 抽芯距確定與抽芯力計算 3.6.2 斜導柱的設(shè)計 3.6.3

5、 斜導柱受力分析與強度計算 3.6.4 滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.6.5 導滑槽設(shè)計 3.6.6 楔緊塊設(shè)計 3.6.7 滑塊定位裝置設(shè)計 3.7 推出機構(gòu)的設(shè)計……………………………………………………… 1 3.7.1 推出機構(gòu)的設(shè)計計算 3.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………………… 1 3.9 彈 簧 的 選 定 … … … … … … … … … ……………………………… 1 結(jié)論 ………………………………………………………………………………………… 1 參考文獻 …………………………………………………………………………………… 1 致謝 ………………………

6、………………………………………………………………… 1 1 引言 模具行業(yè)是一個高新技術(shù)密集型，而且又重視經(jīng)驗的產(chǎn)業(yè)。特別是隨著近代工業(yè)的 飛速發(fā)展，塑料制品用途日益廣泛，注塑模具工藝空前發(fā)展，依靠人工經(jīng)驗來設(shè)計模具 已經(jīng)不能滿足需要，企業(yè)越來越多地利用注塑模流分析技術(shù)來輔助塑料模具的設(shè)計。利 用此類 CAE軟件，設(shè)計人員可以仿真出塑料成型過程中的充填、保壓、冷卻及脫模后的 翹曲變形等過程，準確預測塑料熔膠在模腔內(nèi)的流動狀況，溫度、壓力、剪切應力、體 積收縮等變量在整個充填工程中某瞬間的分布情況。利用注塑模流分析技術(shù)，能預先分 析模具設(shè)計的合理性，減少試模次數(shù)，加快產(chǎn)品研

7、發(fā)，提高企業(yè)效率。 近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。塑料模熱流道技 術(shù)更成熟，氣體輔助注射技術(shù)已開始采用。模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)相當廣泛地得到應用， 并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具 CAD/CAE軟件。電加工、數(shù)控加工在模 具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā) 揮了重要作用。模具標準件應 用更加廣泛，品種有所擴展。模具材料方面，由于對模 具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應用有較大進展。衡量模具產(chǎn)品水平，主要有模具加工的 制造精度和表面粗糙度，加工模具的復雜程度、 模具的使用壽命和制造周期等。國內(nèi) 外模具產(chǎn)品水平仍有很大差距。 目前 CAD/CAM 系統(tǒng)及數(shù)控技術(shù)在模具加工領(lǐng)域起著不

8、可缺少的重要作用。當今 流行的三維造型軟件有 Pro/ENGINEER、 UG 和 Solidworks 等，其中 Pro/ENGINEER 的 功能強大應用范圍廣泛。 原因是，該工具建立在相對準確的數(shù)學 模型基礎(chǔ)之上，從而可 以近似獲得實際指導生產(chǎn)實踐的效果，此外，計算的快捷性使得在實際試模前，可以對 于多個澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進行評估直至優(yōu)化，從而達到縮短設(shè)計和制造周期，提高質(zhì) 量的目的。本課題模具所用軟件是 Pro/E,該模具的設(shè)計過程大致如下：首先用 Pro/E 進 行零件的實體特征造型，特征是 Pro/E 軟件的基本設(shè)計單元，用戶可以每次創(chuàng)建一個特 征的方式進行三維造型，并且零件的數(shù)據(jù)

9、是關(guān)聯(lián)的，其基礎(chǔ)是 Pro/E 軟件采用了 —— 單 一數(shù)據(jù)庫技術(shù)。用 Pro/E 軟件在對零件進行受力分析，以及運動分析、干涉檢查。然后 用 Pro/E 的 Manufacture\Mold 模塊進行模具設(shè)計，包括流道及冷卻水道設(shè)計，然后各部 分電極可以在裝配塊里設(shè)計。在此基礎(chǔ)上可以很好地控制電極對應零件的位置關(guān)系，并 利用軟件的功能進行干涉檢查，極大地減少了設(shè)計上的失誤。 說明書詳細介紹了基于 CAD技術(shù)的塑料拉手注塑模設(shè)計的結(jié)構(gòu)及相關(guān)工藝。重點介 紹了 CAD 技術(shù)和三維立體設(shè)計技術(shù) Pro/ENGINEER 技術(shù)在該產(chǎn)品設(shè)計中的運用。在該注 塑模設(shè)計中，對成型零件的設(shè)計、合模導向機向

10、機構(gòu)的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容均 作了比較詳細的介紹。 2 1 產(chǎn)品工藝性 1.1 產(chǎn)品工藝性 拉手塑件的材料是聚氯乙烯，聚氯乙烯具有較高的機械強度，流動性好，易于成型， 成型收縮率小，理論計算收縮率為 0.5%，溢料值為 0.04mm，比熱容較低，在模具中凝 固較快模塑周期短，制作尺寸穩(wěn)定，表面光澤。產(chǎn)品形狀如圖一所示，光滑沒有棱角， 塑件的兩側(cè)孔有一定的尺寸要求。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，塑件的制作擬采用注塑成型。 塑料的成型工藝主要有注射﹑擠出﹑壓縮等。根據(jù)產(chǎn)品的材料﹑精度要求和生產(chǎn)效 率擬采用注射成型。注射成型是熱塑性塑料成型的一種方法，幾乎所有熱塑性塑料都可 以用這種方法成型

11、，某些熱固性塑料也可以用注射模成型 此法的特點。注射成型能夠一 次成型十分復雜的形狀，滿足尺寸精度的要求，能適應品種繁多的塑料材料，成型周期 短，生產(chǎn)效率高，易實現(xiàn)全過程電腦控制。 塑模注射過程有加料、塑化、充模、保壓、冷卻和脫模等幾個步驟 ,但從塑料在注 射過程中的狀態(tài)變化來看 ,只有塑化和熔體模塑兩個過程 ,下面就從這兩個方面對注塑 工藝過程作一個簡要的介紹： （ 1）塑化是熔料注入模腔前的準備工作。這一過程是指塑料粒加入注射機料斗 ,經(jīng) 已加熱達到預定溫度的料筒 ,在一定的預塑背壓下 ,螺桿輸送 ,融熔塑化定量的溶化均一 的稱料 ,其塑化質(zhì)量和預塑化量由注射工藝參數(shù) 所決定。 （

12、2）熔體模塑過程是 :充模 ,聚合物在模內(nèi)壓實聚合物從模內(nèi)倒流 ,澆口處物料凝固 , 聚合物在模內(nèi)冷卻 ,制品脫模。 3 為保證產(chǎn)品質(zhì)量，塑件的制作擬采用注塑成型。 2 工藝方案及設(shè)計方法 2． 1 模具工藝方案 根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點，模具設(shè)計時考慮如下： （ 1）模腔數(shù)目的確定，從生產(chǎn)率上考慮，模腔數(shù)應盡可能地多，在理論上對于相 同的制品，模腔數(shù)多的模具能和模腔數(shù)少的模具動作的一樣快。但事情并不總是如此的， 模具周期往往會由于模腔數(shù)地增加而增加。考慮拉手塑件地結(jié)構(gòu)形狀，擬采用一模一腔。 （ 2）分型面的選擇，塑件 外形較為復雜，且有孔、筋，塑件成型收縮后必然留在 型芯上，模具

13、分型面設(shè)在塑件截面輪廓最大部位，與開模方向垂直，開模后塑件留于動 模一側(cè)有利于脫模機構(gòu)頂出塑件。此分型面不影響塑件外觀以及配合面的質(zhì)量，且分型 面處產(chǎn)生的飛邊易于修整加工。 （ 3）澆注系統(tǒng)，針對該塑件的框結(jié)構(gòu)特點，模具設(shè)計采用在框內(nèi)側(cè)的側(cè)澆口。這 種澆注系統(tǒng)塑料流程短、流動阻力小、流道存料少、進料快、動能損失小、傳遞壓力好、 保壓補塑作用強，有利于排氣及消除熔接痕，且模具結(jié)構(gòu)簡單制造方便。塑件成型后澆 口痕跡留在再塑件的內(nèi)側(cè)，不影響制品的外觀質(zhì)量，在流道的末 端開有冷料井，用來儲 藏注射間隔期間由于噴嘴端溫度降低造成的冷料 （ 4）型腔結(jié)構(gòu)，對于拉手塑件模具的型腔結(jié)構(gòu)有兩種選擇：整體式和

14、瓣合式。整 體式型腔是由整塊鋼材直接加工而成的，這種結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成型的 塑件質(zhì)量好。瓣合式型腔是由兩個以上零件組合而成的。這種結(jié)構(gòu)改善了加工性，減少 了熱處理變形，節(jié)約了模具貴重鋼材，但其結(jié)構(gòu)復雜，裝配調(diào)整比較麻煩，塑件表面可 能留有鑲拼痕跡，組合后的型腔牢固性差。對于拉手塑件模具整體考慮，型腔結(jié)構(gòu)擬采 用整體式 （ 5）模具的結(jié)構(gòu)為采用三個方向的滑快抽芯結(jié)構(gòu)。 （ 6）冷卻系統(tǒng) 的設(shè)計，注射模冷卻系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)常被認為是次要的問題，對于冷 卻系統(tǒng)的尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計都不予重視，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計不合理，對于小型的塑件會產(chǎn)生 內(nèi)應力，對于壁較薄的大型塑件會產(chǎn)生變形，甚至應力開裂。而

15、且冷卻不充分，會導致 延長成型周期， 從而降低生產(chǎn)效率。拉手塑件是小制品，型芯的冷卻系統(tǒng)使用噴流系 統(tǒng)是有利的，在型芯中央開孔（盲孔），并插入一根外徑比孔徑小的管子，溫度控制介 質(zhì)（水或油）通過管子通道型芯的頂部，在液體回流過程中控制型芯的溫度。 （ 7）標準化設(shè)計，模具設(shè)計一般不具有唯一性。對于同一產(chǎn)品零件，不同的設(shè)計 人員設(shè)計 的模具不盡相同，為了便于實現(xiàn)模具的 CAD，減少數(shù)據(jù)的存儲量，在建立模具 CAD 系統(tǒng)時首先應該解決的問題便是標準化問題，其中包括數(shù)據(jù)準則的標準化，模具零 件和模具結(jié)構(gòu)的標準化。有了標準化的模具結(jié)構(gòu)，在設(shè)計模具時可以選用典型的模具組 4 合，調(diào)用標準模具零件，需

16、要設(shè)計的只是極少數(shù)的工作零件。 2.2 設(shè)計方法 塑料制品的開發(fā)不僅需要對每個塑料制品進行設(shè)計，而且必須設(shè)計這些制品的模具 產(chǎn)品，而模具制造一般價格高并且費時，一旦在加工完成后再進行修改，其代價是很大 的。隨著計算機軟硬件技術(shù)的不斷提高，在制品的設(shè)計分析﹑模具的設(shè)計制 造方面，應 用計算機進行輔助設(shè)計﹑分析﹑加工（即模具 CAD/CAE/CAM）已成為可能。模具 CAD/CAE/CAM 要達到的目的是從項目的初始方案到零件設(shè)計，直至最后投產(chǎn)，都使用同 一數(shù)據(jù)庫和一個不中斷的數(shù)據(jù)流。這一過程從產(chǎn)品設(shè)計的實體幾何模型開始，對制品進 行結(jié)構(gòu)和美學設(shè)計并給予評價，再對實體模型進行有限元網(wǎng)格劃分，根

17、據(jù)流變學原理， 分析注射工藝中的充填﹑冷卻﹑收縮變形過程。同時，根據(jù)制品的實體造型，設(shè)計型腔 ﹑型芯及電極，需要時也可繪制出二維圖樣，再利用模架數(shù)據(jù)庫，選配模架模板。最后 由圖形數(shù)控軟件得到刀位文件，經(jīng)后 置處理后輸出數(shù)控代碼，就可以由數(shù)控機床進行加 工了。 Pro/ENGINEER 功能非常強大，包含了零件造型﹑產(chǎn)品裝配﹑ NC 加工﹑模具開發(fā) ﹑鈑金件設(shè)計﹑外型設(shè)計﹑逆向工程﹑機構(gòu)模擬﹑應力分析等功能模塊，因而廣泛應用 于機械﹑汽車﹑模具﹑工業(yè)設(shè)計﹑航天﹑家電﹑玩具等各行業(yè)，在國外尤其是制造業(yè)發(fā) 達的地區(qū)有著龐大的用戶群。因此在這次設(shè)計中我準備采用 Pro/ENGINEER 來做模具造 型

18、。 3 模具設(shè)計方案 3.1 型腔布局以及分型面選擇 本模具生產(chǎn)的拉手屬于小批量生產(chǎn)，且產(chǎn)品精度不是太高，所以采用一模一腔模具 結(jié)構(gòu)形式。型腔 模具設(shè)計的重要問題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式，型腔的的布置應使 型腔通過澆注系統(tǒng)從總壓力中得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體均勻地充滿型腔，使 型腔的塑件在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，同時采用 平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。由于受到塑件結(jié)構(gòu)的限制，所以模具 采用一模一腔分布。 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有 密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫

19、模，因此，分型面的選 擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。如何確定分型面，需要考慮的 因素比較復雜。由于分型 面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置、 形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型 面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面是一般應遵循 以下幾項基本原則： 1.分型面應選在塑件外形截面輪廓最大部位。 2.確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模。 5 3.保證塑件的精度要求。 4.滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 5.便于模具的加工制造。 6.對成型面積的影響。 7.對排氣效果。 8.對側(cè)

20、向抽芯的影響。 綜合 考慮以上的幾項基本原則，本模具分型面設(shè)在塑件截面輪廓最大部位，與開模 方向垂直。 3.2 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 當塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn) 生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排干凈，一方面將會在 塑件上產(chǎn)生氣泡，接縫表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積 縮小而產(chǎn)生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低 充模速度，因此設(shè)計型腔時必須考慮排氣問題。由于本模具型腔較小且很簡單，所以可 以利用推板、活動型芯等活動配合 間隙排氣，排氣間隙應小于聚氯乙烯的溢料間隙 （

21、0.04mm）。 3.3 成型零件的設(shè)計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成 型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖 刷，脫模時與塑件間還發(fā)生磨擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸 精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較 好的耐磨性能。設(shè)計成型零件應根據(jù)塑料的特性、塑件的結(jié)構(gòu)和使用要求，確定型腔的 總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排 氣部位等，然后根據(jù)成型零件的 加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的尺寸，對關(guān)鍵的成 型零件進行

22、強度和剛度校核。 3.3.1 凹模的設(shè)計 因為塑件較小，而且采用一模一腔，使用凹模形式，采用整體嵌入式，因為采用這 種形式各個凹模采用機械加工、冷擠壓和電加工等方式加工制成，然后壓入模板中，這 種結(jié)構(gòu)加工效率高，維護方便，可以保證型腔形狀尺寸。它的特點是牢固，使用中不易 變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。它的缺點是加工困難，熱處理不方便。 3.3.2 型芯的設(shè)計 本模具設(shè)計的難度在于側(cè)型芯的設(shè)計，由 于小型芯結(jié)構(gòu)復雜，如果用手工去設(shè)計， 那難度是很大的，利用 CAD 三維軟件 Pro/ENGINEER 去設(shè)計，用軟件中的型腔設(shè)計可以 很方便的抽取出小型芯。本方案中直徑較小的型芯采用階梯軸

23、結(jié)構(gòu)，單獨制造，在嵌入 模板中，用壓板固定。型芯采用 P20鋼，熱處理要求硬度 HRC? 50。 6 3.3.3 成型零件工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的 徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸。任何塑件制作都有一定的幾何形狀和尺 寸的要求，在使 用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。因此在模具設(shè)計時應根據(jù)塑 件的尺寸精度等級來確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因 數(shù)很多。主要有： 1.塑件收縮率的影響 拉手塑件的材料是聚氯乙烯，聚氯乙烯具有較高的機械強度，流動性好，易于成型，成 型收縮率小，理論計算收縮

24、率為 0.5%。 2.模具成件型零件的制造誤差 3.模具成型零件的磨損 4.模具的安裝配合的誤差 3.3.4 模具型腔側(cè)璧和底板厚度計算 塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用 ,應具有足夠的強度和剛度 ,如果 型腔側(cè)壁和底板厚 度過小 ,可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞 ;也可能因剛度不 足而產(chǎn)生繞曲變形 ,導致溢料或出現(xiàn)飛邊 ,降低塑件尺寸精度，并影響到脫模的順利進行 . 因此 ,應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚 ,尤其對于重要的精度要求高的或大型模 具的型腔 ,更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔側(cè)壁和底板厚度 . 模具型腔壁厚的計算 ,應以最大壓力為準 .而最大壓力是在注射

25、時 ,熔體充滿型腔的 瞬間產(chǎn)生的 ,隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié) ,型腔內(nèi)的壓力逐漸降低 ,在開模時接近常壓 . 理論分析和生產(chǎn)實踐表明 ,大尺寸的模具型腔 ,剛度不足是主要矛盾 ,型腔壁厚應以滿足 剛度條件為 準 ;而對于小尺寸的模具型腔 ,在發(fā)生大的彈性變形前 ,其內(nèi)應力往往超過了 模具材料的許用應力 ,因此強度不夠是主要矛盾 ,設(shè)計型腔壁厚應以強度條件為準 . 型腔壁厚的強度計算條件是型腔在各種應力形式下的應力值不得超過模具材料的 許用應力 ;而剛度計算條件由于模具的特殊性 ,應從以下三方面來考慮 : (1)模具成型過程中不發(fā)生溢料； (2)保證塑件尺寸精度； (3)保證塑件順利脫模；

26、 型腔結(jié)構(gòu)尺寸計算 （ 1）型腔側(cè)壁厚度計算 在熔體壓力作用下 ,側(cè)壁向外膨脹產(chǎn)生彎曲變形 ,使側(cè)壁與底板間出現(xiàn)間隙 ,間隙過 大將發(fā)生溢料或影響塑件尺寸精度 .將側(cè)壁每一邊都看成是受均勻載荷的端部固定梁 , 設(shè)允許最大變形量為 [б ], 其壁厚按剛度條件計算式為 : s=3 4 1 ][32 ?EHp lH 式中 s----型腔側(cè)壁厚度 (mm); p-----型腔內(nèi)熔體的壓力 (Mpa); 7 H1 ----承受熔體壓力的側(cè)壁高度 (mm); l-----型腔側(cè)壁長邊長 (mm); E-----鋼的彈性模量 ; H-----型腔側(cè)壁總高度 (mm); [

27、? ]--- 允許變形量 (mm)； 型腔側(cè)壁厚度計算?。?20mm （ 2）底板厚度計算 組合式型腔底板厚度實際上是支承板厚度 .底板厚度的計算因其支撐形式不同有很 大差異 ,對于常見的動模邊為雙支腳的底板 ,為簡化計算 ,假定型腔長邊 l 和支腳間距 L 相等 ,底板可作為受均勻載荷的簡支梁 ,其最大變形出現(xiàn)在板的中間 ,按剛度條件計算底 板的厚度為 : h=3 4 ][?Ecpb 式中 c-----由型腔邊長比 l/b決定的系數(shù) 經(jīng)計算取 50mm。 （ 3）動模支撐板厚度 動模支撐板又稱作型芯支 撐板，一般都是兩端用墊塊支撐的。其厚度的選用按照經(jīng) 驗來選用，根據(jù)表

28、５－１８（動模墊板厚度）取 30mm。 3.3.5 塑件的結(jié)構(gòu)和斜度 設(shè)計塑件結(jié)構(gòu)時 ,首先要考慮塑件壁厚均勻 ,以產(chǎn)生縮孔 ,氣孔 ,變形 ,開裂等缺陷 , 塑件強度較低處可設(shè)置加強筋等 .塑件兩壁相交處必須用圓弧過渡 ,為了便于塑件從模 具中脫出 ,防止脫模時拉傷塑件 ,設(shè)計時 ,塑件內(nèi)外表面沿脫模方向應留有足夠的斜度 , 即脫模斜度 ,脫模斜度的取向應根據(jù)塑件的內(nèi) ,外尺寸而定 .在塑件圖上標注時 ,內(nèi)孔以 小端尺寸為準 ,塑件外形以大端尺寸為準 ,尺寸符合圖樣要求 ,且由于斜度而 導致的尺寸 變化應滿足塑件的公差要求。 3.3.6 成型零件的強度計算 塑料塑件在模腔中成形以后

29、,便可以從模具中取下 ,但塑件從模具中取下之前 ,制件 在成形過程中，模具型腔受到熔體高溫高壓的作用 ,所以模具型腔側(cè)壁和底板必須有足 夠的厚度 ,以滿足強度和剛度的要求 .剛度不足 ,模具會產(chǎn)生彈性形變 ,強度不夠 ,模具會 產(chǎn)生塑性變形或破裂。 1.滿足強度要求 各種情況下所受的應力必須小于材料的許用應力 .如拉伸時 :拉伸應力 <拉伸許用應 力 .型芯受彎時 :彎曲應力 <彎曲許用應力 .理論分析和大量的生產(chǎn)實踐表明 ,對于小尺寸 的型腔 ,強度不足 是主要矛盾 . 2.滿足剛度要求 需要型腔不產(chǎn)生溢料 ,保證塑件尺寸精度并能順利脫模 . （ 1）模具型腔不產(chǎn)生溢料 型腔在高壓作

30、用下會產(chǎn)生彈性形變 ,使一些配合面形 8 成間隙 ,間隙超過一定值 ,將出現(xiàn)溢料 .不同塑料其最大的不溢料間隙也不同 .設(shè)計時需 使模具型腔在高壓作用下產(chǎn)生的彈性形變的變形量小于所允許的最大變形量 . （ 2）保證塑件尺寸精度 如果型腔變形量較大 ,還會影響塑件的尺寸精度 ,所以通 常使型腔變形量為塑件公差的 1/5. （ 3）保證塑件順利脫模 若塑料熔體的壓力產(chǎn)生過大的彈性形變 ,其型腔變形量 大于塑件收縮量 時 ,塑件的周邊被型腔包住 ,這樣塑件脫模時必須強制脫模 ,從而使塑件 劃傷 ,劃裂 ,因此型腔變形量應小于塑件收縮量 . 3.3.7 定模的設(shè)計 因為塑件尺寸不是很大，而且采

31、用一模一腔，使用定模形式，采用整體嵌入式，因 為采用這種形式各個定模采用機械加工、冷擠壓和電加工等方式加工制成，然后壓入模 板中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，維護方便，可以保證各個型腔形狀尺寸一致。 3.3.8 型腔和型芯工作尺寸計算 1. 型腔和型芯的徑向尺寸 （ 1）型腔徑向尺寸 如前所述，塑件的基本尺寸 Ls是最大尺寸，其公差 ? 為負偏 差，如果塑件上原有的公差標注與此不符，應按此規(guī)定轉(zhuǎn)換為單向負偏差。因此塑件的 平均徑向尺寸為 Ls-? /2。模具型腔的基本尺寸 Lm 是最小 尺寸，其公差為正偏差，型 腔的平均尺寸為 Ls+ z? /2。型腔的平均磨損量為 c? /2，考慮平均收縮率

32、后，則可列出下 列等式： sLLL ssCZM )2()2(22 ???????? ?? 略去比其它各項小得多的 ? /2*S后則型腔徑向尺寸為 )(21)1( czsM LsL ?? ?????? z? 與 c? 是和 ? 有關(guān)的量，因此公式后半部分可用 x? 表示。標注上制造公差后得： zz xLsL SM ?? ?? ???? 00 ])1[()( 由于 z? ， c? 與 ? 的關(guān)系隨塑件的精度等級和尺寸的不同而變化，因此式中 ? 前的系 數(shù) x在塑件的尺寸較大，精度較低時， z? 和 c? 可以忽略，則 x=0.5；塑件的尺寸較小， 精度較高時， z? 可取 ? /3，

33、 c? 可取 ? /6，此時 X=0.75，則： zz SM LsL ?? ?? ???? 00 ])75.0~5.0()1[()( 經(jīng)計算得型腔徑向尺寸為： 0.13046.44? 12.0041.41 ? （ 2）型芯的徑向尺寸 塑件孔的徑向尺寸 ls是最大尺寸，其公差 ? 為正偏差， 模具型芯的基本尺寸 lm 是最大 尺寸，其公差為負偏差，經(jīng)過與上面類似的推導，可得： zz SM LsL ?? ?? ???? 00 ])75.0~5.0()1[()( 經(jīng)計算得型腔芯向尺寸為： 0.13046.44? 12.0041.41 ? 帶有嵌件的塑件，收縮率較實體收縮率小

34、，在計算收縮值時，應將上式中含有收縮 9 值的這一項的塑件尺寸改為塑件外形尺寸減去嵌件部分尺寸。 為了塑件脫模的方便，型腔和型芯的側(cè)壁都應設(shè)計有脫模斜度，當脫模斜度值不包 括在塑件 公差范圍內(nèi)時，塑件的外形的尺寸只保證大端塑件內(nèi)腔的尺寸只保證小端。 這時計算型腔尺寸以大端尺寸為基準，另一端按脫模斜度相應減??；計算型芯尺寸以小 端尺寸為基準，另一端按脫模斜度相應增大，以便于修模時有余量。如果塑件 的使用 要求正好相反， 則應在圖紙上注明。 2.型腔深度尺寸和型芯高度尺寸 在型腔深度尺寸和型芯高度尺寸計算中，由于型腔的底面或型芯的端面磨損很小， 所以可以不考慮磨損量，由此可以推出： z

35、xHsH SzM ?? ?? ???? 00 ])1[()( 00 ])1[()( zz xhsh SM ?? ?? ???? 經(jīng)計算得型腔深度尺寸和型芯高度尺寸分別為： 107.0015.45 ? 0 107.075.47 ? 上兩式中修正系數(shù) x=1/2～ 2/3，當塑件尺寸大精度要求低是取小值，反之取大值。 3.中心距尺寸 塑件上凸 臺之間，凹槽之間或凸臺到凹槽的中心線之間的距離稱為中心距，這類尺 寸屬于定位尺寸。由于模具上中心距尺寸和塑件中心距公差都是雙向等值公差，同時磨 損結(jié)果不會使中心距尺寸發(fā)生變化，在計算中心距尺寸時不必考慮磨損量。因此，塑件 中心距基本尺寸 Cs

36、和模具上成型零件中心距的基本尺寸 Cm均為平均尺寸，于是： sM CSC )1( ?? 標注上制造公差后得： 2/)1(2/ zszM CSC ?? ???? 模具中心距是由成型孔的中心距決定的。用坐標樘 床加工孔時，孔軸線位置尺寸偏 差取決于機床的精度，一般不會超過 0.015-0.02mm；用普通方法加工孔時，孔間距大， 則加工誤差大。如果活動型芯與模版孔為間隙配合，配合間隙 j? 會使型芯中心距尺寸產(chǎn) 生波動而影響塑件的中心距尺寸，塑件中心距的誤差最大值為 j? ，對于一個型芯，中心 距的偏差最大值為 0.5 j? 。這時應使 z? 和 j? 的累積誤差小于塑件中心距所要求

37、的公差范 圍。 按平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量計算型腔型芯的尺寸有一定的誤差，這 是因為在上述公式中， z? ， j? 和 ? 前的系數(shù)的取值憑經(jīng)驗決定，為保證塑件的實際尺寸 在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，尤其對于尺寸較大和收縮率波動范圍較大的塑件，需要對成型尺 寸進行校核，校核的條件是，塑件的成型公差應小于塑件的尺寸公差。 型腔或型芯的徑向尺寸： ????? czss lLss ??)()( m i nm a x 或 型腔深度或型芯高度尺寸： 10 ???? zss hHss ?)()( m i nm a x 或 塑件的中心距尺寸： ??? SCss )( minmax 式中的符

38、號意義同前。 校核后左邊的值與右邊的值相比較小，所設(shè)計的成型零件尺寸越可靠。否則應提高 模具制造精度，降低許用磨損量，特別是選用收縮率波動較小的塑料來滿足塑件尺寸精 度要求。 3.4 澆注系統(tǒng) 3.4.1 注射機的選擇 從模具設(shè)計的角度出發(fā)，應了解的注射機的技術(shù)規(guī)范有：注射機的類型、最大注射 量、最大注射壓力、鎖模力、最大 注射面積、模具的最大和最小閉合厚度、最大開模行 程以及模具在注射機上安裝時所需的定位孔的大小、螺釘孔的位置等等。 （ 1）注射量 注射量是注射機每次注射塑料的最大體積或質(zhì)量，一般，注射機注射量的利用率為 80%-85%。所以，選擇的注射機，其注射量應滿足下式要求

39、，即 W機 ≥ W塑料 /0.8=（ nV塑料 +V澆 ） ?2 /0.8 W機 =V機 ?1 =4? D2 s?1 W機1 =W機 ? ? 1 2 式中 W機 —— 注射機注射塑料的最大質(zhì)量，單位為 g； W 塑料 —— 塑件質(zhì)量（包括澆注系統(tǒng)），單位為 g； n—— 型腔數(shù)（每模塑件數(shù)）； V 塑料 —— 每個塑件體積，單位為 3cm ; V澆 —— 澆注系統(tǒng)體積，單位為 3cm V機 —— 注射機公稱容量，單位為 3cm ; ?1 —— 標定注射機塑料的密度，單位為 g/ 3cm ; ?2 —— 塑件所成型塑料的密度，單位為

40、 g/ 3cm ; D—— 螺桿式注射機的螺桿或柱塞式注射機柱塞的直徑，單位為 cm; S—— 螺桿或柱塞的注射行程，單位為 cm； W機1 —— 注射機實際注射塑件時所需的質(zhì)量，單位為 g； ( 2 )注射壓力與所模力 當高壓的熔料進入并充滿型腔時，將產(chǎn)生一個很大的力，迫使模具分開，所以必須 在模具上加一個鎖模力。 11 1)型腔內(nèi)熔料的壓力 p=80% 注p 式中 注p -----可從表中查得。（查得數(shù)值為 80~130Mpa,取 120MPa） 2)型腔內(nèi)的作用力 F=pA 式中 F-------作用力； A--

41、----塑件、澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積。 所以 F=pA=80% 注p A F=0.8 注p A 3)鎖模力 鎖F 鎖F ≥ F 鎖F ≥ 0.8 注p A 所以 A≤ 注 鎖pF8.0 工件有關(guān)尺寸如下 質(zhì)量 m=18.2 g 密度 ρ =1.4g/c 3m 體積 13 3cm 聚氯乙烯收縮率為 0.3%～ 0.8%取 0.5%，最大不溢料間隙 0.04 mm 代入數(shù)據(jù)計算得 注射機的最大注 射量必須大于 m/0.8 既 22.75g 型腔內(nèi)熔料的壓力 p

42、=64 Mpa 型腔內(nèi)的作用力 F=80.352 KN 所以注射機型號選擇為 : 臥式 XS-ZY-125 ( 3 ) 注射機與模具有關(guān)尺寸的關(guān)系 1 ）噴嘴尺寸 注射機的噴嘴頭部一般為球面。模具主流道端部的凹球面半徑 應大于注射機頭部的球面半徑，主流道口徑應大于噴嘴口徑。 2 ）定位圈尺寸 為了保證模具主流道與噴嘴對準，注射機定模板上設(shè)有一個 定位孔，模具上定位圈的外徑 D 與注射機定模板上定位孔內(nèi)徑 D1 相配合， D=D1，常采 用間隙配合。 3 ）模具厚度 模具厚度又稱模具閉合高度，為了使模具能夠安裝在注射機， 并順利的使用，必須使注射機允許的模具最小

43、厚度 < 模具閉合高度 < 注射機允許的模 具最大厚度，并且模具的外行應能夠順利地從注射機拉桿之間通過。 4 ）安裝螺孔尺寸 動、定模在注射機上的安裝方法有以下兩種： （ 1）直接用螺釘固定 模腳上的鉆孔位置尺寸與注射機模板上螺孔位置尺寸一致。 （ 2）用壓板固定 只要模腳周圍有螺孔即可，靈活性大。 5 ）推出裝置 設(shè)計模具的推出機構(gòu)時必須根據(jù)注射機頂出裝置 的形式、頂桿 直徑、頂桿間距及頂出距離等來設(shè)計。 12 6 ）國產(chǎn)注射機的主要技術(shù)規(guī)格見書上表 3-75。 3.4.2 流道的設(shè)計 澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，

44、澆 注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆系統(tǒng)兩大類，澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注射模具設(shè) 計的一個重要環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能及理想外觀的塑料制件，以及獲得最佳成型效果 有著直接影響。普通流道澆注系統(tǒng)一般由主流道，分流道，澆口和冷料井等四部分組成， 普通澆注系統(tǒng)主要是將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)輸送到型腔，同時使型腔 內(nèi) 的氣體能及時順利排出。在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到 型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。同時應把澆注系統(tǒng)和 型腔布局結(jié)合起來考慮。 澆注系統(tǒng)的分布形式與型腔的排布密切相關(guān)，應在設(shè)計時盡可能保證在同一時間內(nèi) 塑料熔體充滿各型腔，并且

45、使型腔及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總重心與注射機鎖 模機構(gòu)的鎖模力作用中心相重合，這對于鎖模的可靠及鎖模機構(gòu)受力的均勻性都是有利 的。 主流道是澆注系統(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。屬于從熱的塑料熔體到 相對較冷的模具的一段過渡的流動長度，因此 它的進口形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度降 和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最遠位置的能力。 在臥式或立式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順 利拔出，需設(shè)計成圓錐形，錐角為 2 ~6，表面粗糙度 Ra<0.8μ m;在直角式注射機上 使

46、用的模具中，主流道開設(shè)在分型面上，因其不需沿軸線上拔出凝料，設(shè)計成圓柱形， 其中心軸線就在動定模的合模面上。綜合考慮這些因素，注流道開在型腔板中，直接與 澆口襯套相連接。由于本模具為 一模一腔，所認還需開設(shè)分流道。 3.4.3 澆口的設(shè)計 本模具采用點澆口設(shè)計，點澆口又稱針點式澆口、橄欖形澆口或菱形澆口，其尺寸 很小。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，截面形狀小如針點的澆口 ,塑件澆口 痕跡小 ,能有效地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱，從而導致熔體的表觀 粘度下降，流動性增加，利于填充，因而對于薄壁塑件以及諸如聚乙烯、聚甲醛、聚苯 乙烯等表觀粘度隨剪切速率變化而敏感改變的塑料

47、成型有利，但不利于成型流動性差及 熱敏性塑料，也不利于成型平薄易變形及形狀復雜的塑件。用于粘度對剪切速率和溫度 敏 感及粘度低的塑料 ,但不利于成形流動性差 (如 PC,PVC,PSF)的及熱敏性塑料 .適用材 料 :PP,PE,PS,POM,PA,ABS.根據(jù)塑件尺寸 ,取半徑為 1mm的圓形澆口 . （ 1）澆口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 澆口套結(jié)構(gòu)形式上如圖所示 ,根據(jù)注射機結(jié)構(gòu)形式確定其尺寸為 : 公稱尺寸為Φ 20,其長度 L=50mm; 3.5 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 導向機構(gòu)的作用主要有： （ 1）定位作用 模具閉合后，保證動定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確； 導向機構(gòu)在

48、模具裝配過程中起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。 （ 2）導向作用 合模時 ，首先是導向零件接觸，引導動定模準確閉合，避免型芯 先進入型腔造成成型零件損壞。 （ 3）承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由 于成型設(shè)備精度低的影響，使導柱承受了一定的側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè) 壓力很大時，不能單靠導柱來承擔，需增設(shè)錐面定位機構(gòu)。 3.5.1 導柱的設(shè)計 導柱結(jié)構(gòu)擬采用如圖所式結(jié)構(gòu)： 14 為帶頭導柱，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具。模板中設(shè)置導套，導向孔磨損 后，只要更換導套即可。根據(jù)所選模具板厚度及其重量 ,采用導柱直徑為Φ 25，其總長 為

49、 124mm，其材 料為 T8A， T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為 HRC52～ 56。導柱固定部分表面粗 糙度 Ra為 0.8μ m，導向部分表面粗糙度 Ra為 0.8～ 0.4μ m。 3.5.2 導套 的 選擇 導套 的 選擇為與之相配的即可，長度為 60mm. 3.6 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 當注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺等的塑料制件時，模具上成型該處的零件就必 須制成可移動的零件，以便在脫模之前先抽出側(cè)向成型零件，否則就無法脫模。帶動側(cè) 向成型零件作移動的整個機構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。根據(jù)動力來源的不同，側(cè)向分 型與抽型機構(gòu)一般可分為機動、液壓 或氣動以及手動等三大類型。根

50、據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點及 生產(chǎn)要求采用機動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。 3.6.1 抽芯距確定與抽芯力計算 注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件 要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。對于帶通孔的殼體類塑件， 脫模時還要克服大氣壓力，一般塑料制件剛開始脫模時所需確阻力最大即所需的脫模力 最大，如圖為塑模時型芯的受力分析。 15 側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移 動的距離 稱為抽芯距，用 S表示。根據(jù)制件要求取 43mm. 抽芯力的計算同脫模力計算相同?？梢允褂靡韵鹿竭M行計算： Fc=chp(μ cosα

51、-sinα ) 式中 Fc—— 抽芯力 (N)； c—— 側(cè)型芯成型部分的截面平均周長 (m) ； h—— 側(cè)型芯成型部分的高度 (m) ； p—— 塑件對側(cè)型芯的收縮應力（包緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的 品種、成型工藝有關(guān)（ Pa）； —— 塑件在熱狀態(tài)時對鋼的摩檫系數(shù)，一般 =0.15～ 0.20； ɑ—— 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角。 3.6.2 斜導柱的設(shè)計 斜導柱傾角確定 斜導柱軸向與開模方向的夾角稱為斜導柱的傾斜角 ? ,它是決定斜導柱抽芯機構(gòu)工 作效果的重要參數(shù)， ? 的大小對斜導柱的有效工作長度，抽芯距和各受力狀況等起著決

52、定性的影響。 ? 增大， L和 H減小，有利于減小模具尺寸，但 Fw和 Fk增大，影響導柱 和模具的強度和剛度。反之 ? 減小 ，斜導柱和模具受力減小，但要獲得相同的抽芯距， 斜導柱的長度就要增長，開模距就要變大，因此模具尺寸會增大，綜合兩方面， ? 取分 別取 20、 15比較理想。 斜導柱的材料多為 T8、 T10 等碳素鋼，也可以用 20 鋼滲碳處理。由于斜導柱與滑 塊摩檫，熱處理要求硬度 HRC≥ 55，表面粗糙度 Ra≤ 0.8m. 1)斜導柱的長度計算 斜導柱的長度計算公式如下 : LZ =L1 +L2 +L3 +L4 +L5 =22d tag? + ?cosh +2d

53、tag? + ?sins +（ 5～ 10） 式中 Lz —— 斜導柱總長度； d2 —— 斜導柱固定部分大端直徑； h—— 斜導柱固定板厚度； d—— 斜導柱工作部分直徑； 16 s—— 抽芯距； 帶入數(shù)據(jù)計算： 斜導柱 1長度取 117.75mm； 斜導柱 2長度取 100mm； 2)斜導柱的直徑計算 斜導柱的直徑主要受彎曲應力的影響，斜導柱所受的彎矩為： M? =F? L? 式中 M? —— 斜導柱所受彎矩； L? —— 斜導柱彎曲力臂； 由材料力學可知： M? =[?? ]W 式中 [?? ]—— 斜導柱所用材料的許用彎曲應力； W

54、—— 抗彎截面系數(shù)。 斜導柱的截面一般為圓形，其抗彎截面系數(shù)為： W=32? 3d ==0.1 3d 所以斜導柱的直徑為： 3 233 c o s][ 10c o s][][1.0 aw F c H wawc o F L wwF w lwd ??? ??? 式中 H? —— 側(cè)型芯滑塊 受的脫模力作用線與斜導柱中心線的交點到斜導柱固 定板的距離，它并不等于滑塊高的一半。 經(jīng)計算查表?。?斜導柱 1直徑為φ 15mm； 斜導柱 2直徑為φ 15mm； 3.6.3 斜導柱受力分 析與強度計算 斜導柱受力析：斜導柱在抽芯過程中受到彎曲力 Fw的作用。

55、 Fw= ?cosFt Fk= ?tgFt? 式中 Fw—— 側(cè)抽芯時斜導柱所多彎曲力 Ft—— 側(cè)抽芯時的脫模力，其大小等于抽芯力 Fc Fk—— 側(cè)抽芯時所受開模力 3.6.4 滑塊結(jié)構(gòu)設(shè)計 17 分析滑塊受力情況 圖中 Ft是抽芯 力壓的反作用力，大小與 Fc 相等，方向相反 Fk是開模力，它通過導滑模施加于滑動 F是斜導柱通過斜導孔施加于滑塊的正壓力，其大小與斜導柱所受的彎曲力 Fw相等 F1是斜導柱與滑塊間的磨擦力 F2是滑塊與滑模間的磨擦力 ? ?0 xF 則 0c o s21 ???? ?? FFsiFF t （ 1） ? ?

56、0Fy 則 0co s1 ??? kFaFFsia （ 2） 式中 UFF?1 kFF ??2 （ 3） 由（ 1）（ 2）（ 3）得 221s in utg a utg aco aa FF t ?? ???? ?? 由于磨擦力和其它力相比較一般很小，可以忽略，（即μ =0） ? 上式 F= aFtcos 即 Fw= aFccos 3.6.5 導滑槽設(shè)計 成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復移 動，這一過程是在滑塊和導滑槽的配合形式也不同，一般采用 T 形槽或燕尾槽導滑。 T 形槽導滑結(jié)構(gòu)緊湊，多用于小型

57、模具的抽芯機構(gòu)，由于塑件尺寸較小，抽芯距不大所以 本模具采用組合式 T 形槽導滑，材料 45 鋼。為了便于加工和防止熱處理變形，常常調(diào) 質(zhì)銑銷成形。蓋板材料用 45鋼，要求硬度 42HRC. 導滑槽與滑塊導滑部分采用間隙配合， 一般采用 H8/F8在配合面上成型時與熔融塑料接觸，為防止配合部分漏料，應適當提高 精度，采用 H8/f7或 H8/g7,其它各處留有 0.5mm左右間隙，配合部分表面要求較高表面 粗糙度 Ra? 0.8wm。 3.6.6 楔緊塊設(shè)計 在注射成型過程中，側(cè)向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，這個力通過滑塊 傳給斜導柱，而一般的斜導柱為一細長桿件，受力后容易變形，導

58、致滑塊后移，因此必 須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力 楔緊塊的工作部分是斜面，為了保證斜面能在合模時壓緊滑塊，而在開模時又能迅 速脫離滑塊，以避免楔緊塊影響斜導柱對滑塊的驅(qū)動，鎖緊角 ? ˊ一般都應比斜導柱傾 斜解 ? 大一些 ? ˊ = ? +（ 2～ 3）。 楔緊塊是防止注射時熔體壓力使測型芯滑塊產(chǎn)生位移而設(shè)置的，為了有效工作，其 18 上面的斜面應與側(cè)型芯滑塊上的斜度一致，設(shè)計時斜面應留有一定的修正余時量，以便 裝配時修正。 3.6.7 滑塊定位裝置設(shè)計 依靠壓縮彈簧的彈力使滑塊停留在限位擋塊處，即：彈簧拉桿擋塊式，適用于任何 方向的抽芯動

59、作 ]壓縮彈簧的彈力是滑塊重量的 2 倍左右，其壓縮長度須大于抽芯距 S， 一般取 1.3S 拉桿 5 是支持 彈簧的，當抽芯距，彈簧的直徑和長度已確定，則拉桿的直 徑和長度就能確定，拉桿長度計算如下： Ll=2d+s+t60.8Ld+4d 其中 L1—— 拉桿長度 d —— 拉桿直徑 S—— 抽芯距 T—— 擋塊厚度 Ld—— 彈簧自由長度 2d—— 拉桿旋入滑塊中的長度 4d—— 拉桿端部擰入墊圈及六角螺母的長度 經(jīng)計算可取： L1=85mm L2=85mm 3.7 推出機構(gòu)的設(shè)計 塑件在從模具上取下之前，還有一個從模具的成型零件上脫出的過程，使塑件從 成型零 件

60、上脫出的機構(gòu)為推出機構(gòu)。推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂板來完 成的。由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂板來驅(qū)動的，所以一般情 況下，推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計時應盡量注意，開模后使塑件 能留在動模一側(cè)。為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設(shè)計時應仔細分析塑件 對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置，從而使塑件受力均 勻、不變形、不損壞。推出機構(gòu)應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構(gòu)本身要有足 夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作 用，確保塑件順利地脫模。推 出塑件的位置應盡量設(shè)在塑件上不影響使用的部位，以免推出

61、痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量 和使用。 19 設(shè)計推出機構(gòu)時，還必須考慮合模時機構(gòu)的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。 綜合考慮這些因素，本模具采用推板推出塑件，所要求的是推板具有一定的強度和剛度， 所以采用如圖所示的階梯軸結(jié)構(gòu)形式，這樣既保證其起到順利推出制件的作用，又能保 證推板的強度和剛度要求。推板孔與推板間隙應小于聚氯乙烯的溢料間隙（ 0.04mm）， 設(shè)計四根彈簧用以推板機構(gòu)的復位。 3.7.1 推出機構(gòu)的設(shè)計計算 塑件在模腔中成形以后 ,便可以從模具中取下 ,但塑件從模具中取下之前 ,模具還必 須完成一個將塑件從模腔中推出的動作 ,模具上完成這一動作的機構(gòu)稱為脫模

62、推出機 構(gòu) . 一般情況下 ,推出塑件的動作在動模上完成。在特殊情況下 ,也可以在定模上設(shè)脫模 機構(gòu) .但因注射機的定模板一側(cè)沒有推出機構(gòu) ,故此時須采取特殊結(jié)構(gòu) . 推出機構(gòu)通常是有三大部分組成 ,第一部分是直接作用在塑件上將塑件推出的零件 稱推出零件 ;第二部分是用來固定推出零件的零件 ,有推板固定板 ,推板等 ;第三部分是 作用推出零件推出動作的導向及合模時推出零件復位的零件 . 推出機構(gòu)的原 則是 : 應使塑件脫模時不發(fā)生變形或損傷塑件的外觀 ;推力的分布依 脫模阻力的大小要合理安排 ;推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)應力求簡單 ,動作可靠 ,不發(fā)生錯誤動作 , 合模時能正確復位 . 3.8 溫度調(diào)節(jié)系

63、統(tǒng)設(shè)計 無論何種塑料進行注射成型，均有一個比較適宜的模具溫度范圍，在此溫度范圍內(nèi)， 塑料熔體的流動性好，容易充滿型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定， 力學性能以及表面質(zhì)量也比較高。為了使模溫能控制在一個合理的范圍內(nèi)，必須設(shè)計模 具溫度的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 模具溫度的調(diào)節(jié)是指對模具進行冷卻或加熱，必要時兩者兼有，從而達到控制模溫 的目 的。對模具進行冷卻還是加熱，與塑料品種、塑件的形狀與尺寸、生產(chǎn)效率及成型 工藝對模溫的要求有關(guān)。 對于粘度低、流動性好的塑料，因為成型工藝要求模溫都不太高，所以常用常溫水 對模具進行冷卻，有時為了進一步縮短在模內(nèi)的冷卻時間，亦可用冷水控制模溫。對于 粘

64、度高、流動性差的塑料，為了提高充型性能，成型工藝要求有較高的模溫，因此經(jīng)常 需要對模具加熱。對于粘流溫度或熔點較低的塑料，一般需用常溫或冷水對模具冷卻； 而對于高粘流溫度或高熔點的塑料，可用溫水控制模溫。流程長、壁厚較大的塑件，或 者粘流溫度或熔點雖不高，但成型面積很大時 ，為了保證塑料熔體在充模過程中不至溫 降太大而影響充型，可對模具采取適當?shù)募訜岽胧?。對于大型模具，為保證生產(chǎn)之前用 較短時間達到工藝所要求的模溫，可設(shè)置加熱裝置對模具進行預熱。對于小型薄壁塑件， 且成型工藝要求模溫不太高時，可以不設(shè)置冷卻裝置而依靠自然冷卻。由于本模具型腔 較小，工藝要求也不高，所以可以采用自然冷切，但是為了

65、適應不同地區(qū)的不同氣候環(huán) 境，及節(jié)省冷卻時間，提高生產(chǎn)效率，模板上應開設(shè)一定的冷切水道以便于冷切。 3.9 彈簧的選定 20 由斜滑塊體積得到它的質(zhì)量，然后根據(jù) 10%預壓縮量和其他零件的相關(guān)尺寸選定 彈 簧。斜滑塊 1質(zhì)量 1.273599Kg，中徑必須大于 10mm 又屬于輕負載，所以選 TL22X75， 同理彈簧 2選 TL22X75，頂桿復位彈簧選 TF30X100。 結(jié) 論 21 這次畢業(yè)設(shè)計歷時三個月，所設(shè)計的是基于 CAD 技術(shù)的注塑模生產(chǎn)技術(shù)及其工藝裝 備的研制。本課題是一個實踐性課題，它有很高的技術(shù)開發(fā)性，其設(shè)計

66、技術(shù)是采用目前 業(yè)內(nèi)比較先進的 CAD技術(shù)和三維立體設(shè)計技術(shù) Pro/ENGINEER 的有效結(jié)合，它和我們的 專業(yè) —— 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)還是比較接近的。通 過對本課題的研究，結(jié)合大 學所學專業(yè)知識，更重要的是在老師的悉心指導下，使我少走了許多彎路，也讓我在最 短的時間內(nèi)，學到更多原本上學不到的知識。使我們的專業(yè)知識再上一個臺階，理論和 實踐相結(jié)合進一步提高了我的綜合能力和小組合作能力。 22 參考文獻 ： [1]張中元 . 塑料成型工藝與模具設(shè)計 . 北京：航空工業(yè)出版社 [1]《塑料模具設(shè)計手冊》編寫組 . 塑料模設(shè)計手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社 [2] 模具標準選編組 . 模具標準匯編 . 北京：中國標準出版社 [3]徐進 . 模具材料應用手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社 [4]王 樹勛 . 典型注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊 . 廣東 :中南工業(yè)大學出版社 [5]黃圣杰 . Pro/ENGINEER 2001 高級開發(fā)實例 . 北京：電子工業(yè)出版社 [6] 初利寶 . Pro/ENGINEER 模具設(shè)計 . 北京：北京大學出版社 [7] 王