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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 李 潤 銘 班 級 B 機(jī)制 054 學(xué) 號 0510110401 指導(dǎo)教師 許 曉 琴 完成日期 2009 年 6 月 6 日 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 2 目 錄 1 緒論 .1 2 塑件的工藝分析 .2 2.1 塑件材料成型工藝分析 .2 2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 .3 2.3 型腔布局及分型面的選擇 .4 3 成型設(shè)備的選擇 .6 3.1 估算制件的體積和質(zhì)量 .6 3.2 選擇注射機(jī) .6 3.3 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 .6 3.4 模架的選擇 .7 4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .9 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .9 4.1.1 主流道的設(shè)計(jì) .9 4.1.2 主流道襯套的固定 .10 4.1.3 分流道的設(shè)計(jì) .10 4.1.4 澆口的設(shè)計(jì) .11 4.1.5 排氣方案的確定 .11 4.2 成型零部件設(shè)計(jì) .12 4.2.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .12 4.2.2 成型零件工作尺寸計(jì)算 .13 4.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .16 4.3.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) .16 4.3.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) .17 4.3.3 鎖緊塊的結(jié)構(gòu) .17 4.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .18 4.5 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .19 5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .21 6 模具的裝配 .22 6.1 模具的裝配順序 .22 6.2 開模過程分析 .22 7 凹模的機(jī)械加工仿真 .23 8 結(jié)論 .28 參考文獻(xiàn) .29 致 謝 .30 附 錄 .31 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 2 1 緒論 本次設(shè)計(jì)的題目是三通管的注塑模具設(shè)計(jì)，課題以社會實(shí)際產(chǎn)品為原型，設(shè)計(jì) 一副能夠生產(chǎn)所給塑件、結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量的塑料模具。 隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè) 廣泛應(yīng)用， 對塑料模具的需求日益增加，塑料模在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。模具作為 一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國家制造業(yè)水平 的重要標(biāo)志之一。 本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照模具設(shè)計(jì)的步驟，及模具設(shè)計(jì)中的要求來設(shè)計(jì)的：對塑件工藝 性的分析、型腔數(shù)量的確定、分型面的確定、注塑機(jī)的選擇及校核、澆注系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)等，其次，還要對模具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對模具也有重要作用，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收 縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用。 設(shè)計(jì)中要進(jìn)行一整套的程序，自己要在各方面的都應(yīng)了解。在塑料材料、制品設(shè)計(jì) 及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先， 模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及 定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、 內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過 程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模 對塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡易模外，一般來說制模費(fèi)用是十分昂貴的，大 型塑料模更是如此。加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無可替代 的作用。高效全自動(dòng)化設(shè)備，也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的 效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提。 同時(shí)在設(shè)計(jì)中也要求對機(jī)械的相關(guān)知識有相當(dāng)?shù)牧私猓簷C(jī)械制圖、公差與配合、 機(jī)械制造、材料成型、數(shù)控技術(shù)等。對模具的仿真過程也是對我們能力的一種培養(yǎng)， 設(shè)計(jì)完成之后，對模具裝配的可靠性檢查也是模具設(shè)計(jì)過程中必不可少的。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 2 2 塑件的工藝分析 制品的分析是對所要成型的產(chǎn)品有個(gè)初步的了解，在接受設(shè)計(jì)任務(wù)書以后就要 對塑料的品種、批量的大小、尺寸精度與技術(shù)條件，產(chǎn)品的功用及工作條件有個(gè)整 體概念，以便在設(shè)計(jì)模具時(shí)優(yōu)選各種方式來成型塑件。 2.1 塑件材料成型工藝分析 塑料是由合成樹脂、添加劑組成，在一定條件下可塑成型，并在常溫下保持形 狀不變的材料。聚氯乙烯（PVC）是一種非結(jié)晶材料。PVC 材料在實(shí)際使用中經(jīng)常加 入穩(wěn)定劑、潤滑劑、加工助劑、色料、抗沖擊劑及其他添加劑。PVC 材料具有阻燃 性、高強(qiáng)度、耐氣候變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC 對氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸 都有很強(qiáng)的抵抗力，但能夠被強(qiáng)氧化物腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的 場合。 PVC 在加工時(shí)溶化溫度是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù)，如果這個(gè)參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致 材料分解。PVC 的流動(dòng)特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的 PVC 材料 更難于加工，因此通常采用的都是小分子量的 PVC 材料。 要正確分析制品的質(zhì)量，必須要了解塑料的物理性能、機(jī)械性能、熱性能、電 性能和化學(xué)性能等主要性能。表 2-1 為 PVC 的主要性能指標(biāo)，有助于分析三通管的 注塑要求及成型要求。 表 2-1 PVC 的主要性能指標(biāo) 密度 g/cm 1.381.45 彈性模量 MPa 0.050.0910 比容 cm/g 1.031.06 彎曲強(qiáng)度 MPa 90 吸水率%（24h） 0.07-0.4 抗拉屈服強(qiáng)度 MPa 220390 收縮率% 體積電阻率 0.6-1.0 104 熔點(diǎn)C 拉伸強(qiáng)度 Mpa 160212 7-16 PVC 注塑工藝及模具條件： a) 干燥處理：通常不需要干燥處理 b) 溶化溫度：185-205 c) 模具溫度：20-50 d) 注射壓力：可達(dá)到 150MPa e) 保壓壓力：可達(dá)到 100MPa f) 注射速度：為避免材料降解，一般要用相當(dāng)?shù)偷淖⑸渌俣?g) 流道和澆口：采用常規(guī)的澆口。如果注射成型較小的塑件，最好采用針狀 澆口或潛伏式澆口；對于較厚的部件，最好使用扇形澆口。針狀澆口或潛 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 3 伏式澆口的最小直徑應(yīng)為 1mm；扇形澆口的厚度不能小于 1mm。 2.2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 圖 2-1 三通管結(jié)構(gòu)圖 圖 2.1 為三通管結(jié)構(gòu)圖。該制品出口處有一階梯,小階梯的表面有螺紋,這就增 大了成型的難度,外圓面分別在兩個(gè)型腔成型,必須保證同軸度, 所以在模具設(shè)計(jì)和 制造上要有精密的定位措施和良好的加工工藝，以保證傳動(dòng)精度。出口處有螺紋， 也給凹模制作帶來困難。該制品有三個(gè)出口，故抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī) 構(gòu)。 A、塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素： a) 取決于用戶的使用要求。 b) 受制于塑件的流動(dòng)性。 c) 受制于塑料熔體在流動(dòng)充填過程中所受到的結(jié)構(gòu)阻力。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 4 B、塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn) a) 影響塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收縮率及其波動(dòng)。 b) 塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。 c) 模具因素（含模具制造、模具磨損及壽命、模具的裝配、模具的合模及模 具設(shè)計(jì)的不合理所可能帶來的形位誤差等） 。 d) 成型工藝因素（模塑成型的溫度 T、壓力 p、時(shí)間 t 及取向、結(jié)晶、成型后 處理等） 。 e) 成型設(shè)備的控制精度等。 塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)及模具制造誤差。本次課題中沒有 給出公差值，則我們按未注公差的尺寸許偏差計(jì)算，查表取 MT5。 C、塑件的表面質(zhì)量 塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型工藝、 塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。塑料制品的表 面粗糙度主要取決于模具型腔的便面粗糙度。一般模具表面粗糙度要比制品表面粗 糙度小一級，而塑件表面粗糙度隨著模具型腔的磨損增大而增大。 制品為了能夠順利從型腔中脫出，在三通管上必須設(shè)置一定的脫模斜度，一般 最小斜度為 15，所取數(shù)值按經(jīng)驗(yàn)確定，必須限制在制造公差范圍內(nèi)，本次設(shè)計(jì)取 脫模斜度為 50。注射成型的制品的表面應(yīng)沒有凹痕、起泡、熔接痕等缺陷。 2.3 型腔布局及分型面的選擇 型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長短、 注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。該三通管有 3 個(gè)出孔，三個(gè)方向都要抽芯， 故為使模具結(jié)構(gòu)簡單，模具設(shè)計(jì)成單型腔模具。 分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具 的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、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(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。 a) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。 b) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 c) 保證塑件的精度要求。 d) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。 e) 便于模具加工制造。 f) 對成型面積的影響。 g) 對排氣效果的影響。 h) 對側(cè)向抽芯的影響。 三通管是管類零件，外形呈圓柱形，輪廓最大處是直徑位置，故分型面設(shè)置在 三通管的直徑平面（圖 2-2 分型面） ，能過使制件順利脫出模具。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 5 圖 2-2 分型面 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 6 3 成型設(shè)備的選擇 3.1 估算制件的體積和質(zhì)量 該產(chǎn)品材料為 PVC，由表 2-1 得知其密度為 1.38-1.45g/cm3，收縮率為 0.6- 1.0，計(jì)算其平均密度為 1.415 g/cm3，平均收縮率為 0.8。 使用 PRO/E 軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和制件 的體積。 另預(yù)置澆道凝料為 5 cm3，因此估算塑件體積為 46 cm3。制件的質(zhì)量可根據(jù)公 式 m = v* （3- 1） 式中 -塑料密度（g/cm 3） ； v-制品體積（cm 3） ； 求得制件的質(zhì)量 m =461.415=65.09g。 3.2 選擇注射機(jī) 根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，查書可選定注塑機(jī)型號為 SZ-60/40。 注塑機(jī)的參數(shù)如下： 注塑機(jī)最大注塑量：60cm 3； 注塑壓力：180/Mpa； 注塑速率：70(g/s)； 塑化能力：35(Kg/h)； 鎖模力：400KN； 注塑機(jī)拉桿間距：220300mm； 頂出行程：70mm； 最小模厚：150mm； 最大模厚：250mm； 模板行程：250mm； 注塑機(jī)定位孔直徑：80mm； 噴嘴球半徑：SR10。 3.3 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 設(shè)計(jì)模具前，應(yīng)對注射機(jī)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核，實(shí)現(xiàn)注射成型模與注射機(jī)性能參 數(shù)相匹配。 A.模具閉合高度校核 模具閉合厚度必須滿足 HminHmHmax （mm） (3-2) 式中 Hmin注塑機(jī)允許最小模厚（mm） 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 7 Hmax注塑機(jī)允許最大模厚（mm） H模具閉合高度（mm） 本次設(shè)計(jì)的模具的閉合高度為 165mm，所選注塑機(jī)的最大厚度 250mm，最小厚 度 150mm，代入式（3-2）得： 150165250 滿足要求。 B.開模行程校核 注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)） ，故注塑機(jī) 的開模行程應(yīng)滿足下式： S 機(jī)(H 模Hmin)H1H2(510) （3- 3） 式中 S 機(jī)注塑機(jī)最大開模行程（mm） ； H1頂出距離（mm） ； H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm） ； 因?yàn)楸灸＞叩臐沧⑾到y(tǒng)和塑件的特殊關(guān)系，澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經(jīng)包括 了頂出距離。已知注塑機(jī)最大開模行程是 250mm，頂出距離是 18mm，塑件高度是 76.5mm。 代入式（3-3）得： 230(165150)94.5(510) 滿足條件。 C.鎖模力的校核 鎖模力是在成型時(shí)鎖緊模具的最大力。用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)、定模緊密閉合，保證塑料 制品的精度，減少分型面處的溢邊厚度和確保操作人的人身安全。因此，成型時(shí)高 壓熔料在分型面上顯現(xiàn)的漲力應(yīng)小于鎖模力。 (kN) （3-10ckpAF 4） 式中 F注塑機(jī)的額定鎖模力（N） ； A塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（ ） ；2m Pc熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力（MPa） ； k安全系數(shù)，常取 k=1.11.2 本次設(shè)計(jì)的模具的額定鎖模力為 400kN，A=0.2796 ,Pc=180MPa，取安全系數(shù)2 為 1.2，代入式（3-4） ，得 1.280.7964 滿足條件。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 8 3.4 模架的選擇 模架，又稱模體，是模具的主體。模架由模板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂板、頂桿、頂 出板、墊塊及螺釘?shù)然玖慵M成。模架 A、B、C、D 四種標(biāo)準(zhǔn)模架，還有根據(jù)標(biāo) 準(zhǔn)模架派生出 P1、P2、P3、P4 四種模架。在選用模架時(shí)，必須注意制品成型面加 工的有效面積與其它孔位如螺釘孔、導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔、頂柱孔、冷卻水孔等都要保持 足夠的距離。所選用的裝配零件，應(yīng)盡可能采用通用標(biāo)準(zhǔn)件。 三通管的模具是單型腔模具，其尺寸也不是很大，因此模架選擇小型模架。因 制品復(fù)雜，動(dòng)模板和定模板都為兩塊，故模架選擇派生型模架 P2，如圖 3-1 所示。 圖 3-1 派生型模架 P2 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 9 4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的作用是使熔融塑料平穩(wěn)、有序的填充到型腔中去，且把壓力充分的 傳遞到各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、美觀的制品。澆注系統(tǒng)通常分為普 通流道澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩大類。本次設(shè)計(jì)的模具采用的是普通流道澆注 系統(tǒng)，它由主流道、冷料井、分流道、和澆口組成。 4.1.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道又稱主澆道，是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，可看作是噴嘴的通道在模具 中的延續(xù)，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道。 主流道的設(shè)計(jì)原則： a) 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角可取 2-6，流道壁表面粗糙度取 Ra=0.63m，且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光。 b) 流道如端凹坑球面半徑 R2 比注射機(jī)的、噴嘴球半徑 R1 大 1-2 mm。 c) 主流道末端呈圓無須過渡，圓角半徑 r=1-3mm。 d) 主流道長度 L 以小于 60mm 為佳，最長不宜超過 95mm。 e) 主流道常開設(shè)在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用 T8A，熱處理淬火 后硬度 53-57HRC。 本次設(shè)計(jì)的三通管的質(zhì)量為 65.09g，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，主流道進(jìn)口直徑取 3- 4mm，錐角取 6，圓錐形表面的粗糙度取 Ra=0.8。因?yàn)樽⑸錂C(jī)噴嘴的球面半徑是 10mm，所以主流道進(jìn)口球面半徑為 11mm。為了減少壓力損失，主流道長度盡可能短 些，它取決于定模底板的厚度。主流道出口要做成圓角，半徑為 1mm。圖 4-1 為主 流道結(jié)構(gòu)。 圖 4-1 主流道結(jié)構(gòu) 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 10 4.1.2 主流道襯套的固定 主流道要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，容易損壞，所以為了便于更換，常設(shè)計(jì) 成可拆卸的主流道襯套結(jié)構(gòu)，用定位圈配合固定在模具的面板上，定位圈壓緊澆口 套，并用螺釘固定于定模機(jī)構(gòu)上。圖 4-2 為主流道襯套結(jié)構(gòu)。 圖 4-2 主流道襯套結(jié)構(gòu) 4.1.3 分流道的設(shè)計(jì) 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(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U 形。 分流道設(shè)計(jì)原則： a）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。 b）分流道較長時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。 c）分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)， 定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 d）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。 e）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(shí)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。 PVC 的流動(dòng)性較差，因此分流道截面形狀為半圓形，它的優(yōu)點(diǎn)是加工容易，水 力半徑比較大，流體和道壁的接觸少，阻力小，通流能力大，壓力損失小，散熱少。 根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，PVC 塑料分流道截面直徑為 6mm，分流道截面形狀如圖 4-3 所示。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 11 圖 4-3 分流道截面形狀 4.1.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，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、形狀及尺寸對塑件 性能和質(zhì)量的影響很大。澆口種類有直接澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口和耳形 澆口。 澆口的設(shè)計(jì)原則： a) 盡量縮短流動(dòng)距離。 b) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。 c) 必須盡量減少熔接痕。 d) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 e) 考慮分子定向影響。 f) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 g) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 因?yàn)槿ü苡腥齻€(gè)分支，所以分流道有三個(gè)出口分別通向各個(gè)分支，我們采用 點(diǎn)澆口，直徑取 1mm，澆口長度取得是 1mm，它的優(yōu)點(diǎn)是熔體通過時(shí)流速增加，前 后壓差大，提高了沖模速度，成形自動(dòng)切數(shù)斷，有利于自動(dòng)成形，澆口的痕跡不明 顯，缺點(diǎn)是澆口部位易被固化之殘料樹脂堵住。所以它常用于成型中、小型塑料件 的模具中，也可用于表面不允許有較大痕跡的塑件。 4.1.5 排氣方案的確定 排氣系統(tǒng)是為了把型腔內(nèi)原有的空氣以及塑料受熱過程中產(chǎn)生的氣體排出。越 是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型 件或精密零件也要重視排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞?不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。 模具排氣通常有以下幾種方式排氣： a) 利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣 b) 開設(shè)排氣槽排氣。 c) 采用帶有微孔網(wǎng)的粉末燒結(jié)合金塊排氣。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 12 d) 采用強(qiáng)制排氣措施。 其設(shè)計(jì)往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過試模與修模再加以完善，此模是小型模具， 我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。 4.2 成型零部件設(shè)計(jì) 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(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的 沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。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(qiáng)度、 剛度及較好的耐磨性能。 4.2.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) A凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件。 對于形狀復(fù)雜的型腔，若采用整體式結(jié)構(gòu)，比較難加工。所以此次模具采用組 合式的凹模結(jié)構(gòu)。同時(shí)可以使凹模邊緣的材料的性能低于凹模的材料，避免了整體 式凹模采用一樣的材料不經(jīng)濟(jì)，由于凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)可以通過間隙利于排氣，減少 母模熱變形。對于母模中易磨損的部位采用鑲拼式，可以方便模具的維修，避免整 體的凹模報(bào)廢，節(jié)省貴重模具材料。凹模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖 4-4 所示，凹模和定模板 通過螺釘連接。 圖 4-4 凹模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) B型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：型芯成型制品的內(nèi)部形狀，設(shè)計(jì)為了簡化結(jié)構(gòu)，采用整體 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 13 式型芯結(jié)構(gòu)（圖 4-5） ，它適用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中。 圖 4-5 型芯結(jié)構(gòu) 4.2.2 成型零件工作尺寸計(jì)算 所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸，其 直接對應(yīng)塑件的形狀與尺寸。制件尺寸見圖 4-7，鑒于影響塑件尺寸精度的因素多 且復(fù)雜，塑件本身精度也難以達(dá)到高精度，為了計(jì)算簡便，規(guī)定： a) 塑件的公差 塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值“ ”，制品叫做 腔尺寸公差取正值“ ”，若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符，則應(yīng)按以上規(guī) 定進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計(jì)算，即取 。2 b) 模具制造公差 實(shí)踐證明，模具制造公差可取塑件公差的 ，即 z= ，而且按成316)613( 型加工過程中的增減趨向取“+” 、 “-”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+z”, 型芯尺寸不斷減小則取“-z” ，中心距尺寸取“ ”?，F(xiàn)取 。2z c) 模具的磨損量 實(shí)踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的 ，對于大型61 塑件則取 以下。另外對于型腔底面（或型芯端面） ，因?yàn)槊撃７较虼怪保誓p6 量 c=0。 d) 塑件的收縮率 塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)，通常按平均收縮率計(jì)算。 （4-2minaxQ 1） e) 模具在分型面上的合模間隙 由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導(dǎo)致動(dòng)模、定模注射時(shí)存在著一 定的間隙。一般當(dāng)模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時(shí)，塑件產(chǎn)生的飛邊也 小。飛邊厚度一般應(yīng)小于是 0.020.1mm。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 14 圖 4-7 制件尺寸 A.型腔尺寸(mm) 根據(jù)公式 ： D= （4-2） zQD043)1( 式中 DM型腔的內(nèi)徑尺寸（ mm） ； D制品的最大尺寸（mm） ； Q塑料的平均收縮率（%） ； 制品公差； 系數(shù)，可隨制品精度變化；34 模具制造公差，一般取 。z164 D1M= zQ013)( = 3 1.04%)8.(6 =36.213 03. D2M= zQ024)1( 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 15 = 3 084.4%)8.01(3 =30.177 2. 根據(jù)公式 ： LM= （4-3） zQ03)( 式中 LM型腔的長度尺寸（mm） ； L制品的長度最大尺寸（mm） ； 其余符號含意同式（4-2） 。 L1M= zQ0132)( = 3 12.0%)8.(70 =70.48 40 L2M= zQ023)1( = 3 058.%)8.( =8.025 019. B.型芯尺寸（mm） 根據(jù)公式 ： m= （4-d 043)1(zQD 4） 式中 dM型芯的外徑尺寸（mm） ； D制品的內(nèi)徑最小尺寸（mm） ； 其余符號含意同式（4-2） 。 m=d 043)1(zQD 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 16 = 0352.4%)08.1(2 = 14.05 根據(jù)公式 ： M= （4-l 032)(zQL 5） 式中 M型芯的長度尺寸（mm ） ；l L制品的長度最大尺寸（mm） ； 其余符號含意同式（4-2） 。 M=l 032)1(zQL = 0384.%)8.(5 =34.972 028. 4.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用：定位作用、導(dǎo)向作用、承載作用、保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用。 B.導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)： a）小型模具一般只設(shè)置兩根導(dǎo)柱，當(dāng)其元合模方位要求，采用等徑且對稱布 置的方法，若有合模方位要求時(shí)，則應(yīng)采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的 形式。大中型模具常設(shè)置三個(gè)或四個(gè)導(dǎo)柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布 置的形式。 b）直導(dǎo)套常應(yīng)用于簡單模具或模板較薄的模具；型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于復(fù) 雜模具或大、中型模具的動(dòng)定模導(dǎo)向中；型帶頭導(dǎo)套主要應(yīng)用于推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 中。 c）導(dǎo)向零件應(yīng)合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導(dǎo)柱中心到模板邊緣 的距離 一般取導(dǎo)柱固定端的直徑的 11.5 倍；其設(shè)置位置可參見標(biāo)準(zhǔn)模架系列。 d）導(dǎo)柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對某些特殊的要求，如塑件 在動(dòng)模側(cè)依靠推件板脫模，為了對推件板起到導(dǎo)向與支承作用，而在動(dòng)模側(cè)設(shè)置導(dǎo) 柱。 e）為了確保合模的分型面良好貼合，導(dǎo)柱與導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)置承屑槽； 一般都是削去一個(gè)面，或在導(dǎo)套的孔口倒角。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 17 f）導(dǎo)柱工作部分的長度應(yīng)比型芯端面的高度高出 68mm，以確保其導(dǎo)向作用。 g）應(yīng)確保各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響 合模的準(zhǔn)確性，甚至損壞導(dǎo)向零件。 h）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用 H7/f7（低精度時(shí)可采用 H8/f8 或 H9/f9） ； 導(dǎo)柱固定部分的配合精度采用 H7/k6（或 H7/m6） 。導(dǎo)套與安裝之間一般用 H7/m6 的 過渡配合，再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。 4.3.1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)柱采用的是有肩導(dǎo)柱，它應(yīng)與導(dǎo)套、動(dòng)模板配合加工，導(dǎo)柱固定在動(dòng)模部分 以簡化結(jié)構(gòu)。導(dǎo)柱的上半部分與導(dǎo)套配合，作用是確保導(dǎo)向精確，它與導(dǎo)套的配合 采用 H7/f7。導(dǎo)柱下部分與動(dòng)模板配合，作用是固定，它與動(dòng)模的配合采用 H7/k6。公差值查公差表取值，導(dǎo)柱的工作部分表面質(zhì)量要求較高，粗糙度值取 1.6，固定部分的粗糙度取 3.2，為了是模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)柱上下兩部分應(yīng)保證同軸 度，導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如圖 4-8 所示。 圖 4-8 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 4.3.2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 導(dǎo)套采用的是帶套導(dǎo)套，它的作用是保證模具運(yùn)動(dòng)精確。其尺寸查模具設(shè)計(jì)圖 冊，它與定模板配合，精度取 H7/f7，精度值查公差表。導(dǎo)套內(nèi)表面與導(dǎo)柱運(yùn)動(dòng)配 合，其表面粗糙度要高，這里取 Ra=0.8，外圓柱面與定模板相對靜止，表面質(zhì)量比 內(nèi)表面小一些，取 Ra=1.6，其他部位表面質(zhì)量取 Ra=3.2。導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)如圖 4-9。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 18 圖 4-9 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 4.3.3 鎖緊塊的結(jié)構(gòu) 對于精密或大型模具，以及導(dǎo)向零件需要承受較大側(cè)向力的模具，模具上通常 要設(shè)計(jì)錐面、斜面或?qū)дN等精定位裝置。 本次模具的抽芯方式是側(cè)向抽芯，模具需承受一定得側(cè)向力，所以為保證導(dǎo)向 的準(zhǔn)確性，要設(shè)計(jì)鎖緊裝置以保證型芯到達(dá)準(zhǔn)確位置，成型質(zhì)量好的制品。該鎖緊 塊結(jié)構(gòu)如圖 4-10，它固定于定模板上，并隨定模板運(yùn)動(dòng)，與型芯配合部位通過倒角 壓緊，以平衡側(cè)向力。 圖 4-10 鎖緊塊的結(jié)構(gòu) 4.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： a）要求在開模過程中塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便推出機(jī)構(gòu)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè)， 從而簡化模具結(jié)構(gòu)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 19 b）正確分析塑件對模具包緊力與粘附力的大小及分布，有針對性地選擇合理 的推出裝置和推出位置，使脫模力的大小及分布與脫模阻力一致；推出力作用點(diǎn)應(yīng) 靠近塑件對凸模包緊力最大的位置，同時(shí)也應(yīng)是塑件剛度與強(qiáng)度最大的位置；力的 作用面盡可能大一些，以防止塑件在被推出過程中變形或損壞。 c）推出位置應(yīng)盡可能設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位，以力求良 好的塑件外觀。 d）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作可靠（即：推出到位、能正確復(fù)位且不與其他 零件相干涉，有足夠的強(qiáng)度與剛度） ，運(yùn)動(dòng)靈活，制造及維修方便。 頂桿的設(shè)計(jì)原則： a）應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的部位，均勻布置。 b）應(yīng)保證塑件被推出時(shí)受力均勻，推出平衡，不變形；當(dāng)塑件各處脫模阻力 相同時(shí)，則均勻布置；若某個(gè)部位脫模阻力特大，則該處應(yīng)增加推數(shù)目。 c）頂桿應(yīng)盡可能設(shè)在塑件厚壁、凸緣、加強(qiáng)等塑件強(qiáng)度、剛度較大處；當(dāng)結(jié) 構(gòu)特殊，需要推在薄壁處時(shí)，可采用盤狀頂桿以增大接觸面積。 d）頂桿的設(shè)置不應(yīng)影響凸模強(qiáng)度與壽命。當(dāng)推在端面則距型芯側(cè)壁 1 0.13mm；當(dāng)頂桿設(shè)置在型芯內(nèi)部推在塑件內(nèi)部時(shí)，頂桿孔距型芯側(cè)壁 2 3mm。 e）在模內(nèi)排氣困難的部位應(yīng)設(shè)置頂桿，以利于用配合間隙排氣。 f）若塑件上不允許有頂桿痕跡時(shí)，可在塑件外側(cè)設(shè)置溢料槽，從而靠頂桿推 在溢料槽內(nèi)的凝料上而帶塑件。 頂桿采用圓形結(jié)構(gòu)，方便加工，它作用于塑件脫模阻力最大處，頂桿與凹模之 中滑動(dòng)，從而推出制件，它與凹模之間采用間隙配合 H7/f6，頂桿固定在頂桿固定 板上，頂桿固定板與頂桿底板通過螺釘連接。由于頂桿與凹模配合，他的表面粗糙 度要求比較高，這里取 Ra=1.6，其余部分相對較低。頂桿的結(jié)構(gòu)查詢模具設(shè)計(jì)手冊 如圖（4-11）所示。 圖 4-11 頂桿的結(jié)構(gòu) 4.5 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 凡是能實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯或側(cè)向分型以及可靠復(fù)位的機(jī)構(gòu)，均成為側(cè)向分型抽芯機(jī) 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 20 構(gòu)。根據(jù)提供側(cè)向分型或抽芯動(dòng)力來源的不同，可分為手動(dòng)、液壓或氣動(dòng)以及機(jī)動(dòng) 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)三大類。 手動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)有模內(nèi)與模外兩種形式，雖然其模具結(jié)構(gòu)簡單、加工制 造成本低，但是操作不便、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，通常只適用新產(chǎn)品的開發(fā)試 制、小批量制品生產(chǎn)。 液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)抽拔力大，設(shè)計(jì)自由度大，模具結(jié)構(gòu)簡單。其多 應(yīng)用于抽拔距長、抽拔力大的注塑模。 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)的開合模動(dòng)作，通過驅(qū)動(dòng)零件側(cè)滑塊在導(dǎo) 滑槽內(nèi)做側(cè)向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)側(cè)向分型零件的側(cè)向分型、抽拔及其復(fù)位。 本次模具采取機(jī)動(dòng)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高，操作 方便，動(dòng)作可靠，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，且不需要另外添置設(shè)備等。它的缺點(diǎn)是模 具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較難，制模周期也較長。 本次設(shè)計(jì)的抽芯機(jī)構(gòu)，類似于斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)，滑板上的滑槽與豎直方向有一定夾 角，滑板通過螺釘固定在定模機(jī)構(gòu)上，滑槽內(nèi)表面要求高，取 Ra=1.6.滑板的結(jié)構(gòu) 如圖 4-12 所示。 圖 4-12 滑板的結(jié)構(gòu) 滑軌也是通過螺釘固定在動(dòng)模機(jī)構(gòu)上，它對動(dòng)模部分一起運(yùn)動(dòng)，滑軌的結(jié)構(gòu)如 圖 4-13 所示，其上也有一個(gè)滑動(dòng)槽，方向是水平的，表面要求同滑軌上的滑槽一 樣，內(nèi)圓柱面與型芯配合，型芯在其中運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯行動(dòng)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 21 圖 4-13 滑軌的結(jié)構(gòu) 軸是鏈接滑板和滑軌的紐帶，它與兩者都有相對運(yùn)動(dòng)，但方向成一定角度，它 在滑軌中水平運(yùn)動(dòng)，在滑板中斜方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)定模靜止動(dòng)模運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑軌運(yùn)動(dòng)，因 為軸與兩者都配合，所以軸就受力作用在滑槽中運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)型芯運(yùn)動(dòng)。因?yàn)檩S與滑 板運(yùn)動(dòng)相對阻力大一些，所以設(shè)置一個(gè)滾動(dòng)軸承使運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。軸的結(jié)構(gòu)如圖 4-14 所示。為了使軸在運(yùn)動(dòng)中不會左右晃動(dòng)，故在軸上設(shè)置兩個(gè)銷孔定位。 圖 4-14 軸的結(jié)構(gòu) 5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐 應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷 卻時(shí)間占注射成型周期的約 80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同， 模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上 決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的 周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要 求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循： a) 澆口處加強(qiáng)冷卻； b) 冷卻水孔到型腔表面的距離相等； c) 冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑應(yīng)盡可能的大； d) 冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。 e) 進(jìn)水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的 背面。 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù) PVC 工藝性的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 200左右，而從模具中取出塑件 的溫度約為 30，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，模具通入溫度 較低的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，水路的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù) 制件的性狀決定，三通管是管類零件，所以冷卻水通道開設(shè)在型芯上，使其能夠冷 卻制件。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 22 6 模具的裝配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽 命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的 零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精 度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求 得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 6.1 模具的裝配順序 a）確定裝配基準(zhǔn)； b）裝配前要對零件進(jìn)行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； c）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保 證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最小值，防止 產(chǎn)生飛邊。 d）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查； e）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活，無松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象； f）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動(dòng)作靈活緊固 所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止 進(jìn)入系統(tǒng)中； g）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號、合模標(biāo)記及組裝基面。 h）模具的維護(hù)。優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更 換個(gè)別已損壞的零件，不會導(dǎo)致用過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不 正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢。 i）最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中 應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 23 裝，油的溫度不得超過 1000C。 6.2 開模過程分析 首先，彈簧推動(dòng)定模板運(yùn)動(dòng)從分型面-分離，到一定距離，取出澆口余料， 由定距拉桿限制定模板的移動(dòng)，定模板停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)-分型面分型。動(dòng)模部 分繼續(xù)移動(dòng)，滑軌固定在動(dòng)模板上，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，而滑板固定在定模板上靜止不動(dòng)， 此時(shí)，穿過滑軌的軸通過滾動(dòng)軸承在滑板的滑動(dòng)槽中移動(dòng)，帶動(dòng)型芯移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)側(cè) 向分型抽芯行動(dòng)。待到型芯全部抽出，由推桿推出制件。然后復(fù)位桿在彈簧作用下， 使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，然后模具全部復(fù)位。在導(dǎo)柱導(dǎo)向的情況下，動(dòng)定模順利分型，塑 件在推桿的作用下順利脫出。閉合時(shí)，同樣在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向作用下通過復(fù)位桿 的彈簧使復(fù)位桿先于型腔復(fù)位，以免頂桿碰到型腔，損壞模具。 7 凹模的機(jī)械加工仿真 圖 7-1 凹模三位零件圖 A、凹模的工藝性審查 a）定模型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 定模型腔（零件圖見圖 7-1） ，該零件是注塑模的型腔部分，兩個(gè)凹模配合，凹 進(jìn)部分與型芯形成閉合空間，注入熔融工程塑料 PVC 經(jīng)冷卻后形成所需的三通管。 零件的主要工作平面有分模面、不規(guī)則平面型腔等。由于型腔在注塑時(shí)需要承 受一定的壓力和溫度，故該零件需要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和韌性。 b）主要技術(shù)要求 零件圖上的主要技術(shù)要求有：熱處理：50-55HRC；銳角去毛刺倒鈍。 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 24 加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度 Ra=0.8m，側(cè)面的表面粗糙度 Ra=3.2m, 內(nèi)輪廓表面的粗糙度為 Ra=0.4m。 c）零件材料 零件的材料為 45 鋼，可以通過熱處理來獲得所需的機(jī)械性能和力學(xué)性能。 B、毛坯選擇 a）考慮到零件所需的性能，選用鍛件作毛坯； b）確定毛坯的形狀、尺寸：選用 45 鋼鍛件 827643（mm） 。 C、基準(zhǔn)選擇 加工中的一次裝夾希望能夠進(jìn)行在該基準(zhǔn)下的全部加工，這樣可以降低由于基 準(zhǔn)不重合而導(dǎo)致的基準(zhǔn)不重合度誤差。根據(jù)對工件的加工的初步分析，在毛坯的初 次裝夾后可以完成加工，故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準(zhǔn)。 D、機(jī)床的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)綱領(lǐng)，本模具的加工機(jī)床選擇通用機(jī)床。本模具中加工平面 選用通用銑床，加工孔時(shí)選用通用鉆床。由于定模具型腔比較復(fù)雜，用普通機(jī)床難 以加工，所以本設(shè)計(jì)中還選用數(shù)控銑床。 E、刀具的選擇 本設(shè)計(jì)中，加工平面時(shí)選用端銑刀和砂輪；加工直孔時(shí)選用麻花鉆，加工推桿 孔時(shí)，由于其截面為圓狀，所以選用球形銑刀；加工型腔時(shí)，由于凹模是圓形，故 選擇球形銑刀。 F、夾具的選擇 考慮其經(jīng)濟(jì)性，本設(shè)計(jì)中除加工型腔的圓柱面時(shí)選用專用夾具外，其他的都選 通用夾具。 G、切削用量的選擇 切削頂面時(shí)，為保證其粗糙度，粗銑時(shí)切削用量是 0.5mm，精銑時(shí)切削用量為 0.2mm；切削側(cè)面時(shí)，粗銑時(shí)切削用量是 0.8mm，精銑時(shí)切削用量為 0.3mm；切削成 型面時(shí)，由于是圓柱面，銑刀是球頭銑刀，故用量要小，并且間隔要小，取 0.3mm。 H、凹模的數(shù)控仿真加工過程 a)銑削上表面時(shí)仿真加工路線（圖 7-2）： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 25 圖 7-2 銑削上表面時(shí)仿真加工路線 b)銑削側(cè)面仿真加工路線（圖 7-3）： 圖 7-3 銑削側(cè)面仿真加工路線 c)銑凹模內(nèi)側(cè)面時(shí)仿真加工路線（圖 7-4）： 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 26 圖 7-4 銑削內(nèi)側(cè)面仿真加工路線 d)銑拐角余料仿真加工路線圖（圖 7-5）： 圖 7-5 銑削拐角余料仿真加工路線 e)鉆孔仿真加工路線（圖 7-6）： 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 27 圖 7-6 鉆孔仿真加工路線 f)凹模仿真加工總路線（圖 7-7）： 圖 7-7 凹模仿真加工總路線 g）凹模數(shù)控仿真加工成型（圖 7-8）： 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 28 圖 7-8 凹模數(shù)控仿真加工成型 8 結(jié)論 本課題主要是針對三通管的模具設(shè)計(jì),通過對塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終 設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注 系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有 關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個(gè) 設(shè)計(jì)過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。該設(shè)計(jì)母的是設(shè)計(jì)一副注 塑模具來生產(chǎn)三通管產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對三通管的具體結(jié)構(gòu)，該模 具是點(diǎn)澆口的雙分型面注射模具。由于塑件三面通孔，故要設(shè)計(jì)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)， 模具采用單行腔結(jié)構(gòu)，在于簡化機(jī)構(gòu)，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成 本。通過模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到三通管的質(zhì)量和加工工藝要求。 根據(jù)模具制造的加工工藝，來編寫加工工藝卡片。在設(shè)計(jì)過程充分利用了各種 可以利用的方式，同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對各種理論知識的理解，在設(shè)計(jì)的 后一階段充分利用 CAD 軟就是一例，實(shí)用 PRO/E 軟件的數(shù)控加工仿真模塊進(jìn)行凹模 的仿真加工，減少了實(shí)際生產(chǎn)中勞動(dòng)量。以計(jì)算機(jī)為手段，專用模具分析設(shè)計(jì)軟件 為工具設(shè)計(jì)模具。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)， 通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設(shè)計(jì)。 本次模具設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，滿足加工要求，能夠生產(chǎn)所給塑件、結(jié)構(gòu) 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 29 合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量的塑料模具。 參考文獻(xiàn) 1陸洪邱，徐之海.精密塑料成型M.北京：國防工業(yè)出版社，1999. 2屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994. 3陸寧.實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)M.北京：中國輕工業(yè)出版社，1999. 4黃毅宏，李明輝.模具制造工藝M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 5陳昭福，翁寬仁，模具學(xué)M.臺灣：科友圖書股份有限公司，1991. 6王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 7洪慎章. 實(shí)用注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊M. 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成并學(xué)到了很多知識，我想這對我以后走上社會工作崗位會有很大幫助。另外本組 同甘共苦的同學(xué)們，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)中也幫助了很多。在一起討論時(shí)讓我收益頗多， 都真城拿出自己解決問題的經(jīng)驗(yàn)，讓我少走了彎路，讓我的設(shè)計(jì)漸漸成熟。 總之，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的又一次鍛煉完全清楚：充分利用 CAD 技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在 模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時(shí)在實(shí)際中不斷的積累經(jīng)驗(yàn)，以設(shè)計(jì)出 價(jià)廉物美的模具。 這次設(shè)計(jì)能順利完成，還得感謝許老師的精心指導(dǎo)。但錯(cuò)誤之處在所難免，望 批評指正。非常感激！ 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2009 31 附 錄 序號 圖名 圖號 圖幅 張數(shù) 1 三通管注塑模具 STGMJ-00-00 A1 1 2 型芯 STGMJ-00-01 A3 1 3 滑板 2 STGMJ-00-02 A3 1 4 滑軌 STGMJ-00-03 A3 1 5 鎖緊塊 STGMJ-00-04 A4 1 6 凹模 1 STGMJ-00-05 A3 1 7 澆口套 STGMJ-00-06 A4 1 8 定位圈 STGMJ-00-07 A3 1 9 三通管 STGMJ-00-08 A3 1 10 定模底板 STGMJ-00-09 A2 1 11 定模板 STGMJ-00-10 A2 1 12 動(dòng)模板 STGMJ-00-11 A2 1 13 凹模 2 STGMJ-00-12 A3 1 14 復(fù)位桿 STGMJ-00-13 A4 1 15 頂桿 STGMJ-00-14 A4 1 16 滑板 1 STGMJ-00-15 A3 1 17 軸 STGMJ-00-16 A4 1 18 限位環(huán) STGMJ-00-17 A4 1 三通管注塑模具設(shè)計(jì) 32 19 模腳 STGMJ-00-18 A3 1 20 頂出底板 STGMJ-00-19 A3 1 21 頂桿固定板 STGMJ-00-20 A3 1 22 動(dòng)模底板 STGMJ-00-21 A2 1 23 導(dǎo)柱 STGMJ-00-24 A4 1 24 導(dǎo)套 STGMJ-00-25 A4 1 25 模具三維圖集 26 凸（凹）模數(shù)控加工 程序清單