電腦光驅(qū)蓋注塑模具設(shè)計

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制品的主要特點是其結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，且在兩側(cè)伸長的部位有一斜鍥臺，在這里利用模具成型時，可用小滑塊進行側(cè)向抽芯。 制品在外性尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸方面是按照標準系列來定的，在模具設(shè)計時需要注意！ 目錄 一、 塑件分析————————————————————————5 二、 分型面的設(shè)計——————————————————————6 三、 注射機的選擇——————————————————————7 四、 成型零件工作尺寸的計算—————————————————9 五、 型腔壁厚計算——————————————————————19 六、 澆注系統(tǒng)的計算—————————————————————21 七、 推出機構(gòu)的計算—————————————————————24 八、 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計——————————————————————27 九、 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計—————————————————29 十、 模具零件的材料及熱處理處理———————————————33 十一、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)—————————————————————34 十二、 模具的裝配——————————————————————36 十三、 試?！?7 十四、 修?！?8 十五、 參考文獻———————————————————————38 一 塑件分析 1． 塑件圖 此制品是電腦光驅(qū)上的一個 Cover，現(xiàn)實生活中經(jīng)常用到，是一個非常實際的產(chǎn)品。且生產(chǎn)綱領(lǐng)為：10萬件，所以我們采用注射模具注射成型！ 2． 材料分析 1） 產(chǎn)品的材料為：ABS即丙烯腈——丁二烯——苯乙烯共聚物。 查資料，ABS塑料物理力學(xué)主要性能參數(shù)： 相對密度：1.05 ~1.07g/cm3 .導(dǎo)熱系數(shù)：13.8~31.2(10-2w/(m*k)) 線脹系數(shù)：5.8~8.6（10-5xl/k） 吸水系數(shù)：0.20~0.45(24h)/% 成型收縮率：0.4~0.7% 摩擦系數(shù)：0.5 硬度（烙氏）：108~115 泊桑比：0.35~0.36 拉伸強度：43.5~55.2mpa 斷裂伸長率：5~20% 沖擊強度：106.8~213.5 熱變形溫度：85~106攝氏度 連續(xù)最高溫度：65攝氏度 2） 由資料查得ABS的成型特性為： a) 非結(jié)晶形塑料，吸水性強，要充分干燥 b) 流動性中等，溢邊值為：0.05mm c) 用高料溫，高模溫注射壓力亦較高 d) 模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，應(yīng)感注意選擇澆口的位置和形式 3） 應(yīng)對措施 a) ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理。 b) 嚴格控制型腔型心等成型零部件的加工、裝配精度。 c) 使用相對的螺桿式注射機，在條件需要的情況下給模具預(yù)熱。 d) 查資料，模具使用側(cè)澆口，主流道為圓形，分流道為梯形，以減小摩擦阻力，設(shè)計合適的澆口位置。 4） 查資料：ABS的脫模斜度的推薦值及其他參數(shù)。 a.型腔脫模斜度：40分~1度20分 型心脫模斜度：35分~1度 b.選用模具制造精度等級為：3、4、5 二 分型面的設(shè)計 1.分形面的形式： 曲面分型； 2分型面的選擇： a ).分型面應(yīng)設(shè)計在塑件外形最大輪廓處， b)分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模； c）應(yīng)保證讓塑件的精度要求； d)應(yīng)滿足塑件外觀質(zhì)量要求； e)便于模具的加工制造； f)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。 根據(jù)制品的實際情況，分型面選在制品外型輪廓最大處為模具的分型面。 3.為了便于順利脫模，根據(jù)制品自身結(jié)構(gòu)特點，將制品留在動模上； 4．由于塑料制品為ABS，粘度中等，綜合生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定用Cr12材料為型心、型腔及其他成型零部件材料。 三 注射機的選擇 1．注射量的計算： 初選注射機 a．制品截面的面積為： S=0.5×2.36+1.9×2.36+0.64×4.25+0.5×4.25+3.25×0.16+1.5×2.8+1.45×0.3+0.22×1.69+0.28×1.69+3×1.92+3/2×3.14×0.32+1/4×3.14×0.52+1.4×1.7+0.44×0.9+1.3×3.25+2.95×0.3+1.5×4.92+1×0.3+0.3×0.5+1×0.8+1×12.57+1×3.6+0.72×0.32+3×1.92+1/2×3.14×0.152=62.257675mm2 b.制品長度為L=148.2mm 所以制品的底板的體積估計為V=S×L=62.257675×148.2=9226.59mm3 c.制品四只角的估計體積為V1=4×（0.5×12.5+1×0.49+1/2×2×1）×8.5=263.16mm3 d.所以制品的大體體積為V=V1+V2=9226.59+263.16=9889.75mm3=9.9cm3 初選注射機的型號為：XS——ZY——125型號的螺桿式注射機！ 2．注射機的有關(guān)工藝參數(shù)校核 a). 型腔數(shù)量的確定和校核 由于制品為小尺寸的塑件，為了不浪費材料為提高效率，選用一模二腔。 b).最大注射量的校核 nm+m1<=kmp n——型腔的數(shù)量為2； m——單個塑件的質(zhì)量或體積，g/cm3 m1——澆注系統(tǒng)所需塑件質(zhì)量或體積g/cm3 k——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般為0.8； mp——注射機允許的最大注射量g/cm3; 系統(tǒng)凝料設(shè)為0.4cm3，則m1=0.4 ∴左邊=2×9.9+0.4=20.2 右邊=0.8×125=100 ∴不等式成立！ ∴注射量的標準符合要求！ c).鎖模力的校核 Fτ=p(nA+A1)>第343頁） 2采用平均收縮率： S平=0.55% 模具成型零件工作尺寸計算公式一覽表： 型腔類尺寸： 5.00 9.90 148.20 139.20 128.40 42.00 4.20 8.50 29.10 型芯類尺寸：93.00 91.15 中心距尺寸：12.50 R2.30 4.50 本制品的零件圖沒有尺寸精度。本著在保證使用要求的前提下盡可能選用底精度等級的原則。采用SJ1372—78公差數(shù)值標準中的8級精度，對孔類尺寸取表中的數(shù)值冠以“+”號，對于軸類尺寸取表中數(shù)值冠以“—”號，對于兩孔或中心距尺寸取表中數(shù)值之一半，再冠以“±”號。 一）型腔類尺寸計算 1）6.25±0.305 平均值法： Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Ls=6.25±0.305=6.5550-0.61 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×6.555－0.75×0.61]0+0.20 =6.1330+0.20 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）（6.555－0.61） =5.99 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（6.133+2/3×0.61）－6.555×0.4% =6.513≤6.555 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=6.1330+0.46 1）Ф650+1.4 平均值法： LS=Ф650+1.4=67.80-1.4 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×67.8－0.75×1.4]0+0.46 =67.80+0.46 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）（67.8－1.4） =66.9 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（66.9+2/3×0.46）－67.8×0.4% =67.5≤67.8 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=66.90+0.46 2）5.00-0.560 平均值法：LS=5.00-0.560 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×5.28－0.75×0.56]0+0.19 =4.890+0.19 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）（5.28－0.56） =4.75 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（4.75+2/3×0.56）－5.28×0.4% =5.12≤5.28 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=4.750+0.19 3）39±0.52 平均值法： LS=39±0.52=39.520-1.04 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×39.52－0.75×1.4]0+0.35 =38.960+0.35 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（39.52－1.04） =38.75 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（38.75+2/3×1.04）－38.75×0.4% =39.49≤39.52 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=38.960+0.35 4）9.90±0.305 平均值法： LS= 9.90±0.305=10.2050-0.61 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×10.205－0.75×0.61]0+0.20 =9.800+0.20 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（10.205－0.61） =9.662 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（9.662+2/3×0.61）－10.205×0.4% =10.022≤10.205 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=9.6620+0.20 5）148.20±1.20 平均值法： LS=148.20±1.20=149.400-2.40 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×149.40－0.75×2.40]0+0.80 =148.420+0.80 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（149.40－2.4） =148.03 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（148.03+2/3×2.4）－149.40×0.4% =149.03≤149.40 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=148.030+0.80 6）139.20±1.10 平均值法： LS=139.20±1.10=140.300-2.20 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×140.30－0.75×2.20]0+0.73 =139.420+0.73 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（140.30－2.20） =139.07 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（139.07+2/3×2.20）－140.30×0.4% =139.98≤140.30 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=139.070+0.73 7）128.40±1.10 平均值法：LS=128.40±1.10=129.500-2.20 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×129.50－0.75×2.20]0+0.73 =128.560+0.73 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（129.50－2.20） =128.19 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（128.56+2/3×2.20）－129.50×0.4% =129.50≤129.50 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=128.190+0.73 8）42±0.60 平均值法： LS=42±0.60=42.600-1.20 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×42.60－0.75×1.20]0+0.40 =41.930+0.40 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（42.60－1.20） =41.69 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（41.69+2/3×1.20）－42.60×0.4% =42.32≤42.60 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=41.690+0.80 9）4.20±0.28 平均值法： LS=4.20±0.28=4.480-0.56 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×4.48－0.75×0.56]0+0.19 =1.0850+0.19 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（4.48－0.56） =3.947 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（3.947+2/3×0.56）－4.48×0.4% =4.299≤4.48 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=3.9470+0.19 10）：8.50±0.305 平均值法： LS=8.50±0.305=8.8050-0.61 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×8.805－0.75×0.61]0+0.20 =8.3950+0.20 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（8.805－0.61） =8.252 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（8.395+2/3×0.61）－8.805×0.4% =8.760≤8.805 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=8.2520+0.20 11）29.10±0.48 平均值法： LS=29.10±0.48=19.580-0.96 Lm+（△Z／2）+（△C／2）=（Ls－△／2）+（Ls－△／2）S平 Lm=（1+S平）Ls－（△+△Z+△C）÷2 Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－X△]0+△Z 取△Z=△/3 X=0.75 Lm0+△Z=[（1+0.55%）×29.58－0.75×0.96]0+0.32 =29.020+0.32 公差帶法： a.初算基本尺寸（最小值）： Lm=（1+Smax）（Ls－△） =（1+0.7%）×（29.58－0.96） =28.82 b.驗算（最大值）： （Lm+△Z+△m）－LsSmin≤Ls 取△Z=△/3 ，△m=△/3 左邊=（28.82+2/3×0.96）－29.58×0.4% =29.34≤29.58 ∴不等式成立 ∴Lm0+△Z=28.820+0.32 二）型芯類尺寸計算 1）93.00±0.90 平均值法： ls= 93.00±0.90=92.100+1.80 取△Z=△/3 X=0.75 lm－△Z0=[（1+S平）ls+X△]－△Z0 =[(1+0.55%)×92.10+0.75×1.80]－0.600 =93.96－0.600 公差帶法: a.初算基本尺寸(最大值) lm=(1+Smin)(ls+△) =(1+0.4%)(92.10+1.80) =94.28 b.驗算(最小值) 取△Z=△m=△/3 lm－△Z－△m－lsSmax≥ls 93.96－2/3×1.80－92.10×0.7%≥92.10 左邊=92.12 右邊=92.10 ∴不等式成立 ∴l(xiāng)m0－△Z=94.280－0.60 2）91.15±0.90 平均值法： ls= 91.15±0.90=90.250+1.80 取△Z=△/3 X=0.75 lm－△Z0=[（1+S平）ls+X△]－△Z0 =[(1+0.55%)×90.25+0.75×1.80]－0.600 =92.10－0.600 公差帶法: a.初算基本尺寸(最大值) lm=(1+Smin)(ls+△) =(1+0.4%)(90.25+1.80) =92.42 b.驗算(最小值) 取△Z=△m=△/3 lm－△Z－△m－lsSmax≥ls 92.10－2/3×1.80－90.25×0.7%≥92.10 左邊=90.27 右邊=90.25 ∴不等式成立 ∴l(xiāng)m0－△Z=92.100－0.60 三）中心距尺寸計算 1）12.50 ±0.36 平均值法： a)初算（最小值）： Cs=2 ± 0.24 Cm=（1+S）Cs±△/2 =12.57±0.18 公差帶法： Cm=（1+S）Cs=（1+0.55%）×12.50 =12.57 b)驗算： 最大值：（Cm+△Z/2）-（CS+△Z/2）Smin≤CS+△Z/2 左邊=（12.57+0.36）-（12.50+0.36）×0.4% =12.88 右邊=12.86 ∴不等式不成立！ 重取：△Z=△/2=0.36 （12.57+0.18）-（12.50+0.36）×0.4%≤12.50+0.36 左邊=12.70 右邊=12.86 ∴不等式成立！ ∴=Cm+△/2=12.57+0.36 最小值：（Cm-△Z/2）--（CS-△Z/2）×Smax≥CS-△Z/2 左邊=（12.57-0.36）-（12.50-0.36）×0.7% =12.13 右邊=12.14 ∴不等式不成立 重取△Z=△/2=0.36 （Cm-△Z/2）--（CS-△Z/2）×Smax≥CS-△Z/2 左邊=（12.57-0.18）-（12.50-0.36）×0.7% =12.31 右邊=12.14 ∴不等式成立 ∴Cm±△/2=12.57±0.36 2）4.5±0.28 平均值法： a)初算（最小值）： Cs=4.5±0.28 Cm=（1+S）Cs±△/2 =4.52±0.14 公差帶法： Cm=（1+S）Cs=（1+0.55%）×4.52 =4.52 b)驗算： 最大值：（Cm+△Z/2）-（CS+△Z/2）Smin≤CS+△Z/2 取△=0.56 左邊=（4.52+0.28）-（4.50+0.28）×0.4% =4.6 右邊=4.78 ∴不等式成立 最小值：（Cm-△Z/2）--（CS-△Z/2）Smax≥CS-△Z/2 左邊=（4.52-0.28）-（4.50-0.28）×0.7% =4.21 右邊=4.22 ∴不等式不成立 重取 △Z=△/2=0.28 （4.52-0.14）-（4.50-0.28）×0.7%=4.35 左邊=4.35 右邊=4.22 ∴不等式成立 ∴Cm±△/2=4.52±0.28 3）2.30±0.24 平均值法： a)初算（最小值）： Cs=2 .30± 0.24 Cm=（1+S）Cs±△/2 =2 31± 0.24 公差帶法： Cm=（1+S）Cs=（1+0.55%）×2.30 =2.31 b)驗算： 最大值：（Cm+△Z/2）-（CS+△Z/2）Smin≤CS+△Z/2 左邊=（2.31+0.24）-（2.30+0.24）×0.4% =2.54 右邊=2.54 左邊=右邊 ∴不等式成立 最小值：（Cm-△Z/2）--（CS-△Z/2）Smax≥CS-△Z/2 左邊=（2.31-0.24）-（2.30-0.24）×0.7% =2.07 右邊=2.06 ∴不等式成立 ∴Cm±△/2=2.31±0.24 五 型腔壁厚計算 在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的強度。型腔強度不夠?qū)l(fā)生塑性變形，甚至破裂；剛度不夠?qū)a(chǎn)生過大彈性變形導(dǎo)致型腔向外膨脹，并產(chǎn)生益料間隙。 1型腔選用矩形整體式腔如下圖： 查《模具設(shè)計與制造簡明手冊》第416頁 側(cè)壁厚： （1）按剛度計算： h1=[（cpa4）/（Eδ）]-1/3 （2）按強度計算： h1=[(6M最大)/（Eδ）] -1/2 底板厚： （1）按剛度計算 =[（c′pa4）/（Eδ）]-1/3 （2）按強度計算： h2=[(6M最大)/（Eδ）] -1/2 h1、h2——凹模側(cè)壁，底板厚度（厘米） c、c′——常數(shù)，分別由l/a,l/b而定 a——凹模受力部分高度（厘米） l,b凹模內(nèi)腔長邊和短邊（厘米） E——彈性模量，鋼取2.1×1011 L——墊塊間距（厘米），取L=16厘米 [σ]——彎曲許用應(yīng)力（105帕） 查Cr的[σ]=220MPa δ——允許變形量（厘米），按塑件性質(zhì)選取，一般不超過塑件的溢邊值，故取=0.002厘米 p——型腔壓力，一般?。?50～450）×105帕 由以上計算可知： a=17.5mm=1.75cm b=42mm=4.2cm l=148.2mm=14.82cm 故知，c=l/a=14.82/1.75=8.47(cm) c′=l/b=14.82/4.2=3.53(cm) (2) 計算 ①側(cè)壁厚 按剛度計算 h1=[cpa4/（Eσ）]/3 =[(8.47×300×105×1.754)/(2.1×1011×0.002) ] 1/3 =1.8(cm) 按強度計算 h1=[(6Mmax)/(Eδ)]1/2 =[(PL)/(2[σ])] 1/2 =300×105×10/2×220×106 =0.83(cm) 取h1=1 cm ②底板厚 按剛度計算 h2=[[c′pa4/(Eδ)]1/3 =[3.53×300×105×1.754/(2.1×1011×0.002)] 1/3 =1.33(cm) 按強度計算 h2=[6Mmax/(Eδ)]1/2 =[300×105×10/(2×220×106)] 1/2 =0.83(cm) 取h2=1 cm 六 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注射模的澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機噴嘴進模具開始到型腔為止所流經(jīng)的通道，它的作用是將熔體平穩(wěn)地引入模具型腔，并在填充和固化定型過程中，將型腔內(nèi)氣體順利排出，且將壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。 澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。 本設(shè)計中采用的是普通澆注系統(tǒng)。 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口及冷料穴等四部分組成。 一）主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具的入口處，其作用是將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于塑料熔體的流動及流道，由于要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，所主流道常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套，如下圖所示： 主流道始端直徑： D=d+（0.5～1）mm 本模具的注射機選XS—ZY—125查表得：d=4 D=4+（0.5～1）mm 球面凹坑半徑： R2=R1+（0.5～1）mm 本模具的注射機選XS—ZY—125查表得：R1=12 mm R2=12+（0.5～1）mm 半錐角： =1°～2° 主流道的長度L﹤60mm 本設(shè)計中取L=37mm 二）分流道的設(shè)計 分流道是主流道與澆口之間的通道。分流道要求熔體的阻力盡可能小，轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過度，各型腔保持均衡進料。由于本設(shè)計中分流道較長，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴，分流道的截面形狀，常用的有圓形、梯形、U字形和六角形等。 由于本設(shè)計中，分型面不是平面。常采用梯形或半圓形截面的流道，又梯形截面形狀的流道與U字形截面流道特點相似，但比U字形截面形狀的流道的熱量損失及冷凝料都多；加工也較方便，因此較常用，本設(shè)計中也采用梯形截面的流道。 分流道截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成型體積、壁厚、形狀、所用塑料的工藝性能，注塑速率以分流道的長度等因素來確定。 按照公式：b=0.2654√m 4√L h=2/3b 其中：b——梯形大底邊寬度 mm m——塑件的質(zhì)量 g L——分流道的長度 mm h——梯形高度 mm m=e·v =1.05g/cm3 ×9.9 cm3 =10.395g L取180mm ∴b=0.2654√m 4√L =0.2654√10.3954√180 ≈9mm h=2/3b=6mm 具體的分流道形狀及尺寸如下圖所示： 其中r=1～3mm 在此取1mm 三）澆口的形狀 腔型與分流道之間采用一段距離很短，截面積很小的通道相連接，此通道稱為澆口，它是連接分流道與型腔的橋梁。 它具有兩個功能，第一、對塑料熔體流入型腔控制作用；第二、當注射壓力撤消后，澆口固化，封鎖型腔，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會側(cè)流，澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 澆口一般分非限制性澆口和限制性澆口，本設(shè)計采用限制性澆口，它又可分為①側(cè)澆口系列；②點澆口系列；③盤環(huán)型澆口系列，由于側(cè)澆口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的消耗量，同時去除澆口容易，且不留明顯痕跡。 本澆口取潛伏式澆口 四）澆口位置的選擇 選擇澆口的位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特征和成型的質(zhì)量要求，并分析塑料原材料的工藝特性與塑料熔體在模內(nèi)的流動狀態(tài)，成型的工藝條件，綜合進行考慮，同時還要避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件截面尺寸的最大處，要有利于熔體的流動，型腔的排氣。在本模具中，由于制品是一個長、薄壁件，并且在制品的中間還有一個很大的方行口，如果所以澆口的位置沒有設(shè)置在制品的中間離主流道最近的地方！那么在熔融的塑料流進型腔時他要流的路程將遠大于由上端流進的路程，那樣將對制品產(chǎn)生缺陷，所以我選擇了澆口在制品的端部！ 五）澆注系統(tǒng)的平衡 1、分流道的平衡 本設(shè)計是一模兩腔，澆口形狀相同，分流道的平衡，能保證熔體均地同時充滿所有型腔，且在保壓期間各型腔的補料條件也相同，由于本設(shè)計中型腔對稱分布，屬自然平衡的澆注系統(tǒng)。 2、澆口的平衡 由于本設(shè)計中制品一般，但分流道比較細長及流道中熔體的流動阻力和溫度的降低都不可忽略時，溫度和壓力的降低都會使遠離主流道較遠的型腔難以充滿，此時要計算各澆口的BGV值，看是否相等，由于本設(shè)計中的兩型腔對稱分布，各因素都相同，所以它們的BGV值肯定相等，為了使兩型腔能基本上同時充滿，澆口大小應(yīng)一致，以達到平衡 七 推出機構(gòu)設(shè)計 各種型號注射機的推出裝置和最大推出距離不盡相同。設(shè)計時，應(yīng)使模具的推出機構(gòu)與注射機相適應(yīng)。通常是根據(jù)開合模系統(tǒng)推出裝置的推出形式。推桿直徑、推桿間距和推出距離等，校核模具內(nèi)的推桿位置是否合理，推桿推出距離能否達到使塑件脫模的要求。 推出機構(gòu)的設(shè)計要求： （1），設(shè)計推出機構(gòu)時應(yīng)盡量使塑件留在動模一側(cè)。由于推出機構(gòu)的動作是通過注射機的動模一側(cè)的頂桿或液壓缸來驅(qū)動的，所以在一般情況下，模具的推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。 （2）塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞。為了使塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞，設(shè)計模具時應(yīng)仔細進行塑件對模具包緊力和粘附力的分析與計算，合理地選擇推出機構(gòu)的方式，推出的位置，推出零件的數(shù)目和推出面積等。 （3）不損壞塑件的外觀質(zhì)量。對于外觀質(zhì)量要求較高的塑件，塑件的外部表面盡量不選作為推出位置。即推出位置盡量設(shè)在塑件內(nèi)部。對于塑件內(nèi)部表面均不允許存在推出痕跡時，應(yīng)改變推出機構(gòu)的形式或設(shè)置專為推出使用的工藝凸臺，在推出后再將工藝凸臺與塑件分離。 （4）合模時，應(yīng)使推出機構(gòu)正確復(fù)位。設(shè)計推出機構(gòu)時，應(yīng)考慮合模時推出機構(gòu)的復(fù)位，在斜導(dǎo)柱和導(dǎo)柱側(cè)向抽芯以及其他特殊的情況下，還應(yīng)該考慮推出機構(gòu)的優(yōu)先復(fù)位問題。 （5）推出機構(gòu)應(yīng)動作可靠，推出機構(gòu)與復(fù)位的過程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，動作可靠，靈活，制造容易。 A)推出力的計算 塑件注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型。由于體積收縮對型芯產(chǎn)生包緊力，當其從模具中推出時候就必須克服包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。 Fm=2πE tcosφ(f-tgφ)/(L+μ)k+10B E--塑料的拉伸模量 ε--塑料的成型平均收縮率 t--塑件的平均壁厚 L--塑料包容型芯的長度 μ--塑料的松比 φ--脫模斜度 f--塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù) Fm=2π×1.95×103×0.5×1.6×18×cosφ（0.25- tgφ）/（1+0.35）×K1 K1=1+ fsin40’cos40’ =1.0035 Fm=31×103N F總=nFm=4×31×103N=124×103N B)推桿形狀的設(shè)計及其固定形式 推桿推出機構(gòu)的推出機構(gòu)中最簡單、最常見的形式。根據(jù)制品尺寸和脫模力推桿直徑d=5mm，個數(shù)為4根！ 教材規(guī)定《塑料成型工藝與模具設(shè)計》第177頁： 推桿固定板孔應(yīng)為dH=6mm。推桿抬肩部分直徑為d+5=10mm，推桿固定板上的臺階孔為：d+6=11mm L根據(jù)模具實際要求得： L=136.6mm 推桿的材料用T8A，熱處理要求硬度為50~54HRC，工作配合部分的粗造度Ra為0.8mm。 固定形式： C）推桿位置的選擇 推桿的位置應(yīng)選在脫模阻力最大、平整又可靠的地方，本模具的推桿放在制品四個角的下面！ D）復(fù)位機構(gòu) 其主要幫助推桿的復(fù)位和側(cè)型腔復(fù)位。 在推板上加復(fù)位桿，起固定形式如同推桿的固定，在復(fù)位趕位置的選擇方面，我選在模具的兩制品內(nèi)側(cè)模板的空白處！ 推桿的大小為Ф14 ×136.6 mm. 八 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向、定位構(gòu)是保證動模與定模合模時正確定位和導(dǎo)向的重要零件，主要有合模導(dǎo)向裝置和錐面定位兩種形式，本設(shè)計中采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件：導(dǎo)柱、導(dǎo)套。 一、導(dǎo)向、定位機構(gòu)的作用 定位作用、導(dǎo)向作用、承載作用，保持運動平穩(wěn)作用。 二、導(dǎo)向、定位機構(gòu)的總體設(shè)計 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要2～4個導(dǎo)柱。由于本設(shè)計中屬于小型模具，可以只用四個徑相同且對稱分布的導(dǎo)柱。 三、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式隨模具結(jié)構(gòu)大小及塑件生產(chǎn)批量的不同而不同，主要有以下幾種形式：臺階式導(dǎo)柱、鉚合式導(dǎo)柱、合模銷。本設(shè)計中，由于模具不大，批量也不大，可以直接采用臺階式導(dǎo)柱，如下圖所示： 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面的高度高出6～8mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之前凸模行進入型腔，相碰而損壞。此外，導(dǎo)柱長于凸模端面，分模后可按任何有利于操作的位置放在工作臺上，而不至于擦傷凸模成型表面，導(dǎo)柱的端部做成錐形，目的是使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)套。導(dǎo)柱的尾部埋在模板內(nèi)，固定部分按H7/m6過渡配合，滑動部分按H8/f6間隙配合，表面粗糙度可為Ra0.4μm。 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用低碳鋼（如20LoMn2B）經(jīng)滲碳淬火處理，碳素工具鋼（T8A、T10A）經(jīng)淬火處理，硬度為55HRC以上，或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)，表面淬火、低溫回火，硬度≥55HRC。本設(shè)計中，導(dǎo)柱的材料選擇為T8A，硬度在55HRC以上。 四、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)與設(shè)計 注射模常用的標準導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套兩大類。由于本設(shè)計是小型模具，可采用直導(dǎo)套的固定方式，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。 為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最的作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的氣體。導(dǎo)套的材料一般與導(dǎo)柱相同，采用T8A。 直導(dǎo)套用H7/r6過盈配合鑲?cè)肽０澹瑢?dǎo)套的固定部分的粗糙度為Ra=0.4μm，導(dǎo)向部分粗糙度為Ra=0.8～0.4μm。 直導(dǎo)套的形式如圖所示： 五）導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配用 具體的配合圖形如下圖所示 六）模架的選擇 由于本設(shè)計中采用推料板進行卸料，且有頂桿頂出機構(gòu)，有斜導(dǎo)柱，側(cè)抽芯，所以選擇P4型模架，基本框架如下圖所示：其中經(jīng)計算A=40，所以查表選擇B=50、C=80,總的閉合高度為H=A+B+C+80=250,在200和300之間，符合要求： ——查《模具標準應(yīng)用手冊》第404頁 九 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 當塑件具有開模方向不同的內(nèi)側(cè)孔，外側(cè)孔或側(cè)凹時，除極少數(shù)情況可以強制脫胎換骨模外，一般都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成可動的結(jié)構(gòu)，在塑件脫模前，先將其抽出，然后再從型腔中和型芯上脫模完成側(cè)向活動型芯抽芯和復(fù)位機構(gòu)就叫側(cè)向抽芯機構(gòu)。這類模具脫出塑件的運動有兩種情況：一是開模時優(yōu)先完成側(cè)向分型或抽芯，然后推出塑件；二是側(cè)向抽芯分型與塑件的推出同步進行。 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)按其動力夾源可分為手動、機動、氣動或液壓三類。 由于本設(shè)計中脫模力較小，可以直接采用機動側(cè)向分型抽芯，這樣操作方便，生產(chǎn)效率也能夠提高，便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。機動的主要開有：斜導(dǎo)柱分型抽芯、彎銷分型抽芯、斜滑塊分型抽芯等不同的形式，本設(shè)計中采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。 一）機動式側(cè)面分型抽芯機構(gòu) 本設(shè)計中選用斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，安全可靠。斜導(dǎo)柱的抽芯有三種基本形式，抽芯方向與開模方向垂直。抽芯方向偏向動模β角，抽芯方向偏向定模β角，由于本設(shè)計中制品很小，脫模力很小，所以可以直接選用垂直方向。 二）斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機構(gòu)主要由斜導(dǎo)柱、滑塊、壓緊塊和定位置等零部件組成，此外還有一些與合模動作有關(guān)的復(fù)位裝置和定距拉緊裝置等。 1、斜導(dǎo)柱的設(shè)計 （1）斜導(dǎo)柱的長度及開模行程的計算 1）斜導(dǎo)柱的傾斜角：斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)中斜導(dǎo)柱與開模方向的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角α。 由于脫模力Ft=0.4431KN。查表得：斜導(dǎo)柱的傾角為α=15°,最大彎曲力為Fw=1.00 KN。 又Hw是側(cè)型芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導(dǎo)柱中心線交點到斜導(dǎo)柱固定板的距離，它并等于滑塊高度的一半。 2、 斜導(dǎo)柱受力分析與直徑計算 ∑Fx=0 F1+F1sinα+F2-Tcosα=0 Σ Fy=0 Fsinα+F1cosα-Fk=0 塑件對鋼摩擦系數(shù)μ=0.1~0.3，取μ=0.2 脫模斜度α1=30′ 則 F1=μF F2=μFk F=[Ft/( sinα+μcosα)] × [(tgα+μ)/(1-2μtgα-μ2)] Ft=Ap(μcosα1- sinα1) 式中：A——塑件包絡(luò)型芯的面積 P——塑件對型芯單位面積上的包緊力， 取P=3×107帕 A=8.5×12.5+2×5 =106.25+10 =116.25（mm2） Ft= Ap(μcosα1- sinα1) =116.25×3×107×（0.2cos0.5°-sin0.5°） =348.75×107×0.19 =66.26×103（N） F=[66.26×103/( sin15+0.2cos15)] ×[(tg15°+0.2)/(1-2×0.2tg15°-0.22)] =5.1×103 (N) Hw=4.5mm F=Fw=Ft/cosα=Fc/cosα 斜導(dǎo)柱所受彎矩 M=[σw]W 式中：[σw] ——斜導(dǎo)柱所用材料的許用彎曲應(yīng)力 W——抗彎截面系數(shù)，一般碳鋼可取3×108帕 W=πd3/32≈0.1d3 d=[FwLw/(0.1[σw])]1/3 =[10FtLw/[σw] cosα] 1/3 =[10FcHw/[σw] (cosα)2] 1/3 =10×66.26×105×4.5/[3×108×(cos20°)2] =9(mm) 取d=10mm 在模具的外側(cè)是用鍥緊塊來保證斜滑塊的合模時的位置精度，但在模具的內(nèi)側(cè)抽芯時沒有鍥緊裝置塊來鍥緊斜滑塊！所以我采用了斜導(dǎo)柱鍥緊斜滑塊，由于制品的斜滑塊側(cè)向漲模力很小，所以用斜導(dǎo)柱鍥緊足可以保證鍥緊，以保證制品精度！ 3）斜導(dǎo)柱長度的計算 在側(cè)型芯滑塊抽芯方向與開合模方向垂直時，斜導(dǎo)柱的工作長度L與抽芯距S及傾斜角α有關(guān)。 LZ=L1+L2+L3+L4+L5 =d2/2tga+b/cosa+d/2tga+S/sina +(5—10)mm =4.55+22.55+3.64+40.9+(5—10)mm =70mm 三）斜滑塊的設(shè)計 側(cè)滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)中一個重要的零部件，一般情況下，它與側(cè)向型芯（或側(cè)面成型塊）組合成側(cè)滑塊型芯，稱為組合式側(cè)滑塊，由于本設(shè)計中，側(cè)型芯較容易加工，所以可以設(shè)計為整體式側(cè)滑塊。塑件的尺寸精度和側(cè)滑塊移動的可靠性都要靠其運動的精度來保證。 斜滑塊的精度要求較高，且本設(shè)計中斜滑塊是整體式的，所以可采用數(shù)控銑床，甚至加工中心來進行。 斜滑塊（斜型芯）是模具的重要成型零件，常用T8、T10、T45鋼，CrWMn等材料來制造，熱處理硬度要求HRC≥50，對于45鋼，則要求HRC≥40。 本設(shè)計中制品要求不高，為減少成本，提高經(jīng)濟性，可采用45鋼，HRC≥40。 四）楔緊塊的設(shè)計 由于在注射成型過程中，側(cè)向分型在成型壓力的作用下會使側(cè)滑塊向外位移，鍘向力會通過測滑塊傳給斜導(dǎo)柱，使斜導(dǎo)柱變形，如果斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊上的斜導(dǎo)孔采用較大的間隙配合，側(cè)滑塊的外移會降低塑件側(cè)向凹凸處的尺寸精度，所以必須采用楔緊塊。 射成型的過程中,側(cè)向成型零件在成型壓力的作用下會使側(cè)滑塊向外位移,如果沒有楔緊塊楔緊,側(cè)向力回通過側(cè)滑塊傳給斜導(dǎo)柱,使斜導(dǎo)柱發(fā)生變形.如果斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊上的斜導(dǎo)孔采用較大的間隙(0.4—0.5mm)配合,側(cè)滑塊的外移會極大降低塑件側(cè)向凹凸處的尺寸精度,因此,在斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計時,必須考慮側(cè)滑塊的鎖緊. 楔緊塊的結(jié)構(gòu)形式如圖下圖所示 由于本設(shè)計中，側(cè)滑塊的抽芯方向垂直于合模方向∴α′=α+（2～3）° 即α′=18° 十 模具零件的材料及熱處理 零件名稱 材料牌號 熱處理方法 硬度 型腔、型芯 Cr12 淬火 HRC54～58 墊板（支承板） 45鋼 淬火 HRC43～48 動模板 45 調(diào)質(zhì) HB230～270 定模板 45 調(diào)質(zhì) HB230～270 動定模座板 45 調(diào)質(zhì) HB230～270 固定板 45 調(diào)質(zhì) HB230～270 頂板