復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的注射模設(shè)計

復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的注射模設(shè)計,機(jī)密,秘要,注射,設(shè)計 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 作 者: 劉養(yǎng)韜 學(xué) 號： 05010126 系　部: 機(jī)械工程系 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動化 題 目: 復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的注射模設(shè)計 工程師 殷勁松 指導(dǎo)者： 評閱者： 2009 年 6 月 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 本論文根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要完成復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的塑料注射模具設(shè)計。由于塑料模具零件加工方法、加工工藝及裝配方法都是不同的，所以在選擇側(cè)抽芯類型時需要謹(jǐn)慎。根據(jù)所設(shè)計的產(chǎn)品的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，該模具采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。在設(shè)計中采用聚丙烯塑料注射而成，成型方式為一模兩腔。本論文確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設(shè)備，確定了模具制作的總體方案，分析并解決了模具的總體結(jié)構(gòu)和各工作部分的具體結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了必要的尺寸計算。對分型面、澆注系統(tǒng)等進(jìn)行了分析設(shè)計，完成了模具工程圖設(shè)計，最后用Pro/E對模具進(jìn)行了三維的總裝。使制作出來的產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證。 關(guān)鍵詞 注射模具 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 聚丙烯 一模兩腔 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要 Title Injection Mould Design for Bill Counter Closures Abstract In this paper, the bill counter closures plastic injection mould with side core-pulling mechanism is designed basing on practical needs. Processing methold, processing technology and assembling metholds of plastic mould parts are different ,so we need caution while choosing side core-pulling type. Side core-pulling mechanism is used according to specific structure of the products analyze. In this design, the plastic is injected and formed with polypropylene, and there are two cavitives in one mould. This paper include the determination of the technological parametre, formation equipment type, mould manufacturing overall concept, overall structure and the detailed structure of each working parts, essential size calculations, profile and gating systerm analysis design. ProEngineer is used on 3D assembling after mould graphics design finshed, to make sure the good quality of the products. Keywords Inject mould Side core-pulling mechanism Polypropylene Two cavities in one mould 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 劉養(yǎng)韜 學(xué) 號 05010126 指導(dǎo)教師 殷勁松 選題情況 課題名稱 復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的注射模設(shè)計 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工作量 較大 合理 √ 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 √ 無 開題報告 有 √ 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 √ 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 √ 一般 差 工作進(jìn)度 快 √ 按計劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) √ 良 中 差 中期成績評定：優(yōu) 所在專業(yè)意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動化 學(xué) 生 姓 名： 劉養(yǎng)韜 學(xué) 號： 05010126 設(shè)計(論文)題目： 復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的注射模設(shè)計 起 迄 日 期: 2009年3月9日 ~ 2009年6月14日 設(shè)計(論文)地點(diǎn): 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 殷勁松 專業(yè)負(fù)責(zé)人: 龔光容 發(fā)任務(wù)書日期: 2009年2月26日  任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系部領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生； 2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系部主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“系部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號； 5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2008年3月15日”或“2008-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 塑料件在各行業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設(shè)計制造的社會需求也日益增長，而且要求越來越高。通過對吹風(fēng)機(jī)頭的注射模設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生檢索資料，綜合應(yīng)用所學(xué)知識，并根據(jù)工程實(shí)際的要求解決工程實(shí)際問題的方法與能力，訓(xùn)練學(xué)生模具設(shè)計制造的基本技能和模具CAD設(shè)計能力，提高獨(dú)立工作的能力，適應(yīng)社會需求。 2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 本課題的任務(wù)內(nèi)容是要求設(shè)計一副帶側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的注射模，以此為基礎(chǔ)，完成模具制造的工藝設(shè)計。課題工作量較大，難度適中。具體內(nèi)容包括： （1）調(diào)查研究、查閱及翻譯文獻(xiàn)資料，撰寫開題報告； （2）根據(jù)模具結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行塑件設(shè)計； （3）模具總體方案論證（至少設(shè)計3個方案）； （4）模具裝配圖及全部零件圖； （5）模具制造工藝； （6）文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書及使用說明書。 對模具的要求： （1）順序開模 （2）動力——利用開模動作 （3）自動脫凝料 （4）一模二件 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實(shí)物樣品等〕： （1）開題報告、文獻(xiàn)綜述、資料翻譯； （2）模具總體方案圖（至少3個）； （3）模具裝配圖及全部零件圖； （4）模具制造工藝文件； （5）畢業(yè)設(shè)計說明書。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1] 成都科技大學(xué)等.塑料成型模具[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1982. [2] [西德]H.蓋斯特羅編著,王文展譯.注射模設(shè)計102例[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，1990. [3] [日]葉屋臣一等,許鶴峰等譯.注射模具設(shè)計和應(yīng)用[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1989. [4] 成都科技大學(xué).塑料成型工藝學(xué)[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1989. [5]《塑料模具設(shè)計手冊》編寫組. 塑料模具設(shè)計手冊[S]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1982. [6]《機(jī)械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組. 機(jī)械設(shè)計手冊[S]. 第2版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1987. [7] 成都科技大學(xué)，北京化工學(xué)院，天津輕工業(yè)學(xué)院合編.塑料成型模具[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1982. [8] 胡石玉.模具制造技術(shù)[M].南京：東南大學(xué)出版社，1997. [9] 駱志斌.模具工手冊[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2000. [10] 林清安.Pro/ENGINEER零件設(shè)計（基礎(chǔ)篇上、下）[M].北京：北京大學(xué)出版社，2000. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進(jìn)度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2009年 3月09日 ～ 3 月30 日 3月31日 ～ 4 月07 日 4月08日 ～ 4 月15 日 4月16日 ～ 4 月23 日 4月24日 ～ 5 月15日 5月16日 ～ 5月23日 5月24日 ～ 6 月07日 6月07日 ～ 6 月10日 6月11日 ～ 6月14日 接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，熟悉畢業(yè)設(shè)計要求。查閱資料，完成外文資料翻譯工作 撰寫開題報告及文獻(xiàn)綜述 按照模具結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行塑件設(shè)計，進(jìn)行模具初步方案考慮。 模具總體方案論證：畫出模具總體方案圖（至少3個），優(yōu)選一種（應(yīng)有文字說明）。同時熟悉CAD軟件。 模具裝配圖和全部零件圖 制定模具制造工藝文件 文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 提交畢業(yè)設(shè)計成果 準(zhǔn)備論文答辯 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院（系）意見： 院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文)前期工作材料 學(xué)生姓名: 劉養(yǎng)韜 學(xué) 號： 05010126 系　部: 機(jī)械工程系 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動化 設(shè)計(論文)題目: 復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的注射模設(shè)計 指導(dǎo)教師: 殷勁松 工程師 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告〔含文獻(xiàn)綜述〕 1 4 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 1 2009年5月 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 36 頁 共 36 頁 1 緒論 1.1 塑料模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 1.1.1 我國塑料模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著世界大國綜合國力的競爭日益加劇，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機(jī)遇和更大的挑戰(zhàn)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注。 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具[1]。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的50～80%相比，仍有較大的差距。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。? 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向?qū)ǎ? （1）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例； （2）在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)； （3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)； （4）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具，以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式； （5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； （6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要； （7）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程[2]。 1.1.2 發(fā)達(dá)國家塑料模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[3] 由于投資成本和勞務(wù)費(fèi)用的節(jié)節(jié)上漲，促使全球加工制造業(yè)內(nèi)，都在設(shè)法實(shí)現(xiàn)工序自動化，加快無人車間、無任工廠的進(jìn)程。因此，像自動供料機(jī)、機(jī)械手、成品自動周轉(zhuǎn)、自動整列、自動搬運(yùn)、儲藏自動化、模具自動更換等技術(shù)日益被企業(yè)采用，所以在工業(yè)發(fā)達(dá)國家出現(xiàn)了不少FMS加工成型系統(tǒng)和自動化車間與自動化工廠。這不僅節(jié)省了大量的人力，而且實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定成型，保證了制品質(zhì)量。塑料模具設(shè)計中，常采用各種頂出機(jī)構(gòu)保證注塑成型時自動取出塑件。使目前這方面已經(jīng)有更好的方法來節(jié)省人力和資源。 近幾年來，音響器材制件、影響器材制件、光盤、凸鏡片等的生產(chǎn)都開發(fā)了專用的注射成型機(jī)。另外多色成型熱固件塑料成型、金屬注射成型、多材質(zhì)成型、發(fā)泡成型、陶瓷成型等特殊專用注射成型機(jī)已成為世界注射成型機(jī)行業(yè)中著名廠家競相開發(fā)的熱點(diǎn)。 1.2 課題任務(wù)要求 本課題是設(shè)計一副復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的塑料注射模具。該模具采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)，完成模具的設(shè)計任務(wù)。帶側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的注射模要求一模兩腔。完成該注射模具裝配圖設(shè)計，全部零件二維CAD圖紙設(shè)計，模具各零件Pro/E三維造型設(shè)計，以及完成該注射模具的Pro/E三維總裝圖。 1.3 塑料注射模具的設(shè)計步驟 1.3.1 塑料件的工藝性分析 本課題是帶側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的注射模的設(shè)計。首先設(shè)計一個零件然后對其進(jìn)行測繪，并對塑件的使用性能和結(jié)構(gòu)要求有一個基本了解?？此芗慕Y(jié)構(gòu)是否滿足塑件結(jié)構(gòu)的工藝性能。 1.3.2 繪制模具結(jié)構(gòu)草圖 （1）確定成型零件的結(jié)構(gòu)形式及安裝方法 選擇合理的成型位置、結(jié)構(gòu)形式，就是能使成型結(jié)構(gòu)簡在現(xiàn)有設(shè)備狀況下，基本滿足技術(shù)上的需求，易于加工、易于修改維修和更換。 （2）選擇成型設(shè)備 模具與注射機(jī)必須配套使用，根據(jù)塑件的具體情況，選擇注射機(jī)并進(jìn)行模具設(shè)計。成型設(shè)備有兩個重要參數(shù)。 （3）確定分型面和澆口位置及結(jié)構(gòu)形式 選擇分型面應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧其澆口形式、脫模方式、嵌件位置以及排氣條件、易清除飛邊以及便于加工等諸因素都要考慮。 澆口位置則是在保證塑件表面不受損傷的前提下，確定澆口主流道和分流道冷料穴的位置形狀、大小及排氣方法等，使注射時物料流暢，易于成型。且易于清除澆注塑料。 （4）塑件側(cè)壁凹凸槽結(jié)構(gòu)的處置方法 （5）頂出機(jī)構(gòu)的確定 （6）主要結(jié)構(gòu)件的尺寸 確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)柱及頂出系統(tǒng)的復(fù)位以及必要的先復(fù)位等的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置，以及各組合部分的連接形式及所必須的支承板、支承塊等。 （7）冷卻系統(tǒng) 要適合連續(xù)生產(chǎn)，并且保證制品的質(zhì)量，必須對模具實(shí)行冷卻恒溫，將注塑成型時積聚在模具上的熱量帶走[4]。 1.3.4 對零件進(jìn)行造型設(shè)計并繪制工程圖 裝配草圖繪制完成后，就應(yīng)開始對各零件做詳細(xì)的造型設(shè)計。要直觀的表示出來。按制圖規(guī)劃，正確標(biāo)出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 最后，對模具進(jìn)行裝配并繪制裝配圖，編寫設(shè)計說明書。 2 方案分析與設(shè)計[5] 2.1 方案一 方案一為斜導(dǎo)柱在定模上的注射模。開模時，滑塊在斜銷的作用下，完成抽芯作用。同時主流道凝料也在拉料桿的作用下從澆口中脫出。當(dāng)動模部分退到注射機(jī)頂桿的位置時，注射機(jī)頂桿推動推板，然后由推桿頂出工件，實(shí)現(xiàn)工件自動脫落。見圖2.1、圖2.2。 圖2.1 方案一側(cè)視圖 圖2.2 方案一俯視圖 2.2 方案二 方案二為斜導(dǎo)柱在定模上的注射模。側(cè)視圖同方案一。開模時，滑塊在斜銷的作用下，完成抽芯作用。同時主流道凝料也在拉料桿的作用下從澆口中脫出。當(dāng)動模部分退到注射機(jī)頂桿的位置時，注射機(jī)頂桿推動推板，然后由推桿頂出工件，實(shí)現(xiàn)工件自動脫落。與方案一不同的是滑塊做成四個。如圖2.3。 圖2.3 方案二俯視圖 2.3 方案三 方案三為斜導(dǎo)柱在動模上的注射模。開模時，滑塊在斜銷的作用下，完成抽芯作用。同時主流道凝料也在拉料桿的作用下從澆口中脫出。當(dāng)動模部分退到注射機(jī)頂桿的位置時，注射機(jī)頂桿推動推板，然后由推桿頂出工件，實(shí)現(xiàn)工件自動脫落[6]。如圖2.4。 圖2.4 方案三側(cè)視圖 2.4 注射方案的選擇 綜上所述，方案一較為常用，自動脫料，與方案二相比較簡單，一方面能節(jié)省材料，另一方面能實(shí)現(xiàn)過濾網(wǎng)的自動化生產(chǎn)，一模兩腔完全符合任務(wù)要求。 3 帶側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋注射模的詳細(xì)設(shè)計 3.1 塑料注射模具零件常用材料基本要求 3.1.1 塑料材料的要求 塑料材料的相對密度在0.83-2.2范圍內(nèi)，在眾多的材料中比木材的相對密度稍高。且在各種的材料中，塑料材料具有最高的比強(qiáng)度，甚至比特種合金鋁還要高。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能。耐腐蝕性很高，其腐蝕性僅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有優(yōu)異的加工性能。其要滿足的要求有： （1）具有良好的機(jī)械加工性能； （2）具有足夠的表面硬度和耐磨性； （3）具有足夠的強(qiáng)度和韌性； （4）具有良好的拋光性能； （5）具有良好的熱處理工藝性； （6）具有良好的的耐腐蝕性； （7）表面加工性能好[7]。 3.1.2 塑料材料的選擇 所設(shè)計塑件選擇的塑料材料為聚丙烯。聚丙烯在常溫下成白色蠟狀半透明顆粒，柔而韌，易變形。它密度小，耐熱氧化性好。聚丙烯成型工藝性好，生產(chǎn)效率高，且價格便宜[8]。 3.2 塑料注射成型機(jī)的選擇 選用注射機(jī)時，通常是以某塑件或模具實(shí)際需要的注射量初選某一公稱注射量的注射機(jī)型號，然后依次對該機(jī)型的公稱注射壓力、公稱鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。 3.2.1 各注射機(jī)種類及優(yōu)缺點(diǎn) （1）注射機(jī)的總類 注射機(jī)按外形特征可分為立式注射機(jī)、臥式注射機(jī)、直角式注射機(jī)三種。其工作原理是將粒狀或者粉狀的塑料原料裝入注射機(jī)的筒中，經(jīng)過加熱到流動狀態(tài)，在注射機(jī)的螺桿或柱塞提推動下，以一定的速度，通過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)而充滿整個型腔，打開模具，從模具內(nèi)脫出成型的塑料制品。 （a）立式注射機(jī) 注射方向向下，合模方向向上。注射和合模是在同一豎直線上屬于柱塞式。其特點(diǎn)主要為安裝拆除方便簡單，使用空間較小，嵌件于活動芯易于安放，使料斗中的塑料可以均勻地進(jìn)入料銅。缺點(diǎn)是塑件推出后需由人工取出，不易實(shí)現(xiàn)全自動操作。 （b）臥式注射機(jī) 它的注射方向與合模方向均在同一水平線上并且是橫臥的。注射方式大多為螺桿式。其主要特點(diǎn)是機(jī)體較低便于操作和加料，開模頂出的塑件由于重力可以自行脫落。缺點(diǎn)是模具裝拆與嵌件安放都比較麻煩，機(jī)床占地面積較大。 （c）角式注射機(jī) 其注射裝置軸線與鎖模機(jī)構(gòu)軸線相互正交垂直。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，便于自制，適于一模僅成型一件，而中心部位不留有澆口痕跡，適用于帶有自動回轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)的模具。其缺點(diǎn)是占地面積介于立式和臥式兩者之間，注射量的提高也受到限制。 此外，還有多工位旋轉(zhuǎn)式注塑機(jī)、雙色注塑機(jī)等專用注塑機(jī)。 另外，注射機(jī)按塑料在料筒的塑化方式不同可分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。 （2）注射成型機(jī)的組成 （a）注射裝置：它的主要作用是使固態(tài)的塑料均勻的塑化成熔融狀態(tài)，并以足夠的壓力和速度將融料注入模腔中。它的主要部件有：料筒、料筒加熱器、料斗、計量裝置、螺桿、螺桿的驅(qū)動裝置、噴嘴及其驅(qū)動裝置。 （b）合模機(jī)構(gòu)：它的主要作用是保證成型模具有可靠的開合動作。因?yàn)樵谧⑸溥^程中進(jìn)入模腔中的融料有較高的壓力，這就要求合模裝置給予模具足夠的夾緊力、即鎖模力，防止模具在融料高壓力下推開。它的主要部件有機(jī)架、定動模板、拉桿、合模油缸及肘節(jié)。 （c）頂出裝置：它的作用在開模到一定距離后，驅(qū)動模具的頂出裝置，將部件從模具中頂出。 （d）機(jī)械和液壓傳動及電氣控制系統(tǒng)：注射成型是塑料塑化、模具閉合、壓力、溫度調(diào)節(jié)、注射入模、保壓、制品固化定型、開模以及頂出塑件等多道工序連續(xù)準(zhǔn)確的發(fā)生過程，這些連續(xù)動作都是由機(jī)械和液壓傳動及電氣控制的。 工作前，模具分別安裝在定模及動模上，由鎖模裝置合模并鎖緊。塑料加入料筒，加熱、塑化并將熔融的塑料注入模具中，在模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷卻作用下塑件成型冷卻固化，由鎖模機(jī)構(gòu)開鎖，由頂出裝置頂出塑件。 3.2.2 注射機(jī)的選用 注射機(jī)的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是確定注射機(jī)的型號，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)在所選注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)可調(diào)的范圍內(nèi)；二是調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。 （1）注射機(jī)類型的選擇 根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成形方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等進(jìn)行選擇。 （2）注射機(jī)規(guī)格的初選 根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和注射模的大小，先預(yù)選注射機(jī)的型號，之后要進(jìn)行校核。 （3）注射機(jī)參數(shù)的校核 （a）最大注射量的校核 塑件連同凝料在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的80%，注射機(jī)多以公稱容量來表示。 （b）注射壓力的校核 注射機(jī)的公稱注射壓力要大于成形的壓力。 （c）鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機(jī)軸向的很大的推力，這個力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 （d）安裝部分的尺寸校核 應(yīng)校核的尺寸包括噴嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。 注射模具的動模板、定模板應(yīng)分別與注射機(jī)動模板、定模板上的螺孔相適應(yīng)。模具在注射機(jī)上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定。 注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。開模距離一般可分為兩種情況：一是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定，并不受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無關(guān)；二是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定，并受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度有關(guān)。 3.2.3 注射機(jī)的選擇及計算 （1）注射容量[9] 國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注射機(jī)注射聚丙烯時在對空注射條件下，注射機(jī)螺桿或柱塞做一次最大行程所能達(dá)到的最大容量。 注射容量是選擇注射機(jī)的重要參數(shù)，它在一定的程度上注射機(jī)的注射能力，標(biāo)志著注射機(jī)成型最大體積的塑料制品。 確定了單個塑件的體積或質(zhì)量和?？讛?shù)量就可以大體計算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷料穴的體積，即是一模塑料的總體積。 式中：——成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和； ——注射機(jī)最大注射容量； 計算： （2）最大成型面積 最大注射面積是指塑料在模具在分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說在模具設(shè)計時，布局在模具分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的投影面積S，只能小于這個數(shù)據(jù)時才能正?？煽康淖⑸?。 式中S為塑料在模具分型面上允許成型的投影面積。 （3）模具的閉合高度 注射機(jī)動壓板的最大行程和壓板間最大和最小間距是一個固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對于所用的注射機(jī)來說，注射模的閉合高度必須符合下列條件： 式中：——注射機(jī)允許的最小高度 ——注射模的實(shí)際閉合高度 ——注射機(jī)允許的最小高度 （4）模體的截面尺寸 可安裝的注射模外形最大尺寸取決于注射機(jī)的壓板尺寸和拉桿的空間距，因此注射模具的最長的邊不應(yīng)超過壓板尺寸，而模具的最短邊應(yīng)小于拉桿空間距，才能將注射模裝入注射機(jī)，并應(yīng)留有固定模體的壓緊空間。同時，注射模動、定模上的緊固螺栓孔，也應(yīng)與注射機(jī)壓板上的標(biāo)準(zhǔn)孔一致。 （5）模具的頂出 注射機(jī)的頂出裝置通常有中心頂桿頂出、兩側(cè)頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。應(yīng)在動模座板與注射機(jī)頂出位置相對的位置上，設(shè)置稍大于注射機(jī)頂桿的通孔，以便于注射機(jī)頂桿通過。 （6）定位環(huán)與澆口套 定位環(huán)是將定模部分裝入注射機(jī)壓板的定位對中裝置，應(yīng)與注射機(jī)的定位孔采取動配合的連接方式，以保證模具體對中。 綜合考慮以上條件，注射機(jī)選擇XZ-ZY-125型號。 3.3 分型面的選擇 3.3.1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面、綜合式分型面。 3.3.2 分型面選擇的基本原則 分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。它要滿足： （1）保證塑料制品能夠脫模； （2）使型腔深度最淺； （3）使塑件外形美觀，容易清理； （4）盡量避免側(cè)向抽芯； （5）使分型面容易加工； （6）保證塑件制品精度； （7）有利于排氣； （8）使塑件留在動模內(nèi)。 3.3.3 分型面的確定 分型面應(yīng)設(shè)置在零件截面最大的部位，塑件冷卻時會因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，故從塑件脫模件精度要角度考慮，應(yīng)有利于塑件滯留在動模一側(cè)，以便于脫模，而且不影響塑件的質(zhì)量和外觀形狀，以及尺寸精度。由于所要求設(shè)計的是帶側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的注射模，根據(jù)對內(nèi)側(cè)抽芯模型的觀察和分型面的選擇的基本原則。選擇A-A面，模具結(jié)構(gòu)較為簡單。如圖3.1所示。 圖3.1 分型面的選擇 3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.4.1 澆注系統(tǒng)的組成及其設(shè)計原則 注射模的澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑件熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)十分重要。而澆注系統(tǒng)一般可分為普通澆注系統(tǒng)和無流道澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)一般是由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。其要求有： （1）根據(jù)所確定的塑件型腔數(shù)設(shè)計合理的澆注系統(tǒng)布局； （2）根據(jù)塑件的形狀和大小以及壁厚等諸多因素，并結(jié)合選擇分型面的形式選擇澆注系統(tǒng)的形式及位置； （3）應(yīng)盡量的縮短物料的流程和便于清除料把，以節(jié)省原料，提升注射效率； （4）應(yīng)根據(jù)所選用塑件的成型性能，特別是它的流動性能，選擇澆注系統(tǒng)的截面積和長度，并使其圓滑過渡以利于物流的流動； （5）排氣良好[10]。 3.4.2 主流道的設(shè)計 主流道是從注塑機(jī)噴嘴與模具接觸位起，到分流道為止的這一段流道。作用是負(fù)責(zé)將塑料熔體輸往分流道。主流道常設(shè)在模具的中心位置，模腔內(nèi)的塑料就以模具的中心進(jìn)行對稱平衡布局。臥、立式注塑機(jī)使用模具的主流道垂直于水平分型面，而角式注塑機(jī)用模具的主流道平行并位于水平分型面上。主流道的端面形狀多為圓形。 （1）主流道的尺寸選擇 （a）主流道的截面采用比表面積最小的圓形截面。因主流道垂直于分型面，為了便于流道凝料的脫出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為6°。錐孔內(nèi)壁光滑，表面粗糙度為。 （b）流道的表面粗糙度值Ra為。 （2）澆口套的設(shè)計 主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53—57HRC。澆口套于注射機(jī)的噴嘴頭的接觸面必須吻合，由于注射機(jī)的噴嘴是球面，并且固定半徑，因此澆口套端面的凹球面于注射機(jī)的端凸球面接觸良好，圓錐孔的小端直徑則應(yīng)大于噴嘴的內(nèi)孔直徑，球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模。 該澆口套噴嘴球半徑為13，噴嘴孔徑3。所以要使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機(jī)噴嘴的端凸球面接觸良好，凹球面半徑取14，圓錐孔的小端直徑則應(yīng)大于噴嘴口內(nèi)徑，取4。如圖3.2。 圖3.2 澆口套 3.4.3 分流道的設(shè)計 塑件尺寸較大采用澆口進(jìn)料的單型腔模具和所有多型腔模具都需設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計應(yīng)能使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換并盡快的充滿型腔，流動中溫度降低盡可能低，同時應(yīng)能將塑料熔體均勻地分配到各個型腔。 分流道的設(shè)計要點(diǎn)如下： （1）制品的體積和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚； （2）成型樹脂的流動性，對于含有玻璃纖維等流動性較差的樹脂, 分流道截面要大一些； （3）分流道方向改變的拐角處, 應(yīng)適當(dāng)設(shè)置冷料穴； （4）使塑件和澆道在分型面上的投影面積的幾何中心與鎖模力的中心重合； （5）保證熔體迅速而均勻地充滿型腔； （6）分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能?。? （7）分流道要便于加工及刀具的選擇； （8）分流道每一節(jié)流道要比下一節(jié)流道大。 側(cè)抽芯注射模要求一模兩腔，在布局上選擇平衡式分流道。平衡式分流道的特點(diǎn)是；從主流道到各個型腔的分流道，其長度、截面尺寸及其形狀完全相同，以保證各個型腔同時均勻進(jìn)料，同時注射完畢。分流道的截面形狀選擇半圓形截面，它的效率比圓形稍差，但加工起來比圓形截面要簡單。 3.4.4 澆口的設(shè)計 澆口是連接分流道和型腔的橋梁，是澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面積很小，這樣可以增加物料的充模流速，產(chǎn)生摩擦熱或增大剪切速率來提高流動性，控制澆口封閉時間，降低模塑周期，易于平衡各型腔的進(jìn)料速度，尤其是使平衡式分流道達(dá)到各澆口同時進(jìn)料，容易與塑件斷離，因此它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。 （1） 澆口的基本類型 單分型面注射模的澆口可以采用直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口。 （a）直接澆口 直接澆口叉稱為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。直接澆口的特點(diǎn)是流動阻力小，流動路程短及補(bǔ)縮時間長等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點(diǎn)；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結(jié)構(gòu)緊湊，注射機(jī)受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。 （b）中心澆口 當(dāng)筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時，內(nèi)澆口開設(shè)在該孔處，同時在中心處設(shè)置分流錐，該澆口稱為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式。它具有直接澆口的一系列優(yōu)點(diǎn)，而克服了直接澆口易產(chǎn)生的縮孔、變形等缺陷。 （c）側(cè)澆口 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為扁槽，是限制性澆口。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上。側(cè)澆口的特點(diǎn)是由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。 側(cè)澆口的兩種變異形式為扇形澆口和平縫澆口。 扇形澆口是一種沿澆口方向?qū)挾戎饾u增加、厚度逐漸減少的呈扇形的側(cè)澆口，平縫澆口又稱薄片澆口，澆口寬度很大，厚度很小。主要用來成形面積較小、尺寸較大的扁平塑件，可減小平板塑件的翹曲變形，但澆口的去除比扇形澆口更困難，澆口在塑件上痕跡也更明顯。 （d）環(huán)形澆口 對型腔填充采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱環(huán)形澆口。環(huán)形澆口的特點(diǎn)是進(jìn)料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動狀態(tài)好．型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難。 （e）輪輻式澆口 輪輻式澆口是在環(huán)形澆口基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，由原來的圓周進(jìn)料改為數(shù)小段圓弧進(jìn)料。這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多，且去除澆口容易。這類澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛，多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點(diǎn)是增加了熔接痕，會影響塑件的強(qiáng)度。 （f）爪形澆口 爪形澆口又稱針澆口或菱形澆口，采用這種澆口，可獲得外觀清晰，表面光澤的塑件，在模具開模時，澆口凝料會自動拉斷，有利于自動化操作。由于澆口尺寸較小，澆口凝料去除后，在塑件表面殘留痕跡也很小，基本上不影響塑件的外觀質(zhì)量，同時，采用四點(diǎn)澆口進(jìn)料，流程短而進(jìn)料均勻。由于澆口尺寸較小，剪切速率會增大，塑料黏度降低，提高流動性，有利于充模。但是模具需要設(shè)計成雙分型面，以便脫出澆柱系統(tǒng)凝料，增加了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，但能保證塑件成型要求。 澆口位置的選擇原則是盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件厚壁處，考慮分子定向的影響，減少熔接痕，提高熔接強(qiáng)度。 （2）澆口位置的選擇 澆口的開設(shè)位置對塑件質(zhì)量的影響很大，因此在確定澆口位置時，根據(jù)塑件的幾何形狀和技術(shù)要求，進(jìn)行全面考慮。主要有以下考慮： （a）避免引起熔體破裂現(xiàn)象 加大澆口尺寸，以降低流速，平穩(wěn)地充填型腔，使熔體破裂現(xiàn)象消失。 （b）有利于熔體流動和補(bǔ)縮 澆口位置開設(shè)在塑件截面最厚處，以利于熔體填充和補(bǔ)料。 （c）有利于型腔內(nèi)氣體排出 澆口位置設(shè)置在塑件表面積最大處的中央。 （d）防止料流將型芯積壓變形 控制流速，對稱進(jìn)料，以防止型芯彎曲。 （e）保證流動比在允許范圍內(nèi) 流動比過會因料溫下降造成熔體不能充滿整個型腔。 本模具要求一模兩腔，因此選擇側(cè)澆口。側(cè)澆口為扁平形狀，可以大大的縮短冷卻時間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口位置在分型面上，澆口截面位置簡單，容易加工，且注射效率高。 3.4.5 冷料穴和鉤料脫模裝置 冷料穴設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上。它的作用是用來儲存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時，如果它們進(jìn)入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進(jìn)入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。 推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出機(jī)構(gòu)聯(lián)動。 3.4.6 澆注系統(tǒng)平衡 為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，小型以及部分中型的塑件往往采取一模多腔的結(jié)構(gòu)豫應(yīng)盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據(jù)某種需要澆注系統(tǒng)被設(shè)計成型腔非平衡式布置形式，則需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達(dá)到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱澆口的平衡。 3.5 成型零件和模體的設(shè)計 3.5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）整體式 整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產(chǎn)生拼?？p痕跡。它的缺點(diǎn)是：切削量大，使模具成本較高，同時給熱處理和表面處理帶來困難，只適用于形狀較為簡單的中、小型模具，但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，隨著電蝕機(jī)床、仿型機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用。有些形狀復(fù)雜的大型模具也有采用整體式型腔結(jié)構(gòu)的。 （2）整體組合式 型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點(diǎn)是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行處理等。 （3）局部鑲嵌式 將型腔中易磨損的部位做成鑲件嵌入模體中，使得易磨損鑲件部分易加工易更換。 （4）大面積鑲拼式 型腔由許多拼塊鑲制組合而成，滿足了大型塑件凸凹形狀的需求，便于機(jī)加、維修、拋光、研磨、熱處理以及節(jié)約貴重模具鋼材，廣泛應(yīng)用于大型塑件上。 （5）完全組合式 完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點(diǎn)是：便于機(jī)加工，便于拋光研磨和局部熱處理，節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。 本設(shè)計帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)注射模的型腔部分不復(fù)雜。這里選擇整體式型腔。 3.5.2 型腔壁厚和底板厚度 在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應(yīng)力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應(yīng)力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化。在這些壓力作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，型腔將會彈性恢復(fù)，當(dāng)型腔的彈性變形恢復(fù)量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至將塑件留在型腔中。如果型腔強(qiáng)度不夠時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴(yán)重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設(shè)計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過程中產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。 3.5.3 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有整體式、整體復(fù)合式、局部組合式以及完全組合式。 該模具選擇的是組合式，就是將主體型芯鑲嵌在模板上面固定而成。它加工簡單，易修復(fù)更換，也有很高的強(qiáng)度和剛度。 3.5.5 成型零件的尺寸確定 （1）型腔尺寸計算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取負(fù)偏差，再加上－1/4的磨損量，而型芯深度則再加上－1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。 （a）型腔的徑向尺寸的計算式： 式中：是型芯的最小基本尺寸； 是塑件的最大基本尺寸； 是塑件的平均收縮率，； 是塑件的公差，取7級精度； 是模具制造公差，按1/4選取。 根據(jù)公式計算得型腔的各徑向尺寸： （b）型腔的深度尺寸的計算公式 式中：是型腔深度的最小尺寸； 是塑件的最大基本尺寸； 是塑件的平均收縮率； 是塑件的公差，取7級精度； 是模具制造公差，按1/4選取。 根據(jù)公式計算得型腔的各深度尺寸： （c）型芯的尺寸計算 型芯的各部分尺寸除特殊情況以外都是趨于縮小尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取正偏差，再加上＋1/4的磨損量，而型芯高度則加上+1/6的磨損量。型芯的計算尺寸表達(dá)如下： 型芯的徑向尺寸的計算式： 式中：為型芯的最大基本尺寸； 為塑件的最小基本尺寸。 根據(jù)公式計算得型芯的各徑向尺寸： （d）型芯的高度尺寸計算： 式中：為型芯高度的最大尺寸； 為型芯內(nèi)形深度的最小尺寸。 根據(jù)公式計算得型芯的各高度尺寸： 其型芯如圖3.3所示。 圖3.3 型芯 3.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 3.6.1 推出機(jī)構(gòu)概念及設(shè)計 推出機(jī)構(gòu)又稱脫模機(jī)構(gòu)，作用是將塑料制品及其澆注系統(tǒng)凝料從型芯上或者凹模內(nèi)推出來。 推出機(jī)構(gòu)的分類：按驅(qū)動方式分類可分為手動推出、機(jī)動推出和啟動推出。 按模具結(jié)構(gòu)分類可分為一次推出、二次推出、螺紋推出和特殊推出。 （1）推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 在注射成形中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動作通常是由安裝在注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。 推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成的。 （2）結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 塑件留在動模，塑件在推出過程中不變形、不損壞，不損壞塑件的外觀質(zhì)量，合模時應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位，動作可靠。 （3）推出機(jī)構(gòu)設(shè)計原則： （a）結(jié)構(gòu)可靠； （b）推出位置盡量選在塑件內(nèi)側(cè),保證塑件外觀良好； （c）保證塑件推出時不變形不損壞。脫模力作用位置靠近型芯；脫模力應(yīng)作用于塑件剛度及強(qiáng)度最大的部位；作用力面積盡可能大； （d）盡量使塑件留于動模一側(cè)。塑件留于動模推出機(jī)構(gòu)簡單，否則要設(shè)計定模推出機(jī)構(gòu)； （e）盡量選在垂直壁厚的下方，可以獲得較大的頂出力； （f）每一副模具的頂桿直徑最好是加工成直徑相同的，使加工容易； （g）圓推桿的頂部不是平面時要防轉(zhuǎn)； （h）把塑件推出模具10mm左右；如果脫模斜度較大時可以頂出塑件深度的2/3就可以了。 3.6.2 推出機(jī)構(gòu)的分類 （1）推桿推出機(jī)構(gòu) 推桿推出機(jī)構(gòu)是整個推出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度。推桿推出時運(yùn)動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但是因?yàn)橥茥U的推出面積一般比較小，易引起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。 （2）推管推出機(jī)構(gòu) 推管推出機(jī)構(gòu)是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，其脫模運(yùn)動方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。 （3）推件板的推出機(jī)構(gòu) 凡是薄壁容器，殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出。推件板推出機(jī)構(gòu)又稱頂板頂出機(jī)構(gòu)，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。 推件板推出的特點(diǎn)是頂出力均勻，運(yùn)動平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。 （4）活動嵌件及凹模推出機(jī)構(gòu) 有一些塑件由于結(jié)構(gòu)形狀和所用材料的關(guān)系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機(jī)構(gòu)脫模時，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。 （5）自動脫螺紋機(jī)構(gòu) 對于某些帶有螺紋的塑件，采用自動脫螺紋機(jī)構(gòu)方便塑件的取出，而且運(yùn)動平穩(wěn)，塑件不易變形。 （6）簡單推出機(jī)構(gòu) 簡單推出機(jī)構(gòu)又稱一級推出機(jī)構(gòu)，其推動桿件均固定于一塊板上，可將制品一次推離模具。 在該模具設(shè)計中考慮到可出面大，腔型較簡單，故采用了簡單頂出機(jī)構(gòu)。 3.7 注射模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 3.7.1 注射模具的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的分類 （1）按動力來源分： （a）機(jī)動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 在開模是依靠注射機(jī)的開模力，通過抽芯機(jī)構(gòu)機(jī)械零件的傳動使其改變移動方向，將活動的側(cè)型芯抽出。機(jī)動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加了制模難度和模具成本，但由于注射成型效率高，減輕了工人勞動強(qiáng)度，操作方便，動作可靠，抽芯力大，容易實(shí)線注射成型的自動化等優(yōu)點(diǎn)目前已成為主要采用的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 （b）手動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 在塑件開模前依靠人工將側(cè)型芯抽出或在開模后將塑件和型芯一并從模內(nèi)頂出，然后在模外用手工工具抽出側(cè)型芯，合模前再將側(cè)型芯裝入的抽芯方法。 （c）液壓或氣動側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 它是依靠液壓系統(tǒng)或氣動裝置為動力，抽出活動的側(cè)型芯的。液壓或氣動的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)傳動平穩(wěn)，抽芯距和抽芯力較大，其抽芯動作不受開模時間的限制，尤其當(dāng)抽芯距很大，用其它方法很難滿足抽芯要求時，采用液壓抽芯較為理想。 （2）按模具結(jié)構(gòu)分： （a）斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)； （b）斜滑塊分型與抽芯機(jī)構(gòu)； （c）其他側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 3.7.2 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 根據(jù)本設(shè)計的要求側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3.4與圖3.5所示： 圖3.4 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)視圖 圖3.5 滑塊的三維視圖 3.7.3 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 斜導(dǎo)柱是斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的重要零件。設(shè)計斜導(dǎo)柱主要包括斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式和安裝形式、斜導(dǎo)柱的工作直徑、抽拔角的選擇、斜導(dǎo)柱的長度的確定以及斜導(dǎo)柱的加工精度、選用材質(zhì)及其熱處理等等。 （1）斜導(dǎo)柱傾斜角 傾斜角的大小關(guān)系到斜導(dǎo)柱的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力，也關(guān)系到斜導(dǎo)柱有效工作長度、抽芯距和開模行程。計算公式為： 式中：為斜導(dǎo)柱的抽拔角 為抽芯距 為斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的開模具行程。 計算： ，取 （2）斜導(dǎo)柱總長度 斜導(dǎo)柱的總長度取決于抽芯距、斜導(dǎo)柱直徑和傾斜角。 圓柱形斜導(dǎo)柱總長度的計算式： 式中：為斜導(dǎo)柱長度 為斜導(dǎo)柱工作部分直徑 為-抽芯距 為斜導(dǎo)柱抽拔角 計算：，取。 斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖3.6所示。 圖3.6 斜導(dǎo)柱 3.8 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 3.8.1 塑料注射模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性 模具溫度是否合理直接關(guān)系到成型塑件的尺寸精度、表觀及內(nèi)在質(zhì)量，以及塑件的生產(chǎn)效率，因此是模具設(shè)計中的一項(xiàng)重要工作。 塑料品種不同則對于模具的溫度要求也不同?？傄笫?，使模具溫度達(dá)到適宜制品成型的工藝條件要求，能通過控溫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使模腔各個部位上的溫度基本相同；在較長時間內(nèi)，即在生產(chǎn)過程中的每個成型周期中，模具溫度應(yīng)均衡一致。塑料注射成型是將熔融狀態(tài)的塑料向模腔高壓注射，其后這些容料在模腔中冷卻到塑料變形溫度以下固化成型。在塑料固化成型過程中，由熔融狀態(tài)冷卻到固化狀態(tài)是由容料變形溫度和模具的溫度差來實(shí)現(xiàn)的，而且一般來說，模具溫度應(yīng)在塑料熱變形溫度以下才能達(dá)到迅速固化成型的目的。但是模具的溫度既不能過高也不能過低。模具溫度過高會造成溢料，脫模困難，并使模具固化時間延長，延長注射成型周期，降低生產(chǎn)效率；模溫過低則會影響注射熔料的流動性，使塑料應(yīng)力增大，并可能出現(xiàn)熔接痕及缺料等制品缺陷，影響塑件質(zhì)量。模具溫度不均勻會使塑件變形，以及收縮率偏差等諸多問題影響塑件的質(zhì)量。為此，控制模具溫度是塑件注射成型中的重要環(huán)節(jié)[11]。 3.8.2 塑料注射模具的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 根據(jù)塑料制品形狀及其所需的冷卻效果，冷卻回路可分為直通式、圓周式、多級式、螺旋線式、噴射式以及隔板式等，同時還可以互相配合，構(gòu)成各種冷卻回路。其基本形式有六種，由于過濾網(wǎng)為薄壁零件，且零件體積不是很大，所以熱傳遞的熱量也不是很大，這里選用的是簡單流道式。 冷卻通道的設(shè)計原則有以下十點(diǎn)： （1）冷卻通道離凹模壁不宜太遠(yuǎn)或太近，以免影響冷卻效果和模具強(qiáng)度。 （2）冷卻通道盡量大。 （3）冷卻通道內(nèi)沒有產(chǎn)生回流的部位，暢通無阻。 （4）冷卻通道不過鑲塊接縫處，以防止漏水。 （5）冷卻通道避免接近塑件的熔接部位，一免使塑件產(chǎn)生熔接痕。 （6）澆口附近加強(qiáng)冷卻，因?yàn)闈部诟浇鼫囟茸罡摺? （7）與塑件厚度相適應(yīng)。 （8）進(jìn)出口冷卻水溫差不大。 （9）凹模和凸模分別冷卻，保證冷卻的平衡。 （10）水管與水嘴連接處密封。 冷卻系統(tǒng)與簡單流道式冷卻回路如圖3.6與圖3.7。 圖3.6 冷卻系統(tǒng) 圖3.7 簡單流道式冷卻回路 3.9 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計采用計算機(jī)CAD系統(tǒng)進(jìn)行具體設(shè)計。如AutoCAD、UG、Pro/Engineer、Solid Works以及Solid Edge等CAD軟件。設(shè)計采用自上而下、上下結(jié)合的設(shè)計方法。首先根據(jù)模具結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行各主要零件的二維設(shè)計，然后利用三維設(shè)計軟件Pro/E進(jìn)行裝配設(shè)計，在裝配設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的干涉碰撞等結(jié)構(gòu)問題再進(jìn)行修改，最后完善零件的設(shè)計[12]。 4 計算機(jī)輔助設(shè)計與三維設(shè)計 4.1 計算機(jī)輔助設(shè)計 利用計算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作，簡稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計中，計算機(jī)可以幫助設(shè)計人員擔(dān)負(fù)計算、信息存儲和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計中通常要用計算機(jī)對不同方案進(jìn)行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索[13]。設(shè)計人員通常用草圖開始設(shè)計，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計算機(jī)完成，由計算機(jī)自動產(chǎn)生的設(shè)計結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來，使設(shè)計人員及時對設(shè)計作出判斷和修改；利用計算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作。CAD能夠減輕設(shè)計人員的勞動，縮短設(shè)計周期和提高設(shè)計質(zhì)量[14]。 現(xiàn)代CAD系統(tǒng)的功能包括： （1）設(shè)計組件重用(Reuse of design components)； （2）簡易的設(shè)計修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning) ； （3）設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)組件的自動產(chǎn)生(Automatic generation of standard components of the design) ； （4）設(shè)計是否滿足要求和實(shí)際規(guī)則的檢驗(yàn)(Validation/verification of designs against specifications and design rules) ； （5）無需建立物理原型的設(shè)計模擬(Simulation of designs without building a physical prototype)； （6）裝配件(一堆零件或者其它裝配件)的自動設(shè)計 ； （7）工程文檔的輸出，例如制造圖紙，材料明細(xì)表(Bill of Materials)； （8）設(shè)計到生產(chǎn)設(shè)備的直接輸出； （9）到快速原型或快速制造工業(yè)原型的機(jī)器的直接輸出。 4.2 Pro/E的三維裝配技巧 在機(jī)件設(shè)計中的各個零件模型檔，可以進(jìn)行相互的組合，也可以爆炸開來，在產(chǎn)生組合的過程中只須定義出相關(guān)零件之間的配合關(guān)系，而不須另外再產(chǎn)生一個包含所有零件資料之總檔案[15]。 其裝配步驟為： （1）進(jìn)入Assembly模式。 （2）選Creat，同時命名此一組合關(guān)系檔。 （3）選Component，進(jìn)行組合。 （4）選Assembly叫出一零件，主零件出現(xiàn)在主窗格中。 （5）再選Assembly叫出另一零件，零件出現(xiàn)在上方之次窗格中。 （6）選Single，進(jìn)行一對一的組合。 （7）接著出現(xiàn)一配合關(guān)系之目錄，項(xiàng)目如下： （a）Mate：兩平面相密合，如圖4.1所示。 圖4.1 Mate組合模式 （b）Mate Off：兩相對平面間間隔一段距離，如圖4.2。 圖4.2 Mate Off組合模式 （c）Align：兩平面互相對齊或使兩圓弧(或圓)之中心線成一直線，如圖4.3。 圖4.3 Align組合模式 （d）Align Off：兩平面互相對齊後隔開一段距離。 （e）Insert：孔與洞之配合，如圖4.4。 圖4.4 Align and Insert 組合模式 （f）Orient：兩平面互相平行且同向，如圖4.5。 圖4.5 Insert and Orient 組合模式 （g）Coord sys：利用座標(biāo)組合，如圖4.6。 圖4.6 Coord sys組合模式 （h）Tangent，Pnt On srf，Edge On srf：利用相切，接觸點(diǎn)或接觸邊來控制兩曲面接觸的方式，使用者可任選上述之一種配合方式，確定兩零件之相對關(guān)系(除了利用座標(biāo)組合者以外，其馀的配合通常須設(shè)定兩種以上的相對關(guān)系)。如圖4.7。 圖4.7 Tangent, Orient and Align組合模式 （i）選Done，此時系統(tǒng)會將次視窗之零件自動組合到主視窗之零件上，同時關(guān)閉次視窗。 （j）若要再進(jìn)行其他零件之組合，可重復(fù)步驟5-8。 當(dāng)組合完成后，使用者若要以爆炸圖顯示，則可使用Main Menu下之View- Cosmetic-Explode系列指令將組合件爆炸開來。若要重新恢復(fù)組合，則使用UnExplode指令。另外組件爆炸開的相對距離，可利用Modify模式下的ModExpld指令，再選欲做改變的零件，更改所顯示的相對距離數(shù)值。 該模具的Pro/E三維總裝圖如圖4.8。 圖4.8 總裝圖（從分型面處打開） 結(jié)束語 在這次畢業(yè)設(shè)計期間，我針對畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行了大量的工作，完成了畢業(yè)設(shè)計中所提出的各項(xiàng)任務(wù)。 通過對帶復(fù)點(diǎn)機(jī)密封蓋的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)注射模具的設(shè)計，我對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計計算方法和步驟，并結(jié)合具體的零件進(jìn)行了具體的設(shè)計工作，包括確定型腔的數(shù)目、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、脫模方式、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計、注射模成型零件尺寸的計算等。對獨(dú)立設(shè)計模具具有了一次新的鍛煉。 利用計算機(jī)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。大大提高了設(shè)計效率。 在做畢業(yè)設(shè)計期間，我學(xué)習(xí)并且運(yùn)用了CAXA及Pro/E，對模具的所有零件進(jìn)行了設(shè)計。提高了我的制圖軟件的運(yùn)用能力和計算機(jī)的應(yīng)用能力。 總而言之，通過本次畢業(yè)設(shè)計，加強(qiáng)了我對各項(xiàng)知識的學(xué)習(xí)深度，更培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，教會我怎樣才能按步驟進(jìn)行工作。 感謝老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)們的支持。 致 謝 論文從開題、具體設(shè)計、論文的撰寫，均得到了老師、同學(xué)們的大力支持。 特別感謝殷勁松老師對我的指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計中，我碰到了許多沒想到的困難，如圖指的繪制及相關(guān)數(shù)據(jù)的計算等。殷老師在繁忙的教學(xué)工作期間，對我的畢業(yè)設(shè)計付出了大量的心血，多次給我提出深刻而具有指導(dǎo)性的意見。正是有了他的指導(dǎo)，才使我能正確把握論文的方向，并順利地完成。 感謝所有給我傳道授業(yè)的老師們，正是你們的辛勤教授才使學(xué)生有了完成畢業(yè)設(shè)計的知識與能力儲備，奠定了我的理論與實(shí)踐基礎(chǔ) 參 考 文 獻(xiàn) [1] 何春燕. 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