裝配圖底座注射模設(shè)計（有cad圖+文獻翻譯）

裝配圖底座注射模設(shè)計（有cad圖+文獻翻譯）,裝配,底座,注射,設(shè)計,cad,文獻,翻譯 參數(shù)控制型腔布局設(shè)計系統(tǒng)今天，塑料制品的生產(chǎn)時間正在變短，因此，籌備時間使注射可用模具正在減少。有潛力的省時模具設(shè)計階段，因為設(shè)計過程中的重復(fù)每個模具的設(shè)計都是標準的。本文提出了一種通過使用注塑模具標準化模板控制腔布局幾何參數(shù)的設(shè)計方法。在標準化模板腔布局設(shè)計中包括可能布局的配置。每一個布局結(jié)構(gòu)設(shè)計都有其自身所有的幾何布局設(shè)計表參數(shù)。這種標準化的模板是預(yù)定義為模具裝配設(shè)計的布局設(shè)計的水平。這將確保，所需的配置可以很快裝入模具裝配設(shè)計，而不需要重新設(shè)計布局。這使得制造前模具的產(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計之間有用的技術(shù)討論?？梢栽谟懻撨^程中立即改變?nèi)S腔布局設(shè)計，從而節(jié)省時間，避免誤差。這種腔布局的設(shè)計標準化模板使每個模具制造公司可以很容易地定制自己的標準。關(guān)鍵詞：腔體布局設(shè)計;幾何參數(shù);模具裝配，注塑模具設(shè)計;標準化模板1.導(dǎo)言注塑是一種大眾生產(chǎn)高精度塑件的通用的方法。有兩種可用于注塑所需的主要項目。他們是注塑成型機，注塑模具。模具安裝在注塑成型機上注塑成型機并提供了溶化的塑料流到機器的模具，模具的夾具應(yīng)用壓力和形成的塑件注射壓力的一部分。注射模具是表達熔融塑料在最后階段塑件的形狀和尺寸的三維細節(jié)的工具。今天，塑料件的生產(chǎn)時間，是越來越短，必須在較短的時間里生產(chǎn)出注塑模具。在注塑模具設(shè)計及相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)做了許多應(yīng)用計算機技術(shù)的研究。知識系統(tǒng)（KBS）的如IMOLD 1,2，IKMOULD3，ESMOLD 4，全國程康的KBS大學(xué)，臺灣5，在德雷克塞爾大學(xué)6等韓國的注射模具設(shè)計已經(jīng)發(fā)展。系統(tǒng)，如HyperQ /塑料7，CIMP含量8，飛度9等，都以制定塑料材料的選擇使用知識為基礎(chǔ)正在發(fā)展。技術(shù)也已經(jīng)成為設(shè)計注塑模具的發(fā)展趨勢10-12。據(jù)觀察，雖然模具制造行業(yè)正在使用的模具設(shè)計，三維CAD軟件，許多時間被浪費是每個項目的同樣設(shè)計過程。同時，如果重復(fù)的設(shè)計過程可以標準化就能避免日常任務(wù)，則模具的設(shè)計階段巨大的省時的潛力。在模具裝配中一個組織良好的分層設(shè)計樹也是一個重要因素13,14。然而，腔布局設(shè)計控制參數(shù)的部分工作已經(jīng)完成，因此這方面將是我們的主要重點。雖然腔布局有許多設(shè)計方法15,16，但模具設(shè)計人員往往只使用常規(guī)設(shè)計，因此有必要使腔布局設(shè)計水平標準化。本文介紹了一種基于標準化模板通過控制參數(shù)設(shè)計注塑模具的型腔設(shè)計的方法。首先，組織嚴密模具裝配層次設(shè)計樹已經(jīng)建立起來。然后，腔布局配置的分類必須作出標準配置和那些非標準配置之間的區(qū)分。那個標準配置將列在配置數(shù)據(jù)庫并且每個配置都有自己的規(guī)劃設(shè)計表控制其自身的幾何參數(shù)。這種標準化模板被預(yù)定義為模具裝配設(shè)計的布局設(shè)計水平。圖 1 前插入（腔）和后插入（核心）2. 塑料注塑模具的腔布局設(shè)計一個注塑模具是表達熔融塑料在最后階段塑件的形狀和尺寸的三維細節(jié)的工具。因此，模具包含最后部分的逆印象。對模具大多建立了兩半：前插入和背部插入。在某些模具制造工業(yè)，前面插入也被稱為腔和背部插入被稱為核心。圖1顯示了前面插入（腔）和背部插入（核心）。熔融塑料注入印象填充。熔融塑料的固化，然后形成塑件。圖2顯示了一個簡單的兩板模裝配。圖2一個簡單的模具裝配2.1很多時候單腔和多腔模具之間的差異，印象中，塑料模具的填充也被稱為填補了腔。腔的安排被稱為腔布局。當一個模具包含多個腔時，它被稱為是一個多腔模具。圖3（a）和3（b）顯示了一個單腔模具和多腔模具。一個單腔模具通常是相當大的設(shè)計部分，如繪圖儀封面和電視外殼。對于較小的如手手機蓋和齒輪部件，它總是采用更多經(jīng)濟設(shè)計的多腔模具，使更多的地方可以形成生產(chǎn)成型周期?？蛻敉ǔ４_定腔的數(shù)量，因為要平衡投資成本。 2.2一個多腔模具在同一時間生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，作為一個組合模具。然而，它不是模具不同腔的普通設(shè)計，由于腔未必都是熔融塑料在同一時間和同樣的溫度填補。另一方面，多腔模具的生產(chǎn)在整個成型周期同樣的產(chǎn)品可以有一個平衡布局或不平衡的布局。均衡布局在其中一腔都統(tǒng)一用相同條件下熔體在同一時間填補 15,16時間。短成型如果不平衡的布局正在使用，但是這通過修改的長度和跨節(jié)莖加以克服（為熔融塑性從澆口流動腔的通道）。由于這不是一種有效的方法，盡可能避免。圖4顯示了短期注塑情況是由于不平衡的布局。均衡布局可進一步分為兩類：直線和圓弧。線性均衡布局可容納2，4，8，16，32等型腔，即它遵循一個系列。均衡的圓形布局可以有3，4，5，6個或更多腔，但有一腔的數(shù)量限制，可安置在一個平衡的，因為圓的空間布局限制。圖5顯示了已經(jīng)被討論的多腔布局。3.設(shè)計方法本節(jié)介紹的設(shè)計方法是一個注塑模具參數(shù)控制腔布局設(shè)計開發(fā)系統(tǒng)的概述。建立有效的工作模具設(shè)計方法是建立各種部件和組件到最適當?shù)膶哟谓Y(jié)構(gòu)設(shè)計樹。圖6顯示了模具裝配第一級組件和部件的層次設(shè)計樹。其他部件和組件的裝配是從第二級開始到第n模具裝配水平層次設(shè)計樹。對于這個系統(tǒng)，重點將僅在“腔布局設(shè)計”。3.1標準化程序為了節(jié)省在模具設(shè)計過程中的時間，有必要確定設(shè)計通常功能的使用。每一個重復(fù)模具設(shè)計過程，然后可以標準化。圖7可以看出，在標準化 “腔布局設(shè)計” 的相互作用程序中有兩個區(qū)段：組件裝配標準化和模腔布局配置標準化。3.1.1組件標準化 腔布局配置前可以標準化，但必須認識到部件和組件是通過腔布局中各種腔被重復(fù)的。圖8顯示了詳細的“腔布局設(shè)計”等級設(shè)計樹。主要插入組件（腔中）層次結(jié)構(gòu)設(shè)計樹的第二層有許多部件和組裝部件從層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計樹第三層開始直接插入。它們可以被看作是主要部分和次要組件。主要部分存在于每一個模具設(shè)計。次要組成部分依賴于塑件的生產(chǎn)，所以他們可能存在或可能不存在在模具設(shè)計。因此，把這些元件及部件歸于主要插入組件，確保每一個重復(fù)的主要插入（腔）繼承從第三級開始層次設(shè)計樹的相同的部件和零部件。因此，沒有必要重新設(shè)計類似的部件和組件中的每一個腔腔布局。布局設(shè)計809圖3 （a）單腔模具 （b）多腔模具圖 4 在短成型布局不平衡810雜木低和堪薩斯州利圖5 多腔布局圖6 模具裝配分層設(shè)計樹圖7 在標準化的相互作用過程3.1.2腔布局配置標準化 有必要把那些有標準的，哪些是非標準的腔布局配置進行研究和分類。圖9顯示了腔布局配置的標準化程序。腔布局設(shè)計，也可以采取為多腔布局或單腔布局，但始終由顧客確定這一決定。一個單腔布局總是視為標準配置。多腔模具可以在同一時間生產(chǎn)不同的產(chǎn)品或在同一時間生產(chǎn)同一產(chǎn)品。腔布局設(shè)計系統(tǒng)811圖8詳細的“腔布局設(shè)計”分層設(shè)計樹模具在同一時間生產(chǎn)不同的產(chǎn)品被稱為組合模具，這是一個非傳統(tǒng)的設(shè)計。因此，多腔組合模具有一個非標準配置。生產(chǎn)同一種產(chǎn)品的多腔模具包含一個平衡的布局設(shè)計和失衡的布局設(shè)計。不平衡的布局設(shè)計是很少使用，因此，它被認為是一個非標準配置。不過，均衡布局的設(shè)計也可以包括任何線性布局設(shè)計或圓形布局設(shè)計圖。這取決于那些根據(jù)客戶要求的模腔數(shù)。必須指出，雖然，有任何其他腔非標準的數(shù)量也被列為一個非標準配置。在標準的布局設(shè)計分類后，其詳細信息可以被列入標準化模板。這種標準化的模板被預(yù)定義為在模具裝配設(shè)計和支持所有的標準配置的腔布局的設(shè)計水平。這將確保所需的配置可以很快加載進入模具裝配設(shè)計布局而不需要重新設(shè)計。3.2標準化模板從圖10可看出，有兩個部分標準化模板：一個配置數(shù)據(jù)庫和布局設(shè)計表。配置數(shù)據(jù)庫包括所有布局的標準配置，每個布局結(jié)構(gòu)都有自己的布局設(shè)計表的幾何參數(shù)。由于模具制造行業(yè)有自己的標準，配置數(shù)據(jù)庫可以將那些以前采取定制的視為非標準設(shè)計。圖9 標準化程序腔的布局配置圖10 標準化模板3.2.1配置數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫可以被用來包含的所有不同標準配置的名單。在這個數(shù)據(jù)庫中的配置總數(shù)相當于在模具配置的腔布局設(shè)計水平中可用的布局配置的數(shù)量。在數(shù)據(jù)庫中所列出的信息是配置數(shù)量，類型和腔的數(shù)量。表1顯示了一個配置數(shù)據(jù)庫的例子。配置數(shù)量是相應(yīng)類型可用布局配置的每一個名字的腔的數(shù)量。當布局的特殊類型和數(shù)量被定義時，適當?shù)牟季峙渲脤⒈患虞d到腔設(shè)計中。3.2.2布局設(shè)計表 在配置數(shù)據(jù)庫中的每一個標準配置都有自己的布局設(shè)計表。布局設(shè)計表包含每一個配置的布局結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)并且每個配置是獨立的。一個更復(fù)雜布局結(jié)構(gòu)將有更多的幾何參數(shù)去控制腔布局。圖11（a）和11（b）顯示回模具板（核心板）與大型腔和裝配四個小型腔相同的四腔布局。它總是更經(jīng)濟，容易加工，而不是機器個別一大型腔在鋼塊小型腔。機械加工的優(yōu)勢一個大型腔是：812雜木低和堪薩斯州利圖11 凹模板1、可以節(jié)省腔之間更多的空間，因此，小鋼塊都可以使用。2、相對于加工多個小型腔加工大型腔更快一些。3、相對加工多個較小的型腔加工一個大型腔有更高的精度。因此，幾何參數(shù)的默認值在布局設(shè)計中由表腔之間的距離決定。然而，為了使系統(tǒng)更加靈活，幾何參數(shù)的默認值可以修改以適應(yīng)每一個有需要的模具設(shè)計。3.3建立幾何參數(shù) 幾何參數(shù)有三個變量：1、腔之間的距離（彈性）。腔之間的距離要在布局設(shè)計表中列出他們可以由用戶控制或修改。那個距離默認值，使得沒有腔之間的沒有距離。2、單型腔的圓角方向（彈性）。單型腔的圓角方向也要在布局設(shè)計表中列出，用戶可以更改。對多腔布局，所有的腔的圓角方向都必須和布局設(shè)計表所示的相同。如果修改圓角方向，所有的腔的圓角都必須改變相同的角度，而不影響布局配置。3、各腔之間的組裝關(guān)系（固定）。腔的圓角方向要相互配合，在單獨的布局設(shè)計中被預(yù)定義，而且被各腔之間的相互組裝關(guān)系控制，除了定制的，這適用于所有的布局設(shè)計。圖12顯示了一個單腔布局設(shè)計例子和幾何參數(shù)。主要插入/腔的起源是在該中心。 x1的默認值和Y1為零，使腔是該布局的中心（兩個相互重疊的起源）。用戶可以更改X1和Y1的默認值，使腔可以適當?shù)貜浹a。圖13顯示了一個八腔布局結(jié)構(gòu)例子和幾何參數(shù)。 X和Y的默認值是主要插入尺寸/腔。在默認情況下，x1和X2的默認值等于x，1值等于為Y，因此腔之間不存在距離。X1，X2和1可被提高以適應(yīng)設(shè)計中腔之間的距離。這些默認值會在布局設(shè)計表中列出。如果某個腔被調(diào)整90 ，那么其他腔也必須跟著調(diào)整相同的角度，但布局設(shè)計仍保持不變。用戶可以通過改變布局設(shè)計表格中的參數(shù)來改變腔的角度。布局如圖14。圖12 單腔布局結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)腔布局設(shè)計系統(tǒng)813圖13 八腔布局結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)無腔旋轉(zhuǎn)一個復(fù)雜的腔布局配置，有更多幾何參數(shù)，必須使用的相關(guān)方程的參數(shù)。4.塑料模具的控制腔布局設(shè)計參數(shù)原型用奔騰三PC兼容的硬件執(zhí)行。這個原型系統(tǒng)使用了商用CAD系統(tǒng)（SolidWorks2001）和商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Microsoft Excel）等軟件。該原型系統(tǒng)的開發(fā)使用微軟的Visual C + + V6.0的編程語言和SolidWorks的API（應(yīng)用編程接口）在Windows圖14 八腔布局結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)與腔旋轉(zhuǎn)NT的環(huán)境中。SolidWorks的選擇主要有兩個原因：1。主要由于硬件的采購成本，在CAD /CAM行業(yè)的上升趨勢已經(jīng)轉(zhuǎn)向以Windows為基礎(chǔ)的個人電腦的使用而不是基于UNIX。2。三維CAD軟件完全兼容Windows，從而它能夠從Microsoft Excel中順利整合信息到CAD文件中（零件，裝配和繪圖）17。這個原型系統(tǒng)有8個標準布局配置數(shù)據(jù)庫在Excel文件中列出。如圖15所示。（1）。與此相應(yīng)的配置數(shù)據(jù)庫，布局設(shè)計水平，這是一個具有相同的布局配置SolidWorks（layout.sldasm）的裝配文件。與Excel文件中的配置名稱相對應(yīng)的布局配置文件名稱，如圖15（b）所示。每腔布局文件（layout.sldasm）項目將預(yù)先加載這些布局配置。當所需的布局配置是通過用戶的要求接口，布局結(jié)構(gòu)將被加載。用戶界面如圖。16裝載要求的布局配置要事先下載。在加載要求的布局配置后，當前的布局配置信息將在列表框中列出。然后用戶可以改變當前的布局配置以適應(yīng)在配置數(shù)據(jù)庫中建立的任何相應(yīng)布局設(shè)計。如圖17所示。當用戶按下用戶界面底部的按鈕包含幾何參數(shù)的布局結(jié)構(gòu)的布局設(shè)計表會被激活。當幾何參數(shù)的默認值改變時腔的設(shè)計亦相應(yīng)更新。圖18顯示了當前的布局配置激活的布局設(shè)計表。5.案例研究手機外殼CAD模型，如圖19所示，是用在下面的案例研究。原始的CAD模型要根據(jù)使用的模具樹脂的收縮默認值來縮放設(shè)計插入件來阻止收縮部分，這整個組件被稱為主要插入組件（三十cavity.sldasm），814雜木低和堪薩斯州利圖15 配置數(shù)據(jù)庫和布局模板原型系統(tǒng)圖16 在用戶登陸界面之前加載所要求的配置其中“xxx”是項目的名稱。圖20顯示的主要插入組件。主要插入件創(chuàng)建后，腔布局設(shè)計系統(tǒng)，可用于制備模具裝配的腔布局。5.1方案1：初步腔布局設(shè)計在模具設(shè)計中，所設(shè)計的模具總是由客戶決定，因為他們要平衡設(shè)備投資和最初的預(yù)算?？蛻粢呀?jīng)要求設(shè)計一個兩腔模具生產(chǎn)手機外殼。創(chuàng)建主要插入組件后，模具設(shè)計師會下載一個使用此腔設(shè)計系統(tǒng)的兩腔線性布局配置。相應(yīng)配置的名稱是L02，并在用戶界面中列出如圖21所示。5.2方案2：腔布局設(shè)計改造與客戶與模具設(shè)計者之間的技術(shù)討論會是常見的。這使得對模具制造的三維CAD文件都要盡可能快的做出調(diào)整。變化幾乎總是不可避免的，模具設(shè)計人員從來沒有多余的時間。在這種情況下，在技術(shù)討論會上，為客戶改變了主意，需要一個四腔線性而不是兩腔模具使該甲腔布局設(shè)計系統(tǒng)815圖17 加載所要求的配置后的用戶界面圖18 與布局設(shè)計表的用戶界面816雜木低和堪薩斯州利圖19 手的手機CAD模型手機的生產(chǎn)量得到提高。模具設(shè)計者可以使用腔布局設(shè)計系統(tǒng)把現(xiàn)有腔布局設(shè)計修改成四腔線性模具。所要求的新的布局配置可以從圖22所示配置數(shù)據(jù)庫中選擇合適的配置數(shù)據(jù)庫。圖21 線性兩腔配置5.3方案3：腔之間的間隙是必需的 最后，在另一個技術(shù)討論會，模具設(shè)計師必須引用在縱向型腔之間20毫米的間隙，如圖23所示。圖20 插入封裝的主要組成部分的縮小腔布局設(shè)計系統(tǒng)817圖22 線性，四腔布局配置（在布局配置更改后）圖23 在腔之間的差距介紹圖 24 1值在布局設(shè)計表中的修改意義圖25 增加后的間隙，最終設(shè)計腔布局設(shè)計系統(tǒng)819 在腔布局組件的水平中，模具設(shè)計采用腔布局系統(tǒng)啟動當前布局配置的布局設(shè)計表。把1值從50毫米改為70毫米引用在縱向型腔之間20毫米的間隙。圖24顯示了在布局設(shè)計表中1價值的改變。最后的設(shè)計結(jié)果，間隙增加后，如圖25。6.結(jié)論在本文中，使用標準化模板這一途徑是為用參數(shù)控制型腔布局設(shè)計系統(tǒng)的發(fā)展提出的建議。由于這種方法利用了標準化的使用，它可以進一步應(yīng)用于其他組件模具裝配設(shè)計，如果他們的設(shè)計流程是重復(fù)的或者他們認為有每一個模具常用功能設(shè)計的特征。發(fā)達國家腔布局系統(tǒng)的優(yōu)點如下：1、在開發(fā)的系統(tǒng)具有用戶友好的界面。2、因為數(shù)據(jù)庫的使用，它有高度的靈活性，并且模具制造等行業(yè)都有自己的標準可自定義的數(shù)據(jù)庫，以滿足他們的需要。3、因為預(yù)先定義標準化模板在模具裝配設(shè)計布局的設(shè)計水平中是可用的，所需的布局配置可以很快被加載到模具裝配設(shè)計，而無需重新設(shè)計布局。4、這個系統(tǒng)使產(chǎn)品設(shè)計和模具設(shè)計在模具制造之前預(yù)先有更多的有益的技術(shù)討論，例如在討論中改變布局可立即完成。5、因為它刪除多余的工作，這個系統(tǒng)在模具設(shè)計過程中節(jié)省了時間。由于模具制造時間的減少這對于模具制造工業(yè)是非常主要的。開發(fā)的系統(tǒng)有一些限制。雖然數(shù)據(jù)庫和布局設(shè)計表可以進行定制，定制將更加困難，更復(fù)雜的非標配置，因為正確的幾何參數(shù)待定。我們目前正在申請一個在模具設(shè)計中其他組件的一個標準化模板。參考文獻1. 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SolidWorks 2001 Training Manual, “SolidWorks Essentials parts assemblies and drawings”, SolidWorks Corporation, Concord, Mas- sachusetts 01742, 2001.20 底座注射模設(shè)計 摘 要對塑料底座注射模結(jié)構(gòu)采用中心澆口進料，采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)， 材料采用流動性能差的PC塑料，通過對塑件的分析，注射機的選定，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，成型零件的設(shè)計計算，脫模推出機構(gòu)的設(shè)計，以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計和導(dǎo)向地位機構(gòu)的設(shè)計，給出了生產(chǎn)底座的一個實際參考設(shè)計生產(chǎn)流程。通過本設(shè)計，可以對注塑模具有一個初步的認識，注意到設(shè)計中的某些細節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及其工作原理；為以后從事本行業(yè)打下了良好的理論基礎(chǔ)。此次設(shè)計的過程中查閱了大量的模具設(shè)計資料，通過模具的設(shè)計與應(yīng)用，同原有的設(shè)計方法相比，模具的應(yīng)用提升了產(chǎn)品的質(zhì)量，模具整體設(shè)計的思路和要求符合現(xiàn)代設(shè)計潮流和未來的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞: PC；一模一腔；中心澆口；模具設(shè)計ABSTRACTTo plastics base injection mould structure adopts center gate; Selected a mould for four cavity die structure, and selected the medium flow not well PC plastic for filling mold, improve the design compact and practical efficiency; PC Based on the analysis of the plastic parts, injection machine selection of the design of the shunt way, Lord, molding parts design calculation of mechanism design, stripping out, and the cooling system design and guide mechanism design, status are given a production of plastics base actual reference design of the production process.The mould cognition having a first step by the fact that design, can produce plastic articles by injection moulding face to face , pay attention to knowing mould structure and their operating principle to some detail problem in designing that,; Be to be engaged in our industry hereafter having laid down fine rationale. I have consulted massive materials of the plastic mold design and manufacture in this design process .Through the design and application of the mold ,the processing technology ，compared with previous technology ,which increase the quality of the product. The overall design mentality and request conform to the modern design tidal and development direction of the future.Keywords: pc; plastics base; center gate; mold design.目 錄1 塑件成型工藝性分析11.1 塑件的分析11.2 PC工程塑料的性能分析11.2.1基本性能11.2.2 PC的主要性能指標21.3 PC的注射成型過程及其工藝參數(shù)21.3.1注射成型過程21.3.2 注射工藝參數(shù)32 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機42.1 分型面位置的確定42.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定42.3 注射機型號的確定42.3.1 注射量的計算42.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算52.3.3 選擇注射機52.3.4 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核63 澆注系統(tǒng)的設(shè)計73.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則73.2主流道的設(shè)計83.2.1主流道設(shè)計要點83.2.2 主流道尺寸的確定93.2.3 主流道的凝料體積93.2.4 主流道當量半徑93.2.5 主流道澆口套的形式93.3 分流道的設(shè)計103.3.1 分流道的布置形式103.3.2 分流道的長度103.3.3 分流道的當量直徑103.3.4 分流道的截面形狀103.3.5 分流道界面尺寸103.3.6 凝料體積113.3.7 校核剪切速率113.3.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度123.4. 澆口的設(shè)計123.4.1輪輻式澆口尺寸的確定123.4.2 輪輻式澆口剪切速率的校核133.5 校核主流道的剪切速率133.6 冷料穴的設(shè)計134.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算144.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計144.2.成型零件鋼材的選用154.3 成型零件工作尺寸的計算154.3.1 凹模徑向尺寸的計算164.3.2凹模深度尺寸的計算164.3.3動模凸凹模尺寸的計算174.3.4大型芯尺寸的計算194.3.5 小型芯尺寸的計算204.4 成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算214.1.1凹模側(cè)壁厚度的計算215.脫模推出機構(gòu)的設(shè)計225.1 脫模力的計算225.2. 推出方式的確定235.2.1 推桿材料235.2.2 推桿的安裝245.2.3 校核推出應(yīng)力246.模架的確定256.1 各模板厚度尺寸的確定256.2 計算并選擇模架型號256.3 模架尺寸的校核267.排氣槽的設(shè)計278.冷卻系統(tǒng)的設(shè)計288.1 冷卻介質(zhì)288.2 冷卻系統(tǒng)的計算288.2.1 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W288.2.2 確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量288.2.3 計算冷卻水的體積流量288.2.4 確定冷卻水路的直徑298.2.5 冷卻水在管內(nèi)的流速298.2.6 求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù)298.2.7 計算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積A298.2.8 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水道的孔數(shù)n298.2.9 冷卻水道的布置309.導(dǎo)向與定位機構(gòu)的設(shè)計319.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)3110.模具零件的選材3210.1.1 模具材料選用原則3210.1.2 模具材料選用要求3210.2 注塑模具常用材料3210.2.1 塑料模具成型零件的選材3210.2.3 推出機構(gòu)零件的選材3310.2.4澆注系統(tǒng)零件3310.2.5 其它零件的選材3411零件的加工工藝過程3511.1小型芯制造工藝過程：3511.2型腔制造工藝過程3511.設(shè)計小結(jié)38參考文獻391 塑件成型工藝性分析1.1 塑件的分析（1）外形尺寸 該塑件壁厚較厚，平均壁厚約為30mm，結(jié)構(gòu)較簡單，對稱度好，只需做幾個型芯即可，塑件為熱塑性塑料，流動性差，適于螺桿式注射機注射成型。 (2) 精度等級 該塑件重要尺寸和次重要尺寸精度等級均為MT4，由以上分析可見該零件的尺寸精度中等，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。 (3) 脫模斜度 pc的成型性能良好，成型收縮率較小，其脫模斜度根據(jù)參考文獻1中表2-19可知型腔的脫模斜度在，型芯的在，pc的流動性差，為使注射充型流暢，選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為。 1.2 PC工程塑料的性能分析 1.2.1基本性能PC聚碳酸酯無色透明，耐熱，抗沖擊阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機械性能。沖擊強度高，尺寸穩(wěn)定性好，著色性好，電絕緣蝕性、耐腐性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應(yīng)力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。適于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件，阻燃，在普通使用溫度內(nèi)都有良好的機械性能。成形特性： 無定形料，熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動性差。吸濕小，但對水敏感，須經(jīng)干燥處理，成型收縮率小，易發(fā)生熔融開裂和應(yīng)力集中，故應(yīng)嚴格控制成形條件，塑件須經(jīng)退火處理。 1熔融溫度高，粘度高，大于200g的塑件宜采用螺桿式注射機。2流動性差，溢邊料0.06m左右。3冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以短、粗為原則，宜設(shè)冷料穴，澆口宜取大。4料濕過低會造成缺料，塑件無光澤，料溫過高易溢邊，塑件起泡。模溫低時收縮率、抗沖擊強度高，抗彎、抗壓強度低，模溫超過時塑件冷卻慢，易變形粘模。 圖1 塑件圖 1.2.2 PC的主要性能指標表1 PC的主要技術(shù)指標技術(shù)指標PC技術(shù)指標PC密度比體積吸水率熔點硬度沖擊韌度1.20g/cm30.83 cm3/g 0.090.15% (24h)22025011.4HB無缺口 不斷有缺口 55.890 k / Jm2熱變形溫度抗拉屈服強度拉伸強度模量彎曲強度擊穿電壓體積電阻率132141(0.45MPa)132138（1.82MPa）72MPa1440MPa113MPa1722KV/mm3.06 1.3 PC的注射成型過程及其工藝參數(shù) 1.3.1注射成型過程 （1）成型前準備。對PC的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗，成型前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡。常用方法是循環(huán)鼓風(fēng)干燥，溫度控制是120，時間812h以上。 （2）注射過程。塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具的型腔成型，其過程分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 （3）塑件的后處理（退火）。退火處理的方法為紅外線燈、烘箱，處理溫度為100130，處理時間為2h8h。1.3.2 注射工藝參數(shù)（1）注射機：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為30r/min.。（2）料筒溫度t/：前段210240；中段230280；后段240285。（3）模具溫度t/：90110；（4）注射壓力(p/Mpa)：80130；（5）成型時間（s）：高壓時間 05S注射時間 2090 S 冷卻時間 2090 S 總周期 40190 S2 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機2.1 分型面位置的確定通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)選在塑件截面積最大，且有利于開模，其位置如圖2所示。圖2 分型面的選擇2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 （1）型腔數(shù)量的確定 由于該塑件精度要求中等，塑件尺寸較大，塑料流動性差，結(jié)構(gòu)高度對稱，為了便于順利充型，初步選用一模一腔。 （2）模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定 由以上分析可知，本模具設(shè)計是一模一腔，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)初選推件板推出或是推出桿推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，因為塑件中間帶有比主流道直徑大的孔，所以為了進料均勻，采用平衡式流道和輪輻式澆口。因此，定模部分不需要單獨開設(shè)分型面取出凝料，動模部分需要添加型芯固定板、支撐板或推件板。由上綜合分析可確定采用大水口（或帶推件板）的單分型面注射模。2.3 注射機型號的確定 2.3.1 注射量的計算 通過Pro/E建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖4所示。圖3 塑件質(zhì)量屬性 塑件體積： 塑件質(zhì)量：=1.21745.4=2094.4g （1）式中，可根據(jù)參考文獻3表9-6取為1.20。 2.3.2 澆注系統(tǒng)凝料提及的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件提及的0.2倍1倍來估算。由于本次設(shè)計采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.3倍來估算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和4個塑件體積之和）為： =1.311745.4=2269 （2） 2.3.3 選擇注射機根據(jù)以上計算得出在一次注射過程中，注入模具型腔的塑料的總體積為=57.6，由參考文獻2式4-18，=/0.8=2269/0.8=2836。根據(jù)以上的計算，查參考文獻3中表13-1，初步選定公稱注射量為3000，注射機型號為XZY-3000的螺桿式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見表2。表2注射機主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)指標參數(shù)技術(shù)指標參數(shù)理論注射量螺桿柱塞直徑/mm注射壓力注射時間s塑化能力鎖模力/KN噴嘴口直徑/mm3000g/cm31201153.8806308拉桿內(nèi)向距/mm 移模行程/mm最大模具厚度/mm最小模具厚度/mm鎖模形式模具定位孔直徑/mm噴嘴球半徑/mm9008001120680400充壓式25025 2.3.4 注射機的相關(guān)參數(shù)的校核(1) 注射壓力校核 查參考文獻4可知，PC所需注射壓力為80MPa130MPa，這里取=90MPa，該注射機的公稱注射壓力P公=130 MPa，注射壓力安全系數(shù)k1=1.251.4，這里取k1=1.3，則：k1 P0=1.390=117 MPaP公 注射機注射壓力符合要求。(2) 鎖模力校核。 塑件在分型面上的投影面積= （3） 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即澆道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積的數(shù)值，可以按照多型腔模具的統(tǒng)計分心來確定。是每個塑件在分型面上的投影面積的0.2倍0.5倍。由于本設(shè)計的流道較簡單，分流道相對較短，因此流道凝料投影面積可以相應(yīng)取小一些，這里取=0.2。 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積，則有 =n(+)=n(+0.2)=11.2=268.5 （4） 模具型腔內(nèi)的脹型力，則 =268.540=1074.1kN （5）式中，是型腔的平均計算壓力值。是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%50%，大致范圍在25MPa40MPa。對于黏度較大的精度較高的塑件制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等黏度塑料切精度要求不高，故將取為40MPa。由表1 可知注射機的公稱鎖模力是=630kN，鎖模力安全系數(shù)=1.11.2這里取=1.2，則取=1.2=1.21074.1=1289kN所以注射機鎖模力滿足要求。對于其它安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進行。3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則所謂注射模的澆注系統(tǒng)，是塑料熔體從注射機噴嘴射出后達到型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。其主要作用是使塑料熔體平穩(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。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計原則為：（1）重點考慮型腔布局。（2）熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡可能短，截面尺寸應(yīng)盡可能彎折盡量少，表面粗糙度要低。（3）均衡進料，即分流道盡可能采用平衡式布置。（4）塑料耗量要少，滿足各型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗量。（5）消除冷料，澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的“冷料”。（6）排氣良好。（7）防止塑件出現(xiàn)缺陷，避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力。（8）保證塑件外觀質(zhì)量。（9）較高的生產(chǎn)效率。該底座的注塑模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，它包括：主流道、分流道、冷料井、澆口。為了滿足塑件外觀質(zhì)量要求, 進料澆口開設(shè)在塑件的中間孔的圓環(huán)里。為了降低塑料熔體的壓力和減少熱量損失,流道應(yīng)盡量短,同時為方便塑件的脫模, 應(yīng)使開模時塑件滯留于動模一側(cè), 然后借助開模力驅(qū)動頂出裝置將塑件推出。因為塑件的體積較大，對稱度高，且中間帶有比主流道直徑大的孔，故該模具可以采用輪輻式澆口。 圖4.澆注系統(tǒng)示意圖3.2主流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和沖模時間。另外，由于主流道與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。 3.2.1主流道設(shè)計要點（1）為了防止?jié)部谔着c注射機噴嘴對接處溢料，主流道與噴嘴的對接處應(yīng)設(shè)計成半球形凹坑，其球面半徑應(yīng)比注射機噴嘴頭球面半徑大12mm，主流道小端直徑應(yīng)比注射機噴嘴直徑大0.51mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。（2）為了減小對塑料熔體的阻力及順利脫出主流道凝料，澆口套內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)加工到Ra0.8m。（3）主流道的圓錐角大小應(yīng)適當，通常取=24，對流動性差的塑料可取3-6 （4）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長則會影響容體的順利充型。 3.2.2 主流道尺寸的確定 (1) 主流道的長度 一般由模具結(jié)構(gòu)確定，結(jié)合所選模架本次設(shè)計中初取55mm進行計算。 (2) 主流道小端直徑 d=注射機噴嘴尺寸+(0.51)mm= 9mm (3) 主流道大端直徑 D=d+2= 13.2mm式中 3取D=13mm (4) 主流道球面直徑 SR=注射機噴嘴球半徑+(12)mm=25+1=26mm (5) 球面的配合高度 h=5mm 3.2.3 主流道的凝料體積 （6）=80(+6.54.5)3.14/3=7222=7.2 3.2.4 主流道當量半徑mm （7） 3.2.5 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標準件可選購。主流道小斷入口與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯酪r套與定位圈設(shè)計成一個整體，但是考慮到上述因素通常依然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。本設(shè)計澆口套采用碳素工具鋼T10A，熱處理淬火表面硬度為50HRC55HRC。如圖5所示。定位圈的結(jié)構(gòu)由總裝圖來確定。 圖5 主流道交口套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.3 分流道的設(shè)計 3.3.1 分流道的布置形式為盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道，如圖6所示。圖6 分流道布置形式 3.3.2 分流道的長度根據(jù)四個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道長度適中，如圖6所示。 3.3.3 分流道的當量直徑 流過分流道塑料的質(zhì)量: （8） 3.3.4 分流道的截面形狀 本流道采用梯形截面，其加工工藝好，切塑料熔體的熱量散失、流動阻力不大。 3.3.5 分流道界面尺寸設(shè)梯形的上底寬度為B=11mm（為了便于選擇刀具），底面圓角的半徑R=1mm，梯形的高度取H=2B/3=7mm，設(shè)下底寬度為b，梯形面積應(yīng)滿足 （9）代入數(shù)值b=7.17，考慮到梯形底部圓弧對面積的減小及脫模斜度等因素，取b=9mm，通過計算梯形斜度，脫模斜度足夠。 圖7 分流道截面形狀與尺寸 3.3.6 凝料體積 (1) 分流道的長度為(96-1.5)2=186mm. （10） (2) 分流道截面積 （11） (3) 凝料體積 18670=13020=13.02 （12） 考慮到圓弧的影響取12 3.3.7 校核剪切速率（1）確定注射時間：由參考文獻3表13-1，可取t=3.8s。（2）計算單邊分流道體積流量： 231 （13）（3）由參考文獻3（式2-22）可得剪切速率 （14）該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道德最佳剪切速率在 之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 3.3.8 分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取其粗糙度為Ra 1.25m2.5m即可，此處取Ra 1.6m。另外其脫模斜度一般在5 10之間，通過上述計算脫模斜度為8.12，脫模斜度足夠。 3.4. 澆口的設(shè)計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)最關(guān)鍵的部分。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口的主要作用：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；（2）易于切除澆口尾料；（3）對于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。澆口截面積通常為分流道截面積的0.070.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度約為0.52mm左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，不同類型的澆口其尺寸、特點及應(yīng)用情況各不相同。按澆口的特征可分為限制澆口和非限制澆口，按澆口的形狀可分為點澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)形澆口及薄片式澆口；按澆口的特性可分為點澆式澆口、護耳澆口；按澆口所在的位置可分為中心澆口和側(cè)澆口等。同時，澆口開設(shè)的位置對制品的質(zhì)量影響也很大，在確定澆口位置時，應(yīng)注意以下幾點：（1）澆口應(yīng)開在能使型腔各個角落同時充滿的位置。（2）澆口應(yīng)設(shè)在制品壁厚較厚的部位，以利于補縮。（3）澆口位置選擇有利于型腔中氣體的排除。（4）澆口位置應(yīng)選擇在能避免制品產(chǎn)生熔合紋的部位。對于圓筒類制品，采用中心澆口比側(cè)澆口好。（5）對于帶細長型芯的模具，宜采用中心頂部進料方式，以避免型芯受沖擊變形。（6）澆口應(yīng)設(shè)在不影響制品外觀的部位。（7）不要在制品中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。為了讓塑件進料均勻，易去除澆口凝料，且該塑件中間有一個比主流道直徑大很多的孔，所以可以采用輪輻式澆口。3.4.1輪輻式澆口尺寸的確定澆口的橫截面積一般取分流道橫截面積的3%9%，因為塑料流動性差、塑件壁厚和尺寸較大，所以澆口尺寸取大值。根據(jù)文獻3表2-6的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，L=0.72.5，b=1.55，h=0.52取L=1.5mm，b=2.5，h=1.5mm （15）3.4.2 輪輻式澆口剪切速率的校核 （1）確定注射時間：查參考文獻3表13-1，可取t=3.8s； （2）計算澆口的體積流量： （16） （3）計算澆口的剪切速率： S-1 （17）該矩形輪輻式澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率S-1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。式中3.5 校核主流道的剪切速率上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積(澆口體積的大小可以忽略不計)以及主流道的當量半徑，這樣就可以校核主流到熔體的剪切速率。 1) 計算主流道的體積流量 cm3/s。 （18） 2) 計算主流道的剪切速率 （19）主流道的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間，所以，主流道的剪切速率合格。3.6 冷料穴的設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的大型芯上，其主要作用是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計主流道冷料穴，冷料穴的直徑宜稍大于主流道大端直徑，深度約為直徑的11.5倍。4.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算4.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式、和鑲拼式四種。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，選用的是整體式凹模，它是由一整塊金屬材料（也稱定模板或凹模板）直接加工而成。其特點是為非穿通式模體，強度好，不易變形。但由于加工困難，故只適用于小型且形狀簡單的塑件成型。此時可省去定模座板根據(jù)歲塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計采用整體嵌入式凹模，如圖8所示。圖8 整體嵌入式凹模(2)動模凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 凸凹模通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件的型芯有多個：一個是成型塑件的內(nèi)表面的大型芯，因包緊力大所以設(shè)在動模部分，另外四個小型芯設(shè)計時也將其放在動模部分，如圖9所示；所以總體來說，該動模凸凹模的結(jié)構(gòu)應(yīng)屬于組合式。圖9 動模凸凹模 4.2.成型零件鋼材的選用根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋旋旋旋光性能。又因為該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構(gòu)成型腔的凹模鋼材選用45鋼。對于成型塑件內(nèi)表面的大、小型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用40Cr。 4.3 成型零件工作尺寸的計算 采用參考文獻2中式(2-26)(2-30)相應(yīng)公式中的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算。一般情況影響零件及塑件公差的主要因素是模具的制造公差，塑件的收縮率S和模具磨損量這三項。塑件的尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算。沒給定公差的按MT4計算，則：模具制造公差=；塑料pc的計算收縮率S=0.5%0.7%。 4.3.1 凹模徑向尺寸的計算 塑件外部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換：= mm，相應(yīng)的塑件制造公差mm，mm， mm， （20） mmmmmm mm式中，是塑件的平均收縮率，查表參考文獻5中表1-4可知PC的收縮率為0.5% 0.7%，所以取其平均收縮率=； （21）是系數(shù)，查文獻3表2-10可知；是塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；是塑件上相應(yīng)尺寸制造公差，?。ㄏ峦?4.3.2凹模深度尺寸的計算 塑件高度方向尺寸的轉(zhuǎn)換：型腔的最大深度mm，相應(yīng)的制作公差mm，磨損后塑件尺寸變大的尺寸計算 （22） mm 4.3.3動模凸凹模尺寸的計算 圖10 動模凸凹模（1）凸凹模型腔徑向尺寸的計算。塑件內(nèi)部徑向尺寸的轉(zhuǎn)換： mm 相應(yīng)制造公差mm， mm mm， mm mm， mm mm， mm mm， mm mm， mm mm， mm mm，磨損后塑件尺寸變大的尺寸計算 （23） mmmm 同理，根據(jù)上述兩公式代入數(shù)據(jù)計算可得，mm mm mm 磨損后塑件尺寸變小的尺寸計算 （24） mm同理，根據(jù)上述兩公式代入數(shù)據(jù)計算可得， mm mm mm（2）動模凸凹模型芯高度尺寸的計算 mm mm， mm mm 根據(jù)公式有 mmmm mm（3）動模凸凹模型腔深度尺寸的計算 mm mmmm mmmm mm 根據(jù)上面的計算公式 mm 同理，代入相應(yīng)數(shù)據(jù)計算可得， mm mm（4）中心距尺寸的計算四個沉孔的中心距離： 4.3.4大型芯尺寸的計算 圖11 大型芯（1）大型芯徑向尺寸的計算塑件的尺寸的轉(zhuǎn)換 mm 相應(yīng)制造公差mm mm 相應(yīng)制造公差mm mm 相應(yīng)制造公差mm磨損后塑件尺寸變小的尺寸計算 （25） mm mm磨損后塑件尺寸變大的尺寸計算 （26） mmmm（2）大型芯高度尺寸的計算 mm mm （27）mm 4.3.5 小型芯尺寸的計算 圖12 小型芯（1）小型芯徑向尺寸的計算 mm 相應(yīng)制造公差mm mm 相應(yīng)制造公差mmmm mm（2）小型芯的高度尺寸的計算 相應(yīng)的制造公差 mm 4.4 成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 4.1.1凹模側(cè)壁厚度的計算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強及凹模的深度有關(guān)，其厚度根據(jù)參考文獻2表4-19中的剛度公式計算。 mm （28）式中 計算時：W=, 時=0.6p型腔壓力(MPa)；E是模具材料彈性模量(MPa)；=W；W是影響變形的最大尺寸，而h=30mm；是模具剛度計算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種可查參考文獻2表4-20得 =151.786m=26.8mm=0.0268mm （29）式中：=1.786m。 （30）凹模嵌件初定單邊厚度選35，由于壁厚不能滿足69mm要求，所以凹模嵌件采用預(yù)應(yīng)力的形式壓入模板中，有模板和型腔共同來承受型腔壓力。根據(jù)型腔的布置，初步選定模板平面尺寸為450mm450mm，它比型腔布置的尺寸要大得多，所以完全滿足強度和剛度的要求。5.脫模推出機構(gòu)的設(shè)計在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中的這種脫出塑件的機構(gòu)稱為脫模機構(gòu)。模具脫模方式按推出零件分：推桿脫模、推管脫模、推件板脫模、推塊脫模、成型零件脫模和多元聯(lián)合式脫模六種。本塑件結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性可采用推件板推出、推桿推出、或推件板加推桿推出的綜合推出方式，根據(jù)脫模力計算來確定。 5.1 脫模力的計算（1）16小型芯脫模力 因為=r/t=8/24=0.3310，所以此處視為厚壁圓筒塑件，查文獻2式4-26脫模力計算公式為： （33）式中：抽芯力(N)；E塑料的彈性模量(MPa)，查文獻3表2-12；S塑料成型的平均收縮率（%）； t塑件的壁厚（mm）； L被包型芯長度（mm）； 塑料的泊松比（查參考文獻3表2-12）； 脫模斜度（）； 塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)；A型芯的平均直徑（mm）； 由和決定的無因次數(shù)由和決定的無因次數(shù)； 根據(jù)pc塑料的性能查文獻1表4-24查得，相應(yīng)的數(shù)據(jù)：E=2200MPa, S=0.5-0.7（%）， t=24mm， L=28mm， =0.31， =， =0.38， 塑件底部有通孔，所以A=0將以上數(shù)據(jù)代入公式進行計算=3208.6N （32）因為有四個小型芯所以脫模力為3208.6 4=12834.4N（2）32小型芯脫模力因為=r/t=16/16=110，所以此處視為厚壁圓筒塑件， （33）=1877.1N 式中=0.667 因為有四個小型芯，所以脫模力為1877.14=7508.4 N（3）96大型芯脫模力因為=r/t=48/24=210，所以此處視為厚壁圓筒塑件，有：=4458.3N 式中：=1.6 (4) 總脫模力的大小 F=12834.4+7508.4+4458.3=24801N.另外考慮肋板收縮等因數(shù)的影響，可以按計算脫模力乘以一個不太大的系數(shù)，此處考慮為1.2 ， 所以推出應(yīng)力：=1.2F=29761N 5.2. 推出方式的確定 5.2.1 推桿材料推桿的常用材料有鋼、或碳素工具鋼，推桿頭部需淬火處理，硬度在50HRC以上，表面粗糙度在Ra1.6m。 5.2.2 推桿的安裝推桿在固定板上的固定方法有很多，本設(shè)計采用的是最常采用的形式，即將推桿凸肩壓在固定板的沉孔和推板之間，用螺釘緊固，凸肩高度與對應(yīng)沉孔的深度留有余量，在裝配后將它們與固定板一起磨去余量，來保證高度一致，避免在高度方向來回竄動。推桿接觸塑料件的頂推段，與模板上相應(yīng)孔的配合間隙，應(yīng)以不超過塑料溢料間隙為限，一般情況下H8/f7或H7/f7就可以滿足這要求 5.2.3 校核推出應(yīng)力1）推出面積 設(shè)14mm的圓推桿設(shè)置8根，那么推出面積為 =1230.9mm2 ； （34） 2） 推出應(yīng)力 MPa （35） 所以推桿能夠安全推出，不會出現(xiàn)頂白頂破的可能。上式查文獻3表2-12得=26MPa 為推桿作用在塑件表面上的接觸許用應(yīng)力，大致是該種塑料常溫下拉伸屈服應(yīng)力的1/2。 圖13 推桿6.模架的確定6.1 各模板厚度尺寸的確定 (1) A板尺寸 A板是定模固定板，塑件高度為20mm，考慮到模板上還要開設(shè)冷卻水道，必須留出足夠的距離，故A板厚度取50mm。 (2) B板尺寸 B板是型芯固定板，按照標準模架標準板厚度取為60mm。 (3) C板(墊塊)尺寸 墊塊=推出行程+推桿固定板厚度+（510）)mm （36）=(25+25+20+510)mm=75mm85mm此處初步選定C板厚度為80mm。 6.2 計算并選擇模架型號模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠的強度和剛度的條件下，模具結(jié)構(gòu)以緊湊實用為好?，F(xiàn)根據(jù)一種標準模架選型的經(jīng)驗方法進行模架的選擇，即是根據(jù)塑件在分型面上投影的面積或者模仁周邊尺寸，以塑件布置在推桿推出范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔或是模仁邊緣保持一定距離為原則來確定模架的大小。其具體計算經(jīng)驗公式如下：塑件投影寬度：-10塑件投影長度：-(復(fù)位桿直徑) -30式中： 常數(shù)10推桿邊緣與墊塊之間的雙邊距離，見參考文獻3表7-4； 常數(shù)30復(fù)位桿與型腔或者模仁邊緣之間的雙邊距離，參見表7-4。本設(shè)計中，根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸，可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為220mm160mm，型腔所占的平面尺寸為190mm130mm，利用上述經(jīng)驗公式計算可得： +10 =270+10=280mm （37） +30=270+30+30=330mm （38） 查參考文獻3表7-4，可取=290mm，=384mm，根據(jù)以上計算可得W=450mm，因此考慮采用450mm450mm的模架經(jīng)上述計算，模架尺寸已經(jīng)確定，根據(jù)注射模中小型模架及技術(shù)條件(GB/T125562006)標準，將模架標記為AI4545-130130120GB/T12555-2006。6.3 模架尺寸的校核 根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸。 (1)模具平面尺寸450mm450mm 900mm800mm (拉桿內(nèi)間距)，校核合格。 (2)模具高度尺寸510mm，400mm510680mm（模具的最大厚度和最小厚度，與注射機相配合的最大模具厚度是400最小模具厚度是680，校核合格。 (3)模具的開模行程S=H1+H2+(510)mm=40+160+10=2101.32m/s （44）大于最低流速1.32m/s，達到湍流狀態(tài)，滿足冷卻要求。8.2.6 求冷卻管壁與水交界的膜轉(zhuǎn)熱系數(shù) 因為平均水溫為23.5，查參考文獻2表4-31可得，則有:h=3.6f kJ/(m2h) （45） 8.2.7 計算冷卻水道的導(dǎo)熱總面積Am2 （46）為模具溫度與冷卻管道之間的平均溫度，模具溫度為100。 8.2.8 模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水道的孔數(shù)nn= （47）式中：B模仁長度，為270mm，但冷卻水孔的長度達不到270mm，實際只有240mm8.2.9 冷卻水道的布置 圖14動模仁冷卻水路示意圖 圖15定模仁冷卻水路示意圖9.導(dǎo)向與定位機構(gòu)的設(shè)計注射模的導(dǎo)向機構(gòu)用于動模、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈與注射機相配合，是模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用木架本身所自帶的定位機構(gòu)。 9.1 導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)模具導(dǎo)柱導(dǎo)向的導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，適用于精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具。同時在設(shè)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套時還應(yīng)注意以下幾點： (1) 導(dǎo)柱應(yīng)合理的均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度。 (2) 導(dǎo)柱的長度應(yīng)比型芯端面高出68mm，以免型芯進入凹模時與凹模相碰而損壞。 (3) 導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強度，導(dǎo)柱常采用20#低碳鋼經(jīng)滲碳0.50.8 mm,淬火4855HRC,也可用T8A、T10A碳素工具鋼,經(jīng)淬火處理，硬度達到5055HRC。導(dǎo)套一般采用T10A或者經(jīng)過滲碳處理20鋼，熱處理5055HRC，公差采用6級。 (4) 為了使導(dǎo)柱能順利地入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角。 (5) 導(dǎo)柱設(shè)在動模一側(cè)可以保護型芯不受損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。 (6) 導(dǎo)柱配合部分采用H7/f7，固定配合部分采用H7/k6；導(dǎo)套固定配合采用H7/k6，配合長度為配合直徑的1.5-2倍。其余部分可擴孔，減小摩擦或降低加工難度。 (7) 除了動模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外，一般還在動模座板與推反之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機構(gòu)的下常運動。 (8) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標準模架數(shù)據(jù)選取。10.模具零件的選材10.1.1 模具材料選用原則用于注塑模具的鋼材，大致應(yīng)滿足如下要求：（1）機械加工性能優(yōu)良：易切削，適于深孔、深溝槽、窄縫等難加工部位的加工和三維復(fù)雜形面的雕刻加工；（2）拋旋旋旋光性能優(yōu)良：沒有氣孔等內(nèi)部缺陷，顯微組織均勻，具有一定的使用硬度（40HRC以上）；（3）良好的表面腐蝕加工性：要求鋼材質(zhì)地細而均勻，適于花紋腐蝕加工；（4）耐磨損，有韌性：可以在熱交變負荷的作用下長期工作，耐摩擦；（5）熱處理性能好：具有良好的淬透性和很小的變形，易于滲氮等表面處理；（6）焊接性好：具有焊接性，焊后硬度不發(fā)生變化，且不開裂、變形等；（7）熱膨脹系數(shù)小，熱傳導(dǎo)效率高：防止變形，提高冷卻效果；（8）性能價格比合理，市場上容易買到，供貨期短。10.1.2 模具材料選用要求在選擇注射模具鋼材時，要綜合考慮塑件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、復(fù)雜程度、體積大小和外觀要求等因素。對于塑件生產(chǎn)批量大、尺寸精度要求高的場合，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或體積比較大的塑件應(yīng)選用易切削鋼。外觀要求高的塑件可以選用鏡面鋼材。10.2 注塑模具常用材料10.2.1 塑料模具成型零件的選材1）定模：定模成型的是塑件外表面，因而應(yīng)根據(jù)塑件外表面的質(zhì)量要求，來選擇不同拋旋旋旋光性能的模具材料，選用45鋼，它具有高的淬透性、耐磨性，熱處理變形小，強度和韌性都比較好，適合于制造形狀復(fù)雜的各種模具型腔。2) 動模凸凹模：型芯在成型過程中容易磨損，同時，該動模凸凹模形狀比較復(fù)雜，故要求所選材料的加工性能要好。所以這里選用4