洗衣機旋鈕設計.docx

設計任務2.1 設計要求1、塑件外表無痕，采用一般精度進行設計；2、未注尺寸公差取mt5級精度；3、采用注射成型,大批量生產。圖2-1 工件圖2.2塑件的工藝性分析2.2.1 使用性能、制件技術要求和生產要求該塑件為abs塑料旋鈕，使用范圍較廣。根據(jù)一般精度和大批量生產要求，采用注射成型的成型方法。2.2.2 塑件材料的特性abs是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成，屬于熱塑性無定性塑料， 價格便宜，原料易得，是目前產量最大、應用最廣的工程塑料之一，其力學性能和熱性能均好、硬度高、表面易鍍金屬、流動性中等；易加工、高光潔度及高強度，又有其耐疲勞和抗應力開裂能力、沖擊強度高 ；耐酸堿等抗化學性腐蝕性強，容易加工成型、修飾容易等優(yōu)點。其密度=1.021.16g/cm3，溢邊值為0.04毫米左右，吸濕小,不須充分干燥,且不易分解,可用螺桿或柱塞式注射機注射成型。2.2.3 塑件尺寸精度分析該零件的重要尺寸，如，36mm的尺寸精度為mt3級，次重要尺寸4mm的尺寸精度為mt4級，其它尺寸均無公差要求，一般可采用mt5級精度。由以上的分析可見，該零件的尺寸精度屬中等偏上，對應模具相關零件尺寸的加工可保證。從塑件的壁厚上來看，厚度較為均勻。2.2.4 塑件表面質量分析必須避免在塑件的分型面處出現(xiàn)毛邊；注意孔處不出現(xiàn)銳邊；表面粗糙度只有塑件外形要求較高,其它部位沒有較高粗糙度要求。該零件的表面要求無凹坑等缺陷外，表面無其它特別的要求，故比較容易實現(xiàn)。綜上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2.2.5 塑件的結構工藝性分析（1）塑件厚度適中，壁厚較均勻，塑件成型性能良好；（2）塑件本身有一定的斜度，利于脫模；（3）從塑件結構看，該旋鈕模具應設置一個分型面。2.2.6 確定成型方法塑件采用注射成型法生產，為符合塑件外觀要求，初步采用側澆口，模具為單分型面雙型腔注射模。2.3.確定注塑機機類型（注射機的選擇）2.3.1 注射機的選擇 2.3.1.1 塑件的體積計算通過計算得到塑件的體積為： v塑件 = 25953 = 11906mm32.3.1.2澆注系統(tǒng)的體積計算通過計算得到澆注系統(tǒng)的體積: v澆 = 2v澆口+v主流道+v分流道 = 29.6+1585.7+2631.9 = 4236.8mm3v總 = v塑件+v澆=11906+4236.8 = 16142.8 mm32.3.1.3 計算塑件的質量查有關資料得：abs材料=1.021.16g/cm3，根據(jù)塑件形狀及尺寸，采用一模兩腔的模具結構。塑件和澆注系統(tǒng)的質量: w總 = （v塑件+v澆）= 1.0916.14 17.59g2.3.1.4注塑機的選擇查相關手冊，abs的注射壓力6001000（105）pa，塑件較簡單，取p=70mpa(1）塑件投影面積計算a =rr=3.141.91.9 11.34cm2（2）型腔壓力計算p腔 = 2/3p = 46.7 mpa（3）鎖模力計算f = 11.3446.7 5.30104n安裝模具的厚度應滿足： hminhhmax 設計模具厚度h總=192mm選xs-z-60型，最大裝模高度hmax=200mm，最小裝模高度hmin=70mmh總=192mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。2.3.2 注射機有關參數(shù)表2.1 xs-z-60型注射機的主要參數(shù)標稱注射量60cm3定位孔直徑55mm最大開模行程s180mm噴嘴球頭半徑r12mm最大裝模高度hmax200mm噴嘴孔直徑4mm最小裝模高度hmin70mm螺桿直徑/mm38模板最大安裝尺寸330440mm最大開模行程180mm2.3.2.1 模具開模行程校核模具開模行程應滿足：smsz其中：sz為最大開模行程，查注射機xs-z-60型sz = 180mm， sm為模具的開模行程；sm = 塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+頂件的頂出高度+（5-10）mm = 28+55+28.5+7 = 118.5mm可見smsz ，xs-z-60滿足其開模行程2.3.2.2 模具安裝部分的校核該模具的外形尺寸為200mm200mm ，xs-z-60型注射機模板最大安裝尺寸為330mm440mm，故能滿足模具安裝要求。2.3.2.3 注塑機的參數(shù)校核最大注射量的校核計算校核式：(0.80.85)v公v總 (2-1) 其中：v總 16.14cm3 （0.80.85)v公=（0.80.85）60 50cm3可見滿足校核式，即所設計模具注射量滿足xs-z-60 最大注射量要求。注射機壓力的校核 p機p塑 (2-2) p機注射機的最大注射壓力，mpa或n/ cm3p塑成型塑件所需的注射壓力，mpa或n/ cm3一般abs取 100120mpa，xs-z-60注射機的最大注射壓力p機=122mpa，可見xs-z-60注射機滿足abs注射壓力的要求。綜合驗證，xs-z-60型注射機完全能滿足此模具的注射要求。2.3.2.4 塑件的注射工藝參數(shù)的確定根據(jù)情況，abs塑料的成型工藝參數(shù)可作如下選擇，在試模時可根據(jù)實際情況作適當?shù)恼{整。注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：后段溫度t1選用190 中段溫度t2選用210 前段溫度t3選用230 噴嘴溫度：選用200 注射壓力：選用100mp 注射時間：選用20s 保壓時間：選用2s 保壓： 80mp 冷卻時間：選用28s 總周期： 50s2.3.4 模具結構分析與設計 （abs旋鈕塑件的結構設計） 2.3.4.1 分型面的選擇和確定塑件的分型面應取在位于塑件截面尺寸最大的部位，該塑件為旋紐，表面質量無特殊要求，按塑件結構，分型面選在塑件的端面,型芯設在動模，開模后塑件包在型芯上留在動模，符合分型面設計原則，保證制件的精度，簡化了模具結構。 2.3.4.2 型腔數(shù)目的確定型腔數(shù)的確定有多種方法，本題采用注射機的注射量來確定它的數(shù)目。其公式如下：n2=(g-c)/v （2-3）式中：g注射機的公稱注射量/cm3 v單個制品的體積/cm3 c澆道和澆口的總體積/cm3生產中每次實際注射量應為公稱注射量g的（0.750.45）倍，現(xiàn)取0.6g進行計算。每件制品所需澆注系統(tǒng)的體積為制品體積的（0.21）倍，現(xiàn)取c0.6v進行計算。n2=0.6(g-v)/v=0.6(60-11.906)/11.906=2.42由以上的計算可知，可采用一模兩腔的模具結構。2.3.4.3 型腔的排列由于塑件的特殊(屬于小型塑件且塑件外表無痕)要求,又要滿足大批量生產要求，為使模具設計制造簡便，綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結構的復雜程度等因素，擬采用下圖所示的型腔排列方式。此模具可采用一模兩腔，平衡布置，塑件型腔設置應設計在模具的對稱中心方向上成型。圖2-32.3.4.4 推出機構的選擇澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機的噴嘴射出后，到進入模具型腔以前所流經的一段路程的總稱。它是由主流道、分流道、進料口、冷料穴等組成，主流道為圓錐體，錐度為3，其直徑的決定主要取決于主流道的剪切速率。由于塑件的外行結構特點,推出機構應采用用推桿推出機構將塑件推出模外。每個制件同時由4根推桿推出模外，其結構簡單，推出可靠。推桿工作長度l工 = 28.5mm ；推桿總長度l = 115.5mm推桿推頂推件板時應有足夠的穩(wěn)定性，其受力狀態(tài)可簡化為一端固定、一端自由的模型，根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導推桿直徑計算式為：dk64qe(l) 2/ne31/4 （2-4）c=4qe/nd2s （2-5）式中：d推桿直徑(mm) k安全系數(shù)，查手冊取k=2 2qe脫模力(n) 2826 塑料(t8a)材料的泊松比 0.32l推桿的長度(mm) 131.5 n推桿根數(shù) 4 e推桿材料(t8a)的彈性模量(mpa) 2.1105c推桿所受的壓應力(mpa) s推桿材料(t8a)的屈服點(mpa) 360 qe= qc + qb=2e s t h kf /(1-)+ 0=23.1421030.6%242.50.3/(1-0.32)=2826n qc克服塑件對型芯包緊的脫模阻力(n) qb一端封閉殼體需克服的真空吸力(n) 0e塑料的拉伸彈性模量(n/mm 2) 2103s塑件平均成型收縮率 0.6% t塑件厚度(mm) 2h型芯脫模方向高度(mm) 42.5kf脫模斜度修正系數(shù) 0.3將以上各數(shù)據(jù)代入式得： d=3.746mm 圓整取4mm將以上各數(shù)據(jù)代入式進行校核： c=4qe/nd2=56.25mpas=360 mpa所以此推桿符合要求。2.3.5 澆注系統(tǒng)的設計用一模兩腔的成型方法，將澆注系統(tǒng)設在塑件中央孔處，采用側澆口的澆注形式，分流道截面為梯形，使得模具結構簡單，易于加工。主流道尺寸設計 主流道為圓錐形，上部直徑與注射機噴嘴配合，查表得知xs-zy-125型注射機的噴嘴孔直徑d0=4、噴嘴球半徑r0=12， 模具澆口套主流道小端直徑為d = d0+1 = 4+1 = 5mm模具澆口套主流道球面半徑為r = r0+（12）= 12+1 = 13m將主流道設計成圓錐形,主流道的半錐角通常為12過大的錐角會產生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力過大，此處的錐角選用1.5。主流道的長度l一般控制在60mm之內，可取l50mm。分流道的形狀及尺寸分流道在設計時應考慮盡量減小在流道內的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時還要考慮減小流道的容積。圓形和正方形流道的效率最高，但考慮到加工的方便性，可采用梯形的流道，其加工較容易，且熱損失和壓力損失均不大。一般梯形大邊寬度在510mm范圍內，分流道的截面尺寸可根據(jù)制品所用的塑料品種、重量和壁厚，以及分流道的長度由模具設計與制造簡明手冊第二版中表249所示的經驗值來選定，經查取，梯形的大邊寬為l7mm，高度為h=5mm，側面斜角為100分流道設置在分型面上。圖2-5澆口設計根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用側面進料的搭接式澆口，其優(yōu)點是截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正。本塑件為小型塑件，一般深度t=0.52.0mm(或取塑件壁厚的1/32/3)，寬度b=1.55.0mm,因此該澆口t=0.8mm,b=2mm,搭接部分的長度l1=（0.60.9）+b/2=0.6+1=1.6,澆口長度可適當加長，取l=3mm。冷料穴的設計 采用倒堆形拉料桿,如圖圖2-62.3.6 模具工作零件的設計與計算型芯型腔采用組合式，這樣既有利于節(jié)省貴重金屬材料，又利于加工和排氣。如圖所示：本設計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算，已給出這abs的成型收縮率為0.006，模具的制造公差取z=/3。表2.2 型腔型芯工作尺寸的計算類別塑件尺寸計算公式模具尺寸型腔計算型腔380-0.56lm=(ls+ls.scp%-3/4)0+z37.810+0.19360-0.3235.980+0.11340-0.5633.780+0.1912.50.16hm=(hs+hs.scp%-2/3)0+z12.520+0.11型芯計算主型芯320+0.56lm=(ls+ls.scp%+3/4)0-z32.610-0.19340+0.5634.620-0.1980+0.288.260-0.09110.26hm=(hs+hs.scp%+2/3)0-z11.150-0.17小型芯40+0.18lm=(ls+ls.scp%+3/4)0-z4.160-0.06260.25hm=(hs+hs.scp%+2/3)0-z26.240-0.17型腔側壁厚度和底板厚度的計算：1）型腔側壁厚度的計算根據(jù)圓形整體式型腔的側壁厚度計算公式：s1.15pr4/e()1/3 （2-6） 式中：s側壁厚度(mm)p型腔壓力(mpa) 46.7r型腔半徑(mm) 18e模具材料(sm2)的彈性模量(mpa) 2.1105 剛度條件，即允許變形量(mm) 0.05 將以上各數(shù)代入式得： s1.15(46.7184)/(2.11050.05)1/3 =8.92mms可取9mm2）底板厚度的計算公式如下：hs0.56(ph4/e)1/3 （2-7） 將各參數(shù)代入式中得：hs0.56（46.712.54/2.11050.05）1/3 =2.67mm 型腔的厚度h腔2.67+12.5=15.17mm h腔取25mm2.3.7 排氣結構設計熱塑性塑料模具排除的氣體量比較少，且制件小，屬中小型簡單型腔模具，模具的型芯型腔為組合拼式，因此，無需開設排氣體槽，利用模具配合間隙排氣便可滿足要求。且與整體式型芯型腔相比，組合式型芯型腔使加工和熱處理工藝大為簡化。2.3.8 冷卻系統(tǒng)的設計與計算冷卻系統(tǒng)設計的有關公式：qv=wq1/c1(1-2) （2-8）式中：qv冷卻水的體積流量(m3/min)w單位時間內注入模具中的塑料重量(kg/min)q1單位重量的塑料制品在凝固時所放出的熱量(kj/kg)冷卻水的密度(kg/m3) 0.98103c1冷卻水的比熱容kj/(kg.)4.1871冷卻水的出口溫度() 252冷卻水的入口溫度() 20q1可表示為：q1=c2(3-4)+u （2-9） 式中：c2塑料的比熱容kj/(kg.) 1.465 q3塑料熔體的初始溫度() 210 4塑料制品在推出時的溫度() 60 u結晶型塑料的熔化質量焓(kj/kg) q1=c2(3-4)+u=1.465(210-60)=219.75kj/kg將以上各數(shù)代入式得： qv=(0.013219.75)/0.981034.187(25-20)m3/min =0.1410-3m3/min上述計算的設定條件是：模具的平均工作溫度為40，用常溫20的水作為模具的冷卻介質，其出口溫度為25，產量為0.013kg/min。 由體積流量，查表可知所需的冷卻水管的直徑非常小，體積流量也很小，故可不設冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式即可。但為滿足模具在不同溫度條件下的使用，可在適當?shù)奈恢貌贾弥睆絛為8mm的管道來調節(jié)溫度，冷卻水通過外部的塑料軟管循環(huán)，調節(jié)冷卻水的流速和溫度，可在一定溫度范圍內調節(jié)冷卻效果。2.3.9標準模架的調入及及標準件相關零件結構的生成等等模架的設計可以通過自定義方式，也可以通過調入標準模架來建立。topsolid建立了豐富的標準模架庫：dme、futaba、hasco、meusburger、moldman、pedrotti rabourdin、hestrack_norma（2004年底前增加國標模架庫）等眾多標準模架庫，方便設計者與供應商之間的合作設計。圖九為futaba_s3550模架，在調入過程中只需鼠標點擊定位點，并選擇該模架型號便一切就都交給系統(tǒng)了。圖2-7 裝配圖模架的調入只是模具結構設計的第一步，為了大量減少后續(xù)的設計操作：1、topsolid建立了完善的模具設計用的智能標準件庫，如導柱/導套系列、澆注系統(tǒng)系列、頂出機構系列、冷卻回路系列、側楔斜導柱系列及常用的緊固件系列等的標準件庫。2、在設計過程中調用標準件時，系統(tǒng)對其相關的零件自動進行布爾操作，產生與標準件相對應的孔.圖2-8 螺釘孔視圖以頂出機構設計為例：頂桿設計只需確定頂出點，以及頂桿的相應參數(shù)（直徑等），其他的操作由系統(tǒng)自動完成。即在調入頂桿的同時，系統(tǒng)將所有與之關聯(lián)的各模板都進行打孔及確定相應各點頂桿長度等的標準操作。另又以調用緊固內六角螺釘為例，他的調入只需選擇要安裝的點、面和要緊固的零件，系統(tǒng)便會智能地為零件進行打孔操作，所打的各個孔均具有不同的配間隙，所有操作均符合緊固件設計規(guī)范。3 擬定模具結構形式3.1確定型腔數(shù)量及排列方式型腔的數(shù)量是根據(jù)實際情況給定，為“二出二”即二模兩腔，考慮了本產品的生產批量（大批量生產）和自己的注射機型號。因此我們設計的模具為多型腔的模具。考慮到模具成型零件和抽芯結構以及出模方式的設計，模具的型腔排列方式如下： 圖3-1型腔排列方式3.2 模具結構形式的確定由于塑件外觀質量要求高，尺寸精度要求一般，且裝配精度要求高，因此我們設計的模具采用多型腔多分型面。根據(jù)本塑件電動機絕緣膠架的結構，模具將會采用兩個分模面，兩個分型面。3.2.1 注射機型號的確定一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模具，根據(jù)廠家提供資料，注射機型號和規(guī)格以及各參數(shù)如下：注射量：95g鎖模力：120t模板大?。?00550開模距離：27推出形式：推桿 推出位置：直線向上 推出行程：28mm3.2.2分型面位置的確定如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：1 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。2 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。3 保證塑件的精度要求。4 滿足塑件的外觀質量要求。5 便于模具加工制造。6 對成型面積的影響。7 對排氣效果的影響。8 對側向抽芯的影響。其中最重要的是第5）和第2）、第8）點。為了便于模具加工制造，應盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。如下圖所示，采用aa這樣一個平直的分型面，前模（即定模）做成平的就行了，膠位全部做在后模（即動模），大簡化了前模的加工。aa分型面也是整個模具的主分模面。下圖中虛線所示的bb和cc分型面是行位（即滑塊）的分型面。這樣選擇行位分型面，有利于線切割行位以及后模仁和后模鑲件這些成型零件。分型面的選擇應盡可能使塑件在開模后留在后模一邊，這樣有助于后模設置的推出機構動作，在下圖中，從aa分型，了bb處的行位向左移開，cc處的行位向右移開后，由于塑件收縮會包在后模仁和后模鑲件上，依靠注射機的頂出裝置和模具的推出機構推出塑件。4 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計4.1主流道設計4.1.1主流道尺寸主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為3.54mm。4.1.2主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，這邊稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。唧咀都是標準件，只需去買就行了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種下圖為前者，有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有12，16，20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為20，所以唧咀的為r21。 圖4-1 襯套4.1.3主流道襯套的固定因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為55mm，內徑20mm。具體固定形式如下圖所示： 圖4-2 主流道襯套的固定4.2 分流道設計在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。4.2.1 主分流道的形狀及尺寸主分流道是圖（6）中水口板下水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形u形半圓形及矩形等，工程設計中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動阻力均不大，一般采用下面的經驗公式可確定其截面尺寸： （4-1） （4-2）式中b梯形大底邊的寬度（mm）m塑件的重量（g）l分流道的長度（mm）h梯形的高度（mm）梯形的側面斜角a常取50150，在應用式（式1）時應注意它的適用范圍，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且計算結果在3.29.5mm范圍內才合理。本電動機絕緣膠架的體積為3221.7324mm3，質量大約4g，分流道的長度預計設計成140mm長，且有4個型腔，所以：取b為8mm取h為5mm梯形小底邊寬度取6mm，其側邊與垂直于分型面的方向約成100。另外由于使用了水口板（即我們所說的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脫模。實際加工時實，常用一種截面尺寸的梯形流道 4.2.2 主分流道長度分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設計成直的，總長140mm。4.2.3 副分流道的設計副分流道即圖（6）中的主分流道以下的兩個土字形的流道副分流道中豎直方向上有錐度的流道的錐度為單邊20，其最底部直徑為6mm，水平方向上下兩層流道的直徑為4mm，這些都是根據(jù)經驗取值，其總長度為38.15mm。4.2.4 分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。實際加工時，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）4.2.5 分流道的布置形式分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，如下圖： 圖4-3 流道布置形式4.3 澆口的設計澆口亦稱進料口，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)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。4.3.1 澆口的選用澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。從圖(6)中可看出，我們采用的是側澆口。側澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標準澆口。側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體于型腔的側面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調整其截面的厚度和寬度可以調節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這燈澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。具體到這套模具，其澆口形式及尺寸如圖7所試。澆口各部分尺寸都是取的經驗值。實際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為4的分流道，再將材料進行熱處理，然后做一個銅公（電極）去放電，用電火花打出這個澆口來的。4.3.2 澆口位置的選擇模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：1) 盡量縮短流動距離。2) 澆口應開設在塑件壁厚最大處。3) 必須盡量減少熔接痕。4) 應有利于型腔中氣體排出。5) 考慮分子定向影響。6) 避免產生噴射和蠕動。7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。8) 注意對外觀質量的影響。4.4 澆注系統(tǒng)的平衡對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。4.5 冷料穴的設計在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約1025mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的11.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如圖（6）中所示。實際上只要將分流道順向延長一段距離就行了。5 成型零件的設計與加工工藝模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(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，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。5.1 模具制作的前期準備5.1.1 模具制作的基本內容模具制作考核的內容主要按模具鉗工職業(yè)技能鑒定規(guī)范大綱的要求，要能獨立審定冷沖?；蛩芰先讏D紙；審定沖、塑模具零件的加工工藝，并獨立完成車、銑、刨 、磨、鉗、線切割。淬火等工種的操作，按照工藝和技術要求加工制造模具零件，進行模具裝配，試模以及調整.。 模具制作的具體項目圖5-15.1.2 模具制作的技術準備5.1.2.1 審定全套模具圖紙1）審定模具裝配圖紙 （1）檢查模具的工作原理能否保證零件成形； （2）檢查裝配圖的表達是否清楚正確合理； （3）檢查相關零件之間的裝配關系是否正確； （4）檢查總體技術要求是否正確，完整能否達到； （5）檢查裝配圖的序號，標題欄，明細表是否正確完整；2）審定模具零件圖紙 （1）檢查零件圖與裝配圖的結構是否相符； （2）檢查相關零件相互聯(lián)接的結構與尺寸是否吻合； （3）檢查零件圖的投影關系是否正確表達是否清楚； （4）檢查零件的形狀尺寸和位置尺寸是否完整，正確； （5）檢查零件的制造公差是否完整，合理； （6）檢查零件的粗糙度是否完整，合理； （7）檢查零件的材料及熱處理是否完整，合理； （8）檢查其他技術要求是否完整，能否達到；5.1.2.2 審定待加工零件的加工工藝對待加工零件的工藝要進行全面審核，既要保證零件圖紙的技術要求，又要符合本實習基地機床設備的具體情況，其審定內容為： 1）審定原定工藝路線能否達到圖紙的技術要求 2）審定采用的機床設備能否達到圖紙要求的尺寸，精度及粗糙度； 3）審定原定工藝中所采用的設備本實習基地是否能夠滿足要求，若不能滿足則要改變加工方法，采用本實習基地現(xiàn)有的設備加工，但必須保證圖紙要求。 4）審定原工藝過程中的二類工具本實習基地是否能夠滿足要求，若不能滿足要求，也要改變工藝，采用本實習基地現(xiàn)有的條件進行加工，若有特殊要求或本實習基地確實無法加工的才考慮外協(xié)加工，外協(xié)加工的零件能在本實習基地加工的內容要在本實習基地加工，盡可能地減少外協(xié)加工的內容，以降低成本。5.2 確定待加工零件的備料尺寸或毛圖模具制作最開始的工作就是備料，而一般模具零件的毛坯都為鍛打或成型板料鋸割而成，所以簡單形狀的零件要定出毛坯尺寸，復雜形狀的零件還要畫出毛坯圖，現(xiàn)將沖塑模具零件各舉一例說明備料尺寸的確定：例一、倒裝復合模的凹模尺寸為f8018求毛坯尺寸:解：按簡明手冊表41查得： 2c=4+4 2a=3+3 若取中間值則凹模毛坯尺寸為: d+2c=180+6=186 t+2a=18+5=23 即凹模毛坯尺寸為中18623例二、塑料模型腔板的外形尺寸為 20020022求該板的毛坯尺寸解：由表查得 2b或2h=5+5 2l=5+7參考以上數(shù)據(jù),一般長寬方向取大些,厚度方向了取小些 200+10=210 22+8=30得：型腔板的毛坯尺寸為210210305.3待制作模具成本估算模具成本是指制作某付模具所要消耗的全部費用即： 模具成本材料費機加工時費鉗工工時費外購件費用試模費其他費用材料費：根據(jù)各種不同材料種類的重量及價格分別計算后全部相加而得機加工工時費：根據(jù)各零件的加工工藝，計算出各工序的加工工時，根據(jù)各種不同機床的加工和工時價分別計算后再相加。模具鉗工工時費：根據(jù)各個零件的鉗工工作量算出每個零件的鉗工加工工時，和鉗工的裝配工時相加后，再乘以模具鉗工的工時價而得，外購件費：如螺釘、銷釘、橡皮、彈簧或模架外購所用費用的總和其他費用：如設計費、淬火費、運輸費、交通費、試模費的總和。5.4模具制作的組織準備 1、明確模具制作的基本任務：模具制作的基本任務是：給定沖壓或塑壓零件產品圖及技術要求，學生根據(jù)產品圖紙及技術要求，設計模具編制工藝|、加工、裝配模具并進行試模，檢驗等，完成模具制作的全部過程。具體要求如下： 1）設計冷沖模具或塑料模具全套圖紙； 2）編制待加工零件工藝，整理外購件清單； 3）估算待制作模具成本； 4）按模具零件圖紙及工藝過程，完成車、銑、刨、磨、鉗及熱處理的實際操作，加工出符合要求的模具零件； 5）編制沖塑模具的裝配工藝，并按工藝過程組裝沖塑模具； 6）完成模具在機床上的安裝，調整及試模； 7）對試模零件進行試模檢驗，填寫產品鑒定書，若有問題還要修整模具再次試模，直至零件合格為止； 8）對制作的模具進行成本計算 2、制定模具制作計劃制定模具制作計劃就是根據(jù)各模具制作時間的長短和模具制作的任務，具體安排一個進程，以便制作工作有條不絮的進行，下面是按時間安排的一個生產計劃，供參考：表5.1 生產規(guī)劃表 步驟 任務1明確任務，制定計劃安全操作規(guī)程2審定模具圖紙和待加工零件工藝估算待作模具成本3確定待加工零件毛坯尺寸，列出外購件清單，繪制毛坯圖4毛坯加工，刨、車或銑模具零件毛坯，磨四面對角尺5模具零件劃線，打孔，攻絲6模具零件淬火回火7模具零件精加工8模具裝配9試模計算模具實際成本總結注：該進度是按模具制作的順序編排的，有時因實際生產的需要有些工作要穿插進行。6 模具制作零件的加工普通零件的加工是按產品零件圖要求全部加工完畢，再進行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還要根據(jù)模具加工的裝配方法而定，如塑模型腔和型芯的相對位置與導柱孔關系。若以型芯型腔為基準裝配時，零件圖上的導柱孔在零件加工時就不加工，若以四導柱導套作型腔 ，型芯相對位置控制基準時，則型腔及型芯固定板的導柱孔應與型腔或型芯固定板的型孔在各板之上同時加工出來。6.1 型腔加工圓形形型腔一般可采用鉆孔后鉸孔達到，也可車磨達到，非圓型腔通孔一般采用線切割加工后，用手工修銼拔模鈄度，簡單的通孔型腔也可用銑削加工后由人工修銼達到，肓孔一般可先打孔或粗銑型腔后用電火花加工?？偟脑瓌t也和型芯加工一樣，既要達到圖紙的技術要求；又要結合本實習基地的現(xiàn)有設備，盡量避免或減少外協(xié)加工，以節(jié)約費用降低成本?，F(xiàn)舉兩例說明型腔的常用加工方法：例一 塑模的型腔板加工圖710塑模型腔板零件圖1、刨六面對角尺，保證尺寸200200242、磨上下兩平面及兩基面對角尺，保證厚度223、鉗（1）劃線找中心在中心處和四導柱孔中心打洋沖眼 割中間型孔保證500.05500.05 五處打f3的穿絲孔（2）割寬20的長方型孔與中間孔保證間距100.05（3）割四導柱孔420+0.055、銑 將長方型孔擴大為30深56、插側抽芯進入孔 保證尺寸206+0.1 的方孔及位置尺寸77、檢驗后送鉗工待裝處注：（1）此型芯板其余的孔均用配鉆加工 （2）氮化待模具試模合格后再進行例二 型腔板加工示范圖711 塑模型腔板零件圖1、刨按圖712加工 圖712型腔板刨削工序圖2、磨上下兩平面及兩側面保證尺寸65和2003、銑：找正側面由板將工件壓緊在分度盤上，工件下面加墊平行墊鐵（1）找中心打孔f20（2）用成型銑刀銑四處分澆道槽（3）用成型銑刀銑四處澆口槽（4）銑兩成型型腔（各邊留0.2的余量）4、鉗（1）用深孔鉆打4-f10的冷卻孔（2）打8-m12的底孔f10.2深30（3）攻絲8-m12深255、電火花打兩型腔孔6、檢驗后轉鉗工待裝處6.2 型腔模的機器設備參數(shù)l 提高機筒溫度，五個區(qū)的溫度由原先的250 265 270 275 275 度改為260 275 280 280 285度。l 此改變使原料流動性增強，因此可避免由細裂縫引起的壓水紋。l 注塑壓力同樣需修整。在不出現(xiàn)毛邊的情況下盡可能增大注塑壓力，使型腔得到最大收縮。l 注塑及保壓時間的平衡也同樣重要，pa（聚酰銨）6/6注塑時間應盡可能快，但零件不可出現(xiàn)毛邊及束形劃痕。保壓時間需使產品個體壓縮緊實，并且不出現(xiàn)氣泡及重量尺寸上的差異。l 我們應當注意到這些參數(shù)并非固定不變，因為不同的原料性質、顏色，及不同的模具性質都會引起參數(shù)變化，因此每次顏色改變，一經確定，應精密調節(jié)各個參數(shù)。l 另一個涉及到的問題就是回料問題。工廠用膠道作為35%的回料，與65%原料進行混合。l 邏輯上來說，pa6/6材料的回料混合比例不能用超過15%，如超過此百分比，會引起產品質量問題：如束形劃痕，壓水紋，產品個體尺寸及密度不一等。由此在接下來的組裝中會產生開裂，并且產品機械性質及個體的穩(wěn)定性降低；原始狀態(tài)下組成聚酰銨分子鏈長而牢固，若與回料混合，也將變短、易脆裂。l 目前，我們的問題在于每次注塑都會產生一個膠道，其重量占總重的35%的，以及若干產品個體，占總重量65%的，此膠道同樣應回收。建議在下批模具中應減少膠道的設計，并在模具中放置一個熱膠口套，這樣有利于注塑及產品個體質量。 6.2.1 cimatron典型型腔模零件的加工參數(shù)設置典型的型腔模零件有型芯、型腔及電火花加工所需的電極。在各工序特別是在粗加工工序中,應根據(jù)零件的不同特點,設置不同的加工參數(shù),以達到理想的加工效果。以下主要介紹針對各類零件粗加工的典型參數(shù)設置。型腔類零件的加工：對于一般型腔類零件的粗加工, 可使用wcu t rou gh 工序。根據(jù)此類零件的特點,可在加工參數(shù)表中作如下設定: (1) 走刀方式參數(shù)一般設為spiral cu t ,使刀具圍繞加工面作環(huán)繞切削。 (2) 加工模型的類型參數(shù)一般設置為openpart: no ,以限定在加工范圍以內進刀。如果零件內部存在與型腔底面高度不同的島嶼,如圖1 所示,則應設置為open + island ,以在不同的切削層分別采用毛坯外進刀或內部預孔處進刀。 (3) 進刀參數(shù)一般采用au to entrypoints(自動進刀點) ,當需要鉆預孔點時,可設為optimized entry pnt (優(yōu)化進刀點) ,配合設置create entry pnt : yes ,以產生較少的預孔點,如圖1 所示。(4) 進刀角度參數(shù)ramp an gl e 一般設置為510,以采用螺旋線進刀,同時將切削次序參數(shù)設置為inside ou t ,以便于螺旋線的生成。必要時可通過重新設定max ramp radius 參數(shù)來調整螺旋半徑。 (5) 對于較深的型腔加工,如使用存在加工盲區(qū)的刀具(如鑲嵌硬質合金刀片的環(huán)形刀) 向下切削時可能出現(xiàn)擱刀現(xiàn)象。通過將min plun gesize 設置為刀具直徑減去圓角半徑的兩倍,可防止切入加工范圍太小的區(qū)域,以避免可能產生的危險。6.3 型芯加工圓形型芯一般采用車磨的加工方法，非圓形直通式型芯可以采用成形磨也可采用線切割加工，對非圓形臺肩式型芯可用萬能工具銑進行粗加工，有條件的可用