冷藏上隔板成型模具設(shè)計

I 目 錄 文本成果 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 引言 1 1 設(shè)計任務(wù)分析 2 2 方案的初步選定 2 3 方案的詳細設(shè)計 3 3.1 塑件模型建立 3 3.2 材料的選擇 4 3.2.1 塑件收縮率 4 3.2.2 塑件的壁厚 4 3.2.3 塑件的拔模斜度 5 3.3 型腔數(shù)量的確定 5 3.4 注塑設(shè)備選擇 6 3.4.1 注塑設(shè)備選型 6 3.4.2 注塑容量校核 7 3.4.3 注 塑壓力校核 7 3.4.4 鎖模力校核 7 3.4.5 開模行程校核 8 3.5 模架選擇 8 3.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 9 3.6.1 主流道設(shè)計 9 3.6.2 分流道設(shè)計 9 II 3.6.3 澆口設(shè)計 11 3.6.4 冷料穴和鉤料脫模裝置 11 3.7 成型零件設(shè)計加工工藝方案制訂 12 3.7.1 型腔的設(shè)計 12 3.7.2 型芯設(shè)計 13 3.7.3 側(cè)滑塊設(shè)計 13 3.8 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 14 3.9 頂出機構(gòu)設(shè)計 16 3.10 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 17 4 總結(jié)評價 19 致謝 20 參考文獻 20 -1- 冷藏上隔板注塑模設(shè)計 閔 杰 摘 要： 通過對冷藏上隔板塑件的設(shè)計分析，設(shè)計出該塑件的模具。在整個模具設(shè)計過程中，涉及到了塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、對塑件進行模流分析、注塑機和模架的選擇及注塑機的一些重要工藝參數(shù)的校核，并詳細敘述了模具設(shè)計中 的分型面設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、成型零件設(shè)計、頂出機構(gòu)設(shè)計和冷 卻系統(tǒng)設(shè)計。 關(guān)鍵詞： 注射模設(shè)計；側(cè)澆口；材料 PP；冷藏上隔板；分型面 引言 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中一個非常重要的行業(yè)，已被我國正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點扶持產(chǎn)業(yè)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，在很大程度上依賴于模具制造技術(shù)。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中， 60 80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方 法所不能比擬的。模具制造能力的強弱和模具制造水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個國家機械制造技術(shù)水平的重要標志之一，直接影響著國民經(jīng)濟中許多部門的發(fā)展。 近幾年市場需求的強大拉動，模具工業(yè)高速發(fā)展，市場廣闊，產(chǎn)銷兩旺。 1996 2002年間，中國大陸模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長 14左右， 2003 年則增長 25左右。其中，廣東、江蘇、浙江和山東等模具發(fā)達地區(qū)的增長率都在 25以上。 2006 年，中國小家電消費市場份額將進一步擴大，針對部分小家電質(zhì)量標準不一的狀況，國家將會出臺更嚴格的小家電產(chǎn)品質(zhì)量標準，促進了小家電品牌 的優(yōu)勝劣汰。 中國模具工業(yè)協(xié)會在會議上介紹了我國模具工業(yè)的情況。由于受到國際金融危機的嚴重影響， 2009 年我國模具工業(yè)的發(fā)展速度大大降低，雖然國家的 GDP 增長達到了 8.7，但我國模具工業(yè)的銷售額卻只比 2008 年略有增加，約為 980 億元人民幣。由于我國政府面對國際金融危機采取了一系列刺激經(jīng)濟發(fā)展的政策和措施，我國經(jīng)濟已度過了最困難的時期，繼續(xù)保持了較平穩(wěn)的發(fā)展。從 2009 年下半年開始，中國模具工業(yè)的生產(chǎn)形勢已經(jīng)開始逐步好轉(zhuǎn)。我們在報告中指出，當前國內(nèi)外經(jīng)濟形勢仍然非常復雜，外部環(huán)境不穩(wěn)定、不確定的因素增多，國 內(nèi)發(fā)展不平衡、不協(xié)調(diào)、不可持續(xù)的問題依然突出。為了應(yīng)對各種風險和挑戰(zhàn)， 2010 年我國政府將繼續(xù)實行積極的財政政策和適度寬松的貨幣政策，全面實施并不斷完善應(yīng)對國際金融危機沖擊的一攬子計劃。我國將進一步努力擴展國內(nèi)市場，調(diào)整經(jīng)-2- 濟結(jié)構(gòu)，促進經(jīng)濟發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。中國經(jīng)濟的總體發(fā)展態(tài)勢將會繼續(xù)向好，我國的模具工業(yè)也有望在 2010 年進一步走出困難境地，獲得較好的發(fā)展 。 由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進步，對模具技術(shù)的要求越來越高，對人才的知識、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高。通過各種渠道培養(yǎng)更多的 模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，則可以不斷提高我國模具設(shè)計和制造以及維修水平。 本畢業(yè)設(shè)計通過對一個生活用品 冷藏上隔板塑件 產(chǎn)品及其模具的設(shè)計，鍛煉了塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇能力；塑料制品成型模具的設(shè)計能力、塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進能力、塑料模具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計能力，熟悉了模具設(shè)計的常用軟件。 1 設(shè)計任務(wù)分析 本次 課題的任務(wù) 是完成冷藏上隔板注塑模的結(jié)構(gòu) 設(shè)計， 冷藏上隔板 的外型是通過注塑成型得來的， 注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較 高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。 而對 冷藏上隔板 塑料注塑模進行設(shè)計，必須對它的結(jié)構(gòu)進行分析 : 由模具設(shè)計的知識可知，塑件的的工藝要求，注射模的分類及結(jié)構(gòu)，成型設(shè)備等與成型模具有著緊密的聯(lián)系。因此，在進行模具設(shè)計之前必須對塑件的工藝性能等進行分析，如此才能設(shè)計出合理的模具結(jié)構(gòu)。 2 方案的初步選定 （ 1）冷藏上隔板產(chǎn)品設(shè)計：采用美國 PTC 公司的軟件 Pro/ENGINEER 設(shè)計出該產(chǎn)品的 3D 圖，并導出 2D 圖；同時還要選擇該塑料件的材料； （ 2）產(chǎn)品工藝性分析：分析零件 的結(jié)構(gòu)，看零件采用的塑料是否能順利完成注射、冷卻、脫模，成型強度、剛度以及使用壽命是否滿足使用的要求，找出不足之處，對外殼作出結(jié)構(gòu)上的修正，直到滿足這些條件為止；分析產(chǎn)品的最佳澆口位置，流動是否平衡； （ 3）注塑設(shè)備選擇：根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備，從中選擇合適的注塑設(shè)備； （ 4）確定分型面：根據(jù)后蓋塑料件的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧脫模方式等選擇合適的分型面； （ 5）選擇模架：模架為標準件，選擇合適的即可； -3- （ 6）澆道系統(tǒng)設(shè)計：包括澆道的形狀和位置的確定； （ 7）成型件設(shè)計：設(shè)計合理的成型零件，確定模腔的數(shù)量及其排 列方式 ,外殼中需要用到側(cè)向抽芯 ,這里還要設(shè)計抽芯件； （ 8）冷卻系統(tǒng)設(shè)計與計算： 冷卻水孔的位置與數(shù)量與冷卻效果有密切關(guān)系，在確定時，應(yīng)盡可能地靠近型腔和盡可能地多，但不要發(fā)生干涉 。 （ 9）抽芯機構(gòu)設(shè)計：冷藏上隔板采用的是側(cè)滑塊抽芯； （ 10）把整個模具 3D 模型圖設(shè)計完畢，完成一個完整的模具 3D 圖； 3 方案的詳細設(shè)計 3.1 塑件模型建立 模型繪制采用 NX 6.0,最終繪制出來的 3D 結(jié)構(gòu)圖 2-1 所示 : (a) （ b） 圖 2-1 塑件模型 3D 圖 本模型 2D 圖由 UG 3D 圖轉(zhuǎn)換而來 ,并在軟件電子圖版上進行整理繪制出來的 2D 圖如圖 2-2 所示，如果需要更加詳細的塑件尺寸，請參照附件中的塑件的 2D 圖。 1塑件精度等級及尺寸公差 塑件采用采用的精度等級為 7級精度，部分尺寸的公差標注如圖 1-2 所示，由于該塑件的結(jié)構(gòu)有些復雜，在這里只是標注一些重要的尺寸公差。 2塑件的表面質(zhì)量 該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表面沒有斑點及熔接痕，粗糙度可取 Ra0.8 m。 -4- 3.2 材料的選擇 冷藏上隔板為一般的零件，沒有特別的要求 ,根據(jù)以上的依據(jù) ,選擇材料 PP 為塑料件的材料。 PP 塑料 說明： 化 學名稱：聚丙烯 俗稱 “百折膠 ” 英文名稱 :Polypropylene（簡稱 PP） 密度 : 0.9-0.91 克 /立方厘米 成型收縮率 :1.0-2.5% 成型溫度： 160-220 注塑壓力在 68.6-137.2MPa,可大到 1800bar。 成型特性： 1.結(jié)晶料 ,吸濕性小 ,易發(fā)生融體破裂 ,長期與熱金屬接觸易分解 ； 2.流動性好 ,但收縮范圍及收縮值大 ,易發(fā)生縮孔 .凹痕 ,變形 ； 3.冷卻速度快 ,澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱 ,并注意控制成型溫度 .料溫低溫高壓時容易取向 ,模具溫度低于 50 度時 ,塑件不光滑 ,易 產(chǎn)生熔接不良 ,流痕 ,90 度以上易發(fā)生翹曲變形 ； 4.塑料壁厚須均勻 ,避免缺膠 ,尖角 ,以防應(yīng)力集中 .綜合性能好 ,沖擊韌 ,力學強度高 ,尺寸穩(wěn)定 ,耐化學性 ,電性能良好 ,易于成型和機械加工。 特 點 ： PP 為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中 PP 最輕，通用塑料中， PP 的耐熱性最好，其熱變形溫度為 80-100 ，能在沸水中煮。 PP 有良好的 耐應(yīng)力開裂性 ，有很高的彎曲疲勞壽命。 PP 產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好。 PP 的缺點：尺 寸精度低、剛性不足、耐候性差，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。 用途 : 適于制作一般機械零件 ,耐腐蝕零件和絕緣零件；常見制品：盆、桶、家具、薄膜、編織袋、瓶蓋、汽車保險杠、電視機、收音機外殼、電器絕緣材料、防腐管道、板材、貯槽、扁絲、纖維、包裝薄膜、風管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊、剪草機、噴水器。 3.2.1 塑件收縮率 根據(jù)以上選用的材料為 PP，查相關(guān)資料可知， PP的收縮率為 0.01 0.025，這里選擇偏中值，為 0.015。 3.2.2 塑件的壁厚 一般說來，塑件的厚度越厚就越 能滿足產(chǎn)品的強度和剛度的性能要求，但是從塑件-5- 的成型過程看來，塑件的壁厚越厚，冷卻的時間就越長，整個塑件的成型周期就要延長，提高了生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)的效率，同時，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使的得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此產(chǎn)品的厚度必須得適中，根據(jù)材料的的特性，查閱相關(guān)的資料， PP 材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。要避免收縮痕，就要用大而圓的注口及圓形流道，加強筋的厚度要小 (例如是壁厚的 50-60 )。 PP 制造的產(chǎn)品，厚度不能超過 3mm，否則會有氣泡 (厚壁制品只能用共聚 PP)。 本次 設(shè)計中，塑件的壁厚為小于 3mm。 3.2.3 塑件的拔模斜度 拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設(shè)計塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。 在設(shè)計時，可以參考一些資料來確定塑件的脫模斜度，一般以塑件的材料為選擇依據(jù)，本設(shè)計選擇的拔模斜度為 1。 分型面設(shè)計如圖 2-5所示。 選擇這樣的分型面是因為便于塑件的脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)。 分型面確定之后就在軟件中繪制出來，為了能夠?qū)崿F(xiàn)下來的分型能夠順利進行，有對塑件的分型 面進行檢測的必要，如圖為對分型面的自交檢測，結(jié)果為沒有發(fā)現(xiàn)自交截。如果發(fā)現(xiàn)有相交的分型面，應(yīng)該對分型面作修整，否則在軟件中無法分型。 3.3 型腔數(shù)量的確定 由于此產(chǎn)品是一個生活用品，綜合考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及模具成本，本次模具設(shè)計采用的是一模兩件，型腔的分布如圖 2-6所示 : -6- 圖 2-6 型腔數(shù)量及其排列方式 3.4 注塑設(shè)備選擇 3.4.1 注塑設(shè)備選型 選取寧波海天國際集團股份有限公司生產(chǎn) 的 HTF58X-1 注塑機。 表 3-1注塑機的一些參數(shù) 理 論 容量 cm3 88 頂出行程 mm 70 射出量 80 頂出力 KN 22 射出速度 mm/s 144.5 頂出根數(shù) 1 塑料化能力 g/s 9.3 最大 泵壓 力 MPa 17.5 射出 壓 力 MPa 184 馬達輸出功率 KW 11 螺旋回 轉(zhuǎn) 數(shù) r/min 255 加 熱器輸出功率 KW 5.15 鎖模力 KN 580 機械外形尺寸 m 4.041.01.72 鎖模行程 mm 270 機械重量 2.5 拉桿內(nèi)距 mm 310310 貯 料器容量 kg 25 最大板厚 mm 320 料筒體 積 L 180 最小板厚 mm 120 螺桿直徑 mm 30 表 3-1 -7- 3.4.2 注塑容量校核 國產(chǎn)標準注塑機的標準規(guī)定，以注塑聚苯乙烯時在對空注塑的條件下，注塑機螺旋桿或柱塞做一次最大行程時所能達到的最大容量 ( 3cm )。注塑容量是選擇注塑機的重要參數(shù)。它在一定的程度上反映了注塑機的注塑能力，標志著注塑機能成型最大體積的注塑制品。 以容量計算時，必須使得在一個注塑成型周期內(nèi)所需的注塑塑料熔體的容量在注塑機額定注塑量的 80%內(nèi)，也就是 V塑 0.8 V注 式中 V注 為注塑機最大注塑容量， 3cm ； V塑 為成型塑件與澆注系統(tǒng)體積的總和， 3cm ； 0.8 為最大注塑容量的利用系數(shù)。 本次模具設(shè)計中，模具一模兩穴，塑 件 13.4 3cm ，密度為 0.9g/ 3cm ，質(zhì)量為 12.1克。 式中， V塑 為成型塑件的體積 ； V注 為澆注系統(tǒng)的體積和，包括主流道，分流道，澆口，冷料穴的體積和。 所以 2 6 . 8 3 3 . 50 . 8 0 . 8VV nn （ 3） 而注塑機的注塑容 量為 88cm3，所以 注塑機的注塑容量符合要求。 3.4.3 注塑壓力校核 注塑壓力的校核是校驗注塑機的最大注塑壓力能否滿足制品成型的需要。只有在注塑機額定的注塑壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需的要的注塑壓力，因此注塑機的最大壓力要大于該制件所要求的注塑壓力。 在本次模具設(shè)計中，參考了制件的材料 PP 的一些參數(shù)以及模流分析的結(jié)果，確定制品所需的注塑壓力為 68.6-137.2MPa。而注塑機的注塑壓力可以達到 184MPa，也就是注塑機的注塑壓力符合要求。 3.4.4 鎖模力校核 當高壓的塑料熔體 充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注塑機軸向的很大的推力 T推，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在份型面上的垂直投影之和乘與型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該-8- 推力應(yīng)該小于注塑機額定的鎖模力 F鎖 ，否則在注塑成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。 型腔內(nèi)塑料熔體的推力 T推(N)可按下式計算 p 分推 =T KA 得出 推T 為 147.2KN 也就是型腔內(nèi)的塑料熔體沿注塑機軸向的推力為 147.2KN，而注塑機的鎖模力為580KN，所以，注塑機的鎖模力符合要求。 3.4.5 開模行程校核 模具開模后為了能取出塑膠件，要求有足夠的開模距離，本次模具使用的注塑機的開模行程是給定的，不受模具厚度的影響，當模具的厚度變化時，可由其調(diào)模裝置調(diào)整。只要使得注塑機最大開模行程大于模具所需的開模距離就符合注塑的要求。此次設(shè)計模具開模所需的距離 S=40mm。 3.5 模架選擇 根據(jù)型腔排列的方式以及初步 確定的壁厚，選擇模架大小為 200*200，模架 A板壁厚為 45mm， B板厚度為 55mm，支撐塊高度為 70mm。動、定模座板厚度均為 25mm。 -9- 3.6 澆注系統(tǒng)設(shè)計 3.6.1 主流道設(shè)計 （ 1）澆口套設(shè)計 為了便于澆注凝料從主流道取出 ,主流道采用 02 的圓錐孔；澆口套與注塑機噴嘴嘴頭的接觸球面必須吻合。注塑機的噴嘴是球面 ,其半徑 SR 是固定的 ,為了澆口套端面的凹球面與注塑機的端凸球面接觸良好，半徑比注塑機的端凸球面半徑大 01 澆口套的尺寸如圖 4-1 所示 圖 4-1 （ 2）澆口套的固定形式 本次設(shè)計中 ,澆口套的端部設(shè)一個與注塑機定位孔相配的定位壞 ,注塑機的定位孔是給定的 ,這里是 100mm,具體的固定形式如圖 4-2 所示 : 圖 4-2 澆口套的固定形式 3.6.2 分流道設(shè)計 （ 1）分流道的形狀 -10- 分流道的截面形狀常用的有圓形，梯形，和矩形 , 其中圓形截面的分流道效率最高 ,也就是分流道流過相同的塑料流量 ,其分流道的內(nèi)表面積最小。這樣可以減少注塑過程中散熱面積 ,即熔料的溫度降低最小，同時使得摩擦力變小，減少壓力損失。 其缺點就是制造起來比較麻煩 ,應(yīng)為它必須將分流道分設(shè)在模板的兩側(cè) ,在對合時容易產(chǎn)生錯口現(xiàn)象。當分型面為平面時候 ,常采用圓形截面流到 ,本次設(shè)計中 ,分型面基本為平面 ,綜上所述 ,采用圓形截面的分流道。 （ 2）分流道的布局 本次模具設(shè)計為一模兩腔 ,分流道的布局對塑料件的成型影響也較大的 ,由于前面已經(jīng)將型腔的布局確定 ,設(shè)計分流道的布局既要跟型腔的布局協(xié)調(diào) ,同時還應(yīng)該注意一些分流道布局的設(shè)計要點 : 分流道和型腔的分布原則是排列緊湊 ,間距合理 ,應(yīng)該采用軸對稱或者中心對稱 ,使其平衡 ,盡量縮小成型區(qū)域的總面積。最好使型腔和分流 道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心重合；在可能的情況下 ,分流道的長度盡可能的縮短 ,以減少壓力損失 ,避免模體壓力過大的影響成本。在多型腔模具中 ,各型腔的分流道長度應(yīng)該盡量相等 ,以達到注塑時壓力傳遞的平衡。 分流道的布局如圖 4-3,分流道長度短 ,對稱分布 圖 4-3 分流道布局 （ 3）分流道的長度 根據(jù)分流道的布局 ,大概的可以測量出分流道的長度總長；分流道的直徑 對于壁厚小于 3mm,質(zhì)量 200g 以下的塑料制品 ,可以采用如下的經(jīng)驗公式確定分流道的直徑 (該公式的分流道直徑僅限在 3.2 9.5mm 以內(nèi) ) 40 . 2 6 5 4 WDL 式中 D 分流道的直徑， mm； -11- W 塑件的質(zhì)量， g； L 分道的長度， mm； 根據(jù)以上模型分析的得出的結(jié)果 ,塑料制件的質(zhì)量 m=24.2g 所以 D=3.2mm 根據(jù) 塑料的品種為 PP,其常用的分流道直徑為 4.8-9.5mm,這里選 5mm 為分流道的直徑。 3.6.3 澆口設(shè)計 本次設(shè)計采用的澆口為側(cè)澆口 ,其特點是側(cè)澆口形狀為矩形，容易加工，便于試模后修正，澆口去除較方便。但是側(cè)澆口注射壓力損失大，熔料流速較高，保壓補縮作用小。 （ 1）澆口 的尺寸 根據(jù)經(jīng)驗的數(shù)據(jù)，綜合各因素確定澆口尺寸。 圖 4-4 澆口形狀尺寸 （ 2）澆口位置選擇 根據(jù)模流分析的結(jié)果和塑件份型面 ,澆口的位置如圖 2-7 所示，圖中，顏色越深的代表越適合作為澆口的位置。 最終澆口的位置選擇在塑件中部的位置上。 3.6.4 冷料穴和鉤料脫模裝置 采用頂桿式鉤料裝置：由冷料穴和頂桿組成，在冷料穴的底部設(shè)有一頂桿，頂桿固定在固定板上，與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。 其基本尺寸如圖 4-5所示，其中冷料穴的直徑要比主流道的稍大，主流道末端的半徑大約為 4.95mm，所以冷料穴的直徑設(shè)為 5.1mm，此處 的頂桿直徑也為 5mm。 -12- 圖 4-5 拉料 3.7 成型零件設(shè)計加工工藝方案制訂 3.7.1 型腔的設(shè)計 采用整體式型腔，也就是由整塊材料加工而成的型腔。 整體式型腔的優(yōu)點是，強度和剛度相對較高，且不易變形，對塑件的上表面不會產(chǎn)生拼?？p的痕跡，缺點為切削量大，模具成本高，同時給熱處理和表面處理帶來一定的困難，型腔的 3D 圖如圖 5-1 所示。 型腔依靠四個面和上表面分別和凹模及定模座板相配合，而跟定模座板的固定采用四個對稱的螺釘固定，螺釘?shù)闹睆綖?12mm。 型腔的外形尺寸為： 200X200X45mm 圖 5-1 型腔示意圖 -13- 3.7.2 型芯設(shè)計 3D結(jié)構(gòu)如圖 5-2 所示，型芯的尺寸為 200X200X55mm 型芯的固定也是由四個對稱分布的螺釘固定，螺釘?shù)拇笮⊥瑯訛橹睆?12mm 圖 5-2 型芯示意圖 3.7.3 側(cè)滑塊設(shè)計 該側(cè)滑塊的形狀和尺寸如圖 5-4， 5-5 所示， 圖 5-4 側(cè)滑塊 1 形狀 -14- 圖 5-5 側(cè)滑塊 1 尺寸 3.8 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 機動側(cè)向分型與抽芯是利用注射機的開模力，通過傳動機構(gòu)改變運動方向，將側(cè)向的活動型芯抽出。機動抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復雜，但抽芯不需要人工操作，抽拔力較大，具有靈 活，方便，生產(chǎn)效率高，容易實現(xiàn)全自動操作，無需另外添置設(shè)備等優(yōu)點，在生產(chǎn)中被廣泛采用。 機動抽芯按結(jié)構(gòu)形式可分為斜銷，彈簧，彎銷，斜導曹，斜滑塊，楔塊，齒輪條等多種抽芯形式。 本設(shè)計采用的是斜銷側(cè)向分型抽芯 ,抽芯機構(gòu)如圖所示 -15- 圖 6-1 抽芯機構(gòu) （ 1）滑塊抽芯距 S 型芯從成型位置抽到不妨哀塑件脫模的位置所移動的距離叫抽芯距，用 S 表示。一般抽芯距等于側(cè)向孔或側(cè)凹深度 h加上 13mm余量，即 S=h+(13)mm 而 h=10mm 所以 S=10+1=11mm （ 2）斜導柱 角度 綜合考慮抽芯距等因素，本次設(shè)計中此斜導柱角度選 16 度 。 （ 3）滑塊的契角 滑塊的契角 是與契緊塊配合的，是為了保證斜面合模時壓緊滑塊，以免在合模狀態(tài)下滑塊移動。本次設(shè)計中選 18 度。 （ 4）抽芯力的計算 抽芯力的計算，計算的公式為 c o s ( t a n )1 s i n c o syc FfF f yF pA 式中 Fc 抽芯力 Fy 因塑件收縮產(chǎn)生對型芯的正壓力 f 塑件與模體剛才的摩擦系數(shù)，一般取 0.151.0； p 因塑件收縮對型芯單位面積的正壓力，塑件在模內(nèi)冷卻時，p=19.6MPa ,塑件在模外冷卻時， p=3.92MPa ； A 塑件包緊型芯的側(cè)面積； a 脫模斜度。 這里， 3.92p MPa ； 0.15f ； 1oa 321 1 . 8 2 2 1 0Am 所以 631 3 . 9 2 1 0 1 . 8 2 2 1 0 c o s 1 ( 0 . 1 5 t a n 1 )1 0 . 1 5 s i n 1 c o s 1cF oooo 1 946cFN -16- 3.9 頂出機構(gòu)設(shè)計 （ 1）頂桿頂出機構(gòu) 采用圓柱型頂桿 優(yōu)點：由于圓柱形狀的頂桿和頂桿孔 最容易加工，而且很容易保證其配合精度，易于保證其互換性，并且易于更換，而且它還具有滑動阻力小，不易于卡滯等。 頂桿結(jié)構(gòu)形式如圖 7-1（ a）所示；頂桿的固定形式如圖 7-1（ b）： （ a） （ b） 圖 7-1 頂桿結(jié)構(gòu)形式 （ 2）頂出機構(gòu)的布局 頂桿的布局如圖 7-2所示，其中剖面線的地方均為頂桿。圖 7-3為模具中的頂桿示意圖。 -17- 圖 7-2 頂出機構(gòu)的布局 圖 7-3 頂出機構(gòu)立體示意圖 3.10 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 模具的冷卻是將注塑成型過程中產(chǎn)生的、并傳導給模具的熱量盡可 能迅速、并最大-18- 程度地導出，以使塑件以較快的速度冷卻固化。因此，冷卻的效果直接決定著塑件的質(zhì)量和注塑效果。 調(diào)節(jié)模具溫度的主要目的是：縮短成型周期；提高塑件質(zhì)量。 模具的冷卻主要采用的是循環(huán)水冷卻方式，而此次設(shè)計中采用的冷卻方式就是采用的循環(huán)水冷卻方式。 （ 1）冷卻管道的工藝計算 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)得到冷卻水在管道直徑 d，查表 4-27，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取 d = 6 mm。為了剛好的冷卻，所以模具上開設(shè)的管道數(shù)為 2。 （ 2）冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 3）冷卻形式 冷卻系統(tǒng)的水道形式大概分為溝道式冷卻、管道式冷 卻、導熱桿式冷卻 本次設(shè)計采用的式較普通的溝道式冷卻，就是直接在模具或者模板上鉆孔或者銑槽，通人冷卻介質(zhì)。特點是冷卻介質(zhì)直接接觸模體，導傳熱量，結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好 。 （ 4）定模水道結(jié)構(gòu)設(shè)計 如圖 7-1為定模的冷卻水道布局設(shè)計 圖 8-1 定模水道 -19- 冷卻水道在使用的時候?qū)鼙诋a(chǎn)生一定的壓力，如果管壁的厚度太薄，會使管道變形嚴重的話會使管道破裂，為了檢測管道的壁厚，在設(shè)計冷水管道的結(jié)構(gòu)之后，需要對管道的壁厚進行檢測，如圖 7-2 為型腔的水道分析，分析表明，除了在管道的轉(zhuǎn)折點或者在塞頭附近進壁厚少于 5mm 外（ 屬于正常），其余的全部壁厚均大于 5mm，而實際的壁厚只需要大于 3mm 即可，說明次冷卻水道能正常使用。 （ 5）動模冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計 動模的水道結(jié)構(gòu)如圖 7-3所示 圖 8-3 動模水道 圖 8-4為型芯的冷卻水道壁厚分析，由于型芯存在較多的頂桿和鑲件，型芯水道的壁厚要小于型腔的壁厚，為 5mm，但是還是遠大于安全的 3mm，所以型芯的水道仍然能正常使用。 4 總結(jié)評價 本次畢業(yè)設(shè)計時間不長，真正的設(shè)計時間為兩個月，但并不意味著本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)是式的設(shè)計，最大的特點就是整個過程