轉(zhuǎn)椅底盤線控手柄固定器的模具設(shè)計(jì)

1、河河南南科科技技學(xué)學(xué)院院 20092009 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)椅底椅底盤線盤線控手柄固定器的模具控手柄固定器的模具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 黃黃漢軍漢軍 所在院（系）：所在院（系）： 機(jī)機(jī)電電學(xué)院學(xué)院 所學(xué)所學(xué)專業(yè)專業(yè)：機(jī)械：機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)制造及其自制造及其自動(dòng)動(dòng)化化 導(dǎo)師導(dǎo)師姓名：姓名： 王占合王占合 完成完成時(shí)間時(shí)間： ： 2009.05.25 摘摘 要要 模具設(shè)計(jì)采用了 Pro/ENGINEER、AutoCAD 設(shè)計(jì)軟件，詳細(xì)敘述了模具設(shè)計(jì) 中的塑料材料的選擇、分型面設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)、頂出機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì)。利用 Pro/ENGINEER 內(nèi)部

2、的 Plastic advisor 模塊，預(yù)測(cè)了最佳澆注口，仿真了 塑料熔體在型腔內(nèi)的充模流動(dòng)以及冷卻分析過(guò)程，優(yōu)化了工藝方案及工藝參數(shù)， 降低了缺陷出現(xiàn)的可能性，給出了完整的理論設(shè)計(jì)結(jié)果。 關(guān)關(guān)鍵詞鍵詞： ：注塑模具，模具設(shè)計(jì)，模流分析 The mold design of the Swivel chair chassis handle wire fixation Abstract In the mould design process, the design or analysis softwares including Plastic advisor, Pro/ENGINEER, Aut

3、oCAD are used. In this process, The choice of materials, parting surface design, injection system design, moulding parts design and ejection system design are discussed detailedly. In the whole process, Three-dimensional modeling, The characteristics of the material were analyzed, Mould flow analysi

4、s. A complete result of design is thus attained. Technical parameters and processes have been optimized. The possibility of errors was reduced. Given a complete theory of design. Key words: Injection mold, Mold technics, Moldflow analysis 目目 錄錄 1 緒論.1 2 手控器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與材料選用.1 2.1 手控器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).1 2.2 材料選擇：.2 3.

5、手控器的注塑成型工藝性分析.2 3.1 拔模斜度分析.3 3.2 型腔數(shù)量及排布：.4 3.3 分型面的設(shè)計(jì).4 3.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì).6 3.4.1 澆注系統(tǒng)的組成.6 3.4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則.6 3.4.3 主流道設(shè)計(jì).6 3.4.4 分流道設(shè)計(jì).9 3.4.5 澆口設(shè)計(jì).9 3.4.6 冷料穴設(shè)計(jì).10 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).11 4.1 動(dòng)模板的設(shè)計(jì).11 4.2 定模板的設(shè)計(jì).12 4.3 大滑塊的設(shè)計(jì).13 4.4 左右滑塊的設(shè)計(jì).14 5 模具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).15 5.1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇.15 5.2 滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).17 5.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu).18 5.4 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì).19 6

6、其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì).21 6.1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì).21 6.1.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響.21 6.1.2 對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求.21 6.2.設(shè)計(jì)原則.21 7 塑件模流分析.22 7.1 注塑時(shí)間分析 .23 7.2 注塑壓力分析 .23 7.3 注塑表面流動(dòng) .24 7.4 注塑時(shí)表面溫度 .24 7.5 冷卻質(zhì)量 .25 7.6 表面縮痕估計(jì) .25 7.7 分析的總體結(jié)果.25 8 模具總裝圖.26 8.1 3D 爆炸圖 .26 8.2 裝配明細(xì)表 .27 9 結(jié)束語(yǔ).28 致謝：.28 參考文獻(xiàn).28 附錄：.29 1 緒論緒論 轉(zhuǎn)椅底盤線控手柄固定器（以下簡(jiǎn)稱手控器）是中高

7、檔辦公用椅的重要部件， 起著方便控制椅子底盤傾斜角度的作用。該固定器采用注塑工藝生產(chǎn)，因此設(shè)計(jì) 一套生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低的模具十分必要。 2 手控器的手控器的結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與材料構(gòu)特點(diǎn)與材料選選用用 2.1 手控器的手控器的結(jié)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)構(gòu)特點(diǎn) 手控器的外形圖見(jiàn)圖 1，零件圖見(jiàn)圖 2。 圖 1 手控器的三維圖 圖 2 手控器的二維圖 2.2 材料材料選擇選擇： ： 該塑件是日用品,承受外力的幾率不大,如沖擊載荷、振動(dòng)、摩擦等情況 比較少；塑件的工作溫度是室溫。這使得在材料選擇時(shí)對(duì)熱變形溫度,脆化 溫度,分解溫度的要求降低;作為一種日用品,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn), 這樣,就必須考慮生產(chǎn)

8、成本和模具壽命,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素;此 外,塑料都會(huì)老化,作為一種光學(xué)用品,還要考慮到材料的光氧化等問(wèn)題。經(jīng) 分析，本塑件基本不怎么受較大的沖擊力，外觀方面要求也不是特別高，本 塑件材料采用 PA66。 材料簡(jiǎn)介：PA66 又稱尼龍 66；聚己二酸己二胺；nylon 66，縮寫 NY66。 化學(xué)式：-NH（CH2）6NHCO(CH2)4COn 性狀：半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物，具有可塑性。密度 115gcm3。熔點(diǎn) 252。脆化溫度-30。熱分解溫度大于 350。 連續(xù)耐 熱 80-120,平衡吸水率 25。能耐酸、堿、大多數(shù)無(wú)機(jī)鹽水溶液、鹵代烷、 烴類、酯類、酮類等腐蝕，但易

9、溶于苯酚、甲酸等極性溶劑。具有優(yōu)良的耐磨 性、自潤(rùn)滑性，機(jī)械強(qiáng)度較高。但吸水性較大，因而尺寸穩(wěn)定性較差。 外觀為白包或帶黃色顆粒狀 密度（g/cm3） 110-114 拉伸強(qiáng)度(MPa) 60. 0-800 絡(luò)氏硬度 118 沖擊強(qiáng)度（kJ/m2） 60-100 靜彎曲強(qiáng)度 (MPa) 1 00-120 馬丁耐熱() 50-60 彎曲彈性模星 (MPa) 20003000 體積電阻率（cm） 1.831015 介電常數(shù) 163 PA66 在聚酰胺材料中有較高的熔點(diǎn)。它是一種半晶體-晶體材料。PA66 在較 高溫度也能保持較強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度。PA66 在成型后仍然具有吸濕性，其程度主 要取決于材料

10、的組成、壁厚以及環(huán)境條件。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，一定要考慮吸濕性對(duì) 幾何穩(wěn)定性的影響。尼龍 66 提供了各種特性的最佳平衡性，并且是所有尼龍中 最強(qiáng)狀的。 3 手控器的注塑成型工手控器的注塑成型工藝藝性分析性分析 3.1 拔模斜度分析拔模斜度分析 塑件在成型過(guò)程中，塑料從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)，將會(huì)產(chǎn)生一定量的尺 寸收縮，從而使塑件緊緊的包在模具型芯和型腔中凸起的部分上。為此必須考慮 內(nèi)外壁有足夠的拔模斜度，pro/e 分析的拔模檢測(cè)，拔模角度為 1.5。見(jiàn)圖 3 所示： 圖 3 拔模斜度分析圖 3.2 型腔數(shù)量及排布：型腔數(shù)量及排布： 考慮這個(gè)塑件體積方面不是很大，且表面質(zhì)量方面要求不高，為了提高

11、生產(chǎn)效率，所以型腔數(shù)量選擇一模兩腔，初步排版見(jiàn)圖 4， 圖 4 型腔排布圖 采用對(duì)面對(duì)稱的排布方式，因?yàn)樽笥矣袀?cè)抽，選擇對(duì)稱排布，可以讓兩個(gè)滑 塊自由向外移動(dòng)。 3.3 分型面的分型面的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 本塑件主要分模包括上下分型和兩個(gè)側(cè)抽，主分型面則設(shè)計(jì)在塑件對(duì)稱的 中心面上，左右側(cè)抽分型面則是設(shè)計(jì)在兩個(gè)側(cè)孔的位置，大滑塊的側(cè)抽分型面就 選擇在塑件底部 U 形的面和幾個(gè)螺絲孔部分，圖 5 、圖 6 可以表示得很清楚： 圖 5 總分型圖 圖 6 各個(gè)分型面 3.4 澆澆注系注系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.4.1 澆澆注系注系統(tǒng)統(tǒng)的的組組成成 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其由 主流

12、道、分流道、澆口及冷料穴組成。 3.4.2 澆澆注系注系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)設(shè)計(jì)原原則則 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，占有非常重要的地位，它 的設(shè)計(jì)合理與否對(duì)注塑的成型周期和制件質(zhì)量（幾何特征、物理性能、尺寸精度 等）都有直接影響。因此，澆注系統(tǒng)的作用是保證塑料熔體順利、平穩(wěn)地填充到型 腔當(dāng)中，在這個(gè)過(guò)程中，把壓力充分地傳遞到各個(gè)部位，以便于獲得組織緊密、 外形清晰的塑料制件。 由于澆注系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中的重要地位，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循如下原則： （1）型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)的部位應(yīng)對(duì)稱，防止溢料現(xiàn)象的產(chǎn)生； （2）型腔和澆口的排列要合理，盡量地縮小模具的外形尺寸； （3）流程應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適

13、當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料 耗費(fèi)大），且應(yīng)盡量減小彎折，降低壓力損失，縮短填充時(shí)間； （4）對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落， 即分流道盡可能采用平衡式布置； （5）在滿足充滿型腔的前提下，澆注系統(tǒng)的容積應(yīng)盡量小，以減少塑料的耗量； （6）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小的型芯，防止型芯變形，澆口 的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀； （7）澆注系統(tǒng)的排氣要良好，能夠順利地引導(dǎo)熔融塑料填充到型腔的各個(gè)深 度，不產(chǎn)成渦流和紊流，并能使模腔內(nèi)的氣體順利排除。 3.4.3 主流道主流道設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。主

14、流道結(jié)構(gòu)如圖 7，圖 8 所示 圖 7 主流道接口三維圖 圖 8 主流道接口二維圖 熔融塑料首先經(jīng)過(guò)主流道，所以它的大小直接影響塑料的流速及填充時(shí)間。 主流道的斷面形狀常為圓形。主流道截面面積過(guò)小，塑料在流動(dòng)過(guò)程中冷卻面積 相對(duì)增加，熱量損失大，粘度增加，流動(dòng)性下降，成型壓力損失大，造成成型困難； 如主流道截面面積過(guò)大，會(huì)使流道容積加大，塑料耗量增多，而且會(huì)使塑料流動(dòng) 過(guò)程中壓力減弱，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響 塑件的質(zhì)量。一般對(duì)于流動(dòng)性好，塑件較小，主流道要設(shè)計(jì)得小些；流動(dòng)性差，塑 件較大，主流道要設(shè)計(jì)得大些。 主流道的基本尺寸通常取決于兩個(gè)雙方面： 第一個(gè)方面，

15、所使用的塑料種類，所成型的制品質(zhì)量和壁厚大小。其表如 3- 1： 表 3-1 制品質(zhì)量和壁厚大小參考表 制品質(zhì)量/gD1/mmR/mm 2030.5 204041 4015051 15030062 30050082 5001500102 第二個(gè)方面，注塑機(jī)噴嘴的幾何參數(shù)與主澆道尺寸的關(guān)系如圖 9 所示。 熱塑性塑料的主流道襯套與注塑機(jī)噴嘴的尺寸：主流道始端直徑 B=A+（0.51）mm，球面凹坑半徑mm，半錐角 a 為，盡2)(1XR42 可能縮短長(zhǎng)度 L（小于 60mm 為佳）。 咀 澆口套注塑機(jī)噴咀 咀 咀咀 咀 圖 9 澆口套與注塑機(jī)噴嘴關(guān)系 本套模具主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)是： 1.為便于凝料從

16、主流道中拉出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角=2，內(nèi)壁粗 糙度為 Ra=0.63，整個(gè)主流道都在襯套中，并未采取分段組合形式。m 2.主流道大端處是根據(jù)注塑機(jī)的噴嘴頭來(lái)設(shè)計(jì)的，呈圓角，其半徑 R=11mm，以減小料流在轉(zhuǎn)向時(shí)過(guò)渡的阻力。 3.為使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道和注塑機(jī)的噴 嘴緊密接觸，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑 R= X +( 12 ) mm，X=10mm，取 R=11mm。其主澆道小端直徑 d2 =d1 +( 0.51 ) mm,取 d2=6mm。 流道應(yīng)保持光滑的表面，避免留有影響塑料流動(dòng)和脫模的尖角毛刺等。 3.4.4 分流道分流道設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 分流道

17、是指主流道與澆口之間的這一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔 的過(guò)渡段，也是澆注系統(tǒng)中通過(guò)斷面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過(guò)渡段，能使塑料得到 平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。 從壓力損失考慮，由于在同等斷面積時(shí)的圓形周邊比正方形的短，因此料流 阻力小，壓力損失也小。電器盒塑料件的體積較大，特別是長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以壓力 是否足夠?qū)Τ淠３晒εc否具有較大的影響，所以這里應(yīng)該采用U形截面的分流道。 U形分流道斷面的深度一般H=2r（r為圓的半徑），斜角a=5-10分流道的表面不要 求很光，表面粗糙度一般達(dá)到Ra3.21.6即可，因?yàn)榉至鞯赖谋砻娌还饣湍苁?熔料的冷卻皮層固定，有利于保溫。分流道的分布如圖10所示 圖10 分流道的分

18、布圖 3.4.5 澆澆口口設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 澆口又稱進(jìn)料口或內(nèi)流道。它是分流道與塑件之間的狹窄部分，也是澆注系 統(tǒng)中最短小的部分。它能使分流道輸送來(lái)的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理 想的流態(tài)，順序、迅速地充滿型腔，同時(shí)還起到封閉型腔防止熔料倒流的作用并 在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。 本設(shè)計(jì)采用普通側(cè)澆口，又稱邊緣澆口，一般開(kāi)設(shè)在分型面上， ，它能方便調(diào) 整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間，因而在國(guó)外稱之為標(biāo)準(zhǔn)澆口，應(yīng)用非常廣 泛。 測(cè)澆口一般取寬 1.5-5mm，厚 0.5-2mm，長(zhǎng) 0.7-2mm，側(cè)澆口可以根據(jù)塑件的 形狀特點(diǎn)靈活的選擇澆口的位置，來(lái)改善填充條件，不像其他澆注系統(tǒng)一樣有很 大的

19、限制，如框形或者環(huán)形塑件，可以從外側(cè)進(jìn)料，而當(dāng)內(nèi)部有足夠空間位置時(shí) 也可以從內(nèi)側(cè)進(jìn)料，這種可以使模具更緊湊，流程縮短，一般適用于一模多腔， 能大大強(qiáng)高生產(chǎn)效率，減少澆注系統(tǒng)耗量而且除去澆口方便，本塑件量大而且對(duì) 質(zhì)量要求不是非常高，很符合側(cè)澆口的使用環(huán)境，如圖 11： 圖11 澆口設(shè)計(jì)圖 3.4.6 冷料穴冷料穴設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 冷料穴是用來(lái)儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進(jìn)入型腔而影 響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利充滿型腔。冷料穴又叫冷料井。 臥式或立式注塑機(jī)上注塑的冷料穴一般都設(shè)置在主流道的末端，即主流道 正對(duì)面的動(dòng)模上，直徑稍大于主流道大端直徑，以利冷料流入，當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)， 可將分流道的盡

20、頭沿前進(jìn)方向稍延長(zhǎng)的部分作為冷料穴。本模具冷料穴分流道 不怎么長(zhǎng)，所以把冷料穴設(shè)置在主流道末端，如圖12所示： 圖12 冷料穴設(shè)計(jì) 4 模具模具結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 模具主要有分型塊，下面為動(dòng)模板，下模板主要有大滑塊部分，有個(gè) T 型槽 部分。 4.1 動(dòng)動(dòng)模板的模板的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)如如圖圖 13、 、 圖圖 14 圖13 動(dòng)模板設(shè)計(jì)三維圖 圖 14 動(dòng)模板設(shè)計(jì)二維圖 4.2 定模板的定模板的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)如如圖圖 15、 、圖圖 16 圖 15 定模板設(shè)計(jì)三維圖 圖16 定模板設(shè)計(jì)二維圖 4.3 大滑大滑塊塊的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 大滑塊，因?yàn)槭且荒汕坏脑O(shè)計(jì)，本來(lái)兩個(gè)滑塊合并為一個(gè)，因?yàn)榛瑝K比較 大，所以采用了兩根

21、斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)，這樣受力更均勻，容易脫模，如圖 17、圖 18 圖17大滑塊三維圖 圖18 大滑塊二維圖 4.4 左右滑左右滑塊塊的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 左右滑塊道理一樣，結(jié)構(gòu)和大滑塊相似，如圖 19、圖 20 所示： 圖19 左右滑塊三維圖 圖20 左右滑塊二維圖 兩個(gè)滑塊都用了斜導(dǎo)柱的形式，斜導(dǎo)柱抽芯是最常用的一種方式，他具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，制造方便等特點(diǎn)，具體動(dòng)作原理下文在做詳細(xì)介紹 5 模具機(jī)構(gòu)模具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 主要有標(biāo)準(zhǔn)模架設(shè)計(jì)、滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、頂出系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)。 5.1 標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)模架的準(zhǔn)模架的選擇選擇 應(yīng)用 proe 里面一個(gè)插件 EMX，設(shè)計(jì)出本套模架的基本框圖可見(jiàn)如

22、圖 21： 圖21 模架的基本框圖 圖中可以看見(jiàn)每塊模板的高度，而且寬度是 250 長(zhǎng)度是 400，這兩個(gè)數(shù)據(jù) 室根據(jù)型腔的長(zhǎng)度寬度設(shè)計(jì)的，圖 22 是模架總體三維圖 圖22 模架總體三維圖 5.2 滑滑塊塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)過(guò)程中滑塊都采用斜導(dǎo)柱的形式進(jìn)行脫模，圖 23 為合模狀態(tài)時(shí) 圖23 合模狀態(tài)圖 合模時(shí)滑塊的斜面和定模板的斜面接觸，起到定位的作用，滑塊嵌在動(dòng)模板 的 T 型槽里，開(kāi)模時(shí)滑塊就受到向下的力，因?yàn)榛瑝K和斜導(dǎo)柱是斜面接觸，力作 用在垂直于斜面上，進(jìn)而可以分解為垂直和水平方向的力，水平方向的力就可以 驅(qū)使滑塊向左右移動(dòng)，受力圖如圖 24 所示 圖24 受力圖 F 拉 是

23、動(dòng)模板給滑塊的力，F(xiàn) 斜斜 則是因?yàn)?F 拉拉 作用在斜面上而形成的力， 因?yàn)榱Φ淖饔檬窍嗷サ?，因而?huì)產(chǎn)生一個(gè)反作用力，也就是圖中所示的 F 反，利 用理論力學(xué)知識(shí)可以很簡(jiǎn)單得把力分解成水平和垂直的力，即 Fx 和 Fy ，力 Fx 可以驅(qū)使滑塊向右移動(dòng)，繼而打到脫模的效果，下面為開(kāi)模后的示意圖如圖 25 圖25 開(kāi)模后的示意圖 5.3 導(dǎo)導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)向與定位機(jī)構(gòu) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用 于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定 模之間的精密對(duì)中定位。 導(dǎo)柱：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長(zhǎng)

24、的導(dǎo)柱應(yīng)開(kāi)設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板 的重量，特別對(duì)于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核（如圖 26）。 導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的 結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易（如圖 27）。 設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有： （1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚 度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的 1/3 處 最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。 （2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出 68 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作 用。 （3）導(dǎo)柱

25、工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求； 導(dǎo)柱固定部分配合精度采用 H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取 H7/k6。配合長(zhǎng)度 通常取配合直徑的 1.52 倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。 （4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)?；蚨?，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè) 在定模一邊有利于塑件脫模。 圖 26 導(dǎo)柱三維 圖 27 導(dǎo)套三維 5.4 頂頂出系出系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完 成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則： （1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝

26、置，完成脫模動(dòng)作。 （2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出 力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。 （3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。 本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿和推管脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也 不復(fù)雜，采用推簡(jiǎn)單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。在 對(duì)脫模機(jī)構(gòu)做說(shuō)明之前，需要對(duì)脫模力做個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。 ，圖 28、圖 29 為本設(shè)計(jì) 的頂桿及頂桿的位置 圖 28 每個(gè)產(chǎn)品用四根頂桿頂出 圖 29 頂桿頂出模型圖 頂桿的頂出位置放在了產(chǎn)品的四根加強(qiáng)筋上面，不會(huì)影響外觀，而且頂出的 力均勻，有利于脫模 6 其它其它輔輔助系助系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 6

27、.1 溫度溫度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)系系統(tǒng)設(shè)計(jì)統(tǒng)設(shè)計(jì) 在注塑成型過(guò)程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由 于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。普通的模具通 入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型 周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對(duì)于高熔 點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長(zhǎng)的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中 通入溫水把模具加熱。PS 推薦的成型溫度為 170280，模具溫度為 2070 。 6.1.1 溫度溫度調(diào)節(jié)對(duì)調(diào)節(jié)對(duì)塑件塑件質(zhì)質(zhì)量的影響量的影響 （1）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； （2）

28、模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形 （3）對(duì)塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提 高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對(duì)塑件質(zhì)量的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用 要求偏重于主要要求。 6.1.2 對(duì)對(duì)溫度溫度調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)系系統(tǒng)統(tǒng)的要求的要求 （1）根據(jù)塑料的品種確定是對(duì)模具采用加熱方式還是冷卻方式； （2）希望模溫均一，塑件各部同時(shí)冷卻，以提高生產(chǎn)率和提高塑件質(zhì)量； （3）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好； （4）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低廉； 從成型溫度和使用要求看，需要對(duì)該模具進(jìn)行冷卻，以提高生

29、產(chǎn)率。 6.2.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原原則則 （1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡； （2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好； （3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng) 驗(yàn)表明，冷卻水管中心距 B 大約為 2.53.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的 距離為 0.81.5B。最小不要小于 10。 （4）澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； （5）應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過(guò) 5 （6）冷卻水的開(kāi)設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向 開(kāi)設(shè)水孔。 （7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他

30、機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。如圖 30 圖 30 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 7 塑件模流分析塑件模流分析 利用 Pro/ENGINEER 的外掛軟件塑料顧問(wèn)（Plastic Advisor），還可以對(duì)已設(shè) 計(jì)完成的模具的流動(dòng)及充填情況進(jìn)行分析研究，以便在模具投入制造之前就發(fā) 現(xiàn)存在的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并有目的地進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)失誤造成的不必要損失。 7.1 注塑注塑時(shí)間時(shí)間分析分析 如如圖圖 31 圖 31 時(shí)間分析圖 7.2 注塑注塑壓壓力分析力分析 如如圖圖 32 圖 32 注塑壓力分析圖 7.3 注塑表面流注塑表面流動(dòng)動(dòng) 如如圖圖 33 圖 33 注塑表面流動(dòng)圖 7.4 注塑注塑時(shí)時(shí)表面溫度表面溫度 如如圖圖 3

31、4 圖 34 注塑時(shí)表面溫度圖 7.5 冷卻冷卻質(zhì)質(zhì)量量 如如圖圖 35 圖 35 冷卻質(zhì)量圖 7.6 表面表面縮縮痕估痕估計(jì)計(jì) 如如圖圖 36 圖 36 表面縮痕估計(jì)圖 7.7 分析的分析的總總體體結(jié)結(jié)果果 運(yùn)用 CAE 技術(shù)，我們對(duì)本產(chǎn)品充模情況進(jìn)行分析。分析的內(nèi)容主要有充模 時(shí)間，模具行腔內(nèi)的壓力分布，模具行腔內(nèi)的溫度分布情況，可能出現(xiàn)的熔接痕 和氣泡等。根據(jù)分析結(jié)果我們可以更好的對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行修模和優(yōu)化。以下為注 塑條件的部分參數(shù) Mold Temperature: 60.00 deg.C Melt Temperature: 280.00 deg.C 充填階段結(jié)果摘要 : 最大注射壓力

32、 ( 10：500) = 170 MPa 充填階段結(jié)束的結(jié)果摘要 : 充填結(jié)束時(shí)間 = 1 s 機(jī)械打開(kāi)時(shí)間 = 5 s 總重量(制品 + 流道) = 51.45 g 最大鎖模力 - 在充填期間 = 16.6120 tonne 8 模具模具總總裝裝圖圖 8.1 3D 爆炸爆炸圖圖 如如圖圖 37、 、圖圖 38 圖 37 爆炸圖（一） 圖 38 爆炸圖（二） 8.2 裝配明裝配明細(xì)細(xì)表表 如如圖圖 39 圖 39 裝配明細(xì)圖 （1）澆注口襯套 （2）定模底座 （3）襯套 （4）水線噴嘴 （5）定模板 （6）斜導(dǎo)柱（7）頂桿 （8） 左右滑塊 （9）大滑塊 （10）動(dòng)模板（11）導(dǎo)柱 （12）支

33、撐板 （13）復(fù)位桿 （14） 彈簧 （15）頂板 （16）動(dòng)模底座 （17）頂桿固定板 （18）墊板 9 結(jié)結(jié)束束語(yǔ)語(yǔ) 1在模具設(shè)計(jì)初始階段采用模流分析軟件對(duì)整個(gè)模具設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化?？梢?設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)并進(jìn)行最佳澆注口的分析、充模溫度、表面縮痕估計(jì)等，為設(shè)計(jì)做 出提前預(yù)判和可靠的參照。 2利用 Pro/ENGINEER 軟件完成了產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)，分型面設(shè)計(jì)、澆注系 統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)、頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先在 Pro/E 模具模塊里作出分型面，利 用分型面得出動(dòng)、定模，初步出三維造型，最后導(dǎo)入工程圖中并轉(zhuǎn)化到 AutoCAD 中進(jìn)行修改并完善，繼而出二維圖紙，從而得出完整的理論設(shè)計(jì)結(jié)果。分析時(shí)采 用 Pro/ENGINEER 內(nèi)部的 Plastic advisor 模塊預(yù)測(cè)了最佳澆注口，仿真了塑料熔 體在型腔內(nèi)的充模流動(dòng)以及冷卻分析過(guò)程，預(yù)測(cè)了缺陷產(chǎn)生的臨界條件，優(yōu)化了 工藝方案及工藝參數(shù)，降低了缺陷出現(xiàn)的可能性。采用這些軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)分析， 優(yōu)化了設(shè)計(jì)的參數(shù)和縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。 致致謝謝： ： 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到許多的問(wèn)題，在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝王 老師和公司同事對(duì)我的指導(dǎo)和督促，王老師給我指出了正確的設(shè)計(jì)方向，使我加 深了對(duì)知識(shí)的