萬向輪支座注射模設(shè)計(jì)

1、1 緒論1.1 我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及方向從整體上看，中國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都 有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大 型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同 時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔 塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。 .加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)帶來更多的機(jī)會(huì)。由于中國(guó) 塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，有些甚至只有國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格的 1/51/3，加入WTO后，國(guó)外同類產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)沖擊不大，而中國(guó)中低檔模具的出口

2、量 則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高 精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同時(shí)還促使更多外資來中國(guó)建廠，帶來國(guó)外先進(jìn) 的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)中國(guó)的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作用。進(jìn)口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各種 塑殼模具、為通信及辦公設(shè)備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電 子工業(yè)配套的各種塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于中國(guó)塑料模 具價(jià)格較低，在國(guó)際市場(chǎng)中有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以進(jìn)一步擴(kuò)大出口的前景很好，近幾 年出口年均增長(zhǎng)50%以上就是一個(gè)很好的證明。雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅

3、，但所增加的絕對(duì)量仍是進(jìn)口大于出口， 致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在 2007 年已得到改善，逆差已有減少。模具 外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的高 速發(fā)展帶來了對(duì)模具旺盛需求，有些高檔模具國(guó)內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口；但也確 實(shí)有一些模具國(guó)內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進(jìn)口。這與中國(guó)現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項(xiàng)目審批制度有 關(guān)。二是對(duì)模具出口鼓勵(lì)不夠。現(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有13%， 而未達(dá)17%。從市場(chǎng)情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、 復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，并大力開發(fā)國(guó)際市場(chǎng)，發(fā)展出口模具。隨著中國(guó)塑料工業(yè)，特別 是工程塑料

4、的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè) 的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長(zhǎng)率仍將保持20%左右的水平。1.1.1 塑料模具的發(fā)展水平與市場(chǎng)趨勢(shì)近年來，中國(guó)塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量 達(dá)到 50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到 2m，制件精度很高的小模數(shù) 齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模 7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá)6m/min以上的高速塑料異型材 擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡 鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)

5、控化率已有較大提高， CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來 越多，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比 例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及 企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無圖制造。 中國(guó)塑料 模具行業(yè)和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在以下問題。（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到或接近國(guó)際 先進(jìn)水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與 國(guó)外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。 包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水

6、平與國(guó)外工 業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有10年以上的差距。（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造， 工藝裝備水平已經(jīng)比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國(guó)外，但大部分 企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動(dòng)社 會(huì)資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。（3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、 水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對(duì)創(chuàng)新和開發(fā)不夠 重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時(shí)也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。（4）供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國(guó)產(chǎn)塑料模具國(guó)內(nèi)市場(chǎng)滿足率一直不足 74

7、%，其中大型、精密、長(zhǎng)壽命模具滿足率更低，估計(jì)不足 60%。同時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó) 家的模具正在加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)際采購(gòu)越來越多，國(guó)際市場(chǎng)前景看好。市場(chǎng)需求旺 盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。（5）體制和人才問題的解決尚需時(shí)日。在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)， 特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國(guó)有和集體所有制原來的體 制和經(jīng)營(yíng)機(jī)制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。1.1.2 塑料模具新的發(fā)展方向（1）在模具的質(zhì)量、交貨周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將 交貨周期放在首位。要求模具公司盡快交貨，這已成為一種趨勢(shì)。企業(yè)

8、千方百計(jì)提高 自己的適應(yīng)能力、提高技術(shù)水準(zhǔn)、提高裝備水平、提高管理水平及提高效率等都是縮 短模具生產(chǎn)周期的有效手段。（2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品 開發(fā)中去，甚至在尚無明確用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā)，變被動(dòng)為主動(dòng)。目前，電視機(jī)和 顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也 已開始嘗試。這種做法打破了長(zhǎng)期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn) 行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面。（3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗 工的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)。這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，也是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀 念的上升。這一

9、趨勢(shì)使得模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期 越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進(jìn)了模具工業(yè)整體水平不斷提高。中國(guó)模具行 業(yè)目前已有10多個(gè)國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，約200個(gè)省市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。與此趨勢(shì) 相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型人才是必然要求。（4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。在信息社會(huì)中，作為一個(gè) 高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采 用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其它先進(jìn)制造技術(shù) 和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)

10、展這一趨向已成為行業(yè) 共識(shí)。（5）隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展。 現(xiàn)在，能把握機(jī)遇、開拓市場(chǎng)，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量 模具企業(yè)的業(yè)務(wù)很是紅火，利潤(rùn)水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個(gè) 趨向，不斷提高綜合素質(zhì)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。（6）發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具正加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)方式為：一是遷廠，二是 投資，三是采購(gòu)。中國(guó)的模具企業(yè)應(yīng)抓住機(jī)遇，借用并學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加快自己 的發(fā)展步伐。1.2 pro/E 簡(jiǎn)介及在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用Pro/E（Pro/Engineer操作軟件）是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology

11、 Corporation，簡(jiǎn)稱 PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地 位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn) 今最成功的CAD/CAM軟件之一。Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了 單一數(shù)據(jù)庫來解決的相關(guān)性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需 要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過 程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單 機(jī)上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金 設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用

12、戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。模具是面向定單式的生產(chǎn)方式， 屬于單性生產(chǎn)， 制造過程復(fù)雜， 要求交貨時(shí)間短。 如果利用 CAD、CAM 單元技術(shù)制造模具，制造精度低、周期長(zhǎng)，為了解決上述難題， 我們將并行工程技術(shù)引入到模具制造過程中。 所謂并行工程是設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行產(chǎn)品 三維零件設(shè)計(jì)時(shí)就考慮模具的成型工藝、影響模具壽命的因素，并進(jìn)行校對(duì)、檢查， 預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程的錯(cuò)誤。在初步確立產(chǎn)品的三維模型后，設(shè)計(jì)、制造及輔助分析部 門的多位工程師同時(shí)進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程詳圖設(shè)計(jì)、模具性能輔助分析及數(shù)控機(jī) 床加工指令的編程， 而且每一個(gè)工程師對(duì)產(chǎn)品所做的修改可自動(dòng)反映到其他工程師那 里，大大縮短設(shè)計(jì)、

13、數(shù)控編程的時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件，將原來模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具型腔、 型芯二維設(shè)計(jì)工藝準(zhǔn)備模具型腔、 型芯設(shè)計(jì)三維造型數(shù)控加工指令編程數(shù)控 加工的串行工藝路線改為由不同的工程師同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備的并行路線，不但 提高了模具的制造精度，而且能縮短設(shè)計(jì)、數(shù)控編程時(shí)間達(dá)40%以上。要實(shí)施并行工程關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)零件三維圖形數(shù)據(jù)共享， 使每個(gè)工程師使用的圖形數(shù) 據(jù)是絕對(duì)相同，并使每個(gè)工程師所做的修改自動(dòng)反映到其他有關(guān)的工程師那里，保證 數(shù)據(jù)的唯一性和可靠性。Pro/ENGINEER 軟件具有的單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化實(shí)體特征造1 型技術(shù)為實(shí)現(xiàn)并行工程提供了可靠的技術(shù)保證 。2 殼設(shè)

14、計(jì)及其成型工藝的分析2.1 塑件分析2.1.1 結(jié)構(gòu)分析下圖2.1 所示是萬向輪支座零件。圖 2.1 萬向輪支座該塑件為容器類殼體，殼體具有一定的深度，表面光滑，在模具設(shè)計(jì)和制造上要 有良好的加工工藝，確保成型零件具有一定的光潔度；殼體頂部凹下的膠位是為了插入上蓋時(shí)能配合緊密， 所以必須具備一定的制造精2 度；左右部分需要用型芯成型 。2.1.2 成型工藝分析采用一般精度等級(jí)5級(jí)，大量生產(chǎn)。該塑件壁厚約為1mm左右，考慮到殼體左右部分比較淺，脫模斜度為1度；由于 頂部采用側(cè)抽芯行位，內(nèi)孔的脫模斜度也設(shè)置為1度。2.2 塑料的選材及性能分析該殼用于起支撐作用的支座， 抗拉強(qiáng)度、硬度、耐

15、磨性要突出，綜合機(jī)械性能 要好。具備這些條件的塑料首選：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，簡(jiǎn)稱：ABS） 。2.2.1 使用特點(diǎn)（1）綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。（2）與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。（3）有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。3（4）流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好 。2.2.2 成型特性（1）無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí) 間預(yù)熱干燥8090,3小時(shí)。（2）宜取高料溫,高模溫,但料溫過高

16、易分解(分解溫度為>270）.對(duì)精度較高 的塑件,模溫宜取 5060,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取6080。（3）如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變 入水位等方法。（4）如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)37 天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物， 導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。 2.2.3 ABS的主要性能指標(biāo)ABS 的技術(shù)指標(biāo)見下表 2.12.3.1 注射成型過程（1）成型前準(zhǔn)備，對(duì) ABS 進(jìn)行干燥。ABS 是吸水的塑料，于室溫下，24 小時(shí)可 吸收0.2%0.35%水分，雖然這種水分不至于對(duì)機(jī)械性能構(gòu)成重大影響，但注塑時(shí)若

17、濕度超過 0.2%，塑料表面會(huì)受大的影響，所以對(duì) ABS 進(jìn)行成型加工時(shí)，一定要事先 干燥，而且干燥后的水分含量應(yīng)小于0.2%。ABS的干燥方法: 常壓熱風(fēng)干燥 8085 ，2小時(shí)4小時(shí) ；真空熱風(fēng)干燥 80 ，12小時(shí)。（2）注射過程.塑料在注射機(jī)內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，起過程可分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、和冷卻5個(gè)階段。2.3.2 ABS的注射工藝參數(shù)（1）螺桿類別：標(biāo)準(zhǔn)螺桿（直通式噴嘴） （2）回料轉(zhuǎn)速(（3）注射機(jī)料筒溫度:前段 180200中段 165180后段 150170（4）噴嘴 ：170180。（5）模具 ：5080，玻纖增強(qiáng)制品取7

18、5。（6）注射壓力:60100。（7）注射速度、注射壓力:一般ABS制品采用高速及多級(jí)注射，但是對(duì)于阻燃品級(jí)，要慢速注射，可以避免 注射料的分解，耐熱ABS也要快速注射(可減少內(nèi)部應(yīng)力） ，注射壓力在75MPa左右， 保壓時(shí)可低些。（8）熔膠溫度: 190 （9）成型時(shí)間( ）:注射時(shí)間:2090高壓時(shí)間:05冷卻時(shí)間:20120總周期: 50220在 265溫度下，物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間最多不能超過 5 分鐘6 分鐘，若溫度 為280，則物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間就不能超過2分鐘3分鐘。4 （10）后處理:把塑件放在紅外線或者烘箱下,溫度設(shè)為70烘干24小時(shí) 。 rpm)：302.4 ABS 的主要

19、缺陷及消除措施2.4.1 殘余應(yīng)力引起的龜裂殘余應(yīng)力主要由于以下三種情況，即充填過剩、脫模推出和金屬鑲嵌件造成的。 作為在充填過剩的情況下產(chǎn)生的龜裂，其解決方法主要可在以下幾方面入手。（1）由于直澆口壓力損失最小，所以，如果龜裂最主要產(chǎn)生在直澆口附近，則 可考慮改用多點(diǎn)分布點(diǎn)澆口、側(cè)澆口及柄形澆口方式。（2）在保證樹脂不分解、不劣化的前提下，適當(dāng)提高樹脂溫度可以降低熔融粘 度，提高流動(dòng)性，同時(shí)也可以降低注射壓力，以減小應(yīng)力。（3）一般情況下，模溫較低時(shí)容易產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)適當(dāng)提高溫度。但當(dāng)注射速度 較高時(shí)，即使模溫低一些，也可減低應(yīng)力的產(chǎn)生。（4）注射和保壓時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，將其適當(dāng)縮短或進(jìn)行

20、多次保壓切換效 果較好。2.4.2 熔接痕熔接痕是由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、 在結(jié)合處未能完全融合 而產(chǎn)生的。一般情況下，主要影響外觀，對(duì)涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時(shí)，對(duì)制品強(qiáng) 度產(chǎn)生影響（特別是在纖維增強(qiáng)樹脂時(shí)，尤為嚴(yán)重）?？蓞⒖家韵聨醉?xiàng)予以改善：（1）調(diào)整成型條件，提高流動(dòng)性。如，提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注 射壓力及速度等。（2）增設(shè)排氣槽，在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。（3）盡量減少脫模劑的使用。（4）設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處，成型后再予以切斷去除。（5）若僅影響外觀，則可改變燒四位置，以改變?nèi)劢雍鄣奈恢?。或者將熔接?產(chǎn)生的部位處理為暗光澤面等，

21、予以修飾。2.4.3 銀線銀線主要是由于材料的吸濕性引起的。因此，一般應(yīng)在比樹脂熱變形溫度低 1015的條件下烘干。特別是在使用自動(dòng)烘干料斗時(shí)，需要根據(jù)成型周期（成型 量）及干燥時(shí)間選用合理的容量，還應(yīng)在注射開始前數(shù)小時(shí)先行開機(jī)烘料。另外，料 簡(jiǎn)內(nèi)材料滯流時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生銀線。不同種類的材料混合時(shí)，例如聚苯乙烯和 ABS 樹脂、 AS樹脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不混合。2.4.4 白化白化現(xiàn)象最主要發(fā)生在ABS樹脂制品的推出部分。脫模效果不佳是其主要原因。 可采用降低注射壓力，加大脫模斜度，增加推桿的數(shù)量或面積，減小模具表面粗糙度 值等方法改善，當(dāng)然，噴脫模劑也是一種方法，但應(yīng)注意不要對(duì)后續(xù)工序

22、，如燙印、 涂裝等產(chǎn)生不良影響。3 殼體模具設(shè)計(jì)方案的比較與確定3.1 分型面方案的優(yōu)化確定分型面是模具上用來取出塑件和澆注系統(tǒng)料可分離的接觸面稱為分型面,分型面 的選擇對(duì)模具設(shè)計(jì)方式影響最大,分型面設(shè)計(jì)是否合理對(duì)塑件質(zhì)量和模具復(fù)雜程度具 有很大的影響?；旧鲜且环N分型面對(duì)應(yīng)著一種模具設(shè)計(jì)方案，所以分型面的選擇決5 定著模具總體的設(shè)計(jì)方案 。3.1.1 分型面的選擇原則（1）保證塑料制品能夠脫模。（2）使分型面容易加工。（3）盡量避免側(cè)向抽芯。（4）使側(cè)向抽芯盡量短。（5）有利于排氣。（6）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量。（7）盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)。（8）盡可能滿足塑件的使用要求。（9）盡量減少

23、塑件在合模方向的投影面積。（10）長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開模方向。（11）有利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。3.1.2 分型面的選擇方案（1）分型面選擇方案一：如圖 3.1 所示，頂部圓形需要用型芯成型并側(cè)抽芯， 開模時(shí)由側(cè)向抽芯完成。向邊抽芯時(shí)側(cè)向移動(dòng) 33+2(安全余量）=35mm,左右兩邊的凹 槽和中間的孔用上下模仁成型。選擇該分型面需要單邊抽芯。（2）分型面選擇方案二：如圖3.2所示，頂部圓形（長(zhǎng)為35mm）利用開模動(dòng)作 從塑件中抽出，塑件凹槽和中間的孔利用滑塊成型，分型單邊距約為 19mm，整個(gè)塑 件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)還算簡(jiǎn)單，需要雙邊抽芯。綜上所述，分型面采用方案一模具結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要單邊抽芯，

24、加工成本較 第二種要經(jīng)濟(jì)很多，塑件成型精度可靠。圖 3.1 分型面形式與位置1-定模部分；2-分型面；3-動(dòng)模部分圖 3.2 分型面形式與位置1-定模部分；2-分型面；3-動(dòng)模部分3.2 型腔數(shù)量以及排列方式的優(yōu)化確定3.2.1 型腔排列方式比較確定（1）排列方案一：如圖3.3所示?；瑝K側(cè)抽芯相對(duì)模架基準(zhǔn)來說是向左抽芯。圖 3.3 型腔排列方式一（2）排列方案二：如圖3.4所示?；瑝K側(cè)抽芯相對(duì)模架基準(zhǔn)來說是左右抽芯。圖 3.4 型腔排列方式二方案一側(cè)單向側(cè)抽芯,方案二雙向抽芯。需采用比方案一更大的模架和更多的制造工時(shí),增加了成本,經(jīng)過比較該套模具6 型腔的排列方式采用方案一 。3.3 模具設(shè)計(jì)

25、方案的創(chuàng)新與確定根據(jù)上面的比較已確定了分型面與型腔數(shù)和排列方式，已選擇出大體的優(yōu)化方 案。分型面的選擇與型腔是這套模具的創(chuàng)新點(diǎn)，分型面的選擇減少了一側(cè)抽芯；型腔 的排列減少了模板面積。這兩點(diǎn)使模具制造節(jié)約了很大的成本縮短了模具制造時(shí)間。4 模具設(shè)計(jì)與對(duì)比創(chuàng)新4.1 注塑機(jī)選型注射機(jī)是安裝在注射機(jī)上使用的設(shè)備， 因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技 術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的模具和排列方式， 在確定模具 結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、 注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行

26、程、開模 距離進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶自己提供型 號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶 取得商量調(diào)整。 4.1.1 注射量計(jì)算-3 -3 該產(chǎn)品為ABS，查書設(shè)計(jì)與制造實(shí)訓(xùn)得知其密度為1.08 g.cm 1.10g.cm , -3收縮率為 0.4%0.7%，計(jì)算其平均密度為 1.09 g.cm ，平均收縮率為 0.55%，通過 7 計(jì)算得 ：塑件體積為： 塑件的質(zhì)量： 澆注系統(tǒng)體積： 澆注系統(tǒng)質(zhì)量：3V塑=97.5cmM塑=106.3g3V澆=0.955cmM澆=1.04g3故得總體積和總質(zhì)量為： V總=98.5cm ；

27、M總=107.34g4.1.2 注射機(jī)型號(hào)的選定方案一：根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 SZ-125/630 型臥式注射機(jī)，其主要技 術(shù)參數(shù)見表4.1。表 4.1 SZ-125/630型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)8 4.1.3 型腔數(shù)量的校核及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核（1）型腔數(shù)量的校核（a）由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 n £KMt- m 0.8´16.8´60- 1.04 2 = 7 m1  106.3 （4.1） 右邊 »7> 1 ，t取60s, 符合要求。式

28、中 K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，非結(jié)晶型塑料一般取0.8；M注射機(jī)的額定塑化量，改注射機(jī)為16.8g/s;T成型周期，因塑件還比較大，壁厚，取30s;m1單個(gè)塑件的質(zhì)量，取106.3g ;m2澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，取1.04g ;（b）按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 n £Kmn - m 0.8´140- 1.04 2 =1.04³ 1 m1  106.3 符合要求。式中 m N 注射機(jī)允許的最大注射量，該注射機(jī)為140g。其他符號(hào)意義與取值同前。

29、（c）按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量殼體正反兩面產(chǎn)生的脹模力由內(nèi)模殼抵消； 左右兩行位壓力由導(dǎo)柱和前模板的斜 面抵消，取這兩處力的一半為正壓力：2 A11 ×2×86(72+30)=8772mm2 分型面合模處的作用面積： A22 2×2×200=800mm塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力是 60 -100 ，一般是注射壓力的 30%65%，取 平均壓力為： 3 (18+65)´ 10 P型  = 41500 P a 2 （4.2）n =符合要求。F 

30、530000 =1.3> 1 P型 (A11+A22  )41.5(8772+ 800) （4.3）（2）注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 （a）注射量的校核注射量以容積表示最大注射容積為：3Vmax = ×v = 0.85×140 = 119cm最少注射容積：3 Vmin = 0.25v = 35cmVmin<V¢ < Vmax  符合要求。（b）鎖模力的校核 前面計(jì)算過，符合要求。（c）最大注射壓力的校核而V=98.5注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力Pmax = 126MP應(yīng)該

31、大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力的 P 0 即 Pmax³ k' P0 式中 k '=1.25» 1.4 ； P 90 ； 0 為70代入數(shù)據(jù)計(jì)算，符合要求。（3）安裝尺寸的校核 最大與最小模具厚度模具厚度H應(yīng)滿足 Hmin<H< H max 式中Hmin = 150mm,Hmax = 150mm該套模具厚度H=25+125+100+130+25=405mm ,很明顯選擇該注射機(jī)不能滿足模具 設(shè)計(jì)的要求。（4）開模行程校

32、核H H1 + H2 + (5+10)mm H 注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程，取270mm，見表4.2；H 1 塑件推出行程取82mm； H 2 為包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度；H2 = 82 + 150 + (5-10) = 237mm 242mm代值計(jì)算發(fā)現(xiàn)開模行程不能滿足。 注射機(jī)不能滿足要求得重新選取大型號(hào)的注射 機(jī)，再次選擇另一型號(hào)的注射機(jī) SZ-250/1500 該注射機(jī)的參數(shù)對(duì)前 1、2 步的校核一 樣正確，在這里只需要校核3、4步。方案二：由SZ-250/1500參數(shù)可知，該型號(hào)所有的參數(shù)（表4.2）都能滿足模具 設(shè)

33、計(jì)的要求。表 4.2 SZ-250/1500型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)注意：由方案一選取的注射機(jī)，在進(jìn)行型腔數(shù)量的校核時(shí)并沒有發(fā)現(xiàn)問題，于是 計(jì)算進(jìn)行下去，在注射機(jī)工藝參數(shù)的校核時(shí)還是正確的。當(dāng)設(shè)計(jì)到選取了模架，并對(duì) 模架大小進(jìn)行注射機(jī)校核時(shí)發(fā)現(xiàn)注射機(jī)不能滿足模架厚度，同時(shí)開模行程也太短，于 是重新選擇方案二的注射機(jī)以滿足剩下的要求，并倒回來修改前面的數(shù)據(jù)。但在這里 我為了描敘的方便， 也為了行文的整潔， 就把后面的兩個(gè)不滿足的條件放在這里校核， 先在這里取合適的注射機(jī)，免除了描敘上的反復(fù)驗(yàn)證和修改。 4.2 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)和澆口的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)凝料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳

34、質(zhì)、傳壓9和傳熱的功能 。4.2.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道， 通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線 上， 斷面為圓形， 具有一頂?shù)腻F度， 以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流到凝料的順利拔除。（1）主流道尺寸和澆口的設(shè)計(jì)（a）主流道的小端直徑 D=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.51）=3+（0.51），取D=3.5mm 。（b）主流道的球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（12）=15+（12），取SR=16mm（c）球面的配合高度（d）主流道的長(zhǎng)度主流道大端直徑 h=3mm或5mm，取h=3mm 取L=22+43.5=65.5mm D'=D+2L tana »

35、; 6.54 （半錐角 a = 1o ） 取D =5.8mm澆口套總長(zhǎng)（2）澆口套的設(shè)計(jì) L0 =L+h=63.5mm+3mm=68.5mm主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求比較嚴(yán)，因而 模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套， 以便有效的選用優(yōu) 質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為 50HRC55HRC,如圖4.1所示。圖 4.1 主流道襯套（3）定位圈的設(shè)計(jì)與固定由于該模具主流道比較長(zhǎng)，定位圈和襯套設(shè)計(jì)成分體式，注射機(jī)定位孔尺寸為 + 0.10 

36、0.2 f 125 ，定位圈尺寸取 f 125- 0 - 0.4 ，兩者之間呈較松的間隙配合。定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.2所示；定位圈和襯套的固定形式如圖4.3所示。圖 4.2定位圈圖 4.3 主道襯套的固定形式1-內(nèi)六角螺紋；2-定位圈；3-定模座板；4-主流道襯套；5-定模板4.2.2 澆口和流道的設(shè)計(jì)優(yōu)化選擇側(cè)進(jìn)膠,流道有兩種選擇方案:如圖4.4，塑料熔體直接流入型腔，因而壓力損失小，進(jìn)料速度快，成型比較容易。另外傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，但澆口在塑膠表面,影響外觀.圖 4.4 澆口和流道的設(shè)置形式如圖4.5，設(shè)置了分流道,但在塑膠底部進(jìn)澆,不影響塑

37、件外觀.圖 4.5 澆口和流道的設(shè)置形式4.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算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(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖 刷，脫模時(shí)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(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度 及較好的耐磨性能。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體 結(jié)構(gòu)，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(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的

38、工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵 的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺 寸，型腔深度和型芯高度尺寸和中心距尺寸等。ABS的成型收縮率為0.4%0.7%所以平均收縮率取 s=0.55%。10 塑件尺寸公差按SJ1372SJ1378標(biāo)準(zhǔn)中的 5 級(jí)精度成型 。4.3.1 動(dòng)模部分的型芯與型腔成型內(nèi)殼和兩個(gè)電線輸出孔采用鑲?cè)胧叫托境尚?，這樣方便加工和替換。（1）圓柱鑲件型芯（見圖4.6） ；圖 4.6 圓柱型芯（a）采用臺(tái)肩固定的形式，下底面用模珂與動(dòng)模壓緊。（b）塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的塑件公差 數(shù)值表3.1。塑件尺寸 +

39、0.24 0.25 d 5 ， hs  = 8+  s =Æ 0 0 00 dM=(1+s)ds +x D0-d =(1+0.55%)´5+0.75´0.24-0.25´0.24= 5.2 - 0.06 （4.4） 00 hM=(1+s)ds +x D0=(1+0.55%)´8+0.75´0.25= 8.23 0.06 -d -0.25´

40、0.25-式中 s塑料的平均收縮率，ABS為0.55%； d s 塑件外徑尺寸（取25.64mm） ； x 修正系數(shù)（取0.75） ；D 塑件尺寸公差，見上塑料尺寸公差值；d 模具制造誤差，其他誤差忽略，當(dāng)尺寸小于50mm時(shí)， d =4 ；當(dāng)塑 件尺寸大于50mm 時(shí)， d = 。（2）圓柱滑塊頭型芯（見圖4.7）圖 4.7 圓柱滑塊頭型芯（a）固定在滑塊上,和滑塊一起運(yùn)動(dòng)采用臺(tái)肩固定的形式。（b）塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的塑件公差數(shù)值表。 塑件尺寸 0 0 D 。 s

41、 1= 15 - 0.5 ， D s 2= 67.8 - 0.8 ，00 dM=(1+s)ds +xD 0-d =(1+0.55%)´5+0.75´0.24-0.25´0.24= 15.07 - 0.06 00 dM=(1+s)ds +x D0-d =(1+0.55%)´5+0.75´0.24-0.25´0.24= 67.84 - 0.06 式中各符號(hào)同前。（3）動(dòng)、定模模仁（

42、見圖4.8）圖 4.8 動(dòng)模型腔（a）模仁為鑲?cè)胧剑ㄟ^沉頭螺釘固定在動(dòng)模板上。（b）尺寸計(jì)算。塑件的尺寸公差源自塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)的塑件公差 數(shù)值表3.1。 0 0 Ls  1= 180   2= 30.2 - 0.50 ， Ls - 0.86 ， H = 3.9 - 0.20 0.25´ 0.5LM1=(1+s)Ls 1-x Dd= 17.90.125  0=(1+0.55%)´

43、18-0.75´0.500 0.25´ 0.86LM2=(1+s)Ls 2-x Dd= 30.150.22  0=(1+0.55%)´30.2-0.75´0.8600 0.25´ 0.200.05 HM=(1+s)Hs +x Dd= 4.0 0=(1+0.55%)´4.04+0.75´0.2000 11 式中各符號(hào)同前 。4.3.2 型腔零件剛度和強(qiáng)度校核由于塑件成型部分采用模仁，再?gòu)哪０迳祥_框把模仁鑲?cè)?，用螺絲吃緊。成型部

44、分離模仁有滿足條件的規(guī)定距離（20mm25mm） ，而模仁離模板四周也有滿足條件的 規(guī)定距離，所以成型時(shí)型腔零件完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求，在這里就不一一校核。 在動(dòng)模板上，由于成型壓力很大部分垂直壓在其上，底部為了節(jié)約材料不打算采用支撐板， 在這里我們采用四個(gè)中托司支撐。 尺寸位置大小和中托司布局請(qǐng)見模具組裝圖。4.4 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用根據(jù)前面型腔的布局以及互相位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選 用結(jié)構(gòu)形式為CI2030 60 70 01 S。即采用數(shù)量為1的標(biāo)準(zhǔn)模架。（1）定模座板（250mm×300mm、厚為25mm）定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為4

45、5鋼。通過 5 個(gè) M12 的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過 2 個(gè) M8 的內(nèi)六7 角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H8/f8配合 。（2）定模板（200mm×300mm，厚60mm）用于固定型芯、導(dǎo)套。固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠強(qiáng)度，一般用45號(hào)鋼， 調(diào)質(zhì)到230HB270HB。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，另外一段采用H7/f77 配合；定模板與澆口套采用H7/m6配合 。（3）動(dòng)模座板（250mm×300mm、厚為25mm）材料為45鋼，其上的注射機(jī)頂孔為直徑40 mm。（4）動(dòng)模板（200mm×300mm，厚60mm）行位

46、滑塊通過矩形導(dǎo)滑槽在模套中滑動(dòng)，以完成側(cè)向分型和合模復(fù)位，材料為7 45鋼。其上的導(dǎo)柱和導(dǎo)柱孔為H7/k6配合 。（5）墊塊(46mm×380mm 厚70mm）（a）主要作用在動(dòng)模座板與支撐板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以 適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。（b）結(jié)構(gòu)形式可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。（c）墊塊材料墊塊材料為Q235A，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。改套模具采用Q235A制造。 （d）墊塊的高度h校核。h= h 1 + h 2 +s+d =15+20+25+5=65mm式中

47、 h 1 推板厚度，為15mm; h 2 推桿固定板厚度，為20mm;s推出行程，為30mm；d 推出行程余量，一般為3mm6mm，取5mm.（6）推板（120mm×300mm，厚度15mm）材料為45鋼，其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/k6配合。用M6的內(nèi)六角圓 柱螺釘與推桿固定板固定。（7）推桿固定板（120mm×300mm，厚度20mm）7 鋼材為45鋼,其上的推板導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/f9配合 。模架如圖（4.9）所示：圖 4.9 模架4.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)模架，模架本身帶有導(dǎo)向裝置

48、，按模架規(guī)格選取即可。4.5.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)（1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部分，其中心至模 具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的精度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。（2）該導(dǎo)套采用4根導(dǎo)柱，其布置為等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置。（3）導(dǎo)柱安裝在支承板和模套上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。（4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)只有承屑槽，在導(dǎo) 柱孔口倒角。（5）在合模時(shí)，保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。12 （6）動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求 。4.5.2 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)（1）采用帶頭導(dǎo)柱，加油槽，如圖4.10所示。（2）導(dǎo)柱長(zhǎng)度必須比

49、凸模端面高度高出6mm8mm。（3）為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱端部常做成圓錐形的先導(dǎo)部分。（4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。（5） 導(dǎo)柱的安裝形式， 導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合， 導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f77 或H8/f7間隙配合 。（6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為0.2um。（7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬耐磨的表面、不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火 處理或碳素工具鋼 T8A、T10A 經(jīng)淬火處理，硬度為 50HRC 以上或 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面 淬火、低溫回火、硬度為50HRC以上。圖 4.10 導(dǎo)柱4.5.3 導(dǎo)套設(shè)計(jì)導(dǎo)套與安裝在另外一半模上的導(dǎo)柱相配

50、合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，以保 證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。 導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種： 直導(dǎo)套、 帶頭導(dǎo)套。（1）采用帶頭導(dǎo)套，如圖4.11所示。（2）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。（3）導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f7 H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4um。 導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另外一端采用H7/e7配合鑲?cè)肽０?。?）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，該模具中采用T8A。圖 4.11 導(dǎo)套4.6 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成13 脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也常

51、稱為推出機(jī)構(gòu) 。4.6.1 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決 定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的，應(yīng)遵循以下原則。（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)近盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)。（2）保證塑件不因推出而變形損壞。（3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠。（4）良好的塑件外觀。（5）合模時(shí)的準(zhǔn)確復(fù)位。4.6.2 塑件的推出機(jī)構(gòu)該套模具的塑件采用推桿推出，推桿的形式為圓形。（1）推桿如圖4.12所示，共13根推桿。圖 4.12 帶肩圓筒推桿（2）推桿應(yīng)設(shè)置在脫模阻力大的地方。（3）推桿應(yīng)布置均勻。（4）推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度、剛度較大的地方。（5）推桿直接與模板上的推桿空采用

52、H8/f8 間隙配合。（6）通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔地面平齊或高出型腔底面0.05mm 0.10mm。（7）推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm 的間隙，這樣可以降低加工要求， 又能在多推桿的情況下， 不因各板上的推桿孔加工誤差引起軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn) 象。（8）推桿的材料常用 T8、T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 50HRC 以上，工作 端配合部分的表面粗糙度為 u=0.8Ra。4.7 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)在注射成型的塑件上與開合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí)，塑 件就不能直接由推桿等推出機(jī)構(gòu)推出脫模，此時(shí)，模具上成型該處的零件必須制成可 側(cè)向移動(dòng)的活動(dòng)型芯

53、，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽出，然后在把14 塑件從模內(nèi)推出，否則就無法脫模 。4.7.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)類型的確定殼體頂部后需要用到抽芯機(jī)構(gòu)，在這里運(yùn)用機(jī)動(dòng)方式抽芯。驅(qū)動(dòng)方式為斜導(dǎo)柱。 該塑件的側(cè)凹較淺,所需的抽芯距不大,側(cè)凹的成型面積也不大,所以采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽 芯足夠.一般將主型芯和滑塊位置設(shè)于動(dòng)模，這樣在脫模過程中，側(cè)向分型時(shí)對(duì)塑件 有限制側(cè)向移動(dòng)的作用，塑件不會(huì)黏附在滑塊上，脫模比較順利。4.7.2 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱設(shè)置在定模，與滑塊的中線對(duì)齊，有足夠的強(qiáng)度。斜導(dǎo)柱頂端用模殼和定模板固定并磨到和定模板平， 在開模時(shí)能隨驅(qū)使滑塊沿動(dòng) 模板上的導(dǎo)滑槽滑動(dòng)。斜導(dǎo)柱傾斜角

54、為20°。4.7.3 滑塊的組合及設(shè)計(jì)形式設(shè)計(jì)其組合方式時(shí)應(yīng)考慮分型與抽芯的方向要求,并保證塑件有較好的外觀質(zhì)量, 另外還應(yīng)使滑塊的組合部分具有足夠的強(qiáng)度,該套模具采用兩瓣合模塊組合的結(jié)構(gòu)形 式。利用滑塊水平兩側(cè)面的凸耳與模套對(duì)應(yīng)的導(dǎo)滑槽滑動(dòng)配合,達(dá)到側(cè)向分型與復(fù)位 的目的。為防止滑塊離開動(dòng)模，采用壓塊壓住滑塊兩邊的凸耳。4.7.4 各項(xiàng)尺寸的計(jì)算與校核斜導(dǎo)柱、滑塊、導(dǎo)柱之間的相對(duì)位置以及脫模推出完成后的相對(duì)位置如圖4.13所示。（1）滑塊左右兩面傾角為93°，便于滑塊滑動(dòng)，滑塊高度為67.4mm，全部高出 動(dòng)模板。設(shè)置在動(dòng)模板內(nèi)的彈簧波子止動(dòng)距離為34mm。每個(gè)滑塊分布兩

55、個(gè)彈簧 波子，并布局在滑塊中心線的兩邊。（2）斜導(dǎo)柱的導(dǎo)向傾斜角為20°，從合模到開模斜導(dǎo)柱剛離開滑塊時(shí)，斜導(dǎo)柱 的移動(dòng)距離是34.5mm，保證了滑塊止動(dòng)上的配合。（3）抽芯距離校核需要抽芯的距離是：33.4mm斜導(dǎo)柱剛好抽出來時(shí)的推動(dòng)距離：40mm因：l推 > s +4，所以抽芯距離滿足要求，塑件能正常取出。 抽圖 4.13 側(cè)向分型與抽芯分析4.8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)模板分型面上設(shè)置1mm深的排氣槽用于排氣， 而且在成型殼體內(nèi)腔的型芯上設(shè)置 了6根推桿，排氣條件足夠。4.9 冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)4.9.1 加熱系統(tǒng)該套模具的模溫要求在70以下，又是小型模具，所以無需設(shè)置加熱裝置。4

56、.9.2 冷卻系統(tǒng)ABS 塑料注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 180190 左右，而塑料固化后，從模 具型腔中取出時(shí)其溫度在60 以下，熱塑性塑料在注射成型后，須對(duì)模具進(jìn)行有效 的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。ABS 的成型溫度和模具溫度分別為 180190 、5070 ，用常溫水對(duì) 模具進(jìn)行冷卻。（1）冷卻介質(zhì)冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水比較多，因?yàn)槔鋮s水熱容量大、傳熱 系數(shù)大，成本低。用水冷卻，即使在模具型腔周圍或者內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。（2）冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算如果忽略模具因空氣對(duì)流、 熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量， 不考慮模具、 金屬材料的

57、熱阻，可對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的簡(jiǎn)略計(jì)算。（a）求塑料固化時(shí)每分鐘釋放的熱量Q2 查表得ABS單位質(zhì)量放出的熱量Q1=7×10 kj/kg，故2 Q = WQ1 = 0.107×7×10 kj/kg=7.49kj式中 W單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/min），模具每分鐘注射1次。（b）冷卻水的體積流量qv= -3 = 0.358×10 /min (4.7）3 3 式中 r 冷卻水的密度，為1×10 kg/m ; q 1 冷卻水出口溫度，取25； q 2 冷卻水進(jìn)口溫度，取20；C冷卻水的比熱容，為4.187kj/(k

58、g PC)；（c）冷卻管道的直徑為使冷卻水處于湍流狀態(tài),查資料取d=8mm。（d）冷卻水在管道內(nèi)的流速v= = 0.95m/s (4.8）（e）冷卻水管道水孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)查參考文獻(xiàn)中的表取f =7.22,水溫為25時(shí),因此h =3.6f（f）冷卻管道的總傳熱面積 3 =16769kj/m h PC (4.9）A= -4 2 = 5.61×10 m (4.10）（g）模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù) - 4 A 5.61´ 10 n =» 2 （孔） p dl 3.14´´ (15

59、0 (4.11）式中 l模殼長(zhǎng)度，為150mm.4.9.3 冷卻裝置布置方案的對(duì)比方案一：理論得到的水道只需要開設(shè)2條，但成型該塑件的零件布局并不平直， 而且有兩個(gè)側(cè)向抽芯的型芯也需要運(yùn)水冷卻。所以不是兩條水道就能使塑件均勻冷 卻。方案二：我們?cè)趦蓚€(gè)行位上各開設(shè)一條U型水道，用于冷卻塑件的兩側(cè)面；在成 型塑件內(nèi)殼的型芯上開設(shè)置一條水道，用隔水片導(dǎo)流；定模模殼成型塑件底部和前后 兩面，所以在模仁頂部開個(gè)長(zhǎng)方形水道，在成型塑件前后兩面的零件內(nèi)各開設(shè)一條水 道并各走三層，這樣才能使塑件各個(gè)方面都能得到冷卻，防止了受熱不均勻?qū)е碌穆N 首。從裝配圖上可查看“冷卻水路示意圖” 15 。4.10 模具材料例表表 4.7 該模具的選材及熱處理見表5 模具裝配5.1 塑料模具裝配的技術(shù)要求塑料模具種類較多，結(jié)構(gòu)差異很大，裝配的具體內(nèi)容與要求也不同。一般注射、 壓縮和擠出模具結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，裝配環(huán)節(jié)多，工藝難度大。其他類型的塑料模具結(jié)構(gòu) 較為簡(jiǎn)單。 無論哪種類型的模具， 為保證成形制品的質(zhì)量， 都應(yīng)具有一定的技術(shù)要求。（1）模具裝配后各分型面應(yīng)貼合嚴(yán)密,主要分型面的間隙應(yīng)小于0.05mm;在模具 適