安全帽外觀及注射模設(shè)計

1、摘 要 本設(shè)計介紹了安全帽注射模的設(shè)計與制造方法。該注射模采用了1模1腔的結(jié)構(gòu)。內(nèi)容包括制品材料的選擇及材料性能的分析、注射機的選用、澆注系統(tǒng)、成型零件、冷卻系統(tǒng)和抽芯機構(gòu)的設(shè)計等部分。本文強調(diào)利用現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計制造技術(shù)，運用了Pro/E軟件進行輔助設(shè)計。既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，還大大地提高了制造生產(chǎn)率，縮短了產(chǎn)品更新的周期。關(guān)鍵詞： 制造 設(shè)計 安全帽注射模 Pro/E CAD/CAM Abstract This design introduced the plastic injects mold's design and the manufacture method. This i

2、njection mold has used 1 mold 1cavity structures. The Contents include products choice of materials and materials performance analysis, injection machine choice, gating system, molding parts, cooling system and core-pulling mechanism design etc parts. This paper emphasizes the modern computer aided

3、design and manufacturing technology, using Pro/E software assistant design. Not only ensure the product quality, but also greatly improve the manufacturing productivity, shortened product update cycle.Key word: manufacture design Helmets injection mould Pro/E CAD/CAM目 錄1、前言11.1課題研究的目的與意義11.2我國模具技術(shù)的現(xiàn)

4、狀及今后發(fā)展趨勢22、塑件的工藝分析32.1塑件使用材料的種類及工藝特征32.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性52.3塑件成形工藝性分析53、型腔數(shù)目的確定63.1塑件體積的計算63.2塑件的質(zhì)量計算73.3按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目74、注射機的選擇84.1注塑機類型84.2注塑機基本參數(shù)85、澆注系統(tǒng)的設(shè)計105.1主流道的設(shè)計105.2分型面的選擇設(shè)計原則115.3澆口的設(shè)計125.4澆口套的設(shè)計135.5定位圈的設(shè)計136、確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計136.1型腔、型芯工作尺寸計算136.2側(cè)抽機構(gòu)設(shè)計146.3模架的選擇167、校核計算177.1注射壓力的校核177.2鎖模

5、力的校核177.3開模行程校核：188、導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計188.1導(dǎo)柱的設(shè)計188.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計198.3推出機構(gòu)的設(shè)計199、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計219.1 確定冷卻水道直徑2210、模具排氣槽的設(shè)計2211、校核2311.1注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核2311.2模具厚度H與注射機閉和高度2312、設(shè)計總結(jié)23致謝25參考文獻26安全帽外觀及注射模設(shè)計1、前言模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生

6、產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械、電子、輕工、汽車、紡織、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國、日本、法國、瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具

7、鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。1.1課題研究的目的與意義塑料模具產(chǎn)業(yè)近年來在我國發(fā)展很快，隨之而來的是日益激烈的市場競爭，加入WTO后，外國模具廠家進入國內(nèi)市場，要在激烈的競爭中脫穎而出，發(fā)展模具標準件實施模具的專業(yè)化生產(chǎn)至關(guān)重要。現(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)中，模具由于其加工效率高，互換性好，節(jié)約原材料，所以得到很廣泛的應(yīng)用。模具的用途廣泛，模具的種類繁多，科學(xué)地進行模具分類，對有計劃地發(fā)展模具工業(yè)，系統(tǒng)地研究、開發(fā)模具生產(chǎn)技術(shù)，

8、促進模具設(shè)計、制造技術(shù)的現(xiàn)代化，充分發(fā)揮模具的功能和作用；對研究、制訂模具技術(shù)標準，提高模具標準化水平和專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)水平，提高模具生產(chǎn)效率，縮短模具的制造周期，都具有十分重要的意義。1.2我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是

9、使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水

10、平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離：（1）注重開發(fā)大型、精密、復(fù)雜模具；隨著我國轎車、家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強模具標準件的應(yīng)用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標準件的應(yīng)用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展

11、的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。2、塑件的工藝分析2.1 塑件使用材料的種類及工藝特征該塑件材料選用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。用途：汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等），收音機殼，電話手柄、大強度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機，攪拌器，割草機等），打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪

12、橇車等。比重:1.05克/立方厘米 燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍底黃火焰、黑煙、淺金盞草味溶劑實驗：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用特點： 1、綜合性能較好,沖擊強度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好. 2、與372有機玻璃的熔接性良好,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、透明等級別。 4、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 5、用途：適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件. 6、同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。成型特性： 1.無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干燥80-90

13、度,3小時. 2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度. 3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?4、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代

14、表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。 ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，散熱性（現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了，筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，同樣可以有出色的散熱效果。)成型加工和機械加工較好。ABS樹脂耐水、無機鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS工程塑料的缺點：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及

15、表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm³。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70ºC左右，熱變形溫度為93ºC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸

16、水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。ABS主要技術(shù)指標：表2.1 熱物理性能密度(g/ cm³)1.02105比熱容(J·kg-1K-1)12551674導(dǎo)熱系數(shù)(W·m-1·K-1×10-2)13.831.2線膨脹系數(shù)(10-5K-1)5.88.6滯流溫度(°C)130表2.2 力學(xué)性能屈服強度（MPa）50抗拉強度(MPa)38斷裂伸長率()35 拉伸彈性模量(GPa)1.8抗彎強度(MPa)80 彎曲彈性模量(GPa)1

17、.4抗壓強度(MPa)53抗剪強度(MPa)24沖擊韌度(簡支梁式)無缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表2.3 電氣性能表面電阻率（）1.2×1013體積電阻率（·m）6.9×1014擊穿電壓（KV/mm）介電常數(shù)（106Hz）3.04介電損耗角正切（106Hz）0.007耐電弧性(s)50852.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級：7級。2.3塑件成形工藝性分析為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用直澆口

18、。該澆口縱向開設(shè)在模具的型腔處，從塑料件頂面凹槽部位進料，因而塑件外表面的澆口位置比較隱蔽，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果塑件的工藝參數(shù)。干燥條件：80-90 2小時成型收縮率:0.3-0.8% 模具溫度：25-70（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）融化溫度：210-280（建議溫度：245）成型溫度：200-240 注射速度：中高速度注射壓力：500-1000bar 3、型腔數(shù)目的確定根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點，此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采

19、用第二種方式，1模1件的結(jié)構(gòu)。3.1塑件體積的計算塑件的體積塑件三維模型：圖 3.1根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到塑件的體積 V=308.9cm澆注系統(tǒng)的體積計算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 圖3.2 澆注系統(tǒng)示意圖根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積V2=4.2cm塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為V=308.9+4.2=313.1cm3.2塑件的質(zhì)量計算查手冊取密度=1.05g/cm塑件體積：V=313.1cm塑件質(zhì)量：根據(jù)有關(guān)手冊查得：=1.05g/cm所以，塑件的重量為：M=V×=313.1cm×1.05=328.7g3.3按注射機的最大注射量確

20、定型腔數(shù)目根據(jù) (3.1) 得 (3.2) 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機最大注射量，cm或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cm或g； 單個塑件體積或質(zhì)量，cm或g；根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用1模1腔 圖 3.34、注射機的選擇4.1注塑機類型1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿式注塑機,這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破,目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機的產(chǎn)量占整個塑料機械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快,產(chǎn)量最多的機種之一.注塑機的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法.常用的說法有:（1）按設(shè)備外形特征分類:臥式,立式,

21、直角式,多工位注塑機；（2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。4.2注塑機基本參數(shù)注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間等.這些參數(shù)是設(shè)計,制造,購買和使用注塑機的主要依據(jù).(1)公稱注塑量；指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力.(2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力.(3)注

22、射速率；為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度.常用的注射速率如表4-2所示。表4.1 注射量與注射時間的關(guān)系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時間/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應(yīng)與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加

23、長成型周期.(5)鎖模力；注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開.(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍.(7)開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停.(8)空循環(huán)時間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時間.查國產(chǎn)注射機主要技術(shù)參數(shù)表取CJ380M3主要技術(shù)參數(shù)如下。表 4.2 注塑機參數(shù) CJ3

24、80M3注塑機射膠部分參數(shù)鎖模部分參數(shù)注射重量1328克鎖模力3800kn注射容量1414立方厘米鎖模行程605mm注射壓力153Mpa開模行程1325mm注射行程320mm模板尺寸1003x1020mm噴嘴半徑20mm導(dǎo)柱間距700x760mm噴嘴孔徑4mm最小容模厚度245mm定位環(huán)直徑150mm最大容模厚度760mm噴嘴深入模具距離頂出力150kn頂出行程185mm5、澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則：澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑

25、料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。5.1主流道的設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道根據(jù)選用的CJ380M3型號注射機的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm； 噴嘴前端球面半徑：R0=20mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 取主流道球面半徑：R=21mm； 取主流道小端直徑：d=4.5mm 為了便于將凝料從主流道

26、中取出，將主流道設(shè)計成圓錐形，起斜度為，此處選用2°，經(jīng)換算得主流道大端直徑為8.5MM。圖5.1 主流道示意圖5.2 分型面的選擇設(shè)計原則分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。5.2.1分型面的形式該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。5.2.2分型面的設(shè)計原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、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(yīng)綜合分析。1.選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項基本原則：2.分型面應(yīng)選在塑件外形

27、最大輪廓處3.確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模4.保證塑件的精度5.滿足塑件的外觀質(zhì)量要求6.便于模具制造加工7.注意對在型面積的影響8.對排氣效果9.對側(cè)抽芯的影響在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。圖5.2 分型面示意圖5.3 澆口的設(shè)計澆口亦稱進料口,是連接分流道與型腔的熔體的通道.，也是注塑模進料系統(tǒng)的最后部分.澆口的設(shè)計與位置的選擇恰當(dāng)與否,直接關(guān)系到塑件能否完好的高質(zhì)量地注射成型.其基本作用為：1、從流道來的熔融塑料以最快的速度進入充滿型腔。2、型腔充滿后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔能還未冷卻的塑料回流。根據(jù)澆口的位置選擇要求

28、，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。本設(shè)計采用直澆口。直接澆口：既是主流道澆口,屬于非限制性澆口. 塑料熔體由主流道的大端直接進入型腔,因兒具有流動阻力小,流動流程短及補給時間長等特點.但是也有一定的缺點如進料處有較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形,由于澆口較大驅(qū)除澆口痕跡較困難,而且痕跡較大,影響美觀.所以這類澆口多用于注射成型大,中型長流程深型腔筒型或翹型塑件,尤其適合與如聚碳酸脂,聚砜等高粘度塑料.另外,這種形式的澆口只適合于單型腔模具. 澆口設(shè)計如圖5.3圖5.3 澆口示意圖5.4 澆口套的設(shè)計由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具

29、的主流道部分通常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材（如T8A等）單獨加工和熱處理（硬度為5357HRC），或用45，50，55等鋼表面淬火（55HRC）。其主要作用是：第一,使模具安裝時進入定位孔方便而在注塑機很好地定位，與注塑機噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被推出模具；第二,作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地到達型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時保證主流道凝料脫出方便。5.5 定位圈的設(shè)計其直徑D為與注射機定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機的定位孔確定。直徑D一般比注射機定位孔直徑小0.1以便于安裝。定位圈一般采用45或Q235鋼。用兩個

30、以上的M6-M8的內(nèi)六角螺釘固定在模板上。6、確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計6.1型腔、型芯工作尺寸計算ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%平均收縮率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔內(nèi)徑： =318.49mm 型腔深度： =142.5mm 型芯外徑： =310.94mm 型芯深度： =140.1mm 型腔徑向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收縮率；-塑件公差 -成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;-型芯徑向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；

31、型腔：鋼材選用3Cr2Mo，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型型芯：鋼材選用3Cr2Mo，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型6.2 側(cè)抽機構(gòu)設(shè)計6.2.1 抽芯距的確定與抽拔力的計算1 抽芯距的計算公式如下： （6.1）式中 S抽芯距，mm； S1取出塑件最小尺寸，mm；R最外尺寸，mm；r滑塊內(nèi)徑，mm。S=2.51+2.49=5mm6.2.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計斜導(dǎo)柱分型抽芯是應(yīng)用最廣的分型抽芯機構(gòu)，它借助開模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。其結(jié)構(gòu)如圖6.2.1所示，閉合?；瑝K裝在T型導(dǎo)滑槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與滑塊上對應(yīng)的孔

32、呈松動配合，開模時斜導(dǎo)柱與滑塊發(fā)生相對運動，斜導(dǎo)柱對滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。圖中的限位擋釘?shù)淖饔檬峭瓿沙榘蝿幼骱髮瑝K起定位作用，使它停留在與斜導(dǎo)柱脫離時的位置上，以便合模時斜導(dǎo)柱能準確進入斜孔驅(qū)動其復(fù)位，楔緊塊的作用是在閉模時壓緊滑塊，以免注塑時滑塊受到塑料壓力移位。圖6.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)示意圖 斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱的斜角一般為1520°，最大不得超過25°，本設(shè)計采用16°，斜導(dǎo)柱的尺寸如圖6.3所示，材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材T8A，淬火硬度HRC5560。1斜導(dǎo)柱的長度計算當(dāng)滑塊抽出的方向與開模方向垂直（圖8.6所示）斜導(dǎo)柱的長度計算公式如下： （

33、6.2）式中 L斜導(dǎo)柱的總長度，mm；D大端的直徑，mm；S抽拔距，mm；d導(dǎo)滑段的直徑，mm；h固定模板厚度，mm；斜導(dǎo)柱的傾斜度，15°。 L=186mm6.3模架的選擇注塑模模架國家標準有兩個，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標準，該設(shè)計采用龍記標準模架，型號為：AI-5555-A250-B150-C210。圖6.3 模架模型圖7、校核計算7.1注射壓力的校核塑件成形所需的注射壓力應(yīng)小開或等于注射機的額定注射壓力，其關(guān)系按下式校核 (7.1)式中

34、塑件成型所需的注射壓力（Mpa）所選注射機的額定注射壓力（Mpa）已知 =60100(Mpa); =153（Mpa）所以滿足7.2鎖模力的校核模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核：（） (7.2)式中 安全系數(shù)，常取=1.11.2，這里取值1.1;熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力（。根據(jù)經(jīng)驗，型腔內(nèi)平均壓力常取2040。這里取30；A塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積（cm）；注射機額定鎖模力。 已知A 式中 a橢圓長半軸，取140mm;b橢圓短半軸，取130mm， 所以 A=即： 所選注射機的鎖模力F=3800 >1886.84 ,所以所選注射機滿足鎖模力要

35、求。7.3開模行程校核： (7.3)式中脫模距離（），這里為157.5；包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（），這里為 190； 注射機開模行程（即移動模板行程）（）。已知所選注射機最大開模行程=1325,故而可知 157.5+190+5.5353（）,能滿足要求。液壓機械式鎖模機構(gòu)的最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定。而與模具厚度無關(guān)。8、導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)的作用：1）定位作用；2）導(dǎo)向作用；3）承受一定的側(cè)向壓力8.1導(dǎo)柱的設(shè)計 8.1.1長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出812 cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔的情況。 8.1.2形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形，以使導(dǎo)

36、柱能順利地進入導(dǎo)向孔。 8.1.3材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此采用T8A，硬度為5055HRC。 8.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8.2.1材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?8.2.2形狀 為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。 8.3推出機構(gòu)的設(shè)計注塑模中的脫模機構(gòu)可以在注塑的每一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型芯上自動的脫出模外。推桿脫模機構(gòu)在生產(chǎn)實際中應(yīng)用廣泛，是脫模機構(gòu)的典型型式，它一般包括推桿、拉料桿、復(fù)位桿、推桿固定板等組成，當(dāng)開模到一定距離時，注塑機推出裝置推動

37、推板并帶動所有推桿、拉料桿和復(fù)位桿一道前進，將塑件和澆注系統(tǒng)一起推出模外。合模時復(fù)位桿首先與定模邊的分型面相接觸，而將推板和所有的復(fù)位桿一道推回原位。根據(jù)塑件的形狀特點， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機構(gòu)可采用推桿推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機構(gòu)，推桿推出機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設(shè)立十六 采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。結(jié)合制品的結(jié)構(gòu)特點，模具型腔的結(jié)構(gòu)采用了整體式型腔板，這種結(jié)構(gòu)工作過程中精度高，并且在此

38、模具中容易加工得到， 在推出機構(gòu)中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結(jié)構(gòu)主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側(cè)向壓力而折斷，因為產(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設(shè)計推桿，全部固定在頂桿固定板。 推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求，推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或搞出型腔0.050.1cm.8.3.1推件力的計算 對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其脫模力（Q）： (8.1) 式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; -被包緊部分的深度（cm）;

39、-由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取7.811.8MPa； -磨擦系數(shù)，一般取0.11.2； -脫模斜度； L=935.8MM H=144.52MM Q=935.8MM*144.52MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5) =135.24 (KN)8.3.2 推桿的設(shè)計 推桿的強度計算 查塑料模設(shè)計手冊之二由式5-97得d=（） (8.2) d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)0.7 l推桿長度cmn推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q總脫模力 取 D=10MM。推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計手冊式5-98= (8.3) 取320N/mm&#

40、178; < 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC50659、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計注塑模具型腔壁的溫度高低及其均勻性對成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為200300，而塑件固化后從模具中取出的溫度為6080以下，視塑料品種不同有很大差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，通過模溫調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。高溫塑料熔體在模具型腔內(nèi)凝固并釋放熱量，模具內(nèi)存在著一個合適的溫度分布，使制品的質(zhì)量達到最佳。模具溫度調(diào)節(jié)對制品質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1）變形，模具溫度穩(wěn)定、冷卻速度均衡可以減小制品的變形；2)尺寸精度，利用模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)保持模具溫度的恒定，能減小制品

41、成形收縮率的波動，提高制品尺寸精度的穩(wěn)定性；3）力學(xué)性能，從減小制品應(yīng)力開裂的角度出發(fā)，降低模溫是有利的；4）表面質(zhì)量，提高模具溫度能夠改善制品表面質(zhì)量，過低的模溫會使制品輪廓不清晰并產(chǎn)生明顯的融接痕，導(dǎo)致制品表面粗糙度過大。冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應(yīng)盡量多，b) 截面尺寸應(yīng)盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng)； d) 適當(dāng)布置水道的出入口； e) 冷卻水道應(yīng)暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面積澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示，采用非平衡式布置，從主流道末端到每個澆口的距離不

42、相等，但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同，這樣的設(shè)計可以使進人每型腔的流程最短，減少了熱量散失，縮小了模具的體積，對于該小型什的注射成型來說，并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形，澆口的類型采用直澆口。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計對于成型小型件的1模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導(dǎo)致收縮不均勻，特別是非平衡式分流道的結(jié)構(gòu)。放為了使冷卻效果好，在模具的定模型腔板和動模利腔板內(nèi)開沒了如圖所示的水道，橫向穿過這兩塊模板，這樣使塑件各處的冷卻均勻，模具的模溫均勻設(shè)定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為。9.1 確定冷卻水道直徑 查表3-26得ABS的

43、單位流量為 依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較大。 設(shè)計冷卻水道直徑為14mm符合要求。 冷卻水示意圖：圖 9.110、模具排氣槽的設(shè)計 當(dāng)塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質(zhì)帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設(shè)計在分型面之間、推桿預(yù)模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進行排氣，間隙值取0.04。11、校核11.1注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 1）鎖模力與注射壓力的校核 (11.1) -注射時型腔壓力 查參考文獻得 113MPa -塑件在分型面上的投影面積（） -澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（） -注射機額定鎖模力，按CJ380M3型注射機額定鎖