塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).pdf

1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題：飲水機(jī)龍頭一模兩腔注射模具設(shè)計(jì) 系部：機(jī)械工程系 專(zhuān)業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 班級(jí)：高模具 0604 班 姓名：劉兵 指導(dǎo)老師：謝冬和 企業(yè)指導(dǎo)老師：楊漢欽 株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審表 學(xué)生姓名劉兵學(xué)號(hào)200604010104040所在系部機(jī)械工程系 所學(xué)專(zhuān)業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造所在班級(jí)高模具 0604 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目飲水機(jī)龍頭一模兩腔注射模具設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 審 查 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年月日 評(píng) 閱 教 師 評(píng) 閱 意 見(jiàn) 評(píng)閱教師簽字： 年月日 答 辯 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）標(biāo)題飲水機(jī)龍頭一模兩腔注射模具設(shè)計(jì) 答辯日期年月日答辯地點(diǎn) 3 記 錄 答 辯 記 錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）標(biāo)題飲水機(jī)龍頭一模兩腔注射模具設(shè)計(jì) 答辯日期年月日答辯地點(diǎn) 用簡(jiǎn)潔語(yǔ)言記錄答辯過(guò)程，答辯委員會(huì)提出的問(wèn)題和學(xué)生回答情況： 答辯委員會(huì)記錄人（簽字） ： 答 辯 委 員 會(huì) 評(píng) 語(yǔ) 與 成 績(jī) 答辯委員會(huì)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的學(xué)術(shù)評(píng)（論文選題意義，所用資料和數(shù)據(jù)的可靠性， 寫(xiě)作的規(guī)范化與邏輯性，實(shí)用性與創(chuàng)新性；主要不足之處，答辯情況及成績(jī)） ： 答辯委員會(huì)主席（簽字） ： 年月日 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī) 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 1課題的目的及意義(含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析) 近年來(lái)，我國(guó)家電工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越 來(lái)越高的要求，2004 年，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到 30%左 右，據(jù)有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，在未來(lái)幾年中，中國(guó)塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增 長(zhǎng)速度達(dá)到 10%以上的較高速度的發(fā)展。國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量 最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，采用 CAD/CAM(Master CAM、UG、Pro/E)技術(shù)可以使設(shè)計(jì)者從繁沉計(jì)算和繪圖工件中 得到解脫。采用人機(jī)結(jié)合，各盡所長(zhǎng)，充分發(fā)揮其人的創(chuàng)造思維能力，控制設(shè) 計(jì)過(guò)程，使模具設(shè)計(jì)趨于合理化。而計(jì)算機(jī)則發(fā)揮其計(jì)算分折和儲(chǔ)存信息的能 力。兩者結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，有利于獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)成果，縮短開(kāi)發(fā)周期 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一種檢索，我相信它會(huì)使我們?cè)诟鞣?面都得到很大的提高。 2課題任務(wù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑 課題任務(wù)：飲水機(jī)龍頭 設(shè)計(jì)內(nèi)容：pro/e 造型，模具成型零件設(shè)計(jì)，模架調(diào)用，工藝計(jì)算，注塑機(jī)選用， 充模分析，設(shè)計(jì)及制造說(shuō)明，非標(biāo)準(zhǔn)件零件圖，總裝圖。 實(shí)現(xiàn)途徑：搜索資料（圖書(shū)館、網(wǎng)上）咨詢(xún)指導(dǎo)老師分析零件，PROE 造型 分模及模架調(diào)用，了解其基本的形狀，根據(jù)零件形狀確定設(shè)計(jì)方案，工藝性能， 計(jì)算有關(guān)的尺寸，繪制模具總裝圖，確定加工方法等 報(bào)告人簽名 年月日 3指導(dǎo)老師意見(jiàn) 指導(dǎo)老師簽名 年月日 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名劉兵學(xué)號(hào) 20060401010404 0 所在系部機(jī)機(jī)械工程系 所學(xué)專(zhuān)業(yè)模具設(shè)計(jì)與制造所在班級(jí)高模具 0604 班 E-聯(lián)系電畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目飲水機(jī)龍頭一模兩腔注射模具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 姓名 職 稱(chēng)工作單位及所從事專(zhuān)業(yè)聯(lián)系方式 謝冬和講師株洲職業(yè)技術(shù)學(xué)院 本設(shè)計(jì)選題根據(jù)（欲解決的問(wèn)題及其實(shí)用價(jià)值） ： 隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的日益增長(zhǎng)，人民需求也隨著增長(zhǎng)，對(duì)于物質(zhì)的需求 更是日益更新，飲水機(jī)是日常生活中必備的家具之一，人們對(duì)物質(zhì)質(zhì)量的要求的越來(lái) 越高，不光是實(shí)用、耐用還要求美觀。飲水機(jī)的市場(chǎng)廣泛有調(diào)查報(bào)告顯示，1997 年 國(guó)內(nèi)飲水機(jī)市場(chǎng)規(guī)模在 100 萬(wàn)臺(tái)左右，2001 年整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模已接近 1000 萬(wàn)臺(tái)，呈現(xiàn) 出較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，其中家庭消費(fèi)顯示出巨大潛能。2001 年市場(chǎng)銷(xiāo)售量達(dá)到了 384 萬(wàn)臺(tái)，2002 年 14 月份市場(chǎng)銷(xiāo)售量已達(dá)到 172.8 萬(wàn)臺(tái)，家庭消費(fèi)量占整個(gè)飲水機(jī)市 場(chǎng)規(guī)模的比重越來(lái)越大。專(zhuān)家預(yù)計(jì)在未來(lái) 2-3 年之內(nèi)，家庭購(gòu)買(mǎi)飲水機(jī)將超過(guò)商業(yè)用 戶(hù)的市場(chǎng)規(guī)模，飲水機(jī)將逐漸成為家庭必備電器之一。 飲水機(jī)市場(chǎng)有著令人心動(dòng)的誘人前景， 但飲水機(jī)市場(chǎng)存在的內(nèi)憂(yōu)外患成為其發(fā)展 的“瓶頸”。 內(nèi)憂(yōu)：飲水機(jī)自身存在著“二次污染”問(wèn)題。即使完全合格的桶裝水在飲水機(jī)上使 用時(shí)，細(xì)菌依然會(huì)進(jìn)入飲水機(jī)內(nèi)部并在貯水箱及冷水管道內(nèi)壁滋生繁殖，而大部分飲 水機(jī)的貯水箱溫度在 30 攝氏度左右， 是培養(yǎng)細(xì)菌的溫床， 20 分鐘左右就能繁殖一代。 其次是雜牌機(jī)擾亂市場(chǎng)，“雜牌”飲水機(jī)內(nèi)部接觸飲用水零件的抗菌性根本不合格，內(nèi) 部接觸飲用水零件的質(zhì)量不過(guò)關(guān)會(huì)助長(zhǎng)細(xì)菌滋生，直接損害消費(fèi)者的身體健康。 外患：作為飲水機(jī)的連體兄弟桶裝水問(wèn)題。目前市場(chǎng)上桶裝水質(zhì)量良莠不 齊，所謂唇亡齒寒，即使飲水機(jī)再好，如果桶裝水生產(chǎn)不達(dá)標(biāo)，也一樣會(huì)影響到飲水 機(jī)的聲譽(yù) 此次設(shè)計(jì)最終目的是為了更好的鞏固和掌握塑料模的相關(guān)知識(shí)及了解高分子材料 注成型模具的分類(lèi)、注射機(jī)型號(hào)的確定、分型面的位置的確定以及注射模具各組成部 分的設(shè)計(jì)(澆注系統(tǒng)、成型零件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、側(cè)向分型與 抽芯機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、支承零部件等)了解塑料模具材料的性能。 飲水機(jī)作為生活中非常重要的用品，飲水機(jī)龍頭的好壞自然決定飲水機(jī)的價(jià)值， 它要求材料無(wú)毒、穩(wěn)定、耐高溫。 專(zhuān)業(yè)方向、基本理論及設(shè)計(jì)內(nèi)容（設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)步驟要求詳細(xì)到章節(jié)） ： 一：專(zhuān)業(yè)方向：了解模具設(shè)計(jì)的基本原理、塑料模具設(shè)計(jì)的前景開(kāi)發(fā) 二：基本理論： 總個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程包括三個(gè)環(huán)節(jié)： 成型前的準(zhǔn)備； 注射過(guò)程； 6 塑件的后處理。 而成型前的準(zhǔn)備就必須注意材料的性能和特點(diǎn)。 考慮材料是否符合制件的使用功 能以及材料的流動(dòng)性，對(duì)制件進(jìn)行工藝分析，進(jìn)行預(yù)熱處理和干燥處理等等。而注射 過(guò)程包括加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻和脫模等階段。模具標(biāo)準(zhǔn)件的選擇、 脫模斜度的計(jì)算、裝配。分型面的設(shè)計(jì)。 成型后的處理：當(dāng)注射結(jié)束后進(jìn)行退火和調(diào)濕處理，保證制件的強(qiáng)度和剛度。在 總個(gè)過(guò)程要注意個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件的配合精度和考慮可加工性能。 結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單， 考慮經(jīng)濟(jì)性。 三：設(shè)計(jì)內(nèi)容： 一、確定制品的成型位置及分型面 二、確定模具的型腔數(shù)目 三、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 四、工作零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 五、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 六、加熱、冷卻裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算 七、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 八、考慮排氣和引氣方式 九、上述設(shè)計(jì)步驟完成后，模具結(jié)構(gòu)草圖已基本完成，然后進(jìn)行動(dòng)作分析，分 析各機(jī)構(gòu)之間工作的協(xié)調(diào)性以及有無(wú)干涉現(xiàn)象。 十、繪制模具總裝圖和主要零件的工作圖。模具總裝圖的俯視圖，一般去掉定 模部分，只畫(huà)出動(dòng)模部分?？傃b圖應(yīng)包含必要的尺寸、技術(shù)條件及明細(xì)表。 十一、審核、制造、調(diào)試。模具設(shè)計(jì)工作應(yīng)在用戶(hù)驗(yàn)收合格后才真正結(jié)束。 四：設(shè)計(jì)要求： 運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成對(duì)隔弧板注射模的全部設(shè)計(jì)過(guò)程，熟練掌握繪圖軟件的應(yīng)用， 精度要求較高，型腔局部設(shè)置固定的鑲件。開(kāi)模時(shí)，這些固定鑲件不能簡(jiǎn)單地沿開(kāi)模 方向與塑件分離，而是必須在塑件脫模時(shí)利用斜滑塊連同塑件一起移出模外，然后通 過(guò)斜滑塊角度將它與塑件分離，在下一次合模注射之前，再重新將其注入模內(nèi)。 五：設(shè)計(jì)步驟 1、零件圖樣的分析 2、根據(jù)零件確定選材 3、零件的工藝分析、經(jīng)濟(jì)分析 4、各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 5、相關(guān)工作零件的計(jì)算 6、零件組裝圖的設(shè)計(jì) 7、零件圖的檢測(cè)（是否合格） 8、工作原理圖 7 主要參考文獻(xiàn)、資料： 許發(fā)樾主編模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 北京; 機(jī)械工業(yè)出版社,2003 賈潤(rùn)禮, 程志遠(yuǎn)主編. 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社,2000 蔣繼宏,王效岳編繪.注塑模具典型結(jié)構(gòu) 100 例. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2000 屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì), 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1998 陸寧編著.實(shí)用注塑料模具設(shè)計(jì). 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 1997 許鶴峰,陳言秋編著. 注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例, 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社,1999 付宏生, 劉京華編著. 注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2003 許發(fā)樾主編模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì). 北京; 機(jī)械工業(yè)出版社,2003 許發(fā)樾主編.模具常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì). 北京; 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 陳志剛主編. 塑料模具設(shè)計(jì), 北京; 機(jī)械工業(yè)出版社,2002 王鵬駒主編.塑料模具技術(shù)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997 李海梅,申長(zhǎng)雨主編.注塑成型及模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù). 北京: 化工業(yè)出版社,2002 教 研 室 審 批 意 見(jiàn) 專(zhuān)業(yè)教研室主任簽字： （蓋章） 系 部 審 批 意 見(jiàn) 系部主任簽字： （蓋章） 8 目錄目錄 第 一章工藝分析.11 11 塑料分析.11 常用塑料.11 12產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析.13 13產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)分析.13 第二章模具設(shè)計(jì).14 21模具型腔數(shù)目的確定.14 22分型面的設(shè)計(jì).14 23型腔布局 15 24模具材料的選用.16 25澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).17 主流道設(shè)計(jì).17 分流道的設(shè)計(jì).19 澆口的設(shè)計(jì).20 推出力的計(jì)算.23 28側(cè)向抽芯與分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型.24 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì).24 2.側(cè)滑塊設(shè)計(jì)25 彎銷(xiāo)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).26 A.彎銷(xiāo)的設(shè)計(jì).26 29冷卻系統(tǒng).27 210成型零件的設(shè)計(jì).28 一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).28 二、計(jì)算成型零件工作尺寸.29 211 模架的調(diào)用.32 一、模架尺寸的確定.32 二、導(dǎo)向機(jī)構(gòu).32 第三章注塑成型工藝簡(jiǎn)介.34 3.2 注塑成型工藝條件35 31注塑機(jī)的選擇.37 1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介.37 3選擇注塑機(jī).38 4 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇 39 5 模具開(kāi)模行程校核40 第四章模 具 的 裝 配.41 1模具的裝配順序.41 2模具工作原理.42 結(jié)論.43 后記.45 9 緒論 近年來(lái)， 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛， 塑料成型加工機(jī)械和成型模具發(fā)展十分迅速， 高效，自動(dòng)化，大型，微型，精密，高壽命的模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占的比例 越來(lái)越大。我國(guó)大型、復(fù)雜、精密、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了一個(gè)新臺(tái)階，不少 種類(lèi)模具已能替代進(jìn)口模具，模具 CAD/CAM 技術(shù)得到了較快推廣應(yīng)用并取得 了良好效果，快速成形制造技術(shù)和設(shè)備有了長(zhǎng)足發(fā)展并已開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用推廣階 段，高速銑等新一代制造技術(shù)已被人們重視并開(kāi)始應(yīng)用。從模具使用角度來(lái)說(shuō)， 要求高效，自動(dòng)化，作簡(jiǎn)便；從模具制造角度，要求結(jié)構(gòu)合理，制造容易，低成 本?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具是必不可 少的三項(xiàng)重要因素。模具與其他機(jī)械產(chǎn)品比較，一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)含量高、 凈產(chǎn)值比重大。隨著化工、輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)的模具工業(yè)近年來(lái)一直以 每年1315左右的增長(zhǎng)速度高速發(fā)展， 而各行業(yè)對(duì)模具的要求也越來(lái)越高。 面對(duì)市場(chǎng)的變化，有著高技術(shù)含量的模具正在市場(chǎng)上嶄露頭角。隨著工業(yè)發(fā)展， 工業(yè)產(chǎn)品的品種、 數(shù)量越來(lái)越多； 對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和外觀的要求， 更是趨精美， 華氣。 因此，結(jié)合中國(guó)具體情況，學(xué)習(xí)國(guó)外模具工業(yè)建設(shè)和模具生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，宣傳、推 行科學(xué)合理化的模具生產(chǎn)，才能推進(jìn)模具技術(shù)的進(jìn)步。 注塑成型是熱塑性塑料制件最重要的加工方法。 用此方法加工成型的塑料制 件， 其品種與樣式之多是其他成型方法無(wú)可比擬的。 起過(guò)程是借助與螺桿的推力， 將已塑化的塑料熔體注入閉合的模具型腔內(nèi)，經(jīng)冷卻固化定型后開(kāi)模得到塑件。 因此，構(gòu)成注塑成型的三個(gè)必要條件：一是塑件必須以熔融狀態(tài)進(jìn)入模腔；二是 塑料溶體必須要有足夠的壓力和流速，以確保及時(shí)的充滿(mǎn)整個(gè)模腔的各個(gè)角落； 三是需有符合制件形狀和尺寸并滿(mǎn)足成型工藝的要求的模具。 注塑成型技術(shù)與其他成型技術(shù)相比較有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方 面：其一是成型物料的熔融塑化和流動(dòng)造型是分別是在塑料筒和模腔兩處進(jìn)行， 模具可以始終處于是溶體很快冷凝或交聯(lián)固化的狀態(tài)，從而有利于縮短成型周 期； 其二是先鎖緊模具然后才將塑料溶體注入，加之具有良好的流動(dòng)性的溶體對(duì) 模腔的磨損很小，因而可以用一套模具大批量成型復(fù)雜零件，表面圖形與標(biāo)記清 晰和尺寸精度較高的制品；其三是成型過(guò)程的合模、加料、塑化、注塑、啟模和 頂出制品等全部成型作均由注塑機(jī)自動(dòng)完成， 從而使注塑工藝容易全自動(dòng)化和實(shí) 10 現(xiàn)程序控制。但我們也要看到注塑成型的不足之處，由于冷卻條件的限制，很難 用這種技術(shù)制的無(wú)缺陷、壁厚的變化又較大的熱塑性塑料制品，另外由于注塑機(jī) 和注塑模具的造價(jià)很高，成型設(shè)備的啟始投資較大，所以注塑技術(shù)不適合于小批 量制品的生產(chǎn)。 注塑成型又稱(chēng)注射模塑或注射成型，是熱塑性塑料制品成型的一種重要方 法。 除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型塑 件。注塑成型可以成型各種形狀、滿(mǎn)足眾多要求的塑料制件。注塑成型已經(jīng)成功 地運(yùn)用于某些熱固性塑料制件、甚至橡膠制品的工業(yè)生產(chǎn)中。 注塑成型的過(guò)程是，將粒狀或粉狀塑料從注射機(jī)的料斗送入加熱的料筒，經(jīng)加熱 塑化成熔融狀態(tài)， 由螺桿 （或柱塞） 施加壓力而通過(guò)料筒底部的噴嘴注入低溫的、 閉合的模具型腔中，經(jīng)冷卻硬化而保持模腔所賦予的形樣，開(kāi)模取得所注塑成型 塑件，在作上完成了一個(gè)周期。 注塑成型是塑料模塑成型的一種重要方法，生產(chǎn)中已有廣泛的應(yīng)用。它具有 以下幾方面的特點(diǎn)： 成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料 制件。 對(duì)成型各種塑料的適應(yīng)性強(qiáng)。目前，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可 以用此方法成型，某些熱固性塑料也可以采用注塑成型。 生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。 注塑成型所需設(shè)備昂，模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本高，所以注塑成型特別適 合大批量生產(chǎn)。 11 第第 一章一章工藝分析工藝分析 11 塑料分析塑料分析 常用塑料常用塑料 塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類(lèi)。常用的塑料有聚乙烯（PE） 、聚 丙烯 （PP） 、 聚氯乙烯 （PVC） 、 聚苯乙烯 （PS） 、 丙烯睛丁二烯苯乙烯樹(shù)脂(ABS)、 聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA） 、聚酰氨（PA） 、聚甲醛（POM） 、聚碳酸脂（PC） 、 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂（PETP） 、聚四氟乙烯（PTFE） 、酚醛塑料（PF） 、氨基 塑料。 模具設(shè)計(jì)時(shí)要求塑件應(yīng)具有滿(mǎn)足使用目的功能,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo). 該塑件要求大批量生產(chǎn)、精度一般。根據(jù)其用途產(chǎn)品要求材料熱穩(wěn)定好，表面光 潔，無(wú)毒，ABS 材料完全滿(mǎn)足這些要求，因此本產(chǎn)品采用 ABS 材料比較適合。 ABS 塑料由于具有較大的機(jī)械強(qiáng)度和良好的綜合性能，在電子工業(yè)、機(jī)械 工業(yè)、交通運(yùn)輸、建筑材料、玩具制造等工業(yè)中占有重要地位，特別是稍微大點(diǎn) 的箱體結(jié)構(gòu)以及受力元件， 需要電鍍的裝飾件更是離不開(kāi)這種塑料。 這里對(duì) ABS 塑料注塑工藝分析如下： （1）ABS 塑料的干燥ABS 塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大，在加工前 進(jìn)行充分的干燥預(yù)熱，不但能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且 還有助于塑料的塑化，減少制件表面的色斑和云紋。ABS 原料要控制水分在 0.3%以下，注塑前的干燥條件是：干冬季節(jié)在 7580以下，干燥 23h， 夏季雨水天在 8090以下，干燥 48 小時(shí)如制件要達(dá)到特別良好的光澤或 制件本身復(fù)雜，干燥時(shí)間更長(zhǎng)，達(dá) 816h。因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧 斑是往往被忽略的一個(gè)問(wèn)題。最好將機(jī)臺(tái)的料斗改裝成熱風(fēng)料斗干燥器，以免干 燥好的 ABS 在料斗中再度吸潮，但這種料斗要加強(qiáng)濕度監(jiān)控，在生產(chǎn)偶然中斷 時(shí)，防止料的過(guò)熱。 （2）注射溫度ABS 塑料的溫度與熔融粘度的關(guān)系有別于其他無(wú)定型塑料。在 融化過(guò)程溫度升高時(shí)，其熔融實(shí)際上降低很小，但一旦達(dá)到塑化溫度.（適宜加 12 工的溫度范圍）如果繼續(xù)盲目升溫必將導(dǎo)致耐熱性不太高的 ABS 的熱降解反應(yīng) 而使熔融粘度增大，注塑更困難，塑件的機(jī)械性能也下降了。所以 ABS 的注塑 溫度雖然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那樣有較寬松的升溫范圍。 某些溫控不良的注塑機(jī)，當(dāng)生產(chǎn) ABS 制件到一定數(shù)量時(shí)往往或多或少地在制件 上發(fā)現(xiàn)嵌有黃色或褐色的焦化粒， 而且很難利用加新料對(duì)空注射等方法將其清除 排出。究其原因，是 ABS 塑料含有丁二烯成分，當(dāng)某塑料顆粒在較高的溫度下 牢牢地粘附在螺槽中一些不易沖刷的表面上，受到長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用時(shí)，將造成 降解和碳化。既然偏高溫作對(duì) ABS 可能帶來(lái)問(wèn)題，故有必要對(duì)料通各段爐溫進(jìn) 行限制。當(dāng)然，不同類(lèi)型和構(gòu)成的 ABS 的適用爐溫也不同。如柱塞式績(jī)，爐溫 維持在 180230；螺桿機(jī)，爐溫維持在 160220。特別值得提出的是， 由于 ABS 的加工溫度較高，對(duì)各種工藝因素的變化是敏感的。所以料筒前端和 噴嘴部分的溫度控制十分重要。實(shí)踐證明，這兩部分的任何微笑變化都將在制件 上反映出來(lái)。溫度變化越大將會(huì)帶來(lái)熔接縫、光澤不佳、飛邊、粘模、變色等缺 陷。 （3）注射壓力ABS 熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以注射時(shí) 采用較高的注射壓力。當(dāng)然并非所有的 ABS 制件都要施加高壓，對(duì)小型、構(gòu)造 簡(jiǎn)單、厚度大的制件可以用較低的注射壓力。注射過(guò)程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi) 的壓力大小往往決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力鍋小，塑料收 縮率大，與型腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)較大，制件表面霧化。壓力過(guò)大，塑料與型 腔表面摩擦作用強(qiáng)烈，容易造成粘模。 （4）注射速度ABS 料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過(guò)快時(shí)，塑料 易燃焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接縫、光澤差及澆口附近塑料發(fā) 紅等缺陷。但在生產(chǎn)薄壁及復(fù)雜制件時(shí)，還是要保證有足夠高的注射速度，否則 難以充滿(mǎn)。 （5）模具溫度ABS 的成型溫度相對(duì)較高，模具溫度也較高。一般調(diào)節(jié)模溫為 7585，當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí)，定模溫度要求 7080，動(dòng)定 模溫度要求 5060。在注射較大的、構(gòu)型復(fù)雜的、薄壁的制件時(shí)，應(yīng)考慮專(zhuān) 門(mén)對(duì)模具加熱。為了縮短生產(chǎn)周期，維持模具溫度的穩(wěn)定，在制件取出后可采用 冷水浴、熱水浴或其他機(jī)械定型法來(lái)補(bǔ)償原來(lái)在型腔內(nèi)冷固定型的時(shí)間。 13 （6）料量控制一般注塑機(jī)注 ABS 塑料時(shí)，其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的 75%，為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤，色調(diào)的均勻，要求注射量為 標(biāo)定注射量的 50%為宜。 本設(shè)計(jì)綜合 ABS 的性能和現(xiàn)狀及將來(lái)的發(fā)展方向， 考慮到 ABS 的成型工藝 將通過(guò)查閱各方面資料設(shè)計(jì)出一套制造方便、結(jié)構(gòu)合理的模具。 12產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析 從圖 1.1 可看出這個(gè)產(chǎn)品類(lèi)似于三通管的形狀，兩處螺紋，中部 一處修飾花紋， 大多為圓弧過(guò)度，該產(chǎn)品最適合對(duì)半開(kāi)的側(cè)向分型 ， 這樣大大簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，另加側(cè)向抽芯。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有幾 處豎直邊需設(shè)計(jì)脫模斜度， 一般脫模斜度取 1 。 。 圖1.1 13產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)分析產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)分析 隨著社會(huì)的污染越來(lái)越嚴(yán)重，人們對(duì)自來(lái)水的信用度大打折扣。大都 數(shù)人都對(duì)飲水機(jī)有很大的興趣。因此飲水機(jī)在全球的市場(chǎng)非常大，而 且由于 ABS 材料的發(fā)展前景很好。該產(chǎn)品可以大量生產(chǎn)。 14 第二章第二章模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì) 21模具型腔數(shù)目的確定模具型腔數(shù)目的確定 注射模有一模一腔也有一模多腔。 其數(shù)目的確定要從以下幾個(gè)方面考 慮： 產(chǎn)品的尺寸及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 塑件的尺寸精度型腔越多，精度也相對(duì)降低。這不僅由于型 腔加工精度產(chǎn)差，也由于熔體在模具內(nèi)流動(dòng)不均所致。 制造難度多腔模比單腔模的難度大。 制造成本多腔模高于單腔模，但不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系。從塑 單件成本中所占的費(fèi)用比例來(lái)看比單腔模低。 注塑成型的生產(chǎn)效益。從表面上看，多腔模比單腔模高的多， 單多腔模所使用的注射極大，每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維持費(fèi)用高 該產(chǎn)品由于需要側(cè)向分型并且有側(cè)抽，也就是三側(cè)抽。這幾個(gè)條件完 全約束了型腔的數(shù)目，該產(chǎn)品的模具最多只能設(shè)計(jì)成一模兩腔，這樣 就是天、地、左、右四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。 22分型面的設(shè)計(jì)分型面的設(shè)計(jì) 選擇分型面的原則 1.應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2.應(yīng)有利于塑件脫模 3.應(yīng)保證塑件的質(zhì)量 4.應(yīng)有利于排氣 5.應(yīng)便于模具的加工制造 6.應(yīng)有利于側(cè)向分型和抽芯 7.應(yīng)盡量減小脫模斜度給塑件大小端尺寸帶來(lái)的差異 8.應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù) 15 對(duì)于高度較大的塑件， 為了取出塑件所需要的開(kāi)模距離必須小于注射 機(jī)的最大開(kāi)模距離。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中， 對(duì)于某一塑件， 以上分型面原則有時(shí)可能發(fā)生矛盾同， 不能全部符合，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，以滿(mǎn)足主要要求為宜。 此模具的分型面如圖 2.1 圖2.1 從圖中可以看出該模具采用側(cè)向分型和抽芯。 23型腔布局型腔布局 對(duì)于多型腔模具，由于型腔模具的排布與澆注系統(tǒng)密切相關(guān)，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí) 應(yīng)綜合加以考慮。 型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔能通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分 得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時(shí)均勻地充填每一個(gè)型腔，從而使各個(gè) 型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。 型腔在模板上通常采用圓形排列、H 形排列、直線形排列以及復(fù)合排列等在 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 16 1、盡可能采用平衡式排列，以便構(gòu)成平衡式澆注系統(tǒng)，保證制件質(zhì)量的均一和 穩(wěn)定。 2、型腔的布置和澆口開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱(chēng)，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料 現(xiàn)象。 3、盡可能使型腔排列得緊湊，以便減小模具的外形尺寸。 4、型腔的圓形排列所占的模板尺寸大，雖然有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工困 難。 在一般情況下，常用直線形排列和 H 或 O 形排列。 該產(chǎn)品的擺放如總裝圖所示， 制件的中心應(yīng)相距 60MM， 因?yàn)橹萍陌霝?10MM， 這樣制件與制件之間就只有 40MM，這樣司筒就不會(huì)與頂棍孔干涉， 而頂棍孔的 規(guī)格一般有兩種 35 或 40。 24模具材料的選用模具材料的選用 塑料模具鋼的具有以下特點(diǎn)。 1. 塑料模具用鋼涵蓋廣泛，從普通鋼材到專(zhuān)用剛才動(dòng)有。這在塑料模 具初期更加明顯，如今已日趨正規(guī)和高級(jí)。專(zhuān)門(mén)用鋼已自成體系，模具用 鋼的化學(xué)成分和合金工具鋼的基本相同，但其冶金質(zhì)量更高，加工精良， 對(duì)熱處理有利。 2. 塑料模具鋼性能要求嚴(yán)格，熱處理難度大。 3. 為避免模具零件在強(qiáng)韌化過(guò)程中的變形或其他熱處理問(wèn)題，模具鋼 以預(yù)硬化形式供應(yīng)市場(chǎng)已較普遍。 4. 以石化產(chǎn)品為原料的塑料制品，某些度不同的腐蝕性，所以耐蝕鋼 應(yīng)用也較多。 5. 配合預(yù)硬化鋼、非調(diào)質(zhì)剛的應(yīng)用，易切削性也是塑料模具鋼的特點(diǎn)。 我國(guó)過(guò)去無(wú)專(zhuān)用的塑料模具鋼，一般塑料模具用正火的45和40Cr 經(jīng)調(diào) 質(zhì)后制造，因而模具硬度低、耐磨性差，表面粗糙度值高，加工出來(lái)的塑 料產(chǎn)品外觀質(zhì)量較差，而且模具使用壽命低；精密塑料模具及硬度高塑料 模具采用 CrWMo、Cr12MoV 等合金工具鋼制造，不僅機(jī)械加工性能差， 而且難以加工復(fù)雜的型腔，更無(wú)法解決熱處理變形問(wèn)題。由此，國(guó)內(nèi)對(duì)專(zhuān) 用塑料模具用鋼進(jìn)行了研制，并獲得了一定的進(jìn)展。我國(guó)已有了自己的專(zhuān) 用模具鋼系列， 目前已納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有兩種， 即3Cr2Mo 和3Cr2MnNiMo， 納入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的已有20多種，已在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用十多種新型塑料模具鋼， 17 初步形成了我國(guó)塑料模具用鋼體系。 1.2. 近期塑料模具用鋼開(kāi)發(fā)應(yīng)用的動(dòng)向 1. 發(fā)展易加工、拋光性好的材料 隨著光盤(pán)、磁盤(pán)、棱鏡等精密件的生產(chǎn)，對(duì)易加工鏡面鋼的要求增加。 這種鋼含非金屬雜質(zhì)少，金相組織細(xì)致均一，沒(méi)有纖維方向性。它是塑料 模具鋼材的主要發(fā)展方向。 2. 耐蝕鋼 模具在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)和保持過(guò)程中，容易生銹受蝕，而且近來(lái)隨著塑料成 型中添加各種成分，模具更容易受蝕。因此要求提高母材機(jī)體的耐腐蝕性 能，開(kāi)發(fā)了一些耐蝕不銹鋼材。 3. 馬氏體時(shí)效合金鋼 這種剛才具有足夠的力學(xué)性能和突出的工藝性能，特別是有較高的強(qiáng) 度、韌度、耐磨性、低的熱膨脹系數(shù)，是制造注塑模的好鋼材，但是價(jià)格 貴。 4. 硬質(zhì)合金 主要用于制作壽命要求很高，制件生產(chǎn)批量大的模具。 25澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指塑料溶體從注射噴嘴出來(lái)后，到達(dá)型腔之前在模具中所流經(jīng)的通 道。其作用是將溶體從噴嘴平穩(wěn)地引進(jìn)型腔，并在溶體充模和固化定型過(guò)程中， 將注射壓力和保壓力充分傳到型腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、表 面光潔和尺寸精確的塑料制品。 澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注 系統(tǒng)。 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴4個(gè)部分組成。其設(shè)計(jì)原則1、適應(yīng)塑 料的工藝性；2、排氣良好；3、流程應(yīng)盡量短；4、防止型芯變形和嵌件位移；5、 整修應(yīng)盡量方便；6、防止塑件變形翹曲；7、澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng) 盡量小，容積也應(yīng)盡量??；8、澆注系統(tǒng)的位置應(yīng)盡量與模具的軸線對(duì)稱(chēng)，澆注 系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減小模具的尺寸。 主流道設(shè)計(jì)主流道設(shè)計(jì) 主流道是指連接注塑機(jī)噴嘴與分流道的塑膠通道， 是溶料注入模具最先經(jīng)過(guò)的一 18 段空間， 其形狀、 大小會(huì)直接影響塑膠的流動(dòng)速度和注塑時(shí)間。 主流道的形式有： 垂直式圖2.2、傾斜式圖2.3。 圖2.2圖2.3 這套模具沒(méi)有特殊的要求所以選用了垂直式 SBB 類(lèi)型的。 a主流道設(shè)計(jì)成圓錐形， 其錐角可取 16， 流道壁表面粗糙度取 Ra=0.63 m，且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光。 b主流道如端凹坑球面半徑 R2 比注射機(jī)的、噴嘴球半徑 R1 大 12 mm；球 面凹坑深度 35mm； 主流道始端入口直徑 d 比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大 0.51mm； 一般 d=2.55mm。 c主流道末端呈圓無(wú)須過(guò)渡，圓角半徑 r=13mm。 d主流道長(zhǎng)度 L 以小于 60mm 為佳，最長(zhǎng)不宜超過(guò) 95mm。 e主流道常開(kāi)設(shè)在可拆卸的主流道襯套上；其材料常用 T8A，熱處理淬火 后硬度 5357HRC。 19 分流道的設(shè)計(jì)分流道的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)多型腔或者多澆口的單型腔的澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)設(shè)置分流道。此模具 采用的是潛伏的側(cè)澆口那分流道應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖2.4 圖 2.4 分流道的截面形式有很多圓形、梯形、U 形、半圓形。這些流道都各有優(yōu)缺點(diǎn)。 1設(shè)計(jì)要點(diǎn) a分流道長(zhǎng)度應(yīng)保證形腔合理布局，并有足夠強(qiáng)度，在去除流道凝料方便的 前提下盡量取短， 流道過(guò)長(zhǎng)則使塑料流動(dòng)阻力大， 壓力損失大， 塑料易過(guò)早硬化， 并使模具外行及料把增大，不利于填充型腔。一般分流道的長(zhǎng)度為主澆口大端直 徑的 12.5 倍。 b多型腔時(shí)，各型腔的分流道距離應(yīng)盡量一致，分流道截面應(yīng)等于或大于各 澆口截面之和。 c分流道應(yīng)平直。盡量避免彎曲拐角，轉(zhuǎn)動(dòng)方向處應(yīng)圓滑平穩(wěn)。 d分流道的斷面形狀及尺寸的大小，應(yīng)根據(jù)塑件的成型體積、塑件壁厚、塑 件形狀、所用塑料工藝特性、注塑速率、分流道長(zhǎng)度等因素確定。斷面過(guò)小，會(huì) 降低單位時(shí)間內(nèi)輸送的塑料量，并使填充時(shí)間延長(zhǎng)，塑件常出現(xiàn)缺料、波紋等缺 陷；斷面過(guò)大，不僅積存空氣增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量，延 長(zhǎng)冷卻時(shí)間?？傊笏O(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿(mǎn)足良好的壓力傳遞和保證合理的 20 填充時(shí)間。我所設(shè)計(jì)的是原形分流道，它一般斷面的直徑 D 一般在 212mm 的范 圍內(nèi)變動(dòng)。 2分流道表面粗糙度 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(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6 m 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(chǎn)生一定的速度差， 以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速 率和剪切熱。 3在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到以上的原則有兩種設(shè)計(jì)形式： 圓形截面分流道和梯形截面分 流道。下面是這兩種形式的比較： 圓形截面分流道：在相同截面積的情況下，其比面積最小，它的流動(dòng)性和傳 熱性都好。 梯形截面分流道：在相同截面積的情況下，其比面積大，塑料熔體熱量散失 及流動(dòng)阻力均不大。 比較以上的兩種形式，再考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，采用圓形截面分流道更符合設(shè) 計(jì)的要求，故本模具的分流道設(shè)計(jì)形式采用了圓形截面分流道的形式。 澆口的設(shè)計(jì)澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱(chēng)進(jìn)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(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì) 塑件性能和質(zhì)量的影響很大。 1澆口的選用 它是流道系統(tǒng)和型腔之間的通道,這里我們采用側(cè)澆口：它能方便地調(diào)整沖 模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。澆口之壓力損失大，必須高之射出壓力。側(cè)澆 口適用一模多腔，能大大提高生產(chǎn)率，減少澆注系統(tǒng)而且去除澆口方便。 2澆口位置的選用 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口 尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合 21 理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)， 同時(shí)澆口位置的不同還影響模具 結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇。 由于產(chǎn)品外觀的要求這里采用潛伏式點(diǎn)澆口， 既適合于兩板模也符合產(chǎn)品的要求 圖 2.5 圖2.5 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式， 設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所 有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況 下， 應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)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(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型 工藝條件達(dá)到一致， 這就是澆注系統(tǒng)的平衡。 顯然， 我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的， 即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同。 26排氣的設(shè)計(jì)排氣的設(shè)計(jì) 排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二 是排除物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的各種氣體。 越是薄壁制品， 越是遠(yuǎn)離澆口的部位， 排氣槽的開(kāi)設(shè)就顯得尤為重要。 另外對(duì)于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開(kāi) 設(shè)， 因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃?，還可以消除制品的各種缺 22 陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來(lái)說(shuō)，若以最高 的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分 的。適當(dāng)?shù)亻_(kāi)設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖模 壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀祝瑥亩岣呱a(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī) 器的能量消耗。其設(shè)計(jì)往往主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)試模與修模再加以完善，此模 我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。 27推出機(jī)構(gòu)推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) 注射成型后的塑件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為 推出機(jī)構(gòu)。 推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的頂桿或液壓完 成。 (1) 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)盡量使塑件留與動(dòng)模一側(cè)由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò) 注射機(jī)的動(dòng)模一側(cè)的頂桿或液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以，在一般情況下，模具的推出 機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。 (2) 塑件在推出過(guò)程中不發(fā)生變形和損壞為了使塑件在推出過(guò)程中不發(fā)生變 形和損壞，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行塑件對(duì)模具包緊力和粘附力大小的分析與計(jì) 算，合理地選擇推出的方式、推出的位置、推出零件的數(shù)量和推出面積等。 (3) 不損壞塑件的外觀質(zhì)量對(duì)于外觀質(zhì)量要求較高的塑件， 塑料的外部表面盡 量不選擇推出位置，即推出塑件的位置盡量設(shè)在塑件內(nèi)部。對(duì)于塑件內(nèi)外表面均 不允許存在推出痕跡時(shí)， 應(yīng)改變推出機(jī)構(gòu)的形式或設(shè)置專(zhuān)為推出使用的工藝塑料 塊，在推出后再將工藝塑料塊與塑件分離。 (4) 合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位實(shí)際推出機(jī)構(gòu)時(shí)， 應(yīng)考慮合模時(shí)推出機(jī)構(gòu)的 復(fù)位斜導(dǎo)桿和斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯及其他的特殊的情況下， 應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的先撫慰 問(wèn)題等。 (5) 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作可靠推出機(jī)構(gòu)在推出與復(fù)位的過(guò)程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單， 動(dòng)作可靠、靈活，知道容易。 由 于 產(chǎn) 品 是 圓 筒 形 壯 所 以 設(shè) 計(jì) 司 筒 推 出 為 最 合 理 的 推 出 方 式 圖 2.6 23 圖2.6 推出力的計(jì)算推出力的計(jì)算 注射成型以后， 塑件在模具中冷卻定型， 由于體積收縮， 對(duì)型腔產(chǎn)生包緊力， 塑件必須克服磨擦阻力才能從模腔中脫出。 按力的平衡原理，列出平衡方程式： Ft=AP(cos-sin) 在式中塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為 0.10.3； A塑件包絡(luò)型芯的面積； P塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力,模外冷卻一般取 （2.4 3.9）10 7；模內(nèi)冷卻的塑件，取 0.8X1071.2X107。在此取中間值 1.0 10 7。 Ft脫模力（推出力） ； 型芯的脫模斜度，在本模具中為 1 0。 塑件與鋼的摩擦系數(shù)，為 0.10.3。 A=282.6*2=565.2mm 2 Ft=Ap(cos-sin) =565.2（0.2cos1 0-sin10）=548.244KN 28側(cè)向抽芯與分型機(jī)構(gòu)側(cè)向抽芯與分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 當(dāng)注射模成型的塑件上內(nèi)側(cè)或外側(cè)具有孔、凹坑或凸臺(tái)，妨礙制件直接脫模 時(shí)， 模具上成型該處的零件必須制成側(cè)向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，在塑件推出之前必須先將 側(cè)向成型零件抽出，然后再?gòu)哪＞咧型埔菜芗?從圖中可以看出該模具需要采用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)， 模具分型面是從產(chǎn)品 24 的中間對(duì)半開(kāi)，并且側(cè)壁有一個(gè)管位。 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型斜導(dǎo)柱側(cè)向分型 斜導(dǎo)柱式側(cè)向分型利用斜導(dǎo)柱等傳動(dòng)零件，把垂直的開(kāi)模運(yùn)動(dòng)傳遞給側(cè)向瓣 合模塊， 使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)并完成分型動(dòng)作。 這類(lèi)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊， 動(dòng)作安全可靠， 加工制造方便，是當(dāng)前最常用的側(cè)向分型機(jī)構(gòu)。 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) A. 斜導(dǎo)柱形壯的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的形壯如圖 2.7 所示。工作端可以是錐臺(tái)也可以是圓形。 圖 2.7 斜導(dǎo)柱的材料多為 T8、T19 等碳素工具鋼，也可用 20 鋼滲碳處理，熱處理要求 硬度 HRC=55.表面粗糙度 Ra=0.8 m 。斜導(dǎo)柱固定端與模板之間可采用 H7/m6 過(guò)渡配合。 斜導(dǎo)柱工作部分與滑塊上斜導(dǎo)柱孔之間采用 H11/b11 或兩者之間采用 0.40.5 的大間隙配合。當(dāng)然在有要求做延時(shí)分型的時(shí)候斜導(dǎo)柱與斜導(dǎo)柱孔的 間隙可放大到 23 mm 。 B. 斜導(dǎo)柱的傾斜角度計(jì)算 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中斜導(dǎo)柱與開(kāi)合模方向的夾角稱(chēng)為斜導(dǎo)柱的傾斜角 a，通過(guò)受力分析與理論計(jì)算可知，斜導(dǎo)柱的傾斜角 a 取 22 度 33 分比較理想， 一般在設(shè)計(jì)時(shí)取 a=25 度，最常用的是 12 0=a=220。 （斜導(dǎo)柱的傾斜角度越大可 以在開(kāi)模距離較短的情況下得到較大的滑塊行程，但是鎖模力也會(huì)越大，斜導(dǎo)柱 的最佳傾斜角度必須在 15 度到 25 度之間） 。 b.滑塊鎖緊傾斜角度（b=a+23 度，防止合模產(chǎn)生干涉，及開(kāi)模時(shí)減少摩擦） 。 25 滑塊移動(dòng)距離等于側(cè)孔深度再加上 3mm 的安全距離，該模具的抽出距離為 10mm， 那么抽出的距離為 13mm 或大于 13mm。 c.斜導(dǎo)柱的作用長(zhǎng)度為 65mm， 傾斜角度假設(shè)為 11 度。 那么抽出距離可達(dá)到 12mm， 所以可以達(dá)到要求。 C.抽芯力的計(jì)算由于塑件包緊在側(cè)向型芯或粘附在側(cè)向型腔上， 因此在各種類(lèi)型 的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中，側(cè)向分型與抽型必然會(huì)遇到抽拔的阻力，側(cè)向分型與 抽芯的力（或稱(chēng)為抽拔力）一定要大于抽拔阻力。側(cè)向抽拔力可按公式計(jì)算，即 Ft=AP(cosa-sina). 2.側(cè)滑塊設(shè)計(jì)側(cè)滑塊設(shè)計(jì) A.A.側(cè)滑塊的連接側(cè)滑塊的連接 側(cè)滑塊的斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零部件，它上面安裝有側(cè) 向型芯或成型鑲塊，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證。側(cè)滑塊 的結(jié)構(gòu)形壯可以根據(jù)具體塑件和模具結(jié)構(gòu)靈活設(shè)計(jì)，既可以與型芯做成一個(gè)整 體， 也可采用組合裝配結(jié)構(gòu)。這套模具因?yàn)槭莻?cè)向分型結(jié)構(gòu)斜滑塊直接與模仁用 螺釘連接固定。 B B 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的側(cè)向分型機(jī)構(gòu)工作時(shí)，側(cè)滑塊在一定精度要求的導(dǎo)滑槽內(nèi)側(cè)一定的 方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該模具由于位置限制導(dǎo)滑槽將設(shè)計(jì)成 T 型如圖 2.8，T 型導(dǎo)滑 裝在滑塊的內(nèi)部同，優(yōu)點(diǎn)就是占用空間小。 26 圖 2.8 C.C. 楔緊塊的設(shè)計(jì)楔緊塊的設(shè)計(jì) 楔緊塊的作用是保證成型過(guò)程中將滑塊楔緊在成型位置，防止模腔內(nèi)的溶體 壓力使滑塊后退。 楔緊塊與定模座板做成整體， 特點(diǎn)是牢固、 剛性好、 楔緊力大， 但加工不便，磨損后修復(fù)困難；楔緊塊的楔角 a 應(yīng)略大于斜導(dǎo)柱的斜角 a1，一 般為 a1=a+23 度。 彎銷(xiāo)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)彎銷(xiāo)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) A.彎銷(xiāo)的設(shè)計(jì)彎銷(xiāo)的設(shè)計(jì) 彎銷(xiāo)式側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理與斜導(dǎo)柱式相同， 不同之處僅在于結(jié)構(gòu)上使 用了非圓截面的彎銷(xiāo)代替斜導(dǎo)柱。通常，彎銷(xiāo)及其導(dǎo)滑孔的制造困難一些，但是 彎銷(xiāo)也有一些斜導(dǎo)柱所不及的優(yōu)點(diǎn)。 彎銷(xiāo)的特點(diǎn) 1 強(qiáng)度高，可采用較大的傾角。彎銷(xiāo)一般采用矩形截面，抗彎截面系數(shù)比斜 導(dǎo)柱大，因此抗彎強(qiáng)度較高，可以采用較大的傾角 a，所以在開(kāi)模距相同的條件 下，使用彎銷(xiāo)可比斜導(dǎo)柱獲得較大的抽拔距。 2 可以延時(shí)抽芯，彎銷(xiāo)與側(cè)滑塊之間的間隙可以根據(jù)延時(shí)抽芯的需要而設(shè) 計(jì)，開(kāi)模時(shí)，空駛一段距離后彎銷(xiāo)才開(kāi)始側(cè)抽芯，這樣延時(shí)抽芯后，塑件在側(cè)抽 芯之前，在側(cè)滑塊的限制下已基本脫開(kāi)主型芯。 3 可以變角度側(cè)抽芯。 由于側(cè)向抽芯的距離比較大如果設(shè)計(jì)成斜導(dǎo)柱那么傾斜角度會(huì)非常大甚至 裝不下，所以將彎銷(xiāo)裝在模具的外側(cè)。 B B 側(cè)向抽芯滑塊設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯滑塊設(shè)計(jì) 滑塊在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候必須順利、 平穩(wěn)才能保證滑塊在模具生產(chǎn)中不發(fā)生卡滯或 跳動(dòng)等現(xiàn)象，否則會(huì)影響制品的質(zhì)量、模具壽命等。采用整體式的。導(dǎo)滑槽直接 開(kāi)在模板上。 27 C C 楔緊裝置楔緊裝置 圖圖 2.92.9 如圖 2.9利用銷(xiāo)將滑塊壓緊。 因?yàn)槔脧濅N(xiāo)與圓銷(xiāo)的配合抽芯在滑塊的 外側(cè)沒(méi)有空間設(shè)置楔緊裝置。 29冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng) 將熔融的高溫塑膠注入模具的型腔后，需將高溫的塑膠通過(guò)冷卻系統(tǒng)加速冷卻， 以提高生產(chǎn)的效率及零件的質(zhì)量。 注塑成形時(shí)， 模具的溫度直接影響塑膠的填充和零件的質(zhì)量， 也影響到注塑周期。 因此在模具注塑生產(chǎn)零件時(shí)，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使模具溫度保持在一 定的范圍內(nèi)。 冷卻系統(tǒng)是一種在保證材料填充和零件質(zhì)量的條件下， 以利用熱能傳遞的原 理，將模具中的高溫隨著冷卻液的不斷循環(huán)流通，實(shí)現(xiàn)溫度的降低，以達(dá)到提高 生產(chǎn)效率的系統(tǒng)。 模具冷卻介質(zhì)通常有水，空氣，油，但常用的是水。水的熱容量大，成本低， 且低于室溫的水也容易獲得。 用水冷卻即在模具型腔周?chē)蛐颓粌?nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水道，利用循環(huán)水將熱量帶 走，維持恒溫。如果模具溫度沒(méi)有控制在一定的溫度范圍內(nèi)，不正常的模溫可能 28 造成的各種缺陷有：1、當(dāng)模溫過(guò)低時(shí)：塑件不足、表面波紋、裂紋、表面不光 潔、膠件脆弱、膠件透明度低等。2、模溫過(guò)高：扭曲變形、表面不光潔、膠件 粘模等。3、模溫不均：尺寸不穩(wěn)定、扭曲變形、裂紋、脫模不良等。 一般注射到模具型腔內(nèi)的塑料溫度為 200 攝氏度左右，塑料處在熔融狀態(tài)， 而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)的溫度在 60 攝氏度以下。熱塑性塑料在注射 成型后，必需對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快傳給模具，以便使 塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，冷卻水道直徑有 6mm、8mm、10mm、12mm、14mm 這 5 種形式，冷 卻水道直徑選擇需根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的大小、冷卻面積及模仁的大小來(lái)選擇。水道距 離模仁型腔在 1018mm 之間，最小值為 10mm，水道距離型芯及螺釘最小的距離 須保證 3.5mm，水道間的中心距為 3D5D，該模具的水路設(shè)計(jì)如圖 3.0 所示。 圖3.0 210成型零件的設(shè)計(jì)成型零件的設(shè)計(jì) 一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)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 29 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。 由于該模具采用哈佛形式的那模仁為對(duì)半開(kāi)的形式如圖 3.1 所示 （型芯）如 圖 3.2 所示（型腔） 圖 3.1 圖3.2 二、二、計(jì)算成型零件工作尺寸計(jì)算成型零件工作尺寸 查閱相關(guān)資料，查得 ABS 收縮率為 0.40.7，取 ABS 的平均成形收縮 為 055%，塑件未注公差按照 SJ1372-78 中 4 級(jí)精度公差值選取。 型腔徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1/6，模具制造公差z=/4；取 X=0.75. 30 200-0.22 （Lm）0+ z=（1+Scp）Ls-0.75 0+ z =（1+0.0055）20-0.750.220+022 0.25 =19.90+0.055 16.50-0.28 （Lm）0+ z=（1+s）Ls-0.28 0+ z =（1+0.0055）16.5-0.750.280+0.28 0.25 =16.10+0.07 50-0.14 (Lm）0+ z=（1+s）Ls-0.14 0+ z =（1+0.0055）5-0.140.750+0.14 0.25 =4.90+0.035 100-0.16 (Lm）0+ z=（1+s）Ls-0.16 0+ z =（1+0.0055）10-0.160.750+0.16 0.25 =9.90+0.04 80-0.16 (Lm）0+ z=（1+s）Ls-0.16 0+ z =（1+0.0055）8-0.160.750+0.16 0.25 =7.90+0.04 型腔深度尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1/6；模具制造公差z=/4 取 X=0.67。 430-0.12 （Hm）0+ z=（1+s）Hs-0.67 0+ z =（1+0.0055）43-0.670.120+0.12 0.25 =43.60+0.03 310-0.28 （Hm）0+ z=（1+s）Hs-0.67 0+ z 31 =（1+0.0055）31-0.670.280+0.28 0.25 =31.150+0.07 型芯徑向尺寸 模具最大磨損量取塑件公差的 1/6；模具制造公差z=/4；取 X=0.75. 130+0.18 （Lm）0-z= （1+s）Ls+0.75 0- z =（1+0.0055）13+0.750.18 0-0.18 0.25 =13.2 0-0.045 50+0.14 （Lm）0-z=（1+s）Ls+0.75 0- z =（1+0.0055）5+0.750.14 0-0.14 0.25 =5.14 0-0.035 3.50+0.16 （Lm）0-z=（1+s）Ls+0.75 0- z =（1+0.0055）3.5+0.750.16 0-