【正文】 目 錄 一 . 擬定模具結構形式 1 A. 確定型腔數(shù)量及排列方式 1 B. 模具結構形式的確定 1 二 . 注射機型號的確定 2 三 . 分型面位置的確定 2 四 . 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 3 A. 主流道設計 3 1. 主流道尺寸 3 2. 主流道襯套的形式 3 3. 主流道襯套的固定 4 B. 分流道設計 5 1. 主分流道的形狀及尺寸 5 2. 主分流道長度 6 3. 副分流道的設計 7 4. 分流道的表面粗糙度 7 5. 分流道的布置形式 7 C. 澆口的設計 8 1. 澆口的選用 8 2. 澆口位 置的選擇 10 D. 澆注系統(tǒng)的平衡 11 E. 冷料穴的設計 12 五 . 成型零件的設計與加工工藝 12 A. 成型零件的結構設計 13 1. 前模仁的設計 13 2. 行位 1的設計 14 3. 行位 2的設計 22 4. 后模仁的設計 27 5. 后模仁鑲件的設計 33 B. 成型零件的加工工藝 37 1. 前模仁的加工工藝 38 2. 行位 1的加工工藝 39 一 . 擬定模具結構形式 A. 確定型腔數(shù)量及排列方式 型腔的數(shù)量是由廠方給定，為“一出四”即一模四腔，他們已考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（大批量生產(chǎn)）和自己的注射機型號。因此我們設計的模具為多型腔的模具。 考慮到模具成型零件和抽芯結構以及出模方式的設計，模具的型腔排列方式如下圖所示： 圖 (1) B. 模具結構形式的確定 由于塑件外觀質量要求高，尺寸精度要求一般，且裝配精度要求高，因此我們設計的模具采用多型腔多分型面。根據(jù)本塑件電動機絕緣膠架的結構，模具將會采用三個分模面，三個分型面。 二 . 注射機型號的確定 一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所 以我們不必過多的考慮注射機型號。具體到這套模具，廠方提供的注射機型號和規(guī)格以及各參數(shù)如下： 注射量： 95g 鎖模力： 120T 模板大?。?400 550 開模距離： 推出形式： 推出位置： 推出行程： 三 . 分型面位置的確定 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、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綜合分析比較，從幾 種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： 1) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 2) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊。 3) 保證塑件的精度要求。 4) 滿足塑件的外觀質量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 對成型面積的影響。 7) 對排氣效果的影響。 8) 對側向抽芯的影響。 其中最重要的是第 5）和第 2）、第 8）點。為了便于模具加工制造，應盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。如下圖所示，采用 A－ A這樣一個平直的分型面，前模（即定模）做成平的就行了 ，膠位全部做在后模（即動模），大簡化了前模的加工。 A－ A 分型面也是整個模具的主分模面。下圖中虛線所示的 B－ B和 C－ C分型面是行位（即滑塊）的分型面。這樣選擇行位分型面，有利于線切割行位以及后模仁和后模鑲件這些成型零件。分型面的選擇應盡可能使塑件在開模后留在后模一邊，這樣有助于后模設置的推出機構動作，在下圖中，從 A－ A分型，了 B－ B處的行位向左移開， C－ C處的行位向右移開后，由于塑件收縮會包在后模仁和后模鑲件上，依靠注射機的頂出裝置和模具的推出機構推出塑件。 圖 (2) 四 . 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計 A. 主流道設計 1. 主流道尺寸 主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為 ～ 4mm。 2. 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套，這邊稱唧咀），以便有效的選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。唧咀都是標準件，只需去買就行了。常用唧咀分為有托唧咀和無托唧咀兩種下圖為前者，有托唧咀用于配裝定位圈。唧咀的規(guī)格有Φ 12，Φ 16，Φ 20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為 20，所以唧咀的為 R21。 圖 (3) 3. 主流道襯套的固定 因為采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標準件，外徑為Φ 120mm，內徑Φ 35mm。具體固定形式如下圖所示： 圖 (4) B. 分流道設計 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設 計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 1. 主分流道的形狀及尺寸 主分流道是圖（ 6）中水口板下水平的流道。 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形梯形 U形半圓形及矩形等，工程設計中常采用梯形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動阻力均不大，一般采用下面的經(jīng)驗公式可確定其截面尺寸： （式 1） （式 2） 式中 B―梯形大 底邊的寬度（ mm） m―塑件的重量（ g） L―分流道的長度（ mm） H―梯形的高度（ mm） 梯形的側面斜角 a常取 50－ 150，在應用式（式 1）時應注意它的適用范圍，即塑件厚度在 ，重量小于 200g，且計算結果在 － 。 本電動機絕緣膠架的體積為 ，質量大約 4g，分流道的長度預計設計成140mm長，且有 4個型腔，所以： 取 B為 8mm 取 H為 5mm 梯形小底邊寬度取 6mm，其側邊與垂直于分型面的方向約成 100。另外由于使用了水口板（即我們所說的定模板和中間板之間再加的一塊板），分流道必須做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脫模。 實際加工時實，常用兩種截面尺寸的梯形流道，一種大型號，一各小型號。如下圖所示： 圖 (5) 2. 主分流道長度 分流道要盡可能短，且少彎折，便于注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。將分流道設計成直的，總長 140mm。 3. 副分流道的設計 副分流道 即圖（ 6）中的主分流道以下的兩個土字形的流道 副分流道中豎直方向上有錐度的流道的錐度為單邊 20，其最底部直徑為φ 6mm，水平方向上下兩層流道的直徑為φ 4mm，這些都是根據(jù)經(jīng)驗取值，其總長度為 。 4. 分流道的表面粗糙度 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狀態(tài)較為理想，因面分流道的內表面粗糙度 Ra并不要求很低，一般取 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 動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。 實際加工時，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。） 5. 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式，如下圖： 圖 (6) C. 澆口的設計 澆口亦稱進料口，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)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質量的影響很大。 1. 澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填 充時間、冷卻時間及塑件表面質量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。 從圖 (6)中可看出，我們采用的是側澆口。側澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標準澆口。側澆口一般開設在分型面上，塑料熔體于型腔的側面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調整其截面的厚度和寬度可以調節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這燈澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。 具體到這套模具，其澆口形式及尺寸如圖（ 7）所示。澆口各部分尺寸都是取的經(jīng)驗值。實際加工中，是先用圓形銑刀銑出直徑為Φ 4 的分流道，再將材料進行熱處理，然后做一個銅公（電極）去放電，用電火花打出這個澆口來的。 圖 (7) 2. 澆口位置的選擇 模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則： 1) 盡量縮短流動距離。 2) 澆口應開設在塑件壁厚最大處。 3) 必須盡量減少熔接痕。 4) 應有利于型腔中氣體排出。 5) 考慮分子定向影響。 6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 8) 注意對外觀質量的影響。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，每個型腔設計兩個進澆點如圖（ 8）和圖（ 9）所示，進澆點 1的分流道開在行位上，進澆點 2的分流道開在后模模仁上。 圖 (8) 圖 (9) D. 澆注系統(tǒng)的平衡 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設計應盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結構允許的情況下，應將從主流道到各個型腔的分流道設計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等， 形狀及截面尺寸都相同。 E. 冷料穴的設計 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約 10－ 25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般開設在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1－ ，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為 Z字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。本模具中的冷料穴的具體位置和形狀如圖（ 6）中所示。實際上只要將分流道順向延長一段距離就行了。 五 . 成型零件的設計與加工工藝 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，直接與塑料接觸，塑料 熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(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，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，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、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。 A. 成型零件的結構設計 本套模具的成型零件包括前模仁 ，后模仁，兩個行位，四個鑲件。 由前面分析分型面的確定可知，成型零件總體上可分為前模仁＜平的，即圖（ 2）中 A－ A 分型面以上的部分＞，左邊一個行位＜圖（ 2）中 B－ B 分型面以左的部分＞，右邊一個行位＜圖（ 2）中 C－ C分型面以右的部分＞，后模仁＜圖（ 2）中 B－ B分型面和 C－ C分型面以下的部分＞這三大部分，另