【正文】 產(chǎn)品。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，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(kāi)發(fā)能力。 2 緒 論 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占重要地位。在電子、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中， 60%～ 80%的零件都要依靠模具成型。 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家上業(yè)水平及產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力，汽車(chē)工業(yè)中新車(chē)型的開(kāi)發(fā)與批量生產(chǎn)，家電工業(yè)及日用品工業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等都與模具行業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，模具技術(shù)的應(yīng)用為我國(guó)模具工業(yè)的 發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。它具有單件生產(chǎn)和對(duì)特定用戶的依賴特性。 塑料注射成型 工藝的最大特點(diǎn)是復(fù)制，能夠復(fù)制出所需要的直接或者間接使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。注射成型是當(dāng)今市場(chǎng)上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，就具有很大的 發(fā) 展前景 。 3 1 塑件的工藝性分析 塑件使用材料的分析 塑件 的 工藝特征 在注射成型中 ，塑件的工藝性是對(duì)成型加工的適應(yīng)性，其應(yīng)當(dāng)滿足使用性能和成型工藝的要求。 的注射工藝參數(shù) 表 11 ABS的注射工藝參數(shù) 收縮率 ～ % 密 度 g/cm179。ABS 無(wú)毒、無(wú)味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。 1. 塑件使用材料的優(yōu)缺點(diǎn) ABS 的優(yōu)點(diǎn)是 ABS 有良好的機(jī)械強(qiáng)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。 ABS 不溶于大部分醇類(lèi)及烴類(lèi)溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì) 軟化溶脹。C 左右，熱變形溫度為 93186。 （ 2） 宜取高料溫 ,高模溫 ,但料溫過(guò)高易分解 (分解溫度為 270 度 ).對(duì)精度較高的塑件 ,模溫宜取 5060度 ,對(duì)高光澤 .耐熱塑件 ,模溫宜取 6080 度 。通用級(jí)用于制造齒輪、軸承、把手、機(jī)器外殼和部件、各種儀表、計(jì)算機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)、電話等外殼和玩具等；阻燃級(jí)用于制造電子部件，如計(jì)算機(jī)終端、機(jī)器外殼和各種家用電器產(chǎn)品；結(jié)構(gòu)發(fā)泡級(jí)用于制造電子裝置的罩殼等；耐熱級(jí)用于制造動(dòng)力裝置中自動(dòng)化儀表和電動(dòng)機(jī)外殼等；電鍍級(jí)用于制造汽車(chē)部件、各種旋鈕、銘牌、裝飾品和日用品；透明級(jí)用于制造度盤(pán)、冰箱內(nèi)食品盤(pán)等。一般模具的表面粗糙度要比塑件的低 1～ 2 級(jí)，塑料制件的表面粗糙度 Ra值一般為 ～ m，在模具使用 中，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。 故選一般精度等級(jí)：五級(jí)。塑件的壁厚均勻一致，不會(huì)因冷卻和固化速度不均產(chǎn)生附加應(yīng)力、引起翹曲變形，不會(huì)在壁厚處產(chǎn)生縮孔。C 的溫度下長(zhǎng)期工作，且不氧化、不變形，尺寸穩(wěn)定性良好。 為了降低費(fèi)用和提高生產(chǎn)率， 采用 一模兩 腔的加工方式 ,并不對(duì)制件進(jìn)行后加工。 （ 5） 為了使塑件能 夠順利脫模 ,我們采用頂出機(jī)構(gòu)。該鋼種具有切削加工性好，調(diào)質(zhì)后有較高的強(qiáng)度和韌性，用于模具結(jié)構(gòu)零件及要求不高的成型零件。 根據(jù)我們所需以及經(jīng)驗(yàn)，我們一般選擇臥式注射機(jī)。 （ 1）料筒溫度： 前段 140～ 160℃，中段 210～ 230℃， 后段 180～ 200℃， （ 2）噴嘴溫度： 190～ 200℃ （ 3） 模具溫度： 50～ 80℃ 2． 壓力 注射成型過(guò)程中的壓力直接影響塑料的塑化和塑件的質(zhì)量，它們主要包括塑化壓力、注射壓力和保壓壓力。這直接影響到生產(chǎn)率和注射機(jī)使用率，生產(chǎn)中在保證質(zhì)量的前提下應(yīng)盡量縮短成型周期中各個(gè)階段的有關(guān)時(shí)間，其中以注射時(shí)間和冷卻時(shí)間最重要，它們對(duì)塑件的 質(zhì)量均有決定性的影響。 根據(jù)上面的分析我們可以初選柱塞式注射機(jī)： XSZ60，柱塞式注射機(jī)： XSZ60的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下所示：查參考文獻(xiàn) [17]上表 624 常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)。 根據(jù)上面的分析我們初選國(guó)產(chǎn) 柱塞式注射機(jī)： XSZ60 符合我 們的要求。注射時(shí)，動(dòng)模和定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；動(dòng)模與定模沿分型面分開(kāi)，并由脫模機(jī)構(gòu)推出制件。 由于塑件外觀質(zhì)量要求不高， 尺寸精度要求一般，裝配精度要求不高。 型腔數(shù)目的確定 制件為大批量生產(chǎn)，制件較小，故采用一模兩腔注射模， 采用塑件 留在動(dòng)模中的分布。 分型面選擇 和確定 分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： （ 1）分型面的確定應(yīng)以模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，易于分型。 （ 5）保證塑件的精度要求，如塑件有孔應(yīng)注意同軸度要求。 圖 31 分型面 圖 32 分型面 圖 31： 選擇塑件的上端平面 AA面作為分型面，如圖 31所示 。 缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面容易留下熔接痕影響塑件的表面質(zhì)量。 通過(guò) 分析比較，第二 方案是盒塑料模具分型面的最佳選擇，模內(nèi)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具緊湊。熱澆道系統(tǒng)的另一特點(diǎn)，是熱嘴直接將熔融塑料注入模腔內(nèi)，在脫模的過(guò)程中，澆口自然斷開(kāi)，消除了傳統(tǒng)注塑工藝帶來(lái)的澆道廢料，除免去處理澆道廢料的后加工工序外，更消除了廢料所帶來(lái)的附加熱量，縮短冷卻時(shí)間，獲得更快的生產(chǎn)周期。 溫控箱包括主機(jī)、電纜、連接器和線插座。 一般說(shuō)來(lái)，熱流道系統(tǒng)分為單頭熱流道系統(tǒng)、多頭熱流道系統(tǒng)以及閥 澆口熱流道系統(tǒng)。熱流道系統(tǒng)的噴嘴與定模板有徑向尺寸配合要求和軸向尺寸限位要求。 綜上分析：盒塑料模具設(shè)計(jì)采用的是 單頭熱流道 。一定要做到和保持熱平衡，才能保證澆口的質(zhì)量。例如比例 —— 積分 —— 微積分算法，此種系統(tǒng)對(duì)溫度波動(dòng)的響應(yīng)比較協(xié)調(diào)，原因是這種算法是測(cè)量溫度的變化率，并能預(yù)計(jì)何時(shí)溫度會(huì)達(dá)到設(shè)定值，因此能減少熱嘴的嘴尖溫度過(guò)高和過(guò)低的現(xiàn)象。當(dāng)然，對(duì)于熱敏感的塑料，如 PVC、尼龍及含玻璃纖維的塑料，在采用熱澆道系統(tǒng)時(shí)，其溫度控制必須有極高的精確度，若溫度太低便會(huì)呈現(xiàn)冷卻及結(jié)晶；若溫度過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致變質(zhì)分解等現(xiàn)象。澆注系統(tǒng)的作用是使來(lái)自注射模得的塑料溶體平穩(wěn)而順利得 充模、壓實(shí)和保壓。 （ 2）盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕，熔體流動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量減少分流次數(shù)。 （ 6）流動(dòng)距離比的校核。形狀為圓錐形，便于塑料熔體的流動(dòng)及流道凝料的拔出。 模具澆口套主流道球面半徑 R與注射機(jī)噴嘴球面半徑 RO的 關(guān)系 為： R=RO+(1～ 2)=12+(1～ 2)=14 mm 模具澆口套主流道小端直徑 d與噴嘴噴嘴出口直徑 do 的關(guān)系為： d=do+=4+= mm 錐度 ? =2～ 6176。常用唧咀分為有托唧咀和無(wú)托唧咀兩種，有托唧咀用于配裝定位圈。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件 。 1．主分流道的形狀及尺寸 主分流道是圖 34中水口板下水平的流道。 3． 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(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 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。 澆口的設(shè)計(jì) 1． 澆口設(shè)計(jì)要點(diǎn)可歸納如下 : （ 1） 澆口開(kāi)設(shè)在塑件斷面較厚的部位 ,使熔料從厚料斷面流入薄斷面保證充模完全 。 2． 澆口的選用 澆口亦稱進(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。我們將采用限制性澆口。側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形 狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)間。 3． 澆口 位置的選擇 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)。 （ 4） 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 （ 8） 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。 1． 冷料穴的設(shè)計(jì) 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)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(jī)料筒以內(nèi)約 10～ 25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。 20 成型零件 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 成形零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。 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。 本設(shè)計(jì)采用 鑲拼式 其特點(diǎn)是加工方便，易損件便于更換。 型芯采用臺(tái)肩固定優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 加工方便。本設(shè)計(jì)采用機(jī)動(dòng)推出，它是利用開(kāi)模動(dòng)作，由注射機(jī)上的液壓缸推動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu)，將塑件從動(dòng)模部分推出。在 設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則 ： （ 1） 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。推出機(jī)構(gòu)的種類(lèi)按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)推出，機(jī)動(dòng)推出，液壓氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。 （ 2） 推桿應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度承受推出力，以免推桿在推出時(shí)發(fā)生彎曲或者折斷； （ 3） 推桿端面和型腔在同一平面或者比型腔的平面高出 ～ 。一般情況下，模外冷卻的塑件， P 取 ～ X107Pa；模內(nèi)冷卻的塑件， P取 X107～ X107Pa。支承零部件主要由固定板（動(dòng)、定模板）、支承板和動(dòng)、定模座板等組成。前者按結(jié)構(gòu)特征分為基本型（ 4 種）和派生型（ 9種），適用的模板尺寸為 B（寬） L（長(zhǎng)）≤ 560mm 900mm；后者也分為基本型（ 2 種）和派生型（ 4種），適用的模板尺寸為 B（寬） L（長(zhǎng)）為 630mm 630mm 至 1250mm 2021mm。支承零部件主要包括固定板、墊塊、支承板及模座等。在安裝時(shí)，務(wù)必保持所有的墊塊高度保持一致，否則由于負(fù)荷不均勻會(huì)造成相關(guān)模板的損壞，墊塊與動(dòng)模支承板之間一般用螺栓連接，要求高時(shí)可用銷(xiāo)釘定位。本設(shè)計(jì)中的模板采用模架庫(kù)中的標(biāo)準(zhǔn)件，尺寸為 315mm 355mm，厚度為 20mm。本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置。 導(dǎo)套采用 GB/ 直導(dǎo)套規(guī)格，材料為 T8A 淬火到 50～ 55HRC 或 20 鋼滲碳到 56～ 60HRC。 采用平均法計(jì)算 方法計(jì)算出這一類(lèi)成型零件的工作尺寸。成型零件尺寸計(jì)算如下： 平均收縮率計(jì)算： S =[（ Smas－ Smin ） /2 ] 100% （ 41） 式中 : S —— 塑料的平均收縮率； Smas—— 塑料的最大收縮率； Smin—— 塑料的最小收縮率。 側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距。 對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力 和抽芯距 ，往往采用如下公式進(jìn)行估算： （ 1） 抽芯距離為 S=3+3=6mm （ 2） 一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件， P 取 X107～ X107Pa；模外冷卻的塑 件，P 取 ～ X107Pa μ 塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，一般取μ =～ α 側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角 F= 106 107 = 共有兩個(gè)型腔 ,所以總脫模力為 2F= 30 5 排氣、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 與計(jì)算 排氣系統(tǒng)是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題 . 在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽是注射模排氣的主要形式。在設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)時(shí)我們可以按照以下幾點(diǎn)設(shè)計(jì)： （ 1） 排氣槽應(yīng)設(shè)在型腔最后充滿的地方，即熔料流動(dòng)的末端。 由于各種塑料的性能和成型工藝的要求不同 ， 對(duì)模具溫度的要求也不相同 。 在設(shè)計(jì)中我們還要注意一點(diǎn)它的設(shè)計(jì)原則 。 由體積流量查表可知所需的冷卻水管的直徑非常小，體積流量也很小，但為滿足模具在不同溫度條件下的使用，可在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾弥睆?d 為 8mm 的管道來(lái)調(diào)節(jié)溫度。 開(kāi)模行程的校核 S＞ H1+ H2+（ 5～ 10） mm=16+16+8=40mm 所以 S=180mm＞ 40mm,開(kāi)模行程足夠 . S—— 注塑機(jī)最大開(kāi)模行程，（ mm） H1—— 塑件脫模距離（ mm） H2—— 包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度，（ mm） 綜合驗(yàn)證， XSZ60型注射機(jī)完全能滿足此模具的注射要求。常因塑件被粘附于模腔內(nèi) 或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。 （ 2） 注射保壓和注射高壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成過(guò)量充模。 粘模問(wèn)題 1． 粘著模腔 制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開(kāi)啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開(kāi)型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無(wú)法取出的一種反?，F(xiàn)象。以檢驗(yàn)樣件來(lái)修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。根據(jù)參考書(shū)目 [12]查得： 定模座板 h1=20mm；定模板 A=25mm；動(dòng)模板 B=32mm；推件板 h2=16mm；支承塊 C=50mm；動(dòng)模座板 h3 =20 模具閉合高度： H 閉 = h1+A+B+h2+C+h3=179mm 模具