【正文】 了提高生產(chǎn)效率和塑件的均勻冷卻，在距分型面高度為 15mm 的平面上設(shè)計(jì)冷卻水道。 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： F＞ F型 =K A分 模具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。 式中 Hm —— 所設(shè)計(jì)的模具厚度 290 mm； Hmin —— 注塑機(jī)所允許的最小模具厚度 170 mm； Hmax —— 注塑機(jī)所允許的最大模具厚度 300mm； 模具安裝尺寸校核 注塑機(jī)的動(dòng)模板，定模板臺(tái)面上有許多不同間距的螺釘孔或 “T” 形槽，用于安裝固定模具。 開模行程校核 所選注塑機(jī)為全液壓式鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。 39 模具裝配 經(jīng)過(guò)上面幾章的設(shè)計(jì)計(jì)算，模具中各個(gè)零部件的形狀和尺寸都得到了確定 。 動(dòng)模板、支撐板、墊塊和動(dòng)模板坐用內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M14 155 連接 在一起 ， 動(dòng)模板和 支撐板 用直徑為φ 6，長(zhǎng)為 28mm 的圓柱定位銷定位。 特別了解了 塑料工業(yè)的重要地位和當(dāng)今注塑模具的現(xiàn)狀 。 為了做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我 找了很多有關(guān)模具設(shè)計(jì)方面的書籍，進(jìn)行了系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。 由于是第一次進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，我采用了以傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)流程為主線，利用現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的優(yōu)越性方面的并行設(shè)計(jì)方法， 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件，以完成模具的三維實(shí)體設(shè)計(jì)為先，以繪制 2D 施工圖為后的設(shè)計(jì)流程， 從而減少了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中錯(cuò)誤的出現(xiàn)和設(shè)計(jì)的返工。 EMX（專家模架系統(tǒng)），這個(gè)軟件的方便、快捷真正體現(xiàn)了現(xiàn)代 模具工業(yè)的高效率、高質(zhì)量的特點(diǎn)。 由于是第一次做模具設(shè)計(jì)，自身所具有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)有限，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于一些問(wèn)題的理解和處理都顯得比較膚淺。但是由于 46 沒(méi)有找到在樣的專業(yè)軟件，因此在設(shè)計(jì)上我只有盡量的使模具得到良好的冷卻。不僅學(xué) 到不少專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己的工作能力，也學(xué)會(huì)了以什么樣的心態(tài)卻面對(duì)設(shè)計(jì)工作 。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到一些難以解決的問(wèn)題，王老師都認(rèn)真負(fù)責(zé)地給我分析講解，使我找到了解決問(wèn)題的辦法。 在你們的幫助下，我學(xué)到了豐富的專業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)了如何對(duì)待學(xué)習(xí)、生活、如何從事設(shè)計(jì)研究工作， 使我的學(xué)業(yè)順利的完成，給我的大學(xué)生活劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)。在王老師的指導(dǎo)下，使我在這次模具設(shè)計(jì)中學(xué)到不少知識(shí)。由于是第一次做模具設(shè)計(jì)，所以在開始的時(shí)候都不知道從何下手。隨著科技的進(jìn)步及注射理論的突破，熱流道模具發(fā)展的越來(lái)越迅速，隨著技術(shù)的成熟，熱流道模的生產(chǎn)控制將會(huì)變得比以前更為輕松，產(chǎn)品質(zhì)量將會(huì)得到更好提高，所以，以后注射模具的研究會(huì)以熱流道模具為主。在分析中得出塑件會(huì)出現(xiàn)冷卻質(zhì)量問(wèn)題，但是由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的不足，使得冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不精確。 CAE 軟件在模具設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用，提高了模具設(shè)計(jì)的精確性和速度，降低了制造成本。軟件中的 Pro\Moldesign, Expert Moldbase Extension(EMX)， Plastic Advisor 等模塊軟件在塑料模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中起到非常重要的作用。通過(guò)學(xué)習(xí)這些知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)的過(guò)程有了清晰的認(rèn)識(shí)，以及在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該要注意些什么問(wèn)題都有個(gè)大概的了解。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。 ⑵合模過(guò)程：注塑機(jī)合模時(shí)，移動(dòng)板帶動(dòng)動(dòng)模部分向靠近定模部分的方向移動(dòng)，在復(fù)位桿的作用下，使推板帶動(dòng)推桿和拉料桿向遠(yuǎn)離定模部分移動(dòng)，當(dāng)模具完全閉合后，脫模機(jī)構(gòu)也已經(jīng)復(fù)位。 凹模仁與定模坐板之間 和凸模仁與支撐板之間都是 用帶彈簧墊圈的內(nèi)六角圓柱頭螺釘 M8 35 連接，用 直徑為 φ 6，長(zhǎng)為 28mm 的圓柱定位銷定位。 S開 ≧H1+H2+（ 5~10） mm 310≧ 59+101+10 310≧ 170 滿足要求。采用螺釘直接固定時(shí)（大型模具常用這種方法），模具動(dòng) ，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機(jī)模板臺(tái)面上對(duì)應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時(shí)（中，小模具多用這種方 38 法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。 由表 32 可得注塑機(jī)的拉桿間距為 320 320mm，而模板坐的尺寸為 25 300 450mm，故滿足要求。 F型 =K A分 所以，一個(gè)周期內(nèi)所需的塑料溶體的總量必須在注射機(jī)的額定注射量的 80%以內(nèi)。根據(jù)冷卻水線設(shè)計(jì)原則，第一層冷卻水線設(shè)計(jì)在距分型面高度為 38mm 的平面上，冷卻水回路如圖 ；第二層冷卻水線設(shè)計(jì)在距分型面高度為 58mm 的平面上，冷卻水回路如圖 。 ④ 澆口處加強(qiáng)冷卻，冷卻水從澆口處進(jìn)入最佳； ⑤ 應(yīng)降低進(jìn)水和出水的溫差，進(jìn)出水溫差一般不超過(guò) 5℃ ⑥ 冷卻水的開設(shè)方向以不影響操作為好，對(duì)于矩形模具，通常沿寬度方向開設(shè)水孔。 ⑴ 采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率； ⑵ 模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形 ⑶ 對(duì)塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質(zhì)量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態(tài)； 溫度對(duì)塑件質(zhì)量 的影響有相互矛盾的地方，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)材料特性和使用要求偏重于主要要求。流動(dòng)性差的塑料如 PC， POM 等，要求模具溫度高，溫度過(guò)低會(huì)影響塑料的流動(dòng)，增大流動(dòng)剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣， 分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。 ⑷ 推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為 H8/f7 或 H7/f6，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。 ⑵ 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向： 推出機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)桿和導(dǎo)套配合來(lái)導(dǎo)向，在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中一得到確定。 用計(jì)算的方法確定推出零件的尺寸十分繁瑣，一般在模具設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)模具的外形尺寸設(shè)計(jì)好以后，可選擇推薦模架，推薦板的厚度就可以確定，而推桿的直徑可根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸、模具的結(jié)構(gòu)及推桿的數(shù)量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)選擇，只有當(dāng) 脫模力較大，模具選擇太小或推桿太細(xì)，才進(jìn)行校核計(jì)算。 導(dǎo)柱：基本尺寸確定為φ 25mm，長(zhǎng)度 L=125mm，詳細(xì)資料查 [1]P455 表 2029； 導(dǎo)套：由導(dǎo)柱基本尺寸確定，詳細(xì)資料查 [1]P456 表 2030。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的 ~2 倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中 心線的 1/3處最為安全。 模架參數(shù)表 圖 推出距離與墊塊高度關(guān)系 由以上計(jì)算， 查 [1]P434 表 202 選取標(biāo)準(zhǔn)模架為 A3250450 GB/T 表 41 模架參數(shù)表 項(xiàng) 目 材料 尺 寸（ mm） 定模座板 45 鋼 25 300 450 定模板 45 鋼 80 250 450 動(dòng)模板 45 鋼 25 250 450 支撐板 45 鋼 35 250 450 墊塊 Q235 48 100 450 動(dòng)模座板 45 鋼 25 300 450 推板 45 鋼 20 150 450 推板壓板 45 鋼 15 150 450 導(dǎo)向 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。 ⑶ 模具高度尺寸的確定 各塊板的厚度已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個(gè)尺寸需要注意： ① 凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型時(shí)型腔中有很大的成型壓力，當(dāng)塑件和凝料在分型面上的投影面積很大時(shí)，若凸 模底板厚度不夠，則極有可能使模架發(fā)生變形或者破壞，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能確定，根據(jù) 中計(jì)算 知道， 凸模支撐板的 厚度滿足 就 可滿足要求，為了安全，取底板厚度為 35mm。 ⑴ 模仁尺寸的確定 因?yàn)椴捎玫氖钦w式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過(guò)模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過(guò)模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為 160 320 mm。 該模具型腔壁厚和底板厚度按整體式圓形型腔計(jì)算。 模架的確定 、底板 厚度 和支撐板厚度的 計(jì)算 在注塑成型過(guò)程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。也可以通過(guò)適當(dāng)提高料溫、注射壓力或加快注射速度。 28 圖 凝固時(shí)間的變異量 ⑸ 縮痕分析、逃氣和融合 線 分析 ① 從圖 圖中可以看出，縮痕主要集中在塑件下圓柱面和臺(tái)階平面的交界處，但是縮痕面積只有 3%，不影響塑件質(zhì)量，我們也可 以 運(yùn)用縮痕尺寸計(jì)算得出最大縮痕不超過(guò) 。從圖 可以看出，塑件接近澆口部分的圓環(huán)面的溫度變化稍大 ， 因此在布置冷卻水道的時(shí)候需要考慮到如何使整個(gè)塑件表面溫度變化均勻 。從圖中可以看出塑件頂部有明顯是冷卻質(zhì)量問(wèn)題 ，圓環(huán)面上有輕微的冷卻質(zhì)量問(wèn)題 。 26 圖 塑料在模穴中的 壓降 ③品質(zhì)預(yù)測(cè) 如圖 所示，綠色為品質(zhì)較好區(qū)域，黃色表示品質(zhì)中等，紅色為品質(zhì)最差區(qū)域。 圖 充填時(shí)間 ②壓降 紅色區(qū)域?yàn)閴航底畲髤^(qū)域，藍(lán)色區(qū)域?yàn)閴航底钚^(qū)域。實(shí)際注射時(shí)間是 ，實(shí)際注射壓力 ，預(yù)估循環(huán)時(shí)間，剪切速率 ，保壓力 ① 填充時(shí)間 如圖 所示，紅色區(qū)域是最先填滿的區(qū)域，藍(lán)色區(qū)域是最后填滿的區(qū)域。塑料熔解溫度為 C。 鑄模模型質(zhì)量屬性分析 分析結(jié)果：體積 = 3410mm 24 曲面面積 = mm? 密度 = 3/ cmg 質(zhì)量 = 測(cè)量 模型在分型面上的投影面積 測(cè)量結(jié)果：面積 = mm? 運(yùn)用 plastic advisor 進(jìn)行分析 ⑴ 材料信息 圖 和圖 是材料的一些基本信息，也是分析的初始條件。 ⑵ 凸模高度尺寸的計(jì)算： H1m =[(1+ S) H1s + ?32]?? =[(1+) +320. 4] ? = ? mm 式中 H1s — 凹模深度尺寸 H1m 減去塑件壁厚 1mm。 ⑵ 凹模深度尺寸的計(jì)算 H1m =[(1+ S )H1s － ?32]?? =[(1+) 10－32 ] ? = ? mm 式中 H1m — 以尺寸為 10加工時(shí)凹模的徑向尺寸 ； H1s — 在 尺寸為 10 處 塑件的徑向尺寸 ； H 2m =[(1+ S )H2s － ?32 ]?? =[(1+) 18－ 32 ] ? = ? mm 式中 H 2m — 以尺寸為 18加工時(shí)凹模的徑向尺寸 ； H2s — 在 尺寸為 18 處 塑件的徑向尺寸 ； 凸模工作尺寸的計(jì)算 凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過(guò)程中凸摸的磨損會(huì)使被包容尺寸變小。模具工作尺寸如圖 (a,b)所示： 圖 （ a） 凹模 圖 （ b）凸模 ⑴ 凹模徑向尺寸的計(jì)算 凹模尺寸如圖 （ a）所示。 成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差 和磨損量進(jìn)行計(jì)算；前一種方法簡(jiǎn)便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。 其有以下特性 : ① 形狀簡(jiǎn)單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； ② 試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時(shí)修改； ③ 能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間； 20 ④ 對(duì)于殼體形塑件，流動(dòng)充填效果較佳。該模具的冷料井 設(shè)計(jì)為帶 Z形頭拉桿的冷料井 。考慮熱量損失和澆道加工性能等因素，查 [6]P151表 43，選擇 U 形截面的分澆道。 分流道 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 主流道 主流道是一端與注塑機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有有錐度的流動(dòng)通道。 材料預(yù)備熱處理： ⑴ 斷后退火； ⑵ 高溫回火； ⑶ 正火 推薦回火規(guī)范：回火溫度為 500~560C。 查 [5]P183 選擇模仁 的材料為 SM45 鋼。 澆口位置已經(jīng)在 分析中確定。 考慮到該塑件是一般日用品 ，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)因素，初步 確定該模具為一模兩腔。 注塑機(jī) 注塑成型工藝參數(shù) 查 [1]P244 表 1210 得 PP料注射成型的主要工藝參數(shù)如下表 31 注塑機(jī)