【正文】 gn.Key words: mechanical design。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應用范圍也在不斷地擴大，越來越普遍地采用塑料成型。定模部分安裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。模具設計要考慮的要點如下:a．塑件的物理力學性能，如強度、剛度、韌性、彈性、吸水性以及對應力的敏感性，不同塑料品種其性能各有所長，在設計塑件時應充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點，避免或補償其缺點。使模具零件符合制造工藝的要求。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計算機輔助分析(CAE)技術對塑料注塑過程進行流動分析、冷卻分析、應力分析等，合理選擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等，使模具設計方案進一步優(yōu)化，也縮短了模具設計和制造周期采用模具先進加工技術及設備，使模具制造能力大為提高。新的模糊控制系統(tǒng)具有加工反力的監(jiān)測和控制，提高了大面積加工的深度控制精度。一方面，國內模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展；另一方面，模具制造也逐漸向我國轉移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。根據(jù)塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術要求，本模具采用一模四腔布局，側入式澆口進料，注射機采用 TOSHIBA EC40Y型號，設置冷卻系統(tǒng)，CAD 繪制二維總裝圖和零件圖，系統(tǒng)地運用簡要的文字，簡明的示意圖和和計算分析，從而作出合理的模具設計。3 / 362 塑件分析 產(chǎn)品分析及其技術條件在模具設計之前需要對塑件的工藝性如形狀結構、尺寸大小、精度等級和表面質量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具結構和模具精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設計得低一些。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。m?m? 塑件材料的確定 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動性。此產(chǎn)品壁厚均勻，ABS 性能優(yōu)良，成本低廉，符合需求生產(chǎn)量大的要求，容易成型，對于本課題零件相當適用，所以在這選擇其為產(chǎn)品的材料。ABS 價格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應用范圍最廣的工程塑料之一。水、無機鹽、堿、酸類對 ABS 幾乎沒有影響， 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，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS 的熱變形溫度為 93 118℃，制品經(jīng)退火c?130~處理后還可提高 10℃左右。 要 求 塑 件 精 度 高 時 ， 模 具 溫 度 可 控制 在 50 60℃ ， 要 求 塑 件 光 澤 和 耐 熱 時 ， 模 具 溫 度 應 控 制 在 60 80℃ 。6 / 363 成型布局及注塑機選擇 進膠方式選擇注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其中澆口的選擇與設計恰當與否直接關系到制品能否完好的成型。要做到這一點必須使1)流程(包括分支流程)為最短；2)每一股分流都能大致同時到達其最遠端；3)應先從壁厚較厚的部位進料；4)考慮各股分流的轉向越小越好。型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關,型腔的排布應使每個型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力,以保證塑料熔體均勻地充滿每個型腔,使各型腔的塑件內在質量均一穩(wěn)定。塑件的高度為 3mm，塑件的大部分部膠位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加 2040mm，因此得出成型型腔總體厚度為 45mm。校核公式為： mn%8021??式中： 型腔數(shù)量n 單個塑件的重量（g）1m 澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（g）2本設計中：n=4 g =5 g ?12mm≥（+5）/ 即 m≥因而預選注塑機額定注塑量最少為 以上 鎖模力的計算選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力，不然模具分型面要分開而產(chǎn)生溢料。 注塑機選擇確定綜合考慮以上因素，選定注射機為 TOSHIBA EC40Y。根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，以此分析計算：模架的長 L=型腔長度（100）+復位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?模板壁厚 180mm?模架的寬 W=型腔寬度（70）+導向桿的直徑+模板壁厚 150mm?根據(jù)成型型腔的尺寸，在計算完模架的長寬以后，還需要考慮其它螺絲導柱等零件對模架尺寸的影響，在設計中避免干涉。 導向與定位機構設計導向機構的作用：保證模具在進行開合模時，保證公母模之間一定的方向和位置。如果，模具的凸模與凹模合模有方位要求時，則用兩個直徑不同的導柱，或用兩個直徑相同，但錯開位置的導柱。 3. 導套和導向孔（1） 無導套的導向孔，直接開在模板上，模板較厚時，導向孔必須做成盲孔，側壁增加排氣孔。澆注系統(tǒng)組成：普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個部分。 分流道的設計分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。 冷料穴的設計主流道的末端需要設置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。它與推桿配用，開模時倒錐形的冷料穴通過內部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動模。綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點，采用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動模一側，如圖 6 所示。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零16 / 36部件的設計是注射模具的重要部分。本設計中采用嵌入式型腔及型芯，其特點是結構簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個模具的外形結構尺寸。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。模具的各種成型零部件和結構零部件均有強度、剛度的要求，足夠的強度才可以保證模具能正常工作。整體性強度主要針對型腔側壁厚度，型腔底板厚度，合模面所能承受的壓力等幾個方面，實際選用尺寸應大于計算尺寸并取整。從 作 用 位 置 分 為 下 模 行 位 、 上 模 行 位 、 斜 行 位 （ 斜 頂 ） 從 動 力 來 分 ， 為 機 動 側 向 行 位 機 構 和 液 壓 （ 氣 壓 ） 側 向 行 位 機 構18 / 36圖 7 側向抽芯機構類型滑塊設計的要點在于滑塊與側向型芯連接以及注射成型時制品尺寸的準確性和移動的可靠性，滑塊分為整體式和組合式兩種。19 / 36楔緊角 β 應比斜導柱的傾斜角 α 大 2176。所謂干涉現(xiàn)象是指滑塊的復位先于推桿的復位致使活動側向型芯與推桿相碰撞，造成活動側向型芯或推桿損壞。 ?導柱傾斜角 是決定斜導柱抽芯機構工作效果的一個重要參數(shù)，它不僅決定了開模行程和斜導柱長度，而且對斜導柱的受力狀況有著重要影響。?本次設計取 =16176。S本次模具設計中，計算如下：（5～10）mm=57mm2tantancos2sizdhdSL?????21 / 36圖 8 側向抽芯機構 脫模及推出機構 脫模力脫模力的產(chǎn)生范圍：①（脫模）塑件在模具中冷卻定型時，由于體積收縮，產(chǎn)生包緊力。 初始脫模力，開始脫模進的瞬間防要克服的阻力。 c． 塑件與芯子磨擦力俞大，則脫模阻力俞大。脫模機構按其推出動作的動力來源分為手動推出機構，機動推出機構，液壓和氣動推出機構。該塑件采用了 推桿，其分布情況如圖 9 所示，這些推桿的作用，使制品受推出力從而脫模。m06.~4.23 / 36 圖 9 推出機構 冷卻系統(tǒng)的設計與計算注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。一般注射到模具內的塑料粉體的溫度為 左右，熔體固化成為塑件后，從 左右的C?20 C?60模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內通入冷卻水，將熱量帶走。c．塑件局部壁厚處，應加設冷卻裝置。f．冷卻水道不應穿過接縫部分，以防漏水。j．如果型芯太長，冷卻水道無法開設，則可以選用熱導系數(shù)較大的材料，在型芯下部采用噴水法進行冷卻。本設計中型芯型腔各一組冷卻水回路, 此方式冷卻快速, 塑件冷卻均勻, 確保尺寸變形一致。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。由于本次設計中模具尺寸不大，本設計中采用間隙排氣的方式，而不另設排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜。對于臥式注射機，其開模行程與模具厚度有關，對于單分型面注射模應有：Smax＞ S= H1 + H2 + H3 + C式中 H1模具厚度 H2頂出行程H3 包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度C – 安全距離本設計中 =570 =200 mm =27mm H3 =60mm C 取 100mmmaxS12總的開模距離需要 S=387mm 以上. 經(jīng)計算，符合要求。由于知識及實踐經(jīng)驗的缺乏，在設計過程中，零件加工精度的確定尚存在許多不足之處，在以后的工作、學習中還有待改進。整個畢業(yè)設計過程中，我學到了很多東西，對待設計的嚴謹，工作態(tài)度的