【正文】 [4]機(jī)械工業(yè)出版社，《塑料模具技術(shù)手冊》編委會。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設(shè)計(jì)。螺紋型芯安裝在模具上，成形時(shí)要可靠定位，不能因臺模振動(dòng)或料流沖擊而移動(dòng)，開模時(shí)應(yīng)能與塑件一道取出且便于裝卸。 ? 相互靠近的小型芯的固定 方法 多個(gè)相互靠近的小型芯，如果臺肩固定時(shí)，臺肩發(fā)生重疊干涉，可將臺 肩相碰的一面磨去，將型芯固定板的臺階孔加工成大圓臺階孔或長腰圓形臺階孔，然后再將型芯鑲?cè)恕Ｖ饕糜诠に噷?shí)驗(yàn)或小型模具上的簡單型芯。按結(jié)構(gòu)不同可分為 整體式型腔結(jié)構(gòu) 整體式型腔是由 整塊金屬加工而成的，其特點(diǎn)是牢固、不易變形、不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。爪形澆口的缺點(diǎn)與輪輻式澆口類似，主要適用于成形內(nèi)孔較小且同軸度要求較高的細(xì)長管狀塑件。 d) 環(huán)形澆口 對型腔填充采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱 環(huán)形澆口，見圖 8。 b) 中心澆口 圖 5 直接澆口 圖 6 中心澆口 當(dāng) 筒 類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時(shí)，內(nèi)澆口開設(shè)在該孔處，同時(shí) 在中心處設(shè)置分流錐，該 澆口稱為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式，如圖 5 所示 。 限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，其作用如下： a) 澆口通過截面積的突然變化，使分流道送 來的塑料熔體提高注射壓力，使塑料熔體 通過撓口的流速有一突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。分流道的長度要盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。 ② 主流道澆口套 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 4 主流道澆口 套及其固定形式 主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如 T8A、 T10A 等材料制造，熱處理淬火硬度 53— 57HRC。主流道是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。 單分型面注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) (1) 普通澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。 (7) 結(jié)構(gòu)零部件 用來安裝固定或支承成型零部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零部件。 (4) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 為確保動(dòng)模與定模合模時(shí)準(zhǔn)確對中而設(shè)導(dǎo)向零件。裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過 1000C。 ① 模具預(yù)熱 模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 從外部向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。 在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處。 在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 2020C 左右，而從模具中取出塑件的溫度約為 600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具 通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度 因 儀表蓋 使用的塑料是 ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動(dòng)性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。頂桿多用 T8AV、 T10A 材料，頭部淬火硬度達(dá) 50HRC 以上，表面粗糙度取 Ra 值小于 微米，和頂桿孔呈 H8/f8 配合。 頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，如加強(qiáng)筋，壁厚等處。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。 （ 2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。分流道與澆口的連接。 （ 4） 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。澆口截面積約為分流道截面積的 ～ ，澆口的長度約為 ～ 2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。同時(shí)它的效果與 S 澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。對于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料井?；诒敬卧O(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個(gè)拉料桿構(gòu)成。 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （ 1） 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因 ABS 的流動(dòng)性為中性，故其錐度取 3 度，過大會造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為 。 （ 3） 系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 為實(shí)現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應(yīng)具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。 (十 )、 Ls=6mm . 經(jīng)計(jì)算得： LM=。0 其各字母的含義與前相同，型芯按六級精度制造，根據(jù)型芯的基本尺寸，代入數(shù)據(jù)得： （一）、 Ls=81mm 經(jīng)計(jì)算得： LM=。 (六 )、 Ls=7mm . 經(jīng)計(jì)算得： LM=+。（包括矩形和異形型芯的長和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。 最大注塑量的校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的 80%。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 1 塑件的工藝分析 【塑件成型工藝分析】如圖 所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 儀表蓋 儀表 蓋的形狀較復(fù)雜，帶有很多不同形狀的孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度。目前，流動(dòng)分析普遍采用廣義 Hel。盡管關(guān)于注射模設(shè)計(jì)和介紹注射模 CAE 技術(shù)的文獻(xiàn)很多，但如何將 CAE分析結(jié)果用 于指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)方面的文獻(xiàn)并不多見。多年來，人們一直期望能預(yù)測注射成型時(shí)塑料熔體在模具型腔中的流動(dòng)情況及塑料制品在模具型腔內(nèi)的冷卻、固化過程，以便在模具制造之前就能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，修改圖紙而不是返修模具。 （ 2） 高效率、自動(dòng)化 大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 緒 論 {一 } 【模 具在加工工業(yè)中的地位】 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。 本次設(shè)計(jì)以注射鬧鐘后蓋模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過 程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。另外模具對制品的成本也有影響。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。注射模 CAE 技術(shù)的出現(xiàn)，使人們的這一愿望能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。以下通過一些典型的CAE 分析示例來說明如何用 CAE 技術(shù)解決模具設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題。一 Shaw 流動(dòng)模型，利用有限元 /有限差分法混合來禍合求解 控制方程，它基本上沿用流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)法基本思想，利用控制體積法建立壓力場求解的有限元方程，并對時(shí)間和沿厚度方向差分，建立溫度場求解的能量方程，以實(shí)現(xiàn)注射模充填過程的動(dòng)態(tài)模擬。 儀表蓋 的注塑材料首先選用ABS。因此 ABS 樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： V 機(jī) ≥ V 塑 ＋ V 澆 式中 V 機(jī) ———— 注塑機(jī)的最大注塑量， 40cm3 V 塑 ——— — 塑件的體積，該產(chǎn)品 V 塑 ＝ 18cm3 V 澆 ———— 澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品 V 澆 ＝ 2cm3 故 V 機(jī) ≥（ 18+4） cm3 鎖模力校核 F 鎖 ﹥ pA 式中 p———— 熔融型料在型腔內(nèi)的壓力，該產(chǎn)品 A———— 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經(jīng)計(jì)算A=4641 mm3 F 鎖 ———— 注塑機(jī)的額定鎖模力。由于 儀表蓋 須與前蓋配合，所以只有鬧鐘后 蓋的邊緣的榫才起著配合決定性的作用，還有鬧鐘后蓋與電池蓋的配合，故需要計(jì)算相畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 對于榫和鉸鏈的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸確定。 (七 )、 Ls=2mm . 經(jīng)計(jì)算得： LM=+。 （二）、 Ls=1mm 經(jīng)計(jì)算得： LM=。 (十一 )、 Ls=8mm . 經(jīng)計(jì)算得： LM=。必須具有一定的強(qiáng)度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因?yàn)?ABS 沒有腐蝕性。 （ 4） 對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 2） 主流道大端呈圓角，其半徑取 r=1～ 3mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力， r=. （ 3） 在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應(yīng)盡量短，否則會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失 ，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。 （ 3） .分流道的位 置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。 分流道的布局 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。 當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會很多。由于 儀表蓋 的側(cè)內(nèi)壁與鬧鐘芯存在一定的空隙，所以即使是在脫模的時(shí)候流在一定的澆口痕也不會影響裝配。 （ 3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。 定位作用： 為避免裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪Ｗ饔妹娣e盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。 8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時(shí)間占注射成型周期的約 80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模 具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，