【正文】 發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。 中國(guó)塑料模 具 工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。不易燃。 PS 在工業(yè)上可做儀表外殼，燈罩，化學(xué)儀器零件，透明模型，產(chǎn)品包裝等；在電氣方面用作良好的絕緣材料，接線盒，電池蓋，光源散色器，絕緣薄膜，透明容器等；在日用品方面廣泛用于包裝材料，各種容器，玩具及餐具、托盤(pán)等等。 PP 料是通用塑料中耐熱性最好的，其熱變形溫度為 80～ 100℃ ,能在沸水中煮。 PVC 流動(dòng)穩(wěn)定性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。 本設(shè)計(jì)是 煙灰缸注射模具 ，綜合考慮以上各種塑料的特性，選擇 ABS 材料。 （ 5）尺寸精度： jscz ????? ?? ＋＝ ? 塑件成型誤差 z? 模具成型部件的制造公差 c? 模具成型部件的表面磨損 s? 由于塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差 j? 模具組裝和配合間隙誤差 精度等級(jí)： ABS塑料建議選用五級(jí)精度。 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 脫模斜度 脫模斜度大小受塑件徑向尺寸的限制，又影 響著脫模阻力，斜度大，脫模阻力小，有利于脫模，選擇脫模斜度時(shí)還應(yīng)考慮塑料材料的性質(zhì)，塑件摩擦系數(shù)大，則宜采用較小斜度，便于脫模時(shí)不至于過(guò)大脫模阻力。 塑件設(shè)計(jì)成圓角，使模具型腔對(duì)應(yīng)部位亦成圓角，這樣增強(qiáng)了模具的堅(jiān)固性，塑件的外圓對(duì)應(yīng)著型腔的內(nèi)圓角，它使模具在淬火和使用時(shí)不會(huì) 因 應(yīng) 力集中而開(kāi)裂。優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，模具裝拆方便，安裝嵌件和活動(dòng)型芯簡(jiǎn)便可靠。 ① 柱塞式注射機(jī) 柱塞式注射機(jī)不宜用于加工流動(dòng)性差、熱敏性強(qiáng)的塑料制品。 初步估算體積為 ： V= ? 179。但是目前由于過(guò)去的習(xí)慣，對(duì)注射機(jī)的注射量也還是采用克量來(lái)表示。每臺(tái)注塑機(jī)都有一個(gè)額定的鎖模力，所設(shè)計(jì)的模具在注射沖模時(shí)，分型面張開(kāi)的總力不能超過(guò)這個(gè)額定的值， 根據(jù)以下公式： 脹型力 =制品投影面積 A型腔壓強(qiáng) P 鎖模力 F≥脹型力247。 ①模具定位圈與注塑機(jī)定位孔配合。固 定如 圖 31 所 示 。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 （ 1）保證制品外觀質(zhì)量 任何澆口都會(huì)在制品表面留下痕跡，從而影響其表面質(zhì)量。 流道設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指緊接注塑機(jī)噴嘴到分流道為止的那一段錐形流道，熔融塑料進(jìn)入模具時(shí)首先經(jīng)過(guò)它。 （ 5）主流道應(yīng)盡量和模具中心 重合 。 冷料井和鉤料脫模裝置的設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。 2 塑件注射成后，由于澆口的截面積很小，所以它的冷卻速度大于塑件的冷 卻速度，并能迅速地冷卻封閉，防止熱料回流。 缺點(diǎn)： ① 壓力損失大 ； ② 適合彈性好的塑料 。它只有主流道而無(wú)分流道及澆口，或者說(shuō)主流道就 是澆口。本設(shè)計(jì)的直接澆口設(shè)在型腔中心點(diǎn)處，從塑件的下底面中心進(jìn)料。 成型零件設(shè)計(jì) 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模用以成型塑件的外觀表面的設(shè)計(jì)，有整體式凹模，鑲?cè)胧桨寄?，局部鑲嵌式凹模，大面積鑲嵌式凹模，四壁拼合式凹模，拼塊式凹模。 1）導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 對(duì)導(dǎo)柱設(shè)計(jì)的主要要求： ①導(dǎo)柱的直徑視模具大小而定，但必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要 耐磨 ，芯部要堅(jiān) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 韌，因此導(dǎo)柱的材料一般采用低碳鋼（ 20）滲碳淬火，或用碳素工具鋼（ T T10）淬火處理， 硬度為 50～ 55HRC。 ④導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻地分布在模具分型面的四角，導(dǎo)柱至模具的邊緣應(yīng)有足導(dǎo) 柱一般設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，可以起到保護(hù)型芯及塑件脫模是支撐推件板的作用。導(dǎo)套內(nèi)外 表面粗糙度取為 為妥。 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 6 章 推出機(jī)構(gòu) 脫模 系統(tǒng) 在注塑模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中安全無(wú)損壞的推出機(jī)構(gòu)稱為脫模系統(tǒng)。 由此 可得 采用機(jī)動(dòng)脫模系統(tǒng)比較符合本設(shè)計(jì)。推管型芯數(shù)量多，或者要做防轉(zhuǎn)時(shí)，也可做一塊多或多快壓板分別固定。 （ 5） 氣動(dòng)脫模系統(tǒng) 氣動(dòng)推出常用于大型、深腔、薄壁或軟質(zhì)制品的推出，這種模具必須在后模設(shè)置氣路和氣閥的結(jié)構(gòu)。這 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 種頂出 機(jī)構(gòu)廣泛地應(yīng)用于推出各類塑件，是一種最簡(jiǎn)單的推出形式，它的特點(diǎn)： ① 推出元件制造簡(jiǎn)便 ； ② 更換容易 ； ③ 滑動(dòng)阻力小 ； ④ 推出效果好 ； 設(shè)計(jì)要點(diǎn)： ① 推桿應(yīng)設(shè)在塑件能承力較大的部位，盡量使推出的塑件受力均勻，但不宜于型芯或鑲件距離過(guò)近，以免影響凸凹模強(qiáng)度 ； ② 推桿直徑不宜過(guò)細(xì)，要有足夠的強(qiáng)度承受推力，一般取 ? ～ 12mm； ③ 推桿裝配后不應(yīng)有軸向竄動(dòng)，其端面應(yīng)高出型腔或鑲件平面 ～ ； ④ 塑件澆口處應(yīng)盡量不設(shè)置推桿，以防該處內(nèi)應(yīng)力大而碎裂 ； ⑤ 推桿的布置應(yīng)避開(kāi)冷卻水 道和側(cè)抽芯，以免與抽芯機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉 ； ⑥ 推桿與模體的配合間隙不大于所用塑料的溢邊值。 推出零件尺寸的確定 （ 1）推件板厚度的確定 推件板的厚度（ mm） 公式 t= 3/13 )][( ?FK 式中 ： 3K 系數(shù)，隨 R/r 而異 選取 [σ] 推件板材料的許用應(yīng)力， MPa。 機(jī)構(gòu)分類 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)類型很多，通常按動(dòng)力來(lái)源分三種類型，其中以側(cè)向分型機(jī)構(gòu)最為常用。本設(shè)計(jì)采用的就是第二種。 （ 3）斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) ① 斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向斜角即抽拔角 ? 在 5176。 ③ 為了使斜滑塊的分型面保持緊密配合，成型時(shí)不發(fā)生溢料，斜滑塊與模套之間應(yīng)有～ 。模具溫度過(guò)高，會(huì)造成溢料脫模困難，并使固化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，延長(zhǎng)注射成型周期，降低生產(chǎn)效率。提高模溫可改善塑件的表面狀態(tài)，降低塑件表面粗糙度值。 冷卻回路設(shè)計(jì) 模具 設(shè)置冷卻裝置的目的，一是防止塑件脫膜變型；二是縮短成型周期；三是使結(jié)晶性塑料冷凝形成較底的結(jié)晶度，以得到柔軟性，撓曲性，伸長(zhǎng)率較好的塑件。 （ 3）水孔管路應(yīng)暢通無(wú)阻。 ④ 塑件厚度。C)。C， t 為 1mm，代入得 Q=。 （ 4）型腔成型零件磨損及化學(xué)腐蝕引起的誤 差。 ? = D=[100（ 1+）－ 43 ] ? = ? mm ② 型腔的深度尺寸 型腔的深度尺寸的計(jì)算式 ： H=[H0(1+S)－ 32 △ ] ??0 式中 ： 。 （ 2）成型零件的制造公差。C， k 為 10 8? (m178。/S)。 ② 冷卻介質(zhì)溫度及流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)模具大小決定。通常是根據(jù)塑料品種，塑件厚度，結(jié)晶性塑料所要求的性能而定。一般成型后 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 ： ① 采用較低的模溫可以減少塑件制品的成型收縮率 ； ② 模溫均勻，冷卻時(shí)間短，注射速度快可以減少塑件的變形 ； ③ 尺勺穩(wěn)定性 ； ④ 力學(xué)性能 ； ⑤ 外觀質(zhì)量 。由熔融狀態(tài)冷卻到固化狀態(tài)是由熔料溫度和模具的溫差實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)導(dǎo)向斜角采 用 20176。整體式的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、模體面積較小，但加工工藝復(fù)雜，其配合精度要求很高，只在小型模具中應(yīng)用。這類機(jī)構(gòu)的最主要特點(diǎn)是：抽拔距離長(zhǎng)，抽拔力大 ，動(dòng)作靈活，不受開(kāi)模過(guò)程限制，常在的大型注塑模中使用。這類模具脫出塑件的運(yùn)動(dòng)有兩種情況：一種是開(kāi)模首先完成側(cè)向分型或抽芯，然后推出塑件；第二種是側(cè)向抽芯或分型與塑件的推出同步進(jìn)行。 脫模力的計(jì)算公式 F= AK tgftE S L )1( )(co s8 ?? ?? ?? E塑件拉伸模量 (MPa) ABS 塑料為 MPa S塑料成型平均收縮率 (％ ) ABS 塑料為 % t塑件的平均厚度 (mm) 塑件設(shè)計(jì)厚度為 L塑件包容型芯的長(zhǎng)度 (mm) 設(shè)計(jì)為 30 μ塑料的泊松比 查表取為 Φ— 型芯脫模斜度 選擇為 1176。 （ 4）頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)平穩(wěn)順暢，靈活可靠 頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長(zhǎng)的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無(wú)卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。而內(nèi)螺紋則由螺紋型芯成型，其脫模系統(tǒng)可根據(jù)制品生產(chǎn)批量、制品外形、模具制造工藝等因素采用手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)和機(jī)動(dòng)推出兩種形式，機(jī)動(dòng)推出又包括強(qiáng)行推出和自動(dòng)脫螺紋機(jī)推出。推管推管件包括推管和推管型芯。這類模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，多用于生產(chǎn)批量大的情況，是目前最廣泛的一種脫模系統(tǒng)。 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模 具 機(jī)構(gòu)在 完成塑件脫模后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，必須回到初始位置， 因此要設(shè)置復(fù)位桿。 4）材料的選擇 導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，其硬度為 HRC50～ 55。 導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合 H7/f6 或 H8/f8，而與安裝孔則采用過(guò)過(guò)渡配合 H7/m6 或 K7/h6，配合部分表面粗糙度為 Ra=。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是： (1)定位作用：為了避免模具裝配時(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的形狀，不至于因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?，或者模塑失效；另外，?dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具的裝配過(guò)程中也起定位作用，方便模具的裝配和調(diào)整； (2)導(dǎo)向作用：在動(dòng)定合模時(shí)，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動(dòng)模、定模正確閉合，避免凸?；蛐托咀矒粜颓?，損壞零件； (3)承受一定側(cè)壓力：塑料注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射 機(jī)精度的限制，使導(dǎo)柱在工作中承受了一定的側(cè)壓力； (4)保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用：對(duì)于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 分型面的選擇原則 ①應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處 ； ②有利于塑件的留模和脫模 ； ③保證塑件的精確要求 ； ④滿足塑件外觀要求 ； ⑤便于模具的制造 ； ⑥減小成型面積 ； ⑦增強(qiáng)排氣效果 ； ⑧應(yīng)使側(cè)抽芯行程較短。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是一模 一 腔的， 考慮到直接澆口簡(jiǎn)單，成型容易 ， 所以采用 直接 澆口 較為理想， 提 高注射效率。 缺點(diǎn)：壓力損失大，切口消除困難。 （ 2） 潛伏式澆口 潛伏式 澆口形狀為圓錐形，是點(diǎn)澆口的變異。 圖 41鉤料桿形式 澆口設(shè)計(jì) 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的最后部分，其作用是防止倒流，升高熔體溫度，調(diào)節(jié)及控制進(jìn)料量和進(jìn)料速度，提高成型質(zhì)量。澆口套大端高出定模端面H=5～ 10mm，起定位作用，與注射機(jī)定模板的定位孔呈間隙配合。 （ 3）主流道尺寸要滿足裝配要求。 ④ 澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的冷料，防止其進(jìn)入型腔，影響制品質(zhì)量。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理，將直接影響成型品的外觀。 注射機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的塑料件從模具中取出時(shí)所需的開(kāi)模距離，其必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離，否則塑件無(wú)法從模具中取出 ，開(kāi)模距離一般分為如下兩種情形：一是當(dāng)注射機(jī)采用液壓，機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開(kāi)模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大沖程決定，并不受模具厚度的影響，即注射機(jī)，二是當(dāng)注射機(jī)采用全液壓時(shí)，最大開(kāi)模行程等于機(jī)床移動(dòng)模板和固定模板之間的最大開(kāi)距減去模具厚度，即注射機(jī)的最大開(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)，本設(shè)計(jì)是屬于單分型面注射模開(kāi)模，其開(kāi)模行程如圖 31 示 。 （ 4）對(duì)注塑機(jī)有關(guān)安裝尺寸的校核。 為了保持動(dòng) 、 定模閉合緊密 ， 保證塑件的尺寸精度并 盡量減少溢邊厚度 ， 同時(shí)也為了保障操作人員的人身安全 ， 需要機(jī)床提供足夠大的鎖模力 。該注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)如 表 31： 表 31 XSZY60技術(shù)參數(shù) 結(jié)構(gòu)形式 臥式 注射方式 螺桿式 最大注射量容量（ mm3 ） 60 螺桿直徑 (mm) 38? 注射壓力 (MPa) 112 噴嘴孔徑 D(mm) 4 鎖模力 (KN) 500 噴嘴半徑 (mm) 12 最大注射面積（ cm2 ） 130 模板行程 (mm) 180 最大模具厚度 H（ mm） 200 最小模具厚度 H（ mm） 70 定位孔直徑 (mm) ??? 中心孔徑 (mm) — 注塑機(jī)的主要工藝參數(shù)的校核 （ 1）國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的注射機(jī)均用塑料的容量表示一次注射量。 綜合考