【正文】 進(jìn)行了比較，采取了最佳的成型方案；此外還分析了模具受力，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，模具推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。本模具設(shè)計(jì)過程中分析了燈罩制件的工藝特性，并介紹了ABS材料的成型工藝特點(diǎn)；通過對(duì)塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來進(jìn)行注射成型工藝的可行性分析。還可以使用PRO/ENGNEER中的塑料顧問來確定澆口位置和分析澆注過程。由于注塑模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以本文以大量的圖解來說明對(duì)接型銷雙向斜抽芯注塑模具的結(jié)構(gòu)、工作原理以及其模具各部分的設(shè)計(jì)過程。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義[1]。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長，1991年產(chǎn)量僅為250萬噸，1995年增為350萬噸，1998年超過700萬噸，到2002年已增達(dá)約1400萬噸，超過日本而成為世界第3大塑料原料生產(chǎn)國。塑料產(chǎn)量位居世界前10名的國家和地區(qū)還有法國660萬噸、比利時(shí)600萬噸、中國臺(tái)灣598萬噸、加拿大432萬噸和意大利385萬噸(均為2001年產(chǎn)量)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。成型性能好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂因流動(dòng)性好，適宜用點(diǎn)澆口，但因熱膨脹大，塑件中 不宜有嵌件—30℃～80℃裝飾制品，儀表殼，絕緣零件，容器，泡沫塑料，日用品等。家電外殼、玩具等日常用品。該塑件的突出特點(diǎn)是塑件傾斜凸起上有φ12mm斜通孔，內(nèi)壁一側(cè)上有內(nèi)凹。該塑件從圖上看，塑件邊緣的壁很厚，達(dá)到4MM，殼體取壁厚3MM，這樣使得整個(gè)塑件的壁厚是不均勻的，但若減小邊緣壁厚，則對(duì)塑件的推出不利。（2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為： —— 影響產(chǎn)品尺寸精度的成型條件有料筒溫度、模具溫度，注射量、注射速度，注射壓力，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，還有成形方式（注射、壓制），成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理—力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問題。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模[11]。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10～20度至熱變形溫度以下10～20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3～5秒，保壓時(shí)間一般為20～120秒，冷卻時(shí)間一般為30～120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長）[14]。 注塑機(jī)基本參數(shù)(1)公稱注塑量；(2)注射壓力；(3)注射速率；(4)塑化能力；(5)鎖模力；(6)合模裝置的基本尺寸；(7)開合模速度；(8)空循環(huán)時(shí)間。(7)開合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開模時(shí)由慢到快在到停。表233 國產(chǎn)注射機(jī)SZ160/1000技術(shù)參數(shù)表：特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)F——注塑機(jī)額定鎖模力：1000KN；K——安全系數(shù)，～，取K=。模具長寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿 間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)面上。 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。綜合考慮塑件的表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率，模具采用點(diǎn)澆口進(jìn)料，澆口設(shè)置在塑件上部中心處，以使熔體流動(dòng)均勻，填充迅速，降低塑件變形幾率。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。如澆口附近的溫度較高，在澆口的附近加強(qiáng)冷卻，一般可使冷卻水先流經(jīng)澆口附近，再流向其他部分。式中成型銷成型階梯孔，它與推桿應(yīng)貼合緊密，以免產(chǎn)生飛邊。（2）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，在使用過程中凸摸的磨損會(huì)使被包容尺寸變小?！寄Ｉ疃葴p去塑件壁厚型芯的理論高度。由兩個(gè)型銷接合面投影線的中點(diǎn)A引垂線與塑件斜孔上邊緣投影線交于點(diǎn)C，再由點(diǎn)C引水平線與塑件斜孔上邊緣右視投影（橢圓）交于點(diǎn)D，則點(diǎn)D與橢圓長軸最近端點(diǎn)E之間的水平距離s即為分型時(shí)上型銷與塑件的干涉，由圖中幾何關(guān)系可知：∠ACB=，AB=b/2,h=CBcos= bcos/2tan如圖所示，橢圓的長軸和短軸，為坐標(biāo)軸建立直角坐標(biāo)系（圖中未顯示坐標(biāo)系），則橢圓方程為：將x=,y=h帶入上式解得：由上式顯見，斜通孔處塑件厚度b越小，斜通孔斜角越大，則塑件與上型銷的干涉值s越小。圖42 型銷與塑件干涉分析圖解 分型定距機(jī)構(gòu)模具為三板式自動(dòng)脫流道結(jié)構(gòu)。合模時(shí)型腔板通過復(fù)位桿、推板及推桿固定板帶動(dòng)推桿和副型芯退回，型腔板與推桿及副型芯不接觸。 ——制件對(duì)型芯的包緊力（N）； 、 ——的垂直和水平分量（N）；——的反作用力（N）；——沿凸模表面的脫模力（N）； ——沿制件出模方向所需的脫模力（N）；——脫模斜度；推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。[]—推桿材料的許用壓應(yīng)力, [] =150Mpa?！?倍，至少大于15mm，推桿與推桿固定板的孔之間留有足夠的間隙，推桿相對(duì)于固定板是浮動(dòng)的，如圖432b所示。AC3：1100線膨脹系數(shù)(在20～100℃)熱導(dǎo)率.()1如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時(shí)，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。 圖622a標(biāo)準(zhǔn)模架類型示意圖（1）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)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過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100150 mm。②推板推出距離；在分模時(shí)塑件一般是黏結(jié)在型芯上的，需要推桿或推板推出一定的距離才能脫離型芯，該塑件的高度為18 mm左右，黏結(jié)在型芯上的尺寸約15 mm左右，所以當(dāng)推出距離為15 mm時(shí)就能使塑件和型芯分離。2）導(dǎo)柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出6～8 mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用?？?、軸的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔H8es=－13； ei=es－IT7=－13－15=－28μm圖642對(duì)于高熔點(diǎn)，流動(dòng)性差的塑料，流動(dòng)距離長的制件，為了防止填充不足，有時(shí)也在水管中通入溫水把模具加熱。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5℃。③塑料熔體釋放的熱量：式中n—。7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻水管接頭位置，避免與模具的其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉。ABS推薦的成型溫度為200～240℃，溫度超過270℃將分解，對(duì)精度較高的塑件，模具溫度為50～60℃ 。公差帶圖孔、軸的極限偏差分別為：的極限間隙為：從計(jì)算結(jié)果看，～ mm之間，公差帶圖如圖313所示?！?倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。H——C板高度；h1——擋銷高度；h2——推板厚度；圖35 推出距離關(guān)系只要凹模長邊的寬度滿足12 mm就可以達(dá)到剛度要求，理論上只要取大于12 mm的值就滿足設(shè)計(jì)要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對(duì)模架強(qiáng)度、剛度的削弱作用，實(shí)際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計(jì)中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為45mm（實(shí)際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，尤其對(duì)重要的，精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)確定。(在20℃左右)彈性模量（MP ）210000～223500現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料。3）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。1）推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用的是推管和推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿或推管做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。所以脫模力為：注：A段脫模斜度為0176。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。分型面Ⅰ小于分型面Ⅱ的開模阻力，自然保證分型面Ⅰ先于分型面Ⅱ打開，故不必設(shè)置順序分型機(jī)構(gòu)（鎖模機(jī)構(gòu)）。進(jìn)一步分析表明，s值隨d的增大而減小。此外，在中心距尺寸的計(jì)算中不考慮磨損量。1） 凸模徑向尺寸的計(jì)算：如圖411d 凸模尺寸式中——：凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。（1） 主流道剪切速率校核：T注射時(shí)間，T=（S）；；——主流道的平均當(dāng)量截面半徑；——主流道小端直徑 ，=（cm）；——主流道大端直徑，=（cm）；（2）分流道剪切速率的校核、大型模具，由于冷卻水線較長，會(huì)造成溫度梯度變化，應(yīng)當(dāng)降低出口與入口的水溫差，使模具的溫度分布均勻。 圖333a 冷料穴示意圖冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：模具使用水冷是最普遍的，冷卻水的通道被稱為水線，它的設(shè)計(jì)有如下基本原則：，冷卻水線應(yīng)盡可能設(shè)置在靠近型腔（型芯）的表面，并安排得盡量緊密。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。主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，如圖所示：圖331 主流道示意圖主要參數(shù)： 錐角 =3176。 圖32 使用點(diǎn)澆口注塑 圖33 成型零件圖 圖38 PRO/E建模塑料顧問分析澆口示意圖澆口位置對(duì)注塑件成型影響很大，前面的分析提供了澆口位置的選擇結(jié)果，經(jīng)比較認(rèn)為選擇點(diǎn)澆口較為合適，接下來以其為基礎(chǔ)繼續(xù)對(duì)塑件進(jìn)行分析。 （2—5）280≥50+65+40滿足要求。式中實(shí)際要求的塑化能力為：即： （g/s），（g/s），說明注射機(jī)能完全滿足塑化要求。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%～80%。170注射速率(g/s)110（1）由公稱注射量選定注射機(jī)：由注射量選定注射機(jī)。(1)公稱注塑量；指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。表224確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值下表成型周期與壁厚關(guān)系表：制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s 10 35 15 45 22 65 28 85 表22 初定制品成型工藝參數(shù)如下表所示。對(duì)于像ABS流動(dòng)性好的塑料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。 注塑成型工藝條件1）溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)?！?模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。尖角塑件也不規(guī)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會(huì)發(fā)生破裂。 脫模斜度為此，本文設(shè)計(jì)了對(duì)接型銷雙向斜抽芯注塑模，既滿足了制品的成型和抽芯要求，又省去了斜抽芯和水平抽芯機(jī)構(gòu)，大大簡化了模具結(jié)構(gòu)，脫型可靠，成型塑件質(zhì)量好。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)〈80℃透明制品，如窗玻璃，光學(xué)鏡片，燈罩等ABS，丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物；英文名：Acryloni