【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 善塑件的性能與提高穩(wěn)定性，塑件在成型之后要進(jìn)行退火處理和調(diào)濕處理，退火處理目的是為了減小塑件內(nèi)應(yīng)力，此時(shí)，溫度應(yīng)該控制在塑件 使用溫度之上的 10 到 20 度之間，調(diào)濕處理，將塑件放在熱水中吸濕，從而讓塑件新性能尺寸穩(wěn)定。 型腔數(shù)目的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模 2 腔，進(jìn)行加工生產(chǎn) [10]。先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和制件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后再選擇注塑機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注塑機(jī)進(jìn)行校核。 玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 10 5 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開(kāi)時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接 觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： （ 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； （ 2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模； （ 3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量； （ 4）分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工； （ 5）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣； （ 6）使塑件易于脫模。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，選擇用平直分型面。并選擇在塑件的 最大平面處，玩具小車的最大截面處如下圖。開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 圖 分型面示意圖 玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 11 型腔的布局 模具的型腔數(shù)量確定為一模兩腔后，就要考慮到型腔的布局，在通常的確定主流道位置后，型腔的布局要滿足幾個(gè)條件，首先，盡量保證各個(gè)型腔所獲得的注塑壓力均等，獲得的塑料量一樣，其次是主流道到各個(gè)型腔的流程要盡量的短，以降低廢料率，最后，各個(gè)型腔之間的間距要稍微大點(diǎn)，一面互相影響成型。根據(jù)模具的特點(diǎn)，確定具體的型腔成型方法為整體式，又由于，型腔直接和高溫高壓的熔料接觸，所以成型零部件都要進(jìn)行熱處理，模 具采用側(cè)澆口，并采用對(duì)稱式布局，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量 [11]。本次設(shè)計(jì)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，兩個(gè)模具腔之間距離選擇為 35mm。 圖 型腔布局方式 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 12 統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。 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(gè)部分。主澆道，第一分澆道， 第二分澆道，第三分澆道，澆口，型腔，冷料穴等。 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： （ 1）了解塑 料成型特性：澆注系統(tǒng)是與塑料的性質(zhì)有關(guān)，只有澆筑系統(tǒng)適應(yīng)了塑料的性質(zhì)，才能順利注塑生產(chǎn)，保證質(zhì)量。 （ 2)盡量要避免減少熔接痕跡，本次在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要注意，要避免設(shè)計(jì)的澆筑系統(tǒng)流程長(zhǎng)，散熱性不均勻，而使之間質(zhì)量不過(guò)關(guān)。 (3)防止型芯的變形和嵌件的位移，避免塑料熔體直接沖擊小的型芯和嵌件。 (4)冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施 [6]。 所以本設(shè)計(jì)中采用普通點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。因?yàn)闊o(wú)流道凝 料澆注系統(tǒng)的模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，加工困難，而普通流道系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，適合簡(jiǎn)單塑件的生產(chǎn)。 流道的設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具澆口套相接觸的部分開(kāi)始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流進(jìn)模具的部分。本設(shè)計(jì)中，主流道的設(shè)計(jì)，是垂直于分型面的，而且，主流道是在澆口套里面，截面為圓形。同時(shí)，注意，由于主流道的形狀和尺寸對(duì)熔體的溫度有影響，所以設(shè)計(jì)時(shí)要能夠使熔體的溫度降和壓力損失最小。 為了使主流道的熔料能夠進(jìn)入順利，所以主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角 ? 取玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 13 為 3176。（一般情況下，錐角都是 2176。到 6176。） ，流道表面粗糙度要求 Ra《 um。澆口套采用碳素工具鋼材料熱處理，熱處理硬度 53— 57HRC。由于注塑模較小，采用澆口套和定位圈的整體式設(shè)計(jì)，用螺釘固定在定模板上。 （ 1） 主流道的尺寸 根據(jù)文獻(xiàn) [3]圖（ 6）， 查表可知 ,主流道各具體尺寸如下： 主流道上下尺寸分別為 和 6mm。 （ 2）分流道的設(shè)計(jì)，一般情況下，查閱文獻(xiàn) [12]，分流道界面取圓形，而且，直徑通常為 56mm。本次設(shè)計(jì)取直徑 5mm。 圖 澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口 套 （ 3） 主流道襯套的形式 選用如圖所示類型的襯套，這種類型可防止襯套在塑料熔體反作用下退出定模。將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，襯套與定模板的配合采用 67/mH 的過(guò)渡配合，澆口套和定位圈采用 H9/f9 的配合。 玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 14 圖 主流道襯套及其固定形式 定位圈是標(biāo)準(zhǔn)件，尺寸如下。 圖 定位圈零件圖 （ 4） 主流道襯套的固定 主流道襯套的固定，直接采用 2 個(gè) M5X20 的螺絲直接鎖附固定。 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之 間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道，分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。設(shè)計(jì)中要注意盡量減少流動(dòng)過(guò)程中的熱量損失與壓力損失。在本次設(shè)計(jì)中，由于型腔是呈現(xiàn)矩形狀，而且，為了使排列盡量緊湊，縮小模板尺寸，使流程簡(jiǎn)短，對(duì)稱布置，故本設(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口的方式。如圖所示。 玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 15 圖 主流道和側(cè)澆口的位置 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。澆口的位置與設(shè)計(jì)直接關(guān)系到制件的質(zhì)量好壞。 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)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(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； (3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料； (4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。 由于本設(shè)計(jì)中 玩具小車車架 塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)， 玩具小車車架 組裝后，澆口被遮擋起來(lái)。有效地排出型腔內(nèi)的氣體。 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果，由于澆口界面小，去除澆口比較容易，不留明顯痕跡，故采用側(cè)澆口。其界面形狀為矩形。 側(cè)澆口的寬度和深度尺寸計(jì)算 30/)(b A?? （ 51） ?)(t ?? （ 52） 其中 b 是側(cè)澆口寬度， A 是塑件外側(cè)表面積， t 是側(cè)澆口深度， ? 是側(cè)澆口玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 16 塑件的壁厚。在本設(shè)計(jì)中， t 取 。（ 根據(jù)塑件壁厚的 3231? ），寬度 b 取。澆口長(zhǎng)度取 。 冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴也是澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一部分，其一般設(shè)置在主流道和分流道的末端，它的作用就是為了容 納在注射過(guò)程中的一部分凝料，在塑料剛進(jìn)入模具中，最前部分的凝料遇到溫度角度的模具會(huì)發(fā)生塑邊，這樣使其流動(dòng)性減緩，不利于后面的塑料的進(jìn)入成型，同時(shí)，結(jié)束注射分模時(shí)，在拉料桿的作用下，主流道的凝料在澆口套中被拉出，推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，將塑件推出。冷料穴的設(shè)計(jì)方案有多種，所以本次設(shè)計(jì)如圖紙所示，采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。 冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為 mm7 ，目的是為了保證冷料體積小于冷料穴體積。 模架 及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 模架的選用 模架，也叫做模胚，是由模板，導(dǎo)柱，導(dǎo)套等零件組成的。模架的作用就是保證凹凸模在開(kāi)合模時(shí)正確的對(duì)準(zhǔn)。模架具體由 4 部分組成，定模部分，動(dòng)模部分，導(dǎo)向部分，連接固定部分，在模架選擇過(guò)程中，要充分考慮帶四部分的要求。 動(dòng)模板和定模扳必須要有足夠強(qiáng)度和剛度，一般，小型的模具要求兩個(gè)模板厚度大于 13mm。其尺寸標(biāo)準(zhǔn)和模板上的臺(tái)階，沉孔，平面連接的尺寸可以參照 GB/。其他的零件，如支撐板，墊塊，要求強(qiáng)度足夠，由于都是標(biāo)準(zhǔn)件，都可以參照上述標(biāo)準(zhǔn)。 導(dǎo)向部分 ，主要就是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，作用就是定位，導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力，玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 17 注意，本次設(shè)計(jì)中，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一側(cè)，對(duì)稱的分布在分型面的四周，一般導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于型芯 6— 9mm，其配合的長(zhǎng)度一般為導(dǎo)柱直徑的 — 2 倍，導(dǎo)套的前端要倒角，可取 R1— Ra 為 。其導(dǎo)套的固定配合采用 H7/n6 或者較松的過(guò)盈配合。導(dǎo)套和導(dǎo)柱的配合精度通常采用 H7/f7 的配合。 模架的選擇 根 據(jù) 對(duì) 塑 件 的 綜 合 分 析 ， 確 定 該 模 具 是 單 分 型 面 的 模 具 ， 由GB/《塑料注射 模中小型模架》可選擇 CI 型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下： 圖 模架 CI型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架，適合側(cè)澆口，潛伏式澆口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具。本次設(shè)計(jì)的模架型號(hào)就是 CI2545A60B80C80。它的意思就是： AB板的尺寸為250X450mm。 A模板厚度 60mm， B模板厚度 80mm。 由分型面分型面的選擇而選擇模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝方式，經(jīng)過(guò)考慮分析，導(dǎo)柱導(dǎo)套選擇選正裝。 玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 18 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 成型零部件是模具的重要組成部分，主要包 括凹模，凸模，鑲件，成型桿成型環(huán)等。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，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 凹模的設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔，是成型塑件外表面的零件，凸模是成型塑件內(nèi)表面的零件，其結(jié)構(gòu)都分為整體式和組合式，在本次的設(shè)計(jì)中，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)分析，塑件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，要求精度一般，表面光滑美觀，所以，模具的凹凸模采用整體式結(jié)構(gòu) [14]，即在整塊金屬模板上加工而成，這樣，凹凸模就會(huì)簡(jiǎn)單牢固，不易變形，但是要求機(jī)加 工的能力較強(qiáng) 圖 型腔 3D 圖 （ 2） 凸模的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，深度不大，但經(jīng)過(guò)對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研究發(fā)現(xiàn)，型芯與動(dòng)模板的配合可采用 6/7 PH 。 玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 19 圖 型芯 3D 圖 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注射過(guò)程中，排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也很重要，因?yàn)椋芗牧显谧⑺苓^(guò)程中，會(huì)不可避免的摻入氣體，混合氣體，如果模具的排氣不正常，會(huì)造成模具沖模量不夠，有可能會(huì)造成局部高壓現(xiàn)象，從而使塑件質(zhì)量不均勻。一般情況下，型腔的排氣是利用模具的分型面和配合間隙來(lái)排氣，由于本次設(shè)計(jì) 中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。所以，當(dāng)塑件表面沒(méi)有留下焦痕時(shí)，可以認(rèn)為型腔內(nèi)的排氣是充分的。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求 （ 1） 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該盡量使塑件留于動(dòng)模一側(cè)， （ 2） 塑件在推出過(guò)程中不發(fā)生變形和損壞。 （ 3） 塑件的外觀質(zhì)量要有 保證。 玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 20 （ 4） 合模時(shí)要使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位。 （ 5） 推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作要可靠。 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 推出機(jī)構(gòu)可分為機(jī)動(dòng)推出，液壓推出，手動(dòng)推出，也有簡(jiǎn)單和復(fù)雜的兩種結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)就選擇使用最廣泛的推件板推出機(jī)構(gòu)。其是由一塊與凸模按照一定配合精度想配合的模板和推桿組成，在推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作后，推桿推動(dòng)推件板，推件板從塑件端面將其從型芯中推出，這種推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，連貫性強(qiáng)。 圖 脫模機(jī)構(gòu) 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) （ 1） 推桿布置 其分布情況如圖 所示，推桿在塑件周邊分布均勻，可以使塑件脫模過(guò)玩具汽車外殼的模具設(shè)計(jì) 21 程平 穩(wěn)推出。 圖 推桿布置 （ 2）推桿的設(shè)計(jì) 由于在脫模時(shí)，塑件的溫度較高，推桿直接過(guò)大容易給塑件表面照成損壞，直徑過(guò)小，則容易應(yīng)力集中， 通過(guò)查閱一些設(shè)計(jì)資料和別人經(jīng)驗(yàn)。該塑件采用5mm 與 8mm 推桿， 本設(shè)計(jì)中采用常用的直通式推桿，即臺(tái)肩固定形式的圓形截面推桿， 圖 推桿 設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑。推桿的直徑大于5mm。則，推桿長(zhǎng)度取直徑的 2— 3 倍，取為 15mm。材料選擇為 T10A,熱處理要求為 46— 50HRC。推桿端平面不能產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。推桿與推桿孔配合選為8/8 fH 。 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 模具的溫度對(duì)塑件的質(zhì)量和成產(chǎn)率有較大的影響，所以，在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)要注意控制模具的溫度。一般情況下，查閱文獻(xiàn) [15]中的表 可知， ABS 的成型溫度為 200— 270℃。模具的溫度要求為 40— 80℃。在脫模時(shí)，必須要使模玩具汽車外殼的模具