【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。6 標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和就降低模具制造成本。7 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。8 隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。9 以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來越高。10 模具技術(shù)含量將不斷提高。第二章 儀表蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求圖 21表 21 單位：mm尺寸序號(hào)材料 A B C D E F G HPOM 110 70 65 75 105 13 10 90 塑件成型工藝的可行性分析及修改說明產(chǎn)品的可行性分析主要包括：產(chǎn)品尺寸精度分析；脫模斜度檢測(cè)；塑件厚度及其均勻性檢測(cè)；圓角設(shè)計(jì)。塑件的修正：對(duì)于塑件的精度、壁厚、拔模斜度、圓角等不合理之處加以更正說明，在不影響使用的前提下提出合理可行性的更正措施，以利于工業(yè)生產(chǎn)。` 產(chǎn)品精度分析注塑用材料為 POM，查主要技術(shù)指標(biāo)知： POM 的收縮率為 。~7??查表 213[3]知：當(dāng) 時(shí)，塑件能得到的高精度為 MT2 級(jí)，一般精度為s0~1??MT3 級(jí)，未注公差為 MT5 級(jí)。所給要求未標(biāo)注公差等級(jí)，按 MT5 級(jí)計(jì)算，各尺寸都符合要求。 脫模斜度設(shè)計(jì)由于注塑件在開模冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生一個(gè)包緊力，所給標(biāo)準(zhǔn)塑件沒有設(shè)置脫模斜度，使得塑件脫模困難，過大的推出力推出時(shí)易拉壞插傷塑件。在不影響塑件使用的前提下，為了便于塑件脫模，在塑件的內(nèi)外表面沿脫模方向設(shè)計(jì)一定的脫模斜度。 表 22 單邊脫模斜度推薦值 [3]脫模高度 \mm 18~30 30~50 50~80ABS 39。145? 39。130? 39。15?塑件內(nèi)外表面的脫模高度為 60mm，凸臺(tái)的高度為 25mm，所以脫模斜度分別取 和 。39。15?39。4?在模具模型下進(jìn)行拔模檢測(cè)結(jié)果如圖 22 所示：圖 22分析：內(nèi)表面全為負(fù)角，外表面全為正角，可正常拔模。 塑件壁厚分析塑件壁厚對(duì)質(zhì)量的影響 [3]：壁厚過小：成型時(shí)流動(dòng)阻力大，熔體難以充滿型腔；壁厚過大：易產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲等缺陷；增加冷卻時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。 表 23 ABS 的建議壁厚值 [3] 單位：mm最大壁厚 常用壁厚 最小壁厚 厚度檢測(cè)結(jié)果如圖 23 至 圖 28 所示：圖 23圖 24圖 25圖 26圖 27圖 28分析結(jié)果：只在凸臺(tái)處出現(xiàn)厚度偏大，其余都滿足厚度要求,所以塑件壁厚合理。 圓角設(shè)計(jì)塑件除特殊要求的圓角之和塑件某些特殊部位如分型面、型芯和型腔配合處不便作圓角，而只能采用尖角外，其余所以轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡采用圓角過度，因?yàn)橹萍饨翘幰桩a(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致塑件制件破裂或失效；同時(shí)圓角過度使料流平滑繞過，大大改善了塑料的沖模特性；塑件設(shè)計(jì)成圓角，尤其是外圓角，使模具型腔對(duì)應(yīng)部位也是圓角，增加了模具的堅(jiān)固性。通常塑件理想的內(nèi)圓角半徑應(yīng)有壁厚的 1/4 以上 [3]。這里因塑件外圓角半徑為 4mm,塑件內(nèi)圓角設(shè)為2mm(外圓角半徑減去壁厚 2mm),凸臺(tái)圓角半徑為 1mm。 修正后的產(chǎn)品圖第三章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分型面位置的確定分型面的選擇原則 [1]：（1）便于塑件脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一側(cè)。（2）分型面應(yīng)盡量選在塑件的最大截面處。（3）有利于保證塑件的精度要求。 （4）有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置和模具型腔的加工。（5）便于嵌件的安裝。確定結(jié)果：分型面選在塑件的投影面最大的部位，如 圖 31。 圖 31 型腔數(shù)量和排列方式的確定 型腔數(shù)量的確定模具型腔數(shù)量的確定要綜合考慮塑件的技術(shù)質(zhì)量要求、產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量、塑料的種類、塑件的形狀、塑件的加工成本、注塑機(jī)的額定最設(shè)量和鎖模力等因素。 單腔模具、多腔模各自的缺點(diǎn)和使用范圍：?jiǎn)涡颓荒＞呓Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)自由度較大，成型塑件的形狀和尺寸的一致性好，塑件精度較高；多型腔模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)效率高，分配到單個(gè)塑件上的成本低。單型腔模具宜用于大型或精度要求較高的塑件的注塑成型，多型腔模具特別使用于精度要求不是很高、結(jié)構(gòu)較易沖型的中小型塑件的大批生產(chǎn)。型腔數(shù)量的確定：因本次設(shè)計(jì)的塑料罩類零件的精度要求不高；注塑用塑料ABS 的成型性能良好；塑件屬小型塑件。綜合塑件的尺寸，考慮到模具制造費(fèi)用、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低一些，這里初步擬定采用一模四腔的模具成型。 圖 32 型腔排列方式 產(chǎn)品布局 型腔排列形式采用矩形對(duì)稱布局，如 圖 32 所示。 脫模機(jī)構(gòu)方案的確定塑件結(jié)構(gòu)分析：該塑件的側(cè)壁帶有對(duì)稱布置的側(cè)孔，需通過可側(cè)向移動(dòng)的側(cè)型芯來成型側(cè)孔，以便在脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件。 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 [4]（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。（2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位以保證塑件不因推出而變形損壞。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作合理可靠、合模時(shí)能正確復(fù)位，便于制造和維護(hù)。常用的推出方式有推桿推出、推板推出、氣壓推出，其中推桿脫模機(jī)構(gòu)最為常用，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。 脫模機(jī)構(gòu)的可行方案設(shè)計(jì)因本次設(shè)計(jì)的塑件有側(cè)孔，需要增加滑塊以完成側(cè)向抽芯，設(shè)計(jì)了以下四種可能的脫模機(jī)構(gòu)，通過比較選擇最優(yōu)方案。圖 33（滑塊外側(cè)抽芯）脫模機(jī)構(gòu) 1方案 1：如 圖 33 合模時(shí)彈簧處于鎖緊狀態(tài)，開模后動(dòng)模往后退時(shí)，滑塊在壓縮彈簧的作用下向外側(cè)滑動(dòng)完成側(cè)抽芯，然后在頂桿的作用下將塑件頂出；合模時(shí)，通過定模側(cè)契緊塊與滑塊的斜面作用使滑塊向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)直至合模完畢，整個(gè)過程都能自動(dòng)開合模，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，且側(cè)型芯伸入到凸模一段長(zhǎng)度，避免了橫線飛邊，減少了成型后的加工余量。圖 34 （斜銷內(nèi)抽芯）脫模機(jī)構(gòu) 2方案 2：該裝置采用的是兩段式斜銷，如圖 34 斜銷在推桿的作用沿導(dǎo)滑槽斜向上運(yùn)動(dòng)，完成內(nèi)側(cè)抽芯頂桿需向上運(yùn)動(dòng)的高度 h，其中 mm 62tan15o??(側(cè)抽芯距離為 4mm，再加上 2mm 的安全值，斜滑塊運(yùn)動(dòng)方向與豎直方向所成角度為 )，然后用手工的方法將塑件取出，然后復(fù)位桿上的壓縮彈簧將頂針15o板往后復(fù)位，斜銷拉桿和頂針板一同往后復(fù)位通過，斜銷在拉桿的作用下往后復(fù)位。這種脫模機(jī)構(gòu)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。圖 35（滑塊內(nèi)抽芯）脫模機(jī)構(gòu) 3方案 3：如 圖 35 開模時(shí)，動(dòng)模側(cè)一齊向后退，開模到一定距離時(shí)，凸模繼續(xù)后退，滑塊在壓縮彈簧的作用下向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，內(nèi)側(cè)抽芯完成，螺釘對(duì)滑塊進(jìn)行限位以防滑動(dòng)距離過大而導(dǎo)致復(fù)位困難，然后動(dòng)模板起著脫模板的作用將塑件脫出，合模時(shí)動(dòng)模板起著復(fù)位桿的作用，滑塊在凸模的作用下將滑塊歸位。整個(gè)過程能夠自動(dòng)開合模，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，模具尺寸相對(duì)較??；但和其它脫模機(jī)構(gòu)相比多了兩塊板，所以模具高度增加，成型后塑件有不易修整的飛邊，加工余量相對(duì)加大。經(jīng)上述綜合分析比較，方案 1 和 3 的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)比較合理。機(jī)構(gòu) 1 的模具尺寸比機(jī)構(gòu)稍大，但模具高度明顯減小；避免了橫向飛邊，成型后塑件的加工余量小。因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)，推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來方便。所以方案 1 是本次設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。 側(cè)型芯與滑塊的設(shè)計(jì) 側(cè)型芯設(shè)計(jì)在上面的提出的三種設(shè)計(jì)方案中，側(cè)型芯的安裝有圖 36 兩種形式。（a）圖形式：成型時(shí)孔的 A 端會(huì)產(chǎn)生不易修整的飛邊，孔深時(shí)型芯易彎曲；(b)圖形式：避免了橫向飛邊的產(chǎn)生，減小成型后塑件的加工余量；提 圖 36 高了型芯的強(qiáng)度和剛度。所以這里選擇(b)圖型芯結(jié)構(gòu)更合理：設(shè)計(jì)時(shí)將型芯超出端面（即 塑件內(nèi)表面） 3mm，因側(cè)孔深度為 4mm,所以側(cè)型芯長(zhǎng)度為 7mm，如圖 37 所示。 滑塊設(shè)計(jì)(1)抽芯距設(shè)計(jì)：因側(cè)型芯長(zhǎng)度為 7mm,理論上而言抽芯距只需要 7mm 即可，為了安全起見，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔深度大 2~3mm,所以這里將抽芯距設(shè)計(jì)成 9mm。(2)滑塊寬度設(shè)計(jì)：為了確保模具在合模時(shí)契緊塊能夠?qū)⒒瑝K正確歸位，將契緊塊與滑塊在抽芯方向的作用長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成比抽芯距大 5mm~6mm(即讓契緊塊在合模過程中與滑塊剛接觸已經(jīng)有5mm~6mm 的作用長(zhǎng)度) ，所以這里將作用長(zhǎng)度設(shè)計(jì)成 15mm，作用面與垂直方向所成角度一般為 ，這里設(shè)計(jì)o15~20成 ，其結(jié)構(gòu)如 圖 37 所示： 圖 37 滑塊結(jié)構(gòu)示意圖 o18第四章 注塑機(jī)型號(hào)的選擇 注塑成型工藝簡(jiǎn)介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。圖41 注塑成型壓力—時(shí)間曲線（1）物料準(zhǔn)備 成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況、有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性、流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。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。（2）注塑過程 塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過程可以用如圖所示31所示。圖中t 0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P 0。從時(shí)間t 1到t 2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從t2到t 3） ，由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）制件后處理 由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。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。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃） ，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)。 注塑成型工藝條件 ABS 的注射工藝參數(shù)① 注射機(jī)類型：螺桿式。② 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30。③ 預(yù)熱和干燥：溫度（t/℃）80～85； 時(shí)間（τ/h）2～3。④ 料筒溫度（t/℃）；后段 150～170； 中段 165～180； 前段 180～200。⑤ 噴嘴溫度（t/℃）：170～180。⑥ 模具溫度（t/℃）： 50～80。⑦ 注射壓力（MPa）：60～100。⑧ 保壓壓力（MPa）：40～ 50。⑨ 成型時(shí)間（τ/s ）：注射 20～90；高壓 0～5；成型周期 50～220；冷卻 20～120。注：螺桿帶止回環(huán)。⑩后處理：方法——紅外線燈、烘箱； 溫度（t/℃）——70； 時(shí)間（τ/h）——2～4。表 41 ABS 的主要技術(shù)指標(biāo) [4]密度 ρ/(g/ cm179。) ~ 拉伸彈性模量 E/ GPa 10179。比體積 υ/（dm179。/kg 1）~ 抗彎強(qiáng)度 / MPa??80吸水率 24h/ 0??～ 沖擊韌度 2/()nKJm???261收縮率 s ～ 硬度 HB 熔點(diǎn) t/℃ 130～160 體積電阻系數(shù) /()Vc????抗拉屈服強(qiáng)度 σ/ MPa 50 熱變形溫度 t/℃ 83~103 按預(yù)選型腔數(shù)選擇注塑機(jī) 注塑機(jī)的