【文章內(nèi)容簡介】 定 。 考慮到汽車煙灰缸蓋的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜 ,使用該結(jié)構(gòu)的凸模 ,不僅能使機(jī)械加工方便 ,同時(shí)節(jié)約模具制造材料 ,使模具設(shè)計(jì)簡單化 。 故選擇此結(jié)構(gòu)方案 。 拉料桿的結(jié)構(gòu)方案選擇 方案一 :鉤形 (Z 形 )拉料桿 拉料桿頭部做成 Z 形 ,可將主流道凝料鉤住 ,開模時(shí)即可將該凝料從主流道拉出 。 拉料桿的尾部是固定在頂桿固定板上的 ,故在塑件頂出時(shí) 凝料也一起被頂出 ,取出塑件時(shí)朝著拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng) ,即可將塑料連同澆注系統(tǒng)凝料一起取下 。 這種拉料桿除了起到拉住和頂出主流道凝料的作用外 ,還兼有冷料穴的作用 。 但是主流道凝料拉出后不能自動(dòng)脫落 ,需人工摘掉 ,不宜用于全自動(dòng)機(jī)構(gòu)中 。 考慮到汽車煙灰缸蓋模齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 8 具在實(shí)際生產(chǎn)工作中 ,主要采用的是半自動(dòng)化操作 ,因此可以選擇該種形式的拉料桿 。 方案二 :球形拉料桿 運(yùn)用該種的拉料桿 ,當(dāng)塑料進(jìn)入冷料穴后 ,緊緊包在拉料桿的球形頭上 ,開模時(shí)即可將主流道凝料從主流道中拉出 。 拉料桿的尾部固定在動(dòng)模邊的型芯固定板上 ,并不隨頂出機(jī)構(gòu)移動(dòng) 。 這種拉料桿的流道料能自動(dòng)脫落 ,但球形部分加工比較困難 。 該種形式拉料桿的適用于推板頂出機(jī)構(gòu) 。 綜合考慮該種形式拉料桿的適用范圍以及汽車煙灰缸蓋模具所采用的頂出機(jī)構(gòu) ,該種形式的拉料桿不宜選用 。 方案三 :圓錐形拉料桿 圓錐形拉料桿頭部制成圓錐形的 ,依靠塑料收縮的包緊力而將主流道凝料鉤住 。 這種拉料桿與推板頂出機(jī)構(gòu)同時(shí)使用 。 這種形式的拉料桿既起到了拉料的作用 ,又起到了分流錐的作用 ,廣泛用于單腔注射模成型 ,帶有中心孔的塑件 。 這種拉料桿的缺點(diǎn)是小型塑件不便開設(shè)冷料穴 。 綜合考慮所設(shè)計(jì)模具及該種形式的拉料桿適用范圍 ,不宜采用該種形式的拉料桿 。 注射機(jī)的選擇 注射機(jī)是塑料注射成型的主要設(shè)備 。 注射機(jī)類型的選擇 注射機(jī)類型可分為臥式 ,立式和直角式三種 。 臥式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn) （ 1） 開模后塑件按自重落下 ,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作 。 （ 2） 螺桿和塑化裝置的塑化能力強(qiáng) ,且均勻 ,注射壓力可達(dá) 6865～7845N/cm2 壓力損失小 ,塑件內(nèi)應(yīng)力及定向性小 ,可減少變形和開裂傾向 。 （ 3） 螺桿式注射機(jī)可采用不同的螺桿 ,使用調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)及背壓齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 9 等適應(yīng)能力 ,可加工各種塑料及不同要求的塑件 。 臥式注射機(jī)的缺點(diǎn) 裝模麻煩 ,安放嵌件及活動(dòng)型芯不便 ,易傾斜落下 。 螺桿式注射機(jī)加工低粘度塑料 ,薄壁及形狀復(fù)雜塑件時(shí) ,易發(fā)生副料回流 ,螺桿不易清洗 ,貯料清洗不凈 ,易發(fā)生分解 。 綜上所述 ,由于臥 式注射機(jī)主要以螺桿式為主 ,且臥式螺桿式注射機(jī)滿足所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工藝成型要求 ,因此 ,可選用該類型的注射機(jī) 。 注射機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量 m=110g,取材料 (ABS)V=m/p=110/腔，故實(shí)際應(yīng)注射的體積為 V 實(shí) =2V=2 105cm3=210cm3。 由注射機(jī)的選用原則可知，實(shí)際注射量應(yīng)不超過注射機(jī)的規(guī)定克數(shù)，應(yīng)在其額定注射量的 80%以內(nèi)，故 Q 公 =2V/=2 105/=,查 表可得國產(chǎn)塑料注射機(jī) XSZY350 其最大體積為 350cm3, 滿足選用要求。因此，注射機(jī)選用 XSZY350 型注射機(jī)。 選用注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào)： XSZY350 結(jié)構(gòu)形式：臥式 最大注射量： 350cm3 最大注射壓力： 鎖模力： 2450KN 移模板行程： 260mm 最小模具厚度： 165mm 模具定位孔直徑： 160mm 噴嘴球半徑： 18mm 最大成型面積： 645cm2 注射機(jī)部分參數(shù)得校核 （ 1） 注射量 得校核 由公式 K 利 G 公 ? G 件 +G 廢 ，公式中， G 公 為注射機(jī)公稱注射量，故 G 公 =350 =； K 利為注射機(jī)最大注射量得利用系數(shù)，一般取 ～ ，取 K 利 =； G 件為塑料得質(zhì)量，故 G 件 =220g； G 廢為澆注系統(tǒng)等廢料得質(zhì)量，根據(jù)工廠的實(shí)際情況，估算取得 G 廢 =30g。 由以上數(shù)據(jù)可得 K 利 G 公 = =294g 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 10 G 件 +G 廢 =220+30=250g 故滿足 K 利 G 公 ? G 件 +G 廢，符合注射量得選用要求。 （ 2） 注射壓力的校核 在選用螺桿式注射機(jī)時(shí)， ABS 塑料成型時(shí)的注射壓力范圍為60～ 100MPa 。由公式 P 公 ? P 注 ，式中 P 公 為注射機(jī)的最大注射壓力，故 P 公 =； P 注 為塑料成型所需的實(shí)際注射壓力，故 P 注 =60～100MPa。由此可得，滿足 P 公 ? P 注 ，故注射壓力滿足要求。 (3)鎖模力的校核 由公式 F 鎖 ? K 損 P 注 A 分 ，式中 ， F 鎖 為注射機(jī)的額定鎖模力，故 F 鎖 =2450KN， K 損 為注射機(jī)壓力到達(dá)型腔的壓力損失系數(shù)，一般取～ ，取 K 損 =， P 注 為塑件成型所需的實(shí)際注射壓力，取 P 注=100 106Pa； A 分 為塑料及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，由于塑件在分型面上的投影近似為長方形，長為 ,寬為 8cm，所以 A 分= 8=140cm2=0。 014m2。 由以上數(shù)據(jù)可知， F 鎖 =245000N。 K 損 P 注 A 分 = 100 106 =84000N。 故 F 鎖 ? K 損 P 注 A 分 ，滿足鎖模力的要求。 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分型面的選擇 分型面是為了將塑件澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或若干個(gè)主要部分，這些可以分離部分的接觸表面。 分型面的選用原則：（ 1）分型面不僅應(yīng)選擇在對(duì)塑件外觀沒由影響的位置，而且必須考慮易于清除或修整分型面處所產(chǎn)生的溢料飛邊，要力求分型面處產(chǎn)生飛邊。（ 2）應(yīng)利于塑件的脫模，否則，注射模結(jié)構(gòu)會(huì)變得比較復(fù)雜。一般而言，應(yīng)盡可能保證塑件在開模后滯留在動(dòng)模一側(cè)，以利于把頂出脫模機(jī) 構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模上，從而使他們?cè)谧⑸錂C(jī)齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 11 合模系統(tǒng)作用下工作。（ 3）分型面不應(yīng)影響塑件得尺寸精度。（ 4）應(yīng)盡量減小模腔在分型面上的投影面積，以避免此面積與注射機(jī)許用的最大注射面積接近時(shí)可能產(chǎn)生的溢料現(xiàn)象。（ 5）分型面應(yīng)盡量與最后才能充滿熔體的模腔表壁重合，有利于注射成型過程中的排氣。（ 6）應(yīng)盡量減小脫模斜度帶來的塑件大小端尺寸差異。（ 7）分型面應(yīng)能使注射模分割成便于加工的零件，以減小注射模加工難度。（ 8）分型面的位置有時(shí)還與注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)規(guī)格有關(guān)，故應(yīng)綜合加以考慮。 通過以上對(duì)分型面選用原則的介紹，經(jīng)過仔細(xì)分析汽 車煙灰缸蓋的幾何形狀及擬采取的模具方案，確定分型面示意圖如下： 圖 22 分型面選擇分析：選擇如上圖所示的模具分型面，首先能滿足產(chǎn)品成型的工藝要求，同時(shí)也滿足產(chǎn)品表面粗糙度的要求，即將表面要求較高的部分放于定模中，而將表面要求低的放于動(dòng)模中。再次， 采用上圖所示的分型面能減小脫模斜度，以防止由此引起塑件的大小端尺寸差異過大。由于該模具由側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，上圖所示的分型面能便于抽芯。該分型面與料流的末端重合，因此由利于氣體的 排出。汽車煙灰缸蓋的模具利用了鑲塊成型，采用上圖分型面，有利于成型鑲塊的安放，同時(shí)也使模具整體結(jié)構(gòu)簡化。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 12 型腔數(shù)的確定 合適的型腔數(shù)目，應(yīng)受注射機(jī)鎖模力、注射量、料筒塑化能力及成型件產(chǎn)量、精度、形狀和進(jìn)料口位置，以及注射模設(shè)計(jì)要求與經(jīng)濟(jì)性等條件的綜合限制。 根據(jù)注射機(jī)的注射能力，以每次注射量不超過注射機(jī)最大注射量的 80%來求型腔數(shù) N 時(shí)，公式為 N=()/W 式中 N—— 型腔數(shù) G—— 注射機(jī)的最大注射量 W—— 成型件的重量 W—— 澆注系統(tǒng)的重量 由于選擇的注射機(jī)為 XSZY350， 故 G 為 ， w 為 110g；W 為 30g。 故 N=( )/110=2。 4 故取型腔數(shù)為 2。 型腔的設(shè)計(jì) 型腔的強(qiáng)度和剛度是注射模設(shè)計(jì)中經(jīng)常需要考慮的問題。因注射模的型腔在成型壓力作用下容易產(chǎn)生變形，其變形量必須在允許范圍以內(nèi)，如變形量過大，則將會(huì)導(dǎo)致型腔的擴(kuò)大而易出毛邊并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔的破裂。另外，當(dāng)塑件成型后，壓力消失時(shí)，型腔又會(huì)因彈性恢復(fù)而收縮，若收縮尺寸大于塑料的收縮率時(shí)，則會(huì)使型腔緊緊地包住塑件而造成開模困難，或因此引起塑件殘留在定模上而使脫 模困難，甚至損壞塑件。 型腔的壁厚尺寸計(jì)算在第三章 有 詳細(xì)的介紹。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 13 型芯的設(shè)計(jì) 型芯是成型塑件上孔的成型零件。由于汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品存在外凸的部分，故應(yīng)運(yùn)用型芯來成型。由于是非圓型芯，為了便于制造，可將其連接部分制成圓形的。并用螺母及彈簧墊圈拉緊。 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹等阻礙塑件直接脫模時(shí)，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成活動(dòng)的，成為活動(dòng)型芯。在塑件脫模前先將活動(dòng)型芯抽出，然后再從模中頂出塑件，完成活動(dòng)型芯抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)叫做抽芯機(jī)構(gòu)。由于汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品存在兩個(gè)側(cè)孔 ，故應(yīng)采用兩個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)來完成孔的成型和完成活動(dòng)滑塊的分模。具體設(shè)計(jì)見第三章的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 本章小結(jié) 本章主要介紹了注射機(jī)的選用，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了分析，并對(duì)產(chǎn)品原材料的性能進(jìn)行了闡述，對(duì)模具部分設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了簡要的論證，并對(duì)模具總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 14 第 3章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是注射模設(shè)計(jì)的主要部分 。 其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性與否 ,直接關(guān)系到其價(jià)值成本及工作性能的好壞 。 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括成型部分的設(shè)計(jì) 、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、 排溢引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 、 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 、 復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其他 零 部件的設(shè)計(jì) 。 成型部分的設(shè)計(jì) 成型部分是作為塑件的幾何邊界 、 包容塑件 、 完成塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸等成型部分 。 其主要包括凸模和凹模兩部分。 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模的結(jié)構(gòu)形式 凹模是成型塑件外形的主要部件，凹模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式，整體嵌入式，局部鑲嵌式，大面積鑲嵌組合式和四壁拼合的組合齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 15 式五種。 整體式凹模強(qiáng)度大，塑件上不會(huì)產(chǎn)生拼?？p痕跡，但采用整體式不便于機(jī)械加工，切削量太大，會(huì)造成鋼材的浪費(fèi)，熱處理不便，成本較高，故不能采用整體式凹模。考慮到汽車煙灰 缸蓋產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀，采用局部鑲嵌式，大面積鑲嵌組合式及四壁拼合組合式都不可能使模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳。汽車煙灰缸蓋雙型腔模具屬中型模具，而且存在兩個(gè)相同產(chǎn)品的型腔，采用整體嵌入式凹模能模具制造、安裝方便，同時(shí)也能使模具結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳。 凹模結(jié)構(gòu)示意圖如下所示： 圖 31 將整體式凹模加工完成后，整體嵌入到定模固定板中，用平鍵將兩個(gè)整體式凹模固定在一起。所以加工、裝配、更換都很方便。整體式凹模與定模固定板之間采用 H7/m6 配合，以滿足成型要求。 凹模型腔側(cè)壁及底部壁厚計(jì)算 塑料模具型腔的側(cè)壁和底部厚度計(jì)算是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題。我們必須采用合理的計(jì)算方法使壁厚各尺寸盡可能合理，以免造成模具的報(bào)廢或材料的浪費(fèi)。 在注射模成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時(shí)的壓力，開模時(shí)的拉力等。其中最主要的是塑料熔體的壓力。在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔的側(cè)壁和底部厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔即發(fā)生強(qiáng)度破壞。與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生過大的彈性變形，從而齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ）用紙 16 產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精 度，也可能導(dǎo)致脫模困難等。可見模具對(duì)強(qiáng)度和剛度都有要求。 為了使汽車煙灰缸蓋的模具滿足正常的使用要求。此次設(shè)計(jì)將采用強(qiáng)度和剛度要求分別計(jì)算凹模型腔側(cè)壁及底部壁厚，然后取強(qiáng)度和剛度計(jì)算后壁厚的較大者為最終的壁厚設(shè)計(jì)尺寸。 此次設(shè)計(jì)的汽車煙灰缸蓋模具型腔的類型屬于矩形凹模整體式型腔。按強(qiáng)度要求和剛度要求計(jì)算結(jié)果如下： 側(cè)壁： 按強(qiáng)度計(jì)算 pmc pht ??? 式中 ct —— 凹模型腔側(cè)壁厚度 H—— 凹 模型腔的深度（ mm） ， h=14mm ? —— 系數(shù)，查表可得 ? = mp —— 模腔壓力（ MPa） , mp =62MPa p? 為材料的許用應(yīng)力（ MPa） ,由于凹模采用的是 45 鋼，故 p? =。 ? pmc pht ??? = 6 6210 ????