【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 主要作用有：定位 、 導(dǎo)向和承受一定的側(cè)壓力。 定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。 導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。 承受一定的側(cè)壓力：塑料熔體在充型的過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，需 增設(shè)錐面定位作用 [10]。 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 導(dǎo) 柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出 8mm~12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未進(jìn)入導(dǎo)套，而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或 半球形，以使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套。由于半球形加工困難，所以導(dǎo)柱前端采用錐臺(tái)形的形式。 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此導(dǎo)柱采用 T8A 鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為 50~55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度值為 Ra=，導(dǎo)向部分的表面粗糙度值為 Ra=~。 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用 H7/k6 的 過(guò)渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用 H7/f7 的間隙配合 [11]。 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)圖如圖 12 所示： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 12 導(dǎo)柱 導(dǎo)套設(shè)計(jì) 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔要做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。 導(dǎo)套的材料與導(dǎo)柱相同，也為 T8A，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 本副模具采用直導(dǎo)套，直導(dǎo)套用 H7/r6 過(guò)盈配合鑲?cè)肽０濉? 直 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)圖如圖 13 所示： 圖 13 直導(dǎo)套 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 47 頁(yè) 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型結(jié)束后，模具打開(kāi)，需要把塑件從型腔中推出，因此，推出 機(jī)構(gòu)是必不可少的。在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，須遵循以下原則 [12]： （ 1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在動(dòng)模的一側(cè)； （ 2）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證塑件不應(yīng)推出而變形損壞； （ 3）推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確 、 靈活 、 可靠； （ 4）選擇合適的脫模方式和恰當(dāng)?shù)耐瞥鑫恢?，使塑件平穩(wěn)脫出，保證塑件不變形，不影響塑件外觀。 （ 5）合模時(shí)能夠準(zhǔn)確復(fù)位。 考慮到該塑件的內(nèi)壁上有兩個(gè)凸筋，僅靠推桿直接推是不可能把塑件推出去的 ，所以還必須加上其它的方式。本副模具采用推桿和斜滑塊配合的方式推出塑件。 脫模力的計(jì)算 注射成型后，塑件在模具中 冷卻定型，由于體積收縮，會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，塑件必須克服摩擦阻力和大氣壓力才能從模具中脫出。 脫模力的計(jì)算公式如下： ? ? Af ftLEF d o ss in1 t a nc o s12 ???? ???? ?? ????? （ 3） 式中 dF — 脫模力（ N）； A— 垂直抽芯方向型芯的投影面積（ mm178。），取 A =178。； E— 塑料的拉伸彈性模量（ Mpa）， 取 E =； ?— 塑料的平均成型收縮率（ %），取 ? =%； t— 塑件的壁厚（ mm），取 t =； ?— 模具型芯的脫模斜度（ 176。 ），取 ? =1176。 ； ?— 塑料的泊松比，取 ? =； f — 塑件與型芯間的靜摩擦因數(shù)，取 f =； L— 塑件對(duì)型芯的包容長(zhǎng)度 （ mm） ,取 L =。 代 入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 47 頁(yè) ? ? 1c os1s i 1t a os0000 ??????????????dF ??? ? N 推桿尺寸的計(jì)算及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了能夠更好的與斜滑塊配合，方便塑件的整體脫模及不對(duì)塑件損壞，所以推桿的數(shù)量為 4 根，其 在支撐板上的 分布如圖 14 所示： 圖 14 推桿分布圖 （ 1）推桿受力的計(jì)算 每一根推桿的平均受力，計(jì)算公式如下： nFF d? （ 4） 式中 dF — 脫模力（ N）； n— 推桿的數(shù)目； F — 每根桿所受的力（ N）。 代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 47 頁(yè) ??F N （ 2）推桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 推桿的直徑計(jì)算公式如下： FLd ??? （ 5） 式中 d— 推桿的直徑（ mm）； L— 推桿的長(zhǎng)度（ mm），取 L =100mm。 代入數(shù)據(jù)，計(jì)算得： 0 4 ????d mm 由于推桿是標(biāo)準(zhǔn)件，故其直徑可取為 216。8mm，推桿的材料為 T8A（ GB/T 12981986），推桿與推桿孔的配合一般為 H8/f8 或 H9/f9。推桿的結(jié)構(gòu)圖如圖 15 所示： 圖 15 推桿 復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿 復(fù)位，用 4 根復(fù)位桿。復(fù)位桿的材料為 T8A，直徑為 216。12mm，其結(jié)構(gòu)圖如圖 16 所示： 圖 16 復(fù)位桿 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 47 頁(yè) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 該塑件側(cè)壁上有兩個(gè)小孔，把手處還有一個(gè)長(zhǎng)孔， 另外，塑件內(nèi)壁上還有兩個(gè)凸筋，它們阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，成型側(cè)壁上的小孔 、 把手處長(zhǎng)孔的零件 和內(nèi)壁處的凸筋 必須做成活動(dòng)的型芯， 在塑件推出前先將活動(dòng)型芯抽出，然后再?gòu)哪Ｇ恢忻摮鏊芗?。完成?cè) 型芯抽出和復(fù)位動(dòng)作的機(jī)構(gòu)叫側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 抽芯機(jī)構(gòu)的選擇 側(cè)向分型的抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng) 、 氣動(dòng) 、 液壓和機(jī)動(dòng)四種 [13]。 （ 1）手動(dòng)抽芯。手動(dòng)抽芯是在推出塑件前或脫模后用手工方法將活動(dòng)型芯取出。手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但生產(chǎn)效率低 、 勞動(dòng)強(qiáng)度大 、 抽拔力有限，僅在特殊場(chǎng)合使用，因此本次設(shè)計(jì)中不采用。 （ 2）液壓或氣動(dòng)抽芯。 液壓或氣動(dòng)抽芯是指?jìng)?cè)向分型的活動(dòng)型芯可由液壓傳動(dòng)或氣壓傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)抽出。由于一般注射機(jī)沒(méi)有抽芯油缸或氣缸，需另行設(shè)計(jì)液壓或氣動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及抽芯系統(tǒng) ，增大了模具設(shè)計(jì)的困難，因此本次設(shè)計(jì)中也不采用。 （ 3）機(jī)動(dòng)抽芯。 機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯是利用注射機(jī)的開(kāi)模力，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向，將側(cè)向活動(dòng)的型芯抽出。機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是抽芯不需要人工操作 、 抽拔力較大，具有靈活 、 方便 、 生產(chǎn)效率高 、容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作 、 無(wú)需另外添置設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中被廣泛采用。因此本次設(shè)計(jì)將采用機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)。 塑件左側(cè)小孔的抽芯 側(cè)壁上的小孔和長(zhǎng)孔的抽芯設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的分型機(jī)構(gòu)，它借助開(kāi)模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，動(dòng)作可靠。 左側(cè)小孔的抽芯 結(jié)構(gòu)如圖 17 所示： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 17 左側(cè)抽芯 結(jié)構(gòu) 滑塊裝在 導(dǎo)槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動(dòng)滑塊的斜導(dǎo)柱與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與定模板采用 H7/m6 的配合，與滑塊上對(duì)應(yīng)的孔采用留有一定間隙的配合 。開(kāi)模時(shí)，斜導(dǎo)柱與滑塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力。迫使滑塊完成抽芯機(jī)構(gòu)。 開(kāi)模后，滑塊必須停留在一定的位置上，否則閉模時(shí) 斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊，為此必須設(shè)置滑塊定位裝置。圖中的限位擋釘和彈簧的作用是完成抽拔動(dòng)作后對(duì)滑塊起定位作用，使它停留在與斜導(dǎo)柱脫離的位置上，以便合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確進(jìn)入斜孔，驅(qū)動(dòng)其復(fù)位。楔緊塊的作用是在閉模時(shí)鎖緊滑 塊，以免注塑時(shí)滑塊因受到塑料的壓力而產(chǎn)生位移。 塑件右側(cè)小孔的抽芯 塑件右側(cè)的小孔和把手處的長(zhǎng)孔的抽芯機(jī)構(gòu)如圖 18 所示： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 18 右側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 把手處地型芯通過(guò)螺釘與滑塊連在一起 ，隨著滑塊一起運(yùn)動(dòng)。由于右側(cè)的滑塊運(yùn)動(dòng)距離比較大，所以右側(cè)的定位裝置與左側(cè)的不同。該定位裝置依靠螺釘和壓緊彈簧使滑塊退出后緊靠在限位擋板上定位。 凸筋處的抽芯機(jī)構(gòu) 斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于塑件側(cè)孔或側(cè)凹較淺，所需抽芯距不大但成型面積較大的場(chǎng)合，所以塑件內(nèi)壁凸筋處的抽芯可以用斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。斜滑塊側(cè)抽芯 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 制造方便 、 動(dòng)作可靠，應(yīng)用廣泛 [14]。 本次設(shè)計(jì)采用滑塊導(dǎo)滑斜滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) ， 凸筋處的斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)如圖19 所示： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 19 斜滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 開(kāi)模時(shí)，推桿推動(dòng)斜滑塊，斜滑塊在導(dǎo)滑塊的導(dǎo)滑作用下，沿著型芯的斜面向上運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)塑件內(nèi)壁處凸筋的抽芯，同時(shí)也推出了塑件。為了防止斜滑塊沿著型芯的斜面運(yùn)動(dòng) 距離過(guò)大，所以導(dǎo)滑槽的長(zhǎng)度并沒(méi)有到達(dá)型芯頂端處，而是有一定的長(zhǎng)度限制。 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 斜導(dǎo)柱的斷面形狀為圓柱形，斜導(dǎo)柱的端部 做成錐形，錐體角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，避免斜導(dǎo) 柱有效工作長(zhǎng)度部分脫離滑塊斜孔之后，錐體仍有驅(qū)動(dòng)作用。斜導(dǎo)柱采用 T8A 號(hào)鋼，熱處理硬度在 55HRC 以上，表面粗糙度 Ra 不大于 。斜導(dǎo)柱與其固定板采用 H7/m6 的配合，與滑塊斜孔之間留有 ~1mm的間隙， 此間隙使滑塊運(yùn)動(dòng)滯后于開(kāi)模運(yùn)動(dòng)，且使分型面處打開(kāi)一縫隙，使塑件在活動(dòng)型芯未抽出前獲得松動(dòng)，然后再驅(qū)動(dòng)滑塊抽芯。 斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)如圖 20 所示： 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 47 頁(yè) 圖 20 斜導(dǎo)柱 滑塊 滑塊上裝有側(cè)型芯，在斜導(dǎo)柱的驅(qū)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯 ，滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的重要零部件。 滑塊與型芯有整體式和組合式兩 種。整體式適于形狀簡(jiǎn)單易于加工的場(chǎng)合；組合式的特點(diǎn)是加工 、 維修和更換方便，能節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，故被廣泛采用。本次設(shè)計(jì)采用的是組合式滑塊，滑塊與側(cè)型芯用銷(xiāo)釘連接，如圖 21 所示： 圖 21 滑塊 滑塊采用 45 號(hào)鋼，淬硬度在 40HRC 以上，成型部位采用局部熱處理達(dá)到硬度要求。側(cè)型芯采用 Cr12 鋼制造，硬度在 50HRC 以上。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 47 頁(yè) 滑塊的導(dǎo)槽 滑塊的導(dǎo)槽與滑塊的配合要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不宜過(guò)分松動(dòng)，亦不宜過(guò)緊， 兩者之間上下 、 左右各有一對(duì)平面配合，配合取 H7/f7，其余各面留有間隙。 滑塊的導(dǎo)槽部分應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度， 避免運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生歪斜，一般導(dǎo)槽部分長(zhǎng)度應(yīng)大于滑塊寬度的 2/3。導(dǎo)滑槽應(yīng)有足夠的耐磨性，由 T8A 鋼制造，硬度在 50HRC以上?；瑝K的導(dǎo)滑槽結(jié)構(gòu)如圖 22 所示： 圖 22 導(dǎo)滑槽 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在塑件成型過(guò)程中，模具的溫度直接影響到塑料的充模 、 塑件的定型 、 模塑的周期和塑件的質(zhì)量，而模具的溫度高低又取決于塑料的結(jié)晶性 、 塑件尺寸與結(jié)構(gòu) 、性能要求以及其它工藝條件（熔料溫度 、 注射速度 、 注射壓力）等 [15]。 模具溫度調(diào)節(jié)的基本原則如下： （ 1）對(duì)于黏度低 、 流動(dòng)性好的塑料，可采用常溫水進(jìn)行冷卻，并通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量大小控制模具溫度。 （ 2）對(duì)于粘度高 、 流動(dòng)性差的塑料，常需要對(duì)模具加熱。 （ 3）對(duì)于黏流溫度或熔點(diǎn)不太高的塑料，一般采用常溫水或冷凍水對(duì)模具進(jìn)模具零件的計(jì)算 第 31 頁(yè) 共 47 頁(yè) 行冷卻。有時(shí)也采用加熱措施對(duì)模具的溫度進(jìn)行控制。 （ 4）對(duì)于黏流溫度或熔點(diǎn)高的塑料，可采用溫水控制溫度。 （ 5）對(duì)于流程很長(zhǎng) 、 壁厚又較厚的塑件，或者是黏流溫度或熔點(diǎn)雖然不高 、但成型面積很大的塑件，可對(duì)模具采取適當(dāng)?shù)募訜岽胧? （ 6）對(duì)于小型薄壁零件，當(dāng)成型工藝要求的模溫不太高時(shí)，可依靠 自然空氣冷卻。 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于該塑件的材料是 ABS，且 ABS 要求的模溫較低，所以本模具不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，只設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ABS 塑料的模溫要求較低，由于模具不斷地被注入的熔融塑料加熱， 模溫升高，單靠模具本身自然散熱不能使模具保持較低的溫度，因此，必須加設(shè)冷卻裝置 [16]。模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下： （ 1）在保證模具材料有足夠機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道盡可能開(kāi)設(shè)在靠近型腔或型芯表面的位置。 （ 2）冷卻水道的直徑優(yōu)先采用 8mm 以上的，且各個(gè)水道的直徑應(yīng)盡量相同，避免因水道直徑不同造成冷卻液流速不均。 （ 3） 防漏水，特別不能滲透到 成型區(qū)域，當(dāng)水道必須通過(guò)鑲件 、 模板接縫時(shí)，必須密封。 （ 4）進(jìn)出水口應(yīng)設(shè)在不影響操作的方位，通常設(shè)在注射機(jī)操作位置的對(duì)面或模具下方。 （ 5）在模具總體設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)給冷卻水道留出足夠的空間。 而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各處連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。 5 模具零件的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)計(jì)算模具成型零件的