【文章內(nèi)容簡介】 ，降低模具成本。 綜合考慮，選用一模兩件較為合理。 型腔布局 此模具為多型腔模，多型腔模設計時型腔布置應遵循以下原則； 1) 盡量保證各型腔同時 充滿，并均衡地補料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致。 2) 各型腔之間距離恰當，應有足夠的空間排布冷卻水道、螺釘?shù)龋⒂凶銐蚪孛娣e承受注塑壓了。 3) 在滿足以上要求的情況下盡量縮短流道長度、降低澆注系統(tǒng)凝料重量。 4) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應盡量接近注塑機鎖模力的中心，一般在模板的中心上。 根據(jù)以上原則，設計此模具的型腔布局為如圖 42所示： 圖 42 型腔布局 12 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中充模和補料兩個重要階段，澆注系統(tǒng)的設計對注射成型效率和制件的質(zhì)量有直接影響 ，是獲得優(yōu)質(zhì)塑料制品的關(guān)鍵，因此，澆注系統(tǒng)設計是模具設計的重要環(huán)節(jié)。香皂盒制品外觀要求高，因此應盡可能小化澆口痕跡。采用點澆口或是潛伏式澆口均有此優(yōu)點。點澆口在塑件上殘留痕跡小，能較自由的選擇澆口位置，在多型腔中容易實現(xiàn)各型腔平衡進料，故被廣泛采用。又根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度和表面質(zhì)量的分析，為保證充填時塑料熔體流程一致，防止缺料、熔接不良、產(chǎn)生明顯的熔接痕，制件宜從中間進料。塑件材料為 ABS，且型腔數(shù)為一模兩件，故采用多點澆口澆注系統(tǒng)為宜。如圖 43 所示： 圖 43 多點交口 此外，采用點澆口澆注系 統(tǒng)還有以下特點：（ 1）澆口尺寸小，熔料流經(jīng)澆口的速度增加，熔料受到的剪切速率提高，熔體表面黏度下降。流動性提高，有利于型腔的填充。（ 2）便于控制澆口凝固時間，既保證補料，又防止倒流，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了成行周期，提高了產(chǎn)生效率。（ 3）點澆口澆注系統(tǒng)脫模時，澆口與制品自動分開，便于實現(xiàn)塑料件產(chǎn)生過程的自動化。（ 4）澆口痕跡小，容易修整，制品的外觀質(zhì)量好。 不過多點澆口澆注系統(tǒng)產(chǎn)生的回料多，模具費用也教高。 成型零件結(jié)構(gòu)設計 分類：整體式、整體嵌入式、組合式、局部鑲?cè)胧? 型腔設計 1）型腔結(jié) 構(gòu)設計 由于塑件每個面之間都通過度圓角連接，且塑件表面光滑，不能有拼接痕，因此型腔結(jié)構(gòu)應采用整體式或整體嵌入式。 整體式型腔強度、剛度好表面拼接痕少，曲面過渡圓滑，冷卻系統(tǒng)易開設，有利于縮小模具總體尺寸。但是結(jié)構(gòu)較復雜，制造難度大，電火花加工量大，加工時間長，修 13 模難，造價高。 整體嵌入式優(yōu)、缺點與整體式的相近，節(jié)省了優(yōu)質(zhì)材料，制造工藝有一定改善；但采用整體嵌入式會增大模具的總體尺寸，冷卻系統(tǒng)的開設也受到一定限制。此模具結(jié)構(gòu)為三版式結(jié)構(gòu)，采用整體嵌入式，分流道的開設也會受到限制。 綜合考慮，采用整體式型腔較為 合理。如圖 44 所示： 圖 44 整體式型腔 2）型腔材質(zhì)選擇 中小型熱塑性塑料模中大批量生產(chǎn)可用 P2O 預硬化 36～ 38HRC，加工性及綜合性都較好。該鋼材為切削性、焊接性優(yōu)越鋼材；潔凈度高，具有良好的鏡面精加工性能；出廠硬度：（硬化及回火） HB330～ 370 HRC 34～ 38；硬度和光潔度、耐磨性都較好，且價格比較便宜。 型芯設計 1）型芯結(jié)構(gòu)設計 從塑件的結(jié)構(gòu)上看塑件在分型面的一側(cè)，中間存在 8 個小孔可考慮采用整體式或整體嵌入式 +局部鑲?cè)胧叫托尽? 整體式型芯表面拼接痕少，曲面過渡圓滑，冷卻 系統(tǒng)易開設。但是結(jié)夠較復雜，制造難度大，電火花加工量大，加工時間長，修模難，造價高。 整體嵌入式 +局部鑲?cè)胧叫托炯扔姓w嵌入式的優(yōu)點，又改善了局部制造工藝，但冷卻系統(tǒng)開設受一定限制。 綜合考慮，采用整體嵌入式 +局部鑲?cè)胧叫托据^為合理。如圖 45 所示： 圖 45 整體嵌入式 +局部鑲?cè)胧叫托? 14 2）型腔材質(zhì)選擇 中小型熱塑性塑料模中大批量生產(chǎn)可用 P2O 預硬化 36～ 38HRC，加工性及綜合性都較好。 脫模結(jié)構(gòu)設計 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點，開模時塑件將留在動模上，可在動模上開設推桿推出機構(gòu)或推板推出機構(gòu)做為該模 具的脫模機構(gòu)。 由于推板推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較復雜，且制造成本也比推桿推出機構(gòu)高。所以，在滿足推出機構(gòu)選用原則的基礎(chǔ)上，優(yōu)先考慮采用推桿推出機構(gòu)。 此桿推出機構(gòu)由 5個零件組成分別為推桿，推板，推桿固定板，復位桿，限位釘。推桿直接作用于塑件表面，將塑件推出模外，推桿需要固定，因此設推桿固定板和推板，兩板間螺釘連接。注塑機上的頂桿作用在推板上，利用開模行程推動推板，推板帶動推桿推出制件。推板的回程是靠復位桿實現(xiàn)的， 脫模機構(gòu)將塑件脫模后，在進行下一次成型前，除推搬機構(gòu)以外，必須先行回到初始位置。一般塑料模具中均采用復 位桿復位，復位桿的工作端面頂在定模的固定板上，復位桿的另一端與固定推桿的推桿固定板相連，在模具閉模時，由復位桿推動推板，帶動推桿桿回程。 在推板與定模底板間設限位釘，限位釘有兩個作用：一是使推板與底板間形成間隙，一但落入廢料屑，也不會影響推板復位；另一個作用是在模具制造時可調(diào)節(jié)限位釘頭部的厚度來控制推桿返回的位置。 根據(jù)參考文獻 [1]P964 表 － 2 選取標準推桿為： 推桿 248。6 135 GB/ 材料 T8A。 圖 46 推桿 圖 47 推桿的安裝 15 推桿位置應設在脫模阻力最大 的部位。蓋類或箱類制件，側(cè)面的阻力最大，應盡量在其端面均勻設置推桿。為了避免推桿因推桿孔的磨損而把凸模側(cè)碧擦傷，推桿邊緣距型芯側(cè)壁的距離 a。 在此模具中，側(cè)面也是該制件能夠承受較大推力的地方，因此，在此處設置推桿較為合理?？稍O置 8根直徑為 248。6 的圓形的邊緣推桿，對稱分布在型芯的周邊，推桿邊緣距型芯側(cè)壁的距離取 a=。為了防止塑件因推桿推出力的作用而產(chǎn)生頂白、變形、破壞等缺陷，影響塑件質(zhì)量，型芯內(nèi)部不設置推桿。如圖 48所示： 圖 48 推桿的布置 導向與定位機構(gòu)設計 導向機構(gòu) 主要有導向、定位、承受側(cè)壓力三個作用，為了使合模動作更加可靠平穩(wěn)在型腔周圍設四根導柱，將導柱開設在定模側(cè)即導柱倒裝。為保護型芯，避免合模時凸模進入凹模時由于方位搞錯而損壞模具或由于定位不準而互相碰傷，設在定模上的導柱長度應為： L=定模各模板厚度 +拉桿行程 +型芯高度 +6～ 8mm。導柱采用標準帶頭導柱和導套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合 H7/k6，導向段與導向孔間采用動配合H7/f7，固定段表面粗糙度為 m 導向段表面用 m，導柱需要有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此采用低碳 鋼（ 20 號鋼）滲碳（ ～ 深），經(jīng)淬火處理 56～ 60HRC。如圖 49所示： 根據(jù)參考文獻 [1]P967 表 － 5 選取標準帶頭導柱為： 導柱 248。25 240 32－ 20 鋼 GB/ 16 圖 49 標準帶頭導柱 動模邊的選用標準帶頭導套，導套內(nèi)孔與導柱之間為動配合 H7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合 H7/k6，粗糙度內(nèi)外表面均用 m，材料選用 T8A 淬火處理，表面硬度為 50～ 55HRC，低于導柱 5 度。如圖 410 所示： 根據(jù)參考文獻 [1]P966 表 － 4 選取標準帶頭導套為： 導套 248。25 39（Ⅰ）－ T8A GB/ 圖 410 標準帶頭導套 定模邊的導套選用標準直導套，導套內(nèi)孔與導柱之間為動配合 H7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合 H7/n6，粗糙度內(nèi)外表面均用 m，材料選用 T8A 淬火處理，表面硬度為 50～ 55HRC，低于導柱 5度。如圖 411所示： 根據(jù)參考文獻 [1]P965 表 － 3 選取標準直導套為： 導套 248。25 20－ T8A GB/ 導套 248。25 40－ T8A GB/ 圖 411 標準直導套 17 圖 412 導柱、導套應用實例 順序分型機構(gòu)設計 模具的澆注系統(tǒng)為點澆口澆注系統(tǒng)，此模具為三板模，采用了利用拉料桿和凝料推板脫出澆注系統(tǒng)凝料的機構(gòu)，模具有三個分型面，分別為 :分型面Ⅰ、分型面Ⅱ、分型面Ⅲ。其中分型面Ⅲ為主分型面，打開脫出塑件，分型面Ⅰ打開分離塑件和澆注系統(tǒng)凝料，分型面Ⅱ打開將流道凝料從定模底板一邊強力推出，并自動墜落。開模時應保證三個分型面順序地、完全地打開，因此需在模具中開設順序分型機構(gòu)。在此利用限位拉桿、彈簧、拉緊裝置 達到順序分型的作用。 此模具中限位拉桿由拉桿、螺釘、限位柱三部分組成。限位柱裝在定模底板上，端面頂在凝料推板上，拉桿端面頂在凝料推板的另一面，與限位柱相對，兩者用螺釘鎖緊。拉桿相關(guān)尺寸?。?d=248。16， D＝ 24mm,L=90mm（ L澆注系統(tǒng)凝料的高度） ,L1=14mm。取螺釘 GB/ M10 60與拉桿相配套。限位柱的作用在于取代螺釘與模板直接接觸，提高精度，保證模板受力平衡，限位柱的尺寸與拉桿相對應，在此 L2=17mm,限位柱應保證有大于 5mm 的運動空間。如圖 413 所示： 圖 413 限位 拉桿 此模具采用尼龍膠釘作為的拉緊裝置，尼龍?zhí)滋自趧幽Ｉ系恼{(diào)節(jié)螺釘上，膠釘管伸入于定模板的導向孔內(nèi)，為過盈配合，膠釘張緊力可調(diào)。開模時，由膠釘?shù)膹埦o力把定 18 模型腔板與動模固定板拉住，使兩者不分離。尼龍膠釘相近的定模內(nèi)孔應省光，端部應加排氣裝置，開口處應加 R省光防止刮傷膠釘。此模具中所用的膠釘尺寸見圖 414 所示： 圖 414 尼龍膠釘 此順序分型機構(gòu)的工作原理： 如圖 415所示，分流道開設在定模型腔板 5背面，在點澆口的背面定模底板 2上裝有分流道拉料桿。開模時，由于定模型腔板 5與凝料推板 3之間的彈簧 6的張 力的作用，分型面Ⅰ先分開，拉料桿將澆注系統(tǒng)拉向定模底板一邊，因而從澆口處與塑件斷開，凝料滯留在凝料推板上。動模后退一段距離后，拉桿的拉力做用在凝料推板 3 和定模型腔板 5 上，由于尼龍膠釘?shù)膹埦o力作用把定模型腔板 5 與動模固定板 7 拉住，使兩者相對于凝料推板 3 和定模底板 2 間更不易分離，在拉桿的作用下分型面Ⅱ分開，凝料推板 3將流道凝料從定模底板一邊強行推開，并自動墜落。繼續(xù)開模，通過拉桿使分型面Ⅲ打開脫出制件。 19 1 限位柱 2定模底板 3凝料推板 4螺釘 5定模型腔板 6彈簧 7動模固定板 8尼龍?zhí)? 9調(diào)節(jié)螺釘 10拉桿 11墊板 12墊塊 13動模底板 圖 415 順序分型機構(gòu) 排氣及引氣系統(tǒng)的設計 此制件屬中小型，且注射速度中等，可以利用模具分型面，模具零件間的配合間隙和推桿的間隙排氣及引氣，不開設專門排氣槽、引氣槽。 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 注射模不僅是塑料熔體的成型設備，而且還是熱交換器。模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接關(guān)系塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為了提高冷卻效率和爭取型腔表面溫度的均勻穩(wěn)定 ,在系統(tǒng)的綜合設計中應遵守生產(chǎn)中的約定規(guī)則。在管道回路的布置時，還應該進一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果良好。 模溫低于 80℃，一般只設冷卻系統(tǒng)，細小塑件可設加熱系統(tǒng)。 ABS 材料的模溫在 50～80℃之間，香皂盒體積又較大，故此模具不需開設加熱系統(tǒng)，只需開設冷卻系統(tǒng)。 模架選用 選擇依據(jù)：根據(jù)型腔布局、澆注系統(tǒng)形式、成型零件結(jié)構(gòu)、推出機構(gòu)、排氣及引氣系統(tǒng)的設計、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計的設置要求，估算出模架周界尺寸為 350 400305mm； 結(jié)論：龍記 簡化型細水口 FAI 型 290 400 模架， A 板厚 50mm， B 板厚 40mm，墊塊高度 90。 20 5 模具設計 模具成型零件尺寸計算 成型零部件工作尺寸的計算方法很多，本設計中均采用平均收縮率法計算。查得 ABS材料的收縮率真為 a=%～ %，故平均收縮為 :錯誤 !未指定書簽。 CPS =(+)%/2=%,取 CPS =%為宜。又取模具制造公差取 Z= /3? ? ，磨損余留量c=/6? ? 。根據(jù)參考文獻 [3]P11 119公式 33 33 33 33 336 得 : 用公式來計算型腔或型志的工件尺寸太繁瑣，以現(xiàn)有的制造水平可直接造型的零件以取 %的收縮率作維尺寸的吸級，這也是型腔或型芯的工作尺寸。所得尺寸列于表 51中。 表 51 成型零件尺寸計算 尺寸分類 計算公式 塑 件尺 寸 （ mm） 塑料的平均收縮率 （％） 公差 △ 模具尺寸 （ mm） 型腔徑向尺寸 z+M c p s 03L = [ ( 1 + S ) L ]4 ?? 130