【導(dǎo)讀】隨著制造業(yè)和計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，模具已經(jīng)得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，因此對(duì)各種塑料制品的模具設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。塊的固定方式、脫模結(jié)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。及整套模具采用標(biāo)準(zhǔn)模架A1形式的好處。

　　

【正文】 L= ㎝， r= ㎝ 由以上數(shù)據(jù)很明顯可以看出， t20r ， 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 故此件計(jì)算時(shí)應(yīng)該按照厚壁件的計(jì)算公式考慮 脫模力為： 3Q =f)k)(1m(1 fl2 ??? ????? sEr? （其中 K=rtt r ??222 2） 式中 3Q －脫模力（ N） t－塑件平均壁厚（㎝） E－塑料彈性模量（ N/ 2cm ） S－塑料平均成形收縮率（㎜ /㎜） L－包容凸模的長(zhǎng)度（㎝）； f－塑料與剛的摩擦系數(shù) m－塑料的泊松比； 帶入上面的數(shù)據(jù)，可得 K=； 將 K 帶入脫模力的計(jì)算公式中可知： 3Q = 5 ? ??????? = 由 于該系列的小橢圓總共有 12 個(gè)，所以該部分的脫模力為 12 個(gè)小橢圓的總力之和。即 總Q =12 Q =12 =78N 手機(jī)外殼的邊緣包緊面 手機(jī)的外部邊緣圖形如下，總體來(lái)說(shuō)，其可以簡(jiǎn)單的看做是一個(gè)矩形，起尺寸如下：壁厚 t= ㎝， l= ㎝，長(zhǎng) a= ㎝，寬 b=5 ㎝，起相似半徑可以由公式計(jì)算： r= ?ba? 由于 t 20r 故此件是薄壁件， 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 4Q =)1()1(8 fm flsEt ??? ????= 0 .71 .3 0 .30 .5.0 0 6010 20 .0 68 5 ?? =94N 式中 4Q －脫模力（ N） t－塑件平均壁厚（㎝） E－塑料彈性模量（ N/ 2cm ） S－塑料平均成形收縮率（㎜ /㎜） L－包容凸模的長(zhǎng)度（㎝）； f－塑料與剛的摩擦系數(shù) m－塑料的泊松比； 由以上計(jì)算可以知道，該凸模件的總體脫模力為 總Q = 1Q + 2Q +總Q+ 4Q =+9+78+94= 推桿的強(qiáng)度計(jì)算： 圓形推桿直徑 d d= 41322 )64( QEn l ??? ???? （㎝） =（ 163? 2 ） （㎝） = （㎝） 式中 d－圓形錐桿的直徑（㎝） ?－推桿的長(zhǎng)度系數(shù) ? l－推桿長(zhǎng)度（㎝） ，根據(jù)計(jì)算推桿的長(zhǎng)度為 95㎜： n－推桿數(shù)量； 由設(shè)計(jì)需要，選用 4 跟推桿。 E－推桿材料的彈性模量（ N/ 2cm ）， 鋼 E=21000000= 710 ； Q－總脫模力（ N）。 推桿的應(yīng)力校核 ? =sdn Q ?? ?24 （ N/ 2cm ）， 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 式中 ?－推桿應(yīng)力（ N/ 2cm ）， s? －推桿剛度的屈服極限強(qiáng)度（ N/ 2cm ）， 一般合金鋼 s? =32020 N/ 2cm 合金結(jié)構(gòu)鋼 s? =42020 N/ 2cm 由此可得 ? =24dnQ?= ???≤ s? 故推桿合格?？梢詽M足安全使用的需要。 經(jīng)過(guò)查表我們選擇的推桿的具體尺寸如下圖： （具體尺寸如圖） 圖 9 推桿示意圖 （ 2）確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定在制品的 的上下兩段設(shè)置兩根推桿。布置如下圖所示： 對(duì)于流道的固化塑料也設(shè)置拉料桿和頂 出桿，如圖 10 所示。 圖 10 頂出桿示意圖 圖 11 拉料桿 對(duì)于流道的固化塑料也設(shè)置拉料桿和頂出桿，如圖 11 所示。 普通的圓形頂桿按 — 1984 選用，均可滿足頂桿剛度要求。查表 7— 13，選用 型號(hào)的圓形頂桿 16 根；選用不著型號(hào)的圓形頂桿 4 根。由于件較小，機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向裝置。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來(lái)保證模具的對(duì)合精度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì)內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)：導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔的以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置等。 任何一副模具在定、動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 其功用是： ：合模時(shí)維持動(dòng)定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。 ：合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)向力。 ：采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。 ：對(duì)于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 小而定，但必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要耐磨，芯部要堅(jiān)韌，因此導(dǎo)柱的材料多采用低碳鋼（ 20）滲碳淬火，或用碳素工具鋼（ T T10）淬火處理，硬度為 50~55HRC。 6~8mm,以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時(shí)凸模先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞。 ，便于導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 。導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合 H7/f6，或 H8/f8，而導(dǎo)柱與安裝孔則采用過(guò)渡配合 H7/m6,或 H7/k6，配合部分表示粗糙度為 Ra＝ 同時(shí)需要注意，要采用適當(dāng) 的固定方法防止導(dǎo)柱從安裝孔中脫出。 。模板尺寸越大，導(dǎo)柱間中心距應(yīng)越大，所選導(dǎo)柱直徑也越大 。 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 導(dǎo)向孔與導(dǎo)套 為了保證導(dǎo)向精度和檢修方便，導(dǎo)向孔一般采用鑲?cè)雽?dǎo)套的形式。導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 導(dǎo)向孔最好為通孔，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未通的導(dǎo)向孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無(wú)法逸出，產(chǎn)生反壓力，給導(dǎo)柱運(yùn)動(dòng)造成阻力。若受模具結(jié)構(gòu)限制，導(dǎo)向孔必須做成盲孔時(shí)，則應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)透氣孔式透氣槽 為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)索，在導(dǎo)套前端就應(yīng)倒有圓角。通常導(dǎo)套采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于 導(dǎo)柱的硬度，以改善摩擦及防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按 H8/f8 間隙配合，導(dǎo)套外徑按 H7/m6 過(guò)渡配合 導(dǎo)套的安裝固定方式，利用軸肩或螺釘固定 縱上分析， 導(dǎo)套是安裝在另一半模具上的導(dǎo)柱相配合，用以保證動(dòng)模與定模的相對(duì)位置，保證模具開合模運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)柱與安裝在另一半模具上的導(dǎo)套（或孔）相配合，用以保證動(dòng)模與定模的相對(duì)位置，保證模具開合模運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓柱形零件。 導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 注射模的導(dǎo)柱一般取 2~4 根，其數(shù)量和布置形式根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式和尺寸來(lái)確定。本設(shè)計(jì)模板采用 標(biāo)準(zhǔn)模板，故導(dǎo)柱也是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和布置。導(dǎo)柱布置圖如下下圖所示： 圖 12 導(dǎo)柱布置圖 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 熱塑性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過(guò)程﹐是將溫度較高的熔塑料﹐通過(guò)高壓注射進(jìn)入溫度較低的模具中﹐經(jīng)過(guò)冷卻固化﹐從而得到所需要的制品。首先﹐從生產(chǎn)效率的角度來(lái)看﹐成型周期是成型中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)﹐成型周期中50%~~60%的時(shí)間用來(lái)對(duì)制品的冷卻﹐因此﹐冷卻時(shí)間長(zhǎng)短的重要性不言而喻。同時(shí)﹐制品應(yīng)保證最好的尺寸穩(wěn)定性﹐最小的變形量﹐最高的強(qiáng)度和韌性﹐最完美的外觀﹐如 何控制模具溫度﹐使型腔和型芯保持在與被成型制質(zhì)量量相適應(yīng)的規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)﹐最大限度地消除縶應(yīng)力﹐改善塑料的物理性能﹐得到高質(zhì)量的制品﹐是模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 模具冷卻系統(tǒng)包括﹕冷卻水溫﹐模具溫度控制器以及加熱組件等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻﹐而且是要把在成型過(guò)程中﹐由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發(fā)掉﹐使模具保持一恒定的溫度﹐以便控制型腔塑料的冷卻速度﹐從而提高制品的注塑性能和生產(chǎn)效率。 水路設(shè)計(jì)的目的﹕ 。 周期 。 水路設(shè)計(jì)的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時(shí)間內(nèi)頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)周期 (成本 )。 對(duì)質(zhì)量的影響﹕在成型時(shí)水路是用來(lái)控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動(dòng)對(duì)制品的收縮率﹑變形﹑尺寸穩(wěn)定性﹑機(jī)械強(qiáng)度﹑應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。主要表現(xiàn)在﹕表面光潔度﹔殘余應(yīng)力﹔結(jié)晶度﹔熱彎曲。 對(duì)生產(chǎn)周期的影響﹕一個(gè)成型周期主要由以下幾部分構(gòu)成。縮短冷卻時(shí)間就是提高成型效率。 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 圖 13 成型周期示意圖 從塑料到模穴壁的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)的行為受從塑料中移走的熱量和轉(zhuǎn)移到模穴表面的溫度的影響。它會(huì)受到材料性質(zhì)、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材料之間接觸好壞的影響。 從模穴壁到水管壁的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)行為也受通過(guò)模具材料到達(dá)冷卻水管的熱傳導(dǎo)的影響。模具材料的性質(zhì)﹐包括熱傳導(dǎo)率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內(nèi)部溫度之差﹐也影響冷卻系統(tǒng)行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它 們放置得離模穴過(guò)近﹐會(huì)產(chǎn)生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優(yōu)化的水管放置應(yīng)是均勻冷卻與快速冷卻的折中。 從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)行為也受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導(dǎo)的影響﹐熱傳導(dǎo)受冷卻液流經(jīng)模具材料時(shí)的紊亂程度、冷卻液進(jìn)口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。過(guò)大的紊亂會(huì)浪費(fèi)泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導(dǎo)能力。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下 達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱 。 注射時(shí)間 保壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 開模時(shí)間 相關(guān)時(shí)間 占整個(gè)周期的 80% 占整個(gè)周期的 5% 占整個(gè)周期的 15% 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 圖 14 熱交換和流動(dòng)率示意圖 設(shè)置冷卻水路的原則與注意事項(xiàng) 在模具結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度允許情況下﹐水孔直徑盡量大﹐數(shù)量盡量多﹐冷卻才會(huì)愈均勻水路距型腔表面距離應(yīng)基本一致﹐且不宜太近或太遠(yuǎn)當(dāng)水路通過(guò)兩個(gè)鑲件時(shí)要設(shè)置 “O”形環(huán)水孔接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)﹐最好也不要設(shè)計(jì)在天地側(cè)。水孔不宜排布于螺釘正上方 水孔距頂針孔﹐入子孔﹐螺孔等不宜太近﹐不小于 3mm一般不在塑件熔接的地方設(shè)置水路﹐免影響制品強(qiáng) 度盡量避免從成型面及側(cè)壁打水孔水孔不可與任何對(duì)象干涉澆口﹐熱流道附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻﹐通?？墒估鋮s水先通過(guò)澆口附近水路不宜過(guò)長(zhǎng)﹐保證進(jìn)出冷卻水溫一般 5 度以內(nèi)﹐精密件 3 度內(nèi) 制品較厚的部位應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻手機(jī)塑模常用水路排布形式手機(jī)塑件都要求很高質(zhì)量﹐雖然成品小﹐都要排布模仁循環(huán)水路以良好控制模溫﹐提高成品質(zhì)量。 冷卻水道位置取決于于成品的形狀和不同的壁厚 ,原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料自模具熱傳導(dǎo)困難的地方 ,根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ,冷卻水道應(yīng)圍繞模具的成型的成品 ,且盡量排列均勻一致 冷卻過(guò)程熱傳導(dǎo)的最重部份是 從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)行為受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導(dǎo)的影響﹐熱傳導(dǎo)受冷卻液流經(jīng)模具材料時(shí)的紊亂程度、冷卻液進(jìn)口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。過(guò)大的紊亂會(huì)浪費(fèi)機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 33 頁(yè) 泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導(dǎo)能力。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱。 確定冷卻水孔的直徑應(yīng)注意的問(wèn)題是 , 無(wú)論多大的模具 ,水孔的直徑