【導(dǎo)讀】針對(duì)對(duì)講機(jī)后蓋進(jìn)行了注塑模具設(shè)計(jì)。通過對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比。較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，分的結(jié)構(gòu)、推出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。同時(shí)運(yùn)用三維pro/E制圖軟件繪。制該模具，與平面圖相比更具立體感。Keywords：injectionmold；systemofgating；systemofcooling；checking.

　　

【正文】 口、點(diǎn)澆口和潛伏式澆口幾種。由于不同的澆口形式對(duì)塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會(huì)產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對(duì)于不同的澆口形式也會(huì)有不同的適應(yīng)性，因此根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 ]6[ 書中表 55 查得，材料 PC 適應(yīng)于任何澆口。而所做塑件壁厚較薄、表面積大，注射量也大而且外表面的光澤度要求很高，因而澆口位置不宜設(shè)在塑件的中心，而且是一模兩腔的，綜合這些因素考慮可以用側(cè)澆口和潛伏式澆口。 側(cè)澆口又稱邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，澆口流程短、截面小 ，去處容易，模具結(jié)構(gòu)緊湊，加工維修方便。但這種澆口成形的塑件往往有熔接痕存在，壓力損失較大，對(duì)深腔塑件排氣不利。 潛伏式澆口又稱隧道澆口、剪切交口。澆口嵌入分型面一側(cè)，沿斜向進(jìn)入型腔。潛伏澆口的模具在開模時(shí)，不僅能自動(dòng)切斷澆口，而且澆口可設(shè)在制品的側(cè)面、斷面和背面等隱蔽處，不影響塑件外觀，同時(shí)模具可采用兩板式結(jié)構(gòu)，因而得到較廣泛應(yīng)用。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口的形式。澆口的截面圖如圖 34 所示 。 24 圖 34 澆口形狀示意圖 對(duì)于多腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料。澆口的理想尺寸很難計(jì)算，一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估 算，澆口截面積約為分流道截面積的 3%9%，斷面形狀常分為矩形或圓形，澆口的長(zhǎng)度約為 1~。在設(shè)計(jì)澆口時(shí)往往先取小的尺寸值，以便在試模后逐步加以修正。本設(shè)計(jì)采用矩形側(cè)澆口，澆口長(zhǎng)度為 1mm，澆口矩形斷面的寬為 2mm高 為 1mm。 冷料穴與拉料桿 設(shè)計(jì) 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng) 模板 上，或者位于分流道的末端。其作用是收集熔體前 端 的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品質(zhì)量。冷料穴分兩種，一種專門用于收集、儲(chǔ)存冷料，另一種除儲(chǔ)存冷料外 還 兼有拉出流道凝料的功用。 冷料穴的長(zhǎng)度通常為流道直徑的 ~2 倍，經(jīng)計(jì)算冷料穴的長(zhǎng)度為 6， 設(shè)計(jì)在主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，既可以收集、儲(chǔ)存冷料，還可以保證脫模時(shí)塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 拉料桿采用 Z 形拉料桿。當(dāng)前 方 冷料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿的凹槽內(nèi)，開模時(shí)便可將凝料從主流道中拉出。拉桿的三維圖形如圖 35 所示 。 25 圖 35 拉料桿三維圖 成型零件工作尺寸的計(jì)算 本設(shè)計(jì)的模架零件沒有采用標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)強(qiáng)度，剛度得出數(shù)據(jù)，再進(jìn)行查表得到各零件尺寸。 固定板（動(dòng)模板、定模板）在模具中起安裝和固定成型零件、合模 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及推出脫模機(jī)構(gòu)等零件的作用。為了保證被固定零件的穩(wěn)定性，固定板應(yīng)具有一定的厚度和足夠的剛度和強(qiáng)度，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，當(dāng)對(duì)工作條件要求較為嚴(yán)格或 對(duì) 模具壽命要求較長(zhǎng)時(shí)，可采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造。 支撐板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止固定板固定的零部件脫出固定板，并承受固定部件傳遞的壓力，因此它要具有較高的平行度、強(qiáng)度和剛度。 支撐板與固定板之間通常采用螺栓連接，當(dāng)兩者需要定位時(shí)，可加插定位銷。 動(dòng) 模兩板，定模 兩板，動(dòng)模支撐板下面為墊塊，墊塊下面為動(dòng)模座板。其中，動(dòng)定模板間用導(dǎo) 向柱導(dǎo)向。動(dòng)模板及其支撐板間用圓錐銷進(jìn)行導(dǎo)向定位，以防止錯(cuò)位。左右各有一個(gè)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 定模板及其支撐板 定模板的厚度為 20mm，長(zhǎng)度和寬度根據(jù)塑件的尺寸和開設(shè)的固定孔確定為 12380。支撐板的選擇，必須保證它們的輪廓形狀和尺寸與注射機(jī)上的定模固定板相匹配，另外，在支撐板上開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)（如螺栓孔、導(dǎo)向柱孔）也必須與注射機(jī)定模固定板上的安裝螺栓孔的大小和位置相適應(yīng)。支撐26 板的長(zhǎng)度和寬度分別比定模板長(zhǎng) 20mm,即 143mm100mm。定模板支撐板三維圖形如圖 36 所示 。 圖 36 定 模板支撐板三維圖形 動(dòng)模板及其支撐板 動(dòng)模板的厚度為 20mm, 長(zhǎng)度和寬度根據(jù)塑件的尺寸和開設(shè)的固定孔確定為 12380。支撐板的長(zhǎng)度和寬度 也 分別 12380。動(dòng)模板支撐板三維圖如圖37 所示 。 圖 37 動(dòng)模板支撐板三維圖 27 墊塊 墊塊的作用主要是在動(dòng)模支撐板與動(dòng)模座板之間形成推出機(jī)構(gòu)所需的 工作空間。另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)模具安裝厚度要求的作用。墊塊一般用中碳鋼制造，也可以用 Q235 鋼制造，或用 HT200、球墨鑄鐵等。 墊塊的高度應(yīng)符合注射機(jī)的安裝要求和 模具的結(jié)構(gòu)要求， 《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》 ]6[ 式 (81)可知 計(jì)算公式為： mm)6~3(321 ????? ShhhH (34) 式中 H—— 墊塊 高度 ， mm； 1h —— 推板厚度， 定為 10mm； 2h —— 推板固定板厚度， 定為 10mm； 3h —— 推板限位 釘高 度， 定為 4mm； S—— 脫 出塑料制品所需的 頂出 行程， 定 為 4mm。 計(jì)算得出 ，最 終 確定 H 的 尺寸 為 31mm。墊塊的三維圖形如圖 38 所示。 圖 38 墊塊的三維圖形 28 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱的表面應(yīng)具有較好的耐磨性，而芯部堅(jiān)韌，不易折斷。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度 Ra 一般為 ，導(dǎo)柱的配合部分表面粗糙度 Ra 一般為~，本設(shè)計(jì)中取 Ra 為 。導(dǎo)柱固定部分與模板之間一般采用過渡配合，本設(shè)計(jì)中取 H7/m6 的 過渡 配合。 在模具進(jìn)行裝配或成型時(shí)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)模和定模兩大部件 不 發(fā)生碰撞和干涉。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要由導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定 位 兩種 方式組成 。 在本設(shè)計(jì)中，動(dòng)定模之間的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)柱導(dǎo)向 ， 直徑為 10mm,，長(zhǎng)度為 40。 動(dòng)模和其支撐板之間是錐面定位 ，其圓錐銷的 直徑為 10mm，長(zhǎng)度 為40mm。 側(cè)向抽芯 機(jī)構(gòu)： 1. 機(jī)構(gòu)形式 由于本加工的產(chǎn)品具有側(cè)凹結(jié)構(gòu)，模具必須帶有側(cè)向分型或側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。主要由斜導(dǎo)柱、滑塊（帶側(cè)型芯）、 楔塊和定位裝置 組成。斜導(dǎo)柱固定在定模上，開模時(shí)，滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下 跟 導(dǎo)滑槽側(cè)向移動(dòng)而完成抽芯動(dòng)作。為了保證 該 模具的 斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地插入滑塊的斜孔中， 來 使滑塊復(fù)位， 應(yīng)在 機(jī)構(gòu)上設(shè)有定位裝置。為承受 塑件 成型時(shí) 側(cè)向型芯所受的 側(cè)向力，機(jī)構(gòu)上還 應(yīng)設(shè)有楔 塊。 2. 設(shè)計(jì)要點(diǎn) (1) 抽拔距： 將側(cè)向 型芯 或滑塊從成型位置抽拔或分開至 不 妨礙塑料制品 脫模的距離稱為抽拔距。一般抽拔距等 于成型側(cè)孔（或側(cè)凹）的深度加上2~3mm。 在本加工的塑料制品中，側(cè)向成型孔的深度為 ，故抽拔距為4mm。 (2) 斜導(dǎo)柱的傾斜角 ? ，一般 取 15176。~25176。， 根據(jù)需要 斜導(dǎo)柱的傾斜角 取的是 15176。，而 負(fù)責(zé) 鎖緊 的 楔角 39。? 應(yīng)大于 ? ，一般 39。? =? +(2~3176。)。 29 (3) 斜導(dǎo)柱直徑與長(zhǎng)度。直徑：取 決于其承受的彎曲力，抽拔力，傾斜角和工作長(zhǎng)度等，其直徑 d 按照標(biāo)準(zhǔn)參照選用，定為 10mm。 (4) 定位裝置：利用彈簧螺釘和擋板定位。 (5) 斜導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度 Ra 一般為 ，導(dǎo)柱的配合部分表面粗糙度 Ra 一般為 μm~，本設(shè)計(jì)中取 Ra 為 。斜導(dǎo)柱固定部分與模板之間一般采用 H7/m6 的配合，與 導(dǎo)套的配合 為 H7/f6。 如圖 310 所示。 圖 310 斜導(dǎo)柱截面圖 推出機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循以下原則： (1) 盡可能使制品滯留在動(dòng)模一側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成推出動(dòng)作。 (2) 防止制品變形或損壞，正確分析制品對(duì)型腔的粘附力大小及其 所在30 部位，有針對(duì)性地選擇合適的推出機(jī)構(gòu)，使推出 重心與推出阻力相重合。由于制品在收縮是包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于制品剛度和強(qiáng)度最大的部位，推 出 面積也盡可能大一些，以防止制品變形或是損壞。 (3) 力求良好的制品外觀，在選擇推出位置時(shí)，應(yīng)盡量選擇制品的內(nèi)部或?qū)χ破吠庥^影響不大的部位。 (4) 結(jié)構(gòu)合理可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，推桿應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 推出機(jī)構(gòu)的分類 按結(jié)構(gòu)分類，可分為 ： (1) 簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)，又稱為一次脫模機(jī)構(gòu)，包括常見的推桿，推 桿 和推板等脫模裝置。 (2) 二級(jí)推出機(jī)構(gòu) 。 (3) 雙脫模機(jī)構(gòu) 。 (4) 順序脫模機(jī)構(gòu) 。 (5) 螺紋制品脫模機(jī)構(gòu) 。 本設(shè)計(jì)選擇簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)，即一次推出機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)包括： 1) 推出零件：推桿。選擇圓柱頭推桿。 2) 復(fù)位零件：利用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿的 端 面與分型面齊平。 3) 固定零件：推桿固定板，推板，和 聯(lián) 接螺 栓 。 4) 定位零件：當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，它將推出機(jī)構(gòu)限制在正確位置上。此外，限位釘還能防止脫模機(jī)構(gòu)在復(fù)位時(shí)受異物障礙，因?yàn)樵谙尬会旑^部與推板所形成的空隙中可容納一些污垢 ， 因此，此處 設(shè)置 4 個(gè) 限位釘 。 5) 導(dǎo)向零件：它能保 證推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)靈活，避免發(fā)生傾斜，卡死現(xiàn)象。 這部分 由兩根導(dǎo)柱構(gòu)成。 推出力的計(jì)算 塑件注射成型后在模內(nèi)冷卻成型，由于體積收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，塑件從模具中就必須先克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。對(duì)底部無孔的筒、殼31 類塑料制件，脫模推出時(shí)還要克服大氣壓力。 由《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》 ??6 式（ 91）可知： ?? )s in( tbm FFF ?? （ 35） 式中 mF —— 脫模時(shí)型芯受到的摩擦阻力 ； bF —— 塑件對(duì)型芯的包緊力 ； tF —— 脫模力（推出力） ； ? —— 脫模斜度 ； ? —— 塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù) ， 一般為 ~。 經(jīng) 受力平衡整理后得： )s inco s(bt ??? ?? FF （ 36） )s inc os( ??? ?? Ap 式中 A—— 塑件包 絡(luò) 型芯的面 積 ；本 設(shè)計(jì) 中，根據(jù) pro/E 中的零件分析，得約為 560mm2； P—— 塑件 對(duì) 型芯 單 位面 積 上的包 緊 力，一般情 況 下，模外冷 卻 的塑件 ，p 取 Pa10)~( 7? ， 模 內(nèi)冷卻 的 塑 件 ， p 取Pa10)~( 7? ， 本 設(shè)計(jì) Pa101 7??p (模 內(nèi)冷卻 )。 經(jīng)計(jì)算 ： 7t ??F 。 推出零件尺寸的確定 本設(shè)計(jì)中的推桿截面選取圓形。 1. 推桿直徑 推桿推出制品時(shí)應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性， 由《中國(guó)模具工程大典》 ??16 式（ 81）得 41e2 )( nEQlKd ? （ 37） 32 式中 d—— 推桿直徑 ， mm； K—— 安全系數(shù)，通常取 K=~2， 本 設(shè)計(jì) 中取 ； l—— 推桿 長(zhǎng) 度 ， mm； 本 設(shè)計(jì) 中 為 67mm； eQ —— 脫 模力 ， N； 上面算出是 7? ； E—— 推桿材料的 彈 性模量 ， 取 5? ； n—— 推桿根 數(shù) ， n=4。 ) 0 167( 4/15 72 ??? ????d 算得 設(shè)計(jì)中 推桿直徑 取 4mm。 2. 推桿固定板厚度 推桿固定板受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化為中間受 力 集中載荷的簡(jiǎn)支梁的力學(xué)模型，最大 程 度 的作用 在 推 板的中心 位置 ， 由《中國(guó)模具工程大典》 ]16[ 式 (83)可知推件板的厚度計(jì)算式為： 31P ??????????EBQLh (38) 式中 h—— 推件板的厚度 ,mm； L0—— 兩推桿作用在推 件 板長(zhǎng)度方向的距離 ， mm； 設(shè)計(jì)中為 8mm； B—— 推件板寬度 ， mm； 設(shè)計(jì)中為 80mm； eQ —— 脫模力 ， N； 上式計(jì)算得為 710 N； E—— 推件板材料彈性模量 ； 取 510 MPa； P? —— 推件板中心允許變形量 ， P? =（ 1/5～ 1/10） i? ； i? —— 制品在 被 推出方向上的尺寸公差 ， mm； 根據(jù)塑件尺寸和精度等級(jí)（ 7 級(jí)），確定公差為 ,得 P? =。 算得 h≈ 10mm。 推桿位置的確定 (1) 推桿位置應(yīng)選在脫模阻力最大的地方。 33 (2) 推桿位置選擇應(yīng)保證塑件推出時(shí)受力均勻。 (3) 推桿位置選擇是應(yīng)注意塑件的強(qiáng)度和剛度。 (4) 推桿位置的選擇還應(yīng)考慮推桿本身的剛度。 綜合以上幾點(diǎn)，選擇推桿在零件內(nèi) 表面的中間平面處，設(shè)為一邊兩個(gè)。 冷 卻 回路設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 模具設(shè)置冷卻系統(tǒng)的目的是防止塑件制品推出時(shí)變形，縮短成型周期和使塑件形成較低的結(jié)晶度，以獲得尺寸和形狀 均 穩(wěn)定、變形小和表面質(zhì)量較好的塑件。 模具冷卻方式一般是在型腔、型芯等部位合理地設(shè)置冷卻管道，并通過調(diào)節(jié)冷卻水流量計(jì) 算 流速來控制模溫。冷卻水通常是常溫水，為加強(qiáng)冷卻，可先降低水溫（稱低溫水），通入模具。為提高冷卻系統(tǒng)的效率和使型腔表面溫度分布均勻，設(shè)計(jì)冷卻水道時(shí)須遵循以下原則： (1) 合理確定冷卻水