【導讀】針對對講機后蓋進行了注塑模具設(shè)計。通過對塑件進行工藝的分析和比。較,最終設(shè)計出一副注塑模。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)進行了設(shè)計。同時運用三維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、點澆口和潛伏式澆口幾種。由于不同的澆口形式對塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及塑件的性能會產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對于不同的澆口形式也會有不同的適應性，因此根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》 ]6[ 書中表 55 查得，材料 PC 適應于任何澆口。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)，沿斜向進入型腔。潛伏澆口的模具在開模時，不僅能自動切斷澆口，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，同時模具可采用兩板式結(jié)構(gòu)，因而得到較廣泛應用。 綜合考慮，本設(shè)計采用側(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 對于多腔模具，澆口能用來平衡進料。澆口的理想尺寸很難計算，一般可根據(jù)經(jīng)驗估 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，澆口的長度約為 1~。在設(shè)計澆口時往往先取小的尺寸值，以便在試模后逐步加以修正。本設(shè)計采用矩形側(cè)澆口，澆口長度為 1mm，澆口矩形斷面的寬為 2mm高 為 1mm。 冷料穴與拉料桿 設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動 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、儲存冷料，另一種除儲存冷料外 還 兼有拉出流道凝料的功用。 冷料穴的長度通常為流道直徑的 ~2 倍，經(jīng)計算冷料穴的長度為 6， 設(shè)計在主流道正對面的動模板上，既可以收集、儲存冷料，還可以保證脫模時塑件留在動模一側(cè)。 拉料桿采用 Z 形拉料桿。當前 方 冷料進入冷料穴后，緊包在拉料桿的凹槽內(nèi)，開模時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算 本設(shè)計的模架零件沒有采用標準件，根據(jù)強度，剛度得出數(shù)據(jù)，再進行查表得到各零件尺寸。 固定板（動模板、定模板）在模具中起安裝和固定成型零件、合模 導向機構(gòu)以及推出脫模機構(gòu)等零件的作用。為了保證被固定零件的穩(wěn)定性，固定板應具有一定的厚度和足夠的剛度和強度，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，當對工作條件要求較為嚴格或 對 模具壽命要求較長時，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、強度和剛度。 支撐板與固定板之間通常采用螺栓連接，當兩者需要定位時，可加插定位銷。 動 模兩板，定模 兩板，動模支撐板下面為墊塊，墊塊下面為動模座板。其中，動定模板間用導 向柱導向。動模板及其支撐板間用圓錐銷進行導向定位，以防止錯位。左右各有一個側(cè)向抽芯機構(gòu)。 定模板及其支撐板 定模板的厚度為 20mm，長度和寬度根據(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、導向柱孔）也必須與注射機定模固定板上的安裝螺栓孔的大小和位置相適應。支撐26 板的長度和寬度分別比定模板長 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 動模板及其支撐板 動模板的厚度為 20mm, 長度和寬度根據(jù)塑件的尺寸和開設(shè)的固定孔確定為 12380。支撐板的長度和寬度 也 分別 12380。動模板支撐板三維圖如圖37 所示 。 圖 37 動模板支撐板三維圖 27 墊塊 墊塊的作用主要是在動模支撐板與動模座板之間形成推出機構(gòu)所需的 工作空間。另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應注射機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。 墊塊的高度應符合注射機的安裝要求和 模具的結(jié)構(gòu)要求， 《塑料成型與模具設(shè)計》 ]6[ 式 (81)可知 計算公式為： 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 導向機構(gòu) 導柱的表面應具有較好的耐磨性，而芯部堅韌，不易折斷。導柱固定部分表面粗糙度 Ra 一般為 ，導柱的配合部分表面粗糙度 Ra 一般為~，本設(shè)計中取 Ra 為 。導柱固定部分與模板之間一般采用過渡配合，本設(shè)計中取 H7/m6 的 過渡 配合。 在模具進行裝配或成型時，合模導向機構(gòu)主要用來保證動模和定模兩大部件 不 發(fā)生碰撞和干涉。合模導向機構(gòu)主要由導柱導向和錐面定 位 兩種 方式組成 。 在本設(shè)計中，動定模之間的導向機構(gòu)是導柱導向 ， 直徑為 10mm,，長度為 40。 動模和其支撐板之間是錐面定位 ，其圓錐銷的 直徑為 10mm，長度 為40mm。 側(cè)向抽芯 機構(gòu)： 1. 機構(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)向抽芯機構(gòu)。采用斜導柱抽芯機構(gòu)。主要由斜導柱、滑塊（帶側(cè)型芯）、 楔塊和定位裝置 組成。斜導柱固定在定模上，開模時，滑塊在斜導柱的作用下 跟 導滑槽側(cè)向移動而完成抽芯動作。為了保證 該 模具的 斜導柱能準確地插入滑塊的斜孔中， 來 使滑塊復位， 應在 機構(gòu)上設(shè)有定位裝置。為承受 塑件 成型時 側(cè)向型芯所受的 側(cè)向力，機構(gòu)上還 應設(shè)有楔 塊。 2. 設(shè)計要點 (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) 斜導柱的傾斜角 ? ，一般 取 15176。~25176。， 根據(jù)需要 斜導柱的傾斜角 取的是 15176。，而 負責 鎖緊 的 楔角 39。? 應大于 ? ，一般 39。? =? +(2~3176。)。 29 (3) 斜導柱直徑與長度。直徑：取 決于其承受的彎曲力，抽拔力，傾斜角和工作長度等，其直徑 d 按照標準參照選用，定為 10mm。 (4) 定位裝置：利用彈簧螺釘和擋板定位。 (5) 斜導柱固定部分表面粗糙度 Ra 一般為 ，導柱的配合部分表面粗糙度 Ra 一般為 μm~，本設(shè)計中取 Ra 為 。斜導柱固定部分與模板之間一般采用 H7/m6 的配合，與 導套的配合 為 H7/f6。 如圖 310 所示。 圖 310 斜導柱截面圖 推出機構(gòu)的 設(shè)計 推出機構(gòu)的設(shè)計原則 推出機構(gòu)設(shè)計一般應遵循以下原則： (1) 盡可能使制品滯留在動模一側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成推出動作。 (2) 防止制品變形或損壞，正確分析制品對型腔的粘附力大小及其 所在30 部位，有針對性地選擇合適的推出機構(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，因此推出力作用點應盡量靠近型芯，同時推出力應施于制品剛度和強度最大的部位，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，應盡量選擇制品的內(nèi)部或?qū)χ破吠庥^影響不大的部位。 (4) 結(jié)構(gòu)合理可靠，運動靈活，制造方便，更換容易，推桿應具有足夠的強度和剛度。 推出機構(gòu)的分類 按結(jié)構(gòu)分類，可分為 ： (1) 簡單推出機構(gòu)，又稱為一次脫模機構(gòu)，包括常見的推桿，推 桿 和推板等脫模裝置。 (2) 二級推出機構(gòu) 。 (3) 雙脫模機構(gòu) 。 (4) 順序脫模機構(gòu) 。 (5) 螺紋制品脫模機構(gòu) 。 本設(shè)計選擇簡單推出機構(gòu)，即一次推出機構(gòu)。機構(gòu)包括： 1) 推出零件：推桿。選擇圓柱頭推桿。 2) 復位零件：利用復位桿復位，復位桿的 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：當塑料熔體注入型腔時，它將推出機構(gòu)限制在正確位置上。此外，限位釘還能防止脫模機構(gòu)在復位時受異物障礙，因為在限位釘頭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 限位釘 。 5) 導向零件：它能保 證推出機構(gòu)運動平穩(wěn)靈活，避免發(fā)生傾斜，卡死現(xiàn)象。 這部分 由兩根導柱構(gòu)成。 推出力的計算 塑件注射成型后在模內(nèi)冷卻成型，由于體積收縮，對型芯產(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。對底部無孔的筒、殼31 類塑料制件，脫模推出時還要克服大氣壓力。 由《塑料成型與模具設(shè)計》 ??6 式（ 91）可知： ?? )s in( tbm FFF ?? （ 35） 式中 mF —— 脫模時型芯受到的摩擦阻力 ； bF —— 塑件對型芯的包緊力 ； tF —— 脫模力（推出力） ； ? —— 脫模斜度 ； ? —— 塑件對鋼的摩擦系數(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 型芯的面 積 ；本 設(shè)計 中，根據(jù) pro/E 中的零件分析，得約為 560mm2； P—— 塑件 對 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 Pa101 7??p (模 內(nèi)冷卻 )。 經(jīng)計算 ： 7t ??F 。 推出零件尺寸的確定 本設(shè)計中的推桿截面選取圓形。 1. 推桿直徑 推桿推出制品時應有足夠的穩(wěn)定性， 由《中國模具工程大典》 ??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 中取 ； l—— 推桿 長 度 ， mm； 本 設(shè)計 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)可簡化為中間受 力 集中載荷的簡支梁的力學模型，最大 程 度 的作用 在 推 板的中心 位置 ， 由《中國模具工程大典》 ]16[ 式 (83)可知推件板的厚度計算式為： 31P ??????????EBQLh (38) 式中 h—— 推件板的厚度 ,mm； L0—— 兩推桿作用在推 件 板長度方向的距離 ， mm； 設(shè)計中為 8mm； B—— 推件板寬度 ， mm； 設(shè)計中為 80mm； eQ —— 脫模力 ， N； 上式計算得為 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（ 7 級），確定公差為 ,得 P? =。 算得 h≈ 10mm。 推桿位置的確定 (1) 推桿位置應選在脫模阻力最大的地方。 33 (2) 推桿位置選擇應保證塑件推出時受力均勻。 (3) 推桿位置選擇是應注意塑件的強度和剛度。 (4) 推桿位置的選擇還應考慮推桿本身的剛度。 綜合以上幾點，選擇推桿在零件內(nèi) 表面的中間平面處，設(shè)為一邊兩個。 冷 卻 回路設(shè)計 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則 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 算 流速來控制模溫。冷卻水通常是常溫水，為加強冷卻，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)計冷卻水道時須遵循以下原則： (1) 合理確定冷卻水