【導(dǎo)讀】屬材料制出所需形狀的零件或制品，這種專用工具統(tǒng)稱為模具。模具是為批量生產(chǎn)產(chǎn)。品服務(wù)的，是單件生產(chǎn)的、個(gè)性化非常強(qiáng)的裝備類產(chǎn)品。我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼，小到一個(gè)螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無(wú)不與模具有著密切的關(guān)系。形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車(chē)工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢(shì)不斷上升。具行業(yè)中占有極大的比例，已有40%左右，在未來(lái)幾年中還將保持較高速度發(fā)展。息產(chǎn)業(yè)和機(jī)械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模，

　　

【正文】 此，導(dǎo)向裝置不僅直接關(guān)系到制品的尺寸精度，同時(shí)也是模 具裝配和正常工作的安全保障。 通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括：導(dǎo)柱和導(dǎo) 套，有的不用導(dǎo)套而在模板上鏜孔代替導(dǎo)套，稱為導(dǎo)向孔。因此，設(shè)計(jì)合 模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的基本要求是定位精確，導(dǎo)向精確，并有足夠的強(qiáng)度，剛度和耐用度。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能主要體現(xiàn)在以 下幾個(gè)方面： (1)定位作用 導(dǎo)向裝置直接保證動(dòng)、定模合模位置的正確性，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。同則，在模具裝配過(guò)程中便于裝配和調(diào)整。 (2)導(dǎo)向作用 合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)向力； (3)承載作用 塑料熔體在充模過(guò)程中，或由于成型設(shè)備精度低的影響，可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，因而在成型過(guò)程中需要導(dǎo)向裝置能承受一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)時(shí)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。 (4)保持運(yùn)動(dòng)平 穩(wěn)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。 (5)錐面定位機(jī)構(gòu)作用 對(duì)于薄壁、精密注塑模，大型、深型腔注塑模和生產(chǎn)批量大的注塑模，僅用導(dǎo)桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是不完善 的，還必須在動(dòng)、定模之間增設(shè)錐面定倫機(jī)構(gòu)，以滿足精密定位和同軸度 的要求。 具體部件的設(shè)計(jì)： 1） 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱除了為模具定模部分與動(dòng)模部分導(dǎo)向外，同時(shí)還具有保護(hù)模具的作用。導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)有兩種形式。 由于模具整體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單， 選擇結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的直導(dǎo)柱。導(dǎo)柱 上一般開(kāi)有潤(rùn)滑油槽，以提高導(dǎo)柱的滑動(dòng)性能。 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周?chē)蚩拷吘壍?部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有 足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。導(dǎo)柱 中心至模具外緣至少有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱通 雞西 大學(xué) ?？?畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 28 頁(yè) 常設(shè)在高中心線 1/3 處的長(zhǎng)邊上。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般需要 2— 4個(gè)導(dǎo)柱：對(duì)于小型模具，無(wú)論圓形或矩形的，通常只用兩個(gè)宣徑相同且對(duì)稱分布的導(dǎo)柱 。 我選擇的是 4個(gè)導(dǎo)柱分布的設(shè)計(jì)方式。 ①導(dǎo)柱的工作部分 的油槽可以儲(chǔ)油以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了制造成本。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的 模具，其要求不高，所以可不加油槽。 ② 導(dǎo)柱 的長(zhǎng)度必須比凸模端面高出 6～ 8mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之 前凸模先 進(jìn)入型腔，相碰而損壞。此外，導(dǎo)柱長(zhǎng)于凸模端面，分模后可按任何有利于操作的位置放在工作臺(tái)上，而不至于擦傷凸模成型表面。 ③ 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。 球形先導(dǎo)部分因制造費(fèi)時(shí)，一般很少采用。所以將其做成圓錐形。 ④ 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度。對(duì)該模具 采用Ⅰ型導(dǎo)柱其直徑取φ =25mm。 ⑤ 導(dǎo)柱尾部埋入模板內(nèi)，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按 H7/m6 間隙配合，柱與導(dǎo)套的配合根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取 H7/r6。 ⑥ 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯， 導(dǎo)柱 材料一般為 T8或 20 號(hào)鋼滲碳，硬度大于 HRC55；，表面粗糙度值低于 。 因此對(duì)該模具可采用 20 號(hào)鋼滲碳。 對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖 見(jiàn)下圖： 圖 3－ 10 導(dǎo)柱 基本直徑 25mm，大端直徑為 30mm. 2） 導(dǎo)套 為使導(dǎo)柱 比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套孔的前端應(yīng)倒有圓角，導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按 H8／ f8 間隙配合．表面粗糙度為 。導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅 (H6青 雞西 大學(xué) ?？?畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 29 頁(yè) 銅合金 )等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱 的硬度、這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?在這些依據(jù)下我選擇淬火鋼來(lái)制造導(dǎo)套。 選擇基本直徑 D＝ 35的導(dǎo)套。 長(zhǎng)度上根據(jù)放入的位置，對(duì)應(yīng)選擇 32mm。 對(duì)于精密型或大型模具，以及導(dǎo)向零件需要承受較大側(cè)向力的模具，模具上通常要設(shè)計(jì)錐面、斜面或?qū)дN(xiāo)等精定位裝置 ，遙控器下板模具為一個(gè)基本的模具結(jié)構(gòu)，所以此處可以不用考慮。 UG建模 生成視圖： 圖 3－ 11 導(dǎo)套 2． 脫模 （頂出） 機(jī)構(gòu) 脫模（ 頂出 ） 機(jī)構(gòu)在注塑模中是 — 個(gè)很重要的部分，其作用是將塑件和流 道凝料從模具中頂出 。由于塑件在模具開(kāi)啟后通常 是留在動(dòng)模部分的型芯上．因此，頂出機(jī)構(gòu)一般設(shè)在模具的動(dòng)模上。頂出 機(jī)構(gòu)包括頂 桿 ，頂 板、頂桿固定板、頂 管和脫件板等零件 。對(duì)頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)使作用在塑件上的頂出力均勻 ．機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)靈活可靠，頂出機(jī)構(gòu)的零件制造容易、拆裝方便．并能滿足強(qiáng)度和剛度條件。 脫模機(jī)構(gòu)的分類： 脫模機(jī)構(gòu) 按驅(qū)動(dòng)方式分手動(dòng)脫模 ， 機(jī)動(dòng)脫模 ， 液壓脫模 ， 氣動(dòng)脫模 四種模式， 其中，手動(dòng)方式動(dòng)作平穩(wěn)，對(duì)制件無(wú)撞擊、操作安全， 但是 勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低．推出力受人力限制；機(jī)動(dòng)脫模具有生產(chǎn)效率高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，推出力大等優(yōu)點(diǎn)，是產(chǎn)生中廣泛使用的一類脫模機(jī)構(gòu)，但會(huì)對(duì)制件產(chǎn)生撞擊；液壓脫模方式的頂出力、速度和時(shí)間可通過(guò)液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)，但需要專用液壓裝置；氣動(dòng)裝置可直接吹出塑件． 并且塑件表面不留痕跡， 但同樣需要 專用裝置。 按脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)作分 有 一次頂出脫模 ，二 次頂出脫模 及 延遲動(dòng)作頂出脫模 。他們是以頂出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)次數(shù)來(lái)決定的。 雞西 大學(xué) ?？?畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 30 頁(yè) 在選擇脫模機(jī)構(gòu)時(shí)需要考慮到以下幾個(gè)方面： （ 1） 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)淮確、可靠、靈活，并有足夠的剛度、強(qiáng)度克服脫模力。 （ 2） 保證塑件不變形或不損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大小及其所在部位，有針對(duì)性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑料收縮時(shí)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)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，如凸緣、加強(qiáng)筋等處， 作用面積也應(yīng)盡可能大一些，以防塑件變形改損壞。 （ 3） 選擇項(xiàng)出位置時(shí)，力求保證良好的塑件外觀。頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。在采用椎桿脫模時(shí)、尤其要注意這個(gè)問(wèn)題。另外，與塑件直接接觸的脫模零件的配合間隙要保證不溢料，以避免在塑件上留下飛邊痕跡。 （ 4） 盡量使制件留在動(dòng)模一側(cè)，以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，致使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。若塑件的結(jié)構(gòu)形狀不便于留在動(dòng)模，應(yīng)考慮對(duì)塑件的形狀進(jìn)行修改或在模具結(jié)構(gòu)上采取強(qiáng)制留模措施，實(shí)在不易處理時(shí)再在定模上設(shè)置較為復(fù)雜的脫模機(jī)構(gòu)。 在這樣的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)下，同時(shí)考慮到所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)，我選擇了機(jī)動(dòng)方式來(lái)除去流道凝料，液壓方式來(lái)頂出塑料制件。 從而 初步 選擇 順序脫模機(jī)構(gòu) 來(lái)推出制件和凝料 。 順序脫模機(jī)構(gòu)又稱順序分型機(jī)構(gòu)或定距分型機(jī)構(gòu)：由于塑件和模具結(jié)構(gòu)的需要，模具在分型時(shí)，須先使定模分型，然后再使動(dòng)、定模分型 ,即具有兩個(gè)分型面。順序脫模機(jī)構(gòu)通常要完成兩次以上的分型動(dòng)作。在多數(shù)情況下，雙分型面或多分型面注塑模中的雙脫模機(jī)構(gòu)本身也是順序脫模機(jī)構(gòu)。 這里選擇 彈簧螺釘式 分模方式 來(lái)進(jìn)行制件的取出。 彈簧螺釘式 分模方式是 順序脫模方式中的一種， 這種形式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，制造方便，適用于抽拔力不大的場(chǎng)合。模內(nèi)裝有彈簧和定距螺釘。開(kāi)模時(shí)，型腔在彈簧的作用下使分型面首先平穩(wěn)分開(kāi)， 點(diǎn)澆口處被分離， 當(dāng)型腔移動(dòng) 完 全定距螺釘起限制作用時(shí)， 從而使凝料推出，接著 型腔停止移動(dòng)，此時(shí)動(dòng)模繼續(xù)移動(dòng)， 在推板作用之下 從而推出制件。 對(duì)應(yīng)的頂板頂桿通過(guò) UG 建模 生成： 頂板 頂桿 （圖 3－ 12） ： 雞西 大學(xué) 專科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 31 頁(yè) 圖 3－ 12 頂板頂桿 頂板 （圖 3－ 13） ： 圖 3－ 13頂板 制件推出， 也就有力的阻擋， ，對(duì)應(yīng)有 脫模阻力 。 脫模阻力的計(jì)算 ： 脫模阻力的大小與制件的厚度及幾何形狀密切相關(guān)。薄壁制件系指塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑 之比小于 1/20，即 t/D≤ 1/20 的制件，厚壁制件系指塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比大于 1/20，即 t/D＞ 1/20 的制件。對(duì)該塑料制件來(lái)講，塑件的壁厚與其內(nèi)孔直徑之比 ? 1/20，因此為 薄 壁制件。又因?yàn)樗芗M斷面為矩形，所需脫模力可按以下公式進(jìn)行計(jì)算： Q=18 c o s ( ta n )(1 )E tL fk? ? ?? ?? +10B （ N） 式中 E塑料的拉伸模量， （ Mpa） ； ε 塑料成型平均收縮率， （ %） ； μ 塑料的泊松比； L塑料包容型芯的長(zhǎng)度， （ mm） ； t塑件的平均壁厚， （ mm） ； φ 模具型芯的脫模斜度， (176。 C)； f塑料與模具材料（型芯）的摩擦系數(shù)； B盲孔制件型芯在脫模方向上的投影面積 （ cm2）， 通孔制件 B=0； 雞西 大學(xué) ?？?畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 32 頁(yè) K1隨 f1和φ變化的無(wú)因系數(shù) ， K1=1+fsinφ cosφ 。 K2無(wú)因系數(shù)，其值隨λ（λ =r/t）和φ變化， K2=2λ 2/（ cos2φ +2λ cosφ） 或近似取 1。 查表有： E=4 103，ε =%，μ =， L=30，φ =30′， f=， B=0， k1=,K2=1 Q= 38 4 1 0 0 . 6 % 3 0 ( 0 . 4 3 ta n 3 0 )(1 0 . 4 3 ) 1 . 0 3 ?? ? ? ? ? ??? +20 0 =＋ 0 = （ N） Q總=2Q=12 = （ N） 3． 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 棋具的 溫度調(diào)節(jié) 系 統(tǒng)是控制模具溫度和制品質(zhì)量的重要手段，也是減少成型周期提高生產(chǎn)率 的 重要措施，它還關(guān)系到模具的結(jié)構(gòu)、復(fù)雜程度、能耗和制造成本等問(wèn)題。因此合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)模具的 溫度調(diào)節(jié) 系統(tǒng)具有重要意義。 冷卻效果有下面幾個(gè) 因素 的影響 ： (1)模具材料 選擇熱導(dǎo)率大的金屬對(duì)提高冷卻效果．縮短冷卻時(shí)間極為有利。 (2)冷卻介質(zhì)溫度及流動(dòng)狀態(tài) 一般采用流徑長(zhǎng)的溫水進(jìn)行冷卻，溫差一般控制在5C 以內(nèi)；流速盡可能高，使冷卻介質(zhì)達(dá)到湍流狀態(tài)。 (3)模塑材料 塑料的熱性能．對(duì)冷卻時(shí)間具有重大影響。絕大多數(shù)塑料的熱導(dǎo)率很低，但可以通過(guò) 加入填充劑加以改善。 (4)塑件厚度 傳熱阻力越大， 需要冷卻時(shí)間越長(zhǎng)。通常冷卻時(shí)間與塑件厚度的平方成正比。 (5)冷卻回路的分布 為使模腔表面溫度均勻，冷卻孔的孔徑與位置，應(yīng)與塑料熔體帶入的熱量成正比例。 (6)模具溫度 選擇合適的模溫會(huì)縮短周期，提高塑件質(zhì)量，減少?gòu)U品率 。 冷卻介質(zhì)體積流量的計(jì)算 ： 忽略模具因?qū)α?、熱輻射、與注塑機(jī)接觸所散失的熱量，并假設(shè)塑料在模內(nèi)釋放的熱量全部由冷卻介質(zhì)帶走，則模具冷卻時(shí)所需冷卻介質(zhì)的體積流量可按下式計(jì)算： 160v p GQq C? 12P（ t t ） 式中 vq —— 冷卻介質(zhì)的體積流量， 3m ／ h； G—— 單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料質(zhì)量， kg／ h； 雞西 大學(xué) ?？?畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 33 頁(yè) 1Q —— 塑料成型凝固時(shí)釋放的熱量， J／ kg； pC—— 冷卻介質(zhì)的比熱容． J／ (kg℃ )]。 P—— 冷卻介質(zhì)的密度． kg／ m； 1t —— 冷卻介質(zhì)的出口溫度，℃； 2t —— 冷卻介質(zhì)的進(jìn) 口 溫度， ℃ 。 求出冷卻介質(zhì)的體積流旦后，可以根據(jù)冷卻介質(zhì)處于湍流狀態(tài)下的流速與通道直徑的關(guān)系確定模具冷卻介質(zhì)孔的直徑，在本次設(shè)計(jì)中冷卻管道直徑選擇為 D=8mm。 直徑確定后，我們就要選擇合適的位置和細(xì)節(jié)上的處理。 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 有以下一些 原則 : (1)合理地確定冷卻管道的中心距及冷卻管道與型腔壁的距離 冷卻水孔的間距，即冷卻水孔數(shù)量的多少，對(duì)模 具冷卻效果影響極大。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般冷卻管道中心線與型腔壁的距離應(yīng)為冷卻管道直徑的 1— 2 倍 (常為 1215mm)，冷卻管道中心距約為管道直徑的 3— 5 倍。 (2)盡可能使冷卻孔至型腔表面的距離相等 當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻介質(zhì)孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等，即水孔的排列局型腔形狀盡量吻合。 (3)加強(qiáng)澆口處的冷卻 一般熔觸塑料填充型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度越低。因此澆口附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻，作為冷卻水的人口，而在溫度較低的外側(cè)只需要通過(guò)經(jīng)熱交換后的溫水即可。 (6)合理確定冷卻水管 接頭位置 進(jìn)出口水管接頭的位置盡可能在模具的同 — 側(cè)。為不影響操作．通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的背面。水管接頭多采用自動(dòng)密封接頭，以保證冷卻通道不泄漏，防止在塑件上造成斑紋。 同時(shí) 根據(jù)制件的形狀及其所需的冷卻