【導(dǎo)讀】本論文說明書主要闡述了基于CAD技術(shù)的塑料外罩注射模具的設(shè)計、制。造、及其工藝方案的制定，并且著重介紹了注射加工方法、模具的結(jié)構(gòu)及模。具零件的設(shè)計制造。PRO/E許多方面的功能在本次設(shè)計中用到它為產(chǎn)品造型。通過分析塑料制品的材料與結(jié)構(gòu)，該制品結(jié)構(gòu)較復(fù)雜側(cè)方帶有方形口。分析了圓周均布通孔塑料制件的工藝特點，介紹了塑料制件注射模的整。體結(jié)構(gòu)及設(shè)計要點，研究了模具側(cè)抽芯過程和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的特點，提出了兩。種兩個方向的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，并設(shè)計了一種相同的側(cè)抽芯方式，實現(xiàn)了順利抽。芯，解決了凹環(huán)和通孔不易成型、側(cè)抽機(jī)構(gòu)難以設(shè)置的問題。哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）

　　

【正文】 文） 24 圖 41 型芯 本章總結(jié)： 成型零部件是構(gòu)成模具型腔的零部件。一般包括凹模、凸模、型芯、型環(huán)和鑲 件等。成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，盡量便于加工、裝配、使用和維修。本章完成了成形部位的尺寸計算。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 第 5章 澆注系統(tǒng)設(shè)計 澆注系統(tǒng)是塑料熔體從注射模主流道的始端到型腔之間的進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。正確設(shè)計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。普通流道澆注系統(tǒng)，它由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。 澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實和保壓。 澆口的設(shè)計 澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，起到 調(diào)節(jié)控制料流速度、補(bǔ)料時間及防止倒流等關(guān)鍵作用。澆口形狀、尺寸和進(jìn)料位置等對塑件成型質(zhì)量影響很大，塑件上的縮孔、缺料、熔接痕和翹曲等缺陷多因澆口設(shè)計不合理產(chǎn)生的。截面小便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡。實現(xiàn)快速冷卻和封閉澆口；當(dāng)澆口長度短時能增大料流速度 一、設(shè)計澆口時應(yīng)盡量注意以下幾點： 1．避免熔體破裂產(chǎn)生噴射流動 (蛇形流 ) 。 如澆口截面尺寸較小，且正對寬度和厚度較大的型腔，當(dāng)高速熔體流經(jīng)澆口時，會產(chǎn)生噴射流動現(xiàn)象使塑件表觀質(zhì)量變差，噴射流動造成的制品缺陷。 圖 51 噴射流動 1未充填部分 。 2噴射流 。 3充填部分 。 4充填完了 。 5表面疵癍 2．有利于熔體流動和排氣 （ 1）有利于充填流動。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 當(dāng)塑件壁厚相差較大時，在避免噴射的前提下，為減少流動阻力，保證壓力有效地傳遞到塑件厚壁部位以減少縮孔，應(yīng)把澆口開設(shè)在塑件截面最厚處，有利于填充補(bǔ)料。如塑件上有加強(qiáng)筋，則可利用加強(qiáng)筋作為流動通道以改善流動條件。 （ 2） 有利于排氣。 通常澆口位置應(yīng)遠(yuǎn)離排氣部位，否則進(jìn)入型腔的塑料熔體會過早封閉排氣系統(tǒng)，致使型腔內(nèi)氣體不能順利排出，會在塑 件上造成氣泡、疏松、充不滿模、熔接不牢等缺陷，或在注射時由于氣體被壓縮所產(chǎn)生的高溫，使塑件局部燒焦。 料流變向少、能量損失小。 在保證良好充填條件的前提下，應(yīng)使流程最短，料流變向最少，以減少流動能量的損失。 熔接痕是熔體在型腔中匯合時產(chǎn)生的接縫。直接影響塑件的使用性能，在流程不太長且無特殊需要時，最好不設(shè)多個澆口，否則將增加圖 a 所示熔接痕的數(shù)量（ A 處為熔接痕），降低塑件強(qiáng)度 。 5．澆口應(yīng)盡量開設(shè)在不影響塑件外觀的部位 如澆口開設(shè)在塑件的邊緣、底部和內(nèi)側(cè)。本設(shè)計選擇在底部。 6．對于大型或薄壁塑料件，應(yīng)對流動比進(jìn)行校核（最大流動長度與相應(yīng)型腔厚度之比）。 對于大型或薄壁塑料件，熔體有可能因流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔，應(yīng)對流動比進(jìn)行校核。 流動比為： Φ =∑（ Li/ti） （ 51） 式中 Φ —— 流動比； Li—— 模具中各段料流通道及各段模腔的長度； Ti—— 模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 表 51 部分塑料的注射壓力與流動距離比 二、澆口的類型 （ 1）優(yōu)缺點 優(yōu)點：由主流道直接進(jìn)料，熔體流動性良好；壓力損失小；成型容易。 缺點：澆口大，固化慢，會延長成型周期，殘余應(yīng)力較大，澆口處易產(chǎn)生裂紋；澆口凝料切除后塑件上疤痕較大 （ 2）直接澆口尺寸 直接澆口的尺寸與塑料種類和重量有關(guān)。直接澆口適用於成形大型或較深的塑料制件；適用塑料，硬質(zhì)聚氯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，聚苯乙 烯，尼龍，聚甲醛，丙烯睛 苯乙烯共聚合物 (AS)，丙烯睛 丁二烯 苯乙烯聚合物 (ABS)， PMMA 。 矩形側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上，從制品的邊緣進(jìn)料。側(cè)澆口的厚度 h 決定澆口的固化時間，實踐中常在澆口厚度容許的范圍內(nèi)，先將側(cè)澆口加工薄一些，在試模時再進(jìn)行修正，以調(diào)節(jié)澆口的固化時間。矩形側(cè)澆口優(yōu)點：截面形狀簡單、易于加工、便于試模后修正；缺點：制品外表面留有澆口痕跡。 優(yōu)點：熔體流動性良好 ,可均勻充填型腔。缺點：澆口加工 困難 。 優(yōu)點：流動 性好，可均勻充填型腔；圓形制件成型精度高；防止制品變形。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 輪輻澆口是將膜狀澆口的整個圓周進(jìn)料改為幾小段圓弧進(jìn)料，使?jié)部诹蠝p少，澆口去除方便。 缺點：增加了熔接縫，影響塑件強(qiáng)度。適用于圓筒形塑件的成型。 特點：澆口位置一般選在制件側(cè)面較隱蔽處，不影響塑件美觀；澆口潛入到分型面下的定模或動模板上，使熔體沿斜向注入型腔；澆口在開模時自動切斷，會在塑件側(cè)面留有澆口痕跡；在推桿上開設(shè)二次澆口，并與塑件內(nèi)壁相通，可避免澆口痕跡；這種澆口壓力損失大，必須提高注射壓力。 用于成形各種 殼類、盒類塑件。優(yōu)點：澆口位置靈活，澆口附近變形?。欢嗲怀尚腿菀灼胶鉂沧⑾到y(tǒng)。 缺點：澆口截面積小 ,流動阻力大 ,須提高注射壓力 ,模具費用較高。 由于點澆口適用于：成型流動性能好的熱塑性塑料，如 (PE) ； (PP) ； (PC) ； (PS) ； (PA) ； (POM) ； (ABS) 。 點澆口適用成型的制品 :投影面積大或易變形塑件的注射成型 。大制品多澆口成型、一次多件成型。 采用點澆口成型薄壁塑件時，塑件易在點澆口附近產(chǎn)生變形甚至開裂，它常用于成型中、小型塑料件的一模多腔的模具中，也可用于單型腔模具或表面 不允許有較大痕跡的塑件。 本設(shè)計采用點澆口。 . 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 圖 52 點澆口 采用點澆口成型薄壁塑件時，塑件易在點澆口附近產(chǎn)生變形甚至開裂。應(yīng)在不影響使用的前提下，將澆口對面的壁厚適當(dāng)增加并以圓弧 R 過渡，此處圓弧還有貯存冷料的作用。 直徑 d = ～ ；長度 l=～ 。 為防止在切除澆口時損壞制品表面，可采用圖 52 所示結(jié)構(gòu)，圓弧半徑Rl有利于熔體流動。 Rl≈ ～ 。H ≈ ～ mm。 三、 澆口位置的選用 模具設(shè)計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還 需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，如圖所示。 采用中心點澆口，即便頂部壁薄，型腔內(nèi)的氣體也能順利排出。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 52 點澆口 1點澆口 2定模具 3主流道杯 4定位圈 5噴嘴 主流道的設(shè)計 圖 53 主流道與澆口 本設(shè)計主流道為圓錐形 。錐角 a=2～ 4 176。（流動性較差的塑料取 a=3～6176。）；內(nèi)壁表面粗糙度一般為 Ra= 181。m。 主流道應(yīng)與噴嘴緊密對接如圖 53，配合尺寸為： 半徑： R2= R1+(1～ 2)mm； 小端直徑： d1=d2+(～ 1)mm； 凹坑深： h=3～ 5mm 。 主流道應(yīng)盡量縮短， 為減少壓力損失和流道料 ,L≤ 60mm。 澆口套與定位環(huán)結(jié)構(gòu) 澆口套與定位環(huán)的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和分體式。本設(shè)計采用分體式如圖 54。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 54 澆口套和定位環(huán) 分型面的設(shè)計 分型面定義 模具上用于取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面通稱為分 型面。 分型面的形式 （ 1）按分型面的位置分：分型面垂直于注射機(jī)開模運動方向；分型面平行于開模方向或傾斜于開模方向。 （ 2）按分型面的形狀分：平面分型面；曲面分型面；階梯形分型面。 （ 3） 按分型面數(shù)目分：一副模具可以有一個或一個以上的分型面。單分型面常見單分型面模具只有一個與開模運動方向垂直的分型面。雙分型面當(dāng)采用針點澆口時，為了取出澆注系統(tǒng)凝料，需增設(shè)一個取出澆注系統(tǒng)凝料的輔助分型面Ⅰ Ⅰ 。 圖 55 雙分型面 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 分型面選擇原則 分型面選擇是否合理 ,對于塑件質(zhì)量、模具制造與使用性能均有很大影響 ,是模 具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 選擇分型面總的原則：保證塑件質(zhì)量；便于制品脫模；有利于簡化模具結(jié)構(gòu)； 有利于保證制品的尺寸精度；盡可能滿足制品的使用要求；盡量減小制品在合模方向上的投影面積；長型芯應(yīng)置于開模方向；有利于排氣。 澆注系統(tǒng)的平衡原則 對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工 藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們設(shè)計的模具是平衡式的，即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同。 平衡式的澆注系統(tǒng)的特點：從分流道到澆口及型腔，其形狀、長寬尺寸、圓角、模壁的冷卻條件等完全相同；熔體以相同的成型壓力和溫度同時充滿所有的型腔，可獲得尺寸相同、性能良好的塑件。 排氣槽的設(shè)計 排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密 零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。 適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī)器的能量消耗。其設(shè)計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 排氣方式 排氣槽排 氣；分型面排氣；拼鑲件縫隙排氣；推桿間隙排氣；粉末燒結(jié)合金塊排氣；排氣井排氣；強(qiáng)制性排氣等。 由于本制品成型時所產(chǎn)生的氣體量少，模具結(jié)構(gòu)簡便所以選擇分型面間隙排氣。 本章小結(jié)： 本章主要完成的是澆口系統(tǒng)設(shè)計，介紹了主流道的技術(shù)要求和具體形狀；對點澆口尺寸進(jìn)行了計算；完成了對澆口套的設(shè)計，用 pro/e 軟件完成了三維造型設(shè)計和尺寸的確定。完成了分型面和排氣方式的設(shè)計。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 第 6章 注射模的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用是保證動模和定?；蚰?nèi)其他零部件之間的準(zhǔn)確對合，起定位和定向作用。導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式：導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。設(shè)計基本要求 : 導(dǎo)向精確，定位準(zhǔn)確；具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。 1．導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對合精度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)；導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔的配合 。導(dǎo)柱的數(shù)量和布置。 2．導(dǎo)柱設(shè)計要點 ① 足夠的抗彎強(qiáng)度、表面耐磨、芯部具有足夠的韌性。 導(dǎo)柱材料多半采用低碳鋼 (20)滲碳淬火，或用碳素工具鋼 (T T10)淬火處理，硬度為 50～ 55HRC。 ② 導(dǎo)柱的長度通常應(yīng)高出凸模端面 6～ 8 mm，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時凸模先進(jìn)入型腔與其碰撞而損壞。 ③ 導(dǎo)柱的端部常設(shè)計成錐形或半球形，便于導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 ④ 導(dǎo)柱的配合精度，導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用配合形式： H7／ f6 或 H8／f8。 導(dǎo)柱與安裝孔則采用 H7／ m6 或 H7／ k6，配合部分表面粗糙度為。同時要采用適當(dāng)?shù)墓潭ǚ椒ǚ乐箤?dǎo)柱從安裝孔中脫出。 ⑤導(dǎo)柱直徑尺寸 導(dǎo)柱直徑尺寸應(yīng)根據(jù)模具模板外形尺寸確定 ,當(dāng)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。 表