【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)簡單介紹了注射模具的相關(guān)特點(diǎn)及其在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)敘述。相關(guān)尺寸進(jìn)行了計(jì)算，介紹了該塑件成型工藝、成型材料的選取、注射模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。與工作過程；然后，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，對(duì)模具型腔和型芯的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行型。腔和型芯的布局設(shè)計(jì),介紹了澆口的設(shè)計(jì)并分析了分型面的選取，同時(shí)設(shè)計(jì)排氣槽，進(jìn)。行了澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)模架進(jìn)行選取與設(shè)計(jì)，對(duì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了設(shè)計(jì)，闡述了。在有斜滑塊抽芯的注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)并同時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的斜滑塊；最后對(duì)脫模機(jī)。構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并同時(shí)對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算，對(duì)選取的注射機(jī)進(jìn)行了相關(guān)校

　　

【正文】 算中，把它簡化為規(guī)則的矩形型腔進(jìn)行大概的計(jì)算。 按強(qiáng)度條件計(jì)算 整體式矩形型腔側(cè)壁厚度 S 為 2/12/12 ])/[(])/[3( ?? PhPhS ?? () 型腔底板厚度 T 為 2/12/12 ])/[(])[2/( ?? PhPbT ?? () 式中： P—— 模腔內(nèi)最大熔體壓力（ 2/mmN ） b—— 矩形型腔矩邊長度（ mm） ??? —— 模具強(qiáng)度計(jì)算的許用應(yīng)力（ 2/mmN ） h—— 型腔深度（㎜） 在這里，取 P＝ 50 2/mmN ， b＝ 46 ㎜， ??? ＝ 160 2/mmN 。 所以 S＝ ㎜， T＝ ㎜。 經(jīng)圓整后，取 S＝ 35 ㎜， T＝ 25 ㎜。 按剛度條件來校核 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ()和 ()來計(jì)算。 3/113/114 ])[/(])[/( ?? Ec P hhEc P hS ???? () ? ? ? ? 3/143/14 )/()/( ?? EcPbbEcPbT ?? () 式中 ]96)/(2/[)/(3 4444 ?? hlhlc ， h＝ 30 ㎜， 1? ＝ ， E＝ 105 2/mmN ， ??? ＝ ㎜，代入相關(guān)數(shù)據(jù)得： S＝ ㎜﹤ 35 ㎜， T＝ ㎜﹤ 25 ㎜。 所以剛度 滿足要求 [1418]。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 7 模架的選取 模架的選取應(yīng)綜合考慮型腔的大小與布置、澆口形式、凸凹模結(jié)構(gòu)形式、推出機(jī)構(gòu)形式、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等方面，盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架。在本次設(shè)計(jì)中，模具設(shè)計(jì)成一模兩腔，采用潛伏式澆口，利用斜滑塊內(nèi)外抽芯。另外，采用推桿和推管推出。綜合以上分析，查相關(guān)手冊(cè)，初步確定選用模架型號(hào)為： A2－ 355400－ 35－ Z1，其中 A 板為 63 ㎜， B板為 40 ㎜， C 板為 100 ㎜。 0B L 為 355 400。如圖 所示。 圖 模架 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。導(dǎo)向具有如下功能： 定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)定?；蛏舷履Ｎ徽_，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。 導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。 承受一定的側(cè)向壓力：塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作 [19]。 在此設(shè)計(jì)中，采用 的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為帶頭導(dǎo)柱與帶頭導(dǎo)套的配合導(dǎo)向。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出 8～ 12 ㎜，在此次設(shè)計(jì)中取 10 ㎜，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。導(dǎo)柱的前端做成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。所選的導(dǎo)柱導(dǎo)套材料為 T8A，淬硬后硬度為 50～ 55HRC。導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的 1～ 倍，在此次設(shè)計(jì)中取 1 倍。導(dǎo)柱固定端與模板之間采用 H7/m6 的過渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用 H8／ f7 間隙配合 [20]。結(jié)合所選模架，確定導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)與尺寸如圖 、圖 所示。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 導(dǎo)柱 圖 導(dǎo)套 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 9 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡稱為側(cè)抽機(jī)構(gòu)，用來成型塑件外側(cè)凸起、凹槽和孔以及殼體制品的局部凸起、凹槽和盲孔。因?yàn)橛袀?cè)抽機(jī)構(gòu)的注射模，其可動(dòng)零件多，動(dòng)作復(fù)雜，因此，側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)以可靠、簡單、靈活和高效為準(zhǔn)。 確定抽芯形式與結(jié)構(gòu) 由前面分析可知，聽筒上殼兩端內(nèi)側(cè)有用來與下殼相扣合用的局部凹槽，下殼的兩端外側(cè)各有與上殼相對(duì)應(yīng)的倒鉤，故需要設(shè)計(jì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)才能完成塑件的成型。 電話機(jī)的生產(chǎn)屬于大批量的，故設(shè)計(jì)的側(cè)抽芯 機(jī)構(gòu)應(yīng)首先考慮可靠耐磨，靈活方便。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式、抽芯部位的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（抽芯距、抽芯成型面積等），綜合分析比較后，對(duì)于上殼，采用斜滑塊（斜頂桿）內(nèi)抽芯較為合適；對(duì)于下殼的外側(cè)抽芯，采用斜導(dǎo)柱抽芯和斜滑塊抽芯都可以，但在次模具結(jié)構(gòu)中，為使模具結(jié)構(gòu)簡單，便于加工制造，采用與上殼相同的斜滑塊抽芯較合適。 確定抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸 在確定斜滑塊結(jié)構(gòu)尺寸之前，應(yīng)了解其設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 斜滑塊的導(dǎo)向斜角 ? 一般取 5～ 15176。，斜滑塊的推 出高度必須小于導(dǎo)滑槽總長的2/3。斜滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)的活動(dòng)必須順利。內(nèi)抽芯斜滑塊的端面不應(yīng)高于型芯端面，而應(yīng)在零件允許的情況下低于型芯端面 ～ ㎜。對(duì)于話筒上殼，其內(nèi)側(cè)抽芯側(cè)凹深度為：大端 ㎜，小端 ㎜?？紤]安全系數(shù)后，確定抽芯距為：大端 ㎜，小端 ㎜，斜滑塊頂出距離與推桿相同，應(yīng)高于凸模端面一定距離，以下殼的設(shè)計(jì)為準(zhǔn)，取 35 ㎜較合適。由此可計(jì)算出凸模導(dǎo)滑斜孔的最大斜角為 ? ，即 ? ＝ 176。，經(jīng)圓整為 12176。為了制造方便，對(duì)于大端抽芯距為 ㎜的斜滑塊斜角也取 12176。話筒下殼兩端倒鉤深度為 ㎜，故取抽芯距為 3 ㎜，頂出距為 35 ㎜，則 ? ＝ 176。，經(jīng)圓整后，取 5176。較為合適。斜滑塊的三維實(shí)體見圖 、 、 。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 內(nèi)抽芯斜滑塊 圖 斜滑塊 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 圖 斜滑塊 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 10 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射完成后，塑件由于 收縮產(chǎn)生包緊力會(huì)留在型芯上，這就需要設(shè)置脫模機(jī)構(gòu)。要可靠地脫模，讓固化的成型塑件完好的從模具中頂出，取決于脫模機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時(shí)一般要綜合考慮以下選用原則： ① .盡可能讓塑件留在動(dòng)模，使脫模機(jī)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)； ② .不損壞塑件，不因脫模而使塑件質(zhì)量不合格； ③ .塑件被頂出位置應(yīng)盡量在塑件內(nèi)側(cè)，以免損傷塑件外觀； ④ .脫模零件配合間隙合適，無溢料現(xiàn)象； ⑤ .脫模零件應(yīng)有足夠的強(qiáng) 度和剛度； ⑥ .脫模零件要工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造容易，配換方便。 另外，為實(shí)現(xiàn)注塑生產(chǎn)的自動(dòng)化，必要時(shí)不但塑件要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)墜落，還要使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料能脫出并自動(dòng)墜落。 塑件在成形時(shí)，由于有尺寸上的收縮，所以對(duì)模具的凸出部位有包緊力。而脫模機(jī)構(gòu)的負(fù)荷就是這種包緊力對(duì)脫模方向上形成的阻力。 脫模力的計(jì)算 脫模力是注塑件從動(dòng)模邊的主型芯上分離時(shí)所需施加的外力。通常包括型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機(jī)構(gòu)本身的運(yùn)動(dòng)阻力。對(duì)大多數(shù)的塑件來說，對(duì)脫模力的精確計(jì)算和測(cè)量較為復(fù) 雜，因此，只能通過簡單的估算法對(duì)聽筒上下殼的脫模力進(jìn)行分析計(jì)算，采用的經(jīng)驗(yàn)公式 ()。 )s inc o s( ??? ?? APF t () 計(jì)算得 NFt 245415? 。 脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 脫模機(jī)構(gòu)有很多種，簡單脫模機(jī)構(gòu)有推桿機(jī)構(gòu)、推管機(jī)構(gòu)、推件板機(jī)構(gòu)，及這些機(jī)構(gòu)的組合。困為推桿位置的設(shè)置有較大的自由度，因而用于推頂箱體等異型制品，以及塑件局部需較大脫模力的場(chǎng)合。而對(duì)于中心有孔的圓形套類塑件，通常都會(huì)選用推 管機(jī)沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 構(gòu)。因此，根據(jù)脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則，以及考慮聽筒上下殼的結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)中采用推桿和推管組合使用的脫模機(jī)構(gòu)。確定了脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式后，就要對(duì)推桿的位置以及采用的截面形狀進(jìn)行分析設(shè)置。 推桿的截面形狀有圓形、矩形或半圓的等。由于使用圓形推桿的地方，較容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外，圓形推桿還具有減少運(yùn)動(dòng)阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，損壞后還便于更換，且圓柱己有國家標(biāo)準(zhǔn)，更換也方便。因此，此次設(shè)計(jì)中我使用圓形截面的推桿。下面對(duì)推桿的位置進(jìn)行合理的設(shè)置。 推桿的位置分布得合理，塑件就不至于產(chǎn)生變形 和被頂壞。一般把推桿設(shè)在脫模阻力大、塑件強(qiáng)度、剛度較大的地方，且推桿應(yīng)均勻布置。對(duì)于聽筒上殼來說，結(jié)構(gòu)比較簡單，而且兩側(cè)采用了斜滑塊內(nèi)抽芯，因此，只在聽筒中間部位設(shè)置兩個(gè)推桿，再在圓柱形凸臺(tái)處設(shè)置兩根推管即可完成脫模。而對(duì)于聽筒下殼來說，其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜一些，因此，根據(jù)下殼的結(jié)構(gòu)形狀，可多設(shè)置一些推桿，共 13 根，再在圓柱凸臺(tái)處設(shè)置兩根推管。其示意圖見圖 。 圖 下殼頂桿、推管布置位置 為了使生產(chǎn)過程中零件的更換方便，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般選取標(biāo)準(zhǔn)零件或通過標(biāo)準(zhǔn)零件加工的零件。根據(jù)脫模力的估算，以及選用的推 桿推管數(shù)量，選用如下結(jié)構(gòu)尺寸的推桿推管。推桿和推管的材料為 T10A 和 T8A，整體淬火或工作段局部淬火到 HRC50～ 55，表面粗糙度為 m。 圓形推桿的直徑尺寸可由公式（ ）算得： 4/12 )/( nEFLkd t? （ ） 式中 d—推桿直徑； n—推桿的數(shù)量， n取 25（把推管當(dāng)作推桿） L—推桿長度（參考模架尺寸，估取 L=150）； E—推桿材料的彈性模量，取 E=105MPa； k—安全系數(shù)，取 k=； tF —脫模力， NFt 245415? ； 計(jì)算得 d= 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 實(shí)際推桿尺寸直徑為 5 mm，推管直徑也為 5mm，可見是符合要求的。但為了安全起見，再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核公式見式（ ）： ][/4 壓??nFd t? （ ） 式中 Mpa150][ ?壓? ，計(jì)算得 mmd 3? ，滿 足強(qiáng)度要求。 脫模機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 為了保證脫模機(jī)構(gòu)的在工作過程靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出元件能回到原來的位置，因此，還要設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。由于聽筒的上下殼的模具較大，因此，采用推板導(dǎo)柱固定在支承板上（兩根）。在推桿固定板上設(shè)有復(fù)位桿，一般為四根，均采用圓形截面，根據(jù)所選模架，取Φ 14 ㎜的復(fù)位桿。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 注射模的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有很重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具 溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。因此，在此次設(shè)計(jì)中，對(duì)聽筒的上下殼進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是必要的。在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮以下選用原則： ① .冷卻水道盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大； ② .冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等； ③ .澆中處加強(qiáng)冷卻； ④ .冷卻水道出入口溫差盡量??； ⑤ .冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置； 此外，冷卻水道的設(shè)計(jì)還必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以 免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理，一般水道直徑為 8 或 10 ㎜左右；冷卻水道的設(shè)計(jì)要防止冷卻水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等。 冷卻水道回路的布置 圖 冷卻水道示意圖 分析此模具，因?yàn)榘寄２捎玫氖钦w嵌入式的，且凹模較窄長，型腔較淺，而且塑件體積也較小，故對(duì)冷卻系統(tǒng)要求不是很高。綜上所述，冷卻水道設(shè)置成單層的即可，布置如圖 所示。根據(jù)凹模壁厚，設(shè)計(jì)水道孔徑為 8 ㎜。對(duì)于嵌入式凹模，需要注意凹模與模板間的冷卻水道泄漏和管道加工精度。故此設(shè)計(jì)中采用延伸接頭，穿過模 具直接連在嵌入凹模上。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 冷卻時(shí)間的計(jì)算 在整個(gè)注塑周期中，冷卻時(shí)間占 50﹪～ 80﹪，在保證塑件質(zhì)量的前提下，限制和縮短冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。因此冷卻時(shí)間的設(shè)計(jì)是重要的。所謂冷卻時(shí)間是指塑料熔體從充滿模具型腔起，到可以開模取出塑件為止的時(shí)間。對(duì)塑件壁厚相對(duì)流程較小的薄壁塑件，通常按塑件斷面的平均溫度來計(jì)算冷卻時(shí)間。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ()： )]((/)(8l n [/ 2222 mxmc ttttkH ???? ???? () 式中 k—— 塑料的熱擴(kuò)散系數(shù)（㎜ 2／ s） ； H—— 塑件的厚度（㎜）； ct —— 注射塑料熔體的初始溫度（℃）； mt —— 模具溫度（℃）； xt —— 塑件的平均脫模溫度（℃）； 查手冊(cè)取各參數(shù)的值如下： k ＝ ㎜ 2／ s， ct ＝ 220℃， mt ＝ 60℃， xt ＝ 65℃， H ＝ ㎜；計(jì)算得 ? ＝ s，故可取冷卻時(shí)間為 20s。