【導(dǎo)讀】本次設(shè)計利用計算機輔助設(shè)計注射模具，分為注射模具的機械設(shè)計部分和CAD兩部分。出系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等設(shè)計。第二部分包括使用AUTOCAD完成模具的二維制

　　

【正文】 為 20mm。 澆口的設(shè)計 澆口又稱 進料口或內(nèi)流道。踏實分流道與塑件之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分。 1 澆口的斷面設(shè)計 澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，而矩形澆口用得比較廣泛。根據(jù)經(jīng)驗，澆口斷面積雨分流道斷面積之比約為 ~，澆口長度約為 ~2mm。 2 澆口形式的選擇 澆口的形式 ： （ 1） 側(cè)澆口 ：普通側(cè)澆口、扇形澆口 、平縫式澆口、護耳式澆口、隙式澆口 （ 2） 點 澆口 ：一般點澆口和潛伏式澆口 （ 3） 盤環(huán)型 澆口 ：盤狀澆口、分流澆口、直接澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、圓形澆口 結(jié)合 設(shè)計采用的是 雙 型腔的模具，而 雙 型腔通常先用直接澆口、盤環(huán)型澆口 、 點澆口等型式，而像普通盆形、罩形、殼形塑件，外形不大的各式容器，都可以成功地采用側(cè)澆口 、 點澆口和潛伏式澆口，綜 合 考慮 工具箱蓋 的模具設(shè)計，則采用潛伏式澆口。 潛伏式澆口又稱剪切澆口或隧道式澆口，是由點澆口演變而來的，它除了具備點澆口的特點外，其進料部分一般選在塑件側(cè)面較隱蔽處；因而塑件外表不 受損傷。這種澆口及流道成一定角度與型腔連接。形成能切斷澆口的刀口 ， 潛伏式澆口具體形狀如下： 圖 34 潛伏式澆口示意圖 潛伏式澆口一般設(shè)置在塑件內(nèi)側(cè)或外側(cè)隱蔽部位，其尺寸結(jié)構(gòu)由材料和件的重量決定。查表可知使用 ABS 材料，塑件重量為 400g 時， d=4mm,D=7mm. 3 澆口位置的選擇 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 澆口 的位置 開設(shè)正確與否，對 塑件的質(zhì)量影響 很大 ， 因此合理的選擇澆口的位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。一般說來，選擇澆口位置時應(yīng)遵循下述原則 ： （ 1） 澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動。 （ 2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處。 （ 3） 澆口的位置選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最小。 （ 4） 澆口位置的選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 （ 5） 澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。 （ 6） 澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔、型芯、嵌件擠壓變形。 冷料穴的設(shè)計 1 冷料穴的結(jié)構(gòu) 冷料穴是用來儲藏注射 間隔期間產(chǎn)生的冷料 頭的，防止冷料進入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔 。冷料穴又叫冷料井。 臥式 或立式 注射機用模具的主流道在定模一側(cè)，模具打開時，為了將主流道凝料能夠拉向動模一側(cè)。并在 頂 出行程中將它脫出模外，動模一側(cè)應(yīng)設(shè)有拉料桿。 作用： 冷料穴是在主流道或分流道末端的延伸部分，客觀存在貯存開始進入模具的部分冷料。防止冷料堵塞澆口或進入模具型腔 ， 以提高塑件的熔體強度。 2 拉料桿形式的選擇 鉤形（ Z 形）拉料桿 、 球形拉料桿 、 圓錐形拉料桿 、及拉料穴。球形和圓錐 拉料桿頭部制成正圓錐形的，依靠塑料收縮的包緊 力而將主流道凝料拉緊，這種拉料桿與推板頂出機構(gòu)同時選用，既起到拉料作用，又起到分流錐的作用，其缺點是小型塑件不便開設(shè)冷料穴，綜合考慮設(shè)計模具及這種形式的適合范圍，故不選用。 綜上所述，拉料桿選用 Z 形拉料桿，冷料穴圖示如下： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 35 Z 形拉料桿、冷料穴示意圖 （ 1） 確定拉料桿的機構(gòu)尺寸 圖 36 拉料桿尺寸示意圖 圖中 d=8mm,由此查表得： D=13mm， H=4mm， 根據(jù)實際情況 L=169mm。 排溢引氣系統(tǒng)設(shè)計 排溢 、引氣 系統(tǒng)設(shè)計 1 排溢設(shè)計 排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。廣義的注射模排溢系統(tǒng)包括澆注系統(tǒng)部分的排溢和成型 部分的排溢，通常所說的排溢是指成型部分的排溢。 在高速注射成型時，考慮排氣是很必要的。否則，會引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良而引起塑件強度降低，甚至阻礙塑料填充等。 因此要設(shè)有排溢系統(tǒng)。排氣槽的開設(shè)位置，通常是通過試模后才能正確地確定。排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后被充滿的地方。以下幾種情況下開排氣槽： （ 1）在大多數(shù)情況下可利用模具分型面或模具零件間的配合間隙排氣，這是可另開排氣槽。 （ 2）如果利用間隙來排溢不能滿足，則需另開排氣槽。 排氣槽最好開設(shè)在型腔的一面，這樣對模具制造和清理都很 方便排氣槽最好開設(shè)在靠近嵌件或壁厚最薄處，因為此處最容易形式熔接痕，熔接痕處應(yīng)排盡氣體和排出部分冷料；排氣槽出口不要對著操作人員，以防熔融塑料噴出傷人；排氣槽與塑件接觸的深度不應(yīng)超過塑料的溢料值，斷面為矩形或梯形； 2 引氣系統(tǒng)的設(shè)計 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 對于一些大型深腔殼形 塑件， 注塑成型后 ，型腔內(nèi)氣體被排出，此時塑件的包容面與型芯的被包容面基本上構(gòu)成真空。當(dāng)脫模時，由于受到大氣壓力的作用，造成脫模困難，如采用強行脫模，勢必使塑件發(fā)生變形或損壞，影響塑件質(zhì)量。因此必須加設(shè)引起裝置。 常用的引氣裝置有： （ 1）鑲拼式側(cè)隙引氣 （ 2）氣閥式引氣：彈簧氣閥式和頂桿閥式。 脫模機構(gòu)的設(shè)計 脫模機構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計 脫模機構(gòu) 的 作用 是 先 將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離（稱為脫出），然后把從模具脫出的塑件和澆注系統(tǒng)凝料從模內(nèi)取出，即脫模動作可分為脫出和取出兩個步驟。 取出機構(gòu)的設(shè)計 1 取出機構(gòu)的方式 （ 1） 掉落取出 ：就是使塑件或澆注系統(tǒng)凝料等掉落取出的方法。取出的動作有時靠塑件和澆注系統(tǒng)凝料等的自重，在脫出部件使其從模具脫出后自動掉落，而離開模具。 （ 2） 非掉落取出。 就是塑件或澆注系統(tǒng)凝料等從模具中被拿 出。取出有時依靠人工，有時依靠機械手。 模具中脫出掉落而劃傷塑件產(chǎn)品的表面，所以不采取掉落取出，考慮到在實際生產(chǎn)加工過程中，主要采用的是半自動化操作。故可以利用人工來將汽車工具箱蓋 產(chǎn)品從模具上取下來。 脫模機構(gòu)的形式多種多樣，在設(shè)計和選用脫模機構(gòu)時，必須遵循以下原則： （ 1）脫模機構(gòu)應(yīng)保證脫模時不損壞塑件，必須把脫模機構(gòu)的脫模力作用在塑件能承受較大力的部位。 （ 2） 脫模機構(gòu)應(yīng)保證不損傷塑件的外觀表面 。 脫模機構(gòu)應(yīng)盡可能簡單、動作可靠 。 （ 3）由于注射機合模系統(tǒng)與注射機內(nèi)部帶有推出裝置，為了便于在動模的一邊 。 （ 4）脫模機構(gòu)應(yīng)確保塑件在脫模時，不致因脫模力的作用而變形，必須正確考慮塑件對注射模粘附力的大小和作用位置，以便選擇合適的脫模方式和位置 ， 盡可能使脫模力的分布均勻合理 ， 并使脫模力的作用面積盡量增大而靠進型芯 。 （ 5）脫模時必須克服制品和注射模之間懂得摩擦力，因此要求脫模機構(gòu)中各有關(guān)脫模的零部件應(yīng)具有足夠的強度，剛度和硬度 。 應(yīng)使脫模零件運動和終止的位置合理，齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 以確保塑件脫模可靠。 2 承接輸送裝置 為實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，使掉落下來的塑件及澆注系統(tǒng)凝料等落在承接器中，并通過傳送裝置而送離注射機。 3 取出確認(rèn)裝置：光 電式、重量式及機械式。 綜上所述，結(jié)合 設(shè)計 要求 采用頂桿脫模機構(gòu)，成型活動鑲塊及側(cè)抽芯機構(gòu)共同來充當(dāng)脫模機構(gòu)，完成產(chǎn)品的頂出。 設(shè)計如下： 頂桿脫模機構(gòu)是注射模 脫模機構(gòu) 中用的最多的一種脫模機構(gòu)，其制造簡便，滑動阻力小，可在塑件的任意位置上配置，更換方便，脫模效果好。 奇瑞 汽車 工具箱蓋 內(nèi)表面的上部 一般 可以采用 18 個頂桿脫模機構(gòu)來完成內(nèi)表面上部的脫模動作 。 1 頂桿的形式 頂桿的形式 ： （ 1） 平頭頂桿 、 （ 2） 臺階頂桿和 D 形頂桿。 結(jié)合設(shè)計要求 平頭頂桿最簡單，裝配也方便，所以 奇瑞 汽車 工具箱蓋 模具 選用 平頭頂桿作為頂桿 脫模機構(gòu)。 2 頂桿的數(shù)量 考慮到 奇瑞 汽車 工具箱蓋 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀，為了便于脫模，不使塑件產(chǎn)生變形，應(yīng)在型腔產(chǎn)品的內(nèi)表面上部設(shè)置 15 個頂桿以滿足脫模要求。 3 頂桿的位置 頂桿的頂出位置在脫模阻力大的地方，蓋和箱類塑件側(cè)面是阻力最大的地方，因此在端 面設(shè)置頂桿是最理想的，而在里面設(shè)置頂桿時，以靠近側(cè)壁的地方為好 。 當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在最薄處時，可增大頂出面積來改善塑件受力狀況。 奇瑞 汽車 工具箱蓋 模具的頂桿可將其設(shè)置在靠近上邊緣的內(nèi)部和靠近內(nèi)部凸起部分的邊緣，這樣可以使塑件脫模力均勻，防止塑件變形。 當(dāng)塑件各處脫模力相同 時，頂桿應(yīng)均等設(shè)置，使塑件脫模時受力 均勻，以免塑件變形。頂桿不宜設(shè)在塑件最薄處，以免塑件變形或損壞 。 4 確定 頂桿的材料及各部分尺寸 頂桿的材料選用 45 鋼，并將其淬火至 55HRC。其各部分尺寸為頂桿的直徑 d， 根椐經(jīng)驗值取 ～ 12mm， 這里取 d=12mm， D 一般取 d+（ 4～ 6） mm， 取 D=16mm；軸肩 H 一般取 4～ 6mm，取 H=5mm。長度 L 根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)尺寸，由 [1]得其計算如下： ? ? ? ? 頂固頂動墊凸桿 hShhh ?????? 21 ?? （ 39） 式中 桿h —— 頂桿的總長度 ； 凸h —— 凸模的總高度， 凸h =25mm； 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 動墊h —— 動模墊板的厚度 ， 動墊h =30mm； 頂S —— 頂出行程， 頂S =3mm； 頂固h —— 頂桿固定板厚度 ， 頂固h =20mm； 1? —— 富裕量，一般取 ～ ， 這里取 ； 2? —— 頂出行程富裕量，一般取 3～ 6mm，這里取 5mm； L=25++30+3+5+20= 頂桿與頂桿孔的配合采用 H8/f7，配合表面粗糙度一般為 ～ ，取Ra=。 頂桿的形狀圖如下： 圖 37 頂桿示意圖 5 頂桿與固定板的連接形式 頂桿與固定板的連接形 式如下圖所示： 圖 38 頂桿與固定板的連接形式 圖中 s 為頂桿與頂桿孔的配合尺寸，一般 s 取 2～ 3d, s=28=16mm。 6 頂桿頂出機構(gòu)中的附屬零部件 （ 1）頂出板：頂出板由頂桿固定板及其墊板組成，用于固定頂出元件用，常用 45齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 鋼做成，調(diào)制 235HB。 （ 2）限位釘：為了提高頂出板再復(fù)位后與模具的動模座板有比較好的接觸性能和方便復(fù)位距離的調(diào)整，可采用限位釘裝于頂出板與模具的動模之間。所有限位釘?shù)母叨缺仨氁恢?，限位釘?shù)目可為 6 等，均勻分布于動模座板上，通常與動模座板過盈配合。限位釘 通常用 T8 但 在此次設(shè)計的模具中使用 4 個，且用 T8 制成，淬火至 55HRC。一般模具也可用 45 鋼做成，并經(jīng)調(diào)試處理， 235HB。 （ 3）頂出導(dǎo)向零件：在頂出塑件時 為了避免墊板和 頂桿固定板扭曲傾斜而折斷頂桿， 尤其對細(xì)長頂桿更應(yīng)防止產(chǎn)生這種折斷現(xiàn)象，故常設(shè)有 導(dǎo)向零件，導(dǎo)柱一般不應(yīng)少于 2 個，這里就設(shè)置為 4 個。模具還應(yīng)裝配導(dǎo)套，以延長導(dǎo)向零件的壽命及使用穩(wěn)固可靠，導(dǎo)柱用 T T10 等材料 做成，淬火 55~60HRC， （ 4）復(fù)位桿：作用是將已經(jīng)完成的頂出塑件的頂桿回復(fù)到注射成型時的原始位置。用 T T10 做成，淬火至 55~60HRC。 設(shè)計如下： 奇瑞 汽車 工具箱蓋 模具具有成型活動型芯，因此，需要在模具閉合之前使頂桿及各頂出機構(gòu)復(fù)位，這里采用的復(fù)位桿形式如下圖所示： 圖 39 復(fù)位桿示意圖 各部分尺寸確定：根據(jù)模具的各部分結(jié)構(gòu)尺寸， L=172mm,查表 338[15]得，取d=12mm， D=17mm， H=8mm。 材料的選擇及配合公差的確定：復(fù)位桿的材料選用 T8 鋼，淬火至 55HRC，模板與復(fù)位桿配合的孔的極限偏差為 H8/f7。 側(cè)凹、側(cè)凸塑件脫出機構(gòu) 設(shè)計 當(dāng)塑 件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹等阻礙塑件直接脫模時，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成活動的，成為活動型芯。在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再從模中頂出塑件，完成活動型芯抽出和復(fù)位的機構(gòu)叫做抽芯機構(gòu)。 1 斜導(dǎo)柱抽芯分型與抽芯機構(gòu) 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)是最常用的一種抽芯機構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，安全可靠等特點。 主要由斜導(dǎo)柱、滑塊和定位裝置等零部件組成。其基本結(jié)構(gòu)和工作原理如下：斜導(dǎo)柱 3 固定在定模板 2 上，滑塊 9 在動模板 10 的滑槽內(nèi)滑動，側(cè)型芯 5 用銷釘 4 固定在滑塊 9 上。開模力通過斜導(dǎo)柱作用于滑塊，迫使滑塊在