【導讀】本次設(shè)計主要是收音機后蓋塑件的模具設(shè)計。首先分析塑件工藝結(jié)構(gòu)，一套雙模穴的塑料模具。同時，詳細敘述了設(shè)計過程如何分析塑件制品的結(jié)。構(gòu)、排氣、冷卻系統(tǒng)等，接著分析了如何選擇模具鋼種、模具標準件。插件EMX生成標準模架及模具標準結(jié)構(gòu)件。

　　

【正文】 ）及導柱直徑和固定板厚度 有關(guān) 式中 D為斜導柱直徑 h為斜導柱水平移動距離 S為側(cè)向抽芯距 a為斜導柱的角度 知 D=20mm,a= 。15 ,h=5mm， S=8mm 計算可得 L=112mm （ 4）斜導柱固定方式 本次設(shè)計中將斜導柱安裝在定模固定板底部，其尾端在定模固定板與注射機之間，這種方式側(cè)向抽芯機構(gòu) 拆裝比較方便，但每次安裝注射機時都應做好檢查。 ? ?3 2cos10 aW WHCFd ??? ?mmaSahaaDllllL 10~5s i nc ostan24321 ????????西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 滑塊設(shè)計 滑塊尺寸長、寬由側(cè)向抽芯的成型面積決定，主要尺寸為側(cè)向開模大小，其值先確定小頭尺寸，它由斜導柱的直徑、小頭的強度所決定，在根據(jù)鎖模角的斜度以及鎖模所需的長度，計算出滑塊的大頭尺寸。 滑塊設(shè)計要求要有更好的耐磨要求，因此其材料的品質(zhì)一般比型腔要求稍高，為了避免與活動件母體的咬合，硬度大多采用略高于活動母體的硬度，即》40HRC 以上。 導滑槽設(shè)計 導滑槽設(shè)計的主要技術(shù)要求有： （ 1） 材料與熱處理要求。組合式導滑槽，其材料 T8A、 T10A，熱 處理硬度要求：HRC》 50 （ 2） 導滑部分的配合精度： H8/f8，其余各留 ，配合部分的粗糙度要求 。 （ 3） 滑塊在導滑槽中滑動要平穩(wěn)，不應發(fā)生卡滯，跳動等現(xiàn)象。 （ 4） 滑塊完成抽芯動作后留在滑槽內(nèi)的滑塊長度不應小于滑塊全長的 2/3，否則滑塊在開始復位時容易傾斜，甚至損壞模具。 內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu) 內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)由斜頂機構(gòu)頂出，其頂端大小尺寸由型芯大小來決定，其斜度大小為 ?15 ，將斜頂與推桿通過圓軸連接，即可以做為一斜頂機構(gòu)， 在頂出時又可作為頂出機構(gòu)。斜頂?shù)捻敳慷嗣娴挠捕纫笤?HRC》 50，應作氮化處理，以增強耐磨性，且給推桿導槽中留夠足夠的水平距離，防止其干涉。內(nèi)側(cè)抽芯的機構(gòu)如下圖 所示： 西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計和計算 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 注塑成型時，模具的溫度直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，也影響到注塑周期。因此在使用模具時必須對模具進行有效的冷卻，添加溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達到理想的溫度要求。熱塑性塑料在注射成型后，要使熔融的塑料的熱量盡快傳給模具 ，必須做好冷卻通道的設(shè)計工作，以便使塑件可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 模具的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻。因為水的熱容量大，傳熱系數(shù)大，成本低，且低于室溫的水容易取得，所以冷卻水普遍使用。用水冷卻即在模具型腔周圍或型腔內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，利用循環(huán)水將熱量帶走。 冷卻裝置的設(shè)計要考慮以下幾點： （ 1）保證塑件收縮均勻，維持模具熱平衡。 （ 2）冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，對塑件冷卻也就越均勻。 (3）水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即水孔的排列與型 腔形狀盡量吻合。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 （ 4） 澆口出要加強冷卻。一般熔融塑料填充型腔時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低。因此澆口附近應加強冷卻，通冷卻水，而在溫度較低的外側(cè)只需通過經(jīng)熱交換后的溫水即可。 （ 5） 降低入水與出水的溫度?？赏ㄟ^改變冷卻孔道排列的形式。 （ 6） 要結(jié)合塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)，合理考慮冷卻水通道的排列形式。如塑件的收縮率，壁厚等。 （ 7） 冷卻水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷卻通道的密封性要好，冷卻通道的進口與出口接頭盡量不要高出模具外表面。 在本設(shè)計中，塑件為典型薄 壁殼體機構(gòu)，故采用的是簡單流道式，即通過在模體上直接打孔，并通以冷卻水而進行冷卻，是最常見的一種形式。通過軟管在模外連接冷卻水路。 冷卻時間的計算 塑件在模具內(nèi)的冷卻時間通常是指塑料熔體從充滿型腔時起到開模取出塑件時為止?？梢蚤_模取出塑件的時間，常以塑件已充分固化，且具有一定的剛度和強度為準。塑件截面內(nèi)平均溫度達到規(guī)定的脫模溫度時，所需冷卻時間的簡化公式為： .? — 塑件平均溫 度達到頂出溫度時的冷卻時間， s； Tm—— 塑料熔體注塑溫度，186。 C Tw—— 模具溫度，186。 C； α —— 塑件的熱擴散率， 2mm /s t—— 塑件厚度 ，㎜； T 39。 s—— 塑件脫模時截面內(nèi)的平均溫度，186。 C； Tm 取 245 186。C， Tw 取 45 186。C，α 為 ， t 為 2 ㎜， T 39。 s 為 50 186。C，代入上式得， θ 39。 為 ，取經(jīng)驗 值為 。 模具的 開合模動作 收音機外殼模具動作原理： 注射結(jié)束開模時，動模一側(cè)由分型面 A開始向下運動，定模板因彈簧復位和拉料桿作用也隨著動模從分型面 B也開始向下運動，此時滑塊沿著斜導柱方向移動，一方面滑塊跟隨定模有下的運動，一方面向左移動就使外抽芯開始向外抽動。當定模板移動到一定距離后受到限位桿的作用，停止向下運動，次時側(cè)抽芯完全抽出。動模板繼續(xù)向下運動到一定的距離，這個過程中拉料桿拉出滯留在主流道西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 中的廢料。此過程結(jié)束后，推板開始推動推桿固定板運動，一方面 16 個內(nèi)抽芯推桿推動斜頂，斜頂通過 固定在上面的導桿沿導滑槽做斜向運動，導桿移動過程中抽出內(nèi)抽芯，同時斜導桿和另外 14 個推桿一起推出塑料件。待塑件推出時取出廢料。 合模時，動模一側(cè)向定模運動，同時復位桿推動推桿固定板復位和斜頂塊復位，動模板運動到一定距離后斜導柱使滑塊進行合模復位，定模固定板和定模因動模板合模，彈簧處于壓縮狀態(tài)，整個合模過程完成，為下一次注射做好準備。 其動作過程如圖 ， 所示： 圖 合模狀態(tài) 示意圖 西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 開模 狀態(tài) 示意圖 4 成型零部件的設(shè)計和計算 26 4 成型零部件的設(shè)計和計算 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑件在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，主要包括凹模、凸模、型芯鑲塊、各種成形桿和成形環(huán)。由于這些成型零件直接于高溫、高壓的塑件熔體接觸，并且在脫模時反復與塑件摩擦，它必須具有如下一些性能： （ 1）具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓。 （ 2）具有足夠的硬度、耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進行熱處理，使其硬度達 HRC40 以上。模腔的應力，避免模具在短期工作后即失效。為此，在模腔壓如模套內(nèi)后，二者應該預壓。 由于此次設(shè)計的制件抽芯機構(gòu)多且復雜，為了便于加工制造，型芯型腔均采用整體鑲嵌式。 1）本制件外表面有字體和標識如圖 ，其尺寸和位置依據(jù)外表面的尺寸大小來定，做在型腔內(nèi)表面，由于現(xiàn)代制造技術(shù)的先進，可以利用電火花來加工。 圖 外表面字體西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 （ 2）如圖 所示外側(cè)四個通孔采用斜導柱側(cè)向抽芯機構(gòu)，將垂 直于內(nèi)側(cè)面的三個同孔做成同一個滑塊成型，而將圓角處的通孔做成另外一個滑塊成型。 圖 側(cè)孔 （ 3） 圖 所示，八個內(nèi)側(cè)小凸臺，采用常用的內(nèi)側(cè)抽芯， 利用斜頂頂出機構(gòu)。 圖 內(nèi)凸臺 成型零部件工作尺寸計算 （ 1）由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以下 一些性能 : 1）必須具有足夠的強度、剛度，以承受塑料熔體的高壓； 2）有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損。通常進行熱處理，使其硬度達到 HRC40 以上； 3）對于會產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應選擇耐腐濁的合金鋼理； 4）材料的拋光性能好，表面應該光滑美觀； 5）切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好； 6）熔焊性能要好 ,以便修理； 7）成型部位應 須有足夠的尺寸精度?？最惲慵?H8~H10，軸類零件為 h7~h10。 （ 2） 型腔、型芯工作部位尺寸的確定 經(jīng)查有關(guān)資料可知 ABS 塑料的收縮率是 %～ % 平均收縮率為 : S=（ %+%） /2=% 型腔工作部位的尺寸計算公式： 西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 型腔徑向尺寸 ? ?0 01 zzmsL S L ?? ?? ? ? ? ? ????? () 型腔高度尺寸 ? ?001 zzmsH S H ?? ?? ? ? ? ? ????? () 型芯 徑向尺寸 ? ? 00 1z zmsl S l? ?? ?? ? ? ? ????? () 型芯高度尺寸 ? ? 00 1z zmsh S h? ?? ?? ? ? ? ????? () 中心距尺寸 / 2 (1 ) / 2m z s zC S C??? ? ? ? () 式中 L— 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（ mm） l— 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（ mm） H— 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ mm） h— 塑件內(nèi)型高度基本尺寸的最小尺寸（ mm） C— 塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（ mm） x— 修正系數(shù)，徑向尺寸公式取 1/2～ 3/4,X=3/4 高度或深度尺寸取 1/2～2/3,X=2/3 △ — 塑件公差（ mm） △ = ? — 模具制造公差，取（ 1/3～ 1/4）△，本次設(shè)計去 ? =1/3△ 塑件原始尺寸 /mm 計算公式 計算尺寸 /mm 型腔徑向尺寸 ? ? ?0 01 zzmsL S L ?? ?? ? ? ? ? ????? ? 型腔高度尺寸 ? ? ?0 01 zzmsH S H ?? ?? ? ? ? ? ????? ? 型芯徑向尺寸 0 ? ? ? 00 1z zmsl S l? ?? ?? ? ? ? ????? 0 ? 型芯高度尺寸 ? ? ? 00 1z zmsh S h? ?? ?? ? ? ? ????? 0 ? 通常，制品中 1mm 和小于 1mm 并帶有大于 公差的部位以及 2mm 和小于 2mm 并帶有 大于 公差的部位不需要進行收縮率計算。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 成型零部件的強度與剛度計算 在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具型腔應有足夠的強度和剛度。強度不足將導致塑性變形，甚至開裂。剛度不足將產(chǎn)生過大彈性變形，導致型腔向外膨脹，產(chǎn)生溢料間隙。為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體形式。因此，在本次設(shè)計中型腔的強度和剛度按型腔整體式計算。 （ 1）按剛度計算側(cè)壁的厚度 S： 矩型型腔受塑料熔體壓力時，四壁變形，兩長邊大于兩短邊，當長、短邊側(cè)壁厚度相同時，長邊能滿足要求，短邊更無 問題，因此，側(cè)壁厚度計算歸結(jié)為長邊厚度的計算。 （㎜） （ ） 式中 S—— 型腔側(cè)壁厚度（㎜）； h—— 型腔側(cè)壁受壓高度（㎜）； L—— 型腔長邊長度（㎜）； E—— 模具材料的彈性模量（碳剛為 510 MPaMPa）； p—— 型 腔 壓 力 （ 取35MPa）； [δ ]—— 任一自由邊中點的允許變形量，由塑料寬度公差，由經(jīng)驗式計算決定； C—— 常數(shù)，由近似公式計算； 此次設(shè)計中 h=36mm， L=250mm，E= 510 MPa，δ =1/3△， C由表查的 C= ；計算可得S= 在本設(shè)計中 S（長邊側(cè)壁）取值，短邊側(cè)壁取值，符合要求 （ 2）按剛度計算底板的厚度（ hs ）： 由兩端平行支架的整體式矩形型腔的底版 ，可視為受均布載荷四周固定的矩形板，底版的長邊和短邊分別為 L 和 b，其最大翹曲變形發(fā)生在板的中心。 （㎜） （ ） 西安工業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 30