【導(dǎo)讀】本次設(shè)計(jì)主要是收音機(jī)后蓋塑件的模具設(shè)計(jì)。首先分析塑件工藝結(jié)構(gòu)，一套雙模穴的塑料模具。同時(shí)，詳細(xì)敘述了設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)件。插件EMX生成標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件。

　　

【正文】 ）及導(dǎo)柱直徑和固定板厚度 有關(guān) 式中 D為斜導(dǎo)柱直徑 h為斜導(dǎo)柱水平移動(dòng)距離 S為側(cè)向抽芯距 a為斜導(dǎo)柱的角度 知 D=20mm,a= 。15 ,h=5mm， S=8mm 計(jì)算可得 L=112mm （ 4）斜導(dǎo)柱固定方式 本次設(shè)計(jì)中將斜導(dǎo)柱安裝在定模固定板底部，其尾端在定模固定板與注射機(jī)之間，這種方式側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 拆裝比較方便，但每次安裝注射機(jī)時(shí)都應(yīng)做好檢查。 ? ?3 2cos10 aW WHCFd ??? ?mmaSahaaDllllL 10~5s i nc ostan24321 ????????西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 滑塊設(shè)計(jì) 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(dǎo)柱的直徑、小頭的強(qiáng)度所決定，在根據(jù)鎖模角的斜度以及鎖模所需的長度，計(jì)算出滑塊的大頭尺寸。 滑塊設(shè)計(jì)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(dòng)件母體的咬合，硬度大多采用略高于活動(dòng)母體的硬度，即》40HRC 以上。 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要求有： （ 1） 材料與熱處理要求。組合式導(dǎo)滑槽，其材料 T8A、 T10A，熱 處理硬度要求：HRC》 50 （ 2） 導(dǎo)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(dǎo)滑槽中滑動(dòng)要平穩(wěn)，不應(yīng)發(fā)生卡滯，跳動(dòng)等現(xiàn)象。 （ 4） 滑塊完成抽芯動(dòng)作后留在滑槽內(nèi)的滑塊長度不應(yīng)小于滑塊全長的 2/3，否則滑塊在開始復(fù)位時(shí)容易傾斜，甚至損壞模具。 內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)由斜頂機(jī)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(jī)構(gòu)， 在頂出時(shí)又可作為頂出機(jī)構(gòu)。斜頂?shù)捻敳慷嗣娴挠捕纫笤?HRC》 50，應(yīng)作氮化處理，以增強(qiáng)耐磨性，且給推桿導(dǎo)槽中留夠足夠的水平距離，防止其干涉。內(nèi)側(cè)抽芯的機(jī)構(gòu)如下圖 所示： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注塑成型時(shí)，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(shí)必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，添加溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)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(jì)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?yàn)樗臒崛萘看?，傳熱系?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(jì)要考慮以下幾點(diǎn)： （ 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(duì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 （ 4） 澆口出要加強(qiáng)冷卻。一般熔融塑料填充型腔時(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，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(jìn)口與出口接頭盡量不要高出模具外表面。 在本設(shè)計(jì)中，塑件為典型薄 壁殼體機(jī)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(jìn)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(shí)間的計(jì)算 塑件在模具內(nèi)的冷卻時(shí)間通常是指塑料熔體從充滿型腔時(shí)起到開模取出塑件時(shí)為止?？梢蚤_模取出塑件的時(shí)間，常以塑件已充分固化，且具有一定的剛度和強(qiáng)度為準(zhǔn)。塑件截面內(nèi)平均溫度達(dá)到規(guī)定的脫模溫度時(shí)，所需冷卻時(shí)間的簡化公式為： .? — 塑件平均溫 度達(dá)到頂出溫度時(shí)的冷卻時(shí)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(kuò)散率， 2mm /s t—— 塑件厚度 ，㎜； T 39。 s—— 塑件脫模時(shí)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(yàn) 值為 。 模具的 開合模動(dòng)作 收音機(jī)外殼模具動(dòng)作原理： 注射結(jié)束開模時(shí)，動(dòng)模一側(cè)由分型面 A開始向下運(yùn)動(dòng)，定模板因彈簧復(fù)位和拉料桿作用也隨著動(dòng)模從分型面 B也開始向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑塊沿著斜導(dǎo)柱方向移動(dòng)，一方面滑塊跟隨定模有下的運(yùn)動(dòng)，一方面向左移動(dòng)就使外抽芯開始向外抽動(dòng)。當(dāng)定模板移動(dòng)到一定距離后受到限位桿的作用，停止向下運(yùn)動(dòng)，次時(shí)側(cè)抽芯完全抽出。動(dòng)模板繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)到一定的距離，這個(gè)過程中拉料桿拉出滯留在主流道西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 中的廢料。此過程結(jié)束后，推板開始推動(dòng)推桿固定板運(yùn)動(dòng)，一方面 16 個(gè)內(nèi)抽芯推桿推動(dòng)斜頂，斜頂通過 固定在上面的導(dǎo)桿沿導(dǎo)滑槽做斜向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)桿移動(dòng)過程中抽出內(nèi)抽芯，同時(shí)斜導(dǎo)桿和另外 14 個(gè)推桿一起推出塑料件。待塑件推出時(shí)取出廢料。 合模時(shí)，動(dòng)模一側(cè)向定模運(yùn)動(dòng)，同時(shí)復(fù)位桿推動(dòng)推桿固定板復(fù)位和斜頂塊復(fù)位，動(dòng)模板運(yùn)動(dòng)到一定距離后斜導(dǎo)柱使滑塊進(jìn)行合模復(fù)位，定模固定板和定模因動(dòng)模板合模，彈簧處于壓縮狀態(tài)，整個(gè)合模過程完成，為下一次注射做好準(zhǔn)備。 其動(dòng)作過程如圖 ， 所示： 圖 合模狀態(tài) 示意圖 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 開模 狀態(tài) 示意圖 4 成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 26 4 成型零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(shí)反復(fù)與塑件摩擦，它必須具有如下一些性能： （ 1）具有足夠的強(qiáng)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(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá) HRC40 以上。模腔的應(yīng)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(yīng)該預(yù)壓。 由于此次設(shè)計(jì)的制件抽芯機(jī)構(gòu)多且復(fù)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(biāo)識(shí)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(jìn)，可以利用電火花來加工。 圖 外表面字體西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 （ 2）如圖 所示外側(cè)四個(gè)通孔采用斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，將垂 直于內(nèi)側(cè)面的三個(gè)同孔做成同一個(gè)滑塊成型，而將圓角處的通孔做成另外一個(gè)滑塊成型。 圖 側(cè)孔 （ 3） 圖 所示，八個(gè)內(nèi)側(cè)小凸臺(tái)，采用常用的內(nèi)側(cè)抽芯， 利用斜頂頂出機(jī)構(gòu)。 圖 內(nèi)凸臺(tái) 成型零部件工作尺寸計(jì)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(qiáng)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(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)到 HRC40 以上； 3）對(duì)于會(huì)產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼理； 4）材料的拋光性能好，表面應(yīng)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(yīng) 須有足夠的尺寸精度。孔類零件為 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(jì)算公式： 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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，?。?1/3～ 1/4）△，本次設(shè)計(jì)去 ? =1/3△ 塑件原始尺寸 /mm 計(jì)算公式 計(jì)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(jìn)行收縮率計(jì)算。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)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(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。強(qiáng)度不足將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。剛度不足將產(chǎn)生過大彈性變形，導(dǎo)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(jì)中型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔整體式計(jì)算。 （ 1）按剛度計(jì)算側(cè)壁的厚度 S： 矩型型腔受塑料熔體壓力時(shí)，四壁變形，兩長邊大于兩短邊，當(dāng)長、短邊側(cè)壁厚度相同時(shí)，長邊能滿足要求，短邊更無 問題，因此，側(cè)壁厚度計(jì)算歸結(jié)為長邊厚度的計(jì)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(diǎn)的允許變形量，由塑料寬度公差，由經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算決定； C—— 常數(shù)，由近似公式計(jì)算； 此次設(shè)計(jì)中 h=36mm， L=250mm，E= 510 MPa，δ =1/3△， C由表查的 C= ；計(jì)算可得S= 在本設(shè)計(jì)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(jì)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30