【導讀】過程及其工作原理。通過對產(chǎn)品內(nèi)外側(cè)孔刨冰機機體進行工藝分析和材料的性能分析，選定注射機型號及參數(shù)校核、模具設(shè)計計算、模具材料的選用、模具的裝配與調(diào)試等。及裝配設(shè)計等，從而完成整套模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在具體方法上，先用AutoCAD對模具。最后對二維圖進行校核，完成模具的零部件結(jié)構(gòu)和裝配圖紙并編制說明書，系統(tǒng)?；耐瓿烧麄€注塑模具的設(shè)計工作。本文對模具設(shè)計和制造過程中需要考慮的諸多因。素做了詳細的分析，并給出了相應(yīng)的解決方法和證明。

　　

【正文】 鎖模力能滿足要求。 安裝尺寸校核 [2] 為了使注塑模能夠順利地安裝在注射機上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 ，在設(shè)計模具時必須校核注射機上與模具安裝有關(guān)的尺寸，因為不同型號和規(guī)格的注射機，其安裝模具部分的形狀和尺寸各不相同。一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板上的螺孔尺寸等。 噴嘴尺寸 如圖 注射機噴嘴頭部的球面半徑應(yīng)與模具的主流道始端的球面半徑吻合，以避免高壓塑料熔體從縫隙處溢出。一般 噴嘴頭部的球面半徑 應(yīng)比 主流道的球面半徑小1～ 2mm ，否則主流道內(nèi)的塑料凝料將無法脫出。本注射機的 噴嘴球面半徑為 mm18? ,而 主流道始端的球面半徑為 mm20? ，故屬于正確的配合。 圖 注射機噴嘴與主流道的配合關(guān)系 定位環(huán)尺寸 定位環(huán)是使?jié)部谔缀妥⑸錂C噴嘴孔對準定位所用。為了使主流道的中心線與注射 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 機噴嘴的中心線相重合，模具定模板上凸出的定位圈應(yīng)與注射機固定模板上的定位孔呈松動的間隙配合。定位圈直徑 D 為與注射機定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機的定位孔直徑確定， 定位環(huán)與注射機定模固定板定位孔相配合，配合精度為 H11/h11， 以便于裝模。定位圈用內(nèi)六角螺釘固定在定模座上。 本注射機的模板定位孔徑為 ? mm ， 模具定模座上凸出的定位圈直徑為0 ? mm ，因此，它們是間隙配合，符合要求。 最大與最小模具厚度 在模具設(shè)計時應(yīng)使模具的總厚度位于注射機可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間。同時應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具可從注射機的拉桿之間裝入。本設(shè)計所選用的注射機的最大模厚為 300mm ，最小模厚為 450mm ，設(shè)計的模具厚度為 360mm ，滿足要求。 開模行程的校核 模具開模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開模距離，而注射機的開模行程是有限的，因此模具設(shè)計時必須進行注射機開模行程校核。 由于已經(jīng)選擇的注射機型號為 XS― ZY― 500 型，具有液壓 機械合模機構(gòu)，其最大開模行程是由肘桿機構(gòu)的最大行程決定的，而不受模具厚度的影響，當模具厚度變化時可由其調(diào)模裝置調(diào)整。故校核時只需使注射機最大開模行程大于模具所需的開 模距離，即 ： SS ?max （ ） 由于本注塑模具為 四 板模，有側(cè)向抽芯機構(gòu)，且模具的側(cè)向分型抽芯是依靠開模動作實現(xiàn)的。設(shè)為完成側(cè)向抽芯距離 l ，所需的開模行程為 cH ，而此時的最大開模行程與模厚無關(guān)，其校核按下述兩種情況進行： 當 21 HHHc ?? 時， 取 mmHS c )10~5(m a x ?? （ ） 當 21 HHHc ?? 時，取 mmHHS )10~5(21m a x ??? （ ） 式中 maxS —— 注射機最大開模行程， mm 1H —— 塑件脫模所需頂出的距離， mm 2H —— 塑件高度（包括澆注系統(tǒng)凝料）， mm cH —— 側(cè)向抽芯所需的開模行程， mm 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 知道 2H =180mm ， 經(jīng)過分析開模順序后，設(shè)定 1H =100mm ，初步估計 cH 為 40mm ，因此顯然有： 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 mmmmH c 2 2 01 8 01 0 040 ???? 故采用式 mmHHS )10~5(21m a x ??? 進行校核，則： mmHHS )10~5(180100)10~5(500 21m a x ??????? 顯然滿足要求。 頂出裝置的校核 在設(shè)計模具時，需校核注射機頂出的頂出形式，弄清楚所使用的注射 機是中心頂出還是兩側(cè)頂出，最大的頂出距離、頂桿直徑、雙頂桿中心距等，并要注意在兩側(cè)頂出時模具推板的面積能覆蓋注射機的雙頂桿，注射機的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。 模架尺寸與注射機拉桿間距校核 該套模具模架的外形尺寸為 340 332，而注塑機的有效拉桿內(nèi)間距為 500 440，顯然可以進行正常安裝 ，所以模具的外形尺寸符合注塑機拉桿內(nèi)間距。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第四章 模具結(jié)構(gòu)概述 根據(jù)塑件 的結(jié)構(gòu)特性和外觀要求，設(shè)計的模具結(jié)構(gòu)類型為帶側(cè)向分型抽芯機構(gòu) 的二次 分型面注射模。模具由定模和定 模兩大部分組成，動模安裝在注射機的移動模板上，定模安裝在注射機的固定板上。在注射成型時動模和定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔。開模時動模與定模分離以便取出塑料制品。 由于本設(shè)計中的塑件上有側(cè)孔 ，需在模具內(nèi)設(shè)置 兩個 側(cè)向抽芯機構(gòu)。成型 部件都是圓柱形的型芯，且兩個圓柱型芯分別與塑件的型芯內(nèi)、外表面相接觸。 為了確保動模與定模合 模時能準確對中，在模具中必須設(shè)置導向部件。在該模具中，在定模附板和動模板 之間設(shè)置 四根導柱。導柱全部固定在動模 板上，在定模附板上和動模板之間分別設(shè)置四組導套，其中包括鋼導套和聚氨酯導套。 在開模過程中 ，需要有推出機構(gòu)將塑件及其流道內(nèi)的凝料推出。該模具中設(shè)置 推板與 推管，均勻分布。其中包含了四個內(nèi)推管、四個外推管、外推件板、內(nèi)推件板。 同時，內(nèi)、外推管還起著復位的作用，使得推出機構(gòu)準確復位。 為了使模具溫度滿足注射工藝的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模具的溫度進行調(diào)節(jié)。對于熱塑性塑料模具，主要是設(shè)計冷卻系統(tǒng)使模具冷卻。冷卻的辦法是在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水流道，利用循環(huán)流 動的冷卻水帶走模具的熱量。雖然塑件體積較大，排氣量稍大 ， 但 可以直接用分型面之間的縫隙排氣，而且推桿或型芯與模具配合間隙也可起到排氣的作用。所以不用單獨設(shè)計排 氣系統(tǒng)。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)圖 可知塑件的外形尺寸比較大， 在標準模架里沒有相近的尺寸可選用，因此，本模具采用的是非標準模架。各部分的尺寸參考標準模架以及同類型的模具結(jié)構(gòu)。 模具順序分型的鎖模機構(gòu) 為了提高生產(chǎn)效率，縮短成型周期，減去塑件去澆口等清理工作，模具設(shè)計時考慮采用四板式自動脫流道結(jié)構(gòu)。塑件的工藝性要求必須按既定的先后次序分型。模具有三個分型面，開模時應(yīng)先拉斷內(nèi)澆口（分型面Ⅰ打開），進而凝料脫開拉料桿和澆口套（分 型面Ⅱ打開），然后再使動、定模分型（分型面Ⅲ打開）。為保證分型面Ⅲ最后打開，采用四個聚氨酯導套，當導柱插入聚氨酯導套時，使導套產(chǎn)生壓縮量 ? ，使聚氨酯導套與導柱之間產(chǎn)生很大的靜摩擦力，從而保證分型面Ⅲ最后打開。分型面Ⅰ先于分型面Ⅱ分型則由拉料桿的倒錐端部設(shè)計保證，既拉料桿端部倒錐 的尺寸和錐角保證拉料桿從流道凝料中脫出的阻力大于內(nèi)澆口拉斷力。 由于聚氨酯導套的材質(zhì)比較軟，加工中，應(yīng)使導套臺肩處避免清角，用圓弧過度。同時模具上的相應(yīng)部分也應(yīng)倒鈍。以免由于長久的使用而是導 套在臺肩出切斷，延長使用壽命。 順序分型的定距機構(gòu) 分型面Ⅰ的分型距離由固定在脫模板上的四個限位螺釘；分型面Ⅱ的分型距離由設(shè)置定模座板上的四個拉桿及其上的擋片限定，四個拉桿既限定了分型面Ⅱ的分型距離，同時又對定模板和脫料板起支撐和導向作用。 推出脫模機構(gòu) 由于制品為夾壁層式，內(nèi)外都有壁厚，因此，在設(shè)計時采用內(nèi)、外推板同時脫模的結(jié)構(gòu)。從而使制件脫模順利、平穩(wěn)，同時也有效的防止了制件脫模時的變形。 制件成型位置及分型面的選擇 制件成型位置及分型面選擇的原則 由塑料制品 的分析得：脫模時要讓制品滯留在動模一側(cè)，由于塑料的收縮而產(chǎn)生阻力，因此應(yīng)將以分型面為界凸模部分放在動模部分，將凹模 部分 放在定模部分。具體的選擇根據(jù)是脫模力來選擇的，這一點見后面的脫模力的計算。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 在注塑過程中，打開模具用于取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱為分型面。常見的取出塑件的主分型面與開模方向垂直，分型面大多是平面，也又傾斜面、曲面或臺階面。分型面是決定模具機構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體機構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射設(shè)計的一個 關(guān)鍵。 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的機構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置、形式以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此，在選擇分型面時應(yīng)遵循以下原則 [1]： 符合塑件脫模，為使塑件能從模具內(nèi)取出，分型面的位置應(yīng)設(shè)在塑件斷面尺寸最大的部位。這是一條最根本的原則。 分型面的數(shù)目及形狀，通常只采用一個與注射機開模運動方向相垂直的分型面，特殊情況下才采用一個以上的分型面或其他形狀的分型面。確定分型面形狀時應(yīng)以模具制造及脫模方便為原則。 型腔方位的確定，在決定型腔（塑件）在模 具內(nèi)的方位時，分型面的選擇應(yīng)盡量防止形成側(cè)孔或側(cè)凹，以避免采用較復雜的模具結(jié)構(gòu)。 確保塑件質(zhì)量，分型面不要選擇在塑件光滑的外表面，避免影響外觀質(zhì)量，將塑件要求同軸度的部分全部放到分型面的同一側(cè)，以確保塑件的同軸度，要考慮，減小脫模斜度造成塑件大小端的尺寸差異要求等。 有利于塑件的脫模，由于模具脫模機構(gòu)通常設(shè)置在動模一側(cè)，故選擇分型面時應(yīng)盡可能使開模后塑件留在動模一側(cè)。 考慮側(cè)向軸拔距，一般機械式分型抽芯機構(gòu)的側(cè)向抽拔距都較小，因此，選擇分型面時應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動、定模的開合方向上，而將短抽拔距 作為側(cè)向分型或抽芯。并注意將側(cè)抽芯放在動模邊，避免定模抽芯。 鎖緊模具的要求，側(cè)向合模鎖緊力較小，故對于投影面積較大的大型塑件，應(yīng)將投影面積較小的方向作為側(cè)向分型面。 有利于排氣，當分型面作為主要排氣渠道時，應(yīng)將分型面設(shè)計在塑件熔體的流動末端，以利于排氣。 模具零件易加工，選擇分型面時，應(yīng)使模具分割成便于加工的零件，以減小機械加工的困難。 模具分型方案的分析與確定 根據(jù)前面提及的模具分型原則，現(xiàn)對本模具的分型方案進行對比分析，以便最終確定最為合理的方案。 方案Ⅰ 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 方案Ⅱ 圖 方案Ⅲ 圖 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 方案Ⅳ 圖 綜上所述，結(jié)合本塑件的外形結(jié)構(gòu)以及使用要求，其成型位置及分型面的選擇在塑件底部平面是幾個方案中最為合理的，故采用方案Ⅲ。 模具型腔數(shù)目的確定 一般來說 ,大中型塑件和塑件精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對于精度要求不高的的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可以提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。結(jié)合塑件的尺寸形狀，采用一模一腔結(jié)構(gòu)。 與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點 ： 塑件的形狀和尺寸精度始終 一致； 工藝參數(shù)易控制； 模具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計制造、維修大為簡化。 查式 71[1] ??????? n jgV VVn 式中 gV —— 注射機的最大注射量， 3cm , gV =500 3cm ； nV —— 單個制品的容積， 3cm ，由前面計算知道 nV = 3cm ； jV —— 澆注系統(tǒng)的凝料量， 3cm ，初步估計 jV = 3cm 。 由計算結(jié)果可知道，設(shè)想是合理的； 考慮到模具的制造難度， 該模具 采取一模一腔 [1]。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 澆注系統(tǒng)是指模具中 從注射機噴嘴起到型腔入口為止的塑件熔體的流動通道，或在此通道內(nèi)冷凝的固體塑料。澆注系統(tǒng)分為普通（冷）流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。普通流道澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外 質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計是模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進行總體設(shè)計時，一般應(yīng)遵守如下基本原則 [1]： （ 1） 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動特性； （ 2） 采用盡量短的流程，以減小熱量與壓力損失； （ 3） 澆注系統(tǒng)設(shè) 計應(yīng)有利于良好的排氣； （ 4） 防止型芯變形和嵌件位移； （ 5） 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量； （ 6） 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮； （ 7） 流動距離比和流動面積比的校核。 主流道的設(shè)計 主流道的尺寸 主流道小端直徑 ： ）～（注射機噴嘴直徑 ??d ，取 ?d 。 主流道球面半徑 ： ）～（注射機噴嘴球半徑 210 ??SR ，則取 mm200 ?SR 。 球面配合高度 ： mmmmh 5~3? ， 取