【導(dǎo)讀】過程及其工作原理。通過對產(chǎn)品內(nèi)外側(cè)孔刨冰機(jī)機(jī)體進(jìn)行工藝分析和材料的性能分析，選定注射機(jī)型號及參數(shù)校核、模具設(shè)計(jì)計(jì)算、模具材料的選用、模具的裝配與調(diào)試等。及裝配設(shè)計(jì)等，從而完成整套模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在具體方法上，先用AutoCAD對模具。最后對二維圖進(jìn)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)。化的完成整個(gè)注塑模具的設(shè)計(jì)工作。本文對模具設(shè)計(jì)和制造過程中需要考慮的諸多因。素做了詳細(xì)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(jī)上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品 ，在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須校核注射機(jī)上與模具安裝有關(guān)的尺寸，因?yàn)椴煌吞柡鸵?guī)格的注射機(jī)，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(jì)模具時(shí)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)噴嘴孔對準(zhǔn)定位所用。為了使主流道的中心線與注射 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 機(jī)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(jī)固定模板上的定位孔呈松動(dòng)的間隙配合。定位圈直徑 D 為與注射機(jī)定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直徑確定， 定位環(huán)與注射機(jī)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(jī)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(jì)時(shí)應(yīng)使模具的總厚度位于注射機(jī)可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間。同時(shí)應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具可從注射機(jī)的拉桿之間裝入。本設(shè)計(jì)所選用的注射機(jī)的最大模厚為 300mm ，最小模厚為 450mm ，設(shè)計(jì)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(jī)的開模行程是有限的，因此模具設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行注射機(jī)開模行程校核。 由于已經(jīng)選擇的注射機(jī)型號為 XS― ZY― 500 型，具有液壓 機(jī)械合模機(jī)構(gòu)，其最大開模行程是由肘桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定的，而不受模具厚度的影響，當(dāng)模具厚度變化時(shí)可由其調(diào)模裝置調(diào)整。故校核時(shí)只需使注射機(jī)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(jī)構(gòu)，且模具的側(cè)向分型抽芯是依靠開模動(dòng)作實(shí)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(shí)的最大開模行程與模厚無關(guān)，其校核按下述兩種情況進(jìn)行： 當(dāng) 21 HHHc ?? 時(shí)， 取 mmHS c )10~5(m a x ?? （ ） 當(dāng) 21 HHHc ?? 時(shí)，取 mmHHS )10~5(21m a x ??? （ ） 式中 maxS —— 注射機(jī)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(jì) cH 為 40mm ，因此顯然有： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 mmmmH c 2 2 01 8 01 0 040 ???? 故采用式 mmHHS )10~5(21m a x ??? 進(jìn)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(jì)模具時(shí)，需校核注射機(jī)頂出的頂出形式，弄清楚所使用的注射 機(jī)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(shí)模具推板的面積能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)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(jī)拉桿間距校核 該套模具模架的外形尺寸為 340 332，而注塑機(jī)的有效拉桿內(nèi)間距為 500 440，顯然可以進(jìn)行正常安裝 ，所以模具的外形尺寸符合注塑機(jī)拉桿內(nèi)間距。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)的模具結(jié)構(gòu)類型為帶側(cè)向分型抽芯機(jī)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(dòng)模安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，定模安裝在注射機(jī)的固定板上。在注射成型時(shí)動(dòng)模和定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔。開模時(shí)動(dòng)模與定模分離以便取出塑料制品。 由于本設(shè)計(jì)中的塑件上有側(cè)孔 ，需在模具內(nèi)設(shè)置 兩個(gè) 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。成型 部件都是圓柱形的型芯，且兩個(gè)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(dòng)模與定模合 模時(shí)能準(zhǔn)確對中，在模具中必須設(shè)置導(dǎo)向部件。在該模具中，在定模附板和動(dòng)模板 之間設(shè)置 四根導(dǎo)柱。導(dǎo)柱全部固定在動(dòng)模 板上，在定模附板上和動(dòng)模板之間分別設(shè)置四組導(dǎo)套，其中包括鋼導(dǎo)套和聚氨酯導(dǎo)套。 在開模過程中 ，需要有推出機(jī)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(gè)內(nèi)推管、四個(gè)外推管、外推件板、內(nèi)推件板。 同時(shí)，內(nèi)、外推管還起著復(fù)位的作用，使得推出機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確復(fù)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(jìn)行調(diào)節(jié)。對于熱塑性塑料模具，主要是設(shè)計(jì)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(dòng)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(dú)設(shè)計(jì)排 氣系統(tǒng)。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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(biāo)準(zhǔn)模架里沒有相近的尺寸可選用，因此，本模具采用的是非標(biāo)準(zhǔn)模架。各部分的尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)模架以及同類型的模具結(jié)構(gòu)。 模具順序分型的鎖模機(jī)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(jì)時(shí)考慮采用四板式自動(dòng)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(gè)分型面，開模時(shí)應(yīng)先拉斷內(nèi)澆口（分型面Ⅰ打開），進(jìn)而凝料脫開拉料桿和澆口套（分 型面Ⅱ打開），然后再使動(dòng)、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(gè)聚氨酯導(dǎo)套，當(dāng)導(dǎo)柱插入聚氨酯導(dǎo)套時(shí)，使導(dǎo)套產(chǎn)生壓縮量 ? ，使聚氨酯導(dǎo)套與導(dǎo)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(jì)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(dǎo)套的材質(zhì)比較軟，加工中，應(yīng)使導(dǎo)套臺肩處避免清角，用圓弧過度。同時(shí)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(dǎo) 套在臺肩出切斷，延長使用壽命。 順序分型的定距機(jī)構(gòu) 分型面Ⅰ的分型距離由固定在脫模板上的四個(gè)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(gè)拉桿及其上的擋片限定，四個(gè)拉桿既限定了分型面Ⅱ的分型距離，同時(shí)又對定模板和脫料板起支撐和導(dǎo)向作用。 推出脫模機(jī)構(gòu) 由于制品為夾壁層式，內(nèi)外都有壁厚，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)采用內(nèi)、外推板同時(shí)脫模的結(jié)構(gòu)。從而使制件脫模順利、平穩(wěn)，同時(shí)也有效的防止了制件脫模時(shí)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(shí)要讓制品滯留在動(dòng)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(dòng)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(diǎn)見后面的脫模力的計(jì)算。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jī)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體機(jī)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(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射設(shè)計(jì)的一個(gè) 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(jì)、塑件的機(jī)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(shí)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(gè)與注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)方向相垂直的分型面，特殊情況下才采用一個(gè)以上的分型面或其他形狀的分型面。確定分型面形狀時(shí)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(shí)，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(fù)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(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，故選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 考慮側(cè)向軸拔距，一般機(jī)械式分型抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都較小，因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動(dòng)、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(dòng)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(dāng)分型面作為主要排氣渠道時(shí)，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在塑件熔體的流動(dòng)末端，以利于排氣。 模具零件易加工，選擇分型面時(shí)，應(yīng)使模具分割成便于加工的零件，以減小機(jī)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(jìn)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 方案Ⅱ 圖 方案Ⅲ 圖 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(gè)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(shí)，若采用多型腔模具可以提供獨(dú)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(diǎn) ： 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(jì)制造、維修大為簡化。 查式 71[1] ??????? n jgV VVn 式中 gV —— 注射機(jī)的最大注射量， 3cm , gV =500 3cm ； nV —— 單個(gè)制品的容積， 3cm ，由前面計(jì)算知道 nV = 3cm ； jV —— 澆注系統(tǒng)的凝料量， 3cm ，初步估計(jì) jV = 3cm 。 由計(jì)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(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 澆注系統(tǒng)是指模具中 從注射機(jī)噴嘴起到型腔入口為止的塑件熔體的流動(dòng)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(jì)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(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，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(dòng)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(jì)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(shí)考慮； （ 7） 流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。 主流道的設(shè)計(jì) 主流道的尺寸 主流道小端直徑 ： ）～（注射機(jī)噴嘴直徑 ??d ，取 ?d 。 主流道球面半徑 ： ）～（注射機(jī)噴嘴球半徑 210 ??SR ，則取 mm200 ?SR 。 球面配合高度 ： mmmmh 5~3? ， 取