【導(dǎo)讀】隨著制造業(yè)和計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展，模具已經(jīng)得到了快速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，因此對各種塑料制品的模具設(shè)計(jì)具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。塊的固定方式、脫模結(jié)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)。及整套模具采用標(biāo)準(zhǔn)模架A1形式的好處。

　　

【正文】 （ N/ 2cm ） S－塑料平均成形收縮率（㎜ /㎜） L－包容凸模的長度（㎝）； f－塑料與剛的摩擦系數(shù) m－塑料的泊松比； 帶入上面的數(shù)據(jù)，可得 K=； 將 K 帶入脫模力的計(jì)算公式中可知： 3Q = 5 ? ??????? = 由于該系列的小橢圓總共有 12 個(gè)，所以該部分的脫模力為 12 個(gè)小橢圓的總力之和。即 總Q =12 Q =12 =78N 手機(jī)外殼的邊緣包緊面 手機(jī)的外部邊緣圖形如下，總體來說，其可以簡單的看做是一個(gè)矩形，起尺寸如下：壁厚 t= ㎝， l= ㎝，長 a= ㎝，寬 b=5 ㎝，起相似半徑可以由公式計(jì)算： r= ?ba? 由于 t 20r 故此件是薄壁件， 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 26 頁 4Q =)1()1(8 fm flsEt ??? ????= .006010 28 5 ?? =94N 式中 4Q －脫模力（ N） t－塑件平均壁厚（㎝） E－塑料彈性模量（ N/ 2cm ） S－塑料平均成形收縮率（㎜ /㎜） L－包容凸模的長度（㎝）； f－塑料與剛的摩擦系數(shù) m－塑料的泊松比； 由以上計(jì)算可以知道，該凸模件的總體脫模力為 總Q = 1Q + 2Q +總Q+ 4Q =+9+78+94= 推桿的強(qiáng)度計(jì)算： 圓形推桿直徑 d d= 41322 )64( QEn l ??? ???? （㎝） =（ 163? 2 ） （㎝） = （㎝） 式中 d－圓形錐桿的直徑（㎝） ?－推桿的長度系數(shù) ? l－推桿長度（㎝） ，根據(jù)計(jì)算推桿的長度為 95㎜： n－推桿數(shù)量； 由設(shè)計(jì)需要，選用 4 跟推桿。 E－推桿材料的彈性模量（ N/ 2cm ）， 鋼 E=21000000= 710 ； Q－總脫模力（ N）。 推桿的應(yīng)力校核 ? =sdn Q ?? ?24 （ N/ 2cm ）， 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 27 頁 式中 ?－推桿應(yīng)力（ N/ 2cm ）， s? －推桿剛度的屈服極限強(qiáng)度（ N/ 2cm ）， 一般合金鋼 s? =32021 N/ 2cm 合金結(jié)構(gòu)鋼 s? =42021 N/ 2cm 由此可得 ? =24dnQ?= ???≤ s? 故推桿合格?？梢詽M足安全使用的需要。 經(jīng)過查表我們選擇的推桿的具體尺寸如下圖： （具體尺寸如圖） 圖 9 推桿示意圖 （ 2）確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定在制品的 的上下兩段設(shè)置兩根推桿。布置如下圖所示： 對于流道的固化塑料也設(shè)置拉料桿和頂出桿，如圖 10 所示。 圖 10 頂出桿示意圖 圖 11 拉料桿 對于流道的固化塑料也設(shè)置拉料桿和頂出桿，如圖 11 所示。 普通的圓形頂桿按 — 1984 選用，均可滿足頂桿剛度要求。查表 7— 13，選用 型號的圓形頂桿 16 根；選用不著型號的圓形頂桿 4 根。由于件較小，機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 28 頁 推出裝置可不設(shè)導(dǎo)向裝置。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔之間的配合來保證模具的對合精度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：導(dǎo)柱和導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)：導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔的以及導(dǎo)柱的數(shù)量和布置等。 任何一副模具在定、動模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 其功用是： ：合模時(shí)維持動定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。 ：合模時(shí)引導(dǎo)動模按序閉合，防止損壞 型芯，并承受一定的側(cè)向力。 ：采用推件板脫模或三板式模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。 ：對于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動靈活平穩(wěn)的作用。 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： ，但必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要耐磨，芯部要堅(jiān)韌，因此導(dǎo)柱的材料多采用低碳鋼（ 20）滲碳淬火，或用碳素工具鋼（ T T10）淬火處理，硬度為 50~55HRC。 6~8mm,以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正時(shí)凸模先進(jìn)入型腔與 其碰撞而損壞。 ，便于導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 。導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔通常采用間隙配合 H7/f6，或 H8/f8，而導(dǎo)柱與安裝孔則采用過渡配合 H7/m6,或 H7/k6，配合部分表示粗糙度為 Ra＝ 同時(shí)需要注意，要采用適當(dāng)?shù)墓潭ǚ椒ǚ乐箤?dǎo)柱從安裝孔中脫出。 。模板尺寸越大，導(dǎo)柱間中心距應(yīng)越大，所選導(dǎo)柱直徑也越大 。 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 29 頁 導(dǎo)向孔與導(dǎo)套 為了保證導(dǎo)向精度和檢修方便，導(dǎo)向孔一般采用鑲?cè)雽?dǎo)套的形式。導(dǎo)向孔的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 導(dǎo)向孔最好 為通孔，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未通的導(dǎo)向孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無法逸出，產(chǎn)生反壓力，給導(dǎo)柱運(yùn)動造成阻力。若受模具結(jié)構(gòu)限制，導(dǎo)向孔必須做成盲孔時(shí)，則應(yīng)在盲孔側(cè)壁增設(shè)透氣孔式透氣槽 為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)索，在導(dǎo)套前端就應(yīng)倒有圓角。通常導(dǎo)套采用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，以改善摩擦及防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 導(dǎo)套孔的滑動部分按 H8/f8 間隙配合，導(dǎo)套外徑按 H7/m6 過渡配合 導(dǎo)套的安裝固定方式，利用軸肩或螺釘固定 縱上分析， 導(dǎo)套是安裝在另一半模具上的導(dǎo)柱相配合，用以保證動模與定模的相對位置，保證模具 開合模運(yùn)動導(dǎo)向精度的圓套形零件。導(dǎo)柱與安裝在另一半模具上的導(dǎo)套（或孔）相配合，用以保證動模與定模的相對位置，保證模具開合模運(yùn)動導(dǎo)向精度的圓柱形零件。 導(dǎo)柱的數(shù)量和布置 注射模的導(dǎo)柱一般取 2~4 根，其數(shù)量和布置形式根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)形式和尺寸來確定。本設(shè)計(jì)模板采用標(biāo)準(zhǔn)模板，故導(dǎo)柱也是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量和布置。導(dǎo)柱布置圖如下下圖所示： 圖 12 導(dǎo)柱布置圖 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 30 頁 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 熱塑性塑料和部分熱固性塑料注塑成型的過程﹐是將溫度較高的熔塑料﹐通過高壓注射進(jìn)入溫度較低的模具中﹐ 經(jīng)過冷卻固化﹐從而得到所需要的制品。首先﹐從生產(chǎn)效率的角度來看﹐成型周期是成型中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)﹐成型周期中50%~~60%的時(shí)間用來對制品的冷卻﹐因此﹐冷卻時(shí)間長短的重要性不言而喻。同時(shí)﹐制品應(yīng)保證最好的尺寸穩(wěn)定性﹐最小的變形量﹐最高的強(qiáng)度和韌性﹐最完美的外觀﹐如何控制模具溫度﹐使型腔和型芯保持在與被成型制質(zhì)量量相適應(yīng)的規(guī)定的溫度范圍之內(nèi)﹐最大限度地消除縶應(yīng)力﹐改善塑料的物理性能﹐得到高質(zhì)量的制品﹐是模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 模具冷卻系統(tǒng)包括﹕冷卻水溫﹐模具溫度控制器以及加熱組件 等。它們工作的目地不僅僅是為使模具得到冷卻﹐而且是要把在成型過程中﹐由于熔融塑料帶給模具的高溫不斷地散發(fā)掉﹐使模具保持一恒定的溫度﹐以便控制型腔塑料的冷卻速度﹐從而提高制品的注塑性能和生產(chǎn)效率。 水路設(shè)計(jì)的目的﹕ 。 。 水路設(shè)計(jì)的目的是使成品均勻冷卻﹐并在較短時(shí)間內(nèi)頂出成型。水路排布的好壞直接影響到產(chǎn)品的成型質(zhì)量和生產(chǎn)周期 (成本 )。 對質(zhì)量的影響﹕在成型時(shí)水路是用來控制模具溫度的﹐而模具溫度及其波動對制品的收縮率 ﹑變形﹑尺寸穩(wěn)定性﹑機(jī)械強(qiáng)度﹑應(yīng)力開裂和表面質(zhì)量等均有影響。主要表現(xiàn)在﹕表面光潔度﹔殘余應(yīng)力﹔結(jié)晶度﹔熱彎曲。 對生產(chǎn)周期的影響﹕一個(gè)成型周期主要由以下幾部分構(gòu)成?？s短冷卻時(shí)間就是提高成型效率。 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 31 頁 圖 13 成型周期示意圖 從塑料到模穴壁的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)的行為受從塑料中移走的熱量和轉(zhuǎn)移到模穴表面的溫度的影響。它會受到材料性質(zhì)、熔體溫度和模具表面溫度的差異以及冷卻中的塑料和模具材 料之間接觸好壞的影響。 從模穴壁到水管壁的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)行為也受通過模具材料到達(dá)冷卻水管的熱傳導(dǎo)的影響。模具材料的性質(zhì)﹐包括熱傳導(dǎo)率、冷卻水管和塑料表面的距離﹐和塑料熔體與冷卻水管內(nèi)部溫度之差﹐也影響冷卻系統(tǒng)行為。水管距離模穴越近﹐熱量移走得越快﹐然而﹐把它們放置得離模穴過近﹐會產(chǎn)生模穴表面溫度的局部變化﹐除非增加額外的水管減小相鄰水管的距離。因此﹐最優(yōu)化的水管放置應(yīng)是均勻冷卻與快速冷卻的折中。 從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)行為也受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導(dǎo)的影響﹐熱傳導(dǎo)受冷卻液流經(jīng)模具材 料時(shí)的紊亂程度、冷卻液進(jìn)口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。過大的紊亂會浪費(fèi)泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導(dǎo)能力。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱 。 注射時(shí)間 保壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 開模時(shí)間 相關(guān)時(shí)間 占整個(gè)周期的 80% 占整個(gè)周期的 5% 占整個(gè)周期的 15% 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 32 頁 圖 14 熱交換和流動率示意圖 設(shè)置冷卻水路的原則與注意事項(xiàng) 在模具結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度允許情況下﹐水孔直徑盡量大﹐數(shù)量盡量多﹐冷卻才會 愈均勻水路距型腔表面距離應(yīng)基本一致﹐且不宜太近或太遠(yuǎn)當(dāng)水路通過兩個(gè)鑲件時(shí)要設(shè)置 “O”形環(huán)水孔接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)﹐最好也不要設(shè)計(jì)在天地側(cè)。水孔不宜排布于螺釘正上方 水孔距頂針孔﹐入子孔﹐螺孔等不宜太近﹐不小于 3mm一般不在塑件熔接的地方設(shè)置水路﹐免影響制品強(qiáng)度盡量避免從成型面及側(cè)壁打水孔水孔不可與任何對象干涉澆口﹐熱流道附近應(yīng)加強(qiáng)冷卻﹐通?？墒估鋮s水先通過澆口附近水路不宜過長﹐保證進(jìn)出冷卻水溫一般 5 度以內(nèi)﹐精密件 3 度內(nèi) 制品較厚的部位應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻手機(jī)塑模常用水路排布形式手機(jī)塑件都要求很高質(zhì)量﹐雖然成 品小﹐都要排布模仁循環(huán)水路以良好控制模溫﹐提高成品質(zhì)量。 冷卻水道位置取決于于成品的形狀和不同的壁厚 ,原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料自模具熱傳導(dǎo)困難的地方 ,根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ,冷卻水道應(yīng)圍繞模具的成型的成品 ,且盡量排列均勻一致 冷卻過程熱傳導(dǎo)的最重部份是從水管壁到冷卻介質(zhì)的熱傳導(dǎo) : 冷卻系統(tǒng)行為受從模具材料到冷卻介質(zhì)熱傳導(dǎo)的影響﹐熱傳導(dǎo)受冷卻液流經(jīng)模具材料時(shí)的紊亂程度、冷卻液進(jìn)口溫度、冷卻液的性質(zhì)及冷卻液的流速的影響。冷卻液紊亂時(shí)混合作用的影響﹐從水管外壁到冷卻液的熱傳導(dǎo)比層流有效得多。過大的紊亂 會浪費(fèi)機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 33 頁 泵功率﹐而且沒有獲得更大的熱傳導(dǎo)能力。在考慮冷卻介質(zhì)時(shí)﹐要確保成型廠有能力提供足夠多的冷卻液體積﹐在足夠的壓力下達(dá)到所需的流速﹐并在一個(gè)溫度和所需的速率下釋放熱。 確定冷卻水孔的直徑應(yīng)注意的問題是 , 無論多大的模具 ,水孔的直徑不能大于14mm, 否則冷卻難以形成亂流狀況。一般水孔的直徑可根據(jù)制品的平均肉厚來確定。平均肉厚小于 2mm 時(shí) , 水孔的直徑取 8~10mm。 平均肉厚為 2~4mm 時(shí) , 水孔的直徑取 10~12mm。 平均肉厚為 4~6mm 時(shí) , 水孔的直徑取 10~14mm。手機(jī)塑件壁多為很薄﹐水孔直徑多 取 8mm,當(dāng)成品很小時(shí)也可取 6mm。 五﹑水路配件介紹 1. 止水栓 右圖為其實(shí)際結(jié)構(gòu)﹐在圖面中我們作如下圖簡化表示 ,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意保證其 L值。 2.“O”型環(huán) 選用 “O”型環(huán)時(shí)要比水孔直徑大一個(gè)規(guī)格。如常見的Φ 8 水路當(dāng)選 P10 “O”