【導(dǎo)讀】電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。它不僅直接影響工業(yè)產(chǎn)品。的水平，也是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度和機(jī)械制造工業(yè)技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。本次設(shè)計(jì)為一模兩腔，塑件材料選用了丙。烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物，澆口形式選用了側(cè)澆口。計(jì)算和設(shè)計(jì)是可行的，并可以應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過(guò)對(duì)PROGRAM的學(xué)習(xí)，可以建立較簡(jiǎn)單零件的零件庫(kù)，從而有效的提高工作效率。斜導(dǎo)柱傾斜角S機(jī)開(kāi)模行程。0t塑料脫模溫度Q?為脫模板中心允許的最大變形量

　　

【正文】 湊 ,且采用側(cè)澆口。如圖 所示： 三維圖 圖 分流道位置 澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個(gè)功能：一是對(duì)塑料熔體流入型腔起著控制作用；另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。 澆口的位置選擇 原則： a. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最 要做到這一點(diǎn)必須使 ： (1) 流程 (包括分支流程 )為最短； (2) 每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； (3) 應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料； (4) 考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。 b. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果，采用側(cè)澆口。 冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流第四章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這 一問(wèn)題必須在沒(méi)塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。 冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為 ，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的 z 形式有多種，這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用，開(kāi)模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模。 澆口的位置 澆口的位置對(duì)塑件的質(zhì)量有極大的影響，澆口的位置選 擇時(shí)應(yīng)遵循如下原則： a. 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件較厚的部位，以利于熔體流動(dòng)，型腔的排氣和塑料的補(bǔ)塑，避免塑件產(chǎn)生縮孔或表面凹陷； b. 澆口的設(shè)置應(yīng)避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕，影響塑件的外觀； c. 澆口應(yīng)設(shè)置在能使型腔的各個(gè)角落同時(shí)充滿的位置； d. 澆口應(yīng)設(shè)置在有利于排出型腔中的氣體的位置； e. 澆口應(yīng)設(shè)計(jì)在能避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕的部位； f. 模具的型芯細(xì)小時(shí)，澆口設(shè)計(jì)應(yīng)注意不能使熔融塑料直接沖擊型芯，以免型芯被沖擊變形。 g. 澆口不要設(shè)置在塑件使用中的承受彎曲載荷和沖擊載荷的部位 [11]。 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 18 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 注射模具閉合時(shí)，成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔，成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件，各種成型桿與成型環(huán)。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸、和表面。在開(kāi)模和脫模時(shí)需克服與塑件的粘著力。在上萬(wàn)次、甚至幾十萬(wàn)次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量及其穩(wěn)定性，決定了塑料制品的相對(duì)質(zhì)量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高雅容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在容許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具 工作壽命的主要因素。 分型面的設(shè)計(jì) 模具上用以取出塑件和凝料的可分離的接觸表面成為分型面。分型面的設(shè)計(jì)在注射模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面的設(shè)計(jì)合理與否直接影響到塑件的質(zhì)量；模具的整體機(jī)構(gòu)；工藝操作的困難程度及模具的制造成本。常見(jiàn)的取出區(qū)間的主分型面，與開(kāi)模方向垂直。也有采用與開(kāi)模方向一致的側(cè)向主分型面。分型面大都是平面，也有曲面或臺(tái)階面。 分型面的選擇原則： a. 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，只有這樣才能使塑件從模具中順利地脫模，這是最根本的一條原則。 b. 分型面的選擇應(yīng)考慮有利于塑 件的脫模，一般模具的脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，模具開(kāi)模后塑件應(yīng)停留在動(dòng)模一邊，以便塑件順利脫模。 c. 分型面的選擇要保證塑件的進(jìn)度要求，塑件光畫的表面不應(yīng)設(shè)計(jì)分型面，以避免影響外觀質(zhì)量；塑件中要求同軸度的部分要放在分型面的同一側(cè)，以保證塑件同軸度的要求。 d. 分型面的選擇還應(yīng)考慮模具的側(cè)向抽拔距，由于模具側(cè)向分型是由機(jī)械分型機(jī)構(gòu)來(lái)完成的，所以抽拔距都比較小，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯和分型距離長(zhǎng)的方向置于開(kāi)模的方向，將小抽拔距作為側(cè)向分型或抽芯。 e. 分型面作為主要的排氣渠道，應(yīng)將分型面設(shè)計(jì)在熔融塑料的流 動(dòng)末端，以便于模具型腔內(nèi)氣體的排出。 f. 選擇分型面時(shí)應(yīng)使模具零件易于加工，減小機(jī)加工的難度，要使模具加工工藝最簡(jiǎn)單。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，受用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開(kāi)模后塑件留在動(dòng)模一側(cè) [12]。如圖 所示： 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 19 圖 分型面 成型零件應(yīng)具備的性能 由于成型零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備一下性能： a. 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓。 b. 具有足夠的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨損。 c. 具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能。 d. 零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形小。 e. 成型部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括型腔、型芯、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后晚發(fā)生磨損 、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。 凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔，是成型塑件表面形狀的模具零部件。型腔是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。 a. 整體式凹模 它是由整塊材料加工制成。整體式凹模的強(qiáng)度 高，成型的塑表面光滑無(wú)痕跡，但模具加工困難，熱處理變形大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，適用于中第五章 成型零件設(shè)計(jì) 20 小型簡(jiǎn)單模具。 b. 整體嵌入式凹模 經(jīng)常應(yīng)用于多型腔模具，凹模常加工成帶臺(tái)階的鑲塊，從凹模固定板下部嵌入，或者凹模與凸模固定板采用過(guò)盈配合，用螺釘連接在固定板上，凹模如果是回轉(zhuǎn)體，還需要銷釘或平鍵定位止轉(zhuǎn)。整體嵌入式凹模加工和安裝容易，熱處理變形小，便于凹模損壞時(shí)的更換和維修，成型后的塑件如有毛刺扥缺陷時(shí)，有利于脫模和后處理。 c. 鑲嵌式凹模 有的模具采用局部鑲嵌式凹模，對(duì)于大型模具或形狀復(fù)雜的模具，為了便于機(jī)械加工或熱處理，而 采用大面積鑲嵌式凹模。局部鑲嵌的凹模一般都是凹模的易損部分或難于加工成型的部分，凹模鑲嵌的配合表面要磨平、拋光，以減少塑件成型時(shí)的表面毛刺，保證塑件表面質(zhì)量。 d. 四壁拼合式凹模 弱國(guó)矩形凹模巨大且復(fù)雜，可將底部和四壁分別加工，經(jīng)研磨后嵌入模套，側(cè)壁之間采用扣鎖連接，以保證連接的準(zhǔn)確性。 e. 拼塊式凹模 對(duì)于有側(cè)凹的圓形塑件要采用側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，以便塑件順利從凹模取出，凹?？捎袃蓧K或多塊拼合而成 [13]。 本設(shè)計(jì)中采用整體式型腔，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫 的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。不過(guò)模具加工起來(lái)比較困難，要用到數(shù)控加工或電火花加工。如圖 52 所示： 三維圖 圖 52 型腔 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是成型塑件內(nèi)表面的模具零件，根據(jù)成型情況不同，型芯可分為一下結(jié)構(gòu)形式： 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 21 a. 整體型芯 整體型芯是在型芯固定板或型腔上直接加工出型芯，這種型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型的塑件質(zhì)量好，但模具的加工難度大，適用于內(nèi)形簡(jiǎn)單、深度不大的型芯設(shè)計(jì)。 b. 鑲嵌式型芯 在多 型腔模具中常常將型芯加工成帶臺(tái)階的型芯，鑲嵌到型芯固定板上，如型芯為回轉(zhuǎn)體且有不對(duì)稱凹槽或凸起，需要加銷釘定位止轉(zhuǎn)。 當(dāng)型芯細(xì)小時(shí)，可采用過(guò)盈配合，鉚接或樹(shù)脂粘結(jié)的方法將型芯與固定板連接起來(lái)。 c. 組合式型芯 對(duì)于形狀較為復(fù)雜的型芯通常用兩個(gè)或多個(gè)型芯共同組合而成，這種方法可以講復(fù)雜型芯簡(jiǎn)單化，使加工難度降低，也有利于型芯的拋光。它需求各型芯配合面要平整，與型芯固定板的配合要緊密，不要是用銷釘或螺釘固定連接 [14]。 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，深度不大，但經(jīng)過(guò)對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研究發(fā)現(xiàn)，塑件采用的是整 體式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù) 型芯與動(dòng)模板的配合可采用 6/7 PH 。如圖 所示 。 三維圖 圖 型芯 成型零件工作尺寸計(jì)算 注塑模成型零件工作尺寸，是指成型零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型，并在模具溫度下冷卻固化，最終在室溫下進(jìn)行尺寸檢測(cè)和使用。因此，塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。成型零件的工作尺寸主要有型腔和型芯的徑向尺 寸（包括矩形和異形的長(zhǎng)度和寬度尺寸）、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）與型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸、精度來(lái)確定模具成型零件的工作尺寸和精度。 影響塑件尺寸和精度的因素 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 22 a. 成型收縮率 塑料成型后的收縮率與塑料的材料、塑件的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)以及成型的工藝條件等因素有關(guān)，因此，在實(shí)際工作中，成型收縮率的波動(dòng)很大，從而引起塑料尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為： 式中 ——塑料收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差 mm； ——塑 料的最大收縮率 %； ——塑料的最小收縮率 %； ——塑件尺寸 mm。 一般情況，由成型收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以內(nèi)。 b. 模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造誤差越小，塑件的尺寸精度越高，但是模具零件的加工困難，制造成本和加工周期也會(huì)加大加長(zhǎng)。實(shí)踐證明，如果模具成型零件的制造誤差在 IT7～ IT8 級(jí)之間，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。 c. 模具成型零件的磨損 模具在使用過(guò)程中，由于塑料熔體流動(dòng)的沖刷、脫模時(shí)與塑件的摩擦、成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕以及由于上述原因造成的模具成型零件表面粗糙度提高而要求重新拋光等，均可造成模具成型零件尺寸的變化，凹?；蛐颓怀叽缱兇?，凸?；蛐托境叽缱冃?。這種由于磨損造成的模具成型零件尺寸的變化值與塑件的產(chǎn)量、塑料原料及模具都有關(guān)系，當(dāng)塑件產(chǎn)量較大時(shí)，模具表面耐磨性要好（如采用高硬度材料，模具表面鍍硬金屬層，表面滲氮處理等）。對(duì)于中小塑件，模具的成型零件最大磨損可取塑件公差的 1/6，而大型塑件，模具的成型零件 最大磨損應(yīng)取塑件公差的 1/6 以下。 d. 模具安裝配合的誤差 模具的成型零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差應(yīng)不影響模具成形零件的尺寸精度和位置精度 [22]。 成型零件工作尺寸的計(jì)算 在計(jì)算成型零件工作尺寸時(shí)要用到塑料的平均收縮率 S。平均收縮率 S 的計(jì)算用到公式 公式中 1S 塑料的最大收縮率； 2S 塑料的最小收縮率。 () s?maxSminSsL 2 21 SSS ??() m a x m in()ssS S L? ??第五章 成型零件設(shè)計(jì) 23 3??Z?3??Z?(1) 型腔徑向尺寸的計(jì)算 其中， SL 塑件的最大尺寸； S塑件的平均收縮率； ?塑件的公 差； Z? 型腔的上 偏差， (2) 型腔深度尺寸的計(jì)算 其中 ， SH 塑件的最大高度； S塑件的平均收縮率； ?塑件的公 差； Z? 型腔的上 偏差， 型腔的徑向尺寸如下表 所示 。 表 型腔的徑向尺寸 塑件基本尺寸 L 塑件的公差 ? 成型零件的上偏差Z? 型腔的工作尺寸ML 66 ? 8 ? 7 ? 6 ? 9 ? 14 ? 12 ? 10 ? 4 ? 13 ? 續(xù)表 21 ? 17 ? 11 ? ZSSM HHH???????? ???? 032ZSLLLSSM???????? ???? 043() mm () 第五章 成型零件設(shè)計(jì) 24 22 ? 型腔深度尺寸如下表 所示 。