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【正文】 的熔融塑料流速加快充滿型腔，同時在保壓結(jié)束后封閉型腔，防止型腔內(nèi)的塑料倒流，且成型后便于澆注系統(tǒng)凝料的塑件分離。澆口的類型有很多，常用的有點澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，具體選用澆口的類型應(yīng)按塑件的形狀和尺寸及生產(chǎn)批量而定。本次設(shè)計的模具為一模四腔，比較簡單，采用側(cè)澆口，且為了加工方便，直接做成截面形狀為長方形。 其長 L=，B=， H=， 具體的位置如圖 6所示。 38 38 圖 6 側(cè)澆口 側(cè)澆口的特性：易于加工，在試模過程中便于修整。適用于一模多腔，能大大提高生產(chǎn)效率，減少澆注系統(tǒng)耗料，澆口去除的地方也方便，是一種被廣泛采用的澆口形式。 冷料穴 及拉料桿 設(shè)計 注射成型時為了防止噴嘴前端溫度較低的熔料進入型腔而影響塑件質(zhì)量或堵塞澆口影響注射成型，通常在流道末端設(shè)置用于存貯這部分冷料的冷料穴。本 次 設(shè)計 的 冷料穴 設(shè)置在主流道正對的動模上，冷料穴 底部 有 一 根與冷料穴公稱直徑相同的鉤形拉料桿。 開 模 時，借助頭部的 側(cè)凹 將主流道凝料拉出 。同時鉤形 拉料桿 尾部固定 在推 板固定板上， 故能 與頂出元件 推出塑件時凝料也一同推出 。 鉤形 尺寸不做嚴格要求， 結(jié)構(gòu) 及基本尺寸如圖 7所示 。 39 39 圖 7 拉料桿 五 、冷卻系統(tǒng)設(shè)計 塑件成型工藝過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、塑件的定型、成型周期和塑件質(zhì)量。 模溫過低，熔體流動性差，塑料成型性能差，塑件輪廓不清晰，表面產(chǎn)生明顯的銀絲、云絲，甚至充不滿型腔或形成熔接痕，塑件表面不光滑，缺陷多，機械強度降低。 模溫過高，成型收縮率大，脫模和脫模后塑件變形大，并且易造成溢料和粘模。 模溫不均勻，型芯和型腔溫度差過大，塑件收縮不均勻，導致塑件翹曲 變形，影響塑件的形狀及尺寸精度。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開設(shè)冷卻系統(tǒng)，通過模具調(diào)節(jié)機調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計原則： 1）冷卻通道離凹模型腔壁不宜太遠或太近，以免影響冷卻效果和模具的強度，距離一般為冷卻通道直徑的 1~3 倍。 2）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，冷卻通道的孔徑應(yīng)盡量大，冷卻回路的數(shù)量應(yīng)盡量多，這樣冷卻會越均勻。 3）塑件壁厚基本均勻時，冷卻通道與型腔表面各處的距離最好相同，即冷卻通道的排列與型腔的形狀相吻合。塑件局部壁厚出應(yīng)增加冷卻通道，加強冷卻。 40 40 4）冷卻系統(tǒng)應(yīng)防止漏水，特別是不 能滲透到成型部位。當冷卻水孔通過鑲塊接縫時應(yīng)有良好的密封措施。 5）冷卻通道內(nèi)不應(yīng)有存水和產(chǎn)生回流的部位，應(yīng)暢通無阻。進水管直徑的選擇應(yīng)使進水處的流速不超過冷卻通道中的水流速度，要避免過大的壓力降 . 6）澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低。因此澆口附近應(yīng)加強冷卻，通?？墒估渌攘鹘?jīng)澆口附近，然后再流向澆口遠端。 7）冷卻通道要避免接近塑件的熔接部位，以免使塑件產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強度。 8）進出口冷卻水溫差不宜過大，避免造成模具表面冷卻不均勻，控制冷卻水溫差的通道排列形式等。 本次設(shè)計分別在定 模 板、定模仁 和動 模 板、動模仁 上開設(shè)了冷卻水道，水管直徑 為 8mm 。 具體結(jié)構(gòu)如圖 9 所示。 圖 8 定模 冷卻水道 41 41 圖 9 動模 冷卻水 道 六 、推出機構(gòu)和復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 推出過程包括開模、推出、取件、閉模、推出機構(gòu)復(fù)位等。推出零件有推桿、復(fù)位桿、推桿固定板和推板等。推桿將塑件從型芯中推出；復(fù)位桿在閉模過程中使推桿復(fù)位；推桿固定板和推板連接和固定所有推桿和復(fù)位桿，傳遞推出力并使整個推出機構(gòu)能協(xié)調(diào)運動。 推出機構(gòu)的設(shè)計 在 注 射成型的每一個循環(huán)中，都 必須設(shè)有準確可靠 的推 出機構(gòu)，以便在一個循環(huán)中將塑件從型腔內(nèi)或型心上自動地脫出。推出機構(gòu)種類較多，比較典型的簡單推出機構(gòu) 有 推桿推出 機構(gòu) 、推管推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)、推塊推出機構(gòu)、聯(lián)合推出機構(gòu)和氣壓推出機構(gòu)。本次設(shè)計的塑件是整體外型比較對稱，故采用 其中 的推桿推出機構(gòu)。為避免頂出時塑件受力不均而變形，頂桿的位置盡量對稱、均勻。 本次設(shè)計的推桿安裝在螺柱嵌件的下方，以便推出整個產(chǎn)品。推 桿 的 直徑為 10mm，材料 T8A，共計 4 根，均勻分布在四個 螺柱嵌件下方， 如圖 10 所示。 42 42 圖 10 推出機構(gòu) 產(chǎn)品可用強制頂出，模具成本從而降低， 生產(chǎn)周期縮短，缺陷是產(chǎn)品不光，螺紋沿口會拉毛，這個可以在事后修毛刺，相對于塑料螺母來說制作要求不高，比較適用。 推桿結(jié)構(gòu)如圖 11 所示 。 圖 11 頂桿 復(fù)位機構(gòu)設(shè)計 推桿在完成推出塑件動作后，要求返回初始位置，以待下一次工作。使推桿復(fù)位作用的零件稱復(fù)位桿又稱回程桿或反推桿，它是借助模具的閉合動作而使推出機構(gòu)復(fù)位的桿件，是推出機構(gòu)中最廣泛應(yīng)用的一種復(fù)位機構(gòu)。復(fù)位桿在結(jié)構(gòu)上與推桿相似，都是固定在同一推桿固定板上。兩者的不同之處是它們與模 43 43 板的配合間隙不同，復(fù)位桿與模板的配合間隙可以較推桿與模板的配合 間隙稍大，同時在復(fù)位狀態(tài)下復(fù)位桿的頂面應(yīng)與模具的分型面平齊。根據(jù)所選模架的尺寸，復(fù)位桿的直徑為 20mm，共計 4 根，材料 T8A，同時也在復(fù)位桿上設(shè)計了彈簧，更加有利于復(fù)位機構(gòu)的運作。 其結(jié)構(gòu)如圖 12 所示。 圖 12 復(fù)位機 構(gòu) 七 、 成型零部件設(shè)計 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件之間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度值，此外，成型零件還 要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的硬度、剛度及較好的耐磨性能。 1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)和塑料的特性，將凹模做成整體式。其特點是強度好，使用中不易發(fā)生變形，不會在塑件上產(chǎn)生拼接線痕跡，成型的塑件表面質(zhì)量較高?？刹捎脵C械加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。這種結(jié)構(gòu)加工效率高，拆裝方便，便于更換。凹模的形狀為矩形 120mmx120mmx35mm。 44 44 2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和凹模一樣，將凸模做成整體式，同樣可以做到強度好，使用中不易發(fā)生變形，不會在塑件上產(chǎn)生拼接線 痕跡，成型的塑件表面質(zhì)量較高。可采用機械加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。凸模的形狀同為矩形 120mmx120mmx50mm。 型芯、型腔二維圖 、三維圖 見圖 1 1 1 16 所示。 圖 13 型 腔 二維 圖 45 45 圖 14 型芯 二維圖 圖 15 型腔三維圖 46 46 圖 16 型芯三維圖 八 、排氣系統(tǒng) 設(shè)計 在注射成型過程中，模具內(nèi)除了型腔和澆注系統(tǒng)中原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，這些氣體若不能被熔融塑料順利地排出型腔，則可能因填充時氣體被壓縮而產(chǎn)生高溫，引起塑件局部炭化燒焦 ，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑料熔接不良而引起塑件強度降低，甚至阻礙塑料填充等。因此 ，在 設(shè)計時必須充分地考慮排氣問題。本次設(shè)計的模具是帶 螺柱 嵌件的模具，考慮到 螺柱 嵌件與 模 板的配合存在著間隙，所以其排氣方式則是利用模具分型面或模具零件的配合間隙 處 自然排氣。 九 、模架的確定 注射模具的基本結(jié)構(gòu)有很多共同點，所以標準化的工作已經(jīng)基本完成，市場上有標準件出售，為制造注射模具提供了便利條件。 GB/T125552021《塑料注射模模架》標準規(guī)定了塑料注射模模架的組合形狀、尺寸和標記。按結(jié)構(gòu)特征 47 47 分為 36 種主要結(jié)構(gòu)，其中直澆 口模架 12種、點澆口模架 16 種、簡化點澆口模架 8 種。本設(shè)計采用的是直澆口模架， 其又 分直澆口基本型 4 種、直身基本型 4種、直身無定模座板型 4種。采用直澆口基本型，又分為 A型、 B 型、 C型、 D型 。 A型：定模二模板，動模二模板； B型：定模二模板，動模二模板，加裝推件板（推板）； C型：定模二模板，動模一模板； D 型：定模二模板，動模一模板，加推件板。 選 用 C 型。 本次設(shè)計的塑件尺寸略小，并且考慮到生產(chǎn)效率，故采用一模四腔的方案。模架具體形狀 如 圖 17所示。模架外形尺寸 為 200mm250mm251mm 。 圖 17 模架圖 1）開模行程的校核 由于所選用的注塑機是 XSZY125/90,注塑機最大開模行程與模厚無關(guān)。 對于單分型面注射模： 12 ( 5 ~ 1 0 )H m mSH ??? 式中 ： S —— 注射機活動模板行程 ()mm ； 1H —— 塑件推出距離 ()mm ； 48 48 2H —— 塑件（包 括澆注系統(tǒng)）高度 ()mm 。 經(jīng)測量 1 13mmH ? ， 2 88H mm? ，得 12 ( 5 ~ 1 0 ) 1 1 1 ( )H m mH ? ? ?，所選XSZY125/90 注塑機模板行程為 300mm，所以開模行程符合要求。 2）模具厚度的校核 模具閉合時的厚度應(yīng)在注射機的動、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系可按下式校核： min maxmH H H?? 式中： minH —— 注射機允許的最小模具厚度 ()mm ； mH —— 模具閉合高度 ()mm ； maxH —— 注射機所允許的最大模具厚度 ()mm 。 根據(jù)有關(guān)固定零件的設(shè)計中提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定定模固定板 1 25( )H mm? ；定模板 2 60( )H mm? ；動模板 3 70( )H mm? ；模腳 4 70( )H mm? ；動模固定板5 25( )H mm? 。 因此模具的閉合高度為： 1 2 3 4 5 1 2 5 6 0 7 0 7 0 2 5 1 2 5 1 ( )mH H H H H H m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 對于 XSZY125/90 型 注射機，其 min 200( )H mm? ， max 300( )H mm? ， 所以模具厚度符合要求。 十 、 合模導向和定位機構(gòu) 導向機構(gòu)的設(shè)計 為保證動模與定?；蛏夏；蛳履：夏r正確定位和導向，導向機構(gòu)的設(shè)計是十分重要的。 導向 機構(gòu)不僅 起 導向 、 定位作用還能 承受 一定的側(cè)向 壓力。 根據(jù) 49 49 模具形狀及尺寸，一副塑料模導柱數(shù)量一般需要 2～ 4 個 。 導向機構(gòu)設(shè)計包括對導柱和導向孔 或?qū)?的尺寸、精度、表面粗糙度等的設(shè)計及導向零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計或正確選用，導柱在模具上的位置和裝固方式的確定 及導柱與導向孔或?qū)椎难b配方式 等。本次設(shè)計的模具采用 4 對 導向機構(gòu)，導 柱 安裝在 動 模，導 套 安裝 在 定 模。 如今 導柱 、 導套已經(jīng)標準化，根據(jù)所選模架 的 尺寸 ，導柱直徑 為 20mm，材料是 T8A，如圖 1 19 所示。 圖 18 導 柱 50 50 圖 19 導套 定位機構(gòu)的設(shè)計 定位零件的作用主要是模具 合 模時，保證凸、凹模精確定位，分擔導柱所承受的側(cè)面壓力，提高模具的剛度和配合精度，減少模具合模時所產(chǎn)生的誤差，讓模內(nèi)鑲件的摩擦力降至最低，提高模具的壽命。定位零件尺寸越大，數(shù)量越多，效果越好。當模具不設(shè)置定位零件時，導柱、導套就兼起定位機構(gòu)的作用。但嚴格來說，導柱、導套的作用主要是導向，如果還要承受側(cè)向壓力，則其壽命將受到嚴重影響。本模具 設(shè)計為 定模板與動模板之間采用邊鎖來定位，共裝配 2 個 50mm 的直身鎖，相鄰面各一個，能起到很好的定位作用， 其形狀 如圖20 所示。 圖 20 直身 鎖 51 51 十 一 、 總結(jié)評價 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 附錄 : 模具零件圖 圖 21 定模 座 板 52 52 圖 22 定模板 53 53 圖 23 動模板 54 54 圖 24 模 腳 55 55 圖 25 推桿固定板 56 56 圖 26 推 板 57 57 圖 27 動模 座 板 模具裝配圖 圖 28 模架三維 圖 58 58 圖 29 模架二維圖（剖） 圖 30 模架二維圖（俯） 59 59 1定位圈 2內(nèi)六角螺釘 3澆口套 4導套 5導柱 6復(fù)位桿 7彈簧 8拉料桿 9推桿固定板 10推板 11內(nèi)六角螺釘