【正文】 7 6 2 3 5 2 ????K A q 179。 N 1800 310? ＞ 10179。 4 注射模的結構設計 注射模結構設計主要包括：分型面的選擇 、 模具型腔數(shù)目的確定 、 型腔的排列方式 、 冷卻水道的布局 、 澆口位置 設置 、 模具工作零件的結構設計 、 側向分型與抽芯機構的設計 、 推出機構的設計等內(nèi)容。 選擇模具分型面時，首先應該選擇塑件斷面輪廓最大的地方做為分型面。 該塑件為高壓瓶蓋，表面質(zhì)量無特殊要求， 其分型面選擇如下圖所示： 圖 2 方案一 如圖 2 所示的方案一，取 AA 為分型面，有利于塑件的脫模，由于塑件本身就有一定的斜度，所以脫模斜度對塑件沒有影響 ，并且有利于側面的分型和抽芯。 從以上兩個分型面的比較可以看出，方案一比較合理，有利于模具成型。由上述參數(shù)和因素，可按下列方法確定型腔的數(shù)量。/h） ,取 pm =55 10179。 t — 成型周期（ s） ,取 t =40s； jm — 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。），取 sm = 代入數(shù)據(jù) ，計算得： 1 ?????N 按注射機的最大注射量確定型腔的數(shù)量 sjIm mKmN ??2 （ 2） 式中 2N — 型腔的數(shù)量； Im — 注射機允許的最大注射量（ g 或 cm179。； 代入數(shù)據(jù) ，計算得： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設計 第 12 頁 共 47 頁 0 ?????N 根據(jù)以上兩種計算方式，可以看出模具型腔的數(shù)量必須取 1N ， 2N 中的較小值，由于型腔的數(shù)目只能是整數(shù)，所以最終確定型腔的數(shù)目為一腔。 澆注系統(tǒng)的設計 普通澆注系統(tǒng)由主流道 、 分流道 、 澆口和冷料井組成。 （ 2）型腔和澆口的排列要盡可能的減少模具外形尺寸。 （ 4） 分流道盡可能平衡布置，使塑料熔體能在同一時間內(nèi)到達型腔的深處及角落。 （ 6）澆口位置要適當，盡量避免沖擊型芯，防止型芯變形。 主流道的設計 主流道的形狀如圖 4 所示： 注射模的結構設計 第 13 頁 共 47 頁 圖 4 主流道 XSZY250 型注射機 噴嘴的有關尺寸如下： 噴嘴前端孔徑： 0d =φ 4mm； 噴嘴前端球面半徑： 0R =18mm； 為便于將凝料從主流道中拔出，將主流道 設計成圓錐形，其錐角 α =2176。 ，對流動性較差的塑料可取 α =3176。 ，由于 ABS 塑料的流動性為中性，故取其錐度為 α =3176。 為防止主流道與噴嘴處溢料。 為減小料流轉(zhuǎn)向時的阻力，主流道呈圓角過渡，其圓角半徑為 r=3mm。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設計 第 14 頁 共 47 頁 分流道的設計 由于該模具為單腔模具，且塑件的投影面積較大，深度 較大，且外形基本上為圓形，熔料可以直接通過主流道進入型腔，不需要再設分流道。 （ 2）易于在澆口處切除澆注系統(tǒng)的凝料。 當塑料熔體通過澆 口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇 ，使料流的溫度升高，黏度 降低，提高了流動性能， 有利于充型。 澆口位置的選擇應遵循下列原則： （ 1）澆口位置應使填充型腔的流程最短。 （ 3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。 （ 5）澆口位置應避免側面沖擊細長型芯。 （ 2）因點澆口在開模時即被拉斷，澆口痕跡呈不明顯圓點痕，故點澆口可開在塑件的任何位置而不影響外觀。 但是，采用點澆口時，為了能夠取出澆注系統(tǒng)的冷凝料，模具必須使用雙分型面的結構或單分型面熱流道結構，費用較高，并且點澆口不適合用于厚壁或壁厚不均勻的塑件成型。 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設計 第 16 頁 共 47 頁 圖 6 輪輻式澆口 如圖 6 所示為輪輻式澆口，采用輪輻式澆口的優(yōu)點是： （ 1）進料均勻，澆口小，易除去澆口凝料且減小了塑料用量。 但是，采用輪輻式澆口時，增加了接縫線，會產(chǎn)生熔接痕，對塑件的強度有影響。 圖 7 直接澆口 注射模的結構設計 第 17 頁 共 47 頁 如圖 7 所示為直接澆口，采用直接澆口的優(yōu)點是： （ 1）澆口截面較大，流程較短，流動阻力小，適用于深腔，壁厚，流動性差的殼類塑件。 （ 3）保壓補縮作用強，易于完全成型。 由于該塑件的壁厚為 ，并且該模具為單腔模具，所以采用直接澆口合適。冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑，長度一般取主流道直徑的 ~2倍 [8]。這類冷料井 的底部有一個拉料桿，拉料桿裝于推桿固定板上 。本次設計的拉料桿為球頭型拉料桿。 注射模內(nèi)的氣體有以下幾個來源： （ 1）進料系統(tǒng)和型腔中存有的空氣； （ 2）塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣； （ 3）由于注射溫度 過高，塑料分解所產(chǎn)生的氣體； （ 4）塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學反應所產(chǎn)生的氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡 、 接縫 、 表面輪廓不清及填料等缺陷；另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生的高溫會導致塑件局部碳化或燒焦，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設計時必須考慮排氣問題 [9]。 根據(jù)塑件的結構特點和 型芯 、 型腔以及模具的結構，本副模具因為型芯和型腔均是采用 鑲嵌式 結構，可以利用配合間隙排氣。同時， 氣體還可以通過分型面和側型芯的間隙排出。 成型零部件結構設計 凹模 結構設計 本次模具設計中采用一模一腔的結構形式，考慮到塑件的結構特點，以及加工的難易程度和材料的利用價值等因素，凹模采用鑲嵌式結構，其結構形式如圖 10所示： 注射模的結構設計 第 19 頁 共 47 頁 圖 10 凹模 圖中件 2 為左滑塊，其上 3 用于安放左斜導柱， 4 用于安放左側型芯。圖中件 9 為右滑塊，其上 10 用于安放右斜導柱，11 用于安放右側型芯。 型芯結構設計 型芯主要是與凹模相結合構成模具的型腔。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。 導向機構的主要作用有：定位 、 導向和承受一定的側壓力。 導向作用：合模時，首先是導向零件接觸，引導動定模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。若側壓力很大時，不能單靠導柱來承擔，需 增設錐面定位作用 [10]。 導柱前端應做成錐臺形或 半球形，以使導柱能順利的進入導套。 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此導柱采用 T8A 鋼（經(jīng)淬火處理），硬度為 50~55HRC。 導柱固定端與模板之間采用 H7/k6 的 過渡配合，導柱的導向部分采用 H7/f7 的間隙配合 [11]。導向孔要做成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。 本副模具采用直導套，直導套用 H7/r6 過盈配合鑲入模板。在設計推出機構時，須遵循以下原則 [12]： （ 1）推出機構應盡量設計在動模的一側； （ 2）推出機構的設計應保證塑件不應推出而變形損壞； （ 3）推出機構簡單，運動準確 、 靈活 、 可靠； （ 4）選擇合適的脫模方式和恰當?shù)耐瞥鑫恢?，使塑件平穩(wěn)脫出，保證塑件不變形，不影響塑件外觀。 考慮到該塑件的內(nèi)壁上有兩個凸筋，僅靠推桿直接推是不可能把塑件推出去的 ，所以還必須加上其它的方式。 脫模力的計算 注射成型后，塑件在模具中 冷卻定型，由于體積收縮，會對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件必須克服摩擦阻力和大氣壓力才能從模具中脫出。），取 A =178。 ），取 ? =1176。 代 入數(shù)據(jù)，計算得： 注射模的結構設計 第 23 頁 共 47 頁 ? ? 1c os1s i 1t a os0000 ??????????????dF ??? ? N 推桿尺寸的計算及機構設計 為了能夠更好的與斜滑塊配合，方便塑件的整體脫模及不對塑件損壞，所以推桿的數(shù)量為 4 根，其 在支撐板上的 分布如圖 14 所示： 圖 14 推桿分布圖 （ 1）推桿受力的計算 每一根推桿的平均受力，計算公式如下： nFF d? （ 4） 式中 dF — 脫模力（ N）； n— 推桿的數(shù)目； F — 每根桿所受的力（ N）。 代入數(shù)據(jù)，計算得： 0 4 ????d mm 由于推桿是標準件，故其直徑可取為 216。推桿的結構圖如圖 15 所示： 圖 15 推桿 復位機構設計 本設計采用復位桿 復位，用 4 根復位桿。12mm，其結構圖如圖 16 所示： 圖 16 復位桿 注射模的結構設計 第 25 頁 共 47 頁 側抽芯機構設計 該塑件側壁上有兩個小孔，把手處還有一個長孔， 另外，塑件內(nèi)壁上還有兩個凸筋，它們阻礙成型后塑件從模具中脫出。完成側 型芯抽出和復位動作的機構叫側向抽芯機構。 （ 1）手動抽芯。手動抽芯機構的模具結構簡單，但生產(chǎn)效率低 、 勞動強度大 、 抽拔力有限，僅在特殊場合使用，因此本次設計中不采用。 液壓或氣動抽芯是指側向分型的活動型芯可由液壓傳動或氣壓傳動的機構抽出。 （ 3）機動抽芯。機動抽芯機構的結構比較復雜，但是抽芯不需要人工操作 、 抽拔力較大，具有靈活 、 方便 、 生產(chǎn)效率高 、容易實現(xiàn)全自動操作 、 無需另外添置設備等優(yōu)點，在生產(chǎn)中被廣泛采用。 塑件左側小孔的抽芯 側壁上的小孔和長孔的抽芯設計采用斜導柱側抽芯機構。 左側小孔的抽芯 結構如圖 17 所示： 高壓瓶蓋注射成型工藝分析與模具設計 第 26 頁 共 47 頁 圖 17 左側抽芯 結構 滑塊裝在 導槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動滑塊的斜導柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導柱與定模板采用 H7/m6 的配合，與滑塊上對應的孔采用留有一定間隙的配合 。迫使滑塊完成抽芯機構。圖中的限位擋釘和彈簧的作用是完成抽拔動作后對滑塊起定位作用，使它停留在與斜導柱脫離的位置上，以便合模時斜導柱能準確進入斜孔，驅(qū)動其復位。 塑件右側小孔的抽芯 塑件右側的小孔和把手處的長孔的抽芯機構如圖 18 所示： 注射模的結構設計 第 27 頁 共 47 頁 圖 18 右側抽芯機構 把手處地型芯通過螺釘與滑塊連在一起 ，隨著滑塊一起運動。該定位裝置依靠螺釘和壓緊彈簧使滑塊退出后緊靠在限位擋板上定位。斜滑塊側抽芯 機構結構簡單 、 制造方便 、 動作可靠，應用廣泛 [14]。為了防止斜滑塊沿著型芯的斜面運動 距離過大，所以導滑槽的長度并沒有到達型芯頂端處，而是有一定的長度限制。斜導柱采用 T8A 號鋼，熱處理硬度在 55HRC 以上，表面粗糙度 Ra 不大于 。 斜導柱的結構如圖 20 所示： 注射模的結構設計 第 29 頁 共 47 頁 圖 20 斜導柱 滑塊 滑塊上裝有側型芯，在斜導柱的驅(qū)動下，實現(xiàn)側抽芯 ，滑塊是斜導柱抽芯機構中的重要零部件。整體式適于形狀簡單易于加工的場合；組合式的特點是加工 、 維修和更換方便，能節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，故被廣泛采用。側型芯采用 Cr12 鋼制造，硬度在 50HRC 以上。 滑塊的導槽部分應有足夠的長度， 避免運動中產(chǎn)生歪斜，一般導槽部分長度應大于滑塊寬度的 2/3。滑塊的導滑槽結構如圖 22 所示： 圖 22 導滑槽 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 在塑件成型過程中，模具的溫度直接影響到塑料的充模 、 塑件的定型 、 模塑的周期和塑件的質(zhì)量，而模具的溫度高低又取決于塑料的結晶性 、 塑件尺寸與結構 、性能要求以及其它工藝條件（熔料溫度 、 注射速度 、 注射壓力）等 [15]。 （ 2）對于粘度高 、 流動性差的塑料，常需要對模具加熱。有時也采用加熱措施對模具的溫度進行控制。 （ 5）對于流程很長 、 壁厚又較厚的塑件，或者是黏流溫度或熔點雖然不高 、但成型面積很大的塑件，可對模具采取適當?shù)募訜岽胧? 加熱系統(tǒng)的設計 由于該塑件的材料是 ABS，且 ABS 要求的模溫較低，所以本模具不需要設置加熱系統(tǒng)，只設置冷卻系統(tǒng)即可。模具冷卻系統(tǒng)的設計原則如下： （ 1）在保證模具材料有足夠機械強度的前提下，冷卻水道盡可能開設在靠近型腔或型芯表面的位置。 （ 3） 防漏水，特別不能滲透到 成型區(qū)域，當水道必須通過鑲件 、 模板接縫時，必須密封。 （ 5）在模具總體設計過程中應給冷卻水道留出足夠的空間。 5 模具零件的計算 本次設計計算模具成型零件的工作尺寸時均采用平均尺寸 、 平均收縮率 、 平均制造公差和平均磨損量來進行計算。 型腔 工作尺寸的計算 型腔徑向尺寸計算 型腔 徑向 平均尺寸計算公式如下： ? ?? ? ZSCPM LSL ?? ????? 1 （ 6） 式中 ML — 模具