杯蓋注射模具

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1、 1 制品的工藝分析 1.1制品(某型口杯蓋)分析 1.1.1見其零件圖 1.1.2塑料名稱:聚乙烯(PE) 1.1.3色調(diào) 淡綠色 不透明 1.1.4生產(chǎn)綱領 大批大量 1.1.5制品的工藝性及結構分析 1.1.5.1結構分析 該制品為一口杯蓋,表面有一階梯, 小階梯的外圓面有突起,這就增大了成型的難度,兩 外圓面分別在兩個型腔成型,必須保證同軸度, 所 以在模

2、具設計和制造上要有精密的定位措施和良 好的加工工藝，以保證傳動精度。 1.1.5.2成型工藝分析 1.1.5.2.1精度等級 采用一般精度6級 1.1.5.2.2脫模斜度 因本設計中采用的是瓣合模， 所以不需要考慮脫模，也就是說脫模斜度為零度 1.2材料的性能分析 聚乙烯（PE）是由乙烯聚合而成的，聚乙烯的原料來 源充足，而且聚乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，耐化學腐 蝕性能，耐低溫性能和良好的加工流動性，因此PE及其 制品生產(chǎn)非常迅速. 1.2.1注射成形過程 對PE的色澤、細度和均勻度等進行檢驗。塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具

3、型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 1.2.2PE的注射工藝參數(shù) 注射機：注塞式 噴嘴形式:直通式 噴嘴溫度:230~ 240 料筒溫度（）： 前段 250 ~ 280 中段 ----- 后段 240 ~ 260 模具溫度（）：80 ~ 100 注射壓力（）：80 ~ 130 保壓力（）：40~ 50 成形時間（ s ）：注射 0 ~ 5 保壓時間 20 ~ 50 冷卻時間 20 ~ 50 成形周期

4、 50 ~ 140 1.2.3 PE的使用性能 耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,輻照改性.可用玻璃纖維增強其熔點,剛性,硬度和強度較高,吸水性小,有突出的電氣性能和良好的耐輻射性.高壓聚乙烯柔軟性,伸長率,沖擊強度和透明性較好,超高分子量聚乙烯沖擊強度高,耐疲勞,耐磨,用冷壓燒結成型. 1.2.4PE的主要性能指標 PE的主要性能指標 密度g/cm3 0.95 彈性模量MPa 0.84~0.95×103 比容cm3/g 1.03~1.06 彎曲強度MPa 208~400 吸水率%（24h） 小于

5、0.01 抗拉屈服強度MPa 220~390 收縮率% 1.5~3.0 熔點°C 105~137 2擬訂模具的結構形式 2.1確定型腔數(shù)量及排列方式 當塑料制件的設計已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型 腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點： 2.1.1塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致； 2.1.2工藝參數(shù)易于控制； 2.1.3模具結構簡單、緊湊，設計制造、維修大為簡化。 一般來說，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結

6、構，但對于精度要求不高的小型制品（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn) 效率大為提高。 由以上分析初步定為一模兩腔, 見圖。 2.2模具結構形式的確定 2.2.1多型腔單分型面模具：制品外觀質(zhì) 量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品， 可采用此結構。 2.2.2多型腔多分型面模具：制品外觀質(zhì)量 要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可 采用此結構。 該制品外觀質(zhì)量要求較高，分析該制品樣品 所采用的澆口位置、分型面位置、推出機構的 痕跡，可知澆口為一般側澆口，并可初步

7、擬定 采用兩型腔雙分型面的模具結構形式，其中雙 分型面為：水平、垂直分型面。 3注塑機型號的確定 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模是應該詳細了解注射機的技術規(guī)范，才能設計出符合求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結構型式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格，設計人員必須對

8、其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。 3.1注射機的選用原則： 3.1.1計算塑件及澆道凝料的總容量（體積或重量）應小于注射機額定容量（體積或容量） 的0.8倍； 3.1.2模具成型時需用的注射壓力應小于所選用注射機的最大注射壓力； 3.1.3模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機的鎖模力； 3.1.4模具的閉模高度應在注射機最大，最小閉合高度之間； 3.1.5模具脫模取出朔件所需的距離應小于所選注射機的開模行程； 3.1.6模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機模板適應，既模具最大外形尺寸安裝時應不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應與

9、機床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應與注射機固定模板的安裝孔相對應、機床噴嘴孔徑和球面半徑應與模具進料孔相對應，注射機的開模行程應滿足脫件條件。 3.2有關制品的計算 根據(jù)零件圖提供的樣品，便可以根據(jù)樣品測繪得出制品體積，同時也可以借助計算機輔助軟件(如：Pro/E軟件等)建立制品模型（對于沒有提供樣品的設計，也可以由所提供的制品圖樣建立模型），這樣既便于較精確的計算制品的各個參數(shù)，又更為直觀、形象。因條件所限,本設計是由測繪所的體積 3.2.1制品的體積為：V1=36.99（cm3） 質(zhì)量為：m=0.95g/cm336.99 cm3=35.15g 3.2.2初步估計澆注

10、系統(tǒng)的體積約為塑件的0.7倍： V2=36.990.7 =24.605（cm3） 本設計中取V2=25（cm3） 3.2.3該模具一次注射共需塑料的體積約為： V0=2V1+ V2 =98.98（cm3） 3.3注射機型號的確定 根據(jù)以上的計算初步選定型號為XS—ZY—125的注射機。 近年來我國引進注射機的機型很多，國內(nèi)注射機生產(chǎn)廠的新機型也日益增多。掌握使用設備的技術參數(shù)是注射模設計和生產(chǎn)所必需的技術準備。在設計模具時，最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的“注射機使用說明書”上標明的技術參數(shù)。 根據(jù)以

11、上的計算初步選定型號為XS—ZY—125的注射機，其主要技術參數(shù)如下表： XS—ZY—125注射機主要技術參數(shù) 額定注射量（cm3） 125 螺桿(柱塞)直徑（mm） 42 注射壓力（MPa） 150 注射行程（mm） 115 注射時間(s) 1.6 鎖模力（kN） 900 最大成型面積（cm2） 320 最大開合模行程（mm） 300 模具最大厚度（mm） 300 模具最小厚度（mm） 200 合模方式 液壓—機械 噴嘴球頭半徑（mm） SR12 頂桿中心距（mm） 230 噴嘴孔徑（mm） 4

12、 3.4注射機及型腔數(shù)量的校核 3.4.1注射壓力的校核： 該注射機的注射壓力為150MPa，PE的注射壓力為80～ 130MPa，所以能夠滿足要求。 3.4.2由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n： 上式右邊=3.652 （符和要求） 式中K——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 M——注射機的額定塑化量（g/h或cm3/h） T——成形周期 M2——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3）

13、 M1——單個制品的質(zhì)量和體積（g或cm3） 3.4.3按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量n： =2.063 2.0637.32 （符合要求） 式中 Mn——注射機允許的最大注射量（g或cm3） 3.4.4按注射機的鎖模（合模）力的校核 注射模從分型脹開的力（鎖模力）應小于注射機的額定鎖模力，既 FP（n A1+ A2） 式子的右面為429932.8（符合要求） 式中F——注射機的額定鎖模力（N） A1——單個制品在模具分型面上的投影面積（mm

14、2） A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2） p——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)的壓力為20~40Mpa；成型一般制品為24~34Mpa；精密制品為39~44Mpa。 本設計中取模腔內(nèi)的平均壓力為40Mpa n——型腔個數(shù) 3.4.5開模行程的校核：SmaxS=H1+H2+5～10 上式右邊S=32+34+46+5 =117mm（符合要求） 式中Smax——注射機最大開模行程（mm） H1——推出距離（脫模距離）（mm）

15、 H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm） 4 分型面位置確定 模具上用以取出制品和（或）澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。分型面的選擇不緊關系到塑件的正常成型和脫模具,而且涉及模具結構與制造成本.在制品設計階段，就應考慮成形時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成形。在模具設計階段，應首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結構。分型面設計是否合理，對制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵因素。 分型面的選擇應遵守如下原則： 4.1分型面應選

16、擇在制品的最大截面處,無論塑件以何方位布置型腔,都應將此作為首要原則； 4.2有利于保證制品的外觀質(zhì)量,分型面上型腔壁面稍有間隙,熔體就會在塑件上產(chǎn)生飛邊； 4.3盡可能使制品留在動模一側,因為在動模一側設置和制造脫模機構簡便易行； 4.4有利于保證制品的尺寸精度； 4.5盡可能滿足制品的使用要求； 4.6盡量減少制品在合模方向上的投影面積,以減小所需鎖模力； 4.7長型芯應置于開模方向,當塑件在相互垂直方向都需設置型心時,將較短的型心設置在4側抽芯方向,有利于減小抽拔距離； 4.8有利于排氣； 4.9有利于簡化模具結構,應盡量避免側向分型或抽芯； 4.10在選擇非平面分型面

17、時，應有利于型腔加工和制品的脫模方便。 對于該設計，在進行制品設計時已經(jīng)充分考慮了上述原則，從所提供樣品采用的分型面可知：第一分型面與開模方向垂直；進行模具設計時，在充分考慮上述原則的基礎上，可得出：第二分型面與制品推出方向平行。 5澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對制品質(zhì)量影響很大。他的作用是將塑料熔體順利地充滿到模具行腔深處,

18、以獲得外形輪廓清晰,內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件. 它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料穴、澆口。 5.1澆注系統(tǒng)設計原則 5.1.1澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應有壓降,流量和溫度的分布的均衡布置； 5.1.2結合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置； 5.1.3盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間； 5.1.4澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關鍵，應有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦 流、噴射和蛇形流動，有利于排氣和補縮，且應設在塑件較厚的部位，以使熔料從后斷面移入薄斷面，以利于補料； 5.1.5

19、避免高壓熔體對模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生； 5.1.6澆注系統(tǒng)凝料脫出應方便可靠，凝料應易于和制品分離或者易于切除和整修； 5.1.7熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關系，設計澆注系統(tǒng)時要預先考慮到熔 接痕的部位、形態(tài)，以及對制品質(zhì)量的影響； 5.1.8盡量減少因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量； 5.1.9澆注系統(tǒng)的模具工作表面應達到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應有 IT8以上的精度要求； 5.1.10設計澆注系統(tǒng)時應考慮儲存冷料的措施； 5.1.11盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合應使兩者的偏離距離盡可能小。 5.2主

20、流道的設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 5.2.1主流道尺寸 5.2.1.1主流道小端直徑d=注射機噴嘴直徑+0.5～1 =4+0.5～1 取d =5（mm） 這樣便于噴嘴和主流道能同軸對準,也能使的主流道凝料能順利脫出 5.2.1.2主流道球面半徑 主流道入口的凹坑球面半徑R,應該大于注射機噴嘴球頭半徑的2～3mm.反之,兩者 不能很好的貼合,會讓塑件熔體

21、反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難. SR=注射機噴嘴球頭半徑+2～3 取SR=12+2=14（mm） 5.2.1.3主流道長度L，一般按模板厚度確定，但為了減小充模時壓力降和減少物料損耗，以短為好，小模具控制在50之內(nèi)在出現(xiàn)過長流道時，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設計中結合該模具的結構 取L=35（mm） 5.2.1.4主流道大端直徑 D=d+2Ltgα（半錐角α為1°～ 2°，取α=2°） ≈8 取D=8（mm）

22、 5.2.2主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行 加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為53～57HRC。由于該模 具主流道較長，設計成分體式較宜。其定位圈的結構尺寸 插圖 5.2.3主流道襯套的固定 主流道襯套的固定 插圖， 5.3冷料穴的設計 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主流

23、道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約10～25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成形性能不佳，如果這里相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴（冷料井）。 冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進入型腔而影響制件質(zhì)量。 5.3.1主流道冷料穴 主流道冷料穴常設在主流道的末端，開模時應將主流道中的冷凝料拉出

24、,所以冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑.由于該模具具有垂直分型面即側向分型，冷料穴分別開在左右瓣合模上，開模時，將主流道中的凝料拉出來；側向分型時，冷料穴中的凝料會制動脫落。 Z形冷料穴 其中D為主流道大端直徑,該模具取d=D=8 (mm), 插圖 5.3.2分流道冷料穴 當分流道較長時，可將分流道的端部沿料流前進方向延長作為分流道冷料穴，以儲存前 鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。 　　該模具的分流道冷料穴與流道的截面形狀相同，直徑逐漸縮小的半圓形 插圖 5.4分流道的設計 在

25、多型腔或單型腔多澆口時應設置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑 料熔體的流動通道，其作用是通過流道截面及方向變化，使熔料能平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向注入型腔。分流道最理想的設計就是把流動樹脂在流道中的壓降降到最小。在多種常見截面當中，圓形截面的壓降是最小的。 5.4.1分流道的形狀及尺寸 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形、矩形、六角形等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。因此可以用流道截面積與其周長的比值來表示流道的效率。各種截面的效率見表 圓形 矩形 六角形 半圓形 梯形 四方形

26、 效率見課本59面 因為各種塑料的流動性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來粗略地估計分流道的直徑，也常用塑料的分流道直徑的推薦值，對于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200克以下的塑件，可以用以下的經(jīng)驗公式確定分型面的直徑： 式中 B―分流道直徑（mm） m―流經(jīng)分流道的塑料量（g） L―分流道的長度（mm） 根據(jù)公式計算得 修改 =2.72（mm）（故不在適用范圍） 插圖 計算結果不在給定的推薦值內(nèi)，在本設計中取12mm 部分

27、常用塑料常用分流道斷面尺寸推薦范圍 塑料名稱 分流道斷面尺寸mm 塑料名稱 分流道斷面尺寸mm ABS、AS 4.8～9.5 聚苯乙烯 3.5～10 聚乙烯 1.6～9.5 軟聚氯乙烯 3.5～10 尼龍類 1.6～9.5 硬聚氯乙烯 6.5～16 聚甲醛 3.5～10 聚氨酯 6.5～8.0 聚丙烯 5～10 聚苯醚 6.5～10 丙烯酸塑料 8～10 聚砜 6.5～10 5.4.2分流道長度 長度應盡量短，且少彎折 該模具分流道的長度為：140 5.4.3分流

28、道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處取Ra=0.8μm。 5.4.4分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式分為平衡式與非平衡式兩種。不管有多少種布置形式，總的來說應遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 本模具的流道布置形式采用平衡式

29、 5.4.5分流道與澆口部分的連接 插圖 見課本63 5.5.5澆口結構尺寸的經(jīng)驗計算 根據(jù)模具的實際情況，再結合所提供經(jīng)驗值得 側澆口和點澆口的推薦尺寸 制品壁厚/mm 側澆口尺寸/mm 點澆口的直徑d（mm） 澆口長度 l/mm 深度h 寬度w <0.8 0~0.5 0~1.0 0.8~1.3 1.0 0.8~2.4 0.5~1.5 0.

30、8~2.4 2.4~3.2 1.5~2.2 2.4~3.3 3.2~6.4 2.2~2.4 3.3~6.4 1.0~3.0 綜上得此點澆口尺寸： 6.脫模推出機構的確定 注射成形每一循環(huán)中，塑料制品必須準確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機構，稱為脫模機構，也常稱為推出機構。脫模機構的作用包括脫出、取出兩個動作。既首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。 6.1脫模推出機構的設計原則 制品推出（頂出）是注射成形過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的

31、。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則： 6.1.1.結構可靠：機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度，且推出機構應盡量設置在動模一側； 6.1.2.保證制品不因推出而變形損壞； 6.1.3.機構簡單動作可靠； 6.1.4.保證良好的制品外觀； 6.1.5盡量使塑件留在動模一邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。 6.2制品推出的基本方式 按模具中的推出零件分 6.2.1推桿推出：推桿推出是一種基本的也是一種常用的制品推出方式，常用的推桿形式有圓形、矩形、“D”形。 6.2.2.塑件采用4根推桿推推板推出，推桿與推板采用螺栓連接

32、。推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙（由于該套模具各制品的6根推桿分布比較緊湊，故采用單邊0.25mm的間隙），這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象此推桿與模板上的推桿孔采用H8/f7或H8/f8的間隙配合；推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙；工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8，推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC50， 插圖 1。445 6.3帶螺紋塑件的脫模機構 件強迫脫出。因本設計中，塑件所用的材料是聚乙烯，且精度等級要求的不高

33、，所以比較適合強制脫模，在此其它脫模方式就不再一一介紹。 插圖 6.4脫模斜度的確定 在注射模一般的設計中，為了使塑件成型后易于從模具型腔內(nèi)脫模，在垂直分型面的定模與動模型腔和型心工作面上，必須設計出脫模斜度。而本設計因為塑件的形狀尺寸特殊，采用的是瓣合模成型，所以在設計的過程中就不需要再考慮脫模斜度的問題。 7 側向分型與抽芯機構的設計 當塑件上具有于開模方向不一致的孔或側壁有凹凸形狀時，除極少數(shù)情況可以強制脫模外，一般都需要將成型側孔或側凹的零件做成可活動的結構，在塑件脫模前，先將其抽出，然后才能將整個塑件從模具中取出，完成側向活動型心的抽出和復位的這種機構就叫做

34、抽芯機構。 這種模具脫出塑件的運動有兩種情況：一是開模時優(yōu)先完成側向分型和抽芯，然后推出塑件；二是側想抽芯分型與塑件的推出同步進行。 7.1側向抽芯機構的分類及特點 側向抽芯機構按其動力來源可分手動、機動、氣動或液壓三大類。 7.1.1手動側抽芯：這種模具結構簡單、生產(chǎn)效率低、勞動強度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊場合下應用，如試制新產(chǎn)品或小批量生產(chǎn)。 7.1.2機動側抽芯：開模時，依靠注射機的開模動力，通過側向抽芯機構改變運動方向，將活動零件抽出。機動側抽芯操作方便、生產(chǎn)效率高、便于實現(xiàn)生產(chǎn)制動化，但模具結構復雜。機動側抽芯機構形式主要有：斜導柱側抽芯、斜彎銷側抽芯、斜滑塊側抽芯

35、、齒輪齒條側抽芯以及彈簧側抽芯。 7.1.3液壓或氣動抽芯：在模具上配置專門的油缸或氣缸，通過活塞的往復運動來進行側向抽芯。這類機構的特點是抽拔力大、抽芯距離長、動作靈活且不受開模過程限制，常在大型注射機中使用。 7.2脫模阻力的計算 脫模力是指將塑件從型心上脫出時所需克服的阻力。它是設計脫模機構的重要依據(jù)之一。脫模阻力的計算式與抽拔力相同，由于影響脫模力的因素很多，例如塑件的壁厚、塑件包容截面形狀的大小、塑件的性能、成型的工藝參數(shù)等，如要全面考慮這些因素較困難，在生產(chǎn)過程中只要考慮主要因素，因此可按簡化公式計算： Q=Ahq（μcosa-sina） =1

36、05.600（KN） 式中 Q—抽拔力（N） A— 側型心被包緊的截面周長（cm）； h—成型部分深度（cm）； q—單位面積積壓力，一般取800~1200（N/ mm2）； μ—摩擦系數(shù)，取0.1~0.2； a—脫模斜度。 因為本設計中采用的是瓣合模，所以脫模斜度是零度。 7.2抽拔距的確定 抽拔距：型心從成形位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動的距離稱為抽拔距。當原材料確定時，抽拔力的大小與模具的結構和塑件的形狀有密切的關系。一般抽拔距等于成形側孔或側凹的深度加上2~3mm。在結構比較特殊時，當成形的塑件是圓形的線圈骨架時，其抽拔距按以下公式計算： S= 約為18

37、計算結果 根據(jù)計算結果和塑件的形狀分析本設計中采用斜導柱側抽芯機構 7.3斜導柱側抽芯機構 斜導柱側抽芯機構是最常用的一種側抽芯機構，它具有結構簡單、制造方便、安全可靠等特點，斜導柱側抽芯結構的常見的幾種形式：斜導柱在定模，滑塊在動模；斜導柱在動模，滑塊在定模；斜導柱和滑塊同在定模；斜導柱和滑塊同在動模； 本設計中采用的是斜導柱在動模，滑塊在定模的那種。 7.4斜導柱抽芯機構的設計要點 7.4.1斜導柱和滑塊孔的配合間隙應有0.5~1mm的間隙，以保證開模瞬間使塑件松動，并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動作。 7.4.2斜導柱的傾角a一般取15°~25°，而鎖緊楔的楔

38、角應大于a，一般為a+（2~3）°。 7.4.3活動型心可以與滑塊做成一體，也可以將活動型心安裝在滑塊上成組合式，其連接必須牢固可靠。 7.4.4滑塊在導滑槽中活動必須平穩(wěn)順利，不得發(fā)生卡死或跳動現(xiàn)象。 7.4.5為防止滑塊在成性過程中受力而移動，需用鎖緊楔鎖緊。 7.4.6為使滑塊在抽芯完畢，停留在規(guī)定位置上，必須用定位裝置。 7.4.7斜導柱在定模，滑塊在動模的結構，必須考慮滑塊復位時與推出機構發(fā)生干涉的現(xiàn)象。 7.5開模行程及斜導柱的長度的計算 7.5.1開模行程的計算 開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離，它必須小于注射機移動模板的最大行程，由于注射機的鎖模

39、機構不同，開模行程有不同的計算方式： 7.5.1.1對單分型面注射模，所需開模行程H為： S≥H=H1+H2+（5~10）mm 式中， H1—塑件推出距離（也可以作凸模高度）（mm）； H2—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm）； S—注射機移動板最大行程（mm）； H—所需開模行程（mm）。 7.5.1.2對雙分型面注射模，開模行程為： S≥H=H1+H2+a+（5~10）mm 式中，a—中間板與定模的分開距離（mm）。 7.5.1.3根據(jù)以上情況和對塑件的分析得： S≥H=H1+H2+（5~10）mm =32+34+（5~1

40、0）mm 初步定為72mm 7.5.2斜導柱長度的計算 根據(jù)以上的要求，取斜導柱的傾角為22°，故斜導柱用于抽芯的有效長度為 L=18/sina 約為51.5 綜合以后的考慮初步確定其總長為70mm 插圖 8 合模導向機構的設計 利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配形式。 8.1.1.6一般導柱的滑動部分的配合形式按H8/f8，導柱和導套固定部分的配合按H7/k6，導套外徑的配合按H7/k6。 8.1.1.7除了動模、定模之間設導柱、導套外，一般還在動模座板與推板之間設置導柱和導套，以保證推出機構的正常運

41、動。 8.1.1.8導柱的直徑應根據(jù)模具的大小而決定，也可參考標準模架的數(shù)據(jù)。 8.1.2本設計中導柱的設計 對以上各個條件的綜合考慮，本設計中采用了四根導柱，其布置為等直徑導柱對稱布置。該模具導柱安裝在動模固定板上，因塑件的尺寸不大所以就沒有設置導套，這無論是從加工的角度，還是從經(jīng)濟的角度都是比較合理的。一個合理的導柱應該使整套模具在合模時，保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞.當動定模板采用合并加工時，也可確保同軸度要求。 插圖 導柱示意圖 9. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 塑料在成型過程中，模具溫度會直接影響到塑料的充模、定型、成型周期和塑料質(zhì)量。 模具溫度過高，

42、成型收縮大，脫模后塑件變形率大，而且還容易造成溢料和黏模。 模具溫度過低，則熔體流動性差，塑件輪廓不清晰，表面會產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷。 當模具溫度不均勻時，型心和型腔溫度差過大，塑件收縮不均勻，導致塑件翹曲變形，會影響塑件的形狀和尺寸精度。所以在模具中需要設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使在工作過程中達到理想的溫度，才能產(chǎn)出塑件的所需的要求。注射模設計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成形具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。所以必須用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對模具的溫度進行控制。 通常溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)兩種。對模具是加熱還是冷卻需要根據(jù)塑料的品種，塑件的結構形狀，尺寸大小，生產(chǎn)

43、率及塑料成形工藝對模具的要求等來定。 9.1加熱系統(tǒng) 熱澆道模具以及成形熱固性塑料模具到需設加熱系統(tǒng)。對大多數(shù)熱塑性塑料，當成形溫度 80oC以上時，模具應設加熱系統(tǒng)。由于該套模具的模溫要求無需設置加熱裝置。 9.2冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200oC左右，而制品固化后從模具型腔中取出時其溫度在60oC以下。熱塑性塑料在注射成形后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模，提高塑件的定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 G—每次注射的塑料量（包括澆注系統(tǒng)，kg） G=94.90510-

44、3（kg） n—每小時的注射次數(shù) H焓—塑料從熔融狀態(tài)進入型腔的溫度到塑料冷卻后的脫模溫度焓之差（J/kg） =4.2105 （J/kg） 其中 Cs—塑料的比熱容，PE的Cs=2554 若考慮塑料的溶解潛熱，則每千克塑料所放出的總熱量為： 在不考慮其它熱量損失時，可認為塑料所放出的熱量等于冷卻介質(zhì)帶走的熱量，由 =12.24（kg/h） 式中 W—每小時所需冷卻介質(zhì)的質(zhì)量（kg/h） t2—冷卻介質(zhì)的出口溫（K） t3

45、—冷卻介質(zhì)的入口溫度（K） c—冷卻介質(zhì)的比熱容 由以上計算得冷卻水的體積流量為 =0.2210-3（m3/min） 由表5—2[3]得，該模具的冷卻管道直徑8mm，冷卻水最低流速為v=1.66（m/s） 冷卻水道的長度為=840（mm） 9.2.3.冷卻系統(tǒng)的設計原則 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡。 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻的效果越均勻。 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當塑件的壁厚均勻時，冷卻水孔與型腔表面的距離應處處相等。 澆口處加強冷卻，一般在注射成型時，

46、澆口附近的溫度最高。 應降低進水與出水的溫差，如果進水與出水的溫差過大，將使模具的溫度分布不均勻。 合理選擇冷卻水道的形式，對于收縮大的塑件應沿收縮方向開設冷卻水孔。 合理確定冷卻水管接頭位置。 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構發(fā)生干涉現(xiàn)象，設計時要通盤考慮。 冷卻水管進出接頭應埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。 9.2.4冷卻裝置的結構形式 簡單流道式：即通過在模具上直接大孔，并通以冷卻水而進行冷卻，是生產(chǎn)中最常用的形式。水道直徑為8mm，在兩瓣合模上、下各布置一根，左右對稱布置。 螺旋式：其特點是使冷卻水在模具

47、中產(chǎn)生螺旋狀回路，冷卻效果較好，但制造較麻煩，所以現(xiàn)場一般不采用。 隔片導流式：用于多型芯的冷卻水道。 噴流式：是在型心中間裝有一個噴水管，用于長型心的冷卻形式。 導熱桿及導熱型心式：在型心上鑲有導熱性好的合金，冷卻水與合金的全部或尾部接觸，一提高冷卻效率。 綜上，該模具塑料釋放的總熱量不大，只在模具型腔周圍開設冷卻水道即可，均采用簡單流道式。 10.模架的確定和標準件的選用 以上內(nèi)容確定之后，便根據(jù)所定內(nèi)容設計模架。在學校作設計時，模架部分要自行設計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。模板周界尺寸使用括號內(nèi)的尺寸時，原

48、組合零件的規(guī)定尺寸允許增減。 模架尺寸確定之后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結合標準模架，可選用標準模架180×L，其中L取250mm，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，加涂防銹油。 兩模板之間應有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。 10.1定模座板（250

49、250，厚30mm） 主流道襯套與固定孔為H7/m6過渡配合） 注射機的模具安裝厚度要求。 結構型式：可以是平行墊塊、也可以是拐角墊塊（該模具采用平行墊塊）。 墊塊一般用中碳鋼制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨鑄鐵等。 墊塊的高度計算： h墊塊=h限釘+h頂墊+h頂固+s頂+Δ =54mm 式中 Δ—頂出行程的富裕量，一般為3～6mm，以免頂出板頂?shù)絼幽|板 10.6動模座板（250250，厚25mm） 其注射機頂桿孔為?40mm； 其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合。 10.7瓣合模

50、（180250，厚33mm） 其導柱孔與導柱為H7/m6過渡配合。 10.8推板（78196，厚5mm） 在此模具中不是平常說的完全意義的推板，而是直接和推桿固定的一塊薄板 11 成形零件的結構設計和計算 塑料在成型加工過程中，用來充填塑料熔體以成型制品的空間被稱為型腔。而構成這個型腔的零件叫做成型零件。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺紋型心、型環(huán)或成形桿等。由于這些成型零件直接與高溫、高壓的塑料熔體接觸，并且脫模時反復與塑件摩檫，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時要考慮零件的加工性和模具的制造成本。 凹模用以形成制品的外表面，型芯

51、用以形成制品的內(nèi)表面，成形桿用以形成制品的局部細節(jié)。模具的成形零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算，塑料模具型腔在成形過程中受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低制品尺寸精度并影響順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。 11.1定模（凹模）的設計 由于該制品是在比較普通的口杯蓋上多出兩個對稱的凸起，用以裝掛環(huán)，使口杯便于攜帶。如果光憑經(jīng)驗，看完塑件的第一反映就是這個設計不怎

52、么難?？墒亲屑毞治鲆幌滤慕Y構便知道需要兩個分型面才能完成零件的注塑。且還有內(nèi)螺紋，增加了脫模的難度。綜合各種因素得，采用瓣合模。故需要動、定模部分同時設置型芯。因塑件尺寸不大，出于經(jīng)濟的考慮把凹模做成整體式。見圖。 型芯1～2mm。 若定模部分采用單一的圓柱型芯，則瓣合模上的型腔或者此圓柱型芯幾乎無法加工。所以采用組合型芯，即在單一的圓柱型芯上通過配合套上一個開有8個槽的圓筒形型芯。 1.圓柱型芯如圖10-1 （1）采用臺肩固定的形式，上底面用定模座板壓緊。 （2）尺寸計算（制品尺寸ds=?100+0.20

53、 hs=180+0.24 ds’=?70+0.20 hs’=80+0.20） ①　 =10+0.22+0.27(mm) 　式中ε—塑料的平均收縮率，PA66為1.5% 圖10-1 圓柱型芯模型 x—取值范圍為[0.5，0.75]，該處均取0.6 Δ—制品的尺寸公差 δ—模具成形零件制造誤差（其它誤差忽略）, 當尺寸小于50mm時， δ=1/4Δ；當制品尺寸大于50mm時，δ=1/5Δ 　 ②　dM’=[(1+

54、ε)ds’+xΔ]0-δ =7+0.175+0.225(mm) ③ hM=[(1+ε)hs+xΔ]0-δ=18+0.354+0.414(mm) ?、? hM’=[(1+ε)hs’+xΔ]0-δ =8+0.19+0.24(mm) （3）加工工藝 序號 名稱 加工內(nèi)容 設備 1 下料 準備?16×46mm的圓鋼坯料 2 車削 平端面，打中心孔 車床C6136 3 車削 粗車大頭外圓及端面（至?15mm） 車床C6136 4 車削 粗車小頭外圓及端面（至?11、?8mm） 車床C6136 5 車削 精車小頭外圓

55、及端面（至?10.4、?7.4mm） 車床C6136 6 鉆孔 鉆?5的孔，深度為2mm 車床C6136 7 車削 精車大頭端面及外圓（至?14.4mm） 車床C6136 8 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 9 磨削 精磨小頭兩外圓?10.4、?7.4至圖紙要求 MQ1350A 10 最后檢驗 （4）數(shù)控程序： 圖10-3 N01 G92 X30 Z70 N02 G00 G42 X7 Z60 S31 M03 T

56、11 M08 F40 N05 G01 G91 Z-12 N08 G01 X3 N10 G01 Z-33 N12 G01 X4 N14 G01 Z-5 N16 G01 X16 N18 G00 G90 X30 Z70 M02 2.圓筒形型芯見圖10-4 （1）采用臺肩固定形式，上底面用定模座板壓緊。 （2）尺寸計算（制品尺寸 Ds=?12.5-0.

57、220 hs=90+0.20） DM=[(1+ε) Ds- xΔ]0+δ=12.5+0.055+0.11(mm) hM=[(1+ε)hs+xΔ]0-δ =9+0.205+0.255(mm) 圖10-4 圓筒型芯模型（3）加工工藝 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設備 1 下料 圓鋼 ?25x32mm作坯料 2 車削 車端面，打中心孔 車床C6136

58、 3 車削 粗車大頭外圓及端面（至?23mm） 車床C6136 4 車削 粗車小頭外圓及端面（至?17mm） 車床C6136 5 鉆孔 先預鉆，后分別鉆?8、?14mm的孔 車床C6136 6 車削 精車小頭外圓及端面（?16.4mm） 車床C6136 7 車削 精車大頭端面 車床C6136 8 擴孔 擴孔至?9.5mm 車床C6136 9 鉸孔 鉸孔至?10H7 車床C6136 10 銑削 粗銑8個槽 銑床 11 銑削 精銑8個槽 銑床 12 車削 加心軸倒角1x30o 車床C6136 13 熱處理 淬火、

59、表面硬度為54～58HRC 14 磨削 加心軸粗磨各外圓至圖紙要求 外圓磨床 15 鉗工 研磨型芯各表面，達到表面粗糙度要求 二、動模部分的型芯與型腔 1.齒輪型腔 （1）采用4個型腔為整體式，再通過沉頭螺釘緊固在動模固定板上。 （2）尺寸計算（制品尺寸Ds=?14-0.220 Ds’= ?17.6-0.240 Hs=3-0.160） ① DM=[(1+ε) Ds- xΔ]0+δ =14+0.072+0.127(mm) ② DM’=[(1+ε) Ds’- xΔ]0+δ =17.6+0.1

60、2+0.18(mm) ③ HM=[(1+ε) Hs- xΔ] 0+δ =3-0.051-0.011(mm) （3）加工工藝 動模固定板上齒輪型腔安裝槽的加工： 按齒輪型腔的外形尺寸銑出安裝槽，尺寸可略大于齒輪型腔尺寸（即除了槽的底面，其 它精度要求不高），但上面所鉆、攻的4個M3的螺紋孔必須以中心線為基準準確定位。 方案一： 序號 工序名稱 加工內(nèi)容及要求 設備 1 下料 2 鍛造 鍛坯料至尺寸厚5、寬35、長180mm 3 劃線 劃線、打樣沖，4個沉頭孔的中心 鉗工臺 4 鉆孔 鉆4個沉頭孔 鉆床

61、 5 銑削 以孔定位銑出型腔的外形 銑床 6 刨削 精刨上下面使厚度為3.4mm 刨床 7 插齒 插齒 插齒機 8 熱處理 淬火，表面硬度達54～58HRC 9 磨削 粗磨底面，使厚為3.2mm 平面磨床 10 磨削 精磨上表面，使厚度達圖紙要求 平面磨床 11 珩齒 珩齒 珩齒機 方案二：對齒輪型腔采用線切割加工：選用DK7716A機床； 該機床的主要參數(shù)為：工作臺行程：200x160mm 最大切割厚度為50mm 最大切割速度大于30mm2/min 控制器：單板機 加工精度：

62、0.015mm，Ra=1.25～2.5μm 走絲速度：快進 電極絲材料：鉬，直徑為?0.15～0.4mm。 由于表面粗糙度達不到要求，需再進行電解拋光。 2.動模部分型芯見圖10-5 （1）該型芯通過動模固定板上的安裝孔， 用六角螺母及彈簧墊圈固定在模板上。 （2）尺寸計算（制品尺寸da=?50+0.18 db=?70+0.20 dc=?110+0.22 ha=60+0.18 hb=40+0.18 hc=20+0.16 hd=1.50+0.16) 圖10-5 動模部分型芯模型 ① d

63、M=[(1+ε)da+xΔ]0-δ=5+0.138+0.183(mm) ② dM=[(1+ε)db+xΔ]0-δ=7+0.175+0.225(mm) ⑥hM=[(1+ε)hc+xΔ]0-δ =2+0.086+0.126(mm) ⑦hM=[(1+ε)hd+xΔ]0-δ=1.5+0.0785+0.1185(mm) （3）加工工藝 序號 名稱 加工內(nèi)容 設備 1 下料 準備?13x30mm的熱扎圓鋼胚料 2 車削 平端面，打中心孔 車床C630 3 車削 粗車一頭外圓及端面（至?6mm，長為12mm） 車床C630 4 車削 粗車另一頭外圓及

64、端面（至?7、?9、?12mm，長分別為7.5、4、3.5mm） 車床C630 5 車削 粗車錐面?12- ?9，長為2mm 車床C630 6 車削 精車此頭外圓分別至?5.4、?7.4、?11.4mm，長分別為7.5、4、2mm并倒角 車床C6140 7 車削 精車錐面?11.4- ?7.4mm，長為1.5mm 車床C6140 8 車削 精車另一頭外圓至?4mm，長16mm，并倒角 車床C6140 9 攻螺紋 車螺紋M4mm，長為10mm 車床C6140 10 鉆孔 將此型芯與動模固定板裝配緊后，配鉆?2H7的孔，均布6個 鉆床 11 熱

65、處理 淬火、表面硬度達54～58HRC 12 磨削 精磨一頭外圓至圖紙要求 外圓磨床 13 磨削 精磨另一頭外圓及錐面達圖紙要求 外圓磨床 14 最后檢驗 （4） 數(shù)控程序: 圖16 N01 G92 X30 Z50 N02 G00 G42 X0 Z30.5 F15 S31 M03 T11 M08 N03 G01 G91 X4 Z-2 N04 G01 Z-16 N05 G01 X7 N06 G01 X-4 Z-1.5

66、N07 G01 Z-4 N N19 G00 G42 X3.4 N20 G33 Z30 N21 G01 X30 N22 G00 X30 Z50 M05 T30 M09 N23 G00 Z10 S23 M03 T22 M08 N24 G01 X0 N25 G01 X30 N26 G00 X30 Z50 T20 M09 N27 M02 三、斜滑塊（瓣合模型腔） 圖10-6 瓣合模Ⅰ 圖10-6為瓣合模上部分，主要成形制品的插銷部 圖10-7 瓣合模Ⅱ 圖10-7為瓣合模下部分，主要成形制品下半部分（除齒輪外）。 瓣合模為左右兩瓣，每瓣有上下兩塊，它們通過6個M8的內(nèi)六角螺釘連接在一起。 斜滑塊的加工工藝： 坯料計算：鍛造余量a及極限偏差為7±2mm；鍛造精度等級F級； 坯料總體積V=1080000 mm3。 序號 名稱