手機(jī)配件后蓋注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯1模2腔含UG三維及10張CAD圖-獨(dú)家.zip
手機(jī)配件后蓋注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯1模2腔含UG三維及10張CAD圖-獨(dú)家.zip,手機(jī)配件,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,模側(cè)抽芯,UG,三維,10,CAD,獨(dú)家
手機(jī)配件后蓋注塑模具設(shè)計(jì)
摘 要
本論文主要介紹了手機(jī)配件后蓋的注射模具設(shè)計(jì)過程，通過對塑件進(jìn)行工藝分析，確定了所采用塑料的工藝參數(shù)和所采用的成型設(shè)備，在本設(shè)計(jì)中，采用ABS塑料注射成型,成型方式為一模兩腔,采用臥室注塑機(jī)為成型設(shè)備。根據(jù)注射模具的相關(guān)知識(shí)，利用UG軟件對塑件進(jìn)行了實(shí)體造型，選擇合適的分型面進(jìn)行三維分模，合理地設(shè)計(jì)成型零件。由于塑件有側(cè)孔，這里采用斜頂機(jī)構(gòu)來成型。此外，從具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、成型部分的結(jié)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)、注射機(jī)的選擇以及校核，都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明，如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具在正常工作運(yùn)行的前提下，保證了模具的工作壽命。
關(guān)鍵詞：手機(jī)電池蓋；注射模具；實(shí)體造型；澆注系統(tǒng)
I
Abstract
? ???This paper mainly introduces the mobile phone accessories cover injection mold design process, through of plastic parts for process analysis to determine the the plastics processing parameters and the molding equipment. In this design, the ABS plastic injection molding, molding method for a two cavity mold, the bedroom of injection molding machine molding equipment. According to the relevant knowledge of injection mold, plastic parts for the solid modeling by using UG software, the choice of parting surface suitable for three-dimensional mold, reasonable design of molding parts. The plastic part is provided with a side hole, here is the inclined top mechanism for forming. In addition, from the specific structure of the mold of the mold gating system, forming part of the structure, demoulding mechanism design, cooling systems, injection machine and check, there are detailed design, the structure of such a design can ensure the mold under normal operation, to ensure the working life of the die.
Keywords: ; Mobile phone battery cover; injection mould; solid modeling; Gating System
5
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第一章 緒論 1
1.1模具與模具工業(yè) 1
1.2塑料成型工業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中的地位 1
1.3塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢 2
1.4本課題的設(shè)計(jì)步驟 2
第二章 塑件成型工藝性分析 4
2.1塑件的分析 4
2.1.1塑件材料性能分析 4
2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù) 5
2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 6
2.2.1結(jié)構(gòu)分析 6
2.2.2尺寸精度分析 6
2.2.3表面質(zhì)量分析 6
2.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 6
第三章 注塑模設(shè)計(jì) 9
3.1 注射模具分型面的選擇 9
3.1.1 分型面的基本形式 9
3.1.2 分型面位置的選擇原則 9
3.1.3 分型面的選擇 9
3.1.4 模具分模設(shè)計(jì) 10
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成 11
3.2.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì) 11
3.2.3 分流道的設(shè)計(jì) 12
3.2.4 澆口的設(shè)計(jì) 13
3.2.5 冷料穴和脫模裝置 13
3.3 型腔的排列 14
4.2 成型零件的尺寸確定 16
4.2.1 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 16
4.3.型腔尺寸的計(jì)算 17
4.4.型腔深度尺寸的計(jì)算: 18
4.5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
4.6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
4．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 19
4．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 19
4．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 19
4.6.4 斜梢設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng) 20
4．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 21
4．7.1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 21
4.8 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 22
第五章 模架的確定與校核 23
5.1 模架的確定 23
5.2 模架尺寸的校核 24
5.3 模具材料的選用 25
5.3.1. 成型零件材料選用 25
5.3.2. 注射模用鋼種 25
第七章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28
第九章 排氣系統(tǒng) 29
總 結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
致謝 32
V
第一章 緒論
1.1模具與模具工業(yè)
模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%~90%的工業(yè)產(chǎn)品都需要使用模具，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車配件、生物醫(yī)學(xué)、軌道交通、電子產(chǎn)品、航空等行業(yè)領(lǐng)域十分突出，因此，模具工業(yè)是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的研發(fā)都需要模具的生產(chǎn)。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型的產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低可以作為衡量一個(gè)國家的制造水平的重要標(biāo)志之一[1]。自中國加入WTO以來，模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵是模具技術(shù)的進(jìn)步，在經(jīng)濟(jì)全球化的競爭下，我國的技術(shù)人員不斷改革和創(chuàng)新，國內(nèi)的模具制造設(shè)備及機(jī)床也已經(jīng)逐步走向規(guī)模化、專業(yè)化、國際化的發(fā)展道路，可以預(yù)言，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位將日益提高，并在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮越來越重要的作用。
1.2塑料成型工業(yè)在實(shí)際生產(chǎn)中的地位
塑料成型所用的模具稱為塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模中一種類型。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性[2]。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。目前，塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入了一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域，塑料工業(yè)又是一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域，世界塑料工業(yè)從20世紀(jì)30年代前后開始研制到現(xiàn)在塑料產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝自動(dòng)化、連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域，它經(jīng)歷了30年代以前的初創(chuàng)階段、30年代的發(fā)展階段、50-60年代的飛躍發(fā)展階段和70年代至今的穩(wěn)定增長階段。
1
1.3塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢
在塑料成型生產(chǎn)中，先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)質(zhì)的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注射模具可以成型上百萬次，一副優(yōu)良的壓縮模具可以成型25萬次以上，以上的因素對這些大型大量生產(chǎn)起著關(guān)鍵的作用。
考察國內(nèi)外模具工業(yè)的現(xiàn)狀以及我國國民經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代工業(yè)品生產(chǎn)中模具的地位，從塑形成型模具的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)實(shí)踐和制造技術(shù)出發(fā)，塑料成型技術(shù)大致有以下幾個(gè)方面的發(fā)展趨勢。
（1）CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用
采用CAD技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命，是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。引用模具CAD系統(tǒng)后，模具設(shè)計(jì)借助計(jì)算機(jī)完成傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作，大部分設(shè)計(jì)與制造信息由系統(tǒng)直接傳送，圖紙不再是設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)的分界線，也不再是制造、生產(chǎn)過程中的唯一依據(jù)，圖紙將被簡化，甚至最終消失。近年來，CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展具有以下主要特點(diǎn)：
模具CAD技術(shù)及其應(yīng)用日趨成熟
基于網(wǎng)絡(luò)化的CAD/CAE/CAM技一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)效果良好
CAD/CAM軟件的智能化程度正在逐漸提高
CAE技術(shù)正在逐步推廣
（2）大力發(fā)展快速原理制造技術(shù)
塑料模是型腔模具中的一種類型，其模具型腔有凹模和凸模組成。對于形狀復(fù)雜的曲面塑料制件，為了縮短研制周期，在現(xiàn)代制造模具技術(shù)中，可以不急于加工出難以測量和加工的模具凹模和凸模，而是采用快速原理制造技術(shù)?？焖僭碇圃觳捎梅謱釉隽系男赂拍钊〈藗鹘y(tǒng)去除材料的加工成型方法，是當(dāng)代最具有代表性的先進(jìn)制造技術(shù)之一。目前，我國某些大學(xué)正在生產(chǎn)和進(jìn)一步地研發(fā)這種先進(jìn)的快速原型制造設(shè)備[3]。
1.4本課題的設(shè)計(jì)步驟
本設(shè)計(jì)要求使用CAD，UG等軟件對機(jī)構(gòu)進(jìn)行零件圖紙繪制，設(shè)計(jì)成型注射模具。
采用推桿推出機(jī)構(gòu)對于注塑模的設(shè)計(jì)比較簡單，使用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法就能夠設(shè)計(jì)出合理簡單有效的模具。
機(jī)構(gòu)的材料：ABS
根據(jù)選擇模具要一腔兩模，對于模具的基本方案是：
（1）對于注塑機(jī)的選擇，由于機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量以及所給的各項(xiàng)要求，進(jìn)行綜合的考慮，采用臥式注塑機(jī)；
（2）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（a）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高的外觀零件，采用一模兩腔注射，便于調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口，截面為扇形截面，形狀簡單，易于加工，便于試模后修正，且開設(shè)在分型面上，從型腔邊緣開始進(jìn)料。
（b）成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
從節(jié)約材料以及加工方便因素出發(fā)，凸模采用組合式，本設(shè)計(jì)中，有三個(gè)圓形小型芯，單獨(dú)加工后再嵌入凸模中，公差配合取H7/h6,此外，由于制件有側(cè)孔，需要設(shè)計(jì)滑塊側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；另外，確保塑件順利脫模，對于ABS塑料，給定型腔型芯的脫模斜度為1°。
（c）合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
使用導(dǎo)向柱四根，同時(shí)與導(dǎo)套配合，既能夠?qū)颍帜軌蚨ㄎ唬?
（d）脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
經(jīng)過對原產(chǎn)品的觀察，決定使用圓推桿對塑件進(jìn)行推出，圓推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，瞬壞后也便于更換，并且圓推桿與推桿孔也易于加工。在本設(shè)計(jì)中在產(chǎn)品的底部均勻設(shè)置了10根推桿及斜頂頂出可順利完成推出動(dòng)作。
（3）零件圖的繪制
在對模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了基本的設(shè)計(jì)后，首先使用三維軟件UG進(jìn)行三維圖以及使用CAD繪制零件圖，以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數(shù)據(jù)參數(shù)。
（4）對模具進(jìn)行模具的CAD設(shè)計(jì)
在對模具進(jìn)行基本設(shè)計(jì)之后，就要進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算，在得到正確的數(shù)據(jù)后，利用CAD進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，通過進(jìn)行人機(jī)交互，即可得到簡單又優(yōu)良的設(shè)計(jì)。在對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)完成之后，我們得到了模具的三維圖,并生成模具的裝配圖，根據(jù)使用要求，進(jìn)行相關(guān)的尺寸公差、表面粗糙度、硬度要求計(jì)算處理，生成我們所需要的所有零件的圖紙。
進(jìn)行以上的工作之后，還要進(jìn)行注射模具的制造工藝設(shè)計(jì),在完成所有的設(shè)計(jì)之后完成設(shè)計(jì)說明書的撰寫。
第二章 塑件成型工藝性分析
2.1塑件的分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
該塑件是手機(jī)配件后蓋產(chǎn)品，使用UG軟件對其進(jìn)行三維建模，其零件如圖2.1所示。本塑件的材料采用ABS，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖2.1手機(jī)配件后蓋零件圖
外形尺寸 該塑件壁厚為0.67mm,塑件外形尺寸不算很大，適合注射成型，
精度要求 每個(gè)尺寸公差都不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，就按照實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。
塑料材料 選用ABS材質(zhì)，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS材料具有優(yōu)越的綜合性能：ABS制品強(qiáng)度高、剛性好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好；ABS耐熱可達(dá)到90℃（甚至可在110~115℃使用），比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高。耐低溫，可在-40℃下使用，同時(shí)耐酸、堿、鹽，耐油，耐水。具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。不易燃。此外，ABS有優(yōu)良的成型加工性，尺寸穩(wěn)定性好，著色性能、電鍍性能都好。
脫模斜度 為了確保塑件順利脫模，對于ABS塑料，給定型腔型芯的脫模斜度1°（參考資料《注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程》 張維合 編著 化學(xué)工業(yè)出版社 表3-5常用塑料的脫模斜度）
2.1.1塑件材料性能分析
使用性能:
ABS塑膠材料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性耐磨性好、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。 常用于機(jī)械工業(yè)上的點(diǎn)擊外殼、水表殼、加熱器、電器零部件及家具制造等，因此也適用于手機(jī)電池后蓋的制造。
成型特點(diǎn):
非結(jié)晶性塑料，吸濕性大，要充分干燥；
流動(dòng)性中等，溢邊值約為0.04mm左右；
宜用高料溫，高模溫，模具溫度一般控制在50~70度，高注射壓力；
模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，應(yīng)注意選擇澆口的位置和形式，脫模斜度取1°或者以上
ABS的主要性能指標(biāo) 具體見如下表（表2-1）
表2-1 ABS主要性能指標(biāo)
密度/g.cm-3
1.05
屈服強(qiáng)度/Mpa
50
比體積/cm3.g-1
0.86~0.98
拉伸強(qiáng)度/Mpa
38
吸水性（%）
0.2~0.4
拉伸彈性模量/Mpa
1400
熔點(diǎn)/℃
130~160
抗彎強(qiáng)度/Mpa
80
計(jì)算收縮率（%）
0.4~0.7
抗壓強(qiáng)度/Mpa
53
比熱容/J.(Kg.℃)-1
1470
彎曲彈性模量/Mpa
1400
2.1.2 ABS的注塑工藝參數(shù)
表2-2 ABS的注塑工藝參數(shù)
1、注塑機(jī)類型：
螺桿式
7、保壓壓力/ MP
50~70
2、噴嘴溫度/C
180~190
8、注射時(shí)間/s
3~5
3、螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
30~60
9、保壓時(shí)間/s
15~30
4、模具溫度
50~70
10、密度(g/cm3)
1.05
5、料筒溫度/C
料筒：
前200~210
中210~230
后180~200
11、冷卻時(shí)間/s
15~30
6、注射壓力/ MP
70~90
12、成型周期/s
40~70
2.2塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.2.1結(jié)構(gòu)分析
從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓形。在上表面，有階梯孔，有凹槽，在側(cè)壁上帶有側(cè)孔，需要側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),因此,該零件屬于中等復(fù)雜程度。
2.2.2尺寸精度分析
從塑件的壁厚上來看,壁厚最大處為0.76mm,壁厚均勻,在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸中等。
2.2.3表面質(zhì)量分析
該零件的表面除要求沒有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。
綜上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證.
2.3計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為確定注塑機(jī)型號(hào)以及模具型腔數(shù)。
（1）注射量的計(jì)算 通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析塑件的體積和質(zhì)量
塑件的體積：=6.7
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊可查得ABS的密度為=1.05
塑件質(zhì)量： [5] （2-1）
一次注入模具型腔的塑料的總體積為：
=6.7x1.2x2=16.08
=16.08/0.8=20.1
采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī)海天SA1200/410U型。
表2-3 SA1200/410U (臥式)型注塑機(jī)主要參數(shù)
參數(shù)部分
SA1200/410U
A
B
C
1
mm
36
40
45
2
螺桿長徑比
L/D
23．3
21
18．7
3
注射容量
cm3
173
214
270
4
注射重量
g
157
195
246
7
注射壓力
Mpa
237
192
152
8
螺桿轉(zhuǎn)速
rpm
0-285
9
鎖模力
KN
1200
10
移模行程
mm
360
11
拉桿內(nèi)距
mm
410×410
12
最大模厚
mm
450
13
最小模厚
mm
150
14
頂出行程
mm
120
15
頂出力
KN
33
16
頂出桿根數(shù)
PC
5
17
最大油泵壓力
Mpa
16
18
油泵馬達(dá)功率
Kw
18．5
19
電熱功率
Kw
9．75
20
外型尺寸
M
4．83×1.26×1.96
21
機(jī)器重量
T
4.6
22
料斗容積
Kg
25
23
油箱容積
L
280
注射機(jī)的相關(guān)系數(shù)的校核
注射壓力校核 查表可知，ABS所需的注射壓力為80~110，這里取=100 ， 該注射機(jī)的公稱注射壓力 =237,注射壓力安全系數(shù)=1.25~1.5.取=1.4,則有：=1.4X100=140<145,所以校核注射機(jī)注射壓力合格。
鎖模力校核
[5] （2-2）
--注射機(jī)的鎖模力（N）
--塑料制件在分型面上的垂直投影面積
--澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積
---型腔數(shù)目
--塑料熔體在模具型腔內(nèi)的平均壓力
通過軟件測量得：=70x140=9100
=0.2As=0.2X9100=1820
1200000>30(2x9100+1820)=20020
所以，注射機(jī)鎖模力合格。
對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。
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第三章 注塑模設(shè)計(jì)
3.1 注射模具分型面的選擇
3.1.1 分型面的基本形式
模具分型面可能垂直于合模方向，也可傾斜于合模方向或平行于合模方向分型面的基本形式有水平分型面、斜分型面、階梯分型面、曲面分型面、組合分型面。
3.1.2 分型面位置的選擇原則
（1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處；（2）有利于塑件的脫模，確保在開模時(shí)使塑件留到動(dòng)模一側(cè)；（3）分型面的位置要有利于模具的排氣；（4）應(yīng)保證塑件的同軸度；（5）便于模具的加工，特別是型芯的加工；（6）不影響塑件外觀，尤其對外觀有明確要求的塑件，更應(yīng)注意分型面對外觀的影響；（7）避免長抽芯，長抽芯要放在動(dòng)模開模的方向；（8）要考慮飛邊在塑件上的位置（9）分型面的選擇要滿足塑件的使用要求。
3.1.3 分型面的選擇
根據(jù)對工件模型的觀察和分型面選擇的基本原則?，F(xiàn)選擇A-A為分型面。如圖3.1.3。
圖3.1.3 分型面
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3.1.4 模具分模設(shè)計(jì)
使用UG軟件進(jìn)行初步的三維分模設(shè)計(jì)，主要考慮到內(nèi)向扣位，需要斜頂，表達(dá)如下圖3.14所示
圖3.1.4 三維分模
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為：
第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。
（1）、成型前對原材料的預(yù)處理
根據(jù)注射成型對物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。
（2）、料筒的清洗
在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)
換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。
柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。
（3）、脫模劑的選用
脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用?
第二步: 注射成型過程
完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。
3.2.1 澆注系統(tǒng)的組成
一般澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴四個(gè)部分組成
（1）主流道。是塑料熔體進(jìn)入模具型腔最先經(jīng)過的部位，它將注塑機(jī)噴嘴射出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或者型腔。
（2）分流道。是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體流動(dòng)的通道，在多型腔模中必不可少，而在單型腔模具中，有時(shí)可以省去。
（3）澆口。也稱為進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。
（4）冷料穴。將主流道或者分流道延長所形成的井穴。
3.2.2 注射模具主流道的設(shè)計(jì)
主流道的大小和塑料充模速度、時(shí)間長短有著緊密的關(guān)系，若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收凝料多、冷卻時(shí)間長，易使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品的質(zhì)量，同時(shí)也易造成冷卻不足，主流道脫模困難。
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（1）主流道的設(shè)計(jì)
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。主流道的形狀與尺寸對塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力損失最小[7]。
（2）主流道尺寸
為了讓主流道凝料能從澆口套中順利拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角為2o～4o。小端直徑d比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5mm～1 mm。由于小端的前面是球面，其深度為3mm～5 mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1mm～2mm。流道的表面粗糙度值為0.08 。
（3）主流道澆口套
主流道澆口套采用優(yōu)質(zhì)鋼T8A材料制造，熱處理淬火硬度53HRC—57HRC。如圖3.2。
圖3.2 澆口套
3.2.3 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口的連接部分，其基本作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料，以較快的速度送到澆口進(jìn)行充模。同時(shí)，在保證充滿型腔的前提條件下，要求分流道中殘留的熔融塑料最小，以減少冷料的回收。
分流道設(shè)計(jì)基本要點(diǎn)：
在保證注射成型工藝的條件下，分流道的截面積應(yīng)盡量小，長度應(yīng)盡量短。
較長的分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴，以防止注射時(shí)冷料和空氣進(jìn)入模腔。
當(dāng)分流道開設(shè)在定模的側(cè)邊，并從澆口處延伸很長時(shí)，要加設(shè)拉料桿，便于開模時(shí)冷料易脫出
分流道較多時(shí)，應(yīng)加設(shè)分流錐，避免熔融的塑料直接進(jìn)入模腔而沖出型腔。
設(shè)計(jì)分流道時(shí)，應(yīng)先選較小的尺寸，以便于試模后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修補(bǔ)
分流道表面粗糙度要求達(dá)到1.6μm
3.2.4 澆口的設(shè)計(jì)
（1）澆口的概念
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好、高質(zhì)量地注射成形[8]。
（2）澆口的作用
澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類。非限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，其作用如下：
澆口通過截面積突然變化，使塑料熔體通過撓口的流速有突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的。澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離。
（3）澆口的選擇
本模具為一模兩腔，選擇側(cè)澆口。側(cè)澆口為半圓形狀，可以大大的縮短冷卻時(shí)間，縮短成型周期。易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀。澆口設(shè)置在塑件表面，澆口截面形狀簡單，容易加工，且注射效率高。
3.2.5 冷料穴和脫模裝置
冷料穴設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對面的動(dòng)模板上。它的作用是用來儲(chǔ)存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時(shí)，如果它們進(jìn)入流道，將堵塞流道并減緩料流速度。進(jìn)入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。球形拉料裝置由冷料穴、拉料桿組成。
3.3 型腔的排列
型腔的布置采用對稱分布，以防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料。平衡性好，加工容易，使用比較廣泛。如圖3.3所示
圖3.3 型腔布置
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第四章 成型零件和模體的設(shè)計(jì)
4.1 模具型腔型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型腔是成型塑件外表面的零件，它一般安裝在定模板上，型腔的結(jié)構(gòu)隨著塑件形狀，成型需要、模具加工裝配等工藝要求而變化，其結(jié)構(gòu)形式有整體式和組合式兩種形式。
（1）整體式型腔。整體式型腔由整塊材料加工而成，其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡單、牢固、強(qiáng)度高、成型塑件無拼縫線；缺點(diǎn)是對于形狀復(fù)雜的凹模其加工困難需用電火花和數(shù)控加工，模具熱處理變形大，它適用于中、小型且形狀簡單的模具。
（2）組合式型腔。 是指多塊材料加工而成，優(yōu)點(diǎn)是簡化了復(fù)雜型腔的加工工藝、減少了熱處理變形、有利于排氣、節(jié)約了貴重的模具鋼；缺點(diǎn)是型腔的精度、裝配的牢固性會(huì)受影響、在塑件上留下了鑲拼的痕跡，它適用于形狀復(fù)雜的模具，根據(jù)其組合形式不同又分為整體式嵌入式凹模；局部鑲拼式凹模，大面積鑲拼式凹模等。
根據(jù)對塑件的機(jī)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)采用整體式型腔。如下圖4.1所示。
圖4.1 型腔結(jié)構(gòu)圖
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型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：型芯時(shí)成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常分為整體式和組合式兩種類型。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分心，根據(jù)對塑件的機(jī)構(gòu)分析，型芯設(shè)計(jì)采用整體式型腔。如下圖4.11所示。
圖4.11型芯結(jié)構(gòu)圖
4.2 成型零件的尺寸確定
4.2.1 成型零部件工作尺寸的計(jì)算
成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。
在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開零部件的工作尺寸。
塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會(huì)引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定ABS材料的平均收縮率為0.5%，剛計(jì)算模具成型零部件工作尺寸的公式為：
式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸
B — 塑件在常溫下實(shí)際尺寸
成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級(jí)作為模具制造公差。在此取IT8級(jí)，型芯工作尺寸公差取IT7級(jí)。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。
①型芯的徑向尺寸的計(jì)算：
按平均收縮率計(jì)算型芯的徑向尺寸：
經(jīng)查《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》可知ABS的平均收縮率為1.005 ，根據(jù)塑件精度等級(jí)(IT8)，其徑向基本尺寸為125.62mm,那么它的浮動(dòng)尺寸為那么它的浮動(dòng)尺寸為125.62+0.48 0
根據(jù)公式 LM = [LS +SCP ·LS + 3 4Δ]-δ
LM = [125.62+125.62×1.005+3 4 ×0.48]-δ=Δ/3
LM = 131.679 -0.16
式中 LM —零件制造徑向尺寸；
LS —徑向的基本尺寸；
δ —對于小型零件等于Δ/3（Δ為制件允許的公差值）；
②型芯尺寸的高度計(jì)算
同樣也是按收縮率來計(jì)算值：這時(shí)規(guī)定制件孔深的名義尺寸HS 為最小尺寸，偏差Δ為正偏差，型芯高度的名義尺寸為HM為最大尺寸，偏差為負(fù)偏差,而其基本尺寸為10.55mm，浮動(dòng)尺寸為10.55+0.92 0，同上可以得到型芯高度名義尺寸：
HM = [HS + SCP·HS + 2 3 Δ]-δ HM = 10.55-0.3
4.3.型腔尺寸的計(jì)算
因?yàn)橐悦娴男托境叽绲挠?jì)算時(shí)都是以型腔為準(zhǔn)的，因此有一部分的尺寸（26mm的尺寸）只考慮了型腔各尺寸的制造加工尺寸。
① 型腔徑向尺寸的計(jì)算為：
同樣也是按平均收縮率來計(jì)算其尺寸，已知在給定條件下的平均收縮率SCP =1.005，制件型腔的名義尺寸為LM （最小尺寸），公差值為δ（正偏差），則型腔的平均尺寸為：LM +δ 2 ?？紤]到收縮量和磨損值，其計(jì)算公式為：
LM = [LS + LS·SCP - 3 4 Δ]+δ
a.基本尺寸為10.55mm時(shí)，可得如下值；
LM = [10.55+10.55×1.005- 3 4×0.56]+Δ/3
LM = 10.55+0.18 0
那么 LM = 10.55+0.18 0
b.基本尺寸為24 mm時(shí)，可得如下值；
LM = [24+24×1.8% - 3 4×0.92]+Δ/3
LM = 23.74 +0.26 0
那么 LM = 23.94+0.26 0
c.基本尺寸為30 mm時(shí)，可得如下值；
LM = [30+30×1.8% - 3 4×0.92]+Δ/3
LM = 29.85 +0.26 0
那么 LM = 30.05+0.26 0
4.4.型腔深度尺寸的計(jì)算:
也是按平均收縮率計(jì)算型腔的深度尺寸，在型腔深度尺寸的計(jì)算中，規(guī)定制件高度的名義尺寸為HS 為最大尺寸 ，公差以負(fù)偏差表示。型腔深度名義尺寸HM為最小尺寸，公差以正偏差表示。型腔的底部或型芯的端面與分型面平行，在脫模過程中磨損很小磨損量就不考慮， 據(jù)公式
HM = [HS + HS·SCP - 2 3Δ]+δ
可得
a.深度尺寸為2mm 時(shí)：
HM = [2+ 2×1.8% - 2 3×0.32]+0.32/3
HM = 1.82+0.1 0
b.深度尺寸為22mm時(shí)：
HM = [22+ 22×1.8% - 2 3×0.92]+0.92/3
HM = 21.78+0.3 0
4.5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正常快速充模，同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。
在塑料熔體充模過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體，塑料中某些添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)所生成的氣體。常用的排氣方式有利用配合間隙排氣，在分型面上開設(shè)排氣槽排氣，利用推桿運(yùn)動(dòng)間隙排氣等。
由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。
4.6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。
4．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則
使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）；
推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排；
推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂；
推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形；
推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；
4．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇
推出機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機(jī)構(gòu)等。
本設(shè)計(jì)中采用推板加推桿推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。
4．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)
（1）、推桿布置
該塑件采用了司筒針頂出BOSS柱位置，倒扣位置采用10跟斜頂頂出，另外增加兩個(gè)直頂，其分布情況如圖（10）所示，這些推桿與直頂均勻的分布在產(chǎn)品邊緣處，使制品所受的推出力均衡。
4.6.4 斜梢設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)
模具斜頂又名斜梢，斜頂是以港資模具廠為主的珠三角地區(qū)模具行業(yè)的慣用說法，是模具設(shè)計(jì)中用來成形 ?
產(chǎn)品內(nèi)部倒鉤的機(jī)構(gòu)，適用于比較簡單的倒鉤情況。：
1.斜梢設(shè)計(jì)時(shí)在退模方向應(yīng)jin盡量取較短方向。
2.斜梢在計(jì)算其開模角度時(shí)僅量取大, 角度以不超過10°為原則. 另需考慮斜梢開模后退行程中可能會(huì)帶動(dòng)成品偏移, 所以L應(yīng)取成品的4/5H, 部份模具4/5A, A°可能會(huì)超過10°以上, 則取10°再將頂針凸出公模面0.5-1mm, 作為定位作用。
3.斜梢頂部一般約需比公模略低0.05mm。
4.斜梢上若有凸起(靠破洞)時(shí)應(yīng)增加脫模角, 角度以3°以上為佳, 最多可作至6°。
5.大斜梢設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮頂出撓度問題, 所以后蓋最好作在KO孔正上方。
6.大型斜斜梢在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)防前傾及頂出時(shí)左右頂出不均時(shí)可能出現(xiàn)的擺動(dòng)力量. 所以最好設(shè)置 T型槽及鴳尾槽.
7.有斜梢時(shí), 最好加裝EGP, 防止斜梢移動(dòng)時(shí)側(cè)向分力影響頂出順暢.
8.當(dāng)斜梢頭部有靠插破時(shí)，回位銷下加裝彈簧以保護(hù)斜梢靠插破面。
9.斜梢設(shè)計(jì)時(shí)，注意成品公模側(cè)定位，防止斜梢運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)成品。
10.半截式斜梢設(shè)計(jì)時(shí)不可以讓斜梢完全頂出。
本模具設(shè)計(jì)中，斜頂內(nèi)抽芯距離非常小，所以在設(shè)計(jì)斜頂角度時(shí)，采用較小的斜度，這里去斜頂角度為5°。斜頂?shù)撞抗潭ㄓ陧斸槹迳?，與頂針板同時(shí)運(yùn)動(dòng)，其作用是，頂出產(chǎn)品，完成抽芯。斜頂分布如圖所示。
圖（10）斜頂頂出系統(tǒng)
（2）、推桿的設(shè)計(jì)[7]
本設(shè)計(jì)中采用臺(tái)肩形式的圓形截面推桿，設(shè)計(jì)時(shí)推桿的直徑根據(jù)不同的設(shè)置部位選用不同的直徑，。見圖（１0）。推桿端平面不應(yīng)有軸向竄動(dòng)。推桿與推桿孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，ABS塑料的溢料間隙為。
本設(shè)計(jì)中，機(jī)殼產(chǎn)品含有三個(gè)BOSS柱，BOSS采用三根大小相同的司筒針頂出，其規(guī)格大小，與柱子大小相同：φ1.3xφ3x200x150
4．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的聚苯乙烯ABS，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。
模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。
4．7.1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響
注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動(dòng)、固化成型、生產(chǎn)效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個(gè)塑料制品，模具溫度波動(dòng)過大都是不利的。過高的模溫會(huì)使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時(shí)間又會(huì)使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會(huì)降低塑料的流動(dòng)性，使其難于充模，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。
圖4.7.1 模具冷卻水路圖
4.8 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則
設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔道應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，模具設(shè)計(jì)者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積決定下列設(shè)計(jì)參數(shù)： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動(dòng)速率與熱傳性質(zhì)。
(1) 冷卻管路的位置與尺寸
塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。
通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英吋），在此取6mm。
第五章 模架的確定與校核
5.1 模架的確定
由前面的型腔大布置以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合模架標(biāo)準(zhǔn)架，選用結(jié)構(gòu) 形式為CI型，模架尺寸為350×400的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。如圖5.1所示
圖5.1 CI 350*400模架
模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用如下：
1、確定模具的基本類型
注射模具的分類方式很多，此處是介紹的按注射模具的整體結(jié)構(gòu)分類所分的典型結(jié)構(gòu)如下： 單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)成型零件的模、側(cè)向分型抽芯注射模、定模帶有推出機(jī)構(gòu)的注射模、自動(dòng)卸螺紋的注射模、熱流道注射模。
2、模架的選擇
根據(jù)對塑件的綜合分析，確定該模具是單分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可選擇CI型的模架。
CI型模具定模采用兩塊模板，動(dòng)模采用一塊模板，又叫兩板模，大水口模架，適合點(diǎn)澆口，潛伏式澆口，采用側(cè)芯及斜頂抽芯等的注射成形模具。
根據(jù)所選擇的模架的基本型可以選出對應(yīng)的模板的厚度以及模具的外輪廓尺寸，
經(jīng)過計(jì)算可以知道該模具是一模兩腔的模具：
把型腔排列成一模兩腔可側(cè)得長為250mm，寬為200mm，
模架的長L=250+復(fù)位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚400mm
模架的寬W=200+復(fù)位桿的直徑+型腔壁厚350mm
根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，在計(jì)算完模架的長寬以后，還需要考慮其他螺絲導(dǎo)柱等零件對模架尺寸的影響，在設(shè)計(jì)中避免干涉。
所以就取BL=350x400的模架，塑件的厚度為4mm，塑件的大部份膠位都留在定模部分，該模具型腔結(jié)構(gòu)簡易，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mm，B板的厚度取70mm，滿足強(qiáng)度要求，A板為60mm，C板為100mm（C的選擇應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度）
在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)椴捎谬堄浀腃I3540標(biāo)準(zhǔn)模架，其標(biāo)準(zhǔn)模腳的高度為100mm，完全滿足頂出要求。
綜上所述所選擇的模架的型號(hào)為：LKM CI-3540-A60-B70-C100
圖5.1.1 模架初始圖
5.2 模架尺寸的校核
根據(jù)所選的注射機(jī)來校核所選模架的尺寸
模具動(dòng)模定模固定平面尺寸 350x400 <410mmx410mm(拉桿間距)，校核合格
模具高度尺寸
模具閉合高度必須滿足以下公式
[5]
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
模具閉合高度290mm 290mm<355mm<450mm (模具的最小厚度，模具的最大厚度) ，校核合格
模具開模行程
對于臥式注射機(jī)，其開模行程與模具厚度有關(guān)，對于多分型面注射模應(yīng)有：
[7] （6-2）
式中 --推出距離
--包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度
=140~150 <500(開模行程)，校核合格
5.3 模具材料的選用
正確選用模具各部分零件的材料，是注射模具設(shè)計(jì)過程中的一項(xiàng)重要工作，它直接影響模具的使用壽命，加工成本以及制品的成型質(zhì)量[15]。選擇模具材料時(shí)，需要根據(jù)模具工作條件，從使用性能和加工性能兩方面對材料提高要求。
5.3.1. 成型零件材料選用
成型零件材料選用的要求如下：
（1）、機(jī)械加工性能良好
（2）、拋光性能良好
注射成型零件工作表面，多需拋光達(dá)到鏡面，，要求鋼材硬度35～40HRC為宜，過硬表面會(huì)使拋光困難。
（3）、耐磨性和抗疲勞性能好
（4）、具有耐腐蝕性能
5.3.2. 注射模用鋼種
熱塑性注射模成型零件的毛坯，凹模和主型芯以板材和模具供應(yīng)，本設(shè)計(jì)中，采用718H的預(yù)硬模具鋼，這個(gè)不做鋼材的分析與選擇，只對718H鋼材進(jìn)行分析[20]。
型芯和型腔由于采用了該預(yù)硬型塑料模具鋼，且鼠標(biāo)上蓋為廉價(jià)大量產(chǎn)品，表面有一定光潔度要求，所以模仁料無需淬火,需要長壽命，選擇718H，預(yù)硬型拋光塑料模具鋼，預(yù)硬硬度達(dá)到48-52HRC
第七章 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
頂出機(jī)構(gòu)的分類：按驅(qū)動(dòng)方式分類可分為：手動(dòng)頂出、機(jī)動(dòng)頂出、啟動(dòng)頂出。
按模具結(jié)構(gòu)分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出[20]。
（1）推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成
在注射成形的每個(gè)周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。
結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。
（2）結(jié)構(gòu)分類
手動(dòng)推出、機(jī)動(dòng)推出、液壓或氣動(dòng)推出。
（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
塑件留在動(dòng)模,塑件在推出過程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質(zhì)量,合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位,動(dòng)作可靠。
（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（a）推桿推出機(jī)構(gòu)
推桿推出機(jī)構(gòu)是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度．推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 但是因?yàn)橥茥U的推出面積一般比較小，易引起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。
（b）推管推出機(jī)構(gòu)
推管推出機(jī)構(gòu)是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，其脫模運(yùn)動(dòng)方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個(gè)周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會(huì)留下明顯的推出痕跡。
（c）推件板的推出機(jī)構(gòu)
凡是薄壁容器、殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出．推件板推出機(jī)構(gòu)義稱頂板頂出機(jī)構(gòu)，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。
特點(diǎn)：推件板推出的特點(diǎn)是頂出力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。
（d）活動(dòng)嵌件及凹模推出機(jī)構(gòu)
有一些塑件由于結(jié)構(gòu)形狀和所用材料的關(guān)系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機(jī)構(gòu)脫模時(shí)，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。
（5）頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：
塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時(shí)必須考慮到的問題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。
注射設(shè)備的頂出裝置都設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)，因此，在一般情況下開模時(shí)，盡量設(shè)計(jì)使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便于頂出塑件。這在分型面的選擇時(shí)就應(yīng)充分考慮。
在實(shí)踐中如果出現(xiàn)塑件并沒有留在動(dòng)模側(cè)的情況時(shí)，可設(shè)法增加動(dòng)默一側(cè)的阻力，一是將型芯的脫模斜度變小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影響塑件使用的前提下，在型芯側(cè)面人為的開設(shè)橫凹槽、凹窩等脫模障礙，以增大動(dòng)模的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時(shí)可采用定模頂出機(jī)構(gòu)。
塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時(shí)必須考慮到的問題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置[21]。
頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。
頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點(diǎn)應(yīng)在塑件承受頂出力最大的部件，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷。
頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。
圖7 推桿的安裝
第八章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
塑料注射成型是將熔融狀態(tài)的塑料向模腔高壓注射，其后這些熔料在摸腔中冷卻到塑料變形溫度以下固化成型。在塑料固化成型過程中，由熔融狀態(tài)冷卻到固化狀態(tài)是由熔料溫度和模具的溫差來實(shí)現(xiàn)的，而且一般說來，模具溫度應(yīng)在塑料熱變形溫度以下才能達(dá)到迅速固化成型的目的。但是模具的溫度既不能過高也不能過低。模具溫度過高會(huì)造成溢料，脫模困難，并使塑件固化時(shí)間延長，延長注射成型周期，降低生產(chǎn)效率；模溫過低則會(huì)影響注射熔料的流動(dòng)性，使塑料應(yīng)力增大，并可能出現(xiàn)熔接痕及缺料等制品缺陷，影響塑件質(zhì)量。模具溫度不均勻會(huì)使塑件變形，以及收縮率偏差等諸多問題影響塑件的質(zhì)量。為此，控制模具溫度是塑件注射成型中的重要環(huán)節(jié)[22]。
在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將
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