線輪的注塑模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

全 日 制 普 通 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)線輪注塑模具設(shè)計(jì)DESIGN OF LINE WHEELS INJECTION MOLD學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 指導(dǎo)老師及職稱：提交日期： 5 月目 錄摘要 ………………………………………………………………………1關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………11.前言…………………………………………………………………………22 塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………32.1 塑料模具的工藝性要求…………………………………………32.1.1 塑料制品的工藝要求………………………………………32.1.2 線輪結(jié)構(gòu)簡圖……………………………………………42. 1. 3 線輪的材料………………………………………………………42.2 線輪注射成型及模具結(jié)構(gòu)形式的確定…………………………52.2.1 塑件成型原理及特點(diǎn)…………………………………… 52.2.2 線輪注塑模具結(jié)構(gòu)形式的確定…………………………… 62.3 線輪模具注塑機(jī)的選擇及校核 ………………………………62.3.1 線輪模具注射機(jī)的選擇………………………………… 62.3.2 技術(shù)參數(shù)的校核……………………………………………83 線輪模具成型零件的設(shè)計(jì)………………………………………………103.1 線輪注塑分型面的選擇…………………………………………103.2 線輪注塑模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………… 113.2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則……………………………………… 113.2.2 線輪注塑模具主流道的設(shè)計(jì)………………………………123.2.3 線輪注塑模具澆口的設(shè)計(jì)……………………………… 133.2.4 線輪注塑模具澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)……………… 143.2.5 線輪注塑模具冷料穴的設(shè)計(jì)…………………………… 153.3 線輪注塑模具排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………153.4 線輪注塑模具成型零件工作尺寸計(jì)算………………………… 163.5 線輪注塑模具型腔側(cè)壁的計(jì)算及校核………………………… 174 線輪注塑模具脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………184.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則……………………………………………… 184.2 制品推出的基本方式……………………………………………194.3 線輪注塑模具脫模力的計(jì)算……………………………………… 194.4 線輪注塑模具推桿脫模設(shè)計(jì)……………………………………… 205 線輪注塑模具側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………225.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類和特點(diǎn)……………………………………… 225.2 線輪注塑模具脫模力的計(jì)算……………………………………… 225.3 線輪注塑模具抽芯距的計(jì)算……………………………………… 235.4 線輪注塑模具彎銷抽芯機(jī)構(gòu)………………………………………236 線輪注塑模具加熱和冷卻裝置的設(shè)計(jì)………………………………… 246.1 加熱系統(tǒng) ……………………………………………………………256.2 冷卻系統(tǒng)…………………………………………………………… 257 線輪注塑模具塑料模材料的選用及技術(shù)要求………………………… 287.1 線輪注塑模具塑料模材料的性能要求…………………………… 297.2 線輪注塑模具塑料模材料選用原則……………………………… 297.3 線輪注塑模具塑料模材料選用…………………………………… 298 結(jié)論……………………………………………………………………30參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………31致謝……………………………………………………………………………321線輪注塑模具設(shè)計(jì)摘 要：隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材行業(yè)的迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)在未來模具市場中，塑料磨具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。本設(shè)計(jì)在調(diào)研及資料收集的基礎(chǔ)上，展開對(duì)線輪塑料模具的設(shè)計(jì)。通過分析了塑件的成型工藝、材料性能及注射成型工藝參數(shù)的選擇；完成了澆注系統(tǒng)（包括主流道、分流道、排氣槽）的設(shè)計(jì)、分型面的選擇、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及冷卻裝置的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出的模具具有一定的生產(chǎn)使用價(jià)值及經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：塑料模具；生產(chǎn)使用價(jià)值Design of Line Wheels Injection MoldAbstract：With the rapid development of automobile, household appliance, electronic communication and various kinds of building materials in China, it is estimated that, the proportion of plastic mold keeps increasing gradually in the future mold marketplace at the speed more quickly than other molds. On base of collecting and studying, this thesis spread out the work of the plastic reel. First, it analyzed the molding technology of plastic parts and material properties, as well as the choices of parameters in injection technology. Then, it finished the design of Gating System (including the main tube, shunt gate, venting slot), the choice of Parting Face, and the design of Guiding Mechanism, Stripping Mechanism and Cooling Unit. This kind of mold holds some value of production and some advantages in economy.Key words：Plastic mold；the value of production1 前言近年來，我國塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)，單套重量達(dá)到 50t 藝術(shù)的注塑模，精密塑料模的精度已達(dá)到 3μm，制件精度為0.5μm 的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔2塑料模能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn) 4m/min 以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬供擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已經(jīng)有了較大提高，CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用已大為擴(kuò)大，高速加工擠 RP/RT 等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多。模具準(zhǔn)件覆蓋率及模具商品化率都已有了較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯出了一些新的趨勢，現(xiàn)綜合如下：1）模具的質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已經(jīng)越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢。為了滿足客戶這一要求，各方面的加工必須跟上。2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對(duì)象之前進(jìn)行開發(fā)，變被動(dòng)為主動(dòng)。日前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也已經(jīng)開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面。事實(shí)證明，這種做法不但使模具廠變被動(dòng)為主動(dòng)，而且對(duì)開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利,受到用戶的歡迎。3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大的變化。在某種意義上說：“模具是一種工藝品”的概念已逐漸被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾灰揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個(gè)模具工業(yè)水平不斷提高，正在被社會(huì)所接受。我國模具行業(yè)，目前已有 4 個(gè)國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，近百個(gè)省市級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型。人才是十分必要的。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫對(duì)技藝的要求。34）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨勢。21 世紀(jì)，信息越來越多，信息技術(shù)越來越先進(jìn)發(fā)達(dá)，信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前信息社會(huì)中，高水平的模具，現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是 CAD/CAM 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP 等技術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨勢已被行業(yè)所共認(rèn)。5）隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機(jī)遇，開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過，任務(wù)忙不過來，利潤水平和職工收入都很好，日子紅紅火火。以此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個(gè)趨勢，使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實(shí)力及進(jìn)入國際市場的競爭力。6）世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正加速向我國轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，二是投資，三是采購。這一趨勢雖然并非這幾年才有，但近幾年更加明顯。我們應(yīng)抓住機(jī)遇，加快發(fā)展步伐2 塑料制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 塑料制品的工藝性要求2.1.1 塑料制品(簡稱塑件)的設(shè)計(jì)不僅要滿足使用要求,而且要符合塑料的成型工藝特點(diǎn)，同時(shí)還要盡力使模具結(jié)構(gòu)簡單化。在進(jìn)行制品結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵循以下原則： [1]1）在保證塑件的使用性能、物理性能與力學(xué)性能、電氣性能、耐化學(xué)腐蝕性能的前提下，盡量選用價(jià)廉且成型性能又好的塑料。并力求塑件結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻，而且成型方便。2）在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，應(yīng)考慮模具的總體結(jié)構(gòu)合理，使模具型腔易于制造，模具的抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡單。3）在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，應(yīng)考慮塑料原料的成型工藝性，如流動(dòng)性，收縮性等，同時(shí)其塑件形狀應(yīng)有利于模具的分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。4）當(dāng)塑件的外觀要求較高時(shí)，應(yīng)先通過造形而后逐步繪制處圖樣?？傊芰现破返脑O(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：尺寸和精度、表面粗糙度、塑件制品形狀、壁厚、脫模斜度、圓角、加強(qiáng)筋、支承面、孔、螺紋、齒輪、嵌4邊、飛邊、文字與符號(hào)及制品表面裝飾等。2.1.2 線輪結(jié)構(gòu)簡圖線輪采用聚氯乙烯材料，中批量生產(chǎn)，其結(jié)構(gòu)如下圖 1圖 1 線輪結(jié)構(gòu)簡圖Fig1 Diagram of Line wheels structure2.1.3 線輪的材料1. 聚氯乙烯(PVC)是一種廣泛用于塑料制件的材料，硬質(zhì)聚氯乙烯主要有以下成型特點(diǎn)： [2]1）非結(jié)晶形塑料，吸濕性小，極易分解；2) 流動(dòng)性差；3）成型溫度范圍小，應(yīng)嚴(yán)格控制料溫；4) 模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，澆口截面積要大，不要有死角。2. PVC(硬)的主要性能指標(biāo)表 1 PVC（硬）的主要性能指標(biāo)Tab.1 The main performance indexs of PVC密度 g/cm3 1.38 彈性模量 MPa 2.9~3.4×103比容 cm3/g 0.9 導(dǎo)熱率 W/m.K 0.16吸水率%（24h） 0.04~0.4 抗拉屈服強(qiáng)度 MPa 50~80收縮率% 0.6~1.5 熔點(diǎn)°C 2123.聚氯乙烯的主要用途：聚氯乙烯被廣泛用于腐蝕性強(qiáng)的化工設(shè)備中，或制成各種耐化學(xué)藥品的容器、管道，用在儲(chǔ)存和輸送腐蝕性的氣體、液體中。硬聚氯乙烯中加入合適的穩(wěn)定劑和選用適當(dāng)?shù)闹谱龉に?，可制做耐候性良好的下水道水管，防火或阻火的窗框及裝飾材料。軟聚氯乙烯制造的人造革，有良好的耐腐蝕性和耐折性，可以制做沙發(fā)、箱子、旅行袋、椅子等。軟聚氯乙烯還可以制做軟管、薄膜、日用品、電線絕緣包皮等。5鑒于以上，選用硬聚氯乙烯作為線輪的材料。2.2 線輪注射成型及模具結(jié)構(gòu)形式的確定2.2.1 塑件成型原理及特點(diǎn)注射成型機(jī)分為柱塞式和螺桿式兩種 [3]，針對(duì)該塑件選用螺桿式。螺桿式注射機(jī)的成型原理：1）閉模、鎖模 啟動(dòng)注射機(jī)，動(dòng)模以低壓力快速向定模趨近，至快要接觸式，動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)切換成低壓低速，使動(dòng)模平穩(wěn)地與動(dòng)模合攏，形成注塑模腔，隨之再切換成高壓，以鎖緊模具，為注射做好準(zhǔn)備。2）注射 在模具鎖緊后，注射裝置前移，使噴嘴與模具主流道緊密貼合，之后壓力油進(jìn)入注射液壓缸，而與液壓缸活塞桿相接的螺桿，在液壓油的高壓作用下，將螺桿頭部的熔料高速高壓地射入模腔并充滿，這時(shí)作用于熔料上的壓力稱為注射壓力。3）保壓 注入模腔的熔料受到低溫模具的冷卻作用，溫度迅速降低，熔料也就產(chǎn)生收縮。此時(shí)，螺桿對(duì)熔料仍應(yīng)保持一定的壓力，使其頭部的熔料能及時(shí)補(bǔ)充模腔中因收縮減少的熔料，這種壓力稱為保壓壓力。4）塑件冷卻固化 當(dāng)熔料的溫度繼續(xù)下降澆口處的熔料首先凝固，這樣，模腔內(nèi)的熔料便沒有從澆口處回流的可能。這時(shí)，液壓缸內(nèi)的保壓壓力可卸去，鎖模力也可撤銷，熔料在模腔內(nèi)冷卻定型。5）預(yù)塑 在熔料被冷卻定型的同時(shí)，螺桿在驅(qū)動(dòng)作用下旋轉(zhuǎn)，將來自料斗的粒狀塑料向前輸送，并使其塑化，被推送至螺桿頭部，其壓力使螺桿后退。當(dāng)螺桿退到計(jì)量刻度，即標(biāo)明此時(shí)螺桿頭部聚集的熔料已達(dá)到定量要求，這時(shí)，行程開關(guān)被觸碰，螺桿便在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)斷電的作用下停止轉(zhuǎn)動(dòng)，為下次的注射作好準(zhǔn)備。6）脫模 當(dāng)塑件在模腔中固化成型后，注射裝置即可撤去，使噴嘴脫離溫度較低的模具，合模裝置即會(huì)打開，脫模機(jī)構(gòu)將塑件頂出，注塑也就完成了一次工作循環(huán)。2.2.2 線輪注塑模具結(jié)構(gòu)形式的確定2.2.2.1 確定型腔數(shù)量及排列方式當(dāng)塑料制件的設(shè)計(jì)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(diǎn)：1）塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致；62）工藝參數(shù)易于控制；3）模具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡化。一般來說，對(duì)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(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，可以使生產(chǎn)效率大為提高，但對(duì)于精度要求高的小型制品和中大型制品應(yīng)優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)。分析初步定為一模一腔, 見圖 2。圖 2 一模一腔示意圖Fig.2 The schemes of exactly a cavity2.2.2.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定：采用直接澆口，為單分型面模具，由定模和動(dòng)模組成，只有一個(gè)分型面，開一次即可取出塑料制品。選擇單型面的原因是為了使塑件本身的形狀和外觀不受損壞，同時(shí)便于塑件脫模。2.3 線輪模具注塑機(jī)的選擇及校核2.3.1 線輪注塑模具注射機(jī)的選擇注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。注射機(jī)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(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)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(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注塑機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)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。2.3.1.1．注射機(jī)的選用原則： [4]1）計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量）的 0.8 倍；72）模具成型時(shí)需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力；3) 模具型腔注射時(shí)所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力；4）模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大，最小閉合高度之間；5）模具脫模取出朔件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程；6）模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時(shí)應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對(duì)應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對(duì)應(yīng)，注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足脫件條件。2.3.1.2 有關(guān)制品的計(jì)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(shí)也可以借助計(jì)算機(jī)輔助軟件(如：Pro/E 軟件等)建立制品模型（對(duì)于沒有提供樣品的設(shè)計(jì)，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(jì)算制品的各個(gè)參數(shù)，又更為直觀、形象。因條件所限,本設(shè)計(jì)是由測繪所的體積：1）制品的體積為：V 1=40.17（cm3） （2.1）質(zhì)量為： m=1.38g/cm3 40.17cm3=55.43g ?2）初步估計(jì)澆注系統(tǒng)的體積約為塑件的 0.7 倍：V2=40.17 0.7 =28.119（cm3） 本設(shè)計(jì)中取 V2=28（cm3） （2.2）3）該模具一次注射共需塑料的體積約為：V0=V1+ V2 =68.17（cm3） （2.3）2.3.1.3 注射機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 XS—ZY—125 的注射機(jī)。近年來我國引進(jìn)注射機(jī)的機(jī)型很多，國內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的“注射機(jī)使用說明書”上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號(hào)為 XS—ZY—125 的注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下表： [5]8表 2 XS—ZY—125 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Tab.2 The main technical parameters of Injection machine額定注射量（cm3） 125 螺桿(柱塞)直徑（mm） 42注射壓力（MPa）注射時(shí)間(s)最大成型面積（cm2）模具最大厚度（mm）合模方式頂桿中心距（mm）1201.6320300液壓—機(jī)械230注射行程（mm）鎖模力（kN）最大開合模行程（mm）模具最小厚度（mm）噴嘴球頭半徑（mm）噴嘴孔徑（mm）1159003002001242.3.2 技術(shù)參數(shù)的校核2.3.2.1 最大注射量的校核：塑件連同澆注系統(tǒng)在內(nèi)的質(zhì)量或體積一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的80％。nVs＋Vj 0.8Vg?將（2.3）式代入上式得 68.17 0.8×125＝100 cm3 ?（2.4）式中 n －模具的型箱數(shù)目；Vs－單個(gè)塑件的容積（cm3）或質(zhì)量（g） ；Vj－澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料的容積（cm3）或質(zhì)量（g） ；Vg－注射機(jī)的額定注射量（cm3或 g） 。2.3.2.2 注射壓力的校核：該注射機(jī)的注射壓力為 120MPa，PVC（硬）的注射壓力為 80～120MPa，所以能夠滿足要求。2.3.2.3 由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 n： [5]12360/MKTn??（2.5）將表中數(shù)據(jù)代入上式得 1.78 1（符和要求） ?9式中 K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8；M—注射機(jī)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） ；M1—單個(gè)制品的質(zhì)量和體積（g 或 cm3） 。 2.3.2.4 按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 n：12MKnn??（2.6） 將表中數(shù)據(jù)代入上式得 1.064 1 （符合要求）?式中 M n—注射機(jī)允許的最大注射量（g 或 cm3） 。2.3.2.5 按注射機(jī)的鎖模（合模）力的校核：注射模從分型脹開的力（鎖模力）應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，既F P（n A1+ A2）?式子的右面＝461.8kN 900kN（符合要求）?式中 F—注射機(jī)的額定鎖模力（kN）A1—單個(gè)制品在模具分型面上的投影面積（mm2）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；成一般制品為 24~34Mpa；精密制品為 39~44Mpa。本設(shè)計(jì)中取模腔內(nèi)的平均壓力為 30Mpan—型腔個(gè)數(shù)2.3.2.6 開模行程的校核：Smax S=H1+H2+5～10?S=18+54+5 =77mm （2.7）而注射機(jī)的最大開模行程是 300mm，所以（符合要求）式中 Smax—注射機(jī)最大開模行程（mm）H1—推出距離（脫模距離） （mm）H2—包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）2.3.2.7 注射機(jī)定位孔與模具定位圈配合校核:為了使模具安裝在注射機(jī)上，其主流道中心線應(yīng)與注射機(jī)噴嘴中心線重合，10其模具的定位圈與注射機(jī)定模上的定位孔應(yīng)呈較松的間隙配合，定位圈的高度對(duì)于小型模具為 8～10，對(duì)于大型模具為 10～15mm。2.3.2.8 噴嘴的校核：模具主流道的球面應(yīng)與注射機(jī)的噴嘴球頭半徑吻合或稍大，以便脫卸主流道中的凝料，主流道小端孔徑應(yīng)較噴嘴前端孔徑略小。即澆口套球面半徑 R 與進(jìn)口直徑 d 應(yīng)略大于相應(yīng)的注射機(jī)尺寸 r 和 d1，滿足關(guān)系式如下：R＝r＋0.5～1mm d＝d1＋1～2mm （2.8）因此，應(yīng)選擇球面半徑 R＝13mm，進(jìn)口直徑 d＝6mm。3 線輪模具成型零件的設(shè)計(jì)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(gòu)成這個(gè)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(shí)反復(fù)與塑件摩檫，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性和較低的表面粗糙度。同時(shí)要考慮零件的加工性和模具的制造成本。 [6]成型零件形狀復(fù)雜，精度高，表面粗糙度低，一般工具鋼制造，需經(jīng)熱處理。3.1 線輪注塑模具分型面的選擇3.1.1 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(guān)系到塑件的正常成型和脫模具,而且涉及模具結(jié)構(gòu)與制造成本.在制品設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)考慮成形時(shí)分型面的形狀和位置，否則無法用模具成形。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計(jì)制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。3.1.2 分型面的選擇原則 [8]1）分型面應(yīng)選擇在制品的最大截面處,無論塑件以何方位布置型腔,都應(yīng)將此作為首要原則；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(huì)在塑件上產(chǎn)生飛邊；113）盡可能使制品留在動(dòng)模一側(cè),因?yàn)樵趧?dòng)模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡便易行；4）有利于保證制品的尺寸精度；5）盡可能滿足制品的使用要求；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；7）長型芯應(yīng)置于開模方向,當(dāng)塑件在相互垂直方向都需設(shè)置型心時(shí),將較短的型心設(shè)置在 4 側(cè)抽芯方向,有利于減小抽拔距離；8）有利于排氣；9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu),應(yīng)盡量避免側(cè)向分型或抽芯；10）在選擇非平面分型面時(shí)，應(yīng)有利于型腔加工和制品的脫模方便。對(duì)于該設(shè)計(jì)，在進(jìn)行制品設(shè)計(jì)時(shí)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：分型面與開模方向垂直，如圖 3 所示。圖 3 分型面示意圖Fig.3The schemes of parting surface3.2 線輪注塑模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔為止的一種完整的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)制品質(zhì)量影響很大。它的作用是將塑料熔體順利地充滿到模具行腔深處,以獲得外形輪廓清晰,內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件.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、澆口、冷料穴。3.2.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 [10]1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上,應(yīng)有壓降,流量和溫度的分布的均衡布置；2）結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置；3）盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時(shí)間；4）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體流動(dòng)、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，有利于排氣和補(bǔ)縮，且應(yīng)設(shè)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(bǔ)料；125）避免高壓熔體對(duì)模具型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移的產(chǎn)生；6）澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或者易于切除和整修；7）熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量及位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù)先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對(duì)制品質(zhì)量的影響；8）盡量減少因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料凝料用量；9）澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有 IT8 以上的精度要求；10）設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施；11）盡可能使主流道中心與模板中心重合，若無法重合應(yīng)使兩者的偏離距離盡可能小。3.2.2 線輪注塑模具主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴射出的熔體導(dǎo)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(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。3.2.2.1．主流道尺寸 1）主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴直徑+1～2mm=4+1～2mm 取 d =6（mm） （3.1）這樣便于噴嘴和主流道能同軸對(duì)準(zhǔn),也能使的主流道凝料能順利脫出2）主流道球面半徑主流道入口的凹坑球面半徑 R,應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑的 0.5～1mm.反之,兩者不能很好的貼合,會(huì)讓塑件熔體反噴,出現(xiàn)溢邊致使脫模困難.R=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+0.5～1mm =12+0.5～1mm=13mm （3.2） 3）主流道長度 L一般按模板厚度確定，但為了減小充模時(shí)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(shí)，可以將主流道襯套挖出深凹坑，讓噴嘴伸入模具。本設(shè)計(jì)中結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)13取 L=35（mm）4）主流道大端直徑D=d+2Ltgα（錐度 α 為 2°～ 6°，取 α=3°） （3.3）≈9 取 D=9（mm） 2．主流道襯套的形式及尺寸主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)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(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 45 鋼、T8A、T10A 等，熱處理硬度為 53～58HRC。圖 4 澆注口簡圖Fig.4 The diagram of Pouring enter3.2.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，它的作用是增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料，以保證充填實(shí)，確保制品質(zhì)量。澆口的形狀、位置和尺寸對(duì)制品的質(zhì)量影響很大。3.2.3.1．澆口的主要作用有如下幾點(diǎn)： [11] 1）熔體充模后，首先在澆口處凝結(jié)，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流；2）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模；3）易于切除澆口尾料；4）對(duì)于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料。對(duì)于多澆口的單型腔模具，澆14口還能用以控制熔接痕的位置。3.2.3.2．澆口尺寸的確定澆口的截面積一般為分流道截面積的 3%～9%，截面的形狀多為矩形（寬度與厚度的比為 3：1）或圓形；澆口長度約為 0.5～2.0mm 左右。在設(shè)計(jì)的時(shí)候一般取小值，在 以便在試模時(shí)修正。澆口最終的具體尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和零件的尺寸和形狀的要求確定。3．澆口位置的選擇澆口位置與數(shù)量對(duì)制品質(zhì)量影響很大，選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則：1）澆口應(yīng)設(shè)在能使型腔的各部位、各角落同時(shí)充滿的位置；2）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件較厚的部位，以使熔料從厚斷面移入薄斷面，以利于補(bǔ)料；3）澆口應(yīng)設(shè)在有利于排除型腔中氣體的部位；4）口應(yīng)設(shè)在避免塑件表面產(chǎn)生熔合紋的部位；5）對(duì)于帶有長型心的模具，澆口應(yīng)設(shè)置在能使進(jìn)料沿型心軸向均勻進(jìn)行，以免型被熔體沖擊而變形；6）澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體的斷裂；7）澆口的設(shè)置應(yīng)不影響塑件的外觀；8）澆口不要設(shè)置在塑件使用中承受彎曲載荷或沖擊載荷的部位。3.2.3.4．澆口結(jié)構(gòu)的形式注射模的澆口結(jié)構(gòu)形式較多，不同類型的澆口其尺寸、特點(diǎn)及應(yīng)用情況個(gè)不相同。按澆口的特征可分為限制澆口（既封閉式澆口，在分流道與型腔之間有突然縮小的阻尼式澆口）和非限制澆口（既開放式澆口，又稱直接澆口或主流道式澆口） ；按澆口形狀可分為點(diǎn)澆口、扇形澆口、盤形澆口、環(huán)行澆口及薄片式澆口；按澆口的特征性質(zhì)可分為潛伏式澆口、護(hù)耳澆口；按澆口所在的塑件的位置可分為中心澆口和側(cè)澆口等。本模具采用直接澆口，又稱主流道型澆口（即主流道作為直接澆口） ，在單型模腔內(nèi)，塑料熔體直接流入型腔，因而壓力損失小，進(jìn)料速度快，成型比較容易，另外，它傳遞壓力好，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造方便，但除去澆口困難，適合各種塑料成型，尤其加工熱敏性及搞黏度材料成型，高質(zhì)量的大型或深腔殼體，箱形塑料等等。15圖 5 主流道型澆口示意圖Fig.5 The schemes of Mainstream way type gate3.2.4 線輪注塑模具澆注系統(tǒng)凝料的脫出機(jī)構(gòu)通常采用直接澆口的模具，其澆注系統(tǒng)凝料一般與塑件連在一起。塑件脫出時(shí)，先用拉料桿拉住冷料穴，使?jié)沧沧⑾到y(tǒng)留在動(dòng)模一側(cè)，然后用推桿或拉料桿推出，靠其自重而脫落。3.2.5 線輪注塑模具冷料穴的設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流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(jī)料筒以內(nèi)約10～25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)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(dòng)性能及成形性能不佳，如果這里相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)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(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。主流道冷料穴常設(shè)在主流道的末端，開模時(shí)應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出,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(cè)向分型，冷料穴分別開在左右瓣合模上，開模時(shí)，將主流道中的凝料拉出來；側(cè)向分型時(shí)，冷料穴中的凝料會(huì)制動(dòng)脫落。 其中 D 為主流道大端直徑,該模具取 d=D=9 (mm), 其中 3 為主流道的冷料穴，這樣設(shè)計(jì)的好處是不僅能容納熔料的冷峰，同時(shí)還可以配合拉料桿巧妙的拉出凝料，見圖 6。161、澆注凝料 2、定模板 3、U 形冷料穴 4、型芯圖 6 主流道冷料穴Fig.6 The cold material acupuncture point of mainstream way3.3 線輪注塑模具排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1 排氣系統(tǒng)對(duì)確保塑件成型質(zhì)量起著重要的作用，排氣方式有以下幾種：1)利用排氣槽；2)利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙；3)對(duì)于大中型、深型腔塑件為了防止塑件在頂出時(shí)造成真空而變形，必須設(shè)置進(jìn)氣裝置。3.3.2 開設(shè)排氣槽應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1)根據(jù)進(jìn)料口的位置，排氣槽應(yīng)開設(shè)在型腔最后充滿的地方；2)盡量把排氣槽開設(shè)在模具的分型面上；3)對(duì)于流速較小的塑件，可利用模具的分型面及零件配合的間隙進(jìn)行排氣；4)排氣槽的尺寸要視塑料種類而定，通常為 0.01~0.03，一般情況下，ABS、HIPS、PC、PMMA、SAN 為 0.015；而高流動(dòng)性的塑料如 PP、PE、PA，若沒有加填充劑則為 0.01；5)當(dāng)型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又無可供派氣的推桿或可活動(dòng)的型芯時(shí)，可在型腔相應(yīng) 部位鑲嵌經(jīng)燒結(jié)的金屬塊（多孔合金塊）以供排氣。該套模具的排氣方式采用利用制品推桿的配合間隙，分型面以及活動(dòng)型芯滑塊之間的配合間隙來進(jìn)行排氣。3.4 線輪注塑模具成型零件工作尺寸計(jì)算凹模（型腔）和凸模（型芯）工作部分的尺寸計(jì)算 [13]171）凹模內(nèi)形尺寸的計(jì)算 塑料制品的外形尺寸取決于凹模的內(nèi)形尺寸，凹模內(nèi)形尺寸由如下公式計(jì)算：D M ＝[ D(1 + SCP ) - xΔ] + δM ＝[140(1 + 0.006) - ×2.20] + 0.27534=139.465 (mm) （3.4）2)凸模外形尺寸的計(jì)算 塑料制品的內(nèi)孔尺寸取決于凸模的外形尺寸，凸模外形尺寸的計(jì)算公式如下：dp ＝[ d(1 + SCP) + xΔΔ] 0p?δ（3.5）dp1 = [38(1 + 0.006) + ×2.20] =39.878 (mm)340.275?0.275?dp2 = [14(1 + 0.006) + ×1.10] =14.759 (mm)0138－ . 0.1383)凹模高度尺寸的計(jì)算 當(dāng)塑料制品高度尺寸為 時(shí):H?ΔHM ＝[ H(1 + SCP) + xΔ] ?δ M0＝＝ [20(1 + 0.006) + ×2.20]340.275?=21.74 (mm) 0.275?（3.6）式中：D M—凹模內(nèi)形公稱尺寸；D—塑料制品外形公稱尺寸；dp—凸模外形公稱尺寸；HM—凹模高度公稱尺寸；H—塑料制品的高度公稱尺寸；δm—凹模制造公差，一般為（ ～ ） ΔΔ ，，本設(shè)計(jì)取 ；18418δp—凸模制造公差，一般為（ ～ ） ΔΔ ，，本設(shè)計(jì)取 ；Δ—塑料制品公差；x —修正系數(shù)，一般為 ～ ，本設(shè)計(jì)取 ；12343418SCP—塑料的平均收縮率。3.5 線輪注塑模具型腔側(cè)壁的計(jì)算及校核在注射成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果型腔壁厚和底版的厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力是，型腔將導(dǎo)致塑件變形，甚至開裂。與此同時(shí)，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對(duì)型腔進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的計(jì)算：1） 對(duì)圓形整體型腔側(cè)壁厚度按剛度條件校核：??3145.）（ ?Ephs?（3.7） 按（3.7）計(jì)算結(jié)果為 4.487，而實(shí)際上最薄的壁厚是 8mm，所以符合要求。2） 對(duì)圓形整體型腔側(cè)壁厚度按強(qiáng)度條件校核：??????????12）（ prs?（3.8）按（3.8）計(jì)算結(jié)果為 4.462mm，設(shè)計(jì)中的壁厚為 8mm，所以符合要求；3） 對(duì)圓形整體型腔底版厚度按剛度條件校核??31456.0）（ ?Ephs?（3.9）按（3.9）計(jì)算結(jié)果為 3.65mm，設(shè)計(jì)中的實(shí)際最小厚度為 16mm，所以符合要求 ；4） 對(duì)圓形整體型腔底版厚度按強(qiáng)度條件校核??2187.0）（ ?prhs?（3.10）按(3.10)計(jì)算結(jié)果為 3.62mm，設(shè)計(jì)中的實(shí)際厚度為 16mm，所以符合要求式中 r—凹模內(nèi)半徑（mm） ， p—型腔壓力，一般為 25～45MPa19[σ]—彎曲許用應(yīng)力（MPa） ，具體值為 40Cr 785（MPa） δ—允許變形量（mm） ，按塑料性質(zhì)選取，一般不超過塑料的溢邊值，為 0.025～0.04mmE—彈性模量，鋼取 MPa510.2?4 線輪注塑模具脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)（或稱為推出機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)） 。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出，然后把其塑件從模具內(nèi)取出。4.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則脫模機(jī)構(gòu)的種類繁多，其設(shè)計(jì)是一項(xiàng)既復(fù)雜又靈活的工作，在實(shí)際中要敢于改革和創(chuàng)新。脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一般遵循下述原則：1）機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并且有足夠的剛度和強(qiáng)度。2）保證塑料不變形或者不損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的黏附力的大小及其所在部位，有針對(duì)性地選擇合適的脫模裝置，使推出重心與脫模阻力中心相重合。由于塑料收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，如凸緣，加強(qiáng)筋等處，作用面積也應(yīng)盡可能大一些，防止塑料變形或損壞。3）選擇頂出位置時(shí)，力求保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗?duì)外觀影響不大的部位。在采用推桿脫模時(shí)，尤其要注意這個(gè)問題。另外，在塑件直接接觸的脫模零件的配合間隙要保證不溢料，以避免在塑件上留下飛邊痕跡。4）盡量使制件留在動(dòng)模一側(cè)，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，致使模具結(jié)構(gòu)簡單。若塑件的結(jié)構(gòu)形狀不便于留在動(dòng)模，應(yīng)考慮對(duì)塑件的形狀進(jìn)行修改或在模具結(jié)構(gòu)上采取強(qiáng)制留模措施，實(shí)在不易處理時(shí)，在定模上設(shè)置較為復(fù)雜的脫模機(jī)。以上所述，針對(duì)本次設(shè)計(jì)，選擇推桿脫模機(jī)構(gòu)。4.2 制品推出的基本方式按模具中的推出零件分： [15] 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。2）推件板推出：對(duì)于輪廓封閉且周長較長的制品，采用推件板推出結(jié)構(gòu)。20推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定。3）推管推出：適用于薄壁圓桶形塑件。4）推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。5）利用成型零件推出制品的脫模：使用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件6）多元聯(lián)合式脫模：對(duì)于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機(jī)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作以完成脫模過程。本套模具的設(shè)計(jì)中的推出機(jī)構(gòu)形式不算太復(fù)雜，全部采用推件板推出。每個(gè)塑件采用 4 根推桿推推板推出，推桿與推板采用螺栓連接。推桿與推桿固定板，通常采用單邊 0.5mm 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 Ra 0.8，推桿?的材料常用 T8、T10 碳素工具鋼，熱處理要求硬度 HRC 50。?4.3 線輪注塑模具脫模力的計(jì)算計(jì)算公式如下：22tEsLco(1)Fmk?脫 π φ f-anφ＝ ＋ 0B（4.1）式中 t－塑件的平均厚度；E－塑件的彈性模量（MPa） ，E＝2400～4200MPa；s－塑料的平均收縮率（mm/mm） ，s＝0.6～1.5％；L－包容凸模的長度（mm） ；f－塑料與鋼的摩擦系數(shù)，f＝0.3；m－塑料的泊松比，m＝0.3；B－型芯在脫模力方向的投影面積（ ） ；m2－無因次數(shù)，隨 f 和 φ 的變化而變化， ＝1＋fsinφcosφ 或近2k k似取 1。21°°22*460.*86cos0.3tan610*71.F脫 π （ － ）＝ ＋ π （ － ）（4.2）＝154583.0171（N）4.4 線輪注塑模具推桿脫模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本線輪注塑模具采用推桿脫模結(jié)構(gòu)。因?yàn)橥茥U制造方便，滑動(dòng)阻力小，可以在塑料制品任意位置配置，更換方便，脫模效果好。4.4.1 推桿脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則如下：1） 推桿的直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，能承受一定的推力，一般直徑為 2.5～1.5mm，對(duì)于直徑為 2.5mm 以下的推桿最好做成臺(tái)階形狀。2） 推桿應(yīng)設(shè)在塑料制品最后及收縮率大的凸?；蛘哞偧浇?，但不要離凸模和鑲件裝配固定孔過近，以免影響固定板的強(qiáng)度。3） 推桿分布要合理，使推出塑料制品時(shí)受力均勻，保證塑料制品不變形。4） 塑料制品靠近主流道外的內(nèi)應(yīng)力大，易破碎，因此在主流道外應(yīng)盡量不設(shè)推桿。5） 為避免推桿與測模抽芯機(jī)構(gòu)發(fā)生沖突，推桿要避開抽芯處，如果必須設(shè)計(jì)推桿時(shí)，應(yīng)先考慮復(fù)位結(jié)構(gòu)。6） 推桿和推桿孔的配合間隙不能大于所用塑料的溢邊值，溢邊值一般為0.02～0.08mm。7） 推桿截面形狀，應(yīng)根據(jù)塑料制品的幾何形狀而定。8） 推桿和推桿孔的配合應(yīng)靈活可靠，不發(fā)生卡住現(xiàn)象。當(dāng)推桿直徑小于4mm 時(shí)，配合部分長度應(yīng)大于 6mm；推桿直徑大于 4mm 時(shí)，配合部分長度應(yīng)大于推桿直徑的 1.5 倍。4.4.2 推桿尺寸設(shè)計(jì)：材料：選用合金結(jié)構(gòu)鋼， ＝420MPasσE＝2.1× Mpa 510（4.3）圓柱形推桿的直徑可有歐拉公式 簡化得：3【 】214dk()nFLE脫＝22（4.4）式中:d－推桿直徑（mm） ；L－推桿長度（mm） ；－塑件的脫模力；F脫E－推桿材料的彈性模量（MPa） ；n－推桿的數(shù)量；k－安全系數(shù)，取 k＝1.5。＝13.92（mm） 124570*183.7d.5()＝4.4.3 強(qiáng)度校核：＝ ＝513.658 24dFn?脫σ π 2*1483.079π []?σ（4.5）所以取 d＝14mm，符合要求。推板的厚度設(shè)計(jì)：按強(qiáng)度計(jì)算： ＝15.922(mm)h[]KF脫＝ σ式中：K－系數(shù)，取 0.227；－推桿材料的許用應(yīng)力（MPa） ；[]σ－塑件的脫模力；F脫取 h＝16mm，符合要求推桿結(jié)構(gòu)形式簡圖如圖 7：圖 7 推桿結(jié)構(gòu)形式簡圖23Fig.7 The diagram of Push rod structure form5 線輪注塑模具側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)按其動(dòng)力來源可分手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、氣動(dòng)或液壓三大類。1）手動(dòng)側(cè)抽芯：這種模具結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、抽拔力有一定限制，故只在特殊場合下應(yīng)用，如試制新產(chǎn)品或小批量生產(chǎn)。2）機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯：開模時(shí)，依靠注射機(jī)的開模動(dòng)力，通過側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)改變運(yùn)動(dòng)方向，將活動(dòng)零件抽出。機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯操作方便、生產(chǎn)效率高、便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制動(dòng)化，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。機(jī)動(dòng)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)形式主要有：斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯、斜彎銷側(cè)抽芯、斜滑塊側(cè)抽芯、齒輪齒條側(cè)抽芯以及彈簧側(cè)抽芯。3）液壓或氣動(dòng)抽芯：在模具上配置專門的油缸或氣缸，通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行側(cè)向抽芯。這類機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是抽拔力大、抽芯距離長、動(dòng)作靈活且不受開模過程限制，常在大型注射機(jī)中使用。 5.2 線輪注塑模具脫模力的計(jì)算脫模力是指將塑件從型心上脫出時(shí)所需克服的阻力。它是設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)的重要依據(jù)之一。脫模阻力的計(jì)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(jì)算：F=Lhp（μcosα-sinα） =154.583（KN） （5.1）式中：F－脫模力（ N） ；L－側(cè)型心被包緊的截面周長（mm） ；h—成型部分深度（mm） ；p—單位面積積壓力，一般取 8~12MPa；μ—摩擦系數(shù)，取 0.15~0.2；α—脫模斜度。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用的是瓣合模，所以脫模斜度是零度。5.3 線輪注塑模具抽芯距的計(jì)算24抽芯距：型心從成形位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距。當(dāng)原材料確定時(shí)，抽拔力的大小與模具的結(jié)構(gòu)和塑件的形狀有密切的關(guān)系。一般抽拔距等于成形側(cè)孔或側(cè)凹的深度加上 2~3mm。在結(jié)構(gòu)比較特殊時(shí)，當(dāng)成形的塑件是圓形的線圈骨架時(shí)，其抽芯距按以下公式計(jì)算：s＝Htan θ （5.2）式中：s－抽芯距；H－斜導(dǎo)柱完成抽芯所需的行程；θ－斜導(dǎo)柱的傾斜角，一般取 15°～20°。本機(jī)構(gòu)取 s=36。根據(jù)計(jì)算結(jié)果和塑件的形狀分析本設(shè)計(jì)中采用彎板側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。5.4 線輪注塑模具彎銷抽芯機(jī)構(gòu)彎銷側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)是一種不常用的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，但它原理與斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的原理相同，具有傾斜角度大、抽芯距離大于斜導(dǎo)柱抽芯距、脫模力也較大等特點(diǎn)。5.4.1 彎板抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1） 彎板和滑塊孔的配合間隙應(yīng)有 0.5~1mm 的間隙，以保證開模瞬間使塑件松動(dòng)，并使鎖緊楔先脫離滑塊，避免干涉抽芯動(dòng)作。2） 彎板的傾角 α 一般取 20°~30°，而鎖緊塊的斜度應(yīng)大于 α，一般為 α+（2~3） °。3）活動(dòng)型心可以與滑塊做成一體，也可以將活動(dòng)型心安裝在滑塊上成組合式，其連接必須牢固可靠。4) 滑塊在導(dǎo)滑槽中活動(dòng)必須平穩(wěn)順利，不得發(fā)生卡死或跳動(dòng)現(xiàn)象。5) 為防止滑塊在成性過程中受力而移動(dòng)，需用鎖緊塊鎖緊。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) 彎板在定模，滑塊在動(dòng)模的結(jié)構(gòu)，必須考慮滑塊復(fù)位時(shí)與推出機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉的現(xiàn)象。5.4.2 線輪注塑模具彎板的各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算：1）開模行程的計(jì)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(jī)移動(dòng)模板的最大行程，根據(jù)以上的要求，取斜導(dǎo)柱的傾角 θ 為 25°25H＝s ctgθ≈77.2（mm） （5.3）式中：H—開模行程（mm） ；s—抽芯距（mm） ；θ－彎板的傾斜角。2）彎板長度的計(jì)算彎板用于抽芯的有效長度為=36/sinθ≈85.2（mm） 4L（5.4）式中： —彎板工作部分的長度（mm） ；4Ls—抽芯距（mm） ；θ－彎板的傾斜角。綜合以后的考慮初步確定其總長為 115mm。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 8 所示圖 8 彎板抽芯機(jī)構(gòu)簡圖Fig.8 The diagram of Curved plates core-pulling mechanism6 線輪注塑模具加熱和冷卻裝置的設(shè)計(jì)266.1 加熱系統(tǒng)熱澆道模具以及成形熱固性塑料模具到需設(shè)加熱系統(tǒng)。對(duì)大多數(shù)熱塑性塑料，當(dāng)成形溫度 80oC 以上時(shí)，模具應(yīng)設(shè)加熱系統(tǒng)。由于該套模具的模溫要求無需設(shè)置加熱裝置。6.2 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(shí)其溫度在 60oC 以下。熱塑性塑料在注射成形后，必須對(duì)模具進(jìn)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。對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料（例如：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍66 等） ，因?yàn)槌尚喂に囈竽囟疾惶撸猿Ｓ贸厮畬?duì)模具進(jìn)行冷卻，以使塑件在模內(nèi)加快冷卻定型縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。PVC 的成形溫度、模具溫度、脫模溫度分別為 160～190oC、30～60oC、70～90oC。6.2.1 冷卻介質(zhì)：有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看?，傳熱系?shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。6.2.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：1） 盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡。2） 冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻的效果越均勻。3） 盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當(dāng)塑件的壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等。4） 澆口處加強(qiáng)冷卻，一般在注射成型時(shí)，澆口附近的溫度最高。5） 應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差，如果進(jìn)水與出水的溫差過大，將使模具的溫度分布不均勻。6） 合理選擇冷卻水道的形式，對(duì)于收縮大的塑件應(yīng)沿收縮方向開設(shè)冷卻水孔。7） 合理確定冷卻水管接頭位置。8） 冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機(jī)構(gòu)發(fā)生干涉現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要通盤考慮。9）冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞。3、 冷卻裝置的理論計(jì)算（僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)作強(qiáng)制對(duì)流的散熱，而忽略27其它因數(shù)）如果忽略模具因空氣對(duì)流、熱輻射以及與注射機(jī)接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對(duì)模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行初步的和簡略的計(jì)算，該制品平均厚度為 2mm，其冷卻時(shí)間略為 30s，成型總周期在 50～60s，既每分鐘注射一次：1）求塑件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 Q查表得