PAGE.PAGE.摘要本模具設計過程中分析了DVD遙控器外殼上部分塑料模具設計的工藝特性,并介紹了PS材料的成型工藝特點。在模具結構設計過程中詳細地分析了模具結構與計算,其中模具結構的設計既是重點又是難點,主要包括成型位置的及分型面的選擇,模具型腔數的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇,模具工作零件的結構設計,側面分型及抽芯機構的設計,推出機構的設計,拉料桿的形式選擇,排氣方式設計等。最后還對模具的成型零件進行了加工工藝的分析和設備的校核,還說明了模具的工作原理,并且繪制出模具的總裝圖和非標準零件工作圖。本設計方案結構緊湊,滿足制品大批量生產、高精度、外形復雜的要求,設計參考了以往注射模具的設計經驗,并結合制件性能,簡化設計機構,并且運用AutoCAD、Pro/E等軟件進行二維和三維繪圖,實現短的生產周期和良好的經濟性能。關鍵詞：DVD遙控器外殼上部分塑料模具設計；塑料注射模；裝配AbstractThismoldingtooldesignedtoanalyzethecraftcharacteristicoflosingtheliquidpumpconjunctionheadintheprocess,andintroducedPSmodelingofmaterialcraftcharacteristics,Putforwardtheprojectthatthedissimilaritymodelsinthemoldingtoolstructuredesignprocessandcarryonthan,Diestructurewhichisthefocusofthedesignisdifficult,includingthelocationandthemoldingsurfaceofchoice,todeterminethenumberofmoldcavityandthecavityflowarrangementandthelayoutandthechoiceofgatelocation,moldpartsofthestructureofworkdesign,thesidecorepullingtypeanddesignofinstitutions,theintroductionofthedesignofinstitutions,undertheformofdrawingmaterialsselection,design,suchasexhaust.AdoptedmostmodelingofZhuiproject.Inthemeantime,indetailanalyzedmoldingtoolstructureandcalculation.Theendstillmodeledsparepartstocarryontoprocesstheanalysisofthecraftandpitintheschooloftheequipmentstothemoldingtool.Alsoexplainedtheworkprincipleofmoldingtool,anddrewalwayspackingofamoldingtooldiagramandnot-standardsparepartsworkdiagram.Thisstructureofdesignplaniscompactness.Meetproductsproducinginenormousquantities,demandwithcomplicatedhighaccuracyandappearance.Havedesignedandconsultedthedesignexperiencethatinjectedthemouldinthepast.Combineandmakeaperformance.Simplifythedesigninstitute.AndusesuchsoftwareasAutoCAD,Pro-E,etc.tocarryonthetwo-dimensionalorthree-dimensionaldrawing.Realizeshortproductioncycleandgoodeconomicperformance.Keyword：DVDremotecontrolonthepartoftheplasticmolddesigncase；Theplasticsinjectthemould；assembly目錄引言11設計題目與要求21.1設計基本過程21.2DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計總體方案32注射模可行性分析32.1注射模設計的特點32.2注射模組成42.3注射性能分析52.4材料選擇62.4.1塑料介紹62.4.2分析塑料零件材料62.4.3塑件材料選擇73擬定模具結構形式93.1型腔數目的決定93.2分模面的選擇104注射機型號的確定114.1鎖模力計算114.2注射容量計算124.3注射機的選用125澆注系統和排氣的設計135.1澆注系統的設計原則135.2澆注系統布置135.3流道系統設計135.3.1主流道135.3.2分流道截面形狀145.3.3冷料井及拉料桿155.4澆口設計155.4.1澆口類型的選用155.4.2澆口尺寸計算165.5澆注系統的平衡175.6排氣系統的設計176成型零件設計186.1成型零件結構設計186.1.1定模結構設計186.1.2動模結構設計226.2成型零件鋼材選用256.2.1選用要求256.2.2模具所選用的鋼材256.3成型零件工作尺寸計算266.4側向抽芯的設計：276.4.1抽芯滑塊的設計276.4.2斜頂抽芯設計287合模導向機構設計287.1導向機構的功用287.2導柱和導套設計287.3導柱和導套材料的選擇298脫模機構設計308.1脫模機構的設計要求308.2脫模機構的設計309冷卻系統設計319.1冷卻系統的功用319.2冷卻系統設計準則319.3冷卻系統設計329.3.1定模鑲件329.3.2動模鑲件3310數控程序的編制3311模具裝配3511.1模具裝配原理及要求3511.2模具裝配順序3511.3模具試模及工作原理3712結論38謝詞39參考文獻40..引言模具作為重要的生產工藝裝備,在現代工業的規模生產中日益發揮著重在作用。通過模具進行產品生產具有優質、高效、節能、節材、成本低等顯著特點,在汽車、機械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領域獲得了廣泛應用,對塑料模具的需求越來越大,對產品質量要求越來越高,用不可代替。塑料模具是當今工業生產中利用特定的形狀,通過一定的方式來成型塑料制品的工藝裝配或工具,它屬于型腔模的范疇。通常情況下,塑件質量的優劣及生產效率的高低,其模具的因素約占80%,然而模具的質量好壞又直接與模具的設計與制造有很大的關系隨著國民經濟的領域的各個部門對塑件的品種和產量需求愈來愈大,產品更新換代周期也和質量提出了更高的要求,這就促使塑料模具設計和制造技術不斷向前發展,從而也推動了塑料工業以及機械加工工業的告訴發展,可以說,模具技術,特別是設計與制造大型,精密,長壽命的模具技術便成為衡量一個國家機械制造水平的重要標志。模具在世界上占有的比列大,我作為一個學模具專業的學生,應在學完所學的知識之后來很好的進行模具設計。我們進行設計之前,不許具備機械制圖,公差與技術測量,機械原理及零件,模具材料及熱處理,模具制造技術,塑料制品成型工藝及模具設計等方面必要的基礎知識和專業知識,并且通過教學和生產實習,初步了解塑料制品的生產過程,熟悉多種塑料模具的典型結構。近幾年來,我國模具工業的技術水平已取得了很大的進步,但總體上與工業發達的國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設備還很少,許多先進的技術如CAD/CAE/CAM技術的普及率還不高,特別是大型、精密、復雜和長壽命模具遠遠不能滿足國民經濟各行業的發展需要。縱觀發達國家對模具工業的認識與重視,我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業發展滯后的直接原因。模具技術水平的高低,決定著產品的質量、效益和新產品開發能力,它已成為衡量一個國家制造業水平高低的重要標志。目前,我國模具工業的當務之急是加快技術進步,調整產品結構,增加高檔模具的比重,質中求效益,提高模具的國產化程度,減少對進口模具的依賴。現代模具技術的發展,在很大程度上依賴于模具標準化、優質模具材料的研究、先進的設計與制造技術、專用的機床設備,更重要的是生產技術的管理等。21世紀模具行業的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化。追求的目標是提高產品的質量及生產效率,縮短設計及制造周期,降低生產成本,最大限度地提高模具行業的應變能力,滿足用戶需要。在科技發展中,人是第一因素,因此我們要特別注重人才的培養,實現產、學、研相結合,培養更多的模具人才,搞好技術創新,提高模具設計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現實技術,逐步走向網絡化、智能化環境,實現模具企業的敏捷制造、動態聯盟與系統集成。1設計題目與要求本次設計課題為：DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計。設計論文包括零件的結構和原材料分析、工藝分析、成型工藝規程編制、注射模的結構設計、模具設計的有關計算、模具的方案設計、總體設計和及其主要零件設計。本次DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計,材料為聚苯乙烯〔PS,月產量為4萬件,采用注射模塑成型,該遙控器的形狀如圖1.1所示。圖1.1塑件三維圖具體的零件尺寸參考附圖塑件圖。1.1設計基本過程在實際生產中,由于塑料制品的結構的復雜程度、尺寸大小、精度高低、生產批量以及技術要求等各有不同,所以模具的設計是不可能一成不變的,應該根據具體情況,結合實際生產條件,綜合運用模具設計基本原理和基本方法,設計出合理、經濟性能好的成型模具。塑料制品設計時候應該要保證制品質量要求,盡量減少后加工,模具應具有最大的生產能力,而且經久耐用,制造方便,價格合理。在設計中要明確設計者的對塑件制品的要求,明確任務。并根據任務書提出的要求設計模具的設計方案,有條件可以進行實地調研,下面就以任務書的要求和自己的實際情況編制模具設計的基本過程。<1>課題調研、獲取相關的資料,包括：PS塑料工藝分析、成型零件的計算方式、注射機參數的選擇和注射機的選用。以及國內外相關模具設計的能力,并能掌握其中有用的技術,作為設計的依據。<2>確定成型工藝規程,并根據工藝規程進行注射模的結構設計,對模具設計展開有關計算,確定模具設計的方案、總體設計和及其主要零件設計,注射機有關參數的校核,在設計中要明確模具在實際運用中的使用情況,認真仔細每一個細節的設計。<3>繪制模具總裝圖和非標準零件工作圖。1.2DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設計總體方案<1>畢業設計的要求①該型號連接接頭的精度為8級,大批量生產。②注射模具的壽命要求50萬件以上；結構盡量簡潔,工作可靠,安全。③制件具有較復雜且細小的內部結構,要求模具成型時無變形；制件表面光滑,無氣泡及其它缺陷,無飛邊或少飛邊。④分析給定接頭的零件結構工藝性,繪制零件工作圖,用PRO-E軟件繪制實體模型。⑤進行連接接頭注射模的結構設計,完成總裝圖與零件圖的繪制。進行相關的理論計算,如模具成型壓力,塑件成型收縮等。⑥根據連接接頭的相關參數,選擇合適型號的注射機,并進行校核。〔2設計總體方案根據設計要求,為了提高生產效率,保證塑件的成型質量,理想的模具設計結構要滿足塑件成型工藝技術要求和生產經濟性能要求,技術要求是要保證塑料制品的幾何形狀、尺寸公差及表面粗糙度；生產經濟性能要求是要使生產的成本低,生產效率高,模具壽命長,操作簡單、安全、方便。設計采用雙分形面結構,由于零件有螺紋和內孔,因此采用側向抽芯機構,設置兩個側向型芯。塑件表面有精度要求,以及塑件為圓形,厚度較小,在脫模是容易產生變形,所以設置推桿推出機構時,采用的推桿盡可能的大,并且要求推桿的布置力求均勻,并保證塑件在推出過程中不發生變形。型腔的設計采用鑲嵌式組合型腔,上下模共采用2個型芯嵌在固定板上,同時下模型腔與之對應,然后型芯與鑲塊配合再鑲嵌在固定板上。使設計結構簡單,裝配方便。設計中零件盡量采用標準件,以便減少加工工序和加工成本。具體模具總裝圖見附錄Ⅰ。為了更好的設計出輸液泵連接頭注射模,本論文將進一步對設計進行分析說明,以下是設計的具體步驟：①零件的工藝分析②模具結構設計③裝配圖和零件圖的繪制④模具的裝配⑤模具的注塑缺陷分析2注射模可行性分析2.1注射模設計的特點塑料注射模塑能一次性地成型形狀復雜、尺寸精確或嵌件的塑料制品。在注射模設計時。必須充分注意以下三個特點：〔1塑料熔體大多屬于假塑料液體,能剪切變稀。它的流動性依賴于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來設計澆注系統,并校驗型腔壓力及鎖模力。〔2視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應在正確估算模具型腔壓力的基礎上,進行模具的結構設計。為保證模具的閉合、成型、開模、脫模和側抽芯的可靠進行,模具零件和塑件的剛度與強度等力學問題必須充分考慮。〔3在整個成型周期中,塑件—模具—環境組成了一個動態的熱平衡系統。將塑件和金屬模的傳熱學原理應用于模具的溫度調節系統的設計,以確保制品質量和最佳經濟指標的實現。2.2注射模組成注射模可分為動模和定模兩大部件。注射充模時動模和定模閉合,構成型腔和澆注系統；開模時動模和動模分離,取出制件。定模安裝在注射機的固定板上,動模則安裝在注射機的移動模板上。根據模具上各個零件的不同功能,可由一下個系統或機構組成。〔1成型零件指構成型腔,直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環、鑲件等零件。在動模和動模閉合后,成型零件確定了塑件的內部和外部輪廓尺寸。〔2澆注系統將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統,由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。〔3導向與定位機構為確保動模與定模閉合時,能準確導向和定位對中,通常分別在動模和定模上設置導柱和導套。深腔注射模還須在主分型面上設置錐面定位,有時為保證脫模機構的準確運動和復位,也設置導向零件。〔4脫模機構是指兒子開模過程的后期,將塑件從模具中脫出的機構。〔5側向分型抽芯機構帶有側凹或側孔的塑件,在被脫出模具之間,必須先進行側向分型或拔出側向凸模或抽出側型芯。〔6溫度調節系統為了滿足注射工藝對模具溫度的要求,模具設有冷卻或加熱額的溫度調節系統。模具冷卻,一般在模板內開設冷卻水道,加熱則在模具內或周邊安裝點加熱元件,有的注射模須配備模溫自動調節裝置。〔7排氣系統為了在注射充模過程中將型腔內原有氣體排出,常在分型面處開設排氣槽。小型腔的排氣量不大,可直接利用分型面排氣,也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預先設置專用排氣槽。2.3注射性能分析〔1注射成型工藝的可行性分析：本塑件形狀復雜,壁厚不均,尺寸精度要求較高,而且有較高的表面質量和尺寸穩定性的要求,因此對模具和設備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個優點：①形狀：幾乎沒有復雜性限制,容許模具內有不同塑料的成型型腔；②尺寸：塑件可小到不足1克,大到幾十千克,沒有限制；③材料：在一定溫度范圍內具有適宜流動性的熱塑性塑料；④精度：可注射高精度的塑件,有較好表面質量和尺寸穩定性；⑤生產率：中等,循環時間主要由塑件壁厚決定,最短可在十幾秒內,可增加每模的型腔數來提高生產率。由以上塑件的特點和注射成型工藝的優點,分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。〔2表面粗糙度：由塑件外觀可知,塑件的外表面要求較高,因此其表面粗糙度取Ra0.4mm,而其內表面由于是復讀機的內部,為顧客視線所不及,故不影響其外觀視覺質量,從簡化加工工藝和節約加工成本的角度考慮,其內表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。一般情況下,模具粗糙度低于塑件1～2個等級,故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um,而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。〔3尺寸精度：按SJ1372—1978標準,塑料件尺寸精度分為8級。本塑件所用材料為聚苯乙烯〔PS,由此查塑料模具設計手冊可知,本塑件宜選用4級精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關,尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對塑件精度的影響可知,模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應的關系,由塑件零件圖可得,模具精度等級為IT8。〔4脫模斜度：該塑件采用的塑料是PS,而PS的成型收縮率較小〔0.2-0.6%,而且塑件較復雜,對型芯的包緊面積也較大,所以應取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致,因此取塑料件的內外表面的脫模斜度一致。再由零件設計圖紙要求可知α＝10。〔5壁厚：由圖紙可知,該塑件有許多中不同的壁厚,如2mm、1.5mm、1mm、0.8mm等。壁厚不均勻,這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻,并由此產生許多質量問題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開裂。為防止此類現象出現,這就要求防止出現突變與截面厚薄懸殊的設計,故我在壁厚不同處采取過渡設計,例如：采用圓弧過渡等措施。〔6加強筋：由圖紙要求可知,該塑件設機了很多加強筋,加強筋的尺寸為頂部0.7mm,根部為0.8mm。這對提高塑料件的抗彎強度,減小塑料件的翹曲變形,提高抗蠕變和抗沖擊性能有好處,同時,加強筋的添加改善了塑料熔體的充模流動或者是縮短了流程或增加了流程的截面。〔7圓角：從塑件可知,該塑件內外表面的轉折處加強筋的根部等處都設計了圓角。其采用圓角不僅降低了應力集中系數,提高了抗沖擊、抗疲勞能力,而且改善了塑料熔體的流動充模性能,減少了流動阻力。降低了局部的殘余應力,防止開裂和翹曲,也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應的圓角,提高了成型零件的強度。〔8質量和體積：由天平可稱出該塑件的質量約為＝30g再由公式＝30/1.25=24cm3,由此可知,該塑件屬于小型塑件。2.4材料選擇塑料介紹塑料〔Plastics>是以有機高分子化合物為基礎,加入若干其他材料〔添加劑制成的固體材料。塑料的優點：塑料的強度較小,有較高的比強度。塑料還具有較高的電絕緣和熱絕緣性,良好的耐磨性和耐腐蝕性,以及優異的成型工藝性。塑料的缺點：強度,硬度較底,易老化等。分析塑料零件材料該塑件為DVD遙控器外殼的上半部分,有以下特點：〔1它所處的工作環境好,處于室溫下,不承受沖擊載荷,也不處于酸、堿、鹽性環境中；〔2產量大,用于一般的日常生活中,故要求此塑件材料質優而價廉,且對人體不產生任何毒副作用。〔3內部結構復雜成型較困難。〔4要求要有較美麗的外觀。因此我初步選擇采用通用塑料。通用塑料分為聚乙烯〔PE、聚氯乙烯<PVC>、聚苯乙烯〔PS、聚丙烯〔PP等品種,多用于一般工農業生產和日常生活之中,具有價格低等特點。①聚乙烯PE：是由乙烯單體聚合而成的。特點：采用不同的聚合條件可得到不同性質的聚合物：有高壓PE、中壓PE、低壓PE三種。高壓PE：由于有較低的密度、相對分子質量、結晶度,故質地柔軟；低壓PE：由于含有較高的相對分子質量、密度、結晶度,故質地堅硬,耐寒性能良好,在－70℃時還保持柔軟,化學穩定性很高,能耐酸、堿及有機溶劑,吸水性極小有跟突出的電氣性能和良好的耐輻射性等。缺點：是力學強度不高,熱變形溫度很低,故不能承受較高的載荷和不能在較高的溫度下正常工作。②聚氯乙烯PVC：是由乙炔氣體與氯化氫合成氯乙烯單體,然后在聚合成聚氯乙烯。特點：可分為硬質PVC和軟質PVC。硬質PVC:力學強度高,電氣性能優良,耐酸、堿的抵抗力極強,化學穩定性很好。缺點：是軟化點低,機械強度高。其可在－15～60℃時使用。有質輕、隔熱、隔音、防震等特點,而且強度低、易老化、延伸率高。③聚丙烯PP：特點：聚丙烯的主要特點是相對密度小,約為0.9。它的力學性能如屈服強度、拉伸強度、壓縮強度、硬度等,均優于低壓PE。并有很突出的剛性,耐水行較好,可在100以上使用,若不受外力,則溫度升到150也不變形。基本上不吸水,并且有較好的化學穩定性,除對濃硫酸、濃硝酸外,幾乎都很穩定。絕緣性能優越,高頻電性能優良,而且不受溫度影響,成型容易。對人體不產生毒副作用,可用于藥品及食品的包裝。缺點：耐磨性不夠高,成型收縮率較大,低溫呈脆性,熱變形溫度亦較低。④聚苯乙烯PS：聚苯乙烯略早于聚丙烯問世,其原料十分豐富,是目前最廣泛應用的材料之一。聚苯乙烯的密度為1.04~1.16g/cm3,比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。聚苯乙烯遇火會自燃。聚苯乙烯的主鏈上有結構龐大的苯環,故柔順性差,質地脆硬,抗沖擊性能差,敲打時發出類似金屬的響聲。機械強度低于硬質聚氯乙烯,尤其是相對分子量較小的品種強度更差,聚苯乙烯屬于非結晶型聚合物。聚苯乙烯具有良好的可塑流動性和較小的成型收縮率,是成型工藝最好的塑料品種之一,容易制造形狀復雜的制品。聚苯乙烯無色透明,透光性僅次于有機玻璃,容易著色,常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品。聚苯乙烯具有很小的吸水率,在潮濕的環境中尺寸變化很小,適用于制造要求尺寸穩定的制品,如儀表儀器殼體等。聚苯乙烯具有優良的電絕緣性能,尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小,是優良的高頻絕緣材料。聚苯乙烯的主要缺點是脆性大,形狀復雜的制品成型后存在較大的內應力時,常會在使用中自行開裂。為改善聚苯乙烯的脆性,加入少量的聚丁烯可明顯降低脆性,提高沖擊韌性。這種塑料稱為高沖擊聚苯乙烯。塑件材料選擇由以上四種通用塑料的性能分析可知：我的塑件DVD遙控器外殼的材料宜采用聚苯乙烯〔PS。以下是聚苯乙烯塑料的技術數據：〔1成型特點：①無定形料,吸濕性小,不易分解,性脆易裂,熱膨脹系數大,易產生內應力；②流動性好,溢邊值0.03mm左右,應防止飛邊；③塑件壁厚應均勻,不易有嵌件,〔如有嵌件應先預熱,缺口,尖角各面應圓弧連接；④可用螺桿式或柱塞式注射機加工,噴嘴可以選用直通式或自鎖式；⑤易采用高料溫,低模具溫度,低注射壓力延長注射時間有利于降低內應力,防止縮孔,變形〔尤其對厚壁塑件但料溫高易出銀絲,料溫低或脫模劑多則透明性較差；⑥可以采用各種形式的澆口,澆口于塑件應圓弧連接,防止去除澆口時損壞塑件,脫模斜度易取2以上,頂出均勻,以防止脫模不良而發生開裂〔2物理性能：密度g/cm3比體積cm3/g吸水率透光率%摩擦系數24h長時間PS鋼〔無潤滑PS銅〔有潤滑%1.04～1.061.10～1.110.01～0.03浸水18天0.05透明0.340.16〔3熱性能：玻璃化溫度℃熔點℃熔融指數MFIg/10min維卡針入度℃熱變形溫度45N/㎝2180N/㎝2100~105170~176230℃負荷21N?140~150102~11556~57線膨脹系數10－5/℃計算收縮率％比熱容J/<kg.k>熱導率w/<m.k>燃燒性cm/min9.80.6~0.819300.118緩慢〔4力學性能：屈服強度Mpa抗彎強度Mpa斷裂伸長率%彎曲彈性模量Gpa抗壓強度Mpa沖擊韌度KI/m2布氏硬度HBS無缺口缺口3767>2001.4556783.4~4.88.65R9.5~10.5〔5電氣性能：電阻率Ω·m擊穿電壓kv/㎜介電常數介電損耗角正切耐電弧性s>1014302.0~2.60.001125~185〔6成形條件：注射機類型密度g/cm3計算收縮率%預熱溫度℃時間h柱塞式1.2～1.330.1～0.260～752料桶溫度℃噴嘴溫度℃模具溫度℃注射壓力Mpa后段中段前段140~160170~190――32~6560~110成型時間s螺桿轉速r/min適用注射機類型注射時間〔秒高壓時間冷卻時間總周期15～450～315～6040～12048螺桿、注塞均可后處理方法紅外線鼓風烘箱溫度〔℃70時間〔H2~43擬定模具結構形式3.1型腔數目的決定注射模的型腔數目,可以是一模一腔,每一次注射生產一個塑件,也可以是多腔,每一次注射生產多個塑件。每一副模具中,型腔數目的多少與下列條件有關系。〔1塑件尺寸精度型腔數目越多時,精度也相對地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差,也由于熔體在模具內的流動不均所致。按照SJ1372—78標準中規定的1、2級超精密級塑件,只能一模一腔,當尺寸數目少〔形狀簡單可以是一模二腔。3、4級的精密級的精密塑料件,最多是一模四腔。〔2模具制造成本多腔模的制造成本高于單腔模,但非簡單的倍數比。四腔模并非單腔模的四倍。因此,從塑件成本中所占模費比例來看,多腔模比單腔模要低。〔3注塑成型的生產效益多腔模從表面上看,比單腔模經濟效益高,但是多腔模所使用的注射機大,每一注射循環期長而維修費用高,所以要從最經濟的條件上考慮一模的腔數。〔4制造難度多腔模的制造難度比單腔模大。當其中一腔先損壞〔或磨損超差時,應立即停機維修,影響生產。綜合以上幾個方面綜合考慮,我的設計采用一模兩腔結構形式。就精度而言,我的塑件屬于四級精度,它可以使用一模四腔；但從模具制造成本以及模具成型的生產效益來看,他比單型腔模具降低了生產成本提高了生產效率；而且塑件的注射量比較小；但從制造難度來講,這套模具的型腔十分復雜已經很難加工,必須采用較多的鑲塊才能實現,如果型腔過多,就會影響各個鑲塊之間的裝配關系,造成塑件成型困難,尺寸精度以及表面粗糙度難以保證。而一模兩腔恰好解決了這一問題,不僅使得模具有了較好的精度,而且便于加工,便于注塑,適應了現代化大規模高效率生產高精密零件的要求。3.2分模面的選擇分模面為定模與動模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統凝料的面。。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。選擇分型面時,應從以下幾個方面考慮：〔1使塑件在開模后留在動模上；〔2分型面的痕跡不影響塑件的外觀；〔3澆注系統,特別是澆口能合理的安排；〔4使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；〔5使塑件易于脫模。由于本塑件的結構形狀較為特殊,根據選擇分模面時,應遵守以上的原則。再綜合我的塑件形狀的考慮,以及模具整體設計、制造、加工的要求,我選擇采用平面分型面,如圖3.1所示圖3.1分形面選擇圖這是PRO/E分模時作的單面分模面,由于上表面要求較高,必須要求塑件留在動模一側。這樣的分型面設計有以下的特點：這樣的設計保證了分模時塑件留在動模一側；分型面的痕跡會在塑件的下邊緣一圈,保證不會影響外觀質量；這樣的設計使得推桿比較好布置,比較容易推出塑件；使得脫模變的容易；這樣的設計也迫使設計必須使用潛伏式澆口等不影響外觀質量的特殊澆口；4注射機型號的確定在模具設計時,根據產品幾何尺寸及模具結構特點,盡可能選用適合的注塑機以充分發揮設備的內在能力。4.1鎖模力計算鎖模力是指注射機構在工作中對模具所能施加的最大夾緊力。鎖模力與注射容量全面地反映了設備的主要特征和加工能力。在實際注射成型中,由于制品形狀不同,所采用樹脂品種不同,注射工藝條件及模具結構不同,所需要的合模力大小也各不相同。因此,在選用注射機時,要對其合模力進行計算。通常,可采用下列公式進行：<4.1-1>式中:注射機最大合模力<MN>;型腔個數;成型時模腔平均壓力〔MPa;塑件在開模方向的最大投影面積<m2>澆注系統在開模方向的最大投影面積<m2>從前面可知:=2采用PRO/E測得澆注統以及塑件在開模方向上的投影面積為0.025．所以：=2×40×0.025=2MN=2000KN4.2注射容量計算注射機的理論注量,指在對空注射時能完成一次注射熔料的體積量<cm3>.模具安裝后,對模腔注射容量的計算,可以制件產品為主,計算其體積量,然后確認總體積注射量,從而可得:<cm3><4.1-2>式中：注射機額定注射量<cm3>；單個塑件的容積量<cm3>；澆注系統和飛邊所需要的容積量<cm3>；型腔數。其中：=24cm3=3cm3所以：=2×<24+3>=54cm34.3注射機的選用根據《塑料模具設計手冊》附表8<P392>,由以上所取得的數據F和V可知,可選用型號為G54-S-200/400的注射機可。XS-ZY-125注射機的技術規范及特性如下：螺桿直徑<mm>：55最XX論注射容量<cm3>：200~400注射壓力<MPa>：109注射行程：160鎖模力<KN>：2540最大注射面積<cm2>：645最大模具厚度H<mm>：406最小模具厚度H1<mm>：165最大和穆行程：260模板最大距離L0<mm>：800模板行程L1<mm>：400噴嘴圓弧半徑R<mm>：SR18噴嘴孔徑d<mm>：4噴嘴移動距離<mm>：210推出形式：中間推出和模方式： 液壓-機械螺桿轉速：16、28、48機器外型尺寸：4700X1000X1815其他：總力280KN,開模力8T,頂桿最大距離190mm5澆注系統和排氣的設計5.1澆注系統的設計原則〔1澆注系統與塑件一起在分型面上,應有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；〔2盡量縮短流程,以降低壓力損失,縮短充模時間；〔3澆口位置的選擇,應避免產生湍流和渦流,及噴射和蛇行流動,并有利于排氣和補縮；〔4避免高壓熔體對型芯和嵌件產生沖擊,防止變形和位移。〔5澆注系統凝料脫出方便可靠,易與塑件分離或切除整修容易,且外觀無損傷；〔6熔合縫位置必須合理安排,必要時配置冷料井或溢料槽；盡量減少澆注系統的用料量；〔7澆注系統應達到所需精度和粗糙度,其中澆口必須有IT8以上精度。5.2澆注系統布置在多腔模中,分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類,一般以平衡式為宜。本次設計采用的是對角式布置,充分利用了它質量好,一致性好等優點。5.3流道系統設計流道系統設計包括主流道、分流道和冷料井及其結構設計。主流道直澆口式主流道呈截錐體,見圖5-1。主流道入口直徑d應大于注射機噴嘴直徑1mm左右。這樣便于兩者能同軸對準,也使得主流道凝料能順利脫出。所以：d=4+1=5mm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約2~3mm。反之,兩者不能很好貼和,會讓塑料熔體反噴,出現溢邊致使脫模困難。故：R=12+〔2~3=〔14~15mm取R=15mm錐孔壁粗糙度Ra≤0.8μm。主流道的錐角α=2°～4°。過大的錐角會產生湍流或渦流,卷入空氣。過小錐角使凝料脫模困難,還會使充模時流動阻力大,比表面增大,熱量損耗大。主流道的出口端應該有較大圓角其中,D可用經驗公式求出：D=<5.3-1>其中,V流經主流道的熔體體積〔cm3；K因熔體材料而異的常數,取K=1.2；所以,D==≈8mm所以,r===1mm主流道的比表面S為：S===0.58<5.3-2>主流道的長度是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50mm之內。初步確定：L=50mmH=R=×15=6mm分流道截面形狀<1>分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V形等多種。其中圓形截面最理想,使用越來越多。本次設計采用單面圓形截面,形狀如圖5.1所示。圖5.1分流道截面圖分流道的尺寸參考文獻[2]《實用模具設計與制造手冊》。〔2流道剪切速率的校核=由課本《塑料制品與模具設計》中表3.3-5可知,注射時間為t=2.0s故：Q===20.4cm3/s==≈1275=12.75x102＞5×102符合要求。冷料井及拉料桿冷料井有兩種,一種是純為"捕捉"或貯存冷料之用；另一種是還兼有拉或頂出凝料功用。拉料桿冷料井可分為頂出桿成型的"拉頂"冷料井、拉料桿成型的"拉料"冷料井和凹坑拉料冷料井。在本次設計中,我們采用圓形頭頂出桿成型的"拉頂"冷料井。它具有"拉頂"動作可靠的優點。形狀如圖5.2所示：圖5.2圓頭冷料拉桿5.4澆口設計澆口是塑料熔體進入型腔的閥門,對塑件質量具有決定性的影響。因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數量便成為澆注系統設計中的關鍵。澆口類型的選用澆口是塑料熔體進入型腔的閥門,對塑料件質量具有決定性的影響,因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數量便成為澆注系統設計中的關鍵。澆口有多種類型,如直澆口、側澆口、點澆口、重疊式澆口、扇形澆口、潛伏式澆口等。直接澆口雖然有如以等流程充模、澆注系統流程短、壓力損失和熱烈散失小,且有利于補縮和排氣等優點,但是,塑件上殘留痕跡較大,切除困難。重疊式澆口多用于大型腔。扇形澆口適合于大面積薄壁塑件。點澆口必須采用雙分型面的模具結構；澆口位置可以自由選擇,不受限制。剪切速率高,能使流程比增大；澆口必須用三板模切斷；潛伏式澆口是點澆口在特殊場合下的一種應用形式。但可以在脫模時自動拖斷；它可以隱藏在外表不露出的部位,使澆口痕跡不外漏。但加工比較空難,容易磨損。側澆口也稱為邊緣澆口,由于它開設在主分型面上,截面形狀易于加工和調整。多型腔模具常采用側澆口,可設計成兩板模。綜合我的塑件,是比較容易流動的聚苯乙烯,而且零件外表面要求較高；潛伏式澆口也稱為隧道澆口或剪切澆口,,它從分型面的一側沿斜向進入行腔。這樣在開模時,不僅能自動切斷澆口,而且其位置也可以設置在制品的側面、端面和背面等各個隱蔽處,使制件外表無澆口的痕跡。它的截面形狀如下圖5.3所示：圖5.3潛伏澆口澆口尺寸計算潛伏式澆口的幾個尺寸中,以深度h最為重要。H控制了澆口暢通開放時間和補縮作用。澆口寬度W的大小控制了熔體充模流量。澆口長度L,只要結構強度允許,以短為好,一般選用L=0.5~1.5mm。澆口深度有經驗公式：<5.4-1>式中,潛伏式澆口寬度<mm>,中小型塑件通常用=0.5~2mm,大約為制品最大壁厚的~；塑件壁厚<mm>；塑件材料系數,取=0.6。故：澆口的經驗公式：d=<5.4-2>式中,d澆口直徑；型腔表面積<cm2>；塑料材料系數；取=0.6。<5.4-3>=×3.14×632+4×<15×18>+2×<2×3.14×5×13>=3115.665+1080+816.4≈5012cm2所以：W==≈1.4mm最后,須用流經側澆口熔體剪切速率=≥104進行校核。又知充模注射時間為t=1.6s,故：Q===25.5cm3/s===33730=3.373×104＞104符合要求。5.5澆注系統的平衡本次設計分流道的布置采取的是平衡式布置,從主流道末端到各型腔餓分流,其長度、斷面形狀和尺寸都對應相等,各型腔受力相同,不需采取平衡計算。5.6排氣系統的設計從某種角度而言,注塑模具也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔的同時,必須置換出型腔內的空氣和從物料中溢出的揮發性氣體。排氣系統是注塑模具設計的重要組成部分。利用分型面排氣是最簡單的方法,排氣效果與分型面的接觸精度有關。利用頂桿與孔的間隙排氣,必要時可對頂桿作些排氣的結構措施；利用球狀合金顆粒燒結塊滲導排氣,燒結塊應有足夠的承壓能力,設置在塑件隱蔽處,并需要開設排氣通道；在熔合縫位置開設冷料井,在儲存冷料前也滯留了不少氣體；可靠有效的方法是在分型面上開設專用的排氣槽,尤其上大型注塑模具必須如此；對于大型的模具,也可以利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。由于我的設計將采用大量的鑲件以保證模具具有良好的加工、維修性能；采用了大量的頂針以實現模具對塑件的均勻頂出,使得塑件不會因為應力不均勻而斷裂或留下痕跡；采用了斜滑頂桿和側抽芯滑塊來實現塑件的抽芯。這些結構都的存在著間隙,可以利用這些間隙實現派氣的功能,而不用設計另外的排氣結構。另外,為了在分型面良好的排氣,可以在動模鑲塊1與定模鑲塊1結合的同時,將動模板的厚度減少1mm,從而加強了分型面的排氣功能,如圖5.4所示：圖5.4排氣縫隙6成型零件設計模具閉合時,成型零件構成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力。作為高壓容器,它的強度和剛度必須在容許值之內。成型零件的結構、材料和熱處理的選擇及加工工藝性,是影響模具工作壽命的主要因素。6.1成型零件結構設計成型零件的結構設計,當然以成型符合質量要求的塑料制品為前提,但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價格,隨著型腔的復雜程度、精度等級和壽命要求的提高而增加。定模結構設計定模是成型塑件外表面的成型零件。定模的基本結構可分為整體式、整體潛入式和組合式。根據本次設計的塑料的特點,采用組合式定模。定模的形狀如下各圖所示。〔1定模板：圖6.1定模板定模板設計如圖6.1所示,其中一位置是用來放制定位定模鑲塊的鍥型鎖緊塊,他與模板垂直的方向有一定的斜度在螺釘的作用下可以對鑲塊起到定位的作用。二位置上是用來放制側向抽心導塊所用的定位孔。三位置放一個凸型鎖緊塊,如圖6.2所示：圖6.2凸模鎖緊塊的上半部分,它的下半部分裝在動模板上,兩者之間具有較高的配合關系,這不僅可以起到二次定位的作用,最主要的是在注塑機注射時,可以鎖緊模具,使得導柱,導套承受較小的橫向沖擊力保護了導柱、導套的使用壽命。四位置為放置導套的導套孔,由于所選的導套為帶肩導套,所以該孔為梯形孔,具體零件參考定模板零件圖。五位置是參與冷卻的水流道由于它由此處流入定模鑲快,所以設計了防止漏水的橡膠圈槽,其形狀如圖6.3所示：一圖二圖三圖圖6.3橡膠圈槽一圖是放入橡膠圈但鑲塊還沒有裝入的時刻,當鑲塊裝入時鑲塊的壓力將橡膠圈壓成圖二所示的橢圓形狀,同時,利用自身的彈力將兩塊模板之間的縫隙牢牢的封死,使冷卻液在流過兩塊模板之間時不會漏出模板,影響注塑生產的過程。三圖是六處的放大圖。其他特征如螺釘孔以及吊耳螺釘孔可參考上模板零件圖。模板的厚度以及各個螺釘孔的位置、導套孔的位置是由所選擇的模架給出的,可參見模架A1-355355-38-Z1。〔GB/T12556尺寸。〔2定模鑲塊的設計：鑲拼式組合模具雖然具有強度和剛度較差,制造成本高的問題,但是由于它具有但由于它具有良好的互換性,型腔成型部分容易損壞,可以在損壞時進行互換,簡化了模具的維修過程,同樣節省了成本；而且它可以合理的運用材料,定模板由于不參與零件成型,可以采用一般的材料,而鑲塊參與零件成型,屬于重要零件必須用要求比較高的材料,比如鏡面鋼〔PMS,節約了優質的模具鋼,在某種程度上也是節省成本。鑲拼式組合凹模鑲塊的加工一般是采用線切割、電火花、數控銑床等現代化加工手段來保證加工的精確性和良好的表面光潔度。我所設計的定模鑲塊1如圖6.4所示：圖6.4定模鑲塊圓圈所引出的地方是根據零件要求所做的兩個定模鑲塊2孔,三維圖如圖6.5所示：圖6.5定模鑲塊〔3鑲塊的定位：鑲塊1的定位是由位于定模板底板的螺釘與側面的鍥型鎖緊塊來實現的。如圖6.6所示：圖6.6鑲塊1定位示意圖1為定模板；2為鍥型鎖緊塊；三為定模鑲件1；四為動模部分。螺釘旋入定模板1時,同時帶動2向下,從而使得定模鑲件1在橫向精確定位。由于定模鑲件2鑲嵌在1內,所以不可能用這種比較簡單實用的方法。而由于它大小比較小,所以可以做一個斜面,依靠斜面將鑲塊定位,在底部用螺釘孔固定。如圖6.7所示：圖6.7鑲塊2定位示意圖其中,1為定模鑲件〔1,2為定模鑲件〔2,3為定模板,4為定模座板。動模結構設計動模和和動模型芯都是用來成型塑料制品的內表面的成型零件。動模也稱主型芯,用來成型塑件整體的內部形狀。小型芯也稱成型桿,用來成型塑件的局部孔或槽。與定模部分不同,它與注塑機后半部分相連它參于塑件的頂出,一般的模具設計都要求塑件留在動模部分,好容易脫模。因而動模一般比定模復雜。我的塑件由于外表面向上,要求較高,而內表面裝配在遙控器里面,主要是參與增加強度的肋板以及定位零件的特殊裝置,對于外觀并沒有太高的要求,所以只要保證尺寸的精確就可以了。經過查資料和考證,我決定采用與定模部分一樣的結構……整體鑲拼式組合凹模。〔1動模板的結構由模具設計手冊才查的模架A1-355355-38-Z1〔GB/T12556動模板的尺寸,再由PRO/E設計可以得到如圖6.8所示的動模板結構：圖6.8動模板其中1位置用來放凹型鎖緊塊,它與定模板上的凸型鎖緊塊相配合,正在注射時鎖緊模具使得導柱導套承受較小的橫向沖力,減少了導柱的壓力同時也對型腔起到保護的作用。2位置為回程桿孔屬于復位機構,這一點將在復位機構中進行詳細的介紹。3位置為放置側向抽心的滑塊槽,在圖中一共有四個這樣的結構,在它上面的臺階安放壓板壓住滑塊,從而起到抽心的作用,同時也比一般的燕尾槽,梯形槽減少了加工難度,簡化了模具結構。4為大斜切角,在模具的每一塊模板上都有一個角是這個樣子的而且在安裝后他們處在同一面上這主要上為了方便安裝為此,還要在它上面打上模板字號,此塊模板牌號為三,所以打上三字。5為計數器安裝的位置,計數器示意圖如圖6.9所示：圖6.9計數器模具開模一次,對計數器的小按鈕壓一次,帶動計數器個位的數字向前走一位,當走過一個周期后,就自動向前進一位,從而起到計量模具注塑次數的作用。它對于檢驗模具的使用壽命,定期定量的維護模具,以及對易磨損件做定期的更換都有至關重要的作用。6出為帶肩導柱空,具體尺寸見動模零件圖。7為參與冷卻的水流道由于它由此處流入動模鑲快1,所以設計了防止漏水的橡膠圈槽,其形狀以及作用參見圖6.3和定模板設計。：〔2動模鑲件1的設計：動模鑲件1是安裝在動模板內的大型整體式鑲件,它參與一部分不重要的型腔成型起結構如圖6.10所示：圖6.10動模鑲塊1[1]處裝入動模鑲塊3以成型塑件薄壁的紫外線孔。[2]處為用以側向抽芯的斜頂孔。由于每個塑見有六個側向抽芯模具又是一模兩腔所以將外側的四個抽芯做成斜滑塊,而里面的四個和兩側的四個做成斜滑頂桿。[3][4]均為抽芯槽。〔3動模鑲件2的結構設計：動模鑲件2是塑件內側的主要成型件,其三維結構如圖6.11所示：圖6.11動模鑲塊2這是通過PRO/E拆模而地出的鑲件,它的尺寸以PRO/E圖為標準。〔4動模鑲件3的結構設計：它成型遙控器的紫外線孔,與其他鑲塊不同的除了外形,還有它采用臺階定位。起結構如圖6.12所示：圖6.12動模鑲塊3〔5鑲針的設計：由于遙控器的外殼除了采用倒扣連接外,還要通過螺釘連接由于塑料件是非鋼性零件,所以在設計零件時,沒有螺紋的要求,而在成型后將螺釘強行擰入,塑件上就會自然留下螺紋的痕跡。起結構裝配如圖6.13所示：圖6.13鑲針裝配示意圖6.2成型零件鋼材選用選用要求機械加工性能良好。拋光性能優良。耐磨性和抗疲勞性能好。具有耐腐性能。模具所選用的鋼材由于我的設計采用整體鑲拼式模具所以可以在符合模具強度,剛度以及光潔度的前提下合理的選用鋼材。定模板：定模板由于沒有參與塑件的成型,所以對表面光潔度要求不高,因而我采用了5CrMnMo。5CrMnMo屬于通用塑料模具鋼材,用于調質后精加工大型熱塑塑性塑料注射模具,淬透性差,淬火變形小,較高溫度下時,熱疲勞性不高,拋光性能差。此種鋼材適用于制造要求具有較高強度和高耐磨性的各種模具。定模鑲件：定模鑲件是零件外表面的成型面,由于零件的外表面要求比較高,所以所以定模鑲件要求能夠拋光到鏡面要求。所以我選擇了鏡面鋼PMS。在鏡面鋼中,我選擇了10CrNi3MnCuAl。它是一種高級鏡面Ni-Cu-Al析出硬化型塑料模具鋼,采用電弧爐加電渣重溶法制剛,鋼材純凈,有高的拋光性能,拋光后表面粗糙度可達到Ra0.05~0.12μm,并具有很好的花紋圖案蝕刻性能,時效后硬度可以達到HRC38~45,變形率在0.05%以下,是熱塑性塑料透明件和各種光亮要求的塑料制品成型模具專用鋼。動模鑲件：動模鑲件成型塑件的下表面,由于它于遙控器下半部分配合,裝在里面,所以要求只要達到一定的光潔度就可以了。我選擇了3Cr2Mo,該鋼是由美國AISI的P20轉化過來的預硬性塑料模具鋼,并已經納入國標〔GB1299-1985可在29.5~35HRC硬度條件下供應,有良好的機加工性能,極好的拋光性能,是各國應用比較廣泛的塑料模具鋼材。動模板：動模板同樣采用5CrMnMo,理由與定模板相同。6.3成型零件工作尺寸計算注塑模成型零件工作尺寸,是指這些零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型,并在模具溫度下冷卻固化,最終在室溫下進行尺寸檢測和使用。因此,塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得,必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。由于塑件尺寸類型的多樣性,及其成型收縮率的方向性和收縮率的不穩定性,以及塑件和金屬模的制造公差,因此成型零件工作尺寸的計算,一直是注塑加工中的重大課題。成型零件的每個工作尺寸,都要根據塑件尺寸和精度要求逐一計算。對塑件和模具成型零件,掌握它們的尺寸和公差確定的公式與規則,及其影響因素,是十分必要的。模具成型零件工作尺寸,應按照國家GB1800-79標準公差數值,用公差等級IT6~IT10確定偏差,并作相應規定：〔1包容和被包容尺寸采用單向偏差制；〔2模具上包容尺寸均采取正偏差,既作為基孔制的孔；被包容尺寸均標注負偏差,即作為基軸制的軸。〔3對中心距和單向位置尺寸,均取雙向等值偏差。按照以上規定,現根據塑料件的尺寸按平均收縮率Scp對模具尺寸進行計算。注：本小節所有表格除表3.11-2SJ1372-78公差數值從《塑料模具設計師指南》中查出外,其余均從《塑料制品與模具設計》中查出。其中,我們由第三章可知,Scp=0.44％。本節所采用的主要代號及其含義如下：Dm、dm模具的包容、被包容尺寸,mm；Hm、hm模具的包容、被包容深度、高度尺寸,mm；Lm、lm模具的中心距、單邊位置尺寸,mm；塑料件尺寸公差,按SJ1372-78選定,mm；m模具成型零件的制造公差,按GB/T1800-1998確定,mm；Scp注射塑料物料的平均成型收縮率；D、d塑料件包容、被包容徑向尺寸,mm；H、h塑料件的包容、被包容的深度、高度尺寸,mm；L、l塑料件的中心距與單邊位置尺寸,mm；以下為凹模和鑲件尺寸計算遙控器外殼的尺寸詳見零件圖,所用的計算公式如下：型腔徑向尺寸：<6.3-1>型芯徑向尺寸：<6.3-2>型腔深度尺寸：<6.3-3>型芯高度尺寸：<6.3-4>其中：：注射塑料物料的平均成型收縮率,＝0.004；：模具成型零件的制造公差；：塑料件尺寸公差；塑料件尺寸公差可由文獻〔2〕上表3.4－3查出,系數x可由表3.4－9查出,模具成型零件的制造公差可由表3.4－6查出。動模鑲件2的徑向尺寸計算：由公式<6.3-1>：；；；型腔深度尺寸：由公式<6.3-3>：；6.4側向抽芯的設計：側型芯抽芯塑件外圍的凹槽,可以利用斜頂和抽芯滑塊來實現抽芯,如果全部使用滑塊,則受到一模兩腔的限制,不能抽出處在模具內側的凹槽；但假如全部使用斜滑頂桿,則會影響塑件推出時,從模具上拿下,因為在那一時刻,塑件還沒有完全定型,很容易在外力的作用下,產生一定量的變形。鑒于以上兩種情況,我的模具決定采用斜滑頂桿與抽芯滑塊聯合使用以實現所有位置的抽芯。抽芯滑塊的設計圖6.14抽芯滑塊如圖6.14所示的抽芯結構在現場極為常用,原因在于它便于加工制造,容易裝配。在抽拔力不大的情況下能實現可靠穩定的抽芯,斜頂抽芯設計圖6.15斜頂抽芯桿斜頂如圖6.15所示,在頂出塑件時,不但充當的推桿的功能,還可以而且起到抽芯的作用,減少了推桿的數目。7合模導向機構設計模具閉合時要求有準確的方向和位置,具有一定精度的合模導向機構,是注射模設計不可缺少的組成部分。7.1導向機構的功用在注射模中,指引動模與定模之間按一定的方向閉和定位的裝置,稱之為合模導向機構。此外,在臥式注塑機上的注塑模,其脫模機構也需設置導向機構。因此,導向機構的功能有：〔1定位作用〔2導向作用〔3承受一定側壓力〔4支承定模型腔板或動模推件板本次設計中,我們選用導柱導向機構。7.2導柱和導套設計導柱導向機構,包括導柱和導套兩個主要零件,分別安裝在動、定模兩邊。導柱的基本機構形式有兩種。一種是除安裝部分的凸肩外,長度的其余部分直徑相同,稱帶頭導柱,見GB4169.4-84,另一種是除安裝部分的凸肩外,使安裝的配合部分直徑比外伸的工作部分直徑大,稱有肩導柱,GB4169.5-84。帶頭導柱用于生產批量不大的模具,可以不用導套。有肩導柱用于采用導套的大批量生產并高精度導向的模具。裝在模具另一邊的導套安裝孔,可以和導柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成,保證了同軸度。導柱前端均須有錐形引導部分,并可割有儲油槽。導柱直徑尺寸隨模具模板外形尺寸而定。模板尺寸愈大,導柱間的中心距應愈大,所選導柱直徑也應愈大。根據前面的計算可知,我們可根據模板外形尺寸可選擇導柱直徑d=25mm的有肩導柱.無論帶導套或不帶導套的導向孔,都應設計為通孔,或專門設計排氣槽,以避免模具閉合時的空氣阻力,我在定模板開了一個凹槽,用以排氣。導套常用的結構形式也有兩種,一種是直導套,見GB4169.2-84。直導套常用于厚模板的導向,需與模板上導向空有較緊配合,防止被導柱拖出,應該有緊定螺釘固定。另一種是帶頭導套。帶頭導套安裝需要復以墊板。這種導套長度取決于模板厚度。這兩種導套中,孔的工作部分長度一般是孔徑的1～1.5倍。本次設計選用的導柱和導套有兩種,一種是導向模具動模板與定模板,使之能精確定位的導柱導套,另一種是導向推板,推板固定板的導柱導套；但兩種都是標準件,其形狀和尺寸如圖7.1所示。圖7.1導柱導套7.3導柱和導套材料的選擇模具中導向副的作用是保證上模相對于下模有一精確的位置關系。在中小型模具中應用最廣的滑動導向副結構,對于要求精度高、壽命長的模具,導柱導套不但要求具有較高的剛度和強度來承受大的沖擊、支撐模具的部分板件,而且要求要有良好的耐磨性,保證在使用期間能起到其應有的作用。綜上所述,本次模具中導柱選擇了20號鋼,該鋼屬于低碳碳素鋼,強度不高,但韌性,塑性和焊接性能均好,經過滲碳淬火、回火處理,可獲得外表較高的硬度,外表面又比較耐磨,而心部又具有比較好的韌性,所謂外影心韌,是優良的導柱材料。20號鋼的熱處理工序安排：鍛造正火粗加工機加工成型滲碳或碳氮共滲淬火及回火嵌修拋光鍍烙本次模具中導套采用黃銅,因為導柱和導套在導向中總有一方會因為空氣中的雜質產生磨損,而銅的質地柔軟,這樣就保護了導柱,從而使得導向機構可以長時間的使用。同時銅也是自然界最耐磨的金屬材料之一,它還有一定的自潤滑性能。8脫模機構設計可靠地脫模,讓固化的成型塑件完好地從模具中頂出,取決于脫模機構合理設計。脫模在開模的后期,常見脫模過程是塑件滯留在動模邊,通過脫模機構的頂出動作,將塑件從主型芯上脫出。8.1脫模機構的設計要求盡可能讓塑件留在動模,使脫模動作易于實現；不損壞塑件,不因脫模而使塑件質量不合格；塑件被頂出位置應盡量在塑件內側,以免損傷塑件外觀；脫模零件配合間隙合適,無溢料現象；脫模零件應有足夠的剛度和強度；脫模機構要工作可靠,運動靈活,制造容易,配換方便；為實現注塑生產的自動化,必要時不但塑件要實現自動墜落,還要使澆注系統凝料能脫出并自動墜落。優秀的設計還應以簡單易行機構達到以上要求。8.2脫模機構的設計簡單脫模機構有推桿機構、推管機構、推件板機構及這些機構的組合。在本次設計中,我們采用推桿機構。推桿結構又可分為單節式推桿、臺階式推桿、嵌入式推桿、異形推桿、錐形頂桿等。根據本次所設計的塑料件的結構特點,我們采用了兩種推桿機構,即單節式推桿和臺階式推桿。對于直徑叫小的推桿,為了保證其剛度和強度,我們采用了臺階式的推桿結構；對于直徑較大的推桿,我們采用的是單節式的結構。由于零件型腔復雜,所以采用推桿推出；又因為采用斜滑頂桿抽芯,可以利用斜滑頂桿將塑件推出,頂桿分布圖如圖8.1所示：圖8.1頂桿分布圖圖中〔1處為斜滑頂桿頂出,為了及不影響塑件的結構,又能均勻的頂出塑件,圖中的〔2到〔7為不同直徑的推桿。以保證塑件不會因為應力過大而產生變形。各個推桿的直徑為：〔2Φ3；〔3Φ2；〔4Φ4；〔5Φ1.5；〔6Φ2.5；〔7Φ6。9冷卻系統設計高溫塑料熔體在模腔內凝固將釋放熱量,注射模存在嚴格合適的模具溫度。模溫調節系統是使整個成型型腔,在整個批量生產中保持這個合適溫度。模溫調節包括冷卻和加熱,但在本次設計中,不需要加熱,只需冷卻即可。9.1冷卻系統的功用〔1對制品質量的影響模溫的波動及分布不均勻,和模溫的不合適這兩方面會使塑料制品質量變壞。模溫直接關系制品的成型收縮率。模溫波動會使批量生產制品尺寸不穩定,從而降低制品尺寸精度,甚至出現尺寸誤差過大的廢品。這對成型收縮率較大的結晶型塑料影響更為明顯。〔2對生產效率的影響冷卻時間在整個注塑周期中占50%～80%的時間。在保證塑件質量前提下,限制和縮短冷卻時間是提高生產效率的關鍵。讓高溫熔體盡快降溫固化,模溫調節系統應有較高的冷卻效率。9.2冷卻系統設計準則要優先考慮冷卻管道的位置,而后綜合處理脫模機構需零件布置和鑲塊結構。要保證實現管道冷卻水湍流狀態的流速和流量,還要保證足夠的水壓。管道直徑經湍流計算確定,一般取d=8～25mm。冷卻管道布置應以均勻為前提。注塑模的澆注系統,如主流道的末端等處需加強冷卻,可利用較冷的進水,塑料制品局部的厚壁及轉角等處,需減少間距h和b,強化冷卻。從冷卻效果來選取模具材料。9.3冷卻系統設計本次所設計的模具的動模和定模都采用如圖9.1所示的冷卻系統：圖9.1冷卻系統示意圖管道的直徑為Ф8,屬于小管道,其原因有如下幾點：〔1、聚苯乙烯的注射成型特性是低料溫,高壓力注射。〔2、模具型腔復雜,實在不易采用較大的管道直徑,以免影響到斜滑頂桿、推桿推出塑件。〔3、經過計算模具的熱平衡,Ф8的管道已經能夠保證注塑過程中的能量轉換。定模鑲件運水管道加工圖9.2如下所示：圖9.2運水管道加工圖此運水管道一次性鉆好,四周的開口用銅螺塞堵死。動模鑲件運水與定模鑲件圖略同,可參考零件圖。10數控程序的編制這次設計只對抽芯滑塊壓邊塊進行3B語言程序的編制。零件的工程圖10.1如下所示：圖10.1抽芯滑塊如圖所示的零件需要用數控電火花線切割加工機床加工,采用的電極絲為Ф0.12mm的鉬絲,單面放電間隙δ=0.01mm,其加工程序編制過程如下：〔1取坐標。取如圖所示的平面直角坐標系。〔2補償量。f=1/2d+δ=<0.06+0.01>mm=0.07mm。〔3>計算坐標點。我們所計算的是電極絲中心軌跡曲線的各坐標點,它們與凹模尺寸相差f距離。各點坐標分別是：圖10.2o<-0.07,-0.07>a<20.07,-0.07>b<20.07,53.07>c<15.07,53.07>d<15.07,65.07>e<-0.07,65.07>〔4工藝坐標點oˊ,是加工的起點,在oˊ處打一個Ф2mm的穿絲孔,oˊ一般取與o相距3～5mm.設ooˊ=5mm。則有：xoˊ=-5.07yoˊ=-0.07〔5確定加工順序。起點取在坐標原點。ooˊ→oa→ab→bc→cd→de→eo〔6計數方向與長度oˊo:取Gx,J=5000；oa:取Gx,J=20140；ab:取Gy,J=53140；bc:取Gx,J=5000；cd:取Gy,J=12000；de:取Gx,J=15140；eo:取Gy,J=65140〔7編制程序單序號BXBYBJGZ備注1BBB005000L1穿絲后起步2BBB020140L13BBB053140L24BBB005000L35BBB012000L46BBB015140L37BBB065140L28D加工結束11模具裝配圖11.1模具裝配圖11.1模具裝配原理及要求塑料模具裝配通常采用裝配基準,其裝配基本原理如下：<1>以塑料模中