3注射機的初選3.1家用衣柜門板緩沖器的質量與體積家用衣柜門板緩沖器體積單個塑件體積：V=3279mm；查有關資料可知ABS的密度為1.02～1.05g/mm：則單件塑件重量M≈3.43g。澆注系統凝料體積的初步估計澆注系統的凝料在設計前是不能確定準確的數值的，但可以根據經驗按照塑件體積的0.2～1來計算。因為初步擬定的型腔數為一模2腔所以總質量為：3.3×2+（3.3×2）×0.2=7.92cm3注射機的額定注射量≥7.92÷80%=9.9cm3.根據以上的計算，初步選注射機型號為選型為：EC40-Y型。相關參數如下：表3.1東芝EC40-Y注塑機參數(部分)型號單位EC40-Y參數螺桿直徑mm22理論注射容量cm338注射重量PSg35注射壓力Mpa253鎖模力KN400拉桿內間距(水平×垂直)mm320×320允許最大模具厚度mm320允許最小模具厚度mm150移模行程mm2704分型面的選擇及型腔排列4.1分型面的選擇模具中動模和定模分離的表面稱為分型面。為了保障冷卻成型后的塑件脫模過程順利進行，有必要根據塑料零件的結構將型腔適當地分成幾個部分。注塑模具至少有一個分型面，還可以有多個，必須根據產品加工要求適當選擇最佳分型面位置。由于塑料零件不同的結構和不同的尺寸精度要求，因此分型面的形狀也各有不同，通常分型面為直線型和傾斜型兩種類型。在選取分型面的時候我們應遵循以下原則：1）促進塑料零件的脫落并簡化模具的結構；2）不會影響產品的外觀；3）可以保證塑料零件的尺寸精度；4）排氣可以順利方便地進行；5）考慮注射機的技術問題；6）容易加工模具。根據上面分型面的選擇原則，針對家用門板緩沖器結構，家用門板緩沖器的塑料零件的分型面選在塑料零件的最大輪廓外形處，不僅可以平穩地脫模，而且可以保證塑料零件的精確度。雖然塑料熔體在切割表面上會有略微溢出或飛邊的情況，但在對塑料部件進行去毛刺和飛邊之后，塑料部件的表面還是相對平整的，并且不容易看到痕跡。分型面位置如圖4.1所示：圖4.1分型面選擇實例圖4.2確定型腔的排列方式在確定模具設計型腔個數的時候，要從塑件結構和精度要求以及生產批量大小等因素考慮，由于家用衣柜門板緩沖器側壁上分布有1處圓孔，又要考慮到設置側抽芯機構，再結合王蕊老師的潛伏式澆口的建議，所以準備將型腔數目定為一模兩腔，本家用衣柜門板緩沖器在注射時采用一模兩件。在考慮型腔的排布問題上，決定采用一字型排布，由于寬的那頭有側孔結構，需要在此處布置抽芯機構，所以只能將小端處設置澆口，如圖所示。圖4.2型腔的排列方式4.3標準模架的選用注射模具的結構形式有如下：單分型面或雙分型面形式的注射模架能夠自動卸螺紋式模架擁有側向抽芯形式的模架定模推出式模架活動成型零件模架由前述的分析選擇出制品為單一的分型面。因此可以依據GBT1256—2007注射模框架，最終選擇CI型的模具框架，如圖。定模A板,其尺寸:200.0毫米×350.0×80.0毫米動模B板,其尺寸:200.0毫米×350.0×90.0毫米墊塊C板,它的尺寸:43.0毫米×350.0毫米×80.0毫米。所選模架型號為龍記模架CI型CI-2035A80B90C80.5澆注系統的設計注射系統是高溫熔融液體承載部件，將注射機內部的流體移動到模具中的第一件事是直接連接到注射機的主通道，并且在注射過程中必須承受較大的壓力。在主流道流過一定距離后，它進入分流道，直到進入型腔內部。其設計是否合理,直接影響到塑件的表觀質量,其中澆注系統的幾個部分結構如下圖。分別是主流道、分流道、澆口和冷料井組成。5.1主流道設計主流道是模具中高溫的熔融材質，從注塑機進入模具空腔的一段通道，，一直到分流道的始端的這一段流道通路。熔融態塑料的流速以及塑料充滿整個模具的時間與主流道直徑的大小有著密不可分的聯系。當主流道直徑過大或者過小時，給模具的成型和塑料制品的成型會帶來不少難度。模具的主流道是直接對接注射機噴嘴的，塑料模具主流道與注射機噴嘴的關系如下注射機的噴嘴前端孔徑尺寸為：mm注射機的噴嘴前端球面半徑尺寸為：R0=11mm則：主流道小端直徑d=噴嘴直徑尺寸大小+（0.5—1)mm=4mm；球半徑SR=噴嘴球頭半徑尺寸大小+（1～2）mm=12mm；相關配合高度應該為h=3mm；澆口套的設計選擇可以根據模具的外形尺寸大小來確定，一般情況下大模具分體的形式，小模具采用整體的形式來設計。因此考慮到在之后的實際工作，會有大量熱量釋放出來，長時間處在這種環境中會對澆口套造成損壞，所以將其設計為一個整體單獨式的零件。則澆口套裝配如下圖所示澆口套5.2分流道的設計在主流道和澆口之間起連接作用的那部分裝置被稱為分流道，分流道可以使熔融態的塑料分別流向不同的型腔以及轉變方向的作用。在設計分流道的過程中，需要考慮型腔的數量，能量與熱的增加或損耗，塑料制品的外形特征，熔融態塑料的流動性以及塑件在外觀內在質量上的要求等因素。翻閱模具相關文獻可以查閱到分流道斷面直徑尺寸推薦如表所示：表1流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑mmABS，AS聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質同晶體4.8~9.51.6~9.51.6~9.53.5~108~108~12.55~105~108~10聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚3.5~103.5~106.5~166.5~8.03.5~8.06.5~106.5~102.4~106.5~13分流道的長度一般都是按照經驗值來取值的，分流到截面形狀有多種，常用的有U形，圓形，梯形和半圓形，不同截面加工難度以及流動效率值也有所不同。U形和梯形截面常用在細水口三板模模具中，而大水口兩板模模具常采用圓形和半圓形。因此本設計采用圓形截面。根據推薦值，直徑定為6毫米，在型腔排布時，一般兩個塑件間距在30-40毫米之間，這也間接決定了分流道的長度，分流道長度為30毫米。分流道設計如下圖所示：分主流道截面形狀 5.3澆口的設計口直接與塑件相連接，把塑料熔體引入型腔，是澆注系統的最末端，它的特點是細和短。澆口通常可以在短時間內冷卻并且進行封閉，可以阻止型腔內還沒有完全冷卻的塑料發生倒流現象。在我們注塑模具設計中，按澆口的結構形式的劃分，我們平時常用的澆口形式有下列4種：側澆口、直接澆口、點澆口、潛伏式澆口等。因為塑件是家用門板緩沖器，生產出來之后要安裝在衣柜門板上的，非常注重外觀，所以對外觀表面質量要求比較高，如果采用側澆口的話會在塑件分型面位置處留下測澆口痕跡，嚴重影響了衣柜的美觀程度，對于這種外觀要求很高的產品，在模具設計時候通常采用潛伏式澆口中的潛頂桿澆口，這樣生產所留下的澆口痕跡會隱藏在內部，后期裝配起來之后會被遮蓋，完全不影響產品外觀表面質量。潛伏式澆口如圖所示圖6.2潛伏式澆口5.5冷料井設計在模具的實際設計中，通常選用Z字形的拉料桿，這樣的形式在工作時就可以體現出其穩定性，它可以把澆注時產生的多余材料勾住，固定于桿上。在模具開模的時候，它就能夠將前面產生的廢料拉出去，以便下一次成型工作，還可以保證制品的完整性。如下圖所示為其三維結構圖。拉料桿5.5排氣系統對應于模具澆口的位置通常也是氣體容易被困住的位置。熔融塑料中的水在蒸發過程中會產生一些氣泡，這些氣泡大多以不規則的形狀分布在模具壁厚度處。需通過觀察產品的外觀或在設計過程中預先進行預測來確定要排出的氣泡的來源。排氣方法有[6]：1）排氣2）通過芯和推桿之間的剩余間隙以及分型面上的剩余間隙自動排氣；3）排氣采用燒結合金塞；4）負壓和真空抽氣。觀察模具發現，大多數氣泡是在由型芯與型腔之間接觸而產生的平面上產生的，即分型面上，因此一般可以通過打開型芯與型腔之間的接觸表面來實現排氣。此外還可以通過增加推桿的運動間隙來解決。

6成型零部件的設計與計算模具之內的用于制品成型的零部件直接決定了塑料制品成型后的結構，外形尺寸，質量等，其設計與制造尤為重要。由于熔融狀態的塑料原料進到模具的型腔里面時，模具在工作時所處的環境一般比較雜亂復雜，因此所設計的模具一定要保證具備工作時所要求的強度和剛度，才能滿足生產條件。通常所指的中小型模具是模板的尺寸大小在500mm以下的模具。一般來說這種類型的小型模具在設計時，如果能保證模板的型腔長、在滿足寬尺寸低于模板長度和寬度的60％，型腔的深度不超過模板尺寸的10％時，通常來說不需要通過計算。6.1型腔的設計在模具本次設計中，型腔主要用來成型家用門板緩沖器的外表面，在類型上分為組合式和整體式。整體式型腔結構的剛度強度較好，使用壽命較長，而組合式型腔結構主要成型一些結構比較復雜外表面，所以能采用整體式型腔結構，絕不采用組合式型腔結構，本次設計中的塑件中的家用門板緩沖器外部結構也較為簡單的特點，決定采用整體式型腔結構，型腔結構三維圖如圖所示。型腔的結構6.2型芯設計在模具本次設計中，型芯主要用來成型家用門板緩沖器的內表面，在類型上分為組合式和整體式。整體式型芯結構的剛度強度較好，使用壽命較長，而組合式型芯結構主要成型一些結構比較復雜內表面，所以能采用整體式型芯結構，絕不采用組合式型芯結構，本次設計中的塑件中的家用門板緩沖器內部結構較為簡單的特點，決定采用整體式型芯結構，型芯結構三維和零件圖，如圖所示。型芯的結構6.3成型零件工作尺寸的計算塑料模具的成形過程及零件的精度公差等級及尺寸公差精度應與塑料制品的精度尺寸公差相對應,料件家用門板緩沖器的成型尺寸、結構以及精度等方面，要想加工出的成品質量高，那么必須將模具中成型零部件的精度，尺寸，質量都設計好，與塑料制品家用門板緩沖器要求相匹配。模具行業發展到現在，已經到了以相對成熟的階段，所以在一些標準方面也有一些差別，在國家的標準中，塑件成品的精度尺寸所采取的標準為GB/T14486-1993。但原來電子工業部的精度公差標準現在任然在被大多數塑料制造企業應用。若磨損后尺寸增大,則公式為若磨損后尺寸變小,則公式為型腔徑向尺寸的計算公式：公式中塑件的徑向尺寸；塑件的平均收縮率；塑件的尺寸公差；型腔模具型腔深度尺寸的計算公式公式中塑件的徑向高度；塑件的平均收縮率；塑件的尺寸公差；型腔模具公差型芯徑向尺寸的計算公式：公式中塑件的徑向尺寸；塑件的平均收縮率；塑件的尺寸公差；模具公差型芯深度尺寸的計算公式公式中塑件的徑向高度；塑件的平均收縮率；塑件的尺寸公差；模具公差

7冷卻系統的設計模具的收縮率和溫度變化直接影響到整個塑料零件及其產品的外觀和質量，以及其生產的穩定性和效率，主要體現在以下幾個方面：塑料部件的形狀是否已發生變形，尺寸結構是否已更改，塑料部件的收縮率和可成型性是否已改變，成型品的收縮率和溫度是否已更改以及機械性能，外觀等塑料零件的質量是否有直接影響。7.1冷卻系統的作用模具冷卻系統的作用[7]：（1）保證制品快速冷卻成型，提高生產效率對整套模具起恒溫作用，使得模具的溫度保持平衡，不會因為長時間的工作運動而發熱，延長模具使用壽命能使制品得到良好的外觀質量7.3冷卻系統的簡單計算ABS的單位熱流量QS的值的范圍在（310～410）KJ/kg，可取QS=360KJ/kg計算冷卻水的冷卻流量qV確定冷卻水路的直徑d取模具冷卻水孔的直徑d=6mm。冷卻管壁與水交界面的膜轉熱系數(6)計算冷卻水通道的導熱總面積(7)計算模具冷卻水管的總長度(8)設冷卻水路根數為，設每條水路的長度為=102mm根據冷卻系統的設計原則布置通道。水管中心之間的距離是孔直徑的3到5倍，而孔直徑的1到2倍是到型腔外表面的距離。為避免影響到部件，水通道的結構應設置為上下模仁。水道的布置如圖所示：水路整體設計

8脫模機構的設計注射模的推出機構是指將家用門板緩沖器產品從包裹的型芯均衡地推出以獲得家用門板緩沖器的機構，以便下一個家用門板緩沖器的注射成型可以在型腔保留的位置繼續進行。推出機構通常稱為脫模機構，脫模機構的設計好與壞會影響塑料零件的加工生產效率和質量。8.2脫模力的計算由相關材料和設計文獻，我們可以得到以下的設計式：∑Fx=0Ft+Fbsinα=Fcosα又有：F=Fbμ那么Ft=Fb(μcosα-sinα)包緊力的設計式為：Fb=Ap那么有：Ft=Ap(μcosα-sinα)P通常模外冷卻取2.4~3.9×107Pa;內冷卻0.8~1.2×107Pa。所以:采用軟件分析各個區域相加經計算，A=1813mm2,μ取0.25,p取1×107Pa,取α=0，。Ft=1813×10-6×1×107(0.25×cos0-sin0)=4532.5N.8.2脫模機構的選擇塑料零件機動脫模基本方法有三種：推桿推出機構，推板推出機構和推管推出機構。推桿推出機構用于推動塑料零件，并且由于結構簡單并且放置自由度高，因此推桿脫模機構是最常用的脫模機構，推板脫模機構是復位桿帶動圖推板，將塑料部件從型芯中推出。其主要特點是脫模力度較大，均勻，推出平穩，且無需復位裝置。推管的脫模機構是通過推塑料部件的整個外圍，以均勻地向塑料部件施加應力推出，擁有不會變形，沒有推出痕跡等優點。根據以上幾點脫模機構的設計原理，根據本設計塑料零件設計要求和結構特點，本次設計采用推桿推出，推桿脫模機構的運動阻力小，推出運動靈活，平穩可靠，當推桿發生損壞時也易于更換。由于家用門板緩沖器內部結構簡單，因此，選擇推桿脫模機構作為本次設計的脫模機構。8.3脫模機構的布置為了能讓家用衣柜門板緩沖器達到良好的脫模效果，所設計的脫模機構中的頂桿必須合理分布，將大直徑和小直徑不同的頂桿分布如圖所示，一起順利的頂出家用衣柜門板緩沖器。頂桿布置

9側向分型與抽芯機構的設計當塑件上具有側孔或內、外側凹時，塑件要是想從模具中順利地脫出來，是比較難的。那么設計人員就應該將側面方向的凹槽的零件做成可以一定空間內活動而不干擾成型，這樣的零件通常叫做側型芯。開模時候現將側型芯抽出然后再推出塑件，達到成型效果。這類機構叫做抽芯機構。9.1抽芯機構的選用在繪制完成家用衣柜門板緩沖器三維選擇好分型面位置之后，由于一端出的側孔結構，需設計側向分型與抽芯機構成型，在注塑模具設計中經常涉及到的抽芯機構有斜導柱抽芯機構、彎梢抽芯機構、液壓缸抽芯機構、斜頂桿抽芯機構等等，結合家用門板緩沖器塑件上側凹結構特點，屬于外側抽芯，所以本次設計決定采用斜導柱機構較為合適。斜導柱分型抽芯是模具中運用最廣的分型抽芯機構，主要由滑塊、斜導柱、定位結構，楔緊快組成、斜導柱加滑塊抽芯機構9.2抽芯距和抽芯力的計算抽芯距的計算抽芯距就是側向分型與抽芯機構機構需要行走的總距離。S=+(2~3)=10+(2~3)=13mm家用衣柜門板緩沖器小端孔深度10mm實際抽芯距，13（2）抽心力的計算式中：；；；，一般情況下模內冷卻的塑件取(0.8～1.2)×107Pa；；。代數數據計算F=128.5N。b.斜導柱傾斜角斜導柱傾斜角與斜導柱的有效工作長度，抽芯距,斜導柱完成抽芯時所需最小開模行程有關。要是增大，L和H就會減小，這樣就會有利于縮短模具尺寸，但是斜導柱承受的彎曲力和側抽芯時的開模力就會增大；反之亦反，所以結合這兩方面考慮，一般最常用為本設計取為18°。c.斜導柱的總長度斜導柱總長度計算公式為斜導柱的總長度≈105mm——斜導柱總長度，mm——斜導柱臺肩直徑，mm——斜導柱抽拔角,°——斜導柱固定板厚度，mm——斜導柱工作部分直徑，mm——抽芯距。分別帶入不同數據的斜導柱長度為105mm。9.3滑塊的設計在模具設計中，模具可以設計成整體式也可以設計成組合式，整體式強度較好，組合式方便維修更換，本次設計采用組合式滑塊，側型芯和滑塊通過圓柱校進行鏈接。如圖所示滑塊側型芯

10導向機構的設計導向機構的作用是定位、導向以及承受一定的側向壓力。保證模具的開閉過程是導向機構的關鍵用途。導向機構分別安裝在模具的兩側。10.1導向機構作用導向機構有以下作用：為了保證模具在工作時候的定位精確，就需要對動定模進行一點的約束限制。開合模的一個位置精準度把握，模具工作時的一個導向作用，能夠保證工作不發生干擾。此結構的存在，還會對其它相關的部分進行一個支撐承載的功能。模具在工作時，由于運動，會產生沖擊等不穩定因素，因此還可以保持模具工作的平穩。10.2導柱導套的設計從工作條件考慮，導柱起承載定位等重要作用，不能隨意選擇其材料，它應該具備一定的耐磨度和剛度，因此綜合考慮后決定使用T10的高碳鋼來制作。通常，導柱的表面會有設計多個油槽，以達到安置潤滑油，減小摩擦力的目的。導套材料選擇設計方面類似于導柱，也應該具有一定的強度和耐磨性，還要注意導柱和導套之間的摩擦盡量減少，否則會拉毛，導致運動不平穩，定位不精確。導柱和導套應該相互配合設計使用，因為導柱要貫穿于動定模之間，要起到導向定位作用，因此要考慮模具的整體尺寸，設計尺寸長度應該盡量大一些，則取導柱長為126毫米，直徑尺寸大小為20毫米。導套由于配合導柱使用，還要能夠使得開合模比較順利，因此設計取長度尺寸為60mm，內部直徑取20mm，外部直徑大小為30mm。兩者配合使用起到導向作用，如下圖所示：

10注射機的校核10.1注射量的校核（按體積）最大注射容積為：最小注射容積為：其中α為注射系數，取0.1-0.8，無定型塑料可取0.8，結晶型塑料可取0.1，該處取0.8，若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發揮，塑料在料筒中停留時間就會過長，而每次注射的實際注射量為7.92cm3，處于之間，符合要求。10.2鎖模力的校核由于塑料投影面積不規則，只能通過軟件計算投影面積=1380mm2。由相關材料和文獻我們可以得知，流道凝料為制品在分型面投影面積的0.2～0.5倍,那么用運算，則，=+=+0.35=3243mm2由相關材料和文獻我們可以得知制品平均壓力應該是45；那么就有鎖模力==3243××45×=145.9。再由相關材料和文獻我們可以得知注射機最大鎖模力F=400KN，又=145.9kN，則。10.3模具厚度的校核模具厚度尺寸大小校核表達式為：Hmin<Hm<Hmax注：Hm——模具厚度，mmHmin——最小模具厚度，mmHmax——最大模具厚度，mm我們所選擇的注射機其所允許的最小模具厚度Hmin=150mm；最大模具厚度Hmax=320mm；那么可以知道它滿足Hmin≤301mm≤Hmax。10.4開模行程的校核模具開模行程應滿足：其中：Sm＜SzSz為最大開模行程，查注射機Sz=270mm，Sm為模具的開模行程；Sm=塑件的高度+澆注系統的高度+（5-10）mm=16+110+10=136mm可見Sm<Sz，所選注塑機型號滿足其開模行程

11結論本次的設計是家用門板緩沖器的產品模具設計，當然一開始是相當茫然的，畢竟以前并未動手實際操作過，在前期開題和方案確定方面，感到茫然不知所措，無從下手。后來是查詢和借閱了一些模具設計的書本教材，特別是關于塑料模具設計的教材，然后學習相關模具設計的基本的要求還有設計的流程，再然后就是成型零件的尺寸計算的知識，通過不斷的學習來逐步加深對于模具這一學科的認知。設計的過程里，主要是要去明白關于家用門板緩沖器產品的使用要求的標準以及工藝性能要求的標準，然后按照這些標準來對塑件的材料進行挑選。尤其是關于模具的結構方案的確定花費了大量時間精力，這些就是我在開題階段的主要事情，到最終確定好開題和方案，確定了整個設計的主體方向，開始有了較清晰的思路，在設計方面努力也不少，要求這對產品的分型面做出合理選取，也要求必須結合批量的要求和產品的尺寸來決定型腔布局和型腔數量。然后塑件的體積決定著注射機的結構，澆注系統和冷卻系統當然也是設計一環不可缺少的環節。經過老師的幫忙指導，總算都得到解決方法。在本次設計的尾聲，需要對論文本身進行大量的降重和多次的查重，浪費了金錢和精力，感激學長的幫助讓我對論文精益求精。最后完成了本次設計。

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