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鹽 城 工 學(xué) 院
模 具 設(shè) 計(jì) 綜 合 實(shí) 踐
報(bào) 告 書(shū)
題 目： 龍骨架注射模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)老師：
提交日期：
機(jī)械優(yōu)集學(xué)院 三維設(shè)計(jì)制造系
龍骨架注塑模設(shè)計(jì)
摘 要
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，作用是限制和控制材料，包括固態(tài)或液 態(tài)的流動(dòng)，使之形成所需要的形狀。用模具制造的零件效率很高，質(zhì)量有保障，生產(chǎn)成本也較低，材料消耗低，所以廣泛的應(yīng)用與制造業(yè)中。本次設(shè)計(jì)的龍骨架注塑模，應(yīng)用與窗簾上，形狀小巧，質(zhì)量輕便，方便窗簾的開(kāi)合。該設(shè)計(jì)主要通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸精度，成型要求來(lái)進(jìn)行的注塑成型工藝的分析，并完成注射模具的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)需要通過(guò)分析的成型工藝包括：ABS塑料的成型特性，塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，表面粗糙度以及脫模的分析要求，以此來(lái)確定注射機(jī)的選用、型腔的數(shù)目、分型面的位置、澆注的方式、分流道的設(shè)計(jì)、脫模方式等。該次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是需要進(jìn)行滑塊側(cè)向分型分析，而且是一模兩腔的設(shè)計(jì)，分析確定結(jié)構(gòu)。最后要完成完整的一套模具設(shè)計(jì)總圖，包括成型部分，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，推出機(jī)構(gòu)，側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)等。設(shè)計(jì)過(guò)程包括了對(duì)成型零件的各種計(jì)算，抽芯機(jī)構(gòu)的校核計(jì)算等。設(shè)計(jì)過(guò)程中還可使用三維UG8.5軟件完成塑件的實(shí)體造型，對(duì)塑件的體積質(zhì)量進(jìn)行分析，最后要用CAD完成注塑模具零件圖和裝配圖，并最終完成塑料模具的整個(gè)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：塑料，模架，成型工藝，注塑模具設(shè)計(jì)，滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，材料
I
WHEEL DESIGN OF INJECTION MOULD
ABSTRACT
Mold is a basic process of manufacturing equipment and its purpose is to limit and control material, including the flow of solid or liquid, making it form the desired shape. Parts of mold manufacturing efficiency high, assured quality, lower production costs, material consumption is low, so a wide range of applications in manufacturing. Injection mold of the wheel of this design, application and curtains. Compact shape, the quality of light for easy closing of curtains. So more and more compact wheel used in real life. This design mainly through structural shape and dimensional accuracy of the plastic parts, forming requirements to conduct analysis of injection molding process, and completes the design of the injection mold. Design through analysis of the forming process including: selection of plastic forming properties of ABS, plastic structure features, surface roughness and ejection of analytic requirements, in order to determine the selection of injection machine, the number of cavities, location of the parting surface, pouring, diversion of road design, mold, etc. Last total figure to complete the full set of mold design, including forming part and clamping guides, launched body, lateral type institutions. Design process including forming part of computing, core-pulling mechanism for checking and so on. May also be used in the design process modeling of three dimensional UG8.5 software for plastic parts, analysis of the volume and quality of the plastic parts, and finally to complete the injection mold CAD detail drawing and Assembly drawing and eventually complete the whole plastic mold design.
KEY WORDS: Plastic, Mold frame, Formation craft, Plastic injection mold design, Slide core-pulling mechanisms, Materials
II
目 錄
前 言 1
第1章 注塑件成型工藝 2
1.1.1 龍骨架三維圖 2
1.1.2 龍骨架材料成型特性 3
1.2 龍骨架塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 3
1.2.1 塑件的尺寸精度分析 4
1.2.2 塑件表面質(zhì)量的要求分析 4
1.2.3 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析 4
第2章 成型設(shè)備的選擇 5
2.1 初選注射機(jī)型號(hào) 6
2.2 確定型腔數(shù)量 7
2.3.1 最大注射量的校核 7
2.3.2 注射壓力的校核 7
2.3.3 鎖模力的校核 7
第3章 制定模具結(jié)構(gòu)方案 8
3.1 模具分型面的選擇 8
3.2 型腔的數(shù)目位置分布 8
3.2.1 型腔數(shù)目的確定 8
3.2.2 型腔的分布 9
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
3.3.1 主流道的設(shè)計(jì) 10
3.3.2 分流道及澆口的設(shè)計(jì) 11
3.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 12
3.5 排氣槽的設(shè)計(jì) 13
3.6 成型零部件設(shè)計(jì) 13
3.6.1 成型零件應(yīng)具備的性能 13
3.6.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.7 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu) 16
3.7.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 16
3.7.2 脫模阻力的計(jì)算 16
3.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
3.8.1 推板導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18
3.8.2 推板導(dǎo)套設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 18
3.9 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
3.9.1 斜滑塊外側(cè)分型 19
第4章 模架的選擇 19
4.1 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào) 20
4.2 模板尺寸的確定 20
4.2.1 定模座板尺寸的確定 20
4.2.2 定模板尺寸確定 21
4.2.3 動(dòng)模板尺寸的確定 21
4.2.4 支撐板尺寸的確定 22
4.2.5 推桿固定板尺寸的確定 22
4.2.6 推板尺寸的確定 22
4.2.7 動(dòng)模固定板尺寸的確定 23
4.2.8 開(kāi)模行程的校核 23
第5章 模具裝配 23
5.1 模具裝配工藝 23
5.2 模具裝配過(guò)程說(shuō)明 23
設(shè)計(jì)小結(jié) 24
謝 辭 25
參考文獻(xiàn) 27
IV
前 言
隨著當(dāng)前制造技術(shù)的迅速發(fā)展，中國(guó)的制造業(yè)也越趨蓬勃發(fā)展。同時(shí)工業(yè)生產(chǎn)中模具已成為生產(chǎn)產(chǎn)品不可缺少的工藝裝備。模具能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起各國(guó)的重視。模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”在日本，模具是“金屬加工業(yè)的帝王”在德國(guó)，羅馬尼則稱(chēng)“模具就是黃金”。可見(jiàn)模具在經(jīng)濟(jì)中起到的重要地位。我國(guó)也對(duì)模具的發(fā)展非常重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。
從模具產(chǎn)量需求的情況來(lái)看，中低檔的模具已經(jīng)能夠大量國(guó)產(chǎn)化。以大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽、精密模具為高技術(shù)含量的代表，不過(guò)目前只有60%左右，有很大一部分需要依靠進(jìn)口。模具總銷(xiāo)售額中塑料模具占有的比例屬于最大，大概占有45%。
本次設(shè)計(jì)注塑模為龍骨架注塑模設(shè)計(jì)，龍骨架現(xiàn)在大量的被投入使用中，該龍骨架小巧輕便，主要適合用在窗簾的開(kāi)合方面。根據(jù)需求可知，龍骨架精度要求也較高，使滑動(dòng)順暢流利。根據(jù)塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn)，進(jìn)行模架的結(jié)構(gòu)的選擇，注射機(jī)的選用，校核等。分型面，澆注系統(tǒng)，推出機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)的分析是此次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。我主要采用了滑塊側(cè)分型機(jī)構(gòu)，需要對(duì)開(kāi)模，角度進(jìn)行分析。
設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱參考資料，分析對(duì)比，使我更了解了模具設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，及重要性。也使我開(kāi)拓了視野，補(bǔ)充更多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，收貨頗大。
第1章 注塑件成型工藝
1.1 分析龍骨架塑件
1.1.1 龍骨架三維圖
圖1-1龍骨架三維模型
1.1.2 龍骨架材料成型特性
聚氯乙烯（ABS)是產(chǎn)量較大的塑料品種之一在世界上。ABS該樹(shù)脂為白色或者淺黃色粉末形同面粉狀。造粒后成為透明顆粒狀料。其中比較純的聚氯乙烯的密度為 ,如果加入少量增塑劑及填料等的聚氯乙烯塑件的密度在范圍內(nèi)，所以根據(jù)加入增塑劑的多少可以把聚氯乙烯分為軟、硬兩種形式[1] .
聚氯乙烯屬于無(wú)定型性料，吸濕性小，但為了提高流動(dòng)性，防止產(chǎn)生氣泡則宜先干燥。
聚氯乙烯塑料中含有少量或者不含增塑劑的稱(chēng)為硬聚氯乙烯。它比較堅(jiān)韌、機(jī)械強(qiáng)度高、介電性能較好，以及對(duì)于酸堿的抵抗力高，化學(xué)穩(wěn)定性好，但是耐熱性能不高。所以主要用來(lái)制造棒、管、板、片等各種型材。
含有較多的增塑劑的聚氯乙烯是軟聚氯乙烯，富有彈性且柔軟。類(lèi)似橡膠類(lèi)，化學(xué)穩(wěn)定性較橡膠穩(wěn)定。他的耐熱性較低，耐磨性、耐溶性、介電性能及機(jī)械強(qiáng)度都不及硬聚氯乙烯，且易老化。
聚氯乙烯ABS成型溫度范圍較小，流動(dòng)性能差，加熱成型易于分解。所以要嚴(yán)格控制料溫。溫度控制如表1-1所示。
表1-1 ABS工藝參數(shù)
溫度/℃
噴嘴
150-170
料筒
165-180
模具
30-60
壓力/
注射
80-130
保壓
40-60
時(shí)間/
注射
2-5
保壓
15-40
冷卻
15-40
總計(jì)
40-90
1.2 龍骨架塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
1.2.1 塑件的尺寸精度分析
該塑件的尺寸精度無(wú)特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按MT5級(jí)精度查公差，其尺寸的公差要求見(jiàn)表1-2。
表1-2 塑件上主要尺寸的公差要求
塑件標(biāo)注尺寸
塑件尺寸公差
外形尺寸
38
22
13
內(nèi)部尺寸
10
7
3.5
40
塑件尺寸精度受影響的因素如下：
模具各部分的制造精度影響塑件外表面的粗糙度，聚氯乙烯塑料的性能收縮率形象尺寸精度，成型工藝特性的變化也影響尺寸精度。
1.2.2 塑件表面質(zhì)量的要求分析
該塑件外表面應(yīng)該光滑。表面粗糙度可選，內(nèi)表面沒(méi)有特殊質(zhì)量要求粗糙度取。
1.2.3 塑件結(jié)構(gòu)工藝性分析
該龍骨架外表面是凹圓，需要側(cè)向分型才能正確方便的脫模。塑件尺寸較小，選擇滑塊外側(cè)分型，選用澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口的但分型面多型腔注射模，采用側(cè)澆口基本不影響外觀(guān)尺寸，推桿推出機(jī)構(gòu)，不需要復(fù)位桿。零件圖如圖1-2所示。
圖1-2 龍骨架零件圖
.
1.2.4 塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算
該產(chǎn)品為聚氯乙烯塑料，密度為 ，取平均密度,收縮率0.6~1.0[4]計(jì)算如下：
利用UG8.5三維軟件直接算出龍骨架體積
計(jì)算塑件質(zhì)量
第2章 成型設(shè)備的選擇
2.1 初選注射機(jī)型號(hào)
初選注射機(jī)注射機(jī)參數(shù)要求如下表2-1[1]
表2-1 注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
注射裝置
INJECTION UNIT
A
B
C
螺桿直徑
Screw Diameter
mm
40
45
48
螺桿長(zhǎng)徑比
Screw L/D Ratio
L/D
22.5
20
18.8
理論容量
Shot Size(Theoretical)
cm3
253
320
364
注射重量
Injection Weight(PS)
g
230
291
331
注射壓力
Injection Pressure
Mpa
202
159
140
螺桿轉(zhuǎn)速
Screw Speed
rpm
0～175
合模裝置
CLAMPING UNIT
合模力
Clamp Tonnage
KN
1600
移模行程
Toggle Stroke
mm
420
拉桿內(nèi)距
Space Between Tie Bars
mm
455x455
最大模厚
Max.Mold Height
mm
500
最小模厚
Min.Mold Height
mm
180
頂出行程
Ejector Stroke
mm
140
頂出力
Ejector Tonnage
KN
33
頂出桿根數(shù)
Ejector Number
Piece
5
其它
OTHERS
最大油泵壓力
Max.Pump Pressure
MPa
17.5
油泵馬達(dá)
Pump Motor Power
kw
15
電熱功率
Heater Power
kw
9.75
外形尺寸
Machine Dimension(LxWxH)
m
5.4x1.45x2.05
重量
Machine Weight
t
5.2
料斗容積
Hopper Capacity
kg
25
油箱容積
Oil Tank Capacity
L
320
2.2 確定型腔數(shù)量
考慮到型注射機(jī)的額定注射量為100，此次設(shè)計(jì)塑件簡(jiǎn)單，體積約30，根據(jù)注射機(jī)的額定注射量，選擇2腔模具結(jié)構(gòu)。
塑件體積較小，沒(méi)有必要采用冷卻水道，可以減少很多工序的加工。
2.3 注射機(jī)參數(shù)的校核
注射成型最重要的工藝參數(shù)為影響熔體流動(dòng)和冷卻的溫度、壓力及相應(yīng)的作用時(shí)間。溫度包括機(jī)筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度，壓力包括塑化壓力和注射壓力。
2.3.1 最大注射量的校核
注射機(jī)額定注射量為100，塑件體積為5.3，每次成型2個(gè)塑件。假設(shè)流道凝料為15,實(shí)際注射量
V=
由此確定注射機(jī)最大注射量滿(mǎn)足要求。
2.3.2 注射壓力的校核
ABS注射壓力80-130，取平均值85，注射機(jī)最大注射壓力100，滿(mǎn)足要求。
2.3.3 鎖模力的校核
參考表2-1注射機(jī)鎖模力為600，ABS塑料的注射壓力為80-130，取85.單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為
（2-1）
代入數(shù)據(jù),得
取澆道凝料20.k為壓力損失系數(shù)，取值[1],注射時(shí)模具的膨脹力
F=
故鎖模力滿(mǎn)足要求。
由上可初步確定注射機(jī)選用。
第3章 制定模具結(jié)構(gòu)方案
3.1 模具分型面的選擇
該塑件為龍骨架塑件，外型表面粗糙度要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮到不能影響塑件的外觀(guān)質(zhì)量、有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、便于清除毛刺及飛邊，流道設(shè)計(jì)方便等因素，分型面選擇如下圖3-1所示。
圖3-1分型面的選擇
3.2 型腔的數(shù)目位置分布
3.2.1 型腔數(shù)目的確定
按注射機(jī)的最大注射量確定型腔的數(shù)量
[1] （3-1）
其中，表示注射機(jī)最大注射量，取100；是澆注系統(tǒng)冷凝料量；是單個(gè)塑件的容積或質(zhì)量。
數(shù)據(jù)代入式（3-1），得
取型腔數(shù)量2個(gè)。
3.2.2 型腔的分布
每一個(gè)型腔是通過(guò)滑塊拼合而成，一模兩腔分布，對(duì)稱(chēng)分布更好。見(jiàn)下圖3-2.選擇側(cè)澆口，澆口開(kāi)設(shè)在分型面上。這樣，定模部分不用單獨(dú)開(kāi)設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要有型芯固定板和支撐板等結(jié)構(gòu)。
圖3-2 型腔的分布
3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，或在此通道內(nèi)冷凝的固體塑料。澆注系統(tǒng)分為普通（冷）流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩大類(lèi)。普通流道澆注系統(tǒng)包括流道（由主流道、分流道和冷料井組成）和澆口。
3.3.1 主流道的設(shè)計(jì)
1. 注射機(jī)尺寸的確定
由表2-1可知，HTF120X型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸為：噴嘴孔直徑；噴嘴前端球面半徑。
2. 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系[3]得到,主流道進(jìn)口端球面半徑
?。?
主流道進(jìn)口端孔直徑如下，
取d=4.5mm。
為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度選，為了讓熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)的過(guò)渡圓弧。主流道采用可拆卸更換的澆口套，與定位圈是分立式。加上定位圈，這樣減小了澆口套的尺寸，還可以避免澆口套磨損過(guò)大。主流道澆口套形式如下圖3-3所示。
圖3-3 澆口套
3. 定位圈尺寸根據(jù)注射機(jī)確定。
3.3.2 分流道及澆口的設(shè)計(jì)
該塑件的形體比較小巧，中間是通孔，上下均需型芯。所以分流道只能在側(cè)面。因?yàn)閯?dòng)模板上面固定有鑲件以及滑塊，所以分流道設(shè)在定模板上。故采用U形分流道，側(cè)澆口。表3-7[2]取半圓形分流道截面半徑，澆口寬度[2]，澆口截面如圖3-4所示。
圖3-4 澆口截面
分流道表面粗糙度要求不高，一般情況下取，該分流道取。
3.4 冷料穴的設(shè)計(jì)
可以根據(jù)澆注系統(tǒng)的需要來(lái)設(shè)置冷料穴，可以設(shè)置在個(gè)分流道的轉(zhuǎn)向處，也可設(shè)置在主流道的末端，一般冷料穴兼有拉料作用。
此處選擇帶鉤形頭的拉料桿冷料穴，即拉料桿頭部設(shè)置為Z型。拉料桿固定在推桿固定板上面。開(kāi)模的時(shí)候，拉料桿通過(guò)鉤頭拉住流道內(nèi)的冷料，將主流道內(nèi)的冷料拉出。之后再推板的作用下將塑件及冷凝料一起推出。此種方式不適合全自動(dòng)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)[5]。
圖3-5 拉料桿
3.5 排氣槽的設(shè)計(jì)
該塑件形狀小巧，排氣可利用分型面及側(cè)向分型面排氣如下圖所示
圖3-6滑塊分型面排氣
3.6 成型零部件設(shè)計(jì)
3.6.1 成型零件應(yīng)具備的性能
成型零件需要直接與高溫高壓的塑料熔體所接觸，所以必須具備一定的性能：
1. 具有足夠的剛度、強(qiáng)度，以承受熔體的高壓。
2. 具有一定的耐磨性和硬度，以承受料流的磨損與摩擦。進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，硬度應(yīng)該達(dá)到40HRC。
3. 龍骨架外表面精度要求較高，光滑美觀(guān)。表面粗糙度要求在以下。
3.6.2 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成形零件分為型腔、型腔版、型芯、側(cè)型芯、鑲件、活動(dòng)鑲件、拼塊、螺紋型芯、螺紋型環(huán)等零部件。
其中凹模為成形塑件外表面的凹狀零件；型芯為成形塑件的內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵?；?cè)型芯為成形塑件側(cè)孔、側(cè)凹的零件，可手動(dòng)或者隨滑塊在模內(nèi)作抽拔和復(fù)位運(yùn)動(dòng)的型芯。鑲件為難以整體加工的部位，與主體件分開(kāi)制造，并嵌入主體的局部成形零件。該模具的成型零件不包括鑲塊。
1. 定模型芯尺寸的計(jì)算
圖3-7 定模型芯結(jié)構(gòu)
定模型芯工作尺寸的計(jì)算[4]：
（3-2）
校核：
（3-3）
其中，項(xiàng)系數(shù)取值0.5-0.8，型芯徑向尺寸，型芯制造公差，
型芯磨損量，塑料的最大收縮率（%），塑件的平均收縮率（%），
,。
查表1-2，,,,代入式（3-2）得：
，
。
2. 動(dòng)模型芯的計(jì)算
由式（3-2）可以計(jì)算出：
；
；
。
其中， ，，數(shù)據(jù)參照下圖3-8所示。
型芯屬于組合式型芯采用T10A，淬火處理，硬度HRC45-50。
型芯與動(dòng)模板配合關(guān)系為過(guò)盈配合。
圖3-9 動(dòng)模型芯配合
3. 型腔尺寸的計(jì)算
a. 定模型腔是整體式型腔，在定模板上
表3-2 型腔尺寸的計(jì)算
平均尺寸法
其中項(xiàng)系數(shù)取值0.5-0.8
型芯徑向尺寸
型芯制造公差
型芯磨損量
塑料的最大收縮率（%）
塑件的平均收縮率（%）
校核
深度
塑件的高度
凹模用以成型塑件的外表面，其結(jié)構(gòu)可分為六種：整體式凹模，整體嵌入式凹模，局部鑲嵌式凹模，大面積鑲嵌式凹模，四壁拼合式凹模，拼塊式凹模。此次設(shè)計(jì)的模具采用整體式凹模和拼合式凹模兩種形式。
3.7 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)
3.7.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求
1. 盡量保證塑件留在動(dòng)模上 這樣保證注射機(jī)推出的過(guò)程中推出塑件，但是必須保證開(kāi)模的時(shí)候塑件是留在動(dòng)模上的，這樣可以使模具更簡(jiǎn)單一些。
2. 要保證塑件不會(huì)損壞、不會(huì)變形 所以要正確分析型腔與塑件之間各部位的附著力的大小，從而選擇合理的推出方式，使脫模力分布合理。
3. 保證塑件外觀(guān)良好光滑 即推出塑件的位置盡量選擇在對(duì)外觀(guān)影響不大的地方。
4. 結(jié)構(gòu)保證可靠 使推出機(jī)構(gòu)工作良好，靈活，具有足夠的剛度和強(qiáng)度[5]。
該模具選擇推桿推出機(jī)構(gòu)，一次性推出。推桿不直接推出塑件，推桿推在滑塊上，所以推桿不影響外觀(guān)。
圖3-12 推桿
3.7.2 脫模阻力的計(jì)算
脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一般應(yīng)遵循的原則[4]：
1. 塑件滯留在東磨邊，以便借助于開(kāi)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(jiǎn)單。
2. 防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大小及其所在的部位，有針對(duì)性選擇合適的脫模裝置。
3. 力求良好的塑件外觀(guān)。
4. 結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，且有足夠的強(qiáng)度和剛度。
龍骨架屬于龍骨架形塑件，塑件壁厚與內(nèi)孔直徑之比大于1/20，的塑件，屬于厚壁龍骨架。
塑件橫截面為圓環(huán)形所需脫模力為
(3-4)
其中，是塑料的拉伸模量，由表3-29查找[4] ；塑料成型平均收縮率（%），由表3-29查找[4] ；塑件的平均壁厚（）；塑件包容型芯的長(zhǎng)度（）；塑件的泊松比；塑件的脫模斜度（即塑件的側(cè)面與脫模方向之夾角）；塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)；型芯大小端平均半徑（）；塑件在與開(kāi)模方向垂直的平面上的投影面積的大小，當(dāng)塑件底部上有通孔時(shí)，10B項(xiàng)應(yīng)視為0；由和決定的無(wú)因次數(shù)，可由表3-30[4]查找；無(wú)因次數(shù)，可查取。
表3-3 ABS塑料的某些性能
拉伸模量E
2.4~4.2
塑料成型平均收縮率（%）
0.3
塑件的平均壁厚t（）
6
塑件包容型芯的長(zhǎng)度L（）
4
脫模斜度
塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)f
0.45~0.6
型芯大小端平均尺寸r()
14
1
2
通過(guò)表3-1查取的數(shù)值代入式（3-4）可計(jì)算出：
=。
3.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與定位機(jī)構(gòu)，用來(lái)保證定模與動(dòng)模這兩部分或者模具內(nèi)其余零件之間的可靠配合和分開(kāi)，避免各零件發(fā)生干涉和碰撞的作用。
3.8.1 推板導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
此次設(shè)計(jì)的模具用的是斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，不需要復(fù)位桿復(fù)位，但是為了保證合模時(shí)的定位，需要有推板導(dǎo)柱。
導(dǎo)柱分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱之分。
帶頭導(dǎo)柱有導(dǎo)柱導(dǎo)套配合要求，適用于生產(chǎn)大批量、高精度的注射模具。有肩導(dǎo)柱，再制造時(shí)，可采用方法配合加工一次性加工出安裝孔導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)。
圖3-15 推板導(dǎo)柱
3.8.2 推板導(dǎo)套設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
導(dǎo)套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，常見(jiàn)的有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套兩種[6]。
尺寸方案如下圖3-16所示。
圖3-16 帶頭導(dǎo)套
3.9 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.9.1 斜滑塊外側(cè)分型
龍骨架上下不一樣大小的孔，外表面還有凹面，所以需要采用抽芯機(jī)構(gòu)。抽芯機(jī)構(gòu)分為斜導(dǎo)柱抽芯與斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。龍骨架側(cè)凹較淺，需要的抽芯距不是很大，但是側(cè)凹的成型面積比較大，所以需要的抽芯力也較大。所以采用斜滑塊機(jī)構(gòu)側(cè)向分型與抽芯[5]。
斜滑塊抽芯的工作原理是：利用推出機(jī)構(gòu)推桿的推力來(lái)驅(qū)動(dòng)斜滑塊斜向運(yùn)動(dòng)，在塑件被推出的同時(shí)將由斜滑塊完成外側(cè)分型與抽芯的動(dòng)作[5]。
滑塊滑動(dòng)部分須表面淬火，其硬度達(dá)到HRC40以上，滑塊長(zhǎng)度（運(yùn)動(dòng)方向）應(yīng)為寬度的1.5倍，高度需為寬度的2/3,以防運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生偏斜。設(shè)置導(dǎo)滑槽是維持滑塊運(yùn)動(dòng)方向的支撐，要求滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)上下竄動(dòng)和卡緊現(xiàn)象。燕尾槽精度高，但是制造比較復(fù)雜，多采用T字型導(dǎo)滑槽。
為了保證合模時(shí)斜滑塊拼合緊密，防止注塑的成型時(shí)產(chǎn)生飛邊溢料，斜滑塊裝配的時(shí)候要與模腔底部和斷面之間預(yù)留0.2~0.5的間隙。這樣可以保證斜滑塊與導(dǎo)滑槽之間有磨損之后，可以通過(guò)修磨斜滑塊的斷面，還可以繼續(xù)保持緊密的配合度要求。
第4章 模架的選擇
4.1 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架型號(hào)
因?yàn)椴捎媒M合式型芯，斜滑塊推出機(jī)構(gòu)，選用A2-250315標(biāo)準(zhǔn)模架。
確定。
模架的長(zhǎng)、寬取決以各零件互不干涉于型腔、型芯、導(dǎo)柱及推出機(jī)構(gòu)的位置為原則，確定模架的長(zhǎng)度L和寬度B時(shí)，應(yīng)以設(shè)計(jì)動(dòng)模板長(zhǎng)寬為基準(zhǔn)。
該次塑件采用的是一模兩腔平衡布置、側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu)。根據(jù)型腔的壁厚的要求、塑件尺寸的大小布置等多項(xiàng)因素[6]，可以計(jì)算出型腔模板的大概尺寸，再經(jīng)過(guò)查閱資料[2]，選取標(biāo)準(zhǔn)模板的尺寸為315×250。模板固定位置選擇四個(gè)螺釘M12，為了定位選擇，定模板部分兩個(gè)銷(xiāo)M12，動(dòng)模板部分兩個(gè)銷(xiāo)釘M12。其中標(biāo)準(zhǔn)模架有固定的安裝定位要求[2]。尺寸如下表列出4-1
表4-1 模架選取尺寸 [6]
系列（）
導(dǎo)柱(間距）
模板厚度A、B尺寸
25
墊塊高C
50
座板寬度（）
315
推板寬度（）
148
墊塊寬度（）
50
動(dòng)定模座板中螺釘數(shù)量，間距
；
推板螺釘數(shù)量，間距
；
從表2-1查詢(xún)，拉桿間距，模具的長(zhǎng)寬要在拉桿間距之內(nèi)。模具最小厚度170，最大模具厚度300,應(yīng)該保證合模高度在最小厚度和最大模具厚度之間。注射機(jī)選擇才會(huì)合理。
4.2 模板尺寸的確定
4.2.1 定模座板尺寸的確定
根據(jù)注射機(jī)的定位孔直徑確定定位圈直徑，和澆口套直徑。確定定模座板的加工如下圖4-1 尺寸為。
定位圈上面固定四個(gè)螺釘,導(dǎo)套固定在動(dòng)模座板上，導(dǎo)套與導(dǎo)柱
間隙配合H7/f6。
4.2.2 定模板尺寸確定
定模板為了固定定模型芯，四腔安裝有四個(gè)型芯，分流道設(shè)在定模板上面，輪廓尺寸為，如下圖4-1所示。
圖4-1定模板
4.2.3 動(dòng)模板尺寸的確定
動(dòng)模板上面安裝鑲件及滑塊，鑲塊直接敲進(jìn)模板內(nèi)，鑲塊中間順著導(dǎo)滑軌道安裝上滑塊。尺寸，如下圖4-2所示。
圖4-2 動(dòng)模板結(jié)構(gòu)
2.3 動(dòng)模固定板尺寸的確定
動(dòng)模固定板固定動(dòng)模型芯，尺寸，材料選擇Q235。
4.2.4 支撐板尺寸的確定
支撐板位于動(dòng)模固定板下面，為了承受型芯的沖擊力，推板導(dǎo)柱也要在支撐板固定，尺寸，材料選擇Q235。
4.2.5 推桿固定板尺寸的確定
根據(jù)推桿位置確定長(zhǎng)寬尺寸，推板固定板上面安裝推桿，拉料桿，以及推板導(dǎo)套導(dǎo)柱配合。推桿要確保位置可以推到滑塊。尺寸，材料選擇45鋼，淬火50~55HRC。
4.2.6 推板尺寸的確定
推板需要推動(dòng)推桿固定板移動(dòng)，進(jìn)而使推桿推動(dòng)滑塊進(jìn)行脫模運(yùn)動(dòng)。推板尺寸要求，材料選擇45鋼，淬火處理50~55HRC。
4.2.7 動(dòng)模固定板尺寸的確定
動(dòng)模固定板沒(méi)有特殊要求，只是安裝了螺釘進(jìn)行了固定連接，裝有限位釘，為了使一些落下的垃圾不會(huì)阻礙推板的正常運(yùn)動(dòng)。尺寸。
4.2.8 開(kāi)模行程的校核
[1] （4-1）
其中，H1是表示制品脫模距離（），H2表示包括流道凝料在內(nèi)的制品的高度（），S代表注射機(jī)最大開(kāi)模行程（）。
開(kāi)模行程符合標(biāo)準(zhǔn)。
第5章 模具裝配
5.1 模具裝配工藝
1. 考慮到面的接觸性能與穩(wěn)定性，裝有型芯的動(dòng)模板和定模板，與型芯接觸時(shí)，應(yīng)將孔邊倒角或者凸模根部設(shè)置退刀槽。以便保證凸模臺(tái)肩面與孔之間的接觸平穩(wěn)牢固[7]。
2. 裝有螺釘緊固件的動(dòng)模座板和定模座板，加工成凹孔，并且需要經(jīng)機(jī)械加工以確保接觸良好。導(dǎo)柱固定部位也需要有退刀槽，便于安裝[7]。
3. 斜滑塊分型面部位要確保精度，以免塑件外表面不光滑。斜滑塊導(dǎo)滑槽也要確保光滑，以確定進(jìn)行合模和開(kāi)模時(shí)，順暢移動(dòng)。
5.2 模具裝配過(guò)程說(shuō)明
該龍骨架模具采用順序脫模，斜滑塊外側(cè)分型結(jié)構(gòu)。以順利完成制品的制造及脫模過(guò)程。
龍骨架注塑模具的工作原理：將模具安裝在注射機(jī)上面，注射機(jī)通過(guò)噴嘴將熔融塑料經(jīng)澆注系統(tǒng)主流道注入型腔，經(jīng)保壓一定的時(shí)間（根據(jù)塑料的塑性確定保壓時(shí)間）、冷卻后龍骨架成型。因?yàn)樗芗w積很小，所以不需要冷卻水道。成型后進(jìn)行脫模，定模部分和動(dòng)模部分進(jìn)行分離后，注射機(jī)頂著推板推動(dòng)推桿移動(dòng)，推桿推著斜滑塊沿導(dǎo)滑槽進(jìn)行開(kāi)模移動(dòng)，然后取出塑件，使?jié)驳滥吓c塑件分離即可。
設(shè)計(jì)小結(jié)
通過(guò)本次龍骨架注塑模的設(shè)計(jì)，了解到整個(gè)模具設(shè)計(jì)以及注塑成型的過(guò)程的復(fù)雜性和嚴(yán)謹(jǐn)性。通過(guò)查閱各種資料與課堂知識(shí)相結(jié)合，了解聚合物，塑料的物理性能以及流動(dòng)特性，還有成型過(guò)程中的化學(xué)物理變化。掌握了塑料成型的工藝特性和基本原理，需要正確分析成型工藝對(duì)制件結(jié)構(gòu)的要求，從而確定分型結(jié)構(gòu)要求。
整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程分為設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作，確定塑件形狀，幾何尺寸，塑件的成型特性，收縮率等。設(shè)計(jì)中通過(guò)成型特性確定流道的分布和澆口的形狀，通過(guò)塑件的幾何形狀確定分型面的選擇，通過(guò)塑料的成型特性確定型腔和型芯的具體尺寸大小。因?yàn)辇埞羌艿男螤钣邪济婧筒灰粯哟笮〉目涨?，該龍骨架需要?cè)分型，運(yùn)用滑塊推出機(jī)構(gòu)?；瑝K組成的型腔是鑲拼式結(jié)構(gòu)，同時(shí)要保證滑塊的表面粗糙度，以成型良好的塑件?；瑝K的導(dǎo)滑型式最終選擇常用且容易制作的T形槽導(dǎo)滑方式，是為了保證滑塊平穩(wěn)的移動(dòng)推出塑件。而且有定位釘來(lái)限制滑塊推出的長(zhǎng)度，通過(guò)確定型腔數(shù)目及分析，選擇加入鑲塊來(lái)減少動(dòng)模板的制造難度。加入鑲塊以便加入定位釘，直接與動(dòng)模板過(guò)盈配合。然后確定滑塊在鑲塊內(nèi)部，鑲塊內(nèi)側(cè)需要較高的精度以便于滑塊的導(dǎo)滑槽移動(dòng)的過(guò)程中能夠平穩(wěn)，減少摩擦力，使零件長(zhǎng)壽。關(guān)于冷卻流道，因?yàn)樵撍芗w積很小，所以不需要專(zhuān)門(mén)的冷卻水道，減少了該模具的復(fù)雜性。重點(diǎn)是成型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要確保合理性。
設(shè)計(jì)過(guò)程中要更加有靈活性的選擇，運(yùn)用斜滑塊推出機(jī)構(gòu)，一模多腔結(jié)構(gòu)需要確?；瑝K推出過(guò)程中不會(huì)碰撞，尺寸要有嚴(yán)格要求。設(shè)計(jì)中需要考慮多方面因素，以確定合理性，高的材料利用率，以及加工的簡(jiǎn)單方便性。
謝 辭
本次設(shè)計(jì)在老師的悉心指導(dǎo)下完成。確定任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作、以及設(shè)計(jì)過(guò)程歷時(shí)幾個(gè)月時(shí)間。這段時(shí)間內(nèi)，設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于知識(shí)的匱乏，有很多不足與缺點(diǎn)，在老師的指導(dǎo)下，了解了更多的知識(shí)。
首先，要感謝老師，不管什么問(wèn)題都可以在她那里得到完善的解答，她的孜孜不倦以及對(duì)知識(shí)的深刻理解讓我深深的折服。她的嚴(yán)謹(jǐn)性以及考慮問(wèn)題的周到性，還有對(duì)我們的耐心，都是我該學(xué)習(xí)的地方。
其次，要感謝四年來(lái)我所有的老師，我認(rèn)識(shí)到以前學(xué)習(xí)的倦怠，他們教育我們的孜孜不倦的心情。
再次，要感謝我的同學(xué)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有很多問(wèn)題也可以隨時(shí)得到他們的幫助與解答，畫(huà)圖的不足之處，他們也可以給我指出，從他們那里我得到了很大的幫助，從而讓我更順利的完成綜合實(shí)踐。
還要感謝圖書(shū)館資料的開(kāi)放，因?yàn)橛羞@么多的參考文獻(xiàn)，從而了解了更多不懂的知識(shí)，也使設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。
雖然本次設(shè)計(jì)還有不足之處，由于時(shí)間的限制，認(rèn)識(shí)到的一些問(wèn)題，沒(méi)法通過(guò)設(shè)計(jì)表達(dá)出來(lái)，但是通過(guò)設(shè)計(jì)注塑模具而進(jìn)行的思考與查閱資料，還有老師的解答，讓我學(xué)到了不少知識(shí)。再次表示我衷心的感謝！
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