i目 錄第一 章 緒 論 - 1 -1.1 前言 .- 1 -1.2 模具發(fā)展現狀及發(fā)展方向 - 1 -1.2.1 國內外注塑模具的發(fā)展現狀 .- 1 -1.2.2 國內外注塑模具的發(fā)展趨向 .- 2 -第二章 塑料成型工藝性分析 - 1 -2.1 塑件結構分析 - 1 -2.1.1 外形尺寸分析 - 1 -2.1.2 精度等級 - 1 -2.1.3 壁厚 - 1 -2.1.4 脫模斜度 - 1 -2.2 工程塑料的性能分析 - 2 -2.2 .1 PA6 的性能分析 - 2 -2.2.2 PA6 成型性能 - 2 -2.2.3 PA6 的主要性能指標 - 2 -2.3 PA6 注射成型過程及工藝參數 - 3 -2.3.1 注射成型的原理 - 3 -2.3.2 熱塑性注射成型工藝過程 - 3 -第三章 擬定分型面及注射機 - 5 -3.1 塑件分型面位置的分析和確定 - 5 -3.2 確定行腔數量及布局形式 - 5 -3.3 注塑機型號的確定 - 6 -3.3.1 注射量的計算 - 6 -3.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的估算 - 7 -3.3.3 選擇注射機 .- 7 -3.3.4 注射機的相關參數的校核 - 8 -第四章 澆注系統(tǒng)設計 - 10 -4.1 澆注系統(tǒng)設計的原則： - 10 -4.2 澆注系統(tǒng)的組成 - 10 -4.3 主流道設計 - 10 -4.3.1 主流道尺寸 - 10 -4.3.2 主流道的凝料體積 - 10 -4.3.3 主流道當量半徑 - 11 -4.3.4 主流道澆口套形式 - 11 -4.4 分流道設計 - 11 -4.4.1 分流道的布置形式 - 12 -ii4.4.2 分流道的長度 - 12 -4.4.3 分流道當量直徑 - 12 -4.4.4 分流道的截面設計 - 12 -4.4.5 分流道凝料體積 - 13 -4.4.6 校核剪切速率 - 14 -4.4.7 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 - 14 -4.5 澆口設計 - 14 -4.5.1 側澆口尺寸的確定 - 14 -4.5.2 側澆口剪切速率的校核 - 15 -4.6 冷料穴設計 - 15 -第五章 成型零件的設計 - 16 -5.1 成型零件的結構設計 - 16 -5.1.1 凹模的結構設計 - 16 -5.2 成型零件工作尺寸的計算 - 17 -5.2.1 凹模工作尺寸的計算 - 17 -5.2.2 凸模工作尺寸的計算 - 18 -5.2.3 型芯徑向尺寸及孔間距的計算 - 19 -5.2.4 凹模側壁厚度的計算 - 19 -5.2.5 動模墊板厚度的計算 - 20 -第六章 模架設計 - 22 -6.1 模架型號的確定 - 22 -6.2 模架尺寸的確定 - 22 -6.3 模架各尺寸的校核 - 23 -第七章 注射模導向機構設計 - 24 -7.1 注射模導向機構的作用 - 24 -7.2 導柱的設計 - 24 -7.3 導套的設計 - 25 -7.4 導柱、導套的數量和布置形式 - 25 -第八章 側向分型與抽芯機構的設計 - 27 -8.1 側向分型與抽芯機構的分類 - 27 -8.2 塑件抽芯機構的確定 - 27 -8.3 斜導柱抽芯機構的有關參數計算 - 27 -8.3.1 斜導柱抽芯距 抽S- 27 -8.3.2 斜導柱傾斜角 ?- 27 -8.3.3 斜導柱抽拔力 - 28 -8.3.4 斜導柱彎曲力 - 28 -8.3.5 斜導柱的截面尺寸確定 - 29 -8.3.6 斜導柱長度及開模行程 - 29 -iii第九章 脫模推出機構 - 32 -9.1 推桿推出機構設計 - 32 -9.2 復位機構設計 - 33 -9.3 脫模力的計算 - 33 -第十章 排氣系統(tǒng)設計 - 35 -11.1 加熱系統(tǒng)設計 - 36 -11.2 冷卻統(tǒng)設計 - 36 -11.2.1 冷卻系統(tǒng)設計原則 - 36 -11.2.2 冷卻介質 - 36 -11.2.3 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 - 36 -11.2.4 冷卻回路的布置 - 38 -第十二章 塑料模具的選材 - 39 -12.1 注射模具選材要求 - 39 -12.2 模具結構零件材料及熱處理 - 39 -第十三章 關鍵零件的數控編程 - 41 -13.1 數控技術在模具中的作用 - 41 -13.2 典型零件的加工工藝 - 41 -13.3 關鍵零件的數控編程 - 42 -第十四章 結論 - 44 -參 考 文 獻 - 45 -- 1 -第一章 緒 論1.1 前言目前模具是汽車，電子，電器，航空航天，儀器儀表，輕工，塑料，日用品和其他重要的工業(yè)生產技術和設備，模具工業(yè)是國民經濟的基礎產業(yè)。沒有模具，就沒有高質量的產品。模具加工的零件，生產效率高，質量好，節(jié)約材料和低成本等一系列優(yōu)點。因此已成為現代工業(yè)生產的重要手段和工藝開發(fā)。因此，模具技術，尤其是制造精密，復雜，大型模具技術已成了衡量一個國家的機械制造水平的重要指標之一。據國際協(xié)會的報告表明，在這個階段，75％的工業(yè)零件粗加工，精加工的 50％都是由一次成型的。目前，美國，日本，德國和其他工業(yè)化國家超過機床產值的模具產業(yè)產值，臺灣，中國模具行業(yè)年均增長率超過 35％的快速發(fā)展，中國大陸模具業(yè)近年年，獲得了快速發(fā)展，特別是塑料模具，模具設計和制造水平都有了很大的進步。1.2 模具發(fā)展現狀及發(fā)展方向1.2.1 國內外注塑模具的發(fā)展現狀近年來，模具增長是非常迅速的，高效率，自動化，大型，微型，精密，高壽命的模具，在模具生產比例越來越大。從模具設計與制造的角度來看，模具的發(fā)展趨勢，可以分為以下幾個方面：(1)深化理論研究在模具設計過程中的原則，越來越多的研究，模具設計經驗，在設計階段就已經逐步理論方面的技術開發(fā)設計，使產品的產量和質量都得到了很大的改善。效率高，廣泛使用的各種高效率，自動化的模具結構。高速自動成型機械與先進的模具，提高產品質量，提高生產效率，降低成本起到了重要作用。(2)高精度由于應用程序的擴展，所以存在各種各樣的大型，精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，高強度，高硬度，高耐磨性，易加工的各種發(fā)展，熱處理變形小，熱傳導性優(yōu)異的成型材料。(3)模具制造過程中的創(chuàng)新在模具制造過程中，為了縮短模具制造周期，減少了工作量鉗工，模具加工技術做出了很大的改進，尤其是形型腔的加工，使用了各種先進的機床，這不僅大大增加加工的比例，而且還提高了加工精度。(4)標準化標準化工作，不僅極大地提高模具生產效率，同時也提高產品質量和降低成本。- 2 -1.2.2 國內外注塑模具的發(fā)展趨向在信息社會的發(fā)展和經濟全球化進程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產品向更大，更復雜，更復雜及更經濟快速方面發(fā)展，不斷提高產品技術含量，模具生產朝著專業(yè)化，信息技術，數字化，無圖，精細化，自動化的發(fā)展，模具行業(yè)走向集成技術，精良的設備，產品品牌化，管理信息化，經營國際化方向。對于我國的模具行業(yè)，模具行業(yè)由現狀進一步提高的結構性調整和創(chuàng)新，搶占中國的模具的競爭優(yōu)勢，較低的價格，大大提高了模具的開發(fā)效率，增加大型，復雜，復雜和長期的生活具有較高的技術內容高檔模具的比例，未來我國的模具技術的研究重點和主要的發(fā)展方向應該是：（1）高速，高精密，復雜，長壽命模具加工技術的研究和應用。如超精密沖壓模具制造技術的研究和應用，精密塑料和壓鑄模具制造技術；（2）開發(fā)高品質的模具和材料的正確選擇，先進的表面處理和處理技術的發(fā)展和應用;（3）快速原型和快速模具（RP/ RT）技術的發(fā)展和應用；（4）CAD，CAM，CAE 和其軟件廣泛應用于連續(xù)先進的 CAD / CAE / CAM 技術的進一步整合，集成，智能，從而提高現代模具設計，信息技術和標準化。- 1 -第二章 塑料成型工藝性分析2.1 塑件結構分析2.1.1 外形尺寸分析該塑件為支座實體，結構簡單、形狀不大、壁厚均勻，圓角有過渡，并且沒有特別的傾斜。這些因素都有利于注射成形；因為塑件孔的方向不一至，且是相互垂直的孔，故需要側向抽芯機構，初步確定采用斜導柱抽芯機構，需要二次分型便可以完成。此塑料件通常與其他零件配合使用，故其內孔最好不要留下飛邊，避免引起配合上的不便。同時在其表面上也不要有明顯的澆注缺陷，防止影響其正常的工作。塑件圖如圖 2.1 所示 。(a) (b)圖 2.1 支座三維圖及二維圖2.1.2 精度等級由零件圖可知，未標注公差尺寸，采用 MT3、A 類公差等級。2.1.3 壁厚由零件圖分析可知該零件壁厚為 6 。m2.1.4 脫模斜度- 2 -由于塑件在冷卻過程中會產生收縮，就會緊抱在凸模上或粘附在型腔內，為了方便脫模，防止因脫模時出現因力過大而拉壞塑件或使其表面出現頂傷、劃傷等。另外與脫模方向平行的塑件內，外表面都應具有合理的脫模斜度。由參考文獻[1]查得 PA6的脫模斜度推薦值為：制件外表面 制件內表面35′～1.35° 30′～1°由于塑件簡單，且塑料 PA6 流動性好，為使注射充型流暢，選脫模斜度為 1°2.2 工程塑料的性能分析2.2 .1 PA6 的性能分析尼龍 簡稱 PA ，是一種白色或淡黃色結晶顆粒，熔點 ，其中原子多數的6 C025熔點低，密度 左右，是一種熱塑性塑料。3cm/g04.1尼龍具有優(yōu)良的機械性能，結晶度越高，其抗拉強度、硬度、耐磨性及潤滑性越好；尼龍的軟化溫度范圍較窄，具有比較明顯的熔點，大部分的尼龍具有阻燃性，尼龍的熱分解溫度在 左右，其使用溫度在 之間，長期使用溫度為C03 C001~4；若長期在 以上與氧接觸，就會發(fā)生熱降解，改善需要加入穩(wěn)定劑即可；C081而且尼龍擁有較好的電氣性能.尼龍可以耐大多數鹽類，但強酸和氧化劑能夠侵蝕尼龍；不溶于普通有機溶劑和油脂；沖擊強度較高(高過 ABS POM 但比 PC 低 ) ；熱變形溫度低；尼龍吸水性大，~尺寸穩(wěn)定性差。2.2.2 PA6 成型性能(1）收縮率范圍大，且各向異性明顯，容易產生縮孔、凹陷和變形等缺陷，成型條件要穩(wěn)定。 （收縮率為：0.5-2.2 %）(2）吸濕性較大，成型前須干燥。熱穩(wěn)定性差，易分解，干燥過程中要避免高溫氧化，采用真空干燥。(3）熔點較高，熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，不能時間停留在高溫料筒內，以防止堵塞噴嘴。(4）熔體粘度低，流動性好，溢邊值為 0.02 ，成型中易出現溢料和流涎現象，m成型條件應穩(wěn)定。2.2.3 PA6 的主要性能指標- 3 -由參考文獻查得，PA6 的性能指標見表 2.1。表 2.1 POM 的主要性能指標注塑機各項目 單位 參數密度比體積吸水率收縮率熔點熱變形溫度抗拉屈服強度拉伸彈性模量抗彎強度沖擊韌度硬度體積電阻系數g/cm3cm3/ g%C0MPakJ/m2HBcm??1.10 1.15~0.87 0.911.6 3.0 0.6 1.4210 225~202(無缺口)/25(缺口)702.6×101496.9不斷（無缺口）/11.8(缺口）11.611.62.3 PA6 注射成型過程及工藝參數2.3.1 注射成型的原理將塑料顆粒定量加入到注塑機的料筒內，通過料筒的傳熱，以及螺桿轉動時產生的剪切摩擦作用使塑料逐漸融化成流動狀態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推擠作用下使熔融塑料以高壓和較快的速度通過噴嘴注入到溫度較低的閉合模具的型腔中，由于模具的冷卻作用，使膜腔內的熔融塑料逐漸凝固并定型，最后開模取出塑件。2.3.2 熱塑性注射成型工藝過程 注射成型過程:1）注射前的準備.對 PA6 色澤，粒度和均勻度等要進行檢驗，又 PA6 吸水性較大，成型前應進行充分的干燥。2）注射過程。塑件在注射機料筒內經過加熱，塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。3）塑處理件后處理。塑件處理的介質為空氣和水，處理溫度為 60 75 ，處理時~C0間為 16 20 .~s4)具體流程圖如圖 2.2 所示。2.3.3 注射工藝參數- 4 -1）注射機類型：螺桿式。2）螺桿轉數（ ）:20 50。min/r~3）噴嘴形式：直通式。4) 噴嘴溫度：200 210。5 料筒溫度/ ：前段 220 240 ；C0C0中段 230 250 ；~后段 200 210 。06） 模具溫度 / ：80 120 。C07） 注射壓力/： 90 130。MPa~8) 保壓力/ ：30 50。9） 注射時間/ ：2 5。s10）保壓時間/ ：15 40。11）冷卻時間/ :20 40。~12) 成型周期/ ：40 90。s注射裝備準備裝料 注射裝 注射裝置準備注射 圖 2.2 注射流程圖預烘干 裝入料斗 預塑化清理嵌件預熱清理模具涂脫模劑 放入嵌件 合模 注射 保壓冷卻脫模塑件送下道工序- 5 -第三章 擬定分型面及注射機 3.1 塑件分型面位置的分析和確定分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面。一副模具根據需要可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或傾斜。模具設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。設計時應根據分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：（1）分型面應符合脫模的基本要求，能使塑件從模具內取出來，分型面要設在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位。（2）要避免形成側孔、側凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結構簡單。（3）確保塑件符合外觀質量要求。（4）確保塑件留在動模一側，利于推出推桿痕跡不顯露于外觀面。（5）分型面不影響塑件外觀，即分型面應盡量不破壞塑件外表面的質量。（6）合理設置澆注系統(tǒng)，特別是澆口的位置。（7）有利于模具加工。從零件圖上分析，該零件的分型面應選在支座截面積最大且利于開模取出塑件的平面上，初步擬定了方案如下圖3.1所示。圖 3.1 分型面 3.2 確定行腔數量及布局形式- 6 -本塑件在注射時采用一模四件結構，即模具需要四個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結構的復雜程度等因素擬定如下圖3.2：圖 3.3 型腔分布3.3 注塑機型號的確定3.3.1 注射量的計算通過 PROE 三維軟件建模分析計算得（三維如圖 3.4 所示）塑件體積： 368.10cmV?塑塑件質量： （3.1）g75.1??塑?式中， 由參考文獻取 。3/cg- 7 -圖 3.4 塑件三維分析圖3.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的估算澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能確定數值的，但可以根據經驗公式，按塑件體積的 倍來估算。由于本次采用一模四腔且流道較長故取 來估算，所以一次注1~2.0 6.0入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和 4 個塑件體積之和）為（3.2）36.18.046.1cmV?????）（塑總3.3.3 選擇注射機根據第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總質量 又為了保證340.68cmV?總正常的注射成型，模具每次需要的實際注射量應該小于或等于注射機的公稱注射量的80％，即公總 V8.0?（3.3）所以 。354/cm?總根據以上的計算，初步選定公稱注射量為 ，注射機型號為 XS-ZY-125 臥式注射3120cm- 8 -機，其主要技術參數見表 3.1。表 3.1 注塑機的主要技術參數注塑機各項目 單位 參數螺桿直徑螺桿轉速理論注射容積塑化能力注射速率額定注射壓力鎖模力拉桿內間距最大模具厚度最小模具厚度開模行程定位孔直徑噴嘴球半徑 SR噴嘴口直徑鎖模形式min/r3csg/MPakNmm3014～200757.360224630370×320300150270125154123.3.4 注射機的相關參數的校核1.注射壓力的校核。有參考文獻查的 PA6 所需注射壓力為 ，這里取 ,該注射MPa10~9MPa10?機的公稱注射壓力 ,注射壓力安全系數 ,這里取 ，則MPa150?公 .25~4k? 3.,所以，注射機注射壓力合格。公Pk??3.0'2. 鎖模力的校核。1） 塑件在分型面上的投影面積21043mA?塑（3.4）2） 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 ，即澆道凝料（包括澆口）在分型面上的澆A投影數值，一般 ，是 倍。這里取 。澆A塑 5.0~2塑澆 2.0?- 9 -3） 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的總的投影面積，有（3.5）2576012.42.1( mAAn ??????塑澆塑總 ）4） 模具型腔內的脹型力KNPF4.30576?？偯浭街?， 是模具型腔內的壓力，通常取注射壓力的 ，大致范圍為模 %0~2。這里取 。由前面可知該注射機的公稱鎖模力 ，MaP40~2a3 KNF10?鎖鎖模力安全系數為 ，在這里選取 ，則有2.1~2?k.12?k， KNFF048.760.2?鎖脹脹 ?（3.6）所以注射機的鎖模力滿足要求。- 10 -第四章 澆注系統(tǒng)設計4.1 澆注系統(tǒng)設計的原則：澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動通道。它的作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔中，以獲得組織致密，輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)設計的原則如下：（1)盡量同時充滿每個型腔中；（2 盡量減少壓力和熱量的損失；（3 盡量節(jié)省的塑料原料；（4 盡量使型腔排氣順利；（5) 盡量使?jié)沧⒌滥吓c塑料分離或者切除容易；(6) 不要讓冷料能進入型腔；(7) 澆口痕跡要對塑料外觀影響不大。4.2 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)一般是由以下四部分組成：主流道、分流道、澆口、冷料穴。4.3 主流道設計主流道是連接注射機噴嘴和分流道的一段通道，一般和注射機噴嘴在同一軸線上，橫截面是圓形，并帶有一定的錐度。4.3.1 主流道尺寸1.主流道的長度：中小型模具 L 應盡量小于 ,本次設計中取 進行設計。m10m902.主流道小端直徑： =注射機噴嘴尺寸+ = = 。d~5.)5.4(?.3.主流道大端直徑： ，式中 。L8tan2????0??4.主流道球面半徑： =注射機噴嘴嘴頭半徑+ = = 。SRm)21()(m14- 11 -5.球面的配合高度： = 。hm34.3.2 主流道的凝料體積（4.1）LRrV）（主 ??23?71.53.cm4.3.3 主流道當量半徑 （4.2）?nR245.?1.34.3.4 主流道澆口套形式因為主流道襯套是標準件，所以可以選用標準件。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，容易損壞，對材料要求較高，因次模具主流道部分可設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即可，就可以有效的選擇優(yōu)質鋼材，并能單獨進行加工和熱處理。由于該塑件采用的材料是 PA6，它屬于玻璃纖維增強的塑料，所以襯套材料可以用H13，熱處理后硬度為（60 62)HRC。澆口套形式如圖 4.1 所示。~圖 4.1 澆口套形式- 12 -4.4 分流道設計分流道是主流道和澆口之間的通道，通常要設在分型面上，起分流和轉向的作用。模具是多型腔時必須設置分流道，單型腔大塑件在使用多個點澆口時也必須設置分流道。4.4.1 分流道的布置形式由于本設計采用一模四腔，所以必須設置分流道。同是為了能夠滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地經分流道均衡的分配到各個型腔，因此，本設計采用平衡式分流道，如圖 4.2 所示。圖 4.2 分流道分布形式4.4.2 分流道的長度根據四個型腔的結構設計，分流道長度適中，取單邊分流道長度 取 45 。分Lm4.4.3 分流道當量直徑因為流過一級分流道塑料的質量=1.10×10.688×4=47.028 200 （4.3）塑Vm??g又該塑件壁厚 5mm,查參考文獻可得 =6.8，再根據單分型面分流道長度 45 ,D? m- 13 -查參考文獻可得修正系數 fL=1.02,則分流道直徑修正后為6.8×1.02=6.936≈7 （4.4）??fDm4.4.4 分流道的截面設計1. 分流道的截面形狀分流道的截面通常有形狀有圓形、梯形、六角形和 U 字型等等，一般分流道設在分型面上。通常為了減少流道內的壓力損失，希望流道的截面積足夠大；又從熱傳導方面考慮，要減少熱量的損失，就要求流道的表面比（截面積與外周之比）最小。因而采用流道的截面積與周長之比值來表示流道的效率。各種截面的效率分別為：圓形0.25 ，六角形 0.217 ，梯形 0.195 ，正方形 0.25 ， 字型 0.153 ， 為截DDDD面大端的寬度。由以上可以看出圓形橫截面的效率最高，不過加工成本較高，并且圓形的分流道必須在兩側模板都要進行加工，合模時模具兩側的半圓也不易對齊。綜上從效率和經濟的考慮，本次設計采用梯形截面，其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動阻力均不是很大。2. 分流道界面尺寸設梯形的下底寬度為 ,底圓面角的半徑 =1 ，有參考文獻【2】可知梯形的高xRm=3.5 則該梯形的截面為hm（4.5）????5.38tan.28tan5.300??????xhxA分又 （4.6）42份分 D?綜上可得 ≈4 ，則梯形的上底約為 5 ,如圖 4.3 所示。xm- 14 -圖 4.3 分流道界面4.4.5 分流道凝料體積1.分流道長度 。 （4.7）mL1852)405.7(????2.分流道截面 。 （4.8）27.3A分3.凝料體積 。 （4.9）339.9Vc?分分分4.4.6 校核剪切速率1.確定注射時間：查表的 。st2?2.計算分流道體積流量： 。 scmtq /3205.16.84792V???塑分分（4.10）3.由參考文獻可知剪切速率1233. 0648.75.1402.R?????sqr分 分?（4.11）該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 之間，13205~1??s所以分流道內的剪切速率合格。4.4.7 分流道的表面粗糙度和脫模斜度- 15 -分流道的表面粗糙度要求不高，取 即可，此處取 。另mRa?5.2~.1mRa?6.1外，其脫模斜度一般在 之間，這里取脫模斜度為 。01~5084.5 澆口設計澆口是分流道與型腔連接之間的一段小部分通道，它的作用是使從分流道流過來的塑料熔體以較快的速度進入并充滿型腔，并充滿型腔，澆口部分的熔體可以迅速凝固而封閉澆口，以防止型腔內的熔體回流。同時澆口的形狀、數量、位置及尺寸大小對塑件的成型性能及成型質量影響很大。因此，合理澆口位置的選擇是提高塑件品質的重要環(huán)節(jié)。本塑件表面質量要求較高，又采用一模四腔設計，為便于充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側澆口。而且側澆口橫截面形狀簡單，容易進行加工，效率高，并可以隨時調整澆口的尺寸。4.5.1 側澆口尺寸的確定1.計算側澆口的深度，由參考文獻 1 可知側澆口深度 計算公式為h（4.12）mnth8.46.0??式中， 是塑件壁厚，這里 ； 是塑料成型系數，對于 PA6,其成型系數為ttn。8.0?n2.計算側澆口的寬度，由參考文獻 1 可知側澆口深度 計算公式為h（4.13）mAnB296.308542.????式中 為塑料成型系數，對于 PA6,其成型系數為 ； 為凹模的表面積（約為塑8.0nA件的外表面積） 。3. 計算側澆口的長度，由參考文獻 1 可知側澆口的長度 。mL75.0?澆4.5.2 側澆口剪切速率的校核1. 確定注射時間，由參考文獻 1 可知 。st2?2. 計算澆口體積流量：（4.14）125.3208.47tV???scmq塑澆- 16 -3. 計算澆口的剪切速率：對于矩形澆口可得： 14R3.0?????sq??澆又 ??? 14.3523R.??澆q4.6 冷料穴設計冷料穴也叫做冷料井，冷料穴通常設在主流道和分流道的末端，它的作用就是存放兩次注射間隔而產生的冷料與料流前鋒的“冷料” ，以防止型腔而形成各種缺陷。按冷料穴所處的位置不同，冷料穴可分為主流道冷料穴和分流道冷料穴。本次設計中主流道 冷料穴采用鉤形（Z 形）拉料桿。第五章 成型零件的設計5.1 成型零件的結構設計5.1.1 凹模的結構設計凹模用于成型塑件的外表面，又稱為陰模、型腔。按其結構的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式四種?？傮w上來說，整體式強度、剛度好，但不適于復雜的型腔。鑲嵌式采用組合的模具結構，是復雜型腔加工相對容易，可避免采用同一材料，可利用拼接間隙排氣，但剛度較差易于在塑件表面留下鑲嵌塊的拼接痕跡，模具結構復雜。根據對支座的分析，該塑件結構簡單，又是中小型模具，所以采用整體嵌入式凹模，如下圖 5.1 所示。- 17 -圖 5.1 整體嵌入式凹模5.1.2 凸模結構設計凸模用于成型塑件的內表面，又稱型芯、陽模。凸模按結構分為整體式和鑲拼組合式兩類。由于凸模的加工相對凹模容易，所以大多數的凸模是整體式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一體，大、中型模具采用鑲拼組合式。根據對塑件的結構分析，本設計中采用整體式，如下圖 5.2 所示。 圖 5.2 凸模型腔5.2 成型零件工作尺寸的計算從零件圖中可知該塑件除了 的孔注有公差外，其余尺寸均為基本尺寸，橫向屬8?于 A 類尺寸，徑向屬于 B 類尺寸，都按 MT3 級進行計算，根據參考文獻 2 表 4-15 的平均尺寸法計算成型零件尺寸。 - 18 -5.2.1 凹模工作尺寸的計算凹模徑向尺寸：，相應的塑件制造公差 ；mls 032.116.0??? m32.01??，相應的塑件制造公差 ；s 48.02 48.????????053.053.53.11 610.????? ??xlSlscpM（5.1）；m07.46???????????1.01.01.022 542486.2.0.1 ?????xlSlscpM（5.2）；054.6??凹模深度尺寸：,相應的塑件制造公差 ；）mHs 064.32.3?? m64.03??（5.3）????????106.106.0311 255.032.1.2 ???????zxSscpM?。 26.05式中， ——塑件的平均收縮率，有參考文獻 1 可知 PA6 的收縮率為 ，cp %4.1~60所以 ；01.24???S——塑件的修正系數；x——塑件上相應的公差；?——塑件上相應尺寸制造公（下同）?塑件凹模嵌件及型芯的成型尺寸的標注如圖 5.3 所示。- 19 -(a) (b)圖 5.3 凹模嵌件及型芯的成型尺寸5.2.2 凸模工作尺寸的計算凸模徑向尺寸：，相應的塑件制造公差 ；mls 032.116.30??? m32.01??，相應的塑件制造公差 ；s 5.0284 56.（5.4）????????053.03.11 946.1.30.????? ?zxlSlscpM?m047.63??（5.5）????053.053.012 72.284.2 ???zxllscpM?23.054?凸模深度尺寸：，相應的塑件制造公差 ；mHs04??? ms4.0??（5.6）????????067.67.0311 525.21.2 ??????zxSscpM?019.485?- 20 -5.2.3 型芯徑向尺寸及孔間距的計算型芯徑向尺寸：自由公差按 MT 查的： ，不需要轉換，因此得3?21.03??（5.7）????????035.053.11 1727 ??????? ?zxlSlscpM?m012.3?孔間距尺寸：（5.8）????????046.52.3046.28.301.211 ?????????zsMC?098.653?（5.9）????????22zsMm03.4???塑件凸模和型芯的成型尺寸的標注如圖 5.4 所示。5.2.4 凹模側壁厚度的計算該模具型腔采用矩形凹模的框架，而凹模側壁厚度與型腔壓強及凹模深度有關，根參考文獻【2】按剛度公式計算如下。（5.10）mECphS 216.0142.095.17033531 ???????????????????式中 ——型腔壓力( )；MPa——材料彈性模量（ ） ；——凹模深度（ ） ；hm——模架剛度計算許用變形量 ；p?凹模側壁采用嵌件，凹模單邊厚度初選 ，不滿足壁厚 的要求，所以要m15m21采用模板和型腔共同來承受型腔壓力。又該模具采用一模四腔 形直線對稱結構分布，H根據估算模板平面尺寸選用 ，它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全30?滿足強度和剛度要求。- 21 -(a) (b)圖 5.4 凸模和型芯的成型尺寸5.2.5 動模墊板厚度的計算動模墊板厚度與前面選擇的兩個墊塊的跨度有關，根據型腔的位置布置，模架應該在 這個范圍內，有參考文獻【1】可知墊塊之間的跨度為m30?。再根據型腔布置及型芯退動模墊板的壓力，就可mWL184522???以計算出動模墊板的厚度，即 （5.11）mELpAT 4.201.3195.48845.054.031 ??????????????????式中， 是模墊板剛度許用變量即p； （5.12）? mi 0142.)30.354.0(1512 ?????是兩個墊塊之間的距離，約為 ； 是動模墊板的長度，為 ；L8Lm30- 22 -是 4 個型芯投影到動模墊板的面積。A單件型芯所受壓力面積 21043mA??四個型芯的總面積 82對于動模墊板按標準厚度取 ，符合要求。m5第六章 模架設計模架也稱做模體，是注塑機的骨架和基體，模具的每一部分都寄生其中，通過它將模具的各個部分有機的聯(lián)在一起。目前我國市場上銷售的模架一般由定模座板（或叫做定模底板） 、定模固定板（或叫做定模板） 、動模定板（或叫做型芯固定板） 、支撐板（或叫做動模墊板） 、墊塊（或做叫模腳） 、動模座板（或叫做動模底板） 、推板（或叫做推出底板） 、推桿固定板、導柱、導套、復位桿等等組成。- 23 -現在我國注射模架標準按其在模具應用方式，可分為直澆口和點澆口兩種形式。模具組合形式按結構特征可分為 36 種主要結構，其中直澆口 12 種、點澆口模架 16 種和簡化點澆口模架 8 種。6.1 模架型號的確定因為該模具一側要側向抽芯，要且先抽芯，再分模，所以要選用雙分型面。又考慮到采用了側澆口，其推出時不需要推件板，故初步選擇模架為點澆口無推件板 DAT型。6.2 模架尺寸的確定1） 和 的尺寸WL由于該套模具采用一模四腔 H 型布局，根據前面模具型腔布局的中心距和凹模嵌件所占由的平面尺寸為 ，型腔所占平面的尺寸為 ，利用經驗m210? m19670?公式進行計算即（6.1）87'3???查參考文獻【1】表 7-4 的 W30因此需采用 mL?2）A 板尺寸A 板是定模型腔板，塑件高度為 ，凹模嵌件深度為 ，同時考慮到定模40m35板上還要開設冷卻水通道，另外還要留出足夠的距離，所以 A 板尺寸為 。603） B 板尺寸B 板是型芯固定板，按模架標準選取 。m454) C 板尺寸C 板尺寸是墊塊尺寸，墊塊=推出行程+ 推板厚度+ 推桿固定板厚度+ （5~10）=(35+20+15+5~10)=75~80 ，這里選 80 。m通過上述尺寸計算，模架尺寸已經確定，標記為：D3030 —50×40×80GB/T1255-2006。其他尺寸按標準標注，如圖 6.1 所示。- 24 -圖 6.1 模具的模架 6.3 模架各尺寸的校核1） 模具平面尺寸 (拉桿間距） ，校核合格。m305?m3605?2） 模具高度尺寸 290 ， （模具的最大厚度和最小厚度） ，29校核合格。3） 模具開模行程 ，85~0)1~5(430)1~5(21 ????HS m3校核合格。第七章 注射模導向機構設計- 25 -7.1 注射模導向機構的作用1）導向作用為避免模具裝配時，因方向錯誤而破壞成型零件，并在模具閉合時，型腔在 工作時能準確保持形狀和位置。2) 定位作用在動模向定模閉合過程中，導向機構應首先接觸，引導動模和定模沿準確方向和位置閉合。3）承受一定的側向壓力4）高壓塑料熔體注入型腔時，會產生單向側壓力?；蛴捎谛颓粋让娌粚ΨQ；或由于模具的重心與分型面的幾何中心不一致，會產生較大的側壓力，均須由合模導向機構來承擔。5）對于雙分型面注射模，導柱還需支撐定模型腔板的重力，也對此板導向和定位。7.2 導柱的設計導柱主要有帶頭直通式導柱和有肩導柱兩種，由于本設計模具屬于中小型式模具，所以采用帶頭直通式導柱。對于本設計中的帶頭直通式導柱，從模具結構分析此導柱還要符合以下要求：1）長度：導柱的長度應高出凸模端面 ，以免在導柱未導正時凸模先 進入m8~6凹模與其碰撞二損壞。2）形狀：導柱前端部要做成半球形，以便于導柱順利進入導套。3）材料：由于導柱必須具有足夠的抗彎強度，且表面要耐磨，心部要堅韌，所以導柱的材料選用碳素工具鋼（T10)，淬火處理，硬度為 。HRC5~0根據以上按國家標準選取直徑 ，長度為 的導柱，其示意圖如圖 7.1m16m13所示。圖 7.1 導柱7.3 導套的設計