塑料模具設(shè)計說明書(樣本).doc

常州機電職業(yè)技術(shù)學院目 錄第1章 緒 論第2章 光驅(qū)外殼的造型設(shè)計2.1光驅(qū)外殼的選料及其性能2.2光驅(qū)外殼注射成型工藝過程 2.3光驅(qū)外殼的結(jié)構(gòu)分析2.4 光驅(qū)外殼造型設(shè)計過程第3章 注射機的選擇3.1 注塑機的初選 3.2注射機的有關(guān)工藝參數(shù)校核3.3模具與注射機的安裝部分相關(guān)尺寸的校核第4章 成型零件與澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.1凹、凸模成型零件的設(shè)計4.1.1加載參照模型4.1.2成型零件設(shè)計4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計4.2.1 主澆道的設(shè)計4.2.2分澆道的設(shè)計4.2.3 澆口及冷料穴設(shè)計4.2.4鑄模和開模4. 3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計4.3.1 凹、凸模冷卻系統(tǒng)設(shè)計第5章 模具零件設(shè)計5.1 推出系統(tǒng)設(shè)計5.2 確定模架5.3 模架各裝配零件設(shè)計5.3.1 導向零件設(shè)計5.3.2 澆注系統(tǒng)零件設(shè)計5.3.3 推出機構(gòu)零件5.3.4定位圈5.3.5 其他零件第6章 模具的裝配和調(diào)試6.1 模具的裝配6.2 模具的調(diào)試結(jié)束語參考文獻附錄一 圖紙第1章 緒 論注射成型也稱注塑，是塑料的一種重要成型方法。除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料部可用此法成型。注射成型也能加工某些熱固性塑料，如酚醛塑料等。 注射成型是將粒狀或粉狀塑料從注射成型機的料斗送入機簡內(nèi)加熱熔融塑化后，在柱塞或螺桿加壓下，物料被壓縮并向前移動，通過機簡前端的噴嘴，以很快的速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間的冷卻定型后，開啟模具即得制品。這種成型方法是一種間歇式的操作過程。 注射成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等。周期的長短取決于制品的壁厚、大小、形狀、注射成型機的類型以及所采用的塑料品種和工藝條件等。注射成型制品的重量從一克到幾十公斤不等，視需要而定。 注射成型具有生產(chǎn)周期快、生產(chǎn)效率高、能成型形狀復雜、尺寸精確或帶微件的制品以及易于實現(xiàn)自動化等特點，因此廣泛用于各種塑料制品的生產(chǎn)。其成型制品占目前全部塑料制品的2030。注射成型是一種比較先進的成型工藝，目前正繼續(xù)向著高速化和自動化方向發(fā)展。注射成型機是由塑料塑化、模具閉合、注射入模、壓力保持、制品固化定型、開模取出制品等多道工序組成的連續(xù)生產(chǎn)過程。液壓傳動和電器控制則是為了保證注射成型機按照成型工藝的要求，如壓力、速度、溫度等和動作程序準確有效地進行工作而設(shè)置的。 第2章 光驅(qū)外殼的造型設(shè)計2.1光驅(qū)外殼的選料及其性能選用熱塑性塑料ABS作為光驅(qū)外殼的材料。ABS樹脂是本世紀四十年代末開始研制成功并于五十年代開始投入工業(yè)化生產(chǎn)的一種熱塑性塑料。是在聚苯乙烯改性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的熱塑性工程塑料。主要是由丙烯腈(A)丁二烯(B)苯乙烯(S)三元共聚而成的高聚物，因而具有優(yōu)異的耐沖擊性和綜合性能。 ABS樹脂是一種成型收縮率小，表面光潔度高，電性能和機械性能良好，質(zhì)硬，堅韌的材料，并且是工程塑料中最易加工的品種之一?？刹捎脽崴苄圆牧系母鞣N成型方法加工。其注射成型可生產(chǎn)沖擊強度高，制件尺寸較穩(wěn)定的工業(yè)產(chǎn)品，如機電產(chǎn)品，交通工業(yè)中的齒輪、葉片、軸承、儀表儀器的外殼，電視機外殼，冰箱內(nèi)襯，紡織用各類管材及汽車零件等等。其制品具有強度高，重量輕，光潔度高等優(yōu)點。可節(jié)約大量的金屬材料，降低成本，實現(xiàn)以塑代鋼，以塑代木。從而可節(jié)約大量能源，起到環(huán)保的效果。 綜上所述，ABS注射成型工藝具有廣泛的發(fā)展前景，下面就ABS的性能，加工特性及生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的不正?，F(xiàn)象及其解決方法作論述。 一、ABS的性能： 1、物理性能：ABS是淺象牙色，不透明，無毒，無味的非晶型材料?？删徛紵?燃燒時火苗呈黃色，冒黑煙，有特殊氣味，但無滴落。其密度為1.021.06g/c，熱變型溫度93124，流動溫度110120，使用溫度-40100,吸水率0.20.4%。 2、化學性能：能耐水、無機酸、堿、鹽及大部份烴和醇，但溶于酮、醛及某些鹵代烴，可被濃硫酸和硝酸腐蝕，被芳烴類溶劑溶脹。 3、電性能：ABS電性能良好,溫度和濕度的變化對電性能的影響很小。 4、機械性能：具有優(yōu)良的抗沖擊性，耐磨性和很好的尺寸穩(wěn)定性，且具有優(yōu)良的著色性。ABS因兼有“韌、鋼、硬”三種綜合性能，而被稱為塑料中的合金材料。 二、ABS的加工特性： 1、ABS屬于無定型聚合物，由于分子中氫基團(-CN)的存在，吸水性大，吸水率高達0.45%，而塑料加工時含水率要求小于0.3%，因而在加工前需在7080度烘箱中對物料進行24小時的干燥處理(料層厚度2.54)。 2、ABS樹脂流動溫度范圍寬，但它的融體粘度大，不易流動，成型溫度要高，壓力要大速度要快，成型模具的流道和澆口應(yīng)適當大些，但因ABS樹脂中含有橡膠成份(丁二烯)，過高的加工溫度并不會使其流動性增加，相反會引起橡膠分解而流動性降低。因此，加工時應(yīng)嚴格控制溫度在允許范圍內(nèi)，選用螺桿式注塑機的成型溫度一般控制在，后端150170，中間165180，前端180200，噴嘴170180。 3、ABS熱穩(wěn)定性不如PO，成型后最好清洗螺桿機筒。ABS的成型收縮率較小，一般0.40.7%，但它易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。制件成型后應(yīng)進行退火處理。一般在70的熱空氣中靜置24小時。 4、ABS在熔融狀態(tài)下，呈假塑性流變行為。其表觀粘度對加工中的剪切應(yīng)力，剪切速率，溫度的敏感程度并不一致，實驗表明，表觀粘度隨剪切應(yīng)力的增大下降很快。同樣，表觀粘度對剪切速 率也較敏感，剪切速率增大時，表觀粘度下降也很快。相反，表觀粘度對溫度的變化卻不敏感。由此可見，ABS成型加工應(yīng)注意剪切應(yīng)力和剪切速率對流動性的影響，重點是控制螺桿轉(zhuǎn)速及注射速度。 2.2光驅(qū)外殼注射成型工藝過程光驅(qū)外殼注射成形工藝過程如下：注射成型工藝 1、工藝流程 開車前準備原料制備（加入輔料攪拌均勻）干燥 加料合模注射（充模）保壓冷卻開模制件頂出合模 2、開車前的準備 檢查電源，電壓是否與額定電壓相符。各按鈕，電器線路及限位開關(guān)是否正常。安全門滑動是否靈活，打開潤滑開關(guān)，并檢查料斗內(nèi)有無雜物。對料筒進行預熱，達到設(shè)定溫度后，恒溫半小時。檢查噴嘴是否堵塞，并調(diào)整噴嘴模具位置，用螺栓固定模具并進行試模。模具調(diào)試好后進行注射，注射壓力應(yīng)逐漸提高。 3、原料的預熱干燥 由于ABS吸濕性大，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，將制備好的物料放入烘箱，在7080度下干燥14小時（視料層的厚度而定），以達到樹脂加工規(guī)定的含水率。 4、配色 根據(jù)制件所需色彩加入相應(yīng)的色母粒，用量適當（一般視顏色的深淺而定）攪拌均勻。 5、注射過程 注射過程一般包括加料，塑化，注射（充模），冷卻保壓和脫模，各步驟分述如下： a、加料：由于注射成型是一個間歇過程，因此要保持定量定額加料，以保證操作穩(wěn)定，物料塑化均勻，最終獲得良好的制品。加料過多，受熱時間過長，易引起物料的熱降解，同時注塑機功率損耗增加。加料過少，料筒內(nèi)缺少傳壓介質(zhì)，模腔內(nèi)塑料熔體壓力降低，難以補塑，容易引起制品收縮，凹陷，空洞等缺陷。 b、注射：加入的物料在料筒中加熱，由固態(tài)粒子轉(zhuǎn)變?yōu)槿?體，通過混合與塑化后，塑化好的熔體被螺桿推擠至料筒前端。 經(jīng)過噴嘴，模具，澆注系統(tǒng)進入并填滿型腔（充模）。 C、保壓 冷卻：在模具中，熔體冷卻收縮時，繼續(xù)保持施壓狀態(tài)的螺桿迫使?jié)部诤蛧娮旄浇娜垠w不斷補充入模（補塑）。使模腔中的塑料能形成形狀完整而致密的制品（保壓）。當模腔中的塑料已經(jīng)冷卻硬化（凝封）后。退回螺桿加入新料（預塑），同時通入冷卻水等冷卻介質(zhì)，對模具進一步冷卻。實際上冷卻過程從塑料注入模腔就開始了。它包括充模完成，保壓，到脫摸這段時間。 d、后處理：制品冷卻到所需溫度后，即可脫模。由于物料在料筒中塑化不均勻或在模腔中冷卻速度不同，因此常會產(chǎn)生不均勻的結(jié)晶，定向收縮。使制品有內(nèi)應(yīng)力存在，因而要對制品進行后處理一般是在70熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間。 2.3光驅(qū)外殼的結(jié)構(gòu)分析此制品是大批量生產(chǎn)，所以我將設(shè)計一套塑料成型模具。在設(shè)計模具時需要考慮制品的一些特點。制品的主要特點是其結(jié)構(gòu)形狀比較復雜，且在兩側(cè)伸長的部位有一斜鍥臺，在這里利用模具成型時，可用小滑塊進行側(cè)向抽芯，在這里采用強制性脫模。制品在外性尺寸和內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸方面是按照標準系列來定的，在模具設(shè)計時需要注意！下面確定光驅(qū)外殼的各項技術(shù)參數(shù)：1）尺寸大小和精度 光驅(qū)外殼的尺寸大小根據(jù)干測量的大小即可。光驅(qū)外殼壁厚的厚度不宜過大或過小。如果壁厚太小，則光驅(qū)外殼的強度、剛度不夠，同時給制造帶來困難。如果壁厚太大，不僅造成才量浪費，而且容易產(chǎn)生氣泡、縮孔等缺陷，同時因冷卻時間過長而降低生產(chǎn)率，所以光驅(qū)外殼壁厚取1.5mm。塑件的尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動和模具制造誤差，由于我們要設(shè)計的零件的工作環(huán)境對精度要求不高，加之選用的塑料ABS推薦精度等級為3、4、5級，所以只要求光驅(qū)外殼能與光驅(qū)外殼的其它零件能正常裝配即可，因此光驅(qū)外殼選用4級精度。2）壁厚和圓角 塑件壁厚力求各處均勻，以免產(chǎn)生不均勻收縮等成形缺陷。塑件轉(zhuǎn)角處一般采用圓角過渡，其半徑為塑件壁厚的1/3以上，最小不宜小于0.5mm。，轉(zhuǎn)角處的半徑見附錄零件工作圖，即03號圖紙。3）加強肋 為了保證光驅(qū)外殼的強度和剛度而不使光驅(qū)外殼的壁厚過大，在光驅(qū)外殼的適當位置設(shè)置了加強肋。l 4）孔 嚴格意義上講塑件上的通孔和盲孔通常用單獨型芯或分段型芯來成形，對于易彎曲變形的型芯，須附設(shè)支承住。但是本次設(shè)計中，考慮到生產(chǎn)成本的盡量縮小，該空孔的高度不高，以及我們需要的孔在工藝上要求不高，我們采用分型面直接成形法。2.4 光驅(qū)外殼造型設(shè)計過程 在設(shè)計光驅(qū)外殼之前，首先看看所需要設(shè)計的光驅(qū)外殼的具體形狀，以便在接下來的設(shè)計中能快速、準確的設(shè)計出光驅(qū)外殼。需要設(shè)計的光驅(qū)外殼的具體形狀如圖所示： 第3章 注射機的選擇3.1初選注射機a制品截面的面積為：S=0.52.36+1.92.36+0.644.25+0.54.25+3.250.16+1.52.8+1.450.3+0.221.69+0.281.69+31.92+3/23.140.32+1/43.140.52+1.41.7+0.440.9+1.33.25+2.950.3+1.54.92+10.3+0.30.5+10.8+112.57+13.6+0.720.32+31.92+1/23.140.152=62.257675mm2b.制品長度為L=148.2mm所以制品的底板的體積估計為V=SL=62.257675148.2=9226.59mm3c.制品四只角的估計體積為V1=4（0.512.5+10.49+1/221）8.5=263.16mm3d.所以制品的大體體積為V=V1+V2=9226.59+263.16=9889.75mm3=9.9cm3初選注射機的型號為：XSZY125型號的螺桿式注射機！3.2注射機的有關(guān)工藝參數(shù)校核a). 型腔數(shù)量的確定和校核由于制品為小尺寸的塑件，為了不浪費材料為提高效率，選用一模二腔。b).最大注射量的校核nm+m1=kmpn型腔的數(shù)量為2；m單個塑件的質(zhì)量或體積，g/cm3m1澆注系統(tǒng)所需塑件質(zhì)量或體積g/cm3k注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般為0.8；mp注射機允許的最大注射量g/cm3;系統(tǒng)凝料設(shè)為0.4cm3，則m1=0.4左邊=29.9+0.4=20.2右邊=0.8125=100不等式成立！注射量的標準符合要求！c)、鎖模力的校核F=p(nA+A1)FpF熔融塑件在分型面上的漲開力；Fp注射機 的額定鎖模力；A單個塑件在模具分型面上的投影面；P成型壓力MPa，大小一般為注射壓力的80%；由于制品為ABS材料，左邊=125（282+282）=100480N=100.48KN右邊=900不等式成立！鎖模力符合要求！d).注射壓力校核由于注射機的額定注射壓力為120MPa，而成型時所需的注射壓力為100MPa 注射壓力符合要求！e).開模行程的校核Hc側(cè)向抽芯所需的開模行程 mm；H1推出距離 mm;H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 mm；S=160mm經(jīng)計算Hc=10m mH1=4.5+2=6.5mmH2=7+8=15mmHcH1+H2SH1+H2+(510) 開模行程符合要求！3.3 模具與注射機的安裝部分相關(guān)尺寸的校核一般情況下設(shè)計模具時應(yīng)對應(yīng)校核的部分包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安裝螺孔尺寸等。第4章 成型零件與澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.1凹、凸模成型零件的設(shè)計設(shè)計中，利用NX3.0系統(tǒng)的制造組塊（mfg）建立好分型面后自動創(chuàng)建凹、凸模來設(shè)計凹凸成型模具。1導入零件2選擇毛胚3進行分型處理設(shè)計塑料成型模具時，分型面的設(shè)計是一個重要的設(shè)計內(nèi)容，分型面選擇合理，模具結(jié)構(gòu)簡單，塑件容易成型，并且塑件質(zhì)量高。如果分型面選擇不合理，模具結(jié)構(gòu)變得復雜，塑件成型困難，并且塑件質(zhì)量差。分型面的形狀 主要有平面、斜面、階梯面、曲面等。選擇分型面的一般原則 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則：1)為了便于塑件起模，分型面一般使塑件在開模時留在下?；騽幽Ｉ?，且分型面應(yīng)選在塑件外形的最大輪廓處。2)選擇分型面時，應(yīng)盡量只采用一個與開模方向垂直的分型面，并盡量避免側(cè)向抽芯與側(cè)向分型。3)對于有同軸度要求的塑件，模具設(shè)計時應(yīng)將有同軸度要求的部分設(shè)計在同一模板內(nèi)。4)分型面的選擇應(yīng)有利于防止溢料。當塑件在分型面上的投影面積接近于注射機的最大面積時，就有可能產(chǎn)生溢料。5)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。為此，一般分型面應(yīng)與熔體流動的末端重合。對于高度較高的塑件，其外觀無嚴格要求時，可將分型面選擇在中間。此外，選擇分型面是還應(yīng)考慮到塑件的精度、塑件的外觀質(zhì)量要求、模具加工難易程度等因素。（1）抽取分型面作分型面。如下圖（2）做型芯、型腔。如下圖 （型芯）（型腔）（3）分布（分布）（4）導入模架4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計注射模的普通澆注系統(tǒng)由主澆道、分澆道、澆口、冷料穴四部分組成。主澆道：從注射機的噴嘴與模具接觸的 部分到分澆道為止的一段流道。分澆道：從主澆道的末端到澆口為止的一段流道。澆口：從分流道的末端到模具型腔為止的一段狹窄的澆道。冷料穴：一般設(shè)在主澆道的對面，有時也設(shè)在分澆道的末端。 4.2.1 主澆道的設(shè)計主澆道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為直徑為5mm。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式，俗稱澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。本設(shè)計中澆口套由于與定位圈有配合需求，而且注射機噴嘴球半徑12，遵循注射機球半徑小于等于澆口套球半徑的國標要求，澆口套的規(guī)格有S15，S20 等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為S12，所以為澆口套取S15。主流道的形式見附錄模具裝配圖，即04號圖紙。主流道澆口套固定配合見圖4-6所示。圖4-64.2.2分澆道的設(shè)計在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。分流道的設(shè)計應(yīng)盡量使比面積小，熱量損失少，摩擦阻力小。常用分流道的截面形狀及尺寸參見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-49。在考慮分流道設(shè)計時，由于其水平高度已經(jīng)被主流道位置確定，因此，我們只要設(shè)計分流道的布置形式和截面形狀即可?？紤]到圓形截面的分流道在注射過程中對塑料流動的阻力最小，流動效率最高，因此我們選用圓形截面的分流道，直徑為3mm。由于我們所設(shè)計的模具是一腔四穴的形式，因此在主澆道分流后，設(shè)計了四根分澆道。這樣設(shè)計的優(yōu)點是塑料在填充過程中較均勻和平穩(wěn)，避免出現(xiàn)冷隔現(xiàn)象，有利于保證成形零件的成形質(zhì)量。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6m 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。4.2.3 澆口及冷料穴設(shè)計1、澆口是分流道與型腔的連接通道，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分。當熔融的塑料流通過澆口時，流速加快，同時，由于摩擦作用，塑料流的溫度升高、粘度降低，流動性提高，有利于充滿型腔。所以，澆口的表面粗糙度Ra值不大于0.4um。澆口的大小對塑件是否成型和成型后的質(zhì)量有很大的關(guān)系。澆口位置的選擇有以下幾個原則：1）澆口設(shè)置在正對著型腔壁或粗大型心的地方，使高速料流直接沖擊在型腔壁或型心壁上，從而改變流向，降低流速，平穩(wěn)的充滿型腔，可避免溶體破裂現(xiàn)象，消除塑件明顯的溶接痕。2）澆口的位置應(yīng)開設(shè)在塑件截面最厚處，以利于熔體填充材料。3）澆口的位置應(yīng)使熔體流程最短，流向變化最小，能量損失最小。4）澆口的位置應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。5）避免塑件產(chǎn)生熔接痕。6）防止料流將型心或嵌件擠壓變形。7）澆口位置應(yīng)盡量避免由于高分子定向作用產(chǎn)生的不利影響，利用高分子定向作用產(chǎn)生的有利影響。根據(jù)以上一些原則，本設(shè)計采用側(cè)澆口（如圖4-8所示），側(cè)澆口又稱邊緣澆口，國外稱之為標準澆口。側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面形狀多為矩形狹縫，調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。這種澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強；但有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不便。澆口的各類形式和尺寸參見模具設(shè)計與制造簡明手冊中表2-502-60。2、冷料穴 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機噴嘴和主澆道入口這一小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料筒以內(nèi)約1025mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(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。冷料穴的形狀見模具設(shè)計與制造簡明手冊中表2-62。冷料穴一般開設(shè)在主流道對面的動模板上（也即塑料流動的轉(zhuǎn)向處），其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的11.5 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積，冷料穴有六種形式，常用的是端部為Z 字形和拉料桿的形式，具體要根據(jù)塑料性能合理選用。考慮到后面采用Z形拉料稈，冷料穴選取相應(yīng)形式，這種冷料穴常用于熱塑性塑料注射模。冷料穴的形狀和尺寸參見附錄凸模工作圖，即02號圖紙。4.2.4鑄模和開模當型心、型腔和澆注系統(tǒng)都生成后，模具內(nèi)部就形成了一個完整的流料通道，PRO/E能夠沿著這個通道將澆注系統(tǒng)和型腔充滿，形成一個獨立的模具元件，這個過程我們稱只為鑄模。鑄模完成后生成的鑄模零件如圖所示：為了能夠看清模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并檢查開模時的干涉情況，Pro/E提供了開模功能。圖為模具開模后的情況：4. 3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計4.3.1 凹、凸模冷卻系統(tǒng)設(shè)計設(shè)置冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成形周期及提高塑件質(zhì)量。凹模的冷卻系統(tǒng)采用開設(shè)冷卻水孔的方式，冷卻水孔的開設(shè)原則如下：l 冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能多，直徑盡量大。l 各冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在1520mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般取812mm?？拙嘧詈脼樗字睆降?倍。l 水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。l 冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件強度。l 水管接頭（冷卻水嘴）應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)。凹模上的冷卻水孔采用直流式，其中深孔為工藝孔，空口處用螺紋密封，淺孔通過水嘴與水管相連，冷卻冷卻水孔的直徑為8mm。冷卻水孔的布置形式如圖所示。 圖4-13第5章 模具零件設(shè)計5.1 推出系統(tǒng)設(shè)計確定推出系統(tǒng)形式，是確定模架選擇的基礎(chǔ)。在此，我們只介紹推桿推出和推件板推出兩種機構(gòu)，其他推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式參見模具設(shè)計與制造簡明手冊中第二章第六節(jié)的內(nèi)容。1推桿推出 推桿推出是一種最簡單常用的推出形式。推出元件制造簡便，更換容易，滑動阻力小，推出效果好，其結(jié)構(gòu)型式見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-78。 推桿設(shè)計要點如下：l 推桿應(yīng)設(shè)在塑件能承力較大的部位，盡量使推出的塑件受力均勻，但不宜與型芯或鑲件距離過近，以免影響凸、凹模強度。l 推桿直徑不宜過細，要有足夠的強度承受推力，一般取2.512mm。對3mm以下的推桿宜用階梯式，即推桿下部增粗。l 推桿裝配后不應(yīng)有軸向竄動，其端面應(yīng)高出型腔或鑲件平面0.050.1mm。推桿固定方式見模具設(shè)計與制造簡明手冊圖2-56。l 塑件澆口處盡量不設(shè)推桿，以防該處內(nèi)應(yīng)力大而碎裂。l 推桿的布置應(yīng)避開冷卻水道和側(cè)抽芯，以免推桿和抽芯機構(gòu)發(fā)生干擾。如果無法避開側(cè)抽芯，則應(yīng)設(shè)置先復位機構(gòu)。 推桿和模體的配合間隙不大于所用塑料的溢邊值，常用塑料的溢邊值見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-79。ABS的溢邊值為0.04mm。2推件板推出 推件板推出面積大，推力均勻，模具不必設(shè)復位稈。但型芯周邊形狀復雜時，推件板的型孔加工較困難。常用于推出深腔、薄壁和不允許有推桿痕跡的塑件，其結(jié)構(gòu)型式見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-81。推件板設(shè)計要點如下：l 推件板須淬硬，在推出過程中不得脫開導柱。l 推件板與其他零件的配合一般采用H7/f7。采用有配合斜度的推件板，其配合間隙須小于塑料溢邊值?；谝陨显?，在這個設(shè)計中，采用推桿推出的推出機構(gòu)。推件板的結(jié)構(gòu)型式和尺寸見附錄模具裝配圖，即04號圖紙。推桿形狀如圖所示：5.2 確定模架1模架組合形式注射模模架的組成零件及名稱見模具設(shè)計與制造簡明手冊圖2-67。注射模中小型模架的組合型式見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-95。我們選擇A2型。A2型的特點如下：l 定模和動模均由兩塊模板組成。l 推桿推出塑件。2模架組合尺寸注射模中小型模架組合尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-96。根據(jù)成型零件大小，我們選擇250250的A2型模架，其具體尺寸見表5-1。表5-1（mm）LlTLtlMlm定模座板定模板2501942101282342540動模板支承板墊塊動模座板導柱直徑復位桿直徑404063251685.3 模架各裝配零件設(shè)計5.3.1 導向零件設(shè)計注射模導柱標準尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-111和2-112。注射模導套尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-113和2-114。1導柱設(shè)計 在這個設(shè)計中，我們選用帶頭導柱，其尺寸如表5-2所示，表 5-2d(f7)d1(k6)基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸16-0.016-0.03416+0.012+0.001206112外形見圖。2導套設(shè)計 本設(shè)計導套選用帶頭導套。帶頭導套的尺寸見表5-3，外形見圖5-3。表5-3d(H7)d1(k6)d2(e7)基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸16+0.018024+0.015+0.00224-0.040-0.061R281661805.3.2 澆注系統(tǒng)零件設(shè)計1 澆口套設(shè)計 注射模澆口套的推薦尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-118。我們選用注射模型澆口套。其尺寸見表5-4，外形見圖。表5-4d(k6)d2(f8)d3hRd1L基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸20+0.015+0.00220-0.020-0.053283155502拉料桿 拉料桿的推薦尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-119。我們選用型拉料桿，其尺寸見表5-5，外形見圖。表5-5d(e8)d1(n6)DRL基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸6-0.025-0.04710+0.019+0.010100.51205.3.3 推出機構(gòu)零件1 復位桿 復位桿的推薦尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-135。我們選用的推件板推桿的外形見圖，尺寸見表5-6。表5-6d（e7）DHL基本尺寸極限尺寸4-0.013-0.0221451235.3.4定位圈1定位圈 、型定位圈推薦尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-137，型定位圈推薦尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-138。我們選用型定位圈，其外形見圖，尺寸見表5-7。表5-7dd1d2d3hcH基本尺寸極限尺寸基本尺寸極限尺寸55-0.20-0.4020+0.0330407116.51125.3.5 其他零件1水嘴 水嘴的推薦尺寸見模具設(shè)計與制造簡明手冊表2-150。我們選用的水嘴的外形見圖，尺寸見表5-8。表5-8高壓膠管直徑DD1d2d3DB（l1）L16M161.581417222020401、 密封隔板 密封隔板為自制件，如圖所示。制造密封隔板的目的有兩方面，一方面是為了使冷卻系統(tǒng)正常工作，把深孔密封起來，防止水從冷卻管路中泄露出來；另一方面是為了控制水的流動路線，起到良好的冷卻效果，當水流動是遇到密封隔板時，水流改變流向，饒過隔板，繼續(xù)向前流動，這個過程能夠控制水流流到凸模難以冷卻到的地方，從而達到冷卻的目的。至此完成模架裝配體中需要的零件模型?？傮w圖如下第6章 模具的裝配和調(diào)試6.1 模具的裝配模具的裝配過程相對要簡單一些，主要工作就是給每個零件添加約束關(guān)系。裝配過程主要還是圍繞凹模和凸模來進行的，將以上設(shè)計的模架零件和模具零件添加一定的約束。為了能夠更加清楚的看清楚各個零件及零件與零件之間的裝配關(guān)系，特制作了爆炸圖，如圖所示：6.2 模具的調(diào)試試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因一般塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當解決的問題。原因分析：1粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。（2） 注射保壓和注射高壓時間過長，造成過量充模。（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。2粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。（2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。（3） 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設(shè)定時間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。3粘著主流道（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.51 。（5） 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。4成型缺陷當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排出，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。（1） 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：a. 熔料流動阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動性能不佳。制品壁厚過薄。b. 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。c. 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。（2） 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射過量b. 鎖模力不足c. 流動性過好d. 模具局部配合不佳e. 模板翹曲變形（3） 制件尺寸不準確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。a. 尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變小；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。對以上出現(xiàn)的缺陷調(diào)試時，盡可能先采用改變成形工藝條件，后采用修正模具來消除成形缺陷。以下的內(nèi)容均從這兩個方面來討論。熱塑性塑料注射成形件的常見缺陷及消除措施如下。1. 缺料（注射量不足）消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；調(diào)整材料供給；提高熔料溫度；提高模具溫度；供給干燥過的熔料。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；加大噴嘴；增加排氣槽；改變澆口位置。2. 氣孔消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；調(diào)整材料供給；降低熔料溫度；降低模具溫度。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；改變冷卻水道位置；改變澆口位置。3. 溢料飛邊消除措施如下：工藝條件：減小注射壓力；縮短保壓時間；降低熔料溫度；增大合模壓力。模具條件：矯正修理分型面。4. 著色不均勻 消除措施如下：工藝條件：縮短保壓時間；降低熔料溫度；提高模具溫度；供給干燥過的物料；物料不得帶有雜質(zhì)、灰塵。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積。5. 翹曲變形 消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；降低熔料溫度；降低模具溫度；使用矯正框架。模具條件：加大噴嘴；改變冷卻水道位置。6. 波狀痕跡 消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；調(diào)整原料供給；降低熔料溫度；降低模具溫度。模具條件：加大噴嘴；改變冷卻水道位置。7. 尺寸不穩(wěn)定 消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；延長成形周期；延長保壓時間；降低熔料溫度；降低模具溫度。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；減小澆口區(qū)面積；加大噴嘴；改變冷卻水道位置；改變澆口位置。8. 熔接痕強度低 消除措施如下：工藝條件：減小注射壓力；延長保壓時間；降低熔料溫度；減慢注射速度。模具條件：增加排氣槽；檢查噴嘴加熱部分。9. 表面質(zhì)量差 消除措施如下：工藝條件：增大注射壓力；縮短保壓時間；增大合模壓力；提高模具溫度；降低模具溫度；減慢注射速度；物料不得帶有雜質(zhì)、灰塵；使用矯正框架。模具條件：加大主流道、分流道和澆口；改變冷卻水道位置；增加排氣槽；