骨架塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、骨架塑料模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目錄 一 工性分析藝 2 1、塑膠件的形狀和尺寸： 2 2、塑膠件的尺寸精度和外觀(guān)要求： 3 3、生產(chǎn)批量 4 4、其它方面 4 二 材料性能分析 4 三 注射機(jī)型號(hào)的選擇及校核 6 1. 設(shè)備選擇 6 2. 注射機(jī)的校核 7 四 行腔數(shù)目的確定及排布 8 1.型腔數(shù)目的確定 8 2.型腔的布局 9 五 分型面的選擇 10 六 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 （1）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 12 （2）澆注系統(tǒng)布置 13 （3）流道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 （4）分流道截面形狀確定 16 （5）冷料井及拉料桿設(shè)計(jì) 17 （6）澆口設(shè)計(jì) 17 （7）澆注系統(tǒng)的平衡 18 （8）排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 七

2、 成型零件的工作尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)形式 19 （1）凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 （2）成型零件鋼材的選用 19 （3）型腔側(cè)壁和底板厚度計(jì)算 22 八 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)置 24 1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 25 2.導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 25 九 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 1.側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 2.斜導(dǎo)柱斜角的確定 29 十溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置 30 1冷卻系統(tǒng) 31 2.冷卻介質(zhì) 31 3. 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 31 4. 冷卻回路的布置 32 5. 冷卻回路尺寸的計(jì)算 33 十一 模架及其尺寸如下圖： 35 十二 設(shè)計(jì)小結(jié) 36 十三 參考文獻(xiàn) 36 工藝性分析 分析塑膠件的工藝性包括技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面，在技術(shù)方面

3、，根據(jù)產(chǎn)品圖紙， 只要分析塑膠件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求、表面質(zhì)量和 材料性能等因素， 是否符合模塑工藝要求； 在經(jīng)濟(jì)方面， 主要根據(jù)塑膠件的生產(chǎn) 批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。 1、塑膠件的形狀和尺寸： 塑膠件的形狀和尺寸不同， 對(duì)模塑工藝要求也不同。 其三維圖如下： 由于該零件是左右兩頭大， 中間小的結(jié)構(gòu)若是從垂直方向設(shè)置分型面， 則需 要在中間部分進(jìn)行側(cè)向抽芯， 同樣， 若是從水平方向設(shè)置分型面， 因?yàn)橹虚g的內(nèi) 孔也需要進(jìn)行側(cè)抽芯，故這是一個(gè)需要進(jìn)行側(cè)向抽芯的模具。 尺寸方面 ：本塑件除內(nèi)孔尺寸 45.500.2 （接近 MT1,也就是最高的公差

4、等級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于沒(méi)有填料的尼龍材料， MT3 就算是高精度的了） 。和底部?jī)蓛上嗑?48 0.3（近似 MT5），直徑為 3.5的4 個(gè)孔有公差要求之外， 其他尺寸并無(wú)特別 的公差要求。 所以對(duì)于內(nèi)孔型芯要注意設(shè)計(jì)的精度， 在抽芯拔模時(shí)不能違反這個(gè) 公差要求。 2、塑膠件的尺寸精度和外觀(guān)要求： 塑膠件的尺寸精度和外觀(guān)要求與模塑工藝方法、 模具結(jié)構(gòu)型式及制造精度等 有關(guān)。 除了上面所說(shuō)的這些尺寸， 其他尺寸參考教材 P69的公差表，在 MT5: MT7 中選取。我選擇 MT7。 塑件表面粗糙度按照一般的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為 08-0.2 m,（ 參考教材 P71）本例采用 0.8 m 。表面允許有分型線(xiàn)。

5、3、生產(chǎn)批量 生產(chǎn)批量的大小， 直接影響模具的結(jié)構(gòu)型式， 一般大批量生產(chǎn)時(shí)， 可選用一 模多腔來(lái)提高生產(chǎn)率； 小批量生產(chǎn)時(shí)， 可采用單型腔模具等進(jìn)行生產(chǎn)來(lái)降低模具 的制造費(fèi)用。 假設(shè)為大批量生產(chǎn)，但是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的緣故，采用一出二(一模兩腔)完成。 4、其它方面 在對(duì)塑膠件進(jìn)行工藝分析時(shí)， 除了考慮上述因素外， 還應(yīng)分析塑膠件的厚度、 塑料成型性能及模塑生產(chǎn)常見(jiàn)的制品缺陷問(wèn)題對(duì)模塑工藝的影響。 厚度檢測(cè)：在模具型腔的 por/e 分析功能檢測(cè)該零件， 測(cè)量發(fā)現(xiàn)， 其厚度范 圍在 1.5 5mm之間，與教材 P74 所介紹的 1.75-2.6 ，就算是大型制件也是在 2.4-3.2 之間，因此如有需

6、要考慮慢速成型，聚酰胺樹(shù)脂吸水性強(qiáng)，成型加工 前必須進(jìn)行干燥處理，且其易吸潮，塑件尺寸變化較大。聚酰胺樹(shù)脂熔融 粘度低，流動(dòng)性良好，容易產(chǎn)生飛邊，壁厚和澆口厚度對(duì)成型收縮率影響 很大，一模多件時(shí)，應(yīng)注意使?jié)部诤穸染鶆?；聚酰胺?shù)脂成型時(shí)排除的熱 量多，模具上應(yīng)設(shè)計(jì)充分的冷卻回路；熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易 發(fā)生降解使塑件性能下降，因此不允許尼龍?jiān)诟邷亓贤矁?nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 二 材料性能分析 本塑件所用材料為聚酰胺(尼龍 6)： (1) 基本特性：聚酰胺樹(shù)脂是含有酰胺基(CO NH)的結(jié)晶型的線(xiàn) 型高聚物 . 它是由二元胺和二元酸通過(guò)縮聚反應(yīng)制取或是以一種內(nèi)酰胺的 分子通過(guò)自聚而成。尼龍的命名由

7、二元胺與二元酸中的碳原子數(shù)來(lái)決定， 如己二胺和癸二酸反應(yīng)所得的聚縮物稱(chēng)尼龍 610， 并規(guī)定前一個(gè)數(shù)指二元 胺中的碳原子數(shù)，而后一個(gè)數(shù)為二元酸中的碳原子數(shù)； 如通過(guò)氨基酸的自 聚來(lái)制取，則由氨基酸中的碳原子數(shù)來(lái)決定，例如己內(nèi)酰胺中有 6 個(gè)碳原 子，故自聚物稱(chēng)尼龍 6 或聚己內(nèi)酰胺。尼龍常見(jiàn)的品種有尼龍1010、尼龍 610、尼龍 66、尼龍 6、尼龍 9、尼龍 11 等。尼龍的力學(xué)性能優(yōu)良，抗拉、 抗壓、耐磨。尼龍抗沖擊強(qiáng)度比一般塑料有顯著提高，疲勞強(qiáng)度與鑄鐵、 鋁合金相當(dāng)。尼龍具有良好的消音效果和自潤(rùn)滑性能。尼龍耐堿、弱酸， 但強(qiáng)酸和氧化劑能侵蝕尼龍。尼龍本身無(wú)毒、無(wú)味、不霉?fàn)€，但其吸水性

8、 強(qiáng)、收縮率大，常常因吸水而引起尺寸變化，故其塑件常需調(diào)濕處理。尼 龍的穩(wěn)定性較差，一般只能在80 100使用。 （ 2）主要用途： 聚酰胺是在工程技術(shù)中廣泛應(yīng)用的一種熱塑性塑料。聚 酰胺通稱(chēng)尼龍， 尼龍（ Nylon ）是國(guó)外的商品名稱(chēng)，我國(guó)的商品名稱(chēng)是“錦 綸”。以前，聚酰胺主要用于合成纖維，現(xiàn)在作為塑料使用日益增多，目 前它在工程塑料中的使用居于首位。由于尼龍有較好的力學(xué)性能， 它被廣 泛應(yīng)用于工業(yè)中制造各種機(jī)械、化學(xué)和電氣零件，如軸承、齒輪、滾子、 輥軸、滑輪、泵葉輪、風(fēng)扇葉片、蝸輪、 高壓密封扣圈、墊片、閥座、輸 油管、儲(chǔ)油容器、 繩索、傳動(dòng)帶、 電池箱和電器線(xiàn)圈等零件。 （ 3）成

9、型特點(diǎn)：聚酰胺樹(shù)脂吸水性強(qiáng)，成型加工前必須進(jìn)行干燥處理， 且其易吸潮，塑件尺寸變化較大。聚酰胺樹(shù)脂熔融粘度低，流動(dòng)性良好， 容易產(chǎn)生飛邊，壁厚和澆口厚度對(duì)成型收縮率影響很大，一模多件時(shí)，應(yīng) 注意使?jié)部诤穸染鶆颍痪埘０窐?shù)脂成型時(shí)排除的熱量多，模具上應(yīng)設(shè)計(jì)充 分的冷卻回路；熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易發(fā)生降解使塑件性能下 降，因此不允許尼龍?jiān)诟邷亓贤矁?nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 （4）塑件成型工藝參數(shù) 查表得： 注射機(jī)類(lèi)型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 /（r/min ） 2040 噴嘴形式 直通式 噴嘴溫度 /C 200210 料筒前段溫度 /C 220240 料筒中段溫度 /C 230250 料筒后段溫度 /C 2

10、00210 模具溫度 /C 80120 注射壓力 /MPa 90130 保壓壓力 /MPa 3050 注射時(shí)間 /s 25 保壓時(shí)間 /s 1540 冷卻時(shí)間 /s 2040 成型周期 /s 4090 三 注射機(jī)型號(hào)的選擇及校核 1.設(shè)備選擇 注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的， 因此在設(shè)計(jì)模具時(shí)也應(yīng)考慮注射機(jī)的技 術(shù)參數(shù)，以保證模具和注塑設(shè)備相適應(yīng)。 （1） 計(jì)算塑件體積 根據(jù)零件的三維模型，使用 PROE直接分析計(jì)算出單個(gè)塑件體積為： v1 2.8392391e 04mm3 （2）計(jì)算塑件的質(zhì)量 04 3 3 3 塑件的質(zhì)量 m1 2.8392391e 04 10 3cm3 1.15g /cm

11、3 33g 3)注射機(jī)的選用 查表選用型號(hào) XS-ZY-125 為注射機(jī)。 XS-ZY-125 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及特性如下： 螺桿直徑 (mm)： 額定注射容量 (cm3 )： 注射壓力 (MPa)： 注射行程( mm)： 鎖模力 (KN)： 最大成型面積 (cm2 )： 最大模具厚度 H(mm) ： 最小模具厚度 H1(mm) ： 最大開(kāi)合模行程： 噴嘴圓弧半徑 R(mm)： 噴嘴孔徑 d(mm)： 動(dòng)、定模固定板尺寸( mm)： 拉桿空間 (mm): 推出形式： 兩側(cè)無(wú)頂桿，機(jī)械頂出 合模方式： 液壓 -機(jī)械 機(jī)器外型尺寸： 42 125 120 115 900 320 300 200 3

12、00 12 4 428 458 260 290 ： 3340 750 1550 2. 注射機(jī)的校核 (1) 按注射機(jī)的最大注射量進(jìn)行校核 最大注射量是指注射機(jī)一次注射塑料的最大容量 需的總注射量小于所選注射機(jī)的最大注射量。 設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)保證成型塑件所 nm m1 mp1 k 式中 mp 注射機(jī)允許的最大注射量， g或 cm3 ； m1 澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量， g； n 型腔數(shù)目； m 單個(gè)塑件的質(zhì)量， g ； k 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8 已知 n =4；由注射機(jī)規(guī)格參數(shù)知 mp =143.75g；利用PROE算出 m =33g，m1 =9.2g； k=0.8 。 9.2 3

13、3 0.8 143.75 故合理 四 行腔數(shù)目的確定及排布 1.型腔數(shù)目的確定 型腔指模具中成形塑件的空腔， 而該空腔是塑件的負(fù)形， 除去具體尺寸比塑 料大以外， 其他都和塑件完全相同， 只不過(guò)凸凹相反而己。 注射成形是先閉模以 形成空腔，而后進(jìn)料成形，因此必須由兩部分或（兩部分以上）形成這一空腔 型腔。 其凹入的部分稱(chēng)為凹模， 凸出的部分稱(chēng)為型芯。 為了使模具與注射機(jī)的 生產(chǎn)能力相匹配， 提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性， 并保證塑件精度， 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定 型腔數(shù)目。注射模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，每一次注射生產(chǎn)一個(gè)塑件，也 可以是多腔，每一次注射生產(chǎn)多個(gè)塑件。 每一副模具中， 型腔數(shù)目的多少與下列

14、 條件有關(guān)系。 1) 塑件尺寸精度 型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低。 2) 模具制造成本 多腔模的制造成本高于單腔模， 但不是簡(jiǎn)單的倍數(shù)比。 從塑件成本中所占的 模具費(fèi)比例看，多腔模比單腔模具低。 3) 注塑成形的生產(chǎn)效益 多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟(jì)效益高。但是多腔模所使用的注射機(jī)大， 每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維持費(fèi)較高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模的腔數(shù)。 4) 制造難度 多腔模的制造難度比單腔模大，當(dāng)其中某一腔先損壞時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維修， 影響生產(chǎn)。塑料的成形收縮是受多方面影響的，如塑料品種，塑件尺寸大小，幾 何形狀，熔體溫度，模具溫度，注射壓力，充模時(shí)間，保壓時(shí)間等。影響最顯著 的是塑件的

15、壁厚和形狀的復(fù)雜程度。該塑件精度要求一般( MT5: MT 7 )，根 據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，型腔的結(jié)構(gòu)采用滑塊對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求 , 該塑件在注射時(shí)采用一模二腔的形式。 2.型腔的布局 多型腔模具設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題之一就是澆注系統(tǒng)的布置方式， 由于型腔的排布 與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考 慮。型腔的排布應(yīng)使每一個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中心中均等地分得所需 的壓力，以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿(mǎn)每個(gè)型腔， 使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均 為達(dá)到同時(shí)充滿(mǎn)型腔的目的， 各澆口的截面尺寸制作得不相同。 要指出的是， 多 型腔模具最好成型同一尺寸及精度

16、要求的制件， 不同塑件原則上不應(yīng)該用同一副 多模腔模具生產(chǎn)。在同一副模具中同時(shí)安排尺寸相差較大的型腔不是一個(gè)好的設(shè) 計(jì)，不過(guò)有時(shí)為了節(jié)約， 特別是成型配套式塑件的模具， 在生產(chǎn)實(shí)踐中還使用這 一方法， 但難免會(huì)引起一些缺陷， 如有些塑件發(fā)生翹曲、 有些則有過(guò)大的不可逆 應(yīng)變等。 本設(shè)計(jì)成型同一塑件， 且壁厚均勻， 故采用平衡式， 布局如圖所示： 五 分型面的選擇 模具上用以取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱(chēng)為分型面， 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素， 它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝 有密切關(guān)系， 并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)充填性及制品的脫模， 分型面的位 置也影響著成型零

17、部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開(kāi)設(shè)密切相 關(guān)。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵內(nèi)容。 分型面的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處， 即通 過(guò)該方向塑件的截面積最大，否則塑件無(wú)法從形腔中脫出。 2) 保證制件的精度和外觀(guān)要求 與分型面垂直方向的高度尺寸， 若精度要求較高， 或同軸度要求較高的外形 或內(nèi)孔，為保證其精度， 應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具腔內(nèi)。 因分型面不可避免地 10 要在制件中留下溢料痕跡或接合縫的痕跡， 故分型面最好不選在制品光亮平滑的 外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。 3) 考慮滿(mǎn)足

18、塑件的使用要求 注塑件在成型過(guò)程中， 有一些難免的工藝缺陷， 如脫模斜度、 推桿及澆口痕 跡等，選擇分型面時(shí)，應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。 4) 考慮注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格，使模板間距大小合適 5) 考慮鎖模力，盡量減小塑件在分型面的投影面積 6) 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 從制件的頂出考慮分型面要盡可能地使制件留在動(dòng)模邊， 當(dāng)制件的壁相當(dāng)厚 但內(nèi)孔較小時(shí)，則對(duì)型芯的包緊力很少常不能確切判斷制件中留在型芯上還是在 凹模內(nèi)。這時(shí)可將型芯和凹模的主要部分都設(shè)在動(dòng)模邊， 利用頂管脫模， 當(dāng)制件 的孔內(nèi)有管件(無(wú)螺紋連接)的金屬嵌中時(shí)，則不會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力。 7) 不妨礙制品脫模

19、和抽芯 在安排制件在型腔中的方位時(shí)， 要盡量避免與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)相垂直方向的側(cè)凹或 側(cè)孔。一般機(jī)械式分型面抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都較小， 因此選擇的分型面應(yīng)使 抽拔距離盡量短。 8) 有利于澆注系統(tǒng)的合理處置。 盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。 9) 分型面應(yīng)使模具分割成便于加工的部件，以減少機(jī)械加工的困難。 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，本設(shè)計(jì)分型面如圖所示 11 六 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上， 應(yīng)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(shí)間； 3）澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇行流動(dòng)，并有利 于排氣和

20、補(bǔ)縮； 4）避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移 5）澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠， 易與塑件分離或切除整修容易， 且外觀(guān)無(wú) 損傷； 6）熔合縫位置必須合理安排，必要時(shí)配置冷料井或溢料槽； 12 盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量； 7）澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口必須有IT8 以上精度 （2）澆注系統(tǒng)布置 在多腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類(lèi)，本塑件采用平衡式 如下圖所示： 13 3）流道系統(tǒng)設(shè)計(jì) 流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括主流道、分流道和冷料井及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。 1）主流道設(shè)計(jì) 14 對(duì)于熱塑性塑料注射模，主流道尺寸設(shè)計(jì)如下： d d0 0.51 R R1 1 2 24 d 0 噴

21、嘴直徑，見(jiàn)熱塑性塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格 R1噴嘴球半徑，見(jiàn)熱塑性塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格 直澆口式主流道呈截錐體，主流道入口直徑 d 應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑 1mm 左右。這樣便于兩者能同軸對(duì)準(zhǔn)，也使得主流道凝料能順利脫出。所以： d =4+1=5mm，考慮到澆口套標(biāo)準(zhǔn)件的選用， d 取值為 4.5mm。 15 主流道入口的凹坑球面半徑 SR1，應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑SR 約 12mm。反之，兩者不能很好貼和， 會(huì)讓塑料熔體反噴， 出現(xiàn)溢邊致使脫模困難。 故： SR1=12+（12）=（1314）mm R標(biāo)準(zhǔn)化取值為 15.5mm 錐孔壁粗糙度 Ra0.8m。主流道的錐角 =2 6。過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍

22、 流或渦流，卷入空氣。過(guò)小錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)流動(dòng)阻力大，比 表面增大，熱量損耗大。 主流道出口端應(yīng)有 1mm左右的圓角。 主流道的長(zhǎng)度是 L，一般按模板厚度確定。但為了減小充模時(shí)壓力降和減少 物料損耗，小模具通常應(yīng)控制在 50mm 之內(nèi)。 （ 4）分流道截面形狀確定 在設(shè)計(jì)多型腔或者多澆口的單型腔的澆注系統(tǒng)時(shí)， 應(yīng)設(shè)置分流道。 分流道就是 指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動(dòng)通道。 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 面較為理想。如下圖： 16 本次設(shè)計(jì)采用圓形截面， 因?yàn)橥ǔA形截面分流道直徑為 210mm，其中 5、7、9、 11mm

23、是不推薦的尺寸，本設(shè)計(jì)取 8mm 5）冷料井及拉料桿設(shè)計(jì) 冷料井有兩種， 一種是純?yōu)?“捕捉”或貯存冷料之用； 另一種是還兼有拉或頂出 凝料功用。 主流道冷料井和拉料桿有如下幾種形式： 本例中選擇 Z型，工作時(shí)依靠 Z字形鉤將主流道凝料拉出澆口套 （6）澆口設(shè)計(jì) 澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門(mén)， 對(duì)塑料件質(zhì)量具有決定性的影響， 因而澆 口類(lèi)型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。 澆口有多種類(lèi)型， 如直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)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(tǒng)流程短、 壓力損失和熱烈散失小， 17 且有利于補(bǔ)縮和排氣等優(yōu)點(diǎn)，但是，塑件上殘留痕

24、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(diǎn)澆口必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu)；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(diǎn)澆口在特殊場(chǎng)合下的一種應(yīng)用形式。 但可以在脫模時(shí)自動(dòng)拖 斷；它可以隱藏在外表不露出的部位，使?jié)部诤圹E不外漏。但加工比較空難，容 易磨損。 側(cè)澆口也稱(chēng)為邊緣澆口， 由于它開(kāi)設(shè)在主分型面上， 截面形狀易于加工和調(diào)整。 多型腔模具常采用側(cè)澆口。 綜合上所述，骨架的外觀(guān)要求不高、精度要求也不高，一模二腔，可以在主分 型面上設(shè)置潛伏式澆口。 潛伏澆口一般是圓形截面， 其尺寸設(shè)計(jì)可以參考點(diǎn)澆口。 潛

25、伏澆口的錐角 取10 : 20 ，傾斜角 為 45 : 60 ，推桿上進(jìn)料口寬度為 0.8: 2mm，具體數(shù)值 應(yīng)視塑件大小而定。 （7）澆注系統(tǒng)的平衡 本例中型腔采用的是平衡式布置， 需要調(diào)節(jié)澆口的尺寸， 使個(gè)澆口的流量和成 型工藝達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡也叫澆口的平衡。 但由于本例的精度要求不高， 若每個(gè)澆口截面尺寸不同， 會(huì)給加工制造帶來(lái)不 便，綜合考慮，故不做澆口平衡計(jì)算。 （8）排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(shí)， 必須置換出型腔內(nèi)的空氣和從物料中溢出的揮發(fā)性氣體。 排氣系統(tǒng)是注塑模具設(shè) 計(jì)的重要組成部分。 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則： 18

26、 1) 利用分型面排氣是最簡(jiǎn)單的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān) 2) 利用頂桿與孔的間隙排氣，必要時(shí)可對(duì)頂桿作些排氣的結(jié)構(gòu)措施； 3) 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣， 燒結(jié)塊應(yīng)有足夠的承壓能力， 設(shè)置在 塑件隱蔽處，并需要開(kāi)設(shè)排氣通道； 4) 在熔合縫位置開(kāi)設(shè)冷料井，在儲(chǔ)存冷料前也滯留了不少氣體； 5) 可靠有效的方法是在分型面上開(kāi)設(shè)專(zhuān)用的排氣槽， 尤其上大型注塑模具必 須如此； 6) 對(duì)于大型的模具，也可以利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。 本例中可通過(guò)拉料桿間隙和頂針間隙均排氣，而且在動(dòng)、定模之間留出1mm的 間距，用以加強(qiáng)分型面的排氣。 七 成型零件的工作尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)形式 構(gòu)成塑料

27、模具型腔的零件統(tǒng)稱(chēng)成型零部件。通常包括凹模、型芯、鑲塊、成 型桿和成型環(huán)等。 (1)凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模又稱(chēng)型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式 和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。 本例采用整體嵌入式式凹模結(jié)構(gòu)，這樣結(jié)構(gòu)牢固、不易變形，更換容易，便 于修模。 (2)成型零件鋼材的選用 對(duì)于成型零件的鋼材要具有機(jī)械加工性能良好、拋光性能優(yōu)良、耐磨性和 19 抗疲勞性好、具有腐蝕性能等條件。 對(duì)于本例中鋼材選用如下： 1) 定模板： 定模板由于沒(méi)有參與塑件的成型，所以對(duì)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(diào)質(zhì)后 精加 工大型熱塑塑

28、性塑料注射模具，淬透性差，淬火變形小，較高溫度下時(shí)，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(qiáng)度和高耐磨 性的各種模具。 2) 動(dòng)模板：動(dòng)模板同樣采用 5CrMnMo ，理由與定模板相同。 3) 成型零件工作尺寸計(jì)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(jìn)行 尺寸檢測(cè)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(lèi)型的多樣性，及其成型收縮率的方向性和收縮率的不穩(wěn)定 性，以及塑件和金屬模的制造公差， 因此成型零

29、件工作尺寸的計(jì)算， 一直是注塑 加工中的重大課題。 計(jì)算塑件的平均收縮率 S Smax Smin 100 2 100 式中 S 塑件的平均收縮率； Smax 最大收縮率； Smin 最小收縮率； 塑料的最大收縮率和最小收縮率可以查表得知，本例中尼龍 6的收縮率為 0.0165 20 根據(jù)圖示塑件形狀與尺寸，分別計(jì)算出如下尺寸 塑件尺寸關(guān)系圖 型腔尺寸計(jì)算： 型腔徑向尺寸計(jì)算： z Lm 0z1 s Ls 0.5: 0.75 m 0 s 0 1、V為塑件公差，本例中塑件公差為 MT7； 2、模具制造公差 z一般?。?1/3 1/4 ） V，考慮到模具的經(jīng)濟(jì)加工，本 例中取 IT7級(jí)精度公差值；

30、3、上式中修正系數(shù) X取1/2 2/3, ，當(dāng)塑件尺寸較大、精度較低時(shí)取最小 值，反之則取較大值。 21 Lm 0z1 0.0165 76 0.75 0 77.254 型腔深度尺寸計(jì)算： 1 s Hs x Hm 0 z1 0.0165 6.25 0.75 0 6.353 型芯徑向尺寸計(jì)算： lm s ls 0.5: 0.75 lm 0.0165 6 0.75 67.089 3）型腔側(cè)壁和底板厚度計(jì)算 型腔按結(jié)構(gòu)可分為組合式和整體式， 本例采用的是組合式型腔結(jié)構(gòu)。 下表是型 腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可供參考： 1、圓形型腔壁厚數(shù)據(jù)： 型腔內(nèi)壁直 整體式型腔 組合式型腔 22 040 4050 5060

31、6070 7080 8090 90100 100120 120140 140160 160180 180200 型腔壁厚s型腔壁厚 s1 模套壁厚 s2 20 2025 2530 3035 3540 4045 4550 5055 5560 7 18 78 89 910 1011 1112 1213 1316 1617 1820 2022 2225 2530 3032 3235 3540 4045 6065171945 50 6570 7075 1921 2123 5055 5560 2、矩形型腔壁厚數(shù)據(jù) 整體式型腔 鑲拼式型腔 矩形型腔內(nèi)壁 短邊a 040 4050 5060 型腔側(cè)壁厚 s

32、25 2530 3035 23 凹模型腔壁厚 s1 9 910 10 11 模套壁厚 s2 22 2225 2528 6070 3542 1112 2835 7080 4248 1213 3540 8090 4855 1314 4045 90100 5560 1415 4550 100120 6072 1517 5060 120140 7285 1719 6070 140160 8595 1921 7080 八 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)置 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是不可少的部件， 因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定 的方向和位置，必須導(dǎo)向。導(dǎo)柱安裝在動(dòng)?；蛘叨Ｒ贿吘?。有細(xì)長(zhǎng)型芯時(shí)， 以安在細(xì)長(zhǎng)型芯一側(cè)為宜

33、。通常導(dǎo)柱設(shè)在模板四角。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有定位、導(dǎo)向、承受一定側(cè)壓力三個(gè)作用。 a. 定位作用 為避免模具裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具， 并且在模具閉合后使型腔保持正確 的形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?，或者模塑失敗?b. 導(dǎo)向作用 動(dòng)定模合模時(shí)， 首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸， 引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合， 避免凸?；蛐托?先進(jìn)入型腔以保證不損壞成型零件。 c. 承受一定側(cè)壓力 塑料注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力， 或由于注射機(jī)精度的限制使導(dǎo)柱在工作 中承受一定的側(cè)壓力，此時(shí)，導(dǎo)柱能承擔(dān)一部分側(cè)壓力。當(dāng)側(cè)壓力很大時(shí)，不能 單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，需要增設(shè)錐面定位裝置。對(duì)于三板模、脫模板脫模等，導(dǎo)柱還 要承受懸浮

34、模板的質(zhì)量 . 當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)， 因模架本身帶有導(dǎo)向裝置， 一般情況下， 設(shè)計(jì)人員只要 按模架規(guī)格選用即可。 若需采用精密導(dǎo)向定位裝置， 則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié) 構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。 24 1. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周?chē)蚩拷吘壍牟课唬?其中心至模具 邊緣應(yīng)有足夠的距離， 以保證模具的強(qiáng)度， 防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。 導(dǎo)柱中 心至模具外緣應(yīng)至少有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度； 導(dǎo)柱通常設(shè)在離中心線(xiàn) 1/3 處的長(zhǎng) 邊上。 1) 該模具采用 4 根導(dǎo)柱，其布置為在模板的四個(gè)角上。 2) 該模具導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模固定板上，導(dǎo)套安裝在定模固定板和脫板上。 3) 為了保證分型面很

35、好的接觸， 導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑板， 即 可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角。 4) 各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線(xiàn)應(yīng)保證平行。 5) 在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致成型 零件損壞。 6) 當(dāng)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。 7) 導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的 1.5 2 倍，其余部分可以擴(kuò)空， 以減小摩擦，并降低加工精度。 2.導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 1) 本設(shè)計(jì)的模具采用帶頭導(dǎo)柱，且加油槽。 2) 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出 6 8mm。 3) 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔， 導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo) 部分。 4) 導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)

36、確定， 應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度 (該導(dǎo) 柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架知為 25)。導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按 H7/m6 過(guò) 渡配合，導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按 H7/f7 或H8/f7 間隙配。 25 5）導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，一般倒角半徑為 12mm。導(dǎo)柱孔最好做成通孔， 利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 6）導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按 H7/f7 或H8/f7 的間隙配合，表面粗糙度為 Ra0.4um。導(dǎo)套外徑按 H7/m6 或H7/k6 配合鑲?cè)肽０濉?7）導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低 于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。多?20 鋼滲碳后 淬火或T8A、T10A

37、 淬火。 由于模具的結(jié)構(gòu)不同， 選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)也不同， 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo) 柱、導(dǎo)套四個(gè)， 導(dǎo)柱導(dǎo)套配合簡(jiǎn)圖 26 九 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1. 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件上具有與開(kāi)模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時(shí)，除極少數(shù)情況 可以強(qiáng)制脫模外， 一般都必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹做成可活動(dòng)的結(jié)構(gòu)， 在塑件脫模 前，先將其抽出， 然后才能將整個(gè)塑件從模具中脫出。 完成側(cè)向活動(dòng)型芯的抽出 和復(fù)位的這種機(jī)構(gòu)叫做抽芯機(jī)構(gòu)。它應(yīng)具備以下基本功能： （1）能夠保證不引起塑間件變形的情況下準(zhǔn)確地抽芯； （2）運(yùn)動(dòng)靈活動(dòng)作可靠，無(wú)過(guò)分磨損現(xiàn)象； （3）具有必要的強(qiáng)度和剛度； （4）配合間隙和拼縫線(xiàn)不溢料； 抽芯

38、距的計(jì)算 抽芯距是將側(cè)型芯從成型位置抽到不防礙塑件頂出時(shí)側(cè)型芯的距離。 當(dāng)塑件 的外形為矩形并且兩等分抽芯時(shí)，其公式如下： h s 2: 3 mm 2 式中： s 設(shè)計(jì)抽芯距； h 矩形塑件的外形最大值。 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得到： s 40mm 。 其滑塊設(shè)計(jì)如下圖所示： 27 斜滑塊的外側(cè)分型與抽芯 斜滑塊外側(cè)分型與抽芯的動(dòng)作過(guò)程： 28 2. 斜導(dǎo)柱斜角的確定 斜導(dǎo)柱的斜角 是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的一個(gè)主要參數(shù)。它的大小涉及導(dǎo) 開(kāi)模力、斜導(dǎo)柱所受的彎曲力、 滑塊實(shí)際抽芯力以及開(kāi)模行程等的小， 其關(guān)系如 下： F正 F彎 F抽 cos F開(kāi) F彎 sinF抽 tan 式中： F彎 斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；

39、F正 斜導(dǎo)柱所用于滑塊的正壓力，它等于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力； F抽 抽拔出側(cè)型芯所需要的抽芯力； F開(kāi) 抽出側(cè)型芯所需要的開(kāi)模力； 斜導(dǎo)柱的斜角。 由以上式子可知， 當(dāng)斜角增大時(shí)， 要獲得相同的抽芯力， 則斜導(dǎo)柱所受的彎 曲力要增大， 同時(shí)所需要的開(kāi)模力也增大。 因此，從希望斜導(dǎo)柱受力較小的角度 考慮，斜角越小越好；但當(dāng)抽芯距為一定值時(shí)，斜角的減小，必然單質(zhì)斜導(dǎo)柱工 作部分長(zhǎng)度的增加及開(kāi)模行程的加大，而開(kāi)模行程受到注射機(jī)開(kāi)模行程的限制， 29而且斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度的加長(zhǎng)會(huì)降低斜導(dǎo)柱的剛性， 所以綜合考慮， 在生產(chǎn)中斜角 不超過(guò) 25，此設(shè)計(jì)選取 : 13 十 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置 在塑料注射成形中，

40、注射模具不僅是塑料熔體的成形設(shè)備， 還起著熱交換器 的作用。模具溫 40度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接影響到制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。 由于各種塑料 的性能和成形工藝要求不同， 對(duì)模具溫度的要求也不同。 對(duì)于大多數(shù)要求較低模 溫的塑料，僅設(shè)置模具的冷卻系統(tǒng)即可。但對(duì)于要求模溫超過(guò) 80C的塑料以及 大型注射模具，均需要設(shè)置加熱裝置。 30 1冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為 200oC 左右，而塑件固化后從模具型腔中取出 時(shí)其溫度在 60oC以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻， 使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。 對(duì)于粘度低、流動(dòng)性好的塑料（例如：聚乙烯、聚

41、丙烯、聚苯乙烯、尼龍 66 等），因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫水?duì)模具進(jìn)行冷卻。 通過(guò)查表可得尼龍 6的成型溫度與模具溫度的范圍： 成型溫度： 230 : 290 模具溫度： 40 : 60 2.冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣， 但用冷卻水較多， 因?yàn)樗臒崛萘看螅?傳熱 系數(shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周?chē)騼?nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道。 3. 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 冷卻水道的開(kāi)受模具上鑲塊和頂出桿等零件幾何形狀的限制， 必須根據(jù)模具 的特點(diǎn)，靈活地設(shè)置冷卻裝置，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡。 2）冷卻水孔的數(shù)量越多， 孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，