基于SOLIDWORKS的鬧鐘后殼注塑模設(shè)計(jì)

1、目 錄1 緒論11.1 模具在加工工業(yè)中的地位11.2注塑模的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 solidworks軟件在注塑模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2 塑件的工藝分析22.1 塑件成型工藝分析22.2 鬧鐘后蓋原料（abs）的成型特性與工藝參數(shù)3 注塑設(shè)備的選擇43.1 估算塑件體積43.2 選擇注射機(jī)43.3 模架的選定53.4 注射機(jī)參數(shù)校核53.4.1 最大注射壓力的校核53.4.2 最大注塑量的校核53.4.3 鎖模力校核63.4.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核63.4.5 開模行程校核6 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算64.1 型腔的徑向尺寸74.2 型芯的計(jì)算74.3 模具型腔壁厚的計(jì)算8 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2、85.1 主流道設(shè)計(jì)95.2 冷料井設(shè)計(jì)95.3 分流道設(shè)計(jì)95.4 澆口選擇116 分型面的選擇127 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)138 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)149 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)149.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)159.2 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1610 模 具 的 裝 配1610.1 模具的裝配順序1610.2 開模過程分析1711 結(jié)論18致謝18參考文獻(xiàn)191 緒論1.1 模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對(duì)模具的全面要求是：能生

3、產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證

4、制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低成本?，F(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。1.2注塑模的發(fā)展現(xiàn)狀注射成型技術(shù)作為塑料加工成型方法中重要的方法之一，已經(jīng)得到相當(dāng)

5、廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注塑制品約占整個(gè)塑料制品的2030，而在工程塑料中有80以上的制品是采用注塑成型加工的。但隨著塑料制品應(yīng)用的日益廣泛，不同的領(lǐng)域?qū)λ芰现破返拈_頭精度、功能成本等方面提出了很多更高的要求，因此在傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了許多特殊的新興注塑成型技術(shù)，如低壓注射成型、熔芯射擊成型、裝配注射成型、磁場(chǎng)定向注射成型、單色多模注射成型、氣體輔助注射成型、薄殼注射成型技術(shù)等。因此必須改變注塑模具的設(shè)計(jì)和制造體系，才能夠滿足成型要求。另外，隨著微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展，微細(xì)型注塑模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究近年來得到了人們的重視，隨著mems產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，微注塑成型技術(shù)有著巨大的潛力和發(fā)展

6、空間。微型注塑成型通常用于醫(yī)療、電信、計(jì)算機(jī)、電氣等領(lǐng)域，醫(yī)療和電子器械越來越小型化，因此對(duì)人們希望制件可以做得越來越小。微型注塑成型有許多優(yōu)點(diǎn)，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究適合微型注塑模具和微型注塑機(jī)的成型理論和制造方法，尋找和研制適合微型塑料制件生產(chǎn)的塑料原料，以及開發(fā)相應(yīng)的檢測(cè)儀器設(shè)備，已經(jīng)成為目前國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)在當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)對(duì)注塑模具制造產(chǎn)生了重大的影響，反過來，注塑成型新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展也對(duì)制造技術(shù)不斷提出了新的要求。將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)應(yīng)用于制造全過程，未來注塑模制造將是以計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為主導(dǎo)技術(shù)，以信息流暢作為首要備件的有極強(qiáng)應(yīng)變能力與競(jìng)爭(zhēng)力

7、的技術(shù)15。1.3 solidworks軟件在注塑模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用通過對(duì)solidworks軟件及其插件的運(yùn)用可以把工作人員從重復(fù)的勞動(dòng)中解脫出來，更好的投入到設(shè)計(jì)中去，從而充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)和設(shè)計(jì)人員各自的優(yōu)勢(shì)。imold是應(yīng)用于solidworks中的一個(gè)第三方插件，專門用于對(duì)注塑模的三維設(shè)計(jì)工作。它完全集成于solidworks的界面中，成為一個(gè)造型設(shè)計(jì)的整體，模具設(shè)計(jì)者通過它可以在一個(gè)裝配方案中進(jìn)行包括設(shè)計(jì)方案管理，模具設(shè)計(jì)過程，加工和模具裝配的整個(gè)處理過程。它無縫集成的特點(diǎn)使得用戶在工作時(shí)不需要離開solidworks軟件或使用其他軟件。imold提供的一整套功能對(duì)模具設(shè)計(jì)者來說是不可缺

8、少的。他們將幫助經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)者減少產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到完成的時(shí)間，從而大幅度提高生產(chǎn)率。它的界面具有直觀，友好并且具有互動(dòng)性，這使的軟件的學(xué)習(xí)和使用成為一件愉快的事，減少了學(xué)習(xí)和使用過程中的彎路。同時(shí)它的設(shè)計(jì)過程和方法所包含的設(shè)計(jì)理論對(duì)模具初學(xué)者也具有極強(qiáng)的指導(dǎo)意義14。 塑件的工藝分析2.1 塑件成型工藝分析鬧鐘后蓋的形狀較復(fù)雜（如圖2.1所示），帶有很多不同形狀的孔，保證孔間距和孔的形狀給模具的加工帶了很大的難度。鬧鐘后蓋的注塑材料首先選用abs，鬧鐘的后蓋絕大部分決定了鬧鐘的重心的位置的所在。所以我們必須很好的處理后蓋壁厚的均勻，譬如在注塑成型過程中因?yàn)楸诤竦牟痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致，這樣就

9、只能通 圖2.1鬧鐘后蓋 過有效的控制模具溫度來調(diào)節(jié)收縮率。由于鬧鐘后蓋的主體作用是起固定作用，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就相應(yīng)的給注塑帶來了一定的難度。由于螺釘孔的壁厚相對(duì)后蓋壁厚有一定的差距，勢(shì)必會(huì)在注塑的時(shí)候到來很大的牛頓減力，造成塑件填充不滿的缺陷，可以考慮采用雙澆口，但可能會(huì)給鬧鐘后蓋的表面帶來更多的熔接痕和氣孔。也可以利用模具的可靠的精度來定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。因?yàn)榭紤]到凹凸模形狀的復(fù)雜，用整體形式是不利于損壞后的維修，適當(dāng)?shù)氖褂们都涂梢越鉀Q這些問題，但不能利用過多的嵌件，不然的話就會(huì)造成型腔的強(qiáng)度與剛度不夠13。2.2 鬧鐘后蓋原料（abs）的成型特性與工藝參數(shù)ab

10、s樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。因此abs樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時(shí)具有吸濕性強(qiáng)，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。性能指標(biāo)如表2.1：表2.1 abs塑料主要的性能指標(biāo)密度(kg.dm-3) 1.131.14收縮率（%） 0.3-0.8熔 點(diǎn)() 130-160熱變形溫度(45n/cm) 65-98彎曲強(qiáng)度(mpa ) 80拉伸強(qiáng)度(mpa) 35-49拉伸彈性模量(gpa) 1.8彎曲彈性模量(gpa) 1

11、.4壓縮強(qiáng)度(mpa) 18-39缺口沖擊強(qiáng)度(kj/) 11-29硬 度(hr) r62-86體積電阻系數(shù)(cm) 1013擊穿電壓 (kv.mm-1) 15介電常數(shù)60hz確定制訂各種塑料的注射成型工藝條件，即使選定性能良好的注射機(jī)，合理的溫度（包括料筒，噴嘴，和模具的溫度），注射壓力和成型時(shí)間等，以保證塑件的成型精度和質(zhì)量。abs的注射成型工藝參數(shù)如表2.2所示1： 表2.2 abs的注射成型工藝參數(shù)注塑機(jī)類型螺桿式噴嘴形式通用式料筒一區(qū)150170料筒二區(qū)180190料筒三區(qū)200210噴嘴溫度180190模具溫度5070注塑壓60100mpa保壓4060mpa注塑時(shí)間25h保壓時(shí)間5

12、10h冷卻時(shí)間515h周期1530h后處理紅外線烘箱溫度70 注塑設(shè)備的選擇3.1 估算塑件體積估算塑件體積和質(zhì)量：該產(chǎn)品材料為abs，其密度為1.13-1.14g/cm3，計(jì)算其平均密度為1.135 g/cm3，平均收縮率為0.55。通過估算零件的體積為7 cm3。另預(yù)置澆道凝料為2 cm3，因此估算塑件體積為9 cm3。3.2 選擇注射機(jī)根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量，可選定注塑機(jī)型號(hào)為sz-40/25（查模具結(jié)構(gòu)形式與應(yīng)用手冊(cè)），注塑機(jī)的參數(shù)如表3.1所示：3.1 注射機(jī)的主要參數(shù)注塑機(jī)最大注塑量40cm3注塑壓力200/mpa注塑速率50(g/s)塑化能力 20(kg/h)鎖模力2500kn

13、注塑機(jī)拉行間距250250mm頂出行程55mm最小模厚130mm最大模厚220mm模板行程230mm注塑機(jī)定位孔直徑55mm噴嘴球半徑sr10 3.3 模架的選定根據(jù)塑件選定模架為：s2030bi353570。見圖3.1：圖3.1 塑件的模架3.4 注射機(jī)參數(shù)校核3.4.1 最大注射壓力的校核鬧鐘后蓋所需注射為60-100mpa，而所選注射機(jī)壓力為200 mpa，所以注射壓力符合要求。3.4.2 最大注塑量的校核注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： (3-1)式中：v機(jī)

14、注塑機(jī)的最大注塑量，40cm3 ， v塑塑件的體積，該產(chǎn)品v塑18cm3， v澆澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品v澆2cm3，故 v機(jī)（18+4）cm3。3.4.3 鎖模力校核注射機(jī)的額定鎖模力應(yīng)大于塑件成形所需的壓力，其關(guān)系按下式校核: (3-2)式中： p熔融型料在型腔內(nèi)的壓力， f鎖注塑機(jī)的額定鎖模力。 故f鎖pa=200mpa4641 mm3， 選定的注塑機(jī)的壓力為2500kn，滿足要求。3.4.4 模具與注塑機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核a 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適合模具長模具寬拉桿面積 b模具閉合高度校核：hmin注塑機(jī)允許最小模厚=130mm，hmax注塑機(jī)允許最大模厚=

15、220mm，h模具閉合高度=180mm，故滿足hmaxhhmin。3.4.5 開模行程校核 注塑機(jī)的最大行程與模具厚度有關(guān)（如全液壓合模機(jī)構(gòu)的注塑機(jī)），故注塑機(jī)的開模行程應(yīng)滿足下式： （3-3） s機(jī)注塑機(jī)最大開模行程，230mm; h1頂出距離，16mm；h2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，52mm;因?yàn)楸灸＞叩臐沧⑾到y(tǒng)和塑件的特殊關(guān)系，澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經(jīng)包括了頂出距離。經(jīng)計(jì)算滿足條件 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和型芯的長和寬），型腔深度和型芯高度和尺寸。由于鬧鐘后蓋須與前蓋配合，所以只有鬧鐘后蓋的邊緣的榫才

16、起著配合決定性的作用，還有鬧鐘后蓋與電池蓋的配合，故需要計(jì)算相對(duì)于榫和鉸鏈的凹，凸模的尺寸，凹、凸模型腔尺寸則直接按產(chǎn)品尺寸確定。因 abs的成型收縮率為0.40.7%,所以平均收縮率取s=0.5%4.1 型腔的徑向尺寸 （4-1）其中l(wèi)m為型腔的基本尺寸公差值為正偏差，ls塑件的基本尺寸。塑件公差為負(fù)偏差，s為塑料的平均收縮率，z為模具成型零件的制造公差取1/41/6，模具型腔按六級(jí)精度制造，根據(jù)型腔的尺寸，代入數(shù)據(jù)得：1） ls=81mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=79.440+0.32mm;2) ls=1mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=0.79550+0.07mm;3) ls=5.5mm . 經(jīng)計(jì)算

17、得：lm=5.3250+0.085mm;4) ls=1.8mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=1.5990+0.07mm;5) ls=10mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=9.780+0.1mm;6) ls=7mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=6.750+0.1mm;7) ls=2mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=1.8060+0.07mm;8) ls=3mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=2.8140+0.07mm;9) ls=4mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=3.7770+0.085mm;10) ls=6mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=5.7930+0.085mm;11) ls=8mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=7.7640+0.0.1mm;12)

18、ls=16mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=15.7230+0.14mm;13) ls=12mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=11.7960+0.01mm4.2 型芯的計(jì)算() 芯徑向尺寸的計(jì)算： （4-2）其各字母的含義與前相同，型芯按六級(jí)精度制造，根據(jù)型芯的基本尺寸，代入數(shù)據(jù)得：1） ls=81mm經(jīng)計(jì)算得：lm=82.4050-0.32mm;2） ls=1mm經(jīng)計(jì)算得：lm=1.2150-0.07mm;3) ls=5.5mm經(jīng)計(jì)算得：lm=5.7450-0.085mm;4） ls=1.8mm經(jīng)計(jì)算得：lm=2.0190-0.07mm;5) ls=10mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=10.480-0.1mm6)

19、 ls=7mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=7.4080-0.1mm;7) ls=2mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=2.2260-0.07mm;8) ls=3mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=3.2340-0.07mm;9) ls=4mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=4.2770-0.085mm;10) ls=6mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=6.3030-0.1mm;11) ls=8mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=8.3640-0.1mm;12) ls=16mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=16.5330-0.14mm;13) ls=12mm . 經(jīng)計(jì)算得：lm=12.3960-0.1mm;() 型芯高度尺寸的計(jì)算：, (4-3)按六級(jí)精度

20、制造 hs=15mm 經(jīng)計(jì)算得： hm=15.4870-0.13mm。 4.3 模具型腔壁厚的計(jì)算 如果是利用計(jì)算公式的話比較煩瑣，且不能保證在生產(chǎn)中的精確性，我們可以根據(jù)書中的經(jīng)驗(yàn)值來選擇成型零件材料。為實(shí)現(xiàn)高性能的目的，選用模具材料應(yīng)具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導(dǎo)熱性。必須具有一定的強(qiáng)度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因?yàn)閍bs沒有腐蝕性?？梢圆捎胏r12，經(jīng)過調(diào)質(zhì)，淬火加低溫回火，正火。hrc55?？梢杂?jì)算型腔壁厚為：0.20l+17=33。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模

21、兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則：(1)型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。(2)型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。(3)系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。(4)對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。(5)滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。(6)澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖

22、擊嵌件和細(xì)小型芯，以防止型芯變形，而澆口的殘痕也不影響塑件的外觀。5.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道

23、設(shè)計(jì)成錐形，錐度為3，內(nèi)表面的粗糙度為ra0.8微米,孔徑為0.5毫米。主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：(1)為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，因abs的流動(dòng)性為中性，故其錐度取3度，過大會(huì)造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為r0.8um。(2)主流道大端呈圓角，其半徑取r=13mm,以減少流速轉(zhuǎn)向過渡的阻力，r=1.5mm.(3)在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應(yīng)盡量短，否則會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。(4)為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其

24、半徑為r2=r1+(12),其小端直徑d=d+(0.51),凹坑深度常取34mm。在此模具中取r2=1112mm。(5)由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度h=510mm。同時(shí)因該鬧鐘后蓋采用abs，需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。5.2 冷料井設(shè)計(jì)冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；?/p>

25、于本次設(shè)計(jì)的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個(gè)拉料桿構(gòu)成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。利用球頭形的拉料桿配合冷料井。5.3 分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和u形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及u形。（1）分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流

26、道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。2）分流道較長時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。對(duì)于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料井。3）分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。4）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。（2）分流道的長度分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。（3） 分流道的斷面分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。分澆道如圖5.1所示：圖5.

27、1 分澆道因abs的推薦斷面直徑為4.59.5( 查模具結(jié)構(gòu)形式與應(yīng)用手冊(cè))，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級(jí)分流道對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與s澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。（4）

28、分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會(huì)造成份流道過長的缺點(diǎn)。5.4 澆口選擇澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：(1) 易于型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。(2)在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.030.09，澆口的長度約為0.5mm2mm，澆口具體

29、尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當(dāng)塑料熔體通過澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇：(1)澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。(2)澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。(3)澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕

30、，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。(4)澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢流槽，是冷料進(jìn)入溢流槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而

31、輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。(5)澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長型心或鑲件。因點(diǎn)澆口在脫開時(shí)會(huì)傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以的，考慮到點(diǎn)澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點(diǎn)繞口。由于鬧鐘后蓋的側(cè)內(nèi)壁與鬧鐘芯存在一定的空隙，所以即使是在脫模的時(shí)候流在一定的澆口痕也不會(huì)影響裝配。澆口套如圖5.2所示： 圖5.2 澆口套6 分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。定模和動(dòng)模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則：（1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常

32、設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。（2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 （3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。（4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯，但是此模具無須側(cè)向抽芯，此點(diǎn)可以不必考慮。分型面如圖6.1所示：圖6.1 分型面7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以

33、必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。定位作用：為避免裝配時(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形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪Ｋ芗谧⑷胄颓贿^程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)的精度限制，使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(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?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對(duì)型芯和型腔改進(jìn)后，其的配合可以進(jìn)行定位。導(dǎo)柱、導(dǎo)套零件如下圖： 圖7.1 導(dǎo)柱 圖7.2 導(dǎo)套8 脫

34、模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在對(duì)鬧鐘后蓋塑件進(jìn)行脫模是必須遵循以下原則：(1)因?yàn)樗芰鲜湛s是抱緊凸模，所以頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近凸模。因?yàn)樗芗谋诤竦年P(guān)系我們可以利用推板。(2)頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，如加強(qiáng)筋，壁厚等處。作用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。(3)為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。將頂桿設(shè)計(jì)在塑件的內(nèi)部型腔。(4)若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，對(duì)不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進(jìn)塑件0.1mm；否則塑件會(huì)出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。由于鬧鐘后蓋為薄壁圓筒形塑件，用頂管、推板脫模機(jī)構(gòu)和。為了縮短頂桿與型

35、芯配合長度以減少磨擦，可以將頂管配合孔的后半段直徑減少，一般減少35mm.這是最常用的一種脫模機(jī)構(gòu)，這些頂桿一般只起頂出作用。有時(shí)根據(jù)塑件的需要，頂桿還可以參加塑件的成型，這時(shí)可以將頂桿做成與塑件某一部分相同形狀或作為型芯。頂桿多用t8av、t10a材料，頭部淬火硬度達(dá)50hrc以上，表面粗糙度取ra值小于0.8微米，和頂桿孔呈h8/f8配合。頂桿如圖5.5所示圖8.1 頂桿9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng)力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對(duì)生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時(shí)間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成

36、型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對(duì)模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì)，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。(1)低的模具溫度可降低塑件的收縮率。(2)模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。(3)對(duì)

37、結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。(4)隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對(duì)于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。(5)提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000c左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600c，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以

38、調(diào)節(jié)模具的溫度因鬧鐘后蓋使用的塑料是abs，要求模溫高，若模具溫度過低則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時(shí)，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱?？傊龅絻?yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求：(1)確定加熱或是冷卻；(2)模溫均一，塑件各部分同時(shí)冷卻；(3)采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，成本低廉10。9.1 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于3根都是可行的。這樣做同時(shí)可實(shí)現(xiàn)盡量

39、降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)書上的經(jīng)驗(yàn)值取4根，冷卻水口口徑為6mm. 另外，具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應(yīng)同時(shí)遵循：(1)澆口處加強(qiáng)冷卻；(2)冷卻水孔到型腔表面的距離相等；(3)冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑應(yīng)盡可能的大；(4)冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水；(5)進(jìn)水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的背面；(6)冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處；(7)而且在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。冷卻系統(tǒng)布局如圖5.6所示。 圖9.1 冷卻系統(tǒng)9.2 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因在abs要求的熔融溫度為200。而且流動(dòng)性能為中性，同時(shí)在注射時(shí)模具

40、溫度要求為5070，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以在該模具應(yīng)用電加熱。10 模具的裝配裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術(shù)要求和相互間的關(guān)系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。在模具裝配過程中，對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。塑料模的裝配基準(zhǔn)分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺(tái)定模，動(dòng)模

41、的型腔，型芯為裝配基準(zhǔn)。這種情況，定模各動(dòng)模的導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動(dòng)模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動(dòng)模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導(dǎo)柱和導(dǎo)套孔，最后安裝動(dòng)模和定模上的其它零件，另一種是已有導(dǎo)柱導(dǎo)套塑料模架的。澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.050.15毫米，因?yàn)樵撎幨車娮靿毫Φ挠绊?，在注射時(shí)會(huì)發(fā)生變形，有時(shí)在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對(duì)位移的面上銼一個(gè)三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。10.1

42、模具的裝配順序（1）確定裝配基準(zhǔn)；（2）裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；（3）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。（4）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查；（5）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開模合模動(dòng)作靈活，無松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象；（6）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動(dòng)作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中；（7）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號(hào)、合模標(biāo)記及組裝基面。1)模具預(yù)熱模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。2)筒和噴嘴的加熱根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時(shí)進(jìn)