電動牙刷手柄注射模具設計-滑塊抽芯塑料注塑模含NX三維及12張CAD圖,電動牙刷,手柄,注射,模具設計,滑塊抽芯,塑料,注塑,nx,三維,12,十二,cad 摘 要 按照電動牙刷手柄的需求，知道塑料產(chǎn)品拿來干什么，可以對產(chǎn)品的工藝進行分析，要知道加工的塑料產(chǎn)品有多大，這個模具有兩個腔室，進物料用的是點澆口，注射機的型號是HTF160X2C，要設計一個冷卻系統(tǒng)，將平面圖紙都畫出來，選定的生產(chǎn)辦法一定要合理，將論文的文字部分寫出來，將簡易圖紙附在上面，進行計算，對塑料產(chǎn)品進行分析，這樣設計的注塑模就是合理的。 關鍵詞：電動牙刷手柄；點澆口；注射機；冷卻系統(tǒng)；注塑模 IV Abstract According to the requirement of electric toothbrush handle, know what the plastic product is used for, can analyze the process of the product, to know how big the plastic product is processed, this mould has two chambers, the material is fed with a point gate, the model of injection machine is HTF160X2C, to design a cooling system, to draw out the plane drawings, the selected production method must be reasonable, and to make the injection machine more efficient. Write out the text part of the paper, attach simple drawings to it, calculate and analyze the plastic products, so that the injection mould designed is reasonable. Key words: electric toothbrush handle; point gate; injection machine; cooling system; injection mould 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 1.1 塑料簡介 1 1.2 注塑成型及注塑模 1 2 塑件分析 4 2.1 塑件圖 4 2.2 塑件的材料分析 5 2．1 塑料材料的基本特性 5 2．2 塑件材料成型性能 6 2．3 塑件材料主要用途 6 2.3 塑件的結構和尺寸精度表面質(zhì)量分析 6 2.3.1 塑件的結構設計 6 2.3.2 塑件尺寸及精度 8 2.3.3 塑件表面粗糙度 8 2.4 計算塑件的體積、質(zhì)量 9 3 塑件成型方案設計 10 3.1 分型面選擇 10 3.2 型腔數(shù)的確定 11 3.3 型腔布局 11 3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 11 3.4.1澆注系統(tǒng)組成 11 3.4.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 11 3.5 成型零件結構設計 12 3.5.1型腔設計 12 3.5.2型芯設計 14 3.6 脫模機構的設計 15 3.6.1 脫模機構的選擇 15 3.6.2推桿推出機構設計 15 3.6.3 脫模力的計算 15 3.7 導向與定位機構設計 17 3.8 排氣及引氣系統(tǒng)的設計 18 3.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 19 3.10模架選用 21 3.10.1確定模具的基本類型 21 3.10.2模架的選擇 21 4 模具零件設計 23 4.1 模具成型零件尺寸計算 23 4.2模具強度與剛度校核 24 4.3脫模力的計算 24 4.4澆注系統(tǒng)的設計 25 4.4.1 主流道的設計 25 4.4.2分主流道的設計 26 4.4.3澆口的設計 27 4.5模具冷卻系統(tǒng)的設計 27 5 注射機的選用及相關參數(shù)的校核 28 5.1 相關參數(shù) 30 5.2最大注塑量校核 30 5.3 鎖模力校核 31 5.4 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 31 5.5 開模行程校核 32 5.6側向抽芯機構類型選擇與設計 32 6 注塑模具模具工作原理 35 總結 36 致謝 37 參考文獻 38 1 緒論 對于一個國家的經(jīng)濟來說，模具行業(yè)很重要，所以我們國家要重點對這個行業(yè)進行發(fā)展。對于工業(yè)生產(chǎn)來說，模具就是生產(chǎn)的基礎設備，現(xiàn)在大家都這么認為。很多行業(yè)生產(chǎn)都會用到模具來加工，模具加工出來的產(chǎn)品精度很高，也非常復雜，一致性很好，生產(chǎn)率也很高，耗費的能量不高，其他的辦法生產(chǎn)產(chǎn)品跟它是比不了的。模具產(chǎn)生的經(jīng)濟效益非常好，基本上可以實現(xiàn)自身價值的幾十倍，幾百倍的樣子。在機械加工行業(yè)里面，模具是最基本的，可以將技術研究成果都轉為實物，并且自身模具的技術水準也很高。 1.1 塑料簡介 其實塑料的組成也就是樹脂，這種都是比較高的分子，壓力達到了，溫度達到了，塑料就從顆粒狀成為熔體了，模具什么樣，那么塑料熔體就可以加工成為什么樣，溫度降低之后，產(chǎn)品就固化了，并且它的形狀不會有任何改變。塑料的作用很多，在很多地方都會使用到，這種材質(zhì)密度不高，質(zhì)量也不重，并且比強度好，絕緣性好等等，還有，很多的塑料不會有水，潮濕氣進去，氣液透不出來等。原先很多地方使用的材質(zhì)是金屬，木料等，現(xiàn)在都用塑料了，對于我們生產(chǎn)行業(yè)來說，塑料這個原材料是非常重要的。 1.2 注塑成型及注塑模 注塑生產(chǎn)產(chǎn)品的辦法非常多，用的最多的就是注射，擠出，壓縮等。在這么多的辦法里面，用的最多的就是注射，不過氟塑料是不能進行注射加工的。通過注射生產(chǎn)，是非?？斓模退闶峭獗碛卸鄰碗s，精度要求有多高，都可以加工出來，并且還能進行自動化生產(chǎn)。所以，注射生產(chǎn)在很多塑料產(chǎn)品的加工里面都有使用，不過因為注塑機購買的時候非常貴，還有生產(chǎn)模具花的錢也很多，生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品要是只有一件，或者是生產(chǎn)數(shù)量非常少的不會用它來進行。 注射加工怎么進行，注射模是什么狀況，最先要清楚的知道注射機的相關規(guī)格，對于注射加工來說，主要的生產(chǎn)機器就是注射機，把塑料顆粒放到注射機料筒里面，對它施加高壓，進行加熱，塑料顆粒就成為熔體了，這時候注射就可以進行了。對注射機進行劃分，有三種，立式的，臥式的還有直角的。 金屬是可以壓鑄的，遵照這個道理研發(fā)出來注射加工，因為塑料是可以擠壓的，可以進行塑形的。一開始，塑料是顆粒狀，把它們放到料筒里面，施加給這些顆粒一定的壓力，并且對他們進行加熱，這個時候顆粒狀就變?yōu)橐后w了。推動注射機的推桿，因為它的作用，塑料熔體就擠壓到模具里面去，流通的速度是比較快的，模具都填充滿了之后，讓它進行固化降低溫度，等待一段時間以后，將模具開下來，把里面生產(chǎn)的產(chǎn)品拿出來就可以。 注射加工的時候用的就是注射模，對于注射加工來說注射模是基本的設備。 注射模有很多種，究竟是哪一種，跟塑料產(chǎn)品哪一種，有多復雜，還有用的哪一種注射機關系很大，注射模有兩部分組成，動模還有定模。在注射機的固定板上將定模裝上去，在移動板的上面將動模裝上去，進行注射生產(chǎn)的時候，跟著注射機進行合模系統(tǒng)動作。注射生產(chǎn)的時候，因為導柱還有導向的作用，動模跟定模就關起來了。 因為注射成型工藝的原因，注射模，加工的塑料原料還有注射機都相連了。注射加工的主要就在于要讓塑料熔化的質(zhì)量好，并且講這些熔體在型腔里面進行填充，施加一定的控制，對它進行冷卻降溫，這樣塑料產(chǎn)品的質(zhì)量才能符合要求。定下來模具構造，注射機型號之后，加工產(chǎn)品質(zhì)量怎么樣主要就在于注射成型的工藝怎么樣。 注射加工的時候對于三點有很高的要求，也就是溫度，壓力還有時間。加工的時候，特別是產(chǎn)品精密度要求很高，那么成型條件肯定很難，對于成型時候的要求是很多的，比方說加工產(chǎn)品什么樣，模具什么構造，用什么材質(zhì)，周邊多少度等。 設計塑料模具的時候會用到CAD，還會用到CAE，這就是將來的發(fā)展方向，注塑加工需要兩步，第一步是研發(fā)，第二步是生產(chǎn)。 之前真正生產(chǎn)之前，設計的工作人員按照自己的經(jīng)驗對模具進行設計，裝配好之后，還要進行試模，需要進行幾次，將出現(xiàn)的問題進行修改，這個修改不光是對工藝數(shù)據(jù)進行重新設計，有的還要改正設計方案，這樣一來花的錢必然也就多起來，研發(fā)產(chǎn)品花的時間也變長了。 現(xiàn)在世界上在模具這個行業(yè)里面，用的最多的軟件是澳洲，美國，還有中國生產(chǎn)出來的，有了CAE這項技術之后，就不需要試模了，最開始設計產(chǎn)品，到后期生產(chǎn)產(chǎn)品，都有了比較合理的方案。加工模具之前，首先在電腦上對整個流程進行模擬試驗，這樣就可以知道模具里面塑料熔體的狀況，還有加工的產(chǎn)品上應力是什么布局等，這樣設計的工作人員就能馬上知道有哪些不好的，趕緊把他改過來，不需要試模之后有問題在對模具進行修改。對于之前設計模具的辦法來說，是一個很大的改變，不會再有模具出現(xiàn)報廢的狀況，加工產(chǎn)品的質(zhì)量更好，花的錢也更少等 [3]。 2 塑件分析 2.1 塑件圖 設計模具開始的時候，要知道這個塑料產(chǎn)品工藝性怎么樣，比方說是什么樣子，構造如何，有多大，產(chǎn)品的面對于質(zhì)量有什么要求等，這樣一來設計的模具才可以加工出來我們需要的產(chǎn)品。 在這篇論文里面，設計的產(chǎn)品是電動牙刷的手柄，圖紙里面有展示，詳細的構造，還有大小都可以從圖紙里面看到，這個塑料產(chǎn)品的構造還有大小在圖紙里面都有，這個產(chǎn)品構造沒有那么難，生產(chǎn)的數(shù)量很多，模具花的錢也比較少，加工的時候難度不大，不過對于精度還是有很高的要求的。 電動牙刷手柄三維立體圖 電動牙刷手柄二維 2.2 塑件的材料分析 2．1 塑料材料的基本特性 ABS它的成分有三種，丙烯、丁二烯、苯乙烯。這些成分自己都有自己的特色，綜合在一起性能就相當不一樣。ABS耐腐蝕性，耐熱性，還有產(chǎn)品的硬度相當不錯是比較好的，因為有丙烯腈；這種材質(zhì)生產(chǎn)出來的東西堅韌不錯，因為有丁二烯；這種材質(zhì)生產(chǎn)性能不錯，染色效果也好，因為有苯乙烯的存在。ABS買的時候花的錢少，并且什么地方都可以買到，現(xiàn)在工程塑料上用的最多的就是這種塑料，它是熱塑性的，性能不錯。 ABS沒有毒，也沒有氣味，顏色有點發(fā)黃，加工出來的產(chǎn)品光澤很好，看不到里面，密度在1.02--1.05。對沖擊強度抵抗性能不錯，并且耐磨性，耐寒性能，耐油性能都很不錯，化學性非常穩(wěn)定，電氣性能也很好。對于ABS來說，水，堿，酸這些類型基本上影響不到它，ABS很多醇，烴類液體不會跟塑料熔接在一起，但是在烴里面浸泡很長時間的話，會被熔化掉。ABS這種材質(zhì)硬度不錯，因為熱量出現(xiàn)形狀的改變壓高于聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等，體型基本上沒有變化，生產(chǎn)起來難度不大，對顏色來進行調(diào)配，一直達到需要的顏色。不好的地方是耐熱性不好，一直只能在七十度左右的范圍內(nèi)工作，溫度要是達到九十三度了，那么熱變形溫度就有改變了，要是照射紫外線，ABS就會又脆又硬。 ABS的詳細數(shù)值：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點，彎曲強度80MABS，拉伸強度3549MABS，拉伸彈性模量1.8GABS，彎曲彈性模量1.4GABS，壓縮強度1839MABS，缺口沖擊強度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS溫度達到九十三到一百一十八的話，就會出現(xiàn)形狀改變，產(chǎn)品退火處理之后，這個溫度高十度才會出現(xiàn)熱變形。在零下四十度的時候，ABS韌性還不錯，所以溫度在零下四十度到一百度的話都可以用。 2．2 塑件材料成型性能 ABS這種材質(zhì)對水會吸收，這樣會有一些不好的現(xiàn)象在產(chǎn)品面上體現(xiàn)。所以，生產(chǎn)之前要干燥一下原材料，溫度變高了，那么粘性自然就增強了，對于塑料的粘度來說，剪切速率對它的影響很大，所以設計模具的時候，澆口基本上都是潛澆口，生產(chǎn)成型的時候壓力很大，塑料產(chǎn)品在脫模的時候斜度稍微大一點，會有熔接痕出現(xiàn)在上面。設計模具，避免澆注系統(tǒng)產(chǎn)生一個阻力給塑料熔體；正常加工的，壁的厚度，物料多少度都會影響收縮率。要是塑料產(chǎn)品精度要求高，那么模具溫度要把控在五十到六十度；要是塑料產(chǎn)品對于光澤度，對耐熱性有要求，把控它的溫度在六十到八十度。ABS比熱容不高，塑化的時候效率很高，固化起來也非常迅速，所以加工起來還是很快的。 2．3 塑件材料主要用途 機械工業(yè)生產(chǎn)上，很多零件都用ABS來加工，現(xiàn)在，車子行業(yè)用了很多的ABS，用來生產(chǎn)緩沖器還有儀表盤。加了一些填料到儀表盤上面。ABS的結晶度是非常高的，所以很多地方都用，因為它結晶的程度，可以讓熱塑性塑料硬度更高，對于更高的溫度進行適應，這種材質(zhì)生產(chǎn)起來安全性更好。 2.3 塑件的結構和尺寸精度表面質(zhì)量分析 2.3.1 塑件的結構設計 （1）、脫模斜度 因為注射生產(chǎn)的東西降溫的時候，會有收縮，所以將產(chǎn)品從模具里面拿出來之前，他會將型芯或者是型腔里面凸顯的地方緊緊包裹柱。要想從模具里面拿出來便利一些，避免因為脫模的時候力量太大，將產(chǎn)品表面弄壞了，所以要讓它脫離模具的時候有一個斜度。這個斜度有多大，主要在于生產(chǎn)產(chǎn)品的樣子，壁厚多少還有收縮率大小有很大關聯(lián)。斜度太小了，對這個產(chǎn)品生產(chǎn)有一定難度，并且產(chǎn)品還會弄壞；要是斜度太大的話，脫離模具雖然說便利了，不過生產(chǎn)的東西精度就沒有那么高了，還會存在一定的浪費。 一般的塑料產(chǎn)品脫離模具的時候，斜度在0.5～1.5，ABS作為原材料加工的型腔，脫離模具的斜度是0.35～130/，型芯從模具里面脫離出來的斜度在30/～1。 （2）、塑件的壁厚 塑料產(chǎn)品有多厚非常關鍵，對塑料產(chǎn)品進行設計的時候要著重考慮的一個問題。壁厚是多少，對于注射加工影響很大，跟將塑料熔體在模具里面填充的時候，流動速度，還有對成型塑料產(chǎn)品降溫花費的時長，產(chǎn)品的質(zhì)量，用哪種原材料，還有生產(chǎn)率，花銷等都有很大關系。只要使用需求能夠滿足了，那么壁厚盡可能的小一點。產(chǎn)品要是壁厚大了，那么用的原材料也就多了，自然花的錢也就多了，更重要的是產(chǎn)品在模具里面降低溫度花費的時間也長了，這樣成型花費的時間也就長了，并且還會有一些氣泡，縮孔出現(xiàn)。不過呢，壁厚要是很小的話，剛度就不好，脫離模具，裝配，用的時候形狀都會有改變，塑料產(chǎn)品不管是用，還是裝配準確性都沒有那么好。壁厚確定的時候，一定要讓塑料產(chǎn)品每一處的壁厚一樣，防止產(chǎn)品表面有缺陷出現(xiàn)。 論文里面的這個東西壁厚都差不多，周邊還有下面的厚度正常都是在1-2這樣才能行。 （3）、塑件的圓角 避免塑料產(chǎn)品轉角這個地方應力太大，加工時候充模的特性也就改善了，讓跟它匹配地點的模具還有塑料產(chǎn)品的力學角度都加大，要在塑料產(chǎn)品轉角的地方還有里面連接的地方，都用圓角過度。沒有其他特別需求的話，塑料產(chǎn)品每一個連接角半徑都要有0.5～1 的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應是壁厚的0.5倍。 （4）、孔 有很多各種各樣的通孔，盲孔在塑料加工產(chǎn)品上，正常的話，可以通過型芯來加工。不過要是孔不簡單，那么熔體流動難度很大，生產(chǎn)模具的難度也很大，花銷自然也就變多了，所以設計塑料產(chǎn)品上面的孔的時候，一定要簡單一點。因為塑料熔體因為型芯會出現(xiàn)分流的狀況，那么就會有熔接痕出現(xiàn)在孔的周邊，這樣孔強度就變小了，對孔進行設計的時候，孔跟孔之間的距離跟孔跟塑料產(chǎn)品最邊緣的距離，這些都比孔的直徑還要大，讓這個孔周圍的厚度加大，這樣對于塑料產(chǎn)品強度，剛度都可以確保。 2.3.2 塑件尺寸及精度 塑料的流動性能怎么樣，用的哪一種注射機就決定了塑料產(chǎn)品外表大小，加工設備確定了，工藝條件也確定了，塑料熔體流動性好的話，那么生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品體型就比較大，反過來說，生產(chǎn)的產(chǎn)品就比較小。為了少花點材料，少耗費點能源，并且對于塑料產(chǎn)品的使用需求可以滿足，設計這個塑料產(chǎn)品結構要緊湊一些，這樣產(chǎn)品外表就可以沒有那么大。這個塑料產(chǎn)品原材料用的是ABS，流動起來性能也相當不錯，可以用來生產(chǎn)大小不一樣的塑料產(chǎn)品。 對模具進行設計還有生產(chǎn)主要在于塑料產(chǎn)品有多大，精度是多少。生產(chǎn)模具要想簡單一些，生產(chǎn)花的錢少一些，塑料產(chǎn)品的需求都滿足之后，設計這個塑料產(chǎn)品的尺寸精度的時候，一定要小一點。因為塑料跟金屬完全不一樣，那在對精度級別進行確定的時候，遵照金屬的等級來進行肯定不行。按照現(xiàn)在我們國家成型的水準，查看資料里面的數(shù)據(jù)來對塑料產(chǎn)品尺寸公差進行確定，查看任務書還有圖紙的需求，這次生產(chǎn)的東西精度等級定下是六級。 2.3.3 塑件表面粗糙度 對于塑料產(chǎn)品來說，面越是有更高的要求，粗糙度的數(shù)值就越是小。設計的時候，工藝不能有冷疤，云紋這些狀況出現(xiàn)，關鍵在于模具型腔里面粗糙度是多少。塑料產(chǎn)品面粗糙度的數(shù)據(jù)在Ra 0.02～1.25 ，型腔的面粗糙度正常只有塑料產(chǎn)品的一般，也就是Ra 0.01～0.63 。用模具的時候，因為型腔一定有損耗，那么面的粗糙度肯定會加大，那么在一定時間要對它進行拋光復原。這次的需要設計的塑料，外邊的這個面粗糙度數(shù)值是Ra0.2，里邊的這個面粗糙度數(shù)值在Ra0.8~1.6。 2.4 計算塑件的體積、質(zhì)量 設計的時候，測量塑料產(chǎn)品質(zhì)量多少，體積多大，用3D來進行，用PROE這個軟件，它有一個功能是塑模部件驗證，這個塑料產(chǎn)品的體積是25.7，因ABS的密度為1.05，那算出來塑料產(chǎn)品的質(zhì)量就是27。 3 塑件成型方案設計 3.1 分型面選擇 劃分這個模具為兩部分，也可以是好幾個部分，這些部分互相接觸的面都分下來，把里面的塑料產(chǎn)品還有澆注部分凝料都拿出來，加工產(chǎn)品的時候他們又都接觸起來關閉，這些可以分開，可以接觸的面就是分型面，對于模具的結構來說是非常重要的，任何塑料產(chǎn)品的分型面可以有一種，可以有好幾種。分型面選的好，那么加工的產(chǎn)品才能好。在對分型面進行確定的時候，要注意下面幾點： 1）在塑料產(chǎn)品的外表最大的這個地方作為分型面； 2）模具打開來之后，塑料產(chǎn)品跟動模都放在一起； 3）塑料產(chǎn)品上會有分型面的印記，對塑料產(chǎn)品外表不能有影響； 4）設計澆注部分，尤其是澆口一定要合理才可以； 5）推桿推在塑料產(chǎn)品上，它的外表不能有任何印記； 6）從模具里面將塑料產(chǎn)品拿出來不能困難。 加上這些說的，按照論文設計模具加工的產(chǎn)品的外表，分型面肯定是在塑料產(chǎn)品平面最大的地方，模具開下來之后，塑料產(chǎn)品跟動模是在一邊的。 分型面的選擇 3.2 型腔數(shù)的確定 這次設計的產(chǎn)品是用在電動牙刷上的手柄，構造一點都不難，需求的數(shù)量還不少，產(chǎn)品梯形很大，要想將生產(chǎn)的成功率變得更高，花銷也不能太大，模具的腔室有兩個，這樣就可以生產(chǎn)需要的電動牙刷手柄了。 3.3 型腔布局 型腔是什么格局跟澆注部分的設置關系很大，要讓澆注部分傳送到型腔每個地方的壓力都一樣，確保型腔里面每個部分都有塑料熔體，這樣加工出來的塑料產(chǎn)品質(zhì)量才沒有變化。那么需要型腔靠著主流道，并且盡量靠在一起，流道用的是平衡的，這樣澆注出來的產(chǎn)品質(zhì)量才好，圖紙里面就是型腔的格局。 型腔布局方式 3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 在注射模里面，主流道一開始的地方到型腔這段距離，就是澆注部分，對它進行分類，有兩種，一個是一般流道的，還有一個是沒有流道的。我們這篇論文里面，澆注系統(tǒng)用的是一般點澆口的，設計的澆注系統(tǒng)合理，那么加工的塑料產(chǎn)品質(zhì)量才能符合要求。 3.4.1澆注系統(tǒng)組成 澆注系統(tǒng)的流道要是一般的，主要的成分有下面幾個： 3.4.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 對澆注系統(tǒng)進行設計，有幾點是要注意的： a)、塑料成型特性：對它進行設計的時候，對于塑料產(chǎn)品成型時候需求一定要可以滿足，確保加工出來產(chǎn)品質(zhì)量滿足設計要求。 b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：對澆注部分進行設計，要知道這個模具有幾個腔室，知道這個型腔的格局才可以設計澆注部分。 c)、塑件大小及形狀：按照塑料產(chǎn)品有多大，什么樣子，壁厚多少，有哪些技術需求等，對分型面進行確定的時候要注意澆注系統(tǒng)的格局，進料口有幾個，在什么地方，確保生產(chǎn)正常，并且物料不能對嵌件直接進行沖擊，還有型芯因為比較細弱，要是受力不勻稱的話，加工的產(chǎn)品質(zhì)量就有問題了，所以還要想辦法對它進行改善。 d)、塑件外觀：對澆注系統(tǒng)進行安排，進料口不管是將來去掉，還是修正都要便利，對產(chǎn)品的外表不能有任何不好的影響。 e)、冷料：注射停下來的時候，冷料在噴嘴上一定要弄掉，防止掉到型腔里面，塑料產(chǎn)品質(zhì)量就不好了，所以一定要設計一個對冷料進行保存的地方[6]。 3.5 成型零件結構設計 關起來模具，將塑料產(chǎn)品都填滿的地方就是型腔，在型腔里面的零部件就是成型零部件，它是直接用來跟加工產(chǎn)品進行碰觸的，塑料熔體施加了壓力在成型零件上，對于加工產(chǎn)品的樣子，精度，都起了決定性的作用，所以對于注射模來說，設計成型零部件相當重要。 注射生產(chǎn)的時候，會有壓力，沖擊力，摩擦力作用在成型零部件上面，工作了一段時間之后，這些成型零部件肯定會被破壞，比方說形狀改變了，出現(xiàn)破裂了，所以對它的結構進行設計一定要合理才可以，將它的大小，公差精準的算出來，這樣不管是強度還是剛度都才能符合需求，并且加工產(chǎn)品的面才能符合要求。 設計成型零部件的時候，首先對于質(zhì)量一定要能夠滿足，這樣不管是生產(chǎn)，裝配，用，還是后期的修理等都會非常便利。 3.5.1型腔設計 這篇文章里面，型腔是整體的，它的構造一點都不難，并且可靠性很高，非常穩(wěn)固，形狀不會有改變，加工出來的塑料產(chǎn)品，面上是不會有溢料的印記的，并且型腔里面成型零部件可以少一點，這個模具的體型也就可以少一點。但是生產(chǎn)模具有一定的難度，生產(chǎn)的時候技術有數(shù)控生產(chǎn)還有電火花生產(chǎn)。 型腔三維零件圖 型腔二維零件圖 3.5.2型芯設計 此次加工的產(chǎn)品一點都不復雜，比較淺，真實研究了這個塑料產(chǎn)品之后，型芯用的是嵌入式的。生產(chǎn)型芯比較容易，模具護理起來比較簡單，型芯配合動模板的時候，標準是。 型芯三維零件圖 型芯二維零件圖 3.6 脫模機構的設計 模具里面把塑料產(chǎn)品拿出來的時候，需要將它從成型零部件上剝離，幫著它實現(xiàn)這個目標的部分就是脫模裝置。它的組成有推出零部，推板，推出部分的導向還有復位這些零部件等。 3.6.1 脫模機構的選擇 按照推出產(chǎn)品時候動力的來源進行劃分，有手動的，還有機動的，液壓的，氣動的。推出的零件不一樣，還可以進行劃分，有推桿的，套筒的，推板的，推塊的等。 確定脫模裝置的時候要注意下面幾點要求： （1）從模具里面將塑料產(chǎn)品脫離的時候，不能有形狀的改變，就算有一點改變，也只能是暫時的，可以恢復的； （2）按照從模具上脫離時候的阻力來布局推力，一定要合理； （3）施加在推桿上的力一定要笑，避免將產(chǎn)品推壞了； （4）推桿不管是強度還是剛度一定要夠大，在進行推出的時候，形狀不能有改變； （5）推桿推在產(chǎn)品上，這個地方塑料產(chǎn)品外表不能有印記； 論文里面幫助產(chǎn)品脫離模具用的是推管。 3.6.2推桿推出機構設計 這篇文章里面用的是臺肩樣式的推管，截面是圓形的，進行設計的時候它跟回針固定在一起，回針進行動作，推桿就跟著動作，在軸方向上回針的面不能有動作，定模匹配推桿的孔的時候，標準是，匹配的空檔要比溢料的空檔還要小，防止飛邊出現(xiàn)。ABS這種材質(zhì)，溢料的空檔在。 3.6.3 脫模力的計算 給一個力作用在動模一邊的主型芯上面，這樣加工的塑料也就從上面脫離了，這個力就是脫模力，要抵抗的力有包裹型芯的力，吸力還有粘附力等。論文里面脫離模具克服的阻力就是包裹型芯的力，算他就可以了。 一開始從模具上脫離的時候，這個阻力是最大的，算推桿強度，剛度就是算這個時候的，也能當做沒有能夠看到脫模斜度（a=0） Q—從模具上脫離的時候受到的最大阻力（kN） t—塑料產(chǎn)品的壁厚的平均值（cm） E—塑料產(chǎn)品的彈性模量（N/） S—塑料產(chǎn)品坯料加工之后收縮效率（mm/mm） l—可以承受凸模有多長（cm） f—塑料產(chǎn)品和鋼有摩擦，這個摩擦的系數(shù) m—泊松比，正常在0.38~0.49 查了資料， 已經(jīng)知曉， ---摩擦時候受到的阻力（N） ---摩擦系數(shù)，在這里定為0.5 ---塑料產(chǎn)品有一定的收縮，這個收縮作用在型芯上，這樣就有正壓力（N） ---型芯會受到塑料產(chǎn)品作用的單位正壓力，論文的數(shù)據(jù)是10MABS ---型芯被塑料產(chǎn)品包裹，側邊的大?。īL2） 推桿推出機構 3.7 導向與定位機構設計 1. 導向結構的總體設計 （1） 在模具的周邊或者是靠近最邊的地方，合理布局導向零部件，它的中心跟最邊遠一定要相距夠遠，這樣模具強度才能符合要求，避免有導柱導套壓進去之后，形狀有變化。 （2） 按照模具有多大，什么樣子，有兩個到四個導柱在一副模具里面。要是在模具里面，凹凸模對于地點有一定需求的話，那么兩個導柱直徑也就不能一樣，如果這兩個導柱的直徑一樣的話，那么待的地方一定要錯開來才行。 （3） 因為塑料產(chǎn)品呆在公模這邊，要想從模具里面脫離容易些，那么在母模這里安裝導柱。 （4） 要開一個承屑槽在導柱還有導套分型面的地方 （5） 導柱平行于導套，也要平行于導向孔的軸線 （6） 模具關起來的時候，確保導向零部件可以碰到，防止模腔里面公模進去，將成型零部件弄壞。 2. 導柱的設計 （1） 有兩種，單節(jié)還有臺階式 （2） 跟公模的面對比，導柱的長要比它還長，長6…8mm （3） 安排一個引導部分在導柱上面，可以是圓錐，也可以是球 （4） 固定的時候，可以使用鉚接的方式，也可以使用螺釘 （5） 對他的面進行熱處理，確保它的耐磨性能好。 3. 導套和導向孔 （1） 導向孔要是沒有導套，在模板上直接打開，要是很厚的話，導向孔設計成盲孔，安排一些排氣孔在側邊。 （2） 導套有三種，套筒的，臺階的，還有凸臺的 （3） 要想讓導柱進到導套孔里面沒有阻礙，所以要倒一個圓角在導套的前面。 用的時候都是導柱導套一起的，這樣才可以讓動模，定模里面的零部件配合起來，并且可以滿足加工產(chǎn)品對于形狀，大小精度的需求，防止這些零部件都碰起來，這樣一來合模導向也就實現(xiàn)了。 3.8 排氣及引氣系統(tǒng)的設計 設計注射模的時候，排氣一定要重視，在進行注射加工的時候，要是排氣不好，那么就會有很大的背壓出現(xiàn)在型腔里面，這樣塑料熔體要想很快填充模具就實現(xiàn)不了，并且因為壓縮氣體，這樣塑料就會燒起來，填充模具的時候速度很快，粘性不好，注射壓力又很大，還有塑料產(chǎn)品非常厚的時候，塑料產(chǎn)品里面肯定要有氣體進去，這樣產(chǎn)品里面必然會有氣孔這些不好的狀況出現(xiàn)。現(xiàn)在快速注射工藝發(fā)展的很快，對于排氣這個部分要求自然就更高了。 對模具進行填充的時候，原先有氣體在這個模具腔室里面，所以要把這些氣排出去，才能填充的更快，排氣用的比較多的辦法有通過間隙來進行，通過設置排氣槽來進行，通過推桿的運動來進行。 因為論文設計的模具比較小，排氣用的是間隙的辦法來進行，不需要開排氣槽，只要沒有溢料就好了，它的數(shù)值大小跟塑料熔體的粘性關聯(lián)不小。 3.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 注射模里面，模具是多少度關系到塑料產(chǎn)品質(zhì)量怎么樣，加工率怎么樣。因為加工的這些塑料，性能不一樣，工藝要求不一樣，自然需要的模具溫度也就不一樣。正常，塑料熔體注射到模具里面，度數(shù)在兩百，等到它固定成型之后，他就是塑料產(chǎn)品了，溫度降到六十度，從模具里面拿出來，要想把溫度降下來，主要是通過冷水來進行。要是有的產(chǎn)品需要模具的溫度比較低的話，比方說ABS，只要安排冷卻系統(tǒng)就行了，對水量進行控制，就可以對模具溫度進行控制了。 注射模多少度，直接關系到充模時候流動的速度，加工的產(chǎn)品樣子，大小，精度等，不管是什么塑料產(chǎn)品，模具的度數(shù)都不能有太大改變，模具溫度太高了，塑料產(chǎn)品從模具里面出來后形狀會有改變，如果降溫時間太長了，那么生產(chǎn)率就變低。要是模具的溫度太低的話，塑料要想在模具里面填滿就比較困難，那么生產(chǎn)的東西內(nèi)應力就高了，產(chǎn)品表面會有看得到的熔接痕等。 模具冷卻水路圖 用下面的式子進行冷卻時候的數(shù)據(jù)計算： 　　　　 W1—規(guī)定時間里面在模具這里面保有的塑料有多少克 a—每一克的塑料里面含有多少熱容量 (J/g) 算出來： 那么這些熱量就沒有了，用下面的式子可以把需要的冷卻水量算出來： 　　　　 W—在模具里面經(jīng)過多少冷卻水 (g/h) T3—出水的時候多少度℃ T4—進水的時候多少度℃ K—熱傳導系數(shù)； 算出來 用下面的式子能算出來冷卻水管道有多大 　　　 算出來，確定8mm 3.10模架選用 3.10.1確定模具的基本類型 有好多種的注射模，在這個地方的分類型是根據(jù)整個構造來進行的：有一個分型面的，兩個分型面的，有活動成型零部件的，側向分型抽芯的，自動卸螺紋的，還有熱流道的。 3.10.2模架的選擇 這個塑料產(chǎn)品進行了這么多的分析之后，這個模具就用一個分型面的，確定它的模架用的是DBI型的，詳細的構造在圖紙里面： DBI型模架圖 DBI型這種模具模板用了一塊，用動模板還有墊板作為它的動模，所以他還有一個名字叫三板模，澆口用的是點澆口，側邊的澆口，加工模具的時候用的是前?；瑝K側抽芯裝置。 確定了分型面之后，怎么裝導柱導套也就知道了，用的是正裝。按照確定的模架，那么模板有多厚，模具外表具體多大也就可以知道了。 型腔設計成一個模具，兩個腔室，它的長就是250mm，寬就是230mm， 已經(jīng)知道里面模仁有多大，將模架的長，寬都算出來，還要知道別的螺絲導柱等產(chǎn)品會對模架的大小有什么影響，設計的時候，不能有干涉的狀況出現(xiàn)。 設計的時候，如果存在斜滑塊抽芯裝置，那還要知道這個部分會不會影響模架的大小。 把這些狀況都考慮進去，論文用的模架就是WL=400x450。這個塑料產(chǎn)品高有148mm，型腔里面有一大半的塑料產(chǎn)品，伸進去的塑料產(chǎn)品的長度加上20-40mm就是型芯還有型腔的厚。 再加上要滿足強度的需求，確定定模板厚就是200mm, 動模板的厚度取40mm。再加上推桿推出來的時候，長度有需求，支撐板數(shù)據(jù)是140mm那么頂出就可以實現(xiàn)了。 按照前面介紹的，模架用的是：DBI-4045-A200-B40-C140。 4 模具零件設計 4.1 模具成型零件尺寸計算 可以對加工塑料產(chǎn)品的樣子進行決定的零部件就是成型零部件，一般尺寸說的就是型芯還有型腔，在徑向方向上的大小，還有型腔有多深，型芯有多高等，中心距是多少等。 設計模具的時候，按照塑料產(chǎn)品的大小，精度是多少，這樣就可以知道成型零部件有多大，精度是多少。對加工產(chǎn)品的大小，精度有影響的主要是塑料產(chǎn)品收縮率是多少，加工時候的偏差在多少，損耗怎么樣，還有裝配時候偏差有多大。當然，也能按照他們對成型零部件的工作大小進行確定。 因為算型芯型腔的數(shù)據(jù)，用的收縮率，制造公差，損耗量都是平均值，所以在這里塑料的時候，只需要對收縮率進行計算就可以。 加工好塑料產(chǎn)品之后，把它從溫度比較高的模具里面拿出來，因為溫度降低還有一些別的狀況，產(chǎn)品體積變小，對于任何一個塑料來說，體積都會收縮，ABS這種材料平均收縮率在1.5%，算成型零部件的大小用下面的式子： 式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸 B — 塑件在常溫下實際尺寸 塑料產(chǎn)品公差的三分之一到四分之一就是成型零件工作部分大小的公差，模具的加工公差等級是IT7～8級。論文里面用的是IT8級，型芯這個部分進行工作的地方公差是IT7級。對于模具來說，型腔比較小的數(shù)據(jù)是基本尺寸，偏差是大于零；模具的型芯來說，基本尺寸就是最大尺寸，偏差是小于零，中心距偏差的布局是雙向的，并且等稱的。每一個成型零部件的大小在圖紙里面。 　論文需要加工的這個零件，算工作部分的時候用的都是平均數(shù)值，ABS這種材料收縮效率在1.015，生產(chǎn)的公差等級δz =Δ/3。這個需要加工的東西，尺寸精度在三級，也就是 =0.6 mm。 就像表格4-2里面 表4-2 型腔型芯工作尺寸的計算 4.2模具強度與剛度校核 我們所說的強度不光有強度，還有剛度。模具里面成型零部件不光強度有要求，剛度也有要求，只有強度達到了，工作才能進行下去。 因為模具有很多種，算的時候都不一樣，一點都不簡單，真正生產(chǎn)的時候，實際都通過工作人員的經(jīng)驗，再加上校核強度，對這個設計進行修改，這樣模具的生產(chǎn)才能進行下去。 算模具強度的時候很難，要對它進行簡單化，算的時候要保守點進行，選的這個受力結構是最不好的，安全系數(shù)用的是比較大的，之后在對模具的構造進行改善，這樣一來強度自然也就增強了。要想模具順利進行生產(chǎn)，不光它整體的強度要進行校核，還要校核它某一個部分的強度。 強度上看，整體性的說的是型腔側壁有多厚，底板有多磨，合模之后的面可以施加多大的壓力在上面，真正用的大小肯定要比算出來的大，校核的時候，不光校核強度，還要算剛度，用的尺寸是比較大的那個。 4.3脫模力的計算 脫模力出現(xiàn)的地方： ①模具里面，塑料產(chǎn)品進行降溫，固化的時候，體積變小，這樣包緊力就出現(xiàn)了。 ②塑料產(chǎn)品要是殼體類型的，還沒有通孔，那么從模具上脫離的時候，有很大的氣壓力要克服。 ③自身動作的時候會產(chǎn)生阻力。 ④有有粘附力出現(xiàn)在塑料產(chǎn)品跟模具中間。 初始脫模力，說的是才開始脫離模具時候需要抵制的力。 相繼脫模力，之后接著脫離模具要付出的力，肯定要小于最開始的脫模力，不過對脫模力進行計算，算的都是一開始的力。 影響脫模力的東西有： a． 跟加工塑料有多厚，型芯有多長，跟脫模方向進行垂直的產(chǎn)品陰影有多大，每一項數(shù)據(jù)大了，那么需要的脫模力也就大。 b． 塑料產(chǎn)品收縮率大，彈性模量大，那么需要的脫模力就大。 c． 加工的東西跟型芯之間摩擦越是多，那么需要的脫模力越是大。 d． 將空氣壓力排出去，塑料產(chǎn)品跟型芯之間有粘附力等，那么型芯的斜角一定要大，直到加工的這個產(chǎn)品自己可以掉出來。 4.4澆注系統(tǒng)的設計 4.4.1 主流道的設計 （1）、主流道的尺寸 論文加工用的注射機型號是HTF160X2C，噴嘴的大小是3.5，噴嘴球面半徑為11，那么主流道具體的大小在圖紙里面進行展示： 主流道與澆口套 （2）、主流道襯套的形式 用的就是圖紙里面的那種襯套，這樣避免塑料熔體從定模里面推出來。設計主流道襯套還有定位環(huán)的時候，設計出兩個，之后在模板上匹配著進行固定，襯套配合定模板的時候，標準是。 （3）、定位環(huán)的固定 固定的時候用M6螺絲，要用兩個來進行。 澆口襯套固定形式 4.4.2分主流道的設計 分流道最后的這個端口跟澆口之間的距離就是分流道，它是用來傳送壓力的，確保塑料熔體可以填充到型腔的每一個部分。圖紙里面就是分流道的格局： 流道布局 4.4.3澆口的設計 進料的地方就是澆口，分流道連著型腔的這個部分。作用有兩個，一個部分控制型腔里面的塑料熔體；還有一個就是注射壓力沒有了，對型腔進行關閉，那么型腔里面的塑料不會流到外面。 確定澆口的地點的時候要注意： 澆口在什么地方跟塑料產(chǎn)品質(zhì)量影響不小，對澆口地點進行確定的時候，要注意下面幾個方面： 1. 型腔里面，有塑料流動的話，耗費的能量最小，要想這樣，那就得 1)流動的距離是最小的； 2)不管是哪一段分流流到最遠的地方，基本上時間差不多； 3)進物料的地方應該是壁厚比較厚的地方； 4)每一段分流轉動的方向盡量不能大。 2. 把型腔里面的氣體很好的排出去。 因為加工的這個塑料產(chǎn)品，對于外面的面要求是很高的，那么澆口就用的是潛澆口，所處地點不會容易被看到，對外表還沒有什么影響。 4.5模具冷卻系統(tǒng)的設計 對冷卻系統(tǒng)進行設計，主要就是為了讓模具降溫的時候效率恰當。冷卻孔的大小是標準的，不管是生產(chǎn)還是組裝都要便利。對冷卻系統(tǒng)進行設計，按照塑料產(chǎn)品有多厚，體積是多大進行詳細的設計：冷卻孔道在什么地方，直徑是多少，孔道有多長，是哪一種，怎么樣連接孔道等 冷卻管路在什么地方，有多大 　　塑料產(chǎn)品壁厚一定要差不多，要在型芯塊還有型腔塊里面安排冷卻孔道，要是這個冷卻孔道安排在模塊外面的話，模具降溫的精準度就沒有那么高了。 　 進行冷卻的孔，直徑正常是6~12 mm，這里它的大小是8mm。 5 注射機的選用及相關參數(shù)的校核 分析這個注射生產(chǎn)的流程 就像圖紙里面畫的，把樹脂都擠到料筒里面去，因為螺桿進行轉動，這樣這些塑料都傳送到了機器的最前面。在這個流程里面，因為有加熱器工作，樹脂被加熱就成為熔體了，他們都在這個料筒的最前面，螺桿進行轉動，這個時候這些塑料液體就都注射到模具的型腔里面去了。在模具里面，塑料熔體在進行流動一定要對螺桿移動的快慢進行把控，在型腔里面都填充滿了塑料之后，對它進行把控。在這個螺桿所處地點，注射壓力滿足要求之后，那么就不需要進行速度控制了，可以進行壓力控制了。 按照塑料產(chǎn)品的構造，用的材質(zhì)還有質(zhì)量，對他的生產(chǎn)流程進行確定： 第一步：要想注射的時候，確保沒有問題，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好，那么開始工作前還要做好準備： （1）、首先要預先處理一下原材料 按照注射生產(chǎn)的時候，對于物料的這些要求，查看它含有多少歲，外表看上去色澤怎么樣，測量一下它的熱穩(wěn)定性怎么樣等，要預先熱干燥這個材質(zhì)，因為ABS這種材質(zhì)吸濕性相當不錯，保存的好，加工之前沒有必要干燥。 （2）、料筒的清洗 才開始用注射機的時候，又或者生產(chǎn)的時候換產(chǎn)品，換原料，顏色的話，都要清洗注射機。 注射機是柱塞式的，清洗難度比較大，因為這樣的注射機保存的物料很多，轉動起來困難，所以清洗的話要使用專門的料筒。而注射機是螺桿式的話，只要直接把物料換掉。 （3）、確定用的脫模劑 要想模具里面生產(chǎn)的東西拿出來的時候容易些，那么要涂一層溶劑在產(chǎn)品面上。注射加工產(chǎn)品從模具上脫離，主要在于設計工藝，模具要合理。用的比較多的脫模劑有硬脂酸鋅，白油，硅油，因為原材料用的是ABS，用硬脂酸鋅。 第二步: 注射成型過程 注射生產(chǎn)的時候，全面的一個流程是加物料，進行塑化，注射到模具里面，穩(wěn)定壓力，進行降溫，之后從模具上脫離，真正來說也就是塑化，還有冷卻這兩大部分。 第三步：加工產(chǎn)品之后進行處理 注射生產(chǎn)的產(chǎn)品從模具上脫離，一般還要進行一些事后的處理，主要把里面的應力都消除掉，這樣加工產(chǎn)品的性能就變好了，產(chǎn)品的穩(wěn)定性也更好。對加工好的產(chǎn)品進行時候處理，主要進行退火，調(diào)濕。論文設計的產(chǎn)品原材料是ABS,對它進行退火，耗時一小時到三小時的樣子。 設計的這個模具，一開始要知道模具有多大，機器的噸數(shù)是都可以滿足，注射機的要求能不能符合，投射出來的面積有多大，對于模具的加工要求能不能滿足，機器的頓數(shù)比較大的，加工的模具是小的，控制計量有難度，鎖模力要是很大的話，會把模具弄壞，鎖模力要是滿足不了，這樣加工的產(chǎn)品毛邊就很大，模具很大的話，機器承受不了，這個時候會弄壞合模系統(tǒng)。 5.1 相關參數(shù) 因為這個模具有兩個腔室，注射的量為27x2g，流通的通道這個地方水口的廢料是5g，注塑加工的總量是59g，查看工藝數(shù)據(jù)，再加上別的東西，確定用的注射機就是HTF160X2C。注射的時候采用的方式是螺桿，詳細的數(shù)據(jù)是： 表<1> HTF160X2C注塑機參數(shù) 5.2最大注塑量校核 設計模具的時候，一定要控制在額定注射量的八成之內(nèi)，用下面式子進行校核： --型腔有多少個 --一個塑料產(chǎn)品有多重 --澆注系統(tǒng)里面需要多少的塑料 論文里面： n=2 27g =5g 注塑機額定注塑量為, 這個數(shù)量對于設計需要是滿足的。 5.3 鎖模力校核 注射生產(chǎn)的時候，模具分型面上面塑料產(chǎn)品陰影有多大，直接關系到鎖模力的大小。比方說鎖模力大于允許的最大成型面積，那么加工的時候會有溢料的狀況出現(xiàn)，一定要符合下面的式子： n --型腔有多少個 --一個塑料產(chǎn)品在分型面上投影的大小 --模具的分型面上，澆注部分的投影有多大 n=2 =3918.757 = 200 =2x 3918.757+200=8037.514 注射生產(chǎn)的時候，要想鎖模非?？煽?，那么就要滿足下面的式子： （） P—加工時候型腔承受的塑料熔體的壓力（MABS） F—注射機額定鎖模力（N） 別的都跟上面一樣 查資料，型腔里面正常20-40MABS，普通的產(chǎn)品24-34MABS，精密度要求很高的產(chǎn)品是39-44MP （） 鎖模力滿足需要 5.4 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 （1）、模具長寬尺寸 模具的長還有寬都要比注射機拉桿的距離還要小，論文確定的拉桿距離就是555x555模具長寬為450x450，計算了之后，選定的這個機器是滿足需要的。 （2）、模具有多厚 模具關起來的時候高要符合這個關系式 論文里面，模具的厚是601mm 180

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