自行車腳踏板注射模設(shè)計(jì)（注塑模具含9張CAD圖紙）,自行車,腳踏板,注射,設(shè)計(jì),注塑,模具,CAD,圖紙 22 摘 要 本次畢設(shè)計(jì)的課題為自行車踏板的注射成型模具設(shè)計(jì)，主要從塑件材料品種、性能、用途、生產(chǎn)批量及塑件的形狀、精度、型腔結(jié)構(gòu)以及模具零件結(jié)構(gòu)尺寸及經(jīng)濟(jì)效益等多方面詳細(xì)分析了塑件產(chǎn)品的注塑加工工藝性，因?yàn)樾枧可a(chǎn)，且零件體積不大，故采用“一模兩件”的生產(chǎn)方式。本次設(shè)計(jì)模架采用的是標(biāo)準(zhǔn)模架，其中各模板尺寸都是通過詳細(xì)的計(jì)算分析后參照標(biāo)準(zhǔn)選取的。對(duì)于各重要部件都選用了相應(yīng)的精度。最后，在參照塑件的體積、重量等參數(shù)后選擇了注塑成型設(shè)備，并對(duì)注塑機(jī)的相關(guān)主要參數(shù)進(jìn)行校核，以判斷所選的注塑機(jī)能否滿足注塑要求。 關(guān)鍵詞 自行車踏板；一模兩件；注塑機(jī)；模具設(shè)計(jì)； Abstract This design from the plastic product material variety, the performance, the use, the batch and the product shape, the precision, the cavity structure, the mold components structure size design and the product production economic efficiency and so on various aspects multianalysis this product has cast the processing technology capability, because the components compare the death of a parent to use " A mold with tow cavity ". Through models a analysis regarding this, and carried on the intensity examination to the main spare part. Poured the system regarding the mold, promotes the organization, the cooling system has all carried on the detailed computation design. In to modeled a volume, the weight and so on in the main parameter computed result foundation has carried on the choice to the injection molding machine equipment, and to chose after the injection molding machine to carry on the essential examination, chose the injection molding machine by the bathroom completely satisfied to cast the request. Key words Appearance outer shell；One Mold With Tow Pieces；Note Submachine；Mold Design； 1 概 述 1．1塑料模的功能 模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬?zèng)_壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過模具來制成品，所以模具制造業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)。在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡(jiǎn)稱塑料模.塑料模優(yōu)化設(shè)計(jì),是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。 塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對(duì)制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)料與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對(duì)制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對(duì)操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模具對(duì)塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡(jiǎn)易模外，一般來說制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模具更是如此。 現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù)為塑料制品成型技術(shù)的“三大支柱”。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無可替代的作用。高效全自動(dòng)化設(shè)備，也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提。 塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng)塑料制品及其成形設(shè)備被確定后，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80%。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是不容緩的策略。尤其大型塑料模的設(shè)計(jì)與制造水平，標(biāo)志著一個(gè)國家工業(yè)化的發(fā)展程度。 １.2我國塑料?，F(xiàn)狀 在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價(jià)格方面，我國比發(fā)達(dá)國家低許多，約為發(fā)達(dá)國家的1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。 我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化.商品化尚待規(guī)模化；CAD、CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動(dòng)密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國際競(jìng)爭(zhēng)能力，是刻不容緩的。 １.3塑料模發(fā)展趨勢(shì) 塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不斷向前發(fā)展，對(duì)注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對(duì)注塑制品的要求就是對(duì)模具的要求。 由于計(jì)算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得CAD/CAM逐漸取代了過去塑料模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模CAD/CAM的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工時(shí)，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對(duì)塑料模具行業(yè)提出的“質(zhì)量高、交貨快、價(jià)格低”的要求。 塑料模具以后的發(fā)展主要有以下幾方面： 1、注射模CAD實(shí)用化； 2、擠塑模CAD的開發(fā)； 3、壓模CAD的開發(fā)； 4、塑料專用鋼材系列化； 5、塑料模CAD/CAE/CAM集成化； 6、塑料模標(biāo)準(zhǔn)化。 有人說，模具是現(xiàn)代工業(yè)之母。新的世紀(jì)已經(jīng)來到了，世界各國對(duì)模具生產(chǎn)技術(shù)非常重視，出現(xiàn)許多新工藝、新技術(shù)，從而促進(jìn)模具制造局勢(shì)的不斷進(jìn)步。 2 塑料概論 2.1塑料的概念 2.1.1 樹脂。分天然樹脂和合成樹脂。天然樹脂如蟲膠、瀝青等；合成樹脂如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚氯乙烯等。樹脂具有受熱軟化、無明顯的熔點(diǎn)、可溶于有機(jī)溶劑二不溶于水的特點(diǎn)。 2.1.2 塑料。以高分子量合成樹脂為主要成分，在一定的條件下（如溫度、壓力等）可塑制成一定形狀且在常溫下保持形狀不變的材料。 2.2塑料的成分 塑料按成分可以分為簡(jiǎn)單組分塑料和多組分塑料。簡(jiǎn)單組分的塑料基本上一樹脂為主，有的加入少量的助劑（如著色劑、潤(rùn)滑劑），如有機(jī)玻璃（PMMA）、聚苯乙烯（PS）等；多組分塑料除樹脂外，還加入填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、潤(rùn)滑劑等，如酚醛塑料（PF）粉、聚氯乙烯（PVC）等。 2.3 塑料的分類 2.3.1熱固性塑料 這類塑料的特點(diǎn)，是受熱開始軟化并具有一定的可塑性，但隨溫度升高而發(fā)生化學(xué)變化，變成一種不可熔融的新物質(zhì)，這種硬化后的新物質(zhì)，質(zhì)地堅(jiān)硬而不溶于溶劑中，也不能用加熱方法使之再軟化，強(qiáng)熱則分解破壞。這種塑料常用的有：酚醛、脲甲醛、環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙脂，二聚氯胺甲醛等。 2.3.2 熱塑性塑料 這類塑料的特點(diǎn)，是在受熱時(shí)熔化，冷卻后固定成型，這一過程可以反復(fù)進(jìn)行。這種塑料常用的有聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、尼龍、聚甲醛等。 3 塑件結(jié)構(gòu)分析與材料的選擇 3.1塑件結(jié)構(gòu)分析 該塑件為一整體式自行車腳踏板，如下圖，它具有以下特點(diǎn)： （1）該塑件是實(shí)用型塑件,有通孔結(jié)構(gòu),不需要與其它結(jié)構(gòu)件配合使用。 （2）生產(chǎn)批量很大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料質(zhì)優(yōu)而價(jià)廉，且對(duì)人體不產(chǎn)生任何毒副作用。 （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成型比較困難。 （4） 實(shí)用性要求高,外觀要求一般。 圖2-1零件結(jié)構(gòu) 3.2 材料的選用 根據(jù)以上特點(diǎn)，故選用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，成型工藝性好，可以注射成型。 3.2.1丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的使用性能 性能特點(diǎn)： 綜合性能較好,沖擊韌性、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電性能良好；價(jià)格較低；易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，可做雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。 成型特點(diǎn)： 1 吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥； 2 流動(dòng)性中等，邊溢料0.04mm左右； 3 模具設(shè)計(jì)是注意澆注系統(tǒng)選擇進(jìn)料口位置、形式； 模具設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： 澆注系統(tǒng)應(yīng)盡快保證充型；需設(shè)冷卻系統(tǒng)；采用螺桿注射機(jī)收縮率：料流方向2.75%；垂直料流方向2.0%，注意防變形。 使用溫度： 小于80℃。 主要用途： 合適于制作一般機(jī)械零件，減摩耐磨零件、傳動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。 3.2.2丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的成型條件 注射成型機(jī)類型 螺桿式 密度 1.03—1.07g/cm3 計(jì)算收縮率（%） 0.3—0.8 預(yù)熱和干燥 溫度t(℃) 80—85 時(shí)間r(h) 2--3 料筒溫度t(℃) 后段 150--170 中段 165--180 前段 180--200 噴嘴溫度t(℃) 170--180 模具溫度t(℃) 50--80 注射壓力p( MPa) 60——100 成型時(shí)間r(s) 注射時(shí)間 20--90 高壓時(shí)間 0--5 冷卻時(shí)間 20--120 總周期 50—220 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min） 30 說明 該成形條件為加工通用級(jí)ABS料時(shí)所用 4 型腔數(shù)量和布局 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。其凹入的部分稱為凹模，凸出的部分稱為型芯。 4.1 型腔數(shù)量的確定 其數(shù)目的決定與下列條件有關(guān)： 1 塑件尺寸精度 型腔數(shù)越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低，1、2級(jí)超精密注塑件，只能一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少時(shí)，可以一模二腔。3、4級(jí)的精密級(jí)塑件，最多一模四腔，也有一模八腔的。 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)用比例看，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。但是多型腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維修費(fèi)較高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮模具的腔數(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壁厚和同何形狀的復(fù)雜程度。 本設(shè)計(jì)根據(jù)整體式踏板塑件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，考慮型腔布局方式，采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)，這樣比一模一腔模具的生產(chǎn)效率高，同時(shí)結(jié)構(gòu)更為合理。 3.2 型腔的布局 多型腔模具設(shè)計(jì)的重要問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)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，同時(shí)采用平衡的流道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。合理的型腔排布可以避免塑件的尺寸差異、應(yīng)力形成及脫模困難等問題。 平衡式型腔布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度、截面形狀及尺寸均對(duì)應(yīng)相同，可以實(shí)現(xiàn)均衡進(jìn)料和同時(shí)充滿型腔的目的；非平衡式型腔布局的特點(diǎn)是從主流道到各型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度不相等，因而不利于均衡進(jìn)料，但可以縮短流道的總長(zhǎng)度，為達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，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、有些則有過大的不可逆應(yīng)變等。 該塑件精度要求一般（MT5 ） ，又是大批量生產(chǎn)，可以采用一模多腔的形式?？紤]到模具制造費(fèi)用低一點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用小一點(diǎn)，初定為一模兩腔的模具形式。該塑件有兩個(gè)側(cè)向抽芯，為了便于脫模，型腔的排列方式采用單列直排。本設(shè)計(jì)成型同一塑件，且壁厚較均勻，所以型腔的布局如下圖： 圖4-1 5 注射機(jī)型號(hào)的選擇 5.1 注射量的計(jì)算 通過Pro/E建模分析，塑件質(zhì)量為51.177g，兩個(gè)塑件在分型面上的投影面積為9016.66 mm 體積V1為48.74 cm3。 流道凝料的質(zhì)量m=0.3n 注射量M=n+0.3n=1.3n=133.06g V=M/ ρ =133.06／1.05=126.723cm3 4.2 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計(jì)算 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積在模具設(shè)計(jì)前是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析，大致是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2—0.5倍。因此可用0.15來進(jìn)行估算，所以： cm3 =9016.66+0.15×9016.66=10369.159 mm F =P =10369.159×80=829.53KN 式中 型腔壓力P取80 4.3選擇注射機(jī) 注射機(jī)類型和規(guī)格很多，分類的方法各異，通常按其外形分為臥式、角式和立式三種，應(yīng)用較多的是臥式注射機(jī)。 立式注射機(jī)的特點(diǎn)是注塑裝置與合模裝置的軸線重合并與機(jī)器安裝底面垂直。立式注射機(jī)用地面積小，模具裝拆方便、易于安裝嵌件、并且塑料流動(dòng)均勻，但制品被推出模具后需要手工操作，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。此外還有機(jī)身不穩(wěn)定、加料不方便、對(duì)廠房高度有一定的要求等缺點(diǎn)。 臥式注射機(jī)是注塑機(jī)中最普通和最常見的形式，臥式注射機(jī)的注塑裝置和定模安裝板在設(shè)備的一側(cè)，而合模裝置、動(dòng)模安裝板和推出機(jī)構(gòu)設(shè)置在另一側(cè)。臥式注射機(jī)的機(jī)身低，便于操作及維修，開模后工件可以自動(dòng)落下，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，但模具拆裝、嵌件安放都比較麻煩。 角式注射機(jī)其注射裝置與鎖模裝置的軸線互相垂直排列。其特點(diǎn)介于臥式注射機(jī)和立式注射機(jī)之間，特別適用于成型不允許留有中心澆口痕跡的平面塑件。 一般按塑件質(zhì)量在注射量的60%--80%范圍內(nèi)，本次設(shè)計(jì)塑件總體積為126.723（cm3），126.723/75%=168.965（cm3），《據(jù)中國模具設(shè)計(jì)大典（2）》選大于170 cm3的注射機(jī)型號(hào). 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算。可選用SZ—1000/ZH臥式注射機(jī)，如下表 表5-1 理論注射容量/ cm3 183cm3 螺桿直徑/mm 45mm 注射壓力/MPa 139MPa 螺桿轉(zhuǎn)速r/min 14——200r/min 鎖模方式 機(jī)械-液壓 鎖模力/KN 1000KN 模板最大開距/mm 700 mm 最大模厚/mm - 最小模厚/mm 150 mm 拉桿空間/mm 448×370 模板尺寸/mm×mm 598×520 模具定位孔直徑/mm 100 mm 噴嘴孔直徑/mm 4 mm 噴嘴球半徑/mm 18 mm 頂出力/KN 23KN 頂出行程/mm 80mm 5.4 模具型腔數(shù)的確定按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù) 按下式計(jì)算： >2 式中 n—型腔數(shù)； —注射機(jī)的最大注射量，g； —最大注射量的利用系數(shù)； —澆注系統(tǒng)凝料質(zhì)量，g； —一個(gè)塑料制品的質(zhì)量，g。 其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可進(jìn)行。 6 分型面的設(shè)計(jì) 分型面即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面，分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。分開模具取出塑件的面稱為分型面，注射模有一個(gè)分型面或多個(gè)分型面，分型面的位置，一般垂直于開模方向。分型面的形狀有平面和曲面等，但也有將分型面作傾斜的平面或彎折面，或曲面，這樣的分型面雖加工難，但型腔制造和制品脫模較易。有合模對(duì)中錐面的分型面，分型面自然也是曲面。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)考慮的基本原則： 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 形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面積最大，否則塑件無法從型腔中脫出。 2） 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。 3） 保證制件的精度和外觀要求 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。 4） 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。 5） 不妨礙制品脫模和抽芯。 在安排制件在型腔中的方位時(shí)，要盡量避免與開模運(yùn)動(dòng)相垂直方向的避側(cè)凹或側(cè)孔。 6） 有利于澆注系統(tǒng)的合理布置。 7） 盡可能與料流的末端重合，以利于排氣。 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，主分型面選在A—A平面。參看裝配圖和零件圖。 7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析 7.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是連接注射機(jī)噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度主流道（也叫進(jìn)料口），它是連接注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進(jìn)入模具型腔時(shí)最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間長(zhǎng)短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時(shí)間增長(zhǎng)，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動(dòng)過程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動(dòng)性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。 主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼T8A、T10A等，熱處理要求淬火50～55HRC。 在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨(dú)的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上。 7.1.1 主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1） 主流道圓錐角，對(duì)流動(dòng)性差的塑料可取，內(nèi)壁粗糙度為。 （2） 主流道大端呈圓角，半徑，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡是的阻力。 （3） 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型。 （4） 對(duì)小型模具可將主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，但在大多數(shù)情況下是將主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座采用H7/k6過渡配合。 ·7.1.2 主流道尺寸 垂直式主澆道及其設(shè)計(jì)參數(shù): 圖7-1 垂直式主澆道圖 D～d =0.5～1.0 (mm) R>r α=2～6° 7.1.3 主流道襯套形式 主流道襯套俗稱澆口套，是注射機(jī)噴嘴在注射模具上的座墊，在注射時(shí)它承受很大的注射機(jī)噴嘴端部的壓力，同時(shí)由于澆口套末端通過流道澆口與型腔相連接，所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部谔滓驀娮於瞬繅毫Χ粔喝肽＞邇?nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺(tái)肩，并用螺釘緊固在模板上，這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。 本設(shè)計(jì)是小型模具，澆口套的結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是整體式，即定位圈與澆口套為一體，并壓配于定模板內(nèi)，一般用于小型模具；另一種為將澆口套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合在模板上，主要用于中、大型模具。本設(shè)計(jì)的模具為一副中型模具，采用澆口套和定位圈分開的兩個(gè)零件。主流道長(zhǎng)度約等于定模板的厚度（見模架的確定和裝配圖）襯套如圖所示，材料選用T8A鋼，熱處理淬火后表面硬度為50～55HRC。 根據(jù)主流道襯套設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)澆口套尺寸如下表7-1所示。 表7-1 符號(hào) 名稱 尺寸 α 錐度 α＝2o d 主流道小端直徑 d１＋1＝４mm h 球面配合高度 2.5mm SR 主流道球面半徑 r+1=18+1=19 mm L 主流道長(zhǎng)度 24.5mm D 主流道大端直徑 d＋2Ltg/2＝4＋2×24.5tg1=4.85 mm 7.1.4主流道襯套的固定 主澆道的固定采用定位圈固定，定位圈用4個(gè)M6×20的開槽沉頭螺釘固定。 定位圈的結(jié)構(gòu)如下圖： 7.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道指主流道末端與澆口之間著一段塑料熔體的流動(dòng)通道。其基本作用是在壓力損失最小的條件下，將來自主流道的熔融塑料，以較快的速度送到澆口處充模。也就是起分流和轉(zhuǎn)向的作用。同時(shí)，在保證熔體均勻地分配到各型腔的前提下，要求分流道中殘留的熔融塑料最少，以減少冷料的回收。多型腔模具必定設(shè)置分流道，單型腔大型塑件在使用多個(gè)點(diǎn)澆口是也要設(shè)置分流道。 7.2.1 分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1．由于機(jī)械加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。常用的分流道截面形狀一般分為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等；圓形分流道的直徑一般在3.2～9.5mm，對(duì)于粘度大透明度要求高 圖7-1 定位圈 的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）應(yīng)采用較大的分流道，但對(duì)于流動(dòng)性好的聚丙烯，尼龍等，分流道 短時(shí)，可小到直經(jīng)為2毫米。 2．在保證正常的注射成型工藝條件下，分流道的截面尺寸應(yīng)盡量小，長(zhǎng)度盡量短。 3．較長(zhǎng)的分流道應(yīng)在末端開設(shè)冷料穴，以便容納注射開始時(shí)產(chǎn)生的冷料和防止空氣進(jìn)入模腔。 4．在多型腔注射模具中，各分型面的長(zhǎng)度均應(yīng)一致，保持相對(duì)平衡，以保證熔融的塑料同時(shí)均 勻地充滿各個(gè)型腔。主流道的截面積應(yīng)大于各分流道截面積之和。 5．設(shè)計(jì)分流道時(shí)，應(yīng)先取較小的尺寸，以便于試模后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。 6．如果分流道較多時(shí)，應(yīng)加設(shè)分流錐。 7．分流道內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 μm 左右即可，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(dòng)有適宜的剪切速率和剪切熱。 多型腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩種。 7.2.2分流道布置形式 分流道應(yīng)能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(jīng)分流道均衡的分配到各個(gè)型腔，但根據(jù)本塑件的特點(diǎn)以及加工得方便，采用非平衡式分流道。 布置如下圖： 圖7-2 分流道布置圖 分流道長(zhǎng)度 第一級(jí)分流道:L2=40mm, 第二級(jí)分流道:L=20mm 7.2.3分流道的形狀、截面尺寸以及凝料體積 1)形狀及截面尺寸 分流道截面有圓形、矩形、梯形U形和六角形等等。為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，要盡量把流道的截面積設(shè)計(jì)得大些，表面積小些。因此可以用流道的截面積與其周長(zhǎng)的比值來表示流道的效率，各種截面分流道的效率如表7-2所示 1.各種截面形式的優(yōu)缺點(diǎn)比較 a、 圓形截面流道: 優(yōu)點(diǎn): 表面積與體積之比最小,壓力損失及溫度損失小,有利于塑料的流動(dòng)及壓力傳遞 缺點(diǎn): 必須在定模動(dòng)模上各分一半,這給模具加工帶來一定困難 b、“U”形截面流道: 優(yōu)點(diǎn): 其截面形式接近圓形截面,同時(shí)只需在模具的一面加工 缺點(diǎn): 與圓形截面相比,熱損失較大,流道廢料多 c..梯形截面流道 優(yōu)點(diǎn): 便于流道的加工及刀具選擇 表 7-2 缺點(diǎn): 熱量損失較大 從圖中以及各種截面形狀的優(yōu)缺點(diǎn)可知，圓形和正方形流道的效率最高。一般分型面為平面時(shí)，通常采用圓形截面的流道。為了取出凝料分流道，考慮本設(shè)計(jì)的澆口采用的為側(cè)澆口，因此分流道采用矩形。 2．常用塑料推薦的分流道直徑如上表7-3所示: 表 7-3 塑料名稱 分流道直徑/mm 塑料名稱 分流道直徑/mm 塑料名稱 分流道直徑/mm PE 3～10 PMMA 8～10 PBT 3～8 PP 4.8～10 硬PVC 6.4～16 PBT(含玻纖) 3～10 PS 3.2～10 PA (含玻纖) 4～12 PC 4.8～10 HIPS 3.2～10 PA 3～10 PC(含玻纖) 5～13 ABS 3.2～10 PPS 6.4～10 PU 6.4～8 SAN 3.2～10 PPO 6.4～10 POM 3.2～10 PES 6.4～10 因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來粗略估計(jì)分流道的直徑，對(duì)于壁厚小于3mm，質(zhì)量在200g以下的塑件，可用以下經(jīng)驗(yàn)公式確定一級(jí)分流道的直徑： 取 =8mm 式中 ——流經(jīng)分流道的塑料量； ——分流道的長(zhǎng)度； ——分流道的直徑。 同理二級(jí)分流道的直徑取6mm 2) 凝料體積 分流道截面積： 分流道長(zhǎng)度： 凝料體積： 3) 分流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度并不要求很低，一般取0.8um～1.6um即可，在此取1.6um。 7.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口是分流道和型腔之間的連接部分，也是注射模具澆注系統(tǒng)的最后部分，通過澆口直接使熔融的塑料進(jìn)入型腔內(nèi)。澆口的作用是使從流道來的熔融塑料以較快的速度進(jìn)入并充滿型腔，型腔充滿塑料后，澆口能迅速冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還未冷卻的熱料回流。 澆口設(shè)計(jì)與塑料制品形狀、塑料制品斷面尺寸、模具結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)（壓力等）及塑料性能等因素有關(guān)。澆口的截面要小，長(zhǎng)度要短，這樣才能增大料流速度，快速冷卻封閉，便于使塑料制品分離，塑料制品的澆口痕跡亦不明顯。 塑料制品質(zhì)量的缺陷，如缺料、縮孔、拼縫線、質(zhì)脆、分解、白斑、翹曲等，往往都是由于澆口設(shè)計(jì)不合理而造成的。 澆口的主要作用有如下幾點(diǎn)： （1） 熔體充模后，首先在澆口處凝固，當(dāng)注射機(jī)螺桿抽回時(shí)可防止熔體向流道回流。 （2） 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。 （3） 易于切除澆口尾料。 （4） 對(duì)于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料。對(duì)于多澆口的單型腔模具，澆口除了能用來平衡進(jìn)料外，還能用以控制熔接痕在制品中的位置。 7.3.1澆口設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn) 1) 盡量縮短流動(dòng)距離 澆口位置的安排應(yīng)保證塑料熔體迅速和均勻地充填模具型腔，盡量縮短熔體的流動(dòng)距離，減少壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體，這對(duì)大型塑件更為重要。 2) 澆口應(yīng)設(shè)在塑件制品斷面較厚的部位 當(dāng)塑件的壁厚相差較大時(shí)，若將澆口開設(shè)在塑件的薄壁處，這時(shí)塑料熔體進(jìn)入型腔后，不但流動(dòng)阻力大，而且還易冷卻，以致影響了熔體的流動(dòng)距離，難以保證其充滿整個(gè)型腔。另外從補(bǔ)縮的角度考慮，塑件截面最厚的部位經(jīng)常是塑料熔體最晚固化的地方，若澆口開設(shè)在薄壁處，則厚壁處極易因液態(tài)體積收縮得不到收縮而形成表面凹陷或真空泡。因此為保證塑料熔體的充分流動(dòng)性，也為了有利于壓力有效地傳遞和比較容易進(jìn)行因液態(tài)體積收縮時(shí)所需的補(bǔ)料，一般澆口的位置應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處。 3) 必須盡量減少或避免熔接痕 由于成型零件或澆口位置的原因，有時(shí)塑料充填型腔時(shí)造成兩股或多股熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強(qiáng)度，并有損于外觀質(zhì)量，這在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料的制件時(shí)尤為嚴(yán)重。有時(shí)為了增加熔體的匯合，匯合之處，在塑件上就形成熔接痕。熔接痕降低塑件的強(qiáng)度，并有損于外觀質(zhì)量，這在成型玻璃纖維增強(qiáng)塑料的制件時(shí)尤其嚴(yán)重。一般采用直接澆口、點(diǎn)澆口、環(huán)形澆口等可以避免熔接痕的產(chǎn)生，有時(shí)為了增加熔體匯合處的溶接牢度，可以在溶接處外側(cè)設(shè)一冷料穴，使前鋒冷料引如其內(nèi)，以提高熔接強(qiáng)度。在選擇澆口位置時(shí)，還應(yīng)考慮熔接的方位對(duì)塑件質(zhì)量及強(qiáng)度的不同影響。 4) 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除 要避免從容易造成氣體滯留的方向開設(shè)澆口。如果這一要求不能充分滿足，在塑件上不是出現(xiàn)缺料、氣泡就是出現(xiàn)焦斑。同時(shí)熔體充填時(shí)也不順暢，雖然有時(shí)可用排氣系統(tǒng)來解決，但在選擇澆口位置時(shí)應(yīng)先行加以考慮。 5) 考慮分子定向影響 充填模具型腔期間，熱塑性塑料會(huì)在流動(dòng)方向上2呈現(xiàn)一定的分子取向，這將影響塑件的性能。對(duì)某一塑件而言，垂直流向和平行于流向的強(qiáng)度、應(yīng)力開裂傾向等都是有差別的，一般在垂直于流向的方位上強(qiáng)度降低，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂。 6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形流） 塑料熔體的流動(dòng)主要受塑件的形狀和尺寸以及澆口的位置和尺寸的支配，良好的流動(dòng)將保證模具型腔的均勻充填并防止分層。塑料濺射進(jìn)入型腔可能增加表面缺陷、流線、熔體破裂及氣，如果通過一個(gè)狹窄的澆口充填一個(gè)相對(duì)較大的型腔，這種流動(dòng)影響便可能出現(xiàn)。特別是在使用低粘度塑料熔體時(shí)更應(yīng)注意。通過擴(kuò)大尺寸或采用沖擊型澆口（使料流直接流向型腔壁或粗大型芯），可以防止噴射和蠕動(dòng)。 7) 澆口與塑件連接得部位應(yīng)成R0.5的圓角或0.5×45°的倒角；澆口和流道連接的部位一般斜度為30°～45°，并以R1～R2的圓弧和流道底面相連接。 6.3.2 澆口的形式 澆口的截面積一般很難用理論公式計(jì)算，通常要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道截面積的3%～9%，截面形狀通常為矩形或圓形。澆口長(zhǎng)度為0.5～2mm，表面粗糙度Ra不低于0.4。具體澆口截面尺寸應(yīng)根據(jù)不同的澆口類型來確定。 澆口的形式多種多樣，但常用的澆口有如下11種： 直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口、輪輻澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等。 本次設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口，側(cè)澆口一般開在模具的分型面上，從制品的邊緣進(jìn)料，故稱之為邊緣澆口。側(cè)澆口的截面形狀為矩形。 側(cè)澆口的優(yōu)點(diǎn)是截面形狀簡(jiǎn)單、易于加工、便于試模后修正。缺點(diǎn)是在制品的外表面留有澆口痕跡。中小型制品的多型腔常采用側(cè)澆口設(shè)計(jì)方案。 在側(cè)澆口的三個(gè)尺寸中，已澆口的深度h最為重要。它控制著澆口內(nèi)熔體的凝固時(shí)間和型腔內(nèi)熔體的補(bǔ)縮程度。澆口寬度的對(duì)熔體的體積流量有直接影響。澆口長(zhǎng)度在強(qiáng)度允許的情況下已短為好，一般選用L=0.5-0.75mm。 確定側(cè)澆口深度和寬度的經(jīng)驗(yàn)公式如下： 式中 h—側(cè)澆口深度（mm），中小型制品常用h=0.5-2mm,約為制品最大壁厚的1/3-2/3； t—制品厚度（mm） n—塑料材料系數(shù)； W—澆口寬度（mm）； A—型腔表面積，即制品外表面積（）。 踏板塑件側(cè)澆口尺寸：壁厚2mm，外表面積A 設(shè)定充模時(shí)間為1.6S ，符合要求。 7.4 冷料穴的設(shè)計(jì) 當(dāng)注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前端的熔融塑料的溫度較低，形成冷料渣，為了集存這部分冷料渣，在進(jìn)料口的末端的動(dòng)模板上開設(shè)一個(gè)洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個(gè)洞穴就是冷料穴。 在注射時(shí)必須防止冷料渣進(jìn)入流道或模具型腔內(nèi)，否則將會(huì)堵塞流道和減緩料流速度，進(jìn)入模具型腔就會(huì)造成塑料制品上的冷把或冷斑。 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上,或者處于分流道的末端，其作用是收集熔體前鋒的冷料,防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品質(zhì)量。冷料穴分兩種,一種專門用于收集、貯存冷料，另外一種除貯存冷料外還兼有拉出流道凝料的作用。 根據(jù)需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道轉(zhuǎn)向的位置，甚至在型腔的末端開設(shè)冷料穴。冷料穴應(yīng)設(shè)置在熔體流動(dòng)方向的轉(zhuǎn)折位置，并迎著上游的熔體流向，冷料穴的長(zhǎng)度通常為流道直徑d 的1.5～2倍。有的冷料穴兼有拉料的作用，在圓管形的冷料穴底部裝有一根Z形頭的拉料桿，稱為鉤形拉料桿，這是最常用的冷料穴形式。同類形的還有倒錐形和圓環(huán)糟形的冷料穴。 6.4.1 主流道的冷料穴 圖 7-3 常用冷料穴和拉料桿形式 1— 主流道；2—冷料穴；3—拉料桿；4—推桿；5—脫模板；6—推塊 （a）Z形推料桿的冷料穴；（b）倒錐孔冷料穴；（c）圓環(huán)槽冷料穴； （d）圓頭形冷料穴； （e）菌頭形冷料穴；（f）圓錐頭形冷料穴； 圖（a）~（c）是底部帶推桿的冷料穴；（d）~（f）是底部帶拉料桿的冷料穴，本設(shè)計(jì)采用常用的Z形頭冷料穴。如圖（a）所示。 7.4.2 分流道的冷料穴 本設(shè)計(jì)的分流道的冷料穴是在端部加長(zhǎng)了12mm（約1. 5）而作為分流道的冷料穴。 其實(shí)并不是所有注射模都需要開設(shè)冷料穴，有時(shí)由于塑料性能或工藝控制較好，很少產(chǎn)生冷料或塑件要求不高時(shí)，可不必設(shè)置冷料穴。如果初始設(shè)計(jì)階段對(duì)是否需要開設(shè)冷料穴尚無把握，可流適當(dāng)空間，以便增設(shè)。 7.5 拉料桿的設(shè)計(jì) 拉料桿的作用是勾著澆注系統(tǒng)冷料，使其隨同塑件一起留在動(dòng)模一側(cè)，其分為主流道拉料桿和分流道拉料桿，本設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)了主流道拉料桿如下圖： 63 圖 7-4 拉料桿的固定和配合 材料：T10A 熱處理54～58HRC d=6mm D=12mm L=173mm 8 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)對(duì)確保制品成型質(zhì)量起著重要的作用，排氣方式一般有利用排氣槽，利用型芯、鑲件、推桿等的配合間隙，利用分型面上的間隙。 本次設(shè)計(jì)的模具是在分型面上開設(shè)排氣槽，排氣槽即為使模具型腔內(nèi)的氣體排出模具外面在模具上開設(shè)的氣流通槽或孔，排氣槽若設(shè)計(jì)不合理，將回產(chǎn)生如下弊?。? 1. 增加熔體充模流動(dòng)的阻力，使型腔無法被充滿，導(dǎo)致制品棱邊不清晰。 2. 在制品上呈現(xiàn)明顯的流動(dòng)痕和熔接痕，使制品的力學(xué)性能降低。 3. 滯留氣體使制品產(chǎn)生銀紋，氣孔，剝層等表面質(zhì)量缺陷。 4. 型腔內(nèi)氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時(shí)的局部高溫，使熔體分解變色，甚至炭化燒焦。 5. 由于排氣不良，降低了熔體的充模速度，延長(zhǎng)了注射成形周期。 排氣槽的形式與尺寸如下圖所示： 由于h的范圍為0.01 ～ 0.03 mm h取0.015 mm 9 導(dǎo)向、推出及復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 在注射模中，引導(dǎo)動(dòng)模和定模之間按一定方向閉合或開啟的裝置，稱為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。此外，用于臥式注射機(jī)的注射模，其脫模機(jī)構(gòu)也需要設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成，分別安裝在動(dòng)、定模兩邊。 9.1.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能是： 1.定位作用 保證動(dòng)、定模按一定的方位合模，避免模具在裝配時(shí)，因方向弄反而損壞成型零件，合模后保持型腔的正確形狀。 2.導(dǎo)向作用 動(dòng)、定模合模時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)首先接觸，引導(dǎo)動(dòng)、定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔與凹模發(fā)生碰撞，以保證不損壞成型零件。 3. 承受一定側(cè)壓力 高壓塑料熔體在充模過程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，須由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承擔(dān)。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來承擔(dān)，還需設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)承擔(dān)。 9.1.2導(dǎo)柱 導(dǎo)柱是與安裝在另一半模上的導(dǎo)套相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精確的圓柱形零件。 1.長(zhǎng)度 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面要高出8～12mm，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而凸模先進(jìn)入型腔與其相碰而損壞。 2.形狀 導(dǎo)柱的端部做成錐形或球形的先導(dǎo)部分，使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)柱孔。 3.材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼滲碳處理淬火處理或碳素工具鋼（T8、T10）經(jīng)淬火處理硬度50～55HRC，導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8μm，導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8～0.4μm。導(dǎo)柱滑動(dòng)部位按需要可設(shè)油槽。 4.數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離為導(dǎo)柱直徑的1～1.5倍）。為確保合模時(shí)只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置可采用等直徑不對(duì)稱布置或不等徑導(dǎo)柱對(duì)稱布置。導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可設(shè)置在定模一側(cè)，應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定。在不妨礙脫模取件的條件下，導(dǎo)柱通常設(shè)置在型芯高出分型面較多的一側(cè)。 5. 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/f7或H8/f8的間隙配合。 本設(shè)計(jì)中導(dǎo)柱采用標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)GB/T 4169.4-1984選用帶頭導(dǎo)柱如下。 尺寸： D = 35 mm S = 8 mm L1= 40 m L = 110 mm d1 =30 mm d = 30 mm 數(shù)目：四個(gè) 布置：等徑不對(duì)稱布置，設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 配合精度：固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合 導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合 圖 9-1 導(dǎo)柱 9.1.3導(dǎo)套 1.分類 導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場(chǎng)合；帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，用于精度較高的場(chǎng)合，導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工。也可以直接在模板上開設(shè)導(dǎo)向孔，而不用獨(dú)立的導(dǎo)套，這種形式的孔加工簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求不高的模具。 2.形狀 為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒圓角，導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進(jìn)入未打通的導(dǎo)柱孔時(shí)，孔內(nèi)空氣無法逸出而產(chǎn)生壓力，給導(dǎo)柱的進(jìn)入造成阻力。 3.材料 可用淬火鋼或鋼等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 導(dǎo)套的選擇應(yīng)根據(jù)模板的厚度來確定，材料為T8A, 硬度HRC50～55,或采用20鋼滲碳0.5～0.8厚，淬硬到HRC56～60.導(dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm。 本設(shè)計(jì)導(dǎo)套采用標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)GB/T 4169.3-1984選用帶頭導(dǎo)套Ⅰ型，裝在定模墊板上，數(shù)目：四個(gè)，其主要尺寸如下圖： 圖 9-2 導(dǎo)套 9.1.4導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合 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)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合如下圖所示: 圖9-3 導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合關(guān)系 9.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。 系統(tǒng)冷料，使其隨同塑件一起留在動(dòng)模一側(cè)；推桿用來頂制品；推桿固定板用來固定推桿，拉料桿；利用回程彈簧起復(fù)位導(dǎo)向作用。 9.2.1脫模機(jī)構(gòu)的組成 由推桿、推桿固定板、推板、復(fù)位桿、拉料桿、回程彈簧組成，其中，拉料桿的作用是勾著澆注 系統(tǒng)冷料，使其隨同塑件一起留在動(dòng)模一側(cè)；推桿用來頂制品；推桿固定板用來固定推桿，拉料桿；利用回程彈簧起復(fù)位導(dǎo)向作用。 9.2.2對(duì)脫模機(jī)構(gòu)的要求 1.塑件留于動(dòng)模。 2.模具的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開模過程中留在具有脫模裝置的半模上及動(dòng)模上，不要出現(xiàn)粘模現(xiàn)象。 3.塑件不變形損壞 4.具有良好的塑件外觀 5.結(jié)構(gòu)可靠 9.2.3脫模機(jī)構(gòu)的分類 脫模機(jī)構(gòu)可按動(dòng)力來源分類也可按模具結(jié)構(gòu)分類 1.根據(jù)動(dòng)力來源分類，分為手動(dòng)脫模、機(jī)動(dòng)脫模、液壓脫模、氣動(dòng)脫模。 2.根據(jù)推出零件的類別分類，可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、凹模或成型推桿（塊）推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等。 3. 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)特征分類，分為簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)、動(dòng)定模雙向推出機(jī)構(gòu)、順序推出機(jī)構(gòu)、二級(jí)推出機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)凝料的推出機(jī)構(gòu)等。 本設(shè)計(jì)采用的推出機(jī)構(gòu)是推桿推出機(jī)構(gòu)。 9.2.4推桿推出機(jī)構(gòu) 由于設(shè)置推桿位置的自由度較大因而推桿推出機(jī)構(gòu)是最常用的推出機(jī)構(gòu)，常被用來推出各種塑件。推桿推出機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：推桿加工簡(jiǎn)單，更換方便，脫模效果好。推桿設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)： 1. 推出位置 推桿的推出位置應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方，推桿不宜設(shè)在塑作最薄的處，以免塑件變形或損壞，當(dāng)結(jié)構(gòu)需要頂在薄壁處時(shí)，可增加推出面積來改善塑件受力狀況。推出面積較少時(shí)，一般采用推出盤推出，此設(shè)計(jì)的推桿放置在產(chǎn)品的中央。 2.直徑 推桿直徑不宜過細(xì)，應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，能承受一定的推力，一般推桿的直徑為2.5～15mm。為了避免細(xì)長(zhǎng)桿變形，對(duì)于直徑為2.5mm以下的推桿最好設(shè)計(jì)成階梯形。 3.裝配位置 推桿端面應(yīng)和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05～1mm，否則，會(huì)影響塑件使用。 4.數(shù)量 在保證塑件質(zhì)量，能夠順利脫模的情況下，推桿的數(shù)量不宜過多。當(dāng)塑件不允許有頂出痕跡，可用頂出耳的形式脫模后將頂出耳剪掉。 5. 推桿形狀與尺寸 推桿的材料多用鋼45、T8、T10, 推桿頭部要淬火處理HRC50以上，工作端面的粗糙度低于Ra0.8。 常用的推桿形式有圓形、矩形、D形。圓形結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣。推桿直徑d與形腔部分推桿孔一般采用H7/e7～H8/f8的間隙配合; 裝配部分應(yīng)保證D-d=4～6 毫米；軸肩厚約4～6毫米。 6. 推桿與推桿固定板的連接形式及配合圖： 本設(shè)計(jì)采用圓形推桿，參照GB/T 4169.1-1984設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)主要尺寸如下： 尺寸：D=10mm d=5mm s=3mm L1=200mm 數(shù)目：16根。 布置：在一個(gè)塑件上布置推桿位置 9.3復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 復(fù)位桿又叫回程桿，利用復(fù)位彈簧使推桿及推板復(fù)位并起導(dǎo)向作用。模板與復(fù)位桿配合的孔的極限偏差取H7。 本設(shè)計(jì)由于有側(cè)向抽芯，側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)在合模時(shí)與推桿會(huì)發(fā)生干涉，故在復(fù)位桿復(fù)位之前采用彈簧先行復(fù)位，使推桿先于側(cè)型芯復(fù)位，保證模具動(dòng)作的順利。本設(shè)計(jì)復(fù)位桿設(shè)計(jì)根據(jù)GB/T4169.1-1984采用與推桿相同的標(biāo)準(zhǔn)，主要尺寸如下： 尺寸： D=25mm d=20mm s=8mm 與之配套的彈簧根據(jù)GB/T2089-1994選取尺寸如下： 尺寸：A型 線徑d=2.5mm 彈簧中徑D=25mm 自有高度H=58mm 10 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺(tái)等的塑料制件時(shí)，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動(dòng)的零件，以便在脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件，否則就無法脫模，帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)（抽拔與復(fù)位）的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)于成型側(cè)向凸臺(tái)的情況（包括垂直分型的瓣合模），常稱為側(cè)向分型，對(duì)于成型側(cè)孔或側(cè)凹的情況，往往成為側(cè)向抽芯。但是，在一般的設(shè)計(jì)中，側(cè)向分型與側(cè)向抽芯常?；鞛橐徽劊患臃直?，統(tǒng)稱為側(cè)向分型抽芯，甚至只稱側(cè)向抽芯。 10.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 根據(jù)動(dòng)力來源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓（液動(dòng)）或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類。 1、 手動(dòng)抽芯 在開模前，用手工或手工工具抽出側(cè)向活動(dòng)型芯。由于使用手工抽芯，生產(chǎn) 率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，只適用于小型塑件的小批量生產(chǎn)。 2、機(jī)動(dòng)抽芯 利用注射機(jī)的楷模動(dòng)力，通過傳動(dòng)零件將活動(dòng)型芯抽出。由于它抽拔力大，抽芯動(dòng)作可靠，生產(chǎn)效率高，因此在目前的生產(chǎn)中廣泛采用。 3、液壓和氣動(dòng)抽芯 以壓力油或壓縮空氣作為抽芯動(dòng)力，在模具上配置專門的液壓缸或氣缸，通過活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)抽芯。該機(jī)構(gòu)具有傳動(dòng)平穩(wěn)，抽拔力大，抽芯距長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但一般注射機(jī)沒有這種裝置，因此應(yīng)用很少。 · 10.2 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 10.2.1 抽芯力的計(jì)算 式中， P—塑件的收縮應(yīng)力（Pa）.模內(nèi)冷卻的塑件P=1960Pa,模外冷卻的塑件； A— 塑件包圍的型芯的側(cè)面積（）； —摩擦系數(shù)，一般f=0.15-1.0； —斜導(dǎo)柱的傾斜角（），一般在選?。? —脫模斜度（）； F—抽拔力（N）。 根據(jù)所選的材料取=0.45，=，=。根據(jù)PRO/E分析得到塑件包圍的型芯的側(cè)面積： A=4566 將以上數(shù)據(jù)代入公式得： 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成型快，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成抽芯與分型動(dòng)作。這類側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作安全可靠、加工制