251 瓶蓋注射模設(shè),瓶蓋,注射 摘要 本課題主要是針對(duì)盒蓋的模具設(shè)計(jì), 通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的雙分型面注射模具。由于塑件內(nèi)側(cè)有四個(gè)小凸臺(tái)，無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱，固采用活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)形式。其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞 塑料模具 盒蓋 模具 Abstract This topic mainly aimed at the mold design of plastic lid. Through the analysis and comparison of the plastic product , the plastic mold was designed. This topic came from the technology capability of product, the structure of the mold embarks, the pours system, the injection molding system and the related parameter examination, the mold took shape the partial structures, the against system, the cooling system all had the detailed design, at the same time , the processing craft of the mold were simply established. Through the entire process of the design indicated this mold can achieve the processing craft which the plastic lid requested.Key words plastic mold the plastic lid mold 1 前言隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興” 口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力” ，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接： “模具就是黃金”。可見(jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在 1989 年 3 月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。2 產(chǎn)品技術(shù)要求和工藝分析2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求2.1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖 1、圖 2 和圖 3。圖 1 產(chǎn)品 3D 圖俯視圖圖 2 產(chǎn)品 3D 圖仰視圖圖 3 產(chǎn)品 2D 圖2.1.2 產(chǎn)品技術(shù)要求塑料零件的材料為 PE(聚乙烯 )乳白色，其表面要求無(wú)凹痕。此塑件上有三個(gè)尺寸有精度要求：零件上有多個(gè)尺寸有精度要求，分別是：68.2+0.75 , 5.2+0.28 , 66+0.52 均為 MT7 級(jí)塑料精度，屬于中等精度等級(jí)，在模具設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中要嚴(yán)格保證這些尺寸的精度要求。其余尺寸均無(wú)精度要求為自由尺寸，可按 MT10 級(jí)精度查取公差值。2.2 塑件的工藝分析2.2.1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性：盒蓋尺寸見(jiàn)圖一、圖二整體尺寸 71mm×52mm 外部由長(zhǎng)方形體并到角形成，內(nèi)部由一長(zhǎng)方形腔但有四個(gè)寬度為 1.2mm 高 1mm 寬的長(zhǎng)方形凸臺(tái)構(gòu)成，盒蓋屬于外部配件，表面精度要求較高，尺寸精度要求不高。2.2.2 塑件工藝性分析(1) 該塑件尺寸較大且要求塑件表面精度等級(jí)較高，無(wú)凹痕。采用點(diǎn)澆口流道的雙分型面型腔注射?？梢员ＷC其表面精度。(2) 該塑件為中小批量生產(chǎn) ，且塑件的形狀較復(fù)雜。為了加工和熱處理，降低成本，該塑件采用活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低模具的成本。2.3. 塑件材質(zhì)工藝性此盒蓋是采用 PE(聚乙烯)注塑成的。查相關(guān)手冊(cè)可知聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時(shí)采用的壓力不同可分為高壓、中壓和低壓三種。低壓聚乙烯 比較硬、耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好。聚乙烯無(wú)毒、無(wú)味、呈乳白色。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯有高度的耐水性。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。低壓聚乙烯的使用溫度為100℃左右。聚乙烯耐寒，在-60 ℃時(shí)仍有較好的機(jī)械性能，-70℃時(shí)仍有一定的柔軟性。常用熱塑性塑料成型特點(diǎn)聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向上的收率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周?chē)课坏拇嘈栽黾樱痪垡蚁┦湛s率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。2.4 成型工藝性查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 》P.280 表 2-31 常用塑料注射成型工藝參數(shù)：預(yù)熱和干燥溫度：80-120℃，時(shí)間：1-2 小時(shí)；料筒溫度：后段 160-180℃，中段：180-200℃，前段 200-220℃；模具溫度： 80-90℃；注射壓力： 700-1000 公斤力/cm2㎡；成型時(shí)間：注射時(shí)間 20-60 秒，保壓時(shí)間 0-3 秒，冷卻時(shí)間 20-90 秒，總周期 50-160 秒；螺桿轉(zhuǎn)速：48 轉(zhuǎn)/分。不需后處理。3 擬定成型方案及動(dòng)作原理3.1 分型面位置的確定如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)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(jì)、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(shí)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(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：a)保證塑料制品能夠脫模 這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平面上，而且此平面與開(kāi)模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì)，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 b)使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響：1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長(zhǎng)，影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。 2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過(guò)大。 3)型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大，如圖 2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。c)使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會(huì)留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上，如圖 3 的分型面 a 位置，塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡；圖 3 的分型面 b 處于截面變化的位置上，雖然割除毛邊后仍有痕跡，但看起來(lái)不明顯，故應(yīng)選擇后者.d)盡量避免側(cè)向抽芯塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在萬(wàn)不得己的情況下才能使用.e)使分型面容易加工 分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分，力求平面度和動(dòng)、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。g)使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。h)有利于排氣 對(duì)中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問(wèn)題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。3.2 成型方案的列出對(duì)于設(shè)計(jì)盒蓋注塑模具，有以下三個(gè)成型方案可供選擇：3.2.1 方案一（1） 分 型 面：A-A 為第一分型面；B-B 為第二分型面，動(dòng)模型心和活動(dòng)鑲件形成內(nèi)部形狀，定模型心形成外部形狀；分型面位置見(jiàn)圖 3；（2） 型腔布置：采用一模一腔，見(jiàn)圖 3；（3） 澆注系統(tǒng)：從中心進(jìn)澆，見(jiàn)圖 3；（4） 排 氣：分型面排氣；（5） 模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；（6） 抽芯機(jī)構(gòu)：由主型芯和活動(dòng)鑲件組成型芯，型芯自動(dòng)脫出，活動(dòng)鑲件由人工取出（7） 脫模機(jī)構(gòu)：推板脫模, 推 B-B 面。3.2.2 方案二（1） 分 型 面：如圖 3，A-A 為第一分型面；B-B 為第二 分型面；（2） 型腔布置：，采用一模兩腔；見(jiàn)圖 4（3） 澆注系統(tǒng)：從側(cè)面進(jìn)澆，見(jiàn)圖 4； （4） 排 氣：分型面排氣；（5） 模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；（8） 抽芯機(jī)構(gòu)：內(nèi)側(cè)抽芯斜機(jī)構(gòu)圖 3 產(chǎn)品盒蓋示意圖圖 4 產(chǎn)品盒蓋進(jìn)澆示意圖3.3 成型方案的選定對(duì)比兩個(gè)成型方案，最終選定方案一。這是因?yàn)椋悍桨付驗(yàn)楹猩w屬于薄壁零件，從內(nèi)側(cè)直接進(jìn)澆容易保證盒蓋表面光滑，但由于注射壓力直接作用在塑件上，容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹起變形。且盒蓋屬于中小批量生產(chǎn)，節(jié)約成本。因而采用方案一另外，方案二的抽芯機(jī)構(gòu)不好設(shè)置。方案一可以采用自動(dòng)推出塑件，再由人工取出活動(dòng)鑲件和凝料，使塑件順利脫模，而方案二抽芯機(jī)構(gòu)雖然效率較高，但較復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抽芯，成本高。綜上所述，最終確定的成型方案為方案一。3.4 模具結(jié)構(gòu)圖分析（如圖 5）圖 53.5 模具動(dòng)作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.5.1 動(dòng)作原理該注塑模具采用點(diǎn)澆口式雙分型面模具。開(kāi)模時(shí)，第一次分型面在定距導(dǎo)柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時(shí)，推板由于推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動(dòng)鑲件從動(dòng)模上推下，活動(dòng)鑲件隨塑料件一起被推出機(jī)構(gòu)推出模外，然后用手工或?qū)Ｓ霉ぞ邔⒒顒?dòng)鑲件從塑件中取出， （為了下依次安放活動(dòng)鑲件，推桿必須預(yù)先復(fù)位。 ）再將其放入模腔中進(jìn)行下一次注射成型。3.5.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)成型部分：由動(dòng)模型芯 14、活動(dòng)鑲件 11 和活動(dòng)鑲件 12 來(lái)形成塑件產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由定模板型腔 6 來(lái)形成塑件產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)：采用冷流道結(jié)構(gòu)，脫落澆注系統(tǒng)凝料需一定開(kāi)模行程。注塑機(jī)暫停工作時(shí)，需要對(duì)冷流道凝料進(jìn)行清除。脫模機(jī)構(gòu)：從簡(jiǎn)圖 3 上可看出塑料件內(nèi)部有四個(gè)小凸臺(tái)。所以無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱或斜滑塊。故采用活動(dòng)鑲件 11、12，在合模前人工將鑲件定位與動(dòng)模板 6 中。開(kāi)模時(shí)，第一次分型在定距導(dǎo)柱的作用下自動(dòng)的將凝料拉出并拉斷在定模板 6 中；第二 次分型是活動(dòng)鑲件隨塑件一起被推出機(jī)構(gòu)推出模外，然后用工具取出塑件和去除凝料，再將活動(dòng)鑲件放入型腔中進(jìn)行下一次注射成型。復(fù)位機(jī)構(gòu)：在合模的過(guò)程中，在復(fù)位彈簧的作用下，從而帶動(dòng)復(fù)位桿推使桿固定板 18 和推板 19 復(fù)位。冷卻系統(tǒng)：此注塑模因塑件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，故設(shè)置了二個(gè)環(huán)形的冷卻水道。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：此注塑模中的導(dǎo)向部分主要有兩種：一是動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱 13 導(dǎo)套 10，二是定模座板和動(dòng)模板之間的定距導(dǎo)柱 8。排氣系統(tǒng)：分型面排氣。3.6、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始，到型腔入口為止的那一段流道。普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。3.6.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大 1-2mm；主流道小端直徑應(yīng)比噴嘴孔直徑約大 0.5-1mm，常取 Ф4-8mm，視制品大小及補(bǔ)料要求決定。大端直徑應(yīng)比分流道深度大 1.5mm 以上，其錐角不宜過(guò)大，一般取 2°～6°。3.6.2 澆口設(shè)計(jì)澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。鑒于盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，選擇點(diǎn)澆口。對(duì)于設(shè)計(jì)的盒蓋，由于其內(nèi)形狀雖然規(guī)則但較復(fù)雜，屬于小批量生產(chǎn)。故宜采用雙分型面點(diǎn)澆口。故在安排型腔時(shí)，最好采用一模一腔的形式，以方便節(jié)約產(chǎn)品的成本，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)的盒蓋注塑模具的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布及尺寸如下圖 6 所示圖 6 點(diǎn)澆口示意圖因采用點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)，所以不設(shè)冷料井。4 注塑機(jī)的選擇及成型零件的設(shè)計(jì)4.1、注塑機(jī)的選擇本次設(shè)計(jì)與實(shí)際在工廠中的設(shè)計(jì)有所不同。工廠中的注塑機(jī)是已有固定的，模具設(shè)計(jì)人員通常都是根據(jù)車(chē)間內(nèi)的注塑機(jī)來(lái)確定最大的之間產(chǎn)量，即是說(shuō)廠中的注塑機(jī)選擇是有限的。而在本次設(shè)計(jì)中，我們選擇注塑即的原則則是按我們想象中的產(chǎn)品產(chǎn)量和實(shí)際的塑件形狀來(lái)選擇任何一款注塑機(jī)，最后校核能滿足使用要求即可。這樣同樣也可以達(dá)到訓(xùn)練的目的。4.1.1 盒蓋體積的計(jì)算根據(jù)塑件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到可得出盒蓋體積V 盒蓋 = 15043 mm34.1.2 盒蓋質(zhì)量的計(jì)算查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.276.表 2-2 常用熱塑性塑料主要技術(shù)指標(biāo)可知 PE 的密度為 0.91～0.96g/cm3,計(jì)算可得盒蓋的質(zhì)量M 盒蓋=16.043 cm3×0.935g/cm3≈15g.滿足注射量 V 機(jī)≥V 塑件/0.8式中V 機(jī)——額定注射量（cm2）V 塑件——塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（ cm2）V 塑件 /0.8=15.043/0.8=18.8cm34.1.3 塑料注射機(jī)參數(shù)查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.103.表 2-33 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)（2）計(jì)算所得的總體積和質(zhì)量可初選 XS-ZS-22 機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)格如下表-1螺桿(柱塞) 直徑（mm） 25、20 噴 嘴 球半徑（mm） 12注射容量（cm3 或 g） 30、 20 孔直徑（mm） 2注射壓力（/MPa） 75、115 頂 出 四側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出鎖模力（/kN） 250 最大注射面積（cm2） 90 模具厚度（mm） 最 大 180 拉桿空間（mm） 235最 小 60 定位孔直徑（ mm） Ф125+0.06表-1 塑料注射機(jī)基本參數(shù)4.1.4 選標(biāo)準(zhǔn)模架根據(jù)以上分析，計(jì)算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查表 7-1、7-3 選用：A3-160160-18-Z2定模板厚度：A=25mm動(dòng)模板厚度：B=20mm墊快厚度：C=50mm模具厚度 H=40+A+B+C=(56+25+20+50)mm=151mm模具外形尺寸 160mm×160mm×151mm4.2、注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核4.2.1 注塑壓力的校核查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P47 表 3-1 常用熱塑性塑料注射成型工藝參數(shù)注射壓力 80MPa 噴嘴孔直徑 2mm; 合乎要求b)、定位孔與定位圈的尺寸校核：定位圈直徑 100mm 30+11+33+10=84 mm， 合乎要求。到此，注塑機(jī)的各項(xiàng)相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過(guò)。4.3 模具成型部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔是模具上直接成型塑料制件的部位。直接構(gòu)成模具型腔的所有零件的所有零件都稱為成型零件，通常包括：凹模、凸模、成型桿、成型環(huán)、各種型腔鑲件等。圖 7 凹、凸模結(jié)構(gòu)示意圖4.3.1 型腔分型面位置和形狀的確定：分型面，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是分開(kāi)模具取出塑件的面。盒蓋注塑模的分型面選擇在 H-H 面。4.3.2 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鑒于盒蓋的特殊結(jié)構(gòu)，盒蓋注塑模具的成型零件包括：動(dòng)模型芯、定模型芯、活動(dòng)鑲件。這樣選擇的原因在于：盒蓋的外形狀雖然規(guī)則，但內(nèi)部較復(fù)雜。因此，宜采用活動(dòng)鑲件，而用四個(gè)活動(dòng)鑲件來(lái)形成其內(nèi)部四個(gè)小凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)。模分開(kāi)的同時(shí)相當(dāng)于抽芯。四個(gè)活動(dòng)鑲件從分型面用人工取下。這樣的好處在于：（1） 、可以避免復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)形成四個(gè)小的凸臺(tái)。主型芯會(huì)留在動(dòng)模一邊，脫模完成后只需用人工將活動(dòng)鑲件裝上即可。技術(shù)要求：活動(dòng)鑲件與型芯之間的定位要保證。4.3.3 成型零件的工作尺寸計(jì)算影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面（1） 、零件的制造公差；（2） 、設(shè)計(jì)時(shí)所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率波動(dòng)；（3） 、模具使用過(guò)程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：1、制造誤差：△z=a?i=a(0.45 +0.001D)其中，D — 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；△ z — 成型零件的制造公差值； i — 公差單位；a — 精度系數(shù)，對(duì)模具制造最常用的精度等級(jí)。2 成型收縮率波動(dòng)影響 其中， — 塑件成型收縮率；LM — 模具成型尺寸；LS — 塑件對(duì)應(yīng)尺寸。3 型腔磨損對(duì)尺寸的影響為簡(jiǎn)便計(jì)算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來(lái)選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考慮塑料對(duì)鋼材的磨損情況；同時(shí)還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的 1/6（常取0.02～0.05mm ） ，而對(duì)于大的模具則應(yīng)取 1/6 以下。但實(shí)際上對(duì)于聚烯烴（如像 PP） 、尼龍等塑料來(lái)說(shuō)對(duì)模具的磨損是很小的，對(duì)小型塑件來(lái)說(shuō)，成型零件磨損量對(duì)塑件的總誤差有一定的影響，而對(duì)于大的塑件來(lái)說(shuō)影響很小。在以上理論基礎(chǔ)上，下面按平均收縮率來(lái)計(jì)算成型尺寸：（1） 型腔徑向尺寸的計(jì)算：查得 聚乙烯（PP）的收縮率為 Sq=（1.5 ～2.0）%,所以，平均收縮率為：Scp=1.75%考慮到實(shí)際的模具制造條件和工件的實(shí)際要求，成型零件是公差等級(jí)取 IT7級(jí)。型腔工作部位尺寸：型腔徑向尺寸：L+δ2m0 =[（1+s ）Ls-XΔ]+δ20型腔深度尺寸：H +δ2m0 =[（1+s）Hs-XΔ]+δ20 型芯徑向尺寸：l0m-δ2=[（1+s）Ls+XΔ]0-δ2 型芯高度尺寸：H0-δ2=[（1+s ）hs+XΔ]0-δ2式中 Ls - 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）ls - 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）Hs - 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ mm）hs - 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）X - 修正系數(shù) 取 0.5～0.75△ - 塑件公差δz- 模具制造公差 一般取（1/3～1/4 ）△a)、動(dòng)模型芯的主要尺寸計(jì)算為了統(tǒng)一計(jì)算基準(zhǔn)，按照一般習(xí)慣，規(guī)定型腔（孔）的最小尺寸為名義尺寸 LM，盒蓋的尺寸 LS, 模具的制造公差為 δZ=△/3, 則徑向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,=（ 36+36×2%－3/4×0.16） =36.6 長(zhǎng)度方向：HM =(HS + HS?Scp－2/3 △) =（47+47×2%－2/3×0.16） ,=47.74 ,其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。b)、定模型芯的主要尺寸計(jì)算徑向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,=（ 36+36×2%－3/4×0.16） =36.6 長(zhǎng)度方向：HM =(HS + HS?Scp－2/3 △) =（23+23×2%－2/3×0.13） ,=23.17 ,其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。c)、活動(dòng)型芯的主要尺寸計(jì)算徑向： HM =(HS + HS?Scp－2/3 △) =（44+44×2%－2/3×0.13） ,=23.17 ,長(zhǎng)度方向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,=（36+36×2% －3/4×0.13） =36.63 其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。5 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)盒蓋的分型采用定距導(dǎo)柱的分模形式。這樣在分型面打開(kāi)的同時(shí)，凝料也隨定模板一起運(yùn)動(dòng)，凝料離開(kāi)澆口套。在定距導(dǎo)柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時(shí)，最后推板由于推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動(dòng)鑲件從動(dòng)模上推下，完成注塑的全過(guò)程。5.1 定距導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1 a 的計(jì)算為了保證開(kāi)模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于雙分型面注射模具，需要在開(kāi)模距離中增加定模板與中間板之間的分開(kāi)距離 a。a 的大小應(yīng)該保證可以方便地 取出流道內(nèi)的凝料。凝料的長(zhǎng)度為 d=15+14+4=33mm。應(yīng)此，a≥33mm　　5.1.2 定距導(dǎo)柱的選擇定距導(dǎo)柱的長(zhǎng)度 s=15+25+20=60mm定距導(dǎo)柱的余量空間 k=60-4-5-10=41mm≥33mm所以滿足第一次分型面的要求。5.1.3 根據(jù)定距導(dǎo)柱的參數(shù)最大拉力查內(nèi)六角螺釘查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》P.421.表 2-31，可知對(duì)應(yīng)的最大拉力選用 M4 的內(nèi)六角螺釘既可。5.1.4 確定定距導(dǎo)柱直徑：查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.422.表 2-35， 可知斜導(dǎo)柱直徑 d=20mm。5.2．型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型塑件內(nèi)的表面的零件稱凸模或型芯，其主要有：主型芯、小型芯、活動(dòng)鑲件、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等。對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的容器、殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯或凸模，而將成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。根據(jù)盒蓋的結(jié)構(gòu)，它的型芯由一個(gè)主型芯和四個(gè)活動(dòng)鑲件組成。5.2.1 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。采用組合式型芯，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜的型芯的加工工藝，減少熱處理變形，便宜模具的維修，節(jié)省貴重的模具鋼。為了保證組合后的型芯尺寸的精度和裝配的牢固，要求鑲件的尺寸、形位公差等級(jí)較高，組合機(jī)構(gòu)必須牢固，鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好。因此，選擇合理的組合式結(jié)構(gòu)是非常重要的。根據(jù)盒蓋的機(jī)構(gòu)選擇為盲孔式的結(jié)構(gòu)。盲孔式的結(jié)構(gòu)如圖 8 所示圖 8 盲孔式的組合型芯為了方便推出活動(dòng)鑲件和塑件，主型芯下面周?chē)O(shè)計(jì)一個(gè)角度為 3?！?。的斜面，以保證配合間隙，它有利于活動(dòng)鑲件的安裝定位。5.2.2 活動(dòng)鑲件的設(shè)計(jì)由于盒蓋的內(nèi)部由一長(zhǎng)方形腔但有四個(gè)寬度為 1.2mm 高 1mm 寬的長(zhǎng)方形凸臺(tái)構(gòu)成。因此需要采用四個(gè)活動(dòng)鑲件，既兩對(duì)活動(dòng)鑲件：活動(dòng)鑲件 1 和活動(dòng)鑲件 2。考慮到活動(dòng)鑲件在安裝的過(guò)程中，活動(dòng)鑲件在模具中應(yīng)該有可靠的定位，它和安放面的配合面，一般應(yīng)設(shè)計(jì)為 3?！?。的斜面。以保證配合間隙。圖 9 活動(dòng)鑲件 11圖 10 活動(dòng)鑲件 125.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)從盒蓋的具體形狀和結(jié)構(gòu)來(lái)看，其尺寸不大，因此，采用 4 桿推出即可。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定在四個(gè)活動(dòng)鑲件上設(shè)置四根普通的圓頂桿。由于塑料件的內(nèi)側(cè)有四　個(gè)小的凸臺(tái)，所以無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱或斜滑塊，固采用活動(dòng)鑲件，在合模前人工將鑲件定位于動(dòng)模板中。為了便宜安裝鑲件，應(yīng)該使推出推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位，為此，在四只頂桿上安裝了四個(gè)復(fù)位彈簧。所以如圖 11 所示 圖 11 推桿固定板示意圖普通的圓形頂桿按 GB/T4169.1-1984 選用，均可以滿足要求。 查表 7-13，選用 φ10mm×59mm 型號(hào)的圓形頂桿 2 根；選用 φ6mm×59mm 型號(hào)的圓形頂桿 2 根.5.4、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于制品平均壁厚為 1.1mm 左右，制品尺寸較大,確定水孔的直徑為 6mm。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計(jì)算比較困難。實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)確定冷水水路，通過(guò)調(diào)節(jié)水溫、水速來(lái)滿足要求。由于動(dòng)模中由型芯和固定板和件組成 ，受結(jié)構(gòu)限制，冷卻水路布置如下圖 12圖 12 水流道示意圖 5.5 成型零件的加工工藝5.5.1 動(dòng)模型芯加工工藝過(guò)程（如圖 13）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 鋸床下料2 鍛造 鍛六方 38mm×26mm×28mm3 熱處理 退火，硬度不大于 229HRC4 銑 銑上、下平面至尺寸 22.4mm；以 A 面為基準(zhǔn)，銑四側(cè)面至尺寸 33mm、24mm；銑與垂直方向夾角為 4 度的四斜面，留磨余量 0.1mm～0.2mm5 熱處理 淬火， HRC52～585 磨 平磨 A、B 面至尺寸成型磨四側(cè)面和四斜面至尺寸7 表面處理 表面鍍硬鉻8 鉗 拋光使表面 Ra0.4um 如圖 13 型芯示意圖5.5.2 凹模加工工藝過(guò)程（如圖 14）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 鋸床下料2 鍛造 鍛六方 164mm×164mm×30mm3 熱處理 退火，硬度不大于 229HRC4 刨 刨六面至尺寸 161mm×161mm×27mm5 平磨 磨六面至尺寸 160.4mm×160.4mm×26mm；并保證 A、B 面、上、下平面四面垂直度 0.02mm/100mm6 數(shù)控銑 （1 ） 以 A、B 面為基準(zhǔn)銑型腔，銑 φ30mm 的孔；（2） 銑流道及進(jìn)料口至尺寸7 鉗 研光澆口流道 Ra（0.2～0.4）um8 熱處理 淬火，HRC54～589 平磨 磨上下面尺寸到 25.42±0.03mm 型腔面磨光。注意保證各面垂直，垂直度誤差在 0.02mm/100mm 內(nèi)10 銑 以 A、B 面為基準(zhǔn)，銑 4×φ16mm 的孔到要求；銑 φ18mm 的孔，留研磨量0.015mm11 鉗 鉆 8M8mm 螺紋底孔，并攻螺紋到要求，研磨型腔各型面達(dá)圖樣要求 Ra0.1mm研磨澆口、流道達(dá)圖樣要求。如圖 14 凹模示意圖 5.5.3 活動(dòng)鑲件 11 加工工藝過(guò)程（如圖 15）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 將坯料下成： 30mm×40mm×30mm 坯料2 銑平面 銑六個(gè)面成 15mm×31.9mm×22.5mm；銑與垂直方向夾角為 4 度的斜面至尺寸；銑槽 6mm×1.2mm×1mm。3 熱處理 淬火，HRC54～584 磨 磨上下表面至尺寸 22.3±0.060.02 mm5 表面處理 表面鍍硬鉻6 鉗 拋光表面 Ra0.4um如圖 15 活動(dòng)鑲件 11 示意圖5.5.4、活動(dòng)鑲件 12 加工工藝過(guò)程（如圖 16）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 將坯料下成： 35mm×62mm×30mm 坯料2 銑平面 銑六個(gè)面成 20mm×52.8mm×22.5mm；銑與垂直方向夾角為 4 度的斜面至尺寸；銑槽 6mm×1.2mm×1mm。3 熱處理 淬火，HRC54～584 磨 磨上下表面至尺寸 22.3±0.060.02 mm5 表面處理 表面鍍硬鉻6 鉗 拋光表面 Ra0.4um如圖 16 活動(dòng)鑲件 12 示意圖5.6 模具的安裝調(diào)試及維護(hù)5.6.1 模具安裝（1） 、清理模板平面定位孔及模具安裝表面上的污物、毛刺；（2） 、因模具的外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面的兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然后慢速開(kāi)閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開(kāi)閉模具時(shí)平穩(wěn)，靈活，無(wú)卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模；（3） 、調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠開(kāi)模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)；（4） 、慢速開(kāi)啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開(kāi)閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。（5） 、模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度 20o～30o，即可校正噴嘴澆口套的相對(duì)位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射模座定位螺釘，緊固定位。5.5.2 調(diào)試試模時(shí)，塑件上?？赡軙?huì)出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次、廢品的原因是很多的，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多方面的綜合原因。需按照成型條件、成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)及制造精度、塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中的主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。6 結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在與簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，降低了模具的制造成本。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。 參考文獻(xiàn)[1] 魁葵 黃麗 .模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè). 廣州：華南理工業(yè)大學(xué)出版社，2002 [2] 史鐵梁.模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003[3] 全國(guó)模具編輯委員會(huì) .模具鉗工工藝. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2003；[4] 全國(guó)模具編輯委員會(huì) .模具制造工藝裝備及應(yīng)用. 機(jī)械工業(yè)出版社，2000[5] 于華 .注射模具設(shè)計(jì)技術(shù)及實(shí)例. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1997[6] 王樹(shù)勛.模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1995[7] 王旭.塑料模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1994[8] 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為了避免在零件表面出現(xiàn)進(jìn)料痕, 保證進(jìn)料均勻,模具采用點(diǎn)澆口進(jìn)料,澆口位置選在下蓋上部的中間部位,合蓋后看不見(jiàn)。 為了保證零件外觀的美觀, 零件的外形位于上模,分型面位于 E 處( 見(jiàn)圖 3) , 1 模 4 件,對(duì)稱排列,模具結(jié)構(gòu)如圖 4 所示。 由于塑件的材料為 PC , 有良好的伸縮性, 而 D 處又專門(mén)設(shè)計(jì)了 3 個(gè)缺口, 使塑件有了向外變形的空間, 故下蓋 A 處的環(huán)狀凸筋可采用強(qiáng)制脫模, 以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。此主題相關(guān)圖片如下：3 模具結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程 因定模部分結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜, 整體加工有一定的難度,采用了鑲拼結(jié)構(gòu),主要由定模型芯 9、定模型芯鑲塊 14、15 組成,見(jiàn)圖 4。 動(dòng)模部分由于頂出困難, 設(shè)計(jì)了活動(dòng)型芯延時(shí)頂出機(jī)構(gòu),先頂出外形, 再進(jìn)行強(qiáng)制脫模, 見(jiàn)圖 4。動(dòng)模型芯主要由型芯 7、活動(dòng)型芯 24、推桿型芯 27 組成。 開(kāi)模時(shí), 在彈簧 10 的作用下, 模具在 F - F 處先分型, 在拉料桿 16 的作用下, 點(diǎn)澆口拉斷, 澆注系統(tǒng)凝料留于脫流道板 11 上。繼續(xù)開(kāi)模,在限位螺釘 20 的作用下, G - G 處分型, 澆注系統(tǒng)凝料被脫流道板 11 強(qiáng)行刮下。進(jìn)一步開(kāi)模,在限位螺釘 13 的作用下, H - H 處分型, 定模型芯 9、型芯鑲塊 14、15 脫模,塑件留于動(dòng)模。繼續(xù)開(kāi)模,注射機(jī)頂桿推動(dòng)推板 31 ,帶動(dòng)推桿型芯 27 前行,由于塑件對(duì)型芯的包緊力, 帶動(dòng)活動(dòng)型芯 24 前行, 將塑件頂出動(dòng)模型芯 7 , 活動(dòng)型芯 24 不再前行, 由于塑件這時(shí)有了向外變形的空間,在推桿型芯 27 的繼續(xù)頂出作用下對(duì) A 處的環(huán)狀凸筋進(jìn)行強(qiáng)制脫模。合模時(shí),活動(dòng)型芯 24 在復(fù)位推桿 18、23 和彈簧 19 的作用下復(fù)位, 推板頂出機(jī)構(gòu)亦在復(fù)位桿 5、復(fù)位彈簧 4 的作用下復(fù)位,完成合模過(guò)程。 5 結(jié)束語(yǔ) 此模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,動(dòng)、定模都采用了鑲拼結(jié)構(gòu),點(diǎn)澆口進(jìn)料,并設(shè)計(jì)了新穎的活動(dòng)型芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行二次頂出。在加工中,采用先進(jìn)行設(shè)計(jì),待成熟后再繪制產(chǎn)品實(shí)體圖, 利用 CAD/ CAM 軟件的 MAS2TERCAM8. 1 模塊生成加工程序, 在數(shù)控機(jī)床上加工動(dòng)、定模型腔及電極的方法來(lái)保證加工精度。通過(guò)試模,該模具各部分動(dòng)作準(zhǔn)確可*,生產(chǎn)的產(chǎn)品符合圖紙要求。摘要 本課題主要是針對(duì)盒蓋的模具設(shè)計(jì), 通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的雙分型面注射模具。由于塑件內(nèi)側(cè)有四個(gè)小凸臺(tái)，無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱，固采用活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)形式。其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。關(guān)鍵詞 塑料模具 盒蓋 模具 Abstract This topic mainly aimed at the mold design of plastic lid. Through the analysis and comparison of the plastic product , the plastic mold was designed. This topic came from the technology capability of product, the structure of the mold embarks, the pours system, the injection molding system and the related parameter examination, the mold took shape the partial structures, the against system, the cooling system all had the detailed design, at the same time , the processing craft of the mold were simply established. Through the entire process of the design indicated this mold can achieve the processing craft which the plastic lid requested.Key words plastic mold the plastic lid mold 1 前言隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興” 口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力” ，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接： “模具就是黃金”。可見(jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在 1989 年 3 月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。2 產(chǎn)品技術(shù)要求和工藝分析2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求2.1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖 1、圖 2 和圖 3。圖 1 產(chǎn)品 3D 圖俯視圖圖 2 產(chǎn)品 3D 圖仰視圖圖 3 產(chǎn)品 2D 圖2.1.2 產(chǎn)品技術(shù)要求塑料零件的材料為 PE(聚乙烯 )乳白色，其表面要求無(wú)凹痕。此塑件上有三個(gè)尺寸有精度要求：零件上有多個(gè)尺寸有精度要求，分別是：68.2+0.75 , 5.2+0.28 , 66+0.52 均為 MT7 級(jí)塑料精度，屬于中等精度等級(jí)，在模具設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中要嚴(yán)格保證這些尺寸的精度要求。其余尺寸均無(wú)精度要求為自由尺寸，可按 MT10 級(jí)精度查取公差值。2.2 塑件的工藝分析2.2.1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性：盒蓋尺寸見(jiàn)圖一、圖二整體尺寸 71mm×52mm 外部由長(zhǎng)方形體并到角形成，內(nèi)部由一長(zhǎng)方形腔但有四個(gè)寬度為 1.2mm 高 1mm 寬的長(zhǎng)方形凸臺(tái)構(gòu)成，盒蓋屬于外部配件，表面精度要求較高，尺寸精度要求不高。2.2.2 塑件工藝性分析(1) 該塑件尺寸較大且要求塑件表面精度等級(jí)較高，無(wú)凹痕。采用點(diǎn)澆口流道的雙分型面型腔注射?？梢员ＷC其表面精度。(2) 該塑件為中小批量生產(chǎn) ，且塑件的形狀較復(fù)雜。為了加工和熱處理，降低成本，該塑件采用活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低模具的成本。2.3. 塑件材質(zhì)工藝性此盒蓋是采用 PE(聚乙烯)注塑成的。查相關(guān)手冊(cè)可知聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時(shí)采用的壓力不同可分為高壓、中壓和低壓三種。低壓聚乙烯 比較硬、耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好。聚乙烯無(wú)毒、無(wú)味、呈乳白色。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯有高度的耐水性。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。低壓聚乙烯的使用溫度為100℃左右。聚乙烯耐寒，在-60 ℃時(shí)仍有較好的機(jī)械性能，-70℃時(shí)仍有一定的柔軟性。常用熱塑性塑料成型特點(diǎn)聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向上的收率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周?chē)课坏拇嘈栽黾樱痪垡蚁┦湛s率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。2.4 成型工藝性查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 》P.280 表 2-31 常用塑料注射成型工藝參數(shù)：預(yù)熱和干燥溫度：80-120℃，時(shí)間：1-2 小時(shí)；料筒溫度：后段 160-180℃，中段：180-200℃，前段 200-220℃；模具溫度： 80-90℃；注射壓力： 700-1000 公斤力/cm2㎡；成型時(shí)間：注射時(shí)間 20-60 秒，保壓時(shí)間 0-3 秒，冷卻時(shí)間 20-90 秒，總周期 50-160 秒；螺桿轉(zhuǎn)速：48 轉(zhuǎn)/分。不需后處理。3 擬定成型方案及動(dòng)作原理3.1 分型面位置的確定如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)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(jì)、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(shí)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(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：a)保證塑料制品能夠脫模 這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平面上，而且此平面與開(kāi)模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì)，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。 b)使型腔深度最淺 模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響：1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長(zhǎng)，影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。 2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過(guò)大。 3)型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大，如圖 2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。c)使塑件外形美觀，容易清理 盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會(huì)留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上，如圖 3 的分型面 a 位置，塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡；圖 3 的分型面 b 處于截面變化的位置上，雖然割除毛邊后仍有痕跡，但看起來(lái)不明顯，故應(yīng)選擇后者.d)盡量避免側(cè)向抽芯塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在萬(wàn)不得己的情況下才能使用.e)使分型面容易加工 分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分，力求平面度和動(dòng)、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。g)使側(cè)向抽芯盡量短 抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。h)有利于排氣 對(duì)中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問(wèn)題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。3.2 成型方案的列出對(duì)于設(shè)計(jì)盒蓋注塑模具，有以下三個(gè)成型方案可供選擇：3.2.1 方案一（1） 分 型 面：A-A 為第一分型面；B-B 為第二分型面，動(dòng)模型心和活動(dòng)鑲件形成內(nèi)部形狀，定模型心形成外部形狀；分型面位置見(jiàn)圖 3；（2） 型腔布置：采用一模一腔，見(jiàn)圖 3；（3） 澆注系統(tǒng)：從中心進(jìn)澆，見(jiàn)圖 3；（4） 排 氣：分型面排氣；（5） 模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；（6） 抽芯機(jī)構(gòu)：由主型芯和活動(dòng)鑲件組成型芯，型芯自動(dòng)脫出，活動(dòng)鑲件由人工取出（7） 脫模機(jī)構(gòu)：推板脫模, 推 B-B 面。3.2.2 方案二（1） 分 型 面：如圖 3，A-A 為第一分型面；B-B 為第二 分型面；（2） 型腔布置：，采用一模兩腔；見(jiàn)圖 4（3） 澆注系統(tǒng)：從側(cè)面進(jìn)澆，見(jiàn)圖 4； （4） 排 氣：分型面排氣；（5） 模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；（8） 抽芯機(jī)構(gòu)：內(nèi)側(cè)抽芯斜機(jī)構(gòu)圖 3 產(chǎn)品盒蓋示意圖圖 4 產(chǎn)品盒蓋進(jìn)澆示意圖3.3 成型方案的選定對(duì)比兩個(gè)成型方案，最終選定方案一。這是因?yàn)椋悍桨付驗(yàn)楹猩w屬于薄壁零件，從內(nèi)側(cè)直接進(jìn)澆容易保證盒蓋表面光滑，但由于注射壓力直接作用在塑件上，容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹起變形。且盒蓋屬于中小批量生產(chǎn)，節(jié)約成本。因而采用方案一另外，方案二的抽芯機(jī)構(gòu)不好設(shè)置。方案一可以采用自動(dòng)推出塑件，再由人工取出活動(dòng)鑲件和凝料，使塑件順利脫模，而方案二抽芯機(jī)構(gòu)雖然效率較高，但較復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抽芯，成本高。綜上所述，最終確定的成型方案為方案一。3.4 模具結(jié)構(gòu)圖分析（如圖 5）圖 53.5 模具動(dòng)作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.5.1 動(dòng)作原理該注塑模具采用點(diǎn)澆口式雙分型面模具。開(kāi)模時(shí)，第一次分型面在定距導(dǎo)柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時(shí)，推板由于推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動(dòng)鑲件從動(dòng)模上推下，活動(dòng)鑲件隨塑料件一起被推出機(jī)構(gòu)推出模外，然后用手工或?qū)Ｓ霉ぞ邔⒒顒?dòng)鑲件從塑件中取出， （為了下依次安放活動(dòng)鑲件，推桿必須預(yù)先復(fù)位。 ）再將其放入模腔中進(jìn)行下一次注射成型。3.5.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)成型部分：由動(dòng)模型芯 14、活動(dòng)鑲件 11 和活動(dòng)鑲件 12 來(lái)形成塑件產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由定模板型腔 6 來(lái)形成塑件產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)：采用冷流道結(jié)構(gòu)，脫落澆注系統(tǒng)凝料需一定開(kāi)模行程。注塑機(jī)暫停工作時(shí)，需要對(duì)冷流道凝料進(jìn)行清除。脫模機(jī)構(gòu)：從簡(jiǎn)圖 3 上可看出塑料件內(nèi)部有四個(gè)小凸臺(tái)。所以無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱或斜滑塊。故采用活動(dòng)鑲件 11、12，在合模前人工將鑲件定位與動(dòng)模板 6 中。開(kāi)模時(shí)，第一次分型在定距導(dǎo)柱的作用下自動(dòng)的將凝料拉出并拉斷在定模板 6 中；第二 次分型是活動(dòng)鑲件隨塑件一起被推出機(jī)構(gòu)推出模外，然后用工具取出塑件和去除凝料，再將活動(dòng)鑲件放入型腔中進(jìn)行下一次注射成型。復(fù)位機(jī)構(gòu)：在合模的過(guò)程中，在復(fù)位彈簧的作用下，從而帶動(dòng)復(fù)位桿推使桿固定板 18 和推板 19 復(fù)位。冷卻系統(tǒng)：此注塑模因塑件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，故設(shè)置了二個(gè)環(huán)形的冷卻水道。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：此注塑模中的導(dǎo)向部分主要有兩種：一是動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱 13 導(dǎo)套 10，二是定模座板和動(dòng)模板之間的定距導(dǎo)柱 8。排氣系統(tǒng)：分型面排氣。3.6、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始，到型腔入口為止的那一段流道。普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。3.6.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大 1-2mm；主流道小端直徑應(yīng)比噴嘴孔直徑約大 0.5-1mm，常取 Ф4-8mm，視制品大小及補(bǔ)料要求決定。大端直徑應(yīng)比分流道深度大 1.5mm 以上，其錐角不宜過(guò)大，一般取 2°～6°。3.6.2 澆口設(shè)計(jì)澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。鑒于盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，選擇點(diǎn)澆口。對(duì)于設(shè)計(jì)的盒蓋，由于其內(nèi)形狀雖然規(guī)則但較復(fù)雜，屬于小批量生產(chǎn)。故宜采用雙分型面點(diǎn)澆口。故在安排型腔時(shí)，最好采用一模一腔的形式，以方便節(jié)約產(chǎn)品的成本，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)的盒蓋注塑模具的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布及尺寸如下圖 6 所示圖 6 點(diǎn)澆口示意圖因采用點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)，所以不設(shè)冷料井。4 注塑機(jī)的選擇及成型零件的設(shè)計(jì)4.1、注塑機(jī)的選擇本次設(shè)計(jì)與實(shí)際在工廠中的設(shè)計(jì)有所不同。工廠中的注塑機(jī)是已有固定的，模具設(shè)計(jì)人員通常都是根據(jù)車(chē)間內(nèi)的注塑機(jī)來(lái)確定最大的之間產(chǎn)量，即是說(shuō)廠中的注塑機(jī)選擇是有限的。而在本次設(shè)計(jì)中，我們選擇注塑即的原則則是按我們想象中的產(chǎn)品產(chǎn)量和實(shí)際的塑件形狀來(lái)選擇任何一款注塑機(jī)，最后校核能滿足使用要求即可。這樣同樣也可以達(dá)到訓(xùn)練的目的。4.1.1 盒蓋體積的計(jì)算根據(jù)塑件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢到可得出盒蓋體積V 盒蓋 = 15043 mm34.1.2 盒蓋質(zhì)量的計(jì)算查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.276.表 2-2 常用熱塑性塑料主要技術(shù)指標(biāo)可知 PE 的密度為 0.91～0.96g/cm3,計(jì)算可得盒蓋的質(zhì)量M 盒蓋=16.043 cm3×0.935g/cm3≈15g.滿足注射量 V 機(jī)≥V 塑件/0.8式中V 機(jī)——額定注射量（cm2）V 塑件——塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（ cm2）V 塑件 /0.8=15.043/0.8=18.8cm34.1.3 塑料注射機(jī)參數(shù)查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.103.表 2-33 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)（2）計(jì)算所得的總體積和質(zhì)量可初選 XS-ZS-22 機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)格如下表-1螺桿(柱塞) 直徑（mm） 25、20 噴 嘴 球半徑（mm） 12注射容量（cm3 或 g） 30、 20 孔直徑（mm） 2注射壓力（/MPa） 75、115 頂 出 四側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出鎖模力（/kN） 250 最大注射面積（cm2） 90 模具厚度（mm） 最 大 180 拉桿空間（mm） 235最 小 60 定位孔直徑（ mm） Ф125+0.06表-1 塑料注射機(jī)基本參數(shù)4.1.4 選標(biāo)準(zhǔn)模架根據(jù)以上分析，計(jì)算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查表 7-1、7-3 選用：A3-160160-18-Z2定模板厚度：A=25mm動(dòng)模板厚度：B=20mm墊快厚度：C=50mm模具厚度 H=40+A+B+C=(56+25+20+50)mm=151mm模具外形尺寸 160mm×160mm×151mm4.2、注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核4.2.1 注塑壓力的校核查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P47 表 3-1 常用熱塑性塑料注射成型工藝參數(shù)注射壓力 80MPa 噴嘴孔直徑 2mm; 合乎要求b)、定位孔與定位圈的尺寸校核：定位圈直徑 100mm 30+11+33+10=84 mm， 合乎要求。到此，注塑機(jī)的各項(xiàng)相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過(guò)。4.3 模具成型部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔是模具上直接成型塑料制件的部位。直接構(gòu)成模具型腔的所有零件的所有零件都稱為成型零件，通常包括：凹模、凸模、成型桿、成型環(huán)、各種型腔鑲件等。圖 7 凹、凸模結(jié)構(gòu)示意圖4.3.1 型腔分型面位置和形狀的確定：分型面，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是分開(kāi)模具取出塑件的面。盒蓋注塑模的分型面選擇在 H-H 面。4.3.2 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鑒于盒蓋的特殊結(jié)構(gòu)，盒蓋注塑模具的成型零件包括：動(dòng)模型芯、定模型芯、活動(dòng)鑲件。這樣選擇的原因在于：盒蓋的外形狀雖然規(guī)則，但內(nèi)部較復(fù)雜。因此，宜采用活動(dòng)鑲件，而用四個(gè)活動(dòng)鑲件來(lái)形成其內(nèi)部四個(gè)小凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)。模分開(kāi)的同時(shí)相當(dāng)于抽芯。四個(gè)活動(dòng)鑲件從分型面用人工取下。這樣的好處在于：（1） 、可以避免復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)形成四個(gè)小的凸臺(tái)。主型芯會(huì)留在動(dòng)模一邊，脫模完成后只需用人工將活動(dòng)鑲件裝上即可。技術(shù)要求：活動(dòng)鑲件與型芯之間的定位要保證。4.3.3 成型零件的工作尺寸計(jì)算影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面（1） 、零件的制造公差；（2） 、設(shè)計(jì)時(shí)所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率波動(dòng)；（3） 、模具使用過(guò)程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：1、制造誤差：△z=a?i=a(0.45 +0.001D)其中，D — 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；△ z — 成型零件的制造公差值； i — 公差單位；a — 精度系數(shù)，對(duì)模具制造最常用的精度等級(jí)。2 成型收縮率波動(dòng)影響 其中， — 塑件成型收縮率；LM — 模具成型尺寸；LS — 塑件對(duì)應(yīng)尺寸。3 型腔磨損對(duì)尺寸的影響為簡(jiǎn)便計(jì)算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來(lái)選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考慮塑料對(duì)鋼材的磨損情況；同時(shí)還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的 1/6（常取0.02～0.05mm ） ，而對(duì)于大的模具則應(yīng)取 1/6 以下。但實(shí)際上對(duì)于聚烯烴（如像 PP） 、尼龍等塑料來(lái)說(shuō)對(duì)模具的磨損是很小的，對(duì)小型塑件來(lái)說(shuō)，成型零件磨損量對(duì)塑件的總誤差有一定的影響，而對(duì)于大的塑件來(lái)說(shuō)影響很小。在以上理論基礎(chǔ)上，下面按平均收縮率來(lái)計(jì)算成型尺寸：（1） 型腔徑向尺寸的計(jì)算：查得 聚乙烯（PP）的收縮率為 Sq=（1.5 ～2.0）%,所以，平均收縮率為：Scp=1.75%考慮到實(shí)際的模具制造條件和工件的實(shí)際要求，成型零件是公差等級(jí)取 IT7級(jí)。型腔工作部位尺寸：型腔徑向尺寸：L+δ2m0 =[（1+s ）Ls-XΔ]+δ20型腔深度尺寸：H +δ2m0 =[（1+s）Hs-XΔ]+δ20 型芯徑向尺寸：l0m-δ2=[（1+s）Ls+XΔ]0-δ2 型芯高度尺寸：H0-δ2=[（1+s ）hs+XΔ]0-δ2式中 Ls - 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）ls - 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）Hs - 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（ mm）hs - 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）X - 修正系數(shù) 取 0.5～0.75△ - 塑件公差δz- 模具制造公差 一般?。?/3～1/4 ）△a)、動(dòng)模型芯的主要尺寸計(jì)算為了統(tǒng)一計(jì)算基準(zhǔn)，按照一般習(xí)慣，規(guī)定型腔（孔）的最小尺寸為名義尺寸 LM，盒蓋的尺寸 LS, 模具的制造公差為 δZ=△/3, 則徑向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,=（ 36+36×2%－3/4×0.16） =36.6 長(zhǎng)度方向：HM =(HS + HS?Scp－2/3 △) =（47+47×2%－2/3×0.16） ,=47.74 ,其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。b)、定模型芯的主要尺寸計(jì)算徑向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,=（ 36+36×2%－3/4×0.16） =36.6 長(zhǎng)度方向：HM =(HS + HS?Scp－2/3 △) =（23+23×2%－2/3×0.13） ,=23.17 ,其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。c)、活動(dòng)型芯的主要尺寸計(jì)算徑向： HM =(HS + HS?Scp－2/3 △) =（44+44×2%－2/3×0.13） ,=23.17 ,長(zhǎng)度方向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,=（36+36×2% －3/4×0.13） =36.63 其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。5 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)盒蓋的分型采用定距導(dǎo)柱的分模形式。這樣在分型面打開(kāi)的同時(shí)，凝料也隨定模板一起運(yùn)動(dòng)，凝料離開(kāi)澆口套。在定距導(dǎo)柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時(shí)，最后推板由于推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動(dòng)鑲件從動(dòng)模上推下，完成注塑的全過(guò)程。5.1 定距導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1 a 的計(jì)算為了保證開(kāi)模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于雙分型面注射模具，需要在開(kāi)模距離中增加定模板與中間板之間的分開(kāi)距離 a。a 的大小應(yīng)該保證可以方便地 取出流道內(nèi)的凝料。凝料的長(zhǎng)度為 d=15+14+4=33mm。應(yīng)此，a≥33mm　　5.1.2 定距導(dǎo)柱的選擇定距導(dǎo)柱的長(zhǎng)度 s=15+25+20=60mm定距導(dǎo)柱的余量空間 k=60-4-5-10=41mm≥33mm所以滿足第一次分型面的要求。5.1.3 根據(jù)定距導(dǎo)柱的參數(shù)最大拉力查內(nèi)六角螺釘查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》P.421.表 2-31，可知對(duì)應(yīng)的最大拉力選用 M4 的內(nèi)六角螺釘既可。5.1.4 確定定距導(dǎo)柱直徑：查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.422.表 2-35， 可知斜導(dǎo)柱直徑 d=20mm。5.2．型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型塑件內(nèi)的表面的零件稱凸?；蛐托荆渲饕校褐餍托?、小型芯、活動(dòng)鑲件、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等。對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的容器、殼、罩、蓋之類的塑件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱為主型芯或凸模，而將成型其他小孔的型芯稱為小型芯或成型桿。根據(jù)盒蓋的結(jié)構(gòu)，它的型芯由一個(gè)主型芯和四個(gè)活動(dòng)鑲件組成。5.2.1 主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。采用組合式型芯，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜的型芯的加工工藝，減少熱處理變形，便宜模具的維修，節(jié)省貴重的模具鋼。為了保證組合后的型芯尺寸的精度和裝配的牢固，要求鑲件的尺寸、形位公差等級(jí)較高，組合機(jī)構(gòu)必須牢固，鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好。因此，選擇合理的組合式結(jié)構(gòu)是非常重要的。根據(jù)盒蓋的機(jī)構(gòu)選擇為盲孔式的結(jié)構(gòu)。盲孔式的結(jié)構(gòu)如圖 8 所示圖 8 盲孔式的組合型芯為了方便推出活動(dòng)鑲件和塑件，主型芯下面周?chē)O(shè)計(jì)一個(gè)角度為 3?！?。的斜面，以保證配合間隙，它有利于活動(dòng)鑲件的安裝定位。5.2.2 活動(dòng)鑲件的設(shè)計(jì)由于盒蓋的內(nèi)部由一長(zhǎng)方形腔但有四個(gè)寬度為 1.2mm 高 1mm 寬的長(zhǎng)方形凸臺(tái)構(gòu)成。因此需要采用四個(gè)活動(dòng)鑲件，既兩對(duì)活動(dòng)鑲件：活動(dòng)鑲件 1 和活動(dòng)鑲件 2。考慮到活動(dòng)鑲件在安裝的過(guò)程中，活動(dòng)鑲件在模具中應(yīng)該有可靠的定位，它和安放面的配合面，一般應(yīng)設(shè)計(jì)為 3?！?。的斜面。以保證配合間隙。圖 9 活動(dòng)鑲件 11圖 10 活動(dòng)鑲件 125.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)從盒蓋的具體形狀和結(jié)構(gòu)來(lái)看，其尺寸不大，因此，采用 4 桿推出即可。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定在四個(gè)活動(dòng)鑲件上設(shè)置四根普通的圓頂桿。由于塑料件的內(nèi)側(cè)有四　個(gè)小的凸臺(tái)，所以無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱或斜滑塊，固采用活動(dòng)鑲件，在合模前人工將鑲件定位于動(dòng)模板中。為了便宜安裝鑲件，應(yīng)該使推出推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位，為此，在四只頂桿上安裝了四個(gè)復(fù)位彈簧。所以如圖 11 所示 圖 11 推桿固定板示意圖普通的圓形頂桿按 GB/T4169.1-1984 選用，均可以滿足要求。 查表 7-13，選用 φ10mm×59mm 型號(hào)的圓形頂桿 2 根；選用 φ6mm×59mm 型號(hào)的圓形頂桿 2 根.5.4、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于制品平均壁厚為 1.1mm 左右，制品尺寸較大,確定水孔的直徑為 6mm。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計(jì)算比較困難。實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)確定冷水水路，通過(guò)調(diào)節(jié)水溫、水速來(lái)滿足要求。由于動(dòng)模中由型芯和固定板和件組成 ，受結(jié)構(gòu)限制，冷卻水路布置如下圖 12圖 12 水流道示意圖 5.5 成型零件的加工工藝5.5.1 動(dòng)模型芯加工工藝過(guò)程（如圖 13）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 鋸床下料2 鍛造 鍛六方 38mm×26mm×28mm3 熱處理 退火，硬度不大于 229HRC4 銑 銑上、下平面至尺寸 22.4mm；以 A 面為基準(zhǔn)，銑四側(cè)面至尺寸 33mm、24mm；銑與垂直方向夾角為 4 度的四斜面，留磨余量 0.1mm～0.2mm5 熱處理 淬火， HRC52～585 磨 平磨 A、B 面至尺寸成型磨四側(cè)面和四斜面至尺寸7 表面處理 表面鍍硬鉻8 鉗 拋光使表面 Ra0.4um 如圖 13 型芯示意圖5.5.2 凹模加工工藝過(guò)程（如圖 14）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 鋸床下料2 鍛造 鍛六方 164mm×164mm×30mm3 熱處理 退火，硬度不大于 229HRC4 刨 刨六面至尺寸 161mm×161mm×27mm5 平磨 磨六面至尺寸 160.4mm×160.4mm×26mm；并保證 A、B 面、上、下平面四面垂直度 0.02mm/100mm6 數(shù)控銑 （1 ） 以 A、B 面為基準(zhǔn)銑型腔，銑 φ30mm 的孔；（2） 銑流道及進(jìn)料口至尺寸7 鉗 研光澆口流道 Ra（0.2～0.4）um8 熱處理 淬火，HRC54～589 平磨 磨上下面尺寸到 25.42±0.03mm 型腔面磨光。注意保證各面垂直，垂直度誤差在 0.02mm/100mm 內(nèi)10 銑 以 A、B 面為基準(zhǔn)，銑 4×φ16mm 的孔到要求；銑 φ18mm 的孔，留研磨量0.015mm11 鉗 鉆 8M8mm 螺紋底孔，并攻螺紋到要求，研磨型腔各型面達(dá)圖樣要求 Ra0.1mm研磨澆口、流道達(dá)圖樣要求。如圖 14 凹模示意圖 5.5.3 活動(dòng)鑲件 11 加工工藝過(guò)程（如圖 15）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 將坯料下成： 30mm×40mm×30mm 坯料2 銑平面 銑六個(gè)面成 15mm×31.9mm×22.5mm；銑與垂直方向夾角為 4 度的斜面至尺寸；銑槽 6mm×1.2mm×1mm。3 熱處理 淬火，HRC54～584 磨 磨上下表面至尺寸 22.3±0.060.02 mm5 表面處理 表面鍍硬鉻6 鉗 拋光表面 Ra0.4um如圖 15 活動(dòng)鑲件 11 示意圖5.5.4、活動(dòng)鑲件 12 加工工藝過(guò)程（如圖 16）序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容1 下料 將坯料下成： 35mm×62mm×30mm 坯料2 銑平面 銑六個(gè)面成 20mm×52.8mm×22.5mm；銑與垂直方向夾角為 4 度的斜面至尺寸；銑槽 6mm×1.2mm×1mm。3 熱處理 淬火，HRC54～584 磨 磨上下表面至尺寸 22.3±0.060.02 mm5 表面處理 表面鍍硬鉻6 鉗 拋光表面 Ra0.4um如圖 16 活動(dòng)鑲件 12 示意圖5.6 模具的安裝調(diào)試及維護(hù)5.6.1 模具安裝（1） 、清理模板平面定位孔及模具安裝表面上的污物、毛刺；（2） 、因模具的外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面的兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然后慢速開(kāi)閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開(kāi)閉模具時(shí)平穩(wěn)，靈活，無(wú)卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模；（3） 、調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠開(kāi)模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)；（4） 、慢速開(kāi)啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開(kāi)閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。（5） 、模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度 20o～30o，即可校正噴嘴澆口套的相對(duì)位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，須使松緊合適，校正后擰緊注射模座定位螺釘，緊固定位。5.5.2 調(diào)試試模時(shí)，塑件上常可能會(huì)出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次、廢品的原因是很多的，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多方面的綜合原因。需按照成型條件、成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)及制造精度、塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中的主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。6 結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在與簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)，降低了模具的制造成本。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。 參考文獻(xiàn)[1] 魁葵 黃麗 .模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè). 廣州：華南理工業(yè)大學(xué)出版社，2002 [2] 史鐵梁.模具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2003[3] 全國(guó)模具編輯委員會(huì) .模具鉗工工藝. 機(jī)械工業(yè)出版社， 2003；[4] 全國(guó)模具編輯委員會(huì) .模具制造工藝裝備及應(yīng)用. 機(jī)械工業(yè)出版社，2000[5] 于華 .注射模具設(shè)計(jì)技術(shù)及實(shí)例. 機(jī)械工業(yè)出版社， 1997[6] 王樹(shù)勛.模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1995[7] 王旭.塑料模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1994[8] 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