螺旋塑料斜齒輪的注塑模具設(shè)計-注射模含NX三維及10張CAD圖1模2腔.zip,螺旋,塑料,齒輪,注塑,模具設(shè)計,注射,NX,三維,10,CAD
摘 要
按照斜齒輪塑料產(chǎn)品的需求，對塑料產(chǎn)品的使用途徑，對塑料產(chǎn)品的工藝性進行分析，對塑料產(chǎn)品的大小精度這些技術(shù)要求進行分析，另外還要對產(chǎn)品的體積進行分析。這個模具的腔室有兩個，進料的澆口在側(cè)邊，注射機的型號是HTF160XB，在模具里面設(shè)計一個冷卻裝置，在畫總裝圖還有零件圖的時候用CAD畫出來，在論文里面將圖紙和計算都放進去，這樣設(shè)計的注塑模才是比較合理的。
關(guān)鍵詞：斜齒輪；一模二腔；側(cè)澆口進料；注射機；冷卻系統(tǒng)；注塑模具
IV
Abstract
According to the requirements of the plastic parts of the helical gear, the use of the plastic parts is understood, the technological requirements of the plastic parts, the dimensional precision and so on are analyzed, and the size of the parts of the plastic parts is considered. This mold adopts the first mock exam two cavity, side gate, injection machine adopts HTF160XB model, set up the cooling system, and the CAD drawing two-dimensional assembly drawing and parts drawing, choose the reasonable processing method of mould. The instructions are attached, and the simple text, simple schematic and calculation are used to analyze the plastic parts so as to make a reasonable design of the injection mold.
Keywords: helical gear; the first mock exam two cavity; side gate feeding; injection machine; cooling system; injection mold
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 3
2.1 塑件圖 3
2.2 塑件的材料分析 4
2.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析 4
2.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4
2.3.2 塑件尺寸及精度 6
2.3.3 塑件表面粗糙度 6
2.4 計算塑件的體積、質(zhì)量 6
3 塑件成型方案設(shè)計 8
3.1 分型面選擇 8
3.2 型腔數(shù)的確定 8
3.3 型腔布局 9
3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇 9
3.4.1澆注系統(tǒng)組成 9
3.4.2 確定澆注系統(tǒng)的原則 9
3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計 10
3.5.1型腔設(shè)計 10
3.5.2型芯設(shè)計 11
3.6 脫模機構(gòu)的設(shè)計 12
3.6.1 脫模機構(gòu)的選擇 12
3.6.2推桿推出機構(gòu)設(shè)計 13
3.6.3 脫模力的計算 13
3.7 導(dǎo)向與定位機構(gòu)設(shè)計 15
3.8 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計 16
3.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 17
3.10模架選用 19
3.10.1確定模具的基本類型 19
3.10.2模架的選擇 19
4 模具零件設(shè)計 21
4.1 模具成型零件尺寸計算 21
4.2模具強度與剛度校核 22
4.3脫模力的計算 22
4.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計 23
4.4.1 主流道的設(shè)計 23
4.4.2分主流道的設(shè)計 25
4.4.3澆口的設(shè)計 25
4.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 26
5 注射機的選用及相關(guān)參數(shù)的校核 27
5.1 相關(guān)參數(shù) 29
5.2最大注塑量校核 29
5.3 鎖模力校核 30
5.4 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 31
5.5 開模行程校核 31
6 模具結(jié)構(gòu)總圖 32
總結(jié) 33
致謝 34
參考文獻 35
1 緒論
對我們國家經(jīng)濟來說，加工模具行業(yè)是非常關(guān)鍵的，現(xiàn)在人們對這個行業(yè)是越來越關(guān)注，也越來越重視。在很多行業(yè)里面，零部件的加工都要使用模具來加工，比方說汽車行業(yè)，電氣行業(yè)，電子行業(yè)等等。通過模具生產(chǎn)出來的產(chǎn)品精度是非常高的。模具在對產(chǎn)品進行加工的時候，可以加工非常復(fù)雜的零件，并且通過它加工出的產(chǎn)品一致性非常高，生產(chǎn)率也非常高，但是消耗的能量是沒有多高的，這些好的地方是別的生產(chǎn)辦法實現(xiàn)不了的。模具產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是非?？捎^的，一般是它自身價值的幾十，幾百倍。對于工業(yè)生產(chǎn)來說，模具是最基礎(chǔ)的一個加工設(shè)備，并且這個機器的技術(shù)含量是非常高的。
1.1 塑料簡介
其實樹脂就是我們說的塑料，在它的度數(shù)，壓力值滿足需要之后，顆粒狀就成為了液體了。將這些熔體注入到模具里面，就可以加工成為任何我們需要的產(chǎn)品了，塑料熔體凝固了之后，加工工件結(jié)構(gòu)是沒有任何變化的。工件的優(yōu)點不少，現(xiàn)在生活里面使用頻率是很高的，密度小，并且還很輕，比強度是非常不錯的，絕緣性也是很不錯，實現(xiàn)的介電損耗是沒有多少的，并且化學(xué)的穩(wěn)定性非常不錯，并且不管是減摩性，耐磨性，效果都是很好的，可以將震動變得更低，并且對聲音進行隔絕的效果也是很好的。還有，塑料還能夠防止水，潮氣的滲入，避免透氣，避免輻射的功能 [1]。對于現(xiàn)在的很多行業(yè)，塑料完全可以替代金屬，皮質(zhì)，還有木材等等這些原料了，它的重要性是越來越高。
1.2 注塑成型及注塑模
使用塑料原材料將產(chǎn)品加工出來，方式還是非常多的，使用的最頻繁的一種加工辦法就是注射加工，基礎(chǔ)，他說，壓注等等。在這個里面，對塑料產(chǎn)品加工用的時候基本上用的都是注射，但是也不是說，全部的塑料都可以用注射這個辦法來進行生產(chǎn)的，氟塑料就不能進行注射加工。不過注射加工產(chǎn)品花費的時間是非常短的，只需要加工一次，產(chǎn)品就出來了，并且加工的產(chǎn)品無論結(jié)構(gòu)多復(fù)雜都可以，并且加工產(chǎn)品的大小精度是很高的，科技進行全自動化生產(chǎn)，所以在加工塑料產(chǎn)品用的是很多的，注射加工的塑料產(chǎn)品占整個產(chǎn)品的三成。但是要想買注射生產(chǎn)的機器，花的錢是非常多的，并且生產(chǎn)時候使用的模具也不便宜，所以生產(chǎn)的塑料產(chǎn)品比較少的話，是不能用的。
要知道怎么樣進行注射加工，用什么注射模，那么首先要對注射機的基本知識了解，注射生產(chǎn)的時候，用的最多的一個加工機器就是注射機。將塑料顆粒裝在注射機里面，在溫度和壓力達到一定程度的時候，塑料顆粒就變?yōu)槿垠w了，通過注射機將熔體注入到模具里面去。注射機是加工塑料產(chǎn)品的一個關(guān)鍵性機器，按照它外面是什么樣子進行劃分，有站著的，有躺著的，有直角的，注射機的組成有進行注射的裝置，有鎖模的這一個部分，還有用來脫模的，另外模板，模架這些。
注射生產(chǎn)的時候，使用的機器就是注射模，這種注射模的類型不少，它的結(jié)構(gòu)主要在于加工的這個產(chǎn)品是什么結(jié)構(gòu)，注射機是什么種類等關(guān)系很大，注射模的組成有兩個部分，一個是定模，一個是動模。將定模安裝在注射機的固定板上，將動模安裝在注射機的移動板上，通過注射機器對產(chǎn)品進行生產(chǎn)，合模部分怎么進行工作，它就怎么進行工作，注射生產(chǎn)中，導(dǎo)柱導(dǎo)向起到一定的作用，動模是關(guān)起來的，定模也是閉起來的。
注射生產(chǎn)的時候需要工藝來進行，注射模，還有注射時候的原材料都是跟注射機有關(guān)聯(lián)的。在進行注射生產(chǎn)的時候，主要就是怎么樣將塑料熔體進行塑化，此后將熔化的塑料注射到模具里面，注射結(jié)束了之后，將模具的溫度降低下來，按照工序生產(chǎn)出來的產(chǎn)品符合質(zhì)量的標準。在定下來注射機和模具的結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量是不是符合要求，主要就是注射時候加工工藝是好還是壞。
對產(chǎn)品進行注射加工的的時候，工藝要求有三個方面，度數(shù)，壓力，另外就是生產(chǎn)時間。生產(chǎn)中，尤其是加工工件的精度要求很高，想確定下來最合適的成型條件是沒有那么容易的，影響成型條件的東西是很多的，舉個例子，生
對模具進行設(shè)計的時候，使用的技術(shù)有CAD，還有CAE，CAE這個技術(shù)使用到設(shè)計中，從最開始對產(chǎn)品進行設(shè)計，之后對設(shè)計的方案進行改良，整個流程都可以用它來完成。在生產(chǎn)模具之前，在電腦上對整個生產(chǎn)過程進行模擬，進行分析，在模具里面，塑料熔體在填充的時候什么樣，保壓狀況，還有冷卻狀況都很好的進行預(yù)測，另外加工產(chǎn)品的應(yīng)力怎么分布，分子怎么分布，加工產(chǎn)品怎么收縮等等這些具體的情況都可以及時的了解，這樣一來一旦有問題就可以發(fā)現(xiàn)，并且進行及時的調(diào)整 [3]。
2 塑件分析
2.1 塑件圖
一開始要清楚的知道這個工件的工藝是什么樣，說的清楚一點，要加工的工件結(jié)構(gòu)是什么樣，具體有多大，精度是多少級等等，之后才能設(shè)計模具，通過這樣的模具才能加工出我們需要的塑料產(chǎn)品。
論文里面的斜齒輪在下面圖紙展示出來，詳細的結(jié)構(gòu)，另外圖紙里面將零件的規(guī)格也都寫出來了，這個工件還是比較簡單的，還有生產(chǎn)時候要求的數(shù)量也是不少的，模具造價不能高，加工的時候不能復(fù)雜，并且模具的精度要高。
塑件二維圖
斜齒輪三維立體圖
2.2 塑件的材料分析
這個塑料產(chǎn)品的原材料用的是聚甲醛（POM），這種成分是沒有側(cè)鏈，密度非常高，并且結(jié)晶性也是非常高的化合物。根據(jù)他們的分子結(jié)構(gòu)不一樣，有兩種類型，一個是均聚甲醛，還有一種是共聚甲醛。這兩個化合物不一樣的地方在于：均聚甲醛這種材料密度是很高的，結(jié)晶度也不小，熔點也很好，但是它的熱穩(wěn)定性一點都不好，可以進行生產(chǎn)的溫度區(qū)域不大，并且酸堿的穩(wěn)定性一點都不怎么樣；但是共聚甲醛，它的密封很小，結(jié)晶度也很小，并且強度也比較小，但是它的熱穩(wěn)定性確是非常不錯的，想要分解是沒有那么簡單的，進行生產(chǎn)的時候，度數(shù)的區(qū)間是很大的，酸堿穩(wěn)定性是不錯的。這種工程塑料是非常優(yōu)秀的綜合性的，它的物理性能，化學(xué)性能，還有機械性能都是非常好的，特別是耐摩擦性也是非常好的?？梢杂脕砑庸つ湍バ苑浅：玫牧悴考?，傳動零部件等等。
塑料也是一種合成樹脂，又叫聚甲醛樹脂，這種塑料顆粒有白色的，還有黑色的，它的硬度是非常高的，鋼性也是非常高的，并且耐磨性也是非常好的。主要用來加工齒輪，軸承，車輛零件等等。
2.3 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度表面質(zhì)量分析
2.3.1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）、脫模斜度
對產(chǎn)品進行注射生產(chǎn)，度數(shù)降低了，那么就會有收縮出現(xiàn)，在脫離模具之前會將型芯緊緊的包住。要想從模具里面拿出來簡單一些，避免因為脫模的時候力太大的話，產(chǎn)品就會弄壞了，外邊的面跟脫模方向是平行的，那么就需要一個斜度，至于斜多少度，和生產(chǎn)工件外表的形狀，壁厚是多少，另外工件收縮的時候收縮率是多少關(guān)系都很大。要是說，脫模時候的斜度是比較小的，會讓加工產(chǎn)品非常小，并且還會導(dǎo)致加工產(chǎn)品的表面出現(xiàn)破壞；要是脫模斜度太大的話，盡管從模具里面拿產(chǎn)品的時候便利了，這樣一來產(chǎn)品的尺寸精度就變小了，另外還會浪費很多的材料。普通的塑料產(chǎn)品在進行脫模的時候，斜度在0.5～1.5，塑件材料POM的型腔脫離模具的時候斜度在0.35～130/，型芯在脫離模具的時候斜度在30/～1。
（2）、塑件的壁厚
它結(jié)構(gòu)來說塑料產(chǎn)品的壁厚是非常關(guān)鍵的，塑料產(chǎn)品有多厚對于注射機生產(chǎn)的影響是很大的，它跟注射加工的時候塑料熔體的流動，模具溫度降低，塑料產(chǎn)品在進行凝固的時候需要多久，另外這個工件的質(zhì)量，用的什么原材料，生產(chǎn)時候的效率，花費的錢都有很大的關(guān)系。一般來說，使用時候的需求實現(xiàn)了，在這個時候塑料產(chǎn)品壁厚盡量的薄一點。主要是塑料產(chǎn)品如果壁太厚了，那么用的原材料就更多了，這樣造價也就變高了，在模具里面降低溫度花費的時間也就邊長了，另外還會導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡，凹下去的現(xiàn)象。不過塑料產(chǎn)品要是壁非常薄的話，那么剛度就不好，在從模具里面脫離出來，進行裝配，還有用的時候都會出現(xiàn)形狀的改變，塑料工件在被使用，在進行裝配的時候，就沒有那么準確了。在對壁厚進行確定的時候，塑料工件不管在哪里，應(yīng)力都要一樣，防止塑料產(chǎn)品的收縮不一樣，導(dǎo)致產(chǎn)品表面不符合需要。塑料工件它的壁有多厚，正常是在1～4，數(shù)值正常使用的是2～3。在這篇文章里面，塑料工件的壁厚都是一樣的，底面的壁厚也是相同的，基本上在1-2mm。
（3）、塑料工件的圓角
塑料工件在拐彎的這個地方，防止應(yīng)力都集中在這，所以生產(chǎn)的時候，它的充模性能是更強的，將對應(yīng)地點的模具還有塑料工件拐彎，連接的時候，都要用圓角來進行過度。要是要求沒得什么不一樣的，那么產(chǎn)品上每個進行連接的角都是需要有一個圓角的，它的半徑在0.5～1。在外面圓弧的半徑要比壁厚數(shù)值的零點五倍還要大，里面的圓角的半徑就是這個壁厚的零點五倍。
（4）、孔
塑料加工產(chǎn)品上一般都有很多通孔跟盲孔，這些孔都是通過型芯加工出來的。在這些孔非常復(fù)雜的時候，會讓熔體在流動的時候不順暢，這樣加工模具就跟更加困難，生產(chǎn)花費的錢就會變多，所以塑料產(chǎn)品上要想有孔，那么這些孔的構(gòu)造不能復(fù)雜，塑料熔體遇到型芯之后，就會分析來進行流動，這樣一來孔的周圍會有熔接痕，這個孔強度自然就變小了，要是孔要進行設(shè)計，不管是孔跟孔的距離，還是加工的這個工件圓邊遠的地方，這些個距離都要大于孔的直徑，在孔的周邊，它的壁厚是要稍微厚一點的，只有這樣，產(chǎn)品不管是強度還是剛度才能符合任務(wù)書的要求。
2.3.2 塑件尺寸及精度
需要加工的工件外部形狀多大主要在于塑料產(chǎn)品的流動性能，還有注射機的規(guī)格，機器，還有工藝條件達到要求，并且塑料熔體的流通性好，就可以用來加工體積大的塑料產(chǎn)品，反過來說加工的塑料產(chǎn)品體積就很小。為了不浪費原材料，不浪費能源，只需要滿足使用需要就可以了，在對塑料工件的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，盡量要緊湊在一起，那么體積自然就變小了。論文設(shè)計的工件原材料是POM,流動起來性能是非常不錯的，生產(chǎn)的產(chǎn)品體積有大有小。
在設(shè)計模具的時候，結(jié)構(gòu)，還有加工精度都跟加工產(chǎn)品有很大關(guān)系。要想加工模具的時候簡單一些，加工成本少一些，只要工件的使用需求可以滿足，這樣設(shè)計工件的體積不能大，塑料跟金屬是兩種東西，對精度等級進行確定的時候，金屬的標準是沒有用的。根據(jù)我國現(xiàn)在的成型水準，塑料工件公差在確定的時候根據(jù)塑料產(chǎn)品的大小，還有公差的大小來實行。根據(jù)公差的標準來選用，論文有任務(wù)書的需求，將它進行生產(chǎn)時候等級確定為六級。
2.3.3 塑件表面粗糙度
加工的工件面的需求更高，這樣表面粗糙度的數(shù)值就是非常小的。生產(chǎn)的產(chǎn)品，不能出現(xiàn)冷疤，云紋這些，要想達到要求，就在于模具型腔的表面粗糙度。塑料產(chǎn)品的表面粗糙度數(shù)值在、Ra 0.02～1.25，塑料工件的表面粗糙度的二分之一，就是模具的型腔的粗糙度，數(shù)值在Ra 0.01～0.63。用模具來進行加工，型腔肯定有磨損，這樣一來面就變得更加粗糙了，在一定時間里面需要對這個面進行拋光復(fù)原。在文章里面，加工的這個工件外面的面是Ra0.2，里面的面是Ra0.8~1.6。
2.4 計算塑件的體積、質(zhì)量
在文章中，對工件的質(zhì)量進行檢測，對工件的體積進行檢測，都是用3D的軟甲，UG這個3D軟件，可以驗證塑料模具，這樣它的體積就測量出來了7.06，POM這種原材料，密度在1.4克每立方米，這樣就可以算出來塑料工件的重量是十克。
3 塑件成型方案設(shè)計
3.1 分型面選擇
把模具分下來，分下來之后可以是兩半，也可以是好多半，這些接觸面分下來，才能將加工的工件從模具里面取出來，進行生產(chǎn)，那么模具的面一定要再關(guān)起來，這樣的面就是分型面，它是模具里面非常重要的部分，每一個塑料產(chǎn)品的分型面，有的是一個，有的是好幾個。所以，產(chǎn)品能不能符合要求加工出來，確定分型面對于模具來說是很重要的。
在對分型面進行確定的時候，要注意下面幾個方面：
1）分型面應(yīng)該在塑料工件外表最大的的那個地方；
2）開下來模具，可以看到加工工件跟動模在一個方向；
3）分型面在產(chǎn)品上肯定會留下印記，不過這個印記對于產(chǎn)品的外表不能有任何影響；
4）對澆注這個系統(tǒng)的設(shè)計是很關(guān)鍵的，尤其是澆口在什么地方；
5）加工的工件的外表上是不能有任何推桿的印記；
6）將工件從模具里面取出來的時候盡量不能復(fù)雜。
這些因素都思考了之后，還有文中確定的模具的外部形狀，在加工工件產(chǎn)品外表最大的地方就是分型面，開下來模具之后，塑料工件跟動模是在同一邊。
分型面的選擇
3.2 型腔數(shù)的確定
在論文里面斜齒輪的構(gòu)造不復(fù)雜，生產(chǎn)數(shù)量非常多，塑料工件外表很小，要想生產(chǎn)工件廢品率小一點，并且浪費不能多，生產(chǎn)效率更高，模具的腔室用了兩個。
3.3 型腔布局
在模具里面，它的澆注系統(tǒng)是什么樣的構(gòu)造，跟型腔的構(gòu)造關(guān)系是很大的，對型腔的結(jié)構(gòu)進行搞設(shè)計的時候，不管在哪個地方都有澆注系統(tǒng)，讓他們從總壓力力分出來的壓力都比較均勻，這樣一來塑料熔體填充到型腔里面去的時候比較運城，這樣產(chǎn)品的質(zhì)量都一樣。型腔要盡量靠近主流道，并且流道用的是平衡的，這樣澆注的質(zhì)量才是符合要求的。型腔的結(jié)構(gòu)圖紙在下面：
型腔布局方式
3.4 澆注系統(tǒng)的類型和位置的選擇
對澆注系統(tǒng)進行分類，有普通流道的澆注系統(tǒng)，還有一種澆注系統(tǒng)里面是沒有流道的，在這篇設(shè)計中，澆注系統(tǒng)用的是一般的，澆口在側(cè)邊的。加工產(chǎn)品質(zhì)量能不能達到要求跟澆注系統(tǒng)有很大的關(guān)系。
3.4.1澆注系統(tǒng)組成
普通流道澆注系統(tǒng)：
3.4.2 確定澆注系統(tǒng)的原則
設(shè)計澆注部分的時候，有幾點是要關(guān)注的：
a)、塑料工件在加工時候的特征：塑料工件在進行生產(chǎn)的時候有一些需求，那么這個澆注系統(tǒng)一定要滿足設(shè)計的需要，這樣加工的產(chǎn)品質(zhì)量才能符合要求。
b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：對澆注系統(tǒng)設(shè)計的時候要注意模具的結(jié)構(gòu)，要跟模具的結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。
c)、塑料工件有多大，還有形狀什么樣，根據(jù)生產(chǎn)的工件的大小，構(gòu)造，還有工件的壁有多厚，還有之前分型面已經(jīng)確定下來，這樣才可以設(shè)計出來，這里面澆口所處的地點，還有進料口有幾個等都包括在澆注系統(tǒng)里面，另外還要避免嵌件受到流料的直接沖擊，還有要對一些不利因素都進行考慮，這樣才能及時的進行調(diào)整。
d)、塑件外觀：設(shè)計澆注系統(tǒng)，首要要設(shè)計進料的地方，這個地方要便利一些，還有對于它的外表不能有什么壞影響。
e)、冷料：注射加工相隔的時間，噴嘴上的冷料要去掉，避免對工件的質(zhì)量有影響，設(shè)計澆注部分的時候，要知道冷料放在什么地方[6]。
3.5 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計
把模具合起來，型腔里面都是塑料熔體。裝在型腔里面的零件就是成型零部件，這些成型零件跟需要加工的工件是接觸最多的，在對產(chǎn)品進行加工的時候，對于加工工件的構(gòu)造，外形，精度都有很大的影響，所以對注射模設(shè)計的時候，怎么樣對成型零件設(shè)計顯得更加關(guān)鍵。=
注射生產(chǎn)中，因為熱度是有一個壓力施加在成型零部件上，并且還會有沖擊力，摩擦力作用在塑料熔體上，成型零件加工一段時間自后，就會有磨損出現(xiàn)，所以設(shè)計的結(jié)構(gòu)必須要合理，另外算出來成型零件的大小，算出來成型零件的公差，那么不管是剛度，強度就可以滿足論文的需要，另外產(chǎn)品的質(zhì)量對于論文的需要也是可以滿足的。
對成型零件的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，一開始就要確保產(chǎn)品的質(zhì)量符合需要，另外無論是加工，維修，裝配等等都要方便才行。
3.5.1型腔設(shè)計
用模具加工工件中，產(chǎn)品的外表就是通過型腔來進行生產(chǎn)的，型腔的結(jié)構(gòu)跟需要加工產(chǎn)品關(guān)系是很大的。
在這篇文章中，型腔的結(jié)構(gòu)是整體的，它的結(jié)構(gòu)比較簡單，還非?？煽浚螤钸€不會出現(xiàn)變化，生產(chǎn)的工件面是非常漂亮的。不過有一點，生產(chǎn)模具有電困難，并且還要使用到的生產(chǎn)有數(shù)控，電火花。
型腔
3.5.2型芯設(shè)計
論文里面設(shè)計的零件結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，對實物進行了研究之后，型芯是嵌入式的，這種結(jié)構(gòu)的型芯生產(chǎn)起來簡單，型芯在用的時候，想要維護也是非常便利的，型芯配合動模板，標準確定是。
型芯
3.6 脫模機構(gòu)的設(shè)計
要想將加工好的工件取出來，一開始必須要將產(chǎn)品跟成型零件分下來，幫助他們分離的這個部分就是脫模部分。
3.6.1 脫模機構(gòu)的選擇
劃分模具里面的脫模部分，要是推出來的動力不一樣，有手動的，機動，液壓的，氣動的。要是推出部分使用的零件不同，有推桿，還有套筒，有推塊的，還有斜滑桿側(cè)抽芯裝置等等。
按照下面的幾個方面確定脫模裝置：
（1）從加工模具里面將工件取出來之后，形狀不能有變化；
（2）根據(jù)跟模具分下來的時候的阻力來安排推力；
（3）施加在推桿上面的力是比較小的，防止產(chǎn)品被推桿給傷了；
（4）推桿一定要強度滿足需要，剛性也可以滿足需要，將加工工件從模具里面推出來的時候，形狀是不會有變化的；
（5）推桿推產(chǎn)品的這個地點，不能有任何印記留下來；
這篇論文里面的推出裝置用的是推管，這樣塑料產(chǎn)品就能從模具里面順利的拿出來。
3.6.2推桿推出機構(gòu)設(shè)計
文章中推桿的截面是一個圓，而且它的形式是臺肩，推的時候，推桿跟回針鎖定起來，回針動作的時候，推桿在它的作用下開始動作?；蒯樀拿娌荒艹霈F(xiàn)軸方向的移動。定模板跟桿子的孔配合標準，彼此進行配合，縫隙要比溢料的縫隙還要小，防止有飛邊出來，POM在溢料的時候縫隙在。
3.6.3 脫模力的計算
從動模的一邊主型芯上將塑料產(chǎn)品脫離下來，需要有一個外力來幫助，一定要將加工產(chǎn)品包裹型芯的力，真空吸力，粘附力，阻力都克服掉。論文里面在算脫模力的時候，只要算型芯包裹力造成的脫模力就行了。
一開始脫離模具的時候，模具的阻力是非常大的，在算的時候推桿的剛度，還有推桿的強度就要算這個時刻的，也可以看做是沒有脫模斜度
查看表格可以知道
已經(jīng)知道，
---摩擦阻力（N）
---摩擦系數(shù)，正常定為0.15～1.0，論文里面確定數(shù)值0.5
---因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的正壓力（N）
---塑件對型芯產(chǎn)生的單位正壓力，正常定為8～12MPa, 論文里面確定數(shù)值10MPa
---塑件包緊型芯的側(cè)面積（㎜2）
推桿推出機構(gòu)
3.7 導(dǎo)向與定位機構(gòu)設(shè)計
開下來模具，公模，母模他們的方向是確定下來的，進行導(dǎo)向的裝置可以進行確保。有一邊的力會作用在導(dǎo)向零件上面，不僅可以進行導(dǎo)向，還能夠進行定位，進行導(dǎo)向的零件有導(dǎo)柱，導(dǎo)套。
1. 對這個導(dǎo)向的總裝置進行設(shè)計
（1） 在模具的周邊或者是靠近嘴邊的周邊有好多導(dǎo)向零件，并且他們排列的都是均勻的，從中心點到最邊緣的地方，一定要非常遠，只有這樣強度才能符合需要，避免形狀有變化。
（2） 根據(jù)模具的構(gòu)造，大小，一般來說一個模具的導(dǎo)柱是兩個到四個吧。要是凹凸模在什么地方是有要求的，這樣導(dǎo)柱的大小就不同了，或者就算是這兩個導(dǎo)柱的直徑都一樣，但是他們所處的地點要錯列下來。
（3） 加工工件跟公模在一個方向上，脫離模具的時候不想太復(fù)雜，正常都是在母模上來組裝。
（4） 在導(dǎo)柱還有導(dǎo)套分型面的這個地點，弄一個承屑槽在這
（5） 導(dǎo)柱導(dǎo)套的軸線要跟導(dǎo)向孔的軸線平行
（6） 把模具合起來，導(dǎo)向零件是可以碰到一起的，避免模具的型腔里頭有公模，成型零件要保持完好才可以。
2. 設(shè)計導(dǎo)柱
（1） 導(dǎo)柱有兩種，一種是單節(jié)的，還有一種是臺階的
（2） 導(dǎo)柱一定要高出公模上面的面六到八毫米
（3） 要設(shè)置一個圓錐或者是球形的引導(dǎo)在導(dǎo)柱的最上面
（4） 對導(dǎo)柱進行固定的時候有兩種方式，一種是鉚接的，一種是螺釘?shù)?
（5） 對導(dǎo)柱的面進行熱處理，處理之后導(dǎo)柱的面的耐磨性才能符合需要。
3. 導(dǎo)套和導(dǎo)向孔
（1） 要是導(dǎo)套不裝在導(dǎo)向孔的上面，直接在模板上打開，模板厚度很厚，導(dǎo)向孔是盲孔，在側(cè)邊可以開些排氣孔。
（2） 導(dǎo)套有三種，一種是套筒的，一種是臺階的，一種是凸臺的
（3） 在導(dǎo)套里頭裝導(dǎo)柱想要便利點，就要在導(dǎo)套最前邊的地方倒圓角。
簡單的說，導(dǎo)柱用的時候跟導(dǎo)套一起，這樣不管低動模還是定模的零部件，都可以在對合的時候非常精確，并且確保塑料加工產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，大小精度都滿足要求，避免這些零部件相互碰撞，這樣就可以進行合模導(dǎo)向了。
3.8 排氣及引氣系統(tǒng)的設(shè)計
對注射模進行設(shè)計，排氣就顯得很關(guān)鍵了，要是排氣效果不好，那么這些氣在型腔里面受到壓縮，這樣一來背壓就非常大，塑料熔體就會非?？斓脑谀＞呃锩娉錆M了，并且壓縮的氣體溫度非常高，會導(dǎo)致加工工件被燒掉，填充的時候速度很快，度數(shù)變高了，粘度就變小了，注射時候壓力就變大了。在加工工件要是壁厚很大的話，壓縮的空氣就會到了塑料工件中，這樣這個工件上會有孔出現(xiàn)。特別是注射生產(chǎn)要是速度很快的話，排氣效果好不好就顯得很重要。
在模具中，塑料熔體都填滿了，在模腔里面不僅有之前的空氣，塑料產(chǎn)品因為熱量也會蒸發(fā)出氣體，另外還有一些化學(xué)氣體的產(chǎn)生。要將這些氣體都排出去，用的比較多的就是通過配合間隙來進行，開一些排氣槽在分型面上，還能通過推桿來進行間隙排氣。
文章中的模具是不大的，排氣的時候都是通過間隙來實現(xiàn)的，排氣槽就沒得必要了，通過間隙將空氣排出來，只要是沒有溢料出來，這樣就比較好了，這個部分有多大，跟塑料熔體的粘度關(guān)系是不小的。
3.9模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計
注射模在加工的時候熱量是多少，對于加工工件影響不小，并且還會影響到生產(chǎn)效率。加工的工件不一樣，那么對于模具是多少度也就不同了。一般，注射塑料熔體的時候，這些熔體的溫度大概在兩百度，充滿型腔了，之后對它進行降溫，這樣從模具里面取出來，模具溫度在六十度的樣子。降低模具的溫度主要通過冷卻水來進行。加工產(chǎn)品需要將模具的溫度降低，舉個例子，我們文中寫的POM，設(shè)計模具冷卻系統(tǒng)，那么只需要對水的流量進行控制，這樣就可以調(diào)整度數(shù)了。
對模具進行降溫的時候，用的是周轉(zhuǎn)的冷卻水，要想將模具的溫度提高，使用比較熱的水，高溫度的蒸汽，用熱油等等來進行。
模具調(diào)整溫度之后，對塑料產(chǎn)品的質(zhì)量影響不小
注射模是的度數(shù)，在模具里面填充塑料的時候，它流動有多快，凝固起來，生產(chǎn)效率，并且這個工件有多大，精度等級是多少，都是有很大的影響，不管是加工哪一種工件，溫度太高了，對于質(zhì)量都是沒得好處的。度數(shù)要是太大了，從模具里面脫離，那么工件就有形狀的變化，要是降低溫度的時候花費的時間是很長的，這樣流動起來就變慢了，這樣在模具里面填充起來就沒有那么容易了，加工工件里面的應(yīng)力就加大了，工件的面上會有熔接痕等。
模具冷卻水路圖
用下面的式子將單位時間里面需要消除的總熱量算出來：
Q=W1 × a
算出來之后：Q=225×1．1÷1．6×130≈20109J
那么前面的熱量就都沒有了，按照下面的式子算出來需要的冷卻水：
算出來
用下面的式子可以將冷卻水道的直徑算出來：
算出來d≈7．628 cm，確定8mm
3.10模架選用
3.10.1確定模具的基本類型
對注射模進行分類，在這個地方對這個模具的構(gòu)造來進行劃分，有一個的，有兩個的等等。
3.10.2模架的選擇
之前分析了這個塑料工件，在這篇文章中，模具的分型面是一個的，確定模架的型號是AI型，下圖展示的是它的結(jié)構(gòu)：
AI型模架圖
AI型模具的定模模板只有一塊，動模有動模板還有墊板，模架是大水口的，澆口在側(cè)邊，使用的抽芯裝置是斜導(dǎo)柱的，這樣就可以進行注射加工。
確定下來分型面之后，就可以將安裝導(dǎo)柱導(dǎo)套的格局確定好，進行比較，對導(dǎo)柱導(dǎo)套進行安裝的時候，使用正裝的方式。按照確定的模架基本結(jié)構(gòu)，確定模板的厚，還有模具的體積大小就可以確定下來了。
型腔的結(jié)構(gòu)是一個模具兩個腔室，那么就可以知道長是130mm，寬為50mm，
按照加工產(chǎn)品的體積，算出來模架的數(shù)據(jù)，還有一些螺絲，導(dǎo)柱等零件的數(shù)據(jù)都放進去進行考慮，防止在進行設(shè)計的時候有什么不合適的地方，要是模具里面有斜滑快抽芯，還要考慮到模架的大小受到側(cè)抽芯的影響
論文里面設(shè)計的模架大小是WL=200x250。塑料工件高是九毫米，基本上塑料工件都是在型腔中，型腔的厚，型芯的厚，就是加工工件伸進去的部分再加上二十到四十毫米。
對強度的需要進行滿足，定模板厚就是60mm, 動模板厚就是40mm。推桿對產(chǎn)品進行推的時候，對于距離是有需要的，支撐板的大小是70mm，那么頂出來的是，對于這些需要就可以實現(xiàn)了。
按照前面說的，確定模架的類型是：AI-2025-A60-B40-C70。
4 模具零件設(shè)計
4.1 模具成型零件尺寸計算
成型零件會影響到加工工件的體積，不僅型芯對工件的大小有影響，并且型腔的深度對工件也是有影響的，另外中心之間的距離這些都會影響生產(chǎn)產(chǎn)品的大小。
設(shè)計模具的進程中，對于需要加工工件的體積是要考慮進去的，并且還要知道需要加工的這個工件精度等級是多少，這樣就可以知道成型零件工作的部分有多大，還有精度等級定下來。塑料工件收縮率的大小，模具中成型零件在進行生產(chǎn)時候的誤差，并且成型零件還會有磨損，并且對模具進行安裝，它的偏差會影響到塑料產(chǎn)品的大小，這些都可以確定成型零件的工作部分的尺寸。
加工好塑料工件，將它從非常燙的模具里頭取出來，將模具的度數(shù)降低，塑料產(chǎn)品的體積就變小了，任何一個塑料都會收縮，論文使用的原材料是POM，它的平均收縮率是2%，算模具里面成型零部件的工作尺寸：
塑料公差的1/3～1/4就是成型零部件的工作尺寸，模具在進行加工的時候，公差在七級到八級，論文里面精度是八級，型芯在進行工作的時候，精度等級是七級。在型腔里面，就小的地方就是基本尺寸，誤差是大于零的；型芯最大的數(shù)也是基本尺寸，誤差是一個負數(shù)。中心距在進行布局的時候，都是兩個方向上的。查看圖紙，就可以知道每一個成型零件有多大。
論文里面算零件的工作尺寸的平均大小，收縮率的平均數(shù)，加工公差的平均數(shù)，還有損耗的平均數(shù)值來實行，已經(jīng)知道POM的成型收縮率數(shù)值是1.02，模具的公差大小是δz =Δ/3。論文塑料的尺寸精度等級是三級 =0.6 mm。
表格4-2展示
4.2模具強度與剛度校核
對于模具，不光要對強度進行校核，還要對剛度進行校核，每一個成型零件，不光是強度，還是剛度都是有所要求的，只要是實現(xiàn)了這些要求，那么模具才能正常的進行。
模具的種類是比較多的，算數(shù)據(jù)的時候都不一樣并且還非常難，真實生產(chǎn)的時候，設(shè)計都是通過經(jīng)驗來進行的，還要校核強度對設(shè)計來進行調(diào)整，這樣模具才能順利工作。
算模具的強度的時候比較難，通常要簡單一點，計算的時候，因為選用的承受力的結(jié)構(gòu)不是多好的，安全系數(shù)是不小的，之后優(yōu)化模具的結(jié)構(gòu)，這樣一來模具的強度就變大了，想要模具工作順利進行，所以要校核整個模具的強度，就算是某一個地方的強度，也是需要進行校核的。
校核整體強度的時候，不僅要對型腔側(cè)邊的厚進行校核，對型腔底板的厚進行校核，對合模面承受的壓力進行校核，真實的大小要比算出來數(shù)據(jù)還要大，并且取整數(shù)。校核計算要從強度，還有彎曲來進行，選的數(shù)要是大一點的。
4.3脫模力的計算
會有脫模力的地方：
① 在模具里面將加工好的工件溫度降低，這樣工件的體積就會有收縮，一旦收縮自然包緊力就有了。
②工件要是是殼類的，那么這個零件上是沒有通孔的，脫離模具的時候要降大氣壓力克服掉。
③機器自己在進行工作，那么摩擦力，還有阻力就都有了。
④在加工工件還有模具的中間，就會出現(xiàn)粘附力。
脫模時候的力在最開式的時候，從模具里面脫離出來的時候那一個時刻要將阻力克服掉。
隨著之后的脫模力，這個力要小于一開始的脫模力的，對脫模力進行計算，這個力就是最開始的那個力。
對脫模時候的力有影響的因素：
a． 對脫模時候的力有影響的是加工工件有多厚，型芯有多長，另外垂直于脫模方向的塑料工件進行投影時候的大小，跟脫模力之間的關(guān)系是正比的關(guān)系。
b． 塑料工件進行收縮的時候效率變大，那么彈性模量自然就變大了，這樣一來脫離模具時候需要施加的力也就變得更大了。
c． 加工的塑料工件跟型芯之間，要是摩擦力變大了的話，那么在脫離模具的時候需要克服的阻力大。
d． 不考慮大氣壓力，不考慮粘附力這些，那么型芯的斜角只要夠大，塑料產(chǎn)品自己就掉下來了。
4.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計
4.4.1 主流道的設(shè)計
澆注部分從注射機噴嘴到分流道所經(jīng)過的這么段距離就是主流道。
（1）、主流道的大小
這篇文章里面注射機的型號是HTF160XB，噴嘴的半徑是 11，主流道具體的數(shù)值在下面圖紙里面都有：
主流道與澆口套
（2）、主流道襯套的結(jié)構(gòu)
下面圖紙里面就是用的襯套，他可以防止塑料熔體倒著淌出來。在主流道里面，襯套跟定位環(huán)是兩個零件，將他們都固定在模板上，襯套配合定模板的時候，標準是。
（3）、定位環(huán)的固定
固定定位環(huán)，使用的是M6這個螺絲，用了兩個。
澆口襯套固定形式
4.4.2分主流道的設(shè)計
論文里面的塑料產(chǎn)品一個模具兩個腔室，并且澆口在側(cè)邊，下面圖紙里面是流道的結(jié)構(gòu)。
流道布局
4.4.3澆口的設(shè)計
澆口就是進料口，將分流道跟型腔連接起來。它的作用：一個控制塑料熔體流道型腔里面；二一個在型腔里面沒有注射壓力之后，將型腔鎖起來，那型腔里面還沒有固化的塑料是不會往回流的。用的比較多的澆口有側(cè)澆口，點澆口，扇形澆口等。
澆口所處的地點跟塑料產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的影響，在將澆口定下來的時候，要注意下面幾個方面：
1. 在型腔里面，塑料熔體流通的時候，損耗的動能要盡可能的小。要想實現(xiàn)這個要達到下面幾個點：
1)流通的行程是最短的；
2)任何一個分流基本上都能夠淌到最邊緣的地區(qū)；
3)從壁厚是最厚的這個地方，把料從這澆注進去；
4)不管是哪一個分流，在改變方向的時候，彎度不能太大。
2. 將空氣從型腔里面排出去。
文章中，加工的這個工件對于面的要求是非常高的，澆口在側(cè)邊，在最上面的面的下面來安排澆口，生產(chǎn)完了之后，澆口拿切掉就好了，這個地方非常隱秘，影響不了產(chǎn)品的表面。
4.5模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
設(shè)計冷卻部分，是想確保模具在降低溫度的時候很快。冷卻管道都是標準件，所以說裝也好，還是拆也好都不麻煩。在對冷卻系統(tǒng)進行設(shè)計的時候，要按照塑料產(chǎn)品壁厚，還有外形來確定以下數(shù)據(jù)：冷卻孔在什么地方，冷卻孔有多大，冷卻孔多長，冷卻孔是什么類型，冷卻孔怎么進行連接等等。
安排這個冷卻的管道在哪里，另外設(shè)計冷卻管道有多大
加工的塑料工件，壁厚都要差不多，冷卻孔應(yīng)該安排在型芯塊，還有型腔塊中間，在模塊的外面安排這些進行冷卻的孔，對模具冷卻的不是非常準確的。
一般，鋼模的冷卻孔跟模具的面，模芯，還有模穴的距離是冷卻孔直徑的兩倍，冷卻孔跟孔之間的距離是直徑的四倍左右。論文中，冷卻孔的直徑是8mm。
5 注射機的選用及相關(guān)參數(shù)的校核
對注射加工工藝流程進行分析
就像圖紙展示的，樹脂從料頭這個地方擠到料筒里面去，轉(zhuǎn)動螺桿，將塑料熔體輸送到料筒最前面去。因為加熱器的作用，樹脂顆粒就變位熔體了，通過注射，將這些熔體注射到模具里面去。在塑料熔體在模具里面流通的時候，要對螺桿進行控制，這樣就可以對注射速度進行控制了，確保模具里面充滿塑料熔體之后，壓力要夠大。在螺桿這個地方，注射壓力達到一定數(shù)值的時候，速度控制也就變成壓力控制了。
按照塑料產(chǎn)品的構(gòu)造，原材料還有質(zhì)量，將成型工藝定下來：
第一步：要想注射生產(chǎn)的時候沒有什么麻煩，還有生產(chǎn)出來的工件質(zhì)量滿足需要，這樣第一步首先要準備好加工的機器，另外需要生產(chǎn)的塑料工件也是要準備的：
（1）、第一步，就是預(yù)處理這些原材料
根據(jù)注射生產(chǎn)時候的要求，對物料的含水量進行檢查，外觀看上去要漂亮，顆粒狀況進行分析，對它的熱穩(wěn)定性進行測試，對流動性進行測試，并且對塑料顆粒進行預(yù)熱干燥，POM吸濕性是很好的，要是保存的好，在加工之前沒有必要進行干燥了。
（2）、料筒的清洗
一開始使用任何一種塑料，或者是任何一個注射機的時候，又或者在生產(chǎn)的時候要將產(chǎn)品進行改變，原材料進行改變，顏色進行改變或者是塑料有分解的狀況出現(xiàn)的時候，要清洗注射機，或者干脆對注射機進行拆換。
清洗柱塞式的注射機料筒的時候是非常難的，這種注射機保存的物料是非常多的，轉(zhuǎn)動起來很困難，所以清理的時候需要拆下來洗，或者使用的料筒是專業(yè)的。螺桿式的注射機在清理的時候，直接換料清洗就可以了。
（3）、脫模劑的選用
讓塑料產(chǎn)品從模具里面拿出來的時候，敷在模具面上的一種溶劑就是脫模劑。普通加工產(chǎn)品脫離模具的時候，設(shè)計模具要正確，并且加工工藝要合理才行。要想脫離模具的時候順利一些，使用的比較多的脫模劑有硅油，石蠟。論文里面使用的原材料是POM,使用的脫模劑是硬脂酸鋅，基本上所有的塑料都能用，不過聚酰胺塑料不能用。
第二步: 注射成型過程
在進行注射加工的時候，按照下面流程進行：加料，塑化，注射入模，穩(wěn)定壓力冷卻，還有脫離模具。不過真正生產(chǎn)的時候，注射加工只需要兩步，一個塑化成型，一個冷卻。
第三步：制件的后處理
注射加工產(chǎn)品在脫離模具之后，一般都要進行一些后期的處理，主要是為了將產(chǎn)品里面的內(nèi)應(yīng)力消除掉，這樣就可以將產(chǎn)品的性能還有尺寸穩(wěn)定性變得更好。產(chǎn)品加工之后，要進行退火處理，還要進行調(diào)濕處理。論文里面的塑料產(chǎn)品原材料用的是POM，只要退火處理就行了，一般一到三個小時就可以。
5.1 相關(guān)參數(shù)
模具的形式是一個模具兩個腔室，因為最少注射量是10x2g，流道口的廢料3g，總注塑量23g，之后按照工藝數(shù)據(jù)，都考慮進去，確定注射機的型號是HTF160XB。在進行注射用的螺桿類型的注射機，它的有關(guān)數(shù)據(jù)是：
表<1> HTF160XB注塑機參數(shù)
5.2最大注塑量校核
設(shè)計模具的時候，注射加工的塑料熔體的量必須在額定注射量八成以內(nèi)。校核的時候按照下面的公式進行：
論文里面：n=2 10g =3 g
注射機的額定注射量是,
注射量是滿足需要的。
5.3 鎖模力校核
注射加工產(chǎn)品的時候，加工產(chǎn)品的模具分型面上的投影面積大小對鎖模力的影響很大。如果注射機所允許的最大成型面積小于鎖模力的話，那么在加工的時候就會出現(xiàn)溢料的情況，要想不出現(xiàn)這種情況，要滿足下面式子：
注射加工的時候，要想鎖模力足夠，那么只有滿足下面的關(guān)系式才行：
（）
別的都跟上面一樣
查看有關(guān)材料之后，型腔里面的壓力在20-40MPa，普通的加工品是24-34MPa，精密度高的產(chǎn)品39-44MP
（）
鎖模力是滿足需要的
5.4 模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核
（1）、模具長寬尺寸
模具的長和寬都要比注射機的拉桿間距小一些，論文里面機臺的拉桿之間的距離是455x455模具的長和寬是270x350，通過計算之后，選擇的這個機器是非常合適的。
（2）、模具厚度（閉合高度）
模具的閉合高度要符合下面的式子：
論文里面模具的厚數(shù)值是250mm 180
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