骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)1骨架注塑模設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)題目為骨架注塑模設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了骨架類(lèi)零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊并吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，首先分析了塑件的成分及性能要求，為選取澆口的類(lèi)型做好了準(zhǔn)備；然后估算了塑件的體積，便于選取注塑機(jī)及確定型腔數(shù)目；最后分析了塑件的特征，確定模具的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)要點(diǎn)，及推出裝置的選取。本塑件型芯采用整體式結(jié)構(gòu)。由于 F 主 ＞F 側(cè) ，而且塑件壁厚小，因此采用推件板脫模機(jī)構(gòu)。另外，所設(shè)計(jì)的塑件側(cè)壁有側(cè)凸,它們均垂直于脫模方向 ,阻礙成型后塑件從模具脫出，因此必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu).本模具采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu) .關(guān)鍵詞：注塑模 推件板 斜導(dǎo)柱 Skeleton injection mold design骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)2Abstract: The requirement ，content and direction of the design of the skeleton plastic parts are embodied on this injection mould design of the plastic parts of skeleton. The designer’s foundation knowledge of the injection mould design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design.Through the foundation knowledge, firstly, the composion and the perfourmance of thr part is analyzed to choose the type of the gat advantagely. Secondly, the volume of the part is estimated to choose the injection molding machine and to detemine the mould quantity conveniencely. Lastly the character of the part is analyzed to determine the mould design parameter and design point and choose the ejection assembly.The core uses the structure of the integral-type. Because F advocates F side and the thickness of the wall is small, we choose the board mold emptier. Moreover, there is the side to be raised. They are vertical to the drawing of patterns direction, so we must make up an organization which can pull the core out from the model. This mold uses the organization of the slanting guide pillar to pull out the core.Keywords: Injection mould , Ejector plate, Slanting guide pillar1 緒論骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)3近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專(zhuān)業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來(lái)看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。模具成型具有優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，低消耗，低成本的特點(diǎn)。因而，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)得到了極其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化學(xué)穩(wěn)定性好，電絕緣性強(qiáng)，力學(xué)性能高，自潤(rùn)滑，耐磨及相對(duì)密度小等獨(dú)特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的新型材料。根據(jù)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，今年中國(guó)塑料模具市場(chǎng)總體規(guī)模將增加 13%左右，到 2005 年塑料模具產(chǎn)值將達(dá)到 460 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的 9000 多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到 2005 年的 2 億美元左右，產(chǎn)值在增長(zhǎng)，也就意味著市場(chǎng)在日漸擴(kuò)大。相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具企業(yè)移師中國(guó)，是國(guó)內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國(guó)技術(shù)人才水平的提高和平均勞動(dòng)力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢(shì)，所以中國(guó)塑模市場(chǎng)的前景一片輝煌，這是塑料模具市場(chǎng)迅速成長(zhǎng)的重要因素所在。按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，模具共分為 10 大類(lèi) 46 個(gè)小類(lèi)，塑料模具是 10 大類(lèi)中的 l個(gè)大類(lèi)，共有 7 個(gè)小類(lèi)：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類(lèi)塑料模。塑料模的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國(guó)起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最近幾年，無(wú)論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來(lái)看，與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和世界先進(jìn)水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命的塑料模具每年仍大量進(jìn)口。據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約 650 億美元，其中塑料模具約為 260 億美元。我國(guó) 1999 年模具總產(chǎn)值 245 億元．其中塑料模具約為 82 億元，2000 年近 100 億元。七類(lèi)塑料模具中，注塑模具所占比例很大，約占全部塑料模具的 80%左右。塑料模具的主要用戶是家用電器行業(yè)、汽車(chē)、摩托車(chē)行業(yè)、電子音像設(shè)備行業(yè)、辦公設(shè)備行業(yè)、建筑材料行業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)及各種塑料制品行業(yè)等。目前國(guó)內(nèi)年需塑料模具約 130-140 億元，真中有 30 多億元仍靠進(jìn)口，進(jìn)口量最多的塑料模具有汽車(chē)摩托車(chē)飾件模具、大屏幕彩電殼模具、冰箱洗衣機(jī)模具、通訊及辦公設(shè)備塑殼模具、塑料異型材模具等。大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)4模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書(shū)館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。2 模塑工藝規(guī)程的編制該塑件是骨架產(chǎn)品，其零件圖如圖 2-1 所示。本塑件的材料采用 ABS，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)5如圖 2-12.1 塑件的工藝性分析2.1.1 塑件的原材料分析塑件的材料采用 ABS 屬于熱塑性塑料，它的成型特性為：ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物，是一種堅(jiān)韌而有剛性的非結(jié)晶性熱塑性工程塑料。苯乙烯使 ABS 有良好的可塑性、光澤和剛性；丙烯腈賦予 ABS 有良好的耐熱、耐化學(xué)腐蝕和表面硬度；丁二烯賦予 ABS 良好的抗沖擊性和低溫回彈性?？赏ㄟ^(guò)調(diào)整這三種組分的比例來(lái)調(diào)節(jié) ABS 的性能。ABS 熔體粘度適中，流動(dòng)性較好，易于充模，粘度對(duì)剪切速率比較敏感，隨剪切速率增加，熔體粘度急劇下降；而溫度對(duì)粘度的影響不很明顯。ABS 為非結(jié)晶性聚合物，成型后無(wú)結(jié)晶，成型收縮率低，一般為 0.3％～0.6％。無(wú)明顯熔點(diǎn)，熔融溫度低，熱穩(wěn)定性較好。有一定的吸濕性，約 0.2％～0.5％，注塑前需作干燥處理，使含水率在0.1％以下。2.1.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析2.1.2.1 結(jié)構(gòu)分析從零件圖上分析，該零件總體形狀為矩形。在其高度方向的兩側(cè)有高度為 4.5mm的側(cè)凸，零件中間為一 13×10.5 的矩形孔,因此,模具設(shè)計(jì)時(shí)必須設(shè)置側(cè)向分型抽心機(jī)構(gòu),該零件屬于中等復(fù)雜程度.骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)62.1.2.2 尺寸精度分析塑件的尺寸精度與模具的制造精度，模具的磨損程度，塑件收縮率的波動(dòng)及成型時(shí)工藝條件的變化，塑件成型后的時(shí)效變化和模具的結(jié)構(gòu)形式等有關(guān)，因此，塑件的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。由于該塑件上尺寸公差均為未注尺寸公差。查表可知 ABS 材料的制件為 MT5 級(jí) [2]。即： 25 0+0.50mm, 22.50+0.44mm,160+0.38 mm, 13.50+0.32mm，10.5 -0.320 mm,13-0.320mm,110+0.32mm,1.50+0.40mm.以上分析可見(jiàn)，該零件的尺寸精度不高沒(méi)有太多的的精度要求，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。從塑件的壁厚上來(lái)看,壁厚最大處為 3mm,壁厚均勻,符合 ABS 的最小壁厚原則，在制件的轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)圓角，防止在此處出現(xiàn)缺陷，由于制件的尺寸較小，不需增設(shè)加強(qiáng)。2.1.2.3 表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外,沒(méi)有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。2.2 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。計(jì)算塑件的體積：V=2152.5mm 3計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得 ABS 的密度為 ρ=1.02～1.16g/cm 3塑件質(zhì)量：M=Vρ=2.1525 ×1.13=2.4g采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注塑時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注塑機(jī) XS—Z—30 型。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)72.3 塑件注塑工藝參數(shù)的確定查找有關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠時(shí)間應(yīng)用的情況，ABS 的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。料筒溫度：后段溫度 t 選用 150～170 c；10中段溫度 t 選用 165～180 c； 2前段溫度 t 選用 180～200 c； 30噴嘴溫度：170～180 c；0注塑壓力一：選用 600～1000 公斤力/cm 3；注塑時(shí)間： 選用 20～90s；保壓壓力： 選用 72Mpa；高壓時(shí)間： 選用 0～5s；冷卻時(shí)間： 選用 20～120s；總周期： 選用 50～220s；后處理方法： 紅外線燈﹑烘箱；后處理溫度： 70t/ c;0后處理時(shí)間： 2～4h。說(shuō)明 1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱。2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在 100～120 c 水中加熱02～18h。2.4 塑料成型設(shè)備的選取根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為 XS-Z-30 查材料知：標(biāo)稱注射量： 33cm 3骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)8螺桿直徑/cm Ф28mm注射容量/克： 30 克注射壓力/10 Pa： 1190Mpa5鎖模力 10kN： 25kN最大注射面積/㎝: 90㎝ 2模具厚度/mm： 60～180mm模板行程/mm: 160mm噴嘴 球半徑： 12mm孔半徑： 4mm定位孔直徑/㎜ 55 0+0.06 mm推出 兩側(cè) 孔徑/mm Ф20mm孔距/mm 170mm3 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇﹑模具型腔數(shù)目的確定﹑型腔的排列方式﹑冷卻水道布局﹑澆口位置設(shè)置﹑模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)﹑側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)﹑推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。3.1 分型面選擇模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)9該塑件為骨架，表面無(wú)特殊的要求，其分型面選擇如下圖所示：圖 3-1如圖 3-1 所示取 A-A 向?yàn)榉中兔妫挥绊懥慵庥^質(zhì)量，抽芯在動(dòng)模,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。3.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式3.2.1 模腔數(shù)量的確定塑件的生產(chǎn)屬大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔注塑模具，其型腔個(gè)數(shù)與注塑機(jī)的塑化能力，最大注射量以及合模力等參數(shù)有關(guān)，此外還受制件精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素影響，有上述參數(shù)和因素可按下列方法確定模腔數(shù)量；3.2.1.1 按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)量 N1N1=（F/PC）/A－B/A其中： F 注塑機(jī)的鎖模力 NPC 型腔內(nèi)的平均壓力 MPaA 每個(gè)制件在分型面上的面積（㎜ ）2B 流道和澆道在分型面上的投影面積（㎜ ）B 在模具設(shè)計(jì)前為未知量，根據(jù)多型腔模具的流動(dòng)分析 B 為（0.2～0.5） ，常取B=0.35，熔體內(nèi)的平均壓力取決于注射壓力，一般為 25～40MPa 實(shí)際所需鎖模力應(yīng)小于選定注塑機(jī)的名義鎖模力，為保險(xiǎn)起見(jiàn) 常用 0.8F 則骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)10A=25×22.5-13×10.5=426mm2N1=（0.8F/PC ）/A-B/A=（0.8×25000/40）/426-0.35/426=11.7（個(gè)）3.2.1.2 注射機(jī)注塑量確定型腔數(shù)目 N2N2=（G－C）/V其中： G 注射機(jī)的公稱注塑量（㎜ ）3V 單個(gè)制件體積 （㎜ ）C 流道和澆口的總體積（㎜ ）3生產(chǎn)中每次實(shí)際注塑量應(yīng)為公稱注塑量的 0.75～0.45 倍，取 0.6 倍計(jì)算，同時(shí)流道和澆道的體積為未知量，據(jù)統(tǒng)計(jì)每個(gè)制品所需澆注系統(tǒng)是體積的 0.2～1 倍，現(xiàn)取C=0.6 則N2=（0.6G-0.6V）/V=（0.6×30×10 3-0.6×1291.5）/1291.5=12.9（個(gè)）從以上討論可以看到模具的型腔個(gè)數(shù)必須取 N1，N2 中的較小值，在這里可以選取的個(gè)數(shù)是 2，4，6，8，10 個(gè)，考慮的制件的取出和模具的開(kāi)模等情況，以及模具的主流道長(zhǎng)度最好小于 60mm，以防止因?yàn)樽⑺軌毫Φ慕档投鴰?lái)的制件充型不足等缺陷。我們所設(shè)計(jì)的骨架注塑模具采用一模兩腔的方案，即 N=2。3.2.2 型腔的排列方式骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)11圖 3-2-2-1本塑件在注塑時(shí)采用一模兩腔,綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采取如圖 3-2-2-1 所示的型腔排列方式。采用 3-2-2-1 的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，其缺點(diǎn)是熔料進(jìn)入型腔后到另一端的料流長(zhǎng)度較大，但因本塑件較小，故對(duì)成型沒(méi)有太大影響。圖 3-2-2-2若采用如圖 3-2-2-2 所示的型腔排列方式，顯然料流長(zhǎng)度較短，但增加了側(cè)向分型與抽芯的難度，所以采用 3-2-2-1 的排列方式最好。3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3.1 主流道設(shè)計(jì)根據(jù) XS-Z-30 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)12噴嘴前端孔徑： d0=Ф4mm噴嘴前端球面半徑： R0=12mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系：R=R0+（1～2）mmD=d0+(0.5～1)mm取主流道的球面半徑:R=13mm取主流道的小端直徑 d=Ф3.5mm為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)為圓錐形式其斜度取 1～3 度經(jīng)換算得主流道大端直徑 D=Ф5.5mm，為了使料能順利的進(jìn)入分流道，可在主流道的出料端設(shè)計(jì)半徑 r=5mm 的圓弧過(guò)渡。3.3.2 分流道設(shè)計(jì)分流道的形式和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積，壁厚和形狀的復(fù)雜程度來(lái)確定分流道的長(zhǎng)度的。由于塑件的形狀比較簡(jiǎn)單，ABS 的流動(dòng)性較好，沖型能力比較好，因此可采取梯形分流道，便于加工。根據(jù)主流道大端直徑 D=Ф8.5mm，則梯形可選用上底為 b=5.5mm,高為 h=8mm 的截面。截面形狀為 U 型，在流道設(shè)計(jì)中要減小壓力損失，則希望流道的面積大。要減少傳熱損失，又希望流道的面積小。因此可用流道的面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。U 型實(shí)質(zhì)上是一種雙梯形流道截面。分流道的尺寸：ABS 分流道直徑/mm 3.8---7.5選取 4mm分流道表面粗糙度：分流道表面不要求太光潔，表面粗糙度常取 1.25—2.5R μm，這可增加對(duì)外層塑a料熔體流動(dòng)阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。有利于保溫。但表面不得凸凹不平，以免對(duì)分型不利。3.3.3 澆口設(shè)計(jì)骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)13根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從塑件的表面進(jìn)料，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼型腔﹑型心，有利于填充﹑排氣。故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（b×l×h）=1.2mm×1.0mm×0.8mm,試模時(shí)修正.3.3.4 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。排氣方式有兩種：開(kāi)排氣槽排氣和利用合模間隙排氣。由于骨架注塑模是小型鑲拼式模具，可直接利用分型面和鑲拼間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開(kāi)設(shè)排氣槽。 （ABS 塑料的最小不溢料間隙為 0.03mm，間隙較小，再加上ABS 的流動(dòng)性較好，也不宜開(kāi)排氣槽.3.3.5 澆口套的設(shè)計(jì)澆口套材料為 T10A，熱處理硬度為 HRC50～55。3.4 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的塑件側(cè)壁有側(cè)凸,它們均垂直于脫模方向,阻礙成型后塑件從模具脫出.因此成型小突臺(tái)的零件必須做成活動(dòng)的型心,即必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu).本模具采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu).3.4.1 確定抽芯距抽芯距一般大于側(cè)凹的深度H1=22.5/2=11.25mm另加 3～5mm 的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距為 15mm。斜導(dǎo)柱材料為 T10A。3.4.2 確定斜導(dǎo)柱的傾角斜導(dǎo)柱的傾角 a 與抽拔距和抽芯距有直接關(guān)系，一般取 15°～25°本副模具取a=20°骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)143.4.3 確定斜導(dǎo)柱的尺寸斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及傾角可按設(shè)計(jì)資料有關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，本例可采用經(jīng)驗(yàn)估值，取斜導(dǎo)柱的直徑 d=Ф16mm3.4.4 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度可根據(jù)抽拔距，固定端模板的厚度，斜銷(xiāo)直徑及斜角大小確定：L=L1+L2+L3+L4+L5=D/2×tana+h/cosa+d/2tana+S/sina+（10～15）=73mm?。篖=70mm3.4.5 滑塊和導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)2.4.5.1 滑塊形式由于側(cè)凹的尺寸較小，型芯滑塊可采用整體式加工方法來(lái)增加強(qiáng)度。3.4.5.2 滑塊的導(dǎo)滑方式滑塊在抽芯時(shí)滑動(dòng)要平衡靈活。因此滑塊與導(dǎo)滑槽必須很好地配合與導(dǎo)向。其配合一般采用 H7/f7。本設(shè)計(jì)中為使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，擬采用整體式滑塊和整體式導(dǎo)滑槽的形式，其結(jié)構(gòu)如圖所示。3.4.5.3 導(dǎo)滑槽的導(dǎo)滑長(zhǎng)度和定位裝置的設(shè)計(jì)。由于側(cè)抽芯距較短，故導(dǎo)滑長(zhǎng)度只要符合滑塊在開(kāi)模時(shí)的定位要求即可?？刹捎媒?jīng)驗(yàn)法，側(cè)向抽芯的抽拔距較小，也無(wú)須滑塊的定位裝置。3.5 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)把塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)工作時(shí)必須克服塑件與型心之間的摩擦力。3.5.1 脫模力的計(jì)算注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮對(duì)型心產(chǎn)生包緊力。塑件骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)15要從型心上脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。一般而論，塑件在開(kāi)始脫模時(shí)所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大。脫模力 F 可用下式計(jì)算：F=PA（μcosα-sinα）式中：μ 為塑料與鋼的摩擦系數(shù)。取 0.2～0.3P 為塑料對(duì)型芯的單位面積上的包緊力。一般情況，模外冷卻的塑件P=（2.4～3.9）×10 7Pa，模內(nèi)冷卻的塑件 P（0.8～1.2）×10 7PaA 為塑件包容型芯的面積α 為脫模斜度。一般取 10～2 0，查表 2-4[2]可取 10則塑件對(duì)主型芯的包緊力F 主 =2.5×107×658㎜ 2/（0.3cos1 0-sin10）=5.875×10 10N塑件對(duì)側(cè)型芯的包緊力F 側(cè) =2.5×107×346.5㎜ 2/（0.3cos1 0-sin10）=3.094×10 10N3.5.2 推出機(jī)構(gòu)的選擇由于 F 主 ＞F 側(cè) ，而且塑件壁厚小，因此采用推件板脫模機(jī)構(gòu)。如圖 3-5-1 所示，模具開(kāi)模后,塑件包在動(dòng)模型心上,適當(dāng)考慮脫模斜度,使脫模更容易。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)16圖 3-5-1如圖 3-5-2 所示是采用頂桿頂出,由于塑件壁薄，頂出時(shí)塑件會(huì)發(fā)生變形。由以上兩種方法的比較不然看出圖 3-5-1 的方法比圖 3-5-2 的方法更合適。圖 3-5-23.6 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.6.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本副模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，模具牢固，不易變形。 材料選用 T10A, 硬度在 50HRC 以上.根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道與澆口設(shè)在凹模型腔上其結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖 3-6-1所示。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)17圖 3-6-1加工可以直接用銑刀銑出，也可以用成型電極。3.6.2 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模主要是與凹模相配合構(gòu)成模具的型腔。4 骨架注塑模具的有關(guān)計(jì)算本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均尺寸，平均收縮率平均制造公差和平均磨損率來(lái)計(jì)算。查常用塑料的收縮率塑料 ABS 的成型收縮率為 S=0.4～0.7％，故我們?nèi)∑骄湛s為 Scp=0.55％?？紤]到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取 δ=Δ/3。型腔、型芯的工作尺寸計(jì)算：骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)18① 成型邊緣側(cè)凸的型腔：D=（D＋DScp－3/4Δ） 0＋δD1=（25＋25×0.55％－0.75×0.50） 0＋0.50×1/3=24.760＋0.1 mmD2=（22.5＋22.5×0.55％－0.75×0.44） 0＋0.44×1/3=22.290＋0.15 mm② 成型邊緣側(cè)凹的型腔：D3=（16＋16×0.55％－0.75×0.38） 0＋0.38×1/3=15.80＋0.13 mmD4=（13.5＋13.5×0.55％－0.75×0.32） 0＋0.32×1/3=13.330＋0.11 mm③ 成型側(cè)凸、側(cè)凹的型腔深度：H=（H＋HScp－2/3Δ） 0＋δH1=（11＋11×0.55％－0.32×2/3） 0＋0.32×1/3=10.850＋0.11 mmH2=（1.5＋1.5×0.55％－0.40×2/3） 0+0.40×1/3=1.240＋0.13 mm④ 型芯：d=(d＋dScp＋3/4Δ) －δ 0d1=(10.5＋10.5×0.55％＋0.75×0.32) －0.32×1/3 0=10.8－0.11 0 mmd2=(13＋13×0.55％＋0.75×0.32) －0.32×1/3 0=13.31－0.11 0 mm骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)19成型零部件的制造誤差：成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝誤差，配合誤差等幾個(gè)方面。設(shè)計(jì)時(shí)一般應(yīng)將成型零部件的制造公差控制在塑件的 1/3 左右，通常取 IT6—9級(jí)，綜合考慮取 IT8 級(jí)。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)205 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)塑料在生產(chǎn)過(guò)程中由于需要對(duì)熔融的塑料流體進(jìn)行冷卻，塑料制件不能有太高的溫度（防止出模后制件發(fā)生翹曲，變形）冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)可按下式進(jìn)行計(jì)算：設(shè)該模具平均工作溫度為 60°，用 20°的常溫水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 30°，產(chǎn)量為（1 分鐘 2 模）150g/h。① 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量為 Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得 ABS 的單位熱流量為40x J/㎏, 取 Q2=400J/g：40Q3=WQ2=150g/h×400J/g=60000J/h② 求冷卻水的體積流量 VV=WQ1/Pc1(T1－T2)=60000/[60×1000×4.2×1000×（30－20）]=0.2×10－4 m3/min由體積流量 V 查表可知，所需的冷卻水管直徑非常小。由上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)216 模具閉合高度確定在支撐板與固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座厚度 H1=25mm，定模板厚度H=20 mm，滑塊高度 H3=14 mm，動(dòng)模板厚度 H2=20 mm，墊塊高度 H 墊 =50 mm，動(dòng)模座厚度 H4=20 mm，支撐板的厚度 H 支 =20 mm。計(jì)算模具的閉合高度：H=H1＋H＋H 3＋H 2＋H 支 ＋H 墊 ＋H 4＋H 推板=25＋20＋14＋20＋20＋40＋20＋16=175mm 骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)227 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核本模具的外形尺寸為 160mm×160mm×169mm, XS-Z-30 型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸是 280mm×250mm，故能滿足模具的安裝要求。由于上述計(jì)算的模具閉合高度為 159mm，XS-Z-30 型注塑機(jī)的最小模具厚度為60mm，最大模具厚度為 180 mm。 7.1 模具合模時(shí)校核：60mm169mm180mm 7.2 模具開(kāi)模時(shí)校核：經(jīng)查資料 XS-Z-30 型注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程 S=160 mm，滿足頂出塑件要求。S≥H 凝 ＋H 塑 ＋（5～10）mm=45＋50＋10=105 mm此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會(huì)過(guò)大地增加開(kāi)模距離，注塑機(jī)的開(kāi)模行程足夠。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)238 繪制模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖8.1 本模具總裝圖和非標(biāo)零件工作圖見(jiàn)附圖8.2 本模具的工作原理：模具安裝在注塑機(jī)上，定模部分固定在注塑機(jī)的定模板上，動(dòng)模固定在注塑機(jī)的動(dòng)模板上。合模后，注塑機(jī)通過(guò)噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型，注塑完成。開(kāi)模時(shí)動(dòng)模部分隨動(dòng)模板一起漸漸將分型面打開(kāi)，與此同時(shí)在斜導(dǎo)柱的作用下側(cè)抽芯滑塊從型腔中退出，完成側(cè)抽芯動(dòng)作。當(dāng)分型面打開(kāi)到一定程度時(shí)，動(dòng)模運(yùn)動(dòng)停止，在注塑機(jī)頂出作用下，頂桿推動(dòng)推件板與動(dòng)模部分發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而將塑件推出。合模時(shí)，側(cè)型芯滑塊隨著分型面的閉合而復(fù)位。骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)249 模具主要零件加工工藝規(guī)程的編制這里對(duì)斜滑塊的加工工藝進(jìn)行分析。機(jī)械加工工藝過(guò)程卡產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件 圖號(hào) 00-12機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片產(chǎn)品名稱斜滑塊零（部）件名稱 斜滑塊共（1）頁(yè)第（1）頁(yè)材料牌號(hào)T10A毛坯種類(lèi)圓棒料毛坯外型尺寸Φ150㎜每個(gè)毛坯可制件數(shù) 2每臺(tái)件數(shù)2 備注工時(shí)工序號(hào)工序名稱工 序 內(nèi) 容 車(chē)間 工段 設(shè)備 工藝裝備 準(zhǔn)終單件05 下料鋸割下料 Φ150㎜×150㎜下料車(chē)間鋸床0.510 鍛 鍛成 120㎜×120㎜×18㎜的長(zhǎng)方體鍛造車(chē)空氣錘2骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)25間15 熱處理退火 熱處理車(chē)間熱處理爐1020刨削1、 把 120㎜刨至 113.5㎜2、 把另一邊的 120㎜刨至116㎜3、 把 18㎜刨至 15.5㎜刨削車(chē)間刨床525 銑削將各尺寸分別銑至112.3㎜、115㎜、14.3㎜銑削車(chē)間230 線切割沿 115㎜邊平均分割為 2 塊335 磨削磨至尺寸 57㎜ 5240 線切割割型腔、斜導(dǎo)柱孔骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)2650 熱處理淬火并回火達(dá)54~58HRC熱處理車(chē)間1055 磨削磨削各尺寸達(dá)圖樣要求磨削車(chē)間160 鉗工研磨達(dá)圖樣要求 模具車(chē)間2設(shè)計(jì)日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)化日期會(huì)簽日期標(biāo)記記數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更該文件號(hào)10 小結(jié)骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)27大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、洛陽(yáng)中國(guó)一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書(shū)館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)之中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。11 致謝我衷心感謝各位老師，特別感謝的是我的指導(dǎo)老師于智宏老師，在這一段時(shí)間她們給予了我細(xì)心的幫助和指導(dǎo)，我向你們致以崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)28工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，而我也即將離開(kāi)可敬的老師和熟悉的同學(xué)，踏入不是很熟悉的社會(huì)中去。在這畢業(yè)之際，作為一名工科院校的學(xué)生，做畢業(yè)設(shè)計(jì)是一件必不可少的事情。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常繁雜的工作，它涉及的知識(shí)非常廣泛，很多都是書(shū)上沒(méi)有的東西，這就要靠自己去圖書(shū)館查找自己所需要的資料；還有很多設(shè)計(jì)計(jì)算，這些都要靠自己運(yùn)用自己的思維能力去解決，可以說(shuō)，沒(méi)有一定的毅力和耐心是很難完成這樣復(fù)雜的工作。在學(xué)校中，我主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次總演練。畢業(yè)設(shè)計(jì)不但把我以前學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，也使我在溫習(xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人資質(zhì)有限，很多知識(shí)掌握的不是很牢固，因此在設(shè)計(jì)中難免要遇到很多難題，在有課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及老師的不時(shí)指導(dǎo)和同學(xué)的熱心幫助下，克服了一個(gè)又一個(gè)的困難，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)日趨完善。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然很辛苦，但是在設(shè)計(jì)中不斷思考問(wèn)題，研究問(wèn)題，咨詢問(wèn)題，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同時(shí)也汲取了更完整的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，使我受益匪淺，我相信這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的工作一定有很大的幫助，而且也鍛煉我的吃苦耐勞的精神，讓我在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的社會(huì)里有立足之地。最后，我衷心感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師老師于智宏在這一段時(shí)間給予我無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向你們致意崇高的敬意，以后到社會(huì)上我一定努力工作，不辜負(fù)你們給予我的知識(shí)和對(duì)我寄予的厚望！12 參考文獻(xiàn)[1]. 楊占堯主編. 塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì). 清華大學(xué)出版社.[2]. 中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典.[3]. 王孝陪主編. 塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社. 2000[4]. 模具制造手冊(cè)編寫(xiě)組. 模具制造手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社. 1996骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)29[5]. 馮炳堯，韓泰榮，蔣文生主編. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè). 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1998骨架塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)30