BOB注册爱问共享资料模具零件设计文档免费下载，数万用户每天上传大量最新资料，数量累计超一个亿 ，PAGE塑料成型工艺与模具设计课程设计李平编目录5模具的设计51拟定模具结构形式52确定型腔数量及排列形式63分型面的确定64注射机型号的确定641注射机的选择642注射成型工艺的参数743注塑机的校核85浇注系统设计851浇注系统的设计原则952浇注系统的组成953浇注系统的作用954浇注系统各部件设计1155浇口的设计1256浇注系统的平衡1257浇注系统凝料体积计算1358注塑时间的计算1358排气系统设计146成型零件的结构设计和计算1461成型零件钢材的选用1562成型零件工作尺寸计算1763成型零件强度刚度的校核1...

　　PAGE塑料成型工艺与模具设计课程设计李平编目录5模具的设计51拟定模具结构形式52确定型腔数量及排列形式63分型面的确定64注射机型号的确定641注射机的选择642注射成型工艺的参数743注塑机的校核85浇注系统设计851浇注系统的设计原则952浇注系统的组成953浇注系统的作用954浇注系统各部件设计1155浇口的设计1256浇注系统的平衡1257浇注系统凝料体积计算1358注塑时间的计算1358排气系统设计146成型零件的结构设计和计算1461成型零件钢材的选用1562成型零件工作尺寸计算1763成型零件强度刚度的校核187模架的确定和标准件的选用198合模导向机构的设计1981合模导向零件机构的作用1982导向机构的设计209脱模推出机构的设计2091推出机构的组成2092推出机构的分类2093推出机构的设计原则2194脱模力的计算2295合模导向机构的设计2310侧向分型与抽芯机构的设计23101侧向抽芯机构的分类及特点23102本模具的侧抽芯设计24103斜滑块侧抽芯机构2511注射模温度调节系统设计25111冷却系统设计原则26112冷却系统的简单计算参考文献注射机的选择完整的注射成型工艺过程按其先后顺序应包括成型前的准备注射过程塑件的后处理等1成型前的准备为使注射成型过程能顺利进行并保证塑料制件的质量在成型前应做一些必要的准备工作包括a原料的检验和预处理在成型前应对原料进行外观如色泽颗粒大小均匀度及工艺性能如流动性热稳定性收缩性水分含量等的检验b料筒的清洗c嵌件的预热d脱模剂的选用2注射过程完整的注射过程包括加料塑化注射保压冷却和脱模几个步骤其流动的情况又可分为充型保压倒流和浇口冻结后的冷却四个阶段3塑件的后处理塑件在成型过程中由于塑化不均匀或由于塑料在型腔中的结晶定向以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致或因其他原因使塑件内部不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂因此常需要进行适当的后处理以消除存在的内应力改善塑件的性能和提高尺寸稳定性其主要方法是退火和调湿处理注射成型工艺的参数注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体并把他注射到型腔中去在控制条件下冷却定型使塑件达到所要求的质量在塑料成型过程中工艺条件的选在和控制是保证成型顺利进行和塑件质量的关键因素主要工艺条件是影响塑化流动和冷却的温度压力和相应的各个作用时间温度注射成型过程中需要控制的温度有料筒温度喷嘴温度和模具温度等前两种温度主要影响塑料的塑化和流动而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却压力注射模注射过程中需要控制的压力包括塑化压力注射压力和型腔压力三种它们直接影响塑料的塑化和塑件质量1塑化压力塑化压力又称为背压是指采用螺杆式注射成型时螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的阻力2注射压力注射机的注射压力是指在注射成型时柱塞或螺杆头部单位面积对塑料熔体所施加的压力在注射机上常用表压指示注射压力的大小其大小取决于塑料品种注射机类型模具的浇注系统状况模具温度塑料复杂程度和壁厚以及流程的大小等诸因素很难具体确定一般要经试模后才能确定其常用的注射压力范围一般在70～150MPa之间其作用是克服塑料熔体一定的充型速率以及对熔体进行压实等时间完成一次注射成型过程所需的时间称为成型或生产周期它包括以下各部分注射时间保压时间冷却时间其他时间含开模脱模喷涂脱模剂放嵌件等即Tt注t保压t冷却t其他本设计成型周期取20s成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率因此生产中在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中各阶段的有关时间在整个成型周期中以注射时间和冷却时间最重要对塑件的质量均有决定性影响注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压实时间在整个注射时间内所占比例较大一般为20-25s冷却时间主要决定于塑件的厚度塑料的热性能和结晶性能以及模具温度等冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则冷却时间一般在30-120s之间冷却时间过长不仅延长生产周期降低生产效率对复杂塑件还将造成脱模困难成型周期中的其他时间则与生产过程是否连续化和自动化以及两化的程度等有关最终确定注射机型号为XS-ZY-60参数如表住注射机主要参数 理论注射容积 注射压力 注射时间 注射速率 螺杆转速 60㎝3 180MPa 2s 70gs 0～200rmin 锁模力 拉杆内间距 开模行程 最大模具厚度 最小模具厚度 400KN 200times300mm 500mm 250mm 150mm 喷嘴孔直径 定位孔直径 喷嘴球半径 4mm 125mm SR18mm注塑机的校核注射量校核注射机的表称注射量V机60cm3塑件体积Vs2times333666cm3而浇注系统流道凝料的体积V凝233cm3则实际需要的注射量V实VsV凝666233899cm3所以注射量符合注射压力校核因为HDPE的注射压力是70－150MPa而XS-ZY-60注塑机的压力为180Mpa显然注塑机的注射压力满足要求锁模力校核塑料对模板的压力为P03timesP103times10030MPaF胀nA塑件A浇timesP2times29892092times30242KNF额400KNgt242KNF胀锁模力足够开模行程与推出机构的校核具有侧向抽芯S侧877552593mm＞9186mm825406525H1H25～10mm所以只要校核侧向抽芯需要的开模距离S侧与注射机的最大开模行程Smax相对比即可本设计注塑机的最大开模行程Smax500mmmgt93mmS侧安装部分相关尺寸的校核喷嘴尺寸主流道始端的球面半径SR主流道13mm＞注射机喷嘴球面半径SR010mm主流道小端直径d4＞注射机喷嘴直径d03定位圈与注射机固定板的关系注射机所要求的定位圈尺寸为80mm模具总厚度与注射机模板闭合厚度的关系模具总厚度Hm230mm注射机允许的最大模具厚度Hmax250mm最小厚度Hmin150mm即Hmin＜Hm＜Hmax满足要求模架的确定和标准件的选用成型零件确定之后便根据所定内容设计模架在学校作设计时模架部分要自行设计在生产现场设计中尽可能选用标准模架确定出标准模架的形式规格及标准代号标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类通用标准件如紧固件等模具专用标准件如定位圈浇口套推杆推管导柱导套模具专用弹簧冷却及加热元件顺序分型机构及精密定位用标准组件等在设计模具时应尽可能地选用标准模架和标准件因为标准件有很大一部分已经商品化随时可在市场上买到这对缩短制造周期降造成本时极其有利的提高公司在市场中的竞争力设计模具时开始就要选定模架当然选用模架时要考虑到塑件的成型流道的分布形式以及顶出机构的形式有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素而且模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉模具外表面尽量不要有突出部分模具

　　外表面应光洁加涂防锈油两模板之间应有分模间隙即在装配调试维修过程中可以方便地分开两块模板本设计要求采用一出二的型腔设置根据成型零件的尺寸以及侧抽芯的尺寸最终确定本设计选用的模架为futbaba_2P的SBmdashType模架其尺寸为400times400模架的安装高度320mm模具的具体形式如图排气系统设计排气槽的作用是将型腔和型芯中周围空间内的气体及熔料所产生的气体排到模具之外该模属于小型模具在推杆的间隙和分型面上都有排气效果无需另外开排气槽浇注系统设计浇注系统的设计原则浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能结构尺寸内外在质量等影响很大而且还与塑件所用塑料的利用率成型生产效率等相关因此浇注系统设计是模具设计的重要环节对浇注系统进行总体设计时一般遵循以下原则1重点考虑型腔布局包括以下三点尽可能采用平衡布置以便设置平衡式分流道型腔布置和浇口开设部位力求对称防止模具承受偏载而产生溢料现象尽量使型腔排列得紧凑以便减小模具的外形尺寸2热量及压力损失要小为此浇注系统流程应尽量短截面尺寸应尽可能大弯折尽量少表面粗糙度要低3均衡进料尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落即分流道尽可能采用平衡式布置4塑料耗量要少在满足各型腔充满的前提下浇注系统容积尽量小以减少塑料的耗量5消除冷料浇注系统应能收集温度较低的ldquo冷料rdquo防止其进入型腔影响塑件质量6排气良好浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落使型腔的气体能顺利排出7防止塑件出现缺陷避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔缩孔残余应力翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象8塑件外观质量根据塑件大小形状及技术要求做到去除修整浇口方便浇口痕迹无损塑件的美观和使用9生产效率尽可能使塑件不进行或少进行后加工成型周期短效率高本设计的塑件属于日常用品生产批量中等采用普通浇注系统更符合经济要求浇注系统的组成普通流道浇注系统一般由主流道分流道浇口和冷料穴等四部分组成浇注系统的作用将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳的输送到型腔同时使型腔内的气体能及时顺利排出在塑料熔体填充及凝固的过程中将注射压力有效地传递到型腔的各个部位以获得形状完整内外质量优良的塑料制件浇注系统各部件设计1主流道设计主流道通常位于模具的入口处其作用是将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔其形状为圆锥形便于塑料熔体的流动及流道凝料的拔出热塑性塑料注塑成型用的主流道由于要与高温塑料及喷嘴反复接触所以主流道常设计成可拆卸的主流道衬套以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理主流道设计要点1主流道圆锥角alpha2deg～6deg对流动性差的塑料可取3deg～6deg内壁粗糙度为Ra0632主流道大端成圆角半径r1～3mm以减小料流转向过度时的阻力3在模具结构允许主流道应尽可能短一般小于60mm过长则会影响熔体的顺利充型4主流道衬套与定模座板采用H7m6过渡配合与定位圈的配合采用H9f9间隙配合5主流道衬套一般选用T8T10制造热处理强度为52～56HRC主流道的具体尺寸见表表2-2主流道具体尺寸 符号 名称 尺寸 取值 d 主流道小端 注射机喷嘴直径05～1 5 SR 主流道球面半径 喷嘴球面半径1～2 13 h 球面配合高度 3 alpha 主流道锥角 2ordm～6ordm 2ordm L 主流道长度 尽量小于或等于60 60 D 主流道大端直径 D2Ltgalpha2 61 r 主流道大端倒圆角 D8 1本设计的主流道衬套的结构形式如图2-3图2-32冷料穴的设计主流道一般为于主流道对面的动模板上其作用就是存放料流前锋的ldquo冷料rdquo防止ldquo冷料rdquo进入型腔而形成冷接缝此外在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直径长度约为主流道大端直径冷料穴的形式有1与推杆匹配的冷料穴2与拉料杆匹配的冷料穴3无拉料杆的冷料穴本设计的塑件为ABS该塑料具有良好的韧性采用ldquo与推杆匹配的冷料穴rdquo中的倒锥形将主流道凝料拉出当其被推出时塑件和流道凝料能自动坠落具体见图3分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道一般开设在分型面上起分流和转向的作用多型腔模具一般需设置分流道单型腔大型图2-4塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道分流道设计要点1分流道要求熔体的流动阻力尽可能的小在保证足够的注塑压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下分流道的截面积与长度尽量取小值尤其对于小型更为重要2分流道转折处应以圆弧过渡与浇口的连接处应加工成斜面并用圆弧过渡利于塑料熔体的流动及填充3各型腔要保持均衡进料4表面粗糙度要求以Ra08为佳5分流道较长时在分流道的末端应开设冷料井分流道的截面形状设计分流道的截面形状选取从减少流道内的压力损失考虑要求流道的截面积大从热传导角度考虑为减少热损失要求流道的比表面积截面积与外周长之比最小在生产实践中还应考虑分流道的加工难度分流道形状及效率见表2-3表2-3常用的分流道截面的形状及其效率 效率 025D 025D 0217D 0153D 0195D d D4 0166D D4 0100D D6 0071D各种分流道当中圆形正方形的效率最高即比表面积最小所以本设计采用圆形截面的分流道分流道的分布由于分流道的长度与分布跟型腔的数量及其排布有密切关系并且分流道的直径要稍大于主流道大端直径其分布如图2-5图2-5分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低一般取160mum左右就可以这样表面稍不光滑有助于增大塑料熔体的外层冷却皮层固定从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差以保证熔体流动时具有适宜的剪切速度和剪切热浇口的设计浇口亦称进料口是连接分流道与型腔的通道除直接浇口外它是浇注系统中截面最小的部分但却是浇注系统的关键部分浇口的位置形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大浇口截面积通常为分流道截面积的7～9浇口截面积形状为矩形和圆形两种浇口长度为05mm～20mm浇口具体尺寸一般根据经验确定取下限值然后在试模时逐步修正浇口的设计通常要求考虑下面的原则1尽量缩短流动距离2浇口应开设在塑件壁厚最大处3必须尽量减少熔接痕4应有利于型腔中气体排出5考虑分子定向影响6避免产生喷射和蠕动7浇口处避免弯曲和受冲击载荷8注意对外观质量的影响综合八点原则同时结合所测绘塑件的实物所留下的浇口印本设计采用侧浇口侧浇口又称边缘浇口一般开在分型面上从塑件的外侧进料侧浇口是典型的矩形截面浇口能方便地调整充模时的剪切速率和封闭时间故也称标准浇口它截面形状简单加工方便浇口位置选择灵活去除浇口方便痕迹小但塑件容易形

　　成熔接纹缩孔凹陷等缺陷注射压力损失较大对壳体件排气不良浇口结构尺寸见表2-4表2-4浇口结构尺寸 塑件壁厚mm 侧浇口尺寸mm 浇口长度mm 深度h 宽度w ＜08 0～05 0～10 10 08～24 05～15 08～24 24～32 15～22 24～33 32～64 22～24 33～64 综上得本设计的侧浇口尺寸为深度h1mm宽度w25mm长度l1mm浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型一般在塑件形状及模具结构允许的情况下应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等形状及截面尺寸相同型腔布局为平衡式的形式否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致这就是浇注系统的平衡本设计采用平衡式流道布置从主流道到各个型腔的分流道的长度相等形状及截面尺寸对应相同各个浇口也相同显然浇注系统是平衡的浇注系统凝料体积计算1主流道凝料体积2分流道凝料体积3浇口凝料体积由于浇口部分体积很小可取为04冷料穴体积5浇注系统凝料体积浇注系统各截面流过熔体的体积计算按分流道取其中一个方向计算1流过浇口的体积2流过分流道的体积3流过主流道的体积258注塑时间的计算1确定适当的剪切速率主流道～分流道侧浇口～2确定体积流率q浇注系统各段的q值是不相同的主流道的体积流率浇口体积流率3注射时间的计算模具充模时间式中------主流道体积流率------注射时间------模具成型时所需塑料熔体的体积单个型腔充模时间注射时间根据经验公式求得注射时间根据注塑机的有关参数可知ge注射机最短注射时间2s所选时间合理成型零件的结构设计和计算注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件通常包括了凹模型芯成型杆等凹模用以形成制品的外表面型芯用以形成制品的内表面成型杆用以形成制品的局部细节成形零件作为高压容器其内部尺寸强度刚度材料和热处理以及加工工艺性是影响模具质量和寿命的重要因素如果型腔和底板厚度过小可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏也可能因刚度不足而产生挠曲变形导致溢料飞边降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模设计时应首先根据塑料的性能制件的使用要求确定型腔的总体结构浇口分型面排气部位脱模方式等然后根据制件尺寸计算成型零件的工作尺寸从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸以及机加工工艺要求等此外由于塑件熔体有很高的压力因此应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚尤其对于重要的精度要求高的型腔更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度261成型零件钢材的选用对于模具钢的选用必需要符合以下几点要求1机械加工性能良好要选用易于切削且在加工以后能得到高精度零件的钢种2抛光性能优良注射模成型零件工作表面多需要抛光达到镜面Rale005mum要求钢材硬度在HRC35～40为宜过硬表面会使抛光困难钢材的显微组织应均匀致密极少杂质无疵斑和针点3耐磨性和抗疲劳性能好注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷而且还受冷热温度交变应力作用一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度但韧性差易形成表面裂纹不以采用所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数能长期保持型腔的尺寸精度达到所计划批量生产的使用寿命期限4具有耐腐蚀性对有些塑料品种如聚氯乙稀和阻燃性的塑料必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种我国钢铁冶金行业标准YBT094mdash1997推荐的塑料模具钢的用途见表2-5表2-5塑料钢主要性能 钢号 特性和用途 SM45 价格低廉机械加工性能好用于日用杂品玩具等塑料制品的模具 SM50 硬度比SM45高用于性能要求一般的塑料模具 SM55 淬透性好强度比SM50好用于较大型的性能要求一般的塑料模具 SM1CrNi3 塑性好用于需冷挤压反印法压出型腔的塑料模具制作SM45钢属碳素塑料模具钢其化学成分与高强中碳优质结构钢mdashmdash45钢相近但钢的洁净度更高碳含量的波动范围更窄力学性能更稳定SM45钢经正火或调质处理后具有一定的硬度强度和耐磨性而且价格便宜切削加工性能好适宜制造形状简单的小型塑料模具或精度要求不高使用寿命不需很长的模具等综上所述再根据本塑件mdashmdash手机外壳为日常用品其生产批量中等本设计的成型零件的材料取SM45钢成型零件工作尺寸计算制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求与型腔型芯的工作尺寸的计算有很大关系成型零件工件尺寸的计算内容包括型腔和型芯的径向尺寸含矩形的长和宽高度尺寸及中心距尺寸等成型零件工作尺寸的计算方法很多现以塑料的平均收缩率为基准计算1型腔内径尺寸计算mm式中mdash型腔内径尺寸mmDmdash制品的最大尺寸mmQmdash塑料的平均收缩率ABS的平均收缩率为05mdash制品公差mdash系数可随制品精度变化一般取0508之间mdash模具的制造公差一般取按矩形计算手机后盖长度宽度上的最大尺寸分别为102mm45mm根据塑件的要求取044mm028mm则82＋82times0005-times0448274mm4242times0005-times0284242mm2型芯径向尺寸计算模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的与型腔径向尺寸的计算原理一样分长宽两部分计算mm式中mdash型芯外径尺寸mmmdash制品内径最小尺寸mm其余符号含义同型腔计算公式按矩形计算手机后盖长度宽度的最小尺寸分别为81mm40mm由上可知044mm028mm则81＋81times0005-times0448173mm4040times0005-times0284039mm3型腔深度尺寸计算模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定设制品名义高度尺寸为最大尺寸公差负偏差型腔深度名义尺寸为最小尺寸其公差为正偏差由于型腔底部或型芯端面的磨损很小可以略去磨损量在计算中取加上制造偏差有SHAPEMERGEFORMATmm式中mdash型腔的深度尺寸mmmdash制品高度最大尺寸mm由零件图上可知5mm可得014mm因此55times0005-23times014493mm4型芯高度尺寸计算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定设制品高度名义尺寸为最大尺寸公差为正偏差型芯高度设计为最大尺寸其公差为负偏差-根据有关的经验公式Qmm式中mdash型芯高度尺寸mmmdash制品深度最小尺寸mm由零件图中可得4mm查表1-15得012mm4＋4times0005614mm5型腔壁厚与底板厚度计算注射成型模型腔壁厚的确定应满足模具刚度好强度大和结构轻巧操作简便等要求在塑料注射充型过程中塑料模具型腔受到熔体的高压作用故应有足够的强度刚度否则可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏也可能会弯曲变形而导致溢料和飞边降低塑料制件的尺寸精度并影响塑料制口的脱模从刚度计算上一般要考虑下面几个因素1使型腔不发

　　生溢料ABS不溢料的最大间隙为005mm2保证制品的顺利脱模为此同时要求型腔允许的弹性变形量小于制品冷却固化收缩量3保证制品达到精度要求制品有尺寸要求某些部位的尺寸常要求较高精度这就要求模具型腔有很好的刚度按整体式的凹模计算侧壁厚度mm式中bmdash凹模侧壁理论厚度mmhmdash凹模型腔的深度mmpmdash凹模型腔内熔体压力Mpamdash凹模长边侧壁的允许弹性变形量mm一般塑件0005mmc10808E21times10Mpab289mm取壁厚大于10mm就能能满足要求底板厚度计算根据公式mm由2328times100005则589mm取实际底板厚度大于10mm就能满足要求263成型零件强度刚度的校核本设计属中小型镶拼式塑料模具所以型腔壁厚按强度条件计算按刚度条件校核根据《模具材料应用手册》得本设计所使用的模具材料为SM50其相关参数如表2-6表2-6SM50主要参数 材料名称 MPa MPa Jmiddotcm-2 SM50 630 315 14 35对侧壁的厚度校核首先按强度条件对塑件的壁厚进行计算按刚度条件对塑见的壁厚进行校核各参数介绍如下mdashmdash塑件的长度本次计算按塑件为长方体进行计算取5062㎜mdashmdash模腔的压力一般取30～50MPa本次取大值30MPamdashmdash塑件的高度取2465㎜mdashmdash模具材料的许用应力mdashmdash材料的弹性模量取200times109Pamdashmdash成型零件的许用变形量合模导向机构及脱模推出机构设计合模导向零件机构的作用1定位作用模具闭合后保证动定模位置正确保证型腔的形状和尺寸正确导向机构在模具装配过程中也起了定位作用便于装配和调整2导向作用合模时首先是导向零件接触引导动定模或上下模准确闭合避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏3承受一定的侧向压力塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力或者由于成型设备精度低的影响使导柱承受了一定的侧压力以保证模具的正常工作若侧压力很大不能单靠导柱来承担需增设锥面定位机构4保持机构运动平稳对于大中型模具的脱模机构导向机构有使机构运动灵活平稳的作用5承载作用当采用脱模板脱模或双分型面模具时导柱有承受脱模板和型腔板的作用282导向机构的设计设计导柱导套时还应注意1导柱应合理地均布在模具分型面的四周导柱中心至模具外缘应有足够的距离以保证模具的强度2导柱的长度应比型芯端面的高度高出6～8mm以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏3导柱和导套应有足够的强度和耐磨度常采用20低碳钢经渗碳05～08㎜淬火48～55HRC也可采用T8A碳素工具钢经淬火处理4为了使导柱能顺利地进入导套导柱端部应做成锥形或半球形导套的前端也应倒角5导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件因此根据需要而决定装配方式6一般导柱滑动部分的配合形式按H8f8导柱和导套固定部分配合按H7k6导套的外径的配合按H7k6导柱的设计表2-7导柱设计 导柱 类型 总长度㎜ 直径㎜ SPN 180 35导套的设计见表2-8表2-8导套设计 导套 类型 总长度㎜ 直径㎜ GBA 42 36脱模推出机构的设计塑件在从模具上取下以前还有一个从模具的成型零件上脱出的过程使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的推出机构的组成推出机构主要由推出零件推出零件固定板和推板推出机构的导向与复位部件等组成推出机构中凡直接与塑件相接触并将塑件推出型腔的零件称为推出零件常用的推出零件有推杆推管推件板成型推杆等推出机构的分类推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构机动推出机构液压和气动推出机构手动推出机构是模具开模后由人工操纵的推出机构塑件一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况机动推出机构利用注射机开模动作驱动模具上的推出机构实现塑件的自动脱模液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置将塑件推出或从模具中吹出推出机构还可以根据推出零件的类别分类可分为推杆推出机构推管推出机构推件板推出机构成型推杆块推出机构多无综合推出机构等另外也可根据模具的结构来分类推出机构的设计原则1推出机构应昼调协在动模一侧由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的所以一般情况下推出机构设在动模一侧正因如此在分型面设计时应尽量注意开模后使塑件能留在动模一侧2保证塑件不因推出而变形损坏为了保证塑件在推出过程中不变形不损坏设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小合理的选择推出方式及推出位置从而使塑件受力均匀不变形不损坏3机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠灵活制造方便机构本身要有足够的强度刚度和硬度以承受推出过程中的各种力的作用确保塑件顺利地脱模4良好的塑件外观推出塑件的位置应尽量设置在塑件内部以免推出痕迹影响塑件的外观质量5合模时的正确复位设计推出机构时还必须考虑合模时机构的正确复位并保证不与其他模具零件相干涉综上所述本套模具的推出机构形式采用推杆推出推杆的位置参考原塑件留下的推杆位置根据以上原则本设计的推杆位置如图2-7所示推杆的数量为每个型腔4根总共8根推杆的直径为其与推杆孔之间采用H8f8间隙配合推杆与推杆固定板采用单边05㎜的间隙这样可以降低加工要求又能在多推杆的情况下不因各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象推杆的材料采用T8碳素工具钢热处理要求硬度54HRC～58HRC工作端配合部分懂得表面粗糙度为Ra08图2-7推杆形式图2-8脱模力的计算脱模力是从动模一侧的主型芯上脱出塑件所需施加的外力需克服塑件对型芯包紧力真空吸力粘附力和脱模机构本身的运动阻力本设计主要计算由型芯包紧力形成的脱模阻力当开始脱模时模具所受的阻力最大推杆刚度及强度应按此时计算亦即无视脱模斜度a0由于制品是薄壁矩形件Q8tmiddotEmiddotSmiddotlmiddotf1-m1fkN式中Qmdash脱模最大阻力kNtmdash塑件的平均壁厚cmEmdash塑料的弹性模量NSmdash塑料毛坯成型收缩率mmmmlmdash包容凸模长度cmfmdash塑料与钢之间的摩擦系数mmdash泊松比一般取038049查表得S0005E18times10Ncm已知t012cml45cmf028Q8times012times18times10times0005times40times32kN---摩擦阻力N---摩擦系数一般取015～10本设计取05---因塑件收缩对型芯产生的正压力N---塑件对型芯产生的单位正压力一般取8～12MPa本设计取10MPa---塑件包紧型芯的侧面积㎜2合模导向机构的设计为了保证注射模

　　准确合模和开模在注射模中必须设置导向机构其作用有1定位作用模具闭合后保证动定模位置正确保证型腔的形状和尺寸正确导向机构在模具装配过程中也起了定位作用便于装配和调整2导向作用合模时首先是导向零件接触引导动定模或上下模准确闭合避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏3承受一定的侧向压力塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力或者由于成型设备精度低的影响使导柱承受了一定的侧压力以保证模具的正常工作如果侧压力很大不能单靠导柱来承担则需增设锥面定位机构4保持机构运动平稳对于大中型模具的脱模机构导向机构有使机构运动灵活平稳的作用5承载作用当采用脱模板脱模或双分型面模具时导柱有承受脱模板和型腔板的作用导向机构的形式主要有导柱导向和锥面定位两种在设计设计导柱导套时应注意1导柱应合理地均布在模具分型面的四周导柱中心至模具外缘应有足够的距离以保证模具的强度2导柱的长度应比型芯端面的高度高出6～8mm以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏3导柱和导套应有足够的强度和耐磨度常采用20低碳钢经渗碳05～08㎜淬火48～55HRC也可采用T8A碳素工具钢经淬火处理4为了使导柱能顺利地进入导套导柱端部应做成锥形或半球形导套的前端也应倒角5导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件因此可根据需要而决定装配方式6一般导柱滑动部分的配合形式按H8f8导柱和导套固定部分配合按H7k6导套的外径的配合按H7k67除了动定模之间设导柱导套外一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套以保证推出机构的正常运动8导柱的直径应根据模具大小而决定当采用标准模架时因模架本身带有导向装置一般情况下设计人员只要按模架规格选用即可侧向分型与抽芯机构的设计完成侧向型芯的抽出和复位的机构叫做侧向抽芯机构当塑件上具有与开模方向不一致的孔或侧壁有凸凹形状时除极少数情况可以强制脱模外一般都必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可活动的结构在塑件脱模前先将其抽出然后才能将整个塑件从模具中脱出这种模具脱出塑件的运动有两种情况一是开模时优先完成侧向分型和抽芯然后推出塑件二是侧向抽芯分型与塑件的推出同步进行侧向抽芯机构的分类及特点侧向抽芯机构按其动力来源可分为手动机动气动或液压三大类手动侧抽芯该种模具结构简单生产效率低劳动强度大抽拔力有一定限制故只在特殊场合下应用如试制新产品或小批量生产等机动侧抽芯开模时依靠注射机的开模动力通过侧向抽芯机构改变运动方向将活动零件抽出机动侧抽芯操作方便生产效率高便于实现生产自动化但模具结构复杂机动侧抽芯结构形式主要有斜导柱侧抽芯斜弯销侧抽芯斜滑块侧抽芯齿轮齿条侧抽芯以及弹簧侧抽芯等液压或气动侧抽芯在模具上配置专门的油缸或汽缸通过活塞的往复运动来进行侧向抽芯这类机构的特点是抽拔力大抽芯距离长动作灵活且不受开模过程限制常在大型注射模中使用本模具的侧抽芯设计根据塑件的特点分型面的选择本塑料模具属中小型模具采用机动侧抽芯比较适合而且本塑件需要有两个方向的侧抽芯分别为斜导柱侧抽芯斜滑块侧抽芯下面将分别介绍1斜导柱侧抽芯斜导柱侧抽芯机构是最常用的一种侧抽芯机构它具有结构简单制造方便安全可靠等特点其工作过程是开模时斜导柱作用于滑块迫使滑块带侧型芯在动模板的导滑槽内向上移动完成侧抽芯动作塑件由推杆推出型腔侧导柱如图2-9图2-9斜导柱抽芯机构的几种常见形式1斜导柱在定模滑块在动模2斜导柱在动模滑块在定模3斜导柱和滑块同在定模4斜导柱和滑块同在动模本设计采用ldquo斜导柱在定模滑块在动模rdquo的斜导柱侧抽芯形式该侧抽芯机构的具体工作过程为开模时动定模沿分型面分开滑块与型芯一起带塑件脱离定模同时滑块在斜导柱的作用下沿导滑板向外运动抽出型芯合模时在机床合模装置的推动下滑块在斜导柱的作用下完成合模并靠楔紧块压紧2斜导柱抽拔力与抽芯距的计算抽拔力式中---摩擦阻力N---摩擦系数一般取015～10本设计取05---因塑件收缩对型芯产生的正压力N---塑件对型芯产生的单位正压力一般取8～12MPa本设计取10MPa---塑件包紧型芯的侧面积㎜2抽芯距塑件的侧抽芯距离大于4289㎜所以本设计采用45㎜的抽芯距2103斜滑块侧抽芯机构1斜滑块的设计要点1斜滑块的导向斜角可比斜导柱的大些但也不大于一般取～斜滑块的推出长度必须小于导滑总长的232斜滑块与导滑槽应有一定的双面间隙3为保证斜滑块的分型面密合而且在斜滑块与动模套的配合面磨损后仍能紧密拼合成型时不致发生溢料斜滑块底部与模套之间应留有02～05㎜的间隙同时斜滑块的顶面应高出模套02～05㎜本设计的模具由于已经有一个斜导柱侧抽芯机构另一方向的抽芯距离很短只有348㎜采用斜滑块更能使模架结构紧凑2斜滑块侧抽芯机构抽芯距与抽芯力的计算斜导柱角度a与开模所需的力斜导柱所受的弯曲力实际能得到的抽拔力及开模行程有关a越大时所需抽拔力应增大因而斜导柱所受的弯曲力也应增大故希望a角度小些为好但当脱模距一定时a角度越小则使斜导柱工作部分及开模行程加大降低斜导柱的刚性所以斜角a的确定需要适当兼顾脱模距及斜导柱所受的弯曲力根据实际生产经验证明斜角a值一般不得大于25通常采用1520当脱模距较长而适当增大a角即可满足脱模距时也可略增大a角但也需相应增加斜导柱直径和固定部分长度以便能承受较大的弯曲力另外为了满足滑块锁紧楔先开模斜导柱后抽芯的动作要求斜滑块锁紧角的角度也应比斜导柱的角度大23本设计中取a20楔紧块的角度为21CFlhpfcosa-sinaN式中lmdash活动侧芯被塑料包紧的断面周长mhmdash成型芯部分的深度pmdash制品对侧芯的压力一般取下８～１２ＭＰafmdash塑料对钢的摩擦系数常用f01～02侧芯的脱模斜度常取10～20．Ｆ＝８times10times１times10times１０times０１５cos1-sin1106N计算斜导柱角度a跟脱模距的关系平行分型面方向抽出按以下式子计算S式中mdash脱模距为S时斜导柱工作部分长度mmSmdash最大脱模距离mmmdash斜导柱斜角Hmdash最大脱模距为S时所需的开模行程mm6sin20175mmHSmiddot6timesctg20165mm3活动形式和滑块的锁紧为了防止侧型芯在塑件成型时受力移动对活动型芯和滑块应锁紧楔锁住开模时又需要使楔块首先脱开一般不允许用斜导柱起锁紧侧型芯的作用锁紧锁紧的角度一般取23注射模温度调节系统设计塑料在成型过程中模具温度会直接影响到塑料的充模定向成型周期和塑件质量模具温度过高成型收缩大脱模后塑件变形率大而且还容易造成溢料和黏模模具温度过低则熔体流动性差塑件轮廓不清晰表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷当模具温度不均匀时型芯和型腔温度差过大塑件收缩不均匀导致塑件翘曲变形会影响塑件的形状和尺寸精度一般注射模具内的塑料熔体温度为20

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