洗衣机旋钮设计.docx

设计任务2.1 设计要求1、塑件外表无痕，采用一般精度进行设计；2、未注尺寸公差取mt5级精度；3、采用注射成型,大批量生产。图2-1 工件图2.2塑件的工艺性分析2.2.1 使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件为abs塑料旋钮，使用范围较广。根据一般精度和大批量生产要求，采用注射成型的成型方法。2.2.2 塑件材料的特性abs是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，属于热塑性无定性塑料， 价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一，其力学性能和热性能均好、硬度高、表面易镀金属、流动性中等；易加工、高光洁度及高强度，又有其耐疲劳和抗应力开裂能力、冲击强度高 ；耐酸碱等抗化学性腐蚀性强，容易加工成型、修饰容易等优点。其密度=1.021.16g/cm3，溢边值为0.04毫米左右，吸湿小,不须充分干燥,且不易分解,可用螺杆或柱塞式注射机注射成型。2.2.3 塑件尺寸精度分析该零件的重要尺寸，如，36mm的尺寸精度为mt3级，次重要尺寸4mm的尺寸精度为mt4级，其它尺寸均无公差要求，一般可采用mt5级精度。由以上的分析可见，该零件的尺寸精度属中等偏上，对应模具相关零件尺寸的加工可保证。从塑件的壁厚上来看，厚度较为均匀。2.2.4 塑件表面质量分析必须避免在塑件的分型面处出现毛边；注意孔处不出现锐边；表面粗糙度只有塑件外形要求较高,其它部位没有较高粗糙度要求。该零件的表面要求无凹坑等缺陷外，表面无其它特别的要求，故比较容易实现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。2.2.5 塑件的结构工艺性分析（1）塑件厚度适中，壁厚较均匀，塑件成型性能良好；（2）塑件本身有一定的斜度，利于脱模；（3）从塑件结构看，该旋钮模具应设置一个分型面。2.2.6 确定成型方法塑件采用注射成型法生产，为符合塑件外观要求，初步采用侧浇口，模具为单分型面双型腔注射模。2.3.确定注塑机机类型（注射机的选择）2.3.1 注射机的选择 2.3.1.1 塑件的体积计算通过计算得到塑件的体积为： v塑件 = 25953 = 11906mm32.3.1.2浇注系统的体积计算通过计算得到浇注系统的体积: v浇 = 2v浇口+v主流道+v分流道 = 29.6+1585.7+2631.9 = 4236.8mm3v总 = v塑件+v浇=11906+4236.8 = 16142.8 mm32.3.1.3 计算塑件的质量查有关资料得：abs材料=1.021.16g/cm3，根据塑件形状及尺寸，采用一模两腔的模具结构。塑件和浇注系统的质量: w总 = （v塑件+v浇）= 1.0916.14 17.59g2.3.1.4注塑机的选择查相关手册，abs的注射压力6001000（105）pa，塑件较简单，取p=70mpa(1）塑件投影面积计算a =rr=3.141.91.9 11.34cm2（2）型腔压力计算p腔 = 2/3p = 46.7 mpa（3）锁模力计算f = 11.3446.7 5.30104n安装模具的厚度应满足： hminhhmax 设计模具厚度h总=192mm选xs-z-60型，最大装模高度hmax=200mm，最小装模高度hmin=70mmh总=192mm介于二者之间，满足模具厚度安装要求。2.3.2 注射机有关参数表2.1 xs-z-60型注射机的主要参数标称注射量60cm3定位孔直径55mm最大开模行程s180mm喷嘴球头半径r12mm最大装模高度hmax200mm喷嘴孔直径4mm最小装模高度hmin70mm螺杆直径/mm38模板最大安装尺寸330440mm最大开模行程180mm2.3.2.1 模具开模行程校核模具开模行程应满足：smsz其中：sz为最大开模行程，查注射机xs-z-60型sz = 180mm， sm为模具的开模行程；sm = 塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10）mm = 28+55+28.5+7 = 118.5mm可见smsz ，xs-z-60满足其开模行程2.3.2.2 模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为200mm200mm ，xs-z-60型注射机模板最大安装尺寸为330mm440mm，故能满足模具安装要求。2.3.2.3 注塑机的参数校核最大注射量的校核计算校核式：(0.80.85)v公v总 (2-1) 其中：v总 16.14cm3 （0.80.85)v公=（0.80.85）60 50cm3可见满足校核式，即所设计模具注射量满足xs-z-60 最大注射量要求。注射机压力的校核 p机p塑 (2-2) p机注射机的最大注射压力，mpa或n/ cm3p塑成型塑件所需的注射压力，mpa或n/ cm3一般abs取 100120mpa，xs-z-60注射机的最大注射压力p机=122mpa，可见xs-z-60注射机满足abs注射压力的要求。综合验证，xs-z-60型注射机完全能满足此模具的注射要求。2.3.2.4 塑件的注射工艺参数的确定根据情况，abs塑料的成型工艺参数可作如下选择，在试模时可根据实际情况作适当的调整。注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度t1选用190 中段温度t2选用210 前段温度t3选用230 喷嘴温度：选用200 注射压力：选用100mp 注射时间：选用20s 保压时间：选用2s 保压： 80mp 冷却时间：选用28s 总周期： 50s2.3.4 模具结构分析与设计 （abs旋钮塑件的结构设计） 2.3.4.1 分型面的选择和确定塑件的分型面应取在位于塑件截面尺寸最大的部位，该塑件为旋纽，表面质量无特殊要求，按塑件结构，分型面选在塑件的端面,型芯设在动模，开模后塑件包在型芯上留在动模，符合分型面设计原则，保证制件的精度，简化了模具结构。 2.3.4.2 型腔数目的确定型腔数的确定有多种方法，本题采用注射机的注射量来确定它的数目。其公式如下：n2=(g-c)/v （2-3）式中：g注射机的公称注射量/cm3 v单个制品的体积/cm3 c浇道和浇口的总体积/cm3生产中每次实际注射量应为公称注射量g的（0.750.45）倍，现取0.6g进行计算。每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的（0.21）倍，现取c0.6v进行计算。n2=0.6(g-v)/v=0.6(60-11.906)/11.906=2.42由以上的计算可知，可采用一模两腔的模具结构。2.3.4.3 型腔的排列由于塑件的特殊(属于小型塑件且塑件外表无痕)要求,又要满足大批量生产要求，为使模具设计制造简便，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采用下图所示的型腔排列方式。此模具可采用一模两腔，平衡布置，塑件型腔设置应设计在模具的对称中心方向上成型。图2-32.3.4.4 推出机构的选择浇注系统是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的一段路程的总称。它是由主流道、分流道、进料口、冷料穴等组成，主流道为圆锥体，锥度为3，其直径的决定主要取决于主流道的剪切速率。由于塑件的外行结构特点,推出机构应采用用推杆推出机构将塑件推出模外。每个制件同时由4根推杆推出模外，其结构简单，推出可靠。推杆工作长度l工 = 28.5mm ；推杆总长度l = 115.5mm推杆推顶推件板时应有足够的稳定性，其受力状态可简化为一端固定、一端自由的模型，根据压杆稳定公式推导推杆直径计算式为：dk64qe(l) 2/ne31/4 （2-4）c=4qe/nd2s （2-5）式中：d推杆直径(mm) k安全系数，查手册取k=2 2qe脱模力(n) 2826 塑料(t8a)材料的泊松比 0.32l推杆的长度(mm) 131.5 n推杆根数 4 e推杆材料(t8a)的弹性模量(mpa) 2.1105c推杆所受的压应力(mpa) s推杆材料(t8a)的屈服点(mpa) 360 qe= qc + qb=2e s t h kf /(1-)+ 0=23.1421030.6%242.50.3/(1-0.32)=2826n qc克服塑件对型芯包紧的脱模阻力(n) qb一端封闭壳体需克服的真空吸力(n) 0e塑料的拉伸弹性模量(n/mm 2) 2103s塑件平均成型收缩率 0.6% t塑件厚度(mm) 2h型芯脱模方向高度(mm) 42.5kf脱模斜度修正系数 0.3将以上各数据代入式得： d=3.746mm 圆整取4mm将以上各数据代入式进行校核： c=4qe/nd2=56.25mpas=360 mpa所以此推杆符合要求。2.3.5 浇注系统的设计用一模两腔的成型方法，将浇注系统设在塑件中央孔处，采用侧浇口的浇注形式，分流道截面为梯形，使得模具结构简单，易于加工。主流道尺寸设计 主流道为圆锥形，上部直径与注射机喷嘴配合，查表得知xs-zy-125型注射机的喷嘴孔直径d0=4、喷嘴球半径r0=12， 模具浇口套主流道小端直径为d = d0+1 = 4+1 = 5mm模具浇口套主流道球面半径为r = r0+（12）= 12+1 = 13m将主流道设计成圆锥形,主流道的半锥角通常为12过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用1.5。主流道的长度l一般控制在60mm之内，可取l50mm。分流道的形状及尺寸分流道在设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。圆形和正方形流道的效率最高，但考虑到加工的方便性，可采用梯形的流道，其加工较容易，且热损失和压力损失均不大。一般梯形大边宽度在510mm范围内，分流道的截面尺寸可根据制品所用的塑料品种、重量和壁厚，以及分流道的长度由模具设计与制造简明手册第二版中表249所示的经验值来选定，经查取，梯形的大边宽为l7mm，高度为h=5mm，侧面斜角为100分流道设置在分型面上。图2-5浇口设计根据浇口的成型要求及型腔的排列方式，选用侧面进料的搭接式浇口，其优点是截面形状简单，易于加工，便于试模后修正。本塑件为小型塑件，一般深度t=0.52.0mm(或取塑件壁厚的1/32/3)，宽度b=1.55.0mm,因此该浇口t=0.8mm,b=2mm,搭接部分的长度l1=（0.60.9）+b/2=0.6+1=1.6,浇口长度可适当加长，取l=3mm。冷料穴的设计 采用倒堆形拉料杆,如图图2-62.3.6 模具工作零件的设计与计算型芯型腔采用组合式，这样既有利于节省贵重金属材料，又利于加工和排气。如图所示：本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这abs的成型收缩率为0.006，模具的制造公差取z=/3。表2.2 型腔型芯工作尺寸的计算类别塑件尺寸计算公式模具尺寸型腔计算型腔380-0.56lm=(ls+ls.scp%-3/4)0+z37.810+0.19360-0.3235.980+0.11340-0.5633.780+0.1912.50.16hm=(hs+hs.scp%-2/3)0+z12.520+0.11型芯计算主型芯320+0.56lm=(ls+ls.scp%+3/4)0-z32.610-0.19340+0.5634.620-0.1980+0.288.260-0.09110.26hm=(hs+hs.scp%+2/3)0-z11.150-0.17小型芯40+0.18lm=(ls+ls.scp%+3/4)0-z4.160-0.06260.25hm=(hs+hs.scp%+2/3)0-z26.240-0.17型腔侧壁厚度和底板厚度的计算：1）型腔侧壁厚度的计算根据圆形整体式型腔的侧壁厚度计算公式：s1.15pr4/e()1/3 （2-6） 式中：s侧壁厚度(mm)p型腔压力(mpa) 46.7r型腔半径(mm) 18e模具材料(sm2)的弹性模量(mpa) 2.1105 刚度条件，即允许变形量(mm) 0.05 将以上各数代入式得： s1.15(46.7184)/(2.11050.05)1/3 =8.92mms可取9mm2）底板厚度的计算公式如下：hs0.56(ph4/e)1/3 （2-7） 将各参数代入式中得：hs0.56（46.712.54/2.11050.05）1/3 =2.67mm 型腔的厚度h腔2.67+12.5=15.17mm h腔取25mm2.3.7 排气结构设计热塑性塑料模具排除的气体量比较少，且制件小，属中小型简单型腔模具，模具的型芯型腔为组合拼式，因此，无需开设排气体槽，利用模具配合间隙排气便可满足要求。且与整体式型芯型腔相比，组合式型芯型腔使加工和热处理工艺大为简化。2.3.8 冷却系统的设计与计算冷却系统设计的有关公式：qv=wq1/c1(1-2) （2-8）式中：qv冷却水的体积流量(m3/min)w单位时间内注入模具中的塑料重量(kg/min)q1单位重量的塑料制品在凝固时所放出的热量(kj/kg)冷却水的密度(kg/m3) 0.98103c1冷却水的比热容kj/(kg.)4.1871冷却水的出口温度() 252冷却水的入口温度() 20q1可表示为：q1=c2(3-4)+u （2-9） 式中：c2塑料的比热容kj/(kg.) 1.465 q3塑料熔体的初始温度() 210 4塑料制品在推出时的温度() 60 u结晶型塑料的熔化质量焓(kj/kg) q1=c2(3-4)+u=1.465(210-60)=219.75kj/kg将以上各数代入式得： qv=(0.013219.75)/0.981034.187(25-20)m3/min =0.1410-3m3/min上述计算的设定条件是：模具的平均工作温度为40，用常温20的水作为模具的冷却介质，其出口温度为25，产量为0.013kg/min。 由体积流量，查表可知所需的冷却水管的直径非常小，体积流量也很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方式即可。但为满足模具在不同温度条件下的使用，可在适当的位置布置直径d为8mm的管道来调节温度，冷却水通过外部的塑料软管循环，调节冷却水的流速和温度，可在一定温度范围内调节冷却效果。2.3.9标准模架的调入及及标准件相关零件结构的生成等等模架的设计可以通过自定义方式，也可以通过调入标准模架来建立。topsolid建立了丰富的标准模架库：dme、futaba、hasco、meusburger、moldman、pedrotti rabourdin、hestrack_norma（2004年底前增加国标模架库）等众多标准模架库，方便设计者与供应商之间的合作设计。图九为futaba_s3550模架，在调入过程中只需鼠标点击定位点，并选择该模架型号便一切就都交给系统了。图2-7 装配图模架的调入只是模具结构设计的第一步，为了大量减少后续的设计操作：1、topsolid建立了完善的模具设计用的智能标准件库，如导柱/导套系列、浇注系统系列、顶出机构系列、冷却回路系列、侧楔斜导柱系列及常用的紧固件系列等的标准件库。2、在设计过程中调用标准件时，系统对其相关的零件自动进行布尔操作，产生与标准件相对应的孔.图2-8 螺钉孔视图以顶出机构设计为例：顶杆设计只需确定顶出点，以及顶杆的相应参数（直径等），其他的操作由系统自动完成。即在调入顶杆的同时，系统将所有与之关联的各模板都进行打孔及确定相应各点顶杆长度等的标准操作。另又以调用紧固内六角螺钉为例，他的调入只需选择要安装的点、面和要紧固的零件，系统便会智能地为零件进行打孔操作，所打的各个孔均具有不同的配间隙，所有操作均符合紧固件设计规范。3 拟定模具结构形式3.1确定型腔数量及排列方式型腔的数量是根据实际情况给定，为“二出二”即二模两腔，考虑了本产品的生产批量（大批量生产）和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型腔的模具。考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下： 图3-1型腔排列方式3.2 模具结构形式的确定由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此我们设计的模具采用多型腔多分型面。根据本塑件电动机绝缘胶架的结构，模具将会采用两个分模面，两个分型面。3.2.1 注射机型号的确定一般工厂的塑胶部都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具，根据厂家提供资料，注射机型号和规格以及各参数如下：注射量：95g锁模力：120t模板大小：400550开模距离：27推出形式：推杆 推出位置：直线向上 推出行程：28mm3.2.2分型面位置的确定如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3 保证塑件的精度要求。4 满足塑件的外观质量要求。5 便于模具加工制造。6 对成型面积的影响。7 对排气效果的影响。8 对侧向抽芯的影响。其中最重要的是第5）和第2）、第8）点。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。如下图所示，采用aa这样一个平直的分型面，前模（即定模）做成平的就行了，胶位全部做在后模（即动模），大简化了前模的加工。aa分型面也是整个模具的主分模面。下图中虚线所示的bb和cc分型面是行位（即滑块）的分型面。这样选择行位分型面，有利于线切割行位以及后模仁和后模镶件这些成型零件。分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在后模一边，这样有助于后模设置的推出机构动作，在下图中，从aa分型，了bb处的行位向左移开，cc处的行位向右移开后，由于塑件收缩会包在后模仁和后模镶件上，依靠注射机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件。4 浇注系统形式和浇口的设计4.1主流道设计4.1.1主流道尺寸主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为3.54mm。4.1.2主流道衬套的形式主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种下图为前者，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为20，所以唧咀的为r21。 图4-1 衬套4.1.3主流道衬套的固定因为采用的有托唧咀，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为55mm，内径20mm。具体固定形式如下图所示： 图4-2 主流道衬套的固定4.2 分流道设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。4.2.1 主分流道的形状及尺寸主分流道是图（6）中水口板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形梯形u形半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸： （4-1） （4-2）式中b梯形大底边的宽度（mm）m塑件的重量（g）l分流道的长度（mm）h梯形的高度（mm）梯形的侧面斜角a常取50150，在应用式（式1）时应注意它的适用范围，即塑件厚度在3.2mm以下，重量小于200g，且计算结果在3.29.5mm范围内才合理。本电动机绝缘胶架的体积为3221.7324mm3，质量大约4g，分流道的长度预计设计成140mm长，且有4个型腔，所以：取b为8mm取h为5mm梯形小底边宽度取6mm，其侧边与垂直于分型面的方向约成100。另外由于使用了水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板），分流道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。实际加工时实，常用一种截面尺寸的梯形流道 4.2.2 主分流道长度分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长140mm。4.2.3 副分流道的设计副分流道即图（6）中的主分流道以下的两个土字形的流道副分流道中竖直方向上有锥度的流道的锥度为单边20，其最底部直径为6mm，水平方向上下两层流道的直径为4mm，这些都是根据经验取值，其总长度为38.15mm。4.2.4 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1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于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率和剪切热。实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。）4.2.5 分流道的布置形式分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平衡式，如下图： 图4-3 流道布置形式4.3 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。4.3.1 浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。从图(6)中可看出，我们采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。具体到这套模具，其浇口形式及尺寸如图7所试。浇口各部分尺寸都是取的经验值。实际加工中，是先用圆形铣刀铣出直径为4的分流道，再将材料进行热处理，然后做一个铜公（电极）去放电，用电火花打出这个浇口来的。4.3.2 浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：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。4.4 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。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。4.5 冷料穴的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为z字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。本模具中的冷料穴的具体位置和形状如图（6）中所示。实际上只要将分流道顺向延长一段距离就行了。5 成型零件的设计与加工工艺模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。5.1 模具制作的前期准备5.1.1 模具制作的基本内容模具制作考核的内容主要按模具钳工职业技能鉴定规范大纲的要求，要能独立审定冷冲模或塑料全套图纸；审定冲、塑模具零件的加工工艺，并独立完成车、铣、刨 、磨、钳、线切割。淬火等工种的操作，按照工艺和技术要求加工制造模具零件，进行模具装配，试模以及调整.。 模具制作的具体项目图5-15.1.2 模具制作的技术准备5.1.2.1 审定全套模具图纸1）审定模具装配图纸 （1）检查模具的工作原理能否保证零件成形； （2）检查装配图的表达是否清楚正确合理； （3）检查相关零件之间的装配关系是否正确； （4）检查总体技术要求是否正确，完整能否达到； （5）检查装配图的序号，标题栏，明细表是否正确完整；2）审定模具零件图纸 （1）检查零件图与装配图的结构是否相符； （2）检查相关零件相互联接的结构与尺寸是否吻合； （3）检查零件图的投影关系是否正确表达是否清楚； （4）检查零件的形状尺寸和位置尺寸是否完整，正确； （5）检查零件的制造公差是否完整，合理； （6）检查零件的粗糙度是否完整，合理； （7）检查零件的材料及热处理是否完整，合理； （8）检查其他技术要求是否完整，能否达到；5.1.2.2 审定待加工零件的加工工艺对待加工零件的工艺要进行全面审核，既要保证零件图纸的技术要求，又要符合本实习基地机床设备的具体情况，其审定内容为： 1）审定原定工艺路线能否达到图纸的技术要求 2）审定采用的机床设备能否达到图纸要求的尺寸，精度及粗糙度； 3）审定原定工艺中所采用的设备本实习基地是否能够满足要求，若不能满足则要改变加工方法，采用本实习基地现有的设备加工，但必须保证图纸要求。 4）审定原工艺过程中的二类工具本实习基地是否能够满足要求，若不能满足要求，也要改变工艺，采用本实习基地现有的条件进行加工，若有特殊要求或本实习基地确实无法加工的才考虑外协加工，外协加工的零件能在本实习基地加工的内容要在本实习基地加工，尽可能地减少外协加工的内容，以降低成本。5.2 确定待加工零件的备料尺寸或毛图模具制作最开始的工作就是备料，而一般模具零件的毛坯都为锻打或成型板料锯割而成，所以简单形状的零件要定出毛坯尺寸，复杂形状的零件还要画出毛坯图，现将冲塑模具零件各举一例说明备料尺寸的确定：例一、倒装复合模的凹模尺寸为f8018求毛坯尺寸:解：按简明手册表41查得： 2c=4+4 2a=3+3 若取中间值则凹模毛坯尺寸为: d+2c=180+6=186 t+2a=18+5=23 即凹模毛坯尺寸为中18623例二、塑料模型腔板的外形尺寸为 20020022求该板的毛坯尺寸解：由表查得 2b或2h=5+5 2l=5+7参考以上数据,一般长宽方向取大些,厚度方向了取小些 200+10=210 22+8=30得：型腔板的毛坯尺寸为210210305.3待制作模具成本估算模具成本是指制作某付模具所要消耗的全部费用即： 模具成本材料费机加工时费钳工工时费外购件费用试模费其他费用材料费：根据各种不同材料种类的重量及价格分别计算后全部相加而得机加工工时费：根据各零件的加工工艺，计算出各工序的加工工时，根据各种不同机床的加工和工时价分别计算后再相加。模具钳工工时费：根据各个零件的钳工工作量算出每个零件的钳工加工工时，和钳工的装配工时相加后，再乘以模具钳工的工时价而得，外购件费：如螺钉、销钉、橡皮、弹簧或模架外购所用费用的总和其他费用：如设计费、淬火费、运输费、交通费、试模费的总和。5.4模具制作的组织准备 1、明确模具制作的基本任务：模具制作的基本任务是：给定冲压或塑压零件产品图及技术要求，学生根据产品图纸及技术要求，设计模具编制工艺|、加工、装配模具并进行试模，检验等，完成模具制作的全部过程。具体要求如下： 1）设计冷冲模具或塑料模具全套图纸； 2）编制待加工零件工艺，整理外购件清单； 3）估算待制作模具成本； 4）按模具零件图纸及工艺过程，完成车、铣、刨、磨、钳及热处理的实际操作，加工出符合要求的模具零件； 5）编制冲塑模具的装配工艺，并按工艺过程组装冲塑模具； 6）完成模具在机床上的安装，调整及试模； 7）对试模零件进行试模检验，填写产品鉴定书，若有问题还要修整模具再次试模，直至零件合格为止； 8）对制作的模具进行成本计算 2、制定模具制作计划制定模具制作计划就是根据各模具制作时间的长短和模具制作的任务，具体安排一个进程，以便制作工作有条不絮的进行，下面是按时间安排的一个生产计划，供参考：表5.1 生产规划表 步骤 任务1明确任务，制定计划安全操作规程2审定模具图纸和待加工零件工艺估算待作模具成本3确定待加工零件毛坯尺寸，列出外购件清单，绘制毛坯图4毛坯加工，刨、车或铣模具零件毛坯，磨四面对角尺5模具零件划线，打孔，攻丝6模具零件淬火回火7模具零件精加工8模具装配9试模计算模具实际成本总结注：该进度是按模具制作的顺序编排的，有时因实际生产的需要有些工作要穿插进行。6 模具制作零件的加工普通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕，再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的，要待部件组装或整模组装时修配或配钻，所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来，还要根据模具加工的装配方法而定，如塑模型腔和型芯的相对位置与导柱孔关系。若以型芯型腔为基准装配时，零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工，若以四导柱导套作型腔 ，型芯相对位置控制基准时，则型腔及型芯固定板的导柱孔应与型腔或型芯固定板的型孔在各板之上同时加工出来。6.1 型腔加工圆形形型腔一般可采用钻孔后铰孔达到，也可车磨达到，非圆型腔通孔一般采用线切割加工后，用手工修锉拔模钭度，简单的通孔型腔也可用铣削加工后由人工修锉达到，肓孔一般可先打孔或粗铣型腔后用电火花加工。总的原则也和型芯加工一样，既要达到图纸的技术要求；又要结合本实习基地的现有设备，尽量避免或减少外协加工，以节约费用降低成本。现举两例说明型腔的常用加工方法：例一 塑模的型腔板加工图710塑模型腔板零件图1、刨六面对角尺，保证尺寸200200242、磨上下两平面及两基面对角尺，保证厚度223、钳（1）划线找中心在中心处和四导柱孔中心打洋冲眼 割中间型孔保证500.05500.05 五处打f3的穿丝孔（2）割宽20的长方型孔与中间孔保证间距100.05（3）割四导柱孔420+0.055、铣 将长方型孔扩大为30深56、插侧抽芯进入孔 保证尺寸206+0.1 的方孔及位置尺寸77、检验后送钳工待装处注：（1）此型芯板其余的孔均用配钻加工 （2）氮化待模具试模合格后再进行例二 型腔板加工示范图711 塑模型腔板零件图1、刨按图712加工 图712型腔板刨削工序图2、磨上下两平面及两侧面保证尺寸65和2003、铣：找正侧面由板将工件压紧在分度盘上，工件下面加垫平行垫铁（1）找中心打孔f20（2）用成型铣刀铣四处分浇道槽（3）用成型铣刀铣四处浇口槽（4）铣两成型型腔（各边留0.2的余量）4、钳（1）用深孔钻打4-f10的冷却孔（2）打8-m12的底孔f10.2深30（3）攻丝8-m12深255、电火花打两型腔孔6、检验后转钳工待装处6.2 型腔模的机器设备参数l 提高机筒温度，五个区的温度由原先的250 265 270 275 275 度改为260 275 280 280 285度。l 此改变使原料流动性增强，因此可避免由细裂缝引起的压水纹。l 注塑压力同样需修整。在不出现毛边的情况下尽可能增大注塑压力，使型腔得到最大收缩。l 注塑及保压时间的平衡也同样重要，pa（聚酰铵）6/6注塑时间应尽可能快，但零件不可出现毛边及束形划痕。保压时间需使产品个体压缩紧实，并且不出现气泡及重量尺寸上的差异。l 我们应当注意到这些参数并非固定不变，因为不同的原料性质、颜色，及不同的模具性质都会引起参数变化，因此每次颜色改变，一经确定，应精密调节各个参数。l 另一个涉及到的问题就是回料问题。工厂用胶道作为35%的回料，与65%原料进行混合。l 逻辑上来说，pa6/6材料的回料混合比例不能用超过15%，如超过此百分比，会引起产品质量问题：如束形划痕，压水纹，产品个体尺寸及密度不一等。由此在接下来的组装中会产生开裂，并且产品机械性质及个体的稳定性降低；原始状态下组成聚酰铵分子链长而牢固，若与回料混合，也将变短、易脆裂。l 目前，我们的问题在于每次注塑都会产生一个胶道，其重量占总重的35%的，以及若干产品个体，占总重量65%的，此胶道同样应回收。建议在下批模具中应减少胶道的设计，并在模具中放置一个热胶口套，这样有利于注塑及产品个体质量。 6.2.1 cimatron典型型腔模零件的加工参数设置典型的型腔模零件有型芯、型腔及电火花加工所需的电极。在各工序特别是在粗加工工序中,应根据零件的不同特点,设置不同的加工参数,以达到理想的加工效果。以下主要介绍针对各类零件粗加工的典型参数设置。型腔类零件的加工：对于一般型腔类零件的粗加工, 可使用wcu t rou gh 工序。根据此类零件的特点,可在加工参数表中作如下设定: (1) 走刀方式参数一般设为spiral cu t ,使刀具围绕加工面作环绕切削。 (2) 加工模型的类型参数一般设置为openpart: no ,以限定在加工范围以内进刀。如果零件内部存在与型腔底面高度不同的岛屿,如图1 所示,则应设置为open + island ,以在不同的切削层分别采用毛坯外进刀或内部预孔处进刀。 (3) 进刀参数一般采用au to entrypoints(自动进刀点) ,当需要钻预孔点时,可设为optimized entry pnt (优化进刀点) ,配合设置create entry pnt : yes ,以产生较少的预孔点,如图1 所示。(4) 进刀角度参数ramp an gl e 一般设置为510,以采用螺旋线进刀,同时将切削次序参数设置为inside ou t ,以便于螺旋线的生成。必要时可通过重新设定max ramp radius 参数来调整螺旋半径。 (5) 对于较深的型腔加工,如使用存在加工盲区的刀具(如镶嵌硬质合金刀片的环形刀) 向下切削时可能出现搁刀现象。通过将min plun gesize 设置为刀具直径减去圆角半径的两倍,可防止切入加工范围太小的区域,以避免可能产生的危险。6.3 型芯加工圆形型芯一般采用车磨的加工方法，非圆形直通式型芯可以采用成形磨也可采用线切割加工，对非圆形台肩式型芯可用万能工具铣进行粗加工，有条件的可用