铰笔刀外壳注塑模模具设计

11 塑件分析1.1 明确塑件设计要求及选用的材料1.1.1 选用材料如上图为铰笔刀外壳,该零件是削铅笔册的小零件外壳,因此选用的材料不宜太脆,本设计初步选用高冲击强度聚苯乙烯(HIPS).下表为聚苯乙烯的性能与用途。聚乙烯的性能与用途,塑料品种 性能特点 成型特点 模具设计的注意事项 使用温度 主要用途聚乙烯质软，机械性能差，表面硬度低，化学稳定性好，但不耐强氧化剂，耐水性好 成型前不要预热；收缩大，易变形；冷却时间长，成型效率不高，塑件有浅侧凹可强制脱模浇注系统应尽快保证充型；需设冷却系统；采用螺杆注射机收缩率：料流方向 2.75%；垂直料流方向 2.0% ，注意防变形2/3L=36.674 成型零件的设计直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑料外形的成型零件称为凹模，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模（或型芯） 。由于凹、凸模件直接与高温，高压的塑料接触，并且在脱模时反复与塑料摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度。264.1 成型零件的结构设计4.1.1 凹模的结构（1）整体式凹模直接在模架板上开挖型腔。其优点是加工成本低。但是，通常模架的模板材料为普通的中碳钢，用做凹模，使用寿命短，若采用好的材料模板制作整体凹模，则制作成本高。通常，对于成型 1 万次以下塑件的模或塑件精度要求低，形状简单的模具可采用整体式凹模结构。（2）整体嵌入式凹模将稍大于塑件外形（大一个足够强度的闭厚）的较好材料（高碳钢或合金工具钢）制作成凹模，再将此凹模嵌入模板中固定。其优点是“好钢用在刀刃上” 。既保证了凹模的使用寿命，又不浪费价格昂贵的材料。并且凹模损坏后，维修、更换方便。（3）局部镶拼式凹模对于形状复杂或某局部易损坏的凹模，将难于加工或易损坏的部分设计成镶拼形式，嵌入型腔主体上。既节省了工具钢，又易于更换损坏的凹模。（4）四壁拼合式凹模对于大型的复杂的凹模，可以采用将凹模四壁单独加工后镶入模套中，然后再和底板组合。这样既易于加工又省料。4.1.2 凸模结构（1）整体式凸模这是形状最简单的型芯，用一块材料加工而成，结构牢固，加工方便，但仅适用于塑料件内表面形状简单的情况。（2）嵌入式凸模主要用于圆形、方形等形状比较简单的型芯。最常使用的嵌入形式是型芯带有凸肩，型芯嵌入固定板的同时，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再垫上垫板，并用螺钉将垫板和固定板连接。（3）异形凸模结构形式对于形状特殊或结构复杂的凸模，需要采用组合式结构或特殊固定形式，但应视具体形状而定。（4）小型芯安装固定形式直径较小的型芯，如果数量较多，采用凸肩垫板安装方法较好。若各型芯之间距离较近，可以在固定板上加工出一个大的公用沉孔。因为对每个型芯分别加工出单独的沉孔，孔间距较薄，热处27理时易出现裂纹。各型芯的凸肩如果重叠干涉，可将相干涉的一面削掉一部分。对于单个小型芯，既可以采用凸肩垫板固定方法，也可以采用省去垫板的固定方法。凸肩垫板固定方法，为了安装方便，将固定部分仅留 配合段防止塑料进入，固定孔长度的其余部分35m扩大 。0.1m整体式凸模结构浪费材料太大且切削加工量大，在当今的模具结构中几乎没有这种结构，主要是嵌入式凸模和镶拼组合式凸模。本设计的的动模板上凹模设计成整体嵌入式，这样既保证了凹模的使用寿命，又不浪费价格昂贵的材料。并且凹模损坏后，维修、更换方便。（5）注射模导向机构的设计导向机构的功能是保证动、定模能够对准，使动模和定模上的成型表面在模具闭合后形成形状和尺寸准确的腔体。从而保证塑料件形状、壁厚和尺寸。导向机构除了导向和定位作用外，还可以增加承受侧压力的能力，保证模具运动平稳。4.2 导柱、导套的导向机构设计导柱、导套时的注意事项如下： 尽量选用（或参考）标准模架，因为标准模架导柱、导套的设计与制作的有依据的，并经过实践考验过的 合理布置导柱的位置，一副模具中最少用 2 根导柱，模板外形尺寸大的模具，最多可用 4根导柱。为了使模具在使用、维修时拆装过程不会发生动、定模错方向，导柱的布置可采取等直径不对称布置或采取不等直径对称布置。 导柱长度尺寸应能保证位于动、定模两侧的型腔和型芯开始闭合前导柱已经进入导孔的长度不小于导柱的直径。 导柱配合部分采用 H7/f7，固定配合部分采用 H7/k6；导套固定配合采用 H6/k6，配合长度为配合直径的 1.52 倍。其余部分可扩孔，减小摩擦或降低加工难度。4.2.1 导柱的设计导柱可以安装在动模一侧，也可以安装在定模一侧。但更多的是安装在动模一侧，因为作为成型零件的主型芯一般都安装在动模一侧。导柱和主型芯安装在同一侧，在合模时起到保护作用。导柱的布置方式导柱应均匀分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，常取导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的 11.5 倍，以保证模具强度。导柱的尺寸长度28导柱的长度应比型芯端面的高度高出 812 ，以免出现导柱未导正方向而型腔进入凹模时与m凹模相碰撞而损坏。导柱材料的选用导柱应具有足够的耐用磨度和强度，常采用 钢经渗碳淬火处理或 、 钢经淬火处理，20T810硬度为 ，导柱和导套配合部分表面粗糙度为 ，固定部分的表面粗糙50HRCRa.0.4m度为 a.8m导柱的形状为了使导柱能顺利进入导套，导柱端部应作成锥台形或半球形。导柱的基本结构形式有两种，一种是除了安装部分的凸肩外其余部分直径相同，称为带头导柱。另一种是除安装部分的凸肩外安装用的配合部分直径比外伸工作部分直径大，称为带肩导柱。4.2.2 导套的设计导向孔可带导套，也可以不带导套，带导套的导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。无论是带导套还是不带导套的导向孔，都不应设计为盲孔（盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合）带导套的模具应采用阶带肩导柱。导套的形状导套的结构形式也有两种，一种是带有轴向定位台阶，称为带头导套；另一种是不带轴向定位台阶，称为直导套。本设计采用的是带头导套。导套的尺寸导套的壁厚一般为 ，由内孔大小来决定，导套孔工作部分的长度取决于含导套的模板310m厚度，一般是孔径的 倍。导套的前端应倒角，倒角半径为 。.512m导套的安装方法带头导套安装需要垫板，装入模板后加盖垫板即可。直导套用于模板后面不带垫板的结构，为防止在使用时被拔出，可采用如下几种方法固定：a) 导套外圆柱加工出凹槽，用螺钉固定；b) 导套外圆柱面局部磨出一小平面，用螺钉固定；c) 导套侧向开一小孔，用螺钉固定；d) 采用铆接的方法。5 模具设计的相关计算式中： 单位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量，HIPS 为 ；1Q 2.710/kJg29单位时间（每分钟）内注入模具中的塑件质量（ ）按每分钟注 2 次W/minkg冷却水的密度（1000 ）3/kgm冷却的比热容（ ）1C4.187J冷却水出口温度（取 26）冷却水进口温度（取室温的温度 25）2 237.10.748vq0.9/min5.1.4 定冷却水管的直径 d为使冷却水处于湍流状态，取冷却水孔的直径 d=85.1.5 确定冷却水在管道的流速 24vqd320.913.6/（ ）18ms最低流速 ，达到湍流的状态，所选管道直径合格。3.18/ms.6/5.1.6 求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数 h4.187f0.8.2（ ）d式中： 冷却介质温度有关的物理系数，可查表取 （水温为 25） ；f f6.84冷却介质在一定温度下的密度（1000 ） ； 3/kgm冷却介质在流道中的流速， ；/s冷却水管的直径， ；dm30.821.684/h（ ）（ ）301637.89/kJ:2（ mhC）5.1.7 求冷却管道的总传热面积 A10WQh267.3541089+（ -）220.1.m5.1.8 模具上应开设的冷却水孔数 AndL式中：L冷却水管的总长度， ；m1520.3.46孔从计算结果看，因塑件小，单位时间注射量下，所以需冷却水道也比较小，但一条冷却水道对模具来说是不可取的。因为冷却不均匀，会使塑件产生很多缺陷。根据注射厂的生产现场经验，本设计在定模以及动模上共采用 2 条水道，从而，定模部分的凝料也得到冷却作用，水道流量的大小可根据注射时具体工艺情况进行调整，水孔的开设详细情况见装配图。5.2 成型零件工作尺寸的的计算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成的塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响着塑件的精度。5.2.1 影响工作尺寸的因素（1）塑件收缩率的影响由于塑件热胀冷缩的原因，成型冷却后的塑件尺寸小于模具型腔的尺寸。（2）凸、凹模工作尺寸的制造公差它直接影响塑件的尺寸公差。通常凹、凸模的尺寸公差取塑件公差的 ，表面粗糙度取1/36值为 。Ra0.8.4m31（3）凸、凹模使用过程中的磨损量生产过程中的磨损以及修复会使凸模尺寸变小，凹模的尺寸变大。（4）模具在分型面的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型面的平面度较高，表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也较小。飞边的厚度一般为。0.21m因此，成型大型塑件时，收缩率对塑件的尺寸影响较大；而成型小型塑件时，制造公差与磨损量对塑件的尺寸的影响较大。常用塑件的收缩率通常在白分之几到千分之几之间。具体塑料的收缩率可查找相关手册或某种塑料说明书。5.2.2 凹、凸模工作尺寸的计算通常，凹、凸模的工作尺寸根据塑料的收缩率，凹、凸模零件的制造公差以及磨损量三个因素确定。 （1） 定模型芯的工作尺寸的计算塑件内的型腔尺寸公差为正值“+ ”，制造公差为负值“ ”。根据推导：Z型芯的径向尺寸计算公式如下：01ZMSll式中： 型芯的径向尺寸， ；Ml m32塑件的平均收缩率；S0.3.60.452塑件的外径尺寸， ；Slm修正系数， （ ） ，取 ；.8.6塑件的公差值，因尺寸的大小而变。制造公差，取 。Z/30.541 320.45.6l .7380.42 35.l 0.14790.43 36.6l 0.14720.44 35.l 0.130.45 34.6l 0.13280.546 35.l 0.2370.47 314.6l 0.3330.488 310.45.6l .630.489 3.l 0.160.5410 3245.6l 0.7380.541 3.l 0.27490.5412 335.6l 0.2780.5813 34.d0.1930.41435.60.1320.415 34.d0.137型芯的高度尺寸计算公式如下 01ZMSh式中： 型芯的高度尺寸， ；m塑件的平均收缩率；S340.3.60.452S塑件的外径尺寸， ；hm修正系数， （ ） ，同样取 ；.80.6塑件的公差值，因尺寸的大小而变。制造公差，取 。Z/30.41 30.45.6h.1320.43.0.13740.43 35.6h0.13280.44 34.0.17590.483.6h0.1630.486 3845.0.1620.473.h0.1478（2） 动模型芯的工作尺寸的计算35塑件内的型腔尺寸公差为正值“+ ”，制造公差为负值“ ”。根据推导：Z型芯的径向尺寸计算公式如下：01ZMSll式中： 型芯的径向尺寸， ；m塑件的平均收缩率；S0.3.60.452塑件的外径尺寸， ；Sl修正系数， （ ） ，取 ；.8.6塑件的公差值，因尺寸的大小而变。制造公差，取 。Z/30.641 320.45.l .1370.542 3.l 0.27490.43 315.6l 0.30.44 364.l 0.17290.485 35.6l 0.163360.586 3170.45.6l .9320.487 3.l 0.160.488 345.l 0.17290.43.6l 0.14780.410 325.l 0.130.41 34.6l 0.175290.64135.l 0.21340.6413 3.l 0.2780.4814 3945.l 0.1630.415 3.6l 0.14729370.6816 3250.4.l .370.6417 3.l 0.21340.418 35.d0.14769动模型芯的高度尺寸计算公式如下 0ZMSh式中： 型芯的高度尺寸， ；m塑件的平均收缩率；S0.3.60.452塑件的外径尺寸， ；Sh修正系数， （ ） ，同样取 ；.80.6塑件的公差值，因尺寸的大小而变。制造公差，取 。Z/30.541 330.45.6h.2780.42 3.0.1470.43 35.6h0.14729380.44 310.45.6h.7280.485 3.0.1630.46 345.h0.1320.47 3.60.138（3） 侧型芯的工作尺寸的计算01ZMdSd0.483.458.60.16202ZM0.431.0.14701ZMShh0.483.459.60.16902ZMS0.431.0.1472（4） 型腔的工作尺寸的计算凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐增大。所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取下偏差。凹模的径向尺寸计算公式如下：3901ZMSL式中： 型腔的径向尺寸， ；m塑件的平均收缩率；S0.3.60.452塑件的外径尺寸， ；SL修正系数， （ ） ，取 ；.8.6塑件的公差值，因尺寸的大小而变。制造公差，取 。Z/30.643120.45.L.1370.64329.0.21380.68337.45.L0.2610.434.60.1370.545.45.L0.27130.6436.0.213405.2.3 侧壁的厚度及底板厚度的计算5.2.3.1 侧壁的厚度（按整体式矩形型腔计算） 143cphsE式中； 模具材料的弹性模量（ ） ，碳钢为 ；EMPa52.10MPa与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比 有关的系数，查表得 0.13c /hL型腔压力，一般取 2530 ，取 35p型腔深度，mmh刚度条件，即允许变形量（mm） ，可查表得 0.02514351.3.7s20.5m侧壁的厚度 s 取 5mm。5.2.3.2 .型腔底板的厚度 1432shcpLE式中； 模具材料的弹性模量（ ） ，碳钢为 ；EMPa52.10MPa由板短边与长边边长之比 决定的系数，可查表得 0.02261c21/L型腔压力，一般取 2530 ，取 35p底板短边的长度， （mm）2L刚度条件，即允许变形量（mm） ，可查表得 0.025143s50.268.h2.5610m416 模具总体尺寸的确定，选购模架根据型腔的布局以及型腔侧壁最小厚度为 ，再考虑导柱，导套及连接螺钉布置应占的位1.8m置和推件板等各方面的问题，再加上本设计采用的是点浇口形式，点浇口采用自动脱落浇注系统结构，顶出机构采用顶杆式，因此确定采用 P9 的模架结构，型号为 ，具体结构如下图；6025各模板尺寸的确定；（1）A 板尺寸A 板也就是定模型腔板，由于本设计的塑件在定模部分，因此 A 板的厚度取 mm。32（2）B 板的尺寸B 板也就是动模固定板，因此动模固定板的尺寸按标准取 。20m（3）座板的尺寸动模座板厚度和定模座板厚度均按标准取 。20（4）脱模板的尺寸脱模板的厚度取 。16m（5）动模支承板的尺寸动模支承板的厚度取 。32（6）垫块的尺寸垫块的高度取 mm，厚度为 。50（7）推板及推板固定板的尺寸推板的厚度取 。推板固定板的厚度取 。16m12m（8）定模支承板的尺寸定模支承板的厚度取 。257 注射机参数的校核在注射生产中，注射机在每一个成型周期内向模内注入熔融塑料的体积或质量称为塑件的注塑42量 M，塑件的注塑量 M 必须小于或等于注射机的实际注塑量。7.1 最大注塑量的校核最大注射量是指注射机螺栓式柱塞以最大注射行程注塑时，一次所能达到的塑料注射量。理论注塑量一般有两种表示：一种规定以注塑高冲击强度聚苯乙烯(HIPS)（密度约为 ）的最大克数（g）为标准。30.9/cm而另一种为规定以注塑塑料的最大容积（ ）为标准。3cmaxV式中： 模具型腔和流道的最大容积（ ） 。maxV3c指定型号与规格的注射机注射量容积（ ） ，该注射机为m60 。3cm注射系数，取 0.75。amax60.75M4g所设计的注射模，塑料件加浇注系统凝料所用的塑料量，不应超过最大注塑量，对于正常的批量生产，应满足下面的式子： max0.8r式中： 成型零件所需求的注塑量（塑件加上浇注系统凝料所用注塑量）Mr由定义可知 即上节所讲的 ，因此m= =r9.08g.4536因此符合要求。7.2 注塑压力的校核注塑时，螺杆作用于塑料熔体的压力，在熔体流经机筒，喷嘴，模具的浇注系统以后，在型腔43中余于的模腔压力 P，该压力在型腔中产生一个使模具沿分型面胀开的胀模力 ，该力的大小为2F2FPAxj（ n+）式中： 熔融塑料在型腔内的压力， ，取 ；04MaP30Ma塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和， ；A 2m塑件在分型面上的投影面积， ；x 2塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积， ；j 2型腔数n流道凝料（包括浇口）在模具分型面上的投影面积，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模具的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积的 倍，因此；可采用 0.35 倍的塑件0.25在分型面上的投影面积来计算。通过计算可得 2456xAm0.379.4j 22.056.F1KN由于 时，则模具无法闭合，尤其是机械液mHin maxH压式锁模的注射机，因其肘杆无法撑直。模具的实际厚度为 ，192max250inH1 ，因此符合要求。minH215max7.4 开模行程的校合开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，用 H 表示，它必须小于注射机移动模板的最大距离 S，由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按两种情况进行较核。 开模行程与模具厚度无关这种情况主要是指锁模机构为液压机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的最 大冲程决定的，而与模具的厚度无关。 开模行程与模具厚度有关。这种情况主要是指全液压式锁模的注射机（如 XS-ZY-250）和机械锁模机构的直角式注射机（如 SYS-45，STS-60） 。其开模行程 H 应小于动模移动板与定模固定板之间的最大距离 减去模具0S厚度 ，即， 。mH0mS12(50)m式中 注射机动模板的开模行程（mm） ，取 250mm塑件推出行程（mm） ，取 10mm1H45包括流道凝料在内的塑件的高度（mm） ，其值为2H1(50)450(1)05mm，可见开模形成符合要求。2501m8 模具材料的选用8.1 模具材料选用原则用于注塑模具的钢材，大致应满足如下要求：1） 机械加工性能优良：易切削，适于深孔、深沟槽、窄缝等难加工部位的加工和三维复杂形面的雕刻加工；2） 抛光性能优良：没有气孔等内部缺陷，显微组织均匀，具有一定的使用硬度（40HRC 以上）；3） 良好的表面腐蚀加工性：要求钢材质地细而均匀，适于花纹腐蚀加工；但对一些特殊 塑料；4） 耐磨损，有韧性：可以在热交变负荷的作用下长期工作，耐摩擦；5） 热处理性能好：具有良好的淬透性和很小的变形，易于渗氮等表面处理；6） 焊接性好：具有焊接性，焊后硬度不发生变化，且不开裂、变形等；7） 热膨胀系数小，热传导效率高：防止变形，提高冷却效果；8） 性能价格比合理，市场上容易买到，供货期短。在选择注射模具钢材时，要综合考虑塑件的生产批量、尺寸精度、复杂程度、体积大小和外观要求等因素。对于塑件生产批量大、尺寸精度要求高的场合，应选用优质模具钢。对于结构复杂或体积比较大的塑件应选用易切削钢。外观要求高的塑件可以选用镜面钢材。8.2 注塑模具常用材料8.2.1 型腔、型芯类零件由于这些零件直接于塑料接触，因此要求具有一定的强度、表面耐磨性好、热处理性能好、淬火变形小；对塑料具有腐蚀的模具，材料还应有抗蚀能力。目前如P20、718、NAK80、NAK55、SKD61、H13 、 、 SKD11 等材料较为常用，耐蚀模具钢有rnCWMHPM38、U420 、等。r3C1468.2.2 导向类零件这类零件包括各种导柱、导套和导向销等。这类零件在使用中起导向作用。开、合模时有相对运动，成型过程中要承受一定的压力或偏载负荷。因此要求表面耐磨性好，心部具有一定的韧性。目前如 、SUJ2、T8A 、T10A 等材料较为常用。rGC158.2.3 浇注系统零件包括浇口套、拉料杆、分流锥等。这类零件的工作条件与成型零件相近，要求具有良好的耐磨表面、耐蚀性和热硬性。目前如 P20、T8A 、T10A 等材料较为常用。8.2.4 推出机构和抽芯机构零件这类零件要求表面磨性好，并具有足够的机械强度。目前如 SKH61、T8A、T10A 等材料较为常用，也可采用与型腔、型芯同样的材料。8.2.5 模板类零件这类零件是模具中主要承力零件，因此要求具有足够的机械强度。目前应用最普遍的是 45 钢，有时也用 55 钢；为延长使用寿命，可调质至 230270HBS。8.3 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材表 3零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度 说明调质 216260HB45淬火 4348HRC用于形状简单、要求不高的型腔、型芯T8A、T10A 淬火 5458HRC 形状简单的小型腔、型芯CrWMn40Cr4Cr5MoSiV淬火20CrMnMo型腔型芯20CrMnTi渗碳淬火5458HRC用于形状复杂、要求热处理变形小的型腔、型芯或镶件8.4 模板零件的选材 表 4零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度垫板（支承板） 45 淬火 4348HRC动、定模板动、定模座板45 调质 230270HB4745 调质固定板Q235A230270HB垫块 45、Q235A 调质 200 HBT8A、T10A 淬火 5458HRC推件板45 调质 230270HB8.5 浇注系统零件的选材主流道衬套 T8A、T10A 淬火 5055HRC8.6 导向零件的选材 表 5 零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度T8A、T10A 淬火 5055HRC导柱20 渗碳、淬火 5660HRC导套 T8A、T10A 淬火 5055HRC推板导柱推板导套T8A、T10A 淬火 5055HRC8.7 侧向分型与抽芯机构的选材斜滑块 T10A 淬火 5458HRC8.8 推出机构零件的选材 表 6零件名称 材料牌号 热处理方法 硬度推杆 T8A、T10A 淬火 5458HRC推板 45 淬火 4348HRC推块、复位杆 45 淬火 4348HRC推杆固定板 45、Q235A8.9 其它零件1 定位圈 45 钢2 各销钉 35 钢 热处理后硬度 2838HRC3 各螺钉 45 钢 淬火 硬度 4348HRC4 水 嘴 45 钢 镀锌5 弹 簧 65Mn488.10 该套模具所用材料的性能比较 表 7钢号 切削加工性 淬透性 淬火不变形性 耐磨性 耐热性Q235A 优 差 差45 优 差 差 中 差T8A 优 差 差 中 差T10A 良 差 差 良 差40Cr 良 优 优 优 良9 模具结构总装配图和零件工作图的绘制（1） 经过对每个零件的设计，然后画出其装配图以及零件的工作图。（2） 本设计的数控加工是对动模座板推板的加工。上面的孔已经过钻孔，现只是精铣以下的孔以达到表面粗糙度。程序如下：。*、工件尺寸:X 正向=125,X 负向=-125 ;Y 正向=100,Y 负向=-100 ;Z 正向=0,Z 负向=20 ;刀具 07 为棒铣刀半径为 7，以上单位均为毫米。 ;*;G00X0Y0Z0N00 G00 Z50 F100N01 G90 G42 T07S300 M03 M08G01 Z-30F100N02 G03 G41 X25 Y0 R25 X-25Y0 R25 N03 G00 Z50G00 X80Y25G01 Z-30G03 G41X85 Y25R5 X75 Y25R5G00 Z50 G00 X-80Y2549G01 Z-30G03G41X-75Y25R5X-85Y25R5G00Z50G00X-80Y-25G01Z-30G03G41X-75Y-25R5X-85Y-25R5G00Z50G00X80Y-25G01Z-30G03G41X85Y-25R5X75Y-25R5G00Z50N04 G00 X82Y64G01Z-11G03G41X90Y64R8X74Y64R8G00X82G01Z-30G03G41X87R5X77R5G00Z50G00X-82Y64G01Z-11G03G41X-74Y64R8X-90Y64R8G00X-82G01Z-30G03G41X-77R5X-87R5G00Z50G00X-82Y-64G01Z-11G03G41X-74Y-64R8X-90Y-64R8G00X-82G01Z-30G03G41X-77Y-64R5X-87Y-64R550G00Z50G00X82Y-64G01Z-11G03G41X90Y-64R8X74Y-64R8G00X82G01Z-30G03G41X87Y-64R5X77Y-64R5G00Z50G40G00 X0Y0M02 M05 M0910 模具的工作过程模具装配试模完毕后，模具进入正式工作状态，其基本工作过程如下：。1. 对高冲击强度聚苯乙烯(HIPS)进行烘干，并装入料斗。2. 清理模具型芯、型腔，并喷上脱模剂，进行适当的预热。3. 合模、锁紧模具。4. 对塑料进行预塑化，注射装置准备注射。5. 注射过程包括充模、保压、倒流、浇口冻结后的冷却和脱模。6. 脱模过程。详见装配图。定距分型机构保证定模板与定模座板首先沿 A-A 而分型，滑块在斜导柱的作用下进行侧抽芯；抽芯结束后，定模型腔板在定距螺钉的作用下使模具沿 B 面分开，塑件留在型芯上，继续开模时，由脱模板推出塑件。7. 塑件的后处理。切除塑件上的浇注系统凝料，对塑件进行调湿处理。5111 全面审核投产制造11.1 模具的安装原则模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地并安装在指定的注射机上的全过程。其具体要求因企业特定，生产条件、模具调试的不同而不尽相同，但要遵循以下原则： 要注意操作者的安全； 要确保模具和设备在调试中不被损坏。在安装模具时，要将注射机的按扭选择在“调试”的位置上，使机器的全部功能置于调试者手动控制之下。在吊装模具中，要将电源关闭，以免发生意外事故。11.2 试模虽然是在选定成形材料、成形设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后进行试模，看成形的制品质量如何。发现问题以后，进行排除错误性的修模。塑件出现不良现象的种类很多，原因也很复杂，有模具方面的原因，也有工艺方面的原因，两52者往往交织在一起。在修模前，应根据塑件出现不良现象的情况，细致的进行分析研究，找出造成塑件不良现象的原因后提出补救的方法。因为成形条件容易改变，一般的做法是先变更成型条件，当变更成形条件不能解决问题时，才考虑修理模具。修理模具更要慎重，没有十分把握不要轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能做大的改造和恢复原状。11.3 模具合格的条件总体评价的准则为：若模具能按预计寿命提供合乎质量要求的制品则为合格；否则，为不合格。对模具的评价要严谨、客观、认真，为模具验收提供根本依据。评价模具合格的条件是从对模具的要求、对成形工艺的评价、对使用寿命的评价、对成形制品的评价四个方面来衡量。11.3.1 对模具的要求 结构合理，外观整齐； 运动部位动作灵活，正确、平稳可靠； 各结构部件尺寸和配合定位符合标准或定位要求； 成型零部件各部件尺寸及配合定位符合设计要求； 型芯、型腔表面粗糙度及表面处理符合设计要求； 浇注系统凝料体积小。11.3.2 对成型工艺的评价 对工艺条件控制要求不高，工艺参数有选择的范围； 对物料适应性强； 易于脱模； 成形周期短。11.3.3 对使用寿命的评价 模具材料选择正确，优质、热处理符合设计要求； 易磨损滑动部分表面光滑、硬度高、符合设计要求； 可达到或超过预计寿命，可满足批量生产要求。11.3.4 对成形制品的要求 形状正确，尺寸精确、满足精度要求； 易于装配，配合严密； 外观漂亮，色泽均匀，无任何缺陷，无明显合模线； 物理力学性能指标合格。53参考文献1 冯炳尧，韩泰荣，蒋文森. 模具设计与制造简明手册（第二版） M. 上海科学技术出版社. 2 李海梅， 申长雨， 注塑成型及模具设计实用技术M. 化学工业出版社，2002.3 丁闻. 实用塑料成型模具设计手册M. 西安交通大学出版社， 1993.4 陈万林. 实用塑料注射模设计与制造M. 机械工业出版社， 2002.5 贾润礼， 程志远. 实用注射模设计手册M. 中国轻工业出版社， 2000.6 陈宏钧. 实用机械加工工艺手册M. 机械工业出版社， 2000.7 大连理工大学工程画教研室. 机械制图（第四版）M. 高等教育出版社，2000.8 许鹤峰.，陈言秋. 注射模具设计要点与图例M. 化学工业出版社， 1998.9 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计M. 机械工业出版社， 1996.10 朱光力，万金保等编著 塑料模具设计M. 清华大学出版社， 200211 伍先明，王群，庞佑霞，张厚安编著 塑料模具设计指导 M.国防工业出版社，2006.512 张建钢，胡大泽主编 数控技术M. 华中科技大学出版社， 2000.813 叶久新，王群主编 塑料制品成型及模具设计M. 湖南科技出版社， 2005.814 中国机械工程学会，中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典 M.江西科学技术出版社，2003，309-600 941-103015 张国强 注射模设计与生产应用M. 化学工业出版社， 2005.254致 谢在湖南科技大学四年的基础课以及专业课的学习中，让我感受到了学习是无止境的。在这四年里有老师的无私指导以及同学的热心关怀，我学到了很多的东西。在此本设计收笔之际，我要感谢那些帮助我的老师及同学。同时，特别感谢导师刘厚才老师和伍先明老师。在期间，从设计选题及设计，审核图纸等环节，自始至终都倾注了老师们的心血;老师深邃的学科洞察力、渊博的学识、平易近人的作风、严谨求实的态度、创造性的学术意识、崇高的道德修养、兢兢业业的敬业作风、一丝不苟的科学精神和对学生启发式和全面型的培养方式，都给我留下了终生难忘的印象，在潜移默化中培养了我不断奋发向上、刻苦钻研的精神和真诚待人接物的优良品质，并将最终使我受益终生。我将时刻铭记老师们的谆谆教诲来鞭策激励自己，在今后的学习和工作中开拓创新、努力进取，以优异的成绩来回报老师的培养教导之恩。再一次非常感谢湖南科技大学机电学院的领导，老师以及与我一起讨论的各位同学对我的关心和帮助，我才能够完成我的毕业设计。55附录Water-soluble binder with high flexural modulusfor powder injection molding MINSEOK SONG, MIN SOO PARK, JIN KON KIMNational Creative Research Initiative Center for Block Copolymer Self-Assembly andDepartment of Chemical Engineering, Electronic and Computer Engineering Divisions,Pohang University of Science and Technology, Kyungbuk 790-784, KoreaIL BUM CHO, KYUNG HO KIM, HWAN JIN SUNG, SANGHO AHNResearch Institute of Science and Technology, Pohang, Kyungbuk 790-784, KoreaE-mail: jkkimpostech.ac.krA new binder system, containing ternary polymer blends of poly(methyl methacrylate) (PMMA), cellulose acetate butyrate (CAB) and polyethylene glycol (PEG), was introduced for the powder injection molding of stainless steel powders. The weight fraction of PEG in the binder was maintained to be 0.65. When the weight fraction of PMMA in the binder was 0.10.25 (thus the weight fraction of CAB was 0.10.25), the feedstocks with 56 vol% of steel powders were successfully injection molded without showing any jetting.Furthermore, the feedstocks have much higher flexural modulus compared with those prepared by a binder consisting only 35/65 (wt/wt) CAB/PEG blend. Three binary blends, PMMA/CAB,PMMA/PEG, and CAB/PEG, were completely miscible at an injection molding temperature of 130C. The extraction process employed in this study becomes environmentally favorable due to the major component (PEG) of the binder which is easily extracted by a solvent of water or ethanol. Also, the shape maintenance during the solvent extraction was excellent, and final sintered parts had excellent dimensional stability. Due to high flexural modulus of feedstocks, this binder system can be employed for preparing large sized injection-mold articles. _C 2005 Springer Science + Business Media, Inc.1. IntroductionPowder injection molding (PIM) processing of metals or ceramics has been employed to develop tiny and sophisticated metal or ceramic parts, and it is a very economic process compared with a casting and a machining 1, 2. Among the many steps in the PIM,the suitable choice of a binder becomes crucial to determine the mechanical properties of the final product. Wax-based binders containing a backbone material of polyethylene or a poly(ethylene-ran-vinyl acetate) have been widely used in the powder injection molding industries 3, 4. However, organic solvent suchas hexane and heptane, which is not an environmentally favorable solvent, should be used to extract the wax.56To avoid using hexane or heptane during the extraction, efforts have been focused on finding new types of binders that would be removed by an environmentally favored solvent such as water 511.Davies and coworkers 7, 8 introduced a poly(methylmethacrylate)/poly(ethylene glycol) PMMA/PEG binder system for stainless steel powders. Although a very high molecular weight (1,000,000) of PMMA was used, the binder was mixed with steel powder in the presence of water, because water is a solvent of lower molecular weight (1500) PEG and an emulsion medium of PMMA. However, without using emulsion containing water for PMMA particles, a binder consisting of PMMA and PEG might not be mixed effectively with steel powders.Previously, we introduced a water-soluble binder consisting of cellulose acetate butyrate (CAB) and various molecular weights of PEG. We found that the crystallization of PEG depending upon the molecular weight affected profoundly the shape maintenance during solvent extraction 12, 13. Namely, when the molecular weight of PEG was larger than 3400, cracks were found in green parts after the solvent extraction. Although binders of CAB/PEG with molecular weight less than 2000 could be injection molded, jetting resulting from low viscosity of PEG was sometimes observed. Also, mechanical properties such as flexural strength of green parts are poor, which restricts one to making large sized injection-molded articles.