衣架頭注塑模的設(shè)計摘要在現(xiàn)代生產(chǎn)中,模具是大批量生產(chǎn)

1、衣架頭注塑模的設(shè)計摘要：在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。以衣架頭模具的設(shè)計為例，介紹了注塑模具的設(shè)計方法和流程。首先根據(jù)塑件材料及工藝特性對零件進行塑件分析，然后選擇注塑機，接著確定成形方案：總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、分型面設(shè)計、澆注系統(tǒng)設(shè)計、脫模機構(gòu)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計等。 關(guān)鍵詞：衣架頭；注塑模；設(shè)計1引言 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用生活品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型。由于模具成型具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和成本低等特點，現(xiàn)已在國民經(jīng)濟各個部門，特別是汽車、拖拉機、航天航空、儀器

2、儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等部門得到極其廣泛的應(yīng)用。模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍，因此模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，模具的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標志。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時，“小而?！薄ⅰ靶《?仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求。  

3、  本課題是衣架頭注塑模的設(shè)計。通過對塑件材料、質(zhì)量、體積的分析與計算，合理選用注塑機，并對各個參數(shù)進行了校核，設(shè)計出一副合理，經(jīng)濟，適用的塑料注塑模具。2塑件分析2.1塑件的結(jié)構(gòu)    塑件衣架頭的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1塑件衣架頭的結(jié)構(gòu)2.2塑件材料的選擇 本設(shè)計選用ABS塑料成型，ABS是一種具有良好綜合性能的工程材料，它具有苯聚乙烯的良好成型性，聚丁二烯的韌性，聚丙烯晴的化學(xué)穩(wěn)定性和表面硬度，其抗拉強度可達3550Mpa，ABS粘度適中，流動性好。它的另一個優(yōu)點是耐氣候性，其制品的使用溫度范圍40100。ABS的線膨脹系數(shù)小，制品具有良好的

4、尺寸穩(wěn)定性，且抗蠕變性好；拉伸強度、沖擊強度、硬度值都較高；能耐水、無機酸、堿等.由于ABS中B組分的存在，耐候性差，易發(fā)生光氧化老化和熱氧化老化，為了提高耐候性，可加入抗氧化劑和光穩(wěn)定劑。綜上所述，由于ABS具有良好的耐酸堿性、較強力學(xué)性能、使用溫度范圍較寬，相比之下ABS更加適合做衣架的成型材料。2.3塑料的結(jié)構(gòu)工藝性分析2.3.1塑料的結(jié)構(gòu)工藝性 （1）塑件公差等級選用與塑料品種有關(guān)：模具塑件尺寸公差的代號為MT，公差等級分為7級,每一級可分為A、B兩部分，其中A為不受模具活動影響尺寸的公差，B為受模具活動影響尺寸的公差。塑件尺寸精度確定應(yīng)合理選擇，盡可能選用低精度等級。常用材

5、料模塑件公差等級選用。材料為ABS時，選取一般精度等級為MT3，未注公差尺寸公差等級為MT5。 （2）塑件表面粗糙度，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具表面粗糙度要比塑件的低12級，塑料制件表面粗糙度Ra值一般為3.20.2m，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，應(yīng)給以拋光復(fù)原。透明制件要求型腔和型芯表面粗糙度相同；而不透明制件則根據(jù)使用情況而定，非配合表面和隱藏面可取較大表面粗糙度值,除有特殊要求外，一般型腔表面粗糙度要低于型芯表面粗糙度。ABS塑料表面粗糙度取值范圍為0.025m1.6m。在本設(shè)計中表面粗糙度采用1.6m。2.3.2工藝參數(shù) 干燥

6、處理：吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間預(yù)熱干燥。 模具溫度：6068  噴嘴溫度：180190   中段溫度：210230  后段溫度：180200  注射壓力：7090 MPa 塑化形式：螺桿式 噴嘴形式：直通式 注射時間：35s 保壓時間：1530s 冷卻時間：1530s 成型周期：4070s2.4脫模斜度的確定 塑件高度在25mm以下時可不考慮脫模斜度。本產(chǎn)品的架身有個側(cè)抽芯機構(gòu)，必須考慮下脫模的斜度，取脫模斜度為0.5°。架頭不

7、采用側(cè)抽芯機構(gòu)，采取碰穿的形式，所以必須采用脫模斜度，也同樣取0.5°。其他的因為制品截面比較簡單，而且高度小于25mm，所以不考慮脫模斜度。3注塑機的選用 采用一模四腔，總體積是7.993×103mm3  ×4=31.9723   要求注射成型時的總注射量應(yīng)是注射機最大注射量的80%以下，由模具設(shè)計與制造的參考數(shù)據(jù)得Gmax= G/0.8=31.972 /0.8=39.965 mm3  衣架頭注塑機的選用如表1。 表1 衣架頭注射機的主要參數(shù)為XS-ZY-125 注射機型號 XS-ZY-125

8、 理論容量/ cm3 200 螺桿直徑/ mm 55 注射壓力/ MPa 109 移模行程/ mm 740 鎖模力/ KN 2540 最大注射面積/ cm2 645 模具最大厚度/ mm 406 模具最小厚度/ mm 165 模板最大距離mm 260 模板行程mm 666 噴嘴圓弧半徑mm 18 噴嘴孔徑mm 4 噴嘴移動距離mm 310

9、 其他 總力280KN開模力8T，頂桿最大距離190mm 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1分型面的選擇 分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。它是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的脫模和模具的制造工藝有關(guān)。 （1）分型面應(yīng)先在塑件外形的最大輪廓處 （2）分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模 （3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量 （4）分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工         

10、0;                     （5）分型面的選擇要有利于排氣4.2衣架頭的型腔分布 塑件的成型位置：衣架頭采用一模四腔模具，采用塑件在動模中和定模中都有的分布衣架頭的型腔分布如圖2。 圖2 衣架頭的型腔分布圖              4.3脫

11、模推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 （1）推出機構(gòu)分類推出機構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向等三大元件組成，推出機構(gòu)設(shè)計的合理性與可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量。    推出機構(gòu)按基本傳動形式可分為機動推出、液壓推出和手動推出等三類。本設(shè)計采用液壓推出，它是利用開模動作，由注射機上的液壓缸推動模具上的推出機構(gòu)，將塑件從動模部分推出。    推出機構(gòu)按推出元件的類別可分為推桿推出、推管推出、推件板推出等。本設(shè)計采用推桿推出機構(gòu)，它是推出機構(gòu)中最簡單、動作最可靠、最常見的結(jié)構(gòu)形式，因為設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造、修配方便，容

12、易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。 （2）推桿的形狀 本設(shè)計中推桿的形狀采用圓柱頭直通式推桿，尾部采用臺肩固定，這種形式通常在d>3mm時采用，是最常用的形式。本設(shè)計中衣架頭的推桿直徑d都取4mm。推桿尺寸。 （3）推桿的固定與配合 在推桿固定板上制有臺階孔，將推桿裝入其中。這種形式強度高，不易變形，但在推桿很多的情況下，臺階孔深度的一致性很難保證，本設(shè)計a）衣架身所使用的推桿數(shù)為4，不是很多，可采用此種形式。b）衣架頭所使用的推桿數(shù)為8。推桿固定板上的孔為d+1mm，即5mm；

13、推桿臺階部分的直徑為8mm，推桿固定板上的臺階孔為9mm。 推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常采用H8/f7H8/f8的間隙配合，視推桿直徑的大小與塑料品種的不同而定。推桿直徑大、塑料流動性差可以取H8/f8，反之采用H8/f7。本設(shè)計采用的推桿直徑較小，且ABS塑料的流動性好，據(jù)此取H8/f7。 推桿與推桿孔的配合長度視推桿直徑的大小而定，L=1.53d，本設(shè)計取配合長度為3d即12mm。推桿工作端配合部分的粗糙度Ra一般取0.8m。 （4）推桿的材料與熱處理要求。 材料為T8A鋼，端部淬火到5055HRC。 推桿的工作端面在合模注射時

14、是型腔底面的一部分，推桿的端面如果低于或高于該處型腔底面，在塑件就會出現(xiàn)凸臺或凹痕，影響塑件的使用或美觀。因此，通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與相應(yīng)處型腔底面平齊。本設(shè)計中推桿的端面與相應(yīng)處型腔底面平齊。4.4澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.4.1主流道的設(shè)計 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：澆注系統(tǒng)指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 主流道的設(shè)計原則： 1.要能保證塑件的質(zhì)量。 2.盡量減小及縮短澆注系統(tǒng)的斷面及長度。 3.盡可能做到同步填充。 主流道為直接與注射幾的噴嘴連接的部分。主流道要與高溫

15、塑料及噴嘴反復(fù)接觸，容易損壞，為便于更換，常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套結(jié)構(gòu)。主流道襯套的進口端在注射時承受很大的噴嘴壓力，同時，其出口端與分流道、澆口也承受型腔的反壓力，因此，主流道襯套應(yīng)代凸緣，使之固定在定模上。主流道為一圓錐孔，其小頭正對注射機的噴嘴，因噴嘴外形為球面，所以主澆道小頭孔端的外形應(yīng)為一凹球面，凹球面的半徑應(yīng)比噴嘴的球面半徑略大23mm。 主流道的個部分尺寸如圖3。 圖3澆道的形式 衣架模具主流道的尺寸： d=噴嘴孔徑1（mm）=41=5 mm R=噴嘴球面徑（23）（mm）=18（23）=2021mm =2°

16、4° 本設(shè)計中取2° r=13（mm）取2mm H=（1/31/5）R=6.66mm7mm D=10mm 技術(shù)參數(shù)：澆口套材料選用T8A，熱處理后達到5055HRC。粗糙度為Ra（0.40.8）vmm。4.4.2分流道設(shè)計 分流道的設(shè)計原則： 1.保證熔體迅速而均勻地充滿型腔。 2.分流道的尺寸盡可能短，容易盡可能小。 3.要便于加工及刀具的選擇。 分流道是指主流道與澆口的通道，其作用是使熔融塑料過度和轉(zhuǎn)向。 本設(shè)計采用半圓形截面如圖4。 圖4 分澆道的截面示意圖&

17、#160;本設(shè)計當中衣架頭的分流道d取6mm。 在一模多腔時，主流道截面面積應(yīng)不小于分流道面積的總和，分流道的表面粗糙度應(yīng)高于主流道表面的粗糙度，從增大外層料流的阻力，降低流速以獲得中心料流有相對速度差，有利于熔融塑料冷皮層固定，起到保溫作用。4.5側(cè)抽芯的設(shè)計 在衣架身的塑件有個長為12.3mm的側(cè)孔，所以必須設(shè)計一個側(cè)抽芯機構(gòu)，本設(shè)計采用斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)，斜導(dǎo)柱分型抽芯機構(gòu)是應(yīng)用最廣的分型抽芯機構(gòu)，它借助注塑機開模力或推出力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。側(cè)型心裝在T形導(dǎo)滑槽內(nèi)，可沿抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運動方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與滑塊上對應(yīng)

18、的孔呈松動配合，開模或推出時斜導(dǎo)柱和滑塊發(fā)生相對運動，斜導(dǎo)柱對滑塊產(chǎn)生一個側(cè)向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)如圖5。  圖5側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)示意圖 1鎖緊塊     2滑塊     3斜導(dǎo)柱   4導(dǎo)滑槽 5限位銷     6側(cè)型芯   7圓頭銷4.6冷卻方式與裝置的選擇 假設(shè)由熔融塑料放出的熱量全部傳給模具，其熱量為 Q1=nmC(T1-T2)  (J

19、/h)  式中  n每小時注射次數(shù)（次/小時）； m每次注射的塑料質(zhì)量（千克/次）； C塑料的比熱容（J/kg.）； T1熔融塑料進入模腔的溫度（）； T2制品脫模溫度（） 取T1=200， T2=50，m=48.9g，C=1047 J/kg.。成型周期為60秒。代入數(shù)據(jù)得 Q=460784.7（J/h） 冷卻時所需要的冷卻水量   式中  M1通過模具的冷卻水質(zhì)量（kg）； T3出水溫度（）； T4進水溫度（）； 取5。=1055  代入數(shù)據(jù)得

20、，M1 =87.3Kg。 根據(jù)冷卻水處于湍流狀態(tài)下流速與水道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水管道直徑d。    式中  M1冷卻水的質(zhì)量（kg）； 管道內(nèi)冷卻水的流速成，一般取0.82.5m/s； 水的密度（kg/m3）。 代入數(shù)據(jù)得：d=7.45 mm。d取8mm。 冷卻管道總傳熱面積計算式為  式中  R冷卻管道壁與冷卻介質(zhì)間的傳熱系數(shù)   式中  水的密度（kg/m3）； f與冷卻介質(zhì)有關(guān)的物理系數(shù)。 模溫與冷卻介質(zhì)之間的平

21、均溫差（）。 代入數(shù)據(jù)得：R=13220995.43（J/m2·） A=0.33×10-6  （m2） 通過上面的計算，可以得出需要的冷卻面積太小，考慮到加工的費用，而且制品的覆蓋面比較廣，故無須設(shè)冷卻水道，以節(jié)省模具的成本。4.7排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 常在主流道或一級分流道的轉(zhuǎn)彎的末端設(shè)置冷料井。 冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑d2，冷料井與拉料桿頭部結(jié)構(gòu)緊密相連。本設(shè)計采用倒錐形拉料桿冷料井，這種結(jié)構(gòu)形式有足夠大的冷料井，在成型韌性好的塑料制品時，應(yīng)用比較廣泛。在取出主流道凝料時無需作側(cè)向移動，易于實現(xiàn)自動化操作。

22、 冷料井的結(jié)構(gòu)形式如圖6。 圖6 冷料井的結(jié)構(gòu)形式5模具裝配總圖 衣架頭注塑模裝配總圖如圖7。圖7衣架頭注塑模裝配總圖 6總結(jié) 本次設(shè)計使我對塑料模具設(shè)計的各種成型方法，成型零件的設(shè)計，成型零件的數(shù)控加工工藝，主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及零部件的設(shè)計等都有了進一步的理解和掌握。從衣架模具設(shè)計中體會到理論知識和實踐動手方面存在著較大的差異，不過也在當中學(xué)到了很多以前沒有學(xué)到的知識。在論文設(shè)計方面 ，老師給我的幫助是最大的。糾正了設(shè)計中的錯誤，因為沒有接觸到實際的東西，所以設(shè)計出來的東西跟實際生產(chǎn)有差異。張老師馬上指出設(shè)計中的不足