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XXXX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
題目 塑料防塵蓋注塑模設(shè)計(jì)
院系名稱 機(jī)電工程系
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
答辯教師
時(shí) 間
前 言
隨著模具制造的技能化逐步向科學(xué)化發(fā)展，逐漸由以前手動(dòng)方式發(fā)展為利用軟件等高科技方式來(lái)輔助設(shè)計(jì)的完成。注塑模是其中的一種。
隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢娔＞吖I(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。
近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在模具專業(yè)理論教學(xué)之后進(jìn)行的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次總檢驗(yàn)，是走向工作崗位前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)。其目的是，綜合運(yùn)用所學(xué)課程的理論和實(shí)踐知識(shí),設(shè)計(jì)一副完整的模具訓(xùn)練、培養(yǎng)和提高自己的工作能力。鞏固和擴(kuò)充模具專業(yè)課程所學(xué)內(nèi)容，掌握模具設(shè)計(jì)與制造的方法、步驟和相關(guān)技術(shù)規(guī)范。熟練查閱相關(guān)技術(shù)資料。掌握模具設(shè)計(jì)與制造的基本技能，如制件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計(jì)算、加工設(shè)備選定、制造工藝、收集和查閱設(shè)計(jì)資料，繪圖及編寫設(shè)計(jì)技術(shù)文件等。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是塑料防塵蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)塑料防塵蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)塑料防塵蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
本次設(shè)計(jì)中得到了指導(dǎo)老師的指點(diǎn)。同時(shí)也非常感謝老師的精心教誨。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評(píng)指正。
摘 要
本課題主要是針對(duì)塑料防塵蓋的模具設(shè)計(jì),塑料防塵蓋具有重量輕、易清潔、耐腐蝕老化、強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)，制作方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。產(chǎn)品選用材料為常見的ABS，即苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物。
塑料制品具有原料來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,性能優(yōu)良等特點(diǎn)。它在電腦、手機(jī)、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊產(chǎn)品制造中具有不可替代的作用，應(yīng)用極其廣泛。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)用范圍很廣。
注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過(guò)加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定塑件采用注射成形法生產(chǎn)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能夠自動(dòng)脫模，此外為保證塑件表面質(zhì)量采用側(cè)澆口，因此選用單分型面注射模，點(diǎn)澆口自動(dòng)脫模結(jié)構(gòu)。模具的型腔采用一模一腔平衡布置，澆注系統(tǒng)采用點(diǎn)澆口成形，推出形式為六推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)中不僅參考了大量紙質(zhì)文獻(xiàn)，而且在互聯(lián)網(wǎng)上查閱資料，設(shè)計(jì)過(guò)程比較完整。
關(guān)鍵詞 單分型面注射模具、塑料防塵蓋、硬聚氯
ABSTRACT
The main topic is covered in mold design for the base, the base covered with a light weight, easy to clean, corrosion-resistant aging, high strength, long service life, making easy, low prices and so on. Through the process of plastic parts for analysis and comparison, the final design of an injection mold. Process from the product structure of the project, specific mold structure starting on the casting mold system, mold forming part of the structure, the top out of the system, cooling system, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, there are detailed design, while and simple preparation of the mold process. Through the entire design process that can be achieved in the mold plastic parts required in this process
Rich source of raw materials, plastic products, low price and excellent performance characteristics. It is in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, instrumentation, home appliances and communication products manufacturer has an irreplaceable role, the application is extremely broad. Pieces of molding thermoplastic injection molding is the main method, so a wide range of applications.
Injection molding is the plastic material into the barrel through the heating and melting, making the high viscosity of the fluid pressure with a plunger or a screw as a tool to melt at a higher pressure through the nozzle into the mold cavity, after cooling, freezing stage, then emerge from the mold, a plastic products.
Based on the volume and determine the process performance of plastic injection molding method using plastic parts production. The product is designed for mass production, so the design of the mold have a high Zhusu efficiency, feed system to be able to automatic ejection, in addition to ensure the quality of plastic surface using point gate, so we choose a single sub surface injection mold, points gate automatic ejection structure. Mold cavity eight-cavity mold with a balanced layout, gating system using point gate forming, introduced in the form of introduction agencies to complete sixteen putting the introduction of plastic parts. As performance requirements of plastic injection molding process in the cooling system, so also in the mold design to design. The only reference to the design of a large number of paper documents, and access to information on the Internet, the design process is complete.
Key words ：Single parting injection mould base cover Hard PVC
目 錄
前 言 2
摘 要 4
第1章、對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí) 4
1.1.模具加工在工業(yè)中的地位 4
1.2.模具的發(fā)展趨勢(shì) 4
1.3.設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用與意義 6
第2章、原始資料分析 8
2.1.塑件的工藝分析 8
2.2.塑料防塵蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù) 9
2.2.1.材料的性能參數(shù)： 9
2.2.2.工藝參數(shù) 9
2.3.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 10
2.4.脫模斜度的確定 10
2.5.塑件的生產(chǎn)批量 10
2.6.注射機(jī)的選擇 10
第三章、分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
3.1.分型面的選擇 14
3.2.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
3.3.主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 15
3.4.分流道的設(shè)計(jì) 17
3.5.澆口的設(shè)計(jì) 18
3.6.外側(cè)斜導(dǎo)柱抽芯設(shè)計(jì) 19
3.7.冷料穴的設(shè)計(jì) 23
3.8.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23
第四章、模具設(shè)計(jì)方案論證 24
4.1.型腔布置 24
4.2.成型零件的結(jié)構(gòu)確定 24
4.3.導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26
4.4.推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29
4.5.冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29
4.8.冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30
第五章、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 31
5.1.成型零件的成型尺寸 31
5.2.模具型腔壁厚的確定 31
5.3.標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 32
第六章、成型設(shè)備的校核計(jì)算 33
6.1.鎖模力的校核 33
6.2.安裝尺寸的校核 33
6.3.推出機(jī)構(gòu)校核 33
6.4.開模行程的校核 33
設(shè)計(jì)總結(jié) 35
致 謝 36
參考文獻(xiàn) 37
第1章、對(duì)塑料成型模具的認(rèn)識(shí)
1.1.模具加工在工業(yè)中的地位
模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。
對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。
模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開模、合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。
現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展。
1.2.模具的發(fā)展趨勢(shì)
模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景
現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在700億至850億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持15%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到700多億，同時(shí)，有近250個(gè)億的出口），到2007年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為700億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2006年的2億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有80%的模具需要更換。2005年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量均突破550萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2007年產(chǎn)銷量各突破700萬(wàn)輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到300萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面：
低了成本。
（1） 提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。
（2）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
（3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。
（4）開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
（5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。
（6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
（7）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
1.3.設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用與意義
通過(guò)對(duì)模具專業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性的訓(xùn)練，也是一個(gè)重要的專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，它綜合性強(qiáng)，應(yīng)用知識(shí)面寬。隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。模具作為一種工具已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門都越來(lái)越多地依靠模具來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)加工。模具已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當(dāng)代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。
為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)計(jì)也是我們專業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。
一、綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次沖壓模設(shè)計(jì)的實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們獨(dú)立工作能力。
二、鞏固復(fù)習(xí)三年以來(lái)所學(xué)的各門學(xué)科的知識(shí)，以致能融貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造整個(gè)工藝流程。
三、掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。
由于本人設(shè)計(jì)水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，錯(cuò)誤難免，敬請(qǐng)老師批評(píng)、指導(dǎo)，不勝感激。
第2章、原始資料分析
2.1.塑件的工藝分析
塑件成型工藝分析 如圖1.1所示：
圖2.1 塑料防塵蓋平面圖
圖2.2 塑料防塵蓋立體圖
熟讀塑件圖樣，在頭腦中建立清晰的塑件三維形狀，塑料防塵蓋的形狀簡(jiǎn)單，側(cè)面帶有圓孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具的加工帶了很大的難度。防塵蓋注塑材料首先選用ABS。我們必須很好的處理塑料防塵蓋壁厚的均勻，譬如在注塑成型過(guò)程中因?yàn)楸诤竦牟痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致，這樣就只能通過(guò)有效的控制模具溫度來(lái)調(diào)節(jié)收縮率。
2.2.塑料防塵蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù)
本設(shè)計(jì)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(qiáng)度可達(dá)35～50Mpa，ABS粘度適中，流動(dòng)性好。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是耐氣候性，其制品的使用溫度范圍40℃～100℃。ABS的線膨脹系數(shù)小，制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性，且抗蠕變性好；拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、硬度值都較高；能耐水、無(wú)機(jī)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(qiáng)力學(xué)性能、使用溫度范圍較寬，相比之下ABS更加適合做該產(chǎn)品的成型材料。
2.2.1.材料的性能參數(shù)：
ABS是目前較常用的塑料材料，它是一種非結(jié)晶性材料。ABS的密度1.05--1.08g/cm3。收縮率在0.3--0.8%之間，熔點(diǎn)（130--160）。C，熱變形溫度（65—98）。C ，拉伸強(qiáng)度：35--44MP，拉伸彈性模量1.8GPa，彎曲強(qiáng)度：800MP，彎曲彈性模量：1.4GPa，壓縮強(qiáng)度18~39MPa，硬度R62~86。
ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯聚物）具有耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好、易成型加工、可鍍金各等特點(diǎn)。
鑒別：外觀：淺象牙色或白色，不透明。 火焰：顏色---黃色 形態(tài)—軟化無(wú)滴 氣味—特殊味 煙—慢然煙黑。
2.2.2.工藝參數(shù)
干燥處理：吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。
模具溫度：60~68 ℃
噴嘴溫度：180~190 ℃
中段溫度：210~230 ℃
后段溫度：180~200 ℃
注射壓力：70~90 MPa
塑化形式：螺桿式
噴嘴形式：直通式
注射時(shí)間：3~5s
保壓時(shí)間：15~30s
冷卻時(shí)間：15~30s
成型周期：40~70s
2.3.塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
1）、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析：本產(chǎn)品是塑料防塵蓋，該制品是外觀產(chǎn)品，要求外觀光潔、色彩艷麗，不允許有成形斑點(diǎn)和熔接痕，塑件表面粗糙度等特殊要求。對(duì)材料要求有高的耐氣候性以及優(yōu)良的集合穩(wěn)定性，這就要求材料具有良好的強(qiáng)度，材料均勻。產(chǎn)品側(cè)面有穿線孔，需要用到內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。
2）、表面質(zhì)量分析：
該制品用于常用家電外殼，所以要求沒有缺陷、毛刺、斑點(diǎn)及熔接痕，粗糙度可取Ra=0.8μm。
2.4.脫模斜度的確定
塑件高度在25mm以下時(shí)可以不考慮脫模斜度。本產(chǎn)品有個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，必須考慮下脫模的斜度，取脫模斜度為0.5°。產(chǎn)品壁厚很薄，可以忽略不計(jì)，其他的因?yàn)橹破返慕孛姹容^簡(jiǎn)單，所以不考慮脫模斜度。
2.5.塑件的生產(chǎn)批量
該塑件的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，因此在模具設(shè)計(jì)中要提高塑件的生產(chǎn)率，傾向于采用高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生產(chǎn)成本。
2.6.注射機(jī)的選擇
（1）計(jì)算塑件體積和重量=9996.413mm3=9.996cm3
塑件的質(zhì)量計(jì)算：查有關(guān)手冊(cè)，取ABS的密度為ρ=1.03-1.07g/cm3,所以塑件的質(zhì)量為M=V×ρ=9.996×1.05g/cm3=10.4958g。
（2）確定型腔數(shù)量
由于塑件的內(nèi)孔有尺寸精度要求，不宜采用太多型腔數(shù)目，而該塑件的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，為盡量提高生存率，決定采用一模兩腔，型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。
（3）確定注射成型的工藝參數(shù)
根據(jù)以上所計(jì)算的結(jié)果，可選擇設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、確定型腔數(shù)。注射機(jī)的額定注射量為Vb，每次的注射量不超過(guò)它的80%，即 n=(0.8-)/
式中 n—型腔數(shù)；
Vj—澆注系統(tǒng)的體積（g）；
—塑件體積。
估算澆注系統(tǒng)的體積Vj：
根據(jù)澆注系統(tǒng)初步方案進(jìn)行估算澆注系統(tǒng)體積。
=3.9
由于該塑件外形較大，且需要較為復(fù)雜的抽芯機(jī)構(gòu)，因此采用一模2腔，即n=2，則 Vb=(nVg+Vj)/0.8=（2×9.996+3.9）/0.8=29.865
根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和ABS的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型
工藝參數(shù)，見下表：
塑件的注射成型工藝參數(shù)
工藝參數(shù)
內(nèi)容
工藝參數(shù)
內(nèi)容
預(yù)熱和干燥
溫度80～90℃
成型時(shí)間/s
注射時(shí)間
3～5
時(shí)間2h
保壓時(shí)間
15～30
料筒溫度/℃
后段
180～200
冷卻時(shí)間
15～30
中段
210～230
總周期
40～70
前
170～190
螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）
30～60
噴嘴溫度/℃
180～190
后處理
方法
紅外線燈烘箱
模具溫度/℃
60～80
溫度/℃
70
注射壓力/MPa
70～90
時(shí)間/h
2～4
（4）確定模具溫度及冷卻方式
ABS為無(wú)定形料，流動(dòng)性中等，壁厚一般，因此在保證順利脫模的前提下應(yīng)盡量可能降低模溫，以縮短冷卻時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻，成型模具溫度控制在60～80℃。
（5）確定成型設(shè)備
由于塑件采用注射成型加工，使用一模2件；因此可計(jì)算出一次注射成型過(guò)程所用塑料量為：W=w+w廢料=29.865+29.865×20%=35.838。
根據(jù)以上一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)，初選SZY-300型螺桿式注射機(jī)。記錄下SZY-300型柱塞式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，見下表：
SZY-300型柱塞式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
序號(hào)
主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目
參數(shù)數(shù)值
1
最大注射量/cm3
180
2
注射壓力/MPa
1250
3
鎖模力/kN
1500
4
動(dòng)、定模模板最大安裝尺寸/（mm×mm）
620x520
5
最大模具厚度/mm
355
6
最小模具厚度/mm
205
7
最大開模行程/mm
340
8
噴嘴前端球面半徑/mm
16
9
噴嘴孔直徑/mm
4
10
定位圈直徑/mm
100
柱塞式注射機(jī)如下圖所示
第三章、分型面及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1.分型面的選擇
塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來(lái)，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動(dòng)模兩大部分。定模和動(dòng)模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則：
（1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。
（2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。
（3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。
（4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。
不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。該塑件為外殼，外形表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量、便于清除毛刺及飛邊、有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體、分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)及便于取出塑件等因素，分型面應(yīng)選擇在塑件外形輪廓的最大處。
3.2.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則：
（1）型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。
（2）型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。
（3）系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少?gòu)澱?，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。
（4）對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。
（5）滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。
（6）澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。
考慮到塑件的外觀要求較高，以及一模一腔的布置、ABS對(duì)剪切速率較為敏感等因素，澆口采用分便加工修整、凝料去除容易且不會(huì)在塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆口，模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩板模，模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內(nèi)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖所示。
3.3.主流道和定位圈的設(shè)計(jì)
主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái)，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)成錐形
主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開設(shè)計(jì)，如圖所示：
查資料得到SZY-300型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸：噴嘴前端球面半徑SRο=12mm，噴嘴孔直徑d=4mm，定位圈直徑為Φ100mm。為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，避免溢料，主流道與噴嘴的關(guān)系為：SR=SRο+(1～2),d。因此，取主流道球面半徑SR=13mm（取標(biāo)準(zhǔn)值），主流道的小端直徑d=4.5mm。
為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為1°～5°，本次課題設(shè)計(jì)的主流道長(zhǎng)，所以角度選擇1°，計(jì)算其大端直徑約為Φ6.21mm；為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過(guò)大，取D=6.2mm;同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)R3的圓弧過(guò)渡；為補(bǔ)償在注射機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)得比模板厚度短0.02mm；澆口套外圓盤軸肩轉(zhuǎn)角半徑R宜大一些，取R=3mm，以免淬火開裂和應(yīng)力集中。主流道的長(zhǎng)度L一般控制在120mm之內(nèi)，可取L=110mm。
定位圈是安裝模具時(shí)做定位用的，查資料得SZY-300型柱塞式注射機(jī)的定位圈直徑為Φ100 mm，一般定位圈高出定模座板表面5～15mm。
由于澆口套與定位圈均屬于注射模具的通用件，所以設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量采用推薦尺寸的澆口套和定位圈。
3.4.分流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最小（流道表面積于體積之比值稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫
模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。
分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
（1）.在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。
（2）.分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。對(duì)于此模來(lái)說(shuō)在分流道上不須開設(shè)冷料穴。
（3）.分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
（4）.分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。
分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時(shí)減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。
分流道的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。
因ABS的推薦斷面直徑為4.5～9.5，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時(shí)因考慮加工的方便性。分流道應(yīng)考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動(dòng)阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級(jí)分流道對(duì)熱損失及流動(dòng)提出了較高的要求，采用圓形的分流道，為了保證外形無(wú)澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時(shí)可隔斷注射壓力對(duì)型腔內(nèi)塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時(shí)它的效果與S澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補(bǔ)塑。
本塑件采用半圓形斷面的分流道，在一塊模板上，切削容易實(shí)現(xiàn)，且比表面積不大，推薦直徑為4.8～10.5 mm，取Φ6mm，據(jù)此，該模具的分流道設(shè)計(jì)如圖所示：
3.5.澆口的設(shè)計(jì)
澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。
易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長(zhǎng)度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。
當(dāng)塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過(guò)小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇：
<1>澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。
<2>澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。
<3>澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。
<4>澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長(zhǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過(guò)長(zhǎng)，熔接處料溫過(guò)低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無(wú)熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。
<5>澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)型心或鑲件。
因點(diǎn)口在脫開時(shí)會(huì)傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以的，考慮到點(diǎn)澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點(diǎn)繞口
根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如圖所示的點(diǎn)澆口。從塑件的底側(cè)中部進(jìn)料，去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件的外壁留下澆口痕跡，不影響塑件的外觀。
L=(0.4～0.6)+b/2,取L=2 mm;
澆口深度t=0.5～2.0 mm,取t=2.0 mm; 澆口寬度b=(0.6～0.9)A? /30 mm,取b=4 mm。
3.6.外側(cè)斜導(dǎo)柱抽芯設(shè)計(jì)
由于產(chǎn)品側(cè)面有個(gè)圓孔，設(shè)計(jì)模具時(shí)需要采用抽芯結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)品脫模之前，抽芯在斜導(dǎo)柱的作用下滑出一段距離，然后再用頂桿推動(dòng)脫模板，脫模板將產(chǎn)品頂出，產(chǎn)品完全脫出，模具合模，滑塊在彈簧和斜導(dǎo)柱的作用下復(fù)位，所以斜導(dǎo)柱對(duì)整個(gè)模具的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)起到?jīng)Q定性作用，選擇模具材料時(shí)要選用模具鋼，需要熱處理，耐磨。
由于本設(shè)計(jì)的塑件，一邊有兩孔，然后考慮設(shè)計(jì)一模兩件，對(duì)稱設(shè)計(jì)，所為了順利脫模不影響塑件的外形，必須采用抽芯成型，才能滿足塑件成型上的要求，對(duì)稱分布后抽芯也是對(duì)稱分布，一邊一個(gè)。
側(cè)向抽的芯機(jī)構(gòu)有：
l 手動(dòng)抽芯
l 液壓或氣動(dòng)抽芯
l 機(jī)動(dòng)抽芯
l 彈簧驅(qū)動(dòng)側(cè)抽芯
本設(shè)計(jì)采用的是機(jī)動(dòng)抽，芯利用注射機(jī)的開模力，通過(guò)傳動(dòng)零件，將活動(dòng)型抽芯出，如斜導(dǎo)柱。
斜導(dǎo)柱抽機(jī)芯構(gòu)由與模具開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱和滑塊組成，并有保證抽動(dòng)芯作穩(wěn)妥可靠的滑塊定位裝置和鎖緊裝置。
斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
l 型心盡可能的設(shè)計(jì)在與分型面相垂直的動(dòng)或定模內(nèi)，利用開模或推出動(dòng)作抽出側(cè)型芯；
l 盡可能采用斜導(dǎo)柱在定模，滑塊在動(dòng)模的抽機(jī)芯構(gòu)；
l 鎖緊楔的楔角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱傾角，通常大，否則，斜導(dǎo)柱無(wú)法帶動(dòng)滑塊；
l 滑塊完成抽芯動(dòng)作后，留在滑槽內(nèi)的滑塊長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊全長(zhǎng)的；
l 盡可能不使頂桿和活動(dòng)型芯在分型面上的投影重合，防止滑塊和頂出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的互相干涉；
l 滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑件留在動(dòng)模上，開設(shè)前必須先抽出側(cè)向型芯，因此。用定距拉緊裝置。
傾斜角的大小關(guān)系到斜導(dǎo)住所承受的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力，也關(guān)系到斜導(dǎo)住的工作長(zhǎng)度、抽心距和開模行程。為保證一定的抽拔力及斜導(dǎo)住的強(qiáng)度，取小于，本設(shè)計(jì)的斜導(dǎo)住傾角選了18°。
斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)是應(yīng)用最廣的分型抽芯機(jī)構(gòu)，它借助注塑機(jī)開模力或推出力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，動(dòng)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(dòng)滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運(yùn)動(dòng)方向（或推出運(yùn)動(dòng)方向）成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與滑塊上對(duì)應(yīng)的孔呈松動(dòng)配合，開?；蛲瞥鰰r(shí)斜導(dǎo)柱和滑塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向分力，迫使滑塊完成抽芯動(dòng)作。
式中 S——抽拔距離；
S1——塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度。
代入數(shù)據(jù)得：S=2.3+(2～3)=4.3mm～5.3mm, S取4.8mm。
式中 ——型芯的抽拔力（N）；
A——塑件包容型芯的表面積（㎜2 ）；
P——塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力（Mpa），一般情況下，模外冷卻的塑件：P=24~39Mpa；模內(nèi)冷卻的塑件P=8~12Mpa；
——塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3；
——型芯脫模斜度，0.5。
A粗略計(jì)算=3.14×36.8×40=4622.08mm2,P取39Mpa,取0.2,取0。代入數(shù)據(jù)得=34477.796N=34.48KN
斜導(dǎo)柱的材料選用T10A，淬火硬度HRC45~48，加工后的表面粗糙度值Ra為0.8。取斜導(dǎo)柱的傾斜角為18度。鎖緊塊的安裝角度為20度。
斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度，代入數(shù)據(jù)得，L=15.53mm，取16mm。
開模行程H=，代入數(shù)據(jù)得，H=14.77mm。
=
=34.48/cos18°
=36.25KN
=34.48×tan18°
=11.203KN
式中 ——側(cè)抽芯時(shí)滑塊受到斜導(dǎo)柱的作用力，N；
——滑塊抽拔力，N；
——側(cè)抽芯時(shí)模具的開模力。
初取斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)部分直徑d=10㎜，D=10+6=16㎜，凹模A=120㎜，則斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度為：
代入數(shù)據(jù)得L=40.279-45.279mm。脫?；顒?dòng)行程為83.9，所以本設(shè)計(jì)中斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)為45.279+83.9=129.179，取整數(shù)130mm。
斜滑塊的設(shè)計(jì)
在塑料注射過(guò)程中?；顒?dòng)型在芯抽芯方向會(huì)受到塑料較大的推力作用，必須設(shè)計(jì)斜滑塊，一般大于，當(dāng)滑塊傾角角度時(shí)，可以不考慮角度的影響。
本設(shè)計(jì)的=20°。
滑塊的定位是用于保證開模后的滑塊停留在剛剛脫離斜導(dǎo)柱的位置上，使合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，不至于損壞模具。
斜滑塊結(jié)構(gòu)如下圖所示
3.7.冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。本設(shè)計(jì)一模兩件，在模具的中心設(shè)計(jì)冷料穴。
3.8.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
塑料熔體在填充模具的型腔過(guò)程中同時(shí)要排出型強(qiáng)及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會(huì)產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時(shí)排出。否則，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會(huì)引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強(qiáng)度下降，甚至充模不滿。
因該模具為中型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無(wú)需設(shè)計(jì)排氣槽。
第四章、模具設(shè)計(jì)方案論證
4.1.型腔布置
對(duì)于一模2件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程短、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對(duì)稱、均衡、取件方便。
4.2.成型零件的結(jié)構(gòu)確定
成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為ABS工程材料，對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理一般使其具備50～55HRC的硬度。
（1） 型腔設(shè)計(jì)
直接在型腔板上開挖型腔。其優(yōu)點(diǎn)是加工成本低。但是，通常模架的模板材料為普通的中碳鋼，用做凹模，使用壽命短，若采用好的材料模板制作整體凹模，則制作成本高。
通常，對(duì)于成型1萬(wàn)次以下塑件的?；蛩芗纫蟮?，形狀簡(jiǎn)單的模具可采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，一般都是采用鑲塊式，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料、方便熱處理、方便日后的更換維修等方面考慮。
（2） 型芯設(shè)計(jì)
型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也應(yīng)用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動(dòng)模板上。
4.3.導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。
如圖所示：
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)向和承受一定側(cè)壓力。
定位作用：
為避免裝配時(shí)方位搞錯(cuò)而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪?
塑件在注入型腔過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)的精度限制，使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用。
動(dòng)定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，產(chǎn)生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會(huì)對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易折斷。對(duì)型芯和型腔改進(jìn)后，其的配合可以進(jìn)行定位。由于塑件基本對(duì)稱且無(wú)單向側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。導(dǎo)柱要比主型芯高出6～8 mm。
設(shè)計(jì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套時(shí)的注意事項(xiàng)如下：
l 盡量選用（或參考）標(biāo)準(zhǔn)模架，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)模架導(dǎo)柱、導(dǎo)套的設(shè)計(jì)與制作的有依據(jù)的，并經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)過(guò)的
l 合理布置導(dǎo)柱的位置，一副模具中最少用2根導(dǎo)柱，模板外形尺寸大的模具，最多可用4根導(dǎo)柱。為了使模具在使用、維修時(shí)拆裝過(guò)程不會(huì)發(fā)生動(dòng)、定模錯(cuò)方向，導(dǎo)柱的布置可采取等直徑不對(duì)稱布置或采取不等直徑對(duì)稱布置。
l 導(dǎo)柱長(zhǎng)度尺寸應(yīng)能保證位于動(dòng)、定模兩側(cè)的型腔和型芯開始閉合前導(dǎo)柱已經(jīng)進(jìn)入導(dǎo)孔的長(zhǎng)度不小于導(dǎo)柱的直徑。
l 導(dǎo)柱配合部分采用H7/f7，固定配合部分采用H7/k6；導(dǎo)套固定配合采用H6/k6，配合長(zhǎng)度為配合直徑的1.5~2倍。其余部分可擴(kuò)孔，減小摩擦或降低加工難度。
導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)：
導(dǎo)柱可以安裝在動(dòng)模一側(cè)，也可以安裝在定模一側(cè)。但更多的是安裝在動(dòng)模一側(cè)，因?yàn)樽鳛槌尚土慵闹餍托疽话愣及惭b在動(dòng)模一側(cè)。導(dǎo)柱和主型芯安裝在同一側(cè)，在合模時(shí)起到保護(hù)作用。
①導(dǎo)柱的布置方式
導(dǎo)柱應(yīng)均勻分布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，常取導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離為導(dǎo)柱直徑的1~1.5倍，以保證模具強(qiáng)度。
②導(dǎo)柱的尺寸長(zhǎng)度
導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出8~12，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型腔進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰撞而損壞。
③導(dǎo)柱材料的選用
導(dǎo)柱應(yīng)具有足夠的耐用磨度和強(qiáng)度，常采用鋼經(jīng)滲碳淬火處理或、鋼經(jīng)淬火處理，硬度為，導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合部分表面粗糙度為，固定部分的表面粗糙度為
④導(dǎo)柱的形狀
為了使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng)作成錐臺(tái)形或半球形。導(dǎo)柱的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是除了安裝部分的凸肩外其余部分直徑相同，稱為帶頭導(dǎo)柱。另一種是除安裝部分的凸肩外安裝用的配合部分直徑比外伸工作部分直徑大，稱為帶肩導(dǎo)柱。
導(dǎo)套的設(shè)計(jì)：
導(dǎo)向孔可帶導(dǎo)套，也可以不帶導(dǎo)套，帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔用于生產(chǎn)批量大或?qū)蚓雀叩哪＞?。無(wú)論是帶導(dǎo)套還是不帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，都不應(yīng)設(shè)計(jì)為盲孔（盲孔會(huì)增加模具閉合時(shí)的阻力，并使模具不能緊密閉合）帶導(dǎo)套的模具應(yīng)采用階帶肩導(dǎo)柱。
①導(dǎo)套的形狀
導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式也有兩種，一種是帶有軸向定位臺(tái)階，稱為帶頭導(dǎo)套；另一種是不帶軸向定位臺(tái)階，稱為直導(dǎo)套。本設(shè)計(jì)采用的是帶頭導(dǎo)套。
②導(dǎo)套的尺寸
導(dǎo)套的壁厚一般為，由內(nèi)孔大小來(lái)決定，導(dǎo)套孔工作部分的長(zhǎng)度取決于含導(dǎo)套的模板厚度，一般是孔徑的倍。導(dǎo)套的前端應(yīng)倒角，倒角半徑為。
4.4.推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)矩形外殼的形狀特點(diǎn)，其推出機(jī)構(gòu)可采用推板推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但制造困難，成本高；推板推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可靠，受力均勻。
4.5.冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該模具的凹模冷卻是在定模板上開出冷卻水道，采用冷卻水進(jìn)行單向冷卻型腔。冷卻通路的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)如圖所示：
模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計(jì)，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。
（1）低的模具溫度可降低塑件的收縮率。
（2）模具溫度均勻、冷卻時(shí)間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。
（3）對(duì)結(jié)晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結(jié)晶現(xiàn)象，但是將導(dǎo)致成型周期延長(zhǎng)和塑件發(fā)脆的缺陷。
（4）隨著結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶度的提高，塑件的耐應(yīng)力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對(duì)于高粘度的無(wú)定型聚合物，由于其耐應(yīng)力開裂性與塑料的內(nèi)應(yīng)力直接相關(guān)，因此提高模具溫度和充模，減少補(bǔ)料時(shí)間是有利的。
（5）提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。
在注射成形過(guò)程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內(nèi)的塑料溫度為2000C左右，而從模具中取出塑件的溫度約為600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度
因外殼使用的塑料是ABS，要求模溫高，若模具溫度過(guò)低則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性，增加剪切阻力，使塑件的內(nèi)應(yīng)力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時(shí)，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。
總之，要做到優(yōu)質(zhì)、高效率生產(chǎn)，模具必須進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
對(duì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求：
（1）確定加熱或是冷卻；
（2）模溫均一，塑件各部分同時(shí)冷卻；
（3）采用的模溫，快速且大量通冷卻水；
溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)盡量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，成本低謙。
4.8.冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)原則
①盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；
②冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越好；
③盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻水管中心距B大約為2.5~