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目 錄
前言
摘要
第一章 概論………………………………………………….. 5
第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)書…………………………………………..6
第三章 產(chǎn)品零件的工藝分析 ………………………………..6
第一節(jié) 塑件分析…………………………………………………..6
第二節(jié) 塑件的成型特性…………………………………….7
第三節(jié) 工藝參數(shù)…………………………………………….8
第四節(jié) 塑件的工藝要求……………………………………..9
第四章 設(shè)備的選擇……………………………………………..10
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………..11
第一節(jié) 主流道的設(shè)計(jì)………………………………………….11
第二節(jié) 分流道的設(shè)計(jì)…………………………………………..12
第三節(jié) 冷料穴的設(shè)計(jì)…………………………………………..13
第四節(jié) 澆口的形狀……………………………………………..13
第六章 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………14
第一節(jié) 凹模的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………14
第二節(jié) 凸模的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………16
第三節(jié) 模具的裝配工藝及零件工藝………………………..................19
第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………….21
第一節(jié) 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………21
第二節(jié) 脫模機(jī)構(gòu)的計(jì)算…………………………………………21
第八章 合模導(dǎo)向及抽芯的設(shè)計(jì)………………………………….22
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………26
設(shè)計(jì)小結(jié)
致謝
參考資料
前 言
為了能夠很好地了解本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過(guò)程，根據(jù)幾年來(lái)的學(xué)習(xí)，編寫了《模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書》。以滿足老師在評(píng)審的過(guò)程中能夠更好地指導(dǎo)、評(píng)閱。
本說(shuō)明書主要介紹了模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟、模具設(shè)計(jì)的中常用的公式與數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件等重要內(nèi)容。在塑件原材料轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰现萍^(guò)程中，塑件原材料的選用、成型設(shè)備的選擇、成型模具的設(shè)計(jì)與成型工藝的的制定是塑件生產(chǎn)的四大環(huán)節(jié)。而主要環(huán)節(jié)集中在成型工藝的制定和塑料模具的設(shè)計(jì)這兩個(gè)方面。
在編寫說(shuō)明書過(guò)程中，我參考了《塑料模成型工藝與模具設(shè)計(jì)》、《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《模具制造工藝》等有關(guān)教材。引用了有關(guān)手冊(cè)的公式及圖表，并得到了老師同學(xué)的幫助。但由于本人水平的有限，本說(shuō)明書存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望老師多加指正，以達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的。
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：5號(hào)電池充電器外殼的塑件注射模。本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來(lái)進(jìn)行注射成型工藝的可行性分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚，斜度和圓角以及是否有抽芯機(jī)構(gòu)。通過(guò)以上的分析來(lái)確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大??；其中最重要的是確定型芯和型腔的結(jié)構(gòu)，例如是采用整體式還是鑲拼式，以及它們的定位和固緊方式。此外還分析了模具受力，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件土及編制成型零部件的制造加工工藝過(guò)程卡片。
關(guān)鍵詞：分型面、澆口、型腔，型芯，鑲塊，脫摸力。
Abstract
This graduate that design is:The piece that shout the on board cap injects the mold.This design primarily passeses to piece viability assessment for request for of shape, size and its accuracy coming proceeding injecting type craft.the piece the wall for of type craft primarily including the piece is thick, slope and circle angle and whether to have core-pulling or not mechanism.Pass the above analysis to come the certain molding tool cent the type the surface, type the number, gate the form, place the size;The among them and most important is a certain type core and the construction of the type , for example adopt the whole the type of type still , and their fixed position and tight way of .In addition and still analyzed the molding tool to suffer force, mold that design that the design of the pattern draw mechanism, match the design etc. to lead to the mechanism, cooling system.Finally draw the production that complete molding tool assemble the general drawing sum the soil and establishment of prinipal molding tool parts type zero the parts process the craft process the card.
Key words: parting line,the gate, slide block, heel block, core-pulling, core-pulling distance, gate.
第一章 概 論
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。模具設(shè)計(jì)水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。
在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，采用合理的加工工藝，高效設(shè)備，先進(jìn)的模具。塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：
一、 模具的標(biāo)準(zhǔn)化。
在本次設(shè)計(jì)中，采用中小型標(biāo)準(zhǔn)注模架，標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)向元件，標(biāo)準(zhǔn)模板等。
二、 模具加工技術(shù)的革新。
三、 各種新材料的研制和應(yīng)用。
四、 CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用。
塑料成型加工技術(shù)發(fā)展很快，塑料模具的各種結(jié)構(gòu)也在不斷創(chuàng)新，所以我們?cè)趯W(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)與成型工藝的同時(shí)還要了解塑料模具的新技術(shù)、新工藝、新材料的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)，為振興我國(guó)的塑料成型加工技術(shù)做出貢獻(xiàn)。
第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)書
一 設(shè)計(jì)題目
本次設(shè)計(jì)的題目是5號(hào)電池充電器外殼的注射模設(shè)計(jì)。
二 設(shè)計(jì)任務(wù)書
1． 一套產(chǎn)品零件圖；
2． 模具總裝配圖一張（A1圖紙）；
3． 所有非標(biāo)準(zhǔn)件圖紙；
4． 模具主要成型零件的加工工藝（凹模、凸模、 型芯）；
5． 說(shuō)明書一份。
說(shuō)明：所有圖紙和說(shuō)明書一律用計(jì)算機(jī)打印，嚴(yán)格按照要求完成設(shè)計(jì)。
第三章 產(chǎn)品零件的工藝分析
第一節(jié) 塑件分析
初步了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容——5號(hào)電池充電器外殼。分析零件的產(chǎn)品圖，研究其尺寸、公差、技術(shù)要求等。初步擬訂設(shè)計(jì)方案。此產(chǎn)品是充電器外殼，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要注意其表面的粗糙度，要使表面光滑，達(dá)到效果。零件采用三向側(cè)抽芯成型。塑件的尺寸精度要求一般。由于塑件表面光滑度較高,因此塑件采用潛伏澆口。此塑件的零件圖如下圖（1—1）
圖 （１——１）
第二節(jié) 塑件的成型特性
一 對(duì)零件的分析得塑件材料取ABS（丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物）。
二 ?。粒拢拥幕咎匦?
１ ABS良好的綜合力學(xué)性能，耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度、韌性強(qiáng)，有良好的加工性和染色性能。
２ ABS無(wú)毒、無(wú)味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤；有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫的情況下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。
３ 其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度約為93℃左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
４ ABS在升溫是粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)是應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50～60℃，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60～80℃。
第三節(jié) 工藝參數(shù)
ABS的工藝參數(shù)如下表：
塑料性能
ABS（苯乙烯共聚）
塑料性能
ABS（苯乙烯共聚）
屈服強(qiáng)度 /Mpa
50
玻璃化溫度 /℃
拉伸強(qiáng)度 /Mpa
38
熔點(diǎn)（粘流溫度） /℃
130～160
斷裂伸長(zhǎng)率 /%
35
熱變形溫度/℃
45 N/cm
108 N/cm
90～108
拉伸彈性模量 /Gpa
1.8
83～103
彎曲強(qiáng)度 /Mpa
80
線膨脹系數(shù)/（10ˉ5/℃）
7.0
彎曲彈性模量 /Gpa
1.4
比熱容 /[J/(kg·K)]
1470
簡(jiǎn)支架沖擊強(qiáng)度/（kJ/m2） 頁(yè)：9
無(wú)缺口
缺口
261
熱導(dǎo)率 /[W/(m·K)]
0.263
11
燃燒性 /(cm/min)
慢
布氏硬度 HBS
9.7 R121
體積電阻/Ω·cm
6.9×10
密度 /（g/cm3）
1.02～1.16
擊穿電壓/(Kv/mm)
比體積 /(cm2/g)
1.02～1.16
成型收縮率/%
0.4～0.7
吸水性 /% （24h）
長(zhǎng)時(shí)間
0.2～0.4
拉伸模量E/×103
1.91～1.98
泊松比 μ
0.38
透明度或透光率
不透明
與鋼的摩擦因子f
0.20～0.25
注意：ABS為無(wú)定性料，流動(dòng)性中等，吸濕性大，加工前必須充分干燥。
第四節(jié) 塑件的工藝要求
此塑件是5號(hào)電池充電器外殼，顧名思義對(duì)其表面光滑度要求較高。設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品不能采用中心澆口，表面凹凸不平等缺陷。塑件的尺寸精度由零件圖得到。它是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度。所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意模具的制造精度和模具的磨損程度。塑件收縮率的波動(dòng)以及成型時(shí)工藝條件的變化，模具結(jié)構(gòu)形狀等。零件圖中的配合螺紋柱Φ５0+0.14，長(zhǎng)短柱長(zhǎng)度方向尺寸為50±0.20 ，27±0.16分別屬于四級(jí)精度、三級(jí)精度、三級(jí)精度。在圖中未注公差的尺寸按公差等級(jí)IT5計(jì)算。塑件表面粗糙度要求為Ra1.6um。塑件內(nèi)外表面應(yīng)有利于成型。此塑件表面有三個(gè)內(nèi)孔。所以采用定模三向抽芯，為了便塑件型腔中脫出，抽出型芯，使塑件內(nèi)外表面脫模方向留有30和50的脫模斜度。
第四章 設(shè)備的選擇
一、此塑件采用臥式ZY—60/450型號(hào)注射機(jī)，其主要的技術(shù)規(guī)
格如下表：
項(xiàng)目
ZY-60/450（臥式）
項(xiàng)目
ZY-60/450（臥式）
理論注射量 /cm3
105
模板行程/mm
220
螺桿（柱塞）直徑/mm
Φ35
最大模具厚度/mm
300
注射壓力 /MPa
170
最小模具厚度/mm
100
鎖模力 /kN
900
噴嘴球半徑/mm
10
拉桿內(nèi)間距 /mm
280x250
噴嘴口半徑/mm
φ2.5
頂出兩側(cè)孔徑/mm
Φ22
定位孔直徑/mm
Φ55
二、注射機(jī)的參數(shù)校核：
1、注射量校核：
為了保證制品質(zhì)量，又能充分發(fā)揮設(shè)備能力，注射機(jī)的最大注射量是額定注射量的80％。即下式：
m件≤0.8m注
式中：ｍ件——塑件與澆注系統(tǒng)的重量(g)
ｍ件——注射機(jī)的額定注射量(g)
ｍ件=ｖ件ρ
=21625.3×1.01×10-3
=21.84ｇ
經(jīng)計(jì)算 ｍ件≤0.8ｍ注。所以選擇合理。
2、注射壓力的校核：
注射機(jī)的注射壓力必須大于成型制品所需的注射壓力。注射壓力取決于注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑料流動(dòng)性和型腔的流動(dòng)阻力等因素。ABS的流動(dòng)性比較差，所以應(yīng)取大一些注射壓力，所需注射壓力取120Mpa
3、鎖模力校核：
F鎖＞Ｐ腔×Ａ/1000
式中：Ｆ鎖——鎖模力（ＫＮ）
Ｐ腔——型腔壓力(MPa)
Ａ——塑件及流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）
F鎖＞Ｐ腔×Ａ/1000=30×4998/1000=149.94 KN
∴?。奇i=150 KN
4、模具安裝尺寸校核：
（1） 噴嘴尺寸
注射模主流道襯套始端凹坑的
球面半徑Ｒ尺寸應(yīng)大于注塑噴嘴球半徑r，以保證同心和緊密接觸，通常
Ｒ=r+（0.5-1）=11 mm。
主流道孔小端直徑Ｄ應(yīng)大于注塑機(jī)噴嘴直徑ｄ，通常取
Ｄ=ｄ+（0.5—1）mm
=3 mm.
二 模具外形尺寸
（1）模具長(zhǎng)寬尺寸應(yīng)與注射機(jī)的拉桿間距相適應(yīng)，以保證能從一個(gè)方向穿過(guò)拉桿間的空間安裝在注射機(jī)上。
（2） 模具厚度
注射模的厚度必須在所選注塑機(jī)的最大模厚到最小模厚之間，所以取模具厚度為228 mm，采用標(biāo)準(zhǔn)模架Ａ2型，即長(zhǎng)×寬為250×200。
（3） 開(kāi)模行程的校核
開(kāi)模取出塑件所需的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程。此塑件采用單分型面注射模，所以開(kāi)模行程按下式校核，如下圖（4—4所示。
S≥H1+H2+H3+(5—10)
式中 Ｓ—注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程（mm）
H1—塑件脫出距離（mm）
H2—包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）
H3—側(cè)抽芯距離（mm）
Ｓ≥26+26+6+8=66(mm)
∴?。?70(mm)
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
第一節(jié) 主流道的設(shè)計(jì)
一 噴嘴形狀
主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道通道斷面為圓形，且?guī)в幸欢ǖ腻F度，如圖所示。
1—澆口套 2—機(jī)床噴嘴
二 在設(shè)計(jì)主流道時(shí)有如下要點(diǎn)：
1、 為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料及考慮塑料熔體的膨脹，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角α=30，內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63 um.
2、 主流道大端呈圓角，其半徑取r=2 mm，以減少料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力。
3、 在保證塑件成型良好的情況下，主流道的長(zhǎng)度Ｌ盡量短，?。?25mm
4、 為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對(duì)接，主流道對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑Ｒ2=Ｒ1+（1—2） mm=11 mm,流道直徑D=d+(0.5—1) mm=4.5 mm.凹坑深度取3.5 mm
第二節(jié) 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的通道，一般設(shè)計(jì)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用。
分流道的長(zhǎng)度和斷面尺寸：
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。從輸送熔體時(shí)減少壓力和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發(fā)，取分流道長(zhǎng)度l=21 mm.
分流道斷面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成型體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率和分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)決定。所以取斷面直徑Ｄ=5.5 mm
1 分流道斷面形狀：
常用的分流道截面形狀有圓形、矩形、梯形、Ｖ字形和六角形等，當(dāng)分型面為平面時(shí)，采用圓形。
2 分流道的布置：
分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，分流道的布置形式分為平衡式和非平衡式兩種，這里采用平衡式布置分流道。如上圖。
第三節(jié) 冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴一般位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道的末端。其作用是存放料流前端的“冷料”，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫。開(kāi)模時(shí)又能將主流道中的凝料拉出。采用與推桿匹配的冷料穴。冷料穴的形狀為Ｚ字形，其結(jié)構(gòu)如右圖。
第四節(jié) 澆口的形狀
澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短通道，它是下圖。
澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。澆口主要有兩個(gè)作用：一是塑料熔體流徑的通道；二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。所以成型此塑件時(shí)采用潛伏澆口。
潛伏澆口一般開(kāi)設(shè)在推桿上，從塑件的內(nèi)側(cè)面進(jìn)料。側(cè)澆口是典型的圓形截面澆口，能方便地調(diào)整充模時(shí)的剪切速度和澆口封閉時(shí)間。潛伏澆口的特點(diǎn)是澆口截面形較復(fù)雜；加工方便；能對(duì)澆口尺寸進(jìn)行精密加工；澆口位置選擇比較靈活；以便改善充模狀況；去除澆口方便，表面無(wú)痕跡。
第六章 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來(lái)構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形和異形零件的長(zhǎng)和寬)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等＋任何塑料之間都有一定的幾何形狀和尺寸的要求，如在使用中有配合要求的尺寸，則精度要求較高。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。
第一節(jié) 凹模的設(shè)計(jì)與計(jì)算
一 型腔的徑向尺寸和深度尺寸
(一)、型腔徑向尺寸的計(jì)算：
LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
LＭ————凹模徑向尺寸（mm）
LS————塑件徑向公稱尺寸（mm）
Scp————塑料的平均收縮率（％）
Δ—————塑件公差值（mm）
δz ————凹模制造公差（mm）
查1表得：ABS的收縮率為0.4～0.7％。
則塑料的平均收縮率Scp =0.5%
由：LS1=51 mm Ls2=98 mm
又查表知IT3級(jí)精度時(shí)塑件公差值
Δ1= 0.22mm Δ2= 0.30 mm
實(shí)踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/3～1/4。為了保持較高精度選1/4。
由于： δz= 1/4Δ
得： δz1=1/4×0.22=0.05 mm δz2=1/4×0.30=0.08 mm
則： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×51-3/4×0.22]+0.05
=51.09+0.05 mm
LＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×98-3/4×0.30]+0.08
=98.27+0.03 mm
(二)、型腔深度尺寸的計(jì)算：
凹模深度尺寸同樣運(yùn)用平均收縮率法：
HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz
HＭ————凹模深度尺寸（mm）
δz————凹模深度制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：HS1=26 mm HS2=23 mm
取IT3精度時(shí)Δ1=0.16 mm Δ2=0.14 mm
由δz=1/4Δ得： δz1=0.04 mm δz1=0.03 mm
則：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×26-2/3×0.16]+0.04
=26.02 +0.04 mm
HＭ2+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×23-2/3×0.14]+0.03
=23.02 +0.03 mm
第二節(jié) 凸模的設(shè)計(jì)與計(jì)算
一 型芯的徑向尺寸、高度尺寸和中心距尺寸
(一) 型芯徑向尺寸的計(jì)算
運(yùn)用平均收縮率法：
LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz
LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm）
δz———— 型芯徑向制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：LS1=94mm LS2=47 mm
取IT3精度時(shí)Δ1=0.30 mm Δ2=0.20 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.08 mm δz2= 0.05 mm
則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×94+3/4×0.30]–0.08
=94.55–0.08 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×47+3/4×0.20]–0.05
=47.39–0.05 mm
(二) 型芯高度尺寸的計(jì)算
運(yùn)用平均收縮率法：
HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
HＭ————型芯高度尺寸（mm）
δz————型芯高度制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：HＳ1=2 mm HＳ2=8 mm HＳ3=20 mm HＳ4=24 mm
取IT3精度時(shí) Δ1=0.08 mm Δ2=0.10 mm Δ3=0.14 mm
Δ4=0.14 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.02 mm δz2=0.03 mm δz3=0.04 mm
δz4=0.04 mm
則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×2+2/3×0.08]–0.02
=2.06–0.02 mm
HＭ2–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×8+2/3×0.10]–0.03
=8.11 –0.03 mm
HＭ3–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×20+2/3×0.14]–0.04
=20.19–0.04 mm
HＭ4–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×24+2/3×0.14]–0.04
=24.21–0.04 mm
(三) 型芯中心距尺寸的計(jì)算
同樣運(yùn)用平均收縮率法：
ＬＭ±δz/2=[（1+Scp）LS]±δz/2
ＬＭ————模具中心距尺寸（mm）
ＬＳ————模具中心矩尺寸（mm）
δz————模具中心矩尺寸制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由： LS1=13 mm LS2=46 mm LS3=50 mm LS4=40 mm
取IT3精度時(shí)：Δ1=0.13 mm Δ2=0.20 mm Δ3=0.20 mm
Δ4=0.20 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.03 mm δz2=0.05 mm δz3=0.05 mm
δz4=0.05 mm
LＭ1 ±δz/2=[（1+Scp）LS] ±δz/2
=[（1+0.5%）×13]±0.02
=13.07 ±0.02 mm
LＭ2 ±δz/2=[（1+Scp）LS] ±δz/2
=[（1+0.5%）×46]±0.03
=46.23 ±0.05 mm
LＭ3 ±δz/2=[（1+Scp）LS] ±δz/2
=[（1+0.5%）×50]±0.03
=50.25±0.03 mm
LＭ3 ±δz/2=[（1+Scp）LS] ±δz/2
=[（1+0.5%）×40]±0.03
=40.2±0.03 mm
第三節(jié) 模具的裝配工藝及零件工藝
一 模具的裝配工藝
(一) 注射模裝配的主要要求如下：
1、模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm，分模面處密合。
2、推件時(shí)推桿和卸料板動(dòng)作要保持同步。
3、上、下模型芯必須精密接觸。
(二) 模具的裝配順序
塑件的結(jié)構(gòu)形狀是型芯、型腔在合模后很難找正相對(duì)位置,模具還設(shè)有斜滑塊機(jī)構(gòu),所以,模具要先裝號(hào)導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為模具的裝配基準(zhǔn)。
(1) 凸模和型芯的裝配
凸模鑲塊采用埋入式結(jié)構(gòu),并采用過(guò)渡配合的方式連接。
小型芯也采用壓入式結(jié)構(gòu), 采用過(guò)渡配合的方式連接。
(2) 型腔的裝配
為了節(jié)省模具鋼,型腔采用鑲拼式結(jié)構(gòu),過(guò)渡方式配合,用螺釘和固定板緊固。
二 模具零件的裝配工藝
模具精度是影響塑料成型件精度的重要因素之一。為了保證模具精度，制造時(shí)要達(dá)到如下要求：
一 塑料模具的所有零件，在材料、加工精度和熱處理質(zhì)量等方面均應(yīng)符合相應(yīng)圖樣的要求。
1 組成模架的零件應(yīng)達(dá)到規(guī)定的加工要求，裝配成套的模架應(yīng)活動(dòng)自如，并達(dá)到規(guī)定的平行度和垂直度等要求。
1、 模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
4、為了鑒別塑料成型件的質(zhì)量，裝配好的模具必須在生產(chǎn)條件下試模很大，并根據(jù)試模存在的問(wèn)題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。
二 定模鑲塊的加工
型腔的形狀往往比較復(fù)雜，而且要求尺寸精度高和表面粗糙度小，所以型腔的加工程序?yàn)椋?
銑加工------平面磨削------熱處理-------電火花加工------電火花穿孔------鉆孔-----線切割-----電鍍
三 滑塊的加工
加工程序：
銑加工------平面磨削------熱處理-------平面磨削------鉆孔------鏜------研磨拋光
四 動(dòng)模鑲塊的加工
加工程序：
銑加工------平面磨削------熱處理-------電火花加工------平面磨削------鉆孔-----研磨拋光
三 模具的試模與維修
一 模具的試模
試模前，對(duì)模具進(jìn)行仔細(xì)的檢查，在試模過(guò)程中應(yīng)作詳細(xì)的記錄觀察模具是否合格，有什么問(wèn)題存在。試模后，將模具情理干凈，涂上防銹油。
二 模具的維修
模具在使用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生正常的磨損或不正常的損壞。不正常的磨損絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致，這是并不需要將整個(gè)模具報(bào)廢，只需局部修復(fù)即可。局部修復(fù)應(yīng)由專門的模具工進(jìn)行。修模以前，應(yīng)研究模具圖樣，以了解模具結(jié)構(gòu)、材料和熱處理狀態(tài)。對(duì)于零件損壞的，可將壞的拆下，另外加工一個(gè)新的零件裝上。型腔打缺的，當(dāng)其未經(jīng)熱處理硬化時(shí)，可用銅焊或鑲嵌的方法來(lái)修復(fù)。
模具應(yīng)注意經(jīng)常檢查維修，不要等到損壞嚴(yán)重了才來(lái)修復(fù)。
第七章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
第一節(jié) 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
一 在注射成型完之后，塑件要從模具的型腔或型芯上脫出。此塑件脫模時(shí)采用推桿推出機(jī)構(gòu)。為了不使塑件產(chǎn)生變形或破壞，應(yīng)該合理布置推桿位置，布置推桿時(shí)有如下要點(diǎn)：
1、 推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方。
2、 推桿應(yīng)均勻布置。
3、 推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度、剛度較大處。
推桿直徑采用Φ5，截面為圓形，尾部采用臺(tái)肩的形式。推桿直徑d與模板上的推桿孔采用Ｈ8/f7間隙配合。推桿固定端與推桿固定板通常采用單邊0.5mm的間隙。推桿材料采用Ｔ8Ａ，經(jīng)淬火處理，硬度為HRC54—58。
第二節(jié) 脫模機(jī)構(gòu)的計(jì)算
此塑件屬于薄壁殼體形塑件，斷面為矩環(huán)形，所以脫模力按下式計(jì)算：
Ｆ=8ＥεtLCoSφ（f-tgφ）/（1-u）K1
式中
Ｅ—塑料的拉伸模量（MPa） 取Ｅ=1.8×103
ε—塑料成型平均收縮率 取0.5%
t—塑件的平均壁厚（mm） 取2.8
L—塑件包容型芯的長(zhǎng)度（mm） 取66.4
u —塑件的泊松比 取0.38
φ—脫模斜度 取30
f— 塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù) 取0.38
K1 —由f和φ決定的因次數(shù) 取0.22
K1 =1+fSinφCoSφ=1.006
將數(shù)據(jù)代入公式中得
Ｆ1=8.26 KN
由L2=26 mm 得 Ｆ2=5.32 KN
塑件壁厚與其內(nèi)孔長(zhǎng)度之比大于1/20時(shí)，采用如下公式：
Ｆ=2（a+b）EεL(f-tgφ)/(1+u+K2)K1
式中 a—矩形型腔的短邊長(zhǎng)度（mm） 取51
b—矩形型腔的長(zhǎng)邊長(zhǎng)度（mm） 取98
K2—由λ（λ=r/ｔ）和φ決定的因次數(shù)
K2=2λ2/CoSφ2+2λCoSφ=1.63
將以上數(shù)據(jù)代入公式中得
Ｆ3=9.48 KN
第八章 合模導(dǎo)向及抽芯的設(shè)計(jì)
一 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。在此采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有如下作用：1、定位作用2、導(dǎo)向作用。
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。在此模具中采用直徑Φ16的導(dǎo)柱，材料是T8A鋼，經(jīng)淬火處理，硬度為HRC50-55。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8um,導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8—0.4um。采用4個(gè)等直徑的導(dǎo)柱對(duì)稱布置。如右圖所示。
導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用Ｈ7/m6過(guò)渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常
采用Ｈ7/f7間隙配合。
在此模具中采用帶頭導(dǎo)套，直徑Φ35，材料與導(dǎo)柱材料相同，此導(dǎo)套用Ｈ7/m6配合，鑲?cè)攵０鍍?nèi)，并且采用中小型標(biāo)準(zhǔn)模架。
二 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射機(jī)采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，如圖所示。
(一)、抽芯距的確定
為了安全起見(jiàn)，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔的深度為2mm即抽芯距S=3mm。
(二)，抽芯力得計(jì)算
抽芯力得計(jì)算同脫模力計(jì)算相同。對(duì)于側(cè)向凸起較小的塑件的抽芯力往往是比較小的，僅僅是克服塑件與側(cè)型腔的粘附力和側(cè)型腔滑塊移動(dòng)時(shí)的摩擦力。對(duì)于側(cè)型芯的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算：
Fc=chp(μCosα-Sinα)
式中 Fc------抽芯力(N)；
c------側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)(m) ；
h------側(cè)型芯成型部份的高度(m) ；
p------塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮力(包緊力)，其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，p==(0.8~1.2)Pa；
μ-------塑件在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的模擦系數(shù)，一般μ=0.15~0.20；
α----------側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角(o)。
將數(shù)據(jù)代入公式中得
Fc =7.85x1x1x107x(0.2xCos200-Sin200)
=0.46 KN
(三)、斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
取斜導(dǎo)柱的工作端部設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形，錐臺(tái)的斜角為17o。斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過(guò)渡配合H7/m6。由于斜導(dǎo)柱在工作過(guò)程中主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)側(cè)滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，側(cè)滑塊運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性由導(dǎo)滑槽與滑塊之間的配合精度保證，而核模時(shí)滑塊的最終準(zhǔn)確位置由楔緊塊決定，因此，為了運(yùn)動(dòng)的靈活，滑塊上斜導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間可以采用較松的間隙配合H11/b11，或者兩者之間保留0.5~1mm的間隙。
由于抽芯距較小，取斜導(dǎo)柱傾斜角取20o
由此計(jì)算斜導(dǎo)柱下列尺寸：
1、 斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度
L=S/Sinα
=3/Sin20o
=8.77mm
2、 與抽芯距S對(duì)應(yīng)的開(kāi)模據(jù)
H=SCtgα
=3Ctg20o
=8.24mm
3、 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算
Lz=L1+L2+L3+L4+L5
=d2/2tgα+h/Cos+d/2tgα+S/Sinα+5~10mm
= 80mm
4、 斜導(dǎo)柱的直徑
d=(FwLw/0.1[δw])
=10mm
考慮到滑塊的摩擦力且結(jié)構(gòu)允許，取d=12 mm
(四)、側(cè)滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)靈活性，且側(cè)型芯在摩損后可以更換的情況下，滑塊的結(jié)構(gòu)形狀為組合式，滑塊與側(cè)型芯聯(lián)接方式為：小型芯在非成型端尺寸放大后用H7/m6的配合鑲?cè)牖瑝K，然后用一個(gè)圓柱銷定位，滑塊上放小型芯的孔為直通孔。
成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和往復(fù)過(guò)程中，要求其必須沿一定的方向平移地往復(fù)移動(dòng)，這一過(guò)程在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的具體要求，滑塊與導(dǎo)滑槽的配合采用T形槽，T形槽采用壓嵌式式，即在中間板上制出T形臺(tái)肩的導(dǎo)滑部分。
(五)、楔緊塊的設(shè)計(jì)
在注射成型過(guò)程中，側(cè)向成型零件受到容融料很大的推力作用，這個(gè)力通過(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長(zhǎng)桿件，受力后容易變形，導(dǎo)致滑塊后移，因此必須設(shè)置楔緊塊，以便在和模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。
楔緊塊與模具的聯(lián)接方式是把楔緊塊用H7/n6配合整體鑲?cè)肽０逯墟i緊角為22o
(六)、二次分型限位裝置的設(shè)計(jì)
限位裝置在開(kāi)模過(guò)程中用來(lái)保證二次分型。采用限位螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。用擺鉤等裝置來(lái)緊固動(dòng)定模, 實(shí)現(xiàn)定模抽芯的動(dòng)作。
(七)、滑塊的精確導(dǎo)向
滑塊的精確導(dǎo)向形式為：斜導(dǎo)柱與斜孔近側(cè)型芯一側(cè)的配合處一定要有0.5mm以上的孔隙，決不允許在模具閉合時(shí)斜導(dǎo)柱和滑塊之間有碰撞現(xiàn)象產(chǎn)生。
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下原則：
1 冷卻水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大。
2 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等，此塑件壁厚相等，所以冷卻水道到型腔表面距離相等，且距離應(yīng)在20—25 mm，這里取25mm。
3、澆口處加強(qiáng)冷卻。塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，所以要加強(qiáng)冷卻澆口。
4、冷卻水道出入口溫差應(yīng)最小，盡量縮短冷卻水道長(zhǎng)度，降低出入口冷卻水的溫差，提高冷卻效果。
5、冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置，此外，在設(shè)計(jì)冷卻水道時(shí)還要避免塑料的熔融部位，以免產(chǎn)生熔接痕，并且還要易于清理，冷卻水道孔徑取10 mm。定出裝置在模具內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，除滑動(dòng)配合外其余部分處于浮動(dòng)狀態(tài)，頂出板和頂出固定板的重量不應(yīng)作用在推桿上，而應(yīng)由頂出系統(tǒng)的導(dǎo)向零件來(lái)支撐，此注射模增設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)向，這樣兩根導(dǎo)柱可起支撐作用，防止支承板變形彎曲。
標(biāo)準(zhǔn)模架概述
本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)模架 (P1型)
模架的基本特點(diǎn):
名稱 長(zhǎng)度 寬度 厚度
定模座板 250 250 25
定模板 250 200 40
中間板 250 200 25
動(dòng)模板 250 200 25
墊塊 250 32 63
動(dòng)模座板 250 250 25
推板 250 118 16
推桿固定板 250 118 12.5
總 結(jié)
經(jīng)過(guò)一個(gè)月的時(shí)間，我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這短短的一個(gè)月內(nèi)，我學(xué)到了很多東西，可說(shuō)是受益非淺。雖說(shuō)是短短的一個(gè)月，但我認(rèn)為通過(guò)實(shí)踐所得比從書本上學(xué)到的東西要有價(jià)值的多。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。在張?jiān)评蠋熌托?、認(rèn)真的教導(dǎo)下，使我獨(dú)立地完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此設(shè)計(jì)中我還學(xué)會(huì)了如何查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，如何對(duì)塑件的工藝分析，如何模具設(shè)計(jì)。在梁老師的帶領(lǐng)下，還看到了型腔、型芯、滑塊等各種模具零部件。這樣在我腦海里有了一個(gè)深刻的印象，不至于對(duì)模具模棱兩可。同時(shí)也清楚的看到了實(shí)踐與理論的差別。更重要的是經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我更加牢固、扎實(shí)的掌握了專業(yè)理論知識(shí)，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)工作上有了更大的幫助，并奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。由于本人水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，本次設(shè)計(jì)難免有錯(cuò)誤和欠妥之處，懇請(qǐng)老師們批評(píng)指正。最后我誠(chéng)摯的感謝老師們對(duì)我的教導(dǎo)。
致 謝
在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了老師們的指導(dǎo)和幫助，在研究過(guò)程中，同學(xué)們給了我很多獨(dú)特的見(jiàn)解和幫助。使我有了很大的進(jìn)步，在此本人一并表示誠(chéng)摯的、衷心的感謝。
參 考 文 獻(xiàn)
(1)屈華昌 主編, 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)。 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000
(2)賈潤(rùn)禮、程志遠(yuǎn) 主編, 實(shí)用注射模設(shè)計(jì)手冊(cè)。北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000
(3)馮炳蕘、韓泰榮、蔣文森 主編, 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)。 上海：
上海科學(xué)技術(shù)出版社，1998
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