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摘 要
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類。因此研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。
本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理，并對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則。詳細(xì)介紹了注射模具的材料及工藝分析，澆注系統(tǒng)、主要零部件、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對模具各參數(shù)選取和校核做相應(yīng)說明。本設(shè)計(jì)利用UG、Auto CAD對導(dǎo)柱、導(dǎo)套及各標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：塑料模具；參數(shù)化；鑲件；分型面；成型
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設(shè)計(jì)說明書
目 錄
摘 要 III
PEtract IV
目 錄 V
第1章 緒論 7
第2章 塑件材料與工藝分析 9
2.1 塑件材料的特性 9
2.2 成型特性 9
2.3 工藝參數(shù) 9
2.4 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性 10
2.4.1尺寸及精度 10
2.4.2表面粗糙度 10
2.4.3形狀 11
2.4.4斜度 11
2.4.5壁厚 11
2.4.6圓角 11
第3章 擬定成型工藝 12
3.1制件成型方法 12
3.2制件的成型參數(shù) 12
3.3確定型腔數(shù)目 12
3.3.1計(jì)算制品的體積和重量 12
3.3.2 確定型腔數(shù) 13
3.4塑件在模具中的位置 13
3.4.1型腔的布置 13
3.42分型面的選擇 13
第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
4.1 確定澆口形式及位置 15
4.2 流道、澆口套、定位圈的設(shè)計(jì) 15
4.3 冷料穴設(shè)計(jì) 16
第5章 成型零部件的設(shè)計(jì) 18
5.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
5.1.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
5.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 19
5.2.1 成型零部件性能 19
5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸計(jì)算 19
5.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 20
5.3.1 強(qiáng)度、剛度計(jì)算 20
5.3.2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 21
第6章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì) 22
6.1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架 22
6.1.1初選注射機(jī) 22
6.1.2選標(biāo)準(zhǔn)模架 23
6.2 定模板與動(dòng)模板的設(shè)計(jì) 24
6.3 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
第7章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
第8章 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27
第9章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29
第10章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31
第11章 注塑機(jī)參數(shù)校核 32
11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 32
11.2 開模行程的校核 32
11.3 模具與注射機(jī)安裝相關(guān)部分尺寸校核 32
第12章 繪制圖紙并編寫技術(shù)文件 33
12.1繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 33
12.2編寫加工工藝和裝配技術(shù) 36
12.21 加工要求 36
12.22 模具成型件的加工工藝 37
總 結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 39
致 謝 40
第1章 緒論
在工業(yè)產(chǎn)品中，一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑料件往往能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)件，加上利用工程塑料特有的性質(zhì)，可以一次成型非常復(fù)雜的形狀，并且還能設(shè)計(jì)成卡裝結(jié)構(gòu)，所帶來的效果是明顯的，因此，近年來工業(yè)產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法，其中最主要之一的注塑模具已經(jīng)很廣泛的采用。它在質(zhì)量、精度、制造周期以及注塑成型過程中的生產(chǎn)效率等方面水平的高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本及產(chǎn)品的更新?lián)Q代，同時(shí)也決定著企業(yè)在市場競爭中的反應(yīng)能力和速度。注塑模具與其它機(jī)械行業(yè)想比，有以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，模具不能像其它機(jī)械那樣可作為基本定型的商品隨時(shí)都可以在機(jī)電市場上買到。模具制造不可能形成批量生產(chǎn)，即模具是單件生產(chǎn)的，其壽命越長，重復(fù)加工的可能性越小。因此，模具的制造成本較高。第二，因?yàn)樽⑺苣＞呤菫楫a(chǎn)品中的塑料制品而訂制的，作為產(chǎn)品，除質(zhì)量、價(jià)格等因素之外，很重要的一點(diǎn)就是需要盡快地投放市場，所以對于為塑料制品而特殊定訂制的模具來說，其制造周期一定要短。第三，模具制造是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，其加工過程集中了機(jī)械制造中先進(jìn)技術(shù)的部分精華與鉗工技術(shù)的手工技巧，因此要求模具工人具有較高的文化技術(shù)水平，特別是對企業(yè)來說要求培養(yǎng)“全能工人”，使其適應(yīng)多工種的要求，這種技術(shù)工人對模具單件生產(chǎn)方式組織均衡生產(chǎn)是非常重要的。綜上所述，模具制造 存在成本高，要求制造周期短，技術(shù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，目前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，這些問題得到了很大的改善。
注塑模具的特點(diǎn)：
a)塑料的加熱、塑化是在高溫料筒內(nèi)進(jìn)行，而不是在模具內(nèi)進(jìn)行，因而模具不設(shè)加料腔，而設(shè)澆注系統(tǒng)，熔體通過澆注系統(tǒng)充滿型腔。澆注系統(tǒng)對注塑模來說至關(guān)重要。
b)塑料熔體進(jìn)入型腔之前，模具已經(jīng)閉合。在注塑過程中需根據(jù)塑料特性，在模具中設(shè)加熱或冷卻系統(tǒng)。
c)注塑模生產(chǎn)適應(yīng)性強(qiáng)，既可注塑小型制品，也可注塑大型制品；既可注塑簡單制品，也可注塑復(fù)雜制品，生產(chǎn)率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
d)注塑模一般是機(jī)動(dòng)的，結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，因而制造周期較長，成本較高。注塑模具的應(yīng)用在當(dāng)今的時(shí)代會(huì)越來越廣的，它的特點(diǎn)使得它的用處越來越寬，涉及的范圍也大了。
模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國目前仍以手工研磨拋光為主(約占整個(gè)模具周期的l/3)，不僅效率低，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具的自動(dòng)化研磨拋光。國外在模具生產(chǎn)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)已得到十分成功的應(yīng)用。三維造型和型腔的數(shù)控加工都是由計(jì)算機(jī)輔助軟件完成的，它大幅度的縮短了模具的生產(chǎn)周期，提高工作效率。德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家在模具設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域仍處于國際領(lǐng)先水平，他們的一些先進(jìn)的模具方面的技術(shù)被許多發(fā)展中國家，甚至是其它發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)采用。亞洲以日本和韓國模具技術(shù)水平最高，其它國家與之還有較大的差距，不過他們也正在以驚人的速度發(fā)展著，國家之間的交流會(huì)使之發(fā)展更快。
本課題是關(guān)于盒蓋的注塑模具設(shè)計(jì)。要求運(yùn)用所學(xué)知識,能很好的對注塑模具進(jìn)行設(shè)計(jì).達(dá)到熟練的掌握注塑模具的設(shè)計(jì)知識,并能對注塑模具設(shè)計(jì)有更高層次的認(rèn)識的目的。該課題的設(shè)計(jì)要求通過基于現(xiàn)代CAD技術(shù)的注塑模設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過程中掌握模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,對于運(yùn)用現(xiàn)代CAD技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和應(yīng)用,完成塑料齒輪注塑模具設(shè)計(jì). 所設(shè)計(jì)塑料齒輪模具要能滿足模具工作狀態(tài)的質(zhì)量要求,使用時(shí)安全可靠,便于維修,在注塑成型時(shí)要有較短的成型周期,成型后有較長的使用壽命,具有合理的模具制造工藝性.選擇注塑模型腔進(jìn)行加工分析,用數(shù)控加工進(jìn)行編程加工。
本課題要解決的主要問題是盒蓋注塑模具工藝方案的擬定和設(shè)計(jì)。注塑模具設(shè)計(jì)總體思路如圖1-1所示
本課題要達(dá)到的預(yù)期效果：
a.外觀及尺寸均符合要求，未出現(xiàn)溢邊、縮坑等缺陷；
b.結(jié)構(gòu)合理；
c.結(jié)構(gòu)簡單，加工簡便；
d.頂出動(dòng)作平穩(wěn)、可靠。
第2章 塑件材料與工藝分析
本章著重介紹塑料成型的工藝特點(diǎn)以及塑件的工藝要求，塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識。為后面幾章的模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
對零件的分析得塑件材料取PE。
2.1 塑件材料的特性
化學(xué)名稱：聚乙烯簡稱PE，比重:0.94-0.96克/立方厘米，成型收縮率:1.5-3.6% ，成型溫度：140-220℃ 。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70～-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。
特點(diǎn)：耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,化學(xué)交聯(lián)、輻照交聯(lián)改性,可用玻璃纖維增強(qiáng)。壓聚乙烯的熔點(diǎn),剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有良好的電性能和耐輻射性；聚乙烯的柔軟性,伸長率,沖擊強(qiáng)度和滲透性較好；高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨. 低壓聚乙烯適于制作耐腐蝕零件和絕緣零件;高壓聚乙烯適于制作薄膜等；高分子量聚乙烯適于制作減震,耐磨及傳動(dòng)零件?！?
2.2 成型特性
1.結(jié)晶料，吸濕小，不須充分干燥，流動(dòng)性極好流動(dòng)性對壓力敏感，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快,保壓充分。宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形。
2.收縮范圍和收縮值大，方向性明顯,易變形翹曲.冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng)。
3.加熱時(shí)間不宜過長，否則會(huì)發(fā)生分解。
4.軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模。
5.可能發(fā)生融體破裂，不宜與有機(jī)溶劑接觸，以防開裂。
2.3 工藝參數(shù)
模具設(shè)計(jì)方面
澆口開設(shè)位置應(yīng)該避開塑件的重要表面，以不影響塑件的使用、外觀及后加工工作量。
注塑工藝條件
注射機(jī)類型：柱塞式。
料筒溫度：170～200℃（前期）140～160℃（后期）
模具溫度：30～45℃
注射壓力：60～100Mpa
注射時(shí)間：0～5s
保壓時(shí)間：15～60s
冷卻時(shí)間：15～60s
成型周期：40～140s
2.4 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性
該制件為盒蓋如圖2-1所示，制件要求有良好的尺寸精度和機(jī)械性能，對表面的質(zhì)量要求較高，無熔接痕，表面平整光滑，盡可能避免冷疤、云紋、縮孔、凹痕等缺陷。
圖2-1 產(chǎn)品圖正面
圖2-1 產(chǎn)品圖背面
2.4.1尺寸及精度
影響塑件尺寸精度的因素：
A、模具制造的精度，約為1/3。
B、成型時(shí)工藝條件的變化，約為1/3。
C、模具磨損及收縮率的波動(dòng)。
具體來說，對于小尺寸制品，模具制造誤差對尺寸精度影響最大；而大尺寸制品則收縮波動(dòng)為主要。
該塑件尺寸不大，一般精度等級。塑件尺寸的精度取決于塑料的流動(dòng)性。在注射成型華中，薄壁塑件的尺寸不能設(shè)計(jì)的過大。塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，及所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。
2.4.2表面粗糙度
塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低1～2級。一般，型腔表面粗糙度要求達(dá)Ra 0.4～0.2μm；透明制品型腔和型芯粗糙度一致；非透明制品的隱蔽面可取較大粗糙度，即型芯表面相對型腔表面略為粗糙。塑件的表面粗糙度一般為Ra 0.8～0.2μm。
2.4.3形狀
塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。
2.4.4斜度
當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復(fù)雜時(shí)，塑件的多個(gè)面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時(shí)塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。
脫模斜度的選擇原則：
⑴熱塑性塑料件脫模斜度取0.5°～3.0°。熱固性酚醛壓塑件取0.5°～1.0°。
⑵塑件內(nèi)孔的脫模斜度以小端為準(zhǔn)，符合圖樣要求，斜度由擴(kuò)大方向得到；外形以大端為準(zhǔn)，符合圖樣要求，斜度由縮小方向得到。
⑶塑料收縮率大，塑件壁厚大則脫模斜度取大些。
⑷對塑件高度或深度較大的尺寸，應(yīng)取較小的脫模斜度。
2.4.5壁厚
就設(shè)計(jì)原則來說要求同一塑件各處的壁厚均勻一致，否則制品成型收縮不均，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致制品開裂、變形。塑件的壁厚對塑件的質(zhì)量有很大的影響，塑件壁厚盡可能均勻。塑件的最小壁厚應(yīng)滿足的條件：
（1）保證塑件的使用時(shí)的強(qiáng)度和剛度。
（2）使塑料熔體充滿整個(gè)型腔。
塑件壁厚過小，則塑料充模流動(dòng)的阻力很大，對于形狀復(fù)雜或大型塑件成型較困難。
塑件壁厚過大，則不但浪費(fèi)塑料原料，而且還給成型帶來困難，尤其降低了塑件的生產(chǎn)率，還給塑件帶來內(nèi)部氣孔、外部凹陷等缺陷。
所以正確設(shè)計(jì)塑件的壁厚非常重要。壁厚取值應(yīng)當(dāng)合理。本次設(shè)計(jì)的壁厚比較均勻。平均壁厚為0.92mm，最大壁厚為1.29mm。塑件盡量保證兩側(cè)均勻，且滿足塑件的最小壁厚。
2.4.6圓角
塑件除了必須要保留的尖角外，凡轉(zhuǎn)角處應(yīng)采用圓弧過渡。一般即使取0.5也可以增加塑件的強(qiáng)度。塑件設(shè)計(jì)成圓角的作用：
⑴避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。
⑵提高了塑件強(qiáng)度。
⑶利于塑料的充模流動(dòng)。
⑷塑件對應(yīng)模具型腔部位設(shè)計(jì)成圓角，可以使模具在淬火和使用時(shí)不致因應(yīng)力集中而開裂，提高模具的堅(jiān)固性。
第3章 擬定成型工藝
3.1制件成型方法
熱塑性塑料指定采用注射成型，本設(shè)計(jì)選用熱塑性塑料PE，可用注射成型。
3.2制件的成型參數(shù)
根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選定的原料PE，可擬定如下工藝參數(shù)
塑料名稱： PE密度（g/cm3）：0.94～0.96
計(jì)算收縮率（%）：1.02
模具溫度（℃）： 50～60
注射壓力（MPa）：60～100
適應(yīng)注射機(jī)類型：柱塞式
表3. 1 PE主要技術(shù)指標(biāo)和工藝參數(shù)
料筒溫度
噴嘴溫度
/℃
模具溫度
/℃
注射壓力
/MPa
注射機(jī)類型
后/℃
中/℃
前/℃
180～190
50～70
70～90
螺桿式
150～170
180～190
200～210
成 型 時(shí) 間
螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）
注射時(shí)間/s
保壓時(shí)間/s
冷卻時(shí)間/s
成型周期/s
3～5
5～15
5～15
15～40
30～60
后 處 理
備 注
方 法
溫度/℃
時(shí)間/ h
紅外線烤箱
70
0.3～1
原材料應(yīng)干燥0.5h以上
3.3確定型腔數(shù)目
3.3.1計(jì)算制品的體積和重量
通過三維制圖UG軟件測量得:
單件塑件投影面積 S=3285㎜2；
單件塑件體積V=4886㎜3；
查有關(guān)資料可知PE的密度為0.94～0.96g/cm3 則單件塑件重量m= 8.62g
3.3.2 確定型腔數(shù)
型腔數(shù)目的確定主要參考以下幾點(diǎn)來確定
1）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目和總成型加工費(fèi)用最小的原則,并略準(zhǔn)備時(shí)間試生產(chǎn)原材料費(fèi)用,僅考慮模具加工費(fèi)和塑件成型加工費(fèi)
2）根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目,當(dāng)成型大型平板制件時(shí)常用這種方法
3）根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),每加一個(gè)型腔制品尺寸精度要降低4%,對于高精度制品,由于多型腔模具難以保證各型腔的成型條件一致,故推薦型腔數(shù)目不超過4個(gè)。
根據(jù)本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量及產(chǎn)品復(fù)雜程度等綜合可慮采用一模兩腔
由于一模兩腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性比較好，成型工藝條件容易控制，模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)，并結(jié)盒蓋的產(chǎn)量要求，所以采用一模兩腔模具。
3.4塑件在模具中的位置
3.4.1型腔的布置
由于型腔的布置與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān),因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔澆口處有足夠壓力,以保證塑料熔體同時(shí)均勻地充滿型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定,這就要求型腔與主澆道之間的距離盡可能最短,同時(shí)采用平衡的澆道和合理的澆口尺寸以及均勻的冷卻等。合理的排布可以避免塑件尺寸的差異、應(yīng)力形成和脫模困難等問題。
主要考慮制件在分型后能保留在動(dòng)模上以便脫模，并結(jié)合制件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)將型腔設(shè)置在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動(dòng)模側(cè)。
本設(shè)計(jì)是一模兩腔，為合理的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)和容易脫模，型腔的布局如圖3-1所示：
圖3-1
3.42分型面的選擇
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析，應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)的設(shè)計(jì)原則：
1）分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處
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)保證塑件的精度要求
4）分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
5）分型面的選擇要便于模具的加工制造
6）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣
除了以上這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上的投影面積的大小。為了保證側(cè)向型芯的位置的放置及抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順利，應(yīng)以淺的側(cè)向凹孔或短的側(cè)向凸臺作為抽芯方向，而將較深的凹孔或較高的凸臺放置在開合模方向。
綜合考慮以上的設(shè)計(jì)原則并結(jié)合該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和質(zhì)量要求，應(yīng)采用塑件外形最大輪廓處作為分形面。如圖3-2紅實(shí)線所示。
圖3-2分型線
設(shè)計(jì)說明書
第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的作用就是將熔融狀態(tài)的塑料均勻、迅速地輸入型腔，使型腔內(nèi)體及時(shí)排出；并且將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，從而得到組織緊密的制品。
澆注系統(tǒng)通常由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。
4.1 確定澆口形式及位置
澆口是澆道與型腔之間最短的一段距離，能夠增加和控制塑料進(jìn)入型腔的流速并封閉裝填在型腔內(nèi)的塑料。澆口位置的選擇對制品的質(zhì)量顯得尤為重要，澆口選擇的遵循原則是：
a.塑件能量的損失最??；
b.澆口的位置應(yīng)使進(jìn)入行腔的塑料能順利的排出模腔內(nèi)的空氣，進(jìn)入型腔的塑料不要立即封閉排氣系；
c.澆口的位置要避免造成收縮變形和塑件的熔接痕;；
d.拼鑲結(jié)構(gòu)的模具，澆口的位置不能使流動(dòng)的塑料沖擊鑲件，但也不能離澆口太遠(yuǎn)，否則塑料流到鑲件附近時(shí)變冷熔接不好；
e.澆口的位置及大小要考慮對型芯的影響。避免塑料直接正面沖擊型芯；
f.外觀要求高的塑件則澆口不允許設(shè)置在分型面上，同時(shí)要考慮清理簡便，不損壞塑件。
根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體情況，采用側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。側(cè)澆口設(shè)計(jì)參數(shù)如圖4-1所示。本模具流道布置采用平衡式分流道，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長度相等形狀及截面尺寸都相同。采用這種形式，是為了減小進(jìn)料口附近的收縮對齒輪精度的影響。進(jìn)料口均勻在塑件端面，不會(huì)影響外觀。
圖4-1
4.2 流道、澆口套、定位圈的設(shè)計(jì)
主流道是注射機(jī)噴嘴與主流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。
A. d=注射機(jī)噴嘴孔直徑+（0.5～1） 取d=3.5mm
B. 主流道斜度α=2°～4° 取α=2°
C. 分流道直徑D 取D=4mm
D. 澆口套弧面R=注射機(jī)噴嘴球面半徑+（1～2）mm 取R=11mm
E . 分流道應(yīng)盡量縮短，L值按具體情況確定，不宜過長或過短，要>8mm。本設(shè)計(jì)L長初定24mm。
澆口套材料常用T10A制造，熱處理后硬度為50～55HRC。澆口套與定模板采用H7/m6的過渡配合，澆口套與定位圈采用的H9/f9間隙配合。由于受型腔或分流道的反壓力作用，澆口套會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)，所以澆口套的軸向定位要可靠。采用兩顆M5×20㎜螺釘固定于定模板。根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算本設(shè)計(jì)的澆口套及定位圈形式如圖4-2、圖4-3所示：
圖4-2 澆口套 圖4-3 定位圈
4.3 冷料穴設(shè)計(jì)
噴嘴與低溫的模具相接觸，使噴嘴前端有一小段冷料；當(dāng)分流道較長時(shí)，前鋒塑料長時(shí)間的在低溫的模具中流動(dòng)，溫度較低。這些冷料如果進(jìn)入型腔，在制作上形成冷接縫（熔接痕），嚴(yán)重的造成充填困難。也可能在進(jìn)入澆口時(shí)就將澆口堵塞。所以必須設(shè)置冷料穴。冷料穴的作用是儲存冷料；保證開模后主流道和分流道能留在動(dòng)模板上，以便從模具中推出。冷料穴位于主流道正對面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒的“冷料”，以避免這些冷料注入型腔而影響塑件質(zhì)量；還有便于在流道處設(shè)置主流道拉料桿的功能。開模時(shí)又可以將主流道的冷凝料拉出，冷料穴直徑宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。分流道冷料穴當(dāng)分流道較長時(shí)，可將分流道的盡頭沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料穴，以貯存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的1.5～2倍。
本模具采用Z形拉料桿，具體設(shè)計(jì)的圖4-4所示。
圖4-4
本模具澆注系統(tǒng)如圖4-5所示：
圖4-5澆注系統(tǒng)
第5章 成型零部件的設(shè)計(jì)
構(gòu)成塑料模具模腔的零件統(tǒng)稱成型零部件。成型零件工作時(shí)，直接與塑料熔體接觸，承受熔體料流的高壓沖刷、脫模摩擦等，因此，成型零件不僅要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，而且還要求有合理的結(jié)構(gòu)，較高強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性。
設(shè)計(jì)塑模的成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的塑料性能、使用要求、幾何結(jié)構(gòu)，并結(jié)合分型面和澆口位置的選擇、脫模方式和排氣位置的考慮來確定型腔的總體結(jié)構(gòu)。也就是說，根據(jù)塑件的尺寸，汁算成型零件型腔的尺寸，確定型腔的組合方式，確定成型零件的機(jī)加工、熱處理、裝配等要求，還要對關(guān)鍵的部位進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
5.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
所謂成型零件是模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。
按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。
整體式凹模結(jié)構(gòu)它是在整塊金屬模板上加工而成的，其特點(diǎn)是牢固、不易變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但是由于整體式型腔加工困難，熱處理不方便，所以其常用于形狀簡單的中、小型模具上。
組合式凹模結(jié)構(gòu)是指型腔是由兩個(gè)以上的零部件組合而成的。按組合方式不同，組合式凹模結(jié)?？煞譃檎w嵌入式、局部鑲嵌式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等形式。
整體嵌入式凹模最常用的形式。小型塑件在采用多型腔模具成型時(shí)，各單個(gè)型腔采用機(jī)械加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。這種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，可以保證各個(gè)型腔的形狀尺寸—致。
5.1.1 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型腔是成型塑件外表面的成型零件。分析產(chǎn)品，其外部結(jié)構(gòu)簡單，考慮各方面因素，采用整體嵌入式型腔，它能節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，嵌入模板后有足夠的強(qiáng)度與剛度，使用可靠且置換方便。型腔采用4個(gè)M8螺釘固定于定模板，如圖5-1所示：
圖5-1 型腔
5.1.2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。對于塑料殼體來說，它們的結(jié)構(gòu)有所不同，因此其型芯結(jié)構(gòu)也不同。型芯用4個(gè)M8螺釘固定于動(dòng)模板，如圖5-2所示：
圖5-2 型芯
5.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算
5.2.1 成型零部件性能
成型由于成型零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須有以一些性能:
1） 必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受塑料熔體的高壓；
2） 有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨損；
3） 通常進(jìn)行熱處理，使其硬度達(dá)到HRC45以上；
4） 對于成型會(huì)產(chǎn)生腐濁性氣體的塑料還應(yīng)選擇耐腐濁的合金鋼理；
5） 材料的拋光性能好，表面應(yīng)該光滑美觀。表面粗造度應(yīng)在Ra0.4以下；
6） 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好；
7） 熔焊性能要好,以便修理；
8） 成型部位應(yīng)須有足夠的尺寸精度。孔類零件為H8～H10，軸類零件為 h7～h10。
5.2.2 型腔、型芯工作部位尺寸計(jì)算
經(jīng)查有關(guān)資料可知PE塑料的收縮率是1.2~4.0%
本設(shè)計(jì)取收縮率為: S=1.2%
型腔工作部位的尺寸：
型腔徑向尺寸
型腔深度尺寸
型芯徑向尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
式中： L—塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）
l—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）
h—塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）
x—修正系數(shù)，取0.5～0.75
△—塑件公差（mm）
—模具制造公差，?。?/3～1/4）△。
各工作部位尺寸計(jì)算結(jié)果詳見相應(yīng)零件圖紙所標(biāo)明
通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部位不需要進(jìn)行收縮率計(jì)算。
5.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算
為了方便加工和熱處理，其型芯整體鑲嵌式，型腔為整體鑲嵌式。因此，型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔整體式計(jì)算。由于型腔壁厚計(jì)算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)。
5.3.1 強(qiáng)度、剛度計(jì)算
進(jìn)行成型零部件強(qiáng)度、剛度計(jì)算時(shí)考慮的要素：塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過小，可能因強(qiáng)度不足而產(chǎn)生塑料變性甚至破壞，也可能因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。
（1） 塑件成型過程中不產(chǎn)生溢料
粘度特性
塑料品種
允許變形值 [δ]
中粘度塑料
PE
≤0.05
（2） 保證塑件的尺寸精度
塑件尺寸
經(jīng)驗(yàn)公式[δ]
<10
Δi/3
>10～50
Δi/[3(1+Δi)]
>50～200
Δi/[5(1+Δi)]
（3） 保證塑件順利脫模
[δ]〈tS=1.4×0.8%=0.0112
式中： [δ]—保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量；
t —塑件壁厚，mm；S—塑件的收縮率。
5.3.2 型腔的側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算
（1） 組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算
對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過了模具材料的許多應(yīng)力，因此，強(qiáng)度不夠是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強(qiáng)度為準(zhǔn)。
δmax= pHl4/32Ehs3
s=12.7mm
設(shè)允許最大變形量為δmax≤[δ]，其壁厚按剛度條件的計(jì)算式為：
s=
s=25mm
（2）組合式矩形型腔底板厚度的計(jì)算
按強(qiáng)度條件，型腔底板厚度計(jì)算式為：
h=
式中：h————矩形底板的厚度 （mm）
B————底板總寬度 （mm）
L————雙支腳間距 （mm）
P————型腔內(nèi)塑料熔體壓力 （MPa）
[σ]————模具材料的許用應(yīng)力 （MPa）
h≥25 mm
第6章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)
6.1 選用標(biāo)準(zhǔn)注射模架
6.1.1初選注射機(jī)
1）注射量：該塑料制件單件重量m=4.69g
澆注系統(tǒng)重量的計(jì)算可以根據(jù)澆注系統(tǒng)尺寸先計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積
V= 1.785
粗略計(jì)算澆注系統(tǒng)重量為 1.785×0.961.7g
總體積 V塑件=（4.886×2+1.785）=11.557
總重量 M=11.557×0.96=11.09g
聚苯乙烯的密度為1.054g/cm3 ，PE的密度為0.96g/
滿足注射量 V機(jī)≥V塑件/0.80
式中 ： V機(jī)—額定注射量（）
V塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（）
= 14.446
滿足注射量 M機(jī)≥M塑件
式中： M機(jī)—額定注射量（g）
M塑件—塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）
—聚苯乙烯的密度（g/cm3）
—塑件采用塑料的密度（g/cm3）
g
2）注射壓力：
P注≥P成型
經(jīng)查有關(guān)資料可知PE塑料成型時(shí)的注射壓力P成型=70～90MPa
3）鎖模力：
P鎖模力≥pF
式中p—塑料成型時(shí)型腔的壓力，PE塑料的型腔壓力p=30MPa
F—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（）
各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積
F=3285×2=6570
PF=30×6570=197.1KN
根據(jù)以上的分析、計(jì)算，查相關(guān)資料初選注射機(jī)型號為：XS-Z-30,其有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下：
理論注射容量（cm3） 30
螺桿直徑（mm） 48
注射壓力（MPa） 319
注射行程（㎜） 330
注射方式 注塞式
鎖模力（KN） 650
拉桿內(nèi)向距（mm） 550
移模行程（mm） 200
最大模具厚度（mm） 380
最小模具厚度（mm） 160
噴嘴圓弧半徑（mm） 12
噴嘴孔直徑（mm） 3.5
最大開合模行程（mm） 160
動(dòng)、定模板尺寸（㎜） 630×580
拉桿空間（㎜） 435
6.1.2選標(biāo)準(zhǔn)模架
根據(jù)以上分析、計(jì)算以及型腔尺寸及位置可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。通過調(diào)用Auto CAD的燕秀工具箱模架選用，如圖6-1所示
圖6-1 模架參數(shù)
定模板厚度：A=70 ㎜
動(dòng)模板厚度：B=80 ㎜
墊塊厚度： C=80 ㎜
模具厚度：H模=291㎜
模具外形尺寸：250㎜×300 ㎜×291 ㎜
6.2 定模板與動(dòng)模板的設(shè)計(jì)
本模具的模架是Auto CAD的燕秀工具箱調(diào)出拉，已經(jīng)設(shè)計(jì)好動(dòng)定各模板的相關(guān)參數(shù)。具體看圖6-1 模架參數(shù)
6.3 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向零件用來確定動(dòng)、定模(或上、下模)的相對位置,并保證模具運(yùn)動(dòng)的方向精度.導(dǎo)向零件包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板等。導(dǎo)柱與導(dǎo)套的功能是為動(dòng)模與定模（包括頂出板與動(dòng)模板）在相對運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)向。導(dǎo)向零件應(yīng)盡量布置在靠近模具模板的邊緣出,以便于較寬松和較方便的安置模具成型零件和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)具體模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱的固定位置可以根據(jù)不同的需要設(shè)置在不同的模板上。一般的模具設(shè)計(jì)時(shí)盡量的將導(dǎo)柱的固定設(shè)置在定模板上。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：夏r(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。在此次設(shè)計(jì)中我采用了導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。它有如下功能：
① 定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)定模或上下模位正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。
② 導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。
③ 承受一定的側(cè)向壓力：塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。
在設(shè)計(jì)中，導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8～12㎜，在此次設(shè)計(jì)中取10㎜，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。導(dǎo)柱的前端做成錐臺形，以使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。所選的導(dǎo)柱導(dǎo)套材料為SUJ2鋼，硬度為59～61ＨＲＣ。導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1～1.5倍，在此次設(shè)計(jì)中取1倍。其它一些參數(shù)值如圖6-2和圖6-4所示。
導(dǎo)柱固定端與模板之間采用Ｈ7／ｋ6的過渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用Ｈ7／ｆ7配合。其詳細(xì)情況可參看模架結(jié)構(gòu)圖。
圖6-3 導(dǎo)柱
圖6-4 導(dǎo)套
第7章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的頂針或液壓缸完成的。推出機(jī)構(gòu)一般由推出、復(fù)位、導(dǎo)向三大部件組成。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求：
(1)設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)盡量使塑件留于動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過注射機(jī)的動(dòng)模一側(cè)的頂桿或液壓缸來驅(qū)動(dòng)的，所以，在一般情況下，模具的推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正是由于這種原因，在考慮塑件在模具中的位置和分型面的選擇時(shí)，應(yīng)盡量能使模具分型后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，這就要求動(dòng)模部分所設(shè)置的型芯被塑件包絡(luò)的側(cè)面積之和要比定模部分的多。
(2)塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞 為了使塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞，設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)仔細(xì)進(jìn)行塑件對模具包緊力和粘附力大小的分析與計(jì)算，合理地選擇推出的方式、推出的位置、推出零件的數(shù)量和推出面積等。
(3)不損壞塑件的外觀質(zhì)量 對于外觀質(zhì)量要求較高的塑件，塑件的外部表面盡量不選作推出位置，即推出塑件的位置盡量設(shè)在塑件內(nèi)部。對于塑件內(nèi)外表面均不允許存在推出痕跡時(shí)，應(yīng)改變推出機(jī)構(gòu)的形式或設(shè)置專為推出使用的工藝塑料塊，在推出后再將工藝塑料塊與塑件分離。
(4)合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮合模時(shí)推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位，在斜導(dǎo)桿和斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯及其他特殊的情況下，還應(yīng)考慮推出機(jī)構(gòu)的先復(fù)位問題等。
(5)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)在推出與復(fù)位的過程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，動(dòng)作可靠、靈活，制造容易。
根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則并結(jié)合制件的形狀，本模具采用斜頂頂出，利用中托司導(dǎo)向。頂出方式及位置如圖7-1所示：
圖7-1 頂出機(jī)構(gòu)
第8章 抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊所移動(dòng)的距離稱為抽芯距。一般來說，抽芯距等于脫模行程加1.5mm～5mm的安全距離。測得脫模行程最大為1.2mm?？扇〕樾揪酁楱R2.5mm。
斜頂內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)：
使用場合：常用于內(nèi)側(cè)凹凸結(jié)構(gòu)的抽芯。能用斜定不用內(nèi)行。
工作原理：將頂出運(yùn)動(dòng)分解為側(cè)向抽芯運(yùn)動(dòng)。
設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)：
（1）要保證復(fù)位可靠；
（2）斜頂上端面應(yīng)比后模鑲件底0.05～0.1MM；
（3）斜頂?shù)男苯且话銥?°～15°，常用5°～10° ；
（4）側(cè)向移動(dòng)時(shí)不能與膠件內(nèi)的結(jié)構(gòu)發(fā)生干涉；
（5）當(dāng)斜頂上端面的一部分為碰穿位時(shí),推出時(shí)不應(yīng)碰到另一側(cè)膠位；
（6）斜頂?shù)墓潭ǚ绞揭妶D。
內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)由斜頂頂出。斜頂角度計(jì)算由Auto CAD的燕秀工具箱斜頂角度計(jì)算器計(jì)算，如下圖8-1所示，抽芯機(jī)構(gòu)如8-2所示。抽芯斜頂具體尺寸詳見零件圖。
圖8-1
圖8-2斜頂結(jié)構(gòu)
第9章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
冷卻系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中是很重要的一部分，冷卻水道的布置對成品的質(zhì)量尤為重要，下表是模具溫度對成品的影響。
表9-1不正常模溫對塑件質(zhì)量的影響
模具溫度
塑件質(zhì)量情況
現(xiàn)象
過高
縮孔
在壁厚部分，易冷卻地方先硬化，未冷卻的地方先收縮，而產(chǎn)生縮坑。模具溫度過高易產(chǎn)生縮孔
溢料
因?yàn)槟＞呔哂虚g隙，當(dāng)溫度過高，型腔內(nèi)塑料粘度低，流動(dòng)大，易從縫隙溢料
不均勻
變形
各部位冷卻不均，造成收縮不一致，產(chǎn)生變形
過低
填充不良
溫度過低，型腔內(nèi)塑料粘度高難流動(dòng)，填充不均
熔接焊
兩股料流匯合時(shí)，由于模溫低，產(chǎn)生不能完全熔合而出現(xiàn)類似毛發(fā)狀的細(xì)紋線
表面不光澤
出現(xiàn)表面不十分有光澤的情況
溫度調(diào)整不的當(dāng)
機(jī)械性能不良
當(dāng)模溫過高或過低時(shí)，對部分塑料，結(jié)晶不良造成機(jī)械性能不良
由上表可以知道冷卻水道的位置取決于制品的形狀和不同的壁厚。原則上冷卻水道應(yīng)設(shè)置在塑料向模具熱傳導(dǎo)困難的地方,根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,冷卻水道應(yīng)圍繞模具所成型的制品,且盡量排列均勻一致。設(shè)計(jì)冷卻水道需考慮如下因素：
a.模具的結(jié)構(gòu)形式，對冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接有關(guān)；
b.模具的大小和冷卻面積；
c. 塑件熔接痕位置；
d. 水孔邊離型腔的距離一般保持在10～25mm，距離太近則冷卻不易均勻，太遠(yuǎn)則效率降低。水孔以直徑一般在6mm上，根據(jù)模具大小決定；
e.水孔管路應(yīng)暢通無阻；
f.水管接頭的位置應(yīng)放在盡可能不影響操作的一側(cè)；
g.冷卻水孔管路最好不開在型腔塑料溶接的地方，以免影響塑件強(qiáng)度。
手機(jī)后蓋注射成型模具的冷卻分為兩部分，一部分是定模側(cè)的冷卻，另一部分是動(dòng)模側(cè)的冷卻。
a. 定模側(cè)冷卻水道結(jié)構(gòu)。
定模側(cè)的冷卻是四條Ф6mm的冷卻水道完成的，如圖9-1所示。
2．動(dòng)模側(cè)冷卻水道結(jié)構(gòu)。
型芯冷卻由型芯板上兩條Ф6mm的冷卻水道完成，型芯的冷卻如圖9-2所示。
圖9-1 定模冷卻
圖9-2 動(dòng)模冷卻
第10章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
??適當(dāng)?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時(shí)間。保壓時(shí)間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀祝瑥亩岣呱a(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機(jī)器的能量消耗。?
10.1排氣的作用
? 排氣的作用主要有兩點(diǎn)。一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠(yuǎn)離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因?yàn)樗四鼙苊庵破繁砻孀苽妥⑸淞坎蛔阃猓€可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認(rèn)為模腔內(nèi)的排氣是充分的。
10.2排氣方式
???? 模腔排氣的方法很多，但每一種方法均須保證：排氣槽在排氣的同時(shí)，其尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)能防止物料溢進(jìn)槽內(nèi)；其次還要防止堵塞。因此從模腔內(nèi)表面向模腔體外緣方向測量，長6~12mm以上的排氣槽部分，槽高度要放大約0.25—0.4mm。另外,排氣槽數(shù)量太多是有害的。因?yàn)槿绻饔迷谀Ｇ环中兔嫖撮_排氣槽部分的鎖模壓力很大，容易引起模腔材料冷流或裂開，這是很危險(xiǎn)的。除了在分型面上對模腔排氣外，還可以通過在澆注系統(tǒng)的料流末端位置設(shè)排氣槽，以及沿頂出桿四周留出間隙的方式達(dá)到排氣的目的。因?yàn)榕艢獠坶_的深度、寬度以及位置的選擇；如果不適當(dāng)，產(chǎn)生的飛邊毛刺，將影響制品的美觀和精度。因此上述間隙的大小以防止頂出桿四周出現(xiàn)飛邊為限。這里應(yīng)特別注意的是：齒輪這樣的制件在排氣時(shí)，可能連最微小的飛邊也是不希望有的。這一類制件最好采用以下方式排氣：①徹底清除流道內(nèi)氣體；②用粒度為200＃的碳化硅磨料對分型面配合表面進(jìn)行噴丸處理。另外，在澆注系統(tǒng)料流末端開設(shè)排氣槽主要是指分流道末端位置的排氣槽，其寬度應(yīng)等于分流道的寬度，高度視材料而異。
10.3?排氣設(shè)計(jì)方法
??? 對于復(fù)雜幾何形狀的產(chǎn)品模具，排氣槽的開設(shè)；最好在幾次試模后再去斷定。而模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的整體結(jié)構(gòu)形式，其最大缺點(diǎn)就是排氣不良。對整體模腔模芯有以下幾種排氣方法：
①利用型腔的槽或嵌件被人部位；
②利用側(cè)面的嵌件接縫；
③局部制成螺旋形狀；
②在縱向位置上裝上帶槽的板條心開工藝孔；
⑤當(dāng)排氣極困難時(shí)采用鑲拼結(jié)構(gòu)等、如果有些模具的死角不易開排氣槽，首先應(yīng)在不影響產(chǎn)品外觀及精度的情況下適當(dāng)把模具改為鑲拼加工，這樣不僅有利于加工排氣清有時(shí)還可以改善原有的加工難度和便于維修。
10.4熱固性塑料成型時(shí)的排氣槽設(shè)計(jì)?
???? 熱固性材料的排氣比熱塑性材料更為重要。首先在澆口前面的分流道都應(yīng)排氣。排氣槽寬度應(yīng)等于分流道寬度，高度為0.12mm。模腔的四周都應(yīng)排氣，各排氣槽應(yīng)相隔25mm，寬度為6.5mm，高度為0.075～0.16mm，視物料流動(dòng)世而定。較軟的材料應(yīng)取較低的值。頂出桿應(yīng)盡量放大，而且在大多數(shù)場合，頂出桿圓柱面上應(yīng)磨出3～4個(gè)高0.05mm的平面，磨痕方向應(yīng)沿頂出桿長度方向。磨削應(yīng)用粒度較細(xì)的砂輪進(jìn)行。頂出桿端面應(yīng)當(dāng)磨出0.12mm的倒角，這樣若有飛邊形成時(shí)，就會(huì)粘附在制件上。?
第11章 注塑機(jī)參數(shù)校核
11.1 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核
由于在初選注射機(jī)和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)是根據(jù)以上的四個(gè)技術(shù)參數(shù)及計(jì)算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進(jìn)行校核，已經(jīng)符合所選注射機(jī)要求。
11.2 開模行程的校核
注射機(jī)最大的開模行程S
S≥h件+h澆+（5～10）=87.6<160
式中 h件 —塑料制品高度（mm）
h澆—澆注系統(tǒng)高度
故滿足要求。
11.3 模具與注射機(jī)安裝相關(guān)部分尺寸校核
從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求。
第12章 繪制圖紙并編寫技術(shù)文件
12.1繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙
裝配圖是模具裝配的主要依據(jù),其要求為：
盡可能按1:1比例繪制，并應(yīng)符合機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)。
繪制時(shí)先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時(shí)畫出。為了更好地表達(dá)模具中成型塑件的形狀、澆口位置等，在模具總裝圖的俯視圖上，可將上模（或定模）拿掉，而只畫出下模（或動(dòng)模）部分的俯視圖。
模具總裝圖應(yīng)包括全部組成零件，要求投影正確，輪廓清晰。
按順序?qū)⑷苛慵男蛱柧幊觯⑻顚懥慵骷?xì)表，標(biāo)注技術(shù)要求和使用說明，標(biāo)注模具的必要尺寸。步驟：
1）首先畫出模具中心線及模具主視圖及側(cè)視圖外形線。確定動(dòng)模與定模的分型面，確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)。畫出塑件位置及定模、動(dòng)模型芯。畫出流道及澆口。
2）在動(dòng)模投影平面上畫出塑件位置，并在主視圖上表示各零件之間的裝配關(guān)系。
3）畫出所有零件的引線，并順序標(biāo)出零件序號。
4）填寫標(biāo)題欄、明細(xì)表內(nèi)容，包括件號、名稱、材料、件數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格、數(shù)量等。
5）編寫技術(shù)要求，包括裝配要求及試模要求。注明注射機(jī)規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)模架代號。
附本模具的工作原理：
開模時(shí)，動(dòng)模部分向后移，這時(shí)塑件包在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)后移，直至注射機(jī)頂桿與模具推板接觸，推出機(jī)構(gòu)開始工作，此時(shí)斜頂作用于內(nèi)側(cè)抽芯滑塊，完成內(nèi)側(cè)抽芯動(dòng)作，推桿將塑件從型芯上推出。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。
模具裝配圖
定模圖
動(dòng)模圖
12.2編寫加工工藝和裝配技術(shù)
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，塑料模具制造時(shí)應(yīng)達(dá)到以下技術(shù)要求：
a、組成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。
b、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要求
c、模具的功能必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求
d、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，并根據(jù)試模存在問題進(jìn)行修整，直至試出合格的成型件為止。
12.21 加工要求
本設(shè)計(jì)采用數(shù)控成形銑削和電火花加工，前者為塑料注射模具成型件加工的
主要工藝方法，特別是高速銑削工藝、4~5軸聯(lián)動(dòng)加工工藝的應(yīng)用。已成為成型件現(xiàn)代加工工藝的主要方法和工藝類型。電火花成形加工是用于成型件經(jīng)過成形銑削后的精密加工，以降低型面粗糙度參數(shù)，減少研磨、拋光工作量。工藝過程如下：
1)成型件制造工藝過程和順序；
2)成型件成形加工，包括孔系加工，溝槽和平面加工等；
3)成型件熱處理工藝，包括淬火、氮化工藝以及表面強(qiáng)化工藝等 ；
4)成型件型面的精飾加工，包括塑料模型腔皮紋加工、拋光與研磨加工等。
12.22 模具成型件的加工工藝
1) 粗加工工序 粗加工為精加工的預(yù)加工工序，也可作為精度、表面粗糙度和質(zhì)量要求不高，作為非配合面的最終加工。
2) 精加工工序 一般可作為最終加工工序，注射模具的凹凸模的成形銑削可達(dá)IT8~10、表面粗糙度可達(dá)Ra1.6~0.8um；電火花加工電極損耗可以達(dá)0.02%~0.1%、表面粗糙度可達(dá)Ra0.3~1.25um。
3) 精飾加工工序 一般在熱處理后進(jìn)行，其工藝內(nèi)容包括研磨、拋光皮紋加工等。即從模具凹凸模型面上去除極小余量，使工件最終達(dá)到形狀、尺寸及其精度和表面粗糙度要求。
表12-1模具成型件常用加工工藝組合
模具類別
加工工序
加工工藝配置1
加工工藝配置2
成型模
凸、凹模加工
工藝組合
粗加工
普通立銑成形銑
CNC加工中心成形加工
精加工
普通立銑成形銑
CNC加工中心成形加工
研磨 拋光
手工機(jī)械研、拋
手工機(jī)械研、拋
現(xiàn)選擇模具中典型的零件分析其加工工藝：
板類零件的加工工藝分析：銑六個(gè)面→精銑六個(gè)面→鉆孔→擴(kuò)孔→攻絲→磨精度要求高的部位
型腔的加工工藝分析：銑六個(gè)面→精銑六個(gè)面→數(shù)控銑削凹?！@孔→擴(kuò)孔→電脈沖加工凹?！ド舷卤砻婧蛯?dǎo)柱孔→精磨凹模
軸類零件的加工工藝分析：銑兩端面→車表面達(dá)到圖樣要求→磨表面。
總 結(jié)
大學(xué)學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的知識及所掌握的技 能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在完成大學(xué)所有課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械 設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理 解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)查閱和建模 學(xué)習(xí)。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請教工廠中極具經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)人員和工人師傅以及各位老師有關(guān)模具方面的問題，特別是模具在實(shí)際中可能遇到的具體問題，使我在短時(shí) 間里，對模具的認(rèn)識有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對塑料模具設(shè)計(jì)的各種成型方法，成型零件的設(shè)計(jì)，成型 零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC 電腦數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計(jì)算，產(chǎn)品缺陷及 其解決辦法，模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及零部件的設(shè)計(jì)等都有了進(jìn)一步的理解和掌握。模具在當(dāng)今社會(huì)生活 中運(yùn)用得非常廣泛，掌握模具的設(shè)計(jì)方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。
從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認(rèn)識過程 亦是如此。經(jīng)過半年的學(xué)習(xí)和努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
敬請各位老師對我的設(shè)計(jì)過程作最后檢查
[1] 沖壓與塑料成型設(shè)備；程燕軍 柳舟通（主編）
[2] 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)；劉彥國（編著）
[3] 模具制造技術(shù)；張信群 王雁彬（主編）
[4]AutoCAD 2008 機(jī)械繪圖；陳靜（主編）.
[5] 機(jī)械制圖基礎(chǔ)；田晶（主編）
[6]工程材料成型與應(yīng)用；王毓敏（主編）.
[7]機(jī)械工程基礎(chǔ)；喬西銘（主編.
[8]冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)；魏崢（主編）．
[9]模具設(shè)計(jì)技能培訓(xùn)—AutoCAD；吳柳機(jī) 張木青 彭智晶 黃廣力（主編）.
[10] 先進(jìn)制造工藝技術(shù)；李長河 丁玉成（主編）.
[11]UG模具設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程；李軍（主編）