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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書(shū)
系：機(jī)械工程系 專(zhuān)業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造
指導(dǎo)教師
學(xué)生姓名
課題名稱(chēng)
DVD遙控器外殼塑料模設(shè)計(jì)
內(nèi)容及任務(wù)
1、模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算；
2、型腔、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)、抽芯、推出等零件設(shè)計(jì)；
3、采用計(jì)算機(jī)編程加工關(guān)鍵零件；
4、主要零件的機(jī)械加工工藝。
擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)
1、總裝圖及主要零件工作圖（折合0#圖3.5張），
2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)不少于40頁(yè)、字?jǐn)?shù)不得少于10000字，
3、相關(guān)論文英文翻譯。
進(jìn)度安排
起止日期
工作內(nèi)容
備注
主要參考資料
1、產(chǎn)品實(shí)物測(cè)繪的工件圖紙和技術(shù)要求.
2、現(xiàn)場(chǎng)資料
3、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》。
教研室
意見(jiàn)
年 月 日
系主管領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn)
年 月 日
前 言
當(dāng)前國(guó)內(nèi)塑料模具發(fā)展的巨大空間以及發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展的相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占30%左右的產(chǎn)值。當(dāng)前國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注射模需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求，僅汽車(chē)行業(yè)將需要各種塑料制品36萬(wàn)噸；電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)；彩電的年產(chǎn)量已超過(guò)3000萬(wàn)臺(tái)。到2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門(mén)窗的普及率為30％ ，塑料管的普率將達(dá)到50％，這些都將大大增加對(duì)塑料模具的需求。
目前，全世界模具的年產(chǎn)值約為65O及億美元，我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)際上排名位居第三位，僅次于日本和美國(guó)。近幾年來(lái)，雖然我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距。未來(lái)我國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹牵?
— — 大力普及、廣泛應(yīng)用CAD／CAE／CAM技術(shù)，逐步走向制造集成化?，F(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)與人員、管理的集成。
— — 逐步掌握大型、精密、復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，減少模具的進(jìn)口量、增加模具的出口量。
— — 在塑料注射成型模具中，積極應(yīng)用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)以滿(mǎn)足特殊產(chǎn)品的成型需要。
— — 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。目前我國(guó)模具商品化、標(biāo)準(zhǔn)化率均低于30％ ，而先進(jìn)國(guó)家均高于70％，每年要從國(guó)外進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其費(fèi)用約占年模具進(jìn)口額的3％一8％。
— — 發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，在較短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)并制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本迅速推向市場(chǎng)。
— — 開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。
— — 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開(kāi)發(fā)效率與成功率。
我國(guó)模具存在的問(wèn)題
當(dāng)前我國(guó)塑料模具行業(yè)及其發(fā)展需要與國(guó)外相比，主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然有個(gè)別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國(guó)際水平，但總體來(lái)看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平相比尚有較大差距，包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國(guó)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比尚有10年以上的差距。
（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。國(guó)內(nèi)企業(yè)經(jīng)過(guò)近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已較先進(jìn)，在某些三資企業(yè)，其裝備水平并不落后于國(guó)外，但總體來(lái)說(shuō)大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們企業(yè)的組織協(xié)調(diào)能力不夠，難以整合或調(diào)動(dòng)社會(huì)資源為我所用，從而難以承接比較大的項(xiàng)目。
（3）多數(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開(kāi)發(fā)投入少，對(duì)開(kāi)發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具開(kāi)發(fā)，同時(shí)也應(yīng)重視對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。
（4）管理落后。技術(shù)落后容易看到，但管理落后有時(shí)卻難以意識(shí)到。國(guó)內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理上的差距所帶來(lái)的問(wèn)題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。同一個(gè)企業(yè)，設(shè)備不變，人員不變，管理一變，立竿見(jiàn)影，這樣的例子并不少見(jiàn)。
該設(shè)計(jì)的目的與意義
三年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，在走上工作崗位之前的畢業(yè)設(shè)計(jì)作為這四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，有著重要的意義，同時(shí)也是對(duì)這四年所學(xué)的一次全面整體檢驗(yàn)。
本次設(shè)計(jì)是對(duì)DVD遙控器前蓋塑件進(jìn)行注射模設(shè)計(jì)（反求），包括了對(duì)塑件產(chǎn)品的工藝分析、塑料性能分析、模具的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算等等。首先是根據(jù)塑件實(shí)物對(duì)塑件產(chǎn)品進(jìn)行Pro/E建模和Auto CAD測(cè)繪，并進(jìn)行產(chǎn)品相關(guān)性能的計(jì)算機(jī)仿真分析，然后以Pro/Engineer Wildfire 2.0軟件為平臺(tái)進(jìn)行模具的總體結(jié)構(gòu)以及相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)與裝配，最后用Auto/CAD軟件將該套模具的總裝圖與主要零部件進(jìn)行了繪制，故在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比速度也有所提高，設(shè)計(jì)思路及要求符合現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的潮流和未來(lái)的發(fā)展方向。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遇到了不少難題，但通過(guò)查閱相關(guān)資料以及和同學(xué)討論，尤其是指導(dǎo)老師細(xì)心指引，最終都一一克服了。但由于本人學(xué)識(shí)水平和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)不夠高，欠缺實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，所以這次設(shè)計(jì)還是在摸索當(dāng)中進(jìn)行的，設(shè)計(jì)中肯定還會(huì)有不完善的地方，謬誤之處在所難免，懇請(qǐng)老師們不吝指正。
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DVD遙控器外殼塑料模設(shè)計(jì)
模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè) 作者：劉丹 指導(dǎo)老師：周立
摘要: 隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展, 注塑成型在機(jī)械、電子、航空航天工業(yè)、生物領(lǐng)域及日用品生產(chǎn)中所占的比例越來(lái)越大。本次設(shè)計(jì)的是DVD遙控器外殼塑料模具，制件的結(jié)構(gòu)決定了該模具必須同時(shí)使用側(cè)抽芯。設(shè)計(jì)過(guò)程整體采用現(xiàn)代先進(jìn)的模具加工制造方法和強(qiáng)大的Pro/Engineer Wildfire 2.0模具設(shè)計(jì)軟件相結(jié)合，在保證設(shè)計(jì)質(zhì)量的同時(shí)設(shè)計(jì)速度也有提高，設(shè)計(jì)思路及要求符合現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的潮流和未來(lái)的發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞: 注塑成型;塑料模具;遙控器;側(cè)抽芯；
Design of Injection Molding Die for
the Front Cover of
the very Remote Controler of DVD
Material Processing and Control Engineering Major
Author:
Supervise teacher:
Abstract: With the rapid development of industry, the mould plastics shapings covers more and more in mechanical industry, electronics industry, spaceflight industry,biological field and production of daily necessities. This remote controler front cover of DVD molding die must include special slide pull structure because the structure of the product. This design is the integration of modern advanced mould process manufacturing approach and powerfull Pro/Engineer Wildfire 2.0 mold design，not only the design quality is assured but also heightened the design speed. The thought and requirement of this design accord to the trend of contemporary mold design and its future of development direction.
Keywords: Mould plastics shaping;Injiectiong mold die;Remote controller;Slide pull structure;
目 錄
前言
1 塑件成型工藝分析
1.1 塑件分析 ………………………………………………………………………………………………1
1.2 注射模的組成簡(jiǎn)介 ……………………………………………………………………………………2
1.3 注射成型性能分析 ……………………………………………………………………………………3
1.4 所選用的塑件材料種類(lèi) ………………………………………………………………………………5
1.5 PS塑料的注射成型工藝 ………………………………………………………………………………6
1.6 塑件可能產(chǎn)生的缺陷及相應(yīng)的消除措施 ……………………………………………………………7
2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式
2.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 ……………………………………………………………………………8
2.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 …………………………………………………………………………………8
3 注塑機(jī)型號(hào)的確定
3.1 塑件計(jì)算 ………………………………………………………………………………………………9
3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定 ……………………………………………………………………………………9
3.3 注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 ……………………………………………………………………………9
4 塑件分型面位置的確定
4.1 分型面的形式…………………………………………………………………………………………12
4.2 分型面選取的原則……………………………………………………………………………………12
5 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 …………………………………………………………………………………13
5.2 主流道的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………………13
5.3 主流道襯套設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………14
5.4 冷料井的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………………14
5.5 分流道的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………………15
5.6 澆口設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………………16
5.7 澆注系統(tǒng)的平衡 ……………………………………………………………………………………18
6 模架和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
6.1 定模板（定模座板）（450355，厚32mm）……………………………………………………………20
6.2 定模固定板（355355，厚63mm）……………………………………………………………………20
6.3 動(dòng)模固定板（355355，厚80mm）……………………………………………………………………20
6.4 墊塊（355125，厚63mm）……………………………………………………………………………20
6.5 動(dòng)模座板（450355，厚32mm）………………………………………………………………………21
6.6 標(biāo)準(zhǔn)模架（355355）的基本結(jié)構(gòu)形式 ……………………………………………………………21
7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 …………………………………………………………………………………22
7.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………22
7.3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………22
7.4 導(dǎo)柱和導(dǎo)套材料的選擇 ……………………………………………………………………………24
8 推出機(jī)構(gòu)及脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8.1 推出脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則……………………………………………………………………………25
8.2 制品推出的基本方式 ………………………………………………………………………………25
8.3 該塑件的推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………25
8.4 推出機(jī)構(gòu)的布置 ……………………………………………………………………………………26
8.5 數(shù)控編程加工?4推桿孔……………………………………………………………………………26
9 側(cè)面分型與抽芯的設(shè)計(jì)計(jì)算
9.1 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類(lèi) ………………………………………………………………………29
9.2 斜滑塊的導(dǎo)滑形式 …………………………………………………………………………………29
9.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn) ……………………………………………………………………………………………29
10 成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
10．1 定模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………30
10.2 動(dòng)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………………32
10.3 成型零件鋼材選用 …………………………………………………………………………………34
10.4 成型零件工作尺寸計(jì)算 …………………………………………………………………………35
10.5 側(cè)向抽芯零件工藝編程 …………………………………………………………………………37
11 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
11.1 排溢設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………………39
11.2 引氣設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………………………39
11.3 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………………39
11.4 該套模具的排氣方式 ………………………………………………………………………………39
12 調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
12.1 冷卻系統(tǒng) ……………………………………………………………………………………………41
12.2 冷卻介質(zhì) ……………………………………………………………………………………………41
12.3 冷卻裝置的理論計(jì)算 ………………………………………………………………………………41
12.4 冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式 ………………………………………………………………………………43
13 模具工作過(guò)程
工作過(guò)程 ……………………………………………………………………………………………44
設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………………………………………………………45
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………………46
致謝 ……………………………………………………………………………………………………47
附錄 設(shè)計(jì)過(guò)程相關(guān)圖片 ……………………………………………………………………………………………48
1 塑件成型工藝分析
1.1 塑件（DVD遙控器外殼）分析
1.1.1 制件模型（平均壁厚1.5mm，尺寸數(shù)據(jù)詳見(jiàn)塑件零件圖）
圖 1-1
1.1.2 完成Pro/E 塑件3D建模塑件表面積及重心位置分析
體積 = 2.3934741e+04 毫米^3
曲面面積 = 4.6456421e+04 毫米^2
密度 = 1.0500000e-09 公噸 / 毫米^3
質(zhì)量 = 2.5134478e-05 公噸
根據(jù)_PRT0001坐標(biāo)邊框確定重心:
X Y Z 9.3987867e+00 -4.9379076e-02 1.0703648e+00 毫米
相對(duì)于_PRT0001坐標(biāo)系邊框之慣性. (公噸 * 毫米^2)
慣性張量
Ixx Ixy Ixz 9.4162170e+07 1.3327126e+04 -2.9276143e+05
Iyx Iyy Iyz 1.3327126e+04 8.6382232e+07 -3.9751835e+04
Izx Izy Izz -2.9276143e+05 -3.9751835e+04 1.2335565e+07
重心的慣性(相對(duì)_PRT0001 坐標(biāo)系邊框) (公噸 * 毫米^2)
慣性張量
Ixx Ixy Ixz 9.4134449e+07 2.1215915e+03 -4.9864824e+04
Iyx Iyy Iyz 2.1215915e+03 8.4221715e+07 -4.1027958e+04
Izx Izy Izz -4.9864824e+04 -4.1027958e+04 1.0202650e+07
主慣性力矩 (公噸 * 毫米^2)
I1 I2 I3 1.0202598e+07 8.4221737e+07 9.4134479e+07
從_PRT0001 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)矩陣:
0.00059 -0.00022 -1.00000
0.00055 1.00000 -0.00022
1.00000 -0.00055 0.00059
從_PRT0001 定位至主軸的旋轉(zhuǎn)角(度):
相對(duì) x y z 的夾角：
0.000 -89.964 0.000
相對(duì)主軸R1 R2 R3的回旋半徑：
2.0556372e+01 5.9061325e+01 6.2440367e+01 毫米
1.2 注射模的組成簡(jiǎn)介
注射模一般均可分為動(dòng)模和定模兩大部分。注射充模時(shí)動(dòng)模和定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；開(kāi)模時(shí)動(dòng)模和動(dòng)模分離，取出制件。
定模安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)模具上各個(gè)零件的不同功能，可由以下多個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成。
1.2.1 成型零件
是指構(gòu)成型腔，直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動(dòng)模和動(dòng)模閉合后，成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓形狀和尺寸。
1.2.2 澆注系統(tǒng)
將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的流道稱(chēng)為澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。
1.2.3 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)
為確保動(dòng)模與定模閉合時(shí)，能準(zhǔn)確導(dǎo)向和定位對(duì)中，通常分別在動(dòng)模和定模上設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。深型腔注射模還須在主分型面上設(shè)置錐面定位。有時(shí)為保證脫模機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)和復(fù)位，也設(shè)置導(dǎo)向零件。
1.2.4 脫模機(jī)構(gòu)
是指在開(kāi)模過(guò)程的后期，將塑件從模具中脫出的機(jī)構(gòu)。
1.2.5 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)
帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，在脫模之間，必須先進(jìn)行側(cè)向分型或拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)型芯，保證塑件側(cè)凹或側(cè)孔結(jié)構(gòu)不被損壞。
1.2.6 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
為了滿(mǎn)足注射成型工藝對(duì)模具溫度的要求，模具應(yīng)設(shè)有冷卻或加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具的冷卻，一般是在模板內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水道，加熱則是在模具內(nèi)或周邊安裝點(diǎn)加熱元件，有的注射模須配備模溫自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
1.2.7 排氣系統(tǒng)
為了在注射充模過(guò)程中將型腔內(nèi)原有氣體排出，通常在分型面處開(kāi)設(shè)排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣，也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模具還須預(yù)先設(shè)置專(zhuān)用排氣槽。
1.3 注射成型性能分析
1.3.1 注射成型可行性分析
塑料注射模塑能一次性地成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或帶有嵌件的塑料制品。在注射模設(shè)計(jì)時(shí)必須充分注意以下三個(gè)特點(diǎn)：
a. 塑料熔體大多屬于假塑性流體，能剪切變稀。它的流動(dòng)性依賴(lài)于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來(lái)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，并校驗(yàn)型腔壓力及鎖模力。
b. 視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應(yīng)在正確估算模具型腔壓力的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為保證模具的閉合、成型、開(kāi)模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進(jìn)行，模具零件和塑件的剛度與強(qiáng)度等力學(xué)問(wèn)題必須充分考慮。
c. 在整個(gè)成型周期中，塑件—模具—環(huán)境組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬的傳熱學(xué)原理應(yīng)用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
1.3.2 注射成型工藝的可行性分析
（1） 塑件外觀
觀察該塑件，形狀復(fù)雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對(duì)模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
a:形狀：幾乎沒(méi)有復(fù)雜性限制，容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔；
b:尺寸：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒(méi)有限制；
c:材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動(dòng)性的熱塑性塑料；
d:精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性；
e:生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時(shí)間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，可增加每模的型腔數(shù)來(lái)提高生產(chǎn)率。
由以上塑件的特點(diǎn)和注射成型工藝的優(yōu)點(diǎn)，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。
（2） 表面粗糙度
由塑件外觀可知，塑件的外表面要求較高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm，而其內(nèi)表面由于是遙控器的內(nèi)部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺(jué)質(zhì)量，從簡(jiǎn)化加工工藝和節(jié)約成本考慮，其內(nèi)表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。一般情況下，模具粗糙度低于塑件1～2個(gè)等級(jí)，故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um，而型芯表面粗糙度為Ra0.6um。
（3）尺寸精度
按GB/T14486—1993標(biāo)準(zhǔn)，模塑件尺寸精度分為7級(jí)。該塑件所用材料為聚苯乙烯（PS）,由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，本塑件宜選用4級(jí)精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見(jiàn)零件圖。塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對(duì)塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級(jí)為IT8。
（4） 脫模斜度
該塑件采用的塑料是PS，而PS的成型收縮率較?。?.2-0.6%），而且塑件較復(fù)雜，對(duì)型芯的包緊面積也較大，所以應(yīng)取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設(shè)計(jì)圖紙要求可知α＝10。
（5） 壁厚
由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，如2mm、1.5mm、1mm、0.8mm等。壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻，并由此產(chǎn)生許多質(zhì)量問(wèn)題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開(kāi)裂。為防止此類(lèi)現(xiàn)象出現(xiàn)，這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì)，故在壁厚不同處采取過(guò)渡設(shè)計(jì)，例如：采用圓弧過(guò)渡等措施。
（6）加強(qiáng)筋
觀察塑件可知，該塑件內(nèi)側(cè)設(shè)計(jì)了很多加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的尺寸為頂部0.5mm，根部為0.7mm。這對(duì)提高塑料件的抗彎強(qiáng)度，減小塑料件的翹曲變形，提高抗蠕變和抗沖擊性能有好處，同時(shí)，加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)改善了塑料熔體的充模流動(dòng)、縮短了流程、增大了的截面積。
（7）圓角
從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強(qiáng)筋的根部等處都設(shè)計(jì)了圓角，不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且減少了流動(dòng)阻力，改善了塑料熔體的充模性能。同時(shí)也降低了成型件的局部殘余應(yīng)力，可防止翹曲和開(kāi)裂，也使塑料件外形美觀流暢。而且成型模具型腔也因此有了對(duì)應(yīng)的圓角，提高了成型零件的強(qiáng)度。
1.4 所選用的塑件材料種類(lèi) 抗沖擊型聚苯乙烯（PS，英文名：Polystyrene）
1.4.1 塑料分子結(jié)構(gòu)式
比重：1.05克/立方厘米 成型收縮率：0.6-0.8% 成型溫度：170-250℃
1.4.2 主要技術(shù)指標(biāo)
密度g/cm3
1.05
彈性模量MPa
2.8—3.5×103
比容cm3/g
0.94—0.96
抗彎強(qiáng)度MPa
61—98
吸水率%（24h）
0.03—0.05
硬度HB
M65—80
收縮率%
0.5—0.6
體積電阻率Ω.cm
>e+16
熔點(diǎn)℃
131—165
擊穿電壓Kv/mm
19.7—27.5
抗拉屈服強(qiáng)度MPa
35—63
沖擊強(qiáng)度kJ/m2
缺口 0.54—0.86
表 1-1
聚苯乙烯的分子鏈上有結(jié)構(gòu)龐大的苯環(huán)，故柔順性差，質(zhì)地脆硬，抗沖擊性能差，敲打時(shí)發(fā)出類(lèi)似金屬的響聲。
聚苯乙烯屬于非結(jié)晶型聚合物，機(jī)械強(qiáng)度低于硬質(zhì)聚氯乙烯，尤其是相對(duì)分子量較小的品種強(qiáng)度更差。
聚苯乙烯具有良好的可塑流動(dòng)性和較小的成型收縮率，是成型工藝最好的塑料品種之一，容易制得形狀復(fù)雜的制品。
聚苯乙烯無(wú)色透明，透光性?xún)H次于有機(jī)玻璃，容易著色，常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品。
聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮濕的環(huán)境中尺寸變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品，如儀表儀器殼體等。
聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小，是優(yōu)良的高頻絕緣材料。聚苯乙烯的主要缺點(diǎn)是脆性大，形狀復(fù)雜的制品成型后存在較大的內(nèi)應(yīng)力時(shí)，常會(huì)在使用中自行開(kāi)裂。為改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性，這種塑料即為抗沖擊型聚苯乙烯。
1.4.3 物料性能
電絕緣性能(尤其是高頻絕緣性能)優(yōu)良,無(wú)色透明,其透光率僅次于有機(jī)玻璃（PMMA）,著色性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性良好,強(qiáng)度一般,但質(zhì)脆,易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂,不耐苯、汽油等有機(jī)溶劑，適于制作絕緣透明件、裝飾件及化學(xué)儀器、光學(xué)儀器、電器、儀表殼等零件。
1.4.4 成型性能
（1）無(wú)定形料,吸濕小,成型前可無(wú)須干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、流動(dòng)性較好,可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型。
（2）宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力,防止縮孔、變形。
（3）可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去除澆口時(shí)損壞塑件。
（4）脫模斜度大,頂出均勻、塑件壁厚均勻,最好不帶鑲件,如有鑲件應(yīng)預(yù)熱。
1.4.5 注射成型的特點(diǎn)
ａ：無(wú)定形料，吸濕性小，不易分解，易脆裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；
ｂ：流動(dòng)性好，溢邊值0.03ｍｍ左右，應(yīng)防止飛邊；
ｃ：塑件壁厚應(yīng)均勻，不宜有嵌件，（如有嵌件應(yīng)先預(yù)熱），缺口，尖角應(yīng)圓弧連接；
ｄ：可用螺桿式或柱塞式注射機(jī)加工，噴嘴可以選用直通式或自鎖式；
ｅ：易采用高料溫，低模具溫度，低注射壓力延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形（尤其對(duì)厚壁塑件），但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性較差；
ｆ：可以采用各種形式的澆口，澆口與塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時(shí)損壞塑件，脫模斜度宜取2以上，塑件頂出均勻，以防止脫模不良而發(fā)生開(kāi)裂。
1.5 PS的注射成型工藝
1.5.1 注射成型工藝過(guò)程
（1）預(yù)烘干—→裝入料斗—→預(yù)塑化—→注射裝置準(zhǔn)備注射—→注射—→保壓—→冷卻—→脫?！芗拖鹿ば?
（2）清理模具—→涂脫模劑—→合?！⑸?
1.5.2 PS的注射成型工藝參數(shù)
（1）注射機(jī)：螺桿式
（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）： 48
（3）預(yù)熱和干燥溫度（℃）： 60/75 時(shí)間（ h ） 2
（4）料筒溫度（℃）： 中段 170/190 后段 140/160
（5）模具溫度（℃）： 32/65
（6）注射壓力（MPa）： 60/110
（7）成型時(shí)間（ s ）： 注射 15/45 高壓 0/3
冷卻 15/60 成型周期 40/120
（8）后處理（成型后的制品應(yīng)置于紅外線燈下或鼓風(fēng)烘箱內(nèi)）：
溫度（℃） 70 時(shí)間（ h ）2/4
1.6 塑件可能產(chǎn)生的缺陷及相應(yīng)的消除措施
缺料（注射量不足）、氣孔、溢料飛邊、熔接痕強(qiáng)度低、表面硬度、強(qiáng)度不足等等；
以上缺陷可以酌情采取加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴尺寸、增大注射壓力、提高模具溫度等措施予以消除。
2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式
2.1 確定型腔數(shù)量及排列方式
一般來(lái)說(shuō)，精度要求高的小型塑件和大、中型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具，可以提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
a. 盡可能采用平衡式排列，確保制品質(zhì)量的均衡和穩(wěn)定；
b. 型腔布置與澆口開(kāi)設(shè)部位應(yīng)力求對(duì)稱(chēng)，以便防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；
c. 盡量使型腔排列得緊湊，以減小模具的外形尺寸。
2.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
a.多型腔單分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。
b.多型腔多分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。
該塑件外觀質(zhì)量要求較高，并可以看出分型面的位置、塑件推出機(jī)構(gòu)的痕跡，澆口宜采用潛伏式澆口。
由以上分析初步擬定采用一模兩腔，排列方式如下圖：
圖 2-1
3 注塑機(jī)型號(hào)的確定
注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開(kāi)模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注塑機(jī)，倘若用戶(hù)已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核，若不能滿(mǎn)足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶(hù)取得商量調(diào)整，避免出現(xiàn)質(zhì)量事故。
3.1 塑件計(jì)算（公式由文獻(xiàn)[9]）
(1)該塑件的體積為： V1=23.93（cm3）
質(zhì)量為： m1=25.13g
(2)流道凝料的體積約為： V 2=23.930.62 =28.7（cm3）
質(zhì)量為： m2=1.05g/cm328.7 cm3=29.5g
(3)該模具單次注射所需塑料PS的總體積約為： V0= V12+ V2 =76.56（cm3）
總質(zhì)量為： m0=m12+ m2=79.76 g
(4)注射機(jī)的公稱(chēng)注射量約為：
V公≥ 0.8V0=94.45（cm3）
3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)以上分析計(jì)算以及文獻(xiàn)[10]中表9.9—3，可選用型號(hào)為 SZ—200/120的注射機(jī)，其技術(shù)規(guī)范及特性如下：
螺桿直徑(mm)： 40/42
最大理論注射容量(cm3)： 200
塑化能力：（g/s） 55/70
注射壓力(MPa)： 150/165
注射行程： 160
鎖模力(KN)： 1200
模具定位孔直徑(mm)： 125
最大模具厚度H(mm) 400
最小模具厚度H1(mm)： 230
移模行程： 350
噴嘴圓弧半徑R(mm)： SR15
噴嘴移動(dòng)距離(mm)： 210
螺桿轉(zhuǎn)速： 0/220
3.3 注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核(本節(jié)所用公式均出自文獻(xiàn)[10])
3.3.1 型腔數(shù)量的校核
a.由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n：
上式右邊=5.802 （符合要求）
式中K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；
M——注射機(jī)的額定塑化能力（g/h）；
T——成型周期 ；
M2——澆注系統(tǒng)所需塑料相應(yīng)的質(zhì)量或體積（g或cm3）；
M1——單個(gè)塑件相應(yīng)的質(zhì)量或體積（g或cm3）。
b.按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量n：
上式右邊=5.22（符合要求）
式中，Mn——注射機(jī)允許的最大理論注射容量（g或cm3）
c.按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量n：
上式右邊=4.72（符合要求）
式中，F(xiàn)——注射機(jī)的額定鎖模力（N）
A1——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（mm2）
A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2）
p——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa），一般是注射壓力的80%
3.3.2 注射機(jī)的校核
a.注射壓力的校核：該注射機(jī)的注射壓力為150/165MPa，而PS的注射壓力為60/110MPa，所以能夠滿(mǎn)足要求。
b.注射量以及鎖模力在上面已經(jīng)校核，符合要求。
c.模具厚度的校核：模具厚度H必須滿(mǎn)足：Hmin≤Ｈ≤Ｈmax
該模具厚度為 H=32+63+81+120+32
=330mm（符合要求）
式中，Hmin——注射機(jī)允許的最小模厚，即動(dòng)、定模板之間的最小開(kāi)距
Hmax——注射機(jī)允許的最大模厚
d.開(kāi)模行程的校核：SmaxS=H1+H2+5～10
上式右邊S=10+100+10 =120mm（符合要求）
式中， Smax——注射機(jī)最大開(kāi)模行程（mm）
H1——推出距離（凸模高度）（mm）
H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm）
4 塑件分型面位置的確定
分型面指的是打開(kāi)模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的模具面，分型面的位置直接影響成型零部件的外觀和質(zhì)量，型腔的排氣情況也與分型面的開(kāi)設(shè)密切相關(guān)。一副完整的模具根據(jù)需要可以有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以與開(kāi)模方向垂直，也可以與開(kāi)模方向平行或傾斜。
4.1 分型面的形式 分型面的形式根據(jù)其位置或形狀有水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面、曲線分型面等等。
4.2 分型面選取的原則
（1） 不影響塑件外觀，尤其是對(duì)外觀有明確要求的制品；
（2） 有利于保證塑件的精度要求；
（3） 有利于模具加工，特別是型腔的加工；
（4） 有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
（5） 便于制件的脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。
由以上分析，對(duì)于該模具選擇主分型面如下圖所示：
1．斜推桿 2．定模鑲件 3．動(dòng)模鑲件2
圖 4-1
5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后達(dá)到型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地充填到型腔當(dāng)中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)顯得相當(dāng)重要。
一般澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料（熱流道）澆注系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)的模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括：主流道、分流道、冷料井、澆口。
5.1 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1.考慮型腔布局。
2.熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡可能短，截面尺寸應(yīng)盡可能大，彎折盡量小、少，表面粗糙度要低。
3.均衡進(jìn)料，即分流道盡可能采用平衡式布置。
4.塑料耗量要少，滿(mǎn)足各型腔充滿(mǎn)的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗量。
5.消除冷料，澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的“冷料”。
6.排氣良好。
7.防止塑件出現(xiàn)缺陷，避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力。
8.保證塑件外觀質(zhì)量。
9.較高的生產(chǎn)效率。
10.塑料熔體流動(dòng)特性（充分利用熱塑性塑料熔體的假塑性行為）。
5.2 主流道的設(shè)計(jì)
主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)流道。
5.2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1) 主流道圓錐角α=2°～6°，對(duì)流動(dòng)行差的塑料可取3°～6°，內(nèi)壁粗糙度為Ra 0.63μm。
(2) 主流道大端呈圓角，半徑r=1～3㎜，以減少料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力。
(3) 在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60㎜，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響容體的順利充型。
(4) 對(duì)于小型模具可將主流襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，但在大多數(shù)情況下是將主流襯套和定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上。主流道襯套與定模座板采用H7/m6過(guò)盈配合，與定位圈的采用H9/f9的間隙配合。
(5) 主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理后硬度52～56HRC。
5.2.2 基本設(shè)計(jì)計(jì)算（公式由文獻(xiàn)[9]）
（1）主流道小端直徑d=(注射機(jī)噴嘴直徑)+0.5～1
=3.5+0.5～1 取d =5（mm）
（2）主流道球面半徑SR=12+2～3 取SR=15（mm）
（3）球面配合高度 h=3～5 取h=4（mm）
（4）主流道長(zhǎng)度L，由標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具的結(jié)構(gòu)，
取L=28+35+h1 =72（mm）
（5）主流道大端直徑 D=d+2Ltg（α/２）（取α=3°）
≈7.04 取D=7（mm）
得： L公≈72+h+3 取L總=80（mm）
5.3 主流道襯套設(shè)計(jì)
主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材質(zhì)性能要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，一般采用碳素工具鋼，如：T8A、T10A等，熱處理硬度為53～57HRC。主流道襯套和定位圈設(shè)計(jì)成整體式，用于小型模具，中大型模具設(shè)計(jì)成分體式。但由于該模具流道較長(zhǎng)，設(shè)計(jì)成分體式較宜。
其結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：
1.定位圈 2.澆口套 3.定模座
4.定模板 5.定模鑲件 6.動(dòng)模鑲件2
7.動(dòng)模鑲件1
圖 5-1
5.4 冷料井的設(shè)計(jì)
在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而可能低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以?xún)?nèi)約10～25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱(chēng)為冷料井（冷料穴）。
5.4.1 主流道冷料井
開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的冷凝料拉出來(lái)，冷料井的深度約為直徑的1～1.5倍。
該模具冷料井結(jié)構(gòu)如下：
1.主流道凝料 2. 澆口套 3.分流道凝料
4. 動(dòng)模鑲件1 5. 拉料桿
圖 5-2
5.4.2 分流道冷料井
當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為分流道冷料井，以?xún)?chǔ)存冷料前鋒，其長(zhǎng)度為分流道直徑的1.5～2倍。
5.5分流道的設(shè)計(jì)
在多型腔或單型腔多澆口時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。
分流道最理想的設(shè)計(jì)就是把流動(dòng)的熔融塑料在流道中的壓降降到最小，在多種常見(jiàn)截面當(dāng)中，圓形截面的壓降是最小的，但加工相對(duì)不便。
5.5.1 分流道的形狀及尺寸（公式由文獻(xiàn)[10]）
（1）分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V形等多種。顯然圓形截面最理想，實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中使用也越來(lái)越多。
本次設(shè)計(jì)采用單面圓形截面，形狀如下圖所示：
圖 5-3
分流道的尺寸由經(jīng)驗(yàn)得知。
（2）流道剪切速率的校核：
=
由《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》中表3.3-5可知，注射時(shí)間為：
t=2.0s
故：
Q===20.4㎝3/s
==≈1275
=12.75x10e+2＞5×102se-1
符合要求。
5.5.2 分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力，避免熔流表面滑移，使中心層獲得較高的剪切速率。
5.6 澆口設(shè)計(jì)
澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門(mén)，對(duì)塑料件質(zhì)量具有決定性的影響，因而澆口類(lèi)型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。澆口有多種類(lèi)型，如直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、重疊式澆口、扇形澆口、潛伏式澆口等。
5.6.1 各類(lèi)澆口的特點(diǎn)
（1）直接澆口：直接澆口雖然有如以等流程充模、澆注系統(tǒng)流程短、壓力損失和熱烈散失小，且有利于補(bǔ)縮和排氣等優(yōu)點(diǎn)，但是，塑件上殘留痕跡較大，切除困難。
（2）重疊式澆口:重疊式澆口多用于大型腔。
（3）扇形澆口: 扇形澆口適合于大面積薄壁塑件。
（4）點(diǎn)澆口: 點(diǎn)澆口必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu)；澆口位置可以自由選擇，不受限制。剪切速率高，能使流程比增大；澆口必須用三板模切斷；
（5）潛伏式澆口: 潛伏式澆口是點(diǎn)澆口在特殊場(chǎng)合下的一種應(yīng)用形式。但可以在脫模時(shí)自動(dòng)拖斷；它可以隱藏在外表不露出的部位，使?jié)部诤圹E不外漏。但加工比較空難，容易磨損。
（6）側(cè)澆口: 側(cè)澆口也稱(chēng)為邊緣澆口，由于它開(kāi)設(shè)在主分型面上，截面形狀易于加工和調(diào)整。多型腔模具常采用側(cè)澆口，可設(shè)計(jì)成兩板模。
綜合本塑件考慮，由于采用的是流動(dòng)性比較好的聚苯乙烯，而且零件外表面要求較高，故采用潛伏式澆口（也稱(chēng)為隧道澆口或剪切澆口），它從分型面的一側(cè)沿斜向進(jìn)入型腔。在開(kāi)模時(shí)，不僅能自動(dòng)切斷澆口，其位置也可以設(shè)置在制品的側(cè)面、端面和背面等各個(gè)隱蔽處，使制件外表無(wú)澆口的痕跡，保證了外觀。
5.6.2 澆口尺寸計(jì)算
潛伏式澆口的幾個(gè)尺寸中，以深度h最為重要。h控制了澆口暢通開(kāi)放時(shí)間和塑料熔體補(bǔ)縮作用。澆口寬度W的大小控制了熔體充模流量。澆口長(zhǎng)度L，只要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許，以短為好，一般選用L=0.7~1.3mm。澆口深度有經(jīng)驗(yàn)公式：
h=nt
式中， h—潛伏式澆口寬度(mm)，中小型塑件通常用h=0.5~2mm，大約為制品最大壁厚的～；
t—塑件壁厚(㎜)；
n—塑件材料系數(shù)，取n=0.6。
故由澆口的經(jīng)驗(yàn)公式：
W=
式中， d—澆口直徑；
A—型腔表面積(mm2)；
n—塑料材料系數(shù)；取n=0.6。
A≈πD2+4×(15×18)+2×(2π×5×13)
=×3.14×632+4×(15×18)+2×(2×3.14×5×13)
=3115.665+1080+816.4≈5012mm2
所以： W==≈1.4mm
最后，須用流經(jīng)側(cè)澆口熔體剪切速率=≥104s-1進(jìn)行校核。
又知充模注射時(shí)間為t=1.6s，
故： Q===25.5cm3/s
===33730
=3.373×104＞104s-1
符合要求。
5.6.3 潛伏式澆口的設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)所采用的潛伏式澆口的形式如下圖所示：
1.澆口套 2.定模鑲件 3.流道推桿
4.動(dòng)模鑲件2 5.動(dòng)模鑲件1
圖 5-4
5.7 澆注系統(tǒng)的平衡
對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。
5.7.1 分流道平衡
對(duì)于多型腔模具，為了達(dá)到各型腔同時(shí)充滿(mǎn)的目的，可通過(guò)調(diào)整分流道的長(zhǎng)度及截面面積，改變?nèi)廴跇?shù)脂在各分流道中的流量，達(dá)到澆注平衡的目的。計(jì)算公式如下：
式中 Q1，Q2——熔融樹(shù)脂分別在流道1和流道2中的流量，cm3/s；
d1,d2——分流道1和分流道2的直徑， cm;
L1，L2——分流道1和分流道2的長(zhǎng)度，cm。
5.7.2 澆口平衡
在多型腔非平衡分流道布置時(shí)，由于主流道到各型腔的分流道長(zhǎng)度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔融樹(shù)脂同時(shí)充滿(mǎn)各型腔。
澆口平衡簡(jiǎn)稱(chēng)為BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔BGV值相同，基本上能達(dá)到平衡填充。
對(duì)于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計(jì)算公式如下：
BGV=（文獻(xiàn)[4]）
式中 Sg——澆口的截面積，mm2;
Lg——澆口的長(zhǎng)度，mm;
Lr——分流道的長(zhǎng)度，mm。
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般澆口的截面積與分流道的截面積之比SG/SZ取0.07~0.09，矩形澆口的寬度與厚度之比取3：1。
對(duì)該模具而言，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，各個(gè)澆口的形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式布置的。
6 模架和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
確定以上內(nèi)容之后，現(xiàn)在便可根據(jù)所定內(nèi)容設(shè)計(jì)模架。模架是注塑機(jī)的骨架和機(jī)體，模具的每一部分都寄生其中，通過(guò)它將模具的各個(gè)部分有機(jī)的聯(lián)系在一起。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的模架一般由定模座板（或定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、動(dòng)模定板（或稱(chēng)型芯固定板）、支撐板（或稱(chēng)動(dòng)模墊板）、墊塊（或稱(chēng)模腳）、動(dòng)模座板（或稱(chēng)動(dòng)模底板）、推板（或稱(chēng)推出底板）、推桿固定板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等組成。根據(jù)需要，還可以有特殊的模架，如點(diǎn)澆口模架等。在學(xué)校進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)模架；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，可能要自行設(shè)計(jì)，但應(yīng)盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。
模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其是對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架355×L， L取355mm，可滿(mǎn)足要求。
模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個(gè)基準(zhǔn)推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。一般定模座板與定模固定板要用銷(xiāo)釘定位；動(dòng)、定模固定板之間通過(guò)導(dǎo)向零件定位；脫出固定板通過(guò)導(dǎo)向零件與動(dòng)?；蚨９潭ò宥ㄎ?；模具通過(guò)澆道套定位圈與注射機(jī)的中心定位孔定位；動(dòng)模墊板與動(dòng)模固定板需要銷(xiāo)釘精確定位；墊塊與動(dòng)模固定板需要用銷(xiāo)釘精確定位。
模具上所有的螺釘應(yīng)盡量采用內(nèi)六角螺釘，以便于裝配；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔并加涂防銹油漆。
6.1 定模板（定模座板）（450355，厚32mm）
通過(guò)8個(gè)M845的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接；
定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。
6.2 定模固定板（355355，厚63mm）
用于固定型芯（凸模）、導(dǎo)套。為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固，定模固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230～270HB；
導(dǎo)套孔與導(dǎo)套為H7/m6或H7/k6配合；
主流道襯套與固定孔為H7/m6過(guò)渡配合；
型芯與其孔為H7/m6過(guò)渡配合。
6.3 動(dòng)模固定板（355355，厚80mm）
其上的型腔采用鑲拼式；
型芯與動(dòng)模固定板用楔緊塊緊固；
其導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為H7/m6過(guò)盈配合；
6.4 墊塊（355125，厚63mm）
（1）主要作用：在動(dòng)模座板與動(dòng)模墊板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。
（2）結(jié)構(gòu)型式：可以是平行墊塊，也可以是拐角墊塊（該模具采用平行墊塊）。
（3）墊塊一般用中碳鋼制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨鑄鐵等。
（4）模具組裝時(shí)，應(yīng)注意左右兩墊塊高度一致，否則會(huì)由于負(fù)荷不均勻造成動(dòng)模損壞。
6.5 動(dòng)模座板（450355，厚32mm）
其注射機(jī)頂桿孔為?40mm。
6.6 標(biāo)準(zhǔn)模架（355355兩板模）的基本結(jié)構(gòu)形式如圖6-1所示（根據(jù)文獻(xiàn)[10]）：
圖 6-1
具體結(jié)構(gòu)形式以零件圖與裝配圖為準(zhǔn)。
7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
模具閉合時(shí)要求有準(zhǔn)確的方向和位置，故具有一定精度的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是注射模不可缺少的組成部分。
導(dǎo)向零件的作用：模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí)，保證動(dòng)、定模之間一定的方向和位置，導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起導(dǎo)向和定位作用。
當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。
7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用
在注射模中，指引動(dòng)模與定模之間按一定的方向閉合定位的裝置，稱(chēng)之為合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。此外，在臥式注塑機(jī)上的注塑模，其脫模機(jī)構(gòu)也需設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能有：
（1） 定位作用；
（2） 導(dǎo)向作用；
（3） 承受一定側(cè)壓力；
（4） 支承定模型腔板或動(dòng)模推件板。
本次設(shè)計(jì)中選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
7.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)
（1）導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周?chē)蚩拷吘壍牟课?，其中心至模具邊緣?yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。
（2）該模具采用4根導(dǎo)柱對(duì)稱(chēng)布置。
（3）該模具導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模固定板上，導(dǎo)套安裝在定模固定板上。
（4）為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)制有承屑板，即可削去一個(gè)面或在導(dǎo)套的孔口倒角。
（5）各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行。
（6）在合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致模具損壞。
（7）當(dāng)動(dòng)定模板采用合并加工時(shí)，可確保同軸度要求。
7.3 導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)主要零件，分別安裝在動(dòng)、定模兩邊。
導(dǎo)柱的基本機(jī)構(gòu)形式有兩種。一種是除安裝部分的凸肩外，長(zhǎng)度的其余部分直徑相同，稱(chēng)為帶頭導(dǎo)柱，見(jiàn)GB4169.4—84，另一種是除安裝部分的凸肩外，使安裝的配合部分直徑比外伸的工作部分直徑大，稱(chēng)有肩導(dǎo)柱，GB4169.5—84。帶頭導(dǎo)柱用于生產(chǎn)批量不大的模具，可以不用導(dǎo)套。有肩導(dǎo)柱用于采用導(dǎo)套的大批量生產(chǎn)并高精度導(dǎo)向的模具。裝在模具另一邊的導(dǎo)套安裝孔，可以和導(dǎo)柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成，保證了同軸度。導(dǎo)柱前端均須有錐形引導(dǎo)部分，并可割有儲(chǔ)油槽。導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具模板外形尺寸而定。模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑也應(yīng)愈大。
根據(jù)前面的計(jì)算可知，我們可根據(jù)模板外形尺寸可選擇導(dǎo)柱直徑d=32mm的帶肩導(dǎo)柱 。
無(wú)論帶導(dǎo)套或不帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，都應(yīng)設(shè)計(jì)為通孔，或?qū)ｉT(mén)設(shè)計(jì)排氣槽，以避免模具閉合時(shí)的空氣阻力，我在定模板開(kāi)了一個(gè)凹槽，用以排氣。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式也有兩種，一種是直導(dǎo)套，見(jiàn)GB4169.2—84。直導(dǎo)套常用于厚模板的導(dǎo)向，需與模板上導(dǎo)向空有較緊配合，防止