電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計-抽芯注射模含14張CAD圖,電表,塑料件,注塑,設(shè)計,注射,14,cad
南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）
XXX
設(shè)計說明書(論文)
作 者： XX 學 號：
學院（系、部）： XXXX
專 業(yè)： XXXXXXXX
題 目： 電表端蓋塑料件注塑模設(shè)計
指導者： XXX
評閱者： XXX
20XX 年 4 月
摘 要
注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。本次的畢業(yè)設(shè)計是塑料盒蓋的注塑模的設(shè)計，依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定了以1次分型面注塑模的方式進行設(shè)計。模具的型腔采用一模2腔直線排列，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口成形，推出形式為推桿推出機構(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)計中也進行了設(shè)計。本次的設(shè)計中參考了大量的文獻，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計過程比較完整。
關(guān)鍵詞 ：1次分型面注射模具；側(cè)澆口；推桿；側(cè)抽芯。
I
Abstract
Injection?molding?is?the?plastic?material?into?the?barrel?through?the?heating?and?melting,?make?it?become?the?high?viscosity?fluid,?used?as?a?plunger?or?screw?compression?tools,?cavity?melt?through?the?nozzle?with?high?pressure?injection?mold,?after?cooling,?solidification?stage,?and?then?ejected?from?the?mould,?a?plastic?products.?The?graduation?design?is?the?design?of?the?injection?mould?for?the?plastic?box,?plastic?product?quantity?and?process?performance?determined?the?design?with?1?sub?type?surface?injection?mold?way.?The?cavity?of?the?mold?using?a?2?cavity?is?arranged?in?a?straight?line,?pouring?system?uses?some?gate?forming,?roll?out?in?the?form?of?for?push?board?launched?institutions?to?complete?the?introduction?of?plastic?parts.?Because?the?plastic?parts?of?the?process?performance?requirements?of?injection?mold?cooling?system,?and?therefore?in?the?mold?design?to?design.?The?design?of?the?reference?of?a?large?number?of?literature,?is?still?on?the?Internet?to?find?information,?the?design?process?is?complete.
Keywords:1?single?injection?mold?parting?surface;?the?side?gate;?push?rod;?side core pulling.
II
目 錄
摘 要 I
前言 1
第一章 塑料制件的分析 3
1.1 成型塑料件的工藝性分析 3
1.2 成型塑件的材料分析 4
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標： 5
1.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù): 5
第二章 Molidflow分析過程 7
2.1產(chǎn)品網(wǎng)格劃分 7
2.2 型腔的布置和設(shè)計 7
2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 8
2.4注塑工藝參數(shù)的設(shè)定 9
2.5 模擬結(jié)果分析 10
第三章 注塑設(shè)備的選擇 12
3.1估算塑件體積質(zhì)量 12
3.2 注塑機的選擇 12
第四章 成型零件有關(guān)尺寸的計算 15
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 21
5.1澆口套的選用 21
5.2冷料井的設(shè)計 22
5.3分流道的設(shè)計 22
5.4分流道的布置 23
5.5澆口設(shè)計 24
第六章 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 26
6.1導柱的設(shè)計 26
6.2 導套的設(shè)計 27
第七章 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計 29
第八章 側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計 30
8.1抽拔距的計算 30
8.2斜導柱的尺寸與安裝形式 30
8.3 鎖緊楔形式 31
8.4 斜導柱的受力分析及強度計算 31
第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 33
9.1排氣系統(tǒng) 33
9.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 33
第十章 繪制裝配圖及定制零件明細表 35
第十一章 注射機的校核 37
11.1 注射量的校核 37
11.2 鎖模力的校核 37
11.3注射機安裝模具部分的尺寸校核 37
第十二章 模具的安裝試模 39
12.1試模前的準備 39
12.2模具的安裝及調(diào)試 39
12.3 試模 40
12.4檢驗 40
結(jié)束語 41
致謝 42
參考文獻 43
IV
前言
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)備，是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標志。模具在電子、汽車、電機、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，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。
模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，是工業(yè)化國家實現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說，沒有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產(chǎn)品。模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱。
1.塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位
塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電子、汽車、電機、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，應用極其廣泛。
注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
塑料注射成形工藝的最大特點是復制，能夠復制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。雖然在設(shè)備上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常大，實屬一種經(jīng)濟快捷的生產(chǎn)方式，因此得到廣泛的應用和快速的發(fā)展。
2.模具在我國的發(fā)展歷程
過去在我國工業(yè)中，模具長期未受到重視。改革開放以來，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進入大批量生產(chǎn)，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個領(lǐng)域的應用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高。當今社會的進步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來越緊密，如我們使用的電腦、手機、汽車等產(chǎn)品都要依靠模具。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計、先進的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。
我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進步，但是我們也要清醒地看到，我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后很多，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)技術(shù)裝備還比較落后，勞動生產(chǎn)率也較低；模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標準化程度也不夠高；模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術(shù)含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進口，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等?？梢姡覈＞吖I(yè)的發(fā)展任重而道遠。
3.前景展望
我國進入實施國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的第十一個五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進入一個關(guān)鍵時期。在這一時期，模具行業(yè)的主要任務是，在黨中央關(guān)于把我國建設(shè)成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下，進一步推進改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階。不斷提升模具制造水平，振興我國裝備制造業(yè)，為實現(xiàn)把我國建設(shè)成為制造業(yè)強國的宏偉目標而奮斗。
43
第一章 塑料制件的分析
1.1 成型塑料件的工藝性分析
通過對塑件外部造型、工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計、對塑件進行計算仿真和生產(chǎn)驗證，也通過對分模線、塑件的壁厚、圓角、塑件的尺寸精度、脫模斜度進行了綜合的考慮，工件的尺寸和形狀如下圖:
圖1.1 塑件圖
從塑件厚來看，總的來講塑件壁厚變化比較均勻，有利于零件成型。
脫模斜度分析 當塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復雜時，塑件的多個面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。
一般來說，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結(jié)構(gòu)復雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認真設(shè)計脫模斜度。
斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時擦傷塑件，須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。
脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。
塑件脫模斜度的選取應遵循以下原則：
1、塑料的收縮率大，壁厚，斜度應取偏大值，反之取偏小值。
2、塑件結(jié)構(gòu)比較復雜，脫模阻力就比較大，應選用較大的脫模斜度。
3、當塑件高度不大（一般小于2mm）時，可以不設(shè)斜度；對型芯長或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。
4、一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些，有時也根據(jù)塑件的預留位置（留于凹模或凸模上）來確定制件內(nèi)外表面的斜度。
5、熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應取小一些。
6、一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設(shè)計中采用30′的脫模斜度。
表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應隨時給以拋光復原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關(guān)。一般，型腔表面粗糙度要求達到0.2~0.4mm。
1.2 成型塑件的材料分析
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。
ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應注意盡量少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。
1.2.1 ABS塑料主要的性能指標：
使用注射成形塑料制品時，由于其熔體黏度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑件對型芯的包緊力較大，故塑件應采用較大的脫模斜度。另外熔體黏度較高，使制品易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計時應注意盡量減少系統(tǒng)對料流的阻力。易吸水，成形加工前應進行干燥處理。在正常的成形條件下，制品的尺寸穩(wěn)定性較好。
密度(Kg.dm-3) 1.13——1.14
收縮率 % 0.3~0.8
熔 點 ℃ 130~160
熱變形溫度 45N/cm 65~98
彎曲強度 Mpa 80
拉伸強度 MPa 35~49
拉伸彈性模量 GPa 1.8
彎彈性模量 Gpa 1.4
壓縮強度 Mpa 18~39
缺口沖擊強度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
體積電阻系數(shù) Ω/cm 1013
擊穿電壓 Kv.mm-1 15
介電常數(shù) 60Hz3.7
1.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):
注塑機類型：螺桿式
噴嘴形式： 通用式
料筒一區(qū) 150——170
料筒二區(qū) 180——190
料筒三區(qū) 200——210
噴嘴溫度 180——190
模具溫度 50——70
注塑壓 60——100
保壓 40——60
注塑時間 2——5
保壓時間 5——10
冷卻時間 5——15
周期 15——30
后處理 紅外線烘箱
溫度 （70）
時間 （0.3——1）
第二章 Molidflow分析過程
2.1產(chǎn)品網(wǎng)格劃分
對塑件的劃分采用表面網(wǎng)格，表面網(wǎng)模型是由三角形單元組成的，與中面不同，中面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處，而表面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型的上下表面，對于一般的薄壁塑件，都采用表面網(wǎng)格進行劃分。而該制件采用表面網(wǎng)格進行劃分。
圖2.1網(wǎng)格劃分
2.2 型腔的布置和設(shè)計
Moldflow軟件提供了型腔復制向?qū)磉M行型腔的布置設(shè)計，我們也可以利用移動鏡像功能來設(shè)計型腔布置：
圖2.2 型腔分布
2.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
Moldflow軟件提供了流道設(shè)計向?qū)?，可以根?jù)模型自動設(shè)計流道，但是在本例中，我們使用手工方式設(shè)計流道，手工設(shè)計的優(yōu)點就是可以根據(jù)自己的需求設(shè)計主流道和分流道的長度、直徑、角度等。流道設(shè)計見下圖
圖2.3 流道創(chuàng)建
2.4注塑工藝參數(shù)的設(shè)定
1、模具溫度。模具表面溫度為80℃
2、熔體溫度。熔料溫度，選擇溫度為260℃。
3、本例模擬采用“自動控制方式”進行。
4、速度/壓力切換。速度和壓力控制轉(zhuǎn)換點的設(shè)置，在充填階段，首先對注塑機的螺桿進行速度控制，等充填到某個狀態(tài)時，將速度控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫刂?。本例采用“充填體積%”來設(shè)置速度/壓力切換點，當充填體積達到99%的時候進行速度與壓力的切換。
5、保壓控制。保壓及冷卻過程中的壓力控制。包括保壓壓力與充填時間。液壓壓力與時間、最大機器壓力百分比、充填壓力百分比與時間。本例采用充填壓力百分比與時間的關(guān)系進行控制，保壓壓力為充填壓力的80%，保壓時間選擇10s。
6、開模時間。是指頂出產(chǎn)品時模具打開的時間。本文設(shè)置開模時間為5s。
2.5 模擬結(jié)果分析
對于塑料注射成型來說,最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。制品的許多缺陷,如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等,都與樹脂在模具中的流動方式有關(guān)。MPI/Flow通過對熔體在模具中的流動行為進行模擬,可以預測和顯示熔體流動前沿的推進方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等,幫助工藝人員找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進工藝參數(shù)。
圖2.5充填時間
圖2.6模具總體溫度
圖2.7氣穴位置
圖2.8熔接痕
圖2.9所有因素引發(fā)的變形
第三章 注塑設(shè)備的選擇
3.1估算塑件體積質(zhì)量
建模，三維零件設(shè)計
利用UG軟件。進行三維實體建模，并可直接通過軟件進行測量
圖3.1體積說明
V=14636mm3
3.2 注塑機的選擇
注射機的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國產(chǎn)臥式注射機已經(jīng)標準化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機各特點如下：
立式注射機的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動模板也沿垂直方向移動，這種注射成型機主要優(yōu)點是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動模上（下模）
安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動操作，但附加機械手取產(chǎn)品后，也可以實現(xiàn)全自動操作，此類注射機注射量一般均在60克以下。
臥式注射機是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機，其注射柱塞或螺桿與合模運動均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點是機體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動墜落，故能實現(xiàn)全自動操作，機床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機均采用這種形式。缺點是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機床占地面積較大。
直角式注射機的柱塞或螺桿與合模運動方向相互垂直，主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時常利用開模時絲杠的轉(zhuǎn)動來拖動螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點是機械傳動無準確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動較大。
根據(jù)實際情況，注塑機的實際注塑量是理論注塑量的80％左右。即有
V s ≦a V1
式中：V1——理論注塑容量，cm3 ;
VS——實際注塑容量，g ;
a——注塑系數(shù)，一般取值為0.8。
經(jīng)計算可得 實際注塑量V=2×1.2×14636mm3≈35126mm3
根據(jù)以上計算《模具設(shè)計與制造簡明手冊》表2-40選擇注射機XS-ZY-125螺桿式注射機，其參數(shù)如下：
額定注射量：125
螺桿直徑：42mm
注射壓力：150Mpa
鎖模力：900KN
模板行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最小厚度：200mm
模板尺寸：450×420mm
拉桿空間：260×290mm
定位孔直徑：100mm
合模方式：液壓—機械
第四章 成型零件有關(guān)尺寸的計算
該塑件的材料ABS是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。查手冊得的收縮率為0.3%~0.8 %,故平均收縮率為 0.5%。
表4.1公差數(shù)值表[5.9-11]
基本尺寸
精 度 等 級
公 差 數(shù) 值
0.04
0.06
0.06
0.07
0.08
0.09
0.10
0.12
-
-
-
-
-
精度等級表,
表4.2精度尺寸的選用[2-3、5]
類別
塑件種類
建議采用的精度等級
高精度
一般精度
低精度
根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級為級精度選取。
此產(chǎn)品采用4級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT７～IT８級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下：
型腔凹模徑向尺寸計算：
（相關(guān)公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》第79-80頁）
圖4.1 型腔
(一)、型腔徑向尺寸的計算：
LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz 式（4-1）
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）
由：LS1=60 mm Ls2=107.8 mm
又查表知4級精度時塑件公差值
Δ1= 0.32mm Δ2= 0.5 mm
實踐證明：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=0.08 mm δz2=1/4×0.30=0.125 mm
則： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×60-3/4×0.32]+0.08
=60.06+0.08 mm
LＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.5%）×107.8-3/4×0.5]+0.125
=107.964+0.125 mm
(二)、型腔深度尺寸的計算：
凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法：
HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz 式（4-2）
HＭ————凹模深度尺寸（mm）
δz————凹模深度制造公差（mm）
其余符號同上
由：HS1=8.7 mm HS1=11.1 mm
取4級精度時Δ1=0.16 mm Δ1=0.18 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz1=0.045 mm
則：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×8.7-2/3×0.16]+0.04
=8.637 +0.04 mm
HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.5%）×11.1-2/3×0.18]+0.045
=11.035 +0.045 mm
圖4.2 型芯
(一) 型芯徑向尺寸的計算
運用平均收縮率法：
LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz 式（4-3）
LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm）
δz———— 型芯徑向制造公差（mm）
其余符號同上
由：LS1=56.9mm LS2=58.4mm LS2=104.6mm
取4級精度時Δ1=0.32 mm Δ2=0.32 mm Δ2=0.5 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.08 mm δz2= 0.08 mm δz2= 0.125 mm
則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×56.9+3/4×0.32]–0.08
=57.424–0.08 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×58.4+3/4×0.32]–0.08
=58.932–0.08 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.5%）×104.6+3/4×0.5]–0.125
=105.498–0.125mm
(二) 型芯高度尺寸的計算
運用平均收縮率法：
HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz 式（4-4）
HＭ————型芯高度尺寸（mm）
δz————型芯高度制造公差（mm）
其余符號同上
由：HＳ1=6.7 mm HＳ1=7.6 mm
取4級精度時 Δ1=0.16 mm Δ1=0.16 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz1=0.04 mm
則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×6.7+2/3×0.16]–0.04
=6.839–0.04 mm
HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.5%）×7.6+2/3×0.16]–0.04
=7.744–0.04 mm
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來說，它的作用可以作如下歸納：它是將來自注塑機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時使型腔的氣體能及時順利排出，在塑件熔體填充凝固的過程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑件制件。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計應該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進料。
5.1澆口套的選用
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。
主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損，對材料要求較嚴格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時，也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC，澆口套屬于標準件，在選夠澆口套時應注意：澆口套進料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖所示：
圖5.1 澆口套
5.2冷料井的設(shè)計
根據(jù)實際,采用底部帶有拉料桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上，具體結(jié)構(gòu)如圖。
圖5.2 冷料井
5.3分流道的設(shè)計
分流道截面形狀
分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。本次設(shè)計采取圓形截面。截面直徑d=6mm
圖5.3 分流道截面
5.4分流道的布置
1、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應圓弧過度。
2、分流道較常時，在分流道的末端應開設(shè)冷料井。
3、分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動、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加工成斜面，并用圓弧過度。
在單腔模中，常不設(shè)分流道，而在多腔模中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動時，要求通過它盡快地充滿型腔，流動中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時，應能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。從前兩點出發(fā)，分流道應短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過粗。過粗的分流道冷卻緩慢，還倒增長模塑的周期。而該設(shè)計中使用了圓形斷面形狀的分流道。截面直徑為6mm。
5.5澆口設(shè)計
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點。其形狀、大小及位置應根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開的作用。
設(shè)計中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴格的，初步試模，必要時還需要修改。因此澆口的位置的開設(shè)，對成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：
1、盡量縮短流動距離。
2、口應開設(shè)在塑件的壁厚。
3、必須盡量減少或避免產(chǎn)生熔接痕。
4、應有利于型腔中氣體的排除。
5、考慮分子定向的影響。
6、避免產(chǎn)生噴射和蠕動。
7、不在承受彎曲沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。
8、澆口位置的選擇應注意塑件的外觀質(zhì)量。
澆口的形狀和尺寸對制品質(zhì)量影響很大，澆口在多情況下，系整個流道斷面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），一般匯報口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.03～0.09。澆口臺階長1～1.5㎜左右．雖然澆口長度比分流道的長度短的多，但因為其斷面積甚小，澆口處的阻力與分流道相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時，更應注意其尺寸的準確性。
然而，根據(jù)塑件的樣品圖、生產(chǎn)的批量等，采用一模2腔結(jié)構(gòu)。澆口采用側(cè)澆口 具體尺寸見總裝圖。
第六章 合模導向機構(gòu)的設(shè)計
導向機構(gòu)主要包括導柱、導套，主要作用是在動模與定模合模時保證型芯和型腔的精確定位。導向零件應合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。根據(jù)模具的形狀和大小，一副模具一般采用2到4根導柱。在此設(shè)計中采用了4根導柱。
6.1導柱的設(shè)計
在對導柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須考慮以下要求：
1長度 導柱的長度必須比凸模端面要高出一些。以免導柱未導正方向而凸模先進入型腔與其相碰而損壞。在這里我設(shè)計的是把導柱裝在定模那邊。
2形狀 導柱的端部做成錐形或球形的先導部分，使導柱能順利進入導柱孔。
3材料 導柱應具有硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理?；蛱妓毓ぞ咪摚═8、T10）經(jīng)淬火處理硬度HRC50-55。
4配合精度 導柱裝入模板多用七級精度過渡配合。
5光潔度 配合部分光潔度要求7級，此外，導柱的選擇還應跟椐模架來確定。
加工個導柱、導套孔時，應將定模板、推件板、動模板合在一起，一次性加工出來，以保證孔的同心度，然后再在定模板、動模板上加工沉頭孔。導柱導套的具體結(jié)構(gòu)見圖。
圖6-1 導柱
6.2 導套的設(shè)計
（1）分類
導套有直導套和帶頭導套，直導套結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合；帶頭導套結(jié)構(gòu)較復雜，用于精度較高的場合，導套的固定孔便于與導柱的固定孔同時加工。也可以直接在模板上開設(shè)導向孔，而不用獨立的導套，這種形式的孔加工簡單，適用于生產(chǎn)批量小，精度要求不高的模具。在設(shè)計中兩種導套都有用到。
（2）形狀
為了使導柱進入導套比較順利，在導套的前端倒圓角，導柱孔最好打通，否則導柱進入未打通的導柱孔時，孔內(nèi)空氣無法逸出而產(chǎn)生壓力，給導柱的進入造成阻力。
（3）長度
導套的長度應根據(jù)模板的厚度確定，其長度一般比板厚少2-3mm
（4）材料
可用淬火銅或銅等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱硬度，這樣可以改善磨擦，以防止導柱或?qū)桌?。導套的選擇應根據(jù)模板的厚度來確定，材料為T8A, 硬到HRC50～55,或采用20 鋼滲碳0.5～0.8厚，淬硬到HRC56～60。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm。
（5）導套的選擇
導套的選擇應根據(jù)模板的厚度和以上各個因素來確定，本設(shè)計在脫澆道板、定模板和動模板以及頂針板上各設(shè)置一套導套，典型的導套可分為直導套合帶頭導套，直導套結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場合，帶頭導套結(jié)構(gòu)較復雜，用于精度較高的場合，由于導套配合導柱使用其具體結(jié)構(gòu)與布局如圖所示：
圖6-2導套
第七章 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計
在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中脫出，在該設(shè)計中，為了使符合脫模機構(gòu)的要求：
1、使塑件留于動模；
2、塑件不變形損壞
這是脫模機構(gòu)應當達到的基本要求。要做到這一點首先必須分析塑件對模腔的附著力的大小和所在部位，以便選擇合適的脫模方式和脫模位置，使脫模力得以均勻合理的分布。
3、良好的塑件外觀
頂出塑件的位置應盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，以免損壞塑件的外觀。
4、結(jié)構(gòu)可靠
因此，根據(jù)裝配圖，其模具結(jié)構(gòu)的脫模機構(gòu)主要推桿和推管將產(chǎn)品推出模外，還有在設(shè)計主型芯時也會有一定的撥模作斜度1°～2°。推桿和推管的設(shè)計如圖所示：
圖7.1推桿和推管
第八章 側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計
當塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔時，塑件不能直接脫模，必須將成型側(cè)孔的零件做成可動的，在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再自模中通過頂桿頂出塑件。而此次的設(shè)計完全符合以上要求，因此，也采用了側(cè)向分型抽芯機構(gòu)。又，該塑制品是大批量的生產(chǎn)，故也使用了機動側(cè)向分型抽芯。
8.1抽拔距的計算
因為抽拔距等于側(cè)孔深加2～3mm的安全系數(shù)，而當結(jié)構(gòu)比較特殊時，如成型圓形制件的設(shè)計時 抽拔距不能等于制件凹模深度S2，因為滑塊抽至S2時塑件的外徑仍不能脫出滑塊的內(nèi)徑，必須抽出S１的距離再加上(2～3)mm，塑件才能脫出。
故抽拔距為：S= S1+(2～3)=1.5+(2～3)mm=3.5～4.5mm
式中 S—抽拔距；
S１—抽拔的極根尺寸（此為塑件最大的外形尺寸）；
8.2斜導柱的尺寸與安裝形式
1. 斜導柱的形狀與基本尺寸；
斜導柱的基本尺寸主要以長度尺寸為主，斜導柱的長度計算為如下式：
L =1/2Dtanα+h×1/cosα+1/2dtanα+S/sinα+(10～15)mm
≈72mm
式中L—斜導柱的長度；
D—斜導柱固定部分大端直徑；
h—斜導柱固定板厚度；
2. 斜導柱的安裝固定形式：
如圖所示，斜導柱的傾斜角a為15°，而一般來說鎖緊塊的角度a′=a+(2～3)mm,斜導柱與固定板之間用三級精度第三種過渡配合。由于斜導柱只起驅(qū)動滑塊的作用，滑塊運動的平穩(wěn)性由導滑槽與滑塊間的配合精度保證，滑塊的最終位置由鎖緊塊保證，因此為了運動靈活，斜導柱和滑塊間采用比較松的配合，斜導柱的尺寸為 Φ12，頭部做成球形。那么固定形式如圖所示：
圖8-1 斜導柱
8.3 鎖緊楔形式
塑料的注塑過程中，型芯受到塑料很大的推力作用，這個力通過滑塊傳給斜導柱，而一般斜導柱為細長桿件，受力后容易變形，因此必須設(shè)置鎖緊楔，以便在模具閉模后鎖住滑塊，承受塑料給予型芯的推力，鎖緊楔與模件的邊連接可以根據(jù)推力的大小，選取不同的方式，而該設(shè)計所選取的是整體式結(jié)構(gòu)，牢固可靠，側(cè)向力較大。它直接與定模固定，可見裝配圖可知。而鎖緊楔的角度在斜導柱的固定形式已講述了，這里不再重復。具體形狀如8-2圖所示。
8.4 斜導柱的受力分析及強度計算
斜導柱的受力分析；
根據(jù)斜導柱的形式，可以按公式: Fw = Ft/cosα
Fk = Ft·tanα
式中 Fw —側(cè)抽芯時斜導柱所受的彎曲力；
Ft —側(cè)抽芯的脫模力，其大小等于抽芯力；
Fk —側(cè)抽芯時所需要的開模力；
綜合以上分析可知，從斜導柱的結(jié)構(gòu)考慮，希望斜角α值大一些好；而從斜導柱受力情況考慮，希望斜角α值小一些好。因此，該斜導柱的斜角取了15°，經(jīng)過用上述公式的核算，滿足了模具結(jié)構(gòu)要求。
第九章 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計
9.1排氣系統(tǒng)
塑料在熔化時，會產(chǎn)生氣體，所以當塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣：
1、利用配合間隙排氣；
2、在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；
3、利用排氣守排氣；
4、強制性排氣；
該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.03~0.05mm.它常用于中小型的簡單模具。
9.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計
冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。
冷卻水孔開孔的原則：
1、冷卻水孔的數(shù)量應盡可能的多，直徑應盡量大；
2、 每個冷卻水孔至型腔表面的距離應相等，一般保持在0~15mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。
3、水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。
4、冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件的強度。
5、水管接頭應設(shè)在不影響操作的一側(cè)
該注塑模的冷卻系統(tǒng)設(shè)計為直運水，具體分布方式見總裝圖。
圖9.1 運水系統(tǒng)
第十章 繪制裝配圖及定制零件明細表
模具整體設(shè)計也就是模體的設(shè)計，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計已接近標準化，可以從市場上購買相應的模體。標準模體一般包括定模板、動模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導柱、導套、復位桿等。標準模架有12種結(jié)構(gòu)，15876種規(guī)格。在本次設(shè)計中，澆口套、導柱、導套、頂桿、水嘴都采用標準件，可以外購。總裝圖如圖所示
圖10.1 總裝圖
模具零件的材料選定 大部分零件材料為45 具體的材料明細表如下圖所示：
圖10.2材料明細表
第十一章 注射機的校核
11.1 注射量的校核
根據(jù)《模具設(shè)計與制造簡明手冊》可知：塑件的體積應小于注射機的注射容量，其公式按下式校核：
式中：
0.8=0.8125=100
——塑件與澆注系統(tǒng)的體積總和
——注射機的注射量（）
0.8——最大注射量的利用系數(shù)
經(jīng)估計算得：V=2×1.2×14636mm3≈21580mm3
所以=35.126cm3<100 故合格
11.2 鎖模力的校核
由
查《模具設(shè)計指導》表6-5塑料成型時的注射壓力=30~60Mp
pF
式中 p——塑料成型時型腔壓力 塑料的型腔壓力p=60Mpa
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)在分型面上的投影面積
F=（107.6×60×2）=12912
pF=6012912≈774.72KN
因為=900KN> pF=774.72KN 故合格
11.3注射機安裝模具部分的尺寸校核
噴嘴尺寸：噴嘴尺寸與澆口套相適應，澆口套是根據(jù)噴嘴尺寸來設(shè)計的；
定位環(huán)尺寸：定位環(huán)高度10mm，直徑100mm（與定位孔相配合）；
模具厚度：Hmin=200mm
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