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摘要
分析了電磁爐底座塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其成型材料的成型特征,介紹了如何設(shè)計(jì)該塑件的注射模具結(jié)構(gòu),著重介紹了斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
關(guān)鍵詞：電磁爐底座 注射模 側(cè)向分型 抽芯
I
Abstract
Abstract: The structure Oven and the forming Oven of the forming material of the motherboard of telephone were analyzed.How to design the structure of the injection mould were introduced.The design calculating of angle guide pillars of side parting and core-pulling system were stated in detail.
Key words: motherboard of Oven、 injection mould、side parting 、core pulling
II
目 錄
第一章前言 1
1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義 1
1.2 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的 2
1.3畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 2
第二章 塑件的工藝分析 4
第三章 塑性材料的成型特征與工藝參數(shù) 5
3.1 塑料材料的成型特性 5
3.2 ABS塑料的工藝參數(shù) 6
第四章 成型設(shè)備的選擇 8
第五章 分型面的選擇 10
5.1分型面的選擇 10
第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
6.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的概述 12
6.3澆口的設(shè)計(jì) 13
6.4澆口位置的選擇 14
6.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
6.6冷料穴的設(shè)計(jì) 14
第七章 成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 16
7.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
7.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
7.3成型零件鋼材的選用 16
7.4 成型零件的工作尺寸計(jì)算 17
7.4.1型腔徑向尺寸的計(jì)算 17
7.4.2型芯徑向尺寸的計(jì)算 17
7.4.3 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸 18
7.4.4中心距尺寸的計(jì)算 18
7.4.5 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 19
7.4.6模架的選取 21
第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
8.1脫模力的計(jì)算 22
8.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
8.3推桿位置的設(shè)置 23
8.4推桿的直徑 23
8.5.推桿的形狀及固定形式 23
8.6 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 24
第九章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25
9.1抽芯距確定與抽芯力計(jì)算 25
9.2斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 26
9.3斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 26
9.4 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定 27
9.5 斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算 28
9.6斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算 28
9.7斜滑塊的設(shè)計(jì) 29
9.8 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 29
9.9楔緊塊設(shè)計(jì) 30
9.10滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 30
第十章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 31
第十一章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 32
11.1冷卻的計(jì)算 32
11.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與常見冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 32
11.3冷卻系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的確定 33
第十二章 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 35
12.1 注射壓力的校核 35
12.2 鎖模力的校核及型腔數(shù)的確定 35
12.3 模具閉和高度的校核 36
12.4 開模行程的校核 36
Smax≥S= H1+ H2 36
12.5 模具安裝尺寸的校核 36
12.6安裝螺孔尺寸 37
第十三章 設(shè)計(jì)小結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 39
附錄…………………………………………………………………………………………………………40
第一章 緒論
1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有大學(xué)課程之后的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)的課題是電磁爐底座的注射模設(shè)計(jì)，它是對(duì)以前所學(xué)課程的一個(gè)總結(jié)。
在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中，模具的地位及其重要性日益被人們所認(rèn)識(shí)。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng)著整個(gè)工業(yè)技術(shù)向前邁進(jìn)！模具就是“高效益”，模具就是“現(xiàn)代化”之深刻含意，也正在為人們所理解和掌握。當(dāng)塑料品種入其成型加工設(shè)備被確定之后，塑料制品質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素約占80％。由此可知，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)刻不容緩！塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)與制造水平，常標(biāo)志一個(gè)國家工業(yè)化發(fā)展的程度。由此可知，塑料模具設(shè)計(jì)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的重要性是不言而喻的。
對(duì)于一個(gè)模具專業(yè)的畢業(yè)生來說，對(duì)塑料模的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一個(gè)大概的了解。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用多學(xué)科理論、知識(shí)和技能，以解決較復(fù)雜的工程實(shí)際問題的能力，主要包括設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)研究方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹立正確的設(shè)計(jì)思想，勇于實(shí)踐、勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神，掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要。
畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)使我獨(dú)立承擔(dān)實(shí)際任務(wù)的全面訓(xùn)練，通過獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)的全過程，培養(yǎng)了我的實(shí)踐工作能力。另外，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還必須具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中都應(yīng)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)課題利用計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的工程計(jì)算、分析和優(yōu)化的程序，如利用Pro／Engineer Wildfire3.0軟件進(jìn)行塑件的3D造型、塑件的分模等，同時(shí)還具備必要的計(jì)算機(jī)繪圖能力，如利用AutoCAD 2004軟件進(jìn)行二維圖的繪制。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)除了對(duì)知識(shí)和能力培養(yǎng)的收獲感受外，還得到思想道德方面的鍛煉。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我感受到了作為一名高級(jí)工程技術(shù)人員應(yīng)該具備的基本精神，需要強(qiáng)化的工程實(shí)踐意識(shí)，以及對(duì)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量要負(fù)責(zé)，具有高度的責(zé)任感，樹立實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，并嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了廣大老師和同學(xué)的幫助，在此表示感謝！由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺少，設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤在所難免，望老師和同學(xué)批評(píng)指正。
1.3 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的
畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)校整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面考核、綜合訓(xùn)練的必不可少的教學(xué)內(nèi)容。通過本次設(shè)計(jì)，可以使學(xué)生所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能在總結(jié)提高的基礎(chǔ)上加以綜合應(yīng)用。同時(shí)，也是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、全面解決問題的有效方法。搞好本次設(shè)計(jì)，可以達(dá)到如下方面目：
1、樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的基本方法，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)規(guī)定，技術(shù)文件的理解和應(yīng)用，提高查閱科技資料的能力，以便今后熟練的開展工作；
2、培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)作風(fēng)。以實(shí)事求是一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)行調(diào)查研究，辯證地綜合有關(guān)資料，判定合理的設(shè)計(jì)方案；
3、通過本課題的設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解了注塑模設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，以及掌握一些科學(xué)的研究方法。
1.4畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
學(xué)院 專業(yè) 班 學(xué)生
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題 電磁爐底座的CAD及其模具設(shè)計(jì)
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作自 20xx 年 4 月 22 日起至 20xx 年 6 月 20 日止
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)行地點(diǎn) 教學(xué)一號(hào)樓西903
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容要求
(一) 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)
原始數(shù)據(jù)（尺寸）根據(jù)給定的設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行測(cè)量。
(二) 設(shè)計(jì)計(jì)算及說明部分內(nèi)容
1.計(jì)算內(nèi)容與方案確定
⑴、設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)CAD
①、三維造型設(shè)計(jì)；
②、設(shè)計(jì)流程
先建立設(shè)計(jì)對(duì)象主控件；再將主控件拆分并細(xì)化造型；
對(duì)各零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使之滿足于制造；
⑵、電磁爐底座的模具設(shè)計(jì)
①、成形零件設(shè)計(jì)：動(dòng)、定模型腔尺寸的計(jì)算和布置；
②、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：頂出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)、冷卻、澆注、排氣系統(tǒng)等尺寸
的計(jì)算與布置；
③、強(qiáng)度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)及各部件的強(qiáng)度校核；
2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容
⑴、Pro/E環(huán)境下設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)CAD即三維建模；
⑵、Pro/E環(huán)境下設(shè)計(jì)對(duì)象的模具設(shè)計(jì)；
⑶、Pro/E環(huán)境下或其它CAE軟件下進(jìn)行成型分析。
(三) 設(shè)計(jì)圖紙及圖形文件
⑴、設(shè)計(jì)對(duì)象的裝配圖： 1張(A0或A1)
⑵、模具裝配圖： 1張(A0或A1)
⑶、零件圖： 2～3張主要零件(A1)
⑷、設(shè)計(jì)中的圖形文件 用光盤保存
(四) 編寫設(shè)計(jì)（論文）說明書
不少于1.0萬字，用計(jì)算機(jī)排版并輸出。
46
第二章 塑件的工藝分析
塑料制品在人們的日常生活及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)塑料制品的需求也越來越大，其中電磁爐的外殼就是一個(gè)很好的例子，如下圖2：
圖（1）電磁爐座底板
本次所給的塑料制品為電磁爐座底板，所用材料為乳白色的ABS，它的壁厚為3.8mm,其外形結(jié)構(gòu)為一矩形面板，拐角處均采用圓弧連接，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一端開有用于接外線的側(cè)凹，需采用側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)來成型。根據(jù)其使用性能，可知制件應(yīng)具有較好的耐磨性和抗沖擊性，以及良好的耐寒性。隨著生活水平的提高，電磁爐的使用也越來越廣泛，所以它的屬于大批量生產(chǎn)，故應(yīng)在保證其使用性能的前提下盡量降低成本。
第三章 塑性材料的成型特征與工藝參數(shù)
3.1 塑料材料的成型特性
本次設(shè)計(jì)的電磁爐座底板的材料是丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物，簡稱ABS。它的特性如下：
1.基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。
ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02—1.05g/cm3 ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。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。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的腐蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70○C左右，熱變形溫度約為93○C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，起性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。
2.主要用途
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制造小轎車車身。ABS還可以用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。
3．成型特點(diǎn)
ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜較大；ABS易吸收水分，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)時(shí)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、容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○C，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60～80○C。
3.2 ABS塑料的工藝參數(shù)
1.力學(xué)性能
屈服強(qiáng)度： 50MPa 斷裂伸長率： 35%
拉伸強(qiáng)度： 38MPa 拉伸彈性模量： 1.8GPa
彎曲強(qiáng)度： 80MPa 彎曲彈性模量： 1.4GPa
簡支梁沖擊強(qiáng)度： 261kJ ㎡（有缺口）、11kJ/㎡（無缺口）
2.物理性能
密度： 1.02～1.16g/cm3 比體積： 1.02～1.16
吸水性： 0.2～0.4%
3.熱性能及電性能
熔點(diǎn)（粘流溫度）： 130～160○C
熱變形溫度： 90～108○C（45N/cm2）83～103○C(180N/cm2)
線膨脹系數(shù)： 7.0(10-5/℃)
比熱容： 1470[J/(kg*K)]
熱導(dǎo)率： 0.263[W/(m*K)]
4. ABS注射參數(shù)
5. 表-1 ABS注射參數(shù)表
注射類型
螺桿式
料筒
溫度
前段
200~210o
螺桿轉(zhuǎn)速
30~60r/min
中段
210~230o
模具溫度
50~70o
后段
180~200o
注射壓力
70~90MPa
噴嘴
溫度
180~190o
保壓力
50~70o
類型
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
成型時(shí)間
40~70s
密度ｇ／㎝3
1.02～1.05
比容㎝3／ｇ
0.86～0.98
吸水率％
0.2～0.4
糾縮率％
0.4～0.7
熔點(diǎn)℃
130～160
噴嘴溫度℃
170～180
彎曲強(qiáng)度MPａ
80
硬度HB
9.7
抗拉屈服強(qiáng)度MPａ
50
后
處
理
方法
紅外線燈、烘箱
拉伸彈性模量MPａ
1.8×103
溫度℃
70
預(yù)熱和
干燥
溫度℃
80～95
時(shí)間ｈ
2～4
時(shí)間ｈ
4～5
第四章 成型設(shè)備的選擇
注射模具必須安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上才能進(jìn)行生產(chǎn)，因而在設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須熟悉所選用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，如注射機(jī)的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、最大成型面積、模具最大厚度和最小厚度、開模最大行程、安裝模板的螺孔（或T形槽）位置和尺寸、定位孔尺寸、噴嘴球面半徑等等。以便設(shè)計(jì)的模具與所選的注射機(jī)相適應(yīng)。
注射成型機(jī)和模部分的基本參數(shù)包括模板尺寸、模板間最大開距、動(dòng)模板的行程、模具最大厚度和最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了注射機(jī)所安裝模具的尺寸范圍。
根據(jù)計(jì)算可得所設(shè)計(jì)電話機(jī)機(jī)座底板的重量為110克，其體積為105cm3。當(dāng)注射成型機(jī)最大注射量以最大容積標(biāo)定時(shí)，按下式來計(jì)算所選注射機(jī)的型號(hào)：
kV0≥nVi+V
式中 V0————注射成型機(jī)的最大注射量（cm3）;
Vi————一個(gè)塑件制品的體積（cm3）;
V澆————澆道凝料和飛邊的體積（cm3）;
K ————利用系數(shù)，K=0.8;
N ————型腔數(shù)。
將數(shù)據(jù)代入可得下式：
0.8 V0≥512+8
所以 V0=650 cm3
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊(cè)》可以初步選擇注射機(jī)的類型為：
XS-ZY-250，其主要技術(shù)規(guī)格如下：
型 號(hào) XS-ZY-1000
螺桿（柱塞）直徑（cm3） Ф85
注射容量（cm3） 1000
注射壓力（Mpa） 1210
鎖模力（KN） 4500
最大注射面積 （cm3） 1800
模具最大厚度（mm） 700
模具最小厚度（mm） 300
模板行程（mm） 700
噴嘴球半徑（mm） 18
噴嘴孔直徑（mm） Ф7.5
定位空直徑（mm） Ф150
頂出兩側(cè)孔徑（mm） Ф20
頂出兩側(cè)孔距（mm） 850
第五章 分型面的選擇
5.1分型面的選擇
為將塑件從密閉的模腔內(nèi)取出，以及為了安放嵌件或取出澆注系統(tǒng)，必須將模具分成二個(gè)或幾個(gè)部分，一般將分開模具能取出塑件的面，稱為分型面，同時(shí)，以分型面為界，模具分成二大部分，即動(dòng)模與定模部分。其它分開面，可稱為分離面或分模面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)填充特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。
分型面的方向應(yīng)盡量采用與注射機(jī)開模方向垂直的方向，特殊情況下采用與注射成型機(jī)開模方向平行的方向。
分型面的形式有以下幾種：A平直分型面 B傾斜分型面 C階梯分型面 D曲面分型面 E瓣合分型面等。
如何確定分型面需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置、形狀及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：
1. 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
2. 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模 通常分型面的選擇應(yīng)盡可能使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，這樣有助于動(dòng)模內(nèi)設(shè)置的推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作；
3. 保證塑件的精度要求 與分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求較高，或同軸度要求較高的外形或內(nèi)孔，為保證其精度，應(yīng)盡量可能設(shè)置在同一半模具型腔內(nèi)；
4. 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
5. 便于模具加工制造 為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面；
6. 對(duì)成型面積的影響 為了可靠的鎖模以避免漲模溢料現(xiàn)象的發(fā)生，選擇分型面時(shí)應(yīng)盡量減少塑件在合模分型面上的投影面積；
7. 對(duì)排氣效果 分型面應(yīng)盡量與型腔充填時(shí)塑料熔體的料流末端所在的型腔內(nèi)表面重合；
8. 對(duì)側(cè)向抽芯的影響
本次所設(shè)計(jì)的塑件是電磁爐機(jī)座底板，塑件的兩端的成型高度不一樣，根據(jù)以上原則選擇分型面的位置在塑件的最下端，也即是塑件的外形最大輪廓處，分型面的形式只能選擇階梯形。至此已經(jīng)選擇完了分型面的形式及其位置。
第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的概述
澆注系統(tǒng)是指模具中從噴嘴開始到型腔為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。它的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔的各個(gè)深處，并在填充及凝料的過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得外形清晰的內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。
澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，是模具設(shè)計(jì)工作者十分重視的技術(shù)問題。
普通留道澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)從總體來看，其作用可概括如下：
（1） 將來自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時(shí)使型腔內(nèi)的氣體能及時(shí)順利排出。
（2） 在塑料熔體填充及凝固的過程中，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個(gè)部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產(chǎn)率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：
1. 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)特性
2. 采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失
3. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利與良好的排氣
4. 防止型芯變形和嵌件的位移
5. 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量
6. 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮
7. 流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比需要校核
6.2主流道的設(shè)計(jì)
主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。屬于從熱的塑料熔體到相對(duì)較冷的模具的一段過渡的流動(dòng)長度，因此它的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動(dòng)速度及填充時(shí)間，必須是熔體的溫度降和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最遠(yuǎn)位置的能力。
主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)的接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。在此所選擇澆口套的材料為碳素工具鋼T10A，熱處理要求淬火到53~57HRC。它的各部分的尺寸如下：
圖（2）澆口套
6.3澆口的設(shè)計(jì)
澆口是指流道末端與型腔之間的一段細(xì)短通道，亦稱進(jìn)料口。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部分。它的作用是使塑料熔體加快流速注入型腔內(nèi)，順序填滿型腔，在注射周期中進(jìn)行補(bǔ)料和防止倒流，成型后也便于塑件與整個(gè)澆注系統(tǒng)的分離。因
此，澆口的形狀、尺寸、分布對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。常用的澆口形式有：直接澆口、側(cè)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口等
由于所設(shè)計(jì)的塑件是電話機(jī)機(jī)座底板，所以它的外觀要求不是很高，故可以選擇直接澆口。直接澆口又稱中心澆口、主流道澆口或非限制性澆口。塑料熔體直接由主流道進(jìn)入型腔，因而具有流動(dòng)阻力小、料流速度快及補(bǔ)縮時(shí)間長的特點(diǎn)，但是注射壓力直接作用在塑件上，容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形，澆口痕跡也較明顯。但是底座面板一般都是放在桌上或固定在墻壁上，所以其底面為不可見，在澆口處可以貼上標(biāo)簽。
6.4澆口位置的選擇
澆口位置開設(shè)正確與否，對(duì)塑件質(zhì)量的影響很大，因此合理選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)針對(duì)塑件的幾何形狀及技術(shù)要求，來分析塑料的流動(dòng)狀態(tài)、填充及排氣條件等因素。選擇澆口時(shí)一般應(yīng)遵循下述原則：
1. 澆口的尺寸及位置應(yīng)盡量避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)
2. 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處
3. 澆口位置的選擇應(yīng)使塑料流程最短，料流變向最少
4. 澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度
5. 澆口的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量
6. 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口
7. 考慮分子定向的影響
8. 有利于型腔中氣體的排除
綜合各個(gè)方面的因素考慮，由于塑件里面有一個(gè)凸起的矩形，在那里的厚度最大，而且其中心距各個(gè)方向的距離都比較均勻，故澆口的位置選擇在矩形凸臺(tái)中心處。
6.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排除干凈，一方面會(huì)在塑件上形成氣泡、接痕、表面輪廓不清及填充缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦（褐色斑紋），同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮到排氣問題。
本次所設(shè)計(jì)的電話機(jī)注射模具屬于中小型模具，可以利用推桿、分型面之間的配合間隙來排氣，起間隙為0.03到0.05mm。
6.6冷料穴的設(shè)計(jì)
為了克服由于相對(duì)溫度較低的冷料進(jìn)入型腔而產(chǎn)生次品，必須設(shè)計(jì)一個(gè)井穴將流道延長以接受冷料，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。
冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或稍大一些。深度約為直徑的1到1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。
冷料穴除了具有容納冷料的作用以外，同時(shí)還具有在模時(shí)將主流道和分流道冷料鉤住，使其保留在動(dòng)模一側(cè)，便于脫模的功能。
冷料穴的形式有Z字形拉料桿的冷料穴、倒錐形冷料穴、環(huán)形槽冷料穴、帶頭形冷料穴、帶形頭冷料穴、帶分流錐形式的冷料穴。由于ABS的彈性較好，故可以采用倒錐形冷料穴，這樣可以使留在主流道的冷料自動(dòng)脫掉，提高了生產(chǎn)率，同時(shí)節(jié)約了人力，降低了生產(chǎn)塑件的成本。至此，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)全部結(jié)束。下面再進(jìn)行其它方面的設(shè)計(jì)。
第七章 成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
第七章 成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
模具中決定塑件的幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑件接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還要發(fā)生摩擦。因此，成型零件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，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。
7.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)，分為整體式和組合式。整體式由整塊材料加工而成，它的特點(diǎn)是牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會(huì)使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但加工困難，熱處理不方便。組合式一般由幾個(gè)零件組合而成，可以簡化復(fù)雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形，且拼合處有間隙利于排氣，便于模具維修，節(jié)省了貴重的模具鋼。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的電話機(jī)機(jī)座底板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，凹模的結(jié)構(gòu)采用整體式凹模。為了保證凹模尺寸精度和裝配的牢固，凹模的尺寸、形狀位置公差要求較高，結(jié)構(gòu)要牢靠。
7.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模的設(shè)計(jì) 凸模按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種。但由于塑件的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡單，可采用整體式。
7.3成型零件鋼材的選用
選用鋼種時(shí)，應(yīng)按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來確定。分析電話機(jī)的結(jié)構(gòu)可知，凹模和主型芯均采用50鋼，小型芯采用9ＣrＷＭn。
7.4 成型零件的工作尺寸計(jì)算
成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(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，型芯和型芯之間的在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精位置尺寸等。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。分析本塑件的結(jié)構(gòu)，因此取塑件精度為4級(jí)(SJ1372-78)，查手冊(cè)知對(duì)應(yīng)的模具精度應(yīng)為IT9(GB1800-79)。型芯和型腔尺寸的計(jì)算均按平均收縮率的計(jì)算公式來得出。
7.4.1型腔徑向尺寸的計(jì)算
由平均收縮率法公式： 公式（1）
式中 ——凹模徑向尺寸（mm）
——塑件徑向公稱尺寸（mm）
——塑料的平均收縮率（%），在此取=0.0055
——塑件公差值（mm）
所設(shè)計(jì)的電話機(jī)機(jī)座底板的外形為一矩形，其長為350mm，寬為310mm，故可以按照以上公式計(jì)算：
其它的型腔的徑向尺寸見型腔圖上的標(biāo)注。
7.4.2型芯徑向尺寸的計(jì)算
由平均收縮率法公式：
公式（2）
式中個(gè)符號(hào)的意義同上。
其余的型芯的徑向尺寸見型芯圖上的標(biāo)注。
7.4.3 型腔深度尺寸和型芯高度尺寸
型腔深度也由平均收縮率法公式：中心
公式（3）
得：
型芯高度也由平均收縮率法公式：
得：
其余型腔深度和型芯高度尺寸見型芯、型腔圖上的標(biāo)注。
7.4.4中心距尺寸的計(jì)算
制件上凸臺(tái)之間，凹槽之間或凸臺(tái)到凹槽的中心線之間的距離稱為中心距。由于模具上中心距和塑件中心距公差都是雙向等值公差，同時(shí)磨損的結(jié)果不會(huì)使中心距尺寸發(fā)生變化，所以計(jì)算中心尺寸不必考慮磨損量。因此，塑件中心距的基本尺寸Cs和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均為平均尺寸。于是：
公式（4）
標(biāo)注上制造公差后得： 公式（5）
根據(jù)以上公式得：
其它中心距的的計(jì)算結(jié)果見型腔、型芯圖的標(biāo)注。
按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型腔型芯的尺寸有一定誤差，為保證塑件實(shí)際尺寸在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，需要對(duì)成型尺寸進(jìn)行校核。一般根據(jù)塑件成型公差小于塑件尺寸公差來校核。
對(duì)于型腔或型芯的徑向尺寸：
公式（6）
所以0.004+0.2+0.433=0.637<1.3
故滿足要求。同理型腔深度或型芯高度、塑件的中心距尺寸也滿足要求。
7.4.5 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算
在注射過程中，模具型腔將受到熔體的高壓作用，所以應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至開裂。因剛度不足而產(chǎn)生擾曲變形，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，所以應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚。
模具型腔壁厚的計(jì)算，以最大壓力為準(zhǔn)，而最大壓力是在注射時(shí)，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的，隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時(shí)接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；由于本塑件屬于大型塑件，故因以型腔的壁厚的剛度為準(zhǔn)。
由于模具的特殊性，剛度計(jì)算條件一般從下面三個(gè)方面來考慮：
（1） 模具成型過程中不發(fā)生溢料
（2） 保證塑件尺寸精度
（3） 保證塑件順利脫模
在一般情況下，因塑料的收縮率較大，型腔的彈性變形量不會(huì)超過塑料冷卻時(shí)的收縮值。因此型腔的剛度要求主要由不溢料和塑件精度來決定。當(dāng)塑件某一尺寸同時(shí)有幾項(xiàng)要求時(shí)，以最苛刻的條件作為剛度設(shè)計(jì)的依據(jù)。
由于型腔的形狀、結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的。同時(shí)在成型過程中模具受力狀態(tài)也很復(fù)雜，一些參數(shù)難以確定，因此對(duì)型腔壁厚做精確的力學(xué)計(jì)算幾乎是不可能的。只能從實(shí)用觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)具體情況具體分析，建立接近實(shí)際的力學(xué)模型，所以對(duì)于本塑件可以簡化為整體式矩形型腔進(jìn)行近似計(jì)算。
（1） 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算
整體式矩形型腔的任一側(cè)壁均可以看作是其余三邊固定，一邊自由的矩形板，在塑料熔體壓力作用下，矩形板的最大變形發(fā)生在自由邊的中點(diǎn)，變形量為：
公式（7）
按剛度條件計(jì)算側(cè)壁厚度為：
公式）（8）
以上式中 ——由決定的系數(shù)；抗彎截面系數(shù)，見《塑料成
型工藝與模具設(shè)計(jì)》表5-14
——型腔內(nèi)熔體的壓力；
b——承受熔體壓力的側(cè)壁高度；
——鋼的彈性模量，??；
——允許變形量；
——修正系數(shù)，這里取0.65。
由表查出= 0.108,c= 0.053。=0.0386，a=165/220=0.75
所以
（2）底板厚度的計(jì)算
整體式矩形型腔的底板，如果后部沒有支承板，直接支承在模腳上，中間是懸空的，底板可以看成是周邊固定的受均勻載荷的矩形板，由于溶體的壓力，板中心將產(chǎn)生最大的變形量，按剛度條件，型腔底板厚度為：
公式（10）
式中 ——由型腔邊長比決定的系數(shù)，查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表5-15。
——型腔內(nèi)溶體的壓力（）；
——型腔邊長（）；
——鋼的彈性模量，?。?
——允許變形量；
查表得 =0.0164（由于l/b=1.1）p=40MPa，b=310mm。
所以
按強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果如下：
根據(jù)對(duì)以上按剛度和強(qiáng)度的計(jì)算的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較可知，凹模側(cè)壁的厚度S=45 mm，底板厚度h=95 mm。
7.4.6模架的選取
模架的選取應(yīng)綜合考慮型腔的大小與布置、凸凹模結(jié)構(gòu)形式、推出機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等方面。盡量選取標(biāo)準(zhǔn)模架。在本次設(shè)計(jì)中模具采用了一模一件，采用的是直接澆口，利用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯。另外，采用推桿和推管推出。綜合以上分析，查相關(guān)手冊(cè)GB／T12556，選用模架型號(hào)為：A2－550710－27，其中A板為125㎜，B板為50㎜，C板為100㎜。B×L為600×710。其基本結(jié)構(gòu)框架如下:
圖（3）模架
第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑件在從模具上取下以前,還有一個(gè)從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。它包括以下幾個(gè)部分，脫模力的計(jì)算、推出機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)等的機(jī)構(gòu)形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機(jī)構(gòu)所需的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)性校核。在設(shè)計(jì)此機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵守以下幾個(gè)原則：
① 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)
② 保證塑件不因推出而變形損壞
③ 機(jī)構(gòu)簡單動(dòng)作可靠
④ 良好的塑件外殼
⑤ 合模時(shí)的正確定位
8.1脫模力的計(jì)算
注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時(shí)，所需克服的阻力最大，所以選擇此時(shí)作為臨界條件。塑件脫模時(shí)的型芯的受力分析
F=8tESLcosα(f-tanα)/(1-μ)K+0.1A 公式（12）
=8×3.8×2900×0.6×350×cos15(0.45-tan15)÷(1-0.32)+0.1×350×310
=25053kn
8.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
推出機(jī)構(gòu)一般包括推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動(dòng)鑲塊及凹模推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等。
考慮到本塑件的結(jié)構(gòu)形狀，而推管推出機(jī)構(gòu)通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機(jī)構(gòu)易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺,因此確定用推桿推出機(jī)構(gòu)。
推桿推出機(jī)構(gòu)是最常見，而且也是應(yīng)用最為廣泛的。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出形式而定，可設(shè)計(jì)成圓形或矩形等等。其中以圓形最為常用，因?yàn)槭褂脠A形推桿的地方，較容易達(dá)到推桿和模板或型芯上推桿孔的配合精度，另外圓錐形推桿還具有減少運(yùn)動(dòng)阻力、防止卡死現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)，損壞后還便于更換。
8.3推桿位置的設(shè)置
對(duì)于推桿推出機(jī)構(gòu)而言，合理布置推桿的位置是推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的工作之一，它一般從以下幾個(gè)方面去考慮：
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
由于本塑件的圍周緊緊包在型芯上面，此處的脫模力相對(duì)來說比較大，故在塑件的四周應(yīng)均勻布置頂桿，而斜面上的方形孔，因此處的脫模力也比較大，故在每個(gè)角落處也應(yīng)布置一頂桿。由于本塑件的長度較大，故在中間也應(yīng)均勻設(shè)置頂桿，從而使受力平衡，使塑件均勻地推出。
8.4推桿的直徑
推桿在推塑件時(shí)，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，為此只要條件允許，應(yīng)盡可能使用大直徑，由于本塑件的內(nèi)部空間較大，在被塑件包容的地方應(yīng)多設(shè)置推桿,故可以根據(jù)根據(jù)在不同的部位設(shè)置不同直徑的推桿。
8.5.推桿的形狀及固定形式
推桿一般有以下四種形式（見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》圖4-25）：圓形截面推桿、圓形截面階梯形推桿、整體式非圓形截面推桿、插入式非圓形截面推桿。
本次設(shè)計(jì)采用圓形截面頂桿，機(jī)構(gòu)簡單，尾部采用臺(tái)肩的形式，臺(tái)肩的直徑與推桿的直徑約差4~6mm；推桿直徑d與模板上的推桿孔采用H8/f8的間隙配合。
由于推桿的工作端面在合模注射時(shí)是模腔底面的一部分，如果推桿的端面低于型腔低面，則在素件上就會(huì)留下一個(gè)凸臺(tái)，這樣將影響素件的使用，所以，在推桿裝入模具后，設(shè)置其端面與型腔底面平齊。其固定是采取在固定板上開一沉孔用螺紋來固定。而推桿固定端與推桿固定斑采用單邊0.5mm的間隙，因這樣不僅可以降低加工要求，而且能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。
推桿材料選用T10碳素工具鋼，熱處理硬度HRC50~60，工作端配合部分的表面粗糙度。
8.6 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位
為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)能回到原來的位置，所以需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。
推出機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向零件和復(fù)位零件。導(dǎo)向零件由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套所組成，本次設(shè)計(jì)采取推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套相配合的形式，因這樣推板導(dǎo)柱除了起到向作用外，還能支承著動(dòng)模支承板，這樣改善了支承板的受力狀況，提高了支承板的剛性。
復(fù)位零件一般有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位兩種形式，本次設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位形式，圓形截面，設(shè)置四根。位置設(shè)在推桿固定板的四周，這樣可使推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面上平齊。推出機(jī)構(gòu)推出后，復(fù)位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大?。?。合模時(shí)，復(fù)位桿先于動(dòng)模分型面與定模分型面接觸，在動(dòng)模向定模逐漸合攏的過程中，推出機(jī)構(gòu)變被復(fù)位桿頂住，從而與動(dòng)模產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，直至分型面合攏時(shí)，推出機(jī)構(gòu)變回到原來的位置。
第九章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
由于本塑件的側(cè)壁上有兩個(gè)矩形和一個(gè)圓形孔，因此需要設(shè)計(jì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)根據(jù)動(dòng)力來源的不同，有機(jī)動(dòng)、液壓或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類。本塑件采用機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu),它是利用注射機(jī)開模力作為動(dòng)力，通過有關(guān)傳動(dòng)零件使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制件中抽出，合模時(shí)又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位。這類機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不但分型與抽芯不需手工操作，生產(chǎn)率高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作安全可靠、加工制造方便。根據(jù)傳動(dòng)零件的不同，這類機(jī)構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱、彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)選用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。
9.1抽芯距確定與抽芯力計(jì)算
側(cè)向型芯或側(cè)向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距.用s表示,為了安全起見,側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2~3mm，所以我們選取s=6mm，抽芯力的計(jì)算同脫模力計(jì)算相同，一般用如下公式估算：
公式（13）
式中 ——抽芯力（N）
c——側(cè)型芯成型部分的截面平均周長（m）
h——側(cè)型芯成型部分的高度（m）
p——塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)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）×107Pa，模外冷卻的塑件，p=（2.4~3.9）×107Pa
——塑件在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，一般=0.15~0.20
——側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角（o）。
由于
h=3.8mm; p=1×107Pa; =0.2; a=0o
所以：
9.2斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)
斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)型芯塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成抽芯與分型動(dòng)作。斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)主要有與開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱、側(cè)型腔或型芯滑塊、導(dǎo)滑槽、楔緊塊和側(cè)型腔或型芯滑塊定距限位裝置組成。
9.3斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
圖(4 )斜導(dǎo)柱的形狀
斜導(dǎo)柱的形狀如圖(8)所示,其工作端的端部可以設(shè)計(jì)成錐臺(tái)形或半球形。由于半球形車制時(shí)比較困難，所以我們?cè)O(shè)計(jì)成錐臺(tái)形。為了避免端部錐臺(tái)也參與側(cè)抽芯，導(dǎo)致滑塊停留位置不符合原設(shè)計(jì)計(jì)算要求。所以斜角大于斜導(dǎo)柱傾斜角，我們?nèi) Ｐ睂?dǎo)柱的材料選用T10碳素鋼，熱處理硬度HRC=60，表面粗糙度。斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用過渡配合。由于斜導(dǎo)柱在工作過程中主要用來驅(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)性右導(dǎo)滑槽與滑塊之間的配合精度保證。而合模是的最終準(zhǔn)確位置由楔緊塊決定。因此，為了保證運(yùn)動(dòng)的靈活性，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。
9.4 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定
斜導(dǎo)柱軸向與開模方向之間的夾角稱為斜導(dǎo)柱的傾斜角，它是決定斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)工作效果的重要參數(shù)。的大小對(duì)斜導(dǎo)柱的有效工作長度、抽芯距和受力狀況等起著決定性的影響。
由公式： 公式（14）
式中 ——斜導(dǎo)柱的工作長度；
s——抽芯距；
——斜導(dǎo)柱的傾斜角；
H——與抽芯距是對(duì)應(yīng)的開模距。
由以上公式可算得 =15o。
以下圖（8）是斜導(dǎo)柱抽芯時(shí)的受力圖：
圖（4）斜導(dǎo)柱工作長度與抽芯距關(guān)系及受力圖
從圖中可知：公式 （15）
式中 ——側(cè)抽芯時(shí)斜導(dǎo)柱所受的彎曲力；
——側(cè)抽芯時(shí)的脫模力，其大小等于抽芯力；
——側(cè)抽芯時(shí)所需的開模力。
由以上公式可知，a增大，L和H減少，有利于減小模具尺寸，但Fw和Fk增大，影響斜導(dǎo)柱和模具的強(qiáng)度和剛度；反之，a減小，斜導(dǎo)柱和模具受力減小，但要在獲得相同抽芯距的情況下，斜導(dǎo)柱的長度要增大，開模距要變大，因此模具尺寸會(huì)增大。綜合兩方面考慮，在經(jīng)過以上的計(jì)算推導(dǎo)，a取比較理想。
9.5 斜導(dǎo)柱的直徑計(jì)算
斜導(dǎo)柱的直徑主要受彎曲立的影響，由于其計(jì)算比較復(fù)雜,所以采用查表的方法來確定斜導(dǎo)柱的直徑,由上面的計(jì)算知道，F(xiàn)c=238N,a=15o,所以根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表5-20查得最大彎曲力Fw=246N。所以根據(jù)Fw和Hw以及a在表5-21中查得斜導(dǎo)柱的直徑d=16mm.
9.6斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算
由《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》書中公式5-65得，斜導(dǎo)柱的總長為:
公式（16）
式中 ——斜導(dǎo)柱總長度；
——斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑；
h——斜導(dǎo)柱固定板厚度‘
d——斜導(dǎo)柱工作部分直徑；
s——抽芯距。
斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度為：
公式（17）
式中 ——斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長度；
d1——斜導(dǎo)柱固定部分的直徑。
由以上公式可得，在此取斜導(dǎo)柱的長度為160mm。
9.7斜滑塊的設(shè)計(jì)
斜滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)面分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，注射成型時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證。
滑塊的結(jié)構(gòu)可分整體式和組合式。在滑塊上直徑制出側(cè)向型腔的結(jié)構(gòu)稱整體式，分開加工稱組合式。
在本次設(shè)計(jì)中，一個(gè)小孔的側(cè)抽芯，為保證零件外觀美觀、無痕跡，現(xiàn)初主型芯滑塊，然后把兩側(cè)向的小型芯鑲在主型芯滑塊上一起側(cè)向抽芯。
一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過程是在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)型芯大小、形狀和要求不同，有的采取T形槽或燕尾槽，但本設(shè)計(jì)側(cè)抽芯的滑塊和小型芯設(shè)計(jì)在鑲在型腔上的方塊型芯中滑動(dòng)，上下不能移動(dòng)，只有前后滑動(dòng)，因此無需要另加工槽，不過滑塊與型芯槽配合要求較高，為防止配合部分漏料，適當(dāng)提高精度，采用H7/f7，其它部分采用H8/f8間隙配合，配合 表面粗糙度Ra≤0.8μm滑塊材料采用T10，HRC54～58。
9.8 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)
成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過程是在導(dǎo)滑槽中完成的。根據(jù)模具上側(cè)型芯的大小、形狀和要求的不同，以及個(gè)工廠的具體使用情況，滑塊與導(dǎo)滑槽的配合形式也不一樣，一般采用T形槽或燕尾槽導(dǎo)滑。組成導(dǎo)滑槽的零件對(duì)硬度和耐磨性有一定的要求，一般情況下，整體式導(dǎo)滑槽常在動(dòng)模板或定模板上直接加工出來，常用的材料為45鋼。
根據(jù)本塑件的特征，采用T形槽導(dǎo)滑的形式，采取在定模板上直接加工出，選用材料為45鋼，為了便于加工和防止熱處理變形，所以調(diào)質(zhì)至30HRC后在銑削成形。蓋板材料用T10綱，硬度要求HRC>=50.導(dǎo)滑槽與滑塊部分采用H8/f8間隙配合。配合部分的表面要求比較高，表面粗糙度應(yīng)Ra<=0.8。
導(dǎo)滑槽與滑塊還要保持一定的配合長度，因?yàn)榛瑝K完成抽撥動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)全部或有部分的長度留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，滑塊的滑動(dòng)配合長度要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的 長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長度的2/3。否則，滑塊開始復(fù)位時(shí)容易偏斜，甚至損壞模具。
9.9楔緊塊設(shè)計(jì)
在注射成型過程中，側(cè)向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，這個(gè)力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長桿件，受力后容易變形，導(dǎo)致滑塊后移，因此本設(shè)計(jì)中須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。為了保證斜面在合模時(shí)壓緊滑塊，而在開模時(shí)又能迅速脫離滑塊，以避免楔緊塊影響斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊的驅(qū)動(dòng)，因此常取楔緊角α′=α+2o～3o 取α′=18o
由于滑塊所承受的側(cè)向壓力比較大，所以楔緊塊用H7/m6配合整體鑲?cè)肽０逯小?
9.10滑塊定位裝置設(shè)計(jì)
滑塊定位裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛脫離斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動(dòng)，以避免合模時(shí)斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地插進(jìn)滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，造成模具損壞。由于前面選取的抽芯形式為斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，故本次設(shè)計(jì)采用彈簧拉桿擋塊式定位裝置。它是依靠彈簧的彈力使滑塊停留在限位擋塊處，適合與任何方向上的抽芯動(dòng)作，尤其用于向上方向的抽芯。
第十章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)除了有定位和導(dǎo)向作用外，還要承受一定的側(cè)向壓力。塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單面?zhèn)葔毫Γ蛘哂捎诔尚驮O(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)向壓力，從而保證模具的正常工作。導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式可采用帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，導(dǎo)柱導(dǎo)面部分長度比凸模端面高出8～12㎜，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)柱材料采用T10，HRC50～55，導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8μm，導(dǎo)向部分Ra為0.8～0.4μm，本設(shè)計(jì)采用四根導(dǎo)柱，固定端與模板間采用H7/m6過渡配合，導(dǎo)向部分采用H7/f7間隙配合。
導(dǎo)柱既可以設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，也可以設(shè)置在定模一側(cè)，應(yīng)根據(jù)模具結(jié)構(gòu)來確定。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，由于型芯在定模部分高出分型面較多，所以導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)比較好，這樣更有利于動(dòng)定模之間的導(dǎo)向。
導(dǎo)套采用T10A，Ⅱ型導(dǎo)套，采用H7/m6配合鑲?cè)肽０?。根?jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱的直徑為Φ40。
第十一章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
無論什么塑料進(jìn)行注射成型，均有一個(gè)比較適宜的模具溫度范圍，在此模具溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿型腔，塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量較高。為了使模溫控制在一理想的范圍內(nèi)，現(xiàn)設(shè)計(jì)一模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于本次設(shè)計(jì)的塑料ABS黏度和流動(dòng)性一般，模溫為50～80℃，故無須設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)，只需設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)以確保合理的模溫。常用的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用的是水冷卻，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
11.1冷卻的計(jì)算
在單位時(shí)間內(nèi)所需排除的總熱量可近似由下面公式計(jì)算：
Q = nmΔh/60 公式（