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摘 要
本論文以遙控器后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，詳細(xì)介紹了注塑模具設(shè)計(jì)的一般流程，其中的設(shè)計(jì)內(nèi)容有零件的工藝性編制：塑件的工藝性分析、塑件的體積和質(zhì)量計(jì)算及注射機(jī)參數(shù)的確定；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：分型面選擇、型腔數(shù)確定、型腔的排列方式、澆口設(shè)計(jì)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出及復(fù)位機(jī)構(gòu)方式確定；型芯、型腔尺寸計(jì)算；模具加熱和冷卻系統(tǒng)計(jì)算；模具閉合高度確定；注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核；如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠。最后對(duì)模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核。并用AutoCad繪制了一套模具裝配圖和零件圖。
關(guān)鍵詞：遙控器后蓋；側(cè)抽芯；工藝分析
ABSTRACT
In this paper with the remote control back cover injection mold design as the main content, the general flow of injection mould design was introduced in detail, including the design of the manufacturability of the parts content: the volume of the manufacturability analysis of plastic parts, plastic parts and confirmed the parameters calculation and injection machine quality; Structure design, selection of parting surface, cavity number, cavity arrangement, the gate design, side parting core-pulling mechanism design, launch and reset institutions to determine; Core and cavity size calculation; Calculating mould heating and cooling system; Die closed height determine; Injection machine related parameters of checking; Such a structure are designed, which can ensure the mold work using reliable. The final match of the mould structure and injection machine for checking. Using AutoCad draw a set of mold assembly drawing and part drawing.
Keywords: remote control back cover; Side core-pulling. Technology analysis
目錄
摘 要 I
ABSTRACT III
前言 1
第一章 零件工藝分析 5
1.2塑件的結(jié)構(gòu)、表面質(zhì)量和尺寸精度分析 7
1.2.1結(jié)構(gòu)分析 7
1.2.2表面質(zhì)量分析 7
1.2.3表面質(zhì)量分析 8
第二章 注塑機(jī)的確定 9
2.1確定型腔數(shù)目和排列方式 9
2.2確定分型面 10
2.3 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量 10
2.4選擇注塑機(jī) 11
第三章CAE模流分析數(shù)據(jù)的建立 13
1. 網(wǎng)格劃分與統(tǒng)計(jì) 13
2. 縱橫比診斷及修復(fù) 13
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
4.1主流道的設(shè)計(jì) 16
4.2分流道設(shè)計(jì) 17
4.3澆口的設(shè)計(jì) 18
4.4拉料桿和冷料穴的設(shè)計(jì) 20
第五章 推出機(jī)構(gòu)與復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23
5.1?推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 23
5.2推出力的計(jì)算 23
5.3復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
第六章成型零件的設(shè)計(jì) 25
6.1 成型零件的設(shè)計(jì)依據(jù) 25
6.2 主要成型零件的尺寸計(jì)算 25
第七章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29
7.1?冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 29
7.2 冷卻時(shí)間的確定 30
第八章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31
第九章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
9.1抽芯距S抽 33
9.2 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 33
9.3滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 34
9.3.1滑塊設(shè)計(jì) 34
9.3.2導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 34
9.3.3滑塊與滑槽的材料 35
VII
9.3.4滑塊的定位裝置 35
9.3.5楔緊塊的設(shè)計(jì) 36
第十章 模架的選擇 37
10.1 型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 37
10.2選用標(biāo)準(zhǔn)模架 37
第十一章 注塑機(jī)的校核 39
11.1注射壓力的校核 39
11.2注射量的校核 39
11.3鎖模力校核 39
11.4模具厚度的校核 40
11.5開模行程的校核 40
11.6模具安裝尺寸校核 40
第十二章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 41
第十三章 總裝配 43
總結(jié) 45
致謝 47
參考文獻(xiàn) 49
VI
前言
大學(xué)四年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)模具知識(shí)及掌握的技能綜合運(yùn)用和體驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)張，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)的課程學(xué)習(xí)、同時(shí)也要學(xué)會(huì)應(yīng)用。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，不但鞏固機(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(shí)，而且對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的了解，大道了學(xué)習(xí)的目地。在老師的幫助和講解下，明確了模具一般的工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了相關(guān)的手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
1.模具在加工工業(yè)中的地位
模具行業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，它的技術(shù)水平很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量市場的競爭能力。我國技術(shù)人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國模具水平有了較大的提高，大型，復(fù)雜，精密，高效和長壽命模具又上了新臺(tái)階。
塑料模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的工具。塑料模具對(duì)塑料制品的質(zhì)量和操作難易程度都有相當(dāng)?shù)挠绊懀虼艘笤谏a(chǎn)度，外觀，物理性能等各方面都滿足使用要求并要求其效率高，操作簡便，結(jié)構(gòu)合理，制造容易，成本低廉?，F(xiàn)代塑料制品中合理的加工工藝，高效的設(shè)備，先進(jìn)的模具，是必不可少的三項(xiàng)重要因素。尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求，制件使用要求和造型設(shè)計(jì)起著十分重要的作用。因此，對(duì)塑料模具生產(chǎn)也提出了越來越高的要求，從而促使模具生產(chǎn)的向前發(fā)展。
2.模具的發(fā)展趨勢
外同模具工業(yè)是我過國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新技術(shù)不斷取得新的進(jìn)展和突破，市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種，小批量，高質(zhì)量，低成本的方向發(fā)展，于是對(duì)制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備，模具的要求必然會(huì)越來越苛刻，模具必然會(huì)有如下發(fā)展趨勢：
（1）模具CAD/CAM/CAE技術(shù)將日益深入人心并發(fā)揮越來越重要的作用。
（2）模具的精度將越來越高，并且趨大型化，現(xiàn)在模具精度已達(dá)2——3毫米，不久1毫米精度的模具將上市。另一方面，由于模具成型零件日益大型化以及由于高效率要求而發(fā)展的一模多腔，勢必要求模具歲之大型化。
（3）隨著熱流道技術(shù)的推廣應(yīng)用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高，由于熱流道模具技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件材料，因此，熱流道技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)發(fā)展的很快，比例將逐漸提高。
（4）隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)和發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具也隨之發(fā)展，氣輔注射成型技術(shù)能改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量，具有注射壓力小，制件變形小，節(jié)約材料，提高制件生產(chǎn)率，從而大幅度降低成本等優(yōu)點(diǎn)，而高壓注射成型可減小樹脂收縮率，增大塑件尺寸的穩(wěn)定性，提高其精度。
（5）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的前景十分廣闊，突出的表現(xiàn)在快速成型（RP）快速模造（RT）上。
（6）模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛，模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。
（7）高性能的模具鋼的用量也將以較快的速度增長，由于對(duì)模具鋼的要求越來越高，迫切需要研制出高強(qiáng)度，高硬度，高耐磨性愜意加工，熱處理變形小，導(dǎo)熱性能優(yōu)良的制模材料，并廣泛的投入運(yùn)用。
（8）隨著以塑料鋼的進(jìn)一步發(fā)展，塑料模比例將不斷提高，發(fā)展速度也將高于沖模，對(duì)模具的要求也將越來越高，高檔模具在市場上的分額也逐步擴(kuò)大。
3.我國模具的發(fā)展?fàn)顩r
我國注塑模具行業(yè)技術(shù)水平與國外先進(jìn)國家的技術(shù)水平還相差甚遠(yuǎn)。注塑模具的研究非常重要，它不僅可以使我們工業(yè)上制造更精密復(fù)雜的裝配原件而且可以快速廉價(jià)的加工出各種我們生活中需要的產(chǎn)品。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。所以我們要深入研究注塑模具工業(yè)技術(shù)，以此來振興和發(fā)展我國的注塑模具工業(yè)?。?
??整體看來，中國塑料模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面有了很大的進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些抵擋模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。?
塑料模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面
（1）集成化?
自從20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)已成為制造工業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要發(fā)展方向。利用CIM技術(shù)建立的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）將制造工廠的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造和經(jīng)營管理等各項(xiàng)活動(dòng)集成起來，其目的是在計(jì)算機(jī)輔助下，利用最小的制造和管理資源，最優(yōu)地實(shí)現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，獲得最大的總體效益。CIM的核心技術(shù)是集成，包括物理集成、信息集成和功能集成等方面的內(nèi)容，其中信息集成是實(shí)現(xiàn)CIM的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
（2）微型化??
CAD/CAM正轉(zhuǎn)向采用超級(jí)微型計(jì)算機(jī)。32位超級(jí)微型計(jì)算機(jī)在單機(jī)功能上將達(dá)到小型機(jī)和中型機(jī)的水平，多CPU并行處理時(shí)的功能將達(dá)到大型機(jī)的水平。以超級(jí)微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的CAD/CAM系統(tǒng)不斷增多，功能也在不斷擴(kuò)大，性能已日趨成熟，并已開始廣泛應(yīng)用
（3）網(wǎng)絡(luò)化??
微型計(jì)算機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)發(fā)展的一條主要途徑是網(wǎng)絡(luò)化。由于微型機(jī)價(jià)格低廉，功能較強(qiáng)，可將多臺(tái)微機(jī)工作站連成分布式CAD/CAM系統(tǒng)。
（4）智能化?
人工智能技術(shù)是通向設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要途徑。近年來，人工智能的應(yīng)用主要集中在引入知識(shí)工程，發(fā)展專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的發(fā)展可擴(kuò)大CAD/CAM的功能，有利于創(chuàng)造更高級(jí)的CAD/CAM系統(tǒng)。?
（5）最優(yōu)化?
產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝過程的最優(yōu)化始終是人們追求的目標(biāo)，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造的模具可靠性較差。利用有限元和邊界元等方法分析塑性成形過程及模擬材料的流動(dòng)，從而可以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的模具是否可以制造出合乎質(zhì)量要求的產(chǎn)品。用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果，排除不可行方案，有助于獲得較佳的設(shè)計(jì)，提高模具的可靠性。?
（6）新型化?
用于CAD/CAM的新型外部設(shè)備將不斷問世。作為計(jì)算機(jī)外部存儲(chǔ)器的磁盤將被存儲(chǔ)密度為其幾百倍甚至于幾千倍的光盤所代替。?
（7）綜合可視化?
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技木，多媒體技術(shù)及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過程的仿真，采用多種介質(zhì)來存儲(chǔ)。
料制品具有原料來源豐富，價(jià)格低廉,性能優(yōu)良等特點(diǎn)。它在電腦、手機(jī)、汽車、電機(jī)、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(yīng)用極其廣泛。注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應(yīng)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。
本產(chǎn)品是日常應(yīng)用的遙控器后蓋，實(shí)用性強(qiáng)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)為大批量生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)能夠自動(dòng)脫模。此外塑件外形尺寸較大，考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用，模具的型腔選擇一模兩腔結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)采用潛伏式澆口成形，則能保證塑件外表無可見熔合縫，推出形式為推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。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(jì)中也進(jìn)了設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)查閱了大量的專業(yè)資料和書籍，豐富了設(shè)計(jì)過程
本次設(shè)計(jì)中得到了王鵬程老師的指點(diǎn)。同時(shí)也非常感謝王老師的精心教誨。由于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和理論技術(shù)有限，設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤和不足之處在所難免，希望各位老師批評(píng)指正。
第一章 零件工藝分析
產(chǎn)品圖：
名稱：遙控器后蓋
材料：ABS；
壁厚：1.5mm；
材料收縮率：0.5%；
表面：光潔無毛刺、無縮痕；
模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：一模兩腔，合理布置；成型零件收縮率：0.5%；模具能夠?qū)崿F(xiàn)制件全自動(dòng)脫模方式要求；
塑件尺寸如圖1.1所示
圖1.1塑件結(jié)構(gòu)圖
1.1 塑料的分析
? ABS是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的工程塑料。ABS是不透明非結(jié)晶型聚合物，無毒。無味，密度為1.02~1.05g/cm3?。ABS具有突出的力學(xué)性能，堅(jiān)固、堅(jiān)韌、堅(jiān)硬；具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能；具有較好的尺寸穩(wěn)定性，易于成型和機(jī)械加工，成型塑件表面有較好的光澤，經(jīng)過調(diào)色可配成任顏色，表面可鍍鉻。其缺點(diǎn)是耐熱性差，連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度為93℃左右，但熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高；耐候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。ABS可采用注射、擠出、壓延、吹塑‘真空成型、電鍍、焊接及表面涂飾等多種成型加工方法。????
ABS成型性能如下：?
1易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理，表面光澤要求高的塑件應(yīng)長時(shí)間預(yù)熱干燥。?
2流動(dòng)性中等，溢邊值為0.04㎜左右。??
3壁厚和熔料溫度對(duì)收縮率影響極小，塑件尺寸精度高。?（4）?比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。?
5表觀黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式。?
6頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面會(huì)留下白色痕跡，脫模斜度宜取2°以上。?
7易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。?
8宜采用高料溫、高模溫、高注射壓力成型。在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50～60℃；而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在60～80℃。
ABS塑料廣泛用于制造汽車內(nèi)飾件、電器外殼、手機(jī)、電話機(jī)殼、儀表盤、容器等，也可生產(chǎn)板料、管料等產(chǎn)品。?
以下是其注塑成型條件：?
料筒溫度：180～260℃?
注塑壓力：49～196Mpa?
模具溫度：50～70℃?
比重:1.05克/立方厘米?
成型收縮率：0.003～0.008?
性質(zhì)如下：?
密度：1.02～1.07（g/cm3）?
拉伸強(qiáng)度：3234～5782?/Pa×104
拉伸彈性模量：1568～2940?/?Pa×105
沖擊韌性：300～4700?/（N·m/cm2）
透明度：半透明?
1.2塑件的結(jié)構(gòu)、表面質(zhì)量和尺寸精度分析
1.2.1結(jié)構(gòu)分析
運(yùn)用UG軟件對(duì)塑件進(jìn)行三維實(shí)體建模，來生成直觀的實(shí)體模型。?
其三維實(shí)體建模設(shè)計(jì)操作流程為：運(yùn)用拉伸、求差、求和等命令初步建立塑件模型→運(yùn)用倒圓角命令創(chuàng)建殼體的圓角特征→運(yùn)用收縮命令對(duì)塑件按比例收縮。其三維實(shí)體模型如下圖1.2所示：
圖1.2三維實(shí)體模型圖
該塑件的結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，圓角特征較多，內(nèi)測有四個(gè)凸出臺(tái)階，內(nèi)為通孔，外側(cè)有四個(gè)凸出圓孔，側(cè)邊有個(gè)方形側(cè)孔，分型面設(shè)定比較簡單。壁厚比較均勻。
1.2.2表面質(zhì)量分析
該塑件的表面除要求無縮痕缺陷﹑毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒有什么特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。?
綜上分析可以看出,注塑時(shí)在工藝控制得較好的情況下,零件的成型要求可以得到保證。
1.2.3表面質(zhì)量分析
該塑件重要尺寸，如需與其他零件相配合，尺寸精度取一般精度，查表得ABS標(biāo)注公差尺寸的一般精度為MT3級(jí)（GB/T14486—1993）。其他次要尺寸的精度等級(jí)定為MT5級(jí)（GB/T14486—1993）。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)尺寸加工可以得到保證。?
制件尺寸選用尺寸精度MT4級(jí)（GB/T14486—1993）,零件的尺寸精度中等，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以得到保證。
第二章 注塑機(jī)的確定
2.1確定型腔數(shù)目和排列方式
注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素：
1產(chǎn)品的尺寸及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性
2塑件的尺寸精度—型腔越多，精度也相對(duì)降低。這不僅由于型腔加工精度產(chǎn)差，也由于熔體在模具內(nèi)流動(dòng)不均所致。
3制造難度—多腔模比單腔模的難度大。
4制造成本—多腔模高于單腔模，但不是簡單的倍數(shù)關(guān)系。從塑單件成本中所占的費(fèi)用比例來看比單腔模低。
5注塑成型的生產(chǎn)效益。從表面上看，多腔模比單腔模高的多，單多腔模所使用的注射極大，每一注射循環(huán)期長而維持費(fèi)用高
考慮到該塑件是一般常用制品經(jīng)濟(jì)精度推薦MT5級(jí)。塑件形狀較簡單、體積較大、生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使用多型腔注射模具?？紤]到塑件需抽芯，所以模具采用一模兩腔。這樣模具結(jié)構(gòu)尺寸適中，制造加工方便，生產(chǎn)效率高塑件成本低。采用圖2.1的排列方式。
圖2.1行腔排列方式
2.2確定分型面
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、嵌件位置形狀以及推出方法、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)原則：
1．分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
2．為了便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。
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．分型面的選擇應(yīng)便于模具加工制造。
6．分型面對(duì)成型面積的影響。
7．分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。
8．分型面對(duì)側(cè)向抽芯的影響。
本塑件的分型面位置如圖2.2所示：
圖2.2分型面示意圖
圖2.2所示的分型面選擇在塑件的最大分型面上，塑件外表面光滑，同時(shí)外側(cè)抽型容易，而且塑件脫模方便。如果分型面選擇在其他位置，會(huì)在分型面處留下痕跡，則會(huì)影響塑件表面的質(zhì)量，同時(shí)會(huì)使側(cè)向抽芯困難。
2.3 計(jì)算塑件體積和質(zhì)量?
該產(chǎn)品材料為ABS塑料，其密度為1.02～1.07（g/cmm3），收縮率為0.003～0.008，計(jì)算其平均密度為1.04（g/cm3）；平均收縮率為0.005。?
計(jì)算塑件體積：?
使用UG軟件對(duì)塑件三維模型進(jìn)行分析，如圖2.3
圖2.3測得塑件體積圖
得塑件體積約為V=15.232 cm3,
由于采用一模兩腔，所以塑件體積為15.232×2=30.464 cm3、
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初略定為澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為總質(zhì)量的20%，所以塑件和澆注系統(tǒng)的總體積為: V件=1.2×30.464=43.7568cm3
計(jì)算塑件質(zhì)量：由公式M= V×ρ=1.04×43.7568=45.507g
2.4選擇注塑機(jī)
因?yàn)樗芗w積較大，所以根據(jù)計(jì)算及原材料的注射成型參數(shù)初選注塑機(jī)為XS-Z-125，?參數(shù)如下表2.1：?
表2.1 注塑機(jī)參數(shù)
型 號(hào)
XS-Z-125
額定注射量
125
柱塞直徑/mm
42
注射壓力/Mpa
120
注射行程/mm
115
注射方式
螺桿式
鎖模力/KN
900
最大成型面積/ cm3
320
模板最大行程/mm
300
模具最大厚度/mm
300
模具最小厚度/mm
200
噴嘴圓弧半徑/mm
12
噴嘴孔直徑/mm
4
頂出形式
中心設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出
動(dòng)定模固定板尺寸mm×mm
428×458
拉桿空間/mm
260×290
合模方式
液壓-機(jī)械
液壓泵流量L/lim
100，12
液壓泵壓力Mpa
6.5
電動(dòng)機(jī)功率/KW
11
加熱功率/KW
5
機(jī)器外形尺寸
3340×750×1550
第三章CAE模流分析數(shù)據(jù)的建立
將UG中建立的工程文件的三維模型數(shù)據(jù)以IGES格式導(dǎo)入到項(xiàng)目中，劃分網(wǎng)格后得 如圖3.1：
圖3.1網(wǎng)格劃分后所得圖
1. 網(wǎng)格劃分與統(tǒng)計(jì)
本制品由于具有薄壁特征，同時(shí)又具有一定的細(xì)微局部結(jié)構(gòu)特征，適合采用雙面流網(wǎng)格（fusion網(wǎng)格）來進(jìn)行網(wǎng)格劃分，
網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果看出，所劃分出的網(wǎng)格有一定的缺陷，如縱橫比過大的問題，需要應(yīng)用網(wǎng)格工具來進(jìn)一步診斷并修復(fù)。
2. 縱橫比診斷及修復(fù)
（1）縱橫比診斷
在Mesh菜單中有許多命令可用來檢查網(wǎng)格模型的質(zhì)量，包括Mesh Statistics（網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)）報(bào)告和其它檢查并顯示網(wǎng)格問題的命令。如：縱橫比檢查、單元重疊及相交檢查、取向檢查、連續(xù)性檢查、自由邊檢查、厚度檢查、重復(fù)次數(shù)和表面網(wǎng)格匹配檢查等。
（2）縱橫比修復(fù)
Mesh菜單下有一個(gè)叫Mesh Tools（網(wǎng)格修復(fù)工具）的工具集，這是一個(gè)包含一系列網(wǎng)格修復(fù)工具的對(duì)話框，包括：自動(dòng)修復(fù)（Auto Repair）、修復(fù)縱橫比（Fix Aspect Ratio）、自動(dòng)合并（Global Merge）、合并節(jié)點(diǎn)（Merge Nodes）、置換對(duì)角邊（Swap Edge）、匹配節(jié)點(diǎn)（Match Node）、局部重劃網(wǎng)格（Remesh Area）、插入節(jié)點(diǎn)（Insert Nodes）、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（Move Nodes）、對(duì)齊節(jié)點(diǎn)（Align Nodes）、調(diào)整單元取向（Orient Elements）、填充孔（Fill Hole）、創(chuàng)建邊界（Create Regions）、光順節(jié)點(diǎn)（Smooth Nodes）、創(chuàng)建柱體單元（Create Beams）、創(chuàng)建三角單元（Create Triangles）、刪除實(shí)體（Delete Entities）和清理多余節(jié)點(diǎn)（Purge Nodes）等。如下圖3.2：
圖3.2 網(wǎng)格修復(fù)后統(tǒng)計(jì)圖
從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，網(wǎng)格質(zhì)量已基本滿足分析要求。
第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機(jī)噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。
1．主澆道：主澆道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸開始，到分澆道支線為止的一段料流通道。它起始將熔體從噴嘴引入模具的作用，其尺寸的大小直接影響熔體的流動(dòng)速度和填充時(shí)間。
2．分澆道：分澆道是主澆道與型腔進(jìn)料口之間的一段流道，主要起分流和轉(zhuǎn)向作用，即使熔體由主澆道分流到各個(gè)型腔的過渡通道，也是澆注系統(tǒng)的斷面變化和熔體流動(dòng)轉(zhuǎn)向的過渡通道。此次塑件無分流道。
3．澆口：澆口是指料流進(jìn)入行腔前最狹窄的部分，也是澆注系統(tǒng)中最短的一段，其尺寸狹小且短，目的是使料流進(jìn)入行腔前加速，便于充滿行腔，且有利于封閉行腔口，防止熔體倒流。另外也便于成型后冷料與塑件分離。
4．冷料穴：在每個(gè)注射成型周期開始，最前端的料接觸低溫模具后會(huì)降溫變硬被稱之為冷料，為防止此冷料堵塞澆口或影響制件的質(zhì)量，而設(shè)置的料穴，其作用就是儲(chǔ)藏冷料。冷料穴一般設(shè)在主澆道的末端，有時(shí)在分流道的末端也增設(shè)冷料穴。
在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則：
1．?型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。?
2．?型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。?
3．?系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。?
4．?對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，
及分流道盡可能平衡布置。?
5．?滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。
6．?澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。
? 由于本次設(shè)計(jì)采用的是一模兩件的方案，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)必須考慮到主流道、分流道、冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)。?
4.1主流道的設(shè)計(jì)
主流道襯套選擇標(biāo)準(zhǔn)件 如圖4.1：
圖4.1主流道襯套
主流道為圓錐體，錐度為2～4°，對(duì)于粘度較大的熔體可以增大到6。由于ABS塑料流動(dòng)性稍差，所以主流道錐度為2°。?
主流道小端直徑應(yīng)比注塑機(jī)噴嘴的直徑約大0.5-1mm，型號(hào)為XS-Z-125注塑機(jī)的噴嘴直徑為：d=4mm。根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)》的公式：D1=d+(0.5～1)mm
可知：D1=d+(0.5～1)=4mm+(0.5～1)mm=4.5mm～5mm，
取D1=4.5mm。?
主流道球半徑R1=噴嘴凸球半徑R+(1-2)mm=12mm+(1-2)mm=13mm-14
Mm,取R1=14mm
由于塑件較大，主流道的長度不能太小，故取主流道長度L=70mm?。
主流道大端直徑D2=D1+2Ltan（α/2）=2+2*70*tan1/2≈6mm 。?
主流道如下圖4.2所示：
圖4.2主流道示意圖
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度取4°，內(nèi)壁表面粗糙度Ra值取0.4um。主流道襯套采用可拆卸更換的澆口套，澆口套為推薦尺寸的常用澆口套，為了能與注射機(jī)的定位部分配合，采用外加定位圈的方式，這樣不僅減小了澆口套的總體尺寸，還避免了澆口套在使用中磨損。襯套材料采用T10A，熱處理淬火后表面硬度為50-55HRC。
4.2分流道設(shè)計(jì)?
由于分流道可將高溫高壓的塑料熔體流向從主流道轉(zhuǎn)換到模腔，所以，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要求熔體通過分流道時(shí)的溫度下降和壓力損失都應(yīng)盡可能小，而且還要求分流道能平穩(wěn)均衡地將熔體分配到各個(gè)模腔。分流道截面形狀可以是圓形、U型、半圓型、梯形和矩形。在分流道設(shè)計(jì)中既要減少熔體流動(dòng)的壓力損失；又要流道的截面積小，以減少熔體的傳熱損失。因此，常用流道的截面積與周長之比來表示流道的效率。該值越大，表示流道的效率越高。?
本次分流道截面形狀選為圓形，圓形截面的比表面積最小，但是需要開設(shè)在分型面的兩側(cè)，制造時(shí)一定要注意模板兩側(cè)對(duì)中吻合。
要確定圓形截面尺寸，分流道截面尺寸視塑料品種，塑件尺寸，成型工藝條件以及流道的長度等因素來確定。由于塑件尺寸較小，但是充填形狀較復(fù)雜，設(shè)計(jì)半徑為2mm的圓形分流道。
分流道的長度因盡可能的短，且彎折少，以便減少壓力和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。根據(jù)分流道長度的設(shè)計(jì)參數(shù)尺寸，L1=6—10mm，取8mm，L2=3—6mm，取3mm。
分流道在分型面上的布置形式常用有平衡式和非平衡式兩種。分流道的布置因遵循兩個(gè)原則，一是排列因盡量緊湊，二是盡量使流程短，對(duì)稱布置，使脹模力的中心與注射機(jī)鎖模力的中心一致。本模具為對(duì)稱式平衡布局。
分流道的表面粗糙度值不要太低，一般去Ra1.6um。
4.3澆口的設(shè)計(jì)
澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：?
1．型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。?
2．易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。?
利用模流分析軟件對(duì)塑件進(jìn)行模仿CAE的注塑之后得出最佳進(jìn)澆點(diǎn)，如下圖4.3所示：
圖4.3 澆口位置設(shè)置
對(duì)所采用澆口方案進(jìn)行快速充填分析，部分分析結(jié)果如下：
充填時(shí)間分析結(jié)果 如圖4.4
圖4.4 充填時(shí)間分析結(jié)果
為了保證塑件的表面質(zhì)量，避免明顯的接觸點(diǎn)，所以選擇潛伏式澆口。潛伏式澆口又稱剪切澆口，由點(diǎn)澆口變異而來。這種澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處，塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡影響塑件的表面質(zhì)量及美觀效果，本副模具的澆口開設(shè)在型腔的內(nèi)表面 。
潛伏式澆口一般是圓形截面，澆口直徑=0.5—1.5mm，最大不超過2mm，取1.25mm。澆口的長度取5.42mm。
澆口的直徑也可以根據(jù)下面的公式（1）計(jì)算：
式（1）
式中 ：d—澆口直徑 mm
N C—經(jīng)驗(yàn)參數(shù)
A—制體的總面積mm2
潛伏式澆口錐角β取10°—25°,取23°，傾角α=45°—60°，取40°。
其結(jié)構(gòu)尺寸見下圖4.5：
圖4.5潛伏式澆口尺寸圖
4.4拉料桿和冷料穴的設(shè)計(jì)?
為了使主流道凝料能順利從主流道襯套中脫出，需要設(shè)計(jì)拉料桿和冷料穴。冷料穴的作用是存放料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而形成冷接縫；此外，在開模時(shí)又能將主流道凝料從定模板中拉出。拉料桿采用Z形拉料桿，直徑為7mm。拉料桿固定在推桿固定板上，開模時(shí)隨著動(dòng)、定模分開，將主流道凝料從主流道襯套中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。具體尺寸如下圖4.6所示：
圖4.6拉料桿
1．主流道凝料體積?
? （S上+S下）×h/2=(3.14×2.252+3.14×3.52)×70/2=1902.6mm3?
2．分流道凝料體積?
? S底×h+V球 =（3.14×4×20+4/3×3.14×23）×2=569.4mm3?
3．澆口凝料體積?
（S上+S下）×h/2=(3.14×1.52+3.14×0.82)×10/2×2=90.746mm3
4．冷料穴體積?
5.86×3.14×22-(4/3×3.14×2 3)/2≈40mm3?
5．澆注系統(tǒng)凝料體積?
1902.6+569.4+90.746+40=3503.47mm3≈2602.746mm3?
第五章 推出機(jī)構(gòu)與復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
從模具中推出塑件及澆注系統(tǒng)凝料的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)，其基本機(jī)構(gòu)包括推桿、?推桿固定板、推板導(dǎo)套、推板導(dǎo)柱、推板、支承釘和復(fù)位桿組成。事實(shí)上，脫模機(jī)構(gòu)的分類因成型塑件的形狀、復(fù)雜程度以及注射機(jī)推出機(jī)構(gòu)形式的不同而異，如按推出零件的類別對(duì)機(jī)構(gòu)分類，可以分為推桿推出、推管推出、推件板推出、推塊推出和多元件聯(lián)合推出等；如按機(jī)構(gòu)的推出動(dòng)作特點(diǎn)來分類，可以分為簡單脫模推出、二次推出、順序推出、雙脫模推出、定模推出以及帶螺紋制品的脫模機(jī)構(gòu)等不同類型；另外還可以按推出動(dòng)作的動(dòng)力源，可以分為手動(dòng)脫模、機(jī)動(dòng)脫模、液壓和氣壓推出等不同類型。?
5.1?推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則?
1．推出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要準(zhǔn)確，可靠，靈活，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服托模阻力。?
2．保證在推出過程中塑件不變性，這是對(duì)推出機(jī)構(gòu)的最基本的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)要正確估計(jì)塑件對(duì)模具粘附力的大小和所在位置，合理的設(shè)計(jì)推出部位，使推出力能均勻合理的分布，要讓塑件能平穩(wěn)的從模具中脫出而不會(huì)產(chǎn)生變型。?
3．推出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯，且定出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被破壞。?
4．推出力應(yīng)作用在不易使塑件產(chǎn)生變形的位置，如加強(qiáng)筋，凸緣，厚壁處等。應(yīng)盡量避免使頂出力作用在塑件的平面位置上。?
5．若推出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位出凹進(jìn)塑件0.1mm左右，而頂出桿端面則應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件表面會(huì)出現(xiàn)凸起，影響基準(zhǔn)面的平整和外觀。
5.2推出力的計(jì)算
塑件注射成型后，塑件在模內(nèi)冷卻成型，由于體積收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)其從模具中推出時(shí)，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。
推件力
式（2）
A——塑件包絡(luò)形型的面積;
P——塑件對(duì)型芯單位面積上的包緊力，p取0.8×10～1.2×10Pa;
——脫模斜度1°；
q——大氣壓力0.09Mpa；
——塑件對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；
A——制件垂直于脫模方向的投影面積。
A≈9695mm A≈ 6464mm F=9888.96N
根據(jù)上述原則及本零件的形狀，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)：推桿脫模機(jī)構(gòu)是典型的簡單脫模機(jī)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易且維修方便。它是由推桿，推桿固定板，推桿墊板，支承釘和復(fù)位桿所組成。在動(dòng)模一邊施加一次頂出力，就可實(shí)現(xiàn)塑件脫模的機(jī)構(gòu)稱為簡單脫模機(jī)構(gòu)。這是一種最簡單的脫模機(jī)構(gòu)，這些推桿一般只起頂出作用。推桿多用T8A或T10A材料頭部淬火，整體滲氮處理硬度達(dá)50HRC以上，表面粗糙度Ra值取0.8。和頂桿孔成H7/f8配合。推桿如下圖5.1所示：
圖5.1推桿示意圖
5.3復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
推桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進(jìn)行下一循環(huán)工作。此模具利用彈簧復(fù)位，將彈簧套在推桿上進(jìn)行固定，如下圖5.2所示。
圖5.2復(fù)位機(jī)構(gòu)示意圖
第六章成型零件的設(shè)計(jì)
6.1 成型零件的設(shè)計(jì)依據(jù)
模具中決定塑件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)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(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。
設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。
考慮到加工效率、拆裝方便等因素，采用組合式凸凹模結(jié)構(gòu)，容易保證形狀和尺寸精度。
6.2 主要成型零件的尺寸計(jì)算
模具的成型尺寸是指型腔上直接用來成型塑件部位的尺寸，主要有型芯和型腔的徑向尺寸，型芯和型腔的深度和高度尺寸，中心距尺寸等。在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來確定成型零件的相應(yīng)的尺寸和精度等級(jí)，給出正確的公差值。該制件的未注公差尺寸精度要求不高，故ABS的塑件未注公差等級(jí)為MT5。
體 積：V＝15.232 cm 密 度：t＝1.04g/cm
塑件質(zhì)量：m＝15.232×1.04＝15.841g
根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量和尺寸精度要求采用一模兩腔。
型腔工作部位尺寸：
1.型腔尺寸公式：
式（1）
2.型芯尺寸公式：
式（2）
3.中心距尺寸：
式（3）
——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）；
——塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）；
h——塑件內(nèi)型高度基本尺寸的最小尺寸（mm）；
——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；
S——塑件平均收縮率
Δ——塑件制品的公差
δ——成型零件的制造公差,?。?）Δ。
取 S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%、δ=
型芯、型腔尺寸計(jì)算如下表6.1所示：
表6.1型芯、型腔尺寸
零 件名 稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
零件尺寸
型 腔徑 向尺 寸
型腔深度尺 寸
零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
零 件 尺 寸
型芯徑向尺寸
型芯深度尺寸
中心距尺寸
96
31
第七章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
模具成型過程中，模具溫度會(huì)直接影響到塑料熔體的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。模具溫度過高，成型收縮大，脫模后塑件變形大，并且還容易造成溢料和粘膜；模具溫度過低，則熔體流動(dòng)性差，塑料輪廓不清晰，表面會(huì)產(chǎn)生明顯的銀絲或流紋等缺陷；當(dāng)模具溫度不均勻時(shí)，型芯和型腔溫差過大，塑料收縮不均勻，導(dǎo)致塑料翹曲變形，會(huì)影響塑件的形狀和尺寸精度。綜上所述，模具上需要設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以達(dá)到理想的溫度要求。
高溫塑料熔體在模腔內(nèi)凝固將釋放熱量。注塑模存在一個(gè)合適的模具溫度。模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)是使整個(gè)成型型腔，在整個(gè)批量生產(chǎn)中保持這個(gè)合適的溫度。?
1．對(duì)制品質(zhì)量的影響?
模溫的波動(dòng)及分布不均勻和模溫的不合適這兩方面會(huì)使塑料制品質(zhì)量變壞，模溫直接關(guān)系制品的成型收縮率。模溫波動(dòng)會(huì)使批量生產(chǎn)制品尺寸不穩(wěn)定，從而降低制品尺寸精度，甚至出現(xiàn)尺寸誤差過大的廢品，這對(duì)成型收縮率較大的結(jié)晶型塑料影響更為明顯。?
2．對(duì)生產(chǎn)效率的影響?
冷卻時(shí)間在整個(gè)注塑周期中占50﹪-80﹪的時(shí)間。在保證塑件質(zhì)量前提下，限制和縮短時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，讓高溫熔體盡快降溫固化，模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)有較高的冷卻效率，注入模具的塑料熔體具有熱量，又模具傳導(dǎo)，對(duì)流和輻射散傳于大氣和注射機(jī)僅占5﹪-30﹪，熱量大部分由冷水?dāng)y走。?
7.1?冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則?
1．盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；?
2．冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對(duì)塑件的冷卻效果越均勻；?
3．盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，當(dāng)塑件壁厚均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)處處相等。當(dāng)塑件壁厚不均勻時(shí)，壁厚處應(yīng)強(qiáng)化冷卻、水孔應(yīng)靠近型腔、距離要小，但也不應(yīng)小于10㎜；?
4．澆口處加強(qiáng)冷卻。一般在注射成型時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度越低，因此要加強(qiáng)澆口處的冷卻
5．應(yīng)降低進(jìn)水與出水的溫差。如果進(jìn)水與出水溫差過大，將使模具的溫度分布不均勻，尤其對(duì)流程很長的大型塑件，料溫越流越低，對(duì)于矩形模具，通常沿模具寬度方向開設(shè)水孔，使進(jìn)水與出水溫度差不大于5℃；?
6．合理選擇冷卻水道的形式。對(duì)收縮大的塑件應(yīng)沿收縮方向開設(shè)冷卻水孔；?
7．合理確定冷卻水管接頭位置。為不影響操作，進(jìn)出口水管接頭通常設(shè)在注射機(jī)背面的模具同一側(cè)
8．冷卻水管進(jìn)出接頭應(yīng)埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運(yùn)過程中造成損壞
7.2 冷卻時(shí)間的確定
在對(duì)冷卻系統(tǒng)做計(jì)算之前，需要對(duì)某些數(shù)據(jù)取值，以便對(duì)以后的計(jì)算作出估算；取閉模時(shí)間3S，開模時(shí)間3S，頂出時(shí)間2S，冷卻時(shí)間30S，保壓時(shí)間20S，總周期為60S。
其中冷卻時(shí)間依塑料種類、塑件壁厚而異，一般用下式計(jì)算：
=1.52/(3.142×0.07)㏑[8/3.142×(200-50)/(80-50)]
≈ 5（S）
式中：S——塑件平均壁厚，S取1.5mm；
——塑料熱擴(kuò)散系數(shù)(mm/s)，=0.07；
T——成型溫度160-220℃，T取200℃；
T——平均脫模溫度，T取80℃；
T——模具溫度40~80℃，T取50℃。
第八章 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
排氣方式有開設(shè)排氣槽和利用模具零件的配合自然排氣。排氣槽常設(shè)在型腔最后充滿的地方。而熔體在型腔內(nèi)充滿的情況與澆口的位置有關(guān)，因此在確定澆口的位置時(shí)，同時(shí)要考慮到排氣槽的開設(shè)是否方便。在大多數(shù)情況下可利用模具分型面或模具零件間的配合間隙自然地排氣，這時(shí)可不另設(shè)排氣槽。間隙值應(yīng)根據(jù)塑料流動(dòng)性而定，通常以不產(chǎn)生溢出料為限。
當(dāng)塑件熔體充填模具型腔時(shí)，如果型腔中因各種原因產(chǎn)生的氣體不能排除干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡、產(chǎn)生熔接痕不牢、表面輪廓不清及充填不滿等成型缺陷。由于塑件的尺寸較小，利于滑塊與型腔的配合間隙排氣，并保證間隙≤0.05mm，防止溢料。
第九章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模由于需要抽芯的距離較短，只有8mm,所以采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu).滑塊設(shè)在動(dòng)模，在斜滑塊與型芯鑲件之間裝入2個(gè)黃色彈簧，開模時(shí)斜滑塊與動(dòng)模部分一起后移，遠(yuǎn)離斜楔塊，然后在彈簧的作用下把斜滑塊向后推，最后在限位銷的作用下限制抽芯距完成側(cè)向抽芯，在合模過程中由于限位銷限制了斜滑塊的活動(dòng)距離，斜楔將斜滑塊、側(cè)型芯一起壓入復(fù)位到成型位置，因?yàn)閭?cè)型芯固定在斜滑塊上，完成側(cè)抽芯動(dòng)作，如圖9.1示。
圖9.1側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)
9.1抽芯距S抽?
? 側(cè)向抽芯或側(cè)向瓣合模從成型位置到不妨礙制品頂出脫摸位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距，用S抽表示，為了安全起見，抽拔距通常應(yīng)比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大2-3mm。
S抽= s’+（2～3）mm式（5）
=2+2
=4mm
9.2 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)
斜導(dǎo)柱的傾斜角度通常：α=12°～22°，最大不超過25°。角度為15°。楔緊角α=α+ 2～3°，為18° 。
式（6）
計(jì)算得斜導(dǎo)柱長度為32.4mm
d2斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑7；
h斜導(dǎo)柱固定板厚度45；
d斜導(dǎo)柱工作部分直徑6；
s側(cè)向抽芯距4；
斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算：
帶入數(shù)據(jù)得d=6 mm
9.3滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)?
9.3.1滑塊設(shè)計(jì)??
滑塊是抽芯機(jī)構(gòu)中的重要零部件。它上面安裝有側(cè)向型芯或成型鑲塊，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證?；瑝K的結(jié)構(gòu)形狀可以根據(jù)具體制品和模具結(jié)構(gòu)靈活設(shè)計(jì)，既可與型芯做成一個(gè)整體，也可采用組合裝配結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)多用于型芯較小和形狀簡單的場合，而組合式結(jié)構(gòu)則是把型芯與滑塊分開加工，然后裝配在一起，采用組合式結(jié)構(gòu)可以節(jié)省優(yōu)質(zhì)剛材（型芯用鋼一般比滑塊用鋼要求高），并使加工變得比較容易。
9.3.2導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)??
側(cè)向抽芯過程中，滑塊必須在滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且具有一定精度。設(shè)計(jì)滑槽時(shí)應(yīng)注意下面問題：①滑塊完成抽拔動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)有全部或部分長度留在滑槽內(nèi)?；瑝K的滑動(dòng)配合長度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在滑槽內(nèi)的長度不應(yīng)小于這個(gè)數(shù)值的2/3，否則，滑塊開始復(fù)位時(shí)容易偏斜，甚至損壞模具。如果模具尺寸較小，為了保證滑槽長度，可以把滑槽局部加長，使其伸出模外；②滑槽地滑塊的導(dǎo)滑部位采用間隙配合，配合特性選用H8/g7或H8/h8，其它各處均應(yīng)留有間隙，滑塊的滑動(dòng)部分和滑槽導(dǎo)滑的表面粗糙度均應(yīng)小于0.63-1.25um
9.3.3滑塊與滑槽的材料??
? 滑塊可用45鋼或碳素工具鋼制造，導(dǎo)滑部分要求硬度≥40HRC，滑槽可用耐磨材料制造，也可用45鋼或碳素工具鋼制造，要求硬度為52-56HRC。
滑塊的導(dǎo)滑形式??
為了確保側(cè)型芯可靠的抽出和復(fù)位，保證滑塊在移動(dòng)過程中平穩(wěn)上下不竄動(dòng)和不卡死現(xiàn)象，滑塊與導(dǎo)滑槽必須很好配合和導(dǎo)滑?；瑝K與導(dǎo)滑槽的配合一般采用H7/f，其配合結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)模具大小，模具結(jié)構(gòu)和塑件的產(chǎn)量選擇，常見的形式如下圖9.2所示
圖9.2側(cè)滑快與導(dǎo)滑槽
圖（a）為整體式滑塊與整體式導(dǎo)滑槽，結(jié)構(gòu)緊湊，主要用于小型模具的抽芯機(jī)構(gòu)；
圖（b）表示導(dǎo)滑部分設(shè)在滑塊中部，改善了斜導(dǎo)柱的受力狀態(tài)，適用于滑塊上下無支承板的場合；
圖（c）是組合式結(jié)構(gòu)，容易加工和保證精度。
綜上分析本設(shè)計(jì)選用圖（a）形式。
9.3.4滑塊的定位裝置?
? 為了保證小型芯伸出端準(zhǔn)確可靠地進(jìn)入要抽芯的孔，則滑塊在完成抽芯動(dòng)作后，必須停留在一定位置上。為此滑塊需有靈活、可靠、安全的定位裝置。如圖17所示，是利用限位銷來定位滑塊的抽芯距離，達(dá)到定位目的。如圖9.3所示?
圖9.3滑塊定位示意圖
9.3.5楔緊塊的設(shè)計(jì)???
楔緊塊的形式如下圖9.4所示：
圖9.4楔緊塊的形式
圖（a）為楔緊塊與定模板作成整體，特點(diǎn)是材料耗量大，加工不便，磨損后修復(fù)困難，但牢固可靠，剛釁好剛性好，適用于楔緊力要求很大的場合。
圖（b）是用螺釘，銷釘固定形式，便于制造，裝配和調(diào)整，適用于楔緊力不大的場合。
圖（c）（d）為整體鑲?cè)胧剑Ｓ迷谀０暹吘壟c足夠固定位置的場合。?
圖（e）是對(duì)楔緊塊起加強(qiáng)作用的形式，適用于抽芯距較短而需楔緊力大的場合。?
綜上分析本設(shè)計(jì)選用圖（d）形式。
楔緊塊的楔角α′，要求楔緊塊的楔角α′必須大于或等于斜滑塊的斜角α，這樣當(dāng)模具一開模，楔緊塊就讓開，否則彈簧難以將滑塊彈出做作抽芯動(dòng)作，一般α′=α+(2o—3o)。
第十章 模架的選擇
10.1 型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算?
在塑料注射充型過程中，塑料模具型腔受到熔體的高壓作用，故應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。否則可能會(huì)因?yàn)閯偠炔蛔愣a(chǎn)生塑料制件變形損壞，也可能會(huì)彎曲變形而導(dǎo)致溢料和飛邊，降低塑料制件的尺寸精度，并影響塑料制口的脫模。
由于型腔的壁厚計(jì)算計(jì)算比較麻煩，下表列舉了矩形型腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)推薦數(shù)據(jù)，下表10.1供參考。
表10.1矩形型腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)推薦表
矩形型腔內(nèi)壁短邊b
整體式型腔側(cè)壁厚s
組合式型腔壁厚
40
25
9
＞40—50
25—30
9-10
＞50—60
30—35
10-11
＞60—70
35—42
11-12
＞70—80
42—48
12-13
＞80—90
48—55
13-14
＞90—100
55—60
14-15
＞100—120
60—72
15-17
＞120—140
72—85
17-19
＞140—160
85—95
19-21
用UG測得矩形型腔內(nèi)壁短邊約為54mm,查表得型腔壁厚為11mm。
10.2選用標(biāo)準(zhǔn)模架
注射模中的各種固定板、墊塊、支承板及模座等均稱為支承零部件，它們與合模機(jī)構(gòu)組裝，便可構(gòu)成模具的基本骨架。注射模架的作用就是用來安裝和固定注射模具中的各種功能結(jié)構(gòu)，因此，在設(shè)計(jì)注射模時(shí)，必須保證各種支承零部件有足夠的強(qiáng)度和剛度。?
本次采用的是單分型面設(shè)計(jì)，一模兩腔方案，并根據(jù)塑件的尺寸，最終確定本設(shè)計(jì)選用基本型標(biāo)準(zhǔn)模架中的DC型模架（摘自GB/T12555—2006）。?
模胚型號(hào)：DA-2527-A25-B20-C70 GB/T12555—2006
模胚尺寸：270(長)?×250(寬)?×225 (厚)?
定模座板：270×250×25
動(dòng)模座板：270×250×25?
定模A板：270×250×40?
動(dòng)模B板：270×250×30
墊塊C板：70
支撐板：270×250×20
推桿固定板：200×150×15?
推板：200×150×20?
墊板：15
第十一章 注塑機(jī)的校核
11.1注射壓力的校核
原材料為ABS，所需注射力為60-100MPa，而所選注塑機(jī)壓力為120MPa，所以注塑壓力符合要求。
11.2注射量的校核
注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%內(nèi)。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足：
0.8 V機(jī) ≥ nV塑＋V澆 式（8）
式中 V機(jī) ——注塑機(jī)的最大注塑量，60cm3 ；
n ——塑件的個(gè)數(shù)，2個(gè)；
V塑——塑件的體積，該產(chǎn)品V塑＝15.232cm3
V澆——澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆≈2.603 cm3
故 V機(jī)≥（15.232×2+2.603）/0.8=41.334 cm3
所以注塑量滿足要求。
11.3鎖模力校核
圖11.1鎖