薄板零件帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的注射模具的設(shè)計(jì)【一模一腔】【含CAD圖紙、說(shuō)明書】

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The paper detailed analysis of the product process, Identified by the use of plastics and the process parameters used in the molding equipment，Produced by the mold to determine the overall program，Analysis and address the overall structure of the mold and the work of some of the specific structure of ,And a number of the necessary size and strength check calculation. The paper also surface, gating system and the release of the analysis and design agencies to complete the mold design engineering drawings, and finally carried out the design of the main parts processing technology.Keywords Injects the mold Formation Technology capability Design目 錄1 引言11.1 模具工業(yè)21.2 模具機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)41.3 課題任務(wù)要求82 方案與設(shè)計(jì) 93 帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)注射模的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程103.1 注射成型的準(zhǔn)備113.2 注射機(jī)的選擇123.3 注射模具分型面的選擇163.4 型腔數(shù)目的確定163.5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)173.6 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇193.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 203.8 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 213.9 成型零件工作尺寸的計(jì)算 223.10 排氣系統(tǒng) 243.11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)263.12 斜導(dǎo)桿設(shè)計(jì)264 注射模加工工藝設(shè)計(jì)274.1 坯料確定 274.2 模板的平面加工275 型腔的普通切削加工方法及設(shè)備295.1 型腔的普通切削加工方法及設(shè)備295.2 型腔的特種加工30結(jié)束語(yǔ)33致謝34參考文獻(xiàn)351 引言模具被譽(yù)為“百業(yè)之首，工業(yè)之母”，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。近年來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)以年均20%的速度持續(xù)快速增長(zhǎng)。截止2006年年底，中國(guó)模具銷售額達(dá)720億元，躍居世界第三。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，塑料模具占模具總量的比例逐漸提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年中國(guó)塑料模具產(chǎn)值約100億元人民幣，2006年已發(fā)展到300多億元人民幣，年均增長(zhǎng)率超過(guò)21%，高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具的發(fā)展?jié)摿κ遣豢傻凸赖?。隨著中國(guó)汽車、電子、通訊、家電等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)塑料模具的需求越來(lái)越大，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求越來(lái)越高。塑料模具將朝著大型化、高精密度、多功能復(fù)合型的技術(shù)方向發(fā)展。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長(zhǎng)，汽車模具潛在市場(chǎng)十分巨大。譬如在生產(chǎn)汽車時(shí)，僅制造一款普通轎車約需200多件內(nèi)飾件模具，而制造保險(xiǎn)杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具，從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。在建筑領(lǐng)域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢(shì)所趨，預(yù)計(jì)2010年全國(guó)塑料門窗和塑管普及率將達(dá)到30%50%，塑料排水管市場(chǎng)占有率將超過(guò)50%，都會(huì)大大增加對(duì)模具的需求量1。模具產(chǎn)品的品種很多，主要以沖壓模具、塑料模具和壓鑄模具為主。塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。設(shè)計(jì)塑料注射模具首先要對(duì)塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說(shuō)的ABS塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液2、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其具有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔，產(chǎn)生流動(dòng)變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品?，F(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，涉及機(jī)械工程、信息與電子工程、冶金與材料工程、工程管理等學(xué)科專業(yè)范圍。優(yōu)化模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趨于智能化，提高型件成形加工工藝和模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，提高模具制造精度與質(zhì)量，降低型件表面研磨、拋光作業(yè)量和制造周期；研究、應(yīng)用針對(duì)各種類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料，以提高模具使用性能；為適應(yīng)市場(chǎng)多樣化和新產(chǎn)品試制，應(yīng)用快速原型制造技術(shù)和快速制模技術(shù)，以快速制造成型沖模、塑料注射模或壓鑄模等，應(yīng)當(dāng)是未來(lái)520年的模具生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。所以在這種情況下，研究這一課題是具有現(xiàn)實(shí)意義的。1.1 模具工業(yè)1.1.1 模具材料目前，塑料模具材料仍以模具鋼為主，但根據(jù)成型工藝的不同，也可采用非鐵合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、低熔點(diǎn)合金等材料。塑料制品的廣泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)了塑料成型模具的發(fā)展。行業(yè)對(duì)塑料模具材料的需求量越來(lái)越大，并對(duì)材料的質(zhì)量和性能提出了更高的要求。近年來(lái)，我國(guó)在新型塑料模具材料研制、提高材料冶金質(zhì)量、優(yōu)化熱處理工藝、提高模具壽命等方面做了大量的工作，為用戶提供了大量質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的塑料模具材料，獲得了顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具進(jìn)口量逐年增加，其中塑料模具占46%。我國(guó)的模具技術(shù)及模具壽命仍落后于一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，模具用材和熱處理不當(dāng)是影響模具失效的主要因素，約占70%。塑料模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸精度和表面粗糙度要求很高，對(duì)塑料模具型腔材料的要求比較苛刻。某單位原采用45鋼制造電視機(jī)外殼模具，使用壽命不足20萬(wàn)次，模具就已損壞，改用3Cr2Mo（P20）材料后，使復(fù)雜的型腔容易切削加工，保證了模具加工質(zhì)量，而且模具壽命成倍延長(zhǎng)3。正確選用模具材料及其熱處理方法，對(duì)于提高模具質(zhì)量，延長(zhǎng)模具使用壽命是非常重要的45。1.1.2 塑料模具鋼的性能要求塑料模具的工作溫度在200300。注射模工作時(shí)受熱、受壓、受磨損，且注射時(shí)可能有含氯、氟及其化合物的腐蝕氣體逸出，對(duì)模具型腔有一定的腐蝕作用。壓縮模直接壓制粉料，要承受很大的機(jī)械負(fù)荷，易磨損，型腔也會(huì)受腐蝕性氣體腐蝕。塑料模具型腔復(fù)雜，尺寸精度和表面粗糙度要求高，對(duì)塑料模具鋼的機(jī)械加工性能、鏡面拋光研磨性能、熱處理變形和尺寸穩(wěn)定性等方面都提出了相應(yīng)的要求。塑料模具鋼應(yīng)具備以下一些性能6：（1）模具型腔表面應(yīng)具有足夠厚的硬化層，有一定的硬度和耐磨性。（2）具有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌度。（3）導(dǎo)熱性能好，膨脹系數(shù)小，熱處理變形小，模具工作尺寸穩(wěn)定。（4）機(jī)械加工性能好，表面粗糙度值低。（5）良好的鏡面拋光研磨性能和圖案蝕刻性能。（6）耐腐蝕性能好，有較好的焊補(bǔ)性能。傳統(tǒng)的塑料模具鋼包括滲碳鋼如10、20、20Cr、12CrNi2、12CrNi3A等；調(diào)質(zhì)鋼如45、55、40Cr、3Cr2Mo、4Cr5MoV1Si等；高碳工具鋼如Cr12、Cr12MoV、CrWMn、Cr6WV、9Mn2V、GCr15等；耐蝕鋼如4Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2等。這些傳統(tǒng)的模具鋼，有的機(jī)械加工性能差，特別是對(duì)于形狀復(fù)雜的模具難于加工；有的則是鏡面拋光性能差，難以滿足塑料模的綜合性能要求。應(yīng)合理選擇和應(yīng)用新型塑料模具鋼以適應(yīng)塑料模具朝著高效率、高精度、高壽命.1.1.3 我國(guó)塑料模具鋼的發(fā)展進(jìn)程我國(guó)模具鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，形成了我國(guó)自己的模具鋼系列，總產(chǎn)量已居世界前列，建成不少先進(jìn)的生產(chǎn)工藝裝備，但是模具鋼的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量方面還存在著許多不足，很多制造大型，精密，長(zhǎng)壽命模具的鋼材仍需從國(guó)外進(jìn)口，已成為世界上進(jìn)口模具最多的國(guó)家，展望未來(lái)急待開展以下工作。（1）研制高性能、長(zhǎng)壽命、高的性能價(jià)格比和高效的新型模具材料，取代昂貴的進(jìn)口材料，將帶來(lái)明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。（2）我國(guó)研制的一些新型模具材料的性能和壽命已達(dá)到或接近國(guó)外先進(jìn)水平，但推廣應(yīng)用特別緩慢。因此，建議積極開展新材料的信息交流，尤其是科研人員與生產(chǎn)者的溝通。（3）重視模具材料的深加工，加速模具材料的制品化。模具生產(chǎn)企業(yè)需要多種規(guī)格的模具材料，如圓鋼、扁鋼、厚鋼、模塊等，甚至是經(jīng)過(guò)深加工的產(chǎn)品7。（4）提高模具材料生產(chǎn)的專業(yè)化水平。建議成立專門的模具材料生產(chǎn)廠，提高設(shè)備配套水平，提高生產(chǎn)水平，創(chuàng)建知名的模具材料品牌。（5）提高國(guó)內(nèi)模具材料供應(yīng)的專業(yè)水平。目前流通領(lǐng)域中的經(jīng)、代銷商大都為非專業(yè)的，銷售公司的經(jīng)營(yíng)規(guī)模停留在較低水平上，有必要建立專業(yè)的模具材料銷售公司。1.1.4 我國(guó)模具鋼今后發(fā)展要求（1）加速模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和模具鋼經(jīng)銷的商品化我國(guó)模具鋼的品種規(guī)格較少，模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和經(jīng)銷的商品化程度低。80以上的模具鋼仍以黑皮圓棒供貨。越來(lái)越多的模具制造廠要求在模具設(shè)計(jì)完成后，模具鋼供應(yīng)廠商能迅速提供所需鋼材，減少庫(kù)存鋼材數(shù)量，縮短制模周期。但中國(guó)鋼材生產(chǎn)企業(yè)目前尚不適應(yīng)這一商品市場(chǎng)機(jī)制，這是進(jìn)口模具鋼材的使用在中國(guó)日益擴(kuò)大的重要原因。（2）大力推廣應(yīng)用性能優(yōu)良的新型模具鋼，不斷完善模具鋼鋼種系列。我國(guó)已開發(fā)出性能優(yōu)異，達(dá)到或超過(guò)國(guó)外同類水平的特色新型模具鋼，但這些新鋼的推廣數(shù)量和應(yīng)用范圍不夠大，有選擇地開發(fā)先進(jìn)模具鋼，例如開發(fā)粉末冶金模具鋼，多元易切削系塑料模具鋼，開發(fā)玻璃、陶瓷，耐火磚和地磚等成形模具用鋼，完善中國(guó)的模具鋼系列。（3）進(jìn)一步提高模具鋼的質(zhì)量我國(guó)某些特殊鋼廠已采用爐外精煉、真空冶煉、快鍛機(jī)和精鍛機(jī)等生產(chǎn)模具鋼，模具鋼的質(zhì)量有大幅度提高，如D2、P20等，出口產(chǎn)品的質(zhì)量可以達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。但國(guó)外對(duì)純度要求較高的模具鋼大部分采用電渣重熔，進(jìn)一步提高了鋼的純凈度、致密度、等向性和均勻性，減少偏析。我國(guó)還需要在這方面進(jìn)一步開展工作。（4）加強(qiáng)先進(jìn)模具熱處理技術(shù)的推廣與應(yīng)用模具的可控氣氛熱處理與真空熱處理應(yīng)進(jìn)一步得到發(fā)展，對(duì)一些行之有效的模具表面熱處理技術(shù)，應(yīng)完善其工藝，加強(qiáng)其推廣和應(yīng)用。提高裝備和工藝材料的制造水平，加強(qiáng)熱處理專業(yè)廠的建設(shè)。1.2 模具機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1.2.1 內(nèi)側(cè)抽芯的結(jié)構(gòu)（1）內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)介紹當(dāng)塑件帶有側(cè)凹或者側(cè)孔時(shí)，在被推出之前必須先進(jìn)行側(cè)向抽芯，即從塑件中抽出成型側(cè)凹或者側(cè)孔的瓣合模塊或側(cè)向型芯，然后塑件才能順利脫模，完成側(cè)向型芯或瓣合模塊的抽出與復(fù)位的機(jī)構(gòu)成為側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)810。帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)注射模具，顧名思義，是制造出常用塑件內(nèi)側(cè)帶有凸臺(tái)或者凹槽，塑件上有側(cè)向孔、側(cè)向凸凹、側(cè)向的凸臺(tái)，因塑件內(nèi)側(cè)有凹槽，模具上用于成型該處的零件就必須做成可側(cè)向移動(dòng)的零件，以便在脫模之前或脫模時(shí)抽出側(cè)向成型零件，否側(cè)就無(wú)法脫模，要求塑件能從模具架中順利取出。（2）常見內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式塑料制品的內(nèi)側(cè)經(jīng)常會(huì)有凸臺(tái)和凹穴，除用斜導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽芯外，也可采用斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑料制品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。根據(jù)塑料制品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可用用不同形式的斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。（a）斜導(dǎo)柱側(cè)向機(jī)構(gòu)斜導(dǎo)柱側(cè)向機(jī)構(gòu)抽芯機(jī)構(gòu)除了完成塑件外抽芯外，還可以對(duì)塑件進(jìn)行內(nèi)側(cè)抽芯（b）斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)適用于塑件側(cè)孔或側(cè)凹較淺但成型面積較大的場(chǎng)合。斜滑塊側(cè)向抽芯的特點(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動(dòng)斜滑塊側(cè)向運(yùn)動(dòng)，在塑件被推出的同時(shí)由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動(dòng)作。一般分為外側(cè)向抽芯和內(nèi)側(cè)向抽芯兩種。（c）斜導(dǎo)桿抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理斜導(dǎo)桿是斜滑塊的一種變形形式，其動(dòng)作原理與斜滑塊機(jī)構(gòu)抽芯機(jī)構(gòu)相同，所不同的是斜導(dǎo)桿是矩形截面的細(xì)長(zhǎng)桿件，剛度較差，故適用于抽芯力較小的場(chǎng)合。1.2.2 選定斜導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)完成此次課題根據(jù)課題要求，經(jīng)過(guò)認(rèn)真考慮、比較、初步確定出各部分的結(jié)構(gòu)情況，最大限度地滿足塑件的技術(shù)要求和模具的合理工藝性，選擇斜導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)作為完成此次零件注射。但需要考慮的是斜導(dǎo)桿抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，如圖1.1所示：（1）斜導(dǎo)桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（a）斜導(dǎo)桿的形狀：斜導(dǎo)桿上端為塑件側(cè)凹的成型部位，其結(jié)構(gòu)形狀。所顯示機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，不易變形，但容易產(chǎn)生水平飛邊；結(jié)構(gòu)容易變形，飛邊與塑件邊緣易變形，飛邊與塑件邊緣易形成位置偏差，盡量不用。（b）模板上斜導(dǎo)桿孔尺寸的確定：以斜導(dǎo)桿與模板接觸的兩點(diǎn)A與B作垂直線線，以斜導(dǎo)桿寬度尺寸C作水平線，兩者相交得以矩形截面（圖中陰影部分形狀）；再以該矩形截面中心為圓心畫圓，該圓與矩形截面之間至少留有（0.5）的間隙，否則斜導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)受到干涉，所畫圓的直徑即為模板上斜導(dǎo)桿的孔徑尺寸。（c）斜導(dǎo)桿與推桿直接按的距離L應(yīng)大于斜導(dǎo)桿側(cè)向抽芯行程S，以避免斜導(dǎo)桿推出時(shí)與推桿發(fā)生碰撞。（d）為了提高斜導(dǎo)桿的強(qiáng)度和剛度，減少斜導(dǎo)桿與模板之間的磨損，再模板上常常鑲嵌經(jīng)淬火的墊塊，對(duì)斜導(dǎo)桿進(jìn)行支撐和導(dǎo)向。（2）斜導(dǎo)桿座的設(shè)計(jì)要求斜導(dǎo)桿下端與斜導(dǎo)桿座用轉(zhuǎn)銷連接，斜導(dǎo)桿座用螺釘固定再推桿固定板上，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（a）兩個(gè)或兩個(gè)以上的斜導(dǎo)桿，其運(yùn)動(dòng)方向一致且間距較小時(shí)，可共用一個(gè)斜導(dǎo)桿座，但要注意兩銷釘直接按的距離d不應(yīng)小于4mm到5mm（b）當(dāng)斜導(dǎo)桿強(qiáng)度較差，需要縮短其長(zhǎng)度或推桿固定板厚度較薄時(shí)，可將斜導(dǎo)桿座凸出推桿固定板或沉入推板內(nèi)。（c）當(dāng)斜導(dǎo)桿寬度較大時(shí)，其底部可切小用銷釘固定，如圖；當(dāng)斜導(dǎo)桿太薄時(shí)（5mm以下）或者無(wú)法采用銷釘固定時(shí)，可采用切槽固定的方法。（d）斜導(dǎo)桿座一般采用M5或M6螺釘固定再推板固定板上。螺釘孔深不能穿過(guò)斜導(dǎo)桿座的滑動(dòng)部分。為了方便緊固螺釘，再推板上還設(shè)計(jì)有13mm大小的圓孔。圖1.1 斜導(dǎo)桿抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)要求圖1.2.3 選根據(jù)內(nèi)側(cè)抽芯選定工件，進(jìn)行工藝分析（1）本次課題是帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)注射模具設(shè)計(jì)。首先了解內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)的原理以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。（2）根據(jù)要求選定需要的塑料工件，我選擇的是常用薄板零件。（3）對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行工藝分析，如圖所示1.2；無(wú)特殊要求，尺寸公差按IT7級(jí)精度查取11。（a）塑件高10mm，寬度44mm，塑件成型性能良好；（b）塑件內(nèi)部有2mm10mm5mm凹槽，需要用內(nèi)抽芯的方式取出。（c）必須避免在塑件的分型面處出現(xiàn)毛邊（d）塑件表面要求光澤無(wú)裂痕，未明確粗糙度為Ra=6.3m圖1.2 薄板零件1.2.4 此薄板零件的材料的選擇通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力，彈性模量，彎曲強(qiáng)度，表面硬度等.該塑件對(duì)材料的要求首先必須是透光性好，其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題。塑料材料的相對(duì)密度在0.832.2范圍內(nèi)，在眾多的材料中只有比木材的相當(dāng)密度稍高。且在各種的材料中，塑料材料具有最高的比強(qiáng)度，甚至比特種合金鋁還要高。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能。耐腐蝕性僅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有優(yōu)異的加工性能。此薄板零件選擇聚苯乙烯（非結(jié)晶型）俗稱PS，作為注射材料，其特點(diǎn)是成型性能好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)防止溢料，制品產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。由于是一般性民用品，以性能上，價(jià)格上都符合我們主要要求，其它如拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率等則是次要考慮的指標(biāo)（這由塑件的工作環(huán)境決定)。PS為塑件材料是最初選定的。因?yàn)槌速|(zhì)脆和抗拉強(qiáng)度稍微顯得性能不足，它所擁有的特性符合我們的塑件要求，但這些不是我們主要考慮的。1.2.5 繪制模具裝配圖草圖模具裝配圖的設(shè)計(jì)應(yīng)先從繪制裝配圖入手，根據(jù)塑件的具體情況，經(jīng)過(guò)認(rèn)真考慮、比較、初步確定出各部分的結(jié)構(gòu)情況，最大限度地滿足塑件的技術(shù)要求和模具的合理工藝性。以下就是裝配草圖中應(yīng)考慮到的幾個(gè)重要部分：（1）成型零件的結(jié)構(gòu)及安裝方法：塑件成型的好壞直接影響塑件質(zhì)量、加工的難易程度。選擇合理的成型位置能使成型結(jié)構(gòu)在現(xiàn)有的設(shè)備狀況下，基本滿足技術(shù)上的需要，易于加工、易于修改維修和更換。（2）確定澆口位置及結(jié)構(gòu)形式：模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是澆口套的位置確定。澆口位置是保證澆注塑件快速和均勻的關(guān)鍵，所以我們要在保證塑件表面不受損傷的前提下，確定澆口主流道和分流道冷料穴的位置形狀、大小及排氣方法等，使注射時(shí)物料流暢，易于成型。且易于清除澆注塑料。（3）確定分型面的位置和結(jié)構(gòu)形式：分型面是塑件取出時(shí)和澆注系統(tǒng)分離的接觸面。一般情況下我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)塑料的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧其澆口形式、脫模方式、嵌件位置以及排氣條件、易清除飛邊、便于加工等諸因素，通盤考慮設(shè)計(jì)。（4）選擇成型設(shè)備：根據(jù)塑件的具體情況，選擇相適應(yīng)的注射機(jī)并進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。成型設(shè)備有兩個(gè)重要參數(shù)。一是理論注射容量，另一個(gè)是最大投影面積。根據(jù)這兩個(gè)參數(shù)及可選用合適的成型設(shè)備。（5）側(cè)抽機(jī)構(gòu)的確定：根據(jù)塑件側(cè)壁凹凸槽或孔及螺紋結(jié)構(gòu)選擇合適的側(cè)抽機(jī)構(gòu)。（6）頂出機(jī)構(gòu)的確定：定模動(dòng)模分型后，側(cè)抽芯也完成了抽芯動(dòng)作。塑件落在動(dòng)模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障，礙，折實(shí)頂出機(jī)構(gòu)在注射機(jī)頂桿的驅(qū)動(dòng)下將成型塑件從動(dòng)模中頂出。（7）確定溫度調(diào)節(jié)方式：溫度的控制直接影響了塑件成型的尺寸、質(zhì)量、外觀和效率，所以每個(gè)模具都必須盡可能好的設(shè)計(jì)溫度控制部分，為了取得較好的冷卻效果，對(duì)冷卻回路應(yīng)由良好的布局，如冷卻回路的位置、尺寸形狀等，并預(yù)先考慮流出足夠的冷卻水路的安裝空間。（8）確定主要結(jié)構(gòu)件的尺寸：通過(guò)以上問題的初步確定，即可勾畫出模體的輪廓，這時(shí)應(yīng)確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)柱及頂出系統(tǒng)的復(fù)位以及必要的先復(fù)位等的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置，以及各組合部分的連接形式及所必須的支承板、支承塊等。1.2.6 對(duì)零件進(jìn)行造型設(shè)計(jì)并繪制工程圖裝配草圖繪制完成后，就應(yīng)開始對(duì)各零件做詳細(xì)的造型設(shè)計(jì)。工程圖盡量按1：1的比例畫出，因?yàn)檫@樣比較直觀，容易發(fā)現(xiàn)問題，如果需要放大或縮小，必須嚴(yán)格按比例畫出。按制圖規(guī)劃，正確標(biāo)出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。最后，對(duì)模具進(jìn)行裝配并繪制裝配圖，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。主要零件繪制完成，對(duì)裝配草圖的自我檢驗(yàn)和審定。即已存在的問題會(huì)充分暴露出來(lái)，經(jīng)過(guò)改正修訂后，描清并正式編號(hào)，標(biāo)出模體的外輪廓尺寸以及模具的定位和安裝尺寸。1.3 課程任務(wù)要求本課題的任務(wù)內(nèi)容是要求設(shè)計(jì)一副帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的注射模，以此為基礎(chǔ)，完成模具制造的工藝設(shè)計(jì)。并繪制CAD三維造型設(shè)計(jì)。帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)注射模要求一模一腔，并自動(dòng)脫凝料。完成該注射模具裝配圖設(shè)計(jì)，全部零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，模具成型零件CAD三維造型設(shè)計(jì)，以及完成該注射模具的制造工藝設(shè)計(jì)。2 方案與設(shè)計(jì)根據(jù)帶內(nèi)側(cè)抽芯零件（薄板零件）機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)我選擇了斜導(dǎo)桿抽芯機(jī)構(gòu)。選擇的薄板零件是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于薄板零件內(nèi)部有凹槽，不能直接推出，成型模具需要采用內(nèi)側(cè)抽芯的成型結(jié)構(gòu)，所以符合此次題刻設(shè)計(jì)要求。根據(jù)查找的各方面資料12，開始選擇了斜滑塊抽芯和斜導(dǎo)桿抽芯機(jī)構(gòu)兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在比較之后，前者適合抽芯力較大的場(chǎng)合，后者更符合薄板零件的要求，此處的抽芯力較小。所以我采用了斜導(dǎo)桿內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)注射模具。斜導(dǎo)桿方案如圖2.1：設(shè)計(jì)時(shí)要注射斜導(dǎo)桿座的位置關(guān)系，斜導(dǎo)桿的旋轉(zhuǎn)的位置，旋轉(zhuǎn)的角度，零件要完成脫模的同時(shí)，斜導(dǎo)桿與支撐板，型芯之間還不發(fā)生干涉。圖2.1 裝配草圖3 帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)注射模的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程3.1 注射成型的準(zhǔn)備3.1.1 注射成型工藝簡(jiǎn)介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作。圖3.1 注塑成型壓力時(shí)間曲線（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過(guò)程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）制件后處理；由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。（4）退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的1020至熱變形溫度以下1020之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121，加熱溫度為100121，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2小時(shí)9小時(shí)。3.1.2注射成型工藝（1）溫度：注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。（2）壓力：注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像PS流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.4Mpa27.5Mpa。（3）時(shí)間：完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3 s5 s，保壓時(shí)間一般為20 s120 s，冷卻時(shí)間一般為30 s120 s（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)）。可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)3.2 注射機(jī)的選擇3.2.1 注射機(jī)分類（1）注射機(jī)按外形特征可分為立式、臥式、直角式三種13。（a）立式注射機(jī)：注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線垂直排列。優(yōu)點(diǎn)：占地少，模具拆裝方便，易于安放嵌件。缺點(diǎn)：重心高，加料困難；推出的塑件要由手工取出，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，容積較小。（b）臥式注射機(jī)：注射裝置與鎖模裝置的軸線呈一直線水平排列，使用廣泛。優(yōu)點(diǎn)：重心低，穩(wěn)定；加料、操作及維修方便；塑件可自行脫落，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺點(diǎn)：模具安裝麻煩，嵌件安放不穩(wěn)，機(jī)器占地較大。（c）角式注射機(jī)注射裝置與鎖模裝置的軸線相互垂直排列。優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)介于立式注射機(jī)和臥式注射機(jī)之間。特別適用于成形中心不允許有澆口痕跡的平面塑件。（2）注射機(jī)按塑料在料筒的塑化方式不同可分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。（a）柱塞式注射機(jī)：注射柱塞直徑為20mm100mm的金屬圓桿，當(dāng)其后退時(shí)物料自料斗定量地落入料筒內(nèi)，柱塞前進(jìn)，原料通過(guò)料筒與分流梭的腔內(nèi)，將塑料分成薄片，均勻加熱，并在剪切作用下塑料進(jìn)一步混合和塑化，并完成注射。多為立式注射機(jī)，注射量小于30g60g，不易成形流動(dòng)性差、熱敏性強(qiáng)的塑料。（b）螺桿式注射機(jī)：螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將料斗內(nèi)的塑料卷人，逐漸壓實(shí)、排氣和塑化，將塑料熔體推向料筒的前端，積存在料筒頂部和噴嘴之間，螺桿本身受熔體的壓力而緩慢后退。當(dāng)積存的熔體達(dá)到預(yù)定的注射量時(shí)，螺桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，在液壓缸的推動(dòng)下，將熔體注入模具。臥式注射機(jī)多為螺桿式。目前，在注射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)中，有用注射量為主參數(shù)的，也有用合模力為主參數(shù)的，但大多以注射量合模力來(lái)表示注射機(jī)的主要特征。國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有輕工部標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。注射機(jī)型號(hào)中的字母S表示塑料機(jī)械，Z表示注射機(jī)，X表示成形，Y表示螺桿式（無(wú)Y表示柱塞式）等。3.2.2 注射機(jī)的選用注射機(jī)的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是確定注射機(jī)的型號(hào)，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)在所選注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)可調(diào)的范圍內(nèi)；一是調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。（1）注射機(jī)類型的選擇：根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成形方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等進(jìn)行選擇。（2）注射機(jī)規(guī)格的初選：根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和注射模的大小，先預(yù)選注射機(jī)的型號(hào)，之后要進(jìn)行以下的校核。（3）注射機(jī)參數(shù)的校核：（a）最大注射量的校核塑件連同凝料在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的80%，注射機(jī)多以公稱容量來(lái)表示。（b）注射壓力的校核注射機(jī)的公稱注射壓力要大于成形的壓力。（c）鎖模力的校核由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，這個(gè)力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。（d）安裝部分的尺寸校核應(yīng)校核的尺寸包括噴嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。注射機(jī)的噴嘴頭部的球面半徑R1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R2吻合，以免高壓熔體從狹縫處溢出。R2一般應(yīng)比R1大1mm2mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料無(wú)法脫出。為了使模具的主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線相重合，模具定模板上的定位圈或主流道襯套與定位圈的整體式結(jié)構(gòu)的外尺寸d應(yīng)與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈較松動(dòng)的間隙配合。注射模具的動(dòng)模板、定模板應(yīng)分別與注射機(jī)動(dòng)模板、定模板上的螺孔相適應(yīng)。模具在注射機(jī)上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定。注射機(jī)的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則塑件無(wú)法從模具中取出。開模距離一般可分為兩種情況：一是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定，并不受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無(wú)關(guān)；二是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí)，最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定，并受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度有關(guān)。3.2.3 選擇注塑機(jī)（1）由公稱注射量選定注射機(jī)由注射量選定注射機(jī).由PRO/E建模分析得（材料密度取=1.054g/cm3）：總體積V=15.18cm3；總質(zhì)量M=20.55g；流道凝料V=0.5V(流道凝料的體積（質(zhì)量）是個(gè)未知數(shù)，根據(jù)手冊(cè)取0.5V（0.5M）來(lái)估算，塑件越大則比例可以取的越小；實(shí)際注射量為：V實(shí)=15.181.5=22.77cm3；實(shí)際注射質(zhì)量為M實(shí)=1.5M=20.551.5=30.83g；根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則，即：0.8V公V實(shí)V公=V實(shí)/0.8=22.770.8=28.46cm3（2）一次成型的塑料重量（塑件與流道凝料之和）應(yīng)在注塑機(jī)理論注射量的10%80%之間；既能保證制品質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，則選50%80%為最佳。（3）塑件的形狀較復(fù)雜，壁厚不均，也無(wú)特別高的精度要求，但是塑件的材料為PS，粘度為中等，一般選用的壓力為100Mpa140Mpa，PS的注射壓力在60Mpa100Mpa。塑件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，取P=80Mpa（a）塑件的投影面積計(jì)算A=44X44=19.36cm2（b）型腔的壓力計(jì)算P腔=2/3P=53.3Mpa（c）鎖模力的計(jì)算F=AP腔=41.32X53.3=22X104N根據(jù)計(jì)算，初選柱塞式注射機(jī)：XS-Z-60。3.2.4 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇（1）模具閉合高度的校核安裝模具的高度應(yīng)滿足：HminHHmax設(shè)計(jì)模具高度為：H總=237mm由于XS-Z-60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin70mm，最大厚度為Hmax200mm，所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。改選XS-ZY-125型，最大裝模高度Hmax=300mm，最小裝模高度Hmin=200mm，H總=237mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。XS-ZY-125型注射機(jī)的主要參數(shù)：額定注射量125cm3；螺桿直徑42mm；注射壓力120Mpa；注射行程115mm；注射方式，螺桿式；鎖模力900KN；最大成型面積320；最大開合模行程300mm，模具最小厚度200mm；噴嘴圓弧半徑R12mm；噴嘴孔直徑4mm；頂出形式，兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出。3.2.5 模具開模行程校核模具開模行程應(yīng)滿足：SmSz其中：Sz為最大開模行程，查注射機(jī)XS-ZY-125型Sz=300mm，Sm為模具的開模行程；Sm=塑件的高度+澆注系統(tǒng)的高度+頂件的頂出高度+（510）mm=10+50+9+9=78mm可見：SmSz，XS-ZY-125滿足其開模行程3.2.6注射機(jī)的參數(shù)校核根據(jù)以上計(jì)算，澆注系統(tǒng)的體積為V型=19.5cm3（1）最大注射量的校核計(jì)算校核式：（0.80.85）V公V型其中：V型=19.5cm3（0.80.85）V公=0.8X125=100cm3可見：滿足校核式，即所設(shè)計(jì)模具注射量滿足XS-ZY-125最大注射量要求。（2）注射機(jī)壓力的校核P機(jī)P塑 P機(jī)注射機(jī)的最大注射壓力，Mpa或N/cm3P塑成型塑件所需的注射壓力，Mpa或N/cm3一般PS取100140Mpa，XS-ZY-125注射機(jī)的最大注射壓力P機(jī)=150Mpa，可見XS-ZY-125注射機(jī)滿足PS注射壓力的要求。綜合驗(yàn)證，XS-ZY-125型注射機(jī)完全能滿足此模具的注射要求注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.3 注射模具分型面的選擇3.3.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具體情況而定，但大體上有平面式分型面、階梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面14。3.3.2 分型面的選擇原則 （1）便于塑件脫模；（2）在開模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模；（3）外觀不遭到損壞；（4）有利于排氣和模具的加工方便；（5）有利于塑件分型和抽芯動(dòng)作；3.3.3 分型面的選擇根據(jù)對(duì)塑件的模型和分型面選擇的基本原則?，F(xiàn)選擇A-A為分型面。如圖3.1。圖3.1 分型面3.4 型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(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）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；（4）模具制造難度。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我設(shè)計(jì)一副一模一腔的，所以根據(jù)要求，設(shè)計(jì)一模一腔的，滿足小批量生產(chǎn)。3.5 澆注系統(tǒng)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。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設(shè)計(jì)及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容之一。分析：由于一模一腔，將澆注系統(tǒng)設(shè)在塑件中央，如果采用輪輻澆口，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，但需要修剪澆口，如不慎，會(huì)損傷塑件孔壁；若采用點(diǎn)澆口，不但避免塑件側(cè)壁因修剪澆口而損傷，而且澆口能自動(dòng)切斷，模具結(jié)構(gòu)也不算太復(fù)雜，提高了經(jīng)濟(jì)效益。3.5.1 主流道主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時(shí)也改善料流的速度，因?yàn)橐妥⑺軝C(jī)相配，所以其尺寸與注塑機(jī)有關(guān)，查表得知XS-ZY-125型注射機(jī)的噴嘴孔直徑d0=4mm、噴嘴球半徑R0=12mm，故取模具澆口套主流道小端直徑為：d=d0+0.5=4+0.5=4.5mm，模具澆口套主流道球面半徑為：R=R0+（12）=12+2=14mm，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐度取4。由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨(dú)加工和熱處理。主流道澆口套一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等材料制造，熱處理淬火硬度53HRC57HRC。設(shè)計(jì)方案：（1）形狀：圓錐形；（2）錐角；34（3）內(nèi)壁粗糙度為Ra=0.8；（4）主流道大端角，r=1mm；（5）噴嘴球的半徑r=12，則凹坑的球面半徑R=12；（6）凹坑深度：3；噴嘴孔徑d=4；小端直徑D=4.5；大端直徑為6（7）主流道長(zhǎng)度取35；設(shè)計(jì)見圖3.2：圖3.2 澆口套3.5.2 澆口澆口是連接分流道與型腔的一段細(xì)短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個(gè)，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時(shí)凝固可控制保壓時(shí)間。澆口的類型有很多，有點(diǎn)澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。此處設(shè)計(jì)要求薄板零件利于脫模，所以采用點(diǎn)澆口形式。針點(diǎn)澆口：優(yōu)點(diǎn)：澆口位置選擇自由度大，澆口能與膠件自行分離，澆口痕跡小，澆口位置附近應(yīng)力小。缺點(diǎn)：注射壓力較大，一般須采用三板模結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。設(shè)計(jì)參數(shù)：澆口直徑d一般為（0.81.5）mm，澆口長(zhǎng)度L為（0.81.2）mm。為了便于澆口齊根拉斷，應(yīng)該給澆口做一錐度a，大小1520左右；澆口與流道相接處圓弧R1連接，使針點(diǎn)澆口拉斷時(shí)不致?lián)p傷膠件，R2為（1.52.0）mm，R3為（2.53.0）mm，深度h=（0.60.8）mm。應(yīng)用：常應(yīng)用于較大的面、底殼，合理地分配澆口有助于減少流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度，獲得理想的熔接痕分布；也可用于長(zhǎng)桶形的膠件，以改善排氣。3.6 標(biāo)注模架的選擇3.6.1 根據(jù)注射機(jī)選擇相應(yīng)的模具架通過(guò)相關(guān)計(jì)算：定模由兩塊模板組成，動(dòng)模由兩塊模板組成；采用推桿推出制件；定模座板厚30mm，支承板厚32mm，墊塊厚80mm，動(dòng)模板厚25mm。注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者適用于模板尺寸為BL560mm900mm；后者的模板尺寸BL為（630mm630mm）（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國(guó)的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。（1）模仁尺寸的確定因?yàn)椴捎玫氖钦w式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實(shí)際中因?yàn)橐紤]冷卻因素，又因?yàn)榻?jīng)過(guò)模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過(guò)模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計(jì)取模仁的大小為250250mm。（3）模具高度尺寸的確定安裝模具的高度應(yīng)滿足：HminHHmax，設(shè)計(jì)模具高度為：H總=237mm由于XS-Z-60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為70mm，最大厚度為200mm，所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。改選XS-ZY-125型，最大裝模高度Hmax=300mm，最小裝模高度Hmin=200mm，H總=237mm介于二者之間，滿足模具厚度安裝要求。3.6.2 模具材料的確定現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料.如何合理的選擇模具鋼，是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件，如果選材不當(dāng)，則所有的精密加工所投入的工時(shí)，設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。在選擇模具鋼時(shí)，首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能，從使用性能考慮：硬度是主要指標(biāo)之一，模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變，必須有足夠的硬度，當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷，崩刃問題，所以韌性也是一重要指標(biāo)，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，從PS特性看，這三項(xiàng)指標(biāo)是必須要滿足的，此外還有紅硬性，抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。從工藝性能考慮：要熱加工工藝好，加工溫度范圍寬，冷加工性能如切削，銑削，拋光等加工性能好，此外還要考慮淬透性和淬硬性，熱處理變形和氧化脫碳等性能.另外從經(jīng)濟(jì)考慮，要求材料來(lái)源廣，價(jià)格低。查手冊(cè)選擇模仁的材料是45鋼屬中碳鋼，該鋼機(jī)械加工性能較好，經(jīng)熱處理（淬火及回火）后，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，拋光性能，較高的強(qiáng)度和耐磨性，適于制造承受高負(fù)荷，高耐磨及在腐蝕介質(zhì)作用下的塑料模具，透明塑料制品模具等。3.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。導(dǎo)柱：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，大型而長(zhǎng)的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩擦。若導(dǎo)柱需要支撐模板的重量，特別對(duì)于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進(jìn)行強(qiáng)度校核。導(dǎo)套：導(dǎo)套分為直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導(dǎo)柱軸向固定容易。設(shè)計(jì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項(xiàng)有：（1）合理布置導(dǎo)柱的位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。（2）導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出68mm，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。（3）導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度時(shí)可采取更低的配合要求；導(dǎo)柱固定部分配合精度采用H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/k6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，降低加工難度。（4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模或定模，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。3.8 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般遵循以下原則：（1）塑件滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作。（2）由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此推出力作用點(diǎn)盡量靠近型芯，同時(shí)推出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位。（3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護(hù)。本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡(jiǎn)單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。在對(duì)脫模機(jī)構(gòu)做說(shuō)明之前，需要對(duì)脫模力做個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算。3.8.1 推桿脫模機(jī)構(gòu)推桿脫模機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，具有制造簡(jiǎn)單、更換方便、推出效果好等特點(diǎn)。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，根據(jù)塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推桿的使用是非常靈活的。（1）推桿尺寸計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用的是推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對(duì)推桿做出初步的直徑預(yù)算并進(jìn)行強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡(jiǎn)化為：d=k（L2Qe/nE）1/4=1.5X（1112X5226.9/4X2.0X105）1/4=2.37mm其中：d推桿直徑；n推桿的數(shù)量，n取2，L推桿長(zhǎng)度（參考模架尺寸，估取L=111mm）；E推桿材料的彈性模量，取E=2.1105MPak安全系數(shù)，取k=1.5； Qe總的脫模力，Qe=5226.9（N）。實(shí)際推桿尺寸直徑為3mm。但為了安全起見，再對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，強(qiáng)度校核公式為：d（4Qe/n壓）1/2=（4X5226.9/6X3.14X150）1/2=2.7mm滿足強(qiáng)度要求。壓推桿材料的許用壓應(yīng)力，壓=150Mpa。（2）推桿的固定形式：推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。（3）推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細(xì)或推桿數(shù)量較多時(shí)，為了防止因塑件反阻力不均勻而導(dǎo)致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發(fā)生運(yùn)動(dòng)卡滯現(xiàn)象，需要在推出機(jī)構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。（4）推出機(jī)構(gòu)的復(fù)位：脫模機(jī)構(gòu)完成塑件的頂出后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)必須回復(fù)到初始位置，目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)是一種最簡(jiǎn)單的復(fù)位方式。推出時(shí)彈簧被壓縮，而合模時(shí)彈簧的回力就將推出機(jī)構(gòu)復(fù)位。（5）推桿與模體的配合：推桿和模體的配合性質(zhì)一般為H8/f7或H7/f7，配合間隙值以熔料不溢料為標(biāo)準(zhǔn)。3.9 成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算；前一種方法簡(jiǎn)便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì)，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計(jì)采用平均值法。（1）平均收縮率計(jì)算型腔尺寸PS的收縮率一般為0.3%0.8%,從而得出ABS的平均收縮率為0.6%。徑向尺寸PS的一般精度等級(jí)為6級(jí)。同時(shí)得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的寬度=44.00，所以查表得：=0.45按照平均收縮率計(jì)算凹模徑向尺寸公式：式中LM凹模的徑向尺寸，mmScp塑料的平均收縮率，%Ls塑件徑向公稱尺寸，塑件公差值，z凹模制造公差，已知Ls =44.00Scp =0.006=0.45所以：z=/3=0.15LM=44.00+440.006-3/40.45+0.21=44.815mm深度尺寸PS的一般精度等級(jí)為6級(jí)。同時(shí)得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的深度尺寸Hs =15.00，所以查表得=0.40按照平均收縮率計(jì)算凹模深度尺寸公式：式中HM凹模的深度尺寸，Scp塑料的平均收縮率，%Hs塑件高度公稱尺寸，塑件公差值，z凹模深度制造公差，已知Hs =10.00Scp =0.006=0.40所以z=/3=0.13