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手機(jī)上殼塑料模具說(shuō)明書(shū)
目 錄
前言…………………………………………………………………………… 3
任務(wù)書(shū)………………………………………………………………………… 4
摘要…………………………………………………………………………… 5
概論………………………………………………………………….………… 7
第一章 塑件分析…………………………………………………… 7
第二章 塑件材料的成型特性與工藝參數(shù)………………………… 8
第一節(jié) 塑件材料的特性 ………………….…………………… 8
第二節(jié) 成型特性…………………………………………….…… 9
第三節(jié) 工藝參數(shù)…………………………………………….…… 9
第四節(jié) 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性…………………………….…… 11
第三章 設(shè)備的選擇……………………………………………………… 12
第一節(jié) 最大注射量………………………………………….…… 12
第二節(jié) 注射量的校核……………………………………….… 13
第三節(jié) 塑件在分型面上的最大注射量與鎖模力的校核 ……… 14
第四節(jié) 注射壓力的校核……………………………….………… 14
第五節(jié) 開(kāi)模行程的校核……………………….………………… 14
第六節(jié) 注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格………………….…………………… 15
第四章 分型面與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………….…………………… 16
第一節(jié) 分型面的設(shè)計(jì)…………………………………………………16
第二節(jié) 主流道的設(shè)計(jì)………………….…………………………… 17
第三節(jié) 分流道的設(shè)計(jì)……………….…………………………… 19
第四節(jié) 澆口形式的選擇……………………………. ………………19
第五節(jié) 冷料穴的設(shè)計(jì)…………….……………………………… 19
第六節(jié) 排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…….…………………………………. 20
第五章 成型零件工作部分尺寸的計(jì)算…………………………………… 21
第一節(jié) 成型零件的設(shè)計(jì)………….……………………………… 21
第二節(jié) 成型零件的工作尺寸….………………………………… 21
第三節(jié) 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算…………………………… 27
第六章 模架組合的選擇…………………………………………………… 29
第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………… 30
第八章 推出與復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………….……………… 33
第一節(jié) 推出機(jī)構(gòu)的組成 ……………………………………………33
第二節(jié) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 ………………………………… 33
第三節(jié) 簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu) …………….…………………………… 34
第九章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………….. 36
第十章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………..43
總結(jié)………………………………………………………………………………44
致謝………………………………………………………………………………44
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………44
前 言
一、本次設(shè)計(jì)的任務(wù)
本次的設(shè)計(jì)是大學(xué)生涯的最后一次綜合性的課程設(shè)計(jì)；是我們對(duì)大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)和技能的一次綜合性訓(xùn)練。模具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作，它要求我們?cè)谡莆绽碚撝R(shí)的基礎(chǔ)上要有更好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)一副好的模具，其中牽涉到許多的內(nèi)容工藝，一套模具有多種工藝方案，在進(jìn)行的比較中需要考慮的內(nèi)容包括對(duì)塑件成型工藝的分析，如何確定分型面、型腔數(shù)目以及選擇注射機(jī)型號(hào)。確定模具的總體結(jié)構(gòu)、型腔、型芯的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還考慮了模具制造工藝的可行性以及模具制造的經(jīng)濟(jì)性；澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，確定澆口形式及位置大小；確定主流道，分流道和冷料穴的形式及尺寸；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，脫模力的計(jì)算；模架的確定；側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
二、設(shè)計(jì)要求
1、在設(shè)計(jì)過(guò)程中要理論聯(lián)系實(shí)際，扎實(shí)的掌握理論基礎(chǔ)知識(shí)，以便靈活應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題。
2、在設(shè)計(jì)過(guò)程中要不斷地修改，擬定幾種方案以便進(jìn)行比較，在保證塑件使用要求和外觀精度的基礎(chǔ)上盡量采用簡(jiǎn)單的模具結(jié)構(gòu)。
3、在設(shè)計(jì)過(guò)程中要不斷地查取有關(guān)的設(shè)計(jì)資料，在努力采用以前的模具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上要進(jìn)行大膽、穩(wěn)重的修改，以便設(shè)計(jì)出有新穎的模具。、
4、設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題要多與指導(dǎo)老師交流，要合理、認(rèn)真、獨(dú)立地完成。
5、設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，這樣就可以減少模具的制造難度。
任務(wù)書(shū)
一、 設(shè)計(jì)課題
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：手機(jī)的塑件注射模。技術(shù)要求：1、制件無(wú)縮癟、氣泡等缺陷。2、本件與底殼配合。3、材料為：ABS
二、課題設(shè)計(jì)要求
1、測(cè)量及繪制塑件圖（要求用PRO/或UG）進(jìn)行產(chǎn)品的造型。
2、分析塑件結(jié)構(gòu)，確定模具總體結(jié)構(gòu)方案。
3、繪制型腔、型心分模圖（三維造型）。
4、模具總裝配圖的裝配方案
5、非標(biāo)準(zhǔn)零件圖。
6、編制型腔、型心等成型零件的制造工藝。
7、模具的裝配方案說(shuō)明。
8、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
摘 要
本次畢計(jì)業(yè)設(shè)的題目是：手機(jī)上殼的塑件注射模。本次設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)塑件的形狀、尺寸及其精度的要求來(lái)進(jìn)行注射成型工藝的可行性分析。塑件的成型工藝性主要包括塑件的壁厚，斜度和圓角以及是否有抽芯機(jī)構(gòu)。通過(guò)以上的分析來(lái)確定模具分型面、型腔數(shù)目、澆口形式、位置大?。黄渲凶钪匾氖谴_定型芯和型腔的結(jié)構(gòu)，例如是采用整體式還是鑲拼式，以及它們的定位和固緊方式。此外還分析了模具受力，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。最后繪制完整的模具裝配總圖和主要的模具零件土及編制成型零部件的制造加工工藝過(guò)程卡片。
關(guān)鍵詞：分型面、澆口、型腔，型芯，鑲塊，脫摸力,潛伏澆口。
Abstract:This graduate that design is:The movetelephone that shout the Battery door injects the mold.This design primarily passeses to piece viability assessment for request for of shape, size and its accuracy coming proceeding injecting type craft.the piece the wall for of type craft primarily including the piece is thick, slope and circle angle and whether to have core-pulling or not mechanism.Pass the above analysis to come the certain molding tool cent the type the surface, type the number, gate the form, place the size;The among them and most important is a certain type core and the construction of the type , for example adopt the whole the type of type still , and their fixed position and tight way of .In addition and still analyzed the molding tool to suffer force, mold that design that the design of the pattern draw mechanism, match the design etc. to lead to the mechanism, cooling system.Finally draw the production that complete molding tool assemble the general drawing sum the soil and establishment of prinipal molding tool parts type zero the parts process the craft process the card.
Key phrase: parting line,the gate, cavity,core,mold insert,
ejection force,submarinegate.
概 論
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)各部門(mén)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。模具設(shè)計(jì)水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。
在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，采用合理的加工工藝，高效設(shè)備，先進(jìn)的模具。塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是：
一、模具的標(biāo)準(zhǔn)化
1.為了適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要。
二、模具加工技術(shù)的革新。
1.為了提高加工精度，縮短模具制造周期，塑料模成型零件加工廣泛應(yīng)用仿行加工，電加工，數(shù)控加工及微機(jī)控制加工等先進(jìn)技術(shù)，并使用坐標(biāo)鏜，坐標(biāo)磨和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等精密加工與測(cè)量設(shè)備。
三、各種新材料的研制和應(yīng)用。
1.模具材料影響模具加工成本使用壽命和塑件成型質(zhì)量等。
四、CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用。
第一章 塑件分析
參看產(chǎn)品零件圖如（圖1），
本零件為手機(jī)的外殼的上蓋。主要形狀為長(zhǎng)方并帶圓弧形。上面為曲面，有多個(gè)長(zhǎng)方形并帶有側(cè)抽心；兩個(gè)伸出尾腳；內(nèi)表面的精度要求一般。表面精度要求較高，同時(shí)需要涂漆。由于是采用上下蓋配合而成，從而避免了側(cè)向凹凸，盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。從而避免在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中或在脫摸過(guò)程中由于成型內(nèi)應(yīng)力而開(kāi)裂。綜合以上各點(diǎn)分析，采用一模一件。
第二章 塑件材料的成型特性與工藝參數(shù)
本章著重介紹塑料成型的工藝特點(diǎn)以及塑件的工藝要求，塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。為后面幾章的模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
對(duì)零件的分析得塑件材料取ABS（丙烯腈-丁二-苯乙烯共聚物）。
第一節(jié) 塑件材料的特性
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具有良好的性能。
ABS無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm. ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且再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)定性和電器性能。
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、儀器盤(pán)、水箱外殼等。ABS還用來(lái)制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教用品、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。
第二節(jié) 成型特性
ABS在升溫是粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，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)是應(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、熔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℃，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60～80℃。
第三節(jié) 工藝參數(shù)
塑料性能
ABS（苯乙烯共聚）
塑料性能
ABS（苯乙烯共聚）
屈服強(qiáng)度 /Mpa
50
玻璃化溫度 /℃
拉伸強(qiáng)度 /Mpa
38
熔點(diǎn)（粘流溫度） /℃
130～160
斷裂伸長(zhǎng)率 /%
35
熱變形溫度/℃
45 N/cm
108 N/cm
90～108
拉伸彈性模量 /Gpa
1.8
83～103
彎曲強(qiáng)度 /Mpa
80
線膨脹系數(shù)/（10ˉ5/℃）
7.0
彎曲彈性模量 /Gpa
1.4
比熱容 /[J/(kg·K)]
1470
簡(jiǎn)支架沖擊強(qiáng)度/（kJ/m2）
無(wú)缺口
缺口
261
熱導(dǎo)率 /[W/(m·K)]
0.263
11
燃燒性 /(cm/min)
慢
布氏硬度 HBS
9.7 R121
體積電阻/Ω·cm
6.9×10
密度 /（g/cm3）
1.02～1.16
擊穿電壓/(Kv/mm)
比體積 /(cm2/g)
1.02～1.16
成型收縮率/%
0.3～0.8
吸水性 /% （24h）
長(zhǎng)時(shí)間
0.2～0.4
拉伸模量E/×103
1.91～1.98
泊松比 μ
0.38
透明度或透光率
不透明
與鋼的摩擦因子f
0.20～0.25
ABS注射參數(shù)
注射類型：螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min
噴嘴類型：形式 直通式；溫度 180～190℃
料筒溫度：前段200～210℃；中段210～230℃；后段180～200℃
模具溫度：50～70℃ 注射壓力：70～90 MPa
保壓力 ：50～70 MPa
注射時(shí)間：3～5 S
保壓時(shí)間：15～30 S
冷卻時(shí)間：15～30 S
成型周期：40～70 S
第四節(jié) 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性
要想獲得合格的塑料制件，除選擇合理的塑件材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。塑件的 結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計(jì)有直接關(guān)系，只有塑件設(shè)計(jì)滿足成型工藝要求， 才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)。
一、 尺寸及精度
塑件尺寸的大小取決于塑料的流動(dòng)性。在注射成型華中，薄壁塑件的尺寸不能設(shè)計(jì)的過(guò)大。
塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，及所獲得塑件尺寸的準(zhǔn)確度。
根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合表3-9（參一）初步選定該零件的三個(gè)表面的精度分別為4、5、6級(jí)。
二、 表面粗糙度
塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。一般模具表面粗糙度,要比塑件的要求低1～2級(jí)。塑件的表面粗糙度一般為Ra 0.8～0.2μm。
三、 形狀
塑件的內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。
四、 斜度
為了便于從塑件中抽出型心或從型腔中脫出塑件，防止脫模時(shí)拉傷塑件，在設(shè)計(jì)時(shí)必須使塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度，由于本次設(shè)計(jì)所選材料為ABS，內(nèi)外面均取拔模斜度為8°。
五、 壁厚
塑件的壁厚對(duì)塑件的質(zhì)量有很大的影響，塑件壁厚盡可能均勻。本次設(shè)計(jì)的壁厚非均勻，盡量保證兩側(cè)均勻，且滿足塑件的最小壁厚。
六、 圓角
塑件除了使用上要求采用尖角外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過(guò)渡。
第五節(jié) 塑件在模具中的位置
一、 型腔數(shù)量及排列方式
塑件的設(shè)計(jì)已完成，根據(jù)塑件品種，形狀及尺寸分析，塑件的材料、形狀尺寸于澆口的位置和形狀有關(guān)，同時(shí)也對(duì)分型面和脫模位置有影響，此外質(zhì)量控制要求，塑件的成本，注射機(jī)技術(shù)規(guī)范對(duì)型腔均有影響，本次設(shè)計(jì)初步選定型腔數(shù)目為1個(gè)。
（二）分型面的設(shè)計(jì)
1、分型面設(shè)在零件開(kāi)口最大輪廓處
2、分型面設(shè)在零件 開(kāi)口處以使塑件開(kāi)模以后留在動(dòng)模。便于順利脫模
3、在分型面上設(shè)有1°左右的拔模斜度，可以保證塑件外觀質(zhì)量和塑件精度要求
第三章 設(shè)備的選擇
第一節(jié) 最大注射量
塑件成型所需注射量應(yīng)小于或等于所選的注射機(jī)的注射量。
（一）本次設(shè)計(jì)確定了型腔數(shù)目為n=1，然后根據(jù)生產(chǎn)條件，如注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行校核選取。據(jù)5.1
n≤KMp－M1/M
公式中 K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般K=0.8 ；
Mp—注射機(jī)最大注射量㎝3或g ；
M1—澆注系統(tǒng)所需塑料的㎝3或g ；
M—單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量，㎝3或g 。
n — 型腔數(shù)目為n=1
本次設(shè)計(jì)采用PRO/E進(jìn)行三維造型，利用實(shí)體測(cè)量和計(jì)算得M≈3.734cm3
所以 1≤（0.8Mp-2×3.734）/3.734
Mp≥37.34cm3
由〈塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)〉表4.2
初步選定注射機(jī)為XS—Z—30。
第二節(jié) 注射量的校核
1） 按注射機(jī)的額定塑化量進(jìn)行校核
nm≤KMt/3600-m1 (參1，4-4)
式中 K—注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8
M—注射機(jī)的額定塑化量，g/h或cm3/h；
T—成型周期，s；
M1—澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積，g或cm3；
M—單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積，g或cm3；
N—型腔的數(shù)量。
1≤(KMt/3600－m1)/m≈5.4
經(jīng)校核,注射機(jī)的選取符合型腔數(shù)要求。
第三節(jié) 塑件在分型面上的最大注射量與鎖模力的校核
1) 最大注射量的校核
nm+m1≤Kmp
式中mp —注射機(jī)允許的最大注射量 ，g或cm3 .
(1×3.734+7.46)/0.8=9.35≤30
經(jīng)校核,注射機(jī)的注射量滿足塑件成型要求。
2） 鎖模力的校核
Fz=p（n×A+A1）
10～50
Δi/[3(1+Δi)]
>50～200
Δi/[5(1+Δi)]
（3） 保證塑件順利脫模
[δ]〈tS=1.4×0.8%=0.0112
式中 [δ]—保證塑件順利脫模的型腔允許彈性變形量；
t —塑件壁厚，mm;
S—塑件的收縮率。
二、型腔的側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算
（1） 組合式矩形型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算
對(duì)于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過(guò)了模具材料的許多應(yīng)力，因此，強(qiáng)度不夠是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔側(cè)壁厚應(yīng)以強(qiáng)度為準(zhǔn)。
δmax= pHl4/32Ehs3 （6.19）
s=12.7mm
設(shè)允許最大變形量為δmax≤[δ]，其壁厚按剛度條件的計(jì)算式為：
s= （6.20）
s=12.7mm
（2）組合式矩形型腔底板厚度的計(jì)算
按強(qiáng)度條件，型腔底板厚度計(jì)算式為：
h= 如（圖15）
式中：h————矩形底板的厚度 （mm）
B————底板總寬度 （mm）
L————雙支腳間距 （mm）
P————型腔內(nèi)塑料熔體壓力 （MPa）
[σ]————模具材料的許用應(yīng)力 （MPa） 圖 15
h≥25 mm
第六章 模架組合的選擇
根據(jù)注射機(jī)固定模板尺寸和各項(xiàng)工藝參數(shù)，以及塑件尺寸形狀凸凹模尺寸的計(jì)算，注射模架由定模和動(dòng)模均 由兩快模板組成，推桿推出塑件。選取基本型要點(diǎn)：
（1） 模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L 它們的關(guān)系為：
Lmin≤H≤Lmax
(2) 開(kāi)模定行程與、動(dòng)模分開(kāi)的間距與頂出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系。
（3） 選用的模架在注射機(jī)上安裝。
（4） 選用模架應(yīng)符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求。
（5） 經(jīng)計(jì)算考慮選模架：250×L的A1型。
第七章 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)定?；蛏舷履：夏r(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)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具閉合過(guò)程中保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確 ；同時(shí)起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。此外，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)還承受一定的側(cè)向壓力，保證了模具的正常工作。
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
（一）導(dǎo)柱
1、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式
2、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求
導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面高出8～12mm，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)柱前端應(yīng)作成錐臺(tái)或半球形，以使導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。
導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度。
導(dǎo)柱既可以設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，也可以設(shè)置在定模一側(cè)，在不防礙脫模取件的條件下，導(dǎo)柱通常設(shè)在型芯高出分型面較多的一側(cè)。
（二）導(dǎo)套
1、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式
導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。
為使導(dǎo)柱順利的進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)柱孔最好作成通孔，以利于排除孔內(nèi)空氣及廢料殘?jiān)?
第八章 推出與復(fù)位機(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(guò)程，使塑件從成型零件上脫出來(lái)的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿或液壓缸來(lái)完成的。
第一節(jié) 推出機(jī)構(gòu)的組成
推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件]推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位零件等組成。推出機(jī)構(gòu)中，凡直接與塑件相接觸、并將塑件推出型腔或型芯的零件稱為推出零件。本次設(shè)計(jì)采用推桿推出機(jī)構(gòu)。
第二節(jié) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
1、推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。
2、保證塑件不因推出而變形損壞，為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)要仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置，從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
3、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活、制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過(guò)程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。
4、合模時(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。
二、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(kāi)始脫模時(shí)，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大。
Fm=(Fb-Ftsin a) μ (8.1)
式中 Fm——脫模時(shí)型心受到的摩擦阻力；
Fb——塑件對(duì)型心的包緊力；
Ft——脫模力；
a——脫模斜度；
μ——塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3
根據(jù)力平衡的原理，列出平衡方程式：
∑Fx=0
故 Fmcos a –Ft-Fb sin a = 0 (8.2)
由式（8.1）和（8.2），經(jīng)整理后得：
Ft=Fb(μcos a –sin a)/1+μcos a sin a
因?qū)嶋H上摩擦系數(shù)μ較小，sin a更小， cos a 也小于1，故忽略μcos a sin a
，式（8.3）簡(jiǎn)化為：
Ft= Fb(μcos a –sin a) (8.4)
=Ap(μcos a –sin a)
A——塑件包容型芯的面積；
P——塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件，P取 （2.4～3.9）×10⒎Pa，模內(nèi)冷卻的塑件，P?。?.8～1.2）×10⒎Pa
Ft=[60×41.8×10-4×1.0×107×(0.2×cos 1°-sin 1°)] ×2
=1.0×106 Pa
第三節(jié) 簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)
簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)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)，多元推出機(jī)構(gòu)等等。
（一）推桿推出機(jī)構(gòu)
由于推桿位置的自由度很大，因而推桿推出機(jī)構(gòu)是最常用的推出機(jī)構(gòu)，常用來(lái)推出各種塑件。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出情況而定，可設(shè)計(jì)成圓形，矩形。本次設(shè)計(jì)采用圓形截面推桿。
1、推桿位置的設(shè)置
（1）推桿應(yīng)均勻布置 當(dāng)塑件脫模力相同時(shí)，應(yīng)均勻布置推桿，保證塑件被推桿推出時(shí)受力均勻，推出平穩(wěn)、不變形。
（2）推桿應(yīng)設(shè)置在脫模力大的地方 型芯周圍塑件對(duì)型芯包緊力很大所以可在型芯外側(cè)塑件的端面上設(shè)置推桿，也可在型芯靠近側(cè)壁處設(shè)推桿。
（3）推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度較大處 推桿不宜設(shè)在塑件薄壁處，盡可能設(shè)在塑件壁厚、凸緣、加強(qiáng)肋處。
2、推桿的直徑 推桿在推出塑件時(shí)，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，為此，推桿的直徑不宜太小。
3、推桿的形狀
四、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位
為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出元件能回到原來(lái)的位置，通常還需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。
（一） 導(dǎo)向零件
推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向零件，通常由推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套所組成，導(dǎo)向，零件使各推出零件得以保持一定的配合間隙，從而保證推出和復(fù)位動(dòng)作順利進(jìn)行。
（二） 復(fù)位零件
1、復(fù)位桿復(fù)位 為了使推出元件合模后能回到原來(lái)的位置，推桿固定板上同時(shí)裝有復(fù)位桿， 常用的復(fù)位桿采用圓形截面，一般每副模具設(shè)置四根復(fù)位桿，其位置盡量設(shè)置在推桿固定板的四周以便推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面平齊。
2、復(fù)位桿的形狀。
第九章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
當(dāng)注射成型的塑件與開(kāi)合模方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)有孔、凹穴或凸臺(tái)時(shí)，模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動(dòng)的，以便在塑件脫模推出之前，先將側(cè)向成型零件抽，出然后再把塑件從模內(nèi)推出，否則就無(wú)法脫模。帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向分型抽芯和復(fù)位的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓（液動(dòng)）或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類。
由于塑件包緊在側(cè)向型芯或粘附在側(cè)向型腔上，因此在各種類型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中，側(cè)向分型與抽芯時(shí)必然會(huì)遇到抽拔的阻力，側(cè)向分型與抽芯的力或稱抽拔力一定要大于抽拔阻力
。側(cè)向抽拔力可按式（8.4）計(jì)算，即 Ft=Ap(μcos a -sin a).
在設(shè)計(jì)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，除了計(jì)算側(cè)向抽拔力以外，還必須考慮側(cè)向抽芯距（亦稱抽拔距）的問(wèn)題。側(cè)向抽芯距離一般比塑件上側(cè)凹、側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2～3 mm，用公式表示即為：
S=S′+（2～3）mm ?。?.1）
式中 S′————塑件上側(cè)凹、側(cè)孔的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度；
S————抽芯距。
S1=3.4+3=6.4 mm ；
S2=0.9+3=3.9 mm ；
S3=1.14+3=4.14 mm。
1、斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)
圖(8 )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)?。斜?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(guò)渡配合。由于斜導(dǎo)柱在工作過(guò)程中主要用來(lái)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。
4. 斜導(dǎo)柱傾斜角的確定
斜導(dǎo)柱軸向與開(kāi)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(zhǎng)度、抽芯距和受力狀況等起著決定性的影響；一般斜導(dǎo)柱的傾斜角a取22°33ˊ比較理想，一般在設(shè)計(jì)時(shí)取a≤25°,最長(zhǎng)用的是12°≤a≤22°。在這種情況下，楔緊塊的楔緊角aˊ=a+2°～3°
由公式：
式中 ——斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度；
s——抽芯距；
——斜導(dǎo)柱的傾斜角=22o；
H——與抽芯距是對(duì)應(yīng)的開(kāi)模距。
由以上公式可算得 L=18.8mm ； H=18mm 。
以下圖（8）是斜導(dǎo)柱抽芯時(shí)的受力圖：
圖（8）斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度與抽芯距關(guān)系及受力圖
從圖中可知：
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(kāi)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(zhǎng)度要增大，開(kāi)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(guò)以上的計(jì)算推導(dǎo)，a取22o比較理想。
Fw=1.06×106 Pa
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(lái)確定斜導(dǎo)柱的直徑,由上面的計(jì)算知道，F(xiàn)w=12.8KN,a=22o,所以根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表9-1查得Fw和Hw以及a在表9-2中查得斜導(dǎo)柱的直徑d=12mm.
6.斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算
由《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》書(shū)中公式(9.4)得，斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)為:
式中 ——斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)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(zhǎng)度為：
式中 ——斜導(dǎo)柱安裝固定部分的長(zhǎng)度；
d1——斜導(dǎo)柱固定部分的直徑。
由以上公式可得Lz=60mm。
斜導(dǎo)柱安裝固定部分的尺寸為：
Lg=L2－l－（0.5～1）mm
=h/cos a －d1 tg a/2 －(0.5～1) mm (9.5)
式中 Lg——斜導(dǎo)柱安裝固定部分的尺寸；
d1——斜導(dǎo)柱固定部分直徑。
Lg=23mm
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(kāi)加工稱組合式。
在本次設(shè)計(jì)中采用整體式結(jié)構(gòu)。一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過(guò)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(guò)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(wú)需要另加工槽，不過(guò)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。
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(guò)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(guò)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，以及各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(lái)，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(zhǎng)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(zhǎng)度留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的 長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合長(zhǎng)度的2/3。否則，滑塊開(kāi)始復(fù)位時(shí)容易偏斜，甚至損壞模具。
9.楔緊塊設(shè)計(jì)
在注射成型過(guò)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(guò)滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長(zhǎng)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(kāi)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′=23o
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?
10. 滑塊定位裝置設(shè)計(jì)
滑塊定位裝置在開(kāi)模過(guò)程中用來(lái)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。在此我采用了內(nèi)六角螺釘和彈簧定位。因?yàn)檫@樣更利以維修。
第十章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
一、在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下原則：
1、冷卻水道應(yīng)盡量多，截面尺寸應(yīng)盡量大。
2、冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等，此塑件壁厚相等，所以冷卻水道到型腔表面距離相等，且距離應(yīng)在12～15 mm，這里取15 mm。
3、澆口處加強(qiáng)冷卻。塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，所以要加強(qiáng)冷卻澆口。
4、冷卻水道出入口溫差應(yīng)最小，盡量縮短冷卻水道長(zhǎng)度，降低出入口冷卻水的溫差，提高冷卻效果。
5、冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置，此外，在設(shè)計(jì)冷卻水道時(shí)還要避免塑料的熔融部位，以免產(chǎn)生熔接痕，并且還要易于清理，冷卻水道孔徑取10 mm。
總結(jié)
經(jīng)過(guò)一個(gè)月的時(shí)間，我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在這短短的一個(gè)月內(nèi)，我學(xué)到了很多東西，可說(shuō)是受益非淺。雖說(shuō)是短短的一個(gè)月，但我認(rèn)為通過(guò)實(shí)踐所得比從書(shū)本上學(xué)到的東西要有價(jià)值的多。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。在老師耐心、認(rèn)真的教導(dǎo)下，使我獨(dú)立