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湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目
蘋果手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)
作者
汪少羽
學(xué)院
瀟湘學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)號(hào)
1053010505
指導(dǎo)教師
胡華榮
二〇一四 年 六 月 一 日
湖 南 科 技 大 學(xué) 瀟 湘 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
機(jī)電工程 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日
學(xué)生姓名: 汪少羽 學(xué)號(hào): 1053010505 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 蘋果手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)（一模兩腔）
2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2014 年 2 月 17 日開始至 2014年 6 月 6 日止
3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：
①現(xiàn)有蘋果手機(jī)外殼實(shí)物模型和Pro/E仿真圖一幅；② 畢業(yè)實(shí)習(xí)或圖書館及網(wǎng)上所搜集的資料；③ 相關(guān)教材及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)。
4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
① 制品的結(jié)構(gòu)特征及性能分析；
② 模具結(jié)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)；
③ 相關(guān)的計(jì)算及注塑機(jī)的選型；
④ 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配圖的設(shè)計(jì)；
⑤ 零件工作圖的設(shè)計(jì)；
⑥ 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析及本設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)分析；
⑦ 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：
① 相關(guān)圖紙（電腦 圖用AutoCAD或Pro/E或ＵＧ完成）；
②不少于折合0號(hào)圖2.5張（其中要求用計(jì)算機(jī)繪制）；
③ 編寫的設(shè)計(jì)說(shuō)明書正文不少于40頁(yè)(《湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫打印規(guī)范》打印，正文用小四號(hào)宋體字)；
④錄光盤一張（含設(shè)計(jì)說(shuō)明書、圖紙等）?！?
6 發(fā)題時(shí)間： 2014 年 2 月 17 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
指導(dǎo)人： （簽名）
年 月 日
指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
評(píng)閱人： （簽名）
年 月 日
評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄
日期：
學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：
題目：
提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：
1 設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 共 頁(yè)
2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁(yè)
3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問(wèn)題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
答辯委員會(huì)主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績(jī)：
總評(píng)成績(jī)：
摘 要
塑料模具在當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，從電腦、手機(jī)、飲料、臺(tái)燈、水筆、水盆等方面應(yīng)用極其廣泛，可以說(shuō)從我們的吃穿住行都離不開它。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(guò)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(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是手機(jī)保護(hù)殼的注塑模的設(shè)計(jì)，依據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量和塑料的工藝性能確定了以一次分型面注塑模的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。模具的型腔采用一模兩腔直線排列，澆注系統(tǒng)采用側(cè)澆口成形，推出形式為推桿推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。由于塑件的工藝性能要求注塑模中有冷卻系統(tǒng)，因此在模具設(shè)計(jì)中也進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本次的設(shè)計(jì)中參考了大量的文獻(xiàn)，還在互聯(lián)網(wǎng)上查找資料，設(shè)計(jì)過(guò)程比較完整。
關(guān)鍵詞 ：一次分型面注射模具；側(cè)澆口；推桿。
iii
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
ABSTRACT
Plastic mould in today's society more and more widely used, from computers, cell phones, drinks, desk lamp, a pen and birdbath is widely applied, from our food and live lines cannot leave it, so to speak. Forming thermoplastic injection molding is a main method, so the application range is very wide. Injection molding is melt plastic raw material into the cylinder by heating, as a high viscosity fluid pressurized with piston or screw as a tool, makes the molten body through a nozzle with high pressure injection mold cavity, after cooling and solidification stage, and then out of the mould, plastic products.
This graduation design is the design of the injection mold of mobile phone protection shell, based on the amount of the product and process performance of plastic identified with a way to carry on the design of injection mold parting surface. Die mould with one module and two cavities was linear arrangement, gating system using the side gate forming, form of complete plastic pieces of the launch of the push rod to launch institutions. Because of the plastic parts process performance requirements of injection mold cooling system, therefore also has carried on the design in the mold design. Reference in the design of a large number of literature, also find information on the Internet, the design process is complete.
Key words: a parting surface injection mould; The side gate. The push rod.
目 錄
第一章 前言 1
第二章 塑料制件的分析 8
2.1 成型塑料件的工藝性分析 8
2.2 成型塑件的材料分析 10
2.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)： 11
2.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù): 12
第三章 塑件成型的基本過(guò)程 13
第四章 注塑設(shè)備的選擇 14
4.1估算塑件體積質(zhì)量 14
4.2 注塑機(jī)的選擇 15
第五章 成型零件有關(guān)尺寸的計(jì)算 16
5.1型腔凹模尺寸的計(jì)算 16
5.2型芯凸模尺寸的計(jì)算 18
5.3型芯凸模尺寸的計(jì)算 20
第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21
6.0 分型面的選取 21
6.1澆口套的選用 21
6.2冷料井的設(shè)計(jì) 23
6.3分流道的設(shè)計(jì) 23
6.4分流道的布置 24
6.5澆口設(shè)計(jì) 25
6.6澆口位置的選擇 26
第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29
7.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 29
7.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 30
第八章 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 31
第九章 側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32
9.1抽拔距的計(jì)算 32
9.2斜導(dǎo)柱的尺寸與安裝形式 32
9.3 鎖緊楔形式 33
9.4 斜導(dǎo)柱的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 33
第十章 排氣系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 35
10.1排氣系統(tǒng) 35
10.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 35
第十一章 繪制裝配圖 39
第十二章 注射機(jī)的校核 41
12.1 注射量的校核 41
12.2 鎖模力的校核 41
第十三章 模具的安裝試模 42
結(jié)束語(yǔ) 44
致謝 45
參考文獻(xiàn) 46
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 前 言
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)備，是衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標(biāo)志。模具在電子、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，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。
模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，是工業(yè)化國(guó)家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來(lái)的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說(shuō)，沒(méi)有高水平的模具就不會(huì)有高水平的工業(yè)產(chǎn)品。模具業(yè)是否強(qiáng)盛也反映出一個(gè)國(guó)家工業(yè)的強(qiáng)弱。
塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位
塑料制品具有原料來(lái)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、電子、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(guò)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(guò)噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
塑料注射成形工藝的最大特點(diǎn)是復(fù)制，能夠復(fù)制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產(chǎn)的工藝。雖然在設(shè)備上投入較大，但是可以生產(chǎn)制品的數(shù)量非常大，實(shí)屬一種經(jīng)濟(jì)快捷的生產(chǎn)方式，因此得到廣泛的應(yīng)用和快速的發(fā)展。
模具在我國(guó)的發(fā)展歷程
過(guò)去在我國(guó)工業(yè)中，模具長(zhǎng)期未受到重視。改革開放以來(lái)，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進(jìn)入大批量生產(chǎn)，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，質(zhì)量要求也越來(lái)越高。當(dāng)今社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對(duì)物質(zhì)的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產(chǎn)加工出來(lái)，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關(guān)系越來(lái)越緊密，如我們使用的電腦、手機(jī)、汽車等產(chǎn)品都要依靠模具。在塑料
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湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、先進(jìn)的模具制造設(shè)備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設(shè)備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。
我國(guó)模具工業(yè)雖然有了長(zhǎng)足的發(fā)展，取得了巨大進(jìn)步，但是我們也要清醒地看到，我國(guó)模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家要落后很多，這與我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)技術(shù)裝備還比較落后，勞動(dòng)生產(chǎn)率也較低；模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標(biāo)準(zhǔn)化程度也不夠高；模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術(shù)含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進(jìn)口，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等?？梢?，我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。
前景展望
我國(guó)進(jìn)入實(shí)施國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的第十一個(gè)五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進(jìn)入一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。在這一時(shí)期，模具行業(yè)的主要任務(wù)是，在黨中央關(guān)于把我國(guó)建設(shè)成為創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略思想指引下，進(jìn)一步推進(jìn)改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場(chǎng)，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國(guó)模具工業(yè)在整體上再上一個(gè)新臺(tái)階。不斷提升模具制造水平，振興我國(guó)裝備制造業(yè)，為實(shí)現(xiàn)把我國(guó)建設(shè)成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的宏偉目標(biāo)而奮斗。
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及任務(wù)
熱塑性塑料注射模的特點(diǎn)是由塑料原材料的特性所決定的，最主要的有兩點(diǎn)：一是注射時(shí)塑料熔體的充模流動(dòng)特性，二是模腔內(nèi)塑料冷卻固化時(shí)的收縮行為，這兩點(diǎn)決定了注塑模的特殊性和設(shè)計(jì)難度。由于塑料熔體屬于粘彈體，熔體流動(dòng)過(guò)程粘度隨剪切應(yīng)力、剪切速率而變化，流動(dòng)過(guò)程中大分子沿流動(dòng)方向產(chǎn)生定向；模腔充滿后熔體被部分壓縮；冷卻固化過(guò)程中塑料的收縮非常復(fù)雜，模腔內(nèi)各部位、各方向塑料收縮率不同，不同種類、牌號(hào)的塑料收縮率有很大差異，同一牌號(hào)的樹脂或塑料在加工時(shí)配方不同其充模流動(dòng)特性及收縮率也不同。基于上述特點(diǎn)，設(shè)計(jì)注塑模時(shí)首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使設(shè)計(jì)的模具合理適用，并可在設(shè)計(jì)中有效利用塑料特性，如點(diǎn)澆口模具用于塑料絞鏈制品。
基本要求與注意事項(xiàng)
合理地選擇模具結(jié)構(gòu)：根據(jù)塑件的圖紙及技術(shù)要求，研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備，結(jié)合工廠的機(jī)械加工能力，提出模具結(jié)構(gòu)方案，充分征求有關(guān)方面的意見，進(jìn)行分析討論，以使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便。必要時(shí)可根據(jù)模具設(shè)計(jì)和加工的需要，提出修改塑件圖紙的要求，但需征得用戶同意后方可實(shí)施。正確地確定模具成型零件的尺寸：成型零件是確定制件形狀、尺寸和表面質(zhì)量的直接因素，關(guān)系甚大，需特別注意。計(jì)算成型零件尺寸時(shí)，一般可采用平均收縮率法。對(duì)精度較高并需控制修模余量，可按公差帶法計(jì)算，對(duì)于大型精密制件，最好能用類比法，實(shí)測(cè)塑件幾何形狀在不同方向上的收縮率進(jìn)行計(jì)算。
設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)制造方便：設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡量做到使設(shè)計(jì)的模具制造容易，造價(jià)便宜。特別那些比較復(fù)雜的成型零件，必須考慮是采用一般的機(jī)械加工方法加工還是采用特殊的加工方法加工。若采用特殊的加工方法，那么加工之后怎樣進(jìn)行組裝，類似問(wèn)題在設(shè)計(jì)模具時(shí)均應(yīng)考慮和解決，同時(shí)還應(yīng)考慮到試模以后的修模，要留有足夠的修模余量。
充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色，盡量減少后加工，盡量用模具成型出符合塑件設(shè)計(jì)特點(diǎn)的制件，包括孔、槽、凸、凹等部分，減少澆口、溢邊的尺寸，避免不必要的后加工。但應(yīng)將模具設(shè)計(jì)與制造的可行性與經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，防止片面性。
設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高、安全可靠：這一要求涉及到模具設(shè)計(jì)的許多方面，如澆注系統(tǒng)需充模和閉?？?，模具零件應(yīng)是耐磨耐用類零件，應(yīng)對(duì)其材料溫調(diào)系統(tǒng)效果好，脫模機(jī)構(gòu)靈活可靠，自動(dòng)化程度高等。
模具零件的耐用度影響整個(gè)模具的使用壽命，為此還應(yīng)考慮如何但需注意零件壽命與模具相適應(yīng)。
模具結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性：在設(shè)計(jì)模具時(shí)并盡量滿足要求，同樣是獲得優(yōu)質(zhì)制件的重要措施。
注塑模設(shè)計(jì)程序
注塑模具是一個(gè)專業(yè)性很強(qiáng)的學(xué)科，對(duì)理論和實(shí)踐要求都很強(qiáng)，其設(shè)計(jì)過(guò)程
一般可分為一下步驟。
接受任務(wù)書
“模具設(shè)計(jì)任務(wù)書”通常由模具設(shè)計(jì)人員以“模具設(shè)計(jì)任務(wù)書”為依據(jù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。包括：
① 、經(jīng)過(guò)審簽的正規(guī)塑料制件圖紙，并注明所用塑料的牌號(hào)與要求（如色澤、透明度等）
② 、塑料制件的說(shuō)明書或技術(shù)要求；
③、 成型方法；
④、 生產(chǎn)數(shù)量；
⑤ 、塑料制件樣品；
調(diào)研、消化原始資料
收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工、特種工藝等有關(guān)資料，以備設(shè)計(jì)模具時(shí)使用。
選擇成型設(shè)備
模具與設(shè)備必須配套使用。因?yàn)槎鄶?shù)情況下都是根據(jù)成型設(shè)備的種類來(lái)進(jìn)行模具設(shè)為此，在設(shè)汁模具之前，首先要選擇好成型設(shè)備，這就需要了解各種成型設(shè)備的規(guī)格、性能與特點(diǎn)。
以注塑機(jī)來(lái)說(shuō)，如注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出方式與即離、噴嘴直徑與噴嘴球面半徑、定位孔尺寸、模具最大與最小厚度、模板行程竿，都將影響到模具的結(jié)構(gòu)尺寸與成型能力。同時(shí)還應(yīng)初估模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝與使用。
擬定模具結(jié)構(gòu)方案
理想的模具結(jié)構(gòu)應(yīng)能充分發(fā)揮成型設(shè)備的能力（如合理的型腔數(shù)目和自動(dòng)化水平等），在絕對(duì)可靠的條件下使模具本身的工作最大限度地滿足塑件的工藝技術(shù)要求（如塑件的幾何形狀、尺寸精度、表面光潔度等）和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求（成本低、效率高、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)省勞動(dòng)力等），由于影響因素很多，可先從以下幾方面做起：
( l ）塑件成型 按塑件形狀結(jié)構(gòu)合理確定其成型位置，因成型位置在很大程度上影響模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；
( 2 ）型腔布置 根據(jù)塑件的形狀大小、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度、批量大小以及模具制造的難易、成本高低等確定型腔的數(shù)量與排列方式；
( 3 ）選擇分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫氣、脫模、塑件的表面質(zhì)量及工藝操作等；
( 4 ）確定澆注系統(tǒng) 包括主流道、分流道、冷料穴（冷料井），澆口的形狀、大小和位置，排氣方法、排氣槽的位置與尺寸大小等；
( 5 ）選擇脫模方式 考慮開模、分型的方法與順序，拉料桿、推桿、推管、推板等脫模零件的組合方式，合模導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及側(cè)向分型氣抽芯機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)；
( 6 ）模溫調(diào)節(jié) 模溫的測(cè)量方法，冷卻水孔道的形狀、尺寸與位置，特別是與模腔壁間的距離及位置關(guān)系；
( 7 ）確定主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸 考慮成型與安裝的需要及制造與裝配的可能，根據(jù)所選材料，通過(guò)理論計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定型腔、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、滑塊等主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸以及安裝、固定、定位、導(dǎo)向等方法；（支承與聯(lián)接如何將模具的各個(gè)組成部分通過(guò)支承塊、模板、銷釘、螺釘?shù)戎С信c連接零件，按照使用與設(shè)計(jì)要求組合成一體，獲得模具的總體結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)方案的擬定，是設(shè)計(jì)工作的基本環(huán)節(jié)。它既是設(shè)計(jì)者的構(gòu)思過(guò)程，也是設(shè)計(jì)對(duì)象的胚胎，設(shè)計(jì)者應(yīng)將其結(jié)果用簡(jiǎn)圖和文字加以描繪與記錄，作為方案設(shè)計(jì)的依據(jù)。
方案的討論與論證
擬定初步方案時(shí)，應(yīng)廣開思路，隨后廣泛征求意見，進(jìn)行分析論證與權(quán)衡，選出最合埋的方案。
繪制模具裝配圖
裝配圖盡量采用1: 1 的比例畫出，但允許放大或縮小。要做到視圖選擇合理，先從模腔開始，由里向外，一般采用3-4個(gè)視圖。主要內(nèi)容有：
型腔與型芯的結(jié)構(gòu)；
澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式；
分型面及分型脫模機(jī)構(gòu)；
合模導(dǎo)向與復(fù)位機(jī)構(gòu)；
冷卻或加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式與部位；
安裝、支承、連接、定位等零件的結(jié)構(gòu)、數(shù)量及安裝位置；
確定裝配圖的圖紙幅面、繪圖比例、視圖數(shù)量布置及方式。
繪制模具裝配圖時(shí)應(yīng)注意做到以下幾點(diǎn)：
① 認(rèn)真、細(xì)致、干凈、整潔地將修改已就的結(jié)構(gòu)草圖，
② 將原草圖中不細(xì)不全的部分在正式圖上補(bǔ)細(xì)補(bǔ)全；
③ 標(biāo)注技術(shù)要求和使用說(shuō)明，包括某些系統(tǒng)的性能要求按標(biāo)準(zhǔn)畫在正式圖紙上（如頂出機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等），裝配工藝要求確定的尺寸要求等）,（如裝配后分型面的貼合間隙的大小、上下面的平行度、需由裝配使用與裝拆注意事項(xiàng)以及檢驗(yàn)、試模、維修等）。
④ 全面檢查，糾正設(shè)計(jì)或繪圖過(guò)程中可能出現(xiàn)的差錯(cuò)與遺漏。
繪制零件圖
繪制零件圖時(shí)應(yīng)注意做到以下幾點(diǎn)：
① 凡需自制的零件都應(yīng)畫出單獨(dú)的零件圖
② 圖形盡可能按1 正確，布置得當(dāng)；
③ 統(tǒng)一考慮尺寸形位公差、表面粗糙度的標(biāo)準(zhǔn)方法與位置，避免擁擠與十可將用得最多的一種粗糙度以“其余”’的形式標(biāo)于圖紙右上角；
④ 零件圖的編號(hào)應(yīng)與裝配圖中的序號(hào)一致；
⑤ 標(biāo)注技木要求，填寫標(biāo)題欄；
編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書
編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書有以下內(nèi)容：
設(shè)計(jì)題目或設(shè)計(jì)任務(wù)書；
目錄；
塑件分析（含塑件圖）；
塑料材料的成型特性與工藝參數(shù)；
設(shè)備的選擇：設(shè)備的型號(hào)、主要參數(shù)及有關(guān)參數(shù)的校核；
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：塑件成型位置，分型面的選擇，主流道、分流道、澆口、排氣槽的形式、部位與尺寸以及流長(zhǎng)比的校核等；
成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算：型腔、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸計(jì)算、強(qiáng)度校核等；
脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：脫模力的計(jì)算，拉料機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、復(fù)位機(jī)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)形、安裝定位、尺寸配合以及某些構(gòu)件所需的強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性校核；
側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：抽拔距與抽拔力的計(jì)算，抽芯機(jī)構(gòu)的形式、結(jié)構(gòu)、尺寸以及必要的驗(yàn)算；
脫螺紋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：脫模方式的選擇，止轉(zhuǎn)方法、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)與計(jì)算；
設(shè)計(jì)小結(jié)：體會(huì)、建議等；
參考資料：資料編號(hào)、名稱、作者、出版年月。
在編寫過(guò)程中要注意：文字簡(jiǎn)明通順，繕寫整齊清晰，計(jì)算正確完整，并要畫出與設(shè)計(jì)計(jì)算有關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。計(jì)算部分只要求列出公式、代人數(shù)據(jù)，求出結(jié)果即可，運(yùn)算過(guò)程可以省略。寫好后校對(duì)，最后裝訂成冊(cè)。
第二章 塑料制件的分析
2.1 成型塑料件的工藝性分析
通過(guò)對(duì)塑件外部造型、工藝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、對(duì)塑件進(jìn)行計(jì)算仿真和生產(chǎn)驗(yàn)證，也通過(guò)對(duì)分模線、塑件的壁厚、圓角、塑件的尺寸精度、脫模斜度進(jìn)行了綜合的考慮，工件的尺寸和形狀如下圖:
圖2-1-1 工件的尺寸
圖2-1-2 塑件圖
從塑件厚來(lái)看，總的來(lái)講塑件壁厚化比較均勻，有利于零件成型。
脫模斜度分析 當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復(fù)雜時(shí)，塑件的多個(gè)面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時(shí)塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。
一般來(lái)說(shuō)，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認(rèn)真設(shè)計(jì)脫模斜度。
①斜度作用： 便于塑件脫模，防止脫模時(shí)擦傷塑件，須在塑件內(nèi)外表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。
②脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。
塑件脫模斜度的選取應(yīng)遵循以下原則：
1 塑料的收縮率大，壁厚，斜度應(yīng)取偏大值，反之取偏小值。
2 塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，脫模阻力就比較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度。
3 當(dāng)塑件高度不大（一般小于2mm）時(shí)，可以不設(shè)斜度；對(duì)型芯長(zhǎng)或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。
4 一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些，有時(shí)也根據(jù)塑件的預(yù)留位置（留于凹模或凸模上）來(lái)確定制件內(nèi)外表面的斜度。
5 熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應(yīng)取小一些。
6 一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設(shè)計(jì)中采用30′的脫模斜度。
表面粗糙度分析 塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點(diǎn)外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級(jí)，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關(guān)。一般，型腔表面粗糙度要求達(dá)到0.2~0.4mm。
2.2 成型塑件的材料分析
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動(dòng)性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時(shí)具有吸濕性強(qiáng)，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。
ABS無(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/cm3。ABS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(wú)機(jī)鹽、堿和酸類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響。ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。
2.2.1 ABS塑料主要的性能指標(biāo)：
使用注射成形塑料制品時(shí)，由于其熔體黏度較高，所需的注射成形壓力較高，因此塑件對(duì)型芯的包緊力較大，故塑件應(yīng)采用較大的脫模斜度。另外熔體黏度較高，使制品易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。易吸水，成形加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。在正常的成形條件下，制品的尺寸穩(wěn)定性較好。
密度(Kg.dm-3) 1.13——1.14
收縮率 % 0.3~0.8
熔 點(diǎn) ℃ 130~160
熱變形溫度 45N/cm 65~98
彎曲強(qiáng)度 Mpa 80
拉伸強(qiáng)度 MPa 35~49
拉伸彈性模量 GPa 1.8
彎曲彈性模量 Gpa 1.4
壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39
缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
體積電阻系數(shù) Ωcm 1013
擊穿電壓 Kv.mm-1 15
介電常數(shù) 60Hz3.7
2.2.2 ABS的注射成型工藝參數(shù):
注塑機(jī)類型：螺桿式
噴嘴形式： 通用式
料筒一區(qū) 150——170
料筒二區(qū) 180——190
料筒三區(qū) 200——210
噴嘴溫度 180——190
模具溫度 50——70
注塑壓 60——100
保壓 40——60
注塑時(shí)間 2——5
保壓時(shí)間 5——10
冷卻時(shí)間 5——15
周期 15——30
后處理 紅外線烘箱
溫度（70）
時(shí)間（0.3——1）
第三章 塑件成型的基本過(guò)程
注塑成型是把塑料原料（一般經(jīng)過(guò)造粒、染色、添加劑等處理之后的顆粒）放入料間當(dāng)中，經(jīng)過(guò)加熱溶化使之成為高粘度的流體-----熔體用柱塞或螺桿作為加壓工具，使得熔體通過(guò)噴嘴以較高的壓力（約20~85mpa），溶入模具的型腔中經(jīng)過(guò)冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
a 塑化過(guò)程
現(xiàn)代式的注射機(jī)基本上采取螺桿式的塑化設(shè)備，塑料原粒（稱為物料）自從送料斗以定容方式送入料筒，通過(guò)料筒外的點(diǎn)加熱裝置和料筒內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦熱，使物理熔化達(dá)到一定的溫度后即可注射，注射動(dòng)作是由螺桿的推進(jìn)來(lái)完成的。
b 充模過(guò)程
熔體自注射機(jī)的噴嘴噴出來(lái)后，進(jìn)入模具的型腔內(nèi)，將型腔內(nèi)的空氣排出，并充滿型腔，然后升到一定壓力，使溶體的密度增加，充實(shí)型腔的每一個(gè)角落。
充模過(guò)程是注射成型的最主要的過(guò)程，由于塑料溶體的流動(dòng)是非牛頓流動(dòng)，而且粘度很大，所以在壓力損耗，粘度變化，多般匯流等現(xiàn)象左右塑件的質(zhì)量，因此充模過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題------澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就成為注射模具設(shè)計(jì)過(guò)程的重點(diǎn)，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)運(yùn)用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以解決澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中疑難問(wèn)題。
c 冷卻凝固過(guò)程
熱塑性塑料的注射成型過(guò)程是熱交換過(guò)程，即：
塑化——注射充?！袒尚?
加熱——理論上絕熱——散熱
熱交換效果的好壞決定了塑件的質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)時(shí)，散熱交換也要充分考慮，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中也采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)解決問(wèn)題。
d 脫模過(guò)程
塑件在型腔內(nèi)固化后，必須采取機(jī)械的方式把它從型腔內(nèi)取出，這個(gè)動(dòng)作由脫模機(jī)構(gòu)來(lái)完成。不合理的脫模機(jī)構(gòu)對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大，但塑件的幾何形狀是千變?nèi)f化的，必須采用最有效和最好的脫模方式。因此，脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)，由于標(biāo)準(zhǔn)化的推廣，許多標(biāo)準(zhǔn)化的脫模機(jī)構(gòu)零部件也有商品供應(yīng)。
由a至d形成了一個(gè)循環(huán)，就完成了一次成型乃至很多塑件
第四章 注塑設(shè)備的選擇
4.1估算塑件體積質(zhì)量
建模，三維零件設(shè)計(jì)
利用Pro.E軟件。進(jìn)行三維實(shí)體建模，并可直接通過(guò)軟件進(jìn)行測(cè)量
V=8594mm3
4.2 注塑機(jī)的選擇
注射機(jī)的類型和規(guī)格很多，分類方法各異，按結(jié)構(gòu)型式可分為立式、臥式、直角式三類，國(guó)產(chǎn)臥式注射機(jī)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。這三類不同結(jié)構(gòu)形式的注射成型機(jī)各特點(diǎn)如下：
立式注射機(jī)的注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，這種注射成型機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上（下模）
安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點(diǎn)是制品自模具中頂出以后不能靠重力下落。需人工取出，有礙于全自動(dòng)操作，但附加機(jī)械手取產(chǎn)品后，也可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，此類注射機(jī)注射量一般均在60克以下。
臥式注射機(jī)是目前使用最廣、產(chǎn)量最大的注射成型機(jī)，其注射柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向裝設(shè)，并且多數(shù)在一條直線上（或相互平行）。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操縱和加料，制件頂出模具后可自動(dòng)墜落，故能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，機(jī)床重心較低安裝穩(wěn)妥，一般大中型注射機(jī)均采用這種形式。缺點(diǎn)是模具安裝比較麻煩嵌件放入模具有傾斜或落下的可能，機(jī)床占地面積較大。
直角式注射機(jī)的柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制適于單件生產(chǎn)者，中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)常利用開模時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。缺點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)無(wú)準(zhǔn)確可靠的注射和保壓壓力及鎖模力，模具受沖擊振動(dòng)較大。
根據(jù)實(shí)際情況，注塑機(jī)的實(shí)際注塑量是理論注塑量的80％左右。即有
V s ≦a V1
式中： V1——理論注塑容量，cm3 ;
VS——實(shí)際注塑容量，g ;
a——注塑系數(shù)，一般取值為0.8。
經(jīng)計(jì)算可得 實(shí)際注塑量V=2×1.2×8594mm3≈20625mm3
根據(jù)以上計(jì)算《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2-40選擇注射機(jī)XS-ZY-125螺桿式注射機(jī)，其參數(shù)如下：
額定注射量：125
螺桿直徑：42mm
注射壓力：150Mpa
鎖模力：900KN
模板行程：300mm
模具最大厚度：300mm
模具最小厚度：200mm
模板尺寸：450×420mm
拉桿空間：260×290mm
定位孔直徑：100mm
合模方式：液壓—機(jī)械
第五章 成型零件有關(guān)尺寸的計(jì)算
該塑件的材料ABS是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計(jì)算。查手冊(cè)得的收縮率為0.3%~0.8%,故平均收縮率為 0.55%。
根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級(jí)為級(jí)精度選取。
此產(chǎn)品采用級(jí)精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機(jī)械加工的型腔和型芯的制造公差可達(dá)到IT７～I(xiàn)T８級(jí)，綜合參考，相關(guān)計(jì)算具體如下：
5.1型腔凹模尺寸的計(jì)算
（相關(guān)公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》第79-80頁(yè)）
圖5.1 型腔
(一)、型腔徑向尺寸的計(jì)算：
LＭ+δz =[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
LＭ————凹模徑向尺寸（mm）
LS————塑件徑向公稱尺寸（mm）
Scp————塑料的平均收縮率（％）
Δ—————塑件公差值（mm）
δz ————凹模制造公差（mm）
由：LS1=116.6 mm Ls2=60.3 mm
又查表知4級(jí)精度時(shí)塑件公差值
Δ1= 0.50mm Δ2= 0.32 mm
實(shí)踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的1/3～1/4。為了保持較高精度選1/4。
由于： δz= 1/4Δ
得： δz1=1/4×0.50=0.125 mm δz2=1/4×0.32=0.08 mm
則： LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.55%）×116.6-3/4×0.5]+0.0125
=116.8663+0.0125 mm
LＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz
=[（1+0.55%）×60.3-3/4×0.32]+0.08
=60.39+0.08 mm
(二)、型腔深度尺寸的計(jì)算：
凹模深度尺寸同樣運(yùn)用平均收縮率法：
HＭ+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+ δz
HＭ————凹模深度尺寸（mm）
δz————凹模深度制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：HS1=10.1 mm
取4級(jí)精度時(shí)Δ1=0.18 mm
由δz=1/4Δ得： δz1=0.045 mm
則：HＭ1+δz =[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz
=[（1+0.55%）×10.1-2/3×0.18]+0.045
=10.035 +0.045 mm
5.2型芯凸模尺寸的計(jì)算
圖5.2型芯運(yùn)用平均收縮率法
LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz
LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm）
δz———— 型芯徑向制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：LS1=116.6mm LS2=58.3 mm
取4級(jí)精度時(shí)Δ1=0.5 mm Δ2=0.32 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.125 mm δz2= 0.08 mm
則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.55%）×116.6+3/4×0.5]–0.125 =117.6163–0.125 mm
LＭ2–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.55%）×58.3+3/4×0.32]–0.08
=58.86–0.08 mm
(二) 型芯高度尺寸的計(jì)算
運(yùn)用平均收縮率法：
HＭ–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
HＭ————型芯高度尺寸（mm）
δz————型芯高度制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：HＳ1=9mm HＳ1=10.1mm
取4級(jí)精度時(shí) Δ1=0.16 mm Δ2=0.18 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.04 mm δz2=0.045 mm
則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.55%）×9+2/3×0.16]–0.04
=9.156–0.04 mm
：HＭ2–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
=[（1+0.55%）×10.1+2/3×0.18]–0.045
=10.275–0.045 mm
5.3側(cè)型芯尺寸的計(jì)算
圖5-3-1 側(cè)抽芯
LＭ–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ] –δz
LＭ———— 型芯徑向尺寸（mm）
δz———— 型芯徑向制造公差（mm）
其余符號(hào)同上
由：LS1=1mm
取4級(jí)精度時(shí)Δ1=0.12 mm
由δz=1/4Δ得：δz1=0.03 mm
則：LＭ1–δz =[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz
=[（1+0.55%）×1+3/4×0.12]–0.03
=1.0955–0.03mm
第六章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.0 分型面的選取
分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件等有關(guān)，常見的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。
1、復(fù)合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面應(yīng)設(shè)在脫模方向最大的投影邊緣部位；
2、分型線不影響塑件外觀，即分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面；
3、確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面；
4、確保塑件質(zhì)量；
5、要你管盡量避免成型孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，盡量避免定模滑塊；
6、滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定動(dòng)模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面；另外，分型面是曲面的，應(yīng)加斜面鎖緊；
7、合理安排澆注系統(tǒng)特別是澆口位置，有利于開模；
通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，同時(shí)根據(jù)以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖所示
圖6-0-1分型面
6.1澆口套的選用
澆注系統(tǒng)它是獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑件以及最佳的成型效率有直接影響。 此塑件采用普通流道系統(tǒng)，它是由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成的。澆注系統(tǒng)是一副模具的重要的內(nèi)容之一。從總體來(lái)說(shuō)，它的作用可以作如下歸納：它是將來(lái)自注塑機(jī)噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸教送到型腔，同時(shí)使型腔的氣體能及時(shí)順利排出，在塑件熔體填充凝固的過(guò)程中，將注塑壓力有效地傳遞到型的各個(gè)部位，以獲得形完整、內(nèi)外在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件制件。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的一般原則：了解塑件的成型性能和塑件熔料的流動(dòng)特性。采用盡量短的流程，以降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有利于良好的排氣，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利填充型腔。便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。確保均勻進(jìn)料。
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。
主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損，對(duì)材料要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谂c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)，也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為50～55HRC，澆口套屬于標(biāo)準(zhǔn)件，在選夠澆口套時(shí)應(yīng)注意：澆口套進(jìn)料口直徑和球面坑半徑。因此，所選澆口套如圖所示：
圖6-1-1 澆口套
6.2冷料井的設(shè)計(jì)
根據(jù)實(shí)際,采用底部帶有拉料桿的冷料井，推桿裝于推桿固定板上，具體結(jié)構(gòu)如圖。
圖6-2-1 冷料井
6.3分流道的設(shè)計(jì)
分流道截面形狀
分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比稱為比表面積），塑料熔體的溫度下降少，阻力亦小，流道的效率最高。但加工較困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。本次設(shè)計(jì)采取圓形截面。截面直徑d=6mm
6-3-1 分流道
6.4分流道的布置
（1）、在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)圓弧過(guò)度。
（2）、分流道較常時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。
（3）、分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)、定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
（4）、分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過(guò)度。
在單腔模中，常不設(shè)分流道，而在多腔模中，一般都設(shè)置有分流道，塑料沿分流道流動(dòng)時(shí)，要求通過(guò)它盡快地充滿型腔，流動(dòng)中溫度降低盡可能小，阻力盡可能低。同時(shí)，應(yīng)能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。從前兩點(diǎn)出發(fā)，分流道應(yīng)短而粗。但為了減少澆注系統(tǒng)的加回料量，分流道亦不能過(guò)粗。過(guò)粗的分流道冷卻緩慢，還倒增長(zhǎng)模塑的周期。而該設(shè)計(jì)中使用了圓形斷面形狀的分流道。截面直徑為6mm。
6.5澆口設(shè)計(jì)
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它是整個(gè)澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵的部位，也是最薄點(diǎn)。其形狀、大小及位置應(yīng)根據(jù)塑件大小、形狀、壁厚、成型材料及塑件技術(shù)要求等進(jìn)行而確定。澆口分限制性澆口和非限制性澆口，該塑件采用的是限制性澆口，它一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，有利于塑料進(jìn)入，使其充滿型腔。另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分開的作用。
設(shè)計(jì)中，澆口的位置及尺寸的要求是比較嚴(yán)格的，初步試模，必要時(shí)還需要修改。因此澆口的位置的開設(shè)，對(duì)成型性能及成型質(zhì)量的影響是很大的。一般在選擇澆口位置時(shí)，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝及特征，成型質(zhì)量和技術(shù)要求，綜合分析。一般要滿足以下原則：
(1) 盡量縮短流動(dòng)距離。
(2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件的壁厚。
(3) 必須盡量減少或避免產(chǎn)生熔接痕。
(4) 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除。
(5) 考慮分子定向的影響。
(6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。
(7) 不在承受彎曲沖擊載荷的部位設(shè)置澆口。
(8) 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件的外觀質(zhì)量。
澆口的形狀和尺寸對(duì)制品質(zhì)量影響很大，澆口在多情況下，系整個(gè)流道斷面尺寸最小的部分（除主流道型的澆口外），一般匯報(bào)口的斷面積與分流道的斷面積之比約為0.03～0.09。澆口臺(tái)階長(zhǎng)1～1.5㎜左右．雖然澆口長(zhǎng)度比分流道的長(zhǎng)度短的多，但因?yàn)槠鋽嗝娣e甚小，澆口處的阻力與分流道相比，澆口的阻力仍然是主要的，故在加工澆口時(shí)，更應(yīng)注意其尺寸的準(zhǔn)確性。
然而，根據(jù)塑件的樣品圖、生產(chǎn)的批量等，采用一模2腔結(jié)構(gòu)。澆口采用側(cè)澆口 具體尺寸見總裝圖。
6.6澆口位置的選擇
（1）澆口的位置的應(yīng)使填充型腔的流程最短
這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔。對(duì)于型塑件，要進(jìn)行流動(dòng)比的校核。流動(dòng)比K由流動(dòng)通道的長(zhǎng)度L與厚度t之比來(lái)確定。如下式：
K=Σ（Lτ/tτ）
式中：Lτ---各段流程的長(zhǎng)度，mm;
tτ---各段流程的厚度或直徑，mm;
流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)、溫度壓力等的不同而變化。流動(dòng)比的計(jì)算公式為：
①K=L1/t 1+L 2+L 3/t 2
②K= L1/t 1+L 2/t 2+L 3/t 3+2L 4/t 4+L 5/t 5
(2) 澆口位置的選擇要避免塑件變形
（3）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免產(chǎn)生熔接痕
熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向。為提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢流槽，使冷料進(jìn)入逸流槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無(wú)熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)有熔接痕產(chǎn)生。澆口的位置塑與件質(zhì)量有直接影響,位置選擇不當(dāng)會(huì)使塑件產(chǎn)生變形、熔接痕等缺陷。澆口位置的選擇如總裝圖所示。
6.7 模架的選取
通過(guò)前面的設(shè)計(jì)及計(jì)算工作，便可以根據(jù)所定內(nèi)容確定模架。模架部分可以自己設(shè)計(jì)，也可以選用標(biāo)準(zhǔn)模架；在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)件有很大一部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，隨時(shí)可在市場(chǎng)上買到，這對(duì)縮短制造周期，降低制造成本時(shí)極其有用的。
塑料注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩種，即GB/T 12556.1-12556.2—1990《塑料注射模中小型模架》和GB/T 12555.1-12555.15—1990 《塑料注射模大型模架》。兩種標(biāo)準(zhǔn)模架的區(qū)別主要在于適用范圍。中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的模板尺寸BCL≤ 500 mmC900 mm,而大型模架的模板尺寸BCL為630 mmC