按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】

按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】,說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE,按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】,按鈕開(kāi)關(guān),觸點(diǎn),注射,設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,cad,proe 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué) 生 姓 名：王琪學(xué) 號(hào)：05010137專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化設(shè)計(jì)(論文)題目：按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模設(shè)計(jì)指 導(dǎo) 教 師:彭斌彬 2009年 2 月 20 日開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求1開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)審查后生效；2開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打?。┰诒鹃_(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書(shū)最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊(cè)）；4有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述摘要 本文介紹了模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，接著大概闡述了塑料注射模具種類(lèi)、材料、分類(lèi)、分型面選擇及其它方面的知識(shí)，最后介紹了設(shè)計(jì)模具的要求。關(guān)鍵詞 模具 塑料注射模 分型面 1 模具行業(yè)的發(fā)展模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。2007年中國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到710億元,增長(zhǎng)率保持在25%的高水平,行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%,僅次于日本、美國(guó)而位列世界第三1。當(dāng)前，我國(guó)模具制造方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，差距較大主要表現(xiàn)在2：(1) 標(biāo)準(zhǔn)化程度低。(2) 模具制造精度低、周期長(zhǎng)。提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、擴(kuò)大工藝應(yīng)用范圍；提高零件精度、減少制造周期、提高模具壽命；模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專(zhuān)業(yè)化、管理的統(tǒng)一化及等級(jí)化；提高專(zhuān)業(yè)人員的技術(shù)水平。2 塑料模具簡(jiǎn)介21 塑料注射模的概念所謂塑料注射模，就是預(yù)先在兩塊或者多塊模具專(zhuān)用金屬上面挖出一個(gè)空的腔體，然后通過(guò)高壓將融化的塑料粒子注入腔內(nèi)，冷卻后取出得到塑料制品所需的模具3。由于注射模有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。22 塑料模具的種類(lèi)(1) 注射模由注射機(jī)的螺桿或柱塞使料筒內(nèi)塑化熔融的塑料，經(jīng)注射機(jī)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)注入閉合的模具行腔，塑料在行腔內(nèi)保壓冷卻定型而成型，這種發(fā)法稱(chēng)為注射成型4。其使用的模具稱(chēng)為注射模。注射模主要用于熱塑性塑件的成形，也可用于熱固性塑件的成型。壓縮模借助加熱和加壓使直接放入行腔內(nèi)的塑料熔融并固化成型，這種成型方法稱(chēng)為壓縮成型。其所使用的模具稱(chēng)為壓縮模。壓縮模多用于熱固性塑件成型。(2) 壓注模用過(guò)柱塞使在加料腔內(nèi)受熱塑化的熔融熱固性塑件，經(jīng)澆注系統(tǒng)壓入被加熱的閉合行腔并固化成型，這種方法稱(chēng)為壓注成型。其所使用的模具稱(chēng)為壓注成型模具(3) 擠出模利用擠出機(jī)的加熱加壓裝置，使處于黏流狀態(tài)的塑料在高溫高壓下用過(guò)具有特定斷面形狀的機(jī)頭口模，并經(jīng)了冷卻定型而成型，以獲得具有所需斷面形狀的連續(xù)型材，這種成型法方稱(chēng)為擠出成型。(4) 中空吹塑模將擠出或注射出來(lái)的處于半熔融狀的管狀型坯置于閉合的模具行腔內(nèi)，借助壓縮空氣使管狀型坯膨脹而緊貼于模具行腔壁，冷卻定型后獲得中空塑件，這種成型方法稱(chēng)為氣壓成型。23 塑料模具的生產(chǎn)過(guò)程(1) 塑件的工藝性分析(2) 塑料模具的設(shè)計(jì)(3) 塑料模具的制造(4) 塑料模具的裝配與調(diào)試53 塑料概述31 塑料的組成塑料以合成樹(shù)脂為主要成分，根據(jù)不同需要添加不同添加劑組成的高分子化合物。(1) 合成樹(shù)脂合成樹(shù)脂是人們模仿天然樹(shù)脂的成分采用化學(xué)方法由人工制取得到的。它是塑件的基本成分，決定了塑料的基本性能，并將塑料中的其他成分黏合為一個(gè)整體，從而使其具有要求的機(jī)械性能。(2) 填充劑為了降低成本，在和成樹(shù)脂中加入一些廉價(jià)材料，稱(chēng)為填充劑6。填充劑還可以改善塑料的某些性能，如塑料的硬度，剛度，沖擊強(qiáng)度等。(3) 增塑劑為了增加塑料的柔韌性，改善流動(dòng)性，常在聚合物中加入液態(tài)或低熔點(diǎn)的固態(tài)有機(jī)化和物，即增速記。增塑劑的加入會(huì)降低塑料的穩(wěn)定性，介電性能和機(jī)械強(qiáng)度。因此在塑料中應(yīng)盡可能的減少增塑劑含量。(4) 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑的作用是減緩或阻止塑料在成型加工和使用過(guò)程中產(chǎn)生降解。(5) 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑對(duì)塑料的表面起潤(rùn)滑作用，防止熔融的塑料在成型過(guò)程中黏附在成型設(shè)備或模具上，它還可以改善熔體的流動(dòng)性能。(6) 著色劑合成樹(shù)脂的本色都是白色半透明或無(wú)色透明的，在工業(yè)生產(chǎn)中常利用著色劑來(lái)增加塑件色彩。32 塑料的分類(lèi)(1) 按合成樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)及其熱性能分類(lèi)7(a) 熱塑性塑料主要有聚乙烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃、聚甲醛、ABS等(b) 熱固性塑料主要有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料等(2) 按塑料的性能及用途分類(lèi)(a) 通用塑料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯與氨基塑料等六大品種(b) 工程塑料主要有尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚四氟乙烯等(c) 特殊塑料氟塑料、有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等4 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41 注射模的結(jié)構(gòu)組成(1) 成型零件(2) 澆注系統(tǒng)(3) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(4) 推出機(jī)構(gòu)(5) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)(6) 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)(7) 排氣系統(tǒng)(9) 標(biāo)準(zhǔn)模架842 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指塑料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)行腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道，其主要作用是使來(lái)自注射機(jī)噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利的充模、壓實(shí)和保壓。普通流道澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成9。(1) 主流道設(shè)計(jì)由于主流道部分與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以常常將主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套，以便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，延長(zhǎng)其使用壽命。(2) 分流道設(shè)計(jì)分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體流動(dòng)的通道。用于一模多腔或單型多澆口的場(chǎng)合。在分流到的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡肯能避免熔體溫度的降低，同時(shí)還應(yīng)考慮減小流道的容積。(3) 澆口設(shè)計(jì)澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，斷面面積約為分流道斷面積的3%9%，斷面形狀為矩形或圓形，澆口的長(zhǎng)度約為1mm1.5mm。在設(shè)計(jì)澆口時(shí)往往先取較小的尺寸值，以便試模時(shí)逐步加以改正。(4) 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴一般設(shè)計(jì)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其底部常制作成曲折的鉤型或下陷凹槽，公稱(chēng)直徑與主流道大端直徑相同或略大些，深度約為直徑的1倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。43 分型面的設(shè)計(jì)選擇分型面的總的原則是保證塑件質(zhì)量，且便于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，所以一般將分型面選在塑件外形最大輪廓處10。分型面的選擇還應(yīng)考慮以下幾方面。(1) 有利于塑件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)(2) 有利于保證塑件質(zhì)量和尺寸精度(3) 有利于側(cè)向抽芯(4) 有利于防止溢料(5) 有利于排氣(6) 有利于成型零件加工44 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(1) 推桿的設(shè)計(jì)推桿推出機(jī)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最常用的一種形式，由于設(shè)置推桿的位置自由度較大，其截面大部分為圓形，容易制造，推出時(shí)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，損壞后更換方便，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用11。(2) 推管的設(shè)計(jì)推管的固定形式應(yīng)適用于型芯的固定形式，內(nèi)徑與型芯配合，外徑與模板配合，一般均采用間隙配合，對(duì)于小直徑推管取為H8/f7。推管與型芯的配合長(zhǎng)度比推出行程s大3mm到5mm，推管與模板的配合長(zhǎng)度為推管外徑的2倍，其余部分?jǐn)U孔，間隙為0.5mm。(3) 推板件設(shè)計(jì)推板件與型芯按一定配合精度向配合，能夠在塑件的整個(gè)周邊端面上進(jìn)行推出。但由于推板件和型芯有摩擦，所以推板件也必須進(jìn)行淬火處理，以提高其耐磨性。(4) 復(fù)位桿設(shè)計(jì)復(fù)位桿一般設(shè)置在推桿固定辦的四周，以保證推出機(jī)構(gòu)和模復(fù)位時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。(5) 導(dǎo)向零件設(shè)計(jì)一般的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是將所推板導(dǎo)柱固定在動(dòng)模座板上，導(dǎo)柱同時(shí)還起支撐作用，以減少支撐板的彎曲變形。5 模具的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù)模具的計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)技術(shù)主要應(yīng)用在數(shù)控銑削加工、線(xiàn)切割加工、電火花加工等方面12。CAM技術(shù)尤其是在復(fù)雜模具的型腔、型芯及電極的銑削加工中起著更加重要的作用。利用模具CAM技術(shù)在電腦上模仿機(jī)床的加工過(guò)程, 能直觀反映加工的結(jié)果, 能直接評(píng)估加工后零件的質(zhì)量, 能檢查出加工的錯(cuò)誤。在檢查加工后零件的質(zhì)量時(shí), 可在電腦上對(duì)加工后的實(shí)體模型進(jìn)行任意的剖切, 直接測(cè)量其尺寸和精度。因此, 它能把錯(cuò)誤消除在加工工藝編程設(shè)計(jì)階段, 減少加工后的修補(bǔ)和返工, 大大提高模具的制造效率和質(zhì)量。綜上所述, 模具CAD集成技術(shù)就是應(yīng)用于模具制造各個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息集成的技術(shù)13。研究按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模CAD是順應(yīng)當(dāng)前模具制造行業(yè)發(fā)展需要的，具有重大的意義。6 總結(jié)由此可得，我國(guó)模具制造，應(yīng)該向以下所述的幾點(diǎn)進(jìn)行實(shí)行。這樣對(duì)我國(guó)的模具行業(yè)有巨大的歷史意義，這影響著我國(guó)能不能走到世界的前列和引領(lǐng)模具技術(shù)潮流。一是CAD/CAE/CAM計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬、制造一體化。二是先進(jìn)設(shè)備在現(xiàn)代模具制造中的作用。三是模具材料及表面處理技術(shù)14。模具技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。模具制造產(chǎn)業(yè)是制造產(chǎn)業(yè)之一，而制造產(chǎn)業(yè)標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的綜合國(guó)力及技術(shù)水平。因此大力發(fā)展模具制造產(chǎn)業(yè)是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所必須計(jì)劃到的15。本次設(shè)計(jì)塑料模具雖然不能為整個(gè)行業(yè)做出什么貢獻(xiàn)，但我希望能夠通過(guò)本次的設(shè)計(jì)制作有所體會(huì)和認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，提供一些有用的資料。參 考 文 獻(xiàn)1 邱建新，李發(fā)根，李國(guó)祿.模具工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)綜述M.模具產(chǎn)業(yè),2005.2 徐政坤.沖壓模具設(shè)計(jì)與制造.機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 3 翁其金.塑料模具設(shè)計(jì)與制造.北京工業(yè)出版社，1999. 4 武良臣.塑料成型加工與模具.化學(xué)工業(yè)出版社，1986. 5 濮良貴，紀(jì)名剛.塑料成型基礎(chǔ)及模具設(shè)計(jì)M.第八版，北京：高等教育出版社，2006.6 王先逵.塑料模設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 章飛.實(shí)用模具材料J.產(chǎn)品與技術(shù)，1999，11（4）：9293.8 徐發(fā)仁.模具設(shè)計(jì)與制造.重慶大學(xué)出版社，2006.9 徐璉，邱宣懷.模具設(shè)計(jì)手冊(cè)S.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.10 歐陽(yáng)德.雙分型面注射模中的幾種定距分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).北京工業(yè)出版社，198611 陸寧.實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì).西安工業(yè)出版社，199512 朱光力，高峰.三維機(jī)械設(shè)計(jì)M.第七版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.13 劉友才，肖繼德.Pro/ENGINEER塑料模具設(shè)計(jì)入門(mén)與實(shí)踐.機(jī)械工業(yè)出版社，2002.14 齊衛(wèi)東.國(guó)內(nèi)外模具技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)J.中國(guó)機(jī)械工程1998.15 機(jī)械工程手冊(cè)編輯組.模具工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及企業(yè)特征M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：一、本課題要研究及解決的問(wèn)題本課題主要研究按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座的設(shè)計(jì)。具體工作要求如下：(1) 按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座殼體的工藝性分析。(2) 模具結(jié)構(gòu)方案。(3) 選擇注射機(jī)。(4) 注射模具圖的繪制。二、本課題擬采用的研究手段（途徑）(1) 通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座的塑件圖或建立鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座塑件三維實(shí)體模型，充分了解它的形狀的特征、用途、使用要求、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、表面質(zhì)量以及應(yīng)許的變形范圍等內(nèi)容，檢查其成型工藝性，確認(rèn)各個(gè)細(xì)節(jié)符合注射成型的工藝條件。(2) 根據(jù)按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座的結(jié)構(gòu)行確定為一模兩腔(3) 因塑件有側(cè)凹，所以分型面選擇在動(dòng)模一側(cè)，以便于抽芯，(4) 塑件采用點(diǎn)澆口成型(5) 由于塑件的壁厚較薄，使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用所以選擇推件板推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出。(6) 熟悉生產(chǎn)按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座塑件可供選用的注射機(jī)的性能、規(guī)格、特點(diǎn)及模具設(shè)計(jì)有關(guān)的技術(shù)參數(shù)（如最大注射力、鎖模力、注射壓力、裝模高度、噴嘴尺寸、頂出裝置及尺寸、模具安裝尺寸、開(kāi)模行程等），并根據(jù)塑件及澆注系統(tǒng)凝料的總體積或重量，初步確定所選注射機(jī)的規(guī)格型號(hào)。(7) 繪制按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座裝配圖，繪制按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座零件圖，復(fù)核設(shè)計(jì)樣圖。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：2對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日1 引言1.1 模具行業(yè)的發(fā)展模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車(chē)等工業(yè)部門(mén)的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)今的要求，與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)無(wú)論是在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，都具有極大的優(yōu)越性。美國(guó)MOLDFLOW上市公司是專(zhuān)業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢(xún)公司，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來(lái)，一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場(chǎng)。MOLDFLOW一直致力于幫助注塑廠商提高其產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)質(zhì)量，MOLDFLOW的技術(shù)和服務(wù)提高了注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了開(kāi)發(fā)周期，也降低了生產(chǎn)成本，MOLDFLOW已成為世界注塑CAE的技術(shù)領(lǐng)袖。利用CAE技術(shù)，可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓和冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)進(jìn)行修改，而不是等到試模后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方 法的一次突破，而且在減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等方面，都有著重大的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義。塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用CAE技術(shù)，這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。近十多年來(lái)，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的模具技術(shù)水平得到了飛速發(fā)展：(1)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用在歐美CAD/CAM/CAE已成為塑模企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面已經(jīng)超越了甩掉圖板，二維繪圖的初級(jí)階段。目前3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70%、89%，Pro/E，UG，CI以TRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計(jì)，同時(shí)也獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計(jì)，還在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查，以保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。在歐美的塑模企業(yè)中，為了提高CAD技術(shù)的效率，塑模標(biāo)準(zhǔn)件的采用率一般在80%以上1。(2)激光技術(shù)的應(yīng)用日益受到重視激光技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用主要是在快速成形與一些特殊模具的加工兩個(gè)方面。快速成形是根據(jù)CAD 的數(shù)據(jù),不借助任何機(jī)械加工工具,通過(guò)逐層增加材料的方法(如聚合、粘結(jié)、燒結(jié)等) 快速制造出零件原型或零件實(shí)物,故也稱(chēng)快速原形制造(縮寫(xiě)為PRM) 技術(shù)?？焖俪尚渭夹g(shù)主要有立體光固造型(SLA) ,選擇性激光燒結(jié)(SLS) ,分層實(shí)體制造(LOM) 等。該技術(shù)將CAD 技術(shù)、激光技術(shù)、CNC 技術(shù)、材料加工和材料科學(xué)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),給模具制造業(yè)帶來(lái)了根本性的變革2。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)制造相比,它能比數(shù)控加工更快、更方便地設(shè)計(jì)并制造出各種復(fù)雜的原型,使模具的制造成本和生產(chǎn)周期減少1/ 2 ,明顯提高生產(chǎn)率。國(guó)內(nèi)的一些大型企業(yè)集團(tuán),如海爾、春蘭和科龍等公司已經(jīng)應(yīng)用激光快速成形于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等方面,并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。(3)模具材料先進(jìn)隨著模具工作條件的日益苛刻，對(duì)模具的質(zhì)量，特別是鋼的純凈度、等向性的水平提出了更高的要求。 為達(dá)此目的國(guó)外普遍采用電爐外精煉工藝生產(chǎn)純凈度高的模具鋼， 對(duì)于大截面鍛壓模塊和大型的鋼材規(guī)定采用真空處理。對(duì)于純凈度要求更高的模具鋼，大部分采用電渣重熔，以進(jìn)一步提高鋼的純凈度、致密度、等向性和均勻性，減少偏析。 因此，模具鋼的質(zhì)量有了較大提高。為了加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力量，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)外模具鋼的生產(chǎn)從分散趨向于集中，并多家公司進(jìn)行跨國(guó)合并，為了更好地進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，這些公司都建成了完善的技術(shù)先進(jìn)的模具鋼生產(chǎn)線(xiàn)和模具鋼科學(xué)研究基地，形成幾個(gè)世界著名的工模具生產(chǎn)和科研中心，以滿(mǎn)足迅速發(fā)展的模具工業(yè)。1.1.1 國(guó)內(nèi)模具技術(shù)發(fā)展及目前水平我國(guó)模具行業(yè)近年來(lái)發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前模具生產(chǎn)廠點(diǎn)共有2 萬(wàn)多家,從業(yè)人員約50 萬(wàn)人,全年模具產(chǎn)值約360 億元,總量供不應(yīng)求,出口約2億美元,進(jìn)口約10 億美元。 當(dāng)前,我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展具有如下特征:大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于行業(yè)總體發(fā)展水平;塑料模和壓鑄模成比例增長(zhǎng)；專(zhuān)業(yè)模具廠家數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加較快；“三資”企業(yè)及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速;股份制改造步伐加快等。 從地區(qū)分布來(lái)看,以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最集中的省份是廣東和浙江,其模具產(chǎn)值約占全國(guó)總產(chǎn)值的60%以上。我國(guó)模具總量雖然已位居世界第三,但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家,模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度也低于國(guó)際水平3。全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向中國(guó)及亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移,中國(guó)正成為世界制造業(yè)的重要基地。 制造業(yè)模式的變化,必將產(chǎn)生對(duì)新技術(shù)的需求,也必將導(dǎo)致CAD 技術(shù)的發(fā)展。 同時(shí),由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大面積應(yīng)用,正如10 年前由于成本的大幅度下降,使得微機(jī)進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)改變我們的生活一樣,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及將在更大程度上改變制造業(yè)的模式。隨著中國(guó)加入WTO ,逐漸成為世界制造業(yè)的重要基地,將要求我國(guó)的產(chǎn)品要有創(chuàng)新性,并且要有更高的質(zhì)量、更低的成本并在更快的時(shí)間內(nèi)提供給市場(chǎng)4。作為產(chǎn)品制造的重要工藝裝備、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直接面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的第一線(xiàn),模具工業(yè)除其需要“高技藝”的從業(yè)人員外,還需要更多的“高技術(shù)”來(lái)保證。1.2 注射模具設(shè)計(jì)要求1.2.1 塑件分析注射模的一般設(shè)計(jì)程序與普通熱塑性注塑?；鞠嗤?，所不同的是在設(shè)計(jì)之前要選擇成型工藝方法、設(shè)備和模具類(lèi)型，而這一過(guò)程正是新型注塑模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其次才是模具的具體設(shè)計(jì)。通常，在大多數(shù)注塑件能夠采用兩種或多種注塑工藝方法和模具類(lèi)型來(lái)注塑成型，但還應(yīng)該從材料性能、各種工藝類(lèi)型和相應(yīng)模具特點(diǎn)及其所能成型制品的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)性、制約條件等角度綜合考慮，以得出最佳或相對(duì)較好的方案。在任何情況下設(shè)計(jì)模具，是針對(duì)具體模具塑件設(shè)計(jì)相應(yīng)的模具，因此首先遇到的問(wèn)題是如何選擇確定塑料品種和注塑工藝路線(xiàn)，最終確定模具類(lèi)型。確定類(lèi)型是一個(gè)復(fù)雜的總和過(guò)程，首先要從模具設(shè)計(jì)的最終目的塑件要求成型合格制品來(lái)考慮，分析塑件的形狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、壁厚、尺寸大小和尺寸精度、外觀要求、質(zhì)量和質(zhì)量偏差要求、強(qiáng)度和剛性要求、裝配要求、使用環(huán)境條件要求等因素，在此基礎(chǔ)上依據(jù)塑料材料性能初步篩選出可以考慮采用的塑料品種、注塑工藝路線(xiàn)和相應(yīng)的注塑機(jī)類(lèi)型及相應(yīng)的模具類(lèi)型。1.2.2 塑件的成型性能塑料的基本性能包括力學(xué)性能、熱性能、電學(xué)性能、光學(xué)性能、耐老化性能、衛(wèi)生性能、耐磨性、抗疲勞性、抗蠕變性等。但這里設(shè)計(jì)重點(diǎn)是討論與成型加工有關(guān)的性能。本設(shè)計(jì)所涉及的模具可用于成型熱塑件塑料、熱塑性和熱固性增強(qiáng)塑料、熱固性塑料、彈性體（包括熱塑性彈性體等），下面對(duì)直接影響模具設(shè)計(jì)的成型加工性能分別加以敘述。(1)收縮率各類(lèi)材料收縮率大小順序?yàn)椋簭椥泽w，纖維增強(qiáng)或填料填充的彈性體，熱塑性塑料，纖維增強(qiáng)或填料填充的熱塑性塑料，熱固性塑料，纖維增強(qiáng)或填料填充的熱固性塑料。軟質(zhì)彈性體收縮率大于硬質(zhì)彈性體，軟質(zhì)熱塑性塑料收縮率通常大于硬質(zhì)熱塑性塑料。材料的收縮率在很大程度上決定了制品所能達(dá)到的精度，影響模具澆注系統(tǒng)和成型零件設(shè)計(jì)，有時(shí)甚至決定了注塑工藝方法和模具類(lèi)型，比如收縮率大的塑料不能用于精密注塑。塑件的收縮率具有復(fù)雜性和多變性，因?yàn)橛绊懯湛s率的因素除配方和注塑工藝條件外，還有與模具澆口設(shè)計(jì)（數(shù)量、位置、形狀、尺寸）、塑件壁厚、型腔中的拐角、加強(qiáng)筋、嵌件、型芯結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。制品成型過(guò)程的收縮率通常有以下幾個(gè)部分決定：熔體充滿(mǎn)型腔后有熔體到固體階段的熔體冷卻收縮（對(duì)熱塑性塑料）和固化相變收縮，這一部分收縮量較大，但由于保壓過(guò)程補(bǔ)充了收縮量，所以模具設(shè)計(jì)不考慮這一部分收縮。塑件固化后在模內(nèi)及模外冷卻到室溫的收縮，即由線(xiàn)脹系數(shù)決定的收縮，這一相比較簡(jiǎn)單，可以測(cè)出。由結(jié)晶（對(duì)結(jié)晶性聚合物）引起的收縮。由取向引起的收縮。后兩項(xiàng)變化無(wú)常，他們隨注塑工藝條件，澆口形狀、尺寸、數(shù)量和布置、型腔形狀結(jié)構(gòu)尺寸，冷卻速度（對(duì)熱塑性材料）或交聯(lián)固化速度等因素而變化，設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)確定。(2)流動(dòng)性在澆注充模時(shí)，熱固性塑料和部分熱塑性塑料流動(dòng)性較好，彈性體和大多數(shù)熱塑性塑料流動(dòng)性中等或較差。物料的流動(dòng)性相對(duì)模具細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)有諸多影響，澆注系統(tǒng)形式，澆口形狀、尺寸、數(shù)量和布置，配合間隙，排氣問(wèn)題等設(shè)計(jì)都與流動(dòng)性有關(guān)，冷卻或加熱系統(tǒng)、型腔形狀與壁厚等因素又能影響物料的流動(dòng)性，從而影響上述細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。流動(dòng)性的好壞涉及到流動(dòng)過(guò)程中在流動(dòng)通道各處剪切梯的大小，即影響到取向，進(jìn)而影響收縮率的變化。設(shè)計(jì)是需要把物的重點(diǎn)：一是分析充模過(guò)程物料流動(dòng)方向，二是流動(dòng)性對(duì)模具設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的影響范圍和影響程度。流動(dòng)性好，則澆注系統(tǒng)阻力可以大一些，成型零件之間配合精度要高一些，排氣問(wèn)題需要特別考慮。流動(dòng)性差，則要盡可能減少澆注系統(tǒng)阻力，對(duì)配合精度和排氣要求不高，但冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要注意，過(guò)度冷卻會(huì)影響充模及熔接強(qiáng)度。(3)結(jié)晶性結(jié)晶通常是對(duì)具有結(jié)晶性的熱塑性塑料彈性體（包括橡膠）而言。結(jié)晶問(wèn)題主要影響制品的收縮率，不同材料有不同的收縮率，同一種材料的收縮率受配方、注塑工藝條件、模具溫度和冷卻速度、制品出模溫度、制品脫模后的冷卻環(huán)境和條件、制品冷卻到室溫后的存放時(shí)間影響變化。與結(jié)晶相關(guān)的模具設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)主要是冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即冷卻要均勻有效，以確保塑件在完成大部分結(jié)晶后脫模，因?yàn)橹破吩谀?nèi)冷卻收縮是夾持冷卻收縮，有利于尺寸穩(wěn)定，而在模外冷卻是自由收縮，難以確保制品形狀和尺寸的穩(wěn)定，特別是一些塑料的后結(jié)晶現(xiàn)象明顯，如聚乙烯塑件，在模外冷卻到室溫后的幾天內(nèi)仍會(huì)因緩慢結(jié)晶而收縮。(4)熱敏性熱固性塑料、部分熱塑性塑料、橡膠在注塑過(guò)程中對(duì)熱有不同程度的敏感性，這里的熱對(duì)模具設(shè)計(jì)而言有兩方面的含義：剪切生熱和長(zhǎng)時(shí)間受熱。剪切生熱主要關(guān)系到澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)特別是澆口形狀、尺寸、數(shù)量和澆口布置，比如使用點(diǎn)澆口時(shí)，澆口數(shù)量越多，剪切就越弱，剪切發(fā)熱就越少。受熱時(shí)間的長(zhǎng)短主要關(guān)系到澆道設(shè)計(jì)是否合理，是否能最大限度地減少樹(shù)脂的滯帶量和滯留時(shí)間。(5)熱性能與固化特性熱塑性塑料和塑性彈性體的熔點(diǎn)（或熔體流動(dòng)溫度）、結(jié)晶溫度、熱變形溫度影響模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，熱固性塑料和橡膠固化特性影響模具加熱系數(shù)的設(shè)計(jì)。此外，制品脫模時(shí)的軟、硬、脆特性將直接影響模具脫模頂出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸的設(shè)計(jì)。123 模具類(lèi)型在確定注塑工藝路線(xiàn)后，相應(yīng)的模具大類(lèi)型也就確定。每一類(lèi)模具中又有若干類(lèi)不同的結(jié)構(gòu)原理的模具，需要根據(jù)塑件原材料、形狀結(jié)構(gòu)、尺寸精度、制品批量以及設(shè)備情況進(jìn)行細(xì)致的分析平衡，確定出事宜的模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型。例如擬生產(chǎn)酚醛注塑件，設(shè)備有熱固性注塑機(jī)，可以考慮采用的模具類(lèi)型有普通熱固性注塑模、溫流道注塑模、熱流道注塑模、絕熱流道注塑模。如果塑件沒(méi)有特殊要求且批量很少，則選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本的普通熱固性注塑模，就能完全滿(mǎn)足要求，且經(jīng)濟(jì)性好；如塑件有一定批量且塑性要求不高，則可采用溫流道注塑模，溫流道注塑模結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且對(duì)設(shè)備要求不高；如塑件批量大，則可考慮采用絕熱流道注塑?；驘崃鞯雷⑺苣！４送?，還應(yīng)結(jié)合各類(lèi)模具特點(diǎn)及所能夠成型的塑件的質(zhì)量和精度綜合考慮。1.2.4 模具設(shè)計(jì)模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分型面確定、型腔數(shù)的確定和型腔布置、型芯型腔結(jié)構(gòu)形式的確定、排氣問(wèn)題、冷卻或加熱設(shè)計(jì)、側(cè)抽芯、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等模具細(xì)部設(shè)計(jì)的程序和基本考慮與普通熱塑性或熱固性注塑模有很多相似之處，設(shè)計(jì)師可以參考。但要注意，每一類(lèi)型注塑模都有其特殊之處體現(xiàn)在模具的某一或某及部分設(shè)計(jì)上，如熱固性注塑模型芯型腔結(jié)構(gòu)形式和排氣要求、彈性體、注塑模脫模方式、精密注塑模的配合精度及模具剛性要求和排氣要求等，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要深入研究各類(lèi)注塑模的特點(diǎn)和特殊要求，根據(jù)塑件的具體情況將其特點(diǎn)準(zhǔn)確體現(xiàn)在設(shè)計(jì)方案上，這樣才能把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，保證設(shè)計(jì)成功。各類(lèi)模具的細(xì)部設(shè)計(jì)將在下面詳細(xì)闡述。13 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求本課題是按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模的設(shè)計(jì)。要求對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪，并完成其CAD三維造型設(shè)計(jì)。按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模要求一模兩腔。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 方案分析與設(shè)計(jì)如圖2.1，合模的時(shí)候滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下，運(yùn)動(dòng)到低，這樣型腔型芯滑塊一起夠成了塑件的形狀，等注塑冷卻后，滑塊里有彈簧，在彈簧的作用下退開(kāi)，后面有螺絲定位。 圖2.1 裝配圖1-滑塊；2-水道；3-頂料桿；4-頂針；5-墊腳 3 按鈕開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)座注射模的詳細(xì)設(shè)計(jì)31 塑料注射成型機(jī)的選擇3.1.1 注射機(jī)分類(lèi)(1)注射機(jī)按外形特征可分為立式、臥式、直角式三種5(a)立式注射機(jī)注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線(xiàn)呈一直線(xiàn)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(xiàn)呈一直線(xiàn)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(xiàn)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20mm-100mm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30g-60g，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。(c)注射機(jī)規(guī)格及主要參數(shù)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。3.1.2 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)6。(1)注射機(jī)類(lèi)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(chēng)注射量的80%，注射機(jī)多以公稱(chēng)容量來(lái)表示。(b)注射壓力的校核注射機(jī)的公稱(chēng)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(mǎn)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(chēng)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(xiàn)與注射機(jī)噴嘴的中心線(xiàn)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(kāi)模行程是有限制的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開(kāi)模距離必須小于注射機(jī)的最大開(kāi)模距離，否則塑件無(wú)法從模具中取出。開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)模行程與模具厚度有關(guān)。3.1.3 注射成型機(jī)的計(jì)算 (1)注射容量國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注射機(jī)注射ABS時(shí)在對(duì)空注射條件下，注射機(jī)螺桿或柱塞做一次最大行程所能達(dá)到的最大容量。由于ABS的密度為1.051.2g/cm3，收縮率為0.4%0.8%，即它的單位容量與單位質(zhì)量向近，所以在目前實(shí)際中為便于計(jì)算，有時(shí)還沿用過(guò)去的習(xí)慣，通常也用其質(zhì)量可作粗略計(jì)量7。注射容量是選擇注射機(jī)的重要參數(shù)，它在一定程度上反映了注射機(jī)的注射能力，標(biāo)志著注射機(jī)能成型最大體積的塑料制品。確定了單個(gè)塑件的體積（質(zhì)量）和模孔數(shù)量就可以大體上計(jì)算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷井的體積，即是一模塑料的總體積Vm。 Vm0.8Vz式中 Vm成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和 Vz注射機(jī)最大注射容量(2)最大成型面積最大注射面積是指塑料在模具在分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說(shuō)在模具設(shè)計(jì)時(shí)，布局在模具分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的投影面積S，只能小于這個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)才能正?？煽康淖⑸?。式中S塑料在模具分型面上允許成型的投影面積；(3)模具的閉合高度注射機(jī)動(dòng)壓板的最大的行程和壓板間最大和最小間距是一個(gè)固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對(duì)于所用的注射機(jī)來(lái)說(shuō)，注射模的閉合高度必須符合下列的要求： H小H式中 H小注射機(jī)允許的最小厚度，mm； H小注射機(jī)的實(shí)際閉合高度，mm； H小注射機(jī)允許的最大厚度，mm； H=150+80+10=240 mm；(4)定位環(huán)和澆口套定位環(huán)是將定模部分裝入注射機(jī)定壓板的定位對(duì)中位置，應(yīng)與注射機(jī)的定位孔采取動(dòng)配合的連接形式，以保證模具體對(duì)中。(5)模具的截面尺寸可安裝的注射模具外形最大尺寸取決于注射機(jī)的壓板尺寸和拉桿的間距，因?yàn)榇俗⑸淠５淖铋L(zhǎng)的邊不應(yīng)超過(guò)壓板尺寸，而模具的最短邊應(yīng)小于拉桿間距，才能將注射模裝入注射機(jī)，并應(yīng)留有固定模體的壓緊空間。同時(shí)，注射模動(dòng)、定模上的緊固螺栓孔，也應(yīng)與注射機(jī)壓板上的標(biāo)準(zhǔn)螺孔一致。(6)模具的頂出注射機(jī)的頂出裝置通常有中心頂桿頂出、兩側(cè)頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。應(yīng)在動(dòng)模座板與注射機(jī)頂出位置相對(duì)的位置上，設(shè)置稍大于注射機(jī)頂桿的通孔，以便于注射機(jī)頂桿通過(guò)。該產(chǎn)品材料為ABS，查資料得知其密度為1.05g/cm31.2g/cm3，收縮率為0.4%0.8% 塑件質(zhì)量:=21.75+21.75=43.50g估算出澆注系統(tǒng)體積=20cm3,可得澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為=201.122g=43.50+22=81.69g而產(chǎn)品注塑量是低于注塑機(jī)最大注塑量的80%。即M（產(chǎn)品+凝料）M（注塑機(jī)最大注塑量），即注塑機(jī)最大注塑量至少為81.69g。參照上面的注塑機(jī)表格選擇XS-ZY-125型125克的注塑機(jī)。3.2 注射模具分型面的選擇3.2.1 分型面概述分型面是前模與后模之間的分界面。前后模從這里分開(kāi)后，前模模面稱(chēng)之為前模分型面，后模面稱(chēng)之為后模分型面；當(dāng)兩個(gè)面貼合在一起時(shí)變成一條線(xiàn)，這條線(xiàn)就成為前后模之間的分界線(xiàn)，即也是前后模的分型線(xiàn)。前后模從這里分開(kāi)之后才能取出產(chǎn)品。因此合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件9。分型面的類(lèi)型主要有以下幾種(1)產(chǎn)品塑膠都在前模（在PL面以前）。大多數(shù)機(jī)殼，類(lèi)如計(jì)算機(jī)顯示器外殼，顯示器底座。(2)分型面在塑膠中間。如薄型平板件、圓筒外形、圓球形件。(3)分型面在投影最大處、在R與直線(xiàn)相交獲相切處。如產(chǎn)品口部需要圓角的。(4)分型面是曲線(xiàn)的。如滑槽，計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)外殼也是曲面。在設(shè)計(jì)此模具時(shí)將兩曲面與中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，使銘牌的兩斜面背靠背，這樣做可以使合模時(shí)在分型面上產(chǎn)生的側(cè)向分力互相抵消，前后模之間就不會(huì)產(chǎn)生位移。(5)使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上。(6)澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排3.2.2 分型面選擇的基本原則選擇分型面的基本原則：a)保持塑料外觀整潔；b)分型面應(yīng)有利于排氣；c)應(yīng)考慮開(kāi)模是塑料留在動(dòng)模一側(cè)；d)應(yīng)容易保證塑件的精度要求；e)分型面應(yīng)力求簡(jiǎn)單適用并易于加工；f)考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)；g)分型面應(yīng)與注射機(jī)的參數(shù)相適應(yīng)；h)考慮脫模斜度的影響10。3.2.3 分型面的選擇先對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拔模分析以確定產(chǎn)品的分型面在哪里。經(jīng)過(guò)分析產(chǎn)品的拔模角度選擇-3到3，分析圖如下圖所示：圖3.1 分型面0以上的部分是留在定模上面，0以下的部分留在動(dòng)模上面。0的區(qū)域可留在動(dòng)模也可以留在定模上，視情況而定。首先我們要把實(shí)體產(chǎn)品的破孔處修補(bǔ)起來(lái)，UG中使用的實(shí)體修補(bǔ)，而PROE中卻要用面去修補(bǔ)，使用面修補(bǔ)比較繁瑣。下面展示實(shí)體修補(bǔ)的結(jié)果，如下圖所示,藍(lán)色部分是滑塊的補(bǔ)塊，其他部分如圓孔處的補(bǔ)塊就留在動(dòng)模上了，此圖可以看出此模具會(huì)有三個(gè)滑塊。圖3.23.3 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.3.1 澆注系統(tǒng)從主流道開(kāi)始到產(chǎn)品的型腔之前的最后一段距離稱(chēng)為澆注系統(tǒng)，主要分為大水直澆口和側(cè)澆口。直澆口的澆注系統(tǒng)只有主流道這一段與產(chǎn)品相連，而側(cè)澆口澆注系統(tǒng)使主流道、分流道、支流道和產(chǎn)品相連。3.3.2 澆注系統(tǒng)的形式大水口類(lèi)分為直澆口和側(cè)澆口兩種。直澆口就是澆口直接與產(chǎn)品連接，它只有主流道，沒(méi)有分流道、支流道和進(jìn)料口。側(cè)澆口是從產(chǎn)品側(cè)面進(jìn)料的澆口，它又分為：搭邊進(jìn)澆口、扇形澆口、平縫式澆口（搭邊進(jìn)料的特殊形式）、后模潛澆口（潛伏式澆口）、牛角式潛水澆口、前模潛澆口11。細(xì)水口（點(diǎn)澆口類(lèi)）。有單件單個(gè)進(jìn)料點(diǎn)（也稱(chēng)為簡(jiǎn)化細(xì)水口），有單間多個(gè)進(jìn)料點(diǎn)。大件的塑膠件需要多個(gè)進(jìn)料點(diǎn)才能保證縮短充澆時(shí)間。澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。3.3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則總的原則是粘著液的塑料能夠平穩(wěn)順利地充滿(mǎn)型腔，成型完好的塑料制品。(1)保證塑料流體流動(dòng)穩(wěn)定，應(yīng)與排氣槽相結(jié)合，使塑件在填充時(shí)不產(chǎn)生渦流和紊流。使粘流態(tài)的塑料流動(dòng)平穩(wěn)順暢，從而獲得好的塑件制品。流到內(nèi)應(yīng)該平滑但不要太光滑，大約用600號(hào)砂紙拋光就可以了。(2)流程應(yīng)該盡量短。一是減少流道內(nèi)的塑料。二是要縮短填充時(shí)間，減少熱量損失，加快生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。(3)盡量避免正面沖擊細(xì)小型芯和細(xì)小嵌件，以免細(xì)小型芯彎曲、細(xì)小嵌件移位。萬(wàn)以避免不了時(shí)，一是改變進(jìn)料口的角度，即沖塑膠方向；二是將型芯兩端固定，固定嵌件。如果塑件較小，可以單點(diǎn)進(jìn)料；如果料件較大，單進(jìn)料壓力小，產(chǎn)品容易翹曲變形或缺塑膠，應(yīng)改為兩點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)料。進(jìn)料位置應(yīng)該選擇適當(dāng)，應(yīng)在塑膠位面積較大、塑膠位較厚處，使塑膠易于流動(dòng)。圖3.3 澆注圖盡量避免塑膠量懸殊太大的產(chǎn)品排在一套模上，這不利于澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造。大部分產(chǎn)品上進(jìn)料口位置的選擇受產(chǎn)品在模具上的排位制約，所以必須與排位設(shè)計(jì)統(tǒng)籌兼顧，不能顧此失彼。此產(chǎn)品是小件，而且產(chǎn)品的端部有燕尾槽，產(chǎn)品如果采用點(diǎn)澆口三板模具的話(huà)，各成型零件緊湊不適合，所以改在產(chǎn)品的端部進(jìn)膠，采用側(cè)澆口的進(jìn)膠方式，而且便于修建。3.3.4 注射模具澆口的設(shè)計(jì)(1)澆口的概念澆口亦稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好、高質(zhì)量地注射成形。(2)澆口的作用澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類(lèi)。非限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對(duì)中大型筒類(lèi)、殼類(lèi)塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，其作用如下：澆口通過(guò)截面積的突然變化，使分流道送來(lái)的塑料熔體提高注射壓力，使塑料熔體通過(guò)撓口的流速有一突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿(mǎn)型腔。對(duì)于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的。澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離12。(3)注射模澆口的類(lèi)型單分型面注射模的澆口可以采用直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口。(a)直接澆口直接澆口叉稱(chēng)為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。特點(diǎn)是：流動(dòng)阻力小，流動(dòng)路程短及補(bǔ)縮時(shí)間長(zhǎng)等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點(diǎn)；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結(jié)構(gòu)緊湊，注射機(jī)受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難，去除后會(huì)留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。 (b)中心澆口 當(dāng)筒類(lèi)或殼類(lèi)塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時(shí)，內(nèi)澆口開(kāi)設(shè)在該孔處，同時(shí)在中心處設(shè)置分流錐，該澆口稱(chēng)為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式，它具有直接澆口的一系列優(yōu)點(diǎn)，而克服了直接澆口易產(chǎn)生的縮孔、變形等缺陷。(c)側(cè)澆口側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為(扁槽)，是限制性澆口。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上。特點(diǎn)是由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時(shí)去除澆口容易，不留明顯痕跡。側(cè)澆口的兩種變異形式為扇形澆口和平縫澆口。扇形澆口是一種沿澆口方向?qū)挾戎饾u增加、厚度逐漸減少的呈扇形的側(cè)澆口， 平縫澆口又稱(chēng)薄片澆口，澆口寬度很大，厚度很小。主要用來(lái)成形面積較小、尺寸較大的扁平塑件，可減小平板塑件的翹曲變形，但澆口的去除比扇形澆口更困難，澆口在塑件上痕跡也更明顯。(d)環(huán)形澆口對(duì)型腔填充采用圓環(huán)形進(jìn)料形式的澆口稱(chēng)環(huán)形澆口，環(huán)形澆口的特點(diǎn)是進(jìn)料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動(dòng)狀態(tài)好型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難。 (e)輪輻式澆口輪輻式澆口是在環(huán)形澆口基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，由原來(lái)的圓周進(jìn)料改為數(shù)小段圓弧進(jìn)料，這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多且去除澆口容易。這類(lèi)澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛。多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點(diǎn)是增加了熔接痕，會(huì)影響塑件的強(qiáng)度。(f)爪形澆口爪形澆口加工較困難，通常用電火花成形。型芯可用做分流錐，其頭部與主流道有自動(dòng)定心的作用，從而避免了塑件彎曲變形或同軸度差等成形缺陷。爪形澆口的缺點(diǎn)與輪輻式澆口類(lèi)似，主要適用于成形內(nèi)孔較小且同軸度要求較高的細(xì)長(zhǎng)管狀塑件。澆口位置的選擇原則：盡量縮短流動(dòng)距離；避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件厚壁處；考慮分子定向的影響；減少熔接痕，提高熔接強(qiáng)度。(4)澆注系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì)(a)澆注系統(tǒng)的平衡概念為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，小型(包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的結(jié)構(gòu)豫應(yīng)盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據(jù)某種需要澆注系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成型腔非平衡式布置形式，則需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達(dá)到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱(chēng)澆口的平衡13。(b)澆注系統(tǒng)的平衡計(jì)算方法澆注平衡計(jì)算的思路是通過(guò)計(jì)算多型腔模具各個(gè)澆口的BGV(Balanced Gate Value)值來(lái)判斷或計(jì)算。澆口平衡時(shí)，BGV值應(yīng)符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各澆口計(jì)算出的BGV值必須相等；不同塑件的多型腔模具，各澆口計(jì)算出的BGV值必須與其塑件型腔的充填量成正比。3.3.5 冷料穴和鉤料脫模裝置冷料穴設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上。它的作用是用來(lái)儲(chǔ)存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時(shí)，如果它們進(jìn)入流道，將堵塞流道并減緩料流速度14。進(jìn)入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。3.4 注射模具成型零件和模體的設(shè)計(jì)3.4.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度和剛度都相對(duì)較高，且不易變形，塑件上不會(huì)產(chǎn)生拼模縫痕跡。它的缺點(diǎn)是：切削量大，使模具成本較高，同時(shí)給熱處理和表面處理帶來(lái)困難，只適用于形狀較為簡(jiǎn)單的中、小型模具，但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，隨著電蝕機(jī)床、仿型機(jī)床、數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用。有些形狀復(fù)雜的大型模具也有采用整體式型腔結(jié)構(gòu)的。 型腔由整塊材料制成，用臺(tái)肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點(diǎn)是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個(gè)加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進(jìn)行處理等。 型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。完全組合式是由多個(gè)螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點(diǎn)是，便于機(jī)加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。在塑料注射模具的注射過(guò)程中，型腔從合模到注射保證過(guò)程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的硬度和剛度，總的來(lái)說(shuō)，型腔所承受的力大體有合模時(shí)的壓應(yīng)力、注射過(guò)程中塑料流動(dòng)的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開(kāi)模時(shí)的壓應(yīng)力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過(guò)程中總是在變化15。在這些壓力作用下，當(dāng)型腔的剛度不足時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，型腔將會(huì)彈性恢復(fù)，當(dāng)型腔的彈性變形恢復(fù)量大于塑件壁厚的收縮量時(shí)，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至將塑件留在型腔中。如果型腔強(qiáng)度不夠時(shí)，會(huì)產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴(yán)重的會(huì)使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證型腔在注射過(guò)程中產(chǎn)生超過(guò)規(guī)定限度的彈性變形。 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算(1)按強(qiáng)度計(jì)算其壁厚S按下列公式計(jì)算 （3-1）式中型腔材料的許用應(yīng)力,=156.8MPa 型腔內(nèi)單位平均壓力，=38.4MPa型腔內(nèi)半徑，=12mm代入公式得：=4.7mm(2)底板厚度的計(jì)算按強(qiáng)度計(jì)算其壁厚H按下面公式計(jì)算 （3-2)型腔材料的許用應(yīng)力，=156.8MPa型腔內(nèi)單位平均壓力，=38.4MPa型腔內(nèi)半徑，=12mm代入公式得：=6.5mm3.4.2 注射模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有：整體式、整體復(fù)合式、局部組合式、完全組合式。3.4.3 注射模具成型零件的尺寸確定(1)型腔尺寸計(jì)算型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取負(fù)偏差，再加上-1/4的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計(jì)算尺寸的表述如下。(a)型腔的徑向尺寸的計(jì)算式： (3-3)型芯的最小基本尺寸；塑件的最大基本尺寸；塑件的平均收縮率，=0.6%；塑件的公差，取八級(jí)精度；模具制造公差，按1/4選?。桓鶕?jù)公式計(jì)算得型腔的各徑向尺寸 (b)型腔的深度根據(jù)尺寸的計(jì)算公式 (3-4)型腔深度的最小尺寸；塑件的最大基本小尺寸；塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級(jí)精度；模具制造公差，按1/4選??；根據(jù)公式計(jì)算得型腔的各深度尺寸 (2)型芯尺寸的計(jì)算型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上1/4的磨損量,而型芯高度則加上1/6的磨損量.型芯的計(jì)算尺寸表達(dá)如下。(a)型芯的徑向尺寸的計(jì)算式： （3-5）型芯的最大基本尺寸； 塑件的最小基本尺寸；塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級(jí)精度；模具制造公差，按1/4選??；根據(jù)公式計(jì)算得型芯的各徑向尺寸 (b)型芯的高度尺寸的計(jì)算 （3-6）型芯高度的最大尺寸；塑件內(nèi)形深度的最小尺寸；塑件的平均收縮率；塑件的公差，取八級(jí)精度；模具制造公差，按1/4選??；根據(jù)公式計(jì)算得型芯的各高度尺寸 3.5 注射模具的頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.5.1 注射模具的頂出機(jī)構(gòu)頂出機(jī)構(gòu)的分類(lèi)：按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi)可分為：手動(dòng)頂出、機(jī)動(dòng)頂出、啟動(dòng)頂出16。按模具結(jié)構(gòu)分類(lèi)可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。(1)推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 在注射成形的每個(gè)周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來(lái)完成的。結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。(2)結(jié)構(gòu)分類(lèi)手動(dòng)推出、機(jī)動(dòng)推出、液壓或氣動(dòng)推出。(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求塑件留在動(dòng)模,塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質(zhì)量,合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位,動(dòng)作可靠。(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(a)推桿推出機(jī)構(gòu)推桿推出機(jī)構(gòu)是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見(jiàn)的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 但是因?yàn)橥茥U的推出面積一般比較小，易引起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類(lèi)或箱類(lèi)塑件。(b)推管推出機(jī)構(gòu)推管推出機(jī)構(gòu)是用來(lái)推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，其脫模運(yùn)動(dòng)方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個(gè)周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會(huì)留下明顯的推出痕跡。(c)推件板的推出機(jī)構(gòu)凡是薄壁容器、殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出推件板推出機(jī)構(gòu)義稱(chēng)頂板頂出機(jī)構(gòu)，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。 特點(diǎn)：推件板推出的特點(diǎn)是頂出力均勻，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且推出力大。但是對(duì)于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。 (d)活動(dòng)嵌件及凹模推出機(jī)構(gòu)有一些塑件由于結(jié)構(gòu)形狀和所用材料的關(guān)系，不能采用推桿、推管、推件板等簡(jiǎn)單推出機(jī)構(gòu)脫模時(shí)，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。(5)頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時(shí)必須考慮到的問(wèn)題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。注射設(shè)備的頂出裝置都設(shè)計(jì)在動(dòng)模一側(cè)，因此，在一般情況下開(kāi)模時(shí)，盡量設(shè)計(jì)使塑件留在動(dòng)模一側(cè)，以便于頂出塑件。這在分型面的選擇時(shí)就應(yīng)充分考慮。在實(shí)踐中如果出現(xiàn)塑件并沒(méi)有留在動(dòng)模側(cè)的情況時(shí)，可設(shè)法增加動(dòng)默一側(cè)的阻力，一是將型芯的脫模斜度變小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影響塑件使用的前提下，在型芯側(cè)面人為的開(kāi)設(shè)橫凹槽、凹窩等脫模障礙，以增大動(dòng)模的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時(shí)可采用定模頂出機(jī)構(gòu)。 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時(shí)必須考慮到的問(wèn)題。一般頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長(zhǎng)的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無(wú)卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。 頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點(diǎn)應(yīng)在塑件承受頂出力最大的部件，即不易變形或損傷的部位，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過(guò)程中的變形和損傷。頂出零件應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性能，使其在相當(dāng)長(zhǎng)的運(yùn)作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無(wú)卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。3.6 冷卻系統(tǒng)3.6.1 冷卻系統(tǒng)的作用由于注塑產(chǎn)品的成型過(guò)程是將顆粒狀的塑料加熱到粘流態(tài)再加壓注入到模具的型腔中的。在加熱過(guò)程中，塑料吸收了大量的熱能，溫度一般在190C以上。ABS塑料注射溫度在220C到230C，PC塑料注射溫度在300C左右。這么高溫度的塑料要讓他迅速冷卻定型成為塑膠產(chǎn)品，必須使模具內(nèi)的熱量迅速被帶走，使模具迅速冷卻，必須設(shè)冷卻系統(tǒng)17。熱傳導(dǎo)有三種方式(1)傳導(dǎo)，例如將一根金屬棒的一端燒熱，另一端也會(huì)變熱，這種現(xiàn)象較熱傳導(dǎo)。(2)輻射，太陽(yáng)離地球雖然很遠(yuǎn)，但仍然能感覺(jué)到溫度。(3)對(duì)流,如水的冷熱對(duì)流。這三種熱傳導(dǎo)方式中選擇對(duì)流，選擇水作為介質(zhì)。因?yàn)橥ㄟ^(guò)水對(duì)流進(jìn)行熱交換的效率高，水這種介質(zhì)最廉價(jià)。在模具內(nèi)鉆一些空接上水管，讓水在孔里面流動(dòng)。溜進(jìn)去的誰(shuí)是冷的，流出來(lái)的水是熱的，流動(dòng)的水帶走了模具內(nèi)熱量，使模具和產(chǎn)品迅速冷卻下來(lái)，使塑膠產(chǎn)品迅速定型。3.6.2 冷卻效率影響冷卻效率的主要因素有水的流量、流量、水溫的高低、冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短。要提高冷卻效率可以采取以下措施：(1)加大冷卻水孔的直徑。由于受模板及凸模面積大小的限制，不可以將孔徑鉆的太大，一般采用直徑為5mm10mm。(2)增加水孔數(shù)量。由于模具上能鉆冷卻水孔的空位有限，尤其是后模上面有模芯螺釘孔、頂尖孔等等，不可能鉆很多水孔。只能適當(dāng)增加水孔的數(shù)量。直徑5mm到6mm的水孔冷卻半徑大約為25mm，直徑為7mm到8mm的水孔冷卻半徑為35mm左右。(3)控制冷卻時(shí)間。將注塑機(jī)各個(gè)工作時(shí)間段調(diào)整到最佳位置，擠出的時(shí)間盡量用來(lái)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。冬天水溫低冷卻時(shí)間可以適當(dāng)縮短，夏天水溫高要適當(dāng)延長(zhǎng)。(4)保持適當(dāng)?shù)哪＞邷囟?。一些成型溫度高的塑料，塑膠位很薄的產(chǎn)品，如果模具溫度太低，產(chǎn)品不能成型。模具溫度應(yīng)在35C45C之間。大部分塑膠應(yīng)該是在30C35C之間。3.6.3 冷卻效率對(duì)于那些尺寸較大、并且采用鑲件形式的型腔，通常采用下列方法設(shè)置冷卻水道：(1)冷卻水道水嘴設(shè)計(jì)，常用的水嘴有三種：(a)用于一般成型要求的模具。(b)用于特殊要求的成型高溫模具。(c)用于冷卻水道的水嘴與水管之間的快速連接。以上三種類(lèi)型的水嘴，其內(nèi)徑都不應(yīng)與冷卻水道的孔徑相差太大，以免冷卻液流動(dòng)不均勻。另外由于這三種類(lèi)型冷卻水道在安裝后，都外凸與模具表面，因此，在模具運(yùn)輸或維修時(shí)，容易犯生損壞。為解決這一問(wèn)題可以在模具外表面安裝墊柱的方法以保護(hù)冷卻水道水嘴。動(dòng)模和定模的冷卻水道布局是一樣的。這樣的方式不僅可以冷卻到產(chǎn)品而且冷卻到滑塊。這樣的方式無(wú)疑可以使模具和產(chǎn)品均勻冷卻。此模仁和模仁固定板相接，這樣模具能夠均勻的冷卻，包括滑塊也有自己的單獨(dú)冷卻系統(tǒng)(2) 冷卻水管與模具的連接模具中冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)完畢后，剩下的問(wèn)題就是冷卻水管與模具的連接。這一問(wèn)題平時(shí)不被重視，但是如果處理不當(dāng)?shù)脑?huà)，會(huì)給模具的使用者帶來(lái)許多不便的麻煩。因此，模具設(shè)計(jì)者在開(kāi)始設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，就應(yīng)該注意這一問(wèn)題。模具冷卻水道水嘴在模具中正確的位置(a)模具安裝在注射機(jī)上后，其冷卻水道的水嘴不能正對(duì)注射機(jī)的拉桿，以免安裝困難。(b)冷卻水道的水嘴最好安裝在注射機(jī)背后，以免影響操作。(c)對(duì)于自動(dòng)成型的模具，其冷卻水道的水嘴的安裝最好不要設(shè)置在模具頂端，以免給操作人員帶來(lái)不便。(d)避免冷卻水道水嘴安裝在模具底部。因?yàn)樵谧詣?dòng)成型時(shí)，由于水管的限制會(huì)影響制品與料靶的脫落。(e)動(dòng)、定模冷卻水道的水嘴不能相互靠得太近，以免在安裝和固定時(shí)出現(xiàn)困難。所有冷卻水道水嘴與模具冷卻水道孔都采用螺釘連接。在其螺紋部位，應(yīng)纏繞生膠帶以防止冷卻液泄露。另外，為避免水嘴銹蝕，一般選用黃銅材料（也可以選用黃銅材料進(jìn)行表面處理。4 模架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)注射模時(shí)，為縮短模具的生產(chǎn)周期，提高模具制造質(zhì)量，必須事實(shí)注射模標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，即采用模具標(biāo)準(zhǔn)模架及標(biāo)準(zhǔn)零部件，這樣可以大大縮短模具設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。4.1 標(biāo)準(zhǔn)模架選用目前，我國(guó)已經(jīng)有較多模架專(zhuān)業(yè)制造廠，并多是按照GB/T12556.1-1990，GB/T 12555，1-1990模架系列標(biāo)準(zhǔn)制造18。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡量采用這些標(biāo)準(zhǔn)模架，以 便于縮短生產(chǎn)時(shí)間。然后根據(jù)塑件的尺寸、形狀、型腔的布置、冷卻系統(tǒng)的布置及所選模具結(jié)構(gòu)等方案，結(jié)合模架生產(chǎn)廠家所提供的生產(chǎn)目錄，來(lái)選擇合適形式和尺寸系列的標(biāo)準(zhǔn)模架和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)零件。(1)結(jié)構(gòu)形式選擇注射模標(biāo)準(zhǔn)模架共有兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。一般適用于模板尺寸的中小型GB/T12556-1990;二是適用于模板尺寸的大型模架GB/T12555-1990。(2)尺寸的選擇標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸是由模板的長(zhǎng)和寬（）來(lái)確定的，中小型模架GB/T12556.1-1990共規(guī)定了18中系列，每個(gè)系列又有049、064種不同的規(guī)格，而大型模架GB/T12555.1-1990共規(guī)定了6中系列，每個(gè)系列又有064種不同的規(guī)格。4.2 標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)GB/T.1-11-1984標(biāo)準(zhǔn)共有11個(gè)通用零件，這些零件之間具有相互配置關(guān)系，選用時(shí)可根據(jù)使用要求，配套組裝。4.2.1 冷卻效率(1)結(jié)構(gòu)支撐件設(shè)計(jì)注射模中的定模座板、定模板、動(dòng)模板、動(dòng)模支撐板、動(dòng)模座板、墊塊等零件均為支撐零件，各種支撐零件都要具有足夠的強(qiáng)度和剛度。(2)導(dǎo)套設(shè)計(jì)導(dǎo)套尺寸標(biāo)準(zhǔn)如下圖4.1 導(dǎo)套工程圖帶套頭導(dǎo)套T型：GB/T4169.3-1984材料T8A、20鋼熱處理50HRC55HRC，20鋼滲碳,0.5mm0.8mm,56HRC60HRC圖中標(biāo)注的形位公差值按照GB/T11841996，t為6級(jí)其他按GB/T4170-1984。(3)帶頭導(dǎo)柱設(shè)計(jì)導(dǎo)柱尺寸標(biāo)注如下圖4.2 導(dǎo)柱工程圖材料：T8A、20鋼熱處理50HRC55HRC,20鋼滲碳,56HRC60HRC.圖中標(biāo)注的形位公差值按照GB/T11841996，t為6級(jí).D的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級(jí)內(nèi)變動(dòng).圖中倒角不大于0.545.在滑動(dòng)部分要設(shè)置油槽，其要求由承制單位決定.其他按GB/T4170-1984。按照上表格選擇以及產(chǎn)品的大小考慮，我選擇了龍記模架246-246-36的模架，上下模板選擇36的厚度可以滿(mǎn)足壓力的要求。而且在只做模具的時(shí)候我使用了整體式的結(jié)構(gòu)，而對(duì)于此模具使用鑲嵌式的模具，對(duì)模具冷卻，注塑壓力等情況有很好的用處，但是如果使用鑲嵌式的形式的話(huà)，模具加工的難度，定位要求，精度有很高的要求，成本要求高。所以選擇了整體式的形式。4.3 塑料注射模具型腔常用加工方法及設(shè)備4.3.1 型腔的普通切削加工方法及設(shè)備(1)車(chē)床車(chē)床是以加工回轉(zhuǎn)體零件為主的機(jī)械加工機(jī)床。車(chē)床的種類(lèi)很多，包括臥式車(chē)床(普通車(chē)床)、立式車(chē)床、轉(zhuǎn)塔車(chē)床，自動(dòng)車(chē)床等。車(chē)床工作時(shí)被加工工件裝在卡盤(pán)上，主軸使工件做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具在進(jìn)給箱的帶動(dòng)下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，完成切削加工。在模具零件加工中，可以使用車(chē)床加工圓形型腔、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)體零件。(2)銑床銑床可以加工平面，曲面等各種表面，常見(jiàn)的銑床有立式銑床、臥式銑床、萬(wàn)能銑床、工具銑床等，銑床可以加工出平面、溝槽、曲面等形狀。(3)刨床刨床主要用于平而加工，常見(jiàn)的刨床有牛頭刨床、龍門(mén)刨床、插床等。牛頭刨床工作時(shí)，被加工工件用平口鉗安裝于工作臺(tái)上，工作臺(tái)可以做左右移動(dòng)。刨刀固定在滑枕上的刀架中，刨刀做前后移動(dòng)，通過(guò)刨刀與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成平面加工。龍門(mén)刨床用于加工尺寸較大的工件。插床又稱(chēng)立式牛頭刨床，主要用來(lái)加工工件的內(nèi)表面，如鍵槽、多邊形孔。(4)磨床磨床是用砂輪或其他磨料對(duì)金屬工件進(jìn)行加工的機(jī)床。常見(jiàn)磨床有平面磨床、外圓磨床、自圓磨床等。磨削也是一種切削，砂輪表面上的每個(gè)磨粒，可以近似地看成一個(gè)微小的刀齒，對(duì)金屬表面進(jìn)行切削。磨削加工精度高、表面粗糙度值小，一般常用于半精加工和精加工。不同的磨削機(jī)床可以加工平面、外圓表面、內(nèi)圓表面以及各種曲面。(5)鉆床鉆床是以加工孔為主的機(jī)械加工機(jī)床，常見(jiàn)的鉆床有臺(tái)式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床等。鉆床工作是將被加工工件固定在工作臺(tái)上，鉆頭旋轉(zhuǎn)并做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)完成孔的加工。利用鉆床可以自模具上的各種孔，深孔鉆床還用來(lái)加工冷卻水道等較深的孔。(6)數(shù)控加工機(jī)床數(shù)控加工機(jī)床簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床(NC機(jī)床)，數(shù)控就是指把控制機(jī)床或其他設(shè)備的操作指令(或程序)，以數(shù)字形式給定的一種控制方式。利用這種控制方式，按照給定程序自動(dòng)地進(jìn)行加工的機(jī)床稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床。目前數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)有數(shù)控車(chē)床，數(shù)控銑床，數(shù)控磨床，加工中心等，其機(jī)械部分與普通車(chē)床的差別不大。數(shù)控車(chē)床不僅能夠完成普通的車(chē)削加工，而且利用數(shù)控系統(tǒng)和進(jìn)給伺服系統(tǒng)復(fù)雜曲線(xiàn)組成的回轉(zhuǎn)表面。數(shù)控銑床的機(jī)械部分與普通銑床基本相同，工作臺(tái)可以做橫向、縱向和垂直方向的運(yùn)動(dòng)，因此普通銑床所能加工的工藝內(nèi)容，數(shù)控銑床都能完成，此外其數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服系統(tǒng)同時(shí)控制兩個(gè)或三個(gè)軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)，加工出復(fù)雜的三維型面。數(shù)控銑床還可以作為數(shù)控鉆床或數(shù)控鏜床，加工具有一定尺寸精度要求和一定位置精度要求的孔。在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加刀具庫(kù)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)就構(gòu)成了加工中心。加工中心的刀具庫(kù)可以存放十幾把甚至更多的刀具，由程序控制換刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)用與更換，這樣就可以一次完成多種工藝加工。4.3.2 型腔的特種加工特種加工是直接利用電能、化學(xué)能、光能等進(jìn)行加工的方法。特種加工與普通機(jī)械加工有本質(zhì)的不同，它不要求工具材料比工件材料更硬，也不需要在加工過(guò)程中施加明顯的機(jī)械力它可以解決普通機(jī)械加工無(wú)法完成的加工工作，適合于加工各種不同材料而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具零件，是模具制造中一種必不可少的重要加工方法19。電火花加工的原理是基于工具電極與工件電極(正極與負(fù)極)之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工，以達(dá)到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工放法。電火花加工也稱(chēng)放電加工或電蝕加工。當(dāng)工具電極與工件電極在絕