薄板零件帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)的注射模的設(shè)計【一模一腔】【說明書+CAD】

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引言模具被譽為“百業(yè)之首，工業(yè)之母”，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。近年來，中國模具工業(yè)以年均20%的速度持續(xù)快速增長。截止2006年年底，中國模具銷售額達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，2000年中國塑料模具產(chǎn)值約100億元人民幣，2006年已發(fā)展到300多億元人民幣，年均增長率超過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?。隨著中國汽車、電子、通訊、家電等行業(yè)的發(fā)展，對塑料模具的需求越來越大，對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高。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，汽車模具潛在市場十分巨大。譬如在生產(chǎn)汽車時，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)材料也是大勢所趨，預(yù)計2010年全國塑料門窗和塑管普及率將達到30%50%，塑料排水管市場占有率將超過50%，都會大大增加對模具的需求量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)計塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的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)生流動變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。現(xiàn)代模具設(shè)計與制造技術(shù)，涉及機械工程、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?；驂鸿T模等，應(yīng)當(dāng)是未來520年的模具生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。所以在這種情況下，研究這一課題是具有現(xiàn)實意義的。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、低熔點合金等材料。塑料制品的廣泛應(yīng)用，極大地推動了塑料成型模具的發(fā)展。行業(yè)對塑料模具材料的需求量越來越大，并對材料的質(zhì)量和性能提出了更高的要求。近年來，我國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)價廉的塑料模具材料，獲得了顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具進口量逐年增加，其中塑料模具占46%。我國的模具技術(shù)及模具壽命仍落后于一些工業(yè)發(fā)達國家，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鋼制造電視機外殼模具，使用壽命不足20萬次，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3。正確選用模具材料及其熱處理方法，對于提高模具質(zhì)量，延長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。注射模工作時受熱、受壓、受磨損，且注射時可能有含氯、氟及其化合物的腐蝕氣體逸出，對模具型腔有一定的腐蝕作用。壓縮模直接壓制粉料，要承受很大的機械負(fù)荷，易磨損，型腔也會受腐蝕性氣體腐蝕。塑料模具型腔復(fù)雜，尺寸精度和表面粗糙度要求高，對塑料模具鋼的機械加工性能、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，有的機械加工性能差，特別是對于形狀復(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 我國塑料模具鋼的發(fā)展進程我國模具鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，形成了我國自己的模具鋼系列，總產(chǎn)量已居世界前列，建成不少先進的生產(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，長壽命模具的鋼材仍需從國外進口，已成為世界上進口模具最多的國家，展望未來急待開展以下工作。（1）研制高性能、長壽命、高的性能價格比和高效的新型模具材料，取代昂貴的進口材料，將帶來明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。（2）我國研制的一些新型模具材料的性能和壽命已達到或接近國外先進水平，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。越來越多的模具制造廠要求在模具設(shè)計完成后，模具鋼供應(yīng)廠商能迅速提供所需鋼材，減少庫存鋼材數(shù)量，縮短制模周期。但中國鋼材生產(chǎn)企業(yè)目前尚不適應(yīng)這一商品市場機制，這是進口模具鋼材的使用在中國日益擴大的重要原因。（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。我國已開發(fā)出性能優(yōu)異，達到或超過國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，完善中國的模具鋼系列。（3）進一步提高模具鋼的質(zhì)量我國某些特殊鋼廠已采用爐外精煉、真空冶煉、快鍛機和精鍛機等生產(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)量可以達到國際先進水平。但國外對純度要求較高的模具鋼大部分采用電渣重熔，進一步提高了鋼的純凈度、致密度、等向性和均勻性，減少偏析。我國還需要在這方面進一步開展工作。（4）加強先進模具熱處理技術(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)進一步得到發(fā)展，對一些行之有效的模具表面熱處理技術(shù)，應(yīng)完善其工藝，加強其推廣和應(yīng)用。提高裝備和工藝材料的制造水平，加強熱處理專業(yè)廠的建設(shè)。1.2 模具機構(gòu)的設(shè)計1.2.1 內(nèi)側(cè)抽芯的結(jié)構(gòu)（1）內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)介紹當(dāng)塑件帶有側(cè)凹或者側(cè)孔時，在被推出之前必須先進行側(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)位的機構(gòu)成為側(cè)向抽芯機構(gòu)810。帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)注射模具，顧名思義，是制造出常用塑件內(nèi)側(cè)帶有凸臺或者凹槽，塑件上有側(cè)向孔、側(cè)向凸凹、側(cè)向的凸臺，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)向移動的零件，以便在脫模之前或脫模時抽出側(cè)向成型零件，否側(cè)就無法脫模，要求塑件能從模具架中順利取出。（2）常見內(nèi)抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式塑料制品的內(nèi)側(cè)經(jīng)常會有凸臺和凹穴，除用斜導(dǎo)柱內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)進行抽芯外，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。根據(jù)塑料制品結(jié)構(gòu)的特點，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)向機構(gòu)斜導(dǎo)柱側(cè)向機構(gòu)抽芯機構(gòu)除了完成塑件外抽芯外，還可以對塑件進行內(nèi)側(cè)抽芯（b）斜滑塊抽芯機構(gòu)的工作原理斜滑塊抽芯機構(gòu)適用于塑件側(cè)孔或側(cè)凹較淺但成型面積較大的場合。斜滑塊側(cè)向抽芯的特點是利用推出機構(gòu)的推力驅(qū)動斜滑塊側(cè)向運動，在塑件被推出的同時由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動作。一般分為外側(cè)向抽芯和內(nèi)側(cè)向抽芯兩種。（c）斜導(dǎo)桿抽芯機構(gòu)的工作原理斜導(dǎo)桿是斜滑塊的一種變形形式，其動作原理與斜滑塊機構(gòu)抽芯機構(gòu)相同，所不同的是斜導(dǎo)桿是矩形截面的細長桿件，剛度較差，故適用于抽芯力較小的場合。1.2.2 選定斜導(dǎo)桿機構(gòu)完成此次課題根據(jù)課題要求，經(jīng)過認(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)桿抽芯機構(gòu)的設(shè)計要點，如圖1.1所示：（1）斜導(dǎo)桿的設(shè)計要點（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。所顯示機構(gòu)簡單，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)桿運動受到干涉，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)桿推出時與推桿發(fā)生碰撞。（d）為了提高斜導(dǎo)桿的強度和剛度，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，對斜導(dǎo)桿進行支撐和導(dǎo)向。（2）斜導(dǎo)桿座的設(shè)計要求斜導(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)計時應(yīng)注意以下幾點：（a）兩個或兩個以上的斜導(dǎo)桿，其運動方向一致且間距較小時，可共用一個斜導(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)桿強度較差，需要縮短其長度或推桿固定板厚度較薄時，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，其底部可切小用銷釘固定，如圖；當(dāng)斜導(dǎo)桿太薄時（5mm以下）或者無法采用銷釘固定時，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。螺釘孔深不能穿過斜導(dǎo)桿座的滑動部分。為了方便緊固螺釘，再推板上還設(shè)計有13mm大小的圓孔。圖1.1 斜導(dǎo)桿抽芯機構(gòu)設(shè)計技術(shù)要求圖1.2.3 選根據(jù)內(nèi)側(cè)抽芯選定工件，進行工藝分析（1）本次課題是帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)注射模具設(shè)計。首先了解內(nèi)抽芯機構(gòu)的原理以及設(shè)計要點。（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）對塑件結(jié)構(gòu)進行工藝分析，如圖所示1.2；無特殊要求，尺寸公差按IT7級精度查取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).對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說，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，彎曲強度，表面硬度等.該塑件對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)濟性問題。塑料材料的相對密度在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，其特點是成型性能好，成型前可不干燥，但注射時應(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，價格上都符合我們主要要求，其它如拉伸強度，斷裂伸長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。因為除了質(zhì)脆和抗拉強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)計應(yīng)先從繪制裝配圖入手，根據(jù)塑件的具體情況，經(jīng)過認(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)計中的一個重要環(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和澆注系統(tǒng)分離的接觸面。一般情況下我們在設(shè)計時應(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。（4）選擇成型設(shè)備：根據(jù)塑件的具體情況，選擇相適應(yīng)的注射機并進行模具設(shè)計。成型設(shè)備有兩個重要參數(shù)。一是理論注射容量，另一個是最大投影面積。根據(jù)這兩個參數(shù)及可選用合適的成型設(shè)備。（5）側(cè)抽機構(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)抽機構(gòu)。（6）頂出機構(gòu)的確定：定模動模分型后，側(cè)抽芯也完成了抽芯動作。塑件落在動模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障，礙，折實頂出機構(gòu)在注射機頂桿的驅(qū)動下將成型塑件從動模中頂出。（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，所以每個模具都必須盡可能好的設(shè)計溫度控制部分，為了取得較好的冷卻效果，對冷卻回路應(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：通過以上問題的初步確定，即可勾畫出模體的輪廓，這時應(yīng)確定導(dǎo)向機構(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 對零件進行造型設(shè)計并繪制工程圖裝配草圖繪制完成后，就應(yīng)開始對各零件做詳細的造型設(shè)計。工程圖盡量按1：1的比例畫出，因為這樣比較直觀，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，對模具進行裝配并繪制裝配圖，編寫設(shè)計說明書。主要零件繪制完成，對裝配草圖的自我檢驗和審定。即已存在的問題會充分暴露出來，經(jīng)過改正修訂后，描清并正式編號，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)計一副帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)的注射模，以此為基礎(chǔ)，完成模具制造的工藝設(shè)計。并繪制CAD三維造型設(shè)計。帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)注射模要求一模一腔，并自動脫凝料。完成該注射模具裝配圖設(shè)計，全部零件圖紙設(shè)計，模具成型零件CAD三維造型設(shè)計，以及完成該注射模具的制造工藝設(shè)計。2 方案與設(shè)計根據(jù)帶內(nèi)側(cè)抽芯零件（薄板零件）機構(gòu)的設(shè)計要求，本次設(shè)計我選擇了斜導(dǎo)桿抽芯機構(gòu)。選擇的薄板零件是一個結(jié)構(gòu)簡單的零件，設(shè)計的重點在于薄板零件內(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)桿抽芯機構(gòu)兩種方法來實現(xiàn)。在比較之后，前者適合抽芯力較大的場合，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)抽芯機構(gòu)注射模具。斜導(dǎo)桿方案如圖2.1：設(shè)計時要注射斜導(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，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)抽芯機構(gòu)注射模的詳細設(shè)計過程3.1 注射成型的準(zhǔn)備3.1.1 注射成型工藝簡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的料斗送入高溫的機筒內(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下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，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。一般分為三個階段的工作。圖3.1 注塑成型壓力時間曲線（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進行檢驗，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo)。對于吸濕性強的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進行適當(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)，對模具進行適當(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）注塑過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示3.1所示。圖中T0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值P0。從時間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，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。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時間從T2到T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時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；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜，再加上流動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，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時會開裂。故有的塑件需要進行后處理，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，退火還可以對制件進行解除取向，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、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（沸點為121，加熱溫度為100121，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取2小時9小時。3.1.2注射成型工藝（1）溫度：注塑成型過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”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；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的阻力，提供充模速度及對熔料進行壓實等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像PS流動性好的料，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。背壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，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，塑化時的剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，背壓的使用范圍約為3.4Mpa27.5Mpa。（3）時間：完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（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間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為3 s5 s，保壓時間一般為20 s120 s，冷卻時間一般為30 s120 s（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長）?？梢猿醪酱_定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數(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 注射機的選擇3.2.1 注射機分類（1）注射機按外形特征可分為立式、臥式、直角式三種13。（a）立式注射機：注射裝置與鎖模機構(gòu)的軸線呈一直線垂直排列。優(yōu)點：占地少，模具拆裝方便，易于安放嵌件。缺點：重心高，加料困難；推出的塑件要由手工取出，不易實現(xiàn)自動化，容積較小。（b）臥式注射機：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：重心低，穩(wěn)定；加料、操作及維修方便；塑件可自行脫落，易實現(xiàn)自動化。缺點：模具安裝麻煩，嵌件安放不穩(wěn)，機器占地較大。（c）角式注射機注射裝置與鎖模裝置的軸線相互垂直排列。優(yōu)點、缺點介于立式注射機和臥式注射機之間。特別適用于成形中心不允許有澆口痕跡的平面塑件。（2）注射機按塑料在料筒的塑化方式不同可分為柱塞式注射機和螺桿式注射機。（a）柱塞式注射機：注射柱塞直徑為20mm100mm的金屬圓桿，當(dāng)其后退時物料自料斗定量地落入料筒內(nèi)，柱塞前進，原料通過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一步混合和塑化，并完成注射。多為立式注射機，注射量小于30g60g，不易成形流動性差、熱敏性強的塑料。（b）螺桿式注射機：螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，將料斗內(nèi)的塑料卷人，逐漸壓實、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)積存的熔體達到預(yù)定的注射量時，螺桿停止轉(zhuǎn)動，在液壓缸的推動下，將熔體注入模具。臥式注射機多為螺桿式。目前，在注射機的標(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表示注射機的主要特征。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)主要有輕工部標(biāo)準(zhǔn)、機械部標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)。注射機型號中的字母S表示塑料機械，Z表示注射機，X表示成形，Y表示螺桿式（無Y表示柱塞式）等。3.2.2 注射機的選用注射機的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是確定注射機的型號，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機的規(guī)格參數(shù)在所選注射機的規(guī)格參數(shù)可調(diào)的范圍內(nèi)；一是調(diào)整注射機的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。（1）注射機類型的選擇：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)備及注射工藝等進行選擇。（2）注射機規(guī)格的初選：根據(jù)以往的經(jīng)驗和注射模的大小，先預(yù)選注射機的型號，之后要進行以下的校核。（3）注射機參數(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)大于注射機公稱注射量的80%，注射機多以公稱容量來表示。（b）注射壓力的校核注射機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，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大的推力，這個力應(yīng)小于注射機的公稱鎖模力，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)的塑料凝料無法脫出。為了使模具的主流道的中心線與注射機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)與注射機固定模板上的定位孔呈較松動的間隙配合。注射模具的動模板、定模板應(yīng)分別與注射機動模板、定模板上的螺孔相適應(yīng)。模具在注射機上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定。注射機的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。開模距離一般可分為兩種情況：一是當(dāng)注射機采用液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定，并不受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度無關(guān)；二是當(dāng)注射機采用液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定，并受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度有關(guān)。3.2.3 選擇注塑機（1）由公稱注射量選定注射機由注射量選定注射機.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）是個未知數(shù)，根據(jù)手冊取0.5V（0.5M）來估算，塑件越大則比例可以取的越小；實際注射量為：V實=15.181.5=22.77cm3；實際注射質(zhì)量為M實=1.5M=20.551.5=30.83g；根據(jù)實際注射量應(yīng)小于0.8倍公稱注射量原則，即：0.8V公V實V公=V實/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）塑件的投影面積計算A=44X44=19.36cm2（b）型腔的壓力計算P腔=2/3P=53.3Mpa（c）鎖模力的計算F=AP腔=41.32X53.3=22X104N根據(jù)計算，初選柱塞式注射機：XS-Z-60。3.2.4 注射機有關(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)計模具高度為：H總=237mm由于XS-Z-60型注射機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注射機的參數(shù)校核根據(jù)以上計算，澆注系統(tǒng)的體積為V型=19.5cm3（1）最大注射量的校核計算校核式：（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)計模具注射量滿足XS-ZY-125最大注射量要求。（2）注射機壓力的校核P機P塑 P機注射機的最大注射壓力，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注射機的最大注射壓力P機=150Mpa，可見XS-ZY-125注射機滿足PS注射壓力的要求。綜合驗證，XS-ZY-125型注射機完全能滿足此模具的注射要求注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。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）在開模時盡量使塑件留在動模；（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作；3.3.3 分型面的選擇根據(jù)對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)目的確定時主要考慮以下幾個有關(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)計要求我設(shè)計一副一模一腔的，所以根據(jù)要求，設(shè)計一模一腔的，滿足小批量生產(chǎn)。3.5 澆注系統(tǒng)設(shè)計注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，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)計及加工的復(fù)雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設(shè)計中的主要內(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)簡單，易于加工，但需要修剪澆口，如不慎，會損傷塑件孔壁；若采用點澆口，不但避免塑件側(cè)壁因修剪澆口而損傷，而且澆口能自動切斷，模具結(jié)構(gòu)也不算太復(fù)雜，提高了經(jīng)濟效益。3.5.1 主流道主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機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，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關(guān)，查表得知XS-ZY-125型注射機的噴嘴孔直徑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)計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。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）主流道長度取35；設(shè)計見圖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，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，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)計要求薄板零件利于脫模，所以采用點澆口形式。針點澆口：優(yōu)點：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：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)計參數(shù)：澆口直徑d一般為（0.81.5）mm，澆口長度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，使針點澆口拉斷時不致?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路徑的長度，獲得理想的熔接痕分布；也可用于長桶形的膠件，以改善排氣。3.6 標(biāo)注模架的選擇3.6.1 根據(jù)注射機選擇相應(yīng)的模具架通過相關(guān)計算：定模由兩塊模板組成，動模由兩塊模板組成；采用推桿推出制件；定模座板厚30mm，支承板厚32mm，墊塊厚80mm，動模板厚25mm。注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，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)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。（1）模仁尺寸的確定因為采用的是整體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，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過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)計模具高度為：H總=237mm由于XS-Z-60型注射機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，設(shè)備費用將浪費。在選擇模具鋼時，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，這三項指標(biāo)是必須要滿足的，此外還有紅硬性，抗壓屈服強度和抗彎強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)濟考慮，要求材料來源廣，價格低。查手冊選擇模仁的材料是45鋼屬中碳鋼，該鋼機械加工性能較好，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)向與定位機構(gòu)注射模的導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。錐面定位機構(gòu)用于動、定模之間的精密對中定位。導(dǎo)柱：國家標(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，大型而長的導(dǎo)柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，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，特別對于大型、精密的模具，導(dǎo)柱的直徑需要進行強度校核。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)計導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要注意的事項有：（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斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。（2）導(dǎo)柱工作部分長度應(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。配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。（4）導(dǎo)柱可以設(shè)置在動模或定模，設(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。3.8 頂出系統(tǒng)設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮?，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。脫模機構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原則：（1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。（2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位。（3）結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護。本設(shè)計使用簡單的推桿脫模機構(gòu)，因為該塑件的分型面簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡單的脫模機構(gòu)可以簡化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護帶來方便。在對脫模機構(gòu)做說明之前，需要對脫模力做個簡單的計算。3.8.1 推桿脫模機構(gòu)推桿脫模機構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。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）推桿尺寸計算：本設(shè)計采用的是推桿推出，在求出脫模力的前提下可以對推桿做出初步的直徑預(yù)算并進行強度校核。本設(shè)計采用的是圓形推桿，圓形推桿的直徑由歐拉公式簡化為：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）。實際推桿尺寸直徑為3mm。但為了安全起見，再對其進行強度校核，強度校核公式為：d（4Qe/n壓）1/2=（4X5226.9/6X3.14X150）1/2=2.7mm滿足強度要求。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）推出機構(gòu)的導(dǎo)向：當(dāng)推桿較細或推桿數(shù)量較多時，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)生運動卡滯現(xiàn)象，需要在推出機構(gòu)中設(shè)置導(dǎo)向零件，一般稱為推板導(dǎo)柱。（4）推出機構(gòu)的復(fù)位：脫模機構(gòu)完成塑件的頂出后，為進行下一個循環(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)計采用彈簧復(fù)位機構(gòu)，彈簧復(fù)位機構(gòu)是一種最簡單的復(fù)位方式。推出時彈簧被壓縮，而合模時彈簧的回力就將推出機構(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行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設(shè)計，后一種復(fù)雜，但能較好的保證尺寸精度。本設(shè)計采用平均值法。（1）平均收縮率計算型腔尺寸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的一般精度等級為6級。同時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的一般精度等級為6級。同時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=0.13HM=(1+0.006)10-2/30.40+0.13=10.45mm（2）按平均收縮率計算組合型芯尺寸徑向尺寸PS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。所以L=44，所以查表得：=0.37按照平均收縮率計算型芯徑向尺寸公式式中LM組合型芯的徑向尺寸，Scp塑料的平均收縮率，%Ls塑件徑向公稱尺寸，塑件公差值，z組合型芯制造公差，已知Ls =44.00Scp =0.006=0.37所以z =/3=0.12高度尺寸PS的一般精度等級為6級。同時得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的深度尺寸Hs=10.00-3.00=7.00，所以查表得A：=0.36按照平均收縮率計算組合型芯高度尺寸公式式中HM型芯高度尺寸，Scp塑料的平均收縮率，%Hs塑件孔深度公稱尺寸，塑件公差值，z組合型芯高度制造公差，已知Hs =10.00Scp =0.006=0.36所以：z =/3=0.123.10 排氣系統(tǒng)在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸汽，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。PS料推薦的排氣槽深度為0.02。3.10.1 排氣設(shè)計原則通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時，應(yīng)遵循以下原則：（1）排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；（2）最好開設(shè)在分型面上，如果產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；（3）最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；（4）開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；（5）開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕；（6）若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時，可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；（7）高速注射薄壁型制件時，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出；若制件具有高深的型腔，那么在脫模時需要對模具設(shè)置引氣系統(tǒng)，那是因為制件表面與型心表面之間在脫模過程中形成真空，難于脫模，制件容易變形或損壞。熱固性塑料制件在型腔內(nèi)的收縮小，特別是不采用鑲拼結(jié)構(gòu)的深型腔，在開模時空氣無法進入型腔與制件之間，使制件附粘在型腔的情況比熱塑性制件更甚，因此，必須引入引氣系統(tǒng)。3.10.2 推桿、鑲件排氣功能的證明由上面我們知道，推桿和型芯的公差配合取H8/f7，屬于間隙配合，現(xiàn)在計算這個配合的極限間隙。推桿外徑為3mm，所以計算3H8/f7。3H8/f7的極限偏差查表求得：基本尺寸3的標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8=18m，IT7=12m?？?、軸的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔H8EI=0；ES=EI+IT8=0+18=18m基準(zhǔn)軸f7es=10；ei=esIT7=1012=22m孔、軸的極限偏差分別為：3H8/f74H8/f7的極限間隙為：Xmax=ESei=18（22）=40mXmin=EIes=0（10）=10m從計算結(jié)果看，間隙在0.010.04mm之間。相比排氣槽的深度0.02，似乎推桿能更好的排氣，這也說明了，增加推桿和鑲件等可以有利于型腔的排氣。3.11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料如PC，POM等，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，出現(xiàn)冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內(nèi)，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。PS推薦的成型溫度為170280，模具溫度為2070。3.12 斜導(dǎo)桿設(shè)計3.12.1 斜導(dǎo)桿斜導(dǎo)桿傾斜角的確定，斜導(dǎo)桿軸向與開模方向的夾角斜導(dǎo)桿的傾斜角。確定時要綜合考慮抽芯距離以及斜導(dǎo)桿所受的彎曲力。因為斜導(dǎo)桿是斜滑塊的變形形式。所以基本參數(shù)可以參照斜滑塊的設(shè)計。（1）導(dǎo)滑槽的設(shè)計：成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須平穩(wěn)的往復(fù)移動，不應(yīng)發(fā)生上下竄動和卡緊現(xiàn)象，斜導(dǎo)桿與導(dǎo)滑槽的配合常用形式H7/I7。設(shè)計斜導(dǎo)桿與導(dǎo)滑槽時，要注意選用正確的配合精度。導(dǎo)滑槽與斜導(dǎo)桿導(dǎo)滑部分采用配合，一般采用H8/f8配合。表面粗糙度值均為Ra0.8m。（2）斜導(dǎo)桿的干涉：斜導(dǎo)桿的機構(gòu)如果采用推桿推出機構(gòu)，設(shè)計時必須采用注意避免側(cè)向分型時斜導(dǎo)桿與推桿直接的干涉。（3）斜導(dǎo)桿綜合強度大，傾斜角可以較斜導(dǎo)柱的傾斜角大，但通常不超過30。同時斜導(dǎo)桿的推出高度一般不超過導(dǎo)滑長度2/3，以避免傾斜。4 注射模加工工藝設(shè)計塑料模具的零件類型很多，加工條件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：經(jīng)濟低精度的通用加工、電火化成型與線切割加工、精密數(shù)