塑料底座模具設(shè)計(jì)

塑料底座模具設(shè)計(jì),塑料,底座,模具設(shè)計(jì) 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 緒論 1.1塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性 1.1.1塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)高聚物。塑料其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、固化劑、填料及其它配合劑。 塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍，這是由于它的一系列特殊的優(yōu)點(diǎn)決定的。塑料密度小、質(zhì)量輕。塑料比強(qiáng)度高；絕緣性能好，介電損耗低，是電子工業(yè)不可缺少的原材料；塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)酸、堿和許多化學(xué)藥品都有很好的耐腐蝕能力；塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此，塑料躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。 塑料工業(yè)的發(fā)展階段大致分為一下及個(gè)階段： 1. 初創(chuàng)階段 30年代以前，科學(xué)家研制分醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料，他們的工業(yè)化特征是采用間歇法、小批量生產(chǎn)。 2. 發(fā)展階段 30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工業(yè)化生產(chǎn)，奠定了塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，為其進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)辟了道路。 3. 飛躍階段 50年代中期到60年代末，塑料的產(chǎn)量和數(shù)量不斷增加，成型技術(shù)更趨于完善。 4. 穩(wěn)定增長(zhǎng)階段 70年代以來(lái)，通過(guò)共聚、交聯(lián)、共混、復(fù)合、增強(qiáng)、填充和發(fā)泡等方法來(lái)改進(jìn)塑料性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，生產(chǎn)技術(shù)更趨合理。塑料工業(yè)向著自動(dòng)化、連續(xù)化、產(chǎn)品系列化，以及不拓寬功能性和塑料的新領(lǐng)域發(fā)展。 我國(guó)塑料工業(yè)發(fā)展較晚。50年代末，由于萬(wàn)噸級(jí)聚氯乙稀裝置的投產(chǎn)和70年代中期引進(jìn)石油化工裝置的建成投產(chǎn)，使塑料工業(yè)有了兩次的躍進(jìn)，于此同時(shí)，塑料成型加工機(jī)械和工藝方法也得到了迅速的發(fā)展，各種加工工藝都已經(jīng)齊全。 塑料由于其不斷的被開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善，極大地促進(jìn)了成型模具的開(kāi)發(fā)于制造。隨著工工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求的日益增加，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來(lái)越短，對(duì)塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。 1.1.2塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類(lèi)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)量的好壞，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。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基礎(chǔ)”，日本則稱(chēng)“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的勞動(dòng)力”。 近年來(lái)，我國(guó)各行業(yè)對(duì)模具的發(fā)展都非常重視。1989年，國(guó)務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定”，在重點(diǎn)支持改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機(jī)械技術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要任務(wù)。 1.1.3 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 一副好的塑料模具與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具制造有很大的關(guān)系。塑料成型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可以簡(jiǎn)單地歸納為一下幾個(gè)方面: 1. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 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，目前我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化程度只達(dá)到20％。注射模具零部件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有一下14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)： 當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置；精密標(biāo)準(zhǔn)模架、精密導(dǎo)向件系列；標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。 2. 加強(qiáng)理論研究 3. 塑料制件的精密化、微型化和超大型化 4. 新材料、新技術(shù)、新工藝的研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 各種新材料的研制和應(yīng)用，模具加工技術(shù)的革新，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用都是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì)。 1.1.4CAD/CAM開(kāi)發(fā)平臺(tái)及其發(fā)展趨勢(shì) CAD/CAM技術(shù)從誕生至今已有三十多年的歷史，歷經(jīng)二維繪圖、線框模型、自由曲面模型、實(shí)體造型、特征造型等重要發(fā)展階段，其間還伴隨著參數(shù)化、變量化、尺寸驅(qū)動(dòng)等技術(shù)的融入。 通過(guò)三十多年的努力，CAD/CAM技術(shù)在基礎(chǔ)理論方面日趨成熟，同時(shí)推出了許多商品化系統(tǒng)，諸如Pro/Engineer，UGII,CATIA，Solid Works等?！懊谰朴愑恪保浖夹g(shù)則不同，停止就意味著被淘汰，CAD/CAM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)正伴隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的高速發(fā)展向著更高、更深層次方向發(fā)展。AD/CAM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)主要可分為三種方式：（1）完全自主版權(quán)的開(kāi)發(fā)，一切需從底層做起；（2）基于某個(gè)通用CAD 系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)，如基于AutoCAD軟件的二次開(kāi)發(fā)；（3）基于CAD/CAM軟件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，此類(lèi)開(kāi)發(fā)界于前兩種方式之間，較二次開(kāi)發(fā)可以更深入核心層，具有開(kāi)發(fā)周期短、見(jiàn)效快、系統(tǒng)穩(wěn)定性好和功能強(qiáng)等特點(diǎn)，當(dāng)然平臺(tái)的價(jià)格也很昂貴.當(dāng)今比較流行的CAD/CAM平臺(tái)很多，主要有ACIS，PARASOLID，CAS.CADE，Pelorus，DESIGNBASE等。 可以得知CAD/CAM開(kāi)發(fā)平臺(tái)向著更深、更高層次發(fā)展，同時(shí)不斷融入計(jì)算機(jī)軟件新技術(shù)，并呈現(xiàn)出開(kāi)放化、多元化發(fā)展趨勢(shì)。CAD/CAM平臺(tái)發(fā)展趨勢(shì)概括如下： 　　(1) 支持多種主流的計(jì)算平臺(tái)，包括Windows 95&NT，Apple Power Macintosh、最流行的UNIX工作站（如Sun，SGI，DEC Alpha，HP 9000，IBM RS/6000等）。 　　(2) 采用面向?qū)ο蠹夹g(shù).對(duì)象具有封裝性、多態(tài)性、繼承性，使對(duì)象模塊化、即插化，從而提高應(yīng)用開(kāi)發(fā)和軟件維護(hù)效率，增強(qiáng)了代碼的可重用性和互操作能力，最終達(dá)到改善應(yīng)用整體質(zhì)量的目標(biāo)。 　　(3) 采用軟件組件技術(shù)與開(kāi)放式結(jié)構(gòu)?；诮M件的功能可為設(shè)計(jì)者提供很大程度的柔性，通過(guò)組件技術(shù)提供的功能模塊，開(kāi)發(fā)者可方便地把它嵌入到應(yīng)用中，并能夠快速適應(yīng)前沿技術(shù)和擴(kuò)展核心功能.采用組件技術(shù)的最好例證當(dāng)屬CAD軟件新軍SolidWorks. SolidWorks利用PARASOLID作為實(shí)體幾何建模器，從開(kāi)發(fā)到推出極其迅速，在很短的時(shí)間內(nèi)就提供了優(yōu)質(zhì)的軟件產(chǎn)品，而且從1995年推出至今，已成為很有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，這些均主要得益于它采用了組件技術(shù).軟件組件技術(shù)為開(kāi)放奠定了基礎(chǔ)，既然開(kāi)放就應(yīng)該統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).目前在軟件技術(shù)領(lǐng)域有兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，即CORBA（Common Object Request Broker Architecture）規(guī)范和IDL(Interface Defination Language)規(guī)范.CORBA的目標(biāo)是要使異構(gòu)分布環(huán)境內(nèi)的不同應(yīng)用系統(tǒng)之間能夠互操作，IDL則是一種用來(lái)定義組件如何與ORB交換信息的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言。 　　(4) 支持混合維造型——線框、曲面、實(shí)體，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層采用統(tǒng)一的精確邊界表示，支持流形與非流形拓?fù)?，并在造型功能上做的越?lái)越深入、廣泛.如PARASOLID的復(fù)雜過(guò)渡處理、ACIS的可變形曲面、CAS.CADE的參數(shù)化和特征等功能。 　　(5) 提供更用戶(hù)化的功能。傳統(tǒng)的CAD/CAM平臺(tái)只提供最基本的幾何造型功能，如基本圖形的繪制、基本體素的生成.當(dāng)今的平臺(tái)則提供更上層的功能，如特征造型、約束造型.而且在提供造型功能的同時(shí)，提供諸如顯示、交互、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能，即提供了一個(gè)集造型、可視化、交互、數(shù)據(jù)管理為一體的集成化開(kāi)發(fā)環(huán)境。這種集成開(kāi)發(fā)環(huán)境可大大提高開(kāi)發(fā)者的開(kāi)發(fā)效率，更便于以CAD/CAM為核心的集成化、一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。 1.2塑料模具的分類(lèi) 塑料模具的分類(lèi)的方法很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分為以下幾類(lèi)： 1. 注射模（又稱(chēng)注塑模）； 2. 壓縮模； 3. 壓注模； 4. 擠出模； 5. 氣動(dòng)成型模。 以上是常見(jiàn)的成型方法，還有泡沫塑料成型模、搪塑模、澆鑄模、回轉(zhuǎn)成型模、聚四氟乙稀壓錠模等。 1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)對(duì)于本具體的塑料注射模的設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到如下目的： 6. 更深入了解聚合物的物理性能、流動(dòng)性、成型過(guò)程中的物理、化學(xué)變化以及塑料的組成、分類(lèi)及其性能。 7. 更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn)，正確分析成型工藝對(duì)模具的要求。 8. 掌握各種成型設(shè)備對(duì)各類(lèi)模具的要求。 9. 掌握各類(lèi)成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，能設(shè)計(jì)中等復(fù)雜模具。 10. 具有分析、解決成型現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)技術(shù)問(wèn)題的能力，包括具有分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提出克服辦法的能力。 11. 在設(shè)計(jì)中熟練使用Pro Engineer和UG等3D造型軟件和Auto CAD等2D繪圖軟件。 12. 結(jié)合以前學(xué)過(guò)的各門(mén)課程，綜合運(yùn)用各種知識(shí)來(lái)完善這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 13. 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還應(yīng)該注意了解塑料模具的新工藝、新技術(shù)和新材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)，閱讀外文資料，學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)，更好地為本設(shè)計(jì)和振興我國(guó)的塑料成型加工技術(shù)服務(wù)。 第2章 零件的工藝分析 2.1 材料的選擇 本產(chǎn)品為塑料底座，首先從它的使用性能上分析必須具備有一定的綜合機(jī)械性能包括良好的機(jī)械強(qiáng)度，和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電器性能。能滿(mǎn)足以上性能的塑料材料有多種，但從材料的來(lái)源以及材料的成本考慮，ABS更適合些。ABS是目前世界上應(yīng)用最廣泛的材料，它的來(lái)源廣，成本低，符合塑料成型的經(jīng)濟(jì)性。因此，在選用材料時(shí)，考慮采用ABS，并且作為鼠標(biāo)的一個(gè)外殼后蓋ABS能滿(mǎn)足它的使用性能合成型特性。 圖1.1 2.1.1基本特性　 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具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性能和染色性能。 ABS無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3，ABS（抗沖）收縮率為0.3～0.8，ABS（耐熱）收縮率為0.3～0.8。ABS具有及好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速降解。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、酸類(lèi)對(duì)ABS幾乎無(wú)影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類(lèi)及烴類(lèi)溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是賴(lài)熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度約為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。 2.1.2主要用途 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)殼、儀表殼、儀表盤(pán)、水箱外殼等。汽車(chē)工業(yè)上用ABS制造汽車(chē)擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車(chē)車(chē)身。ABS還可以用來(lái)制作紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、農(nóng)藥噴霧器及家具等。 2.1.3成型特點(diǎn)　 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)時(shí)應(yīng)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、熔料溫度對(duì)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°C，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在60～80°C。 2.1.4 ABS注射參數(shù)　 注射類(lèi)型：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min 噴嘴類(lèi)型：形式　直通式；溫度　180～190°C 料筒溫度：前段　200～210°C；中段　210～230°C；后段　180～200°C　 模具溫度：50～70°C 注射壓力：70～90 MPa 保壓力?。?0～70 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 成型時(shí)間：40～70 S　 2.2 產(chǎn)品工藝性與結(jié)構(gòu)分析 　影響尺寸精度的因素很多。首先是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是塑料收縮率的波動(dòng)及成型時(shí)工藝條件的變化、塑件成型后時(shí)效變化和模具結(jié)構(gòu)形狀等。因塑件的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。 塑件公差數(shù)值根據(jù)SJ1372-78塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)確定。精度等級(jí)選用根據(jù)SJ1372-78選擇，本零件配合要求不高，精度等級(jí)選擇一般精度，為４級(jí)精度，無(wú)公差值者，按８級(jí)精度取值，如表１所示。 表１.1　塑件尺寸公差（㎜） 基本尺寸 精度等級(jí) 基本尺寸 精度等級(jí) ４ ８ ４ ８ ～３ 0.12 0.48 >65~80 0.38 1.6 >3~6 0.14 0.56 >80~100 0.44 1.8 >6~10 0.16 0.61 >100~120 0.50 2.0 >10~14 0.18 0.72 >120~140 0.56 2.2 >14~18 0.20 0.80 >140~160 0.62 2.4 >18~24 0.22 0.88 >160~180 0.68 2.7 >24~30 0.24 0.96 >180~200 0.74 3.0 >30~40 0.26 1.0 >200~225 0.82 3.3 >40~50 0.28 1.2 >225~250 0.90 3.6 >50~65 0.32 1.4 >250~280 1.0 4.0 >280~315 1.60 6.40 2.2.1表面粗糙度 塑件的外觀要求不高，表面粗糙度應(yīng)取高些。一般模具表面粗糙度要比塑件要求低1～2級(jí)。一般塑件的表面粗糙度為Ra0.8～0.2μm之間。 2.2.2形狀 塑件在滿(mǎn)足功能要求的前提下，其內(nèi)外表面形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型。具體結(jié)果參見(jiàn)塑件結(jié)構(gòu)圖。 2.2.3斜度 　 塑件冷卻時(shí)收縮會(huì)使它緊緊包緊型芯或型腔中的凸起部分，因此，為了便于從塑件中抽出型芯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)必須塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率。在不影響塑件的使用前提下，脫模斜度可以取大一些。 在開(kāi)模后塑件留在型腔內(nèi)，查表可知ABS的脫模斜度為：型腔：40ˊ～1°20ˊ；型芯：35ˊ～1°。如果開(kāi)模后塑件留在型腔內(nèi)時(shí)，塑件內(nèi)表面的脫模斜度應(yīng)大于塑件外表面的脫模斜度，即以上值反之。在本次設(shè)計(jì)的塑件中，設(shè)ABS的脫模斜度為：型腔：1°，型芯：50ˊ。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。 2.2.4壁厚　 塑件的壁厚對(duì)塑件的質(zhì)量有很大的影響，壁厚過(guò)小成型時(shí)流動(dòng)阻力大，大型塑件就難以充滿(mǎn)型腔。塑件壁厚的最小尺寸應(yīng)滿(mǎn)足一下幾方面要求：具有足夠的強(qiáng)度和剛度；脫模時(shí)能夠受推出機(jī)構(gòu)的推出力而不變形；能夠受裝配時(shí)的緊固力。查熱塑性塑件最小壁厚及推薦壁厚可知， ABS制件最小壁厚為0.8㎜，中型塑件推薦壁厚為1㎜。 同一塑件的壁厚應(yīng)盡可能一致，否則會(huì)因冷卻或固化速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋甚至開(kāi)裂。塑件局部過(guò)厚會(huì)出現(xiàn)凹痕，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生氣泡。在要求必需有不同壁厚時(shí)，不同壁厚的比例不應(yīng)超過(guò)１∶３，且應(yīng)采用適當(dāng)?shù)男揎棸霃揭詼p緩厚薄過(guò)渡部分的突然變化。 綜上，根據(jù)塑件的使用性能要求，本塑件的壁厚取值本塑件的壁厚δ為1.5㎜。 2.2.5圓角 塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外，其它轉(zhuǎn)角處都應(yīng)用圓角過(guò)渡，這樣才不會(huì)因在轉(zhuǎn)角處應(yīng)力集中，在受力或沖擊震動(dòng)時(shí)發(fā)生破裂，甚至在脫模過(guò)程中由于成型內(nèi)應(yīng)力而開(kāi)裂，特別是在塑件的內(nèi)角處。通常，內(nèi)壁圓角半徑應(yīng)是壁厚額一半，而外壁圓角半徑為壁厚的1.5倍，一般圓角不小于0.5㎜。。 塑件各個(gè)圓角半徑參見(jiàn)塑件零件圖。 2.2.6孔的設(shè)計(jì)　 由于需要，本塑件有設(shè)置圓柱孔和其他形式的通孔，其結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)零件圖。由于這些孔結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，可以用機(jī)械加工或電火化加工即可。 第3章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注射模具的典型結(jié)構(gòu)有單分型注射模、雙分型注射模、斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯注射模、斜滑塊側(cè)向抽芯注射模、帶有活動(dòng)鑲件的注射模、定模帶有推出裝置的注射模等等。 跟據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特征和使用要求，本模具采用雙分型面結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)分形面是為了使?jié)沧⑾到y(tǒng)的冷凝料自動(dòng)脫落下來(lái)，而另外一個(gè)分型面則是用于脫模了。 由于本塑件側(cè)壁有2個(gè)與開(kāi)模方向不一致的凹槽，所以必須首先將成型這部分的型芯脫離出件，才能將整個(gè)塑件從模具中脫出。這種型芯通常稱(chēng)為側(cè)型芯，并加工成可動(dòng)形式。 這里考慮開(kāi)模時(shí)側(cè)向抽芯與分型與塑件的推出同步，故可采用斜滑塊外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。這里采用斜導(dǎo)柱在定模上，滑塊在動(dòng)模上的注塑模結(jié)構(gòu)。斜滑塊使用壓條安裝在動(dòng)模凹槽內(nèi)，可以沿凹槽滑動(dòng)。斜導(dǎo)柱固定在定模上。斜導(dǎo)柱與滑塊上的斜孔一般采用H8/f8或H8/f7的配合，在開(kāi)模時(shí)，滑塊隨著動(dòng)模沿斜導(dǎo)柱向外側(cè)運(yùn)動(dòng)，脫離出件。為了保證制品的精度（考慮到只靠導(dǎo)柱對(duì)斜滑塊進(jìn)行定位，怕強(qiáng)度不夠，影響制品的尺寸精度）應(yīng)為斜滑塊設(shè)計(jì)定位裝置。這里采用限位塊的形式，將它與斜滑塊之間為斜面配合。把限位塊與定模做成整體式，這樣在注塑是對(duì)滑塊起到定位作用，從而保證了制品的尺寸精度。 3.1型腔數(shù)量以及排列方式 本塑料制件為塑料底座，生產(chǎn)的批量較大，為了提高生產(chǎn)效率，但又要保證產(chǎn)品的一致性，故不宜采用一模多腔的形式：每增加一個(gè)型腔，由于型腔的制造誤差和成型工藝誤差的影響，塑件的尺寸精度要降低約4%~8%，因此多型腔模具（n>4）一般不能生產(chǎn)高精度的塑件。因此，本模具可采用一模一腔的形式。 3.2 初選注射機(jī) 注塑模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過(guò)程外，還應(yīng)對(duì)所選用的注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，以保證設(shè)計(jì)的模具與使用的注射機(jī)相適應(yīng)。注射機(jī)是生產(chǎn)熱塑性塑料制件的主要設(shè)備，按其外形注射機(jī)可分為立式、臥式和角式三種，應(yīng)用較多的是臥式注射機(jī)。 3.2.1注塑量校核 模具型腔能否充滿(mǎn)與注塑機(jī)允許的最大注塑量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注塑模具內(nèi)所需要熔體總量在注塑機(jī)實(shí)際的最大注塑量的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注塑機(jī)的注塑量是所允許最大注塑量（額定注塑量）的80%。 由參考文獻(xiàn)〈1〉公式4.5及參考文獻(xiàn)〈2〉表2—1。 nm1+m2≦80%m 則 nv+m2≈2×170×70×2×10-3+20=67.6(cm3) 而 80%m=80%×125=100(cm3) 即 nm1+m2≦80%m 所以合適 式中 n——型腔數(shù)量，取雙型腔 m1——單個(gè)塑件的質(zhì)量和體積（g或cm3） m2——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積 （g或cm3） V——塑件的體積（cm3） m——注塑機(jī)允許的最大注塑量（g或cm3） 3.2.2 塑件鎖模力校核 在確定型腔的數(shù)量后確定注射機(jī)的類(lèi)型，參考教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》式4-3：按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目n≤F-PA2/PA1 式中 F——注射機(jī)的額定鎖模力（N）； A1——單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（㎜2）； A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（㎜2）； P——塑料容體對(duì)型腔的成型壓力(MPa)，其大小一般是注射壓力大小見(jiàn)本說(shuō)明書(shū)表二。 由上面的公式得F≥PA2+PA1×n p值查本說(shuō)明書(shū)表二（注射壓力在60～100之間），取中間值p=80 Mpa，A1=9828㎜2，A2=112㎜2，故F≥80×130＋80×9828×2 =8960＋1572480 =1582880(N) 合1582.88 KN。 本模具所需要的鎖模力≥1581.44 KN，符合條件的注射機(jī)有多種，在此是初步選用XS-ZY-250注射機(jī)。下面是XS-ZY-250注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格： 表3.1 螺桿直徑 注射容量 注射壓力 鎖模力 ф50㎜ 250㎝2 130MPa 1800KN 最大注射面積 最大模具厚度 最小模具厚度 中心孔徑 500㎝2 350㎜ 250㎜ ф150㎜ 模板行程 噴嘴球半徑 噴嘴孔直徑 定位孔直徑 350㎜ 18㎜ ф4 ф1250+0.06 注塑加工時(shí)所需注塑壓力與塑料品種，塑件形狀和尺寸，注塑機(jī)類(lèi)型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關(guān)。選擇的注塑機(jī)的注塑壓力必需大于成型制品所需的注塑壓力。 3.2.3注射壓力的校核 由ABS注射參數(shù)可知，注射壓力為70～90 MPa，注射機(jī)額定注射壓力為119MPa。符合要求。 3.2.4模具安裝尺寸校核 噴嘴尺寸,模機(jī)外形尺寸及模具厚度均應(yīng)在注塑機(jī)所要求的技術(shù)規(guī)格范圍內(nèi).模具主澆道中心線與料筒、噴嘴的中心線相一致，噴嘴頭的凸球面比較、半徑Rn與主澆道始端凹球面半徑Rp、噴嘴的孔徑dn與主澆道襯套的孔徑dp之間，分別保持如下關(guān)系： Rp＞Rn， dp＞dn 則 16mm＞12mm 3mm＞2mm 所以合適。 3.2.5開(kāi)模行程的校核 開(kāi)模取出塑件所需的開(kāi)模距離必需小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模行程。由于選用的是液壓--機(jī)械式鎖模機(jī)構(gòu)注塑機(jī),其最大開(kāi)模行程由注塑機(jī)連桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定,與模具厚度無(wú)關(guān)。 由于采用單分型面注塑模,其開(kāi)模行程可按下式校核: S≥H1+H2+(5～10) 式中 H1——推出距離（脫模距離）（mm） H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度(mm) S——注塑機(jī)最大開(kāi)模行程（mm） 3.2.6模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核 　　為了保證模具能順利安裝在注射機(jī)上，需對(duì)其相關(guān)尺寸加以校核。 1. 噴嘴尺寸 注射機(jī)噴嘴為球面，其球面半徑于相應(yīng)的模具主流道始端凹下球面半徑相適應(yīng)，本設(shè)計(jì)也滿(mǎn)足（詳見(jiàn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)）。 2. 定位圈尺寸 根據(jù)模具和注射機(jī)配合的要求，模具安裝在注射機(jī)上必須使模具的中心線與料筒、噴嘴的中心線重合。因此，定位圈的中心線要和噴嘴的中心線重合，本設(shè)計(jì)也能滿(mǎn)足要求（詳見(jiàn)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)）。 ３. 模具厚度 本模具閉合高度H＝355.5㎜，注射機(jī)允許的閉合高度為Hmax＝370㎜，Hmin＝355.5 ㎜，顯然，滿(mǎn)足要求。 3.3確定分型面 分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。應(yīng)設(shè)法避免與開(kāi)模運(yùn)動(dòng)方向垂直或傾斜的側(cè)向分型和側(cè)向抽芯。 3.3.1型腔分型面位置的設(shè)計(jì) 考慮主要如下問(wèn)題 外表質(zhì)量：分型面優(yōu)選在塑件外型的最大輪廓處。 脫模：制件留在動(dòng)模邊，從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮。 塑件精度：保證塑件精度，滿(mǎn)足外觀要求。 模具制造：便與模具制造，減少成型面積。 抽芯行程：應(yīng)使側(cè)向抽芯行程較短。 排氣：當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí)，料流的末端應(yīng)在分型面上以利排氣。 下圖是通過(guò)交貨期所確定的型腔數(shù)量和上述條件綜合考慮，確定出的本次設(shè)計(jì)分型面的擺放情況： 閉模狀態(tài)下的主分型面位置：（圖中粉紅色部分為主分型面） 圖2-3-3 不帶主分型面的型腔開(kāi)模圖： 圖2-3-4 帶主分型面的型腔開(kāi)模圖（圖中可以看見(jiàn)主分型面立體形狀）： 圖2-3-5 經(jīng)CAE分析，得知單個(gè)塑料件的體積，密度，質(zhì)量如下： 圖2-3-6 即密度為1.35 g/cm3，質(zhì)量為175g，體積為129629mm3。 經(jīng)CAE分析，得知加上澆注系統(tǒng)的塑件的體積，密度，質(zhì)量如下 圖2-3-7 即密度為1.35 g/cm3，質(zhì)量為181g，體積為133868mm3。 整個(gè)澆注系統(tǒng)和型腔充型時(shí)間： 圖2-3-8 總的充型時(shí)間為8.05秒，有圖中不難看出從澆口開(kāi)始的圖示顏色為橙紅色，所以大概估算從澆口到整個(gè)型腔澆注完畢所需時(shí)間為8.05－0.81=7.24秒。 3.3.2確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)（以氣泡分析圖為基礎(chǔ)） 圖2-3-9 產(chǎn)生氣泡可能的原因： 1）塑料干燥不夠，含有水分? 　　2）塑料有分解? 　　3）注射速度太快? 　　4）注射壓力太小? 　　5）模具溫太底，充模不完全? 　　6）模具排氣不良? 　　7）從加料端帶入空氣? 解決的對(duì)策可以從下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮： 1）在制品壁厚較大時(shí)，其外表面冷卻速度比中心部的快，因此，隨著冷卻的進(jìn)行，中心部的樹(shù)脂邊收縮邊向表面擴(kuò)張，使中心部產(chǎn)生充填不足。這種情況被稱(chēng)為真空氣泡。解決方法主要有： a）根據(jù)壁厚，確定合理的澆口，澆道尺寸。一般澆口高度應(yīng)為制品壁厚的50％～60％。 b）至澆口封合為止，留有一定的補(bǔ)充注射料。 c）注射時(shí)間應(yīng)較澆口封合時(shí)間略長(zhǎng)。 d）降低注射速度，提高注射壓力， e）采用熔融粘度等級(jí)高的材料。 2）由于揮發(fā)性氣體的產(chǎn)生而造成的氣泡，解決的方法主要有： a）充分進(jìn)行預(yù)干燥。 b）降低樹(shù)脂溫度，避免產(chǎn)生分解氣體。 3）流動(dòng)性差造成的氣泡，可通過(guò)提高樹(shù)脂及模具的溫度、提高注射速度予以解決。 由上圖可以看出氣泡在分型面處分布較多，所以要在分型面處開(kāi)設(shè)排氣系統(tǒng)。 3.4主流道和主流道襯套結(jié)構(gòu) 主流道固化時(shí)間要求：為了有效地傳遞保壓壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化。 3.4.1臥式注塑機(jī)主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 錐角、粗糙度加工劃痕方向要求：圓錐形主流道，錐角=～；內(nèi)壁粗糙度值Ra＝0.4m以下；機(jī)械加工劃痕不得垂直于脫出方向；加工腐蝕性材料還應(yīng)將流道的內(nèi)孔鍍鉻。 主流道與噴嘴結(jié)構(gòu)：接觸處多作成半球形的凹坑，凹坑球半徑R2應(yīng)比噴嘴球頭半徑R1大l～2mm。 主流道幾何關(guān)系： 圖2—3—10 主流道大端直徑：錐角一般取2O一6O。 計(jì)算公式： D= （2-5） 式中：D----主流道大頭直徑（mm） V——流經(jīng)主澆道的熔體容積（包括各個(gè)型腔、各級(jí)分澆道、主澆道以及冷料穴的容積（cm3））； K——因熔體材料而異的常數(shù)，PA66取5 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)，則D=12mm 主流道小端直徑：應(yīng)比注塑機(jī)噴出孔直徑約大0.5～lmm 常取。 主流道村套結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)成獨(dú)立的； 計(jì)算公式 符號(hào) 物理意義 出處 計(jì)算結(jié)果 （） 主流道的體積流率（） ①查《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社1997.6表3—10 ②查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)軟件版 =16.65 模具成型塑件體積，通常取=（0.5～0.8）;由前述可知=134cm 。 注射機(jī)的公稱(chēng)注射量(200cm3) 注射時(shí)間圖2—3—8可知為8.05s 根據(jù)以上要求可以選擇主流道襯套結(jié)構(gòu)如下： 圖2—3—11 L2=10mm，L3=8mm，L1=22mm，d=27mm。 定位圈和澆口套的固定方式： 圖2—3—12 D=124mm，d=110mm，螺釘孔距L=92mm 3.4．2點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì)： (1)點(diǎn)澆口斷面積：本次設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口。澆口其斷面積約為主流道斷面積的3％－9%，在本設(shè)計(jì)中取為3mm2；澆口長(zhǎng)度約0.5～2.5mm在本設(shè)計(jì)中取為1mm； 剪切速率校核： (2-6) 式中 ——主流道澆口剪切速率； ——主流道澆口體積流量；=16.65 R——主流道澆口當(dāng)量半徑cm；R=0.6cm。 帶入相關(guān)數(shù)據(jù)，得=6×,固符合要求。 澆口主視圖 澆口側(cè)視圖 (2)澆口位置設(shè)計(jì)說(shuō)明（根據(jù)CAE分析已得出結(jié)論，此處作為說(shuō)明）。 澆口的設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足以下條件： 1.有利于減小制品翹曲變形 2.有利于改善注塑制品的力學(xué)性質(zhì) 3.有利于避免注塑成型時(shí)的噴射現(xiàn)象 4.有利于充模流動(dòng)、排氣和補(bǔ)料 5.有利于減少熔接痕，增加熔接牢度： 6.澆口位置應(yīng)防止料流將型芯或嵌件擠歪變形 3.4.3 冷料井的設(shè)計(jì) 冷料井又稱(chēng)冷料穴，它是為貯存兩次注塑間隔產(chǎn)生的冷料頭。防止冷料頭進(jìn)入型腔造成制品熔接不牢，影響制品質(zhì)量，甚至堵住澆口，而造成成型不良。冷料井常主流道末端。冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑，長(zhǎng)度一般取主流道直徑的1.5～2倍。冷料井與拉料桿頭部結(jié)構(gòu)緊密相連。這里采用最常用的Z形頭拉料桿冷料井。 3.4.4排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，一方面將會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填料等缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮排氣問(wèn)題。注射模成型時(shí)排氣通常以如下四種方式進(jìn)行： 1. 利用配合間隙排氣； 2. 在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣； 3. 利用排氣塞排氣； 4. 強(qiáng)制排氣。 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和型芯型腔以及模具的結(jié)構(gòu)，本副模具因?yàn)樾托臼遣捎描偲唇Y(jié)構(gòu)，固采用利用間隙配合排氣，同時(shí)，鉗工在加工時(shí)，適當(dāng)在分型面上開(kāi)設(shè)很小的排氣槽（ABS排氣槽深度為0.03㎜）。 3.5 成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 成型零件決定塑件的幾何行狀和尺寸。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑料間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設(shè)計(jì)，包括凹模、型芯、鑲塊、凸模和成型桿等。設(shè)計(jì)成型零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件的工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。 3.5.1模具材料的選擇 根據(jù)模具的生產(chǎn)條件和模具的工作條件需要，結(jié)合模具材料的基本性能和相關(guān)的因素，來(lái)選擇適合模具需要的，經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上先進(jìn)的模具材料。對(duì)于一種模具，如果單純從材料的基本性能考慮，可能幾種模具材料都能符合要求，然而必需綜合考慮模具的使用壽命、模具制造工藝過(guò)程的難易程度、模具制造費(fèi)用以及分?jǐn)偟街圃斓拿恳粋€(gè)工件上的模具費(fèi)用等多種因素，進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，才能得出符合實(shí)際的正確結(jié)論。 主要指標(biāo)有： 1. 模具材料的基本性能 要考慮模具材料的耐磨性、韌性、硬度和紅硬性（紅硬性是指模具材料在一定溫度下保持其硬度和組織穩(wěn)定性抗軟化的能力）。還要根據(jù)實(shí)際工作條件，分別考慮其實(shí)際要求的性能，如抗氧化能力、抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等。 2. 模具材料的工藝性 模具材料的工藝性，經(jīng)?？紤]一下幾種：可加工性；淬火溫度和淬火變形；淬透性和淬硬性；氧化脫碳敏感性等。 3. 模具材料的冶金質(zhì)量及其它考慮因素 冶金質(zhì)量也對(duì)模具材料的性能有很大的影響，只有優(yōu)秀的冶金質(zhì)量，才能充分發(fā)揮模具材料的各種性能。?？紤]的冶金質(zhì)量指標(biāo)有：冶煉質(zhì)量，鍛造軋制工藝，熱處理和精加工，導(dǎo)熱性，精料和制品化等。其它還要考慮選用的模具材料的價(jià)格和通用性。 總之，選用高質(zhì)量、高性能、高精度的模具材料的精料和制品，高效率、高速度低成本地生產(chǎn)高質(zhì)量的模具，已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具制造的主要發(fā)展趨勢(shì)，我國(guó)也正在向這一方向發(fā)展。 以下成型零件材料就根據(jù)以上原則選擇。 3.5.2 凹模的設(shè)計(jì) 為了提高零件的加工效率，裝拆方便，保證兩個(gè)型腔形狀，尺寸一致，采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。在凹模與定模板間的配合用。 影響成型零件的尺寸因素有： 1.塑件的收縮率，其值為δs=（Smax-Smin ）Ls; 式中 δs——塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差； Smax——塑料的最大收縮率； Smin——塑料的最小收縮率； Ls ——塑件的基本尺寸。 2.模具成型零件的制造誤差； 參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P所列出的經(jīng)驗(yàn)值，成型零件的制造公差約占塑件總公差的-,或取IT7-IT8級(jí)作為模具制造公差。模具成型零件制造公差用δz表示。 收縮率的波動(dòng)引起塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸增大而增大。在計(jì)算成型零件時(shí)，所用到的收縮率均用平均收縮率來(lái)表示= ×100% 式中 ——塑件的平均收縮率； Smax——塑料的最大收縮率； Smin——塑料的最小收縮率。 計(jì)算公式參考教材P151式（5-18）： (LM)δz =[(1+ )LS–(0.5~0.75)Δ]δz 式中 ——表示塑料的平均收縮率；(=0.55%) LS——表示塑件的基本尺寸； Δ——表示塑件尺寸的公差； δZ——取Δ/3。 當(dāng)制件的尺寸較大、精度級(jí)別較底時(shí)式中取0.75，當(dāng)精度級(jí)別較高時(shí)式中取0.5。本塑件為塑料底座其精度要求較高，故在本設(shè)計(jì)中取0.75。 腔深度的計(jì)算：計(jì)算公式參考教材P151式(5-20) (HM)δz =[(1+ )HS–χΔ]δz 式中 HM——表示型腔的深度； ——表示塑料的平均收縮率； HS——表示塑件凸出的高度； χ——修正系數(shù)，χ=1/2~1/3，精度要求低時(shí)取小值，反之取大值。在此取1/3。 Δ——表示塑件的基本尺寸； δZ=1/3Δ。 基本尺寸為16的計(jì)算：查教材P67表3-9該尺寸的公差為Δ=0.16。 利用公式 (HM)δz =[(1+ )HS–χΔ]δz =[(1+0.55%)×16–1/3×0.16]0.053 =16.0020.053 mm 3.5.3 型心尺寸的計(jì)算 型心尺寸的計(jì)算公式參考教材P151式5-19： (LM)δz =[(1+ )LS+0.75Δ]δz 式中 ——表示塑料的平均收縮率；(=0.55%) LS——表示塑件的基本尺寸； Δ——表示塑件尺寸的公差； δZ——取Δ/3。 當(dāng)制件的尺寸較大、精度級(jí)別較底時(shí)式中取0.75，當(dāng)精度級(jí)別較高時(shí)式中取0.5。本塑件為塑料底座其精度要求較高，故在本設(shè)計(jì)中取0.75。 型芯高度尺寸的計(jì)算 運(yùn)用平均收縮率法： (hm)–δz =[（1+Scp）LS+1/3Δ]–δz HＭ————型芯高度尺寸（mm） δz————型芯高度制造公差（mm） (hm)–δ=[(1+0.55%)×14+0.16/3]–δ =14.097 中心距離的尺寸計(jì)算 中心距離尺寸的計(jì)算公式參考教材P151式5-22： (CM)δZ/2=(1+) CSδZ/2 式中 ——表示塑料的平均收縮率；(=0.55%) CS——表示塑件的基本尺寸； Δ——表示塑件尺寸的公差； δZ——取Δ/3。 3.5.4 模具型腔側(cè)壁和底版厚度的計(jì)算 塑料模具型腔在成型過(guò)程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底版厚度過(guò)小，可能因硬度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足產(chǎn)生翹曲變形導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度和順利脫模。因此，應(yīng)通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定型腔壁厚。 矩形型腔的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算 在本模具設(shè)計(jì)中采用了整體矩形型腔。 整體式矩形型腔，這種結(jié)構(gòu)與組合式型腔相比剛度較大。由于底板與側(cè)壁為一體，所以在型腔底面不會(huì)出現(xiàn)溢料間隙，因此在計(jì)算型腔壁厚時(shí)變形量的控制主要是為保證塑件尺寸精度和順利脫模。矩形板的最大變形量發(fā)生在自由邊的中點(diǎn)上。壁厚的計(jì)算公式參考《模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》表2-158凹模側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算。S= 式中 C——常數(shù)，其值由型腔的高度與型腔的長(zhǎng)度之比確定。因型腔的高度與型腔的長(zhǎng)度之比=14/119.52=0.117135，查手冊(cè)得C=1.4。 P——型腔壓力，一般取25~45MPa，在此取40 MPa。 a——型腔的深度。其值為10。 E——彈性模量。鋼的取2.1×105。 δ——允許變形量，查教材表5-12ABS為≤0.05，在此取0.01。則： S= = =13.3mm。 查教材表5-17矩形型腔壁厚推薦尺寸，取45 mm。所以本模具型腔的壁厚值為45 mm。 底板厚度計(jì)算. 由于熔體壓力，板的中心將產(chǎn)生最大變形量。按剛度條件，型腔厚度為h= 式中 C，——常數(shù)，其值由型腔的高度與型腔的長(zhǎng)度之比確定。因型腔的高度與型腔的長(zhǎng)度之比=14/119.52=0.117135，查手冊(cè)得C=1.4； P——型腔壓力，一般取25~45MPa，在此取40 MPa； a——型腔的深度。其值為10.； E——彈性模量。鋼的取2.1×105； δ——允許變形量，查教材表5-12ABS為≤0.05，在此取0.01。 h= = =32.17 mm 查手冊(cè)的推薦值在此取37 mm。 動(dòng)模墊板厚度的確定 查《模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》動(dòng)模墊板厚度的推薦值，塑件在分型面上的投影面積為（119.52×64）×2=15298.56合152.98，在100~200的范圍內(nèi)，則墊板的厚度為30~40，在此取40mm。 3.6推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要考慮以下幾項(xiàng)的原則： 1. 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在動(dòng)模的一側(cè)； 2. 保證塑件不因推出而變形損壞； 3. 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠； 4. 保證良好的塑件外觀； 5. 合模時(shí)的真確復(fù)位。 在本模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中采用推桿的形式對(duì)塑件進(jìn)行脫模，其具體的布置情況考慮平衡受力的原則。 3.6.1 脫模力的計(jì)算 注射成型以后，塑件在模具中冷卻定型，由于體積收縮，對(duì)型腔產(chǎn)生包緊力，塑件必須克服磨擦阻力才能從模腔中脫出。 按力的平衡原理，列出平衡方程式： Ft=AP(μcosα-sinα) 在式中μ——塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3； A——塑件對(duì)型芯的包容面積； P——塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力,模內(nèi)冷卻一般取（0.8~1.2）×107；在此取中間值1.0×107。 Ft——脫模力； α——型芯的脫模斜度，在本模具中為40＇。 先計(jì)算A值：A=（10×64.98+119.52×10）×4=7380 Ft=Ap(μcosα-sinα) =7380×（0.2×cos40＇-sin40＇） =7.3×106KN。 3.7側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在給定的制件外形分析，成型時(shí)可用側(cè)向分型機(jī)構(gòu)來(lái)完成，但使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。考慮到要實(shí)現(xiàn)制件的外形，觀察其外形形狀，在內(nèi)兩側(cè)邊可以用側(cè)向抽芯實(shí)現(xiàn)成型，在型腔與型芯之間用一鑲塊的型芯來(lái)成型，必須用抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行成型，這樣可以把模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，降低制造成本。 在本模具設(shè)計(jì)過(guò)程中采用的是機(jī)動(dòng)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 ①抽芯距離的確定和抽芯力的計(jì)算： 為了安全的起見(jiàn)，側(cè)向抽芯距離通常比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹的深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大2~3mm。 抽芯距用s表示，則s=s1+2~3mm=2+2=4mm。 抽芯力的計(jì)算：對(duì)于側(cè)向抽芯的抽芯力，往往采用如下的公式進(jìn)行估算： Fc=chP(μcosα-sinα) 在式中μ——塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3； c——側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)(m); h——側(cè)型芯成型部分的高度(m)；本模具為9mm P——塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力,模內(nèi)冷卻一般?。?.8~1.2）×107；在此取中間值1.0×107。 Fc——抽芯力(KN)； α——型芯的脫模斜度，在本模具中為40＇。 在此先算c——側(cè)型芯成型部分的截面平均周長(zhǎng)： 故抽芯力Fc=chP(μcosα-sinα) =10×8×0.001×0.009×1.0×107（0.2×cos40＇-sin40＇） =1782×0.08 =142.56(KN) 3.7.1側(cè)滑塊的設(shè)計(jì) 在本模具的側(cè)滑塊采用了鑲拼的形式，導(dǎo)滑槽采用的是矩形的形式其配合用H8/f8的間隙配合。其零件圖見(jiàn)圖紙。 3.7.2 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。本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。 3.7.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 1、定位作用 模具閉合后，保證動(dòng)定模或上下模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。 2、導(dǎo)向作用 合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定?；蛏舷履?zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。 3、承受一定的側(cè)壓力 塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大時(shí)，不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套，導(dǎo)柱和導(dǎo)套均采用標(biāo)準(zhǔn)件。導(dǎo)柱設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/m6的過(guò)渡配合：導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用H7/f7的間隙配合，而導(dǎo)套用H7/r6的配合鑲?cè)肽０濉? 3.7.2.2導(dǎo)套和導(dǎo)柱 3.7.2.2.1導(dǎo)柱 1、導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱采用[1]表2-111標(biāo)準(zhǔn)形式，這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，用于簡(jiǎn)單模具。 2、導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 (1) 長(zhǎng)度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出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。 (2) 形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形或半球形，以使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔。 (3) 材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用Y8、T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為HRC50~55。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8μm,導(dǎo)向部分表面粗糙度Ra為0.8~0.4μm。 (4) 配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過(guò)渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用H7/F7或H8/f7的間隙配合。 3.7.2.2.2導(dǎo)套 1、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 本模具的結(jié)構(gòu)形式采用[1]表2-114形式，這種形式結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，便于加工。 2、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 (1) 形狀 為了使導(dǎo)柱順利地進(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，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘?jiān)鼜U料。如模板較厚，導(dǎo)柱孔必須作成盲孔時(shí)，可在盲孔的側(cè)面打一小孔排氣。 (2) 材料 導(dǎo)套與導(dǎo)柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造，其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。?dǎo)套固定部分和導(dǎo)滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8μm。 (3) 固定形式及配合精度 導(dǎo)套用環(huán)形槽代替缺口，固定在定模板上。用H7/f7或H7/k6配合鑲?cè)肽０濉? 3.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射模的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過(guò)控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。 根據(jù)ABS塑料的成型工藝，本模具只要設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可。 3.8.1冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算包括熱傳導(dǎo)面積的計(jì)算、溫控介質(zhì)通道的尺寸和介質(zhì)用量的確定以及通道回路的排布等，這些工作是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。這里略，其參數(shù)根據(jù)資料推薦值選則。 3.8.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 為了提高冷卻效率和爭(zhēng)取型腔表面溫度的均勻和穩(wěn)定，在系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)中應(yīng)遵守生產(chǎn)中的約定原則。在管道回路布置時(shí)，還需要進(jìn)一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果好。冷卻水道的設(shè)計(jì)原則如下： 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)盡量相等個(gè)； 3. 澆口處加強(qiáng)冷卻； 4. 冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小； 5. 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。 還有冷卻水道應(yīng)盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件的強(qiáng)度；冷卻水道應(yīng)易于清理，一般水道孔徑為10㎜（不小于8㎜）。 根據(jù)中間板的厚度和型腔尺寸，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦值，在中間板中開(kāi)設(shè)5條直通式冷卻水道，直徑為10㎜，具體布局參間零件圖。 冷卻水道和外界的連接采用標(biāo)準(zhǔn)件水嘴連接。 3.9 注射機(jī)參數(shù)的較核 由于選用XS-ZY-250注射機(jī)，其裝模高度在250-370之間而本模具的總高度是355.5，在裝模的范圍之內(nèi)。塑件在分型面上的投影面積為（112×82）×2=18638合186.38，而XS-ZY-250注射機(jī)的最大注射面積是500 cm2，也在合格的范圍內(nèi)。所以在前面的初選用XS-ZY-250注射機(jī)是符合本模具的要求的。 塑料底座模具畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第4章 繪制裝配圖和零件圖 裝配圖是機(jī)械設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)意圖的反映，是機(jī)械設(shè)計(jì)、制造的重要技術(shù)依據(jù)。在部件和零件設(shè)計(jì)和制造及裝配時(shí)，都需要裝配圖。本模具裝配圖表達(dá)了模具的工作原理、零件的安裝配合關(guān)系和各零件的主要結(jié)構(gòu)形狀以及裝配、檢驗(yàn)和安裝時(shí)所需要的尺寸和技術(shù)要求。 本套圖紙中還有一張型芯組件圖，表達(dá)了主型芯、鑲塊和動(dòng)模板之間的位置和配合關(guān)系。 零件圖是設(shè)計(jì)部門(mén)提交給生產(chǎn)部門(mén)的重要技術(shù)文件，它更具體的反映了設(shè)計(jì)者的意圖，表達(dá)了機(jī)械或部件對(duì)零件的要求（包括對(duì)零件的結(jié)構(gòu)要求和制造工藝的可能性、合理性要求等），是制造和檢驗(yàn)零件的依據(jù)。本套模具圖紙中詳細(xì)標(biāo)注了零件的各個(gè)尺寸和公差，位置公差和粗糙度等。 在設(shè)計(jì)中繪圖主要用計(jì)算機(jī)繪圖，使用的軟件主要有：Pro/Engineer、Auto CAD2002等。 在繪制塑件圖、裝配圖和零件圖時(shí)，由于自己的水平有限，出了很多的錯(cuò)誤和標(biāo)注不合理的地方，經(jīng)過(guò)多次改正，不斷提高圖紙質(zhì)量。 第5章 注射件成型缺陷分析 模具設(shè)計(jì)制造完后，要進(jìn)行試模。由于設(shè)計(jì)存在的缺陷，可能會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，因此要根據(jù)具體的情況及時(shí)解決，不要在正式生產(chǎn)中產(chǎn)生類(lèi)似的問(wèn)題和缺陷。 以下表4注射模成型缺陷分析及解決方法。 表5.1注射塑件成型缺陷分析 序號(hào) 成型缺陷 生產(chǎn)原因 解決措施 1 制 制品形狀欠缺 1.料筒及噴嘴溫度偏低 2.模具溫度太低 3.加料量不足 4.注射壓力不足 5.進(jìn)料速度慢 6.鎖模力不夠 7.模腔無(wú)適當(dāng)排氣 8.注射時(shí)間太短，柱塞或螺桿回退時(shí)間太早 9.雜物堵塞 10.流道澆口太小，太薄、太長(zhǎng) 提高料筒及噴嘴溫度 提高模具溫度 增加料量 提高注射壓力 調(diào)節(jié)進(jìn)料速度 增加鎖模力 修改模具，增加排氣孔 增加注射時(shí)間 清理噴嘴 正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng) 2 制品滋邊 1.注射壓力太大 2鎖模力過(guò)小或單向受力. 3.模具碰損或磨損 4.模具間落入雜物 5.料溫太高 6.模具變形或分型面不平 降低注射壓力 調(diào)節(jié)鎖模力 修理模具 擦凈模具 降低料溫 調(diào)整模具或磨平 3 熔合紋 明顯 1. 料溫過(guò)低 2. 模溫低 3. 擦脫模劑過(guò)多 4. 注射壓力底 5. 注射速度慢 6. 加料不