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編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書
題 目： 應(yīng)急燈外殼注塑模具設(shè)計(jì)
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題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
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摘 要
本論文主要研究的是應(yīng)急燈外殼注塑模具的設(shè)計(jì)方法。本文首先介紹了選題的依據(jù)以及選這個(gè)課題的意義，并簡(jiǎn)單介紹了注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀。然后分析了應(yīng)急燈外殼制件的工藝特點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)工藝性、成型特性與條件、材料性能等，并選定了成型設(shè)備。接著述說了應(yīng)急燈外殼注塑模的分型面選擇、模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定及型腔數(shù)目的選定及布置，重點(diǎn)論述了成型零件、澆注系統(tǒng)、、脫模機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。而后選定標(biāo)準(zhǔn)模架和模具材料，并校核注射機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù)，如最大注射量、注塑壓力等。最后闡述模具的工作原理，以及對(duì)安裝運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的問題予以總結(jié)、分析，并給于了對(duì)應(yīng)的解決方法。
本文論述的應(yīng)急燈外殼注塑模具采用兩板式結(jié)構(gòu)，采用一模兩腔的型腔布置，最后通過推板將制件推出。在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，需用到SoliWorks軟件進(jìn)行模擬，以確定型芯型腔及澆口位。此次應(yīng)急燈外殼注塑模具的設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)必須來源可靠、選擇準(zhǔn)確、計(jì)算無誤，其中最大注射量及注射壓力是計(jì)算的關(guān)鍵。在工藝性上保證不影響操作的同時(shí)盡量做到了加工操作簡(jiǎn)單、方便。
本設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)的應(yīng)急燈上進(jìn)行了創(chuàng)新，設(shè)計(jì)采用最領(lǐng)先技術(shù)LED顯示，并把電池裝在燈內(nèi)部，外部也更美觀。外殼的尺寸大小適中，模架也較好的選擇，模具整體不大，采用整體安裝。
關(guān)鍵詞：應(yīng)急燈外殼；注塑模；兩板模；澆注系統(tǒng)；脫模機(jī)構(gòu)
Abstract
The designing methods of injection mould of the Emergency light shell are mainly introduced in this paper. This paper introduces the topic basis and the significance of choosing thistopic, and briefly introduces the development status of injection mold.And then analyzes the process characteristics of emergency lamp shellparts, including the structure, characteristics and conditions of moldingprocess, material properties, and select the molding equipment.Then tell the type emergency lamp shell injection mold, mold surfacestructure and mold base selection and the number of cavities selection andlayout, emphasis, gating system, forming parts, demoulding mechanism,clamping mechanism and the cooling system design.Finally the selected standard mold and mold material, and process parameters of injection machine check, such as the maximum injection volume, injection pressure etc.. The working principle of the die, as well as to the possible problems in the process of installation and operation are summarized, analysis, and give the corresponding solutions.
Shell of emergency lamp injection mold in this paper adopts two plate structure, the layout of the cavity of a mould with two cavities, the push platewill work out.In the design of mold, use the SoliWorks software to simulate, in order to determine the core and cavity and runner position.Must choose accurate, reliable, accurate calculation of design parameters of the emergency lamp shell injection mold, the largest injection quantityand injection pressure is the key.In the process that does not affect the operation at the same time as far as possible the process has the advantages of simple operation, convenient.
This design is the innovation in the emergency lights on the traditionaldesign, using the most advanced technology of LED display, and the battery installed in the light of internal, external and more beautiful.Moderate size of shell mold, is the better choice, overall not die, the wholeinstallation.
Keyword: Emergency light shell;Injection mould;Threepence mould;Gating system;Moulding mechanism ; Space parting institutions
目 錄
引言 1
第1章 應(yīng)急燈外殼工藝性分析 4
1.1 材料性能 4
1.2 成型特性和條件 4
1.3 結(jié)構(gòu)工藝性 4
1.4 產(chǎn)品幾何形狀分析 5
1.5 應(yīng)急燈外殼注塑工藝參數(shù)的確定 9
1.6 初選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 9
第2章 應(yīng)急燈外殼注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
2.1 分型面的選擇 11
2.2 確定模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定 12
2.3 確定型腔的數(shù)量和布局 12
2.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
2.4.1主流道設(shè)計(jì) 13
2.4.2 分流道截面設(shè)計(jì)及布局 14
2.4.3 澆口設(shè)計(jì)及位置選擇 15
2.4.4 澆口套的設(shè)計(jì) 16
2.5 注塑模成型零部件設(shè)計(jì) 17
2.5.1 成型零部件尺寸分析 17
2.5.2塑件收縮率的影響 17
2.5.3型腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
2.5.4 成型零件工作尺寸計(jì)算 20
2.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
2.7 脫模、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
2.7.1 推出機(jī)構(gòu)的組成 21
2.7.2 推出機(jī)構(gòu)的分類 21
2.7.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 21
2.8冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23
2.9 模架及模具材料的選擇 24
第3章 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 25
3.1 最大注射量的校核 25
3.2 注射壓力校核 26
3.3 鎖模力校核 26
3.4 模具厚度的校核 26
3.5 成型零部件強(qiáng)度校核計(jì)算 27
第4章 模具的工作原理及安裝、調(diào)試 28
4.1 模具的工作原理 28
4.2 模具的安裝 29
4.3 試模 29
結(jié)論 31
謝 辭 32
參考文獻(xiàn) 33
引言
1.選題的依據(jù)及意義
隨著現(xiàn)代制造技術(shù)及高新技術(shù)的迅速發(fā)展、計(jì)算機(jī)科技的應(yīng)用，在工業(yè)中模具將要變成生產(chǎn)各種產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備。尤其是在塑料產(chǎn)品的制造和生產(chǎn)過程中，應(yīng)用塑料模具相當(dāng)廣泛，在各類模具中的重要程度也越來越突顯，成為一系列模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最具有表現(xiàn)意義的模具之一。隨著注塑模具不斷成為生產(chǎn)塑料制造品的主要手段，且不斷發(fā)展成為最有前景的模具之一。注射成型是現(xiàn)在市場(chǎng)上最具前景、最常用的塑料成型手段之一，因此注塑模具作為塑料模的一種，它將具有相當(dāng)大的市場(chǎng)需求量。因此我選應(yīng)急燈注塑模具設(shè)計(jì)作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇的課題。
本課題知識(shí)點(diǎn)與涉及的知識(shí)面較多，應(yīng)用性強(qiáng)與，如模具設(shè)計(jì)、三維造型、注塑成型、二維三維軟件的應(yīng)用以及運(yùn)動(dòng)仿真。
通過本課題的設(shè)計(jì)，將會(huì)培養(yǎng)和鍛煉下述幾個(gè)基本能力上（1）怎么選擇塑料件制品涉及及成型工藝（2）在一般塑料件制品成型模具的方面設(shè)計(jì)能力（3）塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)、塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、設(shè)計(jì)的能力（4）掌握模具設(shè)計(jì)經(jīng)常使用的商業(yè)軟件（solidworks2012）及同實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的能力（5）提高自己在文檔組織與檢索方面的能力（6）在寫論文的一般步驟及格式方法方面的掌握，并增加自己的思考、學(xué)習(xí)、解決問題的能力，因?yàn)槲疫€沒有深入的學(xué)習(xí)過注塑模具的知識(shí)。
2.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
隨著我國(guó)模具技術(shù)的不斷迅速發(fā)展，在生產(chǎn)大型模具方面，已經(jīng)可以生產(chǎn)整體儀表板等塑料模具、汽車保險(xiǎn)杠以及超大容量洗衣機(jī)整套塑料模具和大尺寸彩電注塑模具。在機(jī)密塑料模具方面，已能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具、照相機(jī)塑料件模具及塑封模具。
在成型工藝方面，高效多色注塑模、多材質(zhì)塑料成行模、抽芯脫模機(jī)構(gòu)和鑲件互換結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新業(yè)獲得了很大發(fā)展。氣體輔助注射成形技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具不斷推廣，有些單位還應(yīng)用具有世界高端水平的針閥式熱流道模具。
現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外用于注塑模具上的先進(jìn)技術(shù)大致有以下幾種：
（1）熱流道技術(shù) 它是通過加熱的辦法來保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)。由于在流道附近或中心設(shè)有加熱棒和加熱圈，從注塑機(jī)噴出口到澆口的整個(gè)流道都處于高溫狀態(tài)，使流道中的塑料保持熔融，停機(jī)后一般不需要打開流道取出凝料，再開機(jī)時(shí)只需加熱流道到所需溫度即可。這一技術(shù)在大批量生產(chǎn)塑件、原材料較貴和產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的情況下尤為適用。熱流道注塑成型技術(shù)應(yīng)用范圍很廣，基本上，適用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用熱流道模具加工，許多產(chǎn)品如手機(jī)殼、按鍵、面板、尺寸要求精密的機(jī)芯部件等都是采用熱流道技術(shù)成型。一個(gè)典型的熱流道系統(tǒng)一般由如下幾大部分組成：①熱流道板（MANIFOLD）；②噴嘴（NOZZLE）；③溫度控制器；④輔助零件。
（2）氣體輔助注射成形技術(shù) 它是向模腔中注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，在通過特殊的噴嘴向熔體中注入壓縮氣體，氣體在熔體內(nèi)沿阻力最小的方向前進(jìn)，推動(dòng)熔體充滿型腔并對(duì)熔體進(jìn)行保壓，當(dāng)氣體的壓力、注射時(shí)間合適的時(shí)候，則塑料會(huì)被壓力氣體壓在型腔壁上，形成一個(gè)中空、完整的塑件，待塑料熔體冷卻凝固后排去熔體內(nèi)的氣體，開模退出制品。氣體輔助注射成形技術(shù)的關(guān)鍵就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的時(shí)間與充人氣體的時(shí)間的配合。氣體輔助注射可以應(yīng)用在除特別柔軟的塑料以外的任何熱塑性塑料和部分熱固性塑料。應(yīng)用氣體輔助注塑成型技術(shù)，可以提高產(chǎn)品強(qiáng)度、剛度、精度，消除縮影，提高制品表面質(zhì)量；降低注射成型壓力以減小產(chǎn)品成型應(yīng)力和翹曲，解決大尺寸和壁厚差別較大產(chǎn)品的變形問題；簡(jiǎn)化澆注系統(tǒng)和模具設(shè)計(jì)，減少模具的重量．減少塑件產(chǎn)品的重量，減少成型時(shí)間以降低成本和提高成型效率等。氣體輔助成形周期可分為如下六個(gè)階段：塑料熔體填充階段、切換延遲時(shí)間、氣體注射階段、保壓階段、氣體釋放階段、推出階段。
（3）共注射成形技術(shù) 它是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上注射系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種或者不同色澤的塑料同時(shí)或者先后注射進(jìn)入同一模具內(nèi)的成形方法。國(guó)內(nèi)使用的多為雙色注塑機(jī)。采用共注射成形方法生產(chǎn)塑料制品時(shí)，最重要的工藝參數(shù)是注射量、注射速度和模具溫度[1]。
（4）反應(yīng)注射成形技術(shù) 它是將兩種或者兩種以上既有化學(xué)反應(yīng)活性的液態(tài)塑料（單體）同時(shí)以一定壓力輸入到混合器內(nèi)進(jìn)行混合，在將均勻混合的液體迅速注入閉合的模具中，使其在型腔內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)而固化，成為具有一定形狀和尺寸的塑料制品通常這種成形過程稱之為RIM。
在制造方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用上了一個(gè)新臺(tái)階，一些企業(yè)引進(jìn)CAD/CAM系統(tǒng)，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成形過程進(jìn)行分析。近年來我國(guó)自主開發(fā)的塑料膜CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，如北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等。
優(yōu)化模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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)量和縮短制造周期；研究、應(yīng)用針對(duì)各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(chǎng)多樣化和個(gè)性化，應(yīng)用快速原型制造技術(shù)和快速制模技術(shù)，以快速制造成塑料注塑模，縮短新產(chǎn)品試制周期。這些是未來5～20年注塑模具生產(chǎn)技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
①提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。
②在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
③推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。
④開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
⑤提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。
⑥應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要[1]。
第1章 應(yīng)急燈外殼工藝性分析
1.1 材料性能
圖1.1所示為應(yīng)急燈外殼立體圖，材料為ABS，外觀黑色，精度等級(jí)一般（4級(jí)精度），制品表面光滑美觀，帶有精細(xì)花紋。ABS為熱塑性塑料，密度1.05～1.07g/cm3，抗拉強(qiáng)度30～50MPa，抗彎強(qiáng)度41～79MPa，拉伸彈性模量1587～2277MPa，彎曲彈性模量1380～2690MPa，收縮率0.3%～0.8%[2]。該材料綜合性能好，沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并具有良好的耐寒性。是目前產(chǎn)量最大、運(yùn)用最廣泛的一種塑料[2]。
圖1.1 應(yīng)急燈外殼立體圖
1.2 成型特性和條件
其吸濕性強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥（80～90℃下至少干燥2小時(shí)），使其含水量小于0.3%。對(duì)于要求表面光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)該進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱（80～90℃下至少干燥3小時(shí)）[2]。
塑料加熱溫度對(duì)塑料的質(zhì)量影響較大，溫度過高易于分解（分解溫度>270℃）,一般料筒溫度為180～260℃，建議溫度245℃
成型時(shí)宜采用較高的加熱溫度（對(duì)精度較高的塑件，模溫宜取50-60℃，對(duì)高光澤耐熱塑件，模溫宜取60-80℃）和較高的注射壓力（柱塞式注射機(jī)：料溫180～230℃，注射壓力100～140MPa；螺桿式注射機(jī)：溫度160～220，注射壓力70～100MPa）[3]。
1.3 結(jié)構(gòu)工藝性
零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚1mm，借助solidworks軟件分析可知注塑成型時(shí)不會(huì)發(fā)生填充不足現(xiàn)象。塑件為殼體類制件, 外表面為可見光亮面,制件上表面有有19個(gè)孔，中間開了一個(gè)凹槽，凹槽中心有個(gè)起連線作用的大孔，，大孔四周有4個(gè)固定LED燈面板的孔唇，上表面四周分布起裝飾作用的燈，還有精美文字，總體尺寸為長(zhǎng)200mm，寬200mm，高50mm。該制件雖小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需采用兩板雙分型結(jié)構(gòu)，制造精度要求稍高。
1.4 產(chǎn)品幾何形狀分析
(1)側(cè)孔、內(nèi)螺紋與圓弧面
在龍頭殼體設(shè)計(jì)中，為了產(chǎn)品的美觀大方，，患有消費(fèi)者使用起來比較方便，側(cè)孔是必須的，另外內(nèi)螺紋是為了安裝調(diào)節(jié)水量大小而設(shè)計(jì)的，圓弧面是為了盡量減少水壓力的損失，盡量減少降低水流動(dòng)的而設(shè)計(jì)的，所以這些是必須的。在現(xiàn)代日常生活當(dāng)中，消費(fèi)者追求的不再是便宜，首先是美觀實(shí)用，價(jià)格實(shí)惠，更是要符合人體工程學(xué)，為此，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求進(jìn)一步提高，而圓弧則是這種要求[3]。
(2)脫模斜度
在塑料制品的成型中為了便于將制品從模具內(nèi)脫出，制品的內(nèi)外壁必須有足夠的脫模斜度。脫模斜度與塑料品種、制品的形狀、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，一般情況下30′～2°之間選取。一些常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)參閱表1.3。
表1.3 常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)
塑料名稱或代號(hào)
脫模斜度
聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯
30′～1°
ABS、尼龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚
40′～1°30′
硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃
50′～2°
熱固性塑料
20′～1°
選擇塑件的脫模斜度時(shí)，應(yīng)遵循一下原則：
①應(yīng)盡量選擇較大的脫模斜度，使制品容易脫出。
②當(dāng)塑件收縮率較大時(shí)，應(yīng)選用較大的脫模斜度。
③當(dāng)制品的壁較厚時(shí)，成型后的收縮量大，此時(shí)，應(yīng)選用較大的脫模斜度。
④高大的制品，應(yīng)盡量選用較小的脫模斜度。
⑤精度較高的制品，選用較小的脫模斜度。
⑥如果要求制品在脫模后留在型芯一側(cè)時(shí)，則內(nèi)表面的脫模斜度要比外表面的小。
制品高度和孔的深度較小時(shí)（內(nèi)孔深<10mm,外形高<20mm），可以不設(shè)計(jì)脫模斜度。
⑦標(biāo)注脫模斜度時(shí)，內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，外表面以大端為基準(zhǔn)。
根據(jù)以上的原則和考慮最優(yōu)的方案確定，龍頭殼體的脫模斜度為1°[3]
(3)壁厚
塑料成型時(shí)，由于收縮量較大，當(dāng)壁厚不均勻時(shí)，收縮不均與會(huì)對(duì)制品的外觀和力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響。
制品的壁太厚時(shí)，不但用料過多，還會(huì)給成型工藝帶來困難，而且易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕和翹曲等缺陷。壁厚過小，會(huì)使熔融塑料在模具型腔中的流動(dòng)阻力較大，強(qiáng)度不夠，所以在設(shè)計(jì)塑料制品時(shí)，應(yīng)注意選用適當(dāng)?shù)谋诤?。選擇制品的壁厚時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：
①壁厚應(yīng)均勻。
②壁厚一般1mm～6 mm，常用2mm～3mm。
表1.4 常用熱塑性塑料的最小壁厚和常用的壁厚推薦值
塑料名稱
最小壁厚/mm
常用壁厚/mm
小型制品
中型制品
大型制品
尼龍
0.45
0.76
1.50
2.4～3.2
聚乙烯
0.60
1.25
1.60
2.4～3.2
聚苯乙烯
0.75
1.25
1.60
2.4～3.2
改性聚苯乙烯
0.75
1.25
1.60
2.4～3.2
有機(jī)玻璃
0.80
1.50
2.20
2.4～3.2
硬聚氯乙烯
1.20
1.60
1.80
2.4～3.2
聚丙烯
0.85
1.45
1.75
2.4～3.2
聚碳酸酯
0.95
1.80
2.30
2.4～3.2
醋酸纖維素
0.70
1.25
1.90
2.4～3.2
聚甲醛
0.80
1.40
1.60
2.4～3.2
按照以上表和最優(yōu)化原理，取主要部分的壁厚值大概為2mm[3]。
(4)圓角
塑件的邊緣和邊角帶有圓角，可以增強(qiáng)塑件某部位或者整個(gè)塑件的機(jī)械強(qiáng)度從而改善成型時(shí)塑料在模腔內(nèi)流動(dòng)條件，也有利于塑件的頂出和脫模。因此塑件除了使用上的要求采用尖角或者不能出現(xiàn)圓角外，應(yīng)該盡量采用圓角特征。塑件上采用還可以使模具成型零部件加強(qiáng)，排除成型零部件熱處理或使用時(shí)可能產(chǎn)生的應(yīng)力集中問題。由塑件的產(chǎn)品圖可知：最大圓角特征R=2mm，最小圓角特征r=1mm
從理論分析，邊緣圓角特征與塑件壁厚存在如下圖1.4的關(guān)系：
圖1.4 邊緣圓角特征與塑件壁厚關(guān)系
p___外力負(fù)荷，T___厚度，R___圓角半徑[3]。
(5)螺紋設(shè)計(jì)
①塑件上的螺紋可以直接注塑成型，也可以在注塑后機(jī)械加工成型。
②制品上直接成型的螺紋精度不能達(dá)到高精度，一般低于3級(jí)。
③螺距應(yīng)盡量大，以增加螺紋的承載能力和壽命，表1.5中列出了螺距選用的參考范圍。
④直徑尺寸應(yīng)盡量大（外徑≥4mm，內(nèi)徑≥2mm）。
⑤塑料螺紋與金屬螺紋配合的長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)，以免因螺紋長(zhǎng)度方向的累積誤差損壞螺紋牙型，一般不大于1.5倍～2倍的螺紋直徑。
⑥為了防止塑件上螺孔的最外圍螺紋崩裂或變形，螺紋始端應(yīng)有0.2mm～0.8mm[3]。
表1.5 塑料螺紋的螺距選用參考范圍
螺紋公稱
直徑/mm
螺紋種類（表注“+”圍建議采用范圍，“-”圍不采用范圍）
公尺標(biāo)
準(zhǔn)螺紋
一級(jí)細(xì)
牙螺紋
二級(jí)細(xì)
牙螺紋
三級(jí)細(xì)
牙螺紋
四級(jí)細(xì)
牙螺紋
3
+
-
-
-
-
3～6
+
-
-
-
-
6～10
+
+
-
-
-
10～18
+
+
+
-
-
18～30
+
+
+
+
-
30～50
+
+
+
+
+
塑料制品的尺寸精度
我國(guó)目前大部分采用的是原電子工業(yè)內(nèi)部制定的塑料制品尺寸精度選用表和尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)塑料性能及成型特性，把塑料制品的精度等級(jí)分為8級(jí)，每種塑料制品可以選用其中的三個(gè)等級(jí)（高精度、一般精度、低精度），表1.6中列出了一些常用塑料選用的精度等級(jí)[3]。
表1.6 常用塑料的精度等級(jí)
類別
塑料品種
建議采用的精度等級(jí)
高精度
一般精度
低精度
1
聚苯乙烯、ABS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、酚醛塑料粉、氨基塑料粉、30%玻璃纖維增強(qiáng)塑料
3
4
5
2
聚酰胺（PA6、PA66、PA610、PA9、PA1010）、硬聚氯乙烯、氯化聚醚
4
5
6
3
聚甲醛、聚丙烯、高密度聚乙烯
5
6
7
4
軟聚氯乙烯、低密度聚乙烯
6
7
8
表1.7 為塑料制品的公差術(shù)指標(biāo)。適用該公差數(shù)值時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：
①塑件的尺寸和公差的測(cè)量溫度為18℃～22℃，相對(duì)濕度為60%～70%（在制品成型24h后測(cè)量）。
②無公差要求的自由尺寸，建議采用表1.7 8級(jí)公差。
表1.7 只規(guī)定公差，而基本的的上下偏差可按需要分配。
表1.7 塑件制品的公差數(shù)值表
公稱
尺寸
精度等級(jí)
1
2
3
4
5
6
7
8
公差數(shù)值
～3
0.04
0.06
0.08
0.12
0.16
0.24
0.32
0.48
>3～6
0.05
0.07
0.08
0.14
0.18
0.28
0.36
0.56
>6～10
0.06
0.08
0.10
0.16
0.20
0.32
0.40
0.64
>10～14
0.07
0.09
0.12
0.18
0.22
0.36
0.44
0.72
>14～18
0.08
0.10
0.12
0.20
0.26
0.40
0.48
0.80
>18～24
0.09
0.11
0.14
0.22
0.28
0.44
0.56
0.88
>24～30
0.10
0.12
0.16
0.24
0.32
0.48
0.64
0.96
>30～40
0.11
0.13
0.18
0.26
0.36
0.52
0.72
1.0
龍頭殼體塑件的具體尺寸的公差可以根據(jù)上表一般公差6級(jí)來確定，具體偏差可以根據(jù)加工部分的難易程度來確定[3]。
(6)塑料制品的表面粗糙度
塑件的表面粗糙度除了與原材料的特性和成型工藝有關(guān)之外，模具的制造情況也起著十分關(guān)鍵的作用，確定塑件的表面粗糙度時(shí)，應(yīng)對(duì)模具做一下考慮：
①一般模具的表面粗糙度比塑料制品的表面粗糙度高1級(jí)；
②對(duì)透明的塑料制品要求型腔和型芯的表面粗糙度相同；
③對(duì)于不透明的塑料制品，型芯的表面粗糙度的級(jí)別可比型腔的表面粗糙度低1～2級(jí)；
④為了避免模具制造中不必要的浪費(fèi)，選取的粗糙度滿足要求即可。
綜上所述，龍頭殼體型腔的粗糙度比龍頭殼體高一級(jí)[3]。
(7)零件體積及質(zhì)量估算
借助于solidworks軟件，直接測(cè)量出單個(gè)塑件的體積，質(zhì)量。
澆注系統(tǒng)凝料按一個(gè)塑件體積的60%進(jìn)行估算，則凝料體積。
兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積，總質(zhì)量。
1.5 應(yīng)急燈外殼注塑工藝參數(shù)的確定
查《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》表12-10，確定ABS塑料的注射工藝參數(shù)如下[4]:
注射機(jī)類型：螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min
噴嘴形式：直通式
噴嘴溫度：180～190 ℃
料桶前端溫度：200～210 ℃
料桶中段溫度：210～230 ℃
料桶后段溫度：180～200 ℃
模具溫度：50～70 ℃
注射壓力：70～90
保壓力：50～70
注射時(shí)間：3～5s
保壓時(shí)間：15～30s
冷卻時(shí)間：15～30s
成型周期：40～70s
以上參數(shù)在試模時(shí)可以做適當(dāng)調(diào)整。
1.6 初選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格
注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開合模速度、空循環(huán)時(shí)間等。這些參數(shù)是設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)：
(1)公稱注塑量 指在對(duì)空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反映了注塑機(jī)的加工能力。
(2)注射壓力 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。
(3)注射速率 為了使熔料及時(shí)充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。
這里從實(shí)際注射量在額定注射量的20%～80%之間考慮，初選額定注射量在270以上的臥式注射機(jī)XS-ZY-4000注射機(jī)[5]。該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見表2.1。
表2.1 XS-ZY-4000技術(shù)規(guī)格
XZ-SY-250注射機(jī)
額定注塑量
cm3
4000
螺桿直徑
mm
130
注射壓力
MPa
106
注射行程
mm
370
注射方式
螺桿式
注射時(shí)間
S
-6.0
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
80
合模力
KN
10000
最大成型面積
3800
最大開（合）模行程
mm
1100
模具最大高度
mm
1000
最小高度
mm
700
動(dòng)、定模固定板尺寸
mm
1350×1250
拉料空間
mm
1050×950
合模方式
兩次動(dòng)作液壓式
第2章 應(yīng)急燈外殼注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
總體方案擬訂：
對(duì)任何塑料件的模具設(shè)計(jì)都有一定的程序，首先要確定該塑件使用哪一種澆口形式，因?yàn)槟壳皾部诘男问胶芏啵⑶矣貌煌臐部谛问娇梢缘玫讲煌乃芗Ч?，得到的塑件表面質(zhì)量也不同，因此確定澆口形式也是至關(guān)重要的。再就是要確定在塑件的什么位置進(jìn)行澆注，對(duì)于這個(gè)問題我們都沒有定論，只有借助SolidWorks 2007內(nèi)的Moldflow模塊來進(jìn)行分析后再確定澆口位。接著要確定一模幾腔，只有把這些前期工作都做好之后 才能夠順利的進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
2.1 分型面的選擇
模具上用以取出塑料制品和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的解除表面，稱為分型面，也可稱為分模面。選擇分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大位置處，以便于順利脫模，同時(shí)還應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素[6]：
(1)分型面選擇應(yīng)便于塑料制件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，為此，選擇分型面應(yīng)盡可能使塑料制件開模時(shí)留在動(dòng)模。
(2)分型面應(yīng)選擇在不影響塑件外觀質(zhì)量的部位，使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和休整。
(3)分型面選擇應(yīng)有利于排氣，為此應(yīng)盡可能使其分型面與流料末端重合。
(4)分型面選擇應(yīng)有利于零件的加工。
(5)分型面的選擇應(yīng)考慮注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)。注塑成型時(shí)所需要的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。
根據(jù)上述原則，應(yīng)急燈外殼注塑模具的分型面形狀及位置如圖2.1所示。
圖2.1 應(yīng)急燈外殼注塑模具分型面形狀及位置
2.2 確定模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定
模具的基本結(jié)構(gòu)有兩種：?jiǎn)畏中兔孀⑺苣：碗p分型面注塑模。
(1)單分型面注塑模 是注塑模中最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最普及的一種模具，它以分型面為界將整個(gè)模具分為動(dòng)模和定模兩部分。一部分型腔在動(dòng)模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道開設(shè)在分型面上。開模后，制品和流道留在動(dòng)模，制品和澆注系統(tǒng)凝料從同一分型面內(nèi)取出，動(dòng)模部分設(shè)有推出系統(tǒng)，開模后將制品推離模具。
(2)雙分型面注塑模 它從不同的分型面分別取出流道內(nèi)的凝料和塑件，又稱三板式注塑模具。與單分型面注塑模相比，三板式注塑模具增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板（又名澆口板）。中間板適用于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開模時(shí)由于定距拉桿的限制，中間板作定距離的分開，以便取出這兩塊板之間流道內(nèi)的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件脫出。
雙分型面注塑模與單分型面注塑模的最大區(qū)別就是，雙分型面注塑模在生產(chǎn)過程中澆注系統(tǒng)凝料和制品會(huì)自動(dòng)切斷分離，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，而單分型面的澆注系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，大大提高了生產(chǎn)效率。
應(yīng)急燈外殼為大批大量生產(chǎn)，從提高生產(chǎn)效率角度出發(fā)，我選擇單分型面注塑模。雖然，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是制品質(zhì)量更好，經(jīng)濟(jì)效益更高[4]。
2.3 確定型腔的數(shù)量和布局
模具型腔的數(shù)量通常是客戶或產(chǎn)品工程部根據(jù)產(chǎn)品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及顏色的來確定的，型腔數(shù)量越多，制品的精度越低，經(jīng)濟(jì)性越差，成型工藝越復(fù)雜，并且保養(yǎng)和維修越困難，故障發(fā)生率越高。確定型腔數(shù)量的方法有：根據(jù)鎖緊力確定，根據(jù)最大注塑量確定，根據(jù)塑件精度和經(jīng)濟(jì)性確定，本零件主要從精度考慮，該零件尺寸中等，為大批大量生產(chǎn)，因此采用一模兩腔，即一次注射成型兩個(gè)塑料制件，采用Y形布局，優(yōu)點(diǎn)是流道轉(zhuǎn)折較少，熱量壓力損失較小。布置方案如下圖2.2：
`
圖2.2 型腔的布局
2.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并將注射壓力充分傳遞到模腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制件。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。
2.4.1主流道設(shè)計(jì)
主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始，到飛流到為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。其直徑直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和填充時(shí)間，直徑過大，澆道容積增大，凝料多，增加了冷卻時(shí)間，且易產(chǎn)生渦流或紊流，制件出現(xiàn)氣孔。直徑過小，則熱量與壓力損失大，成型困難。
主流道的設(shè)計(jì)原則是：在保證塑料制件成型良好的前提下，盡量縮短主流道的長(zhǎng)度，以使凝料少，壓力和熱量損失小。主流道大端呈圓角過渡，以減小料流轉(zhuǎn)向阻力[4]。主流道尺寸見表2.1:
表 2.1 主流道部分尺寸
符 號(hào)
名 稱
尺 寸/mm
d
主流道小端直徑
5
SR
主流道球面半徑
16
h
球面配合高度
5
a
主流道錐角
10
L
主流道長(zhǎng)度
152
D
主流道大端直徑
10
2.4.2 分流道截面設(shè)計(jì)及布局
分流道是連接主流道與澆口的熔體涌道，分流道起著分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道設(shè)計(jì)要求：一是使流道盡快充滿型腔，在流道內(nèi)的壓力損失和熱量損失??；二是將塑料熔體均衡的分配到各個(gè)型腔；三是回料量小。常用的流道截面形狀有圓形、梯形、U行和六邊形等，在設(shè)計(jì)中，要減少流道內(nèi)的壓力損失，就希望流道截面積大，要減少散熱損失，又希望面積小，故可用流到的截面積與表面積之比來表示流道的效率，其比值越大，效率越高，各種流道截面積的效率見表2.2。
表2.2 各種流道截面的效率
從上表中可以看出，截面為圓形和正方形的分流道截面效率最大，應(yīng)用效果應(yīng)是最好的。但是圓形和正方形分流道工藝性較差。圓形分流道要求開設(shè)在分型面兩側(cè)，對(duì)稱分布加工難度大。正方形分流道脫出分流道凝料的阻力大，若去斜度，實(shí)質(zhì)上久變?yōu)榱颂菪畏至鞯?，從?yīng)用觀點(diǎn)看，梯形分流道和U形分流道是最佳選擇。在應(yīng)急燈外殼注塑模具設(shè)計(jì)中擬采用圓形截面。
在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會(huì)造成份流道過長(zhǎng)的缺點(diǎn)[4]
2.4.3 澆口設(shè)計(jì)及位置選擇
澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的最后部分，其作用是使塑料以較快速度進(jìn)入并充滿型腔，它能很快冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還沒冷卻的熔體倒流。由于應(yīng)急燈外殼表面刻有精美圖案，表面成型質(zhì)量要求較高，不能有澆口痕跡，且選用的是單分型面注塑模具，故選用點(diǎn)澆口比較合理，點(diǎn)澆口是典型的小截面澆口，有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）對(duì)澆口的位置限制較小，可以比較自由的選擇進(jìn)料部位。
（2）有利于薄壁，長(zhǎng)流程和表面帶精細(xì)花紋圖案的塑料件成型。
（3）降低塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力，特別是澆口附近。
（4）容易從塑件上自行截開，易實(shí)現(xiàn)脫模時(shí)塑件的自動(dòng)墜落，并且看不出澆口痕跡。
（5）多型腔模具中，容易實(shí)現(xiàn)各型腔均衡進(jìn)料。
澆口位置選擇應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：
（1） 澆口位置應(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，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。
（2）澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。
（3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔凹痕產(chǎn)生。
（4）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。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，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長(zhǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長(zhǎng)，熔接處料溫過低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。
（5）澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)型心或鑲件。
結(jié)合上述幾個(gè)原則綜合考慮，我選擇中心點(diǎn)澆口進(jìn)料。
2.4.4 澆口套的設(shè)計(jì)
由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成拆卸更換的襯套，簡(jiǎn)稱澆口套。澆口套的作用：? 使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注塑機(jī)上很好的定位并與注塑機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被推出模具。? 作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通的到達(dá)型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便。
兩板模澆口套較小，主流道較長(zhǎng)，模具需要定位圈[7]，其形式和尺寸見圖2-4所示：
2.4 澆口套形狀尺寸
2.5 注塑模成型零部件設(shè)計(jì)
2.5.1 成型零部件尺寸分析
成型零部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括舉行和異型零件愛你的長(zhǎng)和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，星系和型芯之間的位置尺寸等。這模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素如下：
2.5.2塑件收縮率的影響
塑件成型后的收縮率與塑件的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚，模具的結(jié)構(gòu)，成型的工藝條件等因素有關(guān)。在生產(chǎn)塑件時(shí)由于工藝條件、塑料批號(hào)發(fā)生變化也造成塑件收縮率的波動(dòng)。收縮率的偏差和波動(dòng)，都會(huì)引起塑件尺寸誤差，其尺寸變化值為：
（2-1）
式中 —塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差
—塑件的最大收縮率；
—塑件的最小收縮率；
—塑件的基本尺寸。
按照一般的要求，塑件收縮率破洞所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的1／3
（1）模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件模具加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。實(shí)踐表明，成型零件的制造公差占塑件總公差的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，或取IT7～I(xiàn)T8級(jí)作為模具制造公差。
（2）模具成型零件的磨損 模具在適用過程中，由于塑料熔體流動(dòng)沖刷、脫模時(shí)與塑件的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的銹蝕、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成型零件尺寸的變化。在上述
諸多因素中脫模時(shí)塑件對(duì)成型零件的摩擦磨損時(shí)最主要的，為了簡(jiǎn)化計(jì)算起見，凡與脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面，應(yīng)考慮磨損。對(duì)于中小型塑件，最大磨損量可取塑件的1/6；對(duì)于大型塑件應(yīng)取1/6以下。
（3）模具安裝配合的誤差 模具成型零件裝配誤差以及在成型過程中成型零件配合間隙的變化，都會(huì)引起塑件尺寸的變化。塑件在成型過程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和。即：
（2-2）
式中 δ—塑件的成型誤差；
δz—模具成型零件制造公差
δc—模具成型零件在適用中的最大磨損量；
δs—塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差；
δj—模具成型零件因配合間隙變化而引起塑件尺寸的誤差；
δa—因安裝固定成型零件而引起的塑件尺寸誤差。
2.5.3型腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型腔是指模具閉合時(shí)用來填充塑料成型制件的空間，按型腔的結(jié)構(gòu)不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四個(gè)結(jié)構(gòu)形式。為提高模具剛度、強(qiáng)度，型腔采用整體式結(jié)構(gòu)。成型塑料件內(nèi)表面的零件統(tǒng)稱凸?；蛐托?，為節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材和便于加工及熱處理，型芯采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，型芯的固定采用螺釘固定。
（1）型腔
型腔是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式。
本模具是采用整體式模具型腔，它是由整塊材料加工而成的一腔兩模，特點(diǎn)是牢固，使用當(dāng)中不容易發(fā)生變形，不會(huì)使分流道塑料溢出，但是，加工困難。熱處理不太方便，常用于中、型模具上。整體式的模具各個(gè)凹模采用機(jī)械加工、冷擠壓、電加工等方法加工支撐，然后裝進(jìn)模板當(dāng)中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，可以保證各個(gè)型腔形狀、尺寸一致。本模具分動(dòng)模和定模，其型腔的內(nèi)部尺寸都一樣，只是滑槽的尺寸不一樣，其具體如下圖2.5：
圖2.5 型腔
（2)型芯
型芯和成形桿是成形塑件的內(nèi)表面。大的型芯也稱為凸模，是成形塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件；型芯桿一般是指成形塑件的孔或者凹槽的小型芯。本文中的型芯就是凸模，其圖如下圖2.6：
圖2.6 型芯
2.5.4 成型零件工作尺寸計(jì)算
成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾個(gè)形狀的尺寸稱為工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑向尺寸。型腔尺寸屬于包容尺寸，當(dāng)型腔與塑料熔體或制品制件產(chǎn)生摩擦磨損后，該類尺寸具有增大的趨勢(shì)。型芯尺寸屬于被包容尺寸，當(dāng)凸模與塑料熔體或制品制件之間產(chǎn)生摩擦磨損后，該類尺寸具有縮小的趨勢(shì)。中心距尺寸一般指成型零件上某些對(duì)稱結(jié)構(gòu)制件的距離，如孔間距、型芯間距、凹槽間距和凸塊間距等，這類尺寸通常不受摩擦磨損的影響，因此可視為不變的尺寸。
對(duì)于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在計(jì)算之前，有必要對(duì)他們的標(biāo)注形式及偏差分布做如下規(guī)定。
(1）制品的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值，與制品外形尺寸相對(duì)應(yīng)的型腔尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值。
（2)制品的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相對(duì)應(yīng)的型芯尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值。
(3)制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。
目前，成型零件的工作尺寸主要用兩種方法計(jì)算，一種稱為平均值法，另一種稱為公差帶法。對(duì)平均收縮率較小的塑件一般采用平均值法。ABS材料的收縮率在0.3%-0.8%，其平均收縮率，考慮到工廠模具加工制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差選。塑件為一般等級(jí)精度，即四級(jí)精度（sj1372-78）。
2.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可，但更多的是安裝在動(dòng)模一側(cè)，因?yàn)樽鳛槌尚瘟慵闹餍托疽话愣及惭b在動(dòng)模一側(cè)。導(dǎo)柱與主型芯安裝在同一側(cè)，在合模時(shí)可以起保護(hù)作用。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是保證動(dòng)、定模能夠?qū)?zhǔn)，使動(dòng)模和定模上的成形表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)備的腔體。從而保證塑料件形狀、壁厚和尺寸。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)出了其導(dǎo)向和定位的作用外，還可以增加承受側(cè)壓力的能力，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。
本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
（1）導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)形式為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，使用有肩導(dǎo)柱。
（2)導(dǎo)柱的布置為確保動(dòng)模和定模只按一個(gè)方向合模，采用等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置。為確保型芯不損壞，導(dǎo)柱設(shè)在定模一側(cè)，即反裝。
2.7 脫模、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
為保證塑料件成形后從模腔或型芯上順利脫出，模具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)計(jì)可靠有效的脫模機(jī)構(gòu)。應(yīng)急燈外殼由于壁厚很小，所以采用推板脫模機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且推出力大，推出力在塑料件整個(gè)周邊均勻分布。推件板脫模機(jī)構(gòu)是在型芯根部（制品外型側(cè)壁）安裝一與它密切配合的推板或推塊，推板或推塊通過復(fù)位桿或推桿固定在推桿板上，以與開模相同的方向?qū)⒅破吠瞥?。在推板脫模機(jī)構(gòu)中，為了減小推板與型芯的摩擦，推板與型芯間留0.2～0.25mm的間隙，并且錐面配合以防止推板因偏心而溢料。
2.7.1 推出機(jī)構(gòu)的組成
推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。推出機(jī)構(gòu)中，凡直接與塑件相接觸、并將塑件推出型腔的零件稱為推出零件。常用的推出零件有推桿、推管、推件板、成型推桿等。
2.7.2 推出機(jī)構(gòu)的分類
推出機(jī)構(gòu)可按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是模具開模后，由人工操縱的推出機(jī)構(gòu)塑件，一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況；機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)開模動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模；液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是依靠設(shè)置在注射機(jī)上的專用液壓和氣動(dòng)裝置，將塑件推出或從模具中吹出。推出機(jī)構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類，可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、成型推桿（塊）推出機(jī)構(gòu)、多無綜合推出機(jī)構(gòu)等。另外，也可根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來
分類。
2.7.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則
(1) 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)晝調(diào)協(xié)在動(dòng)模一側(cè)
由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。
(2） 保證塑件不因推出而變形損壞
為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置，從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
(3） 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠
推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利地脫模。
(4） 良好的塑件外觀
推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)置在塑件內(nèi)部，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
(5） 合模時(shí)的正確復(fù)位
設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。
綜上所述，本套模具的推出機(jī)構(gòu)形式采用推桿推出，推桿的位置參考原塑件留下的推桿位置，根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)的推桿位置如圖2-7所示：
推桿的數(shù)量為每個(gè)型腔6根，總共12根。推桿的直徑為，其與推桿孔之間采用H8/f8間隙配合，推桿與推桿固定板采用單邊0.5㎜的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。推桿的材料采用T8碳素工具鋼，熱處理要求硬度54HRC