圓形篩蓋注塑模具設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】

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要此次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)圓形篩蓋塑件的注塑模具,成型的材料為PA1010，該材料粘度較低，流動(dòng)性較好。設(shè)計(jì)時(shí)先分析塑件的工藝結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗芗w為圓形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，注塑模具設(shè)計(jì)采用大水口模架，所以可以采用單分型面一次脫模。模具為一模兩腔，這樣可以滿足大批量生產(chǎn)的需求，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。型腔和型芯都采用整體式組合結(jié)構(gòu)，方便模具的制造加工。分流道和澆口的設(shè)計(jì)則分別選用半圓截面與側(cè)澆口，采用側(cè)澆口可以得到較為光滑的表面，澆口的位置選擇在零件底下的凸緣一側(cè)，澆口凝料去除比較容易且不影響塑件的外觀，排氣設(shè)計(jì)是利用分型面排氣。對(duì)于塑件的內(nèi)螺紋部分的脫模則采用旋轉(zhuǎn)抽芯的齒輪組結(jié)構(gòu)，進(jìn)行一邊脫螺紋一邊脫模。塑件的冷卻采用雙層U形環(huán)繞的冷卻管進(jìn)行冷卻。除此之外，還使用Moldflow軟件進(jìn)行模流分析，這樣可以發(fā)現(xiàn)并修改設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些不足之處。本次模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和難點(diǎn)是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、脫螺紋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等問(wèn)題，通過(guò)解決這些設(shè)計(jì)問(wèn)題，使得所設(shè)計(jì)的注塑模具能夠滿足使用要求。關(guān)鍵詞：圓形篩蓋；分型面；模流分析；脫螺紋機(jī)構(gòu)AbstractThe graduation project is going to design a circular screen cover plastic injection mold, the molding of the material is PA1010 which have low viscosity better fluidity.The plastic parts of the process structure should be analysised in design, because the plastic pieces of the overall circular, has the advantages of simple structure, injection mold design using the sidegate frame, so it can be using single parting surface a demoulding.The mold has two cavity, which can satisfy with the demand of mass production, and can simplify the structure of the mold.In order to facilitate the manufacture and processing of the mould, cavity and core are combined with the integral structure.Design of runner and gate were selected semi-circular section and side gate and relatively smooth surface can be obtained by the side gate, gate location selection at the bottom of the parts of the flange side, gate congeals the material removal is easy and the does not affect the appearance of plastic and exhaust design is using the parting surface exhaust.As for the plastic part of the internal screw thread part of the rotation of the core pulling gear group structure,which can stripping and release of the thread at the same time.The cooling of the plastic part is cooled by a double layer U shaped cooling pipe.In addition, the Moldflow software is used to carry out the model flow analysis, which can find and modify some deficiencies in the design process.It is the key and difficult point of the mold design to design of gating system, forming part of the design, cooling system design and off thread mechanism design, by solving the design problems, making the design of injection mould to satisfy the use requirement.Keywords: circular screen cover; parting surface; moldflow analysis; thread off mechanism桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙目 錄1 概述1 1.1 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用1 1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀1 1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)22 塑件成型工藝的分析3 2.1 塑件的材料特性3 2.2 塑件的工藝結(jié)構(gòu)分析43 成型設(shè)備的選擇5 3.1 注射機(jī)的選擇5 3.2 模架的選擇6 3.3 模具相關(guān)參數(shù)的校核64 成型部分的設(shè)計(jì)9 4.1 分型面的選擇9 4.1.1基本形式9 4.1.2分型面的選擇原則9 4.1.3塑件分型面的選擇10 4.2 型腔的設(shè)計(jì)計(jì)算10 4.2.1型腔的結(jié)構(gòu)形式選擇10 4.2.2型腔的壁厚和底板計(jì)算11 4.2.3型腔的尺寸計(jì)算12 4.3 型芯的設(shè)計(jì)計(jì)算13 4.3.1型芯結(jié)構(gòu)形式的選擇14 4.3.2型芯的尺寸計(jì)算145 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)15 5.1 主流道的設(shè)計(jì)15 5.2 分流道的設(shè)計(jì)16 5.3 澆口的設(shè)計(jì)186 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20 6.1 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)20 6.2 排氣的位置和形式207 導(dǎo)向定位和脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)21 7.1 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21 7.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)22 7.3 脫模力的計(jì)算248 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24 8.1 冷卻系統(tǒng)的尺寸25 8.2 冷卻系統(tǒng)的布置269 脫模零部件的設(shè)計(jì)27 9.1 脫螺紋電機(jī)的選用27 9.2 脫螺紋齒輪和鏈輪的設(shè)計(jì)28 9.2.1脫螺紋齒輪的設(shè)計(jì)28 9.2.2脫螺紋鏈輪的設(shè)計(jì)30 9.3 主軸與型芯軸的設(shè)計(jì)31 9.3.1主軸的設(shè)計(jì)31 9.3.2型芯軸的設(shè)計(jì)32 9.4 軸承的選用及校核33 9.5 鍵的選用及校核3410 其他說(shuō)明35 10.1 部分零部件的選用情況35 10.2 模具的總體結(jié)構(gòu)及工作原理3511 結(jié)論38謝辭39參考文獻(xiàn)40附錄41 第 43 頁(yè) 共 42頁(yè)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙1 概述注射模具是目前制造業(yè)的一種很重要的成型裝備，它是把熔融狀態(tài)下的塑料注入事先設(shè)計(jì)好的模具中，然后進(jìn)行冷卻成型。用注射模具生產(chǎn)零件的效率很高，且產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，所以它被應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)目前是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)工業(yè)之一，同時(shí)也是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。塑料制品在日常社會(huì)中都可以看到，模具技術(shù)在目前已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，它承擔(dān)了機(jī)械、電子、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域中大半部分以上的生產(chǎn)零件、組件和部件的加工生產(chǎn)。目前模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，其主要出口國(guó)是美國(guó)、日本等國(guó)家，中國(guó)的模具出口數(shù)量很少，但是中國(guó)在模具的鉗工技術(shù)方面水平很高，而且勞動(dòng)力的成本低，所以研究和提高模具的技術(shù)水平為當(dāng)務(wù)之急。 模具行業(yè)的運(yùn)用隨著我國(guó)科技水平的不斷發(fā)展而變得越來(lái)越廣泛，其是我國(guó)非常重要的一門行業(yè)。在大學(xué)即將結(jié)束之余，我按照要求完成了學(xué)校所規(guī)定的課程內(nèi)容，且成績(jī)良好，還熟練地掌握了一些相關(guān)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，比如力學(xué)、機(jī)械制圖、電工與電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)、CAXA繪圖軟件等，對(duì)模具行業(yè)主要應(yīng)用在什么地方，模具的各種復(fù)雜、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)是如何設(shè)計(jì)，在制造模具模架、型腔、型芯零件是選用什么材料、各個(gè)零件之間公差配合，型腔、型芯加工的精度要求有了一定的了解，基本上達(dá)到了入門模具行業(yè)的基本要求。1.1 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用目前，模具的技術(shù)水平高低，在日常的產(chǎn)品中也可以直接體現(xiàn)出來(lái)，其生產(chǎn)與制造技術(shù)水平的高低已經(jīng)是衡量一個(gè)國(guó)家在制造業(yè)方面水平好壞的其中一個(gè)標(biāo)志。為滿足不同企業(yè)的需要，模具可以進(jìn)行不同產(chǎn)量的生產(chǎn)，而且在生產(chǎn)過(guò)程中可以降低生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的收益，所以它深受各行業(yè)的青睞。在發(fā)展中的國(guó)家因?yàn)樽陨淼募夹g(shù)較為落后所以模具的制造水平也相對(duì)較低，而發(fā)達(dá)的國(guó)家，他們的模具制造水平已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)高。模具工業(yè)是提高我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要工業(yè)。比如機(jī)械、電子、汽車、建筑這些行業(yè)的發(fā)展與運(yùn)行都離不開(kāi)模具工業(yè)。為了滿足不同行業(yè)的需要，它們?cè)谥圃炷承┝慵r(shí)都需要用到模具大批量快速的生產(chǎn)，特別平時(shí)看到的汽車、還有所用的電器、家電（電視、電腦、吹風(fēng)筒、風(fēng)扇等）和通信類產(chǎn)品中大半部分的零部件都是用模具來(lái)制造出來(lái)的。1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀隨著塑料模具發(fā)展日益加快，其應(yīng)用種類也分成了好幾部分，在模子中進(jìn)行注塑、吹塑、壓鑄還有沖壓成型等來(lái)生產(chǎn)出制品。塑料成型模具在目前應(yīng)用十分的廣泛，其中應(yīng)用的領(lǐng)域包括機(jī)械制造行業(yè)、電子工程行業(yè)、航空制造行業(yè)和日常生活用品行業(yè)。模具生產(chǎn)水平的高低和發(fā)展的快慢也反映了現(xiàn)代機(jī)械制造水平的高低。這些年來(lái)我國(guó)一直在研究模具方面的內(nèi)容，這使得我國(guó)的模具制造技術(shù)水平比之前有了很大的提高，在某些方面的技術(shù)已經(jīng)接近或達(dá)到國(guó)際的水平，不斷地增強(qiáng)了我國(guó)在模具工業(yè)方面的實(shí)力。國(guó)外模具技術(shù)現(xiàn)狀：（1）在切削加工技術(shù)方面大都是采用高強(qiáng)度刀具進(jìn)行高速切削，以各種高速技術(shù)來(lái)提高加工效率，比如切削的速度、進(jìn)給的速度；這樣的技術(shù)比傳統(tǒng)的切削速度要快幾倍，甚至十幾倍。 （2）廣泛推廣以及應(yīng)用CAD等繪圖軟件先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)化落后的制造技術(shù)。運(yùn)用3D設(shè)計(jì)的模具行業(yè)已達(dá)到了7080%； PRO/E、UG等軟件普遍應(yīng)用； 采用多軸連動(dòng)的數(shù)控機(jī)床的研發(fā)與應(yīng)用，以提高產(chǎn)品的加工精度和質(zhì)量；并且CAE技術(shù)的應(yīng)用已逐漸成熟。（3）快速成型技術(shù)的推廣以及快速制模技術(shù)的發(fā)展，形成一種新型的生產(chǎn)方式，開(kāi)始出現(xiàn)專門的服務(wù)公司，使得不同規(guī)格的模具能夠更快、更有效的制造出來(lái)，從而為企業(yè)減少成本帶來(lái)更多的效益。1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)塑料注塑成型模具技術(shù)水平的不斷提高和發(fā)展，使得塑料模具制造的精度要求和生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量變得越來(lái)越高。所以，我國(guó)未來(lái)的塑料成型模具有以下幾個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)：（1）首先要提高制造水平為大型模具的設(shè)計(jì)，還有能生產(chǎn)更精密、更復(fù)雜的塑件，制造出擁有更長(zhǎng)壽命模具。因?yàn)樯钏降牟粩嗵岣?，社?huì)需求的制品大型化、復(fù)雜化、高精度等等,還要保證生產(chǎn)效率。（2）把CAD/CAM/CAE的先進(jìn)制造技術(shù)廣泛地應(yīng)用到模具設(shè)計(jì)中。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為共性技術(shù)，它能提高模具制造的速度，并且能一體化的制造出一套模具，解決很多傳統(tǒng)生產(chǎn)無(wú)法分工協(xié)作的問(wèn)題。更加智能的設(shè)計(jì)模具，3D的技術(shù)越來(lái)越發(fā)揮更重要的作用。（3）由于各種成型技術(shù)的發(fā)展和研發(fā)，熱流道模具由于比傳統(tǒng)的模具成形的周期短，更能節(jié)省材料，所以要推廣此項(xiàng)技術(shù),像冷注塑模具一樣制定國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的模具、標(biāo)準(zhǔn)的零件等等，這樣有利于此技術(shù)的發(fā)展。氣體輔助注射成型能大幅度降低生產(chǎn)模具成本，它能成型更復(fù)雜、更特殊的零件，解決一些注塑成型不能完成的零件生產(chǎn)，所以要研發(fā)相關(guān)的軟件，為設(shè)計(jì)帶來(lái)更快速、更高效率。擔(dān)是也要繼續(xù)對(duì)注塑模具的持續(xù)研發(fā)，跟上國(guó)際水平。（4）提高塑料模具的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化水平，并且要加強(qiáng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的使用，減少不標(biāo)準(zhǔn)件的流動(dòng)，有利于與國(guó)際接軌。模具標(biāo)準(zhǔn)件的廣泛應(yīng)用，第一可以提高模具的質(zhì)量，第二可以降低模具制造成本，且更換使用更加方便。（5）可以選擇優(yōu)質(zhì)的材料并且對(duì)其表面采取先進(jìn)的表面處理技術(shù)進(jìn)行處理來(lái)提高模具的使用壽命和質(zhì)量，這對(duì)于提高模具水平顯得十分重要。（6）應(yīng)用逆向工程能更有效、更快的制造出零件。主要運(yùn)用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量塑件的尺寸或者用三坐標(biāo)掃描儀來(lái)獲取塑件數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)軟件來(lái)對(duì)塑件進(jìn)行逆向工程設(shè)計(jì)。所以要加大對(duì)多樣性、操作簡(jiǎn)單又廉價(jià)的測(cè)量設(shè)備，以方便實(shí)現(xiàn)逆向工程。（7）由于當(dāng)前對(duì)塑件的成型速度過(guò)慢，滿足不了社會(huì)的需要，因此要加強(qiáng)快速成形技術(shù)的發(fā)展和能夠快速地把模具制造出來(lái)的技術(shù)。（8）國(guó)內(nèi)的銑削加工速度還達(dá)不到國(guó)際先進(jìn)水平,所以要加大高速銑削的推廣，使其在模具行業(yè)中廣泛應(yīng)用。2 塑件成型工藝的分析2.1 塑件的材料特性1）基本特性 此次設(shè)計(jì)的塑件原材料選擇的是聚酰胺（PA1010），又稱為尼龍，其是工程所常用的一種塑料之一。PA1010在色澤方面呈半透明白色，為固體材料，具有工程塑料聚酰胺的一般共性，對(duì)一些霉菌的作用非常穩(wěn)定，以及對(duì)光作用也很穩(wěn)定。它具有一定的獨(dú)特力學(xué)性能，而且還有很強(qiáng)的耐熱、耐低溫、耐腐蝕以及耐磨等良好的特性。但其吸水性不強(qiáng)，收縮率相對(duì)較大，一般在溫度為80100以下使用，所以加工前干燥要充分，加工后要經(jīng)過(guò)調(diào)濕處理。2） 主要用途因?yàn)槟猃埶芰嫌兄鞣N良好的性能，所以其在很多行業(yè)都很常用，可以用來(lái)制造各種機(jī)械、化學(xué)以及電氣等零部件，比如軸承、齒輪、蝸輪蝸桿、輸油管、儲(chǔ)油容器及電池箱和電器線圈等零件。3） 成型的特點(diǎn) 尼龍?jiān)谌廴跔顟B(tài)下的粘度低，流動(dòng)性很好，但注射過(guò)程容易產(chǎn)生飛邊，所以加工前必須進(jìn)行干燥處理；由于吸水性強(qiáng)使得塑件的尺寸變化較大；塑件的壁厚對(duì)成型的收縮率有很大的影響，所以塑件的設(shè)計(jì)要盡可能均勻，以防止縮孔的產(chǎn)生；因?yàn)槿廴跔顟B(tài)下的PA1010熱穩(wěn)定性較差，所以不能在高溫料筒內(nèi)停留過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間。PA1010的主要技術(shù)性能指標(biāo)如表2-1所示：表2-1 PA1010的主要技術(shù)性能指標(biāo)物理性能密度/ 1.04力學(xué)性能拉伸強(qiáng)度/Mpa55熔點(diǎn)/210壓縮強(qiáng)度/Mpa65熱變形溫度/彎曲強(qiáng)度/Mpa80透明性半透明缺口沖擊強(qiáng)度/5成型收縮率（%）1.02.3彎曲模量Kpa89吸水性（%）0.20.44）注射成型的工藝條件PA1010是一種半透明的結(jié)晶型聚酰胺，它在性能方面都具有一般尼龍的共性，其最大的特點(diǎn)就是擁有較高的延展性和不可逆拉的能力，成型的工藝條件如表2-2所示：表2-2 PA1010的注射成型工藝條件工藝條件PA1010機(jī)筒溫度/輸入段壓縮段均化段190210200225210230噴嘴溫度/模具溫度/注射壓力/MPa保壓壓力/MPa成型周期/s2002104080701002040301002. 2 塑件的工藝結(jié)構(gòu)分析根據(jù)所設(shè)計(jì)出來(lái)的塑件尺寸，然后用Solidworks三維軟件畫(huà)出其三維造型圖，再用里面“工具”中的“質(zhì)量屬性”來(lái)分析它的體積大小為V=18cm,故可以算出其質(zhì)量為m=1.04x18=18.72g。此次圓形篩蓋內(nèi)表面有螺紋，在上表面有79個(gè)小孔，其中內(nèi)圈35個(gè)小孔直徑為2mm，外圈44個(gè)小孔直徑為3mm，外表面方面有較高的要求，表面上不能有澆口痕跡，表面粗糙度為Ra0.8。塑件尺寸精度為MT5級(jí)。如圖2-1實(shí)物圖所示：圖2-1 圓形篩蓋三維實(shí)物圖 圖2-2為圓形篩蓋設(shè)計(jì)的二維圖：圖2-2 圓形篩蓋二維圖3 成型設(shè)備的選擇3.1 注射機(jī)的選擇 目前的注射機(jī)主要按照其外形特征可分為四類：臥式注射機(jī)、立式注射機(jī)、角式注射機(jī)以及多模注射機(jī)，其中以臥式注射機(jī)應(yīng)用較為廣泛。盡管各種注射機(jī)在外形方面各有不同，但它們基本上都是由合模鎖模系統(tǒng)與注射系統(tǒng)組成。所以此次設(shè)計(jì)選擇的注射機(jī)為臥式注射機(jī)。 在本次設(shè)計(jì)模具采用一模兩腔的形式，故可由此計(jì)算出塑件的總質(zhì)量=18.72x2=37.44g；澆注系統(tǒng)的體積=5cm,則=1.04x5=5.2g兩者質(zhì)量之和為M=+=37.44+5.2=42.64g。根據(jù)所計(jì)算出的體積或者質(zhì)量以及模架的相關(guān)尺寸可以選擇注射機(jī)的型號(hào)為XS-ZY-500。其主要的技術(shù)規(guī)格如表3-1所示：表3-1 XS-ZY-500注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格額定注射量/cm500最大開(kāi)合模行程/mm500螺桿直徑/mm65模具允許的最大厚度/mm450注射壓力/MPa145模具允許的最小厚度/mm300注射行程/mm200噴嘴的圓弧半徑/mm18鎖模力/kN3500噴嘴孔的直徑/mm3、5、6、8注射方式螺桿式頂出形式/mm中心液壓頂出，兩側(cè)機(jī)械機(jī)械頂出最大的成型面積/cm1000合模方式液壓-機(jī)械3.2 模架的選擇對(duì)于注塑成型生產(chǎn)，設(shè)計(jì)及制造模架是注射模具一個(gè)重要的工作環(huán)節(jié)，所以為了提高模具的質(zhì)量與減少其制造周期，目前我國(guó)注射模架已經(jīng)走向標(biāo)準(zhǔn)化，其中包括中小型模架標(biāo)準(zhǔn)與大型模架標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上又可以分為基本模架和派生模架。根據(jù)塑件的尺寸及形狀，此次設(shè)計(jì)所用模架為龍記大水口AI模架其主要尺寸為400x280x335mm,如圖3-1所示：圖3-1 龍記大水口AI模架模架由上到下各模板的尺寸如表3-2所示：表3-2 模架各板的尺寸定模座板/mm定模板/mm動(dòng)模板1/mm動(dòng)模板2/mm墊板/mm推桿固定板/mm推板/mm動(dòng)模座板/mm2560606897152025故模具的總厚度為B=25+60+60+68+97+25=335mm，滿足所選注射機(jī)的安裝行程。3.3 模具相關(guān)參數(shù)的校核（1） 型腔數(shù)量的確定及校核 型腔的數(shù)量能否跟注射機(jī)的規(guī)格相匹配，這個(gè)需要對(duì)了其進(jìn)行校核后才能確定，故可以按注射機(jī)的額定鎖模力來(lái)進(jìn)行對(duì)型腔數(shù)量的校核，則有： （3-1） 式中：Fp注射機(jī)的額定鎖模力，N； A單個(gè)塑件在分型面上投影的面積，mm； A1澆注系統(tǒng)在分型面上投影的面積，mm； P塑料對(duì)型腔的成型壓力，大小為注射壓力的0.8，MPa。由公式（3-1）代入已知數(shù)據(jù)得：=579.38kNFp=3500kN故型腔數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。（2） 最大注射量的校核 在模具注塑成型過(guò)程中，注射機(jī)額定的最大注射量一定要大于澆注系統(tǒng)與塑件成型所需的材料的注射量，這樣才能滿足一次注塑滿模具，在生產(chǎn)過(guò)程中，把模具腔內(nèi)注滿材料所需要的材料量稱為注射量，在選注塑機(jī)最大注塑量時(shí)，其值要大于塑件的注射量，即有： （3-2）式中：n型腔的個(gè)數(shù)； m單個(gè)塑件的質(zhì)量，g； m1澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，g； K注射機(jī)的最大注射量利用系數(shù)； 注射機(jī)的額定注射量，g。代入數(shù)據(jù)得：2181.04+51.04=42.640.85001.04=416g所以最大注射量符合要求。（3） 鎖模力的校核 注射機(jī)在將塑料熔體射入直至充滿型腔的時(shí)候，其在模具內(nèi)部都存在很大從分型面推開(kāi)的壓力，這個(gè)壓力將會(huì)使得模具定模與動(dòng)模從分型面漲開(kāi)，這個(gè)力必須小于注射機(jī)額定的最大鎖模力，這樣才能保證在注射過(guò)程中不容易出現(xiàn)溢料和把模具漲開(kāi)的現(xiàn)象。根據(jù)公式得： （3-3）代入數(shù)據(jù)得：=213.65kNFp=3500kN所以鎖模力符合設(shè)計(jì)要求。（4） 注射壓力的校核注射壓力的大小關(guān)系著塑件成型質(zhì)量、形狀和尺寸精度的好壞，其選擇因素有很多，比如塑料的種類、注射機(jī)的類型、塑件的形狀等。所以注塑機(jī)上的額定注射壓力一定要大于塑件成型時(shí)所需的壓力，這樣可以留有調(diào)整的余地。此次選擇的尼龍塑料的注射壓力為70100Mpa，由于本制品的形狀不復(fù)雜，但精度要求較高，故可取其平均值85Mpa，其值在所選注塑機(jī)的額定注射壓力145Mpa以內(nèi)，所以滿足使用要求。（5） 模具相關(guān)安裝部分的尺寸校核 因?yàn)樽⑸錂C(jī)是按照規(guī)格制造生產(chǎn)的，所以在設(shè)計(jì)模具的尺寸時(shí)應(yīng)該要符合在注射機(jī)上的安裝尺寸，不然所設(shè)計(jì)的模具將不可行。不同的注射機(jī)上所安裝的尺寸各不相同，其主要相關(guān)尺寸校核有噴嘴尺寸的校核、模具最大與最小厚度尺寸以及定位圈尺寸的校核等。1） 噴嘴尺寸的校核 此次設(shè)計(jì)的主流道的始端球面半徑為20mm，所選擇注射機(jī)的噴嘴頭部半徑為18mm；主流道小端的直徑3.5mm，而噴嘴的直徑為3mm，所以噴嘴尺寸與注射機(jī)相符合。2） 模具最大與最小厚度尺寸的校核 根據(jù)所選注射機(jī)的參數(shù)可知，其允許的模具最大厚度為450mm，最小模具厚度為300mm，拉桿空間尺寸為540440mm；而本次設(shè)計(jì)的模具厚度為335mm，長(zhǎng)寬為400280mm，其尺寸設(shè)計(jì)均在注射機(jī)所要求的范圍內(nèi)，故符合設(shè)計(jì)要求。3） 定位圈尺寸的校核定位圈的尺寸大小是根據(jù)主流道中心與其大小來(lái)設(shè)計(jì)的，在模具上的定位圈和注塑機(jī)固定板上的定位孔都是按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行加工的，安裝時(shí)肯定可以使主流道中心線與注塑機(jī)噴嘴中心線重合，所以符合設(shè)計(jì)要求。（6） 開(kāi)模行程的校核 不同的注射機(jī)其最大開(kāi)模的行程不同，而取出塑件時(shí)的開(kāi)模行程一定要小于注射機(jī)的額定行程，不然塑件都不能從模具中取出。其開(kāi)模行程的校核可以按照下式計(jì)算：+(510)mm （3-4）式中：s注射機(jī)的最大開(kāi)模行程，mm； H1脫模距離，mm； H2塑件和澆注系統(tǒng)的高度，mm； 510mm安全距離。其中s=500mm，H1=15.5mm，H2=82mm，代入數(shù)據(jù)得：50015.5+82+8=105.5mm因此開(kāi)模行程的尺寸符合設(shè)計(jì)要求。綜上所述，此次設(shè)計(jì)的模具相關(guān)尺寸與注射機(jī)相符合，故所選注射機(jī)型號(hào)XS-ZY-500符合使用要求。4 成型部分的設(shè)計(jì)4.1 分型面的選擇模具設(shè)計(jì)時(shí)，選擇正確的分型面至關(guān)重要，它的選擇好壞直接影響著塑件的工藝性、加工難度以及塑件的質(zhì)量和尺寸精度。4.1.1基本形式分型面的形式根據(jù)塑件的不同結(jié)構(gòu)可以大概分為五種形式，即平面式、斜面式、曲面式、階梯式以及綜合式，如圖4-1所示。而且根據(jù)面數(shù)的不同還可以分為單分型面、雙分型面及多分型面三種。 （a）平面式 （b）斜面式 （c）階梯式 （d）曲面式圖4-1 分型面的形式4.1.2分型面的選擇原則 選擇分型面的時(shí)候要有一定的原則，不能盲目的確定其位置，其必須要考慮到塑件與模具以及注射機(jī)的關(guān)系，故可以參考以下幾條原則：（1） 首先考慮的是要有利于脫模且利于排氣；（2） 其次選擇分型面必須要保證塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量的要求；（3） 再有就是要有利于使模具結(jié)構(gòu)能夠簡(jiǎn)化，以方便模具的制造；（4） 分型面上要盡量避免尖角利邊，以防止其在脫模的時(shí)候影響塑件的質(zhì)量；（5） 滿足注射機(jī)技術(shù)規(guī)格的要求。4.1.3塑件分型面的選擇因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的塑件結(jié)構(gòu)方面比較簡(jiǎn)單，故可以采用平面形式的單分型面，再根據(jù)以上幾點(diǎn)原則，所以分型面的選擇如圖4-1所示：圖4-1 圓形篩蓋塑件的分型面4.2 型腔的設(shè)計(jì)計(jì)算型腔用于成型塑件的外表面，它的表面精度直接決定著塑件的表面外觀質(zhì)量。其大概可以分為了以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體組合式、局部組合式以及完全組合式，每種結(jié)構(gòu)形式的用途與優(yōu)缺點(diǎn)都不相同。4.2.1型腔的結(jié)構(gòu)形式選擇為了方便模具的加工制造，且利于部分成型部件的熱處理，故此次型腔可采用整體組合式結(jié)構(gòu)。采用這種結(jié)構(gòu)形式還有利于保證各個(gè)型腔的同心度及尺寸精度的要求，且方便更換。如圖4-2所示：圖4-2 塑件型腔的形式4.2.2型腔的壁厚和底板計(jì)算 在注射和保壓的過(guò)程中，因?yàn)樾颓粫?huì)受到很強(qiáng)的高壓沖擊力，所以設(shè)計(jì)模具型腔時(shí)必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度。一般型腔受到的力有以下幾種：合模時(shí)候的壓應(yīng)力、注射壓力、保壓壓力以及開(kāi)模時(shí)候的拉應(yīng)力等，其中以注射和保壓壓力為主要力。為了在注射過(guò)程中不產(chǎn)生溢料，故由下式可以計(jì)算出塑件壁厚的取值范圍： （4-1）式中：模腔的許用變形量，mm； S塑件的平均收縮率，%； t塑件的厚度，mm。查表得PA的型腔許用變形量為0.0250.04mm，取=0.03mm；成型的收縮率為1.02.3%，取平均值1.65%，代入公式得：t/S=0.03/1.65%=1.82mm （1） 型腔側(cè)壁的厚度計(jì)算 此次設(shè)計(jì)采用的是整體式圓形型腔，其可以視為三邊固定，一邊自由，受力均勻，而最大變形量在自由邊的中點(diǎn)。如圖4-3所示為整體式圓形型腔的示意圖：圖4-3 圓形篩蓋型腔示意圖根據(jù)型腔的側(cè)壁厚度公式： （4-2） 式中：S型腔的側(cè)壁厚度，mm； h型腔的深度，mm； P型腔內(nèi)的單位平均壓力，mm； E型腔材料的彈性模量，MPa； 型腔的許用變形量，mm。代入已知數(shù)據(jù)得：mm（2） 型腔底板的厚度計(jì)算 底板的厚度計(jì)算有兩種，即按剛度條件計(jì)算與按強(qiáng)度計(jì)算。1 按剛度條件計(jì)算，根據(jù)公式： （4-3）式中：H型腔底板的厚度，mm； r圓形型腔的半徑，mm。故代入已知數(shù)據(jù)得：mm2 按強(qiáng)度條件計(jì)算，根據(jù)公式： （4-4）其中：型腔的材料許用應(yīng)力，MPa；已知=140MPa，則代入公式得：=6.3mm4.2.3型腔的尺寸計(jì)算 一般來(lái)說(shuō)，型腔用來(lái)成型塑件的外表面，其值都是趨于增大的，所以實(shí)驗(yàn)室的上偏差都是正值，下偏差為零。要計(jì)算型腔的尺寸，首先要計(jì)算和查表得到塑件的基本尺寸和公差。此次塑件要求的精度等級(jí)為MT5級(jí)，為一般等級(jí)精度。塑件的尺寸如圖4-4所示：圖4-4 塑件的形狀與尺寸 此塑件的平均收縮率S=（1.0+2.3）/2=1.65%=0.0165。由圖4-4可知，=72mm，=69mm，=18.5mm，=9.5mm，=2.0mm，=1.5mm，=5.0mm，按照公差I(lǐng)T9級(jí)來(lái)查找選取，則有：（1） 型腔大端直徑D根據(jù)公式： （4-5）代入已知數(shù)據(jù)得：mm脫模斜度取=0.5。（2） 型腔小端直徑由上式同理可得：mm(3) 型腔的各段深度 （4-6）代入數(shù)據(jù)得： mm同理可得：mmmmmm(4) 中心距C （4-7）代入數(shù)據(jù)得：mm4.3 型芯的設(shè)計(jì)計(jì)算型芯的作用是成型塑件的內(nèi)表面，其結(jié)構(gòu)形式與型腔一樣分為整體式、整體組合式、局部組合式以及完全組合式四種，所以可以根據(jù)不同的塑件來(lái)選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。4.3.1型芯結(jié)構(gòu)形式的選擇 因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的塑件為一個(gè)圓形篩蓋，且內(nèi)表面有螺紋，所以型芯采用整體組合式結(jié)構(gòu)。因?yàn)槊撀菁y型芯的時(shí)候需要旋轉(zhuǎn)，且方便脫模，所以型芯設(shè)計(jì)為軸形式，如圖4-5所示：圖4-5 塑件成型的型芯4.3.2型芯的尺寸計(jì)算（1） 圓柱部分型芯直徑尺寸1 型芯大端直徑根據(jù)公式： （4-8）代入數(shù)據(jù)得：mm脫模斜度取=0.5。2 型芯小端直徑mm脫模斜度取=0.5。（2）型芯的高度 （4-9）代入已經(jīng)數(shù)據(jù)得：mm同理可得：mm(3) 螺紋型芯的尺寸此次設(shè)計(jì)的塑件內(nèi)螺紋螺距選擇為P=2mm的粗牙螺紋，外徑為d=64mm，則：塑件的中徑為：d2=d-0.6495P=64-0.6485x2=62.701mm；塑件的內(nèi)徑為：d1=d-1.0825P=64-1.0825x2=61.835mm。即：mm；d=64mm；mm。所以螺紋型芯的各個(gè)部位的徑向尺寸為：中徑的尺寸： （4-10）mm外徑的尺寸： （4-11）mm內(nèi)徑的尺寸： （4-12）mm螺距的尺寸： （4-13）mm 螺紋配合長(zhǎng)度尺寸：mm5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1 主流道的設(shè)計(jì) 作為注射模具，主流道乃是熔融塑料的必經(jīng)之路，其與注射機(jī)噴嘴接觸頻繁，所以設(shè)計(jì)時(shí)要有一定的要點(diǎn)。（1） 設(shè)計(jì)時(shí)要方便制造，且利于更換，故可采用成澆口套形式；（2） 主流道直徑要有一定的斜度，一般取，以方便凝料從中取出；（3） 因?yàn)橹髁鞯乐苯优c噴嘴接觸，為防止塑料的溢出，其接觸端的球面半徑要大于噴嘴的半徑；此次選擇的澆口套如圖5-1所示：圖5-1 澆口套 為避免凝料較多，選擇澆口套的長(zhǎng)度在能保證塑件能很好成型之前，可以減短其長(zhǎng)度，一般可以取長(zhǎng)度小于或等于60mm。根據(jù)所選注射機(jī)以及相關(guān)材料的要求，故澆口套的直徑為35mm，與注射機(jī)噴嘴處的球面半徑為20mm，主流道直徑為5.5mm,長(zhǎng)度為58mm。其與定模座板間的配合采用過(guò)渡配合H7/m6，與定位圈的配合則采用H9/f9。5.2 分流道的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，因?yàn)橛锌赡芩芗](méi)有位于模具的中心或者是一模多腔的情況，這時(shí)就要設(shè)計(jì)有分流道，以便注射能夠完成。澆注系統(tǒng)中分流道與主流道未端相連，并與澆口直徑大端相接之間熔體塑料流過(guò)的通道，從而使其以平穩(wěn)的流動(dòng)狀態(tài)和一定的壓力流入型腔的過(guò)渡段。所以分流道設(shè)計(jì)，能將注塑的熔體材料均平穩(wěn)和量差不多地分配填充到各個(gè)型腔。（1） 分流道截面形狀的選擇 根據(jù)所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)，分流道的位置可以選擇開(kāi)設(shè)在動(dòng)模板一側(cè)或者定模板一側(cè)，或者也可以開(kāi)設(shè)在動(dòng)、定模的兩側(cè)，但如果是雙分開(kāi)型面，就要開(kāi)設(shè)多條不同的分流道，其截面形狀種類有好多種，如圖5-2所示為分流道的各種截面形狀圖：圖5-2 分流道的截面形狀 分流道的截面如圖5-2所示常見(jiàn)有形狀有圓形、梯形、半圓形、矩形及U形等幾種形式。其中圓形截面的表面積/體積比最小，開(kāi)設(shè)在分型面的兩端，要分別在動(dòng)模鑲件與定模鑲件加工一個(gè)半圓形槽,比在單個(gè)鑲件加工麻煩；其優(yōu)點(diǎn)是能保證流道中心材料的溫度；梯形截面對(duì)加工來(lái)說(shuō)更加容易，由于它與模具表面接觸的面積大，所以熱量損失比圓形的大，材料的使用也相應(yīng)多點(diǎn)；半圓形截面相當(dāng)于圓形截面的一半，它的面積比其他的更小，雖然有時(shí)容易導(dǎo)致塑件不能充滿的概率增大，但是由于此次選擇的材料流動(dòng)性很好，再結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)和塑件的形狀因素，所以本次模具設(shè)計(jì)分流道截面形狀采用半圓形的截面形式。（2） 分流道截面的尺寸 分流道的截面形狀大小的選擇影響著塑件的成型效果，其要根據(jù)塑件的成型體積、壁厚、形狀以及所選材料等來(lái)選擇其尺寸大小。如果尺寸過(guò)小，則會(huì)使得注射時(shí)間加長(zhǎng)，且還有可能出現(xiàn)缺料現(xiàn)象；如果截面尺寸過(guò)大，可能會(huì)使得塑料浪費(fèi)過(guò)多，加長(zhǎng)了冷卻時(shí)間，且還有可能會(huì)使塑件產(chǎn)生氣泡。一般圓形和半圓形的截面直徑可取212mm，且在直徑8mm左右時(shí)效果較好。故此次取半圓形分流道的截面直徑為6mm。（3） 分流道的分布設(shè)計(jì)分流道的路線布置方式主要取決于型腔的個(gè)數(shù)以及布局，其有好多不同的形式各種各樣的放置方式，但大體有非平衡式和平衡式兩種布置，雖然布置形狀可以各種各樣但要遵循以下原則：首先要使分流道排列盡量緊湊不要太過(guò)分散，盡量使模板尺寸變?。黄浯伪M量設(shè)計(jì)流程短的分流道，還要讓它們對(duì)稱布置，使脹模力的大部分力處于注塑機(jī)鎖模力的中心,使注射過(guò)程能夠平穩(wěn)完成。其分布設(shè)計(jì)如圖5-3a、5-3b所示：圖5-3a 分流道的分布圖5-3b 分流道的分布（4）分流道表面粗糙度分流道表面的光滑程度也會(huì)影響著塑件的成型效果，因?yàn)樗c模具接觸的外層塑料冷卻較快，而只有內(nèi)部的熔融塑料狀態(tài)較為理想，所以粗糙度要求不能太低，一般取Ra=1.6m左右，且這樣可以增加對(duì)外層熔融塑料的流動(dòng)阻力，使得熔料的冷卻皮層固定，起到了保溫的作用。5.3 澆口的設(shè)計(jì)澆口是澆注系統(tǒng)中重要的組成部分之一，它是主流道與分流道之間連接的橋梁，不僅能增加熔融塑料的流動(dòng)速度，形成較為理想的流態(tài)，而且還能有利于流體充滿型腔，并在成型后方便澆口與塑件的分離。（1）澆口的基本種類 澆口種類的選擇與塑件的技術(shù)要求、壁厚、形狀以及模具結(jié)構(gòu)形式息息相關(guān)，其的基本種類很多，且各自作用也大不相同。主要形式有：直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、平縫澆口與扇形澆口等，其截面積一般為分流道截面積的3%6%，在設(shè)計(jì)時(shí)可優(yōu)先選擇最小值。（2） 澆口的位置選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)澆口的位置對(duì)塑件的成型影響很大，所以選擇時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：1 首先澆口應(yīng)該要有利于熔體的流動(dòng)與排氣，盡量設(shè)在塑件壁厚較大處；2 其次要不能影響塑件的外觀要求和使用性能；3 再者就是要避免塑件表面產(chǎn)生熔接痕以及縮孔，而且不能設(shè)在受力大的位置。通過(guò)Moldflow軟件劃分模型三形狀網(wǎng)格后，分析出該塑件的哪個(gè)澆口位置最為合理。用戶還可以自己定義澆口的位置，并分析選擇的是否合理,從而避免澆口位置設(shè)置不當(dāng)塑件在注射過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷。如圖5-4為分析后的結(jié)果：圖5-4 澆口位置的分析（3） 澆注時(shí)的填充時(shí)間 根據(jù)模擬分析軟件moldflow進(jìn)行填充模擬分析后，其填充的過(guò)程如圖5-5所示，填充的時(shí)間為最后紅色區(qū)域，從圖中可以看出充填時(shí)間為1.3s。圖5-5 充填過(guò)程分析（4）澆口形狀的選擇 根據(jù)塑件形狀的澆口位置分析結(jié)果以及模具的結(jié)構(gòu)，故此次選擇的是側(cè)澆口形式，其截面形狀多為矩形。對(duì)于中小型塑件來(lái)說(shuō)，其厚度一般為t=0.52.0mm,寬度則取b=1.55.0mm，長(zhǎng)度為l=0.72.0mm。如圖5-6所示：圖5-6 澆口的形式6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在模具內(nèi)部往往都會(huì)有一些氣體，比如自然空氣、水蒸氣等，它們會(huì)導(dǎo)致塑件在成型過(guò)程中產(chǎn)生疏松和氣泡等問(wèn)題，所以必須設(shè)計(jì)有一套排氣系統(tǒng)來(lái)將型腔內(nèi)的氣體順利排出。6.1 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 排氣槽的尺寸和位置選擇一般都是靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)的，因?yàn)樗容^復(fù)雜，且大體都是開(kāi)設(shè)在模具可能出現(xiàn)問(wèn)題的地方，其選擇主要可以參考以下幾點(diǎn)依據(jù)：1 排氣系統(tǒng)排氣時(shí)要快，排氣的速度跟注射機(jī)注射的速度要相符；2 排氣槽在選擇開(kāi)設(shè)位置方面一般要方便加工，且主要設(shè)在凹模一側(cè)；3 一般在澆注的終端處，如塑件、塑料流動(dòng)的末端設(shè)計(jì)排氣槽；4 排氣的地方應(yīng)設(shè)計(jì)在成型塑件壁厚較大的部位，而且要方便清洗冷料；5 排氣口的方向要避開(kāi)工作人員操作的地方，以防止高溫熔料溢出傷到操作人員。總而言之，排氣槽的設(shè)計(jì)影響因素很多，其深度與所選塑料的種類流動(dòng)性、注射壓力和溫度都有關(guān)系，根據(jù)查相關(guān)表格可得到此次模具設(shè)計(jì)的排氣槽深度為0.01mm。6.2 排氣的位置和形式 排氣的形式有很多，其總能在模具結(jié)構(gòu)中自然而然地具有排氣功能，比如可以利用分型面進(jìn)行排氣，因?yàn)榉中兔嬖谥圃斓臅r(shí)候有誤差，其值足夠作為排氣的通道；還可以利用頂件桿的間隙配合縫隙進(jìn)行排氣，即能排氣良好，又不會(huì)產(chǎn)生溢出；再者就是利用一些活動(dòng)的型芯、拼鑲件等，根據(jù)它們的配合來(lái)排氣；如果有一些是大、中型塑件模具時(shí)，因?yàn)樗鼈兊呐艢饬可源?，則可以在凹模分型面熔融塑料的末端開(kāi)設(shè)一個(gè)排氣槽來(lái)進(jìn)行排氣。此次設(shè)計(jì)的排氣槽是利用分型面來(lái)進(jìn)行排氣的，在分型面的定、動(dòng)模間留有1mm的縫隙用于排氣。如圖6-1為模流分析下塑件的氣穴分部范圍，其主要分部在79個(gè)小孔內(nèi)部和下底面的凸緣部分，所以可以通過(guò)小孔型芯與孔間的間隙來(lái)進(jìn)行排氣，而凸緣部分則通過(guò)分開(kāi)型面的間隙來(lái)排氣。圖6-1 塑件的氣穴分部7 導(dǎo)向定位和脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了使模具在合模的時(shí)候能夠正確的運(yùn)動(dòng)工作，所以在模具內(nèi)一定要設(shè)計(jì)有一套良好的導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，其一定要起到以下三個(gè)作用：定位作用、導(dǎo)向作用以及能夠承受一定的側(cè)壓力。 此次設(shè)計(jì)使用的是導(dǎo)柱導(dǎo)套定位導(dǎo)向，其中導(dǎo)柱導(dǎo)套的形式有幾種，如導(dǎo)柱可分為平頭導(dǎo)柱、肩導(dǎo)柱與帶肩定位導(dǎo)柱，帶肩定位導(dǎo)柱一般不是很常用，而平頭導(dǎo)柱則常用于各種模具。（1） 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求 目前我國(guó)的模具已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以與模具相關(guān)的一些零部件也標(biāo)準(zhǔn)化了，我們?cè)谶x擇的時(shí)候按照模具的結(jié)構(gòu)要求來(lái)選擇即可。比如導(dǎo)柱的長(zhǎng)度選擇時(shí)應(yīng)比凸模端面高812mm，以防止型芯先行進(jìn)入型腔而導(dǎo)柱卻沒(méi)有導(dǎo)正其方向；形狀方面導(dǎo)柱前端面要做成錐臺(tái)形或半球形，以方便導(dǎo)柱能夠順利導(dǎo)正方向；材料多采用20鋼、T8及T10，導(dǎo)柱固定部分與導(dǎo)向部分的粗糙度不是一樣，其分別為Ra=0.8m和Ra=0.80.4m,硬度均為5055HRC；一般導(dǎo)柱的數(shù)量都是四根，分別均布在模具的四周，固定端與模板間一般采用H7/m6的過(guò)渡配合，導(dǎo)向部分則采用H7/f7的間隙配合。此次所選導(dǎo)柱如圖7-1所示：圖7-1 導(dǎo)柱（2） 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)要點(diǎn)就是配合導(dǎo)柱的前端要倒圓角，當(dāng)模具模板較薄時(shí)則導(dǎo)套中間可以做成通孔，如果模板比較厚時(shí)則為了避免加工難度導(dǎo)套必須做成盲孔，且在中間打一小孔方便排氣。材料選擇方面最好跟導(dǎo)柱一樣或者選擇耐磨的材料。導(dǎo)套的形狀及尺寸如圖7-2所示：圖7-2 導(dǎo)套7.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具在開(kāi)模時(shí)候，注塑成型件可能會(huì)粘在型腔或型芯上，這時(shí)必須設(shè)計(jì)一個(gè)脫模機(jī)構(gòu)來(lái)使得成型件順利脫出。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)作用旨在將塑件脫出且在這過(guò)程中不能使塑件變形或損壞，所以設(shè)計(jì)時(shí)必須要正確地選擇頂出的位置和頂出力的大小。脫模機(jī)構(gòu)一般都 會(huì)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，因?yàn)閯?dòng)模一側(cè)有頂出的裝置。 此次設(shè)計(jì)的塑件因?yàn)橛袃?nèi)螺紋，所以就要設(shè)計(jì)一個(gè)既能脫螺紋型芯又能將塑件推出的機(jī)構(gòu)，一般脫螺紋的機(jī)構(gòu)有兩種形式，即強(qiáng)制脫螺紋和非強(qiáng)制脫螺紋。要想用強(qiáng)制脫螺紋的的方法，則塑件的材料要選擇成型時(shí)具有彈性的材料，且型芯端面不能有圓弧形狀，螺紋的長(zhǎng)度要盡可能不要太長(zhǎng)；還有一種就是可以利用有彈性的型芯也可以進(jìn)行強(qiáng)制脫螺紋，比如用硅橡膠材料制作的型芯。 非強(qiáng)制脫螺紋的塑件，其外形的設(shè)計(jì)一般要有止動(dòng)的花紋或圖案，以防止在旋轉(zhuǎn)脫螺紋的時(shí)候塑件會(huì)跟著型芯或型腔一起轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖7-3所示為塑件外部設(shè)計(jì)的止轉(zhuǎn)形式：圖7-3 脫螺紋外部止轉(zhuǎn)花紋 此時(shí)型腔可以設(shè)計(jì)在定模，而型芯則留在動(dòng)模，在脫模的時(shí)候，止轉(zhuǎn)的花紋使得塑件在圓周方面不能轉(zhuǎn)動(dòng)，型芯則一邊旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行脫模。這種脫螺紋的方式一般都是不用頂出機(jī)構(gòu)，但設(shè)計(jì)時(shí)還是要注意螺紋型芯與塑件之間應(yīng)該留有螺扣，一般為一扣左右。如果型腔和型芯都留在動(dòng)模一側(cè)時(shí)，則此時(shí)就要設(shè)計(jì)有頂出機(jī)構(gòu)。除了塑件外部可設(shè)計(jì)止動(dòng)形式，螺紋塑件還可以在塑件內(nèi)部和端面設(shè)計(jì)止動(dòng)的方式。 脫螺紋時(shí)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)方式的選擇有幾種，可以選擇人工脫螺紋，即人工驅(qū)動(dòng)的方式；其次就是選擇機(jī)動(dòng)形式脫螺紋，即利用開(kāi)模時(shí)的直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)齒輪齒條方式來(lái)讓回轉(zhuǎn)部件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)螺紋型芯可以一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊把塑件脫出；也可以用其他的驅(qū)動(dòng)方式，如氣、液動(dòng)形式或電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式來(lái)進(jìn)行回轉(zhuǎn)部件的驅(qū)動(dòng)。如圖7-4所示為此次設(shè)計(jì)的齒輪脫螺紋機(jī)構(gòu)：7-4 齒輪脫螺紋機(jī)構(gòu)7.3 脫模力的計(jì)算 在模具進(jìn)行冷卻的時(shí)候，因?yàn)闇囟冉档偷交謴?fù)常溫，其溫差使得塑件形狀有所收縮，此時(shí)塑件會(huì)在型芯上產(chǎn)生一個(gè)包緊力的作用，且除此之外還有其他力的作用，所以脫模的時(shí)候必須要克服這此力的作用才能使塑件從模具脫出。計(jì)算脫模力時(shí)，首先要對(duì)塑件和型芯進(jìn)行受力分析，如圖7-5所示：圖7-5 塑件脫模力的分析由圖7-4可得，摩擦力為： （7-1）再由平衡條件可得： （7-2）聯(lián)立式（7-1）、（7-2）兩式得脫模力為： （7-3）又因?yàn)?，所以?（7-4）式中：P塑件在單位面積內(nèi)對(duì)型芯的正壓力，Pa； A塑件對(duì)型芯包緊的總側(cè)面積，； 脫模斜度，（）； 摩擦系數(shù)。其中P=（4.8411.76）MPa，取平均值P=8.3MPa；=0.5；=0.10.3，取=0.2；A=。代入公式得：8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料在注射到模具內(nèi)時(shí)，為了能夠凝固成型塑件，往往需要設(shè)計(jì)一套冷卻系統(tǒng)來(lái)將塑件進(jìn)行冷卻，從而縮短塑件的成型時(shí)間。對(duì)于不同的材料，其粘度和流動(dòng)性都有所不同，流動(dòng)性好的材料要求模具的溫度低，所以用常溫的水進(jìn)行冷卻即可；流動(dòng)性較差的材料則因?yàn)樗鼈兊某湫湍芰Φ?，所以往往需要?duì)模具進(jìn)行加熱來(lái)提高材料的充型能力。此次選擇的尼龍塑料，其流動(dòng)性較好，所以使用常溫的水來(lái)進(jìn)行冷卻即可。8.1 冷卻系統(tǒng)的尺寸（1）冷卻水道的直徑 為了塑件能夠很好的得到均勻冷卻的效果，所以我們需要知道冷卻系統(tǒng)的總長(zhǎng)度以及表面積等，最主要的是要確定冷卻水道的孔直徑。在選擇水道直徑時(shí)，其值不能大于14mm，一般可以根據(jù)塑件的壁厚與模具結(jié)構(gòu)來(lái)確定，可以參考表8-1所示：表8-1 塑件壁厚與水道直徑的關(guān)系塑件的平均壁厚/mm22446水道直徑/mm81010121014根據(jù)此次設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)與塑件壁厚，所以選擇的冷卻水道直徑為8mm。（2） 冷卻回路的總表面積 冷卻回路的總表面積的確定對(duì)于塑件的冷卻也是重要的部分，它關(guān)系到塑件的冷卻效果的好壞，以及塑件成型與脫模的時(shí)間，其可以按式（8-1）計(jì)算： （8-1）式中：A冷卻回路的總表面積，； M單位時(shí)間內(nèi)的注射量，； q單位時(shí)間內(nèi)釋放的熱量，； a冷卻水表面的傳熱系數(shù)，； 模具成型表面溫度，； 冷卻水的平均溫度，。冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)可按公式（8-2）來(lái)計(jì)算： （8-2）式中：冷卻水在此溫度下的密度，； v冷卻水的流速，m/s； d冷卻水孔直徑，m； 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù)。已知=1000；v=1.66m/s；=8.0，代入式（8-2）得：已知M=118；a=7932；=230；=25，代入式（8-1）得：（3） 冷卻回路的總長(zhǎng)度 冷卻總長(zhǎng)度可按式（8-3）計(jì)算： （8-3）代入上述數(shù)據(jù)得：8.2 冷卻系統(tǒng)的布置 冷卻回路的結(jié)構(gòu)形式有很多種，其根據(jù)模具結(jié)構(gòu)與型腔的不同而可以選擇不同的形式，如果塑件的形狀比較簡(jiǎn)單的話則可以選擇簡(jiǎn)單流道式結(jié)構(gòu)；再者如果要求冷卻效果要很好的時(shí)候，則可以選擇螺旋式結(jié)構(gòu)冷卻，但此結(jié)構(gòu)的加工比較麻煩；除此之外還有隔片導(dǎo)流式、噴流式以及導(dǎo)熱桿、導(dǎo)熱型芯等。 因?yàn)榇舜卧O(shè)計(jì)的塑件形狀是圓形篩蓋，屬于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的類型，再根據(jù)模具的總體結(jié)構(gòu)，為了能夠使塑件有良好的冷卻，故本次設(shè)計(jì)的冷卻回路如圖8-1所示：圖8-1 冷卻回路布置圖冷卻回路的布置有兩層，分別在型腔和鑲塊一側(cè)，其回路總長(zhǎng)度為，通過(guò)用模流軟件進(jìn)行冷卻分析后得到圖8-2的結(jié)果，其回路的冷卻液溫差為0.6度，所以符合要求。圖8-2 冷卻回路介質(zhì)的溫度結(jié)果9 脫模零部件的設(shè)計(jì)9.1 脫螺紋電機(jī)的選用 內(nèi)螺紋塑件脫模的時(shí)候，其型芯脫出塑件的速度要與注射機(jī)的開(kāi)模速度要相符合才行。如果前