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塑料后蓋畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
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
塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱高聚物。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，通過共聚、交聯(lián)、共混、復(fù)合、增強(qiáng)、填充和發(fā)泡等方法來改進(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代周期也越來越短，對(duì)塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來越高的要求。
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“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的勞動(dòng)力”。
近年來，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。“美酒愈陳愈香”，但軟件技術(shù)則不同，停止就意味著被淘汰，CAD/CAM系統(tǒng)的開發(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)的開發(fā)主要可分為三種方式：（1）完全自主版權(quán)的開發(fā)，一切需從底層做起；（2）基于某個(gè)通用CAD 系統(tǒng)的二次開發(fā)，如基于AutoCAD軟件的二次開發(fā)；（3）基于CAD/CAM軟件平臺(tái)的開發(fā)，此類開發(fā)界于前兩種方式之間，較二次開發(fā)可以更深入核心層，具有開發(fā)周期短、見效快、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)與開放式結(jié)構(gòu)。基于組件的功能可為設(shè)計(jì)者提供很大程度的柔性，通過組件技術(shù)提供的功能模塊，開發(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)為開放奠定了基礎(chǔ)，既然開放就應(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則是一種用來定義組件如何與ORB交換信息的標(biāo)準(zhǔn)語言。
(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來越深入、廣泛.如PARASOLID的復(fù)雜過渡處理、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發(fā)環(huán)境。這種集成開發(fā)環(huán)境可大大提高開發(fā)者的開發(fā)效率，更便于以CAD/CAM為核心的集成化、一體化產(chǎn)品的開發(fā)。
1.2塑料模具的分類
塑料模具的分類的方法很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分為以下幾類：
1. 注射模（又稱注塑模）；
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、成型過程中的物理、化學(xué)變化以及塑料的組成、分類及其性能。
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)各類模具的要求。
9. 掌握各類成型模具的結(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)過的各門課程，綜合運(yùn)用各種知識(shí)來完善這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
13. 在設(shè)計(jì)過程中，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 塑件的工藝分析
2.1 材料的選擇
本產(chǎn)品為塑料的后蓋，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。能滿足以上性能的塑料材料有多種，但從材料的來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，并且作為后蓋ABS能滿足它的使用性能合成型特性。
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無毒、無味，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、無機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，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)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是賴熱性不高，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)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可以用來制作紡織器材、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)
注射類型：螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min
噴嘴類型：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 ：50～70 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，壁厚過小成型時(shí)流動(dòng)阻力大，大型塑件就難以充滿型腔。塑件壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足一下幾方面要求：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、裂紋甚至開裂。塑件局部過厚會(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１∶３，且應(yīng)采用適當(dāng)?shù)男揎棸霃揭詼p緩厚薄過渡部分的突然變化。
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，甚至在脫模過程中由于成型內(nèi)應(yīng)力而開裂，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。
塑料后蓋畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
第3章 注塑機(jī)的型號(hào)和規(guī)格的選擇及校核
3.1 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注塑量校核
模具型腔能否充滿與注塑機(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）
3.3 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本說明書表二。
由上面的公式得F≥PA2+PA1×n
p值查本說明書表二（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。
3.4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。
3.5 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。
3.6開模行程的校核
開模取出塑件所需的開模距離必需小于注塑機(jī)的最大開模行程。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,與模具厚度無關(guān)。
由于采用單分型面注塑模,其開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)最大開模行程（mm）
3.7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)也滿足（詳見澆注系統(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)也能滿足要求（詳見澆注系統(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，滿足要求。
3.8 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。
第4章 型腔的數(shù)目決定及分布
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，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。這種型芯通常稱為側(cè)型芯，并加工成可動(dòng)形式。
這里考慮開模時(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。
本塑料制件為塑料后蓋，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。故采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式。
第5章 分型面的選擇
5.1 分型面的設(shè)計(jì)
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要應(yīng)素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造工藝有密切的關(guān)系，并且直接影響到塑料熔體的流動(dòng)充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。
選擇分型面時(shí)一般應(yīng)尊循以下幾項(xiàng)基本原則：
1. 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
2. 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；
3. 保證塑件的精度要求；
4. 滿足塑件外觀質(zhì)量的要求；
5. 便于模具的加工與制造；
6. 對(duì)成型面積的影響；
7. 排氣的效果的考慮；
8. 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。
根據(jù)分型面選擇的原則，通過綜合分析比較，確定以下的兩個(gè)方案：?jiǎn)畏中兔婧碗p分型面。
方案一：雙分型面
選用雙分型面形式的優(yōu)點(diǎn)：模具進(jìn)料均勻、平穩(wěn)。
選用雙分型面形式的缺點(diǎn)：增加模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下點(diǎn)澆口的痕跡。不符合模具的加工經(jīng)濟(jì)性。
方案二：選用單分型面結(jié)構(gòu)的示意圖如下：
選用單分型面的優(yōu)點(diǎn)：使模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，減小模具的厚度，也節(jié)省了模具材料，且在脫模后塑料制件的外表面無澆口的痕跡。進(jìn)料的距離也大大的縮短了。
從以上的兩個(gè)方案進(jìn)行比較，采用方案二（單分型面）比采用方案一（雙分型面）更符合要求，方案二符合了模具的加工經(jīng)濟(jì)性，因此，本模具宜采用雙分型面的形式。
圖5.1
第6章 成型零件的工作形式計(jì)算及結(jié)構(gòu)形式
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。
6.1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)常考慮一下幾種：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。
6.2 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。本塑件為塑料后蓋其精度要求較高，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
6.3 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。本塑件為塑料后蓋其精度要求較高，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。
6.4 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)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚。
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。
第7章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要完節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良性能和理想性能的塑料制件以及最佳的成型效率有直接應(yīng)響，是模具設(shè)計(jì)者重視的技術(shù)問題。
對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：
1. 采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失；
2. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣；
3. 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量；
4. 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。
從給出的塑料制件看，既要保證塑件的外觀要求，又要考慮澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)原則。
7.1 主流道的設(shè)計(jì)
主流道是注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分，它的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響，因此，必須使熔體的溫度降和壓力事實(shí)損失最小。通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度，其錐角α為2°～6°，小端直徑d注射機(jī)噴嘴直徑大0.5～1mm.由于小端的前面是球面，其深度為3～5mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1～2mm。流道的表面粗糙度Ra≤0.8μm。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53～57HRC。
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(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理。
主流道的設(shè)計(jì)參考教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P114表5-2主流的部分尺寸：
表3.2
符號(hào)
名稱
尺寸
d
主流道小直徑
注射噴嘴直徑+（0.5~1）
SR
主流道球面半徑
噴嘴球面半徑+（1~2）
h
球面配合高度
3~5
a
主流道錐角
2゜~6゜
L
主流道長(zhǎng)度
盡量≤60
D
主流道大端直徑
d+2Ltga/2
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P386表2-40常用熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格XS-ZY-250：
噴嘴球半徑=ф18㎜；主流道小端直徑=4㎜。
則主流道小端直徑d=4+1=5㎜;
球面配合高度h取4㎜；
主流道錐角α取40 ；
主流道球面直徑SR=18+3=21㎜;
L和D還待定。
7.2 分流道設(shè)計(jì)
分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，能使塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。
在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到以上的原則有兩種設(shè)計(jì)形式：圓形截面分流道和梯形截面分流道。下面是這兩種形式的比較：
圓形截面分流道：在相同截面積的情況下，其比面積最小，它的流動(dòng)性和傳熱性都好。
梯形截面分流道：在相同截面積的情況下，其比面積大，塑料熔體熱量散失及流動(dòng)阻力均不大。
比較以上的兩種形式，再考慮加工的經(jīng)濟(jì)性，采用圓形截面分流道更符合設(shè)計(jì)的要求，故本模具的分流道設(shè)計(jì)形式采用了圓形截面分流道的形式。
7.3澆口的設(shè)計(jì)
澆口是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對(duì)塑件的性能和質(zhì)量的影響很大。常用的澆口形式很多，但從本產(chǎn)品的性能來分析，直澆口和點(diǎn)澆口都不適合，為了保證制品的外觀質(zhì)量，節(jié)省澆注系統(tǒng)的凝料量，采用潛伏式的形式較適合。
參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P119和模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)表2-53潛伏式澆口形式的推薦尺寸：
h=1~1.5㎜;
e=0.6~0.8p㎜;
t=2~3㎜
r =0~20
a =50~200
再參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P120,潛伏澆口開設(shè)在推桿的上部而進(jìn)料口在推桿上端的形式，潛伏式澆口一般為圓形截面，其尺寸可根據(jù)推薦植和具體選取。
再對(duì)照上面給定的推薦值取 h =1.2mm
e =1.2mm
t =2.4mm
r =20
a =90
7.4冷料井的設(shè)計(jì)
冷料井又稱冷料穴，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。
7.5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)在分型面上開設(shè)很小的排氣槽（ABS排氣槽深度為0.03㎜）。
第8章 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
8.1導(dǎo)套和導(dǎo)柱
8.1.1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。
8.1.2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?
8.2 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。
8.2.1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?；蛏舷履Ｎ恢谜_，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?
第9章 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。
9.1 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?。?.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。
第10章 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。
10.1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。
10.2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。
第11章 模具的動(dòng)作過程
11.1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)來完成，但使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜?？紤]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，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)
11.2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。其零件圖見圖紙。
設(shè)計(jì)小結(jié)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是在修完所有課程之后，我們走向社會(huì)之前的一次綜合性設(shè)計(jì)。在此次設(shè)計(jì)中，主要用到所學(xué)的注射模設(shè)計(jì)，以及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)。著重說明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射機(jī)的選擇及相關(guān)參數(shù)校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、注射模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，側(cè)面分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計(jì)等。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我更加了解模具設(shè)計(jì)的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實(shí)際工作中遇到的實(shí)際問題，這為我們以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。
本設(shè)計(jì)采用了導(dǎo)柱的模具結(jié)構(gòu)，在注射成型冷卻后，動(dòng)模部分隨著注射機(jī)的動(dòng)模向后移動(dòng)，動(dòng)模板與定模板間分型，而在拉料桿的作用之下把澆注系統(tǒng)的凝料隨之拉出來一起與動(dòng)模移動(dòng)；當(dāng)型芯與型腔完全分離后，塑料制件留在型芯上。這時(shí)推出機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作，通過推桿把制件頂出模外；最后在合模時(shí)，在彈簧與復(fù)位桿的作用下使模具閉合，完成了一次成型。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)也得到了廣大老師和同學(xué)的幫助，在此一一表示感謝！由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，且水平有限，時(shí)間倉促。設(shè)計(jì)過程中難免有錯(cuò)誤和欠妥之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正。
在編寫說明書過程中，我參考了《塑料模成型工藝與模具設(shè)計(jì)》、《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《模具制造工藝》等有關(guān)教材。引用了有關(guān)手冊(cè)的公式及圖表。但由于本人水平的有限，本說明書存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望老師多加指正，以達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的。
致謝
感謝在這次設(shè)計(jì)中幫助過我的所有老師和同學(xué).在這次設(shè)計(jì)中特別要感謝我的指導(dǎo)老師是他不厭其煩的給我講解和指出我圖紙和說明書的錯(cuò)誤和不合理之處.特此感謝。
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