U盤蓋注射模具設(shè)計說明書

U盤蓋注塑模設(shè)計說明書 揚州市職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計設(shè)計課題：U盤蓋注塑模模具設(shè)計系 別： 機械工程系 專 業(yè)：模具設(shè)計與制造班 級： 07模 具（3）姓 名： 巫 萍 學 號： 指導教師： 池 寅 生 完成時間： 10年4月 目 錄 摘要 3一、 塑件及成型工藝分析 3（一） 塑件的分析 3（二） 熱塑性塑料ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 4（三） ABS的性能分析 5二、 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 6（一） 分型面位置的確定 6（二） 確定型腔數(shù)量及排列方式 7（三） 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 7三、 注射機型號的確定 8（一） 所需注射量的計算 8（二） 注射機型號的選定 8（三） 型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核 9四、 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計 11（一） 主流道的設(shè)計 12（二） 冷料穴的設(shè)計 13（三） 分流道的設(shè)計 13（四） 澆口的設(shè)計 14（五） 澆注系統(tǒng)的平衡 15（六） 澆注系統(tǒng)凝料體積的計算 15五、 澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計算 15（一） 塑件的成型收縮率 16（二） 明確塑件尺寸公差等級 16（三） 型腔型芯各尺寸的計算 17（四） 型腔零件強度、剛度的校核 19六、 模架的確定和標準件的選用 20（一） 定模座板 20（二） 凸模固定板 20（三） 支承板 20（四） 墊塊 20（五） 動模座板 21（六） 模套 21（七） 推板 21（八） 推桿固定板 21七、 合模導向機構(gòu)設(shè)計 21（一） 導向機構(gòu)的總體設(shè)計 21（二） 導柱的設(shè)計 22（三） 導套的設(shè)計 22（四） 推板導柱與導套的設(shè)計 23八、 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 24（一） 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 24（二） 塑件推出的基本方式 24（三） 塑件的推出機構(gòu) 24（四） 脫模力的計算 25（五） 脫模力校核 25九、 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 26（一） 側(cè)向分型與抽芯類型的確定 26（二） 斜滑塊（瓣合模）的幾種方案對比 26（三） 斜滑塊的組合形式 26（四） 斜滑塊的導滑形式 26（五） 塑件在瓣合模中脫模過程的設(shè)計 27（六） 設(shè)計要領(lǐng) 27（七） 各項尺寸的計算與校核 27十、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 28十一、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 28十二、 模具的裝配、調(diào)試與維 29（一） 模具的裝配 29（二） 模具的調(diào)試 30（三） 模具的維護 31（四） 模具的工作過程 31畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 33 謝辭 35參考文獻 36U盤蓋注塑模模具設(shè)計摘要：畢業(yè)設(shè)計課題的制品是最常見的U盤的蓋子。U盤是閃存的一種，有小巧便于攜帶、儲存量大、價格便宜的特點。U盤蓋可用于保護U盤蓋USB接口處的磨損，延長了U盤的使用壽命。制品材料為高頻特種熱塑性塑料ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），材料收縮率僅0.4%0.7% 。由制品圖可知，該制品尺寸較小，形狀不規(guī)則，采用推件桿推出塑件，另外，塑件表面有通孔，為使制品順利脫模而又不影響制品要求，需采用側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，是本模具中設(shè)計的要點。其他結(jié)構(gòu)設(shè)計在此不再贅述，詳細內(nèi)容見后面章節(jié)。關(guān)鍵詞：一模四腔 瓣合模（斜滑塊） 側(cè)向分型 一次推出 二次分型一、塑件成型工藝性分析（一）塑件的分析1塑件如圖1所示： 2塑料名稱ABS3狀態(tài)顆粒狀4生產(chǎn)綱領(lǐng)大批量生產(chǎn)5塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝性分析（1）結(jié)構(gòu)分析如下： 該塑件作為U盤的蓋子，外形為倒有圓角的立方體，其中倆個角做了改變，為倒角和圓弧，制件上有一個通孔。制件的內(nèi)部倆側(cè)之間有角度要求，所以在模具設(shè)計和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工藝以保證塑件精度。（2）成型工藝分析如下： 由于制件的外表面要求平整、光潔、美觀，無棱角； 精度等級：采用一般精度5級； 脫模斜度：該塑料件高為26.13mm，寬度為5.03mm，但由于原料在注射時流動性極好，因此，塑件不放脫模斜度。（二）熱塑性塑料ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)1. 注射成型過程（1）成型前的準備。對ABS的色澤、細度、和均勻度等進行檢驗。并嚴格控制添加劑的含量。由于ABS吸濕性很小，僅0. 1，所以成型前需稍微進行干燥處理即可。（2）注射過程塑料在注射機料桶內(nèi)進行加熱塑化到流動狀態(tài)后，由模具的流注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分為充模、保壓、放氣和固化4個階段。（3）塑件的后處理放到烘箱里，繼續(xù)熱固化完全，并消除應力。2. ABS的注射工藝參數(shù)（1） 注射機：螺桿式（2） 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：2050 （3） 料筒溫度（）后段：8580 中段：165180 前段：180200 （4） 噴嘴溫度（）170180 噴嘴形式：直通式（5） 模具溫度（）：5080 （6） 注射壓力（Mpa）：60100（7） 保壓壓力力（Mpa）：60100（8） 成型時間（s）：注射2090；保壓05； 冷卻時間20150；成型周期：60100（三）ABS的性能分析1. 使用性能綜合性能良好，沖擊強度較高，化學穩(wěn)定性，電性能良好。適于制作一般機械零件、減摩耐磨零件、傳動零件和電訊結(jié)構(gòu)零件。2. 成型性能（1）無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢邊值為0.04毫米左右。（2）吸濕性強，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間的預熱干燥。（3）成型時宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為250）。3 ABS的主要性能指標密度/(g/cm3)1.021.16屈服強度/MPa98質(zhì)量體積/(cm3/g)0.860.98拉抗強度/MPa80吸水率24h/()0.20.4拉伸彈性模量/GPa1.8玻璃化溫度/90108抗彎強度/MPa126熔點/130160彎曲彈性模量/GPa2.8計算收縮率/()0.40.7抗壓強度/MPa7198比熱容/(J/(kgK)1680抗剪強度/MPa75注：源自參考文獻塑料模具設(shè)計與制造簡明手冊中表2-29 二、擬定模具結(jié)構(gòu)形式（一）分型面位置的確定1. 分型面的選擇原則（1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量（2）分型面應選擇在塑件的最大截面處（3）盡可能使塑件在動模一側(cè)（4）有利于保證塑件的尺寸精度（5）盡可能滿足塑件的使用要求（6）盡可能減少塑件在合模方向的投影面積（7）長型芯應置于開模方向（8）有利于排氣（9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu) 該塑件在進行模具設(shè)計時，已經(jīng)充分考慮的上述原則，同時從所提供的塑件圖樣可看出該塑件表面有6一通孔，所以在分型時需進行側(cè)向抽芯分型。2.分型面選擇方案 （1）分型面選擇方案I。 第一分型面與開模方向垂直；第二分型面與開模方向平行。分型面的形式與位置如圖2所示。動模型芯（長為36）利用開模動作從塑件中抽出，塑件外側(cè)凸凹利用瓣合?；蚧瑝K來成型，分型定距短（單邊距離為8mm左右），整個塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡單。（2）分型面選擇方案II。 第一分型面與開模方向垂直；第二分型面與開模方向平行，如圖3所示。塑件的表面成型精度不高，且制件兩端面不允許有分型線的要求。綜上所述，分型面采用方案I模具結(jié)構(gòu)相對簡單，塑件成型精度可靠，滿足塑件外觀質(zhì)量要求，因此采用方案I。 （二）確定型腔數(shù)量及排列方式 當塑件分型面確定后，就需要考慮是采用單腔模還是多型腔模。 一般來說，大中型塑件和精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。故由此初步擬定采用一模四腔。如圖4所示。（三）模具結(jié)構(gòu)形式的確定 該塑件外觀質(zhì)量要求較高，從該塑件的外部特征可以看出塑件外形是一有凸凹圓環(huán)的類軸零件，15外圓柱一兩個17的圓環(huán)，對該塑件進行模塑成型時，凸凹圓環(huán)只能采用側(cè)向成型。側(cè)向成型方法有多種形式，有斜導柱、斜導槽和彎銷驅(qū)動側(cè)向滑塊成型，有斜滑塊側(cè)向成型等方法。而斜滑塊側(cè)向成型要比斜導柱和彎銷驅(qū)動成型機構(gòu)簡單的多，因此本設(shè)計采用斜滑塊側(cè)向成型，因此可初步擬定采用兩型腔三分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，前兩個分型面為水平分型面，后者為垂直分型面，如圖6所示。三、注射機型號的確定 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注塑模是應該詳細了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格，設(shè)計人員必須對這些參數(shù)進行校核，倘若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量再進行調(diào)整。（一）所需注射量的計算 1對塑件體積、質(zhì)量的計算 對于該設(shè)計，用戶提供了塑件的圖樣及尺寸，據(jù)此建立模型并對此模型分析得：塑件體積 V1 1.81 cm3塑件質(zhì)量 m1 =1.11.811.991g2澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算 可按塑件體積的0.6倍計算，由于該模具采用一模四腔，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為： V2= 4V10.641.9910.6 4.778cm33 該模具一次注射所需塑料PT-610 體積 V0 = 4V1+V2 = 41.81+4.778 12.01cm3 質(zhì)量 m0 = = 1.112.01 13.211g（二）注射機型號的選定近年來我國引進注射機型號很多，國內(nèi)注射機生產(chǎn)廠的新機型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注塑模設(shè)計和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準備。在設(shè)計模具時，最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的注射機使用說明上標明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上的計算初步選定型號為SZ45型臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)如下：注：以上參數(shù)由參考文獻5第392頁及公司提供部分參數(shù)（三）型腔數(shù)量及注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核1型腔數(shù)量的校核（1）由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量 上式右邊944，符合要求。式中 K注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M注射機的額定塑化量（g/s），該注射機用戶提供為6g/s； t成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30s進行校核； m1單個塑件的質(zhì)量和體積（g或cm3），取m11.991g 澆注系統(tǒng)塑料質(zhì)量或體積（g或cm3），取0.61.99144.78 g 。（2）由注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量 上式右邊17.34，符合要求。式中 注射機允許的最大注射量（g/cm3），該注射機為45g。其他符號意義與取值同前。（3）由注射機的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 塑件在充模過程中產(chǎn)生的脹模力主要作用在兩個位置：在兩瓣合模上的作用面積約為A111720340塑件與模板的接觸面積約為A123.14（17/2）2226.87 上式右邊11.24，符合要求。式中 F 注射機的額定鎖模力（N），該注射機為4105N;A14個塑件在分型面上的投影面積（mm2），A14112.68449.072mm2；A2澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2），A2157.2mm2；塑料熔體對型腔的成型壓力（），一般是注射壓力的 30%65%，該處取型腔平均壓力為11965%77.35。2注射機的工藝參數(shù)的校核（1）注射量校核注射量以容積表示 最大注射容積為 0.8545=38.25 cm3式中 模具型腔和流道的最大容積（cm3）； V 指定型號與規(guī)格的注射機注射量容積（cm3），該注射機為45cm3； 注射系數(shù)，取0.750.85，該處取0.85。倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留的時間就會過長。所以最小注射量容積。故每次注射的實際注射量容積應滿足，而12.01cm3,符合要求。（2）鎖模力的校核 在前面已經(jīng)進行，符合要求。 （3）最大注射壓力的校核 注射機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力Pmax=157,應該大于注射成型所需用的注射壓力,即 式中 安全系數(shù)，常取1.251.4。實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需注射壓力為70100。代值計算符合要求。3.安裝尺寸的校核（1）噴嘴尺寸主流道的小端直徑D大于注射機噴嘴d,通常為 D=d+(0.51)mm對于該模具d=3mm,取D=4mm,符合要求。主流道入口的凹球面半徑SR0應大于注射機噴嘴球半徑SR，通常為 SR0SR+(12)mm對于該模具SR=12mm,取SR0=13mm,符合要求。（2）定位圈尺寸 注射機定位孔尺寸為55mm,定位圈尺寸取55mm，兩者之間從呈較松動的間隙配合，符合要求。（3）最大與最小模具厚度 模具厚度H應滿足 式中=90 =240而該模具厚度H=20+50+25+30+60+20=205mm,符合要求。4.開模行程和推出機構(gòu)的校核 （1）開模行程校核 HH1+H2+(510)mm式中H注射機動模板的開模行程（mm）,取240mm, H1塑件推出行程（mm）,取18mmH2包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）,其值為H2=26+6+25+（510）=62mm67mm，取H265mm上式右邊65+18+（510）90230mm,符合要求。注：對于上面2)、3)、4)、5)的校核內(nèi)容是與后面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計交叉進行的，但為了行文整體形式與內(nèi)容的統(tǒng)一，所以將此部分內(nèi)容放與此。四、澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑料質(zhì)量影響很大。它分為普通流道系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。（一）主流道的設(shè)計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。1主流道尺寸（1） 主流道小端直徑 D 注射機噴嘴直徑（0.51） 3（0.51），取D=3.5mm（2） 主流道球面半徑 SR0注射機噴嘴球頭半徑（12） 12（12），取SR013mm （3） 球面配合高度 取h1mm。（4） 主流道長度盡量小于65mm,由實際設(shè)計的模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L42mm（5） 主流道大端直徑 （半錐角為12 ，取2 ），=7mm（6） 澆口套總長L0=42+h=43mm2主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口道，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC55HRC,如圖7所示。由于該模具主流道較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式較宜，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖7所示。3主流道襯套的固定主流道襯套的固定形式如圖9所示 （二）冷料穴的設(shè)計 1.主流道冷料穴的設(shè)計開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑應稍大于主流道大端直徑。由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型，冷料穴分別開在左右側(cè)滑塊上，開模時，將主流道中的凝料拉出，側(cè)向分型時，冷料穴中的凝料及塑件同時被推出。該模具采用Z字形拉料桿的結(jié)構(gòu)形式。2.分流道冷料穴的設(shè)計 分流道的設(shè)計與主流道相似，采用Z字形拉料桿的結(jié)構(gòu)形式。（三）分流道的設(shè)計1分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。該模具的流道布置形式采用平衡式，在瓣合模部分開設(shè)分流道。該流道形式是由本模具結(jié)構(gòu)形式所確定，無其他最佳方案選擇， 圖10是最佳分流道布置形式。2分流道的長度 根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，分流道長度應盡量短，且少彎折，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。根據(jù)該模具的結(jié)構(gòu)形式，由設(shè)計圖中得該模具分流道的長度為單邊為7.9mm，分流道總長度為L=5.2+27.921mm。如圖10。3分流道的形狀及尺寸為了便于加工及凝料的脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。工程設(shè)計中的截面形狀應盡量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）小，在溫度較高塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。常采用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式。圓形截面的比表面積最小，但需開設(shè)在分型面的兩側(cè)，在制造時一定要注意模板上兩部分形狀對中吻合；梯形及U形截面分流道加工較易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用的形式；半圓形截面分流道需用球頭銑刀加工，其表面積比梯形和U形截面分流道略大，在設(shè)計中也有采用；矩形截面分流道因其比表面積較大，且流動阻力也大，故在設(shè)計中不常采用。本模具是瓣合模結(jié)構(gòu)，為了便于瓣合模上分流道的加工， 所以開設(shè)圓形分流道最好，其直徑為3.5mm。但在加工和安裝時應注意兩個半圓的同心度和最大錯位距離。4分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.631.6，這樣表面稍有不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處Ra0.8。5分流道向澆口過渡部分的結(jié)構(gòu)分流道向澆口過渡部分的結(jié)構(gòu)如圖10所示。（五） 澆口的設(shè)計澆口是連接流道與型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口截面積通常為分流道截面積的0.07倍0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5mm2.0mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。1澆口類型及位置的確定 該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時從所提供塑件圖樣中可看出，在中部17的圓周上設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而又成為標準澆口。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。2澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗計算（1）側(cè)澆口各數(shù)據(jù)的經(jīng)驗取值參照本公司的同種塑料的其他塑件產(chǎn)品的模具的澆口經(jīng)驗值初步確定側(cè)澆口各尺寸： 高度 寬度 長度其尺寸實際應用效果如何，應在試模中檢驗與改進。（五）澆注系統(tǒng)的平衡對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。（六）澆注系統(tǒng)凝料體積的計算1主流道凝料的體積計算2分流道凝料體積計算3澆口凝料體積計算很小，可取為0。4澆注系統(tǒng)凝料體積（七）澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計算1流過澆口的體積 2流過分流道的體積 3流過主流道的體積 五、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算 塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。（一）塑件的成型收縮率 由圖2 收縮率經(jīng)驗曲線可知，此塑件的收縮率為0.55%。（二）明確塑件尺寸公差等級20.11 20.11 20.9 20.93.02 3.026 612.06 12.065.03 5.0322.09 22.09 8.04 8.04 26.13 26.13 20.15 20.1521.07 21.07（三）型腔型芯各尺寸的計算（本部分計算公式均參照參考文獻1第143148頁）1型腔的徑向尺寸的計算 （公式6.5）式中 模具成型零件在常溫下的實際尺寸； 塑件的計算收縮率，有圖2知0.0055； 塑件在常溫下的實際尺寸； 塑件尺寸小精度高，取0.75。22.098.04 2型芯徑向尺寸的計算 （公式6.7）式中各符號意義與取值同前。20.11 20.93.0263型腔深度尺寸的計算 （公式6.8）26.1320.1521.074型芯高度尺寸的計算 （公式6.9）12.06 5.03（四）型腔零件強度、剛度的校核對于該套模具，塑件除上下表面的其余的外形由瓣合模上的型腔成型，顯然此部分的型腔能夠滿足剛度和強度的要求，不需進行校核。對于與塑件接觸的上下表面的模板也顯然能夠滿足剛度和強度的要求，不需進行校核。此模具型腔零件的強度和剛度滿足使用要求。六、模架的確定和標準件的選用 以上內(nèi)容計算確定之后，便可根據(jù)計算結(jié)果選定模架。在學校做設(shè)計時，模架部分可參照各模板標準尺寸來繪圖；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式、規(guī)格及標準代號，這樣能大大縮短模具制造的周期，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。 模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進行必要的剛度或強度的計算，以校核所選模架是否適當，尤其對大型模具，這一點尤為重要。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標準模架，沒有發(fā)現(xiàn)較合適的標準模架，故最終以100L 、A4型模架為參照，自主設(shè)計各成型零件結(jié)構(gòu)和尺寸，并選用部分標準零部件和參數(shù)。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有凸出部分；模具外表面應光潔，加涂防銹油。兩模板之間應有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便的分開兩塊模板。（一）定模座板（150mm230mm、厚20mm）定模座板是模具與注射機連接固定的板，材料為45鋼。通過4個M10的內(nèi)六角圓柱螺釘與上凸模固定板連接；定位圈通過4個M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為H8/f8配合。（二）定模板（150mm230mm、厚45mm）用于固定凸模固定塊及型芯和導套、澆口套等。固定板應有一定的厚度和足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成。最好調(diào)制處理230HB270HB。（三）動模板（150mm230mm、厚30mm）用于固定型芯，斜滑塊等。固定板應有一定的厚度和足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成。最好調(diào)制處理230HB270HB。（四）支承板（150mm230mm、厚25mm）支承板應具有較高的平行度和硬度。該套模具的下型芯固在凸模固定板上，然后由支承板支承其強度、壓力。材料為45鋼。（五）墊塊（70mm230mm、厚28mm）1主要作用 在動模座板與支承板之間形成推出機構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。2結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。3墊塊材料 墊塊材料為Q235A，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。該模具用Q235A制造。4墊塊的高度校核符合要求。式中 頂出板限位銷的厚度，為4mm；推板的厚度，為15mm；推板固定板的厚度，為13mm； 推出行程，為17.42mm；推出行程富余量，一般為3mm6mm，取3.5mm。（六）動模座板（150mm230mm，厚20mm）材料為45鋼，其上的注射機頂桿孔為50mm。其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合。用4個M10的內(nèi)六角螺釘將到下凸模固定板直徑的模板固定。（七）推板（90mm230mm，厚15mm）材料為45鋼。其上的推板導套孔與推板導套采用H7/k6配合。用4個M6的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。（八）推桿固定板（90mm230mm，厚13mm）材料為45鋼。其上的推板導套孔與推板導套采用H7/f9配合。七、合模導向機構(gòu)的設(shè)計當采用標準模架時，因模架本身帶有導向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導向定位裝置時，則需設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。本模具采用非標準模具（自主設(shè)計），但為了減少制造成本和制造周期，提高經(jīng)濟效率，導向機構(gòu)盡量外購。（一）導向機構(gòu)的總體設(shè)計1導向零件應合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導柱和導套后變形。2該模具采用4根導柱，為不使在裝配和維修時出錯，在均勻分布的基礎(chǔ)上把其中一根導柱偏移2mm。3該模具導柱安裝在支承板和下凸模固定板上，導套分別安裝在模套及上凸模固定板和定模座板上。4為了保證分型面很好的接觸，導柱和導套在分型面處應制有承屑槽，即可削去一個面或在導套的孔口倒角，該模具采用后者。5在合模時，應保證導向零件先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞。6動定模板采用合并加工，可保證同軸度要求。（二）導柱設(shè)計1該模具采用帶頭導柱，不加油槽，如圖11所示。2導柱的長度必須比凸模端高度高出6mm8mm。 3為使導柱能順利地進入導向孔，導柱的端部常做成圓錐形或球形先導部分。 4導柱的直徑 應根據(jù)模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度（該模具導柱參照A4型模架可知為16）。 5導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按H7/k6配合，導柱滑動部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合。 6導柱工作的部分的表面粗糙度為Ra0.4。7導柱應具有堅硬耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為50HRC以上或45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度為50HRC以上。（三）導套的設(shè)計導套與安裝在另一半模上的導柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導向精密的圓套形零件。導套常用的結(jié)構(gòu)有兩種形式：直導套（GB/T4169.21984）、帶頭導套（GB/T4169.3 1984）。1.結(jié)構(gòu)形式。分別采用帶頭導套（I型），如圖12 所示。2.導套的端面應倒圓角，導套孔最好做成通孔，有利于排出孔內(nèi)剩余空氣。3.導套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4。導套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/f7配合。4.導套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制成，該模具中采用T8A。淬火硬度50HRC以上。（四）推板導柱與導套的設(shè)計該套模具采用推板導柱固定在動模板上的固定形式。推板導柱除了起導向作用外，還支撐著支承板，從而改善了支承板的受力狀況，大大提高了支承板的剛性。該模具設(shè)置了2套推板導柱與導套，它們之間采用H7/f7配合其形狀與尺寸配合如圖13所示。八、脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)，也常稱為推出機構(gòu)。（一）脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則 塑件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時應遵循下列原則。1. 推出機構(gòu)應盡量設(shè)在動模一側(cè)。2. 推桿應設(shè)在脫模阻力大的地方。3. 推桿應均勻布置。4. 保證塑件不因推出而變形損壞。5. 機構(gòu)簡單、動作可靠。6. 良好的塑件外觀。7. 合模時準確復位。（二）塑件推出的基本方式1推桿推出 推桿是一種基本的、也是一種常用的塑件推出方式。常用的推桿形式有圓形、階梯形。2推件板推出 對于輪廓封閉且周長較長的塑件，采用推件板推出機構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)塑件的形狀而定。3氣壓推出對于大型深型腔塑件，經(jīng)常采用或輔助采用氣壓推出方式。本套模具的推出機構(gòu)形式簡單，全部采用推桿推出。（三）塑件的推出機構(gòu)1）.帶肩的階梯形推桿，如圖14所示。每個塑件由3根推桿推出，總共12根。2）.推桿應設(shè)在脫模阻力大的地方。3）.推桿應布置均勻。4）.推桿應設(shè)在塑件強度，剛度較大的地方。5）.推桿形式為階梯形推桿。6）.推桿直徑與模板的推桿孔采用H8/f8間隙配合。7）.通常推桿裝入模具后，其端面應與型腔底面平行或高出型腔底面0.05-0.10mm。8）.推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙，這樣可以降低加工要求，又能再多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔的加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死的現(xiàn)象。9）.推桿的材料常用T8、T10碳素工具鋼，熱處理要求硬度50HRC以上，工作端配合部分的表面粗糙度為0.8。（四）脫模力的計算 脫模力是從動模一側(cè)的主型芯上脫出塑件所需施加的外力，需克服塑件對型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機構(gòu)本身的運動阻力。脫模力是注射模脫模機構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)。但脫模力的計算非常復雜。其計算方法有簡單的估算和分析算法?，F(xiàn)用簡單估算發(fā)進行對模具的脫模力的計算。 式中 A塑件包括型芯的面積 塑件對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.20.5，去0.35 拔模斜度，本塑件沒有拔模斜度，0。 塑件對型芯單位面積的包緊力，一般情況下，模外冷卻的塑件取2.41073.9107，模內(nèi)冷卻的塑件取0.81071.2107。1第一次分型時脫模力計算（1）澆口套內(nèi)凝料的脫模力計算由機械設(shè)計手冊軟件版（R2.0）可計算出第一次分型時澆口套內(nèi)凝料的面積A=420mm2，此時取2o。代入上式得Ft11.322KN（2）型芯的脫模力計算 由機械設(shè)計手冊軟件版（R2.0）可計算出上型芯的表面積為A164mm2此時塑件無拔模斜度，0。代入上式得Ft20.574KN 所以第一次分型脫模力FtFt1+Ft21.896KN2第二次分型脫模力的計算由機械設(shè)計手冊軟件版（R2.0）可計算出此時A=1346mm2，0代入上式得Ft=4.771KN。（五）脫模力的校核1第一次分型時，因為4.77KN 1.896KN，有可能塑件或瓣合模在開模時留在動模，也許有可能由于其他原因留在定模，所以為了使瓣合模和塑件在開模時能順利留在動模一側(cè)，在定模部分設(shè)置了2套對稱布置的彈簧及彈簧頂銷。其中的頂銷為圓頭銷：材料35鋼，熱處理硬度28HRC38HRC。圓柱螺旋壓縮彈簧：材料65Mn、型號2.0715 III類、最大工作載荷376N。校核：4套彈簧的最大預壓力F43761504N 所以符合要求。2第二、三次分型時，阻力包括型芯的脫模阻力、瓣合模與模套的摩擦力，總計為5.5KN，但由于該注射機的液壓頂出力大于200KN,遠遠大于5.5KN以及前面的脫模力總和，所以模具在分型時沒有問題。九、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)用來成型塑件上的外側(cè)凸起、凹槽和孔以及殼體塑件的內(nèi)側(cè)局部凸起、凹槽和不通孔。具有側(cè)抽芯機構(gòu)的注塑模，其活動零件多、動作復雜，在設(shè)計中特別要注意其機構(gòu)的可靠、靈活和高效。側(cè)抽芯機構(gòu)類型很多，根據(jù)動力來源不同，一般可分為機動、液壓或氣動以及手動三大類型。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)進行合理選用（一）側(cè)向分型與抽芯機類型的確定該套模具采用機動側(cè)抽結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動方式為斜滑塊。斜滑塊驅(qū)動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，通常斜滑塊由錐形模套鎖緊，能承受較大側(cè)向力，但抽拔距離不大。此塑件的側(cè)凸較小，所需的抽芯距不大，但側(cè)凸的成型面積較小，因而需較大抽芯力，故采用此機構(gòu)較為合宜。根據(jù)斜滑塊側(cè)向分型與抽芯的特點，利用推出機構(gòu)的推力驅(qū)動斜滑塊斜向運動，在塑件被推出脫模的同時，由斜滑塊完成側(cè)向分型與抽芯動作。（二）斜滑塊（瓣合模塊）的幾種方案對比1瓣合模塊在定模內(nèi)（鎖緊塊）滑動。這種結(jié)構(gòu)難于控制相對于塑件中心的外形尺寸，但便于塑件的自動掉落，在塑件推出方式上和采用推件板、推桿、推管推出塑件。2瓣合模塊在推件板上滑動。采用此結(jié)構(gòu)易于控制相對于塑件中心的外形尺寸，但塑件不易自動掉落，有落在瓣合模塊內(nèi)的可能。3瓣合模塊在動模內(nèi)滑動。容易控制塑件尺寸，為了使塑件能自動掉落，設(shè)計時應避免采用塑件留在瓣合模塊底部的結(jié)構(gòu)。綜上所述，該套模具宜采用第三種方案的結(jié)構(gòu)形式，用推桿推動瓣合模塊（三）斜滑塊的組合形式設(shè)計及組合方式時，應考慮分型與抽芯的方向要求，并保證塑件具有較好的外觀質(zhì)量，另外，還應使滑塊的組合部分具有足夠的強度。該套模具采用兩瓣合模塊組合的結(jié)構(gòu)形式。（四）斜滑塊的導滑形式根據(jù)導滑部位作用的不同，斜滑塊的導滑形式可分為3種類型。1滑塊導滑。2斜推桿導滑。3推桿擺動與平移。該套模具采用滑塊導滑，其斜向滑槽為矩形導滑槽。利用斜滑塊外側(cè)面的凸耳與錐形模套內(nèi)壁對應的斜向滑槽滑動配合，達到側(cè)向分型與復位的目的。同時為了防止開模時滑塊被粘附在定模上，在定模部分設(shè)置了4套彈簧和彈簧頂銷。（五）塑件在瓣合模中脫模過程的設(shè)計對于本模具，瓣合模的脫模過程為抽芯與側(cè)向分型同時進行，并同時結(jié)束。（六）設(shè)計要領(lǐng)1正確選擇主型芯位置（這直接關(guān)系到塑件能否自動脫模） 一般將主型芯位置設(shè)于動模，這樣在脫模的過程中，塑件雖與主型芯脫松，但側(cè)向分型時對塑件仍有限制側(cè)向移動的作用，所以塑件不會粘附在斜滑塊上，脫模比較順利。對于該套模具，側(cè)向抽芯距離很小，應將主型芯（本模具為下型芯）設(shè)置在動模部分，這樣還能使動模部分型芯的抽芯與側(cè)向分型幾乎同時完成。2開模時，斜滑塊的止動斜滑塊通常設(shè)置在動模部分，并要求塑件對動模部分包緊力大于定模部分的包緊力。當動模部分的包緊力小于定模部分的包緊力時，如果沒有止動裝置，則斜滑塊在開模動作剛剛開始，便有可能與動模產(chǎn)生相對運動，導致塑件損壞。為了避免這種現(xiàn)象，該套模具采用彈簧頂銷止動裝置（也可采用導銷止動裝置）。3斜滑塊的傾斜角和推出行程由于斜滑塊的強度較高，斜滑塊的傾斜角可比斜導柱的傾斜角大一些，一般在30o范圍內(nèi)選取。該套模具斜滑塊的傾斜角選20o。斜滑塊的推出行程必須小于斜滑塊導滑總長L的2/3。該套模具推出行程為3.5mm，為斜滑塊導滑長度21.28mm的0.16倍，合乎要求，并且采用了4顆螺銷對斜滑塊的推出進行限位，不會造成復位困難，所以能夠滿足要求。4斜滑塊的裝配要求為了保證斜滑塊在合模時其拼合面密合，避免注射成型時產(chǎn)生飛邊，模具閉合后斜滑塊底部與模板之間應有0.2mm0.5mm的間隙，同時斜滑塊還必須高出模套0.2mm0.5mm。當使用一段時間斜滑塊與導滑槽之間有磨損之后，再通過磨削斜滑塊的端面，可繼續(xù)保持垂直分型面的密合性。對于該套模具，如果斜滑塊底部與凸模固定板之間有0.2mm0.5mm的間隙，塑料PT610注射成型時易產(chǎn)生溢料飛邊，所以應使斜滑塊底部與凸模固定板間隙0.015mm，而模套稍低與斜滑塊的高度0.3mm，以確保合模時斜滑塊鎖緊。5斜滑塊推出時的限位在每瓣斜滑塊上開有兩長槽，用壓板壓住限位。（七）各項尺寸的計算與校核斜滑塊、模套、推桿、導柱之間的相對位置以及脫模推出完成后的相對位置如圖18所示。1斜滑塊形式為兩瓣形式。2整體尺寸（兩瓣組合時）初步設(shè)計下表面的尺寸為75mm163mm，上表面的寬度約為因上表面在加工時，較難保證此尺寸精度，所以在加工時以下表面的尺寸75mm163mm和傾斜角20o、斜滑塊高度