注塑件設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)（.doc

1 緒論1.1 引言模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(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)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械、電子、輕工、汽車、紡織、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國、日本、法國、瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2 課題研究的目的與意義塑料模具產(chǎn)業(yè)近年來在我國發(fā)展很快，隨之而來的是日益激烈的市場競爭，加入WTO后，外國模具廠家進(jìn)入國內(nèi)市場，要在激烈的競爭中脫穎而出，發(fā)展模具標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)施模具的專業(yè)化生產(chǎn)至關(guān)重要?，F(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)中，模具由于其加工效率高，互換性好，節(jié)約原材料，所以得到很廣泛的應(yīng)用。模具的用途廣泛，模具的種類繁多，科學(xué)地進(jìn)行模具分類，對有計(jì)劃地發(fā)展模具工業(yè)，系統(tǒng)地研究、開發(fā)模具生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的現(xiàn)代化，充分發(fā)揮模具的功能和作用；對研究、制訂模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)水平，提高模具生產(chǎn)效率，縮短模具的制造周期，都具有十分重要的意義。1.3 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及今后發(fā)展趨勢20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離：（1）注重開發(fā)大型、精密、復(fù)雜模具；隨著我國轎車、家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。2 注塑件的設(shè)計(jì)2.1 功能設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能，并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo)。該塑件（如圖2-1）承受外力的幾率不大，如沖擊載荷、振動(dòng)、摩擦等情況比較少；塑件的工作溫度是室溫，這使得在材料選擇時(shí)對熱變形溫度，脆化溫度，分解溫度的要求降低；作為一種塑件產(chǎn)品，就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命，在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素；此外，塑料都會(huì)老化，還要考慮到材料的光氧化等問題。圖 2-1 外殼圖2.2 材料選擇通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來說，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力、彈性模量、彎曲強(qiáng)度、表面硬度等；其次才是成型難易和經(jīng)濟(jì)性問題,以下是對幾種常用塑料材料的性能對比，如表2-1所示：表2-1: 三種材料性能參數(shù)表ABSPS尼龍密 度1.021.051.041.061.181.20收 縮 率0.30.80.60.80.82.5熔 點(diǎn)130160131165220240熱變形溫度（45N/cm）65986590132138模具溫度6080406085120噴嘴溫度180190160170250300中段溫度180230170190270320后段溫度150170140160250270注射壓力601006010050110拉伸強(qiáng)度334935636066拉伸彈性模量1.82.83.52.3彎曲強(qiáng)度806198105113彎曲彈性模量1.4-1.54壓縮強(qiáng)口沖擊強(qiáng)度11200.250.40不斷硬 度R6286洛氏M658011.7HB體積電阻率1016101710191015介電常數(shù)60Hz2.45.0106 Hz2.760Hz3.0擊穿電壓-19272030外 觀淺象牙色或白色不透明無色透明、摔打音清脆透明微黃特 點(diǎn)耐熱、表面硬度高、，尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好，易加工，可鍍鉻耐水、耐化學(xué)品、絕緣性好、不耐沖擊不耐溫透明度高、硬而韌、高抗沖、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)電絕緣性和耐熱性好、耐開裂耐藥品性差。材料最終選定為ABS,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動(dòng)性好，易于成型；成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為0.5 ；溢料值為0.04 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短，制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。2.3 脫模斜度該塑件采用的塑料是ABS，而ABS的成型收縮率較?。?.3-0.8%），而且塑件不太復(fù)雜，對型芯的包緊面積也不太大，所以應(yīng)取較合適的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。這里脫模斜度取1。2.4 壁厚圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，如2mm、3mm、1mm、等。壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻，并由此產(chǎn)生許多質(zhì)量問題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開裂。為防止此類現(xiàn)象出現(xiàn)，這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì)，故我在壁厚不同處采取過渡設(shè)計(jì)，例如：采用圓弧過渡等措施。2.5 圓角從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處都設(shè)計(jì)了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動(dòng)充模性能，減少了流動(dòng)阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應(yīng)的圓角，提高了成型零件的強(qiáng)度。2.6 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量2.6.1 尺寸精度（1）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，所以精度要求為一般精度即可，但是由于要保證輪與殼體軸的閉合，所以應(yīng)該對精度要求高些，對其要有公差配合要求，應(yīng)選擇高精度。 新標(biāo)準(zhǔn)將塑件制品等級分為三級，即精密級、中級和自由尺寸等級，其尺寸公差見表1-5。表 1-5 塑料制品精度等級的選用（SJ 1372-78）類型塑 料 品 種建 議 采 用 精 度精密中等自由尺寸 1聚苯乙烯ABS聚甲基丙烯酸甲酯聚碳酸酯聚砜酚醛塑料氨基塑料30%玻璃纖維增強(qiáng)塑料3452尼龍6，尼龍66，尼龍610，尼龍9，尼龍1010氯化聚醚硬聚氯乙烯，醋酸纖維素4563聚甲醛聚丙烯低壓聚乙烯567 4軟聚氯乙烯高壓聚乙烯678根據(jù)精度等級選用表，ABS的高精度為3級，一般精度為4級。（2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為： =+ 式中 制件總的成型誤差； 塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差；模具成型零件制造精度所引起的誤差； 模具磨損后所引起的誤差；模具安裝，配合間隙引起的誤差；（3）影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個(gè)方面。模具 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。塑料材料 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。成型工藝 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。2.6.2 塑件的表面質(zhì)量塑件的外表面要求沒有缺陷，沒有導(dǎo)電雜質(zhì)，因?yàn)橐獙ν獗砻孢M(jìn)行電鍍，所以外表面應(yīng)比較光滑即外表面粗糙度較低，其內(nèi)表面無特別要求。2.6.3 塑件體積和質(zhì)量的計(jì)算該產(chǎn)品材料為尼龍塑料，其密度為1.021.05103（Kg/m），收縮率為0.0030.008。計(jì)算其平均密度為1.035103（Kg/m），平均收縮率為0.005，下面主要對下殼進(jìn)行計(jì)算和校核。計(jì)算塑件體積：使用Pro/e軟件對塑件三維模型進(jìn)行分析得：塑件體積為V= 2391.24mm3計(jì)算塑件質(zhì)量：由公式M=V=1.0351031062391.2410-9=2.475g3 注塑成型的準(zhǔn)備3.1 注塑成型工藝簡介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個(gè)階段的工作：圖3-1 注塑成型壓力時(shí)間曲線（1）物料準(zhǔn)備：成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過程：塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段，注塑過程可以用如圖所示3.1所示。圖中t0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（t=t1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間t1到t2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時(shí)間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從t2到t3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）制件后處理：由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10020度至熱變形溫度以下1020度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121，加熱溫度為100121，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取29小時(shí)。3.2 注塑成型工藝條件（1）溫度：注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。ABS料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3-1所示：表3-1 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)料筒溫度 /噴嘴溫度/模具溫度/熱變形溫度 /前段中段后段1.82MPA0.45MPA200210220220606596（2）壓力：注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像尼龍流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為3.427.5MPA。（3）時(shí)間：完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、其他時(shí)間（開模、脫模、涂脫磨劑、安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為35秒，保壓時(shí)間一般為20120秒，冷卻時(shí)間一般為30120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表3-2所示：表3-2 成型周期與壁厚關(guān)系制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0284.085經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表3-3所示：表3-3 制品成型工藝參數(shù)初步確定特性內(nèi)容特性內(nèi)容噴嘴形式直通式模具溫度50噴嘴溫度()220后段溫度()220中段溫度()210前段溫度()200注射壓力MPa85120保壓力MPa80注射時(shí)間s35保壓時(shí)間s20冷卻時(shí)間s20其他時(shí)間s3干燥溫度()6080干燥時(shí)間()13后處理溫度70，保溫時(shí)間2小時(shí)。3.3 注塑機(jī)的選擇3.3.1 注塑機(jī)簡介1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī)，這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破，目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%；注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%。成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快，產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。注塑機(jī)的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。常用的說法有：（1）按設(shè)備外形特征分類：臥式、立式、直角式、多工位注塑機(jī)。（2）按加工能力分類：超小型、小型、中型、大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類，但日常生活中用的較少。3.3.2 注塑機(jī)基本參數(shù)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，購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。（1）公稱注塑量：指在對空注射的情況下，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。常用的注射速率如表3-4所示表3-4 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系注射量/CM 125 250500100020004000600010000注射速率/CM/S125 200333570890133016002000注射時(shí)間/S 11.251.5 1.752.25 3 3.75 5（4）塑化能力：單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量，塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會(huì)加長成型周期。（5）鎖模力：注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力，在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開。（6）合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸，拉桿空間，模板間最大開距，動(dòng)模板的行程，模具最大厚度與最小厚度等。這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。（7）開合模速度：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn)，以及開模，推出制件時(shí)不使塑料制件損壞，要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理，即合模時(shí)從快到慢，開模時(shí)由慢到快在到停。（8）空循環(huán)時(shí)間：在沒有塑化，注射保壓，冷卻，取出制件等動(dòng)作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。3.3.3 選擇注塑機(jī)（1）由注射量選定注射機(jī)由PRO/E建模分析得（材料密度取1.035103Kg/m）塑件體積為:V= 2391.24mm3塑件質(zhì)量為:M=2.475g澆注系統(tǒng)質(zhì)量 =1.2g= =3.675/0.8=4.594g式中：M實(shí)際注射量(g)；額定注射量(g)；K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8。由此選擇臥式注射成型機(jī)：XS-ZY-60；該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見表：表3-5 國產(chǎn)注射機(jī)XS-Z-60技術(shù)參數(shù)表特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥式拉桿空間(mm)190x300公稱注射量(cm)60移模行程(mm)180螺桿(柱塞)直徑(mm)38最大模具厚度(mm)200注射壓力(MP)122最小模具厚度(mm)70注射時(shí)間(s)-鎖模形式(mm)液壓-機(jī)械注射方式柱塞式模具定位孔直徑(mm)120螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)-噴嘴圓弧半徑(mm)12鎖模力(KN)500噴嘴孔直徑4（2）注射壓力校核ABS塑料推薦注射壓力為7090MPa，考慮到本制件壁厚較小，充模阻力較大取注射壓力為80 Mpa,根據(jù)已選的注射機(jī)可知符合要求。（3）鎖模力校核注射成型時(shí)的塑料會(huì)產(chǎn)生模板間的漲模力，此漲模力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分形面上的投影面積與型腔壓力之積。為防止模具分型面被漲模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處會(huì)產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使注射機(jī)的額定鎖模力大于漲模力。則 30（143675）式中，F(xiàn)注塑機(jī)額定鎖模力(N)；單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積(m)；澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(m)；塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力(查模具設(shè)計(jì)手冊)（2040MPa）。（4） 噴嘴尺寸校核在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機(jī)噴嘴球面半徑R1大12 mm，主流道小端直徑D取比注射機(jī)噴嘴直徑d大0.51 mm，如圖3-2所示，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則。 圖3-2 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系 （5） 定位圈尺寸校核 注塑機(jī)固定模板臺(tái)面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺(tái)徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔深度。（6） 模具厚度校核模具厚度必須滿足下式：H H H 70 189 200 滿足要求。式中 H所設(shè)計(jì)的模具厚度 189mm； H注塑機(jī)所允許的最小模具厚度70mm；H注塑機(jī)所允許的最大模具厚度200mm；（7） 開模行程校核模具開模取出制品所需的開模距離必須小于注射機(jī)的開模行程。注射機(jī)最大的開模行程的大小直接影響模具所形成的塑件高度，太小時(shí)塑件無法從動(dòng)定模之間取出。所選注塑機(jī)為液壓機(jī)械聯(lián)合作用鎖模機(jī)構(gòu)，最大開模行程不受模具厚度影響。此時(shí)最大開模行程S等于注塑機(jī)移動(dòng)、固定模板臺(tái)面之間的最大距離減去模具厚度SH+H+（510）mm 18025+25+10 18060 滿足要求。 式中 S注塑機(jī)移模行程180 mm；H推出距離25 mm；H流道凝料與塑件高度25 mm。4 模具設(shè)計(jì)4.1 分型面的設(shè)計(jì)為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具取出，以及為了安放嵌件，將模具適時(shí)地分成兩個(gè)或若干個(gè)組成部分，這些可以分離部分地接觸面，統(tǒng)稱分型面。從分型面地?cái)?shù)目來看：單分型面、雙分型面、多分型面。從分型面形狀來看：平面、斜面、階梯面、曲面。從分型面地開模方式來看：平行于開模方向，垂直與開模方向，與開模方向呈一斜角。模具設(shè)計(jì)中分型面的選擇很關(guān)鍵,它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。選擇模具的分型面時(shí)應(yīng)考慮以下基本原則：（1）分型面的選擇應(yīng)有利于脫模（2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求（3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造（4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯（5）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處（6）便于塑件脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊（7）對成型面積的影響由于考慮到該塑件有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以選擇單分型面水平分型方式,可以減少對側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，且開模時(shí)動(dòng)定模直接分開，又可減少模具加工難度又便于成型后出件。4.2 型腔數(shù)的確定一模具兩件的布局將使抽芯機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜,所以不采用該方案。選擇方案如下:采用輪與殼體配套的一模一件,生產(chǎn)效率偏低,但也能適應(yīng)中小批量的生產(chǎn)要求,料流比較順暢,流程較短,零件質(zhì)量較好。經(jīng)過分析采用一模一件。如圖4-1所示圖 4-1 輪與殼體配套的一模一件4.3 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則（1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；（2）盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時(shí)間；（3）澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇行流動(dòng)，并有利于排氣和補(bǔ)縮；（4）避免高壓熔體對型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移。（5）澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；（6）熔合縫位置必須合理安排，必要時(shí)配置冷料井或溢料槽；盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量；（7）澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口必須有IT8以上精度。4.3.2 主流道和分流道設(shè)計(jì)1.主流道頂部設(shè)計(jì)成半球形凸坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出，由于主流道與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，選用45號鋼材并經(jīng)熱處理提高硬度，設(shè)計(jì)獨(dú)立的定位環(huán)用來安裝模具時(shí)起定位作用，主流道襯套的進(jìn)口直徑略大于噴嘴直徑1mm以避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的堵截。定義：主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。主流道形狀及其與注塑機(jī)噴嘴配合關(guān)系如圖4-2 圖4-2 主流道形狀與注塑機(jī)噴嘴配合關(guān)系圖A.小端直徑D2=D1+（0.51mm）B.小端球半徑R2=R1+（12mm）（其中D1、R1分別為注射機(jī)射出口的直徑及注射頭的球半徑) 由于ABS流動(dòng)性一般，所以主流道進(jìn)口端的截面直徑取稍大些。根據(jù)所選注塑機(jī)的噴嘴前端孔徑及注塑機(jī)注塑量60 cm查塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)表6-1得：主流道進(jìn)口端直徑 D=5mm主流道進(jìn)口端的截面直徑 D=6mm錐角 =3主流道出口端圓角半徑R=0.125D=0.75mm取1mm主流道表壁的表面粗糙度R=0.8m主流道長度L=22mm注塑機(jī)噴嘴前端孔徑R1=5.5所以主流道進(jìn)口端球面半徑取R2=5mm 主流道如圖4-3所示：圖4-3 主流道設(shè)計(jì)圖2.澆注系統(tǒng)的平衡對于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。（1）分流道的平衡在多腔模具中，熔體在主流道與各分流道，或各分流道之間的體積流量是不會(huì)相同的，但可以認(rèn)為他們的流速是相等的，以此達(dá)到各型腔同時(shí)充滿的目的。為此各流道之間應(yīng)以不同的長度或截面尺寸來達(dá)到流量不等，經(jīng)分析可推導(dǎo)，可用下式進(jìn)行平衡計(jì)算：L1/L2=d1/d2=Q1/Q2式中 Q1，Q2熔融樹脂分別在流道1 和流道2 中的流量，cm3/s；d1,d2分流道1 和分流道2 的直徑， cm;L1，L2分流道1 和分流道2 的長度，cm。上式?jīng)]有考慮分流道轉(zhuǎn)彎局部阻力的影響，以及模具溫度不均的影響。實(shí)際上尚須對這些因素作校正，才能達(dá)到充模時(shí)間相等的目的。當(dāng)分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等時(shí)，則各流道的長度變化、長度尺寸等均應(yīng)相同（2）澆口的平衡在多型腔非平衡分流道布置時(shí)，由于主流道到各型腔的分流道長度或各型腔所需填充流量不同，也可采用調(diào)整各澆口截面尺寸的方法，使熔融體同時(shí)充滿各型腔。澆口平衡簡稱為BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔BGV 值相同，基本上能達(dá)到平衡填充。對于多型腔相同制品的模具，其澆口平衡計(jì)算公式如下：BGV式中 Ag澆口的截面積，m;Lg澆口的長度，mm;Lr分流道的長度，mm。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般澆口的截面積與分流道的截面積之比Ag/Ar 取0.070.09。該模具，各個(gè)型腔不相同，形狀及截面尺寸都不相同，顯然要進(jìn)行BGV計(jì)算。3.分流道截面形狀 分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來越多。本次設(shè)計(jì)采用圓形截面。由PRO/E建模分析得（材料密度取1.035103Kg/m）塑件各部分體積比為大輪V：小輪V：殼體V=4：1：10分流道直徑d為3mm，到小輪的分流道長度Lr1=12mm, 到大輪的分流道長度Lr2=10mm，到殼體的分流道長度Lr3=3mm。各澆口的長度Lg=1.5mm(1)分流道截面積ArAr=3.14=7.065 m(2)選小輪澆口為基準(zhǔn)澆口，其截面積AgAg=0.08 Ar=3 t=0.087.065=0.5652 mt=0.75mm b=3t=2.25mm(3)其他澆口的面積根據(jù) V：V：V=BGV:BGV:BGV 4：1：10= ：所以 Ag=3t=2.0638 m t=0.829mm b=3t=2.487mm Ag=3t=2.826 m t=0.971mm b=3t=2.913mm4.3.3 澆口套設(shè)計(jì)由于注塑成型時(shí)主流道要與高溫塑料熔體和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以一般都不將主流道直接開在定模上，將它單獨(dú)開設(shè)在一個(gè)嵌套中，然后將此套再嵌入定模內(nèi)，此套為澆口套,也稱為主流道襯套。澆口套應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼材8A，熱處理硬度為53-57HRC。長度應(yīng)與定模配合部分的厚度一致，主流道出口處的端面不得突出在分型面上，否則不僅會(huì)造成溢料，而且還會(huì)壓壞模具。襯套與定模之間的配合采用H7/6。選擇的澆口套如圖4-4所示：圖4-4 澆口套設(shè)計(jì)圖4.3.4冷料穴及拉料桿 冷料穴的作用是貯存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止熔體冷料進(jìn)入型腔。冷料穴一般設(shè)在主流道的末端，當(dāng)分流道較長時(shí)，在分流道的末端有時(shí)也開設(shè)冷料穴。 拉料桿冷料井可分為頂出桿成型的“拉頂”冷料井、拉料桿成型的“拉料”冷料井和凹坑拉料冷料井。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用Z字形拉料桿如圖4-5，工作時(shí)依靠Z字形鉤將主流道凝料拉出澆口套，推出后由于鉤子的方向性而不能自動(dòng)脫料，需要人工取出。 圖4-5 冷料穴和拉料桿形式4.3.5 排氣方式此制件屬中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和推桿的間隙排氣，不開設(shè)專門排氣槽，這樣既可減少設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，又可節(jié)約設(shè)計(jì)成本。4.4 成型零件設(shè)計(jì)4.4.1 型腔及型芯的設(shè)計(jì)（1）凹模的設(shè)計(jì)為了保證凹模使用壽命，不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料。并且凹模損壞后，維修、更換方便。所以選用整體嵌入式凹模-沉孔嵌入式。結(jié)構(gòu)形式如圖4-6所示：圖4-6 凹模設(shè)計(jì)圖(2）凸模的設(shè)計(jì)由于整體式凸模浪費(fèi)材料太大并且切削加工量大，在當(dāng)今的模具結(jié)構(gòu)中幾乎沒有這種結(jié)構(gòu)。所以凸模也選擇整體嵌入式-沉孔嵌入式。結(jié)構(gòu)如圖4-7所示： 圖4-7 凸模設(shè)計(jì)圖4.4.2 工作尺寸計(jì)算（1）凹模的工作尺寸計(jì)算其工作尺寸屬于包容尺寸，盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。徑向尺寸計(jì)算公式：L=深度尺寸計(jì)算公式：H=式中 L為塑件外形最大尺寸，mm；K為塑件的平均收縮率0.005；為塑件的尺寸公差，mm；為模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/4；H為塑件高度方向的最大尺寸，mm。凹模長度尺寸計(jì)算為：凹模深度尺寸計(jì)算為：凹模寬度尺寸計(jì)算為：（2）凸模的工作尺寸計(jì)算其工作尺寸屬于被包容尺寸，盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。徑向尺寸計(jì)算公式： =高度尺寸計(jì)算公式： =式中 為塑件外形最大尺寸，mm；K為塑件的平均收縮率0.005；為塑件的尺寸公差，mm；為模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/4；為塑件高度方向的最大尺寸，mm。凸模長度尺寸計(jì)算為：凸模寬度尺寸計(jì)算為：凸模高度尺寸計(jì)算為：（3）中心距尺寸的計(jì)算模具上中心距尺寸與制品上中心距的公差標(biāo)注均采用雙向等值公差和表示。此外，在中心距尺寸的計(jì)算中不考慮磨損量，中心距尺寸計(jì)算,公式如下式中 模具中心距尺寸，mm；塑件心中距尺寸，mm。所以4.5 模架的選取模架是注射模的骨架。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模板、動(dòng)模板、動(dòng)模座板、墊塊、推板、推板固定板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿、斜導(dǎo)柱等組成。由于澆口采用的是點(diǎn)澆口所以模架需選擇小水口模架，根據(jù)行腔尺寸查塑料模具設(shè)計(jì)附錄B提供的標(biāo)準(zhǔn)模架圖例選取模架型號為A1-200200-16-Z2 GB/T12556.1-1990，結(jié)構(gòu)及尺寸如圖4-8所示：圖4-8 模架圖4.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位、承受側(cè)壓力三個(gè)作用，為了使合模動(dòng)作更加可靠平穩(wěn)在型腔周圍設(shè)四根導(dǎo)柱，將導(dǎo)柱開設(shè)在動(dòng)模側(cè)即導(dǎo)柱正裝，為保護(hù)型芯，避免合模時(shí)凸模進(jìn)入凹模時(shí)由于方位搞錯(cuò)而損壞模具或由于定位不準(zhǔn)而互相碰傷，設(shè)在動(dòng)模上的導(dǎo)柱長度高出型芯68mm，導(dǎo)柱采用帶頭導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動(dòng)配合H7/f6，固定段表面粗糙度為Ra1.6m導(dǎo)向段表面也用Ra1.6m，導(dǎo)柱需要有硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的芯部，因此采用材料T8A滲碳（0.50.8mm深），經(jīng)淬火處理（HRC60）。導(dǎo)柱如圖4-9所示： 圖4-9 導(dǎo)柱圖導(dǎo)套選用直導(dǎo)套，導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為過渡配合H7/f6，外表面與模板孔為較緊的過渡配合H7/k6，粗糙度內(nèi)外表面均用Ra0.8m，材料選用T8A滲碳淬火處理，表面硬度為HRC60。導(dǎo)套如圖4-10所示：圖4-10 導(dǎo)套圖4.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.7.1 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則（1）頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要準(zhǔn)確，可靠，靈活，無卡死現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服托模阻力。（2）保證在頂出過程中塑件不變性，這是對定出機(jī)構(gòu)的最基本的要求。在設(shè)計(jì)時(shí)要正確估計(jì)塑件對模具粘附力的大小和所在位置，合理的設(shè)計(jì)頂出部位，使頂出力能均勻合理的分布，要讓塑件能平穩(wěn)的從模具中脫出而不會(huì)產(chǎn)生變型。頂出力中大部分是用來克服因塑料收縮而產(chǎn)生的包緊力，這個(gè)力的大小與塑料品種性能，以及塑件的幾何形狀復(fù)雜程度，型腔深度，壁厚還有模具溫度，定出時(shí)間，脫模斜度，模具成型零件的表面粗糙度等因素有關(guān)，其影響因素較為復(fù)雜，很難進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。一般原則是塑料收縮率越大，塑件壁越厚，型芯尺寸越大，形狀越復(fù)雜，型芯深度越深，脫模斜度越小，模具溫度越低，冷卻時(shí)間越長，成型零件表面粗糙度越大，其對模具的包緊力就會(huì)越大，此時(shí)就應(yīng)選擇頂出力較大的頂出方式。（3）頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯，且定出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被破壞。（4）頂出力應(yīng)作用在不易使塑件產(chǎn)生變形的位置，如加強(qiáng)筋，凸緣，厚壁處等。應(yīng)盡量避免使頂出力作用在塑件的平面位置上。（5）若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位出凹進(jìn)塑件0.1mm左右，而頂出桿端面則應(yīng)高于基準(zhǔn)面，否則塑件表面會(huì)出現(xiàn)凸起，影響基準(zhǔn)面的平整和外觀。4.7.2 采用推桿脫模機(jī)構(gòu)（1）推桿計(jì)算和復(fù)位桿計(jì)算脫模機(jī)構(gòu)是典型的簡單脫模機(jī)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易且維修方便。它是由推桿、推桿固定板、推桿墊板、復(fù)位桿和彈簧所組成。在動(dòng)模一邊施加一次頂出力，就可實(shí)現(xiàn)塑件脫模的機(jī)構(gòu)稱為簡單脫模機(jī)構(gòu)。這是一種最簡單的脫模機(jī)構(gòu)，這些頂桿一般只起頂出作用。有時(shí)根據(jù)塑件的需要，頂桿還可以設(shè)計(jì)成塑件的某一部相同形狀或作為型芯。頂桿多用T8A或T10A材料頭部淬火硬度達(dá)50HRC以上，表面粗糙度Ra值取1.6m和頂桿孔成H7/f6配合。推桿是模具標(biāo)準(zhǔn)件，選取直通形圓形推桿，數(shù)量為11，直徑是4mm。推桿頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進(jìn)行下一循環(huán)工作。因此還必須設(shè)計(jì)復(fù)位桿來實(shí)現(xiàn)這一動(dòng)作,復(fù)位桿又稱回程桿。有時(shí)，頂出機(jī)構(gòu)中的推桿較多，推桿較細(xì)，或頂出力不均衡，頂出后頂桿可能發(fā)生偏斜，造成頂桿彎曲或折斷，此時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向位置。推桿結(jié)構(gòu)如圖4-11所示：圖4-11推桿復(fù)位桿結(jié)構(gòu)如圖4-12所示： 圖4-12 復(fù)位桿（2）頂出力的計(jì)算注塑成型過程中，型腔內(nèi)熔融塑料因固化收縮包在型芯上，為使塑件能自動(dòng)脫落，在模具開啟后就需要在塑件上施加一頂出力。頂出力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近型芯，并且頂出力應(yīng)施于塑件剛性和強(qiáng)度的最大的部位，如凸緣或加強(qiáng)筋等處作用面積也盡可能大一些。頂出力是確定頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和尺寸的依據(jù)，它與塑料種類，塑件包容在型芯上的面積以及塑件的熱收縮率等有關(guān)， 計(jì)算公式： 式中 F頂出力 NE塑料彈性模量1800MPA塑料包容在型芯的徑向面積1549mm2F塑料與鋼之間的摩擦因素0.21d型芯直徑69mmt塑件平均壁厚1.5mm塑件材料的泊松比0.4塑件在徑向的熱收縮 式中 塑料熱膨脹系數(shù)710 Tm注入型腔的熔融塑料溫度180 塑件出模溫度60代入得：0.4=917N（3） 脫模力計(jì)算計(jì)算公式為：式中 K查塑料成形加工與模具表83得1.0035矩形制件的平均壁厚1.5mmE塑料的彈性模量1800S塑料平均成型收縮率0.055L制件對型芯的包容深度12mm模具型芯的脫模斜度1制件與型芯的摩擦因數(shù)0.21塑料的泊松比0.4= 414N頂出力滿足要求。（4） 推桿直徑效核柔度定義：=60因?yàn)?6029 所以屬于大柔度推桿計(jì)算公式：式中 脫模阻力414NE頂桿材料彈性模量；N推桿數(shù)量；4個(gè)K安全系數(shù)；1.41.8；取1.5D推桿直徑4mm=2.3 故推桿滿足要求。4.8 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于制品的特殊要求，在塑件側(cè)面有幾個(gè)凹槽。針對塑件的外側(cè)孔采用斜導(dǎo)拄抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽芯以使塑件能順利脫模。針對幾個(gè)凹槽采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)能順利脫模同時(shí)還能與頂桿配合頂出塑件。4.8.1 結(jié)構(gòu)及工作原理斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)由與開模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱和滑塊組成，并有保證抽芯機(jī)構(gòu)的動(dòng)作穩(wěn)妥可靠的滑塊定位裝置和鎖緊裝置。4.8.2 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)（1）型芯盡量可能設(shè)置在與分型面相垂直的動(dòng)或定模內(nèi)，利用開?；蛲瞥鰟?dòng)作抽出側(cè)型芯。（2）盡可能采用斜導(dǎo)柱在定模，滑塊在動(dòng)模的抽芯機(jī)構(gòu)。（3）鎖緊楔的楔角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾角，通常大2-3度，否則，斜導(dǎo)柱無法帶動(dòng)滑塊。（4） 滑塊完成抽芯動(dòng)作后，留在滑槽內(nèi)的滑塊長度不應(yīng)少于滑塊全長的2/3。（5） 應(yīng)盡量可能不使頂桿和活動(dòng)型芯在分型面上的投影重合，防止滑塊和頂出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)互相干涉。（6） 滑塊設(shè)在定模上的情況下，為保證塑件留在動(dòng)模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，因此，采用定距拉緊裝置。4.8.3 抽拔力塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，而將型芯或凸模包緊，塑件在脫模時(shí)，必須克服這一包緊力及抽芯機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的磨擦力才能抽出活動(dòng)型芯。在開始抽拔的瞬時(shí)所需的抽拔力成為初始抽拔力，以后抽拔所需的力成為相繼抽拔力。初始抽拔力比相繼抽拔力大，所以，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)總是考慮初始抽拔力。抽拔力F 可用下式計(jì)算：F=式中 P塑件的收縮應(yīng)力(Mpa)，模具冷卻時(shí)P=39.2MPa；A塑件包圍型芯的側(cè)面積，1130mm2F摩擦系數(shù)，一般f=0.15-1.0，取0.6脫模斜度， 1F抽拔力F=39.211.3COS(0.6-tan15)/(1+0.6sin1COS1)=438.3N斜導(dǎo)柱受彎曲力為：式中 斜導(dǎo)柱的傾斜角，15 斜導(dǎo)柱所受彎曲力，N=453.8N4.8.4 抽芯距 將型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，型芯或滑塊所移動(dòng)的距離稱為抽芯距。一般來說，抽芯距等于側(cè)孔深度加2mm-3mm的安全距離。其計(jì)算公式為：式中 設(shè)計(jì)抽芯距，2mmS 抽芯距，mm=4mm4.8.5 斜導(dǎo)柱傾斜角傾斜角的大小關(guān)系到斜導(dǎo)柱所承受的彎曲力和實(shí)際達(dá)到的抽拔力，也關(guān)系到斜導(dǎo)柱的工作長度，抽芯距和開模行程。為保證一定的抽拔力及斜導(dǎo)柱的強(qiáng)度，取小于25度，一般12-25度內(nèi)選取。取154.8.6 斜導(dǎo)柱的直徑 根據(jù)材料力學(xué)可以推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱直徑計(jì)算公式：式中 斜導(dǎo)柱的傾斜角，15