燈座注塑模具設(shè)計(jì)說明書

1、湖南省長沙市望城區(qū)茶亭鎮(zhèn)博三機(jī)械有限公司目 錄一、確定塑料件的有關(guān)參數(shù)3 1.塑件特性分析 2.ABS成型條件二、注塑機(jī)類型的選擇4 1.注射機(jī)規(guī)格的初選 2.注射機(jī)各部分參數(shù)的校核三、型腔數(shù)目及布局的確定7 1.型腔數(shù)目的確定 2.型腔布局的排列方法四、分型面的確定9 1.分型面選擇的基本原則 2.本設(shè)計(jì)分型面的確定五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)10 1.澆注系統(tǒng)選擇的基本原則 2.主流道的設(shè)計(jì) 3.分流道的設(shè)計(jì) 4.澆口的設(shè)計(jì) 5.冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)六、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)14七、成型零部件的設(shè)計(jì)15 1.型芯和型腔結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì) 2.脫模斜度的確定 3.成型零部件工作尺寸的確定八、型腔壁厚的確定19 1

2、. 型腔的強(qiáng)度及剛度要求2. 型腔的底板厚度和型腔壁厚的計(jì)算校核：九、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21十、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)22 1.推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 3.脫出機(jī)構(gòu)的復(fù)位十一、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24十二、模具結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)25一、確定塑料件的有關(guān)參數(shù)為下圖所示的塑料燈座產(chǎn)品設(shè)置一副塑料注射模具。產(chǎn)品正面效果圖產(chǎn)品反面效果圖1、塑件特性分析所設(shè)計(jì)的塑料產(chǎn)品為塑料燈座，主要是起固定作用，其材料為ABS，全稱為丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。英文名全稱Acrylonitrile-butadiene-styrene，收縮率為0.3%0.8%，密度為1.031.07g/cm3。該燈座產(chǎn)品（見上頁圖）的體積為4.

3、69×103，質(zhì)量為4.79g（通過Pro/E軟件對該產(chǎn)品的質(zhì)量屬性分析得出），屬于工程材料。該塑件外觀形狀雖然不是很復(fù)雜，其表面也沒有復(fù)雜的曲面，但是細(xì)節(jié)上的孔，槽等結(jié)構(gòu)較多，雖然不需要側(cè)抽芯，但已經(jīng)使得型芯鑲件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。再加之，該產(chǎn)品為薄殼類零件，無論是型腔和型芯采取何種形式，其加工難度和加工成本都是比較高的。其尺寸小，壁厚較小，要求要有較高的強(qiáng)度。因此設(shè)計(jì)時(shí)在應(yīng)保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量的同時(shí)，重點(diǎn)考慮模具加工的成本、加工時(shí)間等問題。2、ABS成型條件適用注射機(jī)類型：柱塞式、螺桿式均可密度 ：1.031.07g/收縮率 ：0.0030.008預(yù)熱溫度 ：溫度 8085°C

4、 時(shí)間 23h料筒溫度：前段 150170°C 中段 165180°C 后段 180200°C噴嘴溫度：170180°C模具溫度：5080°C注射壓力：60100Mpa成型時(shí)間：注射時(shí)間 2090s 高壓時(shí)間 05s 冷卻時(shí)間 ：20120s 總周期 ： 50220s螺桿轉(zhuǎn)速（螺桿式）：30r/min后處理：方法 紅外線燈烘箱 溫度 70°C 時(shí)間 24h二、注射機(jī)類型的選擇在選擇注射機(jī)類型時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成型方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等綜合考慮加以選擇。（一）、注射機(jī)規(guī)格的初選：一個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量為4.79克,

5、根據(jù)以下公式，選擇注射機(jī)的最大注射量：K G公NG件+G廢式中： K=0.8 N為型腔數(shù)量G公為注射機(jī)公稱注射量G件為產(chǎn)品重量G廢為各部分冷料的質(zhì)量根據(jù)設(shè)計(jì)要求和加工經(jīng)濟(jì)性取N=4，通過Pro/E得G廢=2.84g, G件=4.79gG公（4×4.79+1.84）×1.25=22（g）也就是說所選注射機(jī)的注射量要大于22克。參照模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊選擇公稱注射量為125的注射機(jī)，機(jī)型為XS-ZY-125。其中：XS塑料成型機(jī)；Z注射機(jī)；Y螺桿式；125注射機(jī)的最大注射量。XS-ZY-125注射機(jī)參數(shù)如下：注射容量：125螺桿直徑： 42注射壓力：120Mpa注射行程：11

6、5mm注射時(shí)間：1.6s注射方式：螺桿式鎖模力：900KN最大注射面積（最大成型面積）：320最大模具厚度： 300最小模具厚度： 200最大開合模行程（模板行程）：300動(dòng)定模固定板尺寸：428×458mm合模方式：液壓機(jī)械噴嘴球頭半徑：SR12mm噴嘴孔直徑：D4mm定位圈（定位孔）直徑：D100 mm頂出（中心孔）直徑：D100mm頂出方式：兩側(cè)頂出頂桿中心距：230mm頂桿孔徑：D22mm機(jī)器外形尺寸：3310×750×1550mm（二）、注射機(jī)各部分參數(shù)的校核：1、注射量的校核：注射模內(nèi)的塑件以及澆注系統(tǒng)凝料的總?cè)哿浚ㄈ萘炕蝮w積）應(yīng)在注射機(jī)規(guī)定注射量的8

7、0%以內(nèi)，即： 式中： 單個(gè)塑件的容積（）或質(zhì)量（g）； 模具的型腔數(shù)目； 澆注系統(tǒng)和飛邊所需塑料的容積（）或質(zhì)量（g）； 注射機(jī)額定注射量（或g）.其中： =4.79g，n=4，=2.84g，=125g經(jīng)驗(yàn)證：，符合條件。2、注射壓的力校核：注射機(jī)的最大壓力應(yīng)大于塑件成型所需要的壓力，即：P公=120Mpa 而產(chǎn)品要求注射壓力P注在60100MPa之間3、鎖模力的校核：注射機(jī)從分型張開的力應(yīng)小于注射機(jī)額定鎖模力，即： F鎖=K損P注A分式中： F鎖注射機(jī)額定鎖模力（N）P注塑件所須的實(shí)際注射壓力（Pa）K損注射壓力達(dá)到型腔的壓力損失系數(shù)，一般取0.340.67A分塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投

8、影面積（Pro/E測）（1）通過計(jì)算得：A分=52×32×4+40×6×2×4+40×6=88160.008816（2）由ABS成型條件查得：P注=60100Mpa考慮到該產(chǎn)品外形較為復(fù)雜以及型腔布局的情況，注射時(shí)壓力損失較大，所以P注取大值：P注=100Mpa=100×106pa（3）同樣的，考慮到該產(chǎn)品外形較為復(fù)雜以及型腔布局的情況，注射時(shí)沿程損失和局部損失都相對較大，所以取K損=0.67（4）查詢XS-ZY-125注射機(jī)的特性參數(shù)得：F鎖=900KN計(jì)算得到：F鎖=K損P注A分=1.67×100×1

9、06×0. 008816=590.672Mpa所以F鎖>K損P注A分，符合條件，能保證注射保壓過程鎖模穩(wěn)定可靠。4、模板安裝尺寸的校核：動(dòng)定模固定板尺寸最大安裝尺寸為：428×458可以安裝400×315的模具。5、模具高度與注射機(jī)閉合高度關(guān)系的校核：模具的閉合高度應(yīng)在最大與最小閉合高度之間，即：。 模具的閉合高度； 注射機(jī)最小閉合高度；注射機(jī)最大閉合高度.所設(shè)計(jì)的模具高度為233，小于模具的最大高度300mm，同時(shí)也大于模具的最小高度200mm。6、開模行程校核：注射機(jī)的開模行程應(yīng)大于脫模取出塑件所需的開模距離。對于單分型面模具：式中：注射機(jī)的最大開模行程

10、；塑件脫模所需頂出距離； 塑件高度.經(jīng)零件測繪得到塑料產(chǎn)品的高度為=25mm 塑件脫模的頂出距離為=40mm查XS-ZY-125注射機(jī)參數(shù)得: =300mm，顯然滿足要求。7、推出裝置校核：設(shè)計(jì)模具時(shí)，需根據(jù)注射機(jī)頂出裝置的形式、頂桿的直徑、配置和頂出距離，校核模具的推出脫模機(jī)構(gòu)是否與之相適應(yīng)。8、模具外形尺寸校核：（1）模具的長度與寬度應(yīng)使模具可以穿過拉桿空間在注塑機(jī)動(dòng)模固定板和定模固定板上安裝；（2）模具安裝尺寸，必須與注射機(jī)動(dòng)、定模板上的螺孔直徑和位置相適應(yīng)。 9、注射機(jī)定位孔和和模具定位圈的配合：為了使模具安裝在注射機(jī)上，其主流道中心線應(yīng)與注射機(jī)噴嘴中心線重合，其模具的定位圈和注射機(jī)定

11、模板上的定位孔應(yīng)呈較松的間隙配合，定位圈的高度對于小型模具為810mm，大型模具為1015mm.10、噴嘴的校核：模具主流道的球面半徑應(yīng)與注射機(jī)噴嘴球頭半徑相吻合或稍大，以便于脫卸主流道中凝料，主流道小端孔應(yīng)較噴嘴前端孔徑較小.三、型腔數(shù)目及其布局的確定：（一）型腔數(shù)目的確定：1、確定型腔數(shù)目的原則和方法：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書及所制定的工藝成型卡，按塑件的生產(chǎn)批量，所選用的注塑機(jī)的最大注塑量，鎖模力大小，及產(chǎn)品的精度要求和經(jīng)濟(jì)性分析，確定一模幾腔，即出幾個(gè)制品零件。批量較大的塑件，在成型設(shè)備工藝條件允許的條件下，可以一模多腔，但是模具復(fù)雜；批量較小的塑件，為簡化模具結(jié)構(gòu)，可以一模單腔，但生產(chǎn)效率較低

12、。型腔在一模中的數(shù)量確定方法有以下四種：按塑件經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)： 按注射機(jī)的最大注射量來確定型腔數(shù)：按注射劑額定鎖模力確定型腔數(shù)：按制品精度要求確定型腔數(shù):根據(jù)上述要點(diǎn)所確定的型腔數(shù)目，既要保證最佳的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上又要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，也就是應(yīng)該保證塑件制品最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。2、本案例型腔數(shù)目的確定： （1）按注射機(jī)的最大注射量來確定型腔數(shù)：n20（2）按注射劑額定鎖模力確定型腔數(shù)：n7 綜合考慮（1）（2）以及成型設(shè)備工藝條件的允許情況等，確定型腔數(shù)目n=4.（二）型腔布局的排列方法：1.確定型腔布局的原則：多型腔模具在一般情況下成型同一尺寸以及精度要求的塑件。由于型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布

13、置密切相關(guān)，因而型腔的排布在多型腔模具設(shè)計(jì)中應(yīng)加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔澆口處由足夠的壓力，以保證塑料熔體能夠同時(shí)均勻的充滿型腔，使得各個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定，這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能最短，同時(shí)采用平衡的流道和合理的澆口以及均勻的冷卻。合理的排布可以避免塑件尺寸的差異，應(yīng)力形成和脫模困難等問題。簡言之，其遵循的原則是：排列緊湊，能縮小模板尺寸，減小流程，鎖模力力求平衡。2.型腔布局的排列方法：型腔的布置方式由平衡式和非平衡式兩種。以平衡式布置最佳。其主要優(yōu)點(diǎn)是：從主澆道到各個(gè)型腔的分澆道，其長度，斷面形狀及尺寸均相等，以達(dá)到各個(gè)型腔能夠同時(shí)均勻進(jìn)料的目的。其中平衡式的排

14、列方法又可以分為：圓形排列，直線型排列和H形排列。3. 本案例型腔的布局方案：依據(jù)本產(chǎn)品外形和型腔數(shù)目，結(jié)合各種型腔布局方法的優(yōu)缺點(diǎn)加以綜合考慮，我們選擇平衡式排列種的H形排列。其主要優(yōu)點(diǎn)是：平衡性好，加工容易，因此適用廣泛。而圓形排列加工較困難，直線型排列平衡性較差。具體排布見下圖。 四、分型面的確定：1、分型面選擇的基本原則：選擇分型面時(shí)，應(yīng)該考慮到使模具結(jié)構(gòu)簡單，分型容易，并且不影響塑件的外觀及使用，具體應(yīng)從以下幾方面綜合考慮；（1）有利于塑件的脫模和取出：分型面應(yīng)該使得塑件在開模后留在動(dòng)模的一側(cè)，以便于脫模；（2）應(yīng)有利于嵌件的安裝：分型面要考慮將型腔放在動(dòng)模部位，而使帶嵌件的塑件不留

15、在定模部位；（3）應(yīng)有利于模具零件的加工；（4）應(yīng)有利于模具結(jié)構(gòu)的簡化以及便于操作；（5）應(yīng)有利于塑件的質(zhì)量和精度要求；（6）應(yīng)有利于保證塑件的表面質(zhì)量；（7）應(yīng)有利于預(yù)防飛邊和溢料的產(chǎn)生；（8）應(yīng)有利于排氣以確保質(zhì)量和成型；（9）應(yīng)有利于制品的成型和模具的制造.2、本產(chǎn)品設(shè)計(jì)分型面的確定： 為了能順利的出模，使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)，不影響該塑件的外觀，分型面應(yīng)設(shè)在該產(chǎn)品的底面。這樣就可以利用多根頂桿同時(shí)把4個(gè)塑件推出，使每個(gè)塑件受力均勻而不會產(chǎn)生大的變形，。因此該分型面為單分型面。垂直于開模方向。分型面的選擇與修改應(yīng)充分考慮用于成型的凹模和凸模部分的加工以及裝配的難度和精度。五、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

16、：1、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：普通澆注系統(tǒng)是由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成的。澆注系統(tǒng)直接影響注射成型的效率和質(zhì)量。設(shè)計(jì)時(shí)一般遵循以下原則：（1）澆口要設(shè)在不影響塑件外觀質(zhì)量的地方和部位；（2）澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)塑料的成型特性，以保證成型周期和塑件質(zhì)量；（3）澆注系統(tǒng)應(yīng)盡量采用短的流程，以減少熱量和壓力損失及節(jié)約原材料；（4）澆注系統(tǒng)應(yīng)有利于良好的排氣，并防止型芯的變形和嵌件的位移；（5）澆注系統(tǒng)的確定要考慮注射機(jī)的安裝尺寸，防止單邊安裝；（6）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要考慮便于修整澆口，以保證塑件質(zhì)量。2、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，到分流道為止的塑料熔體

17、的流經(jīng)通道。由于本設(shè)計(jì)中選的注射機(jī)XS-ZY-125是臥式注塑機(jī)，因此其主流道應(yīng)垂直于模具分型面。一般把其設(shè)計(jì)成圓錐形，以便于使凝料能從主流道中順利的拔出。主流道錐角一般為26°，其表面粗糙度為Ra0.8。 主流道的進(jìn)口端直徑應(yīng)根據(jù)注射機(jī)噴嘴孔徑確定，主流道的進(jìn)口端直徑應(yīng)比噴嘴直徑大0.51mm。主流道的進(jìn)口端與噴嘴頭部接觸的形式一般是是弧面，凹下深度約35mm。XS-ZY-125注射機(jī)的噴嘴球頭半徑為SR-12,其半徑為4，主流道錐角取為4°.主澆道與分澆道結(jié)合處采用圓角過渡，其半徑R為13mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。 在保證塑件成型良好的前提下，主澆道的長度L盡量

18、短，以減少壓力損失及廢料，一般主澆道的長度視模板的厚度而定。 由于主澆道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，容易損壞。所以一般不會將主澆道直接開在定模板上，而是將它單獨(dú)設(shè)在一個(gè)主澆道襯套上。澆口套一般用T8A，硬度為4045HRC。本次設(shè)計(jì)中主流道的尺寸以及澆口套與定位圈的尺寸及結(jié)構(gòu)如下： 澆注系統(tǒng)澆口套與定位圈，分兩種結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計(jì)中所采用的是澆口套與定位圈分開的結(jié)構(gòu)形式。其中澆口套是直接以H7/n6的過盈配合壓入到定模部分的，而定位圈一般可以通過螺釘固定在定模座上面。1. 澆口套的外形尺寸，根據(jù)模座及制品零件大小而定，其形狀、尺寸精度如圖示。2. 澆口及流道尺寸設(shè)計(jì)參見下表：主流道小端直徑

19、注射機(jī)噴嘴直徑+（0.51）=4+0.6=4.6mm;球面半徑R=噴嘴球半徑+（12）=12+1=13mm;球面配合高度h=35mm,現(xiàn)取h=3.2mm；主流道錐角=26，現(xiàn)取=4；主流道長度L=60mm；主流道大端直徑為：=8.5mm1. 定位圈安裝在定模座板上，一般為臺階結(jié)構(gòu)，固定一定要牢靠。2. 定位圈凸出定模座板部分的徑向名義尺寸應(yīng)與注射機(jī)固定板定位孔的徑向名義尺寸相同，兩者應(yīng)設(shè)計(jì)成H9/f9的配合形式。3. 定位圈的尺寸精度要求見圖示：3、分澆道的設(shè)計(jì)：在多型腔或者單型腔多澆口（塑件尺寸較大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道。分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料溶體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中 熔融

20、狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此要求所設(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料溶體盡快地經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能使塑料溶體均衡的分配的各個(gè)型腔。為了便于機(jī)械加工和凝料脫模，分流道應(yīng)設(shè)置在分型面上。常用的分流道截面形狀一般可為圓形、梯形、半圓形、和矩形等.從理論上講，圓形截面的分流道的比表面積最小，從流動(dòng)性和傳熱性等方面考慮是最理想的形狀。但是由于圓形截面的分流道需要以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才有利于凝料脫出，這種加工的工藝性不佳，且模具閉合以后難以精確保證兩半圓對其，故實(shí)際生產(chǎn)中不

21、常用。在此，我們選擇半圓形的分流道截面形狀，表面粗糙度Ra1.6，并用平衡式排列。查表得到，ABS塑料的分流道直徑推薦值為4.89.5mm。分流道的長度一般在830mm之間，一般根據(jù)型腔布局適當(dāng)加長或者縮短，但最短不得小于8mm。否則，會給塑件修磨和分割帶來困難。流道不應(yīng)加工的太光滑，讓塑件熔體和流道有點(diǎn)摩擦，這樣可以使塑件熔體放出熱量，從而使其更不易凝固。若是流道加工的太光滑。這樣反而使熔體更易凝固。一般分流道粗糙度為Ra1.60.8。4、澆口的設(shè)計(jì)： 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，它對塑件的質(zhì)量影響很大。一般情況澆口采用長度很短（12mm）而截面很窄的小澆口。小澆口可以使塑料熔

22、體產(chǎn)生加速度和較大的剪切熱，降低粘度，提高充模能力；小澆口容易冷卻固化，縮短模塑周期，防止保壓不足而引起的倒流現(xiàn)象；小澆口還便于塑件和廢料的分離。 根據(jù)該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，以及采用的一模四腔的多腔模具，所以選用測澆口。澆口的截面形狀同樣采用半圓形，澆口的截面積一般為分流道截面積的3%5%,澆口的長度L盡量短，對減小塑料熔體流動(dòng)阻力和增大流速均有利，通常取L=12mm。為了塑件熔體能快速地充滿型腔，澆口表面粗糙度很小，一般為Ra0.4以下,現(xiàn)取Ra0.4作為澆口的表面粗糙度。這樣不致產(chǎn)生較大的摩擦阻力，有利于充型。5、冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)：當(dāng)分流道較長時(shí)，在分流道末端開設(shè)冷料穴，以容納冷料，保證塑件的

23、質(zhì)量。在此，我們采用錐形拉料桿，其優(yōu)點(diǎn)使能夠自動(dòng)脫料，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，同時(shí)設(shè)計(jì)與制造也是最簡單的。冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響產(chǎn)品質(zhì)量。冷料穴常設(shè)計(jì)在主流道的末端，即主流道正對面的動(dòng)模上，直徑稍大于主流道大端直徑，以利于冷料的流入。錐形拉料桿的形式與應(yīng)用實(shí)例如下：六、排氣系統(tǒng)：排氣系統(tǒng)的作用是將型腔中原有的空氣及成型過程中產(chǎn)生的氣體順利的排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡，疏松等缺陷而影響成型及表面質(zhì)量。模具在充型過程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時(shí)，必須考慮如何將多余的氣體排

24、出模外，否則被壓縮的氣體產(chǎn)生高溫引起塑件局部炭化，或使塑件產(chǎn)生氣泡的工藝缺陷。為了解決該問題,常用的排氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有：利用配合間隙排氣；在分型面上開設(shè)排氣槽利用推桿設(shè)排氣槽方法排氣。在本設(shè)計(jì)方案中，對于ABS這種材料,排氣間隙不得高于0.0 5。為了能快速充滿型腔，得到質(zhì)量合格的產(chǎn)品采用了以下措施：1、型芯采用組合式，型芯的長度高出型腔，把型腔板上的型芯孔打通，型芯與型腔小間隙配合。這樣可以成為主要的排氣途徑。2、由于型腔板和推桿存在小的間隙，這樣也可以排出一部分氣體。必要時(shí)，也可以利用推桿設(shè)排氣槽的方法排氣。左圖為利用推桿設(shè)排氣槽的方法進(jìn)行排氣時(shí)推桿最前端部分的截面形狀.七、成型零部件的

25、設(shè)計(jì)注塑模的成型零部件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括凹模、型芯，以及各種成型桿和成型鑲件塊。型腔用于成型塑件的外形型腔，一般設(shè)在定模一側(cè)，而型芯及成型塑件的內(nèi)形型腔，設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。成型零件固定部分的粗糙度值為Ra1.6即可；工作部分與塑料直接接觸，用來成型塑件，其表面粗糙度根據(jù)塑件材料和表面質(zhì)量要求來定，一般不大于Ra0.4。進(jìn)行成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮保證合格的塑件，又要便于加工制造，還要盡量節(jié)約貴重模具材料，以降低模具成本。（一）型芯和型腔的結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)1、型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔是成型塑件外表面的主要零件。按其結(jié)構(gòu)的不同，可分為整體式和組合式兩類。組合式凹模按照組合方式的不同，又可

26、分為整體嵌入式，局部嵌入式，底部拼鑲式，側(cè)壁拼鑲式和四壁拼合式。本設(shè)計(jì)型腔結(jié)構(gòu)綜合考慮了加工難度以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡便性，采用了局部嵌入式。但是嵌鑲件必須和母體結(jié)合嚴(yán)實(shí)，不得有縫隙，否則會產(chǎn)生溢料或者飛邊，影響產(chǎn)品質(zhì)量。型腔的加工主要采用電火花成型方法。2、型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，這樣可方便更換，若是某根型芯由于磨損或其它原因損壞，就可以直接更換它，而不需要整體做整體的更換。由于型芯的各部分分開加工，這樣就降低了型芯的加工難度，把復(fù)雜的型芯加工轉(zhuǎn)化為鑲拼塊的加工，且易于保證加工精度。各鑲拼件采用H7/m6配合。型芯的加工也主要采用電火花成型加工和線切割加工的方法。（二）脫模斜度的

27、的確定塑件在冷卻的過程中，由于收縮率的影響，使得冷卻后的塑件會緊緊地貼合在型芯的表面。雖然在推出時(shí)有推桿的作用力將其推出，但是在設(shè)計(jì)注射模成型零件時(shí)，為了使塑件成型以后更易于從模具型腔內(nèi)脫模，在垂直分型面的定模與動(dòng)模型腔和型芯工作面上，必須設(shè)計(jì)出脫模斜度。脫模斜度的的選取計(jì)算方法是：型腔的尺寸以大端為準(zhǔn)，而斜度應(yīng)從大端向小端尺寸進(jìn)行選?。欢托厩『孟喾?，應(yīng)以小端尺寸為準(zhǔn)，斜度應(yīng)從小端向大端尺寸進(jìn)行選取。本產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用的是ABS塑料，該種塑料成型時(shí)的出模斜度取值為：型腔:,型芯：.（三）成型零部件工作尺寸的計(jì)算1、成型零件工作部分尺寸的影響因素：成型零部件中與塑料接觸并決定塑件幾何形狀的各處尺寸

28、，稱為工作尺寸。其包括型芯和型腔的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，成型零件中心距（如孔間距、型芯間距、孔或凸臺中心道型腔（主型芯）側(cè)表面的距離等）。根據(jù)成型零部件與塑料溶體或塑件之間產(chǎn)生磨損之后尺寸的變化趨勢，可將工作尺寸分為三大類：（1） 孔類尺寸（A類）：該類尺寸屬于包容尺寸（或廣義上的孔），與塑料熔體和塑件之間產(chǎn)生產(chǎn)生摩擦磨損之后具有變大的趨勢。屬于這類尺寸的有：型腔深度和型腔徑向尺寸；（2） 軸類尺寸（B類）：該類尺寸屬于被包容尺寸（或廣義上的軸），與塑料熔體和塑件之間產(chǎn)生產(chǎn)生摩擦磨損之后具有變小的趨勢。屬于這類尺寸的有：型芯高度和型芯徑向尺寸；

29、（3） 中心距類尺寸（C類）：該類尺寸不受摩擦磨損的影響，因此可視為一種不變尺寸。屬于該類尺寸的有：孔間距、型芯間距、孔中心和型芯中心的距離、孔或凸臺中心線到型腔（主型芯）側(cè)表面的距離.在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸和精度等級確定模具成型零件的工作尺寸和精度等級。影響塑件尺寸精度的因素有：塑件收縮率：按照一般要求，塑件收縮率波動(dòng)所引起的誤差應(yīng)不小于塑件公差的1/3；模具成型零件的制造誤差：實(shí)踐證明，成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/31/4，因此在確定成型零件工作尺寸時(shí)可取塑件公差的1/31/4，獲取IT78級作為模具的制造公差；成型零件的磨損：對于中小型塑件，最大磨損量取塑件公差的1/6

30、；模具安裝配合的誤差。2、成型零件工作部分尺寸的計(jì)算公式：1）、型芯的尺寸計(jì)算型芯的尺寸按以下公式計(jì)算：D=1+d+x式中： D型芯外徑尺寸；d塑件內(nèi)形尺寸t；塑件公差；塑料平均收縮率；成形零件制造公差,取。2）、型腔的尺寸計(jì)算型腔徑向尺寸按以下公式計(jì)算：D=1+dx式中： D型腔的內(nèi)形尺寸；d塑件外形基本尺寸； 塑件公差；塑料平均收縮率；成形零件制造公差,取。型腔深度尺寸按以下公式計(jì)算：=式中： 型腔深度; 塑件外形高度尺寸;塑件公差;塑料平均收縮率;成形零件制造公差,取 . 3）、由于該產(chǎn)品不是透明的，所以型芯的表面粗糙度要求不需那么高。一般取Ra1.6,在機(jī)床上加工就可以直接投入使用，不

31、需要經(jīng)過其它的特殊加工。考慮模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內(nèi)，型芯尺寸盡量取大值。而型腔則取大值，型腔的表面粗糟將決定產(chǎn)品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取Ra0.80.4。在本次設(shè)計(jì)中，型腔取Ra0.8。4）、X綜合修正系數(shù)（考慮塑料收縮率的偏差和波動(dòng)，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時(shí)，X取1/2；塑件精度高、批量比較大，X取3/4，根據(jù)設(shè)計(jì)要求取X為0.5。3、成型零件工作尺寸的計(jì)算應(yīng)用舉例：要計(jì)算型芯、型腔的工作尺寸，必先確定塑件的公差及模具的制造公差。根據(jù)要求塑件精度取五級精度。根據(jù)塑料制件公差數(shù)值表（SJ137278）塑件在五級精度下，基本尺寸對應(yīng)的尺

32、寸公差如下：基本尺寸公差基本尺寸公差30.16360.186100.2010140.2214180.2418240.2824300.3230400.3640500.4050650.4665800.52801000.601001200.68 （1）以型芯四為例來說明型芯的工作尺寸的計(jì)算，該型芯非常結(jié)構(gòu)簡單，為一個(gè)小圓柱體.其工作部分的尺寸均為軸類尺寸，工作尺寸有兩個(gè)： 小圓柱體的長度；小圓柱體的直徑。先計(jì)算小圓柱型芯的徑向尺寸：d=3，取=0.5%（以下收縮率都取0.5%） D=（1+0.005）×3+0.5×0.1=3.1而對于型芯高度尺寸，由于型芯端面磨損很小，所以可不考

33、慮其磨損量。（2）以型腔的長度尺寸46為例來說明型腔的工作尺寸：型腔徑向尺寸為：L=46；取=0.5%（以下收縮率都取0.5%） L=（1+0.005）×460.5×0.40=46.03而對于型腔深度尺寸，由于型腔底部磨損很小，可不考慮其磨損量。型芯和型腔其他工作部分的尺寸按照上上述的方法計(jì)算即可。由于需要本設(shè)計(jì)中需要計(jì)算的尺寸的較多，在此不再一一列舉。八、型腔壁厚的計(jì)算1、型腔的強(qiáng)度及剛度要求塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度計(jì)算是模具設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計(jì)算方法有按強(qiáng)度條件計(jì)算和按剛度條件計(jì)算兩類，但塑料模具要求既不許因強(qiáng)度不足而發(fā)生明顯變

34、形，甚至破壞，也不許剛度不足而變形過大的情況，因此要求對強(qiáng)度和剛度綜合加以考慮。對于型腔主要受到的力是塑料熔體的壓力，在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠。當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時(shí)，型腔發(fā)生強(qiáng)度破壞，與此同時(shí)，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質(zhì)量，所以模具對強(qiáng)度和剛度都有要求。但是，實(shí)踐證明，模具對強(qiáng)度和剛度的要求并非同時(shí)兼顧，對大型腔，按剛度條件，對小型腔則按強(qiáng)度條件計(jì)算即可。（在本設(shè)計(jì)中先按強(qiáng)度條件來計(jì)算，然后再利用剛度條件來校核）。2、型腔的底板厚度和型腔壁厚的計(jì)算校核：（1）對矩形組合式凹模底板厚度：從強(qiáng)度的

35、觀點(diǎn)來出發(fā)，型腔的最小壁厚為：其中：是型腔內(nèi)熔體壓力，一般取2545Mpa；是型腔側(cè)壁長邊尺寸（mm）；是型腔側(cè)壁邊長；是凹模寬度；是型腔寬度；是支撐寬度；是模具材料的許用壓力是型腔高度（mm）；是受熔體壓力部分的高度（mm）；是彈性模量，鋼材取Mpa；是允許變形量。如對低粘度塑料，取0.0250.04mm；中粘度塑料，取0.05mm左右；對高粘度塑料，取0.060.08；為保證精度；可取塑件允許公差的1/5左右。從剛度的觀點(diǎn)來出發(fā)，型腔的最小壁厚為：從強(qiáng)度和剛度兩方面綜合加以考慮，最終取矩形鑲拼式型腔壁厚值為S=16mm.（2）對矩形組合式凹模的型腔壁厚： 首先采用采用下面的矩形型腔壁厚參考

36、尺寸表，選取一個(gè)型腔壁厚的參考數(shù)值。然后再用相應(yīng)的理論公式進(jìn)行驗(yàn)證與校核。矩形型腔寬度a鑲拼式型腔壁厚S 40 9405091050601011607011127080121380901314901001415100120151712014017191401601921本設(shè)計(jì)中的型腔寬度值a為72，根據(jù)上表，鑲拼式型腔壁厚S的推薦值為1213。 從強(qiáng)度觀點(diǎn)出發(fā)，型腔最小壁厚為：從強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，型腔側(cè)壁每邊均受拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的聯(lián)合作用，其校核為：利用上面兩個(gè)公式進(jìn)行驗(yàn)證，最終取拼鑲式型腔壁厚的最小值取為：S=15mm，就可以滿足型腔壁厚在強(qiáng)度和剛度兩方面的要求。九、合模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：

37、注射模在工作中周期性的開模、合模。當(dāng)動(dòng)、定模完全分開時(shí)，可依靠注射成型機(jī)的拉桿導(dǎo)向，但是僅靠注射成型機(jī)的拉桿導(dǎo)向并不能保證注塑模具正常工作，注塑模本身必須設(shè)置導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)。注射模導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)主要用來保證動(dòng)模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零件之間的準(zhǔn)確配合和可靠地分開，以避免模內(nèi)個(gè)零件之間發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的形狀和尺寸精度。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要形式有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種。導(dǎo)柱導(dǎo)向在注射模中應(yīng)用極為廣泛，而錐面定位機(jī)構(gòu)主要是在注射成型大型、深腔、薄壁、高精度塑件及偏心件時(shí)和前者一起使用，以確保定位精度和定位強(qiáng)度導(dǎo)向零件應(yīng)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(yīng)有足夠的距離，

38、以保證模具模板的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后發(fā)生變形。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。由于導(dǎo)柱導(dǎo)套都是模具結(jié)構(gòu)中的標(biāo)準(zhǔn)件，因此在設(shè)計(jì)中只需要從相應(yīng)的國標(biāo)文件中選取合適的規(guī)格即可。在此不再對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行接受。僅對其安裝和使用做簡要說明。本次設(shè)計(jì)中所采用的導(dǎo)柱均為帶頭導(dǎo)柱，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，用于簡單模具。生產(chǎn)批量較大時(shí)，在模板中設(shè)置導(dǎo)套，導(dǎo)向孔磨損以后，只需要更換導(dǎo)套即可。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。本次設(shè)計(jì)中所采用的導(dǎo)套均為帶頭導(dǎo)套（型導(dǎo)套），其結(jié)構(gòu)相對直導(dǎo)套較為復(fù)雜，用于精度較高的場合，導(dǎo)套的

39、固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工。型導(dǎo)套用H7/k6或H7/m6配合鑲?cè)肽０逯小?十、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1 、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件冷卻后由于有少量的收縮，塑件會緊抱在型芯上，所以在脫出產(chǎn)品時(shí)不象沖壓件那樣可以自動(dòng)脫落。這樣，我們必須設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)將塑件頂出，推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻。常用的推出機(jī)構(gòu)有：推桿推出機(jī)構(gòu)，推管推出機(jī)構(gòu)和推件板推出機(jī)構(gòu)。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)上的頂桿和液壓缸來完成的。在此設(shè)計(jì)方案中中，由于采用了一模多腔的結(jié)構(gòu)，而且產(chǎn)品為薄壁空殼類注塑產(chǎn)品，塑件本身強(qiáng)度較低，同時(shí)塑件產(chǎn)品尺寸較小，質(zhì)量分布不均勻，外觀結(jié)構(gòu)不對稱，分析塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，采用推

40、件板來推出是不合適的，應(yīng)此需合理的布置較多的推桿來使塑件順利脫模，推桿極易由于強(qiáng)度和剛度不夠而折斷。在本次設(shè)計(jì)中，需要使用較多的布局較為集中的頂桿，在方案的確定與探索過程中，遇到了以下幾方面的問題：.頂桿頭部與塑件的內(nèi)形成型接觸部位不是平面的，而是一般的曲面形狀的接觸。怎樣才能使得塑件的內(nèi)形殘留較少的廢料而又不會是的頂桿頭部的加工難度加大呢？由模具總裝配圖或凸模型芯的零件圖可知，需要使用兩種基本尺寸（直徑）不同的推桿，而且每種基本尺寸的推桿的長度要求又分別為兩種，也就是說我們需要使用四種不同的頂桿。以上 這個(gè)問題我們可以這樣解決是比較經(jīng)濟(jì)的：我們在訂購標(biāo)準(zhǔn)的推桿時(shí)，只選用基本尺寸的為2和3兩種

41、規(guī)格的頂桿，頂桿長度以較長的為選取的基準(zhǔn)。首先不對頂桿頭部進(jìn)行處理，就可以直接將頂桿分別裝入各自的凸模型芯中，待裝入之后，再配合相應(yīng)的型芯表面的進(jìn)行簡單的磨削處理即可。這樣既在一定程度上是塑件內(nèi)形美觀了，又使得加工簡單、方便而經(jīng)濟(jì)。.由于頂桿的分布多而且較為密集，所以在頂桿固定板上的頂桿固定孔的間距可能會相當(dāng)?shù)男?，甚至?jīng)常會出現(xiàn)相鄰的兩個(gè)孔會有一部分的相交，這樣就會使得頂桿無法直接裝入。這種情況可能會使頂桿固定板的強(qiáng)度降低，因此首先要適當(dāng)加大模具厚度.當(dāng)頂桿固定孔的間距較小時(shí)，頂桿仍然可以順利裝入；當(dāng)頂桿固定孔相交時(shí)，無法直接裝入頂桿?？梢允紫葘㈨敆U的固定端在砂輪上面磨削掉一部分，直到頂桿可以

42、順利裝入即可。在尺寸較小的異形薄殼類零件中，這種情況金非常發(fā)生，只要頂桿的運(yùn)動(dòng)部位不會相互接觸即可。有些情況下，頂桿甚至可以不加固定的大頭端.雖然本模具中使用的頂桿基本尺寸比較小，推桿極易由于強(qiáng)度和剛度不夠而折斷，但是我們應(yīng)盡量避免使用兩段式的推桿，因?yàn)檫@樣會給加工和設(shè)計(jì)帶來很多的不變。.較多、較小、分布較密集的孔，在零件圖的表達(dá)時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)。2 、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向：注射模的推出機(jī)構(gòu)為了確保推料及開模和合模的可靠穩(wěn)定性，對于精度要求較高的模具，要設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu). 同時(shí)對于頂桿推出機(jī)構(gòu)一般都是要設(shè)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的. 3、復(fù)位機(jī)構(gòu)確定：為了使推出零件在合模后能回到原來的位置，在推桿和推管推出機(jī)構(gòu)中通常還設(shè)有復(fù)位桿，同時(shí)是頂桿受到較小的豎直方向上的力。復(fù)位桿必須和推桿固定在同一塊板上，它的長度必須一致，分布必須均勻，它的端面要與所在動(dòng)模的分型面齊平。常用的復(fù)位桿均