塑料注射模的設(shè)計

PAGEIPAGEI塑料注射模的設(shè)計摘要隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料注射模已經(jīng)成為制造塑料制品的主要手段之一。本文主要介紹了塑料注射模設(shè)計的方法及過程。首先，介紹了塑料注射模設(shè)計與制造在社會發(fā)展過程中所處的地位和作用，并對塑料制品（注射器套筒注塑模設(shè)計）的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和適當(dāng)?shù)男薷模缓蠼榻B了塑料注射模具的具體設(shè)計過程。具體設(shè)計內(nèi)容包括：進(jìn)行塑件分析，進(jìn)行塑件三維建模；完成模具總體方案的設(shè)計；完成模具具體分型面等參數(shù)的選擇；完成模具具體尺寸的計算；繪制模具的工作圖；完成設(shè)計說明書一份；此外，還對塑料注射模其他零部件進(jìn)行了簡單的設(shè)計。最后闡述了完成此次設(shè)計之后的心得，并對以后的模具設(shè)計思路提出了自己的見解和看法。關(guān)鍵詞：注射模設(shè)計模具塑料、AbstractWiththedevelopmentoftheplasticindustry,theplasticinjectingmoldhasalreadybecomeoneofthemainlywaysofmakingtheplasticware.Thispapermainlyintroducesthemethodandtheprocessoftheinjectingmolddesigning.First,Ithasintroducedthepositionandfunctioninthedevelopingsocietyoftheplasticinjectingmold’smakinganddesigning,andanalysiedthestructureoftheplasticproduct,andalsomodifiedsomepartsofthestructure.Next,thispaperintroducetheconcreteprocessoftheplasticmold’sdesigning.accordingtotheactualdesigningplastic,carriedontheanalysisandmodificationsoftheplasticproduct’sstructurecraft,thenextchapterintroducedtheconcretedesignprocessoftheplasticinjectingmold.Theinjectingmachinewaschosenaccordingtotheproduct’sweight,thefacewaschosenaccordingtothestructureoftheplasticsandmodeltheForplasticsanalysis,plasticpartsof3dmodeling;Theoveralldesignofcompletethedie;Completethediespecificpartingsurfaceoftheparameterssuchaschoice;Thesizeofthecompletethediespecificcomputation;CompletetheadesignspecificationInaddition,returntodesignofplasticsinjectedotherzeropartsofmoldtocarryonthesimpledesign,theinsightwaselaboratingintheendofthepaper,andthelaterdesigningwayoftheinjectingmoldwasputforwardmyviewsandviewpoints.Keywords:injectingmolddesignmoldplastic

目錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 11.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展情況 11.2 選題的依據(jù)和背景 11.3 塑料模國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 11.4 塑料模國外的發(fā)展?fàn)顩r 21.5 未來的發(fā)展趨勢 21.6 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容概述 31.7 本章小結(jié) 3第2章 整體方案論證 42.1 產(chǎn)品分析 42.1.1 產(chǎn)品名稱及圖樣 42.1.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析 42.1.3 產(chǎn)品材料的性能 52.2 模具設(shè)計方案的選擇 62.2.1 注射?；灸＜艿倪x擇 62.2.2 凹模結(jié)構(gòu)方案選擇 72.2.3 凸模的結(jié)構(gòu)方案的選擇 82.2.4 拉料桿的結(jié)構(gòu)方案選擇 82.3 注射機的選擇 92.3.1 注射機類型的選擇 92.3.2 注射機型號的確定 102.4 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 112.4.1 分型面的選擇 112.4.2 型腔數(shù)的確定 122.4.3 型腔的設(shè)計 132.4.4 型芯的設(shè)計 132.4.5 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 132.5 本章小結(jié) 14第3章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 153.1 成型部分的設(shè)計 153.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 153.1.2 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 293.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 463.2.1 主流道的設(shè)計 473.2.2 分流道的設(shè)計 503.2.3 澆口的設(shè)計 513.2.4 冷料穴的設(shè)計 553.3 排溢引氣系統(tǒng)設(shè)計 553.3.1 排溢系統(tǒng)設(shè)計 553.3.2 引氣系統(tǒng)的設(shè)計 563.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 573.4.1 冷卻裝置的理論計算 573.4.2 冷卻裝置基本形式的選擇 603.4.3 冷卻系統(tǒng)的其他零部件 603.4.4 冷卻系統(tǒng)的其他零部件 613.5 脫模機構(gòu)的設(shè)計 623.5.1 頂桿脫模機構(gòu)的設(shè)計 623.5.2 成型活動鑲塊頂出脫模機構(gòu)的設(shè)計 663.5.3 抽芯機構(gòu)的設(shè)計 673.5.4 拉料桿的設(shè)計 753.6 復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)計 773.6.1 各部分尺寸確定 773.6.2 材料的選擇及配合公差的確定 773.7 其它零部件設(shè)計 783.7.1 導(dǎo)向元件的設(shè)計 783.7.2 頂桿的導(dǎo)柱設(shè)計 793.7.3 限位釘 803.7.4 墊塊的設(shè)計 813.7.5 動模座板及定模座板的設(shè)計 823.8 本章小結(jié) 82總結(jié) 83致謝 84參考文獻(xiàn) 85緒論塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展情況中國塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快。目前我國塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種迅速發(fā)展，預(yù)計在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具,塑料的應(yīng)用將面對汽車工業(yè)航空航天工業(yè)、電子電氣工業(yè)、包裝工業(yè)、建材工業(yè)、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域。選題的依據(jù)和背景我之所以選擇關(guān)于注塑成型的課題是因為近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快。目前我國塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種迅速發(fā)展，預(yù)計在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。模具工業(yè)作為進(jìn)入小康社會的原動力之一,正推動著整個工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。當(dāng)今社會，模具就是現(xiàn)代化，模具就是高效益的觀念，已被越來越多的人所接受。塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素占80%，由此可知，推動模具技術(shù)的發(fā)展的進(jìn)步是刻不容緩的策略，尤其是大型注射模的設(shè)計技術(shù)與制造水平，?？蓸?biāo)志一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度。塑料模國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r我國塑料模具的設(shè)計與制造目前主要依賴設(shè)計人員的經(jīng)驗和工藝人員的技巧，設(shè)計的合理性只有通過試模才知道，制造的缺陷主要靠反復(fù)修模來糾正。這不僅難以保證模具的質(zhì)量，而且使模具的設(shè)計與制造周期長，成本高，特別對大型、精密、復(fù)雜的中高檔模具，問題更為突出。我國的模具應(yīng)用技術(shù)有較大的提高，而且模具市場也逐年擴大。在原有的大型國有企業(yè)基礎(chǔ)上，一些民營、合資企業(yè)等紛紛占據(jù)市場，最近在我國生產(chǎn)制造的注射器套筒注射模都有模具結(jié)構(gòu)成型。就模具的發(fā)展水平來看，模具已進(jìn)入專業(yè)化、一體化和標(biāo)準(zhǔn)化階段。塑料模國外的發(fā)展?fàn)顩r國外的模具起步早、發(fā)展快、規(guī)模大，模具大部分由專業(yè)造商提供，還有大量生產(chǎn)模具的專業(yè)技術(shù)人才提供了標(biāo)準(zhǔn)的樣件。快速提高我國模具的專業(yè)化、一體和標(biāo)準(zhǔn)化是我國模具工業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到70%-80%，實現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設(shè)計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本。最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力滿足客戶要求。1.5未來的發(fā)展趨勢隨著人類社會的進(jìn)步和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國不惜投入重金開發(fā)塑料模具設(shè)計與制造技術(shù)。塑料模技術(shù)包括設(shè)計技術(shù)、材料選擇、加工技術(shù)、管理與維修技術(shù)等多種領(lǐng)域，屬于系統(tǒng)工程技術(shù)。隨著塑料模具應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，地位的不斷提高，國家已非常重視并制定出明確的奮斗目標(biāo)。伴隨著21世紀(jì)高新技術(shù)發(fā)展的巨大推動作用，塑料模將面向注塑模CAD實用化、塑料模專用鋼材系列化、塑料模CAD/CAE/CAM集成化、塑料模標(biāo)準(zhǔn)化等多個方面發(fā)展。1.6畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容概述畢業(yè)設(shè)計課題確定為基于UG的10ml注射器套筒注塑模設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計將根據(jù)在工廠里實習(xí)所見到的各種塑料模具的形狀及工作原理和通過查閱學(xué)習(xí)各種塑料模設(shè)計工具書來進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要包括：進(jìn)行塑件分析，進(jìn)行塑件三維建模；完成模具總體方案的設(shè)計；完成模具具體分型面等參數(shù)的選擇；完成模具具體尺寸的計算；繪制模具的工作圖；完成設(shè)計說明書一份；1.7本章小結(jié)本章主要介紹了選題的依據(jù)及課題背景、塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、塑料模國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及塑料模未來的發(fā)展趨勢。最后介紹了畢業(yè)設(shè)計所采用的主要方法及所要設(shè)計的主要內(nèi)容。整體方案論證產(chǎn)品分析產(chǎn)品名稱及圖樣產(chǎn)品名稱：完成基于UG的10ml注射器套筒注塑模設(shè)計。其結(jié)構(gòu)圖如下：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析1、形狀汽車煙灰缸蓋的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，考慮到實際使用情況，其上下兩側(cè)均有側(cè)孔。該產(chǎn)品三邊有側(cè)棱，而且在兩側(cè)棱的部分存在向內(nèi)凸起的形狀結(jié)構(gòu)。2、脫模斜度產(chǎn)品的一邊側(cè)棱因要緊緊包住模具的型芯，為了方便抽芯和脫模，產(chǎn)品的側(cè)棱有一定的脫模斜度。斜度約為。3、壁厚汽車煙灰缸蓋在使用過程中不會受到過大的壓力，該產(chǎn)品的側(cè)棱的最薄處的厚度為1mm，內(nèi)凸出的部位厚度為2mm，其余部位的壁厚均為3mm。由于產(chǎn)品厚度分布較為均勻，因此有利于塑件的成型，不易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。4、加強筋產(chǎn)品兩邊側(cè)棱跨度較大，中間存在許多加強筋，用以增加塑件的剛性，同時還能降低塑件的充模阻力，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。5、圓角帶有尖角的塑件往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，該產(chǎn)品各邊相交出為了避免產(chǎn)生應(yīng)力集中，都設(shè)計成了圓角。產(chǎn)品材料的性能1、ABS塑料特性ABS塑料中文稱為丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物。其特性為：無定形料、吸濕性強、流動性中等等。2、ABS塑料物理性能、熱性能密度：1.02～1.16g/cm3比體積：0.86～0.98cm吸水率：(0.2～0.4)%熔點：130～160計算收縮率：（0.3～0.5）%比熱容：1470J（kg.k）熱導(dǎo)率：0.263W(m.k)注射壓力：60～100MPa3、ABS塑料的力學(xué)、電氣性能屈服強度：50MPa抗拉強度：38MPa斷裂伸長率：35%拉伸彈性模量：1.8GPa抗彎強度：80MPa抗拉強度：53MPa彎曲彈性模量：1.4GPa抗剪強度：24MPa布氏硬度：9.7/R121表面電阻率：1.2×1013介電常數(shù)：3.044、化學(xué)性能耐酸性及對鹽溶液的穩(wěn)定性：對酸、水、無機鹽、幾乎完全沒有影響、在冰醋酸中會引起應(yīng)力開裂。耐堿性：耐堿類性優(yōu)良。耐油性：對某些植物油會引起應(yīng)力開裂。耐有機溶劑性：字酮、醛、酯以及有些氯化烴中要溶解，長期接觸烴類會軟化和溶脹。模具設(shè)計方案的選擇塑料模具是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，也是成型塑料制品的主要工具，它的結(jié)構(gòu)對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率等有直接的關(guān)系。其各部分結(jié)構(gòu)方案的選擇不僅關(guān)系塑件的成型，同時還影響模具整體布局的合理性，故模具結(jié)構(gòu)設(shè)計方案選擇極其重要。注射模基本模架的選擇方案一：單分型面注射模單分型面注射模的特點是：模具只有一個分型面，是注射模中最簡單最常用的一類。綜合考慮各方面因素，汽車煙灰缸蓋注射?？梢允褂脝畏中兔孀⑸淠?，采用單分型面注射模不僅模具結(jié)構(gòu)簡單，易于加工和裝配，同時利于分型和提高工作效率。方案二：多分型面注射模多分型面注射模的特點是：模具有兩個或兩個以上的分型面，適用于點澆口進(jìn)料的模具。綜合考慮注射模的結(jié)構(gòu)形式，若采用多分型面注射模，會增加模具設(shè)計的難度，同時使模具加工帶來困難，而且使生產(chǎn)汽車煙灰缸蓋的成本增加。故該方案不滿足要求。方案三：帶有活動鑲件的注射模帶有活動鑲件的注射模的特點是：塑件帶有側(cè)孔或側(cè)凹，成型這些部位的模具零件做成活動的，隨塑件一起取出模外分離。由于汽車煙灰缸蓋的結(jié)構(gòu)中存在側(cè)凹部分,故應(yīng)使用帶有活動鑲塊的注射模。使用該種注射模,不僅使鑲塊充當(dāng)成型部件,而且能使鑲塊充當(dāng)頂出機構(gòu),不僅使模具的結(jié)構(gòu)更加緊湊,同時還使模具設(shè)計簡化。因此,汽車煙灰缸蓋的模具可使用帶有活動鑲件的注射模。方案四:帶有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的注射模帶有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的注射模的特點:塑件帶有側(cè)孔或側(cè)凹,成型這些部位的模具零件,做成可在模內(nèi)滑動,由斜銷等機構(gòu)驅(qū)動,由于汽車煙灰缸蓋帶有兩個側(cè)孔,綜合考慮其結(jié)構(gòu)形狀和帶有側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的注射模特點,可以使用該注射模模架。因為只有采用側(cè)抽芯注射機才能滿足汽車煙灰缸蓋的結(jié)構(gòu)工藝要求,雖然采用該結(jié)構(gòu)會使模具的設(shè)計,制造和裝配帶來困難。但是這是工藝設(shè)計要求所必須的。其他方案:a自動卸螺紋的注射模,由于塑件不存在螺紋,故不使用該注射模;b定模一側(cè)有脫模機構(gòu)的注射模,由于汽車煙灰缸蓋可以使其留在動模上,故不采用定模脫模機構(gòu)。根據(jù)以上各注射模方案的論證,結(jié)合汽車煙灰缸蓋的結(jié)構(gòu)和形狀特點,最終采用的整體結(jié)構(gòu)方案為:單分型面帶有活動鑲塊及側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的注射模。凹模結(jié)構(gòu)方案選擇方案一:整體式凹模整體式凹模特點是:凹模由整塊材料加工制成,常用于形狀簡單的中小型模具,由于汽車煙灰缸蓋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,故不能采用整體式凹模。方案二:整體嵌入式凹模整體嵌入式凹模的特點是:在多型腔模具中,凹模常加工成帶臺階的鑲塊,從凹模固定板下部嵌入,用支承釘,螺釘將其固定。對于汽車煙灰缸蓋,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但是各部分尺寸較小,采用整體嵌入式凹模不僅使機械加工方便簡單,同時也節(jié)約了模具的材料。故應(yīng)選擇此方案。凸模的結(jié)構(gòu)方案的選擇方案一:整體式凸模整體式凸模也就是將型芯和模板作成整體,該結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于小型,結(jié)構(gòu)簡單的模具中,其不滿足汽車煙灰缸蓋的適用范圍,故不應(yīng)采用該結(jié)構(gòu)方案。方案二:整體嵌入式凸模整體嵌入式凸模是將各個凸模或型芯單獨加工,然后再整體嵌入到固定板上,用支承釘和螺釘固定。考慮到汽車煙灰缸蓋的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,使用該結(jié)構(gòu)的凸模,不僅能使機械加工方便,同時節(jié)約模具制造材料,使模具設(shè)計簡單化。故選擇此結(jié)構(gòu)方案。拉料桿的結(jié)構(gòu)方案選擇方案一:鉤形(Z形)拉料桿拉料桿頭部做成Z形,可將主流道凝料鉤住,開模時即可將該凝料從主流道拉出。拉料桿的尾部是固定在頂桿固定板上的,故在塑件頂出時凝料也一起被頂出,取出塑件時朝著拉料鉤的側(cè)向稍許移動,即可將塑料連同澆注系統(tǒng)凝料一起取下。這種拉料桿除了起到拉住和頂出主流道凝料的作用外,還兼有冷料穴的作用。但是主流道凝料拉出后不能自動脫落,需人工摘掉,不宜用于全自動機構(gòu)中?？紤]到汽車煙灰缸蓋模具在實際生產(chǎn)工作中,主要采用的是半自動化操作,因此可以選擇該種形式的拉料桿。方案二:球形拉料桿運用該種的拉料桿,當(dāng)塑料進(jìn)入冷料穴后,緊緊包在拉料桿的球形頭上,開模時即可將主流道凝料從主流道中拉出。拉料桿的尾部固定在動模邊的型芯固定板上,并不隨頂出機構(gòu)移動。這種拉料桿的流道料能自動脫落,但球形部分加工比較困難。該種形式拉料桿的適用于推板頂出機構(gòu)。綜合考慮該種形式拉料桿的適用范圍以及汽車煙灰缸蓋模具所采用的頂出機構(gòu),該種形式的拉料桿不宜選用。方案三:圓錐形拉料桿圓錐形拉料桿頭部制成圓錐形的,依靠塑料收縮的包緊力而將主流道凝料鉤住。這種拉料桿與推板頂出機構(gòu)同時使用。這種形式的拉料桿既起到了拉料的作用,又起到了分流錐的作用,廣泛用于單腔注射模成型,帶有中心孔的塑件。這種拉料桿的缺點是小型塑件不便開設(shè)冷料穴。綜合考慮所設(shè)計模具及該種形式的拉料桿適用范圍,不宜采用該種形式的拉料桿。注射機的選擇注射機是塑料注射成型的主要設(shè)備。注射機類型的選擇注射機類型可分為臥式,立式和直角式三種。1、臥式注射機的優(yōu)點（1）開模后塑件按自重落下,便于實現(xiàn)自動化操作。（2）螺桿和塑化裝置的塑化能力強,且均勻,注射壓力可達(dá)6865～7845N/cm2壓力損失小,塑件內(nèi)應(yīng)力及定向性小,可減少變形和開裂傾向。（3）螺桿式注射機可采用不同的螺桿,使用調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)數(shù)及背壓等適應(yīng)能力,可加工各種塑料及不同要求的塑件。2、臥式注射機的缺點裝模麻煩,安放嵌件及活動型芯不便,易傾斜落下。螺桿式注射機加工低粘度塑料,薄壁及形狀復(fù)雜塑件時,易發(fā)生副料回流,螺桿不易清洗,貯料清洗不凈,易發(fā)生分解。綜上所述,由于臥式注射機主要以螺桿式為主,且臥式螺桿式注射機滿足所設(shè)計產(chǎn)品的工藝成型要求,因此,可選用該類型的注射機。注射機型號的確定根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量m=110g,取材料(ABS)1.05g/cm3故其體積為V=m/p=110/1.05g/cm3=104.7619cm3=105cm3由于模具方案確定為雙型腔，故實際應(yīng)注射的體積為V實=2V=2×105cm3=210cm3。由注射機的選用原則可知，實際注射量應(yīng)不超過注射機的規(guī)定克數(shù)，應(yīng)在其額定注射量的80%以內(nèi)，故Q公=2V/0.8=2×105/0.8=262.1、選用注射機的主要技術(shù)參數(shù)型號：XS-ZY-350結(jié)構(gòu)形式：臥式最大注射量：350cm3最大注射壓力：106.8MP鎖模力：2450KN移模板行程：260mm最小模具厚度：165mm模具定位孔直徑：160mm噴嘴球半徑：18mm最大成型面積：645cm22、注射機部分參數(shù)得校核（1）注射量得校核由公式K利G公G件+G廢，公式中，G公為注射機公稱注射量，故G公=350×1.05=367.5g；K利為注射機最大注射量得利用系數(shù)，一般取0.75～0.85，取K利=0.8；G件為塑料得質(zhì)量，故G件=220g；G廢為澆注系統(tǒng)等廢料得質(zhì)量，根據(jù)工廠的實際情況，估算取得G廢=30g由以上數(shù)據(jù)可得K利G公=0.8×367.5=294gG件+G廢=220+30=250g故滿足K利G公G件+G廢，符合注射量得選用要求。（2）注射壓力的校核在選用螺桿式注射機時，ABS塑料成型時的注射壓力范圍為60～100MPa。由公式P公P注，式中P公為注射機的最大注射壓力，故P公=106.8MPa；P注為塑料成型所需的實際注射壓力，故P注=60～100MPa。由此可得，滿足P公P注，故注射壓力滿足要求。(3)鎖模力的校核由公式F鎖K損P注A分，式中，F(xiàn)鎖為注射機的額定鎖模力，故F鎖=2450KN，K損為注射機壓力到達(dá)型腔的壓力損失系數(shù)，一般取0.34～0.67，取K損=0.6，P注為塑件成型所需的實際注射壓力，取P注=100×106Pa；A分為塑料及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，由于塑件在分型面上的投影近似為長方形，長為17.5cm,寬為8cm，所以A分=17.5×8=140cm2=0。014m由以上數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)鎖=245000N;K損P注A分=0.6×100×106×0.014=84000N;故F鎖K損P注A分，滿足鎖模力的要求。模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計分型面的選擇分型面是為了將塑件澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或若干個主要部分，這些可以分離部分的接觸表面。分型面的選用原則：（1）分型面不僅應(yīng)選擇在對塑件外觀沒由影響的位置，而且必須考慮易于清除或修整分型面處所產(chǎn)生的溢料飛邊，要力求分型面處產(chǎn)生飛邊。（2）應(yīng)利于塑件的脫模，否則，注射模結(jié)構(gòu)會變得比較復(fù)雜。一般而言，應(yīng)盡可能保證塑件在開模后滯留在動模一側(cè)，以利于把頂出脫模機構(gòu)設(shè)置在動模上，從而使他們在注射機合模系統(tǒng)作用下工作。（3）分型面不應(yīng)影響塑件得尺寸精度。（4）應(yīng)盡量減小模腔在分型面上的投影面積，以避免此面積與注射機許用的最大注射面積接近時可能產(chǎn)生的溢料現(xiàn)象。（5）分型面應(yīng)盡量與最后才能充滿熔體的模腔表壁重合，有利于注射成型過程中的排氣。（6）應(yīng)盡量減小脫模斜度帶來的塑件大小端尺寸差異。（7）分型面應(yīng)能使注射模分割成便于加工的零件，以減小注射模加工難度。（8）分型面的位置有時還與注射機的技術(shù)參數(shù)規(guī)格有關(guān)，故應(yīng)綜合加以考慮。通過以上對分型面選用原則的介紹，經(jīng)過仔細(xì)分析汽車煙灰缸蓋的幾何形狀及擬采取的模具方案，確定分型面示意圖如下：圖2-2分型面選擇分析：選擇如上圖所示的模具分型面，首先能滿足產(chǎn)品成型的工藝要求，同時也滿足產(chǎn)品表面粗糙度的要求，即將表面要求較高的部分放于定模中，而將表面要求低的放于動模中。再次，采用上圖所示的分型面能減小脫模斜度，以防止由此引起塑件的大小端尺寸差異過大。由于該模具由側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，上圖所示的分型面能便于抽芯。該分型面與料流的末端重合，因此由利于氣體的排出。汽車煙灰缸蓋的模具利用了鑲塊成型，采用上圖分型面，有利于成型鑲塊的安放，同時也使模具整體結(jié)構(gòu)簡化。型腔數(shù)的確定合適的型腔數(shù)目，應(yīng)受注射機鎖模力、注射量、料筒塑化能力及成型件產(chǎn)量、精度、形狀和進(jìn)料口位置，以及注射模設(shè)計要求與經(jīng)濟性等條件的綜合限制。根據(jù)注射機的注射能力，以每次注射量不超過注射機最大注射量的80%來求型腔數(shù)N時，公式為N=(0.式中N——型腔數(shù)G——注射機的最大注射量W——成型件的重量W——澆注系統(tǒng)的重量由于選擇的注射機為XS-ZY-350，故G為367.5g，w為110g；W為故N=(0.8×367.5-30)/110=2。4故取型腔數(shù)為2。型腔的設(shè)計型腔的強度和剛度是注射模設(shè)計中經(jīng)常需要考慮的問題。因注射模的型腔在成型壓力作用下容易產(chǎn)生變形，其變形量必須在允許范圍以內(nèi)，如變形量過大，則將會導(dǎo)致型腔的擴大而易出毛邊并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔的破裂。另外，當(dāng)塑件成型后，壓力消失時，型腔又會因彈性恢復(fù)而收縮，若收縮尺寸大于塑料的收縮率時，則會使型腔緊緊地包住塑件而造成開模困難，或因此引起塑件殘留在定模上而使脫模困難，甚至損壞塑件。型腔的壁厚尺寸計算在第三章有詳細(xì)的介紹。型芯的設(shè)計型芯是成型塑件上孔的成型零件。由于汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品存在外凸的部分，故應(yīng)運用型芯來成型。由于是非圓型芯，為了便于制造，可將其連接部分制成圓形的。并用螺母及彈簧墊圈拉緊。抽芯機構(gòu)的設(shè)計當(dāng)塑件上具有與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹等阻礙塑件直接脫模時，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹的零件做成活動的，成為活動型芯。在塑件脫模前先將活動型芯抽出，然后再從模中頂出塑件，完成活動型芯抽出和復(fù)位的機構(gòu)叫做抽芯機構(gòu)。由于汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品存在兩個側(cè)孔，故應(yīng)采用兩個側(cè)抽芯機構(gòu)來完成孔的成型和完成活動滑塊的分模。具體設(shè)計見第三章的脫模機構(gòu)設(shè)計。本章小結(jié)本章主要介紹了注射機的選用，對產(chǎn)品進(jìn)行了分析，并對產(chǎn)品原材料的性能進(jìn)行了闡述，對模具部分設(shè)計方案進(jìn)行了簡要的論證，并對模具總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計是注射模設(shè)計的主要部分。其結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與否,直接關(guān)系到其價值成本及工作性能的好壞。注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括成型部分的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、排溢引氣系統(tǒng)的設(shè)計、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計、脫模機構(gòu)的設(shè)計、復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)計及其他零部件的設(shè)計。成型部分的設(shè)計成型部分是作為塑件的幾何邊界、包容塑件、完成塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸等成型部分。其主要包括凸模和凹模兩部分。凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計1、凹模的結(jié)構(gòu)形式凹模是成型塑件外形的主要部件，凹模按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式，整體嵌入式，局部鑲嵌式，大面積鑲嵌組合式和四壁拼合的組合式五種。整體式凹模強度大，塑件上不會產(chǎn)生拼?？p痕跡，但采用整體式不便于機械加工，切削量太大，會造成鋼材的浪費，熱處理不便，成本較高，故不能采用整體式凹模?？紤]到汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀，采用局部鑲嵌式，大面積鑲嵌組合式及四壁拼合組合式都不可能使模具設(shè)計結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳。汽車煙灰缸蓋雙型腔模具屬中型模具，而且存在兩個相同產(chǎn)品的型腔，采用整體嵌入式凹模能模具制造、安裝方便，同時也能使模具結(jié)構(gòu)達(dá)到最佳。凹模結(jié)構(gòu)示意圖如下所示：圖3-1將整體式凹模加工完成后，整體嵌入到定模固定板中，用平鍵將兩個整體式凹模固定在一起。所以加工、裝配、更換都很方便。整體式凹模與定模固定板之間采用H7/m6配合，以滿足成型要求。2、凹模型腔側(cè)壁及底部壁厚計算塑料模具型腔的側(cè)壁和底部厚度計算是模具設(shè)計的一個重要問題。我們必須采用合理的計算方法使壁厚各尺寸盡可能合理，以免造成模具的報廢或材料的浪費。在注射模成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時的壓力，開模時的拉力等。其中最主要的是塑料熔體的壓力。在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔的側(cè)壁和底部厚度不夠，當(dāng)型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料的許用應(yīng)力時，型腔即發(fā)生強度破壞。與此同時，剛度不足則發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導(dǎo)致脫模困難等。可見模具對強度和剛度都有要求。為了使汽車煙灰缸蓋的模具滿足正常的使用要求。此次設(shè)計將采用強度和剛度要求分別計算凹模型腔側(cè)壁及底部壁厚，然后取強度和剛度計算后壁厚的較大者為最終的壁厚設(shè)計尺寸。此次設(shè)計的汽車煙灰缸蓋模具型腔的類型屬于矩形凹模整體式型腔。按強度要求和剛度要求計算結(jié)果如下：側(cè)壁：按強度計算式中——凹模型腔側(cè)壁厚度H——凹模型腔的深度（mm），h=14mm——系數(shù)，查表可得=2.105——模腔壓力（MPa）,=62MPa為材料的許用應(yīng)力（MPa）,由于凹模采用的是45鋼，故=156.8MPa。=按剛度計算式中——側(cè)壁厚度C——系數(shù)，查表得c=0.93——模腔壓力，=62MPaH——型腔深度，h=14mmE——材料的彈性模量，E=——成型零件的許用變形量，取=0.05mm。=按強度條件和剛度條件計算的側(cè)壁厚度可知，按強度計算的側(cè)壁厚度較大，故選擇凹模側(cè)壁厚度為13mm。底部：按強度計算式中——凹模型腔底部厚度B——凹模型腔的內(nèi)孔（矩形）短邊尺寸，b為80mm——系數(shù)，查表得=0.4974——模腔壓力，為62MPa——材料的許用應(yīng)力，=156.8MPa=按剛度計算式中——凹模型腔底部厚度——系數(shù)，查表得=0.0277——模腔壓力，=62MPah——凹模型腔深度，h=14mmE——材料的彈性模量，E=;為成型零部件的許用變形量，=0.05mm。=按強度要求和剛度要求計算的凹模型腔底部厚度可知，按強度要求計算出的壁厚尺寸較大，所以凹模型腔底部厚度。3、兩型腔之間壁厚的計算圖3-2此次設(shè)計的是雙型腔汽車煙灰缸蓋模具，因此各型腔之間的壁厚也予以計算確定。根據(jù)經(jīng)驗公式，由于=13mm，=。故兩型腔之間的壁厚為7mm。4、凹模成型工作尺寸計算所謂成型工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有型腔或型芯的深度尺寸，中心矩尺寸等。任何塑料制品都有一定的尺寸要求，在使用或安裝中有配合要求的塑件制品，其尺寸精度常要求較高。在設(shè)計模具時，必須根據(jù)制品的尺寸精度要求來確定相應(yīng)的成型零件的尺寸和精度等級。影響塑料制品精度的因素較為復(fù)雜，主要有以下幾個方面：首先，其與成型零件制造公差有關(guān)，顯然成型零件的精度愈低，生產(chǎn)的制品尺寸或形狀精度也愈低。其次，是在設(shè)計模具時，估計的塑件收縮率與實際收縮率的差異和生產(chǎn)制品時收縮率的波動值。此外型腔在使用過程中不斷磨損，使得同一模具在新和舊的時候所產(chǎn)生的制品尺寸各不相同。模具可動成型零件配合間隙變化值，模具固定成型零件安裝尺寸變化值，這些都將影響塑件的公差，塑件所可能出現(xiàn)的最大公差值為這些誤差的總和。由于塑件制品的精度影響甚多，累積誤差較大，因此塑料制品的精度往往較低，并總是低于成型零件的制造精度，應(yīng)慎重選擇制品的精度，以免給模具制造和工藝操作帶來不必要的困難。結(jié)合實際生產(chǎn)汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品的情況考慮，取汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品的精度等級為4級精度（一般精度）。型腔尺寸與塑件外形尺寸相對應(yīng)的成型零部件的工作尺寸稱為型腔尺寸，而型腔尺寸又可分為深度尺寸和徑向尺寸（與實的垂直的平面尺寸）兩種。它們都屬于包容尺寸，與塑件熔體或塑料制件之間產(chǎn)生摩擦磨損之后，具有增大的趨勢。因此，塑件外形尺寸的偏差通常采用單向負(fù)偏差，其基本尺寸為最大值，型腔上的外形尺寸則采用單向正偏差，其基本尺寸為最小值。采用公差代法計算成型工作尺寸結(jié)果與實際需用的工作尺寸之間的誤差相對較小，因此，計算成型工作尺寸采用公差帶法予以計算。公差帶法的計算程序如下：（a）初算用成型零件工作尺寸的最?。ɑ蜃畲螅┲颠M(jìn)行初算，初算時對型腔類尺寸可先算最小值，而對型芯類尺寸則先算最大值。（b）驗算根據(jù)預(yù)定的職責(zé)偏差和磨損量來驗算塑件可能出現(xiàn)的最大（或最?。┏叽缡欠裎挥谒芗?guī)定的公差范圍類。（1）凹模型腔徑向尺寸計算（徑向長邊長度尺寸）(a)初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸。設(shè)型腔徑向尺寸取最小值,塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸,(見下圖),于是有圖3-3整理上式可得,查表得,,Ls為與型腔相應(yīng)的塑件上的徑向基本尺寸,故Ls=175mm,由于塑件為4級精度,根據(jù)基本尺寸,查表得 (b)驗算按預(yù)訂的制造偏差和磨損量取值時,驗算是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍,由圖可得,塑件可能取得的最大徑向尺寸：式中的為塑件可能出現(xiàn)最大尺寸與其下限尺寸之間的差值。整理得：Smin最小收縮率取0.3%。故取得過大,必須加以修正,修正取0.12mm,故,,滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔的徑向尺寸可以表示為：（2）凹模型腔的徑向尺寸計算（徑向短邊長度尺寸計算）（a）初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸。設(shè)型腔徑向尺寸取最小值,塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸,(見下圖),于是有整理上式可得,查表得,,Ls為與型腔相應(yīng)的塑件上的徑向基本尺寸,故Ls=170mm,由于塑件為4級精度,根據(jù)基本尺寸,查表得 (b)驗算按預(yù)訂的制造偏差和磨損量取值時,驗算LM是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍,由圖可得,塑件可能取得的最大徑向尺寸,式中的為塑件可能出現(xiàn)最大尺寸與其下限尺寸之間的差值。整理上式可得:Smin最小收縮率取0.3%。故取得過小,必須加以修正,修正故,,滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔的徑向尺寸可以表示為：（3）凹模型腔徑向尺寸計算（徑向?qū)挾龋?a)初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸LM。設(shè)型腔徑向尺寸取最小值,塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸,(見下圖),于是有整理上式可得,查表得,,Ls為與型腔相應(yīng)的塑件上的徑向基本尺寸,故Ls=80mm,由于塑件為4級精度,根據(jù)基本尺寸,查表得 (b)驗算按預(yù)訂的制造偏差和磨損量取值時,驗算是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍,由圖可得,塑件可能取得的最大徑向尺寸：式中的為塑件可能出現(xiàn)最大尺寸與其下限尺寸之間的差值。整理上式可得:Smin最小收縮率取0.3%。故取得過小,必須加以修正,修正故,,滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔的徑向尺寸可以表示為：（4）凹模型腔徑向尺寸計算（凸出部分長度計算）(a)初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸。設(shè)型腔徑向尺寸取最小值,塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸,(見下圖),于是有整理上式可得,查表得,,Ls為與型腔相應(yīng)的塑件上的徑向基本尺寸,故Ls=50mm,由于塑件為4級精度,根據(jù)基本尺寸,查表得 (b)驗算按預(yù)訂的制造偏差和磨損量取值時,驗算LM是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍,由圖可得,塑件可能取得的最大徑向尺寸：式中的為塑件可能出現(xiàn)最大尺寸與其下限尺寸之間的差值。整理得Smin最小收縮率取0.3%。 故取得過小,必須加以修正,修正故,,滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔的徑向尺寸可以表示為：（5）凹模型腔深度計算（側(cè)棱的型腔深度）通常設(shè)計計算型腔深度時，可以不考慮塑件對基準(zhǔn)面的磨損問題，但使用公差帶法時，必須考慮試?；蛐弈r的修磨部位對其尺寸性質(zhì)的影響。假設(shè)型腔深度的修磨部位設(shè)計在型腔上端面，其修磨余量，包含制造偏差之中，則按公差帶法得到型腔深度尺寸的計算如下：(a)初算根據(jù)塑件的最大高度和預(yù)定的制造偏差初算型腔深度的基本尺寸，設(shè)型腔深度按預(yù)定制造偏差取值，且塑料以最小收縮率進(jìn)行收縮時，塑件高度可以獲得上限尺寸，按照參考圖，于是有：圖3-4整理上式可得，式中Smin為0.3%， (b)驗算驗算按預(yù)定制造偏差計算出的最小型腔深度，即基本尺寸能否保證塑件高度的最小尺寸不會超過其公差范圍。根據(jù)參考圖，塑件高度可能取得的最小尺寸為：式中為塑件高度可能取得的最小尺寸與其基本尺寸之間的差值。整理上式可得：式中若要保證上述驗算條件必須使即使得，查表得。，故值取得過小，應(yīng)該修正值，使，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作完成后，型腔深度可表示為：（6）凹模型腔深度計算（上邊緣高度）(a)初算根據(jù)塑件的最大高度和預(yù)定的制造偏差初算型腔深度的基本尺寸，設(shè)型腔深度按預(yù)定制造偏差取值，且塑料以最小收縮率進(jìn)行收縮時，塑件高度可以獲得上限尺寸，按照參考圖，于是有：整理上式可得，式中Smin為0.3%， (b)驗算驗算按預(yù)定制造偏差計算出的最小型腔深度，即基本尺寸能否保證塑件高度的最小尺寸不會超過其公差范圍。根據(jù)參考圖，塑件高度可能取得的最小尺寸為：式中為塑件高度可能取得的最小尺寸與其基本尺寸之間的差值。整理上式可得，式中若要保證上述驗算條件必須使即使得，查表得。，故值取得過小，應(yīng)該修正值，使，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作完成后，型腔深度可表示為mm（7）凹模型腔深度計算（凸出部分深度）(a)初算根據(jù)塑件的最大高度和預(yù)定的制造偏差初算型腔深度的基本尺寸，設(shè)型腔深度按預(yù)定制造偏差取值，且塑料以最小收縮率進(jìn)行收縮時，塑件高度可以獲得上限尺寸，按照參考圖，于是有：整理上式可得，式中Smin為0.3%， (b)驗算驗算按預(yù)定制造偏差計算出的最小型腔深度，即基本尺寸能否保證塑件高度的最小尺寸不會超過其公差范圍。根據(jù)參考圖，塑件高度可能取得的最小尺寸為：式中為塑件高度可能取得的最小尺寸與其基本尺寸之間的差值。整理上式可得，式中若要保證上述驗算條件必須使即使得，查表得。 ，故值取得過小，應(yīng)該修正值，使，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作完成后，型腔深度可表示為mm5、凹模的材料選擇凹模所用的材料的材性及其他要求通常有以下幾個方面：（1）拋光性強（2）強度、韌性、一定的硬度和耐磨性（3）耐熱性（4）耐腐蝕性（5）使用壽命（6）加工性能（7）成本及經(jīng)濟性。由于此次設(shè)計的汽車煙灰缸蓋模具屬一般中小型模具，所以凹模用45鋼，淬火至55HRC。6、凹模的粗糙度要求由于凹模表面直接與塑件外表面接觸，由于塑件外表面要求較高，故取其表面粗糙度為Ra0。2。7、凹模的結(jié)構(gòu)圖如下：圖3-5凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模是成型塑件內(nèi)形的成型零件。凸模的結(jié)構(gòu)主要有整體式凸模，完全整體式凸模（或整體嵌入式凸模）+局部鑲拼嵌入和完全鑲拼嵌入式凸模三種結(jié)構(gòu)形式。1、凸模的結(jié)構(gòu)形式選擇由于汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，內(nèi)表面存在凸起部分，因此不能采用整體式凸模。若采用整體式凸模會造成鋼材的大量浪費，而且還會使機械加工比較困難，甚至難以成型。結(jié)合汽車煙灰缸蓋產(chǎn)品的實際結(jié)構(gòu)形狀，凸模的結(jié)構(gòu)形式選用整體嵌入式凸模+局部鑲拼嵌入。采用此種結(jié)構(gòu)形式，不僅會使整體加工和裝配比較方便，而且運用局部鑲拼嵌入結(jié)構(gòu)形式，使所設(shè)計的模具能很好的達(dá)到汽車煙灰缸蓋的成型要求。凸模的結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖3-62、凸模成型工作尺寸計算(1)凸模型腔徑向尺寸計算（內(nèi)表面凸起側(cè)棱寬度）（a）初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸，設(shè)型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸，參考圖如凹模計算型腔徑向尺寸圖，于是有，整理上式可得。(b)驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍，根據(jù)圖示，塑件可能取得最大徑向尺寸為：式中為塑件可能出現(xiàn)的最大尺寸與其下限尺寸之間的差值，整理上式得：，式中Smin=0.3%，,由于，故值偏小，應(yīng)修正各值，取，則，滿足要求。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔徑向尺寸可以表示為：（2）凸模型腔徑向尺寸計算（內(nèi)表面凸起側(cè)棱長度）（a）初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸，設(shè)型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸，參考圖如凹模計算型腔徑向尺寸圖，于是有：，整理上式可得(b)驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍，根據(jù)圖示，塑件可能取得最大徑向尺寸為：式中為塑件可能出現(xiàn)的最大尺寸與其下限尺寸之間的差值，整理上式得：，式中Smin=0.3%，由于，故值偏小，應(yīng)修正各值，取，則，滿足要求。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔徑向尺寸可以表示為：（3）凸模型腔徑向尺寸計算（塑件側(cè)邊緣寬度）（a）初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸，設(shè)型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸，參考圖如凹模計算型腔徑向尺寸圖，于是有，整理上式可得(b)驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍，根據(jù)圖示，塑件可能取得最大徑向尺寸為：式中為塑件可能出現(xiàn)的最大尺寸與其下限尺寸之間的差值，整理上式得：，式中Smin=0.3%，，由于，故值偏小，應(yīng)修正各值，取，則，滿足要求。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔徑向尺寸可以表示為：（4）凸模型腔徑向尺寸計算（塑件側(cè)邊緣長度）（a）初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸LM，設(shè)型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸，參考圖如凹模計算型腔徑向尺寸圖，于是有，整理上式可得(b)驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算LM是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍，根據(jù)圖示，塑件可能取得最大徑向尺寸為：式中為塑件可能出現(xiàn)的最大尺寸與其下限尺寸之間的差值，整理上式得：，式中Smin=0。3%，由于，故值偏小，應(yīng)修正各值，取，則，滿足要求。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔徑向尺寸可以表示為：（5）凸模型腔深度計算（加強筋高度）(a)初算根據(jù)塑件的最大高度和預(yù)定的制造偏差初算型腔深度的基本尺寸，設(shè)型腔深度按預(yù)定制造偏差取值，且塑料以最小收縮率進(jìn)行收縮時，塑件高度可以獲得上限尺寸，按照參考圖，于是有：整理上式可得，式中Smin為0.3%，(b)驗算驗算按預(yù)定制造偏差計算出的最小型腔深度，即基本尺寸能否保證塑件高度的最小尺寸不會超過其公差范圍。根據(jù)參考圖，塑件高度可能取得的最小尺寸為：式中為塑件高度可能取得的最小尺寸與其基本尺寸之間的差值。整理上式可得，式中若要保證上述驗算條件必須使即使得，查表得。，故值取得過小，應(yīng)該修正值，使，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作完成后，型腔深度可表示為（6）凸模型腔深度計算（內(nèi)表面凸棱上凸臺高度）(a)初算根據(jù)塑件的最大高度和預(yù)定的制造偏差初算型腔深度的基本尺寸，設(shè)型腔深度按預(yù)定制造偏差取值，且塑料以最小收縮率進(jìn)行收縮時，塑件高度可以獲得上限尺寸，按照參考圖，于是有：整理上式可得，式中Smin為0。3%， (b)驗算驗算按預(yù)定制造偏差計算出的最小型腔深度，即基本尺寸能否保證塑件高度的最小尺寸不會超過其公差范圍。根據(jù)參考圖，塑件高度可能取得的最小尺寸為：式中為塑件高度可能取得的最小尺寸與其基本尺寸之間的差值。整理上式可得，式中若要保證上述驗算條件必須使即使得，查表得。，故值取得過小，應(yīng)該修正值，使，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作完成后，型腔深度可表示為（7）凸模型腔徑向尺寸計算（凸臺長度）（a）初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸LM，設(shè)型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸，參考圖如凹模計算型腔徑向尺寸圖，于是有：，整理上式可得。(b)驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算LM是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍，根據(jù)圖示，塑件可能取得最大徑向尺寸為：式中為塑件可能出現(xiàn)的最大尺寸與其下限尺寸之間的差值，整理上式得：，式中Smin=0。3%，，由于，故值偏小，應(yīng)修正各值，取，則，滿足要求。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔徑向尺寸可以表示為：（8）凸模型腔徑向尺寸計算（凸臺寬度）（a）初算初算型腔的最小徑向尺寸，即基本尺寸LM，設(shè)型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時可以獲得其下限尺寸，參考圖如凹模計算型腔徑向尺寸圖，于是有：，整理上式可得。(b)驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算LM是否能夠保證塑件的最大尺寸不會超出塑件的公差范圍，根據(jù)圖示，塑件可能取得最大徑向尺寸為：式中為塑件可能出現(xiàn)的最大尺寸與其下限尺寸之間的差值，整理上式得：，式中Smin=0.3%，由于，故值偏小，應(yīng)修正各值，取，則，滿足要求。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型腔徑向尺寸可以表示為：凸模簡圖如下：圖3-7（9）凸模徑向尺寸計算(L1尺寸)假設(shè)塑件孔徑在冷卻收縮過程中尺寸變小，則按公差帶法對型芯徑向尺寸的計算如下：（a）初算初算的最大徑向尺寸（基本尺寸）LM時，設(shè)型芯徑向尺寸取最大值，塑件孔徑以最小收縮率進(jìn)行收縮，則可以獲得其上限尺寸（參考圖如下），于是有，整理上式可得：，式中Smin=0.3%,（b）驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能保證孔徑的最小尺寸不會超出其公差范圍。根據(jù)參考圖所示，塑件孔徑可能取得的最小尺寸為：圖3-8式中的為塑件孔徑可能出現(xiàn)的最小尺寸與其上限尺寸之間的差值。整理可得：，于是，若要保證上述驗算條件，必須使，式中，，由于，修正，滿足要求，使。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯的徑向尺寸表示為：（10）凸模徑向尺寸計算(L2尺寸)假設(shè)塑件孔徑在冷卻收縮過程中尺寸變小，則按公差帶法對型芯徑向尺寸的計算如下：（a）初算初算的最大徑向尺寸（基本尺寸）LM時，設(shè)型芯徑向尺寸取最大值，塑件孔徑以最小收縮率進(jìn)行收縮，則可以獲得其上限尺寸（參考圖如下），于是有，整理上式可得：，式中Smin=0。3%,（b）驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能保證孔徑的最小尺寸不會超出其公差范圍。根據(jù)參考圖所示，塑件孔徑可能取得的最小尺寸為：式中的為塑件孔徑可能出現(xiàn)的最小尺寸與其上限尺寸之間的差值。整理可得：，于是，若要保證上述驗算條件，必須使，式中，，由于，滿足要求。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯的徑向尺寸表示為：（11）凸模徑向尺寸計算(D的長度尺寸)假設(shè)塑件孔徑在冷卻收縮過程中尺寸變小，則按公差帶法對型芯徑向尺寸的計算如下：（a）初算初算的最大徑向尺寸（基本尺寸）LM時，設(shè)型芯徑向尺寸取最大值，塑件孔徑以最小收縮率進(jìn)行收縮，則可以獲得其上限尺寸（參考圖如下），于是有，整理上式可得：，式中Smin=0。3%,（b）驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能保證孔徑的最小尺寸不會超出其公差范圍。根據(jù)參考圖所示，塑件孔徑可能取得的最小尺寸為：式中的為塑件孔徑可能出現(xiàn)的最小尺寸與其上限尺寸之間的差值。整理可得：，于是，若要保證上述驗算條件，必須使，式中，，由于，修正，滿足要求，使。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯的徑向尺寸表示為：（12）凸模徑向尺寸計算(L3尺寸)假設(shè)塑件孔徑在冷卻收縮過程中尺寸變小，則按公差帶法對型芯徑向尺寸的計算如下：（a）初算初算的最大徑向尺寸（基本尺寸）LM時，設(shè)型芯徑向尺寸取最大值，塑件孔徑以最小收縮率進(jìn)行收縮，則可以獲得其上限尺寸（參考圖如下），于是有，整理上式可得：，式中Smin=0.3%,（b）驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能保證孔徑的最小尺寸不會超出其公差范圍。根據(jù)參考圖所示，塑件孔徑可能取得的最小尺寸為：式中的為塑件孔徑可能出現(xiàn)的最小尺寸與其上限尺寸之間的差值。整理可得：，于是，若要保證上述驗算條件，必須使，式中，，由于，修正，滿足要求，使。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯的徑向尺寸表示為：（13）凸模徑向尺寸計算(D1尺寸)假設(shè)塑件孔徑在冷卻收縮過程中尺寸變小，則按公差帶法對型芯徑向尺寸的計算如下：（a）初算初算的最大徑向尺寸（基本尺寸）LM時，設(shè)型芯徑向尺寸取最大值，塑件孔徑以最小收縮率進(jìn)行收縮，則可以獲得其上限尺寸（參考圖如下），于是有，整理上式可得：，式中Smin=0.3%,（b）驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能保證孔徑的最小尺寸不會超出其公差范圍。根據(jù)參考圖所示，塑件孔徑可能取得的最小尺寸為：式中的為塑件孔徑可能出現(xiàn)的最小尺寸與其上限尺寸之間的差值。整理可得：，于是，若要保證上述驗算條件，必須使，式中，，由于，修正，滿足要求，使。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯的徑向尺寸表示為：（14）凸模下邊緣深度計算凸模高度計算，若使用公差帶法注意修磨部位問題，可以將修磨部位設(shè)計在型芯上端面，修磨后型芯高度減小，型芯類尺寸性質(zhì)不變，也可以將修磨部位設(shè)計在固定板上端面，修磨后型芯高度增大。這里將修磨部位設(shè)計在型芯上端面，假設(shè)型芯高度的修磨余量包含在其制造偏差中。初算參考圖如下圖：圖3-9由此可得,式中：(b)驗算，取，則由于修正，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯高度可表示為：（15）成型鑲塊的高度（a）初算參考圖如下，由此可得,式中(b)驗算，取，則由于修正，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯高度可表示為：（16）嵌入凸耳深度（a）初算參考圖如下，由此可得,式中（b）驗算，取，則由于修正，滿足要求。(c)標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯高度可表示為：（17）嵌入凸耳長度計算假設(shè)塑件孔徑在冷卻收縮過程中尺寸變小，則按公差帶法對型芯徑向尺寸的計算如下：（a）初算初算的最大徑向尺寸（基本尺寸）LM時，設(shè)型芯徑向尺寸取最大值，塑件孔徑以最小收縮率進(jìn)行收縮，則可以獲得其上限尺寸（參考圖如下），于是有，整理上式可得：，式中Smin=0。3%,（b）驗算按預(yù)定的制造偏差和磨損量取值時，驗算是否能保證孔徑的最小尺寸不會超出其公差范圍。根據(jù)參考圖所示，塑件孔徑可能取得的最小尺寸為：，式中的為塑件孔徑可能出現(xiàn)的最小尺寸與其上限尺寸之間的差值。整理可得：，于是，若要保證上述驗算條件，必須使，式中，，由于，修正，滿足要求，使。（c）標(biāo)注制造公差初算和驗算工作結(jié)束，考慮制造公差后，型芯的徑向尺寸表示為：3、凸模材料的選擇及粗糙度要求由于凹模材料選用的是45鋼，為了減少材料的種類，與凹模材料相對應(yīng)，凸模材料也選用45鋼，淬火至55HRC。由于凸模與汽車煙灰缸蓋的內(nèi)表面相接觸，而在實際產(chǎn)品的應(yīng)用場合，對內(nèi)表面的要求較低，故選擇凸模的表面粗糙度為。4、凸模的結(jié)構(gòu)示意圖如下：圖3-10澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統(tǒng)主要有主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。注射模的澆注系統(tǒng)即為注射模的進(jìn)料系統(tǒng)。是使來自注射機料筒噴嘴的熔融塑料穩(wěn)定而順利地流入并充滿全部型腔，同時，在沖模過程中將注射壓力傳遞到型腔的各個部位，以保證塑件的完整成型。澆注系統(tǒng)設(shè)計的合理與否對制品的性能、外觀和成型難易程度影響頗大。澆注系統(tǒng)在設(shè)計時，需要根據(jù)產(chǎn)品形狀、成型方法等多方面綜合考慮，具體需要考慮以下幾點：（1）了解塑料及其流動特性，塑料流動特性的好壞直接影響到主流道的結(jié)構(gòu)尺寸，澆口的數(shù)量等一系列的問題（2）綜合考慮型腔的溫度、壓力和剪切速率。因為在注射模澆注系統(tǒng)中和型腔內(nèi)的溫度、壓力和剪切速率是隨時隨處變化的，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，必須綜合加以考慮，以保證在充模這一階段，以盡可能低的粘度和較快的速度充滿整個型腔；而在保壓這一階段，又能通過澆注系統(tǒng)使壓力充分地傳遞到型腔各部位。同時，通過澆注系統(tǒng)中澆口的適時凝固來控制補料時間，以獲得外形清晰、尺寸穩(wěn)定、內(nèi)應(yīng)力小、無氣泡、無縮孔、無凹陷的制件。（3）綜合考慮產(chǎn)品的外形、尺寸及實際使用情況。因為產(chǎn)品的外形、尺寸和對外觀的要求直接影響整個澆注系統(tǒng)的排布位置及各部分的尺寸大小。（4）考慮模具的型腔數(shù)。多型腔的數(shù)量直接關(guān)系著澆注系統(tǒng)中分流道的布置。（5）考慮注射機的型號及形式。注射機的形式及型號直接影響各個澆注系統(tǒng)的形式。（6）在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)在不影響產(chǎn)品的質(zhì)量的前提下減小主流道的尺寸，因為在澆注系統(tǒng)脫模后，還要將澆注系統(tǒng)的凝料從產(chǎn)品上切除（點澆口除外），這部分澆口廢料需經(jīng)粉碎、染色、造料等工序重新加以利用，為了提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動強度，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，應(yīng)設(shè)計盡可能小的澆注系統(tǒng)尺寸。主流道的設(shè)計主流道是指注射機噴嘴到分流道為止的那一段流道，熔融塑料進(jìn)入模具時，首先經(jīng)過主流道，由于熔融塑料首先經(jīng)過主流道，所以它的尺寸大小直接影響塑料的流速及填充時間。物料在主流道中并不改變流動方向，主流道斷面一般設(shè)計為圓形。其斷面尺寸，可能是變化的，也可能是不變的。主流道截面面積過小，塑料在流動過程冷卻面積相對增加，熱量損失大，粘度增加，流動性降低成型壓力損失大。造成成型困難，如主流道截面面積過大，會使流道容積加大，塑料耗量增多，而且會使塑料流動過程中壓力減弱，冷卻時間延長，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。一般對于流動性好，塑件較小，主流道要設(shè)計得小些，對于流動性差，塑件較大，主流道要設(shè)計得大些。此次畢業(yè)所設(shè)計的汽車煙灰缸蓋模具，其產(chǎn)品的原材料為ABS塑料，其流動性中等，綜合考慮各因素，應(yīng)將主流道尺寸設(shè)計的小些。1、澆口套的設(shè)計由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主澆道部分通常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套，簡稱澆口套或澆注套。澆口套的作用：（1）使模具安裝時進(jìn)入定位孔方便而在注射機上很好的定位，與注射機噴嘴吻合，并能經(jīng)受塑料的反應(yīng)力，不致被推出模具。（2）作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地達(dá)到型腔，在注射過程中不應(yīng)有塑料溢出，同時保證主流道凝料脫出方便（3）當(dāng)主流道穿過多塊模板時，采用澆口套，可以防止因溢料而使主流道凝料脫模困難。（1）澆口套的材料由于澆口套是模具中熱量最集中的部位，故應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理。由于凸凹模選用的材料都是45鋼，為使模具材料的品種盡量少一些，考慮澆口套的實際工作環(huán)境和45鋼的材料性能，選用45鋼作為澆口套的材料，并淬火至55HRC。（2）澆口套的結(jié)構(gòu)形式澆口套的結(jié)構(gòu)形式主要有整體式和分體式兩種，所謂整體式，即把用于與注射機定模板上中心定位孔配合定位的臺肩及用于構(gòu)成主流道的部分作成一體。所謂分體式，即把用于注射機定模板中心定位孔配合定位的臺肩和用于構(gòu)成主流道的部分分開制作?？紤]到實際情況，將澆口套作成整體嵌入式，其結(jié)構(gòu)相對較簡單，加工相對方便，且便于拆卸和安裝。澆口套的結(jié)構(gòu)形式如圖所示：（3）澆口套各部位的具體尺寸的確定主流道進(jìn)口的直徑d2應(yīng)比注射機噴嘴直徑d大0.5-1mm，否則注射成型時會造成死角并積存物料，防止損失注射壓力外，還使凝料脫模困難。由于設(shè)計所選用的注射機的噴嘴孔直徑4mm，故設(shè)計澆口套進(jìn)口直徑為5mm圖3-11（3）澆口套各部位的具體尺寸的確定主流道進(jìn)口的直徑d2應(yīng)比注射機噴嘴直徑d大0.5到1mm，否則注射成型時會造成死角并積存物料，防止損失注射壓力外，還使凝料脫模困難。由于設(shè)計所選用的注射機的噴嘴孔直徑4mm，故設(shè)計澆口套進(jìn)口直徑為5mm主流道應(yīng)呈錐形，錐度角取3度，以便于澆口套凝料脫模。澆口套出口應(yīng)有圓角，r取2mm。澆口套與噴嘴接觸球面的弧度必須吻合，否則將造成漏料和注射時熱熔料噴出或主流道粘料。由于所選注射機噴嘴頭接觸球面半徑為18mm，所以取R=18mm。主流道的長度應(yīng)根據(jù)凸凹模的結(jié)構(gòu)尺寸予以確定，根據(jù)凸凹模的結(jié)構(gòu)尺寸澆口開設(shè)的部位，取主流道的長度為52mm根據(jù)注射機的中心孔徑大小及澆口套各部分的尺寸，確定澆口套直徑為60mm分流道的設(shè)計分流道是指主流道與澆口之間的一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段，也是澆注系統(tǒng)中通過斷面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過渡段。能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換，在多