[工程科技]汽車燈具模具設計全套計算說明書

1、第一章 緒論1.1 引言1.研究意義模具是制造業(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，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業(yè)中?，F代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產業(yè)總產值保持13%的年增長率（據不完全統(tǒng)計，2004年國內模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口），到2005年模具產值預計為600億元，模具及模具標準件出口將從現在的每年9000多萬美元增長到200

2、5年的2億美元左右。單就汽車產業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2003年我國汽車產銷量均突破400萬輛，預計2004年產銷量各突破500萬輛，轎車產量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的20%之多【1】。目前，中國17000多個模具生產廠點，從業(yè)人數約50多萬。1999年中國模具工業(yè)總產值已達245億元人民幣。工業(yè)總產值中企業(yè)自產自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11

3、%。 鑒于模具作為包括機床工具、汽車制造、食品包裝等在內的機械行業(yè)中機械基礎件產業(yè)，以及電工電器、電子及信息行業(yè)的支持產業(yè)，在發(fā)展先進生產力當中，處于非常關鍵并服務全行業(yè)的地位，其發(fā)展對產業(yè)配套能力的提升和促進產業(yè)聚集優(yōu)勢的形成將起到重要作用。改革開放以來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化。除了國有專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。目前，國內已能生產精度達2微米的精密多工位級進模，工位數最多已達160個，壽命12億次。在大型塑料模具方面，現在已能生產48英寸電視的

4、塑殼模具、6.5k大容量洗衣機的塑料模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，國內已能生產照相機塑料模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復雜壓鑄模方面，國內已能生產自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。在汽車模具方面，現已能制造新轎車的部分覆蓋件模具。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具【2】。2.國內外發(fā)展現狀在中國，人們已經越來越認識到模具在制造中的重要基礎地位，認識到模具技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產品質量、效益和新產品的開

5、發(fā)能力。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展，加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。目前，從事模具技術研究的機構和院校已達30余家，從事模具技術教育的培訓的院校已超過50余家。其中，獲得國家重點資助建設的有華中理工大學模具技術國家重點實驗室，上海交通大學cad國家工程研究中心、北京機電研究所精沖技術國家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學橡塑模具國家工程研究中心等。經過多年的努力，在模具cad/cae/cam技術、模具的電加工和數控加工技術、快速成型與快速制模技術、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周

6、期等方面做出了貢獻【3】。 我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展,取得了巨大進步,但是我們也要清醒地看到,我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后1520年, 主要表現在模具精度、壽命、復雜程度、設計、加工、工藝裝備等方面與發(fā)達國家有較大的差距，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大。目前我國模具生產廠點多數是自產自用的工模具車間(分廠),商品化模具僅占1/3左右。從模具市場來看,國內模具生產仍供不應求,約20%左右靠進口,特別是精密、大型、復雜和長壽命的高檔模具進口比例高達40%。模具工業(yè)在我國仍舊還是幼稚工業(yè),模具進出口逆差每年超過10億美元。隨著我國加入wto,模具出口前景越來越好,我國模具工

7、業(yè)還需發(fā)展得更快些,才能適應形勢的發(fā)展。3模具技術面臨的問題雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重還比較低，cad/cae/cam技術的普及率不高，許多先進的模具技術應用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復雜和長壽命模具技術上存在明顯差距，這些類型模具的生產能力也不能滿足國內需求，因而需要大量從國外進口。 可見,我國模具行業(yè)中高端人才匱乏，模具制造技術相對落后，模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠，模具行業(yè)大有可為【4】。4此課題設計任務及要求汽車燈具的塑件外形形狀各異，生產用的注塑模具結構簡單，有一模一件產

8、品也有一模多件產品，比較適合于我們做畢業(yè)設計。我選擇的產品為我公司的一種后尾燈燈體，將其模具設計作為我的畢業(yè)設計課題。該設計課題要用到非常多我們學過的注塑模具設計知識。我將嚴格按照設計步驟將此燈體的注塑模具設計出來，繪出裝配圖、零件圖及所需要的圖紙等并寫出詳盡的設計說明書。第二章 塑件結構及材料分析2.1設計任務塑件尺寸圖如下：圖2-1名稱：汽車后尾燈燈體要求材料：abs色調：黑 未注公差：一位小數按0.3mm,無小數按0.5mm機床：自行選定 生產批量：中等產量根據零件二維圖建模成的三維圖如下：圖2-2 塑件三維圖2.2 結構分析及材料工藝性分析2.2.1 結構分析塑件為汽車后尾燈燈體，要求

9、材料用abs制造。此零件兩端為支撐座，是為了與汽車起連接和作用的，支架凹陷部分需要做成滑塊。燈體兩邊各有一排小突臺，是與燈鏡相連接的，可以先嘗試直接分模，如不行也需做成滑塊結構。其余部分可以直接分模脫出，燈體底部有六個并排的螺栓連接桿，可以直接用頂針頂出。底部有5個小通孔是為了穿入電線連接電源用。因此塑件總體的精度要求不高，但連接配合件精度要求較高。塑件內表面做成光滑面，外表面做成電火花花紋。從塑料零件圖上可看出，該塑件上下兩端的支架需做成滑塊抽芯，否則塑件擋住，塑件取不出來。垂直于脫模方向的尺寸較小，初步選用滑塊側抽芯。2.2.2 工藝性分析精度等級：采用7級低精度（根據手冊p45表2-20

10、推薦值選?。?。粗糙度：該塑件外表做電火花皮紋。脫模斜度：塑件拔模角度為13（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內，塑件外形以型腔大端為準，塑件內形以型芯小端為準。）（手冊p28表2-1）。根據塑件尺寸及精度要求，查手冊p44表2-19對塑件進行詳細的精度標注，具體尺寸參見塑件零件圖。 2.2.2.1 abs性能分析6abs樹脂是目前產量最大，應用最廣泛的聚合物，它將ps，san，bs的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。abs是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，a代表丙烯腈，b代表丁二烯，s代表苯乙烯。（1）力學性能：abs有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的

11、溫度下使用；abs的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉速下的軸承。abs的耐蠕變性比psf及pc大，但比pa及pom小。abs的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。abs的力學性能受溫度的影響較大。 （2）熱學性能：abs的熱變形溫度為93118，制品經退火處理后還可提高10左右。abs在-40時仍能表現出一定的韌性，可在-40100的溫度范圍內使用。 （3）電學性能：abs的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數環(huán)境下使用。 （4）環(huán)境性能：abs不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產生應力開裂。

12、abs的耐候性差，在紫外光的作用下易產生降解；于戶外半年后，沖擊強度下降一半。2、成型性能：abs同ps一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。abs具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。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，表面光澤。abs的熱穩(wěn)定性好，不易出現熱降解現象。abs的吸水性較高，吸水率: 0.2%0.7%,加工前應進行干燥處理。一般制品的干燥條件為80-85，24小時；對特殊要求的制品（如電鍍），則需70-80，10-18小時(水分控制在0.2%以下)。abs制品在加工中易產生內應力，如應力太

13、大或制品對應力開裂絕對禁止，應進行退火處理，具體方法是制品置于70-80的熱風循環(huán)干燥箱內2-4小時，再冷卻到室溫即可。abs可用注塑、擠出、壓延、吸塑及吹塑等方法成型，并以注塑法最廣，擠出法次之。3、注塑模工藝條件: 干燥處理：溫度7085左右干燥24小時以上。 熔化溫度：180250，注意最好不要超過240。 模具溫度：一般情況5055，為了提高塑料件的表面質量，避免或減少熔接痕和縮痕，通常將模具溫度提高到7075，同時適當的增加保壓時間。 注射壓力：注射壓力的選擇跟諸多因素有關，其大小主要取決于宿建德形體結構及其壁厚。可在實際生產中自行調試直到達到要求，一般，提高注塑壓力，可以增加塑件的

14、表面光澤度 注射速度：采用中等注塑速度，往往能夠獲得較好的質量效果。速度太大時，物料易分解，同時產生熔接痕和不光澤的缺陷。塑件較薄的時候宜使用較高的注射速度。 塑料件的后處理；abs塑件的成型收縮率較小。但是，易產生內應力。因此，應該對成型塑料件進行熱處理。4、abs主要技術指標：密度 (kg.dm-3) 比體積 dm-3. kg-1 0.860.98吸水性 % 收縮率 % 熔 點 熱變形溫度 0.46mpa 0.1850mpa 抗拉屈強度 mpa 50拉伸彈性模量 mpa 抗彎強度 mpa 80沖擊韌度 k g.dm-2無缺口 261有缺口 11布氏硬度 9.7 體積電阻系數 cm 2.2.

15、2.2 abs的注射成型工藝參數【5】（1）注射機：螺桿式（2）螺桿轉速（r/min）：3060（3）預熱和干燥：溫度（c） 7085 時間 (h) 24（4）密度（g/ cm）: 1.021.16（5）材料收縮率（）：0.40.7（6）料筒溫度（c）：后段 180200 中段 190210 前段 200210（7）噴嘴溫度（c）：180200（8）模具溫度（c）：4080（9）注射壓力（mpa）：70100（10）成形時間（s）：注射時間 35 冷卻時間 1275 總周期 1580（11）適應注射機類型：螺桿、柱塞均可2.2.2.3 abs塑件的常見主要及消除措施：主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊

16、、變色及銀絲、出現熔接痕等。消除措施：加大主流道、分流道、澆口和注射時間、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預熱溫度等方法。（此處不做過多贅述）第三章 模具基本形式確定和相關參數校核3.1 模具結構形式的擬定3.1.1 確定型腔數量及排列方式一般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結構；對于精度要求不高的小型塑件，形狀簡單，又是大批量生產時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產效率大為提高。型腔的數目可根據模型的大小情況而定7。該塑件除部分連接件精度略高，整體對精度要求不高，再依據塑件的尺寸大小和形狀結構，初步采用一模二腔的模具結構。3.1.2 模具結構形式的確定方案

17、一. 多型腔單分型面模具：塑件外觀質量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結構。方案二. 多型腔多分型面模具：塑件外觀質量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結構。該塑件外觀質量要求不高，是尺寸精度要求較低的小型塑件，因此可采用多型腔單分型面的設計。最常用的澆口形式有：第一是側澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不利因素是澆道流程長，熱量損耗大，因此容易產生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善，則需加大澆道尺寸，但隨之澆道部份的回料增多。其次塑料的進料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時，又損壞了周圍的美觀。第二是點澆口。塑料注射時，在點澆口以高速注

18、入型腔，一部份動能轉變?yōu)闊崮?，因此塑料在會合時的熱量損耗比側澆口少，所以會合處熔合較好，熔接痕不太明顯。其缺點是塑件的正面將留下點燒口的痕跡，影響塑件的美觀，并且為了取出點澆口的澆道剩料，型腔必須移動。由于型腔重量較大，所以不方便移動。第三種是綜合上述兩種澆口形式的優(yōu)缺點，采用剪切澆口。因為塑件側壁距離橫澆道較遠，因直接在側壁進料是很難實現的，因此又增設了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質量較好。二是澆口的位置和數量可視塑件的質量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時，

19、澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機床自動化。從塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個剪切澆口處都設有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除8。綜上所述，從塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出機構的設置以及澆口的位置。分型面為單分型面垂直分型，選用側澆口，初步設計為上下左右對稱，每個模腔兩個澆口。3.2 初選注塑機的型號的規(guī)格決定注塑機型號和規(guī)格的主要參數是塑件的體積（注塑量）和鎖模力。此外除了模具的結構、類型和一些基本參數和尺寸外，模具的型腔數、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關性能參

20、數密節(jié)相關，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關數據進行較核，并通過較核來設計模具與選擇注射機型號9。3.2.1有關塑件的計算由pro/e軟件分析可得：體積 = 58.824 （cm） 密度 = 1.02 (g/ cm）質量 = 60 (g)3.2.2注射機型號的確定參見市面上常見的臥式注塑機，并根據塑件的體積初步選定用htf160jtj b型（臥式）注塑機10。此型號注塑機的主要技術規(guī)格如下表：表 3-1 注塑機的主要參數理論注射容積(cm）320螺桿直徑(mm)45注射壓力(mpa)140注射速率(g/s)70最大注塑面積(cm2）350螺桿轉速(r/min)0175

21、鎖模力(kn)1600拉桿間距(mm)455455移模行程(mm)420模具最大厚度(mm)500模具最小厚度(mm)145鎖模形式雙曲肘3.2.3注射機及型腔數量的校核1、主流道的體積約為： 2、該模具總共需填充塑件的體積約為： 3.2.4注射機及參數量的校核1.注射量的校核注射機一個注射周期內所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機額定注射量的80%以內11。在一個注射成形周期內，需注射入模具內的塑料熔體的容量或質量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質量之和，即或 式中 v（m）一個成形周期內所需射入的塑料容積或質量(cm或g）； n 型腔數目 vz（mz）單個塑件的容量或質量(cm或g）。

22、vj（mj）澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質量(cm或g）。故應使 或 式中 vg（mg）注射機額定注射量(cm或g）。根據容積計算 可見注射機的注射量符合要求2.型腔數量的確定和校核型腔數量與注射機的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數有關，此外，還受塑件的精度和生產的經濟性等因數影響。可根據注射機的最大注射量確定型腔數n式中 k注射機的最大注射量的得用系數，一般取0.8； mn注射機允許的最大注射量； m 2澆注系統(tǒng)所需塑料的質量或體積（g或cm）； m 1單個塑件的質量或體積（g或cm）。所以需要考慮到零件結構復雜以及生產需求經濟性的要求，以及模腔的對稱性，決定選擇一模二腔3.塑件在分型

23、面上的投影面積與鎖模力校核12注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數值超過了注射機允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會出現溢漏現象。因此，設計注射模時必須滿足下面關系：式中 a注射機允許使用的最大成型面積(mm2）單個塑件在模具分型面上的投影面積流道在模具分型面上的投影面積注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現溢漏現象，應使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力，即：式中符號意義同前。所以需要27941.48+

24、1776.8=17659.76a查得abs的平均成型壓力為80（cm2/mpa）176.5976 cm280=14127.8nf(1600kn)符合要求4.最大注射壓力校核注射機的額定注射壓力即為它的最高壓力pmax,應該大于注射機成型時所調用的注射壓力，即：很明顯，上式成立，符合要求。5. 模具與注射機安裝部份的校核噴嘴尺寸 注射機頭為球面，其球面半徑與相應接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應13。模具厚度 模具厚度h（又稱閉合高度）必須滿足：式中 注射機允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距； 注射機允許的最大模厚。注射機允許厚度145h=281500符合要求。6.開模行程校核5開

25、模行程s（合模行程）指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注射機的最大開模行程與模具厚度無關，對于單分型面注射模：式中 h1摧出距離（脫模距離）（mm）； h2包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度（mm）。開模距離取 h1 = 50包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度取 h2 = 62.5mm余量取 8 則有：smax s = 62.5+50+8 =121.5 符合要求。第四章 模具結構設計和相關尺寸計算4.1 分型面位置的確定4.1.1 分型面的選擇分開模具能取出塑件的面，稱作分型面，其它的面稱作分離面或稱分模面，注射模只有一個分型面。分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具整體結構、澆注系統(tǒng)的

26、設計、塑件的脫出和模具的制造工藝等有關。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的結構工藝性及精度、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析，應根據分型面選擇的原則和塑件的外形合理的選擇分型面6。4.1.2 分型面的方向位置分型面的方向盡量采用與注塑機開模是垂直方向，形狀有平面，斜面，曲面。選擇分型面的位置時，一般應遵循以下幾項基本原則14：分型面應選在塑件外形最大輪廓處，一般不取在裝飾外表面或帶圓弧的轉角處。確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模，一般使塑件留在動模一邊，利于脫模。保證塑件的精度，如將同心度要求高的同心部分放于

27、分型面的同一側，以保征同心度。軸芯機構要考慮軸芯距離。滿足塑件的外觀質量要求。便于模具制造加工。注意對在型面積的影響。對排氣效果的影響，分型面作為主要排氣面時，分型面設于料流的末端。一般在分型面凹模一側開設一條深 0.025 0.1mm 寬1.56 mm的排氣槽。亦可以利用頂桿，型腔，型芯鑲塊排氣。對側抽芯的影響等。在實際設計中，不可能全部滿足上述原則，一般應抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。4.1.3分型面的確定根據以上原則，可先確定分型線即凸模凹模的接觸線。如下圖所示： 圖41(凸臺放大部分）在分型線的基礎上確定該模具的分型面即為穿過分型線且垂直于脫模方向的平面，第一次分型面使燈蓋

28、的外表面和凹模脫出，內表面和凸模脫出。位置如下圖圖 4-2 第一分型面?zhèn)瘸樾痉中兔妫?圖 4-3側抽芯分型面4.2 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設計4.2.1 澆注系統(tǒng)的形式設計澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機噴嘴射出后到達型腔之前在模具內流經的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設計是注射模具設計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響15?？紤]到制件的精度等級不高，以及一模二腔的成型模式，結合經濟性考慮，采用主流道加分流道的澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量等影響效大，而且還在與塑件所

29、用塑料的利用率、成型效率等相關。對澆注系統(tǒng)進行整體設計時，一般應遵循如下基本原則：（1）了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動性。（2）采用尺量短的流程，以減少熱量與壓力損失。（3）澆注系統(tǒng)的設計應有利于良好的排氣。（4）防止型芯變形和嵌件位移。（5）便于修整澆口以保證塑件外觀質量。（6）澆注系統(tǒng)應結合型腔布局同時考慮。（7）流動距離比和流動面積比的校核。4.2.2主流道的設計主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動速度及填充時間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠”位置的能力。在臥式注射機上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設計成圓錐

30、形，錐角為一般為246。1、主流道的尺寸 （1） 主流道小端直徑 主流道小端直徑 d = 注射機噴嘴直徑 + 2 3 = 1.5 + 2 3 取 d = 3.5（mm）。（4） 主流道長度主流道長度l，根據準模架及該模具結構，取l = 85（mm）。 （5） 主流道錐度主流道錐角一般應在26，取 = 2，所以流道錐度為/2=1。（6） 主流道大端直徑主流道大端直徑 d = d+2ltg（/）（=2） 6（mm）（7） 主流道大端倒圓角倒角 d/8 0.75（mm）圖 4-4 主流道形式2、主流道襯套的形式主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復接

31、觸，屬易損件，對材料要求較高，因而模具的主流道部分常設計成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如t8a、t10a等，熱處理要求淬火53 57 hrc。主流道襯套應設置在模具對稱中心位置上，并盡可能保證與相聯接的注射機噴嘴同一軸心線。圖 4-5 主流道的位置主流道襯套的形式有兩種：一是主流道襯套與定位圈設計成整體式，一般用于小型模具；二是主流道襯套與定位圈設計成兩個零件，然后配合在固定在模板上。該模具尺寸較小，主流道襯套可以選用整體式。 設計出主流道襯套的尺寸如圖5-4所示： 主流道襯套的固定形式如圖5-5所示：4.2.3 分流道的設計

32、分流道是主流道與澆口之間的進料通道。（1）分流道的截面形狀 常見的分流道截面形狀有圓形、梯形、u形、半圓形和矩形等。圓形和方形分流道的效率最高。但是方形截面流道不利于冷凝料的推出，且不利于加工。所以在此選用圓形分流道，圓形需開設在分型面兩側，且對應兩部分必須相互吻合。（2）分流道的截面尺寸 一般圓形分流道的截面直徑為212mm，對流動性好的塑料，可以取較小，對于多數塑料直徑一般取56mm。此處選用6mm。（3）冷料穴的設計 冷料穴的設置是根據澆注系統(tǒng)的需要來設置的，它它既可以設置在主流道的末端，還可以設置在分流道的轉向處，并迎著上游料流的方向。此處既有分流道也有主流道，所以一共設置三個冷料穴，

33、主流道一個和兩個分流道各一個。冷料穴的直徑和分流道的直徑大小一樣，長度為直徑的1.52倍。此處選為1.5，冷料穴深度為1.5x6=9mm。4.2.4 澆口的設計澆口的設計與塑料的品種、塑件形狀、塑件壁厚、模具的結構以及注射成型的工藝參數都有關。對澆口的總體設計要求是：要使融料以較快的速度進入并充滿型腔，同時在型腔充滿后冷卻封閉。一般要求澆口截面小，長度短，這樣可以提高料流的剪切速率，有利于充滿型腔；同時有利于快速冷卻封閉；且便于塑件與澆口冷流料的分離，保證塑件的外觀質量。設計澆口應該注意以下問題。（1）應避免引起熔體破裂（2）澆口應該設置在宿建德最大壁厚處（3）應該有利于排氣（4）有利于減少熔

34、接痕和提高熔接痕強度（5）防止型芯變形（6）考慮塑件的收縮變形及分子取向（7）應考慮塑件的外觀此處綜合考慮最終選擇澆口的類型為側澆口，形狀為扇形，位置位于塑件側面與分型面相接處。4.3 合模導向機構的設計注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面導向機構用于動、定模之間的精密對中定位。4.3.1 機構的功用導向機構的功用定位作用；導向作用；承載作用；保持運動平穩(wěn)作用。定位機構的功用對于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生產批量大的注射模，僅用導柱導向機構是不完善的，還必須在動、定模之間增設錐面定位機構，有保持精密定位

35、和同軸度的要求5。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，則須由設計人員根據模具結構進行具體設計。此模具為小型模具，對精度要求也不是很高，所以不需要用定位機構，可直接由導向機構定位。4.3.2 導向結構的總體設計191、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，防止導柱和導套壓入后變形；2、該模具采用4根導柱，其布置為等直徑導柱不對稱布置；3、該模具導柱安裝在動模板上，導套安裝在定模板上；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板，即可削去一

36、個面或在導套的孔口倒角；5、各導柱、導套及導向孔的軸線應保證平行；6、在合模時，應保證導向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導致模具損壞；7、當動定模板采用合并加工時，可確保同軸度要求。4.3.3 導柱的設計1、該模具采用帶頭導柱，且不加油槽；2、導柱的長度必須比凸模端面高度高出68mm；根據模具結構，導柱長度取90mm。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的先導部分；4、導柱的直徑應根據模具尺寸來確定，應保證具有足夠的抗彎強度（該導柱直徑由標準模架知為30；5、導柱的安裝形式，導柱固定部分與模板按h7/m6配合。導柱滑動部分按h7/f7或h8/f7的間隙配合；6、導柱

37、工作部分的表面粗糙度為ra0.4m；7、導柱應具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內芯。多采用低碳鋼經滲碳淬火處理或碳素工具鋼t8a、t10a經淬火處理，硬度為55hrc以上或45#鋼經調質、表面淬火、低溫回火，硬度55hrc以上。導柱尺寸如下：圖4-64.3.4導套的設計1、結構形式：采用帶頭導套（型），導套的固定孔與導柱的固定孔可以同時鉆，再分別擴孔，以保證其配合精度；2、導套的端面應倒圓角，導柱孔最好做成通孔，利于排出孔內剩余空氣；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ra0.4m。導套外徑按h7/m6或h7/k6配合鑲入模板6；4、導套材料可用淬火鋼或銅

38、（青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度應低于導柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導柱或導套拉毛。導套三維示意圖如下：圖4-74.3.5導柱與導套的配合形式導柱與導套的配用形式要根據模具的結構及生產要求而定，該模具采用的配合形式如下圖所示：圖 5-8 導柱與導套的配用4.4 脫模推出機構的設計結合零件的結構，本模具采用頂針作為脫模推出機構注射成型機的動模安裝一側設有脫模推出機構，有的使用液壓推動，也有用機械推動?？傊?，在塑件成型后，動模隨注塑機活動動模座后退到一定距離，就開始由注塑機的脫模機構推動模具的推板和推桿固定板，由推板或推桿等使塑件從動模上推出。4.4.1 脫模機構的選用原則（1）使塑件脫

39、模時不發(fā)生變形（2）推力點的分布依脫模阻力的大小合理安排（3）推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產生隙裂（4）推桿的強度和剛性應足夠，在推出動作時不產生彈性變形（5）推桿位置痕跡須不影響塑件外觀(6)脫模機構的運動應保證靈活，可靠，不發(fā)生誤動作頂桿位置分布如圖： 圖4-9一個模腔周圍設置12個頂針，與動模最高平面相平，一端固定到推板固定板，與板上的孔配合，頂部平面與推板接觸。此外凸模上的絲筒也起到了推出的作用，示意圖如下：絲筒針 圖410一個塑件有6個螺柱，所以一個模腔需要用到6套絲筒針，絲筒針一端與凸模高度齊平，另一端的分別的階梯分別于推板和定模扳相接觸，示意圖如下： 圖4-114.

40、4.2 脫模阻力計算塑件壁厚與其內孔直徑之比小于1/20，為薄壁殼體形塑件，且塑件斷面為矩形，故所需脫模力的計算公式如下5： 式中 e塑料的拉伸模量（n/cm2）（可由表查得abs的拉伸模量為 180000）； 塑件的平均壁厚（cm）； l塑件包容型芯的長度（cm）； 塑料的泊松比（可由表查得abs的泊松比為0.38）； f塑料與鋼材之間的磨擦系數（可查得abs與鋼材的磨擦系數為0.35）； 模具型芯的脫模角度（）； a塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積(cm2)，當塑件底部上有孔時，a項應視為零； s塑件收縮率（%）4.5 側向分型抽芯機構的設計當塑件上具有與開模方向不一致的側孔,側凹或

41、凸臺時,在脫模之前必須先抽掉側向成型零件(或側型芯),否則就無法脫模.這種帶動側向成型零件移動的機構稱為側向分型與抽芯機構.(一)分型與抽芯方式:1,手動側向分型方式2,機動側向分型方式3,液壓或氣動傳動側向抽芯經分析及根據實際情況，設計為機動式分型與抽芯機構。機動式分型與抽芯機構分為彈簧,斜導柱(斜銷,彎銷) ,斜導槽,楔塊,斜滑塊,斜槽,齒輪齒條等八種20. 選用斜導柱側向分型抽芯機構。斜導柱傾角常用1520，最大不得超過25，取=20。斜導柱材料常用t8、t10碳素工具鋼,或20鋼滲碳處理,由于經常與滑塊摩擦，熱處理要求硬度hrc55，表面粗糙度ra0.8。與其固定的模板按h7/m6過渡

42、配合，與滑塊孔采用較松的h11/b11間隙配合，或者在兩者之間保留0.51mm的間隙。（1） 抽芯距的確定抽芯距s是指將活動型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模位置所移動的距離。抽芯機構的最大行程處必須要完全能使塑件脫出，并且能留有一定余量。由下圖可以看出，抽芯距離必須大于側型芯的最大尺寸處到塑件外端的最大尺寸處。如果小于次距離塑件將卡在模腔無法取出。為了安全起見抽芯距通常比深度的最大尺寸大23mm。所以抽芯距s=9.6+（23），取12mm圖4-11斜導柱工作長度l = s/sin = 12/sin20 35.08mm 與s對應的開模距h = sctg = 12ctg2033mm 查教材p195

43、p196表5-20和表5-21，確定斜導柱直徑d = 12mm ，保險起見，取d = 14mm?；瑝K和型芯做成一體，材料用壁滑塊常用材料45鋼性能更優(yōu)良的skd61，滿足要求?；瑝K與導滑槽采用h7/e6配合?；瑝K和導滑槽參照手冊p159表5-17設計。楔緊塊采用45鋼，螺釘固定，鎖緊角應比斜導柱傾角大23(取23)，以保證開模時斜導柱的抽芯滯后于楔緊塊與滑塊的脫離。為了側抽芯機構能夠順利地實現合模動作，避免開模后滑塊由于慣性滑開距離過大而可能導致合模時折斷斜導柱出現事故，需在型芯固定板上裝4個對稱布置的彈簧定位頂銷。4.5.1側型芯設計安裝架處型芯：圖4-12側型芯 上圖為斜導柱抽芯機構，固定

44、在動模前部，合模時，滑塊由斜導柱和定模板上的導向斜面起導向作用，進入模腔并到達固定的位置。脫模時，可實現先由上示側抽芯機構控制的抽芯動作，然后再實現塑件的脫模。在上圖兩孔中分別安裝兩彈簧，彈簧另一端與模具型芯底端接觸，使得斜導柱脫離滑塊的時候型芯能保持抽出的狀態(tài)，便于取出塑件。具體尺寸設計：根據模具的整體結構尺寸和抽芯機構抽芯距及抽芯力的計算，可確定抽芯機構型芯部分側型芯的具體尺寸如下圖：圖4-134.5.1側型芯座（滑塊）設計 側型芯固定在滑塊上并用螺栓連接，滑塊上面的凹槽與側型芯上的凸臺配合起到定位固定作用，滑塊通過梯形槽固定在動模板上。中間的孔由斜導柱導向，斜面與定模上的壓緊面相接觸。結

45、構如下圖： 圖4-14滑塊具體尺寸設計：根據模具的整體結構尺寸計算并考慮和側型芯的配合，可確滑塊的具體尺寸如下圖： 圖4-15 滑塊尺寸圖4.6 成型零件的設計成型零件的結構設計主要是指構成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各種成形桿和成形環(huán)。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的計算，塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產生撓曲變形，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

46、經驗來確定型腔壁厚和底板厚度。注射模具的成型零件是指構成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型桿等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內表面，成型桿用以形成制品的局部細節(jié)。成形零件作為高壓容器，其內部尺寸、強度、剛度，材料和熱處理以及加工工藝性，是影響模具質量和壽命的重要因素21。設計時應首先根據塑料的性能、制件的使用要求確定型腔的總體結構、進澆點、分型面、排氣部位、脫模方式等，然后根據制件尺寸，計算成型零件的工作尺寸，從機加工工藝角度決定型腔各零件的結構和其他細節(jié)尺寸，以及機加工工藝要求等。此外由于塑件融體有很高的壓力，因此還應該對關鍵成型零件進行強度和剛度的校核21。在工作狀

47、態(tài)中，成型零件承受高溫高壓塑件熔體的沖擊和摩擦。在冷卻固化中形成了塑件的形體、尺寸和表面。在開模和脫模時需要克服于塑件的粘著力。在上萬次、甚至上幾十萬次的注射周期，成型零件的形狀和尺寸精度、表面質量及其穩(wěn)定性，決定了塑件制品的相對質量。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強度和剛度必須在容許范圍內。成型零件的結構，材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。4.6.1型腔型芯的結構設計（一）凹模的結構設計凹模也可以成為型腔，用以行程塑件的外形輪廓，按結構形式的不同可以分為整體式,整體嵌入式，鑲拼組合式和瓣合式四種類型。此處選用的為整體嵌入式凹模，整體嵌

48、入式凹模是將結構尺寸不大的式凹模采用h7/m6配合嵌入到凹模固定板或套版中進行，除具有整體整體式凹模的優(yōu)點外，還可以節(jié)約貴重模具材料和便于熱處理，主要用于生產批量較大的模具，可一模一腔或一模多腔。（二）凸模和型芯都是用來成型塑件內表面的零部件，兩者沒有嚴格的區(qū)別。一般來講，可以認為凸模是成型塑件整體內表面的模具零件，而型芯則多指成型塑件上某些局部特殊內形或局部孔，槽等所用的模具零部件，有時也可以稱為型芯為成型桿。與凹模相似凸模和型芯的結構形式可分為整體式,整體嵌入式，鑲拼組合式和組合式等不同的類型。此處選用的既有整體式也有嵌入式。整體式凸模是用真快模具鋼直接加工而成的，其優(yōu)點是結構牢靠，不易變

49、形，塑件無拼縫的痕跡；缺點是當塑件表面結構較復雜時難加工，且模具材料消耗量加大。塑件底部的螺栓孔要做成嵌入式型芯 型芯桿（絲筒針）單獨加工后，再被安裝到模具的安裝孔中。如下圖：圖4-164.6.2成型零件的選材5對于模具鋼的選用，必需要符合以下幾點要求：1、機械加工性能良好。要選用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的鋼種。2、拋光性能優(yōu)良。注射模成型零件工作表面，多需要拋光達到鏡面，ra0.05m。要求鋼材硬度在hrc3540為宜。過硬表面會使拋光困難。鋼材的顯微組織應均勻致密，極少雜質，無疵斑和針點。3、耐磨性和抗疲勞性能好。注射模型腔不僅受高壓塑料熔體沖刷，而且還受冷熱溫度交變應力作用

50、。一般的高碳合金鋼可經熱處理獲得高硬度，但韌性差易形成表面裂紋，不以采用。所選鋼種應使注塑模能減少拋光修模次數，能長期保持型腔的尺寸精度，達到所計劃批量生產的使用壽命期限5。4、具有耐腐蝕性。對有些塑料品種，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必須考慮選用有耐腐蝕性能的鋼種。塑件的公差塑件的公差規(guī)定按單向極限制，制品外輪廓尺寸公差取負值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的標注方法與上不符，則應按以上規(guī)定進行轉換。而制品孔中心距尺寸公差按對稱分布原則計算，即取1/2。此處根據圖紙可知塑件一位小數的公差為mm，無小數的公差為。模具制造公差實踐證明，模具制造公差可取塑件公差的即而且按成工過程

51、中的增減趨向取“+”、“-”符號，型腔尺寸不斷增大，則取“+z”,型芯尺寸不斷減小則取“-z”，中心距尺寸取 。 現取。模具的磨損量實踐證明，對于一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的，對于大型塑件則取以下。另外對于型腔底面（或型芯端面），因為脫模方向垂直，故磨損量c=0。塑件的收縮率塑件成型后的收縮率與多種因素有關，通常按平均收縮率計算。%=模具在分型面上的合模間隙由于注射壓力及模具分型面平面度的影響，會導致動模、定模注射時存在著一定的間隙。一般當模具分型的平面度較高、表面粗糙度較低時，塑件產生的飛邊也小。飛邊厚度一般應小于是0.020.1mm。4.6.3型腔型芯的計算外型尺寸參見塑件cad尺寸圖。1.凹模尺