盒頂蓋注塑模模具設(shè)計

1、目錄1、 摘要2、 引言3、 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)使用要求及成型工藝性分析3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)使用要求3.2 塑件成型工藝性分析3.2.1 PE的注射成型過程3.2.2 PE的性能分析3.2.3 PE的主要成型條件3.2.4熱塑性塑料注塑成型常見缺陷及消除措施四、模具總體方案設(shè)計4.1 分析分型面位置及型腔數(shù)目確定，初選注塑機4.1.1 分型面位置確定4.1.2 確定型腔數(shù)目及模具結(jié)構(gòu)形式4.1.3 初選注塑機4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計 4.2.1 主流道設(shè)計4.2.2 澆口的設(shè)計4.3 型芯、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1 型芯、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.2 型芯、型腔鋼材的選用4.3.3 型芯、型腔工作尺寸的計算4.4 側(cè)抽

2、芯結(jié)構(gòu)設(shè)計4.5 脫模機構(gòu)設(shè)計4.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計4.7 冷卻水路設(shè)計4.8 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計4.9 模架選擇4.10 成型零件強度及支承板厚度計算4.11 模具與注塑機相關(guān)技術(shù)參數(shù)校核5、 結(jié)論6、 致謝7、 參考文獻摘 要 本次課程設(shè)計的主要內(nèi)容是針對老師所給的塑件進行注塑模的設(shè)計，首先確定塑件的材料及分析其成型工藝性能，初選其成型設(shè)備為SZ60/450A型臥式注射機。緊接著根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀對分型面位置、型腔數(shù)目和澆注系統(tǒng)進行確定，通過對模具設(shè)計方案的論證，確定了型腔的布局、成型零件的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向定位機構(gòu)、推出機構(gòu)以及澆注系統(tǒng)。然后進行了主要零部件的設(shè)計計算，確定了型腔的壁厚，推出機構(gòu)的相

3、關(guān)參數(shù)，綜合考慮塑件的型腔布局、分型機構(gòu)、壁厚要求、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等多項因素，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架。最后對成型設(shè)備進行校核，以確保設(shè)計選擇的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：注射成型、PE材料、模具結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)引言 模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。用模具加工的零件，具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量好、節(jié)約材料、成本低等一系列優(yōu)點。因此已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。因此，模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個國家機械制造水平的重要標(biāo)志之一。 本次設(shè)計以注射盒頂蓋模具為主線，綜合了成型工藝

4、分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計包括分型面位置及型腔數(shù)目的確定、澆注系統(tǒng)設(shè)計、型芯型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計、側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)設(shè)計、脫模機構(gòu)設(shè)計、冷卻水路設(shè)計及模架選擇等方面。這次設(shè)計有較好的學(xué)以致用的效果，設(shè)計該模具時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。三、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)使用要求及成型工藝性分析 3.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)使用要求該塑件是一個塑料盒頂蓋，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，塑件壁厚屬薄壁塑件，材料為聚乙烯（PE），成型工藝性很好，可以注射成型。 圖1 盒頂蓋零件圖3.2 塑件成型工藝性分析 3.2.1 PE的注射成型

5、過程 （1）成型前準(zhǔn)備。由于PE為結(jié)晶型聚合物，在熔融時晶粒要吸收一定熱量，因此料筒溫度應(yīng)高于它的熔點10度。另外PE為結(jié)晶型塑料，吸濕性極小，加工前無需進行干燥處理。 （2）注射過程。塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程有充模、壓實、保壓、倒流、冷卻及脫模等階段。 3.2.2 PE的性能分析 （1）使用性能 為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，無味、無毒，耐低溫，耐化學(xué)藥品電絕緣性好，吸水率低，因此符合此塑件作為盒頂蓋的要求。適用于做薄膜、電線電纜護套、管材、各種中空制品、注塑制品及纖維等。廣泛用于機械、汽車、包裝、日用雜品等方面。 （2）成型性能

6、1 結(jié)晶型塑料，結(jié)晶能力高，模溫對塑件結(jié)晶狀況影響較大，因此要求有較高的模溫，模溫高，熔體冷卻慢，塑件結(jié)晶度高，強度也就高。吸濕性極小 ，不超過0.01%，加工前無需干燥處理。2 熔體粘度低，流動性極好，成型溫度較寬，熱穩(wěn)定性較好，一般在300度以下無明顯的分解現(xiàn)象。熔體易氧化，加工中應(yīng)盡可能避免與氧接觸。熔體熔點不高，但比熱容較大，因此塑化時仍需要消耗較多的熱量，這就要求塑化裝置要有較大的加熱功率，以便提高生產(chǎn)效率3 收縮率范圍大，收縮值大，方向性明顯，因此容易變形翹曲，模具冷卻條件對收縮率影響較大，故應(yīng)控制好模具溫度，保持冷卻均勻、穩(wěn)定。4 熔體冷卻速度較慢，因此必須充分冷卻，模具應(yīng)該有較

7、好的冷卻系統(tǒng)。質(zhì)地較軟，易脫模。另外若注射時采用直接進料口進料，易增大應(yīng)力和產(chǎn)生收縮不均勻及方向性明顯的增大變形，因此應(yīng)注意選擇進料口參數(shù)。 3.2.3 PE的主要成型條件 料筒溫度：料筒溫度主要是與PE的密度高低和熔體流動速率大小有關(guān)，另外還與注塑機的類型和性能，以及塑件的形狀有關(guān)。由于PE為結(jié)晶型聚合物，在熔融時晶粒要吸收一定熱量，因此料筒溫度應(yīng)高于它的熔點10度。對于LDPE來說，料筒溫度控制在140-200，HDPE的料筒溫度控制在220，料筒后部取最小值，前端取最大值。模具溫度：模溫對塑件的結(jié)晶狀況有較大影響，模溫高，熔體結(jié)晶度高，強度高，但收縮率也會增大。通常LDPE的模具溫度控制

8、在30-45，而HDPE的溫度相應(yīng)再高10-20。 注塑壓力：提高注塑壓力有利于熔料的充模，由于PE的流動性很好，因此除薄壁細長制品外，應(yīng)該精良選擇較低的注射壓力，一般注射壓力為50-100MPa。形狀簡單。壁后較大的塑件，注射壓力可以低些，反之則高。 3.2.4 熱塑性塑料注塑成型常見缺陷及消除措施 主要缺陷及消除措施：1 制品填充不足（適當(dāng)提高注射壓力及注射速度等）；2 制品有溢邊（適當(dāng)降低料溫、模溫及噴嘴溫度，適當(dāng)減小注射壓力及鎖模力等）3 制品有氣泡（增加排氣槽，使塑料干燥等）；4 制品凹陷（調(diào)整壁厚比例，選擇合適的澆口位置等）；5 制品有明顯的熔合紋（適當(dāng)提高模溫、注射壓力及注射速度

9、等）；6 制品翹曲變形（適當(dāng)減小模具溫度，充分冷卻等）；7 制品的表面有銀絲及波紋（排出塑料中水分或揮發(fā)物，選擇適當(dāng)料溫，不要太高或太低等）等等四、模具總體方案設(shè)計4.1 分析分型面位置及型腔數(shù)目確定，初選注塑機 4.1.1 分型面位置的確定 在塑件設(shè)計階段，應(yīng)該考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注塑模設(shè)計的一個關(guān)鍵因素。 分型面選擇原則1 有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處。2 盡可能使塑件留在動模

10、一側(cè)；有利于保證塑件尺寸精度。3 盡可能滿足塑件的使用要求；盡量減少塑件在合模方向上的投影面積。4 長型芯應(yīng)置于開模方向；有利于排氣。5 有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 該塑件進行模具設(shè)計時已經(jīng)考慮了上述原則，從塑件圖樣中可以看出此塑件四邊有四個凸起，因此需要使用側(cè)抽芯機構(gòu)，綜合考慮側(cè)向抽芯和分型，選擇了如圖2 所示的分型面選擇方案。 圖2 分型面形式與位置1動模部分 2分型面 3定模部分 4.1.2 確定型腔數(shù)目及模具結(jié)構(gòu)形式（1）型腔數(shù)目確定 當(dāng)塑件分型面確定之后，就需要考慮型腔是采用單型腔模還是多型腔模。一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對于精度要求不高的小型塑件（

11、沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)率大大提高。此塑件屬于大中型塑件，雖尺寸精度要求不高，但對于塑件結(jié)構(gòu)四面都需要側(cè)抽芯機構(gòu)，因此采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)。（2） 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 該塑件外形是個簡單的盒頂蓋形狀，但塑件四邊有側(cè)向凸起，這些地方需要側(cè)向成型，側(cè)向成型方法有多種樣式，如斜導(dǎo)柱、斜道槽和彎銷驅(qū)動側(cè)向成型滑塊定型，斜滑塊側(cè)向成型，斜頂桿側(cè)向成型等方法。本次采用的是斜頂桿側(cè)向成型，盒頂蓋采用整體模腔成型，成型頂桿與型芯拼合形成凸模。其結(jié)構(gòu)形式如圖3所示。成型斜頂桿 圖3 模具結(jié)構(gòu)形式4.1.3 初選注塑機注射模是安裝在注射機上使用的

12、工藝裝備，因此設(shè)計注射模是應(yīng)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)塑件的大小及型腔的數(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(yīng)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)計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。 （1）注射量的計算通過Pro/E建模分析，得知塑件質(zhì)量為3.88 g，流道凝料的質(zhì)量m2還是個未知數(shù)，可按塑件質(zhì)量的0.6倍來

13、估算。從之前所述可知為一模一腔，所以注射量為 m = nm1 + m2 = 1.6nm1 = 1.6 × 1 ×3.88 = 6.21 g （2）塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積A2，在模具設(shè)計前是個未知數(shù)，根據(jù)多型腔模的統(tǒng)計分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1的0.20.5倍，因此可用0.35nA1來進行估算，所以投影面積為 A1 = 3286.36 mm2A = nA1 + A2 = 1.35nA1 = 1.35 ×1 × 3286.36 = 4436.59 mm2所需鎖模力為Fm =（n

14、A1 + A2）P型因為是PE材料，塑件為薄壁塑件，壓力損失大，所以式中型腔壓力P型取30MPa，稍微取大一些。所以鎖模力為Fm = AP型 = 4436.59 × 30 = 133.10 MPa根據(jù)上面計算得到的m和Fm值來選擇一種注射機，注射機的最大注射量（額定注射量G）和額定鎖模力F應(yīng)滿足G m/a 式中a注射參數(shù)，無定型塑料取0.85，結(jié)晶型塑料取0.75，所以G m/a = 3.88/0.75 = 8.28F > Fm （3）注射機型號的選定根據(jù)上面計算的每一個生產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計算值，初步選定注射機型號為SZ60/450A型臥式注射機，其主要技術(shù)參數(shù)見下表1

15、。 表1 SZ60/450A型注射機主要技術(shù)參數(shù)螺桿直徑/mm30 鎖模力/KN450理論容量/cm378拉桿內(nèi)間距/mm280×250注射速率/(g/s)60開模行程/mm220注射壓力/MPa170最大模具厚度/mm300塑化能力/(g/s)5.6最小模具厚度/mm100螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)14200定位孔直徑/mm55噴嘴球半徑SR/mm20噴嘴孔直徑/mm3.5鎖模方式雙曲軸注：該注射機由上海第一塑料機械廠生產(chǎn)4.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)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，對塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。

16、該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，由于采用一模一腔，且制件較大，采用直接澆口，不需要設(shè)計分流道及冷料穴，因此該模具澆注系統(tǒng)包括主流道、澆口。4.2.1 主流道設(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(dǎo)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 根據(jù)所選注射機，則主流道小端直徑 D = 注射機噴嘴直徑 +（0.5 1） = 3.5 +（0.5 1）， 取D = 4 mm2 主流道球面半徑 SR0 = 注射機噴嘴球頭半徑 +（1 2） = 20 +（1 2）， 取SR0 = 21 mm3 球面配合高度 H = 3

17、 5 mm， 取H = 3 mm4 主流道長度 由標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取 L = 25 + 29.8 = 54.8 mm5 主流道大端直徑 D1 = D + 2Ltan 5.9 mm （半錐角 為1°2°，取 = 1°） 取 D1 = 6 mm6 澆口套總長 L0 = 25 + 29.8 + H + 2.2 = 60 mm （2）主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，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，即澆口套，以便有效地選用優(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

18、理硬度為50HRC 55HRC，如圖4所示。 圖4 主流道襯套由于該模具主流道比較長，定位圈和主流道襯套設(shè)計成分體式較好，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖5所示。 圖5 定位圈 （3）主流道襯套的固定 主流道襯套的固定形式如圖6所示。1內(nèi)六角螺釘2定位圈3定模座板4主流道襯套5型腔板 圖6 主流道襯套的固定形式（圖右邊為左圖的說明）4.2.2 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 0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為0.5 2.0 mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確

19、定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。 （1）澆口類型及位置確定該模具是大中型塑件的單型腔模具，同時從塑件圖中可以看出，在盒頂蓋頂面中部設(shè)置一個直接澆口比較合適。直接澆口開設(shè)在盒頂蓋頂面，從型腔頂部面進料。直接澆口是一種既簡單又傳統(tǒng)的澆口，是圓錐形錐度逐漸變大的，直到到達注塑制品表面的澆口。其具體結(jié)構(gòu)、形狀及尺寸在前面已有介紹。澆口截面如圖7所示。 （2）直接澆口的特點1 采用直接澆口時流動阻力小，流動路程短及補縮時間長等；2 有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點； 圖7 直接澆口3 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結(jié)構(gòu)緊湊，注射機受力均勻；4 塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困

20、難，去除后會留下較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。4.3 型芯、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1 型芯、型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不夠而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此，應(yīng)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。1、 型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計從塑件圖中可以看出，塑件外表面形狀比較簡單，因此選擇整體式型腔比較適宜。整體式型腔由整塊材料制作而成，結(jié)果比較簡單、牢固，不易變形，比較適

21、合簡單的塑件；采用整體式型腔制造的塑件上不會存在鑲拼式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拼縫痕跡，成型塑件質(zhì)量好，且制造過程中節(jié)省了鑲拼組合所需的工時和費用。其具體結(jié)構(gòu)如圖8所示。1主流道襯套孔2冷卻水道孔3型腔 圖8 整體式型腔結(jié)構(gòu)圖2、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計1冷卻水路孔2成型頂桿（左邊為1類頂桿，右邊為2類頂桿）3型芯4型芯固定板由于塑件四周有凸起，這些地方需要用到成型頂桿，成型頂桿既用于塑件成型，也用于塑件的脫模，所以型芯則采用鑲拼式組合型芯。鑲拼式結(jié)構(gòu)適用于塑件外形較復(fù)雜，整體式結(jié)構(gòu)加工工藝性差的時候，它可以改善加工工藝性，減少熱處理變形，節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材且便于修理、更換；但此結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，裝配調(diào)整比較麻煩，塑件表面可能留

22、有拼縫痕跡，牢固性比較差。其結(jié)構(gòu)如圖9所示。 圖9 鑲拼式型芯結(jié)構(gòu)圖4.3.2 型芯、型腔鋼材的選用模具型腔及零部件用模具鋼材的選用原則：根據(jù)所成型塑料的種類、制品形狀、尺寸精度、制品的外觀質(zhì)量及使用要求和生產(chǎn)批量大小等，兼顧材料的切削、拋光、焊接、蝕紋、變形、耐磨等各項性能，同時考慮經(jīng)濟性以及模具的制造條件和加工方法，來選用不同類型的鋼材。此塑件對于制品外觀質(zhì)量要求一般，又屬于大中型模具，所成型塑料對鋼材無特殊要求，型腔可選用45鋼調(diào)質(zhì)加工，熱處理硬度為230HB 270HB；型芯可選用55鋼，熱處理硬度為55HRC 60HRC。4.3.3 型芯、型腔工作尺寸的計算塑件尺寸公差按SJ1372

23、-78標(biāo)準(zhǔn)中的6級精度選取。 （1）型腔徑向尺寸計算LM1=(1+SCP)LS1)=（(1+0.0325)×70.6×0.76）=72.32 mmLM2=(1+SCP)LS2)=（1+0.0325）×51.6×0.64）=52.80mmLM3=(1+SCP)LS3)=（1+0.0325）×57×0.64）=58.37mmLM4=(1+SCP)LS4)=（1+0.0325）×38×0.52）=38.85mm式中LM1、LM2、LM3、LM4凹模徑向公稱尺寸LS1、LS2、LS3、LS4制件徑向公稱尺寸SCP塑件平均成

24、型收縮率（SCP=0.0325）制品公差z模具制造公差（取，此處取） （2）型腔深度尺寸計算HM1=(1+SCP)HS1)=(1+0.0325)×10.2×0.36)=10.29mmHM2=(1+SCP)HS2)=（1+0.0325）×5×0.28)=4.98mmHM3=(1+SCP)HS3)=（1+0.0325）×5.2×0.22)=5.22mm式中HM1、HM2、HM3凹模深度尺寸HS1、HS2、HS3制品高度公稱尺寸凹模深度制造公差 （3）型芯徑向尺寸計算 1）整體型芯尺寸計算LM1=(1+SCP)LS1-)=(1+0.0325

25、)×68.2×0.15）=70.30mmLM2=(1+SCP)LS2-)=(1+0.0325)×53×0.64)=54.24mmLM3=(1+SCP)LS3-)=(1+0.0325)×48.26×0.56)=49.41mmLM4=(1+SCP)LS4-)=(1+0.0325)×38×0.52)=38.85mmLM5=(1+SCP)LS5-)=(1+0.0325)×34×0.52)=34.72mm式中LM1、LM2、LM3、LM4、LM5型芯徑向尺寸LS1、LS2、LS3、LS4、LS5制件徑向尺

26、寸2） 成型頂桿尺寸計算1 1類成型頂桿LM1=(1+SCP)LS1-)=(1+0.0325)×66×0.52）=67.76mmLM2=(1+SCP)LS2-)=(1+0.0325)×7.6×0.32）=7.61mmLM3=(1+SCP)LS3-)=(1+0.0325)×2×0.24）=1.89mmLM4=(1+SCP)LS4-)=(1+0.0325)×1.1×0.24）=0.96mmLM5=(1+SCP)LS5-)=(1+0.0325)×6×0.32）=5.96mm式中LM1、LM2、LM3、

27、LM4、LM5成型頂桿徑向尺寸LS1、LS2、LS3、LS4、LS5制件徑向尺寸2 2類成型頂桿LM1=(1+SCP)LS1-)=(1+0.0325)×46.06×0.56）=47.14mmLM2=(1+SCP)LS2-)=(1+0.0325)×7.13×0.32）=7.12mmLM3=(1+SCP)LS3-)=(1+0.0325)×2×0.24）=1.89mmLM4=(1+SCP)LS4-)=(1+0.0325)×1.1×0.24）=0.96mmLM5=(1+SCP)LS5-)=(1+0.0325)×6

28、×0.32）=5.96mm式中LM1、LM2、LM3、LM4、LM5成型頂桿徑向尺寸LS1、LS2、LS3、LS4、LS5制件徑向尺寸 （4）型芯高度尺寸計算HM1=(1+SCP)HS1)=（1+0.0325)×9.28×0.32）=9.79mmHM2=(1+SCP)HS2)=（1+0.0325)×4.28×0.28）=4.61mmHM3=(1+SCP)HS3)=（1+0.0325)×5×0.28）=5.39mmHM4=(1+SCP)HS4)=（1+0.0325)×1.2×0.24）=1.40mmHM5=

29、(1+SCP)HS5)=（1+0.0325)×3.8×0.28）=4.11mm式中HM1、HM2、HM3、HM4、HM5型芯高度尺寸HS1、HS2、HS3、HS4、HS5制件高度尺寸 （5）型芯、型腔尺寸如圖10、11所示 圖10 型腔尺寸圖 （A） （B） （C） 圖11 型芯尺寸圖 注：圖11中圖（A）為圖（C）中的B-B視圖，圖（B）為圖（C）中的A-A視圖4.4 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)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)抽機構(gòu)的注塑模，其活動零件多、動作復(fù)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)抽機

30、構(gòu)類型很多，根據(jù)動力來源的不同，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。（1）側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)類型的確定 分析塑件形狀，此塑件的側(cè)凹較淺，所需的抽芯距不大，且側(cè)凹成型面積不大，不需要較大抽芯力?？紤]到側(cè)抽芯及塑件脫模，該模具選擇機動側(cè)抽結(jié)構(gòu)，其驅(qū)動方式為成型斜頂桿。成型斜頂桿驅(qū)動側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)，一方面能完成塑件內(nèi)側(cè)凸起部分的成型，另一方面可以作為推出機構(gòu)，頂出制件，完成塑件的脫模。根據(jù)成型斜頂桿側(cè)向分型與抽芯的特點，利用推出機構(gòu)的推力驅(qū)動成型斜頂桿斜向運動，在塑件被推出脫模的同時由斜頂桿完成側(cè)向分型與抽芯動作。由于內(nèi)側(cè)有四個凸起，因此成型斜頂桿需設(shè)置4個。

31、（2）成型斜頂桿的組合、導(dǎo)滑形式及工作參數(shù)1 成型斜頂桿的組合形式：由三部分組合而成，分別是頂桿、卡槽和卡槽底座。2 成型斜頂桿的導(dǎo)滑形式：該模具選用的是滑塊導(dǎo)滑。3 成型斜頂桿的工作參數(shù)：其傾斜角為10°，考慮到塑件內(nèi)側(cè)凸起的深度，選擇側(cè)抽距離為4，則根據(jù)計算得出推出行程為22.7mm。成型斜頂桿的具體結(jié)構(gòu)形式如圖12所示，圖（a）左邊為2類成型斜頂桿，右邊為1類成型斜頂桿。（a）為抽芯前合模圖，（b）為抽芯完成圖。 （a） （b） 圖12 成型斜頂桿結(jié)構(gòu)圖4.5 脫模機構(gòu)設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)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

32、推出機構(gòu)。1、 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)量的好壞將最后決定塑件的質(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(yīng)遵循以下原則。 （1）推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè) （2）保證塑件不因推出而變形損壞 （3）機構(gòu)簡單、動作可靠 （4）良好的塑件外觀 （5）合模時的準(zhǔn)確復(fù)位2、塑件推出的基本方式塑件推出的方式有推桿推出、推件板推出和氣壓推出三種方式。該模具采用的是成型斜頂桿推出塑件，也就是推桿推出的方式，推桿推出是一種基本的、也是一種常用的塑件推出方式。常用的推桿形式有圓形、矩形、階梯形，該模具中考慮到塑件的形狀，重新設(shè)計了頂桿的外形。兩

33、種成型斜頂桿的數(shù)量各2個，分布于塑件四邊，能夠滿足塑件的脫模過程，因此無需設(shè)計其他推桿。其具體結(jié)構(gòu)如圖12所示，脫模后的狀態(tài)如圖12中（b）視圖所示。4.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計 該模具屬于小型模具，排氣量小，且設(shè)置了四根成型斜頂桿，分型面截面面積比較大，可利用頂桿與孔之間的配合間隙及利用分型面進行排氣，基本上能夠滿足該模具的充分排氣，因此無需設(shè)計專用排氣槽。4.7 冷卻水路設(shè)計熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。對于黏度低、流動性好的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍66等），因為成型工藝要求模溫都不太高，所以常用常

34、溫水對模具進行冷卻。該塑件材料為PE，所以該模具選擇用常溫水對模具進行冷卻。冷卻系統(tǒng)的具體水管布置如圖13所示。 水路 圖13 水路布置圖4.8 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)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(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計。 （1）導(dǎo)柱設(shè)計1 該模具采用4根帶頭導(dǎo)柱，不加油槽，為使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。2 該導(dǎo)柱的直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架確定為25mm，導(dǎo)柱的安裝形式為導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合。3 導(dǎo)柱工作部分的表面

35、粗糙度為Ra = 0.4m。4 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面、堅韌而不易折斷的內(nèi)芯。多用低碳鋼經(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。 （2）導(dǎo)套設(shè)計導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合，用以確定動、定模的相對位置，保證模具運動導(dǎo)向精度的圓套形零件。1 該模具導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式采用的是帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔以利于排出孔內(nèi)剩余空氣。2 導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/f7或H7/f7的間隙配合，表面粗糙度為0.4m。導(dǎo)套外徑與模板一端采用H7/k6配合；另一端采用H7/e7配合鑲?cè)肽０濉? 導(dǎo)套材

36、料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，該模具中選用T10A。導(dǎo)柱、導(dǎo)套具體結(jié)構(gòu)如圖14所示。 圖14 導(dǎo)柱、導(dǎo)套結(jié)構(gòu)及尺寸圖4.9 模架選擇根據(jù)型腔的布局可看出，型腔分布尺寸為51.6×70.2，又根據(jù)型腔側(cè)壁厚度為1.2，再考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套及連接螺釘布置應(yīng)占的位置和采用推桿及推件板推出等各方面問題，確定選用模架序號為6號（250×L（1）=250×250）。另外關(guān)于模架結(jié)構(gòu)形式，該模具定模不需要設(shè)置分型面，而動模需要型芯固定板和支承板，因此確定選用結(jié)構(gòu)形式為A2型。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突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹

37、油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。1、 定模底板（250mm×315mm、厚度25mm）定模底板是模具與注射機連接固定的板，材料為45鋼。通過4個M12的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模固定板連接；定位圈通過4個M6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。2、 A板（型腔板、250mm×250mm、厚度40mm）A板為定模型腔板，用于制造型腔、固定導(dǎo)套等。定模型腔板厚度綜合考慮型腔深度及水路布置情況等選擇厚度為40mm，要求有一定的強度，一般用45鋼或Q235A制成，該模具采用的是45鋼，最好調(diào)質(zhì)230HB270HB。其

38、上的導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用H7/k6配合，另一端采用H7/e7配合；定模型腔板與澆口套采用H8/m6配合。3、 B板（型芯固定板、250mm×250mm、厚度32mm）B板是型芯固定板，同時還固定導(dǎo)柱?？紤]到型芯的固定及水路布置，選擇厚度為32mm，材料為45鋼。導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/k6配合，導(dǎo)柱滑動部分采用H7/f7配合。4、 支承板（250mm×250mm、厚度40mm）支承板應(yīng)具有較高的平行度和硬度，選用材料為45鋼較好，調(diào)質(zhì)230HB270HB。其上的塑件推桿孔與塑件推桿采用H8/f8配合。5、 C墊塊尺寸（50mm×250mm、厚度63mm）C墊塊的主要

39、作用是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(yīng)注射機的模具安裝厚度要求。C墊塊的結(jié)構(gòu)形式有平行墊塊和拐角墊塊，該模具選用平行墊塊。墊塊材料為Q235A，也可用HT200、球墨鑄鐵等。該模具墊塊采用Q235A。墊塊厚度=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（510）=22.7+20+16+（510）=58.7+（510），根據(jù)模架標(biāo)準(zhǔn)選用63mm。5、 動模座板（250mm×315mm、厚度25mm）動模座板材料為45鋼，熱處理硬度為230HB270HB，其上的注射機頂桿孔為50mm。6、 推板（148mm×250mm、厚度20mm）材料為4

40、5鋼，厚度由模架標(biāo)準(zhǔn)確定為20mm，用4個M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。7、 推板固定板（148mm×250mm、厚度16mm）材料為45鋼，厚度由模架標(biāo)準(zhǔn)確定為16mm。模架結(jié)構(gòu)圖如圖15所示。 圖15 模具結(jié)構(gòu)圖4.10 成型零件強度及支承板厚度計算1.型腔側(cè)壁厚度（按整體式矩形型腔計算）按強度計算，整體式矩形型腔側(cè)壁強度計算較為復(fù)雜，但多例計算和分析得知，應(yīng)標(biāo)明和應(yīng)力有一定對應(yīng)關(guān)系。在塑料壓力P=50MPa的情況下，可以用=L/6000代替強度條件（L為側(cè)壁內(nèi)側(cè)邊長。）因此允許變形量 =68.2/6000=0.011mm按剛度條件，當(dāng)型腔L300mm時，按允許變形量=L

41、/6000計算壁厚，因此允許變形量 =L/6000=0.011mm按允許變形量計算型腔側(cè)壁厚度 a=(c.p.h4/E.)1/3=6.99mm式中c由L/h(h為型腔深度)的常數(shù)，c=3L4/h4÷(2L4/h4+96)1.46mmP型腔壓力（取50MPa）E材料彈性模量（取2.1×105MPa）選擇的模板平面尺寸比型腔的尺寸要大得多（250-70.2）/2）=89.96.99），所以完全滿足強度和剛度的要求。2）底板厚度的計算按剛度條件計算底板厚度 S=(c.p.b4/E.)1/3=12.04mm式中c=b4/h4÷(32(b4/h4+1)=0.031b型腔內(nèi)側(cè)

42、短邊邊長允許變形量（取0.03mm）按強度計算底板厚度 S=(c.p.b2/)1/2=4.31mm =s/ns=360/1.62=222MPa式中s材料在模具工作溫度下的屈服強度（45鋼，s取360MPa） ns安全系數(shù)（取1.62） 所選模架的定模厚度為40mm，底板厚度為25mm,大于10.2+4.31=14.51mm，所以滿足剛強度的要求。3）型芯支承板厚度計算 =s/ns=360/1.62=222MPa式中s材料在模具工作溫度下的屈服強度（45鋼，s取360MPa） ns安全系數(shù)（取1.62）按強度計算支承板厚度S=(3.p.a.b.L(2)/4.B)1/3=(3×50×68.2×48.26×150（20.92)/4×222×250)1/3=7.12mm=A/L=137.5/150=0.92式中a.b型芯長度，寬度A型芯與支承板接觸長度（取137.5mm）L墊塊間凈距離B支承板寬度所選型芯支承板厚度為25mm，大于7.12mm,滿足強度要求。4.11.注射機相關(guān)技術(shù)關(guān)參