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畢業(yè)論文題目
學校代碼：10410
序 號：050659
本 科 畢 業(yè) 設 計
題目： 燈座注塑模具的設計
學 院： 工 學 院
姓 名： 李 健
學 號： 20050659
專 業(yè)：農業(yè)機械化及自動化
年 級： 05 級
指導教師： 蔣 育 華
二OO九年 五月
- 32 -
燈座注塑模具設計說明書
摘 要
世界范圍內制造業(yè)的競爭變得越來越激烈。企業(yè)高效率、低消耗地為顧客提供個性化、高質量產品的能力，已成為企業(yè)競爭能力的重要標志。模具被稱為“工業(yè)之父”，模具質量的高低，將直接影響到產品的質量、產量、成本，新產品投產及老產品更新?lián)Q代的周期，企業(yè)產品結構調整的速度與市場競爭力，因此經濟形勢對模具的質量提出了越來越高的要求。
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的。近年來，人們對各種設備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。
在塑料模具發(fā)展日益迅速的今天，注塑模具無疑已經成為塑料模具發(fā)展的先進代表，在塑料模具中占據(jù)著核心的地位。
本次設計為一個塑料燈座產品的注塑模具。通過對該產品結構和性能的全面分析，設計了一副一模四腔的注塑模具。該說明書詳細地敘述了該產品模具成型零件的設計和加工工藝過程，重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計算，推出機構與澆注系統(tǒng)以及注塑模具其它結構的設計過程。
關鍵詞：制造業(yè)、模具、塑料制品、注塑模具、塑料模具、塑料燈座產品、成型零件、加工工藝過程、澆注系統(tǒng)、工藝參數(shù).
Injection mold of lamp holder
Abstract：
Worldwide competition is becoming increasingly fiercely among manufacturing industry. Providing individualized product for customers with high efficiency, low consumption and high quality ,has become an important symbol of competitiveness for a modern enterprise. Mould has been known as "the father of industrial”.The quality of mould, will directly affect the quality of products, production, cost, production of new products and product replacement cycle of old, the pace of structural adjustment enterprise products and market competitiveness and economic situation the quality of the molud the ever-increasing demands.
With the development of plastics industry ,plastic mould t is developing more and more rapidly.In recent years, the demands of people for all kinds of equipments and supplies lightweight and beautiful and the demand of feel is becoming higher and higher, which provides a broader market for the plastic products. The development of plastic mould, it is necessary to follow the development of plastic products.
Plastic mold is developing increasingly today, no doubt injection mould plastic mould has become the representative of the development of advanced, in the plastic mould to occupy the core status.
This design is a plastic injection mold for a Plastic Product of lamp holder.A set of mould with one module and four cavities has been designed. Through a comprehensive analysis of the structure and properties. A detailed description of molding part and technological process, the selection of technological parameters and calculation of the important part .At the same time ,a design for its molding part, injection system ,rejecting mechanism of injection mold and other make-up of the mould, as well as the working process of the mould, were specified in detail.
Key words：
manufacturing industry、mould、plastic products 、injection mold、Plastic Molding、Injection Mold、Plastic Product of lamp holder/Lamp base、molding part、technological process、injection system、rejecting mechanism of injection mold、technological parameter. 目 錄
前言……………………………………………………………………1
第一部分 設計內容與設計目的
一、 設計內容…………………………………………………………………2
二、 設計目的…………………………………………………………………2
第二部分 模具設計
一、確定塑料件的有關參數(shù)……………………………………………………3
1.塑件特性分析
2.ABS成型條件
二、注塑機類型的選擇…………………………………………………………4
1.注射機規(guī)格的初選
2.注射機各部分參數(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.本設計分型面的確定
五、澆注系統(tǒng)的設計…………………………………………………………10
1.澆注系統(tǒng)選擇的基本原則
2.主流道的設計
3.分流道的設計
4.澆口的設計
5.冷料穴和拉料桿的設計
六、排氣系統(tǒng)的設計……………………………………………………………14
七、成型零部件的設計…………………………………………………………15
1.型芯和型腔結構形式的設計
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. 型腔的強度及剛度要求
2. 型腔的底板厚度和型腔壁厚的計算校核：
九、合模導向機構的設計………………………………………………………21
十、推出機構的設計……………………………………………………………22
1.推出機構的設計
2.推出機構的導向
3.脫出機構的復位
十一、冷卻系統(tǒng)的設計…………………………………………………………24
十二、模具結構整體設計………………………………………………………25
結束語…………………………………………………………………………28
參考文獻………………………………………………………………………29
前 言
模具是工業(yè)生產和材料成型加工中的主要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)。隨著工業(yè)飛速發(fā)展，帶來了塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展；石油工業(yè)的發(fā)展又為塑料工業(yè)插上了騰飛的翅膀。塑料制品已進入到人們生活的各個領域，幾乎所有的電器都有塑料制品，快餐盒、塑料袋等都是塑料制品。塑料以其密度小、機械性能好等優(yōu)點獨領風騷，未來的世界必將是塑料的世界，而模具是塑料工業(yè)的基石。因此，模具設計具有廣闊的發(fā)展前景。
本次畢業(yè)設計，就瞄準這一發(fā)展前景，在蔣育華老師的精心指導下，通過對燈座注塑模具的設計，深入學習Pro/E，掌握了注塑模具設計的一般程序和步驟、模具制造的專用設備及注射機的工作原理，為今后工作打下了堅實的基礎。
本次設計歷時5周，進程如下：
第一周：在指導老師的帶領下去工廠實習參觀，了解產品的注塑過程和模具零部件的制造方法，初步了解了在設計過程中所需要注意的問題；
第二周：徹底弄清自己的具體工作，設計所要達到的要求。計算數(shù)據(jù)，確定每個零件用什么材料、熱處理方法；
第三周：首先用Pro/E對燈座產品進行三位建模，然后利用Pro/E的自動分分模功能對產品進行分模，最后建立完整的模具結構三維效果圖。
第四周：利用AutoCAD對各個零件畫出標準的機械工程圖，整理資料并編寫設計說明書；
第五周：交由指導教師審閱，并作修改，最后定稿。
最后，由于水平有限，加之經驗不足，疏漏和錯誤之處在所難免，懇請各位老師指正。
第一部分 設計內容及設計目的
一、本次設計內容：為下圖所示的塑料燈座產品設置一副塑料注射模具。
產品正面效果圖
產品反面效果圖
二、本次設計的目的：
1、掌握注塑模具設計的一般方法和步驟;
2、了解注射機的工作原理基本結構；
3、了解現(xiàn)代模具加工的各種方法；
4、熟練地使用Pro/E和AutoCAD等軟件設計機械類相關產品。
第二部分 模具設計
一、確定塑料件的有關參數(shù)
1、塑件特性分析
所設計的塑料產品為塑料燈座，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1.03～1.07g/cm3。該燈座產品（見上頁圖）的體積為4.69×103，質量為4.79g（通過Pro/E軟件對該產品的質量屬性分析得出），屬于工程材料。該塑件外觀形狀雖然不是很復雜，其表面也沒有復雜的曲面，但是細節(jié)上的孔，槽等結構較多，雖然不需要側抽芯，但已經使得型芯鑲件結構較為復雜。再加之，該產品為薄殼類零件，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，要求要有較高的強度。因此設計時在應保證產品性能、質量的同時，重點考慮模具加工的成本、加工時間等問題。
2、ABS成型條件
適用注射機類型：柱塞式、螺桿式均可
密度 ：1.03~1.07g/
收縮率 ：0.003~0.008
預熱溫度 ：溫度 80~85°C
時間 2~3h
料筒溫度：前段 150~170°C
中段 165~180°C
后段 180~200°C
噴嘴溫度：170~180°C
模具溫度：50~80°C
注射壓力：60~100Mpa
成型時間：注射時間 20~90s
高壓時間 0~5s
冷卻時間 ：20~120s
總周期 ： 50~220s
螺桿轉速（螺桿式）：30r/min
后處理：方法 紅外線燈烘箱
溫度 70°C
時間 2~4h
二、注射機類型的選擇
在選擇注射機類型時，應根據(jù)塑料的品種、塑件的結構、成型方法、生產批量、現(xiàn)有設備及注射工藝等綜合考慮加以選擇。
（一）、注射機規(guī)格的初選：
一個產品的質量為4.79克,根據(jù)以下公式，選擇注射機的最大注射量：
K G公≥NG件+G廢
式中： K=0.8
N為型腔數(shù)量
G公為注射機公稱注射量
G件為產品重量
G廢為各部分冷料的質量
根據(jù)設計要求和加工經濟性取N=4，通過Pro/E得G廢=2.84g, G件=4.79g
G公≥（4×4.79+1.84）×1.25=22（g）
也就是說所選注射機的注射量要大于22克。參照《模具設計與制造簡明手冊》選擇公稱注射量為125的注射機，機型為XS-ZY-125。其中：XS——塑料成型機；Z——注射機；Y——螺桿式；125——注射機的最大注射量。
XS-ZY-125注射機參數(shù)如下：
注射容量：125
螺桿直徑： 42㎜
注射壓力：120Mpa
注射行程：115mm
注射時間：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㎜
動定模固定板尺寸：428×458mm
合模方式：液壓—機械
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：兩側頂出
頂桿中心距：230mm
頂桿孔徑：D22mm
機器外形尺寸：3310×750×1550mm
（二）、注射機各部分參數(shù)的校核：
1、注射量的校核：注射模內的塑件以及澆注系統(tǒng)凝料的總熔量（容量或體積）應在注射機規(guī)定注射量的80%以內，即：
式中： ——單個塑件的容積（）或質量（g）；
——模具的型腔數(shù)目；
——澆注系統(tǒng)和飛邊所需塑料的容積（）或質量（g）；
——注射機額定注射量（或g）.
其中： =4.79g，n=4，=2.84g，=125g
經驗證：，符合條件。
2、注射壓的力校核：注射機的最大壓力應大于塑件成型所需要的壓力，即：
P公=120Mpa 而產品要求注射壓力P注在60~100MPa之間
3、鎖模力的校核：注射機從分型張開的力應小于注射機額定鎖模力，即：
F鎖=K損P注A分
式中： F鎖——注射機額定鎖模力（N）
P注——塑件所須的實際注射壓力（Pa）
K損——注射壓力達到型腔的壓力損失系數(shù)，一般取0.34~0.67
A分——塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積㎡（Pro/E測）（1）通過計算得：A分=52×32×4+40×6×2×4+40×6=8816≈0.008816㎡
（2）由ABS成型條件查得：P注=60~100Mpa
考慮到該產品外形較為復雜以及型腔布局的情況，注射時壓力損失較大，所以P注取大值：P注=100Mpa=100×106pa
（3）同樣的，考慮到該產品外形較為復雜以及型腔布局的情況，注射時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注射機的特性參數(shù)得：F鎖=900KN
計算得到：F鎖=K損P注A分=1.67×100×106×0. 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、模具高度與注射機閉合高度關系的校核：模具的閉合高度應在最大與最小閉合高度之間，即：。
——模具的閉合高度；
——注射機最小閉合高度；
——注射機最大閉合高度.
所設計的模具高度為233㎜，小于模具的最大高度300mm，同時也大于模具的最小高度200mm。
6、開模行程校核：注射機的開模行程應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：——注射機的最大開模行程；
——塑件脫模所需頂出距離；
——塑件高度.
經零件測繪得到塑料產品的高度為=25mm
塑件脫模的頂出距離為=40mm
查XS-ZY-125注射機參數(shù)得: =300mm，顯然滿足要求。
7、推出裝置校核：
設計模具時，需根據(jù)注射機頂出裝置的形式、頂桿的直徑、配置和頂出距離，校核模具的推出脫模機構是否與之相適應。
8、模具外形尺寸校核：
（1）模具的長度與寬度應使模具可以穿過拉桿空間在注塑機動模固定板和定模固定板上安裝；
（2）模具安裝尺寸，必須與注射機動、定模板上的螺孔直徑和位置相適應。
9、注射機定位孔和和模具定位圈的配合：
為了使模具安裝在注射機上，其主流道中心線應與注射機噴嘴中心線重合，其模具的定位圈和注射機定模板上的定位孔應呈較松的間隙配合，定位圈的高度對于小型模具為8~10mm，大型模具為10~15mm.
10、噴嘴的校核：
模具主流道的球面半徑應與注射機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)設計任務書及所制定的工藝成型卡，按塑件的生產批量，所選用的注塑機的最大注塑量，鎖模力大小，及產品的精度要求和經濟性分析，確定一模幾腔，即出幾個制品零件。批量較大的塑件，在成型設備工藝條件允許的條件下，可以一模多腔，但是模具復雜；批量較小的塑件，為簡化模具結構，可以一模單腔，但生產效率較低。
型腔在一模中的數(shù)量確定方法有以下四種：
①按塑件經濟性確定型腔數(shù)：
②按注射機的最大注射量來確定型腔數(shù)：
③按注射劑額定鎖模力確定型腔數(shù)：
④按制品精度要求確定型腔數(shù):
根據(jù)上述要點所確定的型腔數(shù)目，既要保證最佳的生產經濟性，技術上又要保證產品的質量，也就是應該保證塑件制品最佳的技術經濟性。
2、本案例型腔數(shù)目的確定：
（1）按注射機的最大注射量來確定型腔數(shù)：n≤20
（2）按注射劑額定鎖模力確定型腔數(shù)：n≤7
綜合考慮（1）（2）以及成型設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)的布置密切相關，因而型腔的排布在多型腔模具設計中應加以綜合考慮。型腔的排布應使每個型腔澆口處由足夠的壓力，以保證塑料熔體能夠同時均勻的充滿型腔，使得各個型腔的塑件內在質量穩(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)點是：從主澆道到各個型腔的分澆道，其長度，斷面形狀及尺寸均相等，以達到各個型腔能夠同時均勻進料的目的。
其中平衡式的排列方法又可以分為：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)本產品外形和型腔數(shù)目，結合各種型腔布局方法的優(yōu)缺點加以綜合考
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，應該考慮到使模具結構簡單，分型容易，并且不影響塑件的外觀及使用，具體應從以下幾方面綜合考慮；
（1）有利于塑件的脫模和取出：分型面應該使得塑件在開模后留在動模
的一側，以便于脫模；
（2）應有利于嵌件的安裝：分型面要考慮將型腔放在動模部位，而使帶嵌
件的塑件不留在定模部位；
（3）應有利于模具零件的加工；
（4）應有利于模具結構的簡化以及便于操作；
（5）應有利于塑件的質量和精度要求；
（6）應有利于保證塑件的表面質量；
（7）應有利于預防飛邊和溢料的產生；
（8）應有利于排氣以確保質量和成型；
（9）應有利于制品的成型和模具的制造.
2、本產品設計分型面的確定：
為了能順利的出模，使塑件能留在動模一側，不影響該塑件的外觀，分型面應設在該產品的底面。這樣就可以利用多根頂桿同時把4個塑件推出，使每個塑件受力均勻而不會產生大的變形，。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)的設計：
1、澆注系統(tǒng)的設計原則：
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量。設計時一般遵循以下原則：
（1）澆口要設在不影響塑件外觀質量的地方和部位；
（2）澆注系統(tǒng)應適應塑料的成型特性，以保證成型周期和塑件質量；
（3）澆注系統(tǒng)應盡量采用短的流程，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的安裝尺寸，防止單邊安裝；
（6）澆注系統(tǒng)的設計，要考慮便于修整澆口，以保證塑件質量。
2、主流道設計：
主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流經通道。由于本設計中選的注射機XS-ZY-125是臥式注塑機，因此其主流道應垂直于模具分型面。一般把其設計成圓錐形，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2～6°，其表面粗糙度為Ra0.8。
主流道的進口端直徑應根據(jù)注射機噴嘴孔徑確定，主流道的進口端直徑應比噴嘴直徑大0.5~1mm。主流道的進口端與噴嘴頭部接觸的形式一般是是弧面，凹下深度約3~5mm。XS-ZY-125注射機的噴嘴球頭半徑為SR-12,其半徑為φ4，主流道錐角取為4°.
主澆道與分澆道結合處采用圓角過渡，其半徑R為1~3mm，以減小料流轉向過渡時的阻力。
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，而是將它單獨設在一個主澆道襯套上。澆口套一般用T8A，硬度為40～45HRC。
本次設計中主流道的尺寸以及澆口套與定位圈的尺寸及結構如下：
澆注系統(tǒng)澆口套與定位圈，分兩種結構形式。本設計中所采用的是澆口套與定位圈分開的結構形式。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. 澆口及流道尺寸設計參見下表：
主流道小端直徑注射機噴嘴直徑+（0.5~1）=4+0.6=φ4.6mm;
球面半徑R=噴嘴球半徑+（1~2）=12+1=13mm;
球面配合高度h=3~5mm,現(xiàn)取h=3.2mm；
主流道錐角α=2~6，現(xiàn)取α=4；
主流道長度L=60mm；
主流道大端直徑為：
==8.5mm
1. 定位圈安裝在定模座板上，一般為臺階結構，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與注射機固定板定位孔的徑向名義尺寸相同，兩者應設計成H9/f9的配合形式。
3. 定位圈的尺寸精度要求見圖示：
3、分澆道的設計：
在多型腔或者單型腔多澆口（塑件尺寸較大）時應設置分流道。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通道。它是澆注系統(tǒng)中 熔融狀態(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。因此要求所設計的分流道應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分流道充滿型腔，并且流動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型腔。為了便于機械加工和凝料脫模，分流道應設置在分型面上。
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，故實際生產中不常用。在此，我們選擇半圓形的分流道截面形狀，表面粗糙度Ra＜1.6，并用平衡式排列。
查表得到，ABS塑料的分流道直徑推薦值為4.8~9.5mm。分流道的長度一般在8~30mm之間，一般根據(jù)型腔布局適當加長或者縮短，但最短不得小于8mm。否則，會給塑件修磨和分割帶來困難。流道不應加工的太光滑，讓塑件熔體和流道有點摩擦，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Ra1.6～0.8。
4、澆口的設計：
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，它對塑件的質量影響很大。一般情況澆口采用長度很短（1~2mm）而截面很窄的小澆口。小澆口可以使塑料熔體產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)該產品的結構，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阻力和增大流速均有利，通常取L=1~2mm。
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。這樣不致產生較大的摩擦阻力，有利于充型。
5、冷料穴和拉料桿的設計：
當分流道較長時，在分流道末端開設冷料穴，以容納冷料，保證塑件的質量。在此，我們采用錐形拉料桿，其優(yōu)點使能夠自動脫料，便于實現(xiàn)生產的自動化，同時設計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生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進入型腔而影響產品質量。冷料穴常設計在主流道的末端，即主流道正對面的動模上，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用實例如下：
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生的氣體順利的排出，以免塑件產生氣泡，疏松等缺陷而影響成型及表面質量。模具在充型過程中，除了型腔內原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固而產生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時，必須考慮如何將多余的氣體排出模外，否則被壓縮的氣體產生高溫引起塑件局部炭化，或使塑件產生氣泡的工藝缺陷。
為了解決該問題,常用的排氣系統(tǒng)的結構形式有：①利用配合間隙排氣；②在分型面上開設排氣槽③利用推桿設排氣槽方法排氣。
在本設計方案中，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，得到質量合格的產品采用了以下措施：
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，也可以利用推桿設排氣槽的方法排氣。
左圖為利用推桿設排氣槽的方法進行排氣時推桿最前端部分的截面形狀.
七、成型零部件的設計
注塑模的成型零部件是指構成模具型腔的零件，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，一般設在定模一側，而型芯及成型塑件的內形型腔，設在動模一側。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)塑件材料和表面質量要求來定，一般不大于Ra0.4。進行成型零件的結構設計時，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）型芯和型腔的結構形式的設計
1、型腔的結構設計
型腔是成型塑件外表面的主要零件。按其結構的不同，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，又可分為整體嵌入式，局部嵌入式，底部拼鑲式，側壁拼鑲式和四壁拼合式。
本設計型腔結構綜合考慮了加工難度以及模具結構設計的簡便性，采用了局部嵌入式。但是嵌鑲件必須和母體結合嚴實，不得有縫隙，否則會產生溢料或者飛邊，影響產品質量。型腔的加工主要采用電火花成型方法。
2、型芯的結構設計
型芯采用鑲拼組合式結構，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，把復雜的型芯加工轉化為鑲拼塊的加工，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。雖然在推出時有推桿的作用力將其推出，但是在設計注射模成型零件時，為了使塑件成型以后更易于從模具型腔內脫模，在垂直分型面的定模與動模型腔和型芯工作面上，必須設計出脫模斜度。
脫模斜度的的選取計算方法是：型腔的尺寸以大端為準，而斜度應從大端向小端尺寸進行選取；而型芯恰好相反，應以小端尺寸為準，斜度應從小端向大端尺寸進行選取。
本產品設計采用的是ABS塑料，該種塑料成型時的出模斜度取值為：型腔: ,型芯：.
（三）成型零部件工作尺寸的計算
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，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生產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生產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；
（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）側表面的距離.
在模具設計時，應根據(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：
①塑件收縮率：按照一般要求，塑件收縮率波動所引起的誤差應不小于塑件公差的1/3；
②模具成型零件的制造誤差：實踐證明，成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸時可取塑件公差的1/3～1/4，獲取IT7～8級作為模具的制造公差；
③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；
④模具安裝配合的誤差。
2、成型零件工作部分尺寸的計算公式：
1）、型芯的尺寸計算
型芯的尺寸按以下公式計算：
D=〈〔1+〕d+xΔ〉
式中： D——型芯外徑尺寸；
d——塑件內形尺寸t；
Δ——塑件公差；
——塑料平均收縮率；
——成形零件制造公差,取。
2）、型腔的尺寸計算
①型腔徑向尺寸按以下公式計算：
D=〈〔1+〕d－xΔ〉
式中： D——型腔的內形尺寸；
d——塑件外形基本尺寸；
Δ— 塑件公差；
—塑料平均收縮率；
—成形零件制造公差,取。
②型腔深度尺寸按以下公式計算：
=
式中： ——型腔深度;
——塑件外形高度尺寸;
Δ——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,在機床上加工就可以直接投入使用，不需要經過其它的特殊加工?？紤]模具的修模以及型芯的磨損，在精度范圍內，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品的外觀，因此型腔的表面粗糙度則要求較高，一般取Ra0.8～0.4。在本次設計中，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，成型零件的磨損等因素），塑件精度低、批量較小時，X取1/2；塑件精度高、批量比較大，X取3/4，根據(jù)設計要求取X為0.5。
3、成型零件工作尺寸的計算應用舉例：
要計算型芯、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（SJ1372—78）塑件在五級精度下，基本尺寸對應的尺寸公差如下：
基本尺寸㎜
公差㎜
基本尺寸㎜
公差㎜
~3
0.16
3~6
0.18
6~10
0.20
10~14
0.22
14~18
0.24
18~24
0.28
24~30
0.32
30~40
0.36
40~50
0.40
50~65
0.46
65~80
0.52
80~100
0.60
100~120
0.68
（1）以型芯四為例來說明型芯的工作尺寸的計算，該型芯非常結構簡單，為一個小圓柱體.其工作部分的尺寸均為軸類尺寸，工作尺寸有兩個： ①小圓柱體的長度；②小圓柱體的直徑。
先計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）×46－0.5×0.40]=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算即可。由于需要本設計中需要計算的尺寸的較多，在此不再一一列舉。
八、型腔壁厚的計算
1、型腔的強度及剛度要求
塑料模具型腔的側壁和底壁厚度計算是模具設計中經常遇到的問題，尤其對大型模具更為突出。目前常用的計算方法有按強度條件計算和按剛度條件計算兩類，但塑料模具要求既不許因強度不足而發(fā)生明顯變形，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，型腔將產生內應力及變形。如果型腔側壁和底壁厚度不夠。當型腔中產生的內應力超過材料的許用應力時，型腔發(fā)生強度破壞，與此同時，剛度不足則發(fā)生彈性變形，從而產生溢料現(xiàn)象，將影響塑件成型質量，所以模具對強度和剛度都有要求。
但是，實踐證明，模具對強度和剛度的要求并非同時兼顧，對大型腔，按剛度條件，對小型腔則按強度條件計算即可。（在本設計中先按強度條件來計算，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算校核：
（1）對矩形組合式凹模底板厚度：
①從強度的觀點來出發(fā)，型腔的最小壁厚為：
其中：是型腔內熔體壓力，一般取25～45Mpa；
是型腔側壁長邊尺寸（mm）；
是型腔側壁邊長；
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0.025～0.04mm；中粘度塑料，取0.05mm左右；對高粘度塑料，取0.06～0.08；為保證精度；可取塑件允許公差的1/5左右。
②從剛度的觀點來出發(fā)，型腔的最小壁厚為：
從強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尺寸表，選取一個型腔壁厚的參考數(shù)值。然后再用相應的理論公式進行驗證與校核。
矩形型腔寬度a
鑲拼式型腔壁厚S
～40
9
＞40～50
9～10
＞50～60
10～11
＞60～70
11～12
＞70～80
12～13
＞80～90
13～14
＞90～100
14～15
＞100～120
15～17
＞120～140
17～19
＞140～160
19～21
本設計中的型腔寬度值a為72，根據(jù)上表，鑲拼式型腔壁厚S的推薦值為12～13。
①從強度觀點出發(fā)，型腔最小壁厚為：
②從強度的觀點出發(fā)，型腔側壁每邊均受拉應力和彎曲應力的聯(lián)合作用，其校核為：
利用上面兩個公式進行驗證，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度和剛度兩方面的要求。
九、合模導向與定位機構的設計：
注射模在工作中周期性的開模、合模。當動、定模完全分開時，可依靠注射成型機的拉桿導向，但是僅靠注射成型機的拉桿導向并不能保證注塑模具正常工作，注塑模本身必須設置導向與定位機構。注射模導向與定位機構主要用來保證動模和定模兩大部分或模內其他零件之間的準確配合和可靠地分開，以避免模內個零件之間發(fā)生碰撞和干涉，并確保塑件的形狀和尺寸精度。導向機構的主要形式有導柱導向和錐面定位兩種。導柱導向在注射模中應用極為廣泛，而錐面定位機構主要是在注射成型大型、深腔、薄壁、高精度塑件及偏心件時和前者一起使用，以確保定位精度和定位強度
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，以保證模具模板的強度，防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形。
導柱導向機構的主要零件是導柱和導套。由于導柱導套都是模具結構中的標準件，因此在設計中只需要從相應的國標文件中選取合適的規(guī)格即可。在此不再對其結構進行接受。僅對其安裝和使用做簡要說明。
本次設計中所采用的導柱均為帶頭導柱，其優(yōu)點是結構簡單，加工方便，用于簡單模具。生產批量較大時，在模板中設置導套，導向孔磨損以后，只需要更換導套即可。導柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合，導柱的導向部分通常采用H7/f7或 H8/f7的間隙配合。
本次設計中所采用的導套均為帶頭導套（Ⅱ型導套），其結構相對直導套較為復雜，用于精度較高的場合，導套的固定孔便于與導柱的固定孔同時加工。Ⅱ型導套用H7/k6或H7/m6配合鑲入模板中。
十、推出機構設計
1 、推出機構設計
塑件冷卻后由于有少量的收縮，塑件會緊抱在型芯上，所以在脫出產品時不象沖壓件那樣可以自動脫落。這樣，我們必須設計推出機構將塑件頂出，推出機構設計時我們考慮的是要使塑件各部分受力均勻。常用的推出機構有：推桿推出機構，推管推出機構和推件板推出機構。推出機構的動作 是通過裝在注射機合模機構上的頂桿和液壓缸來完成的。
在此設計方案中中，由于采用了一模多腔的結構，而且產品為薄壁空殼類注塑產品，塑件本身強度較低，同時塑件產品尺寸較小，質量分布不均勻，外觀結構不對稱，分析塑件的結構特點可知，采用推件板來推出是不合適的，應此需合理的布置較多的推桿來使塑件順利脫模，推桿極易由于強度和剛度不夠而折斷。
在本次設計中，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：
①.頂桿頭部與塑件的內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 這個問題我們可以這樣解決是比較經濟的：我們在訂購標準的推桿時，只選用基本尺寸的為φ2和φ3兩種規(guī)格的頂桿，頂桿長度以較長的為選取的基準。首先不對頂桿頭部進行處理，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，再配合相應的型芯表面的進行簡單的磨削處理即可。這樣既在一定程度上是塑件內形美觀了，又使得加工簡單、方便而經濟。
②.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?shù)男?，甚至經常會出現(xiàn)相鄰的兩個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度降低，因此首先要適當加大模具厚度.當頂桿固定孔的間距較小時，頂桿仍然可以順利裝入；當頂桿固定孔相交時，無法直接裝入頂桿。可以首先將頂桿的固定端在砂輪上面磨削掉一部分，直到頂桿可以順利裝入即可。在尺寸較小的異形薄殼類零件中，這種情況金非常發(fā)生，只要頂桿的運動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.
③.雖然本模具中使用的頂桿基本尺寸比較小，推桿極易由于強度和剛度不夠而折斷，但是我們應盡量避免使用兩段式的推桿，因為這樣會給加工和設計帶來很多的不變。
④.較多、較小、分布較密集的孔，在零件圖的表達時也是一個難點。
2 、推出機構的導向：
注射模的推出機構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，要設導向機構. 同時對于頂桿推出機構一般都是要設導柱導套導向機構的.