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桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙
編號：
畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書
題 目： 旅行箱拖手塑料套
及注射模具設(shè)計
院 （系）：
專 業(yè)：
學(xué)生姓名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師單位：
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設(shè)計 ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2014年5月4日
摘 要
關(guān)于模具發(fā)展趨勢，我認(rèn)為這主要取決于兩個方面，即一方面是模具為之服務(wù)的各行各業(yè)的發(fā)展趨勢，另一方面是整個社會和世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢，這實際上就是需要和可能。模具是為制件，也就是成形產(chǎn)品服務(wù)的，因此模具必然要以制件(成形產(chǎn)品) 的發(fā)展趨勢為自己的發(fā)展趨勢，模具必須滿足他們的要求。制件發(fā)展趨勢主要是輕巧、精美、快速高效生產(chǎn)、低成本與高質(zhì)量，每一項都預(yù)示了模具發(fā)展趨勢。
本文為旅行箱拖手塑料套的產(chǎn)品設(shè)計到整個注塑模的設(shè)計過程，即對長140mm、寬30mm、高20mm拖手塑料套的注塑模具設(shè)計。塑料套的外形設(shè)計有防滑紋理，在側(cè)邊設(shè)有固定的螺絲孔以便固定在伸縮支架上。其螺釘孔根據(jù)設(shè)計要求采用側(cè)向抽芯機構(gòu)進(jìn)行抽芯，然后通過頂桿將制件頂出。穩(wěn)重介紹了拖手塑料套的外形、結(jié)構(gòu)等設(shè)計要求，制件的結(jié)構(gòu)分析，制件的工藝性分析，制件質(zhì)量、體積計算，材料、生產(chǎn)批量的確定，成型方法的選取及成型設(shè)備的選擇，注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在設(shè)計模具時的相關(guān)計算，模具機構(gòu)設(shè)計，注射機的選擇及其校核，成型零件的相關(guān)計算及其校核。在設(shè)計中進(jìn)行大量的計算，如成型零件工作尺寸的計算，型芯、型腔徑向和高度計算，推桿直徑及其數(shù)目的計算等。由此在整個設(shè)計計算的過程中，確定了模具的結(jié)構(gòu)及相關(guān)的零部件。在整個模具的設(shè)計過程中采用CAD/CAM設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行一體化設(shè)計，用PROE軟件進(jìn)行塑件的三維造型及其分析，用AUTOCAD進(jìn)行二維的工程圖二維設(shè)計。
關(guān)鍵詞：注塑模；塑料；抽芯；型腔；型芯
Abstract
About mold development trend, I think it depends mainly on two aspects, that is, on the one hand is development trend of the mold service for all walks of life, on the other hand, the whole society and the world trend of the development of science and technology, it is actually need and possible. Molds for the parts, that is, forming products and services, so the mold must to stamping forming products () for their own development trend, the development trend of die must meet their requirements. Development trend of the main parts is light and elegant, fast and efficient production, low cost and high quality, each announced a mold development trend.
The thesis gives a detailed introduction the process of an injection mold’s design, which is from product design to the whole plastic injection mold. This is a design for a plastic injection mold whose length is 140mm, 20mm in width, 20mm in height. The form design for a plastic sleeve has skidproof textures. Its broadside has screw eyes . The function of the hole is used to fix plastic sleeve on the telescoping shoring column. According to the design, its screw eyes are required to use a side core-pulling mechanism to do side core-pulling. After that, the knockout pin pushes out a fabricated part. This paper introduces the design standards of a drag hand plastic’s form, structure, etc, the process analysis of a fabricated part’s quality, volume calculation,materials, the confirm of production lot, the choice of molding methods and the choice of mold equipment, the injection’s structural design, the relative calculation in designing a mold, a mold’s mechanism design, the choice and check of an injection machine, relative calculation and check about molded parts. Meanwhile, it explains the working processes. Plenty of calculations during the design are the calculation of working dimensions for molded parts, the calculations of core, cavity diameter and the mold’s height, the calculation of a push rod’s diameter and the number of push rods, etc. So, the mold’s structure and some relative components are confirmed during the process of the calculation in the whole design. CAD/CAM design system is applied to in the design process of the whole mold. At the same time, PROE software is used to form 3D mold and its analysis, AUTOCAD is used to export 2Dengineering drawing.
Keywords: Injection mold; plastic; pumping core; cavity;core
目 錄
引 言 1
1 塑件設(shè)計分析 2
1.1 選題意義 2
1.2 塑件模型建立 2
1.3 塑件參數(shù)設(shè)計 2
1.4 材料選擇 3
1.5 塑件的壁厚 4
1.6 塑件的脫模斜度 4
1.7 分型面設(shè)計 5
1.8 確定型腔數(shù)量以及排列方式 6
2 注塑設(shè)備和模架選擇 7
2.1 注塑設(shè)備選擇 7
2.2注塑機重要參數(shù)校核 9
2.2.1型腔數(shù)量的確定和校核 9
2.2.2 注塑容量校核 9
2.2.3 鎖模力校核 10
2.2.4 注塑壓力校核 11
2.2.5 開模行程校核 11
2.2.6 推出裝置校核 12
2.2.7 模具外形尺寸校核 12
2.3 模架選擇 12
2.3.1模架類型選擇的前提條件 12
2.3.2模架系列的選擇 13
3 澆注系統(tǒng)設(shè)計 14
3.1 主流道設(shè)計 14
3.1.1 澆口套設(shè)計 14
3.1.2 澆口套的固定形式 15
3.2 分流道的設(shè)計 16
3.2.1 分流道的形狀及尺寸選擇 16
3.2.2 分流道的設(shè)計 16
3.3 澆口設(shè)計 17
3.3.1 側(cè)澆口的尺寸 18
3.4 冷料穴和鉤料脫模裝置 18
3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 19
4 成型零件設(shè)計 20
4.1 型腔模的設(shè)計 20
4.2 型芯模的設(shè)計 20
5 推出機構(gòu)設(shè)計 23
5.1 推桿推出機構(gòu) 23
5.2 推出機構(gòu)的復(fù)位 23
5.3 推出機構(gòu)的布局 24
6 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計 25
6.1 抽芯距的計算 25
6.2 抽芯力的計算 25
6.3 斜導(dǎo)柱直徑的確定 26
6.4 斜導(dǎo)柱長度的計算 26
6.5 楔緊塊的設(shè)計 27
7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 28
7.1 冷卻管道的工藝計算 29
7.1.1 冷卻管道的直徑計算 29
7.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 29
8 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 31
8.1 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計要點 31
8.2 導(dǎo)柱的設(shè)計與選擇 31
8.3 導(dǎo)套的設(shè)計與選擇 32
9 模具裝配圖 32
9.1 模具裝配圖的繪制 32
結(jié) 論 33
謝 辭 34
參考文獻(xiàn) 35
附 錄 36
第 37 頁 共 36 頁
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙
引 言
關(guān)于模具發(fā)展趨勢，我認(rèn)為這主要取決于兩個方面，即一方面是模具為之服務(wù)的各行各業(yè)的發(fā)展趨勢，另一方面是整個社會和世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢，這實際上就是需要和可能。模具是為制件，也就是成形產(chǎn)品服務(wù)的，因此模具必然要以制件(成形產(chǎn)品) 的發(fā)展趨勢為自己的發(fā)展趨勢，模具必須滿足他們的要求。制件發(fā)展趨勢主要是輕巧、精美、快速高效生產(chǎn)、低成本與高質(zhì)量，每一項都預(yù)示了模具發(fā)展趨勢?，F(xiàn)簡要分析下：要輕巧就會增加使用塑料及開發(fā)新材料，包括各種新型塑料、改性塑料、金屬塑料、鎂合金、復(fù)合材料等等，這就要求有新的成形工藝。要精美，就要求外形美觀大方，內(nèi)部無缺陷，這就要求有精細(xì)、精密和高質(zhì)量模具與之相適應(yīng)。目前我們在精細(xì)化方面差距很大，精細(xì)化往往被忽視，功虧一簣。快速高效生產(chǎn)，這一方面是要求模具企業(yè)要盡量縮短模具生產(chǎn)周期，盡快向模具用戶交付模具，另一方面更重要的是要使用戶能用你提供的模具來快速高效地生產(chǎn)制品。例如一模多腔多件生產(chǎn)、疊層模具、利用好熱流道技術(shù)來縮短成形時間以及使用多層復(fù)合技術(shù)、模內(nèi)裝飾技術(shù)、高光無痕注塑技術(shù)、在線檢測技術(shù)、多工序復(fù)合技術(shù)、多排多工位技術(shù)等等。同時制件成形過程智能化還要求有智能化的模具來適應(yīng)。低成本，這既要通過模具生產(chǎn)的設(shè)計、加工、裝配來實現(xiàn)模具的低成本制造和低成本供應(yīng)，更重要的是要使模具用戶能使用模具來實現(xiàn)低成本生產(chǎn)。這就對模具提出了更高的要求。模具生產(chǎn)企業(yè)必須做到先使模具用戶賺錢，然后才能使自己賺錢。在要求低成本的過程中，無論是模具生產(chǎn)企業(yè)還是使用模具的企業(yè)，不斷改善管理，逐步實現(xiàn)信息化管理都是企業(yè)的共同要求及進(jìn)步和發(fā)展的方向。高質(zhì)量，要做到制品的高質(zhì)量，首先必須是模具的高質(zhì)量，模具的穩(wěn)定性一定要好，保證。制品的一致性也要好，而且還要保證壽命。高質(zhì)量模具與技術(shù)休戚相關(guān)除上述各點外，許多新領(lǐng)域、新興產(chǎn)業(yè)、新制件和個性化要求也都會對模具不斷提出新要求。所以發(fā)展。趨勢的本身也是在不斷發(fā)展的從科技發(fā)展趨勢來看模具發(fā)展趨勢可以先從下列最基本的六個方面進(jìn)行分析：
新材料→模具新材料及為成形產(chǎn)品新材料成形的新型模具
新工藝→新的成形工藝及模具加工的新工藝
新技術(shù)→技術(shù)進(jìn)步帶動模具生產(chǎn)逐步向超高速、超精和高度自動化方向發(fā)展
信息化→數(shù)字化生產(chǎn)、信息化管理、充分利用IT技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)化→溶入和利用好世界全球化網(wǎng)絡(luò)
循環(huán)經(jīng)濟(jì)與綠色制造一用盡量少的資源來創(chuàng)造盡量多的價值，包括回收再利用與環(huán)保等，不但模具要能這樣，而且更要使模具用戶也能這樣。
1 塑件設(shè)計分析
1.1 選題意義
為了更好的理解模具，發(fā)展模具，和提高自己對模具的設(shè)計，這次我選擇做旅行箱拖手塑料模，這是我把理論知識運用到實際當(dāng)中，處理其中所遇到的困難。對自己以后發(fā)展模具墊上基礎(chǔ)，也可以讓我對一整套模具設(shè)計流程有更進(jìn)一步的了解，為以后更好更快地適應(yīng)模具設(shè)計工作崗位積累一定的經(jīng)驗。從而更好提高模具高精度、低成本、高效率的發(fā)展，同時鍛煉了塑料產(chǎn)品的設(shè)計及成型工藝的制作能力；塑料制品成型模具的設(shè)計能力、塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)能力、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計能力，增強自己操作能力。
1.2 塑件模型建立
本設(shè)計旅行箱拖手塑料套三維結(jié)構(gòu)圖，如圖1.1所示：
圖1.1 塑件三維圖
塑件的設(shè)計要求：
塑件要求有一定的抗拉、抗彎、抗壓、抗沖擊性能。外觀整潔、無明顯飛邊、無氣孔、毛刺及其他質(zhì)量缺陷，塑件的側(cè)邊有個螺釘孔，需要合理的設(shè)置抽芯機構(gòu)即可，塑件的設(shè)計比較簡單，而且要求的精度也不高。
1.3 塑件參數(shù)設(shè)計
塑件精度等級及尺寸公差，該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單。精度要求相對一般，主要是配合的尺寸，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級：IT3。
塑件的表面質(zhì)量，該塑件要求外形美觀，外表面沒有斑點及熔接痕，粗糙度可取Ra3.2μm。而塑件內(nèi)對粗糙度要求較高，取Ra1.6μm。
旅行箱拖手塑料套零件圖，如圖1.2所示
圖1.2 塑件零件圖
1.4 材料選擇
熱塑性塑料中的樹脂分子結(jié)構(gòu)是線形或者支鏈形的，在一定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱和冷卻硬化，在加熱和冷卻過程中，一般只有物理變化而沒有化學(xué)變化。
本設(shè)計為旅行箱拖手塑料套設(shè)計，這類零件主要用于防護(hù)作用，要求材料不吸水，耐腐蝕摩擦，并要求塑件有一定的屈服強度和一定的抗拉、抗壓強度，根據(jù)該塑件用途并結(jié)合塑料的特點說選用的材料為苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚物（ABS）。苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚物的密度小，強度、剛度、耐熱性均優(yōu)于高密度聚乙烯（HDPE），硬度比高密度聚乙烯（HDPE）高，可在100℃左右使用，具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響，但是低溫變脆、不耐磨、易老化，適用于制造耐腐蝕零件和絕緣零件。
苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚物塑料屬于非結(jié)晶型塑料，吸濕性強，不易分解，表面硬度低；流動性中等，溢邊值0.03mm左右；冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻應(yīng)緩慢地進(jìn)行散熱；成型收縮范圍大，收縮率大，一發(fā)生縮孔、凹痕、變形等缺陷，方向性明顯；塑件厚度要設(shè)計均勻，盡量避免缺口、尖角，防止應(yīng)力集中。
1.5 塑件的壁厚
塑件的壁厚取決于制件使用要求，即強度、結(jié)構(gòu)、重量、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性及裝配等，在工藝上要求壁厚均勻，否則易產(chǎn)生翹曲、變形等缺陷。若壁厚太厚，則會出現(xiàn)外部先冷卻、內(nèi)部后冷卻，產(chǎn)生縮孔、凹陷等缺陷，不僅浪費材料，還會延長冷卻時間，延長成型周期，降低生產(chǎn)效率；若壁厚太薄，則成型過程中流動阻力增大，充模困難，無法滿足使用上的強度和剛度要求。
一熱塑性材料易于成型薄壁塑件，壁薄可達(dá)0.25mm，但一般不小于0.6~0.9mm，常取塑件壁厚1~6mm。
查表得常用塑件壁厚的推薦值，如表1.1所示：
表1.1壁厚推薦值
名稱
50mm流程最小壁厚
小型塑件推薦壁厚
中型塑件推薦壁厚
大型塑件推薦壁厚
ABS
1.2
1.6
2-2.5
3-4
PS
1.0
1.5
2-2.5
3-4
PP
1.0
1.5
2-2.5
2.5-3.5
PC
1.0
1.8
2.5
3-4.5
PE
0.8
1.2
1.6
2.5-3.5
根據(jù)零件的大小，該塑件為中型塑件，故取壁厚t=2mm，符合設(shè)計要求。
1.6 塑件的脫模斜度
在加工制造注射模具成型零件時，為了便于將塑件成形后從型腔中脫出或從塑件中抽出型芯，由于塑件在冷卻后產(chǎn)生收縮，會緊緊抱在凸模型芯上，或由于粘附作用，塑料會緊貼在凹模型腔內(nèi)，必須設(shè)計和加工出脫模斜度。脫模斜度的大小可根據(jù)塑件形狀、壁的薄厚、成形高度等因素來確定。在不影響塑件質(zhì)量與精度的情況下，為了便于從成型零件上順利脫出塑件，防止塑件在脫模時劃傷，設(shè)計時塑件表面沿脫模方向應(yīng)盡量選取最大值。
苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚物脫模斜度：型腔 25′～45′，型芯 20′～45′，則型腔取35′，型芯取35′。在加工與制造過程中，型腔的尺寸應(yīng)以大端為準(zhǔn)，而斜度應(yīng)從大端尺寸向小端尺寸進(jìn)??；型芯的尺寸恰好進(jìn)取方向相反，應(yīng)以小端尺寸為準(zhǔn)，斜度應(yīng)從小端向大端方向進(jìn)取。
1.7 分型面設(shè)計
分型面是動模與定模的分界面，是取出制件或澆注系統(tǒng)凝料的面。合理選擇是塑件能成形的條件，分型面選擇合理，其模具結(jié)構(gòu)簡單，并且塑件質(zhì)量較高，還可以降低模具的制造成本。如果分型面的選擇不合理，模具結(jié)構(gòu)不盡變得復(fù)雜，而且塑件成形困難，質(zhì)量也會較差。所以選擇一個合理的分型面不僅能滿足塑件設(shè)計制造的各方面性能要求，而且還將會使模具結(jié)構(gòu)簡單，成本也會令人滿意，塑件模具分型面的選擇與設(shè)計一般要滿足以下原則：
分型面的選擇應(yīng)在塑件斷面最大輪廓處；分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模，塑件開模時留在有脫模機構(gòu)的一側(cè)，常在動模的一側(cè)；分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度要求和表面質(zhì)量；分型面的選擇應(yīng)選在不影響塑件外觀和塑件飛邊容易修整的部位，以保證塑件的質(zhì)量；分型面的選擇要便于模具的加工制造，斜分型面要比平直分型面的型腔部分容易加工；分型面的選擇應(yīng)有利于排氣，盡可能設(shè)在塑料流動的末端以便于排氣。
根據(jù)分型面應(yīng)選在最大輪廓處，分型面的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模，分型面的選擇應(yīng)有利于排氣，分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工。有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，當(dāng)采用自動側(cè)向分析抽芯機構(gòu)，除了液壓抽芯能獲得較大的側(cè)向抽拔距外，一般分型方案如圖1.3所示：
圖1.3 分型面
1.8 確定型腔數(shù)量以及排列方式
對于一個塑件的模具設(shè)計，第一步應(yīng)該是確定型腔的數(shù)目。型腔的數(shù)目一般有單型腔和多型腔兩種。單型腔模具一般應(yīng)用于塑件精度要求高、工藝參數(shù)易于控制、模具結(jié)構(gòu)簡單、制造成本及其生產(chǎn)周期短的模具中。而多型腔模具多用于大批量、長期生產(chǎn)的塑件中。
多型腔有模板上的排列形式通常由圓形、H形、直線型及復(fù)合型等，在設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則：
盡可能采用對稱式排列，確保塑件質(zhì)量的均一和穩(wěn)定；型腔的布置與澆口開槽部位應(yīng)力要求對稱，以便于停止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象；盡量使型腔排列得緊湊，以便于減少模具外形尺寸。
在知道塑件的體積和質(zhì)量要求的情況下，并且該產(chǎn)品屬于大批量生產(chǎn)的中型塑件，但塑件尺寸精度、表面粗糙度較高，綜合考慮模具結(jié)構(gòu)的設(shè)置及模具的生產(chǎn)效率以及注射機的選擇和成本經(jīng)濟(jì)性等因素，由于本文設(shè)計的塑件是旅行箱的配件，對外觀的質(zhì)量有一定的要求，所以制件的上表面不能有澆口的痕跡，采用側(cè)澆口澆注。再就是為了提高生產(chǎn)效率，本次模具設(shè)計采用的是一模兩腔對稱排布，型腔的分布如圖1.4所示：
圖1.4 排列方式
2 注塑設(shè)備和模架選擇
2.1 注塑設(shè)備選擇
注射機的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是確定注射機的型號，根據(jù)塑件、塑料、注射模及注射工藝等所需要求的注塑機的規(guī)格參數(shù)在所選注射機的規(guī)格參數(shù)范圍之內(nèi)；二是調(diào)整注射機的技術(shù)參數(shù)至所需的參數(shù)，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)備及注射工藝等進(jìn)行選擇。
注射機與注射模是配套使用的，在設(shè)計模具前，應(yīng)先了解現(xiàn)有注射機的規(guī)格和型號，安裝方法，然后在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)，并在設(shè)計時，要對所選注射機的基本參數(shù)進(jìn)行校核，不匹配時，要及時進(jìn)行調(diào)整。其所校核的項目主要包括：注射量的校核、鎖模力的校核、注射壓力的校核、模具閉合高度與注射機模板間距離的校核以及開模行程、推出裝置、模具安裝尺寸及外形、注射機噴嘴位置與注射模澆口及定位圈配合的校核等。
國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)主要有輕工部標(biāo)準(zhǔn)、機械部標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)。注射機型號中的字母S表示塑料機械、Z表示注塑機、X表示成型、Y表示螺桿式（無Y表示柱塞式）等
根據(jù)模具的鎖模力選取XS-ZY-125。圖2.1為注塑機的外形圖。
圖2.1 注射機實圖
計算出以下體積：
體積=16.59cm3，ABS密度為1.05g/cm3。
g
將腔數(shù)n定為2腔,即：n=2
g
則 ，
塑件體積計算如圖2.2所示。
圖2.2 塑件體積
目前，注射機的標(biāo)準(zhǔn)有用注射機注射量為主要參數(shù)的，也有用合模力為主要參數(shù)的，但是大多數(shù)以注射量/合模力來表示注射機的主要特征。故選125（注射機的額定注射量/）成立。參照教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計》P60與P81：選的注射機。
XS-ZY-125注射機參數(shù)如表2.1所示：
表2.1 XS-ZY-125注射機的參數(shù)
額定注射量/cm3
125
最大開合模行程/mm
300
螺桿直徑/mm
42
模具最大厚度/mm
300
注射壓力/MPa
120
模具最小厚度/mm
200
注射行程/mm
115
噴嘴圓弧半徑/mm
12
注射方式
螺桿式
噴嘴孔直徑/mm
4
鎖模力/kN
900
頂出形式
兩側(cè)設(shè)有頂出，機械頂出
最大成型面積/cm2
320
動定模固定板尺寸/mm
428x458
在選擇注射機后，模具設(shè)計應(yīng)該根據(jù)注射機的相關(guān)參數(shù)性能進(jìn)行校核：
注射容量，所選擇的注射機說注射的最大容量應(yīng)該大于注射成型所需的質(zhì)量，如果注射容量太小會引起塑件因熔料不足而產(chǎn)生缺陷。
鎖模壓力，當(dāng)注射機注射時，注射機為了克服型腔內(nèi)熔料對模具的漲開力，注射機世家給模具的鎖緊力，當(dāng)熔料以高壓注入模具內(nèi)時會產(chǎn)生一個撐模的力，因此，注射機的鎖模單元必須提供足夠的“鎖模力”是模具不至于被撐開。
模具的最大厚度及最小厚度，在模具設(shè)計時應(yīng)使模具的中厚度位于注射機可安裝模具的最大模厚和最小模厚之間，同時應(yīng)校核模具的外形尺寸，使得模具能從注射機拉桿之間裝入。模具閉合厚度應(yīng)滿足的條件：，式中為最大模具厚度，為最小模具厚度，為模具閉合高度。
模具長度和寬度，模具外形尺寸要與注射機拉桿間距相適應(yīng)，校核其安裝時能否穿過拉桿之間，在動模、定模固定板上固定。模具在注射機動模、定模固定板上安裝的方式有兩種：用螺釘直接固定（大型注射模多用此法）和用螺釘、壓板固定（中、小型模具多用此法）。采用第一種方法時，動模、定模座板上的螺釘孔尺寸及間距應(yīng)與注射機對應(yīng)的模板上開設(shè)的螺釘孔相適應(yīng)（注射機動模、定模安裝板上開著許多不同間距的螺釘孔，只要保證與其中一組相適應(yīng)即可）；若采用第二種方法，靈活性打，只需要在模具動模、定模固定板附近有螺釘孔就行了。
模具的頂出行程，在塑件頂出時，頂出的距離應(yīng)該小于模具的頂出行程，否則在頂出塑件時，會因為頂出的距離過短而使塑件不能頂出模具，增加取出塑件難度。
2.2注塑機重要參數(shù)校核
2.2.1型腔數(shù)量的確定和校核
型腔數(shù)量的確定是模具設(shè)計的第一步，型腔數(shù)量與注射機的塑化速率、最大注射量等參數(shù)有關(guān)，另外型腔數(shù)量還直接影響塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，計算如下：
（2-1）
式中：N-----模具的型腔數(shù)目；
--- 單個塑件的容積或質(zhì)量（）；
--- 澆注系統(tǒng)和飛邊所需要塑料的容積（）；
K----注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8
M----注射機的額定塑化量，g/h或cm/h
T----成型周期，s
從而可確定該型腔數(shù)量符合要求。
2.2.2 注塑容量校核
國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注塑機的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注塑ABS時在對空注塑的條件下，注塑機螺旋桿或柱塞做一次最大行程時所能達(dá)到的最大容量(cm3)。注塑容量是選擇注塑機的重要參數(shù)。它在一定的程度上反映了注塑機的注塑能力，標(biāo)志著注塑機能成型最大體積的注塑制品。最大注射量是指注射機對空注射的條件下，注射螺桿或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。設(shè)計模具時，應(yīng)滿足注射成型塑件所需的總注射量小于所選注射機的最大注射量。
注射模內(nèi)的塑料及澆注系統(tǒng)凝料的總?cè)萘繎?yīng)在注射機額定注射量的80%以內(nèi)，即：
（2-2）
式中：--- 單個塑件的容積或質(zhì)量（）；
--- 模具的型腔數(shù)目；
--- 澆注系統(tǒng)和飛邊所需要塑料的容積（）；
----注射機額定注射量(cm)；
----注射機最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8
在之前的步驟中已算得：
=16.59 ，n=2 ，=10 cm，=125 cm
計算過程：
216.59+100.8125=100
經(jīng)計算得：
從而可確定該注射機的額定注射量符合要求。
2.2.3 鎖模力校核
當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注塑機軸向的很大的推力，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在份型面上的垂直投影之和乘與型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)該小于注塑機額定的鎖模力F，否則在注塑成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。
注射模從分型脹開的力（鎖模力）應(yīng)小于注射機額定鎖模力，即：
F≥ （2-3）
式中：F ——注射機額定鎖模力（N）；
——分別為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積
—— 塑料熔體在模內(nèi)的平均壓力
n ——型腔個數(shù)
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計》（第二版）表4.2得塑件投影面積如圖2.3所示：
F=900 KN
經(jīng)計算得：=3805.88 ，=514，=40Mpa ，n=2
=325.03KM
∴
圖2.3 塑件投影面積
因此該注射機的鎖模力符合要求。
2.2.4 注塑壓力校核
注塑壓力的校核是校驗注塑機的最大注塑壓力能否滿足制品成型的需要。只有在注塑機額定的注塑壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需的要的注塑壓力，因此注塑機的最大壓力要大于該制件所要求的注塑壓力。
制件成型時所需的注塑壓力、塑料的品種、注塑機的類型、噴嘴形式、制件的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。
在本次模具設(shè)計中，參考了制件的材料ABS的一些參數(shù)的結(jié)果，確定制品所需的注塑壓力為20MPa。而注塑機的注塑壓力可以達(dá)到120MPa，也就是注塑機的注塑壓力符合要求。
2.2.5 開模行程校核
模具開模后為了能取出塑膠件，要求有足夠的開模距離，本次模具使用的注塑機的開模行程是給定的，不受模具厚度的影響，當(dāng)模具的厚度變化時，可由其調(diào)模裝置調(diào)整。只要使得注塑機最大開模行程大于模具所需的開模距離就符合注塑的要求。
mm (2-4)
式中：――注射機最大開模行程，mm；
――塑件脫模所需頂距離，mm；
――塑件高度，mm；
考慮到本模具的型腔均布于動、定模板，頂桿頂出工件后，仍留在動模部分的型腔中，故其不影響開模行程的大小，可忽略。查《塑料成型工藝與模具設(shè)計》（第二版）表4.2得：
注射機最大開模行程
＝300 mm
而H1=20，＝70 mm，可求得：
++(5～10)mm＝100mm≤＝300mm
所以，所選注射機的開模行程符合所選的模具。
2.2.6 推出裝置校核
查GB/T12555-2006得：
墊塊高度
推板厚度
推板固定板厚度
由此可得：推桿自由活動的距離為40，而推出制件的距離為20mm,故符合要求。
2.2.7 模具外形尺寸校核
模具的長度寬度應(yīng)使模具可以穿過拉桿空間在注射機動模固定板和定模固定板上安裝。查GB/T12555-2006得模具的長度與寬度為200mm×230mm查《塑料成型工藝與模具設(shè)計（第二版）表4.2得注射機的拉桿空間為260×290，故所選注射機的尺寸合格。
綜合以上校核結(jié)果，選擇注塑機是符合要求的。
2.3 模架選擇
2.3.1模架類型選擇的前提條件
模架的選擇，是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模具架來選擇的，在模具制造時，選取標(biāo)準(zhǔn)模具會給模具的制造及其成本帶來很多方便，而且在模具這一領(lǐng)域所制造的模架也能得到質(zhì)量保證。
選擇模架的關(guān)鍵是確定性強模板的周界尺寸（長x寬）和厚度，要確定模板的周界尺寸就要確定型腔到模板邊緣之間的壁厚。有關(guān)壁厚尺寸的大小確定，可使用查表或用經(jīng)驗公式來確定，經(jīng)驗數(shù)據(jù)可見表2.2。模板厚度主要由型腔的深度來確定，并考慮型腔底部的剛度和強度是否足夠，如果型腔底部有支承板的話，型腔底部不需要太厚，有關(guān)支承板厚度h的經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表2.3。模板厚度確定還要考慮到整副模架的閉合高度、開?？臻g等與注射機之間相適應(yīng)。
（1）根據(jù)此制件的結(jié)構(gòu)比較簡單，根據(jù)制件外觀可以確定為它是采用側(cè)澆口來澆注的。
（2）分型面選擇單分型面。
（3）因這個制件壁厚中等，為2mm，為簡單推出，故采用推桿的推出方式。
（4）根據(jù)經(jīng)濟(jì)性及實用性這兩方面：
其一：考慮到此型芯不是很大，而且又可減少些不必要的材料浪費；
其二：便于型芯的更換及加工修理，因此型芯及型腔均采用組合式中的“整體組合式”。
根據(jù)型腔排列的方式以及初步確定的壁厚，推桿推出、選直澆口、側(cè)澆口、型芯整體型。
綜合以上幾點可以的出選擇C型模架是比較合適的。其一：考慮到此型芯不是很大，而且又可減少些不必要的材料浪費；
其二：便于型芯的更換及加工修理，因此型芯及型腔均采用組合式中的“整體組合式”。
根據(jù)型腔排列的方式以及初步確定的壁厚，推桿推出、選直澆口、側(cè)澆口、型芯整體型。
綜合以上幾點可以的出選擇C型模架是比較合適的。
表2.2 型腔壁厚S的經(jīng)驗數(shù)據(jù)
型腔壓力/MPa
型腔側(cè)壁厚度S/mm
<29(壓縮)
0.14L+12
<49(壓縮)
0.16L+15
<49(注射)
0.20L+17
表2.3 支承厚度h的經(jīng)驗數(shù)據(jù)
B/mm
b≈L/mm
b≈1.5L/mm
b≈2L/mm
<102
(0.12~0.13)b
(0.1~0.11)b
0.08b
>102~300
(0.13~0.15)b
(0.11~0.12)b
(0.08~0.09)b
>300~500
(0.15~0.17)b
(0.12~0.13)b
(0.09~0.1)b
2.3.2模架系列的選擇
根據(jù)已經(jīng)確定的型芯型腔的各個工作部分的尺寸，可計算出如下結(jié)果：
查GBT/T12555-2006，A板壁厚為65mm，B板厚度為60mm，C板80mm。其模架基本結(jié)構(gòu)如圖2.4所示：
圖2.4 模架圖
3 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通道。其作用是將熔融塑料平穩(wěn)引導(dǎo)進(jìn)入型腔，并在填充及固化定型過程中將壓力傳遞到型腔的各部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔及尺寸穩(wěn)定的塑件。
澆注系統(tǒng)通常由主流道、分流道、澆口、冷料穴四個部分組成。但澆注系統(tǒng)不一定全部具有上述各組成部分，在特殊情況下課不設(shè)置分流道或冷料穴等。
澆注系統(tǒng)的設(shè)計是否合理，直接關(guān)系到注塑成型效率和塑件的質(zhì)量。它是注射模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計時應(yīng)遵循以下原則：
了解塑料的工藝特性。顆粒狀或粉狀的熱塑料經(jīng)過加熱，在注射機時已經(jīng)呈現(xiàn)熔融狀態(tài)，因此，每一種塑料熔體都有其適應(yīng)的溫度、粘度、剪切速率等。設(shè)計澆注系統(tǒng)前應(yīng)當(dāng)充分了解所用塑料的成型特性要求，以保證塑件質(zhì)量。
盡量縮短熔體流程，以減少熱量和壓力損失、縮短充模時間、減少塑料用量，并有利于排氣和補縮。防止型芯變形和嵌件位移，便于澆注系統(tǒng)凝料脫出并易于塑件分離，保證塑件外觀質(zhì)量。澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱，對于澆注系統(tǒng)中可能產(chǎn)生質(zhì)量問題的部位應(yīng)留有修正的余地。
澆注系統(tǒng)與型腔布置應(yīng)能使塑料熔體均衡進(jìn)料，應(yīng)盡量減少模具尺寸，以節(jié)約模具材料。設(shè)計澆注系統(tǒng)是應(yīng)該考慮儲存冷料的措施，以免冷料進(jìn)入型腔影響塑件的質(zhì)量。
3.1 主流道設(shè)計
按主流道的軸線與分型面的關(guān)系，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。在臥式和立式注射機中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統(tǒng)，在角式注射機中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。
主流道的形狀和尺寸直接影響熔體流動速度和充模時間。由于主流道要與高溫塑料和噴嘴反復(fù)接觸碰撞，所以，一般不將主流道直接開設(shè)在模板上，而是單獨設(shè)在一個主流道襯套上。
設(shè)計主流道時，應(yīng)使主流道軸線位于模具中心線上，與注射機噴嘴軸線重合，型腔也以此軸線為中心對稱布置，以利于澆注系統(tǒng)的對稱布置。主流道一般設(shè)計得比較粗大，以利于熔體順利地向分流道流動，但不能太大，否則會造成塑料消耗增多。反之，主流道也不宜過小，否則熔體流動阻力增大，壓力損失大，對充模不利。因此主流道尺寸必須恰當(dāng)。通常對于粘度大的塑料或者尺寸大的制件，主流道截面尺寸應(yīng)設(shè)計得大一些；對于粘度小的塑料或者尺寸較小的制件，主流道截面尺寸設(shè)計得小一些。
3.1.1 澆口套設(shè)計
主流道采用的圓錐孔，澆口套與注塑機噴嘴嘴頭的接觸球面必須吻合。注塑機的噴嘴是球面，其半徑R是固定的,為了澆口套端面的凹球面與注塑機的端凸球面接觸良好，一般取半徑R為：
R’=R+(0.5～1)mm
設(shè)計中取R=12mm,取余量1mm，所以R’=12+1=13mm；而澆口套的圓錐孔的小端直徑d應(yīng)該大于噴嘴內(nèi)孔直徑d,即d’= d+(0.5～1),澆口套的端面凹球深度L=5。流道的表面粗糙度。澆口套一般采用碳素工具鋼(如T8A、T10A)材料制造，熱處理淬硬度53~57HRC.澆口套與模板配合采用H7/m6的過渡配合。澆口套的如圖3.1所示：
圖3.1 澆口套的尺寸
3.1.2 澆口套的固定形式
設(shè)計中,澆口套的端部設(shè)一個與注塑機定位孔相配的定位環(huán),注塑機的定位孔是給定的,這里取,具體的固定形式如圖3.2所示:
圖3.2 澆口套的固定形式
3.2 分流道的設(shè)計
3.2.1 分流道的形狀及尺寸選擇
分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。
分流道的截面形狀常用的有圓形，梯形和矩形如圖，其中圓形截面的分流道效率最高,也就是分流道流過相同的塑料流量，其分流道的內(nèi)表面積最小。這樣可以減少注塑過程中散熱面積，即熔料的溫度降低最小，同時使得摩擦力變小，減少壓力損失。其缺點就是制造起來比較麻煩,應(yīng)為它必須將分流道分設(shè)在模板的兩側(cè)，在對合時容易產(chǎn)生錯口現(xiàn)象。當(dāng)分型面為平面時，常采用圓形截面流道。在本設(shè)計中，分型面基本為平面，綜上所述，采用圓形截面的分流道比較合適。
，h=
式中：b------梯形大底邊寬度，mm
m------塑件的質(zhì)量，g
L-----分流道的長度，mm
h------梯形的高度，mm
分流到的截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸、成型工藝條件以及流道的長度等因素確定。通常圓形分流道直徑為2～10mm。綜合考慮塑料熔體的流動性與材料的利用效率，取常用圓形分流道直徑的中間值，所以設(shè)計的分流道直徑確定為4mm。
3.2.2 分流道的設(shè)計
實際設(shè)計中所采用的分流道斷面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等。由于圓形分流道表面積最小，阻力亦小，澆口可開在流道中心線上，因而延長了澆口凍結(jié)時間，對側(cè)向進(jìn)料的小澆口有利，雖制造比較困難、費用高，但對于表面有質(zhì)量要求的制件，采用圓形分流道的熱量損失較小，可更好地滿足表面質(zhì)量的要求，故采用圓形分流道。
分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。分流道的布置形式可分為平衡式和非平衡式兩種。平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達(dá)到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。因此，各個型腔的澆口尺寸可以相同，以達(dá)到各個型腔同時均勻進(jìn)料。非平衡式布置的主要特點是主流道至各個型腔的分流道長度（或加上型腔的大小不同）。為了使各個型腔同時均勻進(jìn)料，各個型腔的澆口尺寸必定不相同。該塑件采用側(cè)澆口的形式，其分流道截面采用圓形截面。
確定分流道斷面尺寸時，應(yīng)保證分流道內(nèi)的塑料在型腔內(nèi)充滿并補充因型腔內(nèi)塑料冷卻收縮所需的熔體后，方可進(jìn)行冷卻凝固。（按此要求及參考常用塑料的分流道直徑表得：ABS塑料分流道尺寸推薦范圍4.8～9.5，本設(shè)計取分流道的直徑為6mm。長度為34mm）。分流道設(shè)計如圖3.3所示。
圖3.3 分流道
3.3 澆口設(shè)計
澆口是主流道、分流道和型腔之間的連接部分，是澆注系統(tǒng)的最終端。當(dāng)熔融的料流在高壓下經(jīng)過澆口時，因截面面積小而流速快，因摩擦作用而溫度升高，粘度降低，流動性提高，有利于充滿型腔。故澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其位置、形狀及尺寸等決定著塑件質(zhì)量、注射效果及注射效率。
澆口的作用：快速充型，保壓補縮；防止熱料回流；使塑件與澆注系統(tǒng)分離。
澆口一般可分為直澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、點澆口、潛伏澆口、爪形澆口等，綜合考慮制件的成型與工藝等特點，設(shè)計采用的澆口為矩形側(cè)澆口，邊緣澆口（最常用），各種形狀制件其優(yōu)點有：
直澆口的優(yōu)點：熔體從噴嘴直接通過澆口進(jìn)入型腔，流程最短，進(jìn)料速度快，成型效果好；直澆口的截面一般較大，因此壓力和熱量損失較小，保壓補縮作用強；模具結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本較低。
側(cè)澆口的優(yōu)點：易加工，成型制件尺寸精準(zhǔn)，澆口尺寸易加工修改；分離容易，可防止塑料熔體在注射過程發(fā)生逆流；澆口部分粘滯摩擦生熱有利于充模。
環(huán)形澆口的優(yōu)點：熔體沿澆口的圓周均勻地進(jìn)入型腔，平穩(wěn)地將氣體排出，排氣效果良好；熔體在整個圓周上流速均勻，無波紋及熔接痕；熔體在型腔中平穩(wěn)流動，塑件的內(nèi)應(yīng)力小、變形小。
潛伏式澆口的優(yōu)點：進(jìn)料澆口一般在塑件內(nèi)表面或側(cè)面隱蔽處，不影響塑件外觀；塑件成型后，在定出時會與塑件自動拉斷，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；成型不會在塑件表面遺留下噴嘴帶來的噴痕和氣紋。
點澆口的優(yōu)點：對制品外觀質(zhì)量影響?。蝗垠w通過澆口流速加快，摩擦生熱致使熔體溫度上升，流動性增強，從而獲得的塑件表面光潔、外形清晰；拉斷時作用力小，塑件殘余應(yīng)力??；澆口固化速度快，可以降低模內(nèi)殘余應(yīng)力，有利于塑件脫模。
澆口截面形狀和尺寸的確定要根據(jù)塑件的尺寸大小、壁的薄厚、塑料的品種以及制品的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的澆口形式而定。先取小值，試模后根據(jù)情況修正?？偟囊笫鞘谷哿弦暂^快的速度進(jìn)入并充滿型腔，同時在充滿后能適時的冷卻封閉，因此，澆口的截面要小，長度要短，這樣可以增加熔料流動速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留下明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。綜上各種影響因素，本次設(shè)計采用側(cè)澆口。
3.3.1 側(cè)澆口的尺寸
側(cè)澆口計算尺寸：
, (3-1)
式中：B——側(cè)澆口寬度，mm
A——塑件外側(cè)表面積，
t——側(cè)澆口深度，mm
——側(cè)澆口處塑件壁厚，mm
根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù),一般的側(cè)澆口的厚度t=0.5～2mm,這里選1mm；寬度b=1.5～5.0mm,這里選3mm；而澆口的長度k=0.7～2mm，這里選擇2mm。
根據(jù)以上要求最終澆口位置選擇如圖3.4所示。
圖3.4 澆口位置示意圖
3.4 冷料穴和鉤料脫模裝置
采用頂桿式鉤料裝置：由冷料穴和頂桿組成，在冷料穴的底部設(shè)有一頂桿，頂桿固定在固定板上，與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。澆注系統(tǒng)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的前端冷料以防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量。其常設(shè)在主流道的末端，即主流道正對面的動模上（臥式或者立式注射機），直徑稍大于主流道大端直徑，以利于冷料的流入。
冷料穴的尺寸，一般按設(shè)計加工，但在試模要進(jìn)行修正，直到試模合適后，能制造合格塑件為止。
其基本尺寸如圖3.5所示，其中冷料穴采用Z字型結(jié)構(gòu)。
圖3.5 拉料桿
3.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計
當(dāng)塑件熔體充填型腔時，必須排出型腔里面澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑件受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順序的排出，塑件由于填充不足而出現(xiàn)氣泡，接縫或者表面輪廓不清等缺陷；甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑件焦化。
排氣槽的設(shè)計原則：排氣槽應(yīng)盡量開設(shè)在分型面上動模一側(cè)；排氣槽應(yīng)設(shè)在型腔最后被填充部位；排氣槽深不要過大，一般為0.025~0.1mm深，寬1.5~6.0mm，最后經(jīng)試模時不產(chǎn)生明顯飛邊為修正原則；排氣槽位置要避開操作者操作方向，以免熔料濺出傷人。
本設(shè)計是利用配合間隙排氣，對于簡單型腔的小型模具，可以利用推桿、活動型芯、活動鑲件以及雙支點固定的型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過0.05mm，一般為0.03~0.05mm，視成型塑料的流動性性能的好差而定。
4 成型零件設(shè)計
4.1 型腔模的設(shè)計
型腔分整體式和組合式兩種。整體式型腔的優(yōu)點是，強度和剛度相對較高，且不易變形，對塑件的上表面不會產(chǎn)生拼模縫的痕跡；缺點是切削量大，模具成本高，同時給熱處理和表面處理帶來一定的困難；組合式型腔的優(yōu)點是，組合式型腔可以簡化復(fù)雜型腔的加工工藝，減少熱處理變形，拼接處有間隙有利于排氣，便于模具的維修，節(jié)省貴重的模具鋼；缺點是尺寸及形位公差等級要求高，嵌入塊的機械工藝要求高。
由于本設(shè)計零件結(jié)構(gòu)較為簡單，模具較小，考慮帶是大批量生產(chǎn)方式，需要強度和剛度相對較高，設(shè)計采用整體式型腔，型腔三維圖如圖4.1所示。
圖4.1 型腔三維圖
4.2 型芯模的設(shè)計
注射模的型芯是成形塑件內(nèi)孔的零件。與型腔一樣，凸模用于成型塑料的內(nèi)表面，又稱型芯、陽?；虺尚蜅U。結(jié)構(gòu)分整體式和組合式兩種。其中整體式型芯結(jié)構(gòu)牢固，但需用模具鋼多、成本較高。而對于形狀復(fù)雜的型芯宜設(shè)計成組合式結(jié)構(gòu)，這樣可以簡化加工。但設(shè)計和制造時必須注意拼接牢靠、緊密為了便于加工和有利于排氣，該設(shè)計中采用整體式凸模，其中公模仁的結(jié)構(gòu)如下圖4.2所示。
圖4.2 型芯三維圖
影響塑件的尺寸因素有：
（1） 塑件的收縮率，其計算公式為
δs=（）Ls （4-1）
式中：δs——塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差；
——塑料的最大收縮率；
——塑料的最小收縮率；
Ls ——塑件的基本尺寸。
（2）模具成型零件的制造誤差；
參考《塑料成型工藝與模具設(shè)計》所列出的經(jīng)驗值，成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，或取IT5級作為模具制造公差。模具成型零件制造公差用δz表示。收縮率的波動引起塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸增大而增大。在計算成型零件時，所用到的收縮率均用平均收縮率來表示
= ×100% （4-2）
式中 ——塑件的平均收縮率；
——塑料的最大收縮率；
——塑料的最小收縮率。
根據(jù)設(shè)計手冊可查得ABS保塑料收縮率為0.3-0.8%
平均收縮率 =(0.6+2.5)/2=0.05
1）凹模的內(nèi)形尺寸：
（4-3）
式中：L凹為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；
L塑為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實際外形尺寸；
K為塑料平均收縮率(%)，此處取0.005
Δs為塑件公差，查表知塑件精度等級取5級；塑件基本尺寸在3~6mm范圍內(nèi)取0.24mm;18~24mm范圍內(nèi)取0.24mm;80~100mm范圍內(nèi)取1.00mm;在100~120mm公差取1.14mm；在140~160mm公差取1.44mm;在200~225mm公差取1.92mm;在280~350mm公差取2.5mm;在315~355mm公差取2.8mm
所以型腔尺寸如下：
L1=[30×(1+0.005)-(3/4)×0.50]=29.38
L2=[32×(1+0.005)-(3/4)×0.56]=31.74
L3=[140×(1+0.005)-(3/4)×1.28]=139.74
型腔深度的尺寸計算：
h=[h(1+k)-(2/3)Δ] （4-4）
式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、K 含義如（1）式中。
H1=[18×(1+0.0155)-(2/3)×0.38]=17.84
2）凸模的外形尺寸計算：
L=[L(1+k)+(3/4) Δ] （4-5）
式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)；
L為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。
所以型芯的尺寸如下：
L1=[136×（1+0.0155）+（3/4）×1.28]=137.64
L2=[26×（1+0.0155）+（3/4）×0.50]=26.51
型芯的深度尺寸計算：
h=[h(1+k)+ (2/3)Δ] （4-6）
式中： h為凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中型芯的高度為：
H1=[18×(1+0.005)+(2/3)×0.38]=18.34
5 推出機構(gòu)設(shè)計
5.1 推桿推出機構(gòu)
推出機構(gòu)的作用是推出留在型腔內(nèi)或型芯上的塑件。推出機構(gòu)又稱脫模機構(gòu)。每次注射模在注射機上合模注射結(jié)束后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出，完成推出的脫模的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。在設(shè)計推出機構(gòu)時需要把握以下設(shè)計要求：
盡量使塑件留在動模上，這是因為要利用注射機頂出裝置來推出塑件，必須在開模過程中保證塑件留在動模上，這樣，模具的推出機構(gòu)較簡單。只有因塑件結(jié)構(gòu)的關(guān)系，不能留在動模上時，才由定模上的復(fù)雜推出機構(gòu)推出塑件。
保證塑件不變形不損壞。為此，必須正確分析塑件與型腔各部分的附著力的大小，以便選擇適當(dāng)?shù)耐瞥龇绞胶屯瞥霾课?，使脫模力合理分布?
結(jié)構(gòu)盡可能簡單、可靠，確保脫模動作靈活，具有足夠的強度和剛度，制造方便，零部件更換容易，成本低。由于塑件收縮時的包緊型芯，因此脫模力作用位置應(yīng)盡可能靠近型芯。同時也應(yīng)布置在塑件剛度、強度最大部位，如凸緣、加強肋等處，作用面積也應(yīng)盡可能大一些，以免損壞塑件。脫模力的確定與抽芯力的計算相同，但要精確計算復(fù)雜形狀塑件的脫模力比較困難，這是因為塑件與型腔的附著力，尤其對型芯的包緊力，與塑件的材料性能、幾何形狀、模具溫度、冷卻時間、型芯間距大小、脫模斜度以及型腔表面粗糙度等因素有關(guān)。一般情況下，塑件收縮率大、壁厚、型芯尺寸大而形狀復(fù)雜、深度較深、脫模斜度小以及型腔粗糙度大的脫模阻力就大，反之則小。在確定脫模零件結(jié)構(gòu)時，應(yīng)綜合考慮上述因素，以幫助塑件順利脫模。