卡座注塑模具設計及其關鍵零件數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程,卡座,注塑,模具設計,及其,關鍵,癥結,樞紐,零件,數(shù)控,加工,工藝,編程
目錄
第一章 前言 - 1 -
第二章 概述 - 2 -
2.1、塑料工業(yè)的簡介 - 2 -
2.1.1 塑料工業(yè)是制造合成樹塑料材料的基本特性 - 2 -
2.1.2 塑件材料成型性能 - 2 -
2.1.3 特點 - 2 -
2.1.4 塑件材料主要用途 - 3 -
2.1.5工業(yè)現(xiàn)狀 - 3 -
2.1.6 發(fā)展趨勢 - 4 -
2.1.7我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 - 4 -
2.1.8 塑料成型加工方法 - 5 -
第三章注射成型工藝方案及模具結構的分析和確定 - 6 -
3.1 注射成型工藝過程分析 - 6 -
3.2 澆口種類的確定 - 6 -
3.3 型腔數(shù)目的確定 - 7 -
3.4型腔的布置 - 7 -
3.5分型面的設計 - 7 -
3.5.1分型面的設計原則 - 7 -
3.5.2對分型面類型的選擇 - 7 -
3.6結構的分析 - 8 -
3.6.1塑件分析 - 8 -
3.6.2對制品的分析主要包括以下幾點： - 8 -
3.6.3塑件模型 - 8 -
3.7 塑件的結構設計 - 11 -
3.7.1結構分析 - 11 -
3.7.2脫模斜度 - 11 -
3.7.3塑件的壁厚 - 11 -
3.8塑件尺寸及精度 - 11 -
3.9塑件表面粗糙度 - 12 -
第四章 注塑機的選擇 - 13 -
4.1注射機的技術規(guī)范 - 13 -
4.1.1公稱注射量 - 13 -
4.1.2公稱注射質量 - 13 -
4.2注塑過程注射量的計算 - 14 -
4.2.1塑件質量、體積的計算 - 14 -
4.2.2澆注系統(tǒng)凝料的初步計算 - 14 -
4.2.3注塑機型號的選定 - 14 -
4.2.4注射機參數(shù)的校核 - 15 -
4.2.5由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n - 15 -
4.2.6按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量n - 16 -
4.3最大注塑量的校核 - 16 -
4.4注塑壓力的校核 - 17 -
4.5模具與注射機安裝部分校核 - 17 -
4.6開模行程校核 - 18 -
第五章 澆注系統(tǒng)的設計 - 19 -
5.1澆注系統(tǒng)的設計原則 - 19 -
5.2主流道的設計 - 19 -
5.2.1主流道尺寸 - 19 -
5.2.2主流道襯套的形式 - 20 -
5.3冷料穴的設計 - 21 -
5.3.1主流道冷料穴 - 21 -
5.3.2分流道冷料穴 - 21 -
5.4分流道設計 - 22 -
5.4.1分流道是形狀及尺寸 - 22 -
設計的卡座的壁厚為2mm。 - 22 -
5.4.2分流道截面形狀 - 22 -
5.4.3分流道的表面粗糙度 - 22 -
5.4.4分流道的布置形式 - 22 -
5.5澆口的設計 - 23 -
5.5.1澆口的主要作用有如下幾點： - 23 -
5.5.2澆口尺寸的確定 - 23 -
5.5.3澆口位置的選擇 - 23 -
5.5.4澆口的結構形式 - 23 -
第六章 成型零件的設計 - 25 -
6.1成型零件的要求、選材及結構設計 - 25 -
6.2成型零件尺寸的進算 - 25 -
6.2.1影響工作尺寸的因素 - 25 -
6.2.2 成型零件工作尺寸的計算 - 26 -
6.3成型零件強度計算 - 27 -
6.3.1型腔側壁厚度計算 - 27 -
6.3.2型腔地板的厚度 - 27 -
第七章 模架的確定 - 29 -
7.1模架的選擇原則 - 29 -
7.2各模板尺寸的確定 - 29 -
7.3模架各尺寸的校核 - 29 -
第八章 導向機構的設計 - 30 -
8.1導柱、導套的導向機構設計要點 - 30 -
8.2導柱的設計 - 30 -
8.2.1 導柱的布置方式 - 30 -
8.2.2 導柱的尺寸長度 - 31 -
8.2.3導柱材料的選用 - 31 -
8.2.4導柱的形狀 - 31 -
8.3導套的設計 - 31 -
8.3.1導套的形狀 - 31 -
8.3.2導套的材料選用 - 32 -
8.3.3導套的尺寸 - 32 -
8.3.4導套的安裝方法 - 32 -
第九章 脫模機構的設計 - 33 -
9.1脫模機構的分類 - 33 -
9.3推桿的設計 - 33 -
9.3.1推桿的設計要求 - 33 -
9.3.2推桿的材料 - 34 -
9.3.3推桿的布置 - 34 -
第十章 抽芯機構設計 - 35 -
10.1側向分型與抽芯機構的分類 - 35 -
10.2 抽芯距離和抽芯力計算 - 35 -
10.2.1抽拔力 - 35 -
10.3斜導柱的設計 - 36 -
10.3.1斜導柱長度及開模行程計算 - 36 -
10.3.2斜導柱與滑塊斜孔的配合 - 37 -
第十一章 溫度調節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)設計 - 38 -
11.1模具加熱、冷卻系統(tǒng)設計要點 - 38 -
11.1.1模具溫度對模具的影響 - 38 -
11.1.2冷卻系統(tǒng)的設計原則 - 38 -
11.2冷卻系統(tǒng)的設計 - 39 -
11.2.1冷卻介質的選擇 - 39 -
11.2.2冷卻水的體積流量計算 - 39 -
11.2.3冷卻水管的直徑d - 39 -
11.2.4模具上應開設冷卻水孔數(shù) - 39 -
11.3排氣系統(tǒng)的設計 - 39 -
11.3.1 排溢設計 - 40 -
11.3.2 引氣設計 - 40 -
11.3.3 排氣系統(tǒng) - 40 -
11.3.4 開設排氣槽應注意一下幾點： - 40 -
11.3.5該套模具的排氣方式有： - 40 -
第十二章 結論 - 41 -
參考文獻 …………………………………………………………………-46-
致謝 - 43 -
- 45 -
本科生畢業(yè)設計（論文）
第一章 前言
模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”。
傳統(tǒng)的模具制造技術，主要是根據設計圖紙，用仿型加工、成型磨削以及電火花加工方法來制造模具。而現(xiàn)代模具不同，它不僅形狀與結構十分復雜，而且技術要求更高，用傳統(tǒng)模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代化科學技術的發(fā)展，采用先進制造技術，才能達到它的技術要求。當前，整個工業(yè)生產的發(fā)展特點是產品品種多、更新快、市場競爭激烈，因此提出了以數(shù)字化為主題為主要因素的數(shù)字化塑性成形技術系，設計和制造模具數(shù)字化技術是實施數(shù)字化的關鍵，以便適應市場對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求。塑料模具又是整個模具行業(yè)中的一枝獨秀，發(fā)展極為迅速，作為機械專業(yè)的學生，對模具設計的了是解必須的。
本設計是嚴格按照模具設計的步驟及模具設計中的要求來設計的：塑件的工藝性分析、型腔熟料的確定。分型面的確定、澆注系統(tǒng)的設計。成型零件的設計等，著一套的程序下來感覺自己這方面的知識豐富了不少，同時在設計中也要求對機械的先關知識相當?shù)牧私猓簷C械制圖、公差與配合、機械制造、材料成型、數(shù)控技術等，同時加強了軟件的熟練程度。
當然在設計中也遇到了很多問題，但在指導老鵬南老師的悉心指導和同學們的幫助下，還是教為順利的完成了這次的畢業(yè)設計！感謝我的指導老師李老師，和各位同學。
第二章 概述
2.1、塑料工業(yè)的簡介
2.1.1 塑料工業(yè)是制造合成樹塑料材料的基本特性
ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價格便宜原料易得，是目前產量最大、應用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。
ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學藥品的侵蝕時會引起應力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經過調色配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。
ABS的性能指標：
密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點，彎曲強度80Mpa，拉伸強度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強度1839Mpa，缺口沖擊強度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內。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(xiàn)出一定的韌性，可在-40100℃的溫度范圍內使用。
2.1.2 塑件材料成型性能
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應進行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強，因此模具設計中大都采用側澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產生熔接痕，模具設計時應該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。
2.1.3 特點
①塑料工業(yè)最早是以天然樹脂和改性的纖維素為原料，合成樹脂出現(xiàn)后，則轉向以煤焦油產品和電石乙炔為原料的合成樹脂。20世紀50年代以后至今，合成樹脂的原料絕大部分由石油化工提供。在這個意義上，塑料工業(yè)又常稱作石油化工的下游工業(yè)。而且，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，也促進了石油化工的發(fā)展。
?、谒芰现破酚谐汕先f種，其性能主要取決于所用單體和聚合方法、以及助劑和加工方法等。例如高壓法聚乙烯有高支化度、低結晶度和高透明度，而低壓法聚乙烯有低支化度、高結晶度、高強度和高硬度；懸浮法聚氯乙烯主要用作軟質或硬質塑料，而乳液法聚氯乙烯主要用作泡沫人造革。一般說，非極性樹脂如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等主要用作通用塑料；而帶極性基的樹脂如聚丙烯腈、丙烯酸系樹脂和聚醋酸乙烯酯等，則用于纖維、涂料和膠粘劑等；分子間有氫鍵或高結晶性樹脂如聚酰胺、聚丙烯等則既可作塑料，又可作纖維。所以塑料工業(yè)與化學纖維工業(yè)、涂料工業(yè)、以及膠粘劑的生產緊密相連。
?、鬯芰瞎I(yè)既是原料、材料工業(yè)又是制品工業(yè)，它不僅可為本行業(yè)提供合成樹脂、各種模塑粉和粒料，又為其他行業(yè)提供進一步加工的材料，如片基、管材、板材、泡沫結構材料等。還直接為社會和生活提供種類繁多、性能各異的塑料制品，包括塑料消費品等。
2.1.4 塑件材料主要用途
ABS在機械工業(yè)上用來制造插座下蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節(jié)導管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器，農藥噴霧器及家具等。
在模具設計之前需要對塑件的工藝性如形狀結構、尺寸大小、精度等級和表面質量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具結構和模具精度。脂和塑料制品的高分子化工部門，也有把塑料加工機械和模具的制造工業(yè)包括在內的。塑料工業(yè)的生產量和品種，主要依賴于合成樹脂的生產和開發(fā)，因此與石油化工關系密切；塑料又以其質輕、比強度高、耐腐蝕、生產效率高、能耗低等特點，在機械制造，建筑等部門的某些領域，可取代金屬和木材；在電子、電器等部門，塑料已成為必需材料之一；塑料制品廣泛用于農業(yè)生產和人民生活之中；在包裝方面，可以說當今沒有塑料，幾乎就沒有現(xiàn)代化的包裝工業(yè)。
2.1.5工業(yè)現(xiàn)狀
塑料工業(yè)是發(fā)展很快的一個材料工業(yè)，1946年世界塑料產量僅600kt,1970年已達30.4Mt。1984年達72Mt，占三大合成材料（塑料、合成橡膠、合成纖維）總產量的75%，生產集中的地區(qū)分別為西歐(35%)、北美(30%)、亞洲(17%)、東歐(13%)。
70年代以后，塑料工業(yè)出現(xiàn)的新情況是：①合成樹脂的生產裝置實現(xiàn)了大型化、連續(xù)化和自動化，單條生產線的能力達到120kt以上。高效催化劑和流程簡化,以及節(jié)能的本體聚合方法實現(xiàn)了工業(yè)化。在品種上,線型低密度聚乙烯的問世和大規(guī)模投入生產是突出的代表。②工程塑料、高分子復合材料和高性能材料發(fā)展很快，出現(xiàn)了許多新品種,如液晶自增強塑料開始大規(guī)模生產。工程塑料的增長率也超過了通用塑料，如在70年代，工程塑料的發(fā)展速度為年平均增長15%，比通用塑料高出一倍多。1984年世界工程塑料消費的增長率為14%，總消費量達 1.383Mt。③塑料加工以節(jié)能、節(jié)約原材料為目標，塑料機械的自動化水平越來越高；成型加工新方法不斷涌現(xiàn)。例如：反應注射成型、結構泡沫塑料注射成型和熱固性塑料注射成型；各種共擠出技術，包括薄膜、片材和異型材的共擠出；多層吹塑，擠拉吹和注拉吹；增強塑料的拉擠成型等。世界上塑料的人均年消費量1970年8kg，1980年13.4kg,預計1995年可達到22.5kg，工業(yè)發(fā)達國家多超過50kg。
2.1.6 發(fā)展趨勢
今后數(shù)十年內，塑料工業(yè)的基礎原料仍將以石油為主。在生產地區(qū)分布上，通用塑料的生產正逐步地由工業(yè)發(fā)達國家向產石油的發(fā)展中國家轉移。工業(yè)發(fā)達國家則更加重視發(fā)展噸位小、附加價值高、性能優(yōu)異的工程塑料和高性能多功能塑料。此外，各種改性的塑料新品種仍將繼續(xù)大量涌現(xiàn)，以獲得各種特定性能，擴大塑料的應用領域，創(chuàng)造新型材料，來滿足國民經濟各部門的需求。塑料廢棄物的數(shù)量影響了環(huán)境保護，廢塑料的處理和應用將成為重要課題。
2.1.7我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
模具工業(yè)是國民緊急的基礎產業(yè)，收到政府和企業(yè)的高度重視，發(fā)達國家的“模具工業(yè)是進入富裕社會的源動力”之說，可見其受重視之程度，當今“模具就是經濟效益”的觀念已唄越來越多的人所接受。
我國模具行業(yè)近年來發(fā)展的很快，據不完全統(tǒng)計，目前模具生產廠點共有2萬多家，從業(yè)人員約50萬人，全年模具產值約360億元，總量供不應求，出口約2億美元，進口約10億美元，當前，我國模具行業(yè)的發(fā)展具有如下特征：大型、精密、復雜長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展快于總體行業(yè)發(fā)展水平；塑料模具和壓鑄模成比例增長；專業(yè)模具廠家數(shù)量級其生產能力增加較快；“三資”企業(yè)及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。南方的發(fā)展快于北方，目前發(fā)展最快、模具生產最集中的省份是廣東和浙江，其模具產值約占全國總產值的60%以上，我國模具生產總量雖然已位居世界第三，但是設計制造水平總體落后于德、美、法、日、意等發(fā)達國家，模具商品化和標準化程度低于國際水平，現(xiàn)在就我國塑料模具行業(yè)技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行綜述。
2.1.8 塑料成型加工方法
塑料成型加工是將塑料原料轉化成具有使用價值的商品的工程技術。它是通過成型設備完成塑料原料塑化、變形、定型以分子鏈結構、凝聚態(tài)結構等物理和化學變化，最終成為高分子材料制品的過程。因此塑料成型加工方法、成型設備、成型工藝、原料特性均是決定塑料制品性能或質量的基本因素。一種塑料制品可能采用多種成型加工方法，在不同類型的成型設備上，用不同的工藝進行加工，優(yōu)化生產工藝流程十分必要。
塑料成型加工方法主要有：壓制成型、注射成型、吹塑成型、澆注成型、壓延成型、纖維纏繞成型、擠出成型、涂層成型以及發(fā)泡成型等。
第三章 注射成型工藝方案及模具結構的分析和確定
3.1 注射成型工藝過程分析
根據塑件的結構、材料及質量，確定其成型工藝過程為：
第一步：為使注射過程順利和保證產品質量，應對所用的設備和塑料作好以下準備工作。
（1）、成型前對原材料的預處理
根據注射成型對物料的要求，檢驗物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標，對原材料進行適當?shù)念A熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。
（2）、料筒的清洗
在初用某種塑料或某一注射機之前，或者在生產中需要改變產品、更換原料、調換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注射機（主要是料筒）進行清洗或拆換。
柱塞式注射機料筒的清洗常比螺桿式注射機困難，因為柱塞式料筒內的存料量較大而不易對其轉動，清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。
（3）、脫模劑的選用
脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設計。在和產上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因為此脫模劑除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。
第二步: 注射成型過程
完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經脫模或機械加工后，常需要進行適當?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的內應力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時。
3.2 澆口種類的確定
注射模的澆注系統(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。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部分。澆注系統(tǒng)設計的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設計恰當與否直接關系到制品能否完好的成型。
由于本設計中卡座外表面質量要求較高，所以選用側澆口。側澆口主流道需要設置鉤針，分流道與產品相連，頂出產品包含流道連接在一起。
3.3 型腔數(shù)目的確定
因為本設計中采用側澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經濟型的角度出發(fā)，節(jié)省生產成本和提高生產效率，采用一模二腔，進行加工生產。
3.4型腔的布置
型腔的布置具體見裝配圖合零件圖
3.5分型面的設計
3.5.1分型面的設計原則
分型面即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面，分型面的位置影響著成型零部件的結構形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設密切相關。分型面的設計原則為：
（1） 便于塑件脫模：
a在開模時盡量使塑件留在動模一內
b應有利于側面分型合抽芯
c應合理安排塑件在型腔中的方位
（2） 考慮和保證塑件的外觀不遭損壞：
（3） 盡力保證塑件尺寸的精度要求；
（4） 有利于排氣；
（5） 盡量使模具加工方便；
（6） 有利于嵌件的安裝；
（7） 有利于預防飛邊和溢料的產生；
（8） 有利于模具結構的簡化。
3.5.2對分型面類型的選擇
圖3.1 分型面
對于分型面，其特點如下：
（1）單分型面注射模又稱兩板式模具，它是注射模具中最簡單又是最常見的一種結果形式。這種模具可根據需要設計成但型腔，也可以設計成多型腔，構成型腔的一部分在動模，另一部分在定模。主流到設在定模一側，分流道設在分型面上。開模后由于拉料桿的拉料作用以及塑件應收縮包緊在型芯上，塑件聯(lián)通澆注系統(tǒng)凝料一同留在動模一側，動模一側設置推出機構推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。一般對于塑件外觀治療要求不高，尺寸精度要求一般小型芯塑件，可采用此結構。
（2）雙分型面又稱三板式注射模。與但分型面注射模相比，在動模與定模之間鄭家了一個可以移動的澆注口板，塑件和澆注系統(tǒng)凝料從兩個不同的分型面取出，分型面的種類較多，我們接觸到的大致有以下幾種：
a定距板式雙分型面注射模；
b定距拉式雙分型面注射模；
c定距導柱雙分型面注射模；
d拉鉤式雙分型面注射模；
e擺鉤式雙分型面注射模；
f尼龍拉鉤式雙分型面注射模，
根據的實際情況擬已塑件的最大平面為分型面，具體情況見裝配圖。
3.6結構的分析
3.6.1塑件分析
塑件分析是對所要成型的產品有個初步的了解，在接受設計任務書以后就要對塑件是品種、批量大小、尺寸精度與技術條件，產品的功用及工作條件有個整日概念，以便在設計模具時優(yōu)選各種方式來成型塑件。
3.6.2對制品的分析主要包括以下幾點：
1、產品尺寸精度及其圖紙尺寸的正確性；
2脫模斜度是否合理；
3塑件厚度及其均勻性；
4塑件種類及其收縮率；
5塑件表面及表面質量要求。
3.6.3塑件模型
圖3.2塑件
圖3.3塑件
（1）塑料（ABS丙稀腈-丁二烯-苯乙烯）
（2）體積15.002
（3）塑料質量
本次設計中，卡座的質量和體積采用3D測量，在PROE軟件中，使用塑模部件驗證功能，可以測得塑件的質量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的體積為15克,15x1.05=15.75g。
（4）色條 不透明（黑色）
（5）生產綱領：批量生產
3.7 塑件的結構設計
3.7.1結構分析
本塑件的復雜程度一般對塑件表面質量有一定的要求。如圖所示，塑件有孔，因而需要考慮側向分型抽芯機構的設置。其他結構部分用一般分型結構即可。可是該塑件比較薄，需要七個頂桿來頂出。
3.7.2脫模斜度
由于注射制品在冷卻過程中產生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內外表面應具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據文獻[1]，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
3.7.3塑件的壁厚
塑件的壁厚是最重要的結構要素，是設計塑件時必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質量、塑件的原材料以及生產效率和生產成本密切相關。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應盡量小。因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大，生產成本提高，更重要的是會延緩塑件在模內的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準確性。選擇壁厚時應力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。該插座下蓋壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為2左右。
3.8塑件尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機規(guī)格，在一定的設備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應將制品的結構設計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。
塑件的尺寸精度直接影響模具結構的設計和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關等級確定精度等級。根據我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻[2]表3-2塑件的尺寸與公關（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標準來確定。根據任務書和圖紙要求，本次產品尺寸均采用MT3級精度，未注采用MT5級精度。
3.9塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應隨時給以拋光復原。該卡座需要的表面粗糙度為Ra0.2。
第四章 注塑機的選擇
注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模時應詳細了解注射機的技術規(guī)范，才能設計出符合規(guī)范的模具。
注射機規(guī)格的去確定主要是根據塑件的大小及塑件的數(shù)目和排列方式，在確定注射模具結構形式及初步估算外形尺寸的前提下設計人應對模具所需的注射量、注射索磨力、拉桿間距、最和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。
4.1注射機的技術規(guī)范
從模具設計角度考慮，需要了解主色劑的主要技術規(guī)范有：額定注射量、額定注射壓、額定鎖模力、模具安裝尺寸以及開模行程等。公稱注射量有注射容量和注射質量兩種表示方法。
4.1.1公稱注射量
公稱注射量::：是指只涉及對空注射時活干一次最大行程伸縮射出的塑料體積，以立方厘米（）表示。
（4.1）
式中：D—螺桿直徑（cm）；
S—螺桿的最大注射行程（）
在注射過程中，隨溫度和壓力的變化，塑料的密度也發(fā)生變化，加上成型無聊的漏損等因素，故注射機的公稱量一般為：
（4.2）
式中：D—螺桿直徑（mm）；
S--；螺桿的最大注射行程（cm）
在注射過程中，隨溫度和壓力的變化，塑料的密度也發(fā)生變化，加上成型物料損
等因素，故注射機的公稱量一般為：cm
式中：a—注射系數(shù)，一般取0.7~0.9.cm
4.1.2公稱注射質量
公稱注射質量：注射機對空注射時，螺桿組委一次最大注射行程所能射出的聚苯乙烯塑料的質量。由于各種塑料的材料密度不及壓縮比不同，在使用其他塑料時，實際上最大注射聊與聚苯乙烯的公稱量可以進行換算。
（4.3）
式中-實際用塑料時的最大注射量（g）；
--以聚苯乙烯為標準的注射機的公稱注射量（g）
--實際用塑料在常溫下的密度（g /）;
--ABS在常溫下的密度（g、）（通常為1.05g/）;
--實際用塑料的體積壓縮比，由實驗測定；
--ABS的壓縮比，2.5~3.0此設計中取3.
4.2注塑過程注射量的計算
4.2.1塑件質量、體積的計算
在pro/e中的工具計算，具體過程如下：打開零件圖—分析—模型—質量屬性-選擇坐標系--輸入密度。
體積=15.00198
密度=10.5（g/）
質量=15.752079g
4.2.2澆注系統(tǒng)凝料的初步計算
按塑件體積的0.6倍計，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為：
V=V X0.6=15.752x0.6=9.45124
則：該磨具一次注射所需要的塑料ABS
體積V=15X2+9.45=39.45
質量M=39.45X1.05=41.4225g
4.2.3注塑機型號的選定
一般注射機都有高速、低速兩種特性（或稱高壓時間，低壓時間）并可調節(jié)選用。1000以下的中、小型注射機，其注射時間通常為4s，大型注射機的注射時間在12s以內，注射速度一般為5~7m/min,常用低速注射。根據以上的初步計算選定型號為SX-Z-60的注塑機。其主要技術參數(shù)見下表4-1;
表4-1 SX-Z-60注塑機主要技術參數(shù)
項目
額定注射量/
60
螺桿（柱塞）直徑/mm
38
注射壓力/MPa
122
注射行程/mm
170
注射方式
柱塞式
鎖模力/KN
500
最大成型面積
130
最大開合模行程/mm
180
模具最大厚度/mm
200
模具最小厚度/mm
70
噴嘴圓弧球半徑/mm
12
噴嘴孔直徑/mm
4
頂出形式
中心設有頂桿，機械頂出
動、定模固定板尺寸/mm
330X440
拉桿空間/mm
170X300
合模方式
液壓—機械
液壓泵
流量/(L/min)
70、12
壓力/MPa
6.5
電動機功率/KW
11
加熱功率/KW
2.7
資料來源：模具設計手冊
4.2.4注射機參數(shù)的校核
在注射生產中，注射機在每一個成型周期內坐模內注入熔融質量稱為塑件的注塑量M，塑件的注塑量M必須小于或等于注射機的實際注塑量。
4.2.5由注射機料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n
（4.4）
上式右邊1（符合要求）
式中K---注射劑最大注射量的利用參數(shù)一般取0.8
M---注射劑的額定塑化量（g/h或）
T----成型周期
--單個制品的質量和體積（g或）
---澆注系統(tǒng)所需塑料質量和體積（g或）
4.2.6按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量n
（4.5）
=2.57
2.571（符合要求）
4.3最大注塑量的校核
最大注塑量是指注射機螺栓式柱塞以最大注射行程注塑時，一次所能達到的塑料注射量。理論注塑量一般有兩種表示：
一種規(guī)定以注塑ABS塑料的最大克數(shù)為標準。而另外一種為規(guī)定以注塑塑料最大容積（）為標準，其具體情況如下：
（4.6）
式中：--注塑任意中塑料時的最大寬積質量，單位g；
V—理論注塑量，單位；
D---所注塑的塑料熔體密度（g/）；
經過計算得M=50X1.05=52.5 。
所設計的注射模，塑料件加澆注系統(tǒng)凝料所用皆塑料量，不應該超過最大注塑量，對應正常成批生產，應滿足下面的式子：
（4.7）
式中：Mr—成型塑件所需求的注塑量由定義可知Mr即上節(jié)所講的m因此，
a=m=41.42g
0.8X52.5=48
因此，符合要求。
4.4注塑壓力的校核
注塑時，螺桿作用于塑料熔體的壓力，在流經機筒、噴嘴、模具的澆注系統(tǒng)后，在型腔中余于的模腔壓力P，該壓力在型腔中產生與生產使模具沿切邊型面脹開的脹模力F2，改該力大小為：
F2=PA=(nAx+A) （4.8）
式中：P——熔體塑料在型腔內的壓力為20MPa~40MPa，取38MPa；
A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和、；
——塑件在分型面上的投影面積
——塑件澆注系統(tǒng)在在模具分型面上的投影面積
流道進料在模具分型面上的投影面積，在模具設計前是個位置數(shù)，根據多型腔模具的統(tǒng)計分析，每個塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍，因此，可采用0.35倍的塑件分型面上的投影面積來計算，通過計算得=55x26+45x15=2105
=0.35X2105=736.75
A=2105+736.75=2841.75
F2=2841.75X38=107.97KN
由于107.97KN，故上選的注射機鎖模力為500KN符合要求。
4.5模具與注射機安裝部分校核
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要流道始端凹下的球面半徑相適應。
模具厚度 模具厚度H必須滿足：
（4.9）
式中——注射機允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距；
——注射機允許的醉倒模厚。
注塑機允許厚度：
200
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