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放音機(jī)機(jī)殼注射模設(shè)計
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
所 系 與 專 業(yè)
班 級
學(xué) 號
年 月 日
學(xué)院名稱
II
前 言
模具是生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。在電子電器、儀表通訊、交通運(yùn)輸、航空航天以及家電和輕工業(yè)等行業(yè)中，60%~80%的零件都要依靠模具成形。利用模具進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品所表現(xiàn)出來的精度高、一致性好、效率高、消耗低等一系列優(yōu)點(diǎn)，是其他加工方法所不能比擬的。模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。
目前，國內(nèi)外模具工業(yè)發(fā)展很快，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。我國模具工業(yè)作為一個獨(dú)立的、新型的工業(yè)，正處于飛速發(fā)展階段，已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一，其發(fā)展前景十分廣闊。據(jù)預(yù)測，未來我國將成為世界的制造中心，這更加給模具工業(yè)帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇和空間。
用塑料注射成型方法加工的塑料制品，具有生產(chǎn)效率高，能成型外形復(fù)雜、尺寸精確或帶嵌件的注塑制品；對各種塑料的加工適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛地應(yīng)用于國防工業(yè)、航空、交通、電氣、機(jī)械、建筑、農(nóng)業(yè)、文教、衛(wèi)生、日用品等各個領(lǐng)域，一直是塑料加工領(lǐng)域中的重要方法。
塑料注射成型是塑料制品的高效率生產(chǎn)方法之一。注射成型獲得的塑料制品在各種塑料制品中所占的比重很大。注射模具是實(shí)現(xiàn)注射成型加工的重要工藝裝備，其結(jié)構(gòu)的合理性，將直接影響塑性的成型質(zhì)量、生產(chǎn)效率、勞動強(qiáng)度、模具壽命及成本等。而模具決定最終產(chǎn)品的性能、形狀、尺寸和精度，為了周而復(fù)始地獲得符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求及質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品，模具的結(jié)構(gòu)特征，成型工藝及澆注系統(tǒng)的流動條件是影響塑料制件的質(zhì)量及生產(chǎn)率的關(guān)鍵因素。因此，在了解并掌握塑料的成型工藝特性、塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性及注射機(jī)性能等成型技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出先進(jìn)合理的注射模具，是一名合格的模具設(shè)計技術(shù)人員所必需達(dá)到的要求。
目 錄
摘要………………………………………………………….1
第一章 概述…………………………… ……....................1
第二章 產(chǎn)品分析……………………………….................3
第三章 模具結(jié)構(gòu)方案的確定.............................................5
第四章 模具各部分的設(shè)計.............................................6
第一節(jié) 型腔數(shù)量及排列方式......................................................6
第二節(jié) 分型面的選擇..................................................................7
第三節(jié) 澆注系統(tǒng)也排溢系統(tǒng)的設(shè)計..........................................8
第四節(jié) 成型零件的設(shè)計..............................................................12
第五節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)械的設(shè)計......................................................18
第六節(jié) 推出機(jī)械的設(shè)計..............................................................19
第七節(jié) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)械的設(shè)計..........................................20
第八節(jié) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計..............................................................25
第五章 選取模架和注射機(jī)及其工藝參數(shù)的校核............26
第一節(jié) 選取模架
第二節(jié) 選取注射機(jī)
第三節(jié) 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
第六章 模具的工作原理………………………………..29
第七章 模具的加工工藝……………………………..........29
第八章 總結(jié).....................................................................32
第九章 致謝.....................................................................33
參考文獻(xiàn).............................................................................34
放音機(jī)機(jī)殼注射模設(shè)計
摘要：介紹了放音機(jī)機(jī)殼的成型工藝及注射模結(jié)構(gòu)。通過對塑料以及機(jī)身的研究，隨著塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍，最終主要采用了（塑料）注射模的成型工藝，為了解決塑件三面?zhèn)瓤椎某樾竞蛷?fù)位，模具采用了斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)與彈簧抽芯結(jié)構(gòu)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，可自動抽芯復(fù)位提高生產(chǎn)力。
關(guān)鍵詞：注射模；斜滑塊；抽芯。
第一章 概 述
一、塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展
塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，簡稱高聚物。塑料其余成分包括增塑劑、穩(wěn)定劑、增強(qiáng)劑、固化劑、填料及其它配合劑。
塑料制件在工業(yè)中應(yīng)用日趨普遍，這是由于它的一系列特殊的優(yōu)點(diǎn)決定的。塑料密度小、質(zhì)量輕。塑料比強(qiáng)度高；絕緣性能好，介電損耗低，是電子工業(yè)不可缺少的原材料；塑料的化學(xué)穩(wěn)定性高，對酸、堿和許多化學(xué)藥品都有很好的耐腐蝕能力；塑料還有很好的減摩、耐磨及減震、隔音性能也較好。因此，塑料躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大傳統(tǒng)材料之列，在國民經(jīng)濟(jì)中，塑料制件已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
塑料工業(yè)的發(fā)展階段大致分為一下及個階段：
1. 初創(chuàng)階段 30年代以前，科學(xué)家研制分醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料，他們的工業(yè)化特征是采用間歇法、小批量生產(chǎn)。
2. 發(fā)展階段 30年代，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等塑料的工業(yè)化生產(chǎn)，奠定了塑料工業(yè)的基礎(chǔ)，為其進(jìn)一步發(fā)展開辟了道路。
3. 飛躍階段 50年代中期到60年代末，塑料的產(chǎn)量和數(shù)量不斷增加，成型技術(shù)更趨于完善。
4. 穩(wěn)定增長階段 70年代以來，通過共聚、交聯(lián)、共混、復(fù)合、增強(qiáng)、填充和發(fā)泡等方法來改進(jìn)塑料性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，生產(chǎn)技術(shù)更趨合理。塑料工業(yè)向著自動化、連續(xù)化、產(chǎn)品系列化，以及不拓寬功能性和塑料的新領(lǐng)域發(fā)展。
我國塑料工業(yè)發(fā)展較晚。50年代末，由于萬噸級聚氯乙稀裝置的投產(chǎn)和70年代中期引進(jìn)石油化工裝置的建成投產(chǎn)，使塑料工業(yè)有了兩次的躍進(jìn)，于此同時，塑料成型加工機(jī)械和工藝方法也得到了迅速的發(fā)展，各種加工工藝都已經(jīng)齊全。
塑料由于其不斷的被開發(fā)和應(yīng)用，加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善，極大地促進(jìn)了成型模具的開發(fā)于制造。隨者工工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求的日益增加，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來越短，對塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來越高的要求。
二、 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用
模具是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。
模具設(shè)計水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱、模具質(zhì)量的好壞，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基礎(chǔ)”，日本則稱“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的勞動力”。
近年來，我國各行業(yè)對模具的發(fā)展都非常重視。1989年，國務(wù)院頒布了“當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定”，在重點(diǎn)支持改造的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品中，把模具制造列為機(jī)械技術(shù)改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位，也提出了振興模具工業(yè)的主要任務(wù)。
塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢:
一副好的塑料模具與模具的設(shè)計、模具材料及模具制造有很大的關(guān)系。塑料成型技術(shù)發(fā)展趨勢可以簡單地歸納為以下幾個方面。
1. 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 為了適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要，目前我國標(biāo)準(zhǔn)化程度只達(dá)到20％。注射模具零部件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等有以下14個標(biāo)準(zhǔn)：
當(dāng)前的任務(wù)是重點(diǎn)研究開發(fā)熱流道標(biāo)準(zhǔn)元件和模具溫控標(biāo)準(zhǔn)裝置；精密標(biāo)準(zhǔn)模架、精密導(dǎo)向件系列；標(biāo)準(zhǔn)模板及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)和等向標(biāo)準(zhǔn)化模塊等。
2. 加強(qiáng)理論研究
3. 塑料制件的精密化、微型化和超大型化
4. 新材料、新技術(shù)、新工藝的研制、開發(fā)和應(yīng)用各種新材料的研制和應(yīng)用，模具加工技術(shù)的革新，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用都是模具設(shè)計制造的發(fā)展趨勢。
三、 塑料成型方法:
塑料的成型方法有注射模、壓縮模、壓注模、機(jī)頭與口模。此外還有中空吹塑模、真空成型模、澆注模等。
注射模又稱注塑模，主要用于熱塑性塑料制品的注射成型，也可用于熱固性塑料制品的注射成型。注射模一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高。
壓縮模又稱壓塑?；驂耗?，主要用于熱固性塑料制品的壓制成型，有時也用于某些流動性較差的熱塑性塑料制品的壓縮成型。
壓注模又稱傳遞?；驍D塑模，主要用于熱固性塑料制品的成型。壓注模比壓縮模多了加料腔、柱塞和澆注系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)上比壓縮模復(fù)雜，造價高。
機(jī)頭模與口模安裝與擠出機(jī)上的模具，主要用于熱塑性塑料制品的擠出成型。
第二章 產(chǎn) 品 分 析
1、該產(chǎn)品為耳機(jī)機(jī)身部分用于機(jī)芯的安裝與固定。其外觀要求較高，精度要求一般，裝配精度要求較高。外表面粗糙度值較低，內(nèi)表面粗糙度值較高。壁厚均勻，有側(cè)向凹凸結(jié)構(gòu)，屬于矩形類零件，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。可以用注射模具一次成型。
2、塑料的種類和性能 塑料的種類繁多，大約有300多種，常用的塑料也有幾十種，而且每一品種又有多種牌號。
（1）按塑料的使用特性分為通用塑料、工程塑料和功能塑料。
〈1〉通用塑料 通用塑料是指一般只能作為非結(jié)構(gòu)材料使用，且產(chǎn)量大、用途廣、價格低、性能普通的一類塑料；主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品種，約占塑料總產(chǎn)量的75%以上。
〈2〉工程塑料 工程塑料是指可以作為工程結(jié)構(gòu)材料，且力學(xué)性能優(yōu)良，能在教廣溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力和在較為苛刻的化學(xué)及物理環(huán)境中使用的一類塑料。主要有聚酰胺（尼龍）、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS、聚苯醚、聚砜、聚脂、及各種增強(qiáng)塑料。
工程塑料與通用塑料相比產(chǎn)量少，價格較高，但具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、化學(xué)性能、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性、自潤滑以及尺寸穩(wěn)定性，即其具有某些金屬性能，因而可代替一些金屬材料用于制造結(jié)構(gòu)零部件和傳動結(jié)構(gòu)零部件等。
〈3〉功能塑料 功能塑料是指用于特種環(huán)境中，具有某一方面的特殊性能的塑料。主要有醫(yī)用塑料、光敏塑料、導(dǎo)磁塑料、高耐熱性塑料及高頻絕緣性塑料等。這類塑料產(chǎn)量小，價格較貴，性能優(yōu)異。
（2）按塑料受熱后呈現(xiàn)的基本特性分熱塑性塑料和熱固性塑料。
〈1〉熱塑性塑料 熱塑性塑料是指在一定的溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化乃至熔融流動，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料。這類塑料基本上是以聚合反應(yīng)得到的線形或支鏈型樹脂為基礎(chǔ)得到的，在成型過程中只有物理變化，而無化學(xué)變化，因而受熱后可多次成型，廢料可回收再利用。如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS、聚甲醛、尼龍及有機(jī)玻璃等。
〈2〉熱固性塑料 熱固性塑料是指加熱溫度達(dá)到一定程度后能成為不熔或不熔性物質(zhì)，使形狀固化下來不再變化的塑料。這類塑料基本上是以縮聚反應(yīng)得到的，在成型受熱時發(fā)生化學(xué)變化使線型分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)，廢料不能再回收利用。如酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚脂塑料、三聚氰胺塑料等。結(jié)晶和取向只存在于具有線性結(jié)構(gòu)的熱塑性塑料中，不存在網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)的熱固性塑料中。
塑料的使用性能 包括物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、熱性能、電性能等。
塑料的物理性能主要有密度、透濕性、透氣性、吸水性、透明性等。
塑料的化學(xué)性能主要包括耐化學(xué)性、耐候性、耐老化性、光穩(wěn)定性、抗霉性等。
塑料的力學(xué)性能主要包括抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、斷裂伸長率、抗沖擊強(qiáng)度、耐蠕變性、摩擦系數(shù)、硬度及磨耗等。
塑料的熱性能主要包括線膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、玻璃化溫度、耐熱性、熱變形溫度、熔體指數(shù)、熱穩(wěn)定性、熱分解溫度、耐燃性等。
塑料的電性能主要包括表面電阻率、介電常數(shù)、介電強(qiáng)度、耐電弧性、介電損耗等，用這些指標(biāo)衡量塑料在電作用下表現(xiàn)出來的性能。
3、由上述分析，選產(chǎn)品的材料為ABS。
ABS具有綜合的優(yōu)良性能（堅固、堅韌、堅硬），價格便宜，原料易得，因此發(fā)展很快，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。ABS是微黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。
ABS的特性及用途：ABS由于是三種組分組成的，故它有三種組分的綜合性能，而每一組分又在其中起著固有的作用。丙烯腈可使ABS具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性；丁二烯可使ABS具有彈性和較高的沖擊強(qiáng)度；苯乙烯則可使ABS具有優(yōu)良的介電性能。因此，在機(jī)械性能方面，ABS具有質(zhì)硬、堅韌、剛性等特性。
ABS樹脂的缺點(diǎn)是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃、不透明，耐候性不好，特別是耐紫外線性能不好。
由于ABS具有上述綜合性能，因而廣泛用來制造電視機(jī)、收錄機(jī)的外殼、旋鈕、電話機(jī)殼、話筒、把手、鉸鏈、塑料銘牌等。
4、ABS的成型特性：
（1）ABS粒料表面極易吸濕，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此成型前必須進(jìn)行干燥處理。
（2）ABS的比熱容比聚烯涇低，在注射機(jī)料筒中能很快加熱，因而塑化效率高，在模具中凝固也比聚烯涇快，故模塑周期短。
（3）ABS樹脂的表現(xiàn)黏度強(qiáng)烈地依賴于剪切速率，因此模具設(shè)計中大都采用點(diǎn)澆口形式。
（4）ABS樹脂為非結(jié)晶形高聚物，所以成型收縮率小。
（5）ABS樹脂的熔融溫度較低，熔融溫度范圍寬，流動性好，有利于成型。
5、查參考文獻(xiàn)[1]表3-1得ABS的注射工藝參數(shù)如下表：
注射機(jī)類型
螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
30~60
噴嘴形式
直通式
噴嘴溫度（oC）
180~190
料筒溫度（oC）
前200~210
中210~230
后180~200
模具溫度（oC）
50~70
注射壓力(Mpa)
70~90
保壓力（Mpa）
50~70
注射時間（s）
3~5
保壓時間（s）
15~30
冷卻時間（s）
15~30
成型周期（s）
40~70
查參考文獻(xiàn)[1]表3-9得ABS的精度等級為：
塑料品種
高精度
一般精度
低精度
ABS
3
4
5
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特性和作用，選取一般精度等級4級已能滿足要求。
查參考文獻(xiàn)[1]附錄B常用塑料的收縮率得ABS的收縮率為：
塑料種類
收縮率（%）
ABS
0.3~0.8
查參考文獻(xiàn)[1]表3-11塑件脫模斜度得：
塑 料 名 稱
脫 模 斜 度
型腔
型芯
ABS
35'~1o30'
30'~40'
根據(jù)上表選ABS的脫模斜度為：型腔選1o,型芯選30'。
第三章 模具結(jié)構(gòu)方案的確定
注射模的結(jié)構(gòu)有多種，它的分類：
1、單分型面注射模 單分型面注射模又稱為兩板式注射模。它是注射模中最簡單的一種結(jié)構(gòu)形式，其型腔由動模和定模構(gòu)成。單分型面注射模的型腔一部分設(shè)在動模上，一部分設(shè)在定模上。其主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上，開模后塑料制品連同流道凝料一起留在動模上。動模一側(cè)設(shè)有推出機(jī)構(gòu)，用以推出制品及流道凝料。
2、多分型面注射模 多分型面注射模是指具有兩個以上分型面的注射模具。適用于制品的外表面、內(nèi)側(cè)壁不允許有澆口痕跡的場所。這種澆口采用點(diǎn)澆口，且制品由定距分型機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)順序分型，然后由推出機(jī)構(gòu)推出。這種注射模結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，質(zhì)量大，成本高，主要用于點(diǎn)澆口的單型腔或多型腔注射模，較少用于大型制品或流動性差的塑料成型。
3、帶有活動鑲塊的注射模 由于塑料制品的結(jié)構(gòu)特殊要求，如帶有內(nèi)側(cè)凸、凹槽或螺紋孔等塑料制品，需要在模具上設(shè)置活動的型芯或?qū)ζ唇M合型腔等鑲塊。
4、側(cè)向分型抽芯的注射模 當(dāng)制品帶有側(cè)孔或側(cè)凹時，在機(jī)動分型抽芯的模具里設(shè)有斜導(dǎo)柱或斜滑塊等側(cè)向分型抽型機(jī)構(gòu)。
5、帶有嵌件的注射模 當(dāng)制品上帶有嵌件時，為了保證嵌件在注射成型過程中不發(fā)生位移，避免合模時損傷模具，所以在設(shè)計這類模具時，應(yīng)認(rèn)真考慮嵌件的可靠、準(zhǔn)確定位問題。在推出制品之前應(yīng)先用手工抽出側(cè)面型芯。該模具在嵌件處設(shè)推出機(jī)構(gòu)，這樣，在制品上不留下任何影響外觀的頂出痕跡。
6、自動卸螺紋的注射模 對帶有內(nèi)外螺紋的制品，當(dāng)采用自動卸螺紋時，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)設(shè)置可轉(zhuǎn)動的螺紋型芯和螺紋型環(huán)，利用注射機(jī)的往復(fù)運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，或設(shè)置專門的原動機(jī)件（如電機(jī)、液壓馬達(dá)等）和傳動裝置與模具連接，開模后帶動螺紋型芯或螺紋型環(huán)轉(zhuǎn)動，使制品脫出。
7、定模設(shè)置推出機(jī)構(gòu)的注射模 由于推出機(jī)構(gòu)宜設(shè)在動模一側(cè)，所以注射模開模后，制品應(yīng)留在定模上（或有可能留在定模上），則應(yīng)在定模一側(cè)設(shè)置推出機(jī)構(gòu)。開模時，由動模通過拉板或鏈條帶動推出機(jī)構(gòu)將制品推出。
8、帶定距分型拉緊機(jī)構(gòu)的注射模 帶定距分型拉緊機(jī)構(gòu)的注射模又稱順序開模機(jī)構(gòu)的注射模。在注射成型中，模具有幾個分型面，開模時需按一定順序開模，在模具中需設(shè)置定距分型拉緊機(jī)構(gòu)。
9、熱流道注射模 熱流道注射模在每次注射成型后，只需取出制品而流道的料不取出，讓流道里的料始終處于一種熔融狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了無廢料加工，大大節(jié)約了塑料用量，并且有利于成型壓力的傳遞，保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短成型周期，提高了勞動生產(chǎn)率，同時容易實(shí)現(xiàn)自動化操作。目前在聚烯涇類塑料制品生產(chǎn)中，國內(nèi)較多單位采用熱道模。但這種模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價高，模溫控制要求嚴(yán)格，僅適用于大批量生產(chǎn)的場合。
當(dāng)制品側(cè)壁上帶有的與開模方向不同的內(nèi)外側(cè)孔或側(cè)凹等阻礙制品成型后直接脫模時，必須將成型側(cè)孔或側(cè)凹零件作活動的，這種零件稱為側(cè)型芯（俗稱活動型芯）。在制品脫模前必須先抽出側(cè)型芯，然后再從模具中推出制品，完成側(cè)型芯的抽出和復(fù)位的機(jī)構(gòu)叫做側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)。
因制件存在內(nèi)凹外凸，而不能強(qiáng)制脫模，固應(yīng)采用側(cè)向分型與抽芯結(jié)構(gòu)的模具。
第四章 模具各部分的設(shè)計
第一節(jié) 型腔數(shù)量及排列方式
模具的型腔數(shù)可根據(jù)塑料制品的產(chǎn)量、精度高低、模具制造成本以及所選用注射機(jī)的最大注射量和鎖模力大小等因素確定。小批量生產(chǎn)，采用單型腔模具；大批量生產(chǎn)，宜采用多型腔模具。但塑料制品尺寸較大時，型腔數(shù)將受所選用注射機(jī)最大注射量限制。由于多型腔模具的各個型腔的成型條件以及熔體到達(dá)各型腔的流程難以取得一致，所以制品精度較高時，一般采用單型腔模具。
考慮到塑料制件的生產(chǎn)批量不大，交貨期長，成型品種的工藝特性，塑件的形狀及尺寸，塑料制件的成本等因素，初步確定采用單型腔模具結(jié)構(gòu)。單型腔模具有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1）、塑料制件的形狀和尺寸始終一致。
（2）、工藝參數(shù)易于控制。
（3）、模具的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計自由度大。
（4）、制造成本低，制造周期短。
第二節(jié) 分型面的選擇
一副模具根據(jù)需要可能有一個或兩個以上分型面。分型面可能是垂直于合模方向或傾斜于合模方向，也可能是平行于合模方向。
分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面。分型面應(yīng)盡量選擇平面的，但為了適應(yīng)塑料制品成型的需要和便于塑料制品脫模，也可以采用后三種分型面。后三種分型面雖然加工較困難，但型腔加工卻比較容易。
分型面選擇的一般原則：
（1）應(yīng)便于塑料制品的脫模 為了便于塑料制品脫模，在考慮型腔總體結(jié)構(gòu)時，必須注意到塑料制品在型腔中的方位，盡量只采用一個與開模方向垂直的分型面，設(shè)法避免側(cè)向分型和側(cè)向抽芯，以免模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
為了便于塑料制品脫模，在一般情況下應(yīng)使塑料制品在開模時盡可能留在下模或動模部分，這是因?yàn)橥瞥鰴C(jī)構(gòu)通常都設(shè)在下?；騽幽２糠?。對于自動化生產(chǎn)所用模具，正確處理塑料制品在開模時的留模問題更顯得重要。如何使塑料制品留在下模或動模中，必須具體分析塑料制品與下模和上模，或動模和定模的摩擦力關(guān)系，做到摩擦力大的朝向下?；騽幽５囊环?，但不宜過大，否則又會造成脫模困難。
（2）分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)向分型與抽芯 如果塑料制品有側(cè)孔或側(cè)凹時，應(yīng)盡可能地將側(cè)芯設(shè)在動模部分，以便于抽芯；如側(cè)芯設(shè)在定模部分，則抽芯比較困難。此外，除液壓抽芯機(jī)構(gòu)能夠獲得較大的抽拔距外，一般的側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的抽拔距較小，所以在選擇分型面時，應(yīng)將抽芯或分型距離較大的放在開模的方向上，而將抽芯距離較小的放在側(cè)向，因?yàn)閭?cè)向滑塊合模時鎖緊力較小，而對于大型塑料制品又需要側(cè)向分型時，則應(yīng)將投影面積大的分型面設(shè)在垂直于合模方向上，而將投影面積小的分型面作為側(cè)向分型，則可能由于側(cè)滑塊鎖不緊而產(chǎn)生溢料，側(cè)滑塊鎖緊機(jī)構(gòu)必須做得很大。
（3）分型面的選擇應(yīng)保證塑料制品的質(zhì)量 為了保證塑料的質(zhì)量，對有同軸度要求的塑料制品，應(yīng)將有同軸度要求的部分設(shè)在同一模板內(nèi)。
分型面的選擇應(yīng)盡可能選在不影響塑料制品外觀和產(chǎn)生飛邊容易修整的部位。
（4）分型面的選擇應(yīng)有利于防止溢料 造成溢料多，飛邊過大的原因就是分型免選擇不當(dāng)。當(dāng)塑料制品在垂直于合模方向的分型面上的投影面積接近于注射機(jī)的最大注射面積時，就會產(chǎn)生溢料。
（5）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。
（6）分型面的選擇應(yīng)盡量使成型零件便于加工。
（7）選擇分型面時，應(yīng)考慮減少由于脫模斜度造成塑料制品的大小端尺寸差異。較高的且脫模斜度要求小的塑料制品，只要其外觀無嚴(yán)格要求，可將分型面選在中間，為了順利脫模，則脫模斜度應(yīng)較大，從而使塑料制品大小端尺寸差異較大。
綜上所述，可選取平直分型面如下圖：
第三節(jié) 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計
澆注系統(tǒng)的作用：將熔體平穩(wěn)地引入型腔，使之按要求填充型腔的每一個角落；使型腔內(nèi)的氣體順利地排除；在熔體填充型腔和凝固過程中，能充分地把壓力傳到型腔各部位，以獲得組織致密，外形清晰、尺寸穩(wěn)定的塑料制品。
澆注系統(tǒng)分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩類。
澆注系統(tǒng)設(shè)計是注射模設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它直接影響注射成型的效率和質(zhì)量。澆注系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：
1、分析塑件的成型性能，分析澆注系統(tǒng)對塑料熔體流動的影響以及在充填、保壓補(bǔ)縮和倒流的各階段中，型腔內(nèi)塑料的溫度、壓力的變化情況，使設(shè)計出的澆注系統(tǒng)適應(yīng)所用塑料的成型性能，保證制品的質(zhì)量。
2、有利于型腔中氣體的排出。
3、避免塑料熔體直接沖擊型芯或嵌件，以防其變形或移位。
4、盡量縮短流程和減少拐彎，減少熔體壓力和熱量的損失，保證充填壓力和速度，減少塑料的用量，提高熔接強(qiáng)度。
5、防止塑料制品的變形，設(shè)計時應(yīng)注意由于冷卻收縮的不均勻或多澆口進(jìn)料、澆口收縮等原因引起制品的變形。
6、澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小。
7、澆注系統(tǒng)的位置應(yīng)盡量與模具的中心對稱。
8、澆口的去除、修整應(yīng)方便，保證制品外觀質(zhì)量。
選用普通流道澆注系統(tǒng)，其一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。
一、主流道的設(shè)計
主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)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動通道，其大小直接影響熔體的流動速度和充模時間。設(shè)計時，盡量使熔體經(jīng)過主流道時的壓力損失和溫度降低最小。
主流道一般位于模具的中心線上，與注射機(jī)噴嘴的軸線重合，澆注系統(tǒng)一般圍繞其中心線對稱布置。
主流道通常比較粗大，有利于熔體的流動，但太大會造成塑料消耗過多。主流道不宜過小，否則熔體壓力和熱量損失大，對充模不利。通常對黏度大的塑料和尺寸較大的制品，主流道截面尺寸設(shè)計得大一些，反之則小些。
在臥式或立式注射機(jī)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，主流道需設(shè)計成圓錐形，錐角為 2°~6°，表面粗糙度Ra<0.8μm。由于主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分設(shè)計成可拆卸更換的主流道，材料采用碳素工具鋼T8A或T10A等，熱處理要求淬火53～57HRC。
在保證塑件良好成型的前提下，主流道長度L應(yīng)盡量短，否則將增多主流道凝料，且增加壓力損失，使塑料降溫過快而影響注射成型。通常主流道長度有模板厚度確定，一般取L≤60mm 。
（1）、主流道的尺寸如下表：
符號
名稱
尺寸（mm）
d
主流道小端直徑
注射機(jī)噴嘴徑 (0.5～1)
SR
主流道球面半徑
噴嘴球面半徑 (1～2)
H
球面配合高度
3～5
α
主流道錐角
２o～６o
Ｌ
主流道長度
盡量≤60
D
主流道大端直徑
d+2Ltg(α/2)
(2)、主流道襯套的型式
由于主流道大端需要與高溫塑料和噴嘴頻繁接觸與相碰，設(shè)置主流道襯套是很必要的。尤其當(dāng)主流道需要穿過幾塊模板時更應(yīng)設(shè)置主流道襯套，否則在模板接觸面可能溢料，致使主流道凝料難以取出。還應(yīng)注意的是，主流道襯套常因受到型腔或分流道塑料的反壓力而脫出，因而襯套與定模座板連接必須可靠。所以，采用主流道襯套與定位圈設(shè)計成整體式。
二、分流道的設(shè)計
分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。
（1）、分流道的形狀及尺寸
為了便于機(jī)械加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。常用的分流道截面形狀一般可分為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等。
分流道截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積（流道表面積與體積之比）最小，以減少熱量和壓力損失。由此可得，圓形截面分流道的比表面積最小，但需開設(shè)在分型面兩側(cè)，且對應(yīng)兩部分須吻合，加工不便；梯形及U形截面分流道加工較容易，且熱量損失和流動均不大，為最常用形式；半圓形和矩形截面的分流道則因比表面積較大不常采用。
考慮塑料制件的結(jié)構(gòu)，所用塑料的工藝特性、成型工藝條件及分流道的長度等因素，采用半圓形截面的分流道。查參考文獻(xiàn)[1]表5-3可得分流道的直徑推薦值為4.7~9.5。因ABS的流動性為中等，故分流道的直徑一般取中間值。但考慮到截面過大，不僅積存空氣增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡，而且增大塑料耗量延長冷卻時間。但若截面過小，會降低單位時間內(nèi)輸送的塑料熔體流量，使填充時間延長，導(dǎo)致塑件常出現(xiàn)缺料，波紋等缺陷。經(jīng)綜合考慮，取分流道的直徑為5mm。
（2）、分流道的長度
分流道要盡可能地短，且少折彎，便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力的損失和熱量損失。結(jié)合模具結(jié)構(gòu)考慮。
分流道長度Lf通常為主流道大端直徑的1~2.5倍，一般取8~30mm。
（3）、分流道的表面粗糙度
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部分的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra不要求很高，一般取Ra=1.6μm即可。這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切率和剪切熱。
三、澆口的設(shè)計
澆口是連接分流道與型腔的通道。大多數(shù)情況下（除直接澆口外）澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分。
通常，澆口截面積約為分流道截面積的0.03~0.09倍，表面粗糙度Ra≤0.4μm。澆口設(shè)計時常取較小的截面尺寸，然后通過試模修改增大。澆口的基本作用是加速從分流道來的熔體，以便快速充滿型腔。當(dāng)熔體通過狹小的澆口時，剪切速率高，摩擦生熱使熔體溫度升高，結(jié)果使熔體黏度降低，流動性變好，有利于填充型腔，獲得外形清晰的制品。由于澆口小，所以總是首先凝固，能防止熔體倒流，便于流道凝料與制品分離。
澆口的類型：直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口和護(hù)耳澆口。
直接澆口雖然具有流動阻力小、料流速度快及補(bǔ)縮時間長的特點(diǎn)，但注射壓力直接作用在塑件上，容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較在的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形，澆口痕跡也較明顯，影響塑件的外觀，故不可用直接澆口。
中心澆口是直接澆口的變異形式，熔體直接從中心流向型腔。它具有與直接澆口相同的優(yōu)點(diǎn)，但去除澆口較直接澆口方便。當(dāng)制品內(nèi)部有通孔時，可利用該孔設(shè)分流錐，將澆口設(shè)置于制品的頂端。這類澆口一般用于單型腔注射模，適用于圓筒形、原環(huán)形或中心帶孔的制品成型?？梢娝膊豢捎谩?
用點(diǎn)澆口，雖然成型塑件，去除澆口后殘余痕跡小，易取得澆注系統(tǒng)的平衡，也利于自動化操作，但壓力損失過大，收縮大，塑件易變形，同時在定模部分需另加一個分型面，以便燒口凝料脫模。因此用點(diǎn)澆口也不是很理想。
因潛伏式澆口也是由點(diǎn)澆口演變而來，而護(hù)耳澆口專用于透明度高和一切無應(yīng)力的制品。它們也不太合適。
用側(cè)澆口，側(cè)澆口的截面形狀多為矩形狹縫（也有半圓形的注入口），調(diào)整其截面的厚度和寬度可以調(diào)節(jié)熔體充模時的剪切速率及澆口封閉時間。側(cè)澆口加工容易，修整方便，并可根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，對各種塑料的成型適應(yīng)性均較強(qiáng)；但是有澆口痕跡存在，會形成熔接痕、縮孔、氣孔等塑件缺陷。
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)，模具的結(jié)構(gòu)，對上述澆口的相互比較，綜合考慮，選擇搭接式側(cè)澆口。如下圖：
四、冷料穴的設(shè)計
冷料穴是用來接收冷料，防止冷料進(jìn)入燒注系統(tǒng)的流道和型腔，同時還是在開模時將主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在動模一側(cè)，便于脫模的功能。
常見冷料穴拉料結(jié)構(gòu)的類型：帶鉤形頭（Z字形頭）拉料桿和底部帶推桿的冷料穴、帶球頭形（或菌形頭）拉料桿的冷料穴、無拉料桿的冷料穴。
冷料穴設(shè)計在主流道對面的動模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同或稍大一些，深度約為直徑的1~1.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。選用端部為Z字形拉料桿形式的冷料穴。
五、排溢系統(tǒng)的設(shè)計
注射模成型時的排氣有如下四種方式：
1、用分型面排氣；
2、利用配合排氣：通常中小型模具的簡單型腔，可利用推桿、活動型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣；
3、在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；
4、強(qiáng)制性排氣：在氣體滯留區(qū)設(shè)置排氣桿或利用真氣泵抽氣，這種方法很有效，只是會在塑件上留有桿件的痕跡，因此排氣桿設(shè)置在塑件內(nèi)側(cè)。
分析塑件的結(jié)構(gòu)，模具的結(jié)構(gòu)，可利用推桿、活動型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為0.03~0.05mm。
第四節(jié) 成型零件的設(shè)計
一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、凹模
凹模是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式。
方案一：整體式凹模的特點(diǎn)是由整塊材料加工而成，牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但由于加工困難，熱處理不方便，所以整體式凹模只用在形狀簡單的中、小型模具上。
方案二：嵌入式組合凹模，這種凹模改善了加工工藝性能，減少了熱處理變形，節(jié)約了模具貴重鋼材，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配比較麻煩，塑件表面可能留有鑲拼痕跡，組合后的型腔牢固性較差。這種凹模形狀及尺寸的一致性好，更換方便，加工效率高，可節(jié)約貴重金屬，但模具體積較大，需用特殊加工方法。
方案三：底部鑲拼式凹模，為了便于機(jī)械加工、研磨拋光和熱處理，整個凹?？捎蓭讉€部分鑲拼而成，鑲拼式結(jié)構(gòu)簡單，但結(jié)合面要求平整，以防擠入塑料，飛邊加厚，造成脫模困難，同時還要求底板應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以免變形而擠入塑料，采用圓柱形配合面，塑料不易擠入，但造價比較費(fèi)時。形狀復(fù)雜的型腔底部設(shè)計成鑲拼式。
綜上所述，采用底部鑲拼式凹模，簡化了復(fù)雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形，拼合處有間隙利于排氣，便于模具維修，節(jié)省了貴重的模具鋼。
因此采用方案三，把凹模做成底部鑲拼式凹模。如下圖：
2、凸模和型芯
凸模是指在壓縮模中承受或傳遞壓機(jī)壓力，與型腔有配合段，直接接觸塑料，成型塑料制品內(nèi)表面或上、下端面的零件。
型芯是指注射模中成型塑料制品有較大內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵?，它又稱主型芯。
凸?；蛑餍托疽部煞譃檎w式和組合式兩大類。
方案一：采用整體式主型芯，結(jié)構(gòu)牢固，成型的塑料制品質(zhì)量較好，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗(yàn)?zāi)；蛐⌒湍＞呱系男螤詈唵蔚男托尽?
方案二：對于形狀復(fù)雜的大型凸模，為了機(jī)械加工，可采用組合式的結(jié)構(gòu)，如采用整體式結(jié)構(gòu)，必然造成加工困難。而采用將型芯單獨(dú)加工，再鑲?cè)肽０逯小２捎猛淄辜缡?，凸模用臺肩和模板連接，再用墊板螺釘緊固，連接牢固。
通過比較，分析塑件結(jié)構(gòu)，選用方案二的凸模結(jié)構(gòu)。如下圖：
小型芯也單獨(dú)制造，再嵌入模板中。也都采用凸肩固定。多個互相靠近的不型芯，用凸肩固定時，如果凸肩發(fā)生重迭干涉，可將凸肩相碰的一面磨去，將型芯固定板的臺階孔加工成大圓臺階孔或長腰圓形臺階孔，然后再將型芯鑲?cè)??；虿捎脝芜呁辜绻潭ā?
二、成型零件工作尺寸的計算
1、型腔和型芯工作尺寸的計算
以下計算公式都是由參考文獻(xiàn)[1]第五章第三節(jié)查得。
(1)、型腔和型芯的徑向尺寸
①型腔徑向尺寸
=[(1+S)Ls-x×Δ]0+δz
L ：為模具型腔的基本尺寸
δz: 為模具成型零件的制造公差
S : 為塑料的平均收縮率
S=(Smax+Smin)/2=(0.3%+0.8%)/2=0.55%
Ls：為塑件的基本尺寸,其公差為負(fù)偏差
x ：為修正系數(shù)
修正系數(shù)x在塑件的尺寸較大,精度級別較低時,取x=0.5；當(dāng)塑料制件尺寸較小,精度級別較高時,取x=0.75；
Δ：為塑件公差
查參考文獻(xiàn)[1]表3-8得基本尺寸Ls=114.5mm的公差Δ=0.50mm;Ls=88.5mm的公差Δ=0.44mm。
而模具成型零件的制造公差一般取塑件公差的1/3～1/4或取IT7～I(xiàn)T8級作為模具制造公差，這里取塑件公差的1/3作為模具的制造公差。
δz1=1/3×00.50=0.167mm
δz2=1/3×0.44=0.147mm
這里x都取0.5
則
L114.5=[(1+0.55%)×114.5-0.5×0.5]0+0.167
=114.880+0.167mm
L88.5=[(1+0.55%)×88.5-0.5×0.44]0+0.147
=88.77mm
②型芯徑向尺寸
l0-δz=[(1+S) ×ls+x×Δ] 0-δz
式中:
L： 為型芯的基本尺寸
ls ：為塑件孔的徑向基本尺寸
其它符號的意義同前。
查參考文獻(xiàn)[1]表3-8得基本尺寸 ls=110.1mmr的公差Δ=0.50mm ；ls=68.2mm的公差Δ=0.38mm ; ls=13.8mmr的公差Δ=0.20mm ；ls=71.3mm的公差Δ=0.38mm；ls=111.5mm的公差Δ=0.50mm；
δz取塑件公差的1/3
則 δz1=1/3×0.50=0.167mm
δz2=1/3×0.38=0.127mm
δz3=1/3×0.20=0.067mm
δz4=1/3×0.38=0.127mm
δz5=1/3×0.50=0.167mm
尺寸110.1mm 、111.5mm 、68.2 mm 、71.3mm的修正系數(shù)x取0.5；尺寸13.8mm的修正系數(shù)x取0.75。
則
l110.5=[(1+0.55%)×110.1+0.5×0.50]0-0.167
=110.960-0.167mm
l68.2=[(1+0.55%)×68.2+0.5×0.38] 0-0.127
=68.77 0-0.167mm
l13.8=[(1+0.55%)×13.8+0.75×0.20] 0-0.067
=14.03 0-0.067mm
l71.3=[(1+0.55%)×71.3+0.5×0.38] 0-0.127
=71.88 0-0.127mm
l111.5=[(1+0.55%)×111.5+0.5×0.50] 0-0.167
=112.360-0.167mm
2、型腔深度尺寸和型芯高度尺寸
①型腔深度尺寸
H0+δz= [(1+S) ×Hs-xΔ] 0+δz
式中：H： 為模具型腔的深度尺寸
Hs：為塑件高度基本尺寸
其它符號意義同前。
查參考文獻(xiàn)[1]表3-8得
基本尺寸 Hs=20.2mm的公差Δ=0.24mm
Hs=8.3mm的公差Δ=0.16mm
Hs=11.5mm的公差Δ=0.18mm
δz取塑件公差的1/3。
則 δz1=1/3×0.24=0.080mm
δz1=1/3×0.16=0.053mm
δz1=1/3×0.18=0.060mm
修正系數(shù)取x=0.5。
則 H20.2= [(1+0.55%)×20.2-0.5×0.24]0+0.080
=20.190+0.080mm
H8.3=[(1+0.55%)×8.3-0.5×0.16] 0+0.053
=8.270+0.053mm
H11.5=[(1+0.55%)×11.5-0.5×0.18] 0+0.060
=11.470+0.060mm
②型芯高度尺寸
h0-δz=[(1+S) ×hs+x×Δ] 0-δz
式中： h為模具型芯高度尺寸
hs為塑件深度基本尺寸
其它符號意義同前。
查參考文獻(xiàn)[1]表3-8得
基本尺寸hs=18.3mm的公差Δ=0.22mm
hs=6.8mm的公差Δ=0.16mm
δz取塑件公差的1/3。
則 δz1=1/3×0.22=0.073mm
δz2=1/3×0.16=0.053mm
修正系數(shù)x取x=0.5
則 h18.3=[(1+0.55%)×18.3+0.5×0.22]0-0.073
=18.510-0.073mm
h6.8=[(1+0.55%)×6.8+0.5×0.16] 0-0.053
=6.920-0.053mm
3、中心距尺寸的計算
C=(1+S) ×Cs±δz/2
式中： C：為模具上成型零件中心距的基本尺寸
Cs：為塑件中心距的基本尺寸
其它符號意義同前。
查參考文獻(xiàn)[1]表3-8得
基本尺寸Cs=42.5mm的公差Δ=0.28mm ；
Cs=75.3mm的公差Δ=0.38mm ；Cs=103mm的公差Δ=0.50mm ；Cs=78mm的公差Δ=0.38mm ；Cs=108mmΔ=0.50mm的公差 ； Cs=6mm的公差Δ=0.14mm ；Cs=18mm的公差Δ=0.20mm；
Cs=32mm的公差Δ=0.26mm Cs=58mm的公差Δ=0.32mm ；Cs=60mm的公差Δ=0.32mm ；
模具的制造誤差δz取塑件公差的1/4；則
δz1=1/4×0.28=0.070mm;
δz2=1/4×0.38=0.095mm;
δz3=1/4×0.50=0.167mm;
δz4=1/4×0.38=0.095mm;
δz5=1/4×0.50=0.167mm;
δz6=1/4×0.14=0.035mm;
δz7=1/4×0.20=0.050mm;
δz8=1/4×0.26=0.065mm;
δz9=1/4×0.32=0.080mm;
δz10=1/4×0.32=0.080mm;
C42.5=(1+0.55%)×42.5±0.070/2=42.73±0.035mm
C75.3=(1+0.55%)×75.3±0.095/2=75.71±0.0475mm
取C73.5=75.71±0.048mm
C103=(1+0.55%)×103±0.125/2=103.57±0.0625mm
取C103=103.57±0.063mm
C78=(1+0.55%)×78±0.095/2=78.43±0.0475mm
取C78=78.43±0.048mm
C108=(1+0.55%)×108±0.125/2=108.59±0.0625mm
取C108=108.59±0.063mm
C6=(1+0.55%)×6±0.035/2=6.03±0.0175mm
取C6=6.03±0.018mm
C18=(1+0.55%)×18±0.050/2=18.10±0.025mm
C32=(1+0.55%)×32±0.065/2=32.18±0.0325mm
取C32=32.18±0.033mm
C58=(1+0.55%)×58±0.080/2=58.32±0.040mm
C60=(1+0.55%)×60±0.080/2=60.33±0.040mm
4、模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算與確定
①型腔側(cè)壁厚計算確定
型腔的壁厚尺寸，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)予以確定。但對于一些主要成型零件應(yīng)按其受力情況作必要的計算，以使型腔在成型壓力下不至于變形。
理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；而對于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過了模具材料的許用應(yīng)力，因此強(qiáng)度不足是主要矛盾，設(shè)計型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。
因該模具型腔為小尺寸的型腔，其長邊尺寸l=114.88mm，短邊尺寸為b=88.77mm,故在此按強(qiáng)度條件計算。
查參考文獻(xiàn)[1]，得按強(qiáng)度條件型腔側(cè)壁的計算式為：
s=(pH1l2/2H[σ])1/2
式中：s 為型腔側(cè)壁厚度(mm);
P： 為型腔內(nèi)熔體的壓力（MPa），一般為25~45MPa；
Ｈ１：為承受熔體壓力的側(cè)壁高度（mm）;
L： 為型腔側(cè)壁長邊長（mm）;
H： 為型腔側(cè)壁總高度(mm)；
[σ]為模具材料的許用應(yīng)力(MPa)；
取p=35MPa、Ｈ１=20.19mm、Ｈ=30mm、
s=(35×20.19×114.882/2/30/160)1/2
=31.17mm
考慮模具結(jié)構(gòu)和導(dǎo)柱孔的位置，參考文獻(xiàn)[1]表5-17矩形型腔壁厚尺寸： (mm)
矩形型腔內(nèi)壁短邊b
整體式型腔側(cè)壁厚s
鑲拼式型腔
凹模壁厚
模套壁厚
>80~90
48~55
13~14
40~45
取總的側(cè)壁厚度為s=42.5mm。
②底板厚度的確定
因模具的型腔底板為模座板，故不用再計算，其厚度即為模座板的厚度。
5、動模支承板厚度的計算
動模支承板兩端由模腳支撐著，動模支承板在成型壓力作用下發(fā)生變形時，導(dǎo)致塑件高度方向尺寸超差，或在分型面發(fā)生溢料現(xiàn)象。組合式型腔底板就是動模支承板，當(dāng)已選定的動模支承板厚度通過校驗(yàn)不夠時，可在支承板和動模底板之間設(shè)置支柱，故其厚度選擇較自由。根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表5-18的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定動模友承板的厚度。
塑件在分型面上的投影面積為：
114.5×(88.5-22)=7614.25mm2≈76.14cm2（mm）
塑件在分型面上的投影面積（cm2）
支承板厚度
>50~100
25~30
取動模支承板的厚度為25mm。
第五節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)起到定位作用、導(dǎo)向作用和承受一定的側(cè)向壓力。由于該模具的側(cè)向壓力不是很大，所以采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
一、導(dǎo)柱
導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式隨模具結(jié)構(gòu)大小及塑件生產(chǎn)批量的不同而不同。目前，在生產(chǎn)中常用結(jié)構(gòu)有：
1、臺階式導(dǎo)柱 注射模常用的標(biāo)準(zhǔn)臺階式導(dǎo)柱一般有兩類，一類是帶頭導(dǎo)柱，另一類是有肩導(dǎo)柱。帶頭導(dǎo)柱一般用于簡單模具。有肩導(dǎo)柱一般用于大型或精度要求高、生產(chǎn)批量大的模具。
2、鉚合式導(dǎo)柱 導(dǎo)柱的固定不夠牢固，穩(wěn)定性較差，鉚合式導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但導(dǎo)柱損壞后更換麻煩，主要用于小型簡單的移動式模具。
3、合模銷 應(yīng)用在垂直分型面的組合式型腔中。
因此，導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式采用帶頭導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。
①導(dǎo)柱的長度 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分的長度要比凸模端面高出8~12mm。
②導(dǎo)柱的形狀 導(dǎo)柱的前端做成錐臺形，便于導(dǎo)柱順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。
③導(dǎo)柱的材料 采用碳素工具鋼T10經(jīng)淬火處理，硬度為50~55HRC。
④數(shù)量及布置 導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻分布在模具分型面的四周，注射模采用等直徑的4根導(dǎo)柱不對稱布置，且應(yīng)保證民導(dǎo)柱中心線到模具邊緣距離為導(dǎo)柱直徑的1~1.5倍。
⑤配合精度 導(dǎo)柱固定端與模板之間采用或的過渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用或的間隙配合。
二、導(dǎo)套
注射模常用的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)套有直導(dǎo)套和帶頭導(dǎo)套兩大類。
直導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，用于小型簡單模具。
帶頭導(dǎo)套結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工較難，主要用于精度要求高的大型模具。
因此，導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式采用帶頭導(dǎo)套，即II型導(dǎo)套。
①導(dǎo)套的形狀 導(dǎo)柱孔作成通孔，為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，在導(dǎo)套前端面倒圓角。導(dǎo)柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料。
②導(dǎo)套的材料 采用與導(dǎo)柱相同的材料，但其硬度要低于導(dǎo)柱硬度，以減輕磨損，防止導(dǎo)柱或?qū)桌?
③導(dǎo)套的固定形式及配合精度
用或配合鑲?cè)肽０濉?
第六節(jié) 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計
推出機(jī)構(gòu)的作用是推出留在型腔內(nèi)或型芯上的制品。
推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計要求：
1、盡量使塑料制品留在動模上。
2、保證塑料制品不變形不損壞。
3、保證制品外觀良好。
4、結(jié)構(gòu)可靠。
采用Ａ型推桿與推管組合的推出機(jī)構(gòu)，選用直徑為Ф4的推桿7根，直徑為Ф5的為推桿6根，直徑為Ф6的推桿7根，和4根Ф5的推管，推管同時起著成型的作用。其布置形式如下圖所示：
推桿直徑d與模板上的推桿孔采用H8/f7~H8/f8的間隙配合。推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊，或高出型腔底面0.05~0.1mm。
推桿的固定采用固定板固定的形式，推桿固定端與推桿固定板采用單邊0.5mm的間隙，這樣既可降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因由于各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。
推桿的材料用Ｔ10碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC≥50，工作端配合部分的表面粗糙度Ra≤0.8μm。
因該模具的推出距離不是很大，所以推管采用型芯固定在模具底板上的形式。
推管的內(nèi)徑與型芯配合，因直徑較小，所以選用H8/f7的配合；推管外徑與模板孔相配合，因直徑較小，故選用H8/f8的配合。推管與型芯的配合長度要比推出行程大3~5mm；推管與模板