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西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
題目：打印機(jī)指示燈蓋塑料注射模具設(shè)計(jì)
院、 系： 機(jī)電信息系
學(xué)科專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
學(xué) 生： 董璇
學(xué) 號： 5021403
指導(dǎo)教師： 黃洪生
2009年 6月
打印機(jī)指示燈蓋塑料注射模具設(shè)計(jì)
摘 要
本文打印機(jī)指示燈蓋塑料注射模具設(shè)計(jì)研究的目的是檢驗(yàn)理論知識掌握情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合；初步掌握模具設(shè)計(jì)的方法和過程，為將來走向工作崗位進(jìn)行科技開發(fā)工作和攢寫科技論文打下基礎(chǔ)；培養(yǎng)自己的動手能力，思維能力，創(chuàng)新能力，以及計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。
做打印機(jī)指示燈蓋塑料注射模具設(shè)計(jì)，使做出的該模具結(jié)構(gòu)簡單，型腔，型芯，滑塊等機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，并實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯脫模。書寫開題報(bào)告和模具說明書，根據(jù)說明書畫模具CAD圖。
分析塑料件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、精度要求 ，塑料件的生產(chǎn)批量，產(chǎn)品成本。根據(jù)對塑料零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的成型方案；制品的后加工、分型面的選擇、型腔的數(shù)目和排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等。
模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)。本設(shè)計(jì)介紹了打印機(jī)指示燈蓋塑料注射模具的設(shè)計(jì)與制造方法。該注射模采用了1模2腔的結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：注塑模；澆注系統(tǒng)；滑塊
Printer lights covered plastic injection mold design
Abstract
In this paper, the printer lights covered plastic injection mold design studies to test theoretical knowledge of the situation，The theory and practice；The initial mold design to master the methods and process，Jobs for the future for technology to work and save the basis to write scientific papers；Ability to develop their own hands，Thinking ability，Innovation capability，As well as the ability to use computer。
Printer cover so light plastic injection mold design，So that the mold made simple，Cavity，Core，Slider design, such as reasonable，And the realization of the side core pulling Demoulding。Writing reports and mold problem that statement，CAD tool that painting and calligraphy in accordance with Figure。
Analysis of the shape of the characteristics of plastic parts，The size, dimensioning methods, the accuracy of the requirements of volume production of plastic parts, product cost. Plastic parts based on the shape, size, accuracy and surface quality of the results of the analysis required to determine the shape required for the program; Products after processing, the choice of surface, number and order of the cavity, forming the structure of parts, casting systems.
Mold the rapid development of manufacturing technology, modern manufacturing techniques have become an important part. If the mold CAD / CAM technology, rapid prototyping mold laser technology, precision die forming technology, the ultra-precision mold processing technology. Introduced the design of the printer cover light plastic injection mold design and manufacturing methods. The use of an injection mold cavity mode structure of 2.
Key words：Injection mold; casting system; slider
目 錄
主要符號表
1緒 論 1
1．1題目背景意義 1
1.2本文主要研究內(nèi)容與要求 1
1.2.1主要內(nèi)容 1
1.2.2設(shè)計(jì)的基本要求 1
1.3塑料工業(yè)簡介 2
1.4我國塑料?，F(xiàn)狀 3
1.5塑料模發(fā)展趨勢 3
2 塑件的工藝分析 5
2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 5
2.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 7
2.3工藝性分析 7
3 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式 8
3.1確定型腔數(shù)量及排列方式 8
3.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定 8
3.2.1單型腔單分型面模具 8
3.2.2多型腔多分型面模具 8
3.3注塑機(jī)型號的確定 8
3.3.1注射機(jī)的選用原則 9
3.3.2有關(guān)制品的計(jì)算 9
3.3.3按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 10
3.3.4計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 11
3.3.5注塑機(jī)確定 11
3.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
3.4.1主流道的設(shè)計(jì) 12
3.4.2 分流道的設(shè)計(jì) 13
3.4.3澆口的設(shè)計(jì) 14
3.4.4冷料穴的設(shè)計(jì) 15
3.5分型面的選擇設(shè)計(jì)原則 16
3.6確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計(jì) 16
3.6.1型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 16
3.7 側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
3.7.1 抽芯距的確定 17
3.7.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17
3.8模架的選擇 19
3.9 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19
3.9.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 19
3.9.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
3.9.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
3.9.4 推件力的計(jì)算 20
3.9.5 推桿的設(shè)計(jì) 20
3.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21
3.10.1 確定冷卻水道直徑 22
3.11 模具排氣槽的設(shè)計(jì) 22
3.12 校核 22
3.12.1注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 22
3.12.2模具厚度H與注射機(jī)閉和高度 23
4 塑料模材料的選用及技術(shù)要求 24
4.1塑料模材料的性能要求 24
4.2塑料模零件選材原則 24
4.3 塑料模材料的選用 24
4.4模具的精度要求 25
4.4.1模具零件的公差與配合選擇 26
4.4.2模具形位公差的選用 27
5 模具工作過程 28
5.1成型前的準(zhǔn)備 28
5.1.1原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理 28
5.1.2料筒的清洗 28
5.1.3嵌件的預(yù)熱 28
5.1.4脫模劑的選用 28
5.2注射過程 28
5.3脫模過程 29
5.4制品的后處理 29
5.4.1退火處理 29
5.4.2調(diào)濕處理 29
總 結(jié) 30
參考文獻(xiàn) 31
致 謝 32
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 33
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 34
主要符號表
K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8
M——注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h）
T——成形周期
M——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3）
M——單個制品的質(zhì)量和體積（g或cm3）
F——注射機(jī)的額定鎖模力（N）
A——單個制品在模具分型面上的投影面積（mm2）
A——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2）
p——塑料熔體在模腔內(nèi)的平均壓力（MPa），通常模腔內(nèi)壓力
S——注射機(jī)最大開模行程（mm）
H——推出距離（脫模距離）（mm）
H——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的制品高度（mm）
Q——抽拔力（N）
A——側(cè)型芯被包緊的截面周長（cm）
h——成型部分深度（cm）
q——單位面積積壓力，一般取7.8~12MPa
μ——摩擦系數(shù)
a——脫模斜度
1 緒論
1緒 論
1．1題目背景意義
近幾年，我國塑料模工業(yè)有了很大發(fā)展，注塑模具制品的種類越來越多，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。在電子、汽車、家電、玩具等產(chǎn)品中，60%-100%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。通過本課題的設(shè)計(jì)，應(yīng)使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①塑料管件制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的選擇；②一般塑料管件制品成型模具的設(shè)計(jì)能力；③塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力；④了解模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件以及同實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合。使個人能力得到全面提高，以適應(yīng)今后的工作。
1.2本文主要研究內(nèi)容與要求
1.2.1主要內(nèi)容
通過塑料零件的注塑模具設(shè)計(jì)，能夠熟悉和掌握塑料零件注射的設(shè)計(jì)全過程，能夠根據(jù)不同塑料材料的性能，塑料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)哪＞呓Y(jié)構(gòu)，并掌握模具主要零件的強(qiáng)度計(jì)算及每一個零件的尺寸確定，掌握材料的選擇，熱處理要求及其制造工藝知識，通過該設(shè)計(jì)，應(yīng)能檢查外語翻譯及理解能力，能熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪圖。通過設(shè)計(jì)后，能夠完全獨(dú)立完成中等難度以上塑料注射模具設(shè)計(jì)，并能在選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行環(huán)保、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。
1.2.2設(shè)計(jì)的基本要求
（1）繪圖要求：A測繪塑料零件圖；B模具總裝配圖；C動模、定模、鑲塊等主要零件圖。（2）編寫說明書，具體內(nèi)容如下：A分析塑料件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對注塑成型的影響；B分析所采用模具結(jié)構(gòu)方案，著重分析難點(diǎn)（斜導(dǎo)柱、哈佛模、點(diǎn)澆口等）；C選擇注塑機(jī)的根據(jù)；D 分析所有分型面，選出最佳分型面；E 確定哪些面有脫模斜度；F分析澆口位置，澆口形狀形式及所有采用的理由；G說明所有推頂裝置設(shè)置的位置及其理由；H對該設(shè)計(jì)方案各部分應(yīng)作經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析。（3）計(jì)算下列尺寸：A有關(guān)成型零件工作尺寸的計(jì)算；B成型型腔壁厚計(jì)算；C冷卻水道面積計(jì)算；D斜導(dǎo)柱長度、直徑、抽拔力的計(jì)算。（4）應(yīng)用軟件對所設(shè)計(jì)模具進(jìn)行成型仿真，對結(jié)果進(jìn)行分析。（5）對設(shè)計(jì)中典型零件進(jìn)行
2
西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
工藝規(guī)程卡片編制。（6）翻譯有關(guān)外文技術(shù)文獻(xiàn)一份 。(7)生產(chǎn)批量：10萬件。
1.3塑料工業(yè)簡介
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一。自從聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步、愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促進(jìn)塑料工業(yè)的發(fā)展。
模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工藝裝備或工具，它屬于型腔模的范疇。通常情況下，塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，其模具的因素占80%。然而模具的質(zhì)量的好壞又直接與模具的設(shè)計(jì)與制造有很大關(guān)系。隨著國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短、用戶對塑件的質(zhì)量要求也越高，因而模具制造與設(shè)計(jì)的周期和質(zhì)量要求也相應(yīng)提高，同時也正是這樣促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)于制造技術(shù)不斷向前發(fā)展。就目前的形式看，可以說，模具技術(shù)，特別是設(shè)計(jì)與制造大型、精密、長壽命的模具技術(shù)，便成為衡量一個國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。
按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬沖壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過模具來制成品，就中國就有比較遠(yuǎn)大的市
場，所以模具制造業(yè)已成為一個大行業(yè)。
在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡稱塑料模。
塑料模具的設(shè)計(jì)是模具制造中的關(guān)鍵工作。通過合理設(shè)計(jì)制造出來的模具不僅能順利地成型高質(zhì)量的塑件，還能簡化模具的加工過程和實(shí)施塑件的高效率生產(chǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高附加價(jià)值的目的，塑料模的優(yōu)化設(shè)計(jì),是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。
塑料制品已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和日常生活等方面獲得廣泛應(yīng)用。為了生產(chǎn)這些塑料制品必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的塑料模具。在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模具設(shè)計(jì)對制品質(zhì)量與產(chǎn)量，就決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、進(jìn)澆與排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對制品（或型材）尺寸精度形狀精度以及塑件的物理性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分重要的影響。其次，在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對操作的難易程度，具有重要的影響。再次，塑料模對塑件成本也有相當(dāng)大的影響，除簡易模外，一般來說制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。
現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具，被譽(yù)為塑料制品成型技術(shù)的“三大支柱”。尤其是加工工藝要求、塑件使用要求、塑件外觀要求，起著無可替代的作用。高效全自動化設(shè)備，也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具，才能發(fā)揮其應(yīng)有的效能。此外，塑件生產(chǎn)與更新均以模具制造和更新為前提。
塑料模是塑料制品生產(chǎn)的基礎(chǔ)之深刻含意，正日益為人們理解和掌握。當(dāng)塑料制品及其成形設(shè)備被確定后，由此可知，推動模具技術(shù)的進(jìn)步應(yīng)是不容緩的策略。尤其大型塑料模的設(shè)計(jì)與制造水平，常標(biāo)志一個國家工業(yè)化的發(fā)展程度。
1.4我國塑料?，F(xiàn)狀
塑料模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑料模工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。用塑料模生產(chǎn)成型零件的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡、材料利用率高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。
在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價(jià)格方面，我國比發(fā)達(dá)國家低許多，約為發(fā)達(dá)國家的1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化。
隨著我國改革開放步伐的進(jìn)一步加快，我國正逐步成為全球制造業(yè)的基地，特別是加入WTO后，作為制造業(yè)基礎(chǔ)的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化]商品化尚
待規(guī)?；?；CAD、CAE、Flow Cool軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此，我國要從一個制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強(qiáng)國，必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，努力提高模具工業(yè)的整體技術(shù)水平，提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國際競爭能力。
1.5塑料模發(fā)展趨勢
塑料作為現(xiàn)代四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，越來越廣泛地在各行各業(yè)應(yīng)用。其中注塑成型在塑料的各種成型工藝中所占的比例也越來越大。隨著社會的經(jīng)濟(jì)技術(shù)不段向前發(fā)展，對注塑成型的制品質(zhì)量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度直接與模具設(shè)計(jì)和制造有關(guān)系，對注塑制品的要求就是對模具的要求。
由于計(jì)算技術(shù)和數(shù)控加工迅速發(fā)展，使得CAD/CAM逐漸取代了過去塑料模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法及組織生產(chǎn)的模式發(fā)生了深刻變化。塑料模CAD/CAM的發(fā)展不僅可以提高塑料模質(zhì)量，減少塑料模的設(shè)計(jì)與制造工時，縮短塑料模生產(chǎn)周期，加快塑件生產(chǎn)和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而且更主要的是能滿足當(dāng)前用戶對塑料模行業(yè)提出的“質(zhì)量高、交貨快、價(jià)格低”的要求。
塑料模以后的發(fā)展主要有以下幾方面：
(1)、注射模CAD實(shí)用化；
(2)、擠塑模CAD的開發(fā)；
(3)、壓模CAD的開發(fā)；
(4)、塑料專用鋼材系列化。
5
2 塑件的工藝分析
2 塑件的工藝分析
2.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特征
該塑件材料選用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。
用途：汽車配件（儀表板、工具艙門、車輪蓋、反光鏡盒等），收音機(jī)殼，電話手柄、大強(qiáng)度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，割草機(jī)等），打字機(jī)鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等。
比重:1.05克/立方厘米。
燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍(lán)底黃火焰、黑煙、淺金盞草味。
溶劑實(shí)驗(yàn)：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用。
特點(diǎn)：(1)、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好.(2)、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.(3)、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級別。(4)、流動性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。(5)、用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件. (6)、同PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。
成型特性：(1).無定形料,流動性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間預(yù)熱干燥80-90度,3小時.(2).宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為>270度).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度.(3)、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?4)、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進(jìn)行清理，同時模具表面需增加排氣位置。
ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落現(xiàn)象。
ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，散熱性（現(xiàn)在ABS工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了，筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，同樣可以有出色的散熱效果。)
成型加工和機(jī)械加工較好。ABS樹脂耐水、無機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部
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西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。
ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。
ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。
ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿和酸類對ABS幾乎無影響。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。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70oC左右，熱變形溫度為93oC左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時應(yīng)注意盡量少澆注系統(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極小。
ABS主要技術(shù)指標(biāo)：
表2-1 熱物理性能
密度(g/ cm3)
1.02—1．05
比熱容(J·kg-1K-1)
1255—1674
導(dǎo)熱系數(shù)
(W·m-1·K-1×10-2)
13.8—31.2
線膨脹系數(shù)
(10-5K-1)
5.8—8.6
滯流溫度(°C)
130
表2-2 力學(xué)性能
屈服強(qiáng)度（MPa）
50
抗拉強(qiáng)度(MPa)
38
斷裂伸長率(﹪)
35
拉伸彈性模量(GPa)
1.8
抗彎強(qiáng)度(MPa)
80
彎曲彈性模量(GPa)
1.4
抗壓強(qiáng)度(MPa)
53
抗剪強(qiáng)度(MPa)
24
沖擊韌度
(簡支梁式)
無缺口
261
布氏硬度
9.7R121
缺 口
11
表2-3 電氣性能
表面電阻率（Ω）
1.2×1013
體積電阻率（Ω·m）
6.9×1014
擊穿電壓（KV/mm）
\
介電常數(shù)（106Hz）
3.04
介電損耗角正切（106Hz）
0.007
耐電弧性(s)
50—85
2.2分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單.多數(shù)都為曲面特征。除了配合尺寸要求精度較高外，其他尺寸精度要求相對較低，但表面粗糙度要求較高，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級： 5級。
2.3工藝性分析
為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用側(cè)澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面處，澆口橫向開設(shè)在模具的型腔處，從塑料件側(cè)面進(jìn)料，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。
塑件的工藝參數(shù)：
干燥條件：80-90℃ 2小時
成型收縮率:0.4-0.7%
模具溫度：25-70℃（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）
融化溫度：210-280℃（建議溫度：245℃）
成型溫度：200-240℃
注射速度：中高速度
注射壓力：500-1000bar
23
3 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式
3 擬訂模具的結(jié)構(gòu)形式
模具的結(jié)構(gòu)形式是指設(shè)計(jì)過程中的注射機(jī)的確定，澆注系統(tǒng)的形式和澆口位置的選擇，成型零件的設(shè)計(jì)，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及各個零件的設(shè)計(jì)和裝配圖設(shè)計(jì)。
3.1確定型腔數(shù)量及排列方式
當(dāng)塑料制件的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，并選定所用塑料后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。與多型腔模相比，單型腔模具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、塑料制件的形狀與尺寸精度始終一致；
2、工藝參數(shù)易于控制；
3、模具結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，設(shè)計(jì)制造、維修大為簡化。
一般來說，精度要求高的小型制品和中大型制品優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型制品（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。
根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種:一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。這里擬采用第一種方式，1模2件的結(jié)構(gòu)。
3.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定
3.2.1單型腔單分型面模具
制品外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。
3.2.2多型腔多分型面模具
制品外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型制品，可采用此結(jié)構(gòu)。該制品外觀質(zhì)量要求較高，分析該制品樣品采用的澆口位置、分型面位置、推出機(jī)構(gòu)的痕跡，可知澆口為一般側(cè)澆口，并可初步擬定采用一型腔單分型面的模具結(jié)構(gòu)形式。
3.3注塑機(jī)型號的確定
注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。
西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)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、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對其進(jìn)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。
3.3.1注射機(jī)的選用原則
1、計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量）的0.8倍；
2、模具成型時需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力；
3、模具型腔注射時所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的鎖模力；
4、模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大，最小閉合高度之間；
5、模具脫模取出朔件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程；
6、模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對應(yīng)，注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足脫件條件。
3.3.2有關(guān)制品的計(jì)算
根據(jù)零件圖提供的樣品，便可以根據(jù)樣品測繪得出制品體積，同時也可以借助計(jì)算機(jī)輔助軟件(如：Pro/E軟件等)建立制品模型（對于沒有提供樣品的設(shè)計(jì)，也可以由所提供的制品圖樣建立模型），這樣既便于較精確的計(jì)算制品的各個參數(shù)，又更為直觀、形象。
塑件體積的計(jì)算：
零件塑件的體積 V=31.2cm
澆注系統(tǒng)的體積：V2=4.26cm
塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為V=31.2+4.26=35.46cm
計(jì)算塑件的質(zhì)量：查手冊取密度ρ=1.05g/cm
塑件體積：V=31.2cm
塑件質(zhì)量：根據(jù)有關(guān)手冊查得：ρ=1.05g/cm
所以，塑件的重量為：
M=V×ρ=31.2cm×1.05=32.76g
3.3.3按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目
根據(jù)（4-1）
得(4-2)
注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8;
注射機(jī)最大注射量，cmз或g;
澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g；
單個塑件體積或質(zhì)量，cmз或g；
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求,該塑件在注射時采用1模2腔
3.3.4計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下
根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積V2=4.26cm
3.3.5注塑機(jī)確定
查表文獻(xiàn)4、2得選用CJ80NC3型號注射機(jī)，其參數(shù)如下：
3.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時澆口的清理；澆口位置距型腔各個部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時，對著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時,能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。
3.4.1主流道的設(shè)計(jì)
主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道
根據(jù)選用的CJ80NC3型號注射機(jī)的相關(guān)尺寸得
噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm；
噴嘴前端球面半徑：R0=10mm；
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
取主流道球面半徑：R=11mm；
取主流道小端直徑：d=4.5mm
為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為
此處選用2°，經(jīng)換算得主流道大端直徑為8.54MM。
3.4.2 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表3-1所示。
表3-1流道斷面尺寸推薦值
塑料名稱
分流道斷面直徑mm
塑料名稱
分流道斷面直徑 mm
ABS，AS
聚乙烯
尼龍類
聚甲醛
丙烯酸
抗沖擊丙烯酸
醋酸纖維素
聚丙烯
異質(zhì)同晶體
4.8~9.5
1.6~9.5
1.6~9.5
3.5~10
8~10
8~12.5
5~10
5~10
8~10
聚苯乙烯
軟聚氯乙烯
硬聚氯乙烯
聚氨酯
熱塑性聚酯
聚苯醚
聚砜
離子聚合物
聚苯硫醚
3.5~10
3.5~10
6.5~16
6.5~8.0
3.5~8.0
6.5~10
6.5~10
2.4~10
6.5~13
分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為7mm。
分流道選用圓形截面：直徑D=7mm
流道表面粗糙度
3.4.3澆口的設(shè)計(jì)
根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口） 該澆口相對于分流道來說斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開在分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易保證加工精度，而且試模時澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間。
該模具采用側(cè)澆口，其有以下特性:
①形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；
②試模時如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時修改；
③能相對獨(dú)立地控制填充速度及封閉時間；
④對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。
澆口設(shè)計(jì)如圖
3.4.4冷料穴的設(shè)計(jì)
在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因
輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10～25mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動性能及成形性能不佳，如果這里相對較低的冷料進(jìn)入型腔，便會產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴（冷料井）。
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鋒冷料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。
其設(shè)計(jì)如下圖
3.5分型面的選擇設(shè)計(jì)原則
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。
1.分型面的形式
該塑件的模具只有一個分型面，垂直分型。
2.分型面的設(shè)計(jì)原則
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析。
選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：
（1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處
（2）確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模
（3）保證塑件的精度
（4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求
（5）便于模具制造加工
（6）注意對在型面積的影響
（7）對排氣效果
（8）對側(cè)抽芯的影響
在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。
其分型面如圖
3.6確定主要零件結(jié)構(gòu)尺寸選模架、成型零部件的設(shè)計(jì)
3.6.1型腔、型芯工作尺寸計(jì)算
ABS塑料的收縮率是0.3%--0.8%
平均收縮率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55%
型腔內(nèi)徑：=133.03mm
型腔深度：=36.99mm
型芯外徑：=111.91mm
型芯深度： =34.96mm
型腔徑向尺寸（mm ）;
- 塑件外形基本尺寸（mm）;
-塑件平均收縮率；
-塑件公差
-成形零件制造公差，一般取1/4—1/6；
-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;
-型芯徑向尺寸（mm）;
-型腔深度（mm）；
-塑件高度（mm）
-型芯高度（mm）；
-塑件孔深基本尺寸（mm）；
型腔：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型
型芯：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型
3.7 側(cè)抽機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.7.1 抽芯距的確定
〔1〕 抽芯距的計(jì)算公式如下：
式中 S—抽芯距，mm；
S1— 取出塑件最小尺寸，mm；
R—最外尺寸，mm；
r—滑塊內(nèi)徑，mm。
S=5.03+2.97=8mm
3.7.2 斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
斜導(dǎo)柱分型抽芯是應(yīng)用最廣的分型抽芯機(jī)構(gòu)，它借助開模力完成側(cè)向抽芯，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。其結(jié)構(gòu)如圖所示，瓣合?；瑝K裝在T型導(dǎo)滑槽內(nèi)，可沿著抽拔方向平穩(wěn)滑移，驅(qū)動滑塊的斜導(dǎo)柱與開模運(yùn)動方向成斜角安裝，斜導(dǎo)柱與滑塊上對應(yīng)的孔呈松動配合，開模時斜導(dǎo)柱與滑塊發(fā)生相對運(yùn)動，斜導(dǎo)柱對滑塊產(chǎn)生一側(cè)向分力，迫使滑塊完成抽芯動作。
圖中的限位擋釘和彈簧的作用是完成抽拔動作后對滑塊起定位作用，使它停留在與斜導(dǎo)柱脫離時的位置上，以便合模時斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確進(jìn)入斜孔驅(qū)動其復(fù)位，楔緊塊的作用是在閉模時壓緊滑塊，以免注塑時滑塊受到塑料壓力移位。
斜導(dǎo)柱分型抽芯機(jī)構(gòu)示意圖
斜導(dǎo)柱 斜導(dǎo)柱的斜角一般為15°～20°，最大不得超過25°，本設(shè)計(jì)采用15°，斜導(dǎo)柱的尺寸如圖所示，材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材T8A，淬火硬度HRC55～60。
〔1〕斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算
當(dāng)滑塊抽出的方向與開模方向垂直斜導(dǎo)柱的長度計(jì)算公式如下：
式中 L—斜導(dǎo)柱的總長度，mm；
D—大端的直徑，mm；
S—抽拔距，mm；
d—導(dǎo)滑段的直徑，mm；
h—固定模板厚度，mm；
α—斜導(dǎo)柱的傾斜度，15°。
L=112mm
3.8模架的選擇
注塑模模架國家標(biāo)準(zhǔn)有兩個，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，型號為：CI3035A100B120。
3.9 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1）定位作用；2）導(dǎo)向作用；3）承受一定的側(cè)向壓力
3.9.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8—12 cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。
形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。
材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。
3.9.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導(dǎo)柱或?qū)桌?
形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。
3.9.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)， 模具型腔在定模部分，型心在動模部分。其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)。由于分型面有臺階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機(jī)構(gòu)，推桿推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時 不影響外觀，設(shè)立五個推桿平衡布置，既達(dá)到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端應(yīng)比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm
采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。結(jié)合制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具型腔的結(jié)構(gòu)采用了整體式型腔板，這種結(jié)構(gòu)工作過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機(jī)構(gòu)中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結(jié)構(gòu)主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側(cè)向壓力而折斷，因?yàn)楫a(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用設(shè)計(jì)推桿，全部固定在頂桿固定板。
推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和
強(qiáng)度要求，推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或搞出型腔0.05—0.1cm.
3.9.4 推件力的計(jì)算
對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Q）：
式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）;
--被包緊部分的深度（cm）;
--由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取
7.8——11.8MPa；
--磨擦系數(shù)，一般取0.1~1.2；
--脫模斜度；
L=296.22MM
H=34.96MM
Q=296.22MM*34.96MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)*2=2074.25 (N)
3.9.5 推桿的設(shè)計(jì)
①推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊之二》由式5-97得
d=（）
d——圓形推桿直徑cm
——推桿長度系數(shù)≈0.7
l——推桿長度cm
n——推桿數(shù)量
E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/)
Q——總脫模力
取 D=6MM。
②推桿壓力校核 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》式5-98
=
取320N/mm2
< 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC50～65
3.10 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
冷卻水回路布置的基本原則： a) 冷卻水道應(yīng)盡量多，b) 截面尺寸應(yīng)盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng)； d) 適當(dāng)布置水道的出入口； e) 冷卻水道應(yīng)暢通無阻； f) 冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道的布置情況，以及冷卻水道的截面積
澆注系統(tǒng)中的分流道布置如圖所示，采用非平衡式布置，從主流道末端到每個澆口的距離不相等，但是分流道的截面形狀和尺寸大小完全相同，這樣的設(shè)計(jì)可以使進(jìn)人每—型腔的流程最短，減少了熱量散失，縮小了模具的體積，對于該小型什的注射成型來說，并不影響制品的使用性能。分流道的橫截面形狀為梯形，澆口的類型采用側(cè)澆口。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對于成型小型件的1模多腔模具來說是十分重要的。如果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導(dǎo)致收縮不均勻，特別是非平衡式分流道的結(jié)構(gòu)。放為了使冷卻效果好，在模具的定模型腔板和動模利腔板內(nèi)開沒了如圖所示的水道，橫向穿過這兩塊模板，這樣使塑件各處的冷卻均勻，模具的模溫均勻
本塑件在注射成型機(jī)時不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)算計(jì)。
設(shè)定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為。
3.10.1 確定冷卻水道直徑
查表3-26得ABS的單位流量為.
依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較小。
設(shè)計(jì)冷卻水道直徑為8mm符合要求。
冷卻水示意圖：
3.11 模具排氣槽的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑料熔體充填型腔時，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對它們的品質(zhì)帶來很大的影響，對于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設(shè)計(jì)在分型面之間、推桿預(yù)模板之間及活動型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值取0.04㎜。
3.12 校核
3.12.1注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
1）鎖模力與注射壓力的校核
--注射時型腔壓力 查參考文獻(xiàn)得 113MPa
--塑件在分型面上的投影面積（）
--澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（）
--注射機(jī)額定鎖模力，按CJ80NC2型注射機(jī)額定鎖模力為800
3.12.2模具厚度H與注射機(jī)閉和高度
注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離
即滿足下式
式中 --注射機(jī)最大開模行程，mm；
--推出距離（脫模聚居），mm；
--包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm；
Sk=45mm+130.79mm=175.79mm
Sk≤S=570mm 條件成立
4 塑料模材料的選用及技術(shù)要求
4 塑料模材料的選用及技術(shù)要求
4.1塑料模材料的性能要求
塑料模包括熱固性塑料壓縮模和熱塑性塑料注射模等。這類模具由于制品形狀復(fù)雜，表面粗糙度要求較高，主要失效形式是磨損而造成的制品拉毛、工作部位堆塌和裂紋等，因此，塑料模對本身選用的鋼，應(yīng)具有相關(guān)的要求：
1）應(yīng)具有良好的拋光性能：塑料模的成型表面都要求鏡面表面質(zhì)量，故所選的材料，應(yīng)具有良好的拋光性能，以保證制品有良好的外觀質(zhì)量及順利脫模；
2）應(yīng)具有良好的耐磨性：模具的型面應(yīng)有足夠的硬度（表面硬度一般不低
于55HRC）以便于在壓制含有云母粉、石英粉、玻璃纖維等無機(jī)填料的塑料制品時，模具有足夠的抗力，不致于被磨損；
3）應(yīng)有足夠的抗腐蝕性能：塑料模具是在高溫下，熔融塑料侵蝕的冷熱交替條件下工作的，故材料應(yīng)具有足夠的抗腐蝕性能，以抵抗塑料中存在的有害物質(zhì)及受熱分解時析出的氣體的侵蝕而損壞；
4）應(yīng)有足夠的硬化層深度及芯部強(qiáng)度：塑料模工作時，易受機(jī)械及高速熔料沖擊，為防止模具表面堆塌、變形必須具備有表面較高的硬度和芯部強(qiáng)度；
5）應(yīng)具有良好的機(jī)加工性能：多數(shù)塑料模往往是先淬硬后加工，以保證模具型腔尺寸精度，所以模具要在45HRC左右的硬度下有良好的加工性能；
6）應(yīng)具有良好的冷壓性能：某些形狀復(fù)雜、批量小的塑料模，往往采用冷擠壓加工，因此，模具材料應(yīng)具有在退火狀態(tài)下硬度低、塑性好、冷作硬傾向小的性能。
4.2塑料模零件選材原則
1）要選擇綜合力學(xué)性能好的鋼材以滿足模具的工作要求；
2）要根據(jù)模具的加工方法選擇模具鋼材；
3）要根據(jù)模具的精度及產(chǎn)品的批量及性能要求選擇模具鋼材；
4）要根據(jù)制品批量大小，以最低成本選材原則選擇模具用鋼。
4.3 塑料模材料的選用
1） 成型工作零件的選用
表4.1塑料模成型工作零件材料的選用
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西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
零件名稱
工作條件
選用材料
凹模型芯（凸模）、螺紋型環(huán)、成型鑲嵌件、成型推桿
形狀簡單，產(chǎn)量不大的小型芯型腔
45、T8A、T10A
形狀復(fù)雜，要求熱處理變形小的型腔、型芯或鑲嵌件和整強(qiáng)塑料的成型模
CrWMn、9Mn2V、Cr12、Cr4W2MoV、20CrMnMo、 20CrM nTi
表4.2本設(shè)計(jì)中的材料選用
零件名稱
選用材料
零件名稱
選用材料
動、定模座板
45
動、定模板
CrWMn
推板
T10A
模腳
45
固定板
45
銷釘
45#
定位圈
45#
澆口套
T10A
斜導(dǎo)柱
T10A
拉料桿
T10A
導(dǎo)柱
T10A
內(nèi)六孔螺釘
45#
彈簧
65Mn
該套模具所用材料的性能比較
表4.3材料性能比較
鋼號
切削加工性
淬透性
淬火不變形性
耐磨性
耐熱性
Q235
優(yōu)
差
差
45#
優(yōu)
差
差
中
差
T8A
優(yōu)
差
差
中
差
T10A
良
差
差
良
差
P20
(3Cr2MnMo)
良
優(yōu)
優(yōu)
優(yōu)
良
4.4模具的精度要求
模具是一種高精密成型工具。高精密性是模具企業(yè)的立業(yè)之本。因此，模具設(shè)計(jì)與制造者，必須具有強(qiáng)烈的質(zhì)量和精密性意識及精度概念，依據(jù)制件的形狀、尺寸及位置配合精度要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造。以保證所設(shè)計(jì)與制造的模具生產(chǎn)精度與質(zhì)量合格、互換性很強(qiáng)、確保一定的生產(chǎn)規(guī)模的優(yōu)質(zhì)制品來。
4.4.1模具零件的公差與配合選擇
1 、基準(zhǔn)制的選用
在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時，一般情況下，應(yīng)優(yōu)先采用基孔制。因?yàn)槟＞吡慵目?，通常都是用定值刀（如鉆頭、絞刀、拉刀等）加工，用極限量規(guī)檢驗(yàn)，所以采用基孔制可以減少孔公差帶的數(shù)量，減少定值刀、量具的規(guī)格和數(shù)量，方便加工，經(jīng)濟(jì)合理。但在特殊情況下，也可以采用基軸制。
2 、公差等級的選用
公差等級的選用，在模具設(shè)計(jì)中是一向項(xiàng)重要的工作。這是因?yàn)椋畹燃壍母叩?，直接影響到模具的使用性能和?jīng)濟(jì)性。公差等級選用過低，將不能滿足使用要求。反之，如果公差等級定的過高，則將會增加加工難度，使成本成倍增加，不利于經(jīng)濟(jì)效益的提高。所以在模具設(shè)計(jì)時必須綜合地考慮，即在模具保證使用性能的前提下，盡可能選擇較低的公差等級。模具與制品精度關(guān)系模具是用來加工制品零件的，一般模具的制造精度應(yīng)比制品零件的精度高2～4級。標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值模具設(shè)計(jì)中所用的標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值，可直接查相關(guān)的表，不須進(jìn)行計(jì)算，供設(shè)計(jì)時選用。配合種類的選擇模具零件的配合分三大類，即間隙配合、過渡配合和過盈配合。在模具設(shè)計(jì)時，應(yīng)首先根據(jù)零件的使用要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定選用哪一類，其有以下選用方法：
①間隙配合：對于工作有相對運(yùn)動或無相對運(yùn)