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畢業(yè)設計說明書（論文）
摘 要
當今社會，隨著科技的進步，科技越來越發(fā)達，模具的技術水平也是日益提高 ，日常生活發(fā)生著巨大的變化，功能越來越廣，體積卻越來越小，企業(yè)已經(jīng)有了很強的危機意識，怎么才能讓自己企業(yè)的產(chǎn)品在嚴峻的市場上站住腳已經(jīng)成為了現(xiàn)在企業(yè)領導人迫切要考慮的問題。
Title The plastic injection mold design of PDA back cover
Abstract:
XX
Key word: X
II
摘 要
第一章 緒論 1
1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 1
1.2 我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2
第二章 塑件的材料分析 5
2.1明確塑件的結構工藝性 5
2.2功能設計 6
2.3 材料選擇 6
第三章 模具結構設計 7
3.1結構設計 7
3.2塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 7
3.3總體設計 8
3.4 梯形蓋塑料模具設計 8
3.4.1分型面位置的確定 8
3.4.2型腔數(shù)目的確定 9
3.4.3澆口的設計 10
3.4.5導向與定位機構 11
3.4.6推出結構和復位結構的選定 12
3.4.7澆注系統(tǒng)設計 14
3.4.8側抽芯機構 15
3.4.9成型零件工作尺寸的計算 16
第四章 注塑機的選擇 18
4.1注塑機簡介 18
4.2 注塑機基本參數(shù) 18
4.3選定注射機 19
（2）注射機型號的確定 19
（3）注射機及型腔數(shù)量的校核 20
第五章 模架的確定和標準件的選用 22
第六章 模具的三維造型 25
6.1塑件的三維造型 25
6.2總裝配圖 25
總結 26
參考文獻 28
致謝 29
IV
第一章 緒論
1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的《關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位。
模具工業(yè)既是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經(jīng)濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。
1
1.2 我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。
但是近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。
?在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。 據(jù)有關方面預測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(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。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。
加入世貿(mào)組織后，一些國家紛紛將制造業(yè)向我國轉移，模具工業(yè)正面臨空前的發(fā)展機遇。據(jù)上海模具工業(yè)協(xié)會透露，“九五”期間，國內(nèi)模具行業(yè)產(chǎn)值年增長幅度約為13%，高檔模具比例提高，模具商業(yè)化程度提高近10%，模具行業(yè)的進出口比例趨向合理，進口量占市場總量的20%，金額近10億美元，出口額已達1億美元。?
目前，世界模具市場總體上供不應求，市場量維持600億~650億美元。我國汽車、家電、通訊等領域的高性能模具鋼年需求約20萬噸，其中相當一部分依靠進口。為盡快改變這種局面，去年底，上鋼五廠與上海大學聯(lián)合開發(fā)我國第一條精品模具鋼專業(yè)生產(chǎn)線，達到國際先進水平，年產(chǎn)量可達3.8萬噸，這個精品模具基地，將有力地促進汽車模具的國產(chǎn)化。
據(jù)分析，未來我國模具的8大發(fā)展趨勢是：
1、模具日趨大型化。?
2、模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)已達到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。
3、多功能復合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求越來越高。
4、熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。?
5、隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。?
6、標準件的應用將日益廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。
7、隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。?
8、以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。
第二章 塑件的材料分析
2.1明確塑件的結構工藝性
圖2-1 產(chǎn)品三維圖
圖2-2 產(chǎn)品二維圖
塑料制件的結構工藝性是指塑件結構對成型工藝方法的適應性.在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會對塑件的結構,形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結構的復雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品;另一方面,模具設計者通過對給定塑件的結構工藝性進行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點,為模具設計和制造提供依據(jù)。
該塑件為比較高端水平的產(chǎn)品。表面形狀要求完整光滑。此塑件的特點是有兩個和電池連接的接觸頭，所以在設計模具時要用到內(nèi)側抽芯機構。塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結構。尖角容易產(chǎn)生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。
2.2功能設計
功能設計是要求塑件應具有滿足使用目的功能,并達到一定的技術指標。該塑件是PDA后蓋，承受較大外力的幾率不大,如沖擊載荷等情況比較少;塑件的工作溫度是室溫,這使得在材料選擇時對熱變形溫度,脆化溫度,分解溫度的要求降低。在材料的選擇時要綜合各種因素。
2.3 材料選擇
通常,選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對于常溫工作狀態(tài)下的結構件來說,要考慮的主要是材料的力學性能,如屈服應力,彈性模量,彎曲強度,表面硬度等.該塑件對材料的要求首先必須是粗糙度和透光性好,其次才是成型難易和經(jīng)濟性問題.
本次設計指定的材料是改性PS，
PS的主要性能耐熱性能優(yōu)異：其熔點超過280℃，熱變形溫度超過260℃，長期使用溫度為220-240℃。在空氣中于700℃降解在1000℃惰性氣體仍保持40%
的重量，短期耐熱性和長期連續(xù)使用的熱穩(wěn)定性均優(yōu)于目前所有的工程塑料。經(jīng)特殊改性的品種，熱變形溫度可達350℃以上。自身具有阻燃性：聚苯硫醚阻燃性可達到UL94-0級，氧指數(shù)(LOI)>57%。聚苯硫醚自身的化學結構使其具有良好的難燃燒性能，無需加入阻燃劑。
機械性能好：其剛性極強，表面硬度高，洛氏硬度>100HR，拉伸強度>170 MPa，彎曲強度>220MPa，缺口沖擊強度>16 MPa，彎曲模量>3.5×104，并具有優(yōu)異的耐蠕變性和耐疲勞性。耐化學藥物性能優(yōu)異：目前尚未發(fā)現(xiàn)可在200℃以下溶解聚苯硫醚的溶劑，對無機酸、堿和鹽類的抵抗性極強。尺寸穩(wěn)定性好：成型收縮率很低，小于0.0025%，吸收率小于0.05%，線性熱膨脹系數(shù)也小。在高溫、高濕條件下仍表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性。故在機械、化工、儀器、儀表和航空、航天、艦船等各個方面都具有廣泛用途。
第三章 模具結構設計
3.1結構設計
塑料制件的結構工藝性是指塑件結構對成型工藝方法的適應性.在塑料生產(chǎn)過程中,一方面成型會對塑件的結構,形狀,尺寸精度等諸方面提出要求,以便降低模具結構的復雜程度和制造難度,保證生產(chǎn)出價廉物美的產(chǎn)品;另一方面,模具設計者通過對給定塑件的結構工藝性進行分析,弄清塑件生產(chǎn)的難點,為模具設計和制造提供依據(jù)。
該塑件為比較高端水平的產(chǎn)品。表面形狀要求完整光滑。此塑件的特點是有兩個和電池連接的接觸頭，所以在設計模具時要用到內(nèi)側抽芯機構。塑件上各處的輪廓過度和壁厚連接處，一般采用圓角連接，有特殊要求時才采用尖角結構。尖角容易產(chǎn)生應力集中，在受力或受沖擊載荷時會發(fā)生破裂。圓角不僅有利于物料充模，同時也有利于融料在模具型腔內(nèi)的流動和塑件的脫模。
3.2塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量
（1）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是比較高端的產(chǎn)品，所以精度要求比較高。
（2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構成為：
=+++
式中 ——制件總的成型誤差；
——塑料收縮率波動所引起的誤差；
——模具成型零件制造精度所引起的誤差；
——模具磨損后所引起的誤差；
——模具安裝，配合間隙引起的誤差。
影響塑料制品尺寸精度的因素比較復雜，歸納有以下三個方面：
1） 模具——模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素；
2） 塑料材料——主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大；
3）成型工藝——成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。
3.3總體設計
設計方案擬定，我將確定以下內(nèi)容：
1）首先確定分型面；
2) 確定型腔數(shù)和排列形式以及型腔，型芯的結構；
3）澆口位置，脫澆道結構的確定和排氣系統(tǒng)的確定；
4）冷卻系統(tǒng)的選定；
5）導向，定位結構的確定；
6）推出結構和復位結構的選定。
3.4 梯形蓋塑料模具設計
3.4.1分型面位置的確定
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、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綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：
1）分型面應選在塑件外形最大輪廓處；
2）便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊；
3）保證塑件的精度要求；
4）滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；
5）便于模具加工制造；
6）對成型面積的影響；
7）對排氣效果的影響；
8）對側向抽芯的影響。
其中最重要的是第2）和第5）、第8）點。為了便于模具加工制造，應盡是選擇平直分型面工易于加工的分型面。我設計的分型面如圖3-1所示。
綠色為前模
藍色為側抽芯
黃色為后模
圖3-1
左右有個滑塊分型。因為分型面的選擇應盡可能使塑件在開模后留在后模一邊，所以這樣有助于后模設置的推出機構動作。
3.4.2型腔數(shù)目的確定
注塑模的型腔數(shù)目,可以是一模二腔,也可以是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關因素：
（1）塑件的尺寸精度；
（2）模具制造成本；
（3）注塑成型的生產(chǎn)效益。
由于1模1腔可以保證高注射壓力和快注射速率，并且精度高，所以我采用1模1腔的形式。如圖3-2所示。
圖3-2
3.4.3澆口的設計
澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大。
1）澆口的選用
澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔時的流動特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可控制填充時間、冷卻時間及塑件表面質(zhì)量，同時還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。
限制性澆口有點澆口，側澆口等形式，我采用側澆口，其有以下優(yōu)點：
（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，容易及時修改；
（3）能相對獨立地控制填充速度及封閉時間；
2）澆口位置的選擇
模具設計時，澆口的位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結構?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項原則：
（1）盡量縮短流動距離。
（2）澆口應開設在塑件壁厚最大處。
根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項原則，分析結果我選的澆口位置如圖3-3所示。
圖3-3
3.4.5導向與定位機構
注射模的導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種類型。導柱導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。錐面定位機構用于動、定模之間的精密對中定位。
導柱：國家標準規(guī)定了兩種結構形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應開設油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。若導柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導柱的直徑需要進行強度校核。
導套：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應有防止被拔出的結構，帶頭導柱軸向固定容易。
設計導柱和導套需要注意的事項有：
1）合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模具四角的危險斷面上。通常設在長邊離中心線的1/3處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。
2）導柱工作部分長度應比型芯端面高出6～8 mm，以確保其導向與引導作用。
3）導柱可以設置在動?；蚨＃O在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊有利于塑件脫模。
如圖3-5是本設計中用的導柱和導套。
圖3-5
導柱中開設了油槽，可以內(nèi)存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。
4）為了便于模具在注塑機上安裝以及模具澆口套與注塑機的噴嘴孔精確定位，應在模具上安裝定位圈，用于與注塑機定位孔匹配。定位圈除完成澆口套與噴嘴孔的精確定位外，還可以防止?jié)部谔讖哪?nèi)滑出。我采用的定位圈，用它來壓住澆口套，以防止?jié)部谔谆?。其公稱尺寸為120mm。
3.4.6推出結構和復位結構的選定
(1)脫模阻力計算
塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比小于1/20，為薄壁殼體形塑件，且塑件斷面為矩環(huán)形，故所需脫模力的計算公式如下：
式中 E——塑料的拉伸模量（MPa）（可由表查得PC的拉伸模量為 1.91 ～ 1.98）；
——塑料成型平均收縮率(%)(可由表查得PC成型平均收縮率為0.4 ～ 0.7)；
t——塑件的平均壁厚（mm）；
L——塑件包容型芯的長度（mm）；
——塑料的泊松比（可由表查得ABS的泊松比為0.38）；
￠——脫模斜度（該模具脫模斜度選定為 2°）；
f——塑料與鋼材之間的磨擦系數(shù)（可查得ABS與鋼材的磨擦系數(shù)為0.20 ～ 0.25）；
r——型芯大小端平均半徑（mm）；
B——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積(cm2)，當塑件底部上有孔時，10B項應視為零；
K1——由f和￠決定的無因次數(shù)，可由下式計算：
≈1
也可根據(jù)塑料與鋼材的磨擦系數(shù)和脫模斜度由表查得 K1=1.0070。
代入計算，得
= 3.64 kN
(2)推桿脫模機構是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。
1）推桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，根據(jù)塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推桿的使用是非常靈活的。圖3-6是本設計中用的推桿。
圖3-6
2）推桿的固定形式：推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。
3）推出機構的復位：脫模機構完成塑件的頂出后，為進行下一個循環(huán)必須回復到初始位置，目前常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位。本設計采用彈簧復位機構，彈簧復位機構是一種最簡單的復位方式。推出時彈簧被壓縮，而合模時彈簧的回力就將推出機構復位。如圖3-7所示。
圖3-7
3.4.7澆注系統(tǒng)設計
注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。它向型腔中的傳質(zhì)，傳熱，傳壓情況決定著塑件的內(nèi)在和外表質(zhì)量，它的布置和安排影響著成型的難易程度和模具設計及加工的復雜程度，所以澆注系統(tǒng)是模具設計中的主要內(nèi)容之一。
1）主流道
主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關，如圖3-8所示，材料T8A。主流道襯套的固定是采用螺釘來固定。
圖3-8
2）分流道
在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）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熔體的流動通道。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。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。
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。在該模具上取直徑為6mm。
3.4.8側抽芯機構
當塑件上具有內(nèi)外側孔或內(nèi)外側凹時，塑件不能直接從模具中脫出。此時需將成型塑件側孔或側凹等的模具零件作成活動的，這種零件稱為側型芯（俗稱活動型芯）。在塑件脫模前先將側型芯從塑件上抽出，然后再從模具中推出塑件。完成側型芯抽出和復位的機構就叫做側向分型與抽芯機構。
在塑件上還有和電板固定的機構，也要用到側抽芯機構。如圖3-10。
圖3-10
3.4.9成型零件工作尺寸的計算
成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。該塑件有需要配合的地方，所以對尺寸的要求比較高。
成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算。
1）凹模工作尺寸的計算
凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸變大。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸與塑件尺寸的關系如下所示：
（1）凹模徑向尺寸的計算
=[(1+0.005)×88－0.5]
=83.98mm
式中 —凹模的徑向尺寸（mm）；
—塑件的徑向尺寸（mm）；
—塑件的公差值；
—制造公差，=；
—塑件的平均收縮率，=0.005。
（2）凹模深度尺寸的計算：
=[(1+0.005)×37－0.5]
=37.22mm
式中 —塑件的高度尺寸，
=37 mm 。
2）凸模工作尺寸的計算
凸模是成型塑件外形的，其工作尺寸屬被包容尺寸，在使用過程中凸摸的磨損會使被包容尺寸變小。因此，為了使得模具的磨損留有修模的余地，以及裝配的需要，在設計模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。
（1）凸模徑向尺寸的計算：
=[(1+ ) +]
=[(1+0.005)×125+0.5
=126.125mm
式中—凸模的徑向尺寸；
（2）凸模高度尺寸的計算：
=[(1+ S) H+]
=[(1+0.005)×79+0.5]
=79.45mm
第四章 注塑機的選擇
4.1注塑機簡介
1956年制造出世界上第一臺往復螺桿式注塑機,這是注塑成型工藝技術的一大突破,目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%;注塑機的產(chǎn)量占整個塑料機械產(chǎn)量的50%.成為塑料成型設備制造業(yè)中增長最快,產(chǎn)量最多的機種之一。
注塑機的分類方式很多,目前尚未形成完全統(tǒng)一標準的分類方法。常用的說法有:
（1）按設備外形特征分類:臥式,立式,直角式,多工位注塑機；
（2）按加工能力分類:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機。
此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。
4.2 注塑機基本參數(shù)
注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開合模速度,空循環(huán)時間等.這些參數(shù)是設計,制造,購買和使用注塑機的主要依據(jù)。
(1)公稱注塑量；指在對空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時,注射裝置所能達到的最大注射量,反映了注塑機的加工能力。
(2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時的流動阻力,螺桿(或柱塞)對熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。
(3)注射速率；為了使熔料及時充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。
(4)塑化能力；單位時間內(nèi)所能塑化的物料量.塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會加長成型周期。
(5)鎖模力；注塑機的合模機構對模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開。
(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開距,動模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等.這些參數(shù)規(guī)定了機器加工制件所使用的模具尺寸范圍。
(7)開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn),以及開模,推出制件時不使塑料制件損壞,要求模板在整個行程中的速度要合理,即合模時從快到慢,開模時由慢到快在到停。
(8)空循環(huán)時間；在沒有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時間。
4.3選定注射機
（1）有關塑件的計算
除了模具的結構、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關性能參數(shù)密節(jié)相關，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關數(shù)據(jù)進行較核，并通過較核來設計模具與選擇注射機型號。
體積 = 3.9420934 （cm3）
曲面面積 = 8.7216837 （cm2）
密度 = 1.05 (g/ cm3）
質(zhì)量 = 4.1391980 (g)
（2）注射機型號的確定
根據(jù)塑件的體積初步選定用XS-Z-60（臥式）型注塑機。
SZ-60/40（臥式）型注塑機的主要技術規(guī)格如下表：
表 3 注塑機的主要參數(shù)
理論注射容積(cm3）
60
螺桿直徑(mm)
30
注射壓力(MPa)
180
注射速率(g/s)
70
塑化能力(g/s)
35
螺桿轉速(r/min)
0—200
鎖模力(kN)
400
拉桿有較距離(mm)
220×300
移模行程(mm)
250
模具最大厚度(mm)
250
模具最小厚度(mm)
150
鎖模形式
雙曲肘
模具定位孔直徑(mm)
￠80
噴嘴球半徑(mm)
SR10
噴嘴口孔徑(mm)
￠3
模板尺寸(mm)
200×315
（3）注射機及型腔數(shù)量的校核
主流道的體積約為：
V(cm3) = 3.14×0.632×2.5
= 3.988
分流道與澆口的體積約為：
V(cm3) = 13×1.1304
= 14.6952
該模具總共需填充塑件的體積約為：
V(cm3) = 2 ×26691 + 1398 + 897
= 55677mm3
最大注射壓力校核
注射機的額定注射壓力即為它的最高壓力P,應該大于注射機成型時所調(diào)用的注射壓力，即：
P﹥Kp0
很明顯，上式成立，符合要求。
（4）模具與注射機安裝部份的校核
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流道始端凹下的球面半徑相適應。
模具厚度 模具厚度H（又稱閉合高度）必須滿足：
H﹤H﹤H
式中 H——注射機允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距；
H——注射機允許的最大模厚。
注射機允許厚度
150﹤ H﹤250
符合要求。
（5）開模行程校核
開模行程s（合模行程）指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注射機的最大開模行程與模具厚度無關，對于單分型面注射模：
S≥ S
= H1 + H2 + 5—10mm
式中 H1——摧出距離（脫模距離）（mm）；
H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）。
開模距離取 H1 = 20
包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H2 = 40
余量取 8
則有：
S ≥ s
= 20+20+28 =68
符合要求。
第五章 模架的確定和標準件的選用
在學校作設計時，模架部分要自行設計；在生產(chǎn)現(xiàn)場設計中，盡可能選用標準模架，確定出標準模架的形式，規(guī)格及標準代號。
模架尺寸確定之后，對模具有關零件要進行必要的強度或剛度計算，以校核所選模架是否適當，尤其時對大型模具，這一點尤為重要。
標準件包括通用標準件及模具專用標準件兩大類。通用標準件如緊固件等。模具專用標準件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機構及精密定位用標準組件等。
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結合標準模架，可選用標準模架 200×L，其中L取315mm，可符合要求。
模架上要有統(tǒng)一的基準，所有零件的基準應從這個基準推出，并在模具上打出相應的基準標記。一般定模座板與定模固定板要用銷釘定位；動、定模固定板之間通過導向零件定位；脫出固定板通過導向零件與動?；蚨９潭ò宥ㄎ?；模具通過澆注套定位圈與注射機的中心定位孔定位；動模墊板與動模固定板不需要銷釘精確定位；墊快不需要與動模固定板用銷釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷釘精確定位。
模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應光潔，加涂防銹油。
兩模板之間應有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便地分開兩塊模板。分模隙常見形式如下：
圖 5-1 分模隙（1）
圖 5-2 分模隙（2）
1定模固定板（定模座板）（400400，厚45mm）
主流道襯套固定孔與其為H7/m6過渡配合；
通過6個?10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接；
定模墊板通常就是模具與注射機連接處的定模板。
2定模板（350400，厚100mm）
上面的型腔為整體式；
有四個型芯固定孔；
其導柱固定孔與導柱為H7/m6過渡配合。
3動模固定板（400400，厚45mm）
用于固定型芯（凸模）、導套。為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固，固定板應有一定的厚度，并有足夠的強度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230～270HB；
導套孔與導套為H7/m6或H7/k6配和；
型芯孔與其為H7/m6過渡配合。
4動模板（350400，厚80mm）
其注射機頂桿孔為?50mm；
其上的推板導柱孔與導柱采用H7/m6配合。
5墊塊（63400，厚120mm）
a、主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成頂出機構的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的模具安裝厚度要求。
b、結構型式：可為平行墊塊、拐角墊塊。（該模具采用平行墊塊）。
c、墊塊一般用中碳鋼制造，也可用Q235A制造，或用HT200，球墨鑄鐵等。
d、墊塊的高度計算：
h墊塊=h推出距離+h推板+h推桿固定板+Δ
=120（mm）
式中 Δ—頂出行程的余量，一般為5～10mm，以免頂出板頂?shù)絼幽|板。
e、模具組裝時，應注意左右兩墊塊高度一致，否則由于負荷不均勻會造成動模板損壞。
f、推桿固定板（220400，厚20mm）
固定推桿。
g、推板（220400，厚25mm）
第六章 模具的三維造型
6.1塑件的三維造型
如圖6-1所示：
圖6-1 零件圖
6.2總裝配圖
圖6-2 零件裝配圖
圖6-2為總裝配圖，圖6-3到圖6-6是主要的幾個零件圖。
圖6-3 型芯
總結
本次塑料模具設計，全面考慮了塑料成型性能，模具結構特點，注射工藝參數(shù)，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理論分析和數(shù)據(jù)計算生產(chǎn)操作上論證該設計是合理可行的。并且，通過這次設計，我了解了注射模設計概況，熟悉了注射設備，基本掌握了注射成型的一般原理。
在設計和三維建模過程中也遇到了一些問題，通過對問題的探索與分析，最后得到圓滿解決，更另深刻的知道了模具設計各個階段的重要性和嚴謹性，達到了畢業(yè)設計的目的。
伴隨經(jīng)濟建設，特別是汽車、機械、電子、日用制造等行業(yè)的飛速發(fā)展，對模具設計與制造的人才的需求與日俱增，模具設計制造，特別是注射模具的設計與制造將更為受到重視，并將會廣泛應用到各個領域中，飛速發(fā)展。
相信這次設計中獲得的經(jīng)驗及處理問題的能力將會對今后的學習和工作有所啟示和幫助。
參考文獻
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[12] Pearce. R.Sheet Matal Forming[M]. Bristol、philadelphia:Adam hilger, c1991.
致謝
我的設計完成了，在設計的過程中，李薇老師及宿舍同學給了我很大的幫助。我是在邊實習一邊做慢慢完成畢業(yè)設計的，所以在設計過程中遇到了困難，第一時間把不懂的問題反饋給唐李老師和同學幫我指點，及時解答，找出問題所在，我努力虛心接受他們的提攜，把不懂的問題盡我所能短期內(nèi)弄懂。沒有老師和同學不厭其煩的看圖挑錯，我想我的設計不會這么順利地完成。
在這個設計的過程中，我不僅在學習方面得到了老師的幫助，老師那一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神也深深地感染著我。我對李老師的感激之情真的不是幾句話就能表達的。在此，只能說一句：“謝謝您！老師您辛苦了！”。
在此也要感謝其他同學對我的殷切教導和同路求知。我們身上都傳遞著對知識的渴求與滿足，也要對各位同學說一聲：“大家辛苦了”。
最后再次對李薇老師和同窗學伴們的幫助表示衷心的感謝，謝謝他們這三個月來對我的無私幫助！
黃世榮
2013年4月
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