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卡勾塑料模具設(shè)計
緒論
一、塑料模具設(shè)計與制造在國民經(jīng)濟中的地位和作用
1.1塑料工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位
目前在國民經(jīng)濟的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公機器、照相機、汽車、儀器儀表、機械制造、交通、通信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)想勝利、塑料化方向發(fā)展。近幾年來，由于工程塑料制件的強度和精度等都得到很大提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴大，預(yù)計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的輕型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟所以部門，尤其在國防和尖端科學(xué)科技領(lǐng)域中有越來越重要的地位。
1.2塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計與制造在塑料工業(yè)中的作用
塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切關(guān)系。塑模是現(xiàn)代塑料工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，塑模工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)。用塑模生產(chǎn)成形零件的主要優(yōu)點是制造簡便、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)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果。
塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的結(jié)構(gòu)和加工精度對塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率等有直接的關(guān)系。因而世界各國對塑模的設(shè)計與制造技術(shù)都極為關(guān)注。近年來國外對塑模的熱澆道系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、應(yīng)用數(shù)控機床加工及減少熱處理變形等方面都作了許多探索，并取得了一定的效果。
二、塑料成型模具加工技術(shù)的發(fā)展
大多數(shù)塑料制品的制造是靠模塑成型的。用模具生產(chǎn)的塑料制品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性，高生產(chǎn)率和低消耗等特點。塑料模具的設(shè)計和制作水平，對塑料制品的成型質(zhì)量具有至關(guān)重要的影響。從某種意義上來說，塑料市場的開拓、塑料制品的優(yōu)劣主要取決于模具質(zhì)量，由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重視，故其設(shè)計和制作水平提高很快，特別是計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)發(fā)展很快。開發(fā)了一些新的塑料成型方法，如熱流道成型、高精密塑料成型和超塑成型塑料等。
我國國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)機械、電子、汽車、石油化工和建筑均離不開模具，都與模具發(fā)展相關(guān)。所以，人們稱“模具是工業(yè)生產(chǎn)之母”。從世界發(fā)達國家的生產(chǎn)情況來看，模具產(chǎn)值已經(jīng)大于機械產(chǎn)值，而且他們只生產(chǎn)高附加值的模具，低附加值的模具則轉(zhuǎn)到其他發(fā)展中國家生產(chǎn)。我國1998年模具生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)值就超過當年機床工業(yè)產(chǎn)值。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測21世紀， 機械零部件中
60％的粗加工，80％的精加工要有模具來完成。所以模具工業(yè)對今后國民經(jīng)濟和
社會的發(fā)展將起到越來越重要的作用。模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)未來有如下發(fā)展的趨勢。
（1） 在模具設(shè)計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
（2） 快速原型制造及相關(guān)技術(shù)將得到更好地發(fā)展
（3） 高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用
（4） 模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用
（5） 電火花加工技術(shù)將得到發(fā)展
（6） 熱流道技術(shù)將得到推廣
（7） 超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展
（8） 氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成型等工藝將進一步發(fā)展
（9） 模具液壓成型技術(shù)將進一步開發(fā)應(yīng)用
（10） 模具標準化程度將不斷提高
（11） 模具優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)將進一步受到重視
（12） 模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展
（13） 模具自動化加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展
（14） 虛擬技術(shù)將得到發(fā)展
三、塑料模分類
按照塑料制品成型加工方法的不同，通?？蓪⑺芰夏７譃橐韵?大類型。
1、 注塑模
用于塑料制件注塑成型的模具通稱注塑模，或稱注塑模。主要用于熱塑性塑料制品成型，近年來也越來越多地用于熱固性塑料制品成型。這是一類用途寬、占有比重大、技術(shù)較為成熟、地位尤為顯赫的一大類塑料模具。因材料或塑件結(jié)構(gòu)或成型過程不同，有熱固性塑料注塑模，結(jié)構(gòu)泡沫注塑模和反應(yīng)成型注塑模等之別。
2、 壓塑模
用于塑料制件壓縮成型的模具簡稱壓塑模，俗稱壓模。壓塑模主要用于熱固性塑料制品的成型，但也可用于熱塑性塑料制品成型。另外，還可用于冷壓成型聚四氟已稀坯件，此種模具稱為壓錠模。
3、 傳遞模
用于塑料制件傳遞成型的模具稱為傳遞?；蚍Q壓注塑，俗稱擠膠模。傳遞模多用于熱固性塑料制品的成型。
4、 擠塑模
用于連續(xù)擠出成型塑料型材的模具通稱擠塑模，簡稱模頭，俗稱機頭。這是又一大類用途很寬、品種繁多的塑料模具。主要用于塑料棒材、管材、板材、片材、薄膜、電線電纜包覆、帶絲、復(fù)合型材及異性材的成型加工。也用于中空制品的制坯成型，此種模具稱為型坯模。
5、 中空吹塑模
將擠出或注射出來的尚處于塑化狀態(tài)的管狀型坯，趁熱放置于模具型腔內(nèi)、立即在管狀型坯中心通以壓縮空氣，致使型坯膨脹而緊貼于模腔壁上，經(jīng)冷卻硬化即可得一中空制品。凡此種塑料制品成型方法所用的模具，稱為中空吹塑模。中空吹塑模主要用于熱塑性塑料的中空容器類的制品成型。
6、 熱成型模具
熱成型模具通常以單一的陰?；蜿柲Ｐ问綐?gòu)成。將預(yù)先制備的塑料片材周邊緊壓于模具周邊上，并加熱使之軟化，然后于緊靠模具一側(cè)抽真空，或在其反面充以壓縮空氣，使塑料片材緊貼于模具上，經(jīng)冷卻定型后即得到一熱成型制品。 此類制品成型所用的模具通稱熱成型模具。
第1章 卡勾注塑模工藝規(guī)程的編制
1.1、明確設(shè)計任務(wù)書和準備必要的技術(shù)資料
注塑模設(shè)計工作必須以模具設(shè)計任務(wù)書作為依據(jù)，由設(shè)計任務(wù)書了解塑料制品的技術(shù)圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)、使用要求，注塑成型工藝規(guī)程以及對模具質(zhì)量的要求和完成時間等內(nèi)容，明確設(shè)計任務(wù)之后，通過必要的技術(shù)資料進行初步設(shè)計。
1.2、塑件的工藝性分析
該塑件是筆記本電腦中的一個卡勾，其零件圖如圖所示，本塑件的材料采用苯乙烯-丁二烯-丙烯晴（ABS），生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
圖一 卡勾零件圖
1.2.1、塑件的原材料分析
塑件的材料采用ABS屬熱塑性塑料。它的成型特性為：
1、無定行料，其品種牌號很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。
2、吸濕性強，含水量應(yīng)小于0.3%，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預(yù)干燥。
3、流動性中等，溢邊料0.04mm左右。（流動性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸脂、聚乙烯好）
4、比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱，高抗沖擊和中抗沖擊性樹脂料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大，料溫過高宜分解（分解溫度為250℃，比聚苯乙烯宜分解）。對要求精度高的塑件模溫宜取50℃～60℃ ，要求光澤及耐熱塑料宜取60℃～80℃。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射機時料溫為180℃～230℃，注射壓力為100℃～140℃，螺桿式注射機宜取160℃～220℃，注射壓力70℃～100℃。
5、模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)對料流阻力小，澆口處外觀不良宜發(fā)生熔接痕，應(yīng)注意選擇澆口位置、形式，頂出力過大或機械加工時塑件表面顯現(xiàn)“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失），脫模斜度宜取2°以上。
成型時注意事項：
1、因ABS原料粒料及宜吸潮，致使制品出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷，因此成型前需充分干燥，含水率控制在0.1%以下。
2、ABS流動性好，流動距離比，即流動長度L與該處制品壁厚T之比達190，因而不易出現(xiàn)飛邊、熔痕等溫度低，有利于成型，但含橡膠組分多的ABS流動性較差。
3、耐熱級和電鍍級ABS的料筒溫度要稍高，而阻燃級和抗沖擊級稍低。
1.2.2、塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
1、結(jié)構(gòu)分析 要想獲得合格的塑料制件除選用塑料的原材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性，塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計有直接關(guān)系，只有塑件設(shè)計滿足成型工藝要求，才能設(shè)計出合理的模具結(jié)構(gòu)以防止成型時產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷、及開裂等缺陷，達到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。
從零件圖上分析，該零件總體形狀為等腰梯形。在寬度方向的兩側(cè)各有一個高度為5mm，長度為8mm，厚度為1.2mm的倒勾，且倒勾頭部的圓弧半徑為R0.2mm，倒勾底部有R0.5mm的過渡圓弧。倒勾頭部的高度為1.2mm，寬度為，零件上有7mm，5mmx5mm，3mmx5mm、3mmx3mm的凹槽，且都為不對稱分布，零件的一側(cè)有11mmx1mm的凹槽（對稱分布）。因此，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽芯機構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。
2、尺寸精度分析 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸相符合程度，即所獲得塑件尺寸的準確度。塑件的尺寸精度與模具的制造精度，模具的磨損程度，塑件收縮率的波動及成型時工藝條件的變化，塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)形式等有關(guān)，因此，塑件 的尺寸精度往往不高，應(yīng)在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。
由于該塑件上尺寸公差均為未注尺寸公差。查表可知ABS材料的制件為MT5級。即：mm,mm,mm,mm,mm,mm, mm,
mm,mm,mm,mm,mm,mm,mm.
以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏上，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從零件的壁厚上來看，壁厚最大處為1.5mm，最小處為1.2mm，較均勻，有利于成型。
3、表面質(zhì)量分析 該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺、內(nèi)部不得有導(dǎo)電介質(zhì)外，零件外表面要求表面粗糙度為Ra6.3，且要有光澤。除此外沒有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。
綜上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
1.2.3計算塑件的體積和質(zhì)量
計算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機及確定模具型腔數(shù)。
計算塑件的體積：
V=1330 (由PRO/E量得)
計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計手冊查得ABS的密度為P=1.46g/
故零件的質(zhì)量為：
W=VP
=1330x1.46x
=2g
1.3、成型設(shè)備的選擇
注射模具是安裝在注射機上的，模具與注射機應(yīng)當相適應(yīng)，這將關(guān)系到制件的質(zhì)量，均勻性及成型周期。一副模具放在許多型號和規(guī)格的注射機上使用，均可能獲得令人滿意的效果，但是只有該模具的注射量、鎖模力、注射速度和總的循環(huán)操作都與預(yù)想值相同的情況下才能取得最佳效果。選擇注塑機時，必須保證制品的注射量小于注射機允許的最大注射量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，制品注射量一般不超過注射機最大注射量的80%，此模具采用一模兩腔。
1.3.1、注射量的校核
模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切聯(lián)系，設(shè)計模具時應(yīng)保證注塑模內(nèi)所需融體總量在注射機實際的最大注射量；根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注射機的最大注射量是允許最大注射量的80%。
由+ ≤80%
計算可得滿足使用要求。
1.3.2、注射壓力校核及鎖模力校核
注射壓力校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品成型的需要，注射壓力的大小與制品的復(fù)雜程度、模具結(jié)構(gòu)、塑件品種、注射速度、流動比、噴嘴及模具流道系統(tǒng)以及注射機類型等因素有關(guān)。ABS的注射壓力為60MPa～100MPa，而XS-ZY-125型注射機的注射壓力為119MPa。故滿足注射壓力的需要。
注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠的鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料融體時型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的 乘積小于注射機額定鎖模力。
即（+）P
10h.澆口長度L應(yīng)盡量短,對減小塑料熔體流動阻力和增大流速均有利,通常澆口長度L可取0.7mm～2.0mm.澆口與型腔連接處應(yīng)做成R0.5的圓角,以防制品與澆口凝料分離時剝傷制品.為有利于熔體流動,澆口與分流道的接合應(yīng)平穩(wěn)過渡,用小圓弧光滑連接.
此塑件的上表面要求有光澤且無流痕等要求,塑件生產(chǎn)采用一模兩腔,適宜選用側(cè)澆口,側(cè)澆口開設(shè)在分型面上,側(cè)澆口的特點是形狀簡單,加工方便,去除澆口方便,痕跡小.
圖四 澆口形式
2.3.4、冷料穴設(shè)計
冷料穴位于主流道正對面的動模板上,其作用是收集料流前鋒的冷料開模時又能將主流道中的冷凝料拉出,為便于拉料桿將主流道凝料拉出,選用底部帶有推桿的Z形冷料穴.
2.4、排氣系統(tǒng)設(shè)計
從某種意義上說注塑模也是一種置換裝置,即塑料進入模腔的同時,置換出模腔內(nèi)的氣體,這些氣體如果不能排出模腔,將會影響制品成型,以及脫模后的質(zhì)量,因此,在設(shè)計模具時,必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計問題.
排氣方式有兩種:排氣槽排氣、間隙排氣.
本塑件采用的是小型模具,可直接利用分型面,頂桿間隙,拼鑲件縫隙進行排氣,而不須另設(shè)排氣槽.間隙大小以不產(chǎn)生溢料現(xiàn)象為宜,通?？稍?.02mm～0.05mm選擇.
2.5、抽芯機構(gòu)設(shè)計
本塑件的下部有兩個倒勾,且倒勾方向相同,阻礙成型后塑件從模具中脫出.兩倒勾均在不同的側(cè)邊,所以必須做成浮動的型芯.即外側(cè)的倒勾用斜銷抽芯機構(gòu)成型,內(nèi)側(cè)倒勾用斜頂桿頂出抽芯成型.
2.5.1、斜銷抽芯機構(gòu)
（1)確定抽芯距 抽芯距一般應(yīng)大于倒勾的深度,本塑件中H1=1.5mm,另加3～5mm的抽芯安全系數(shù),可取抽芯距S=6.5mm.
（2)確定斜銷傾角 斜導(dǎo)柱傾角α是斜導(dǎo)柱抽芯機構(gòu)的一個主要參數(shù)，其大小與開模所需的力、斜導(dǎo)柱需要的彎曲力、抽芯力及開模行程有關(guān)。α一般不得大于25°。本斜導(dǎo)柱傾角選取α=12°。
（3）確定斜導(dǎo)柱的尺寸 斜導(dǎo)柱的直徑取決于抽拔力及其傾斜角度。根據(jù)此查表得斜導(dǎo)柱的直徑為d=φ12mm.
斜導(dǎo)柱長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度、斜銷直徑及斜角大小確定。L=82 mm.
（4)滑塊的設(shè)計
1）滑塊與側(cè)抽芯的連接方式設(shè)計 滑塊與型芯的固定形式有整體式和組合式兩種。由于本塑件外側(cè)倒勾的尺寸較小，考慮到加工和裝配問題，采用整體式。
2）滑塊的導(dǎo)滑方式 滑塊的導(dǎo)滑部分應(yīng)有足夠長度，在工作中必須順利平穩(wěn)，不應(yīng)發(fā)生卡滯、跳動等現(xiàn)象。一般導(dǎo)滑部分長度應(yīng)大于滑塊寬度的1.5倍?；瑝K在完成抽芯動作后，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長度應(yīng)不少于滑塊長度的2/3，為使模具結(jié)構(gòu)緊湊，降低模具裝配復(fù)雜程度，采用整體導(dǎo)向槽的形式。
3）壓緊塊及定位裝置的設(shè)計 在塑料注塑時，活動型芯在抽芯方向受到塑料較大的推力作用，會使斜導(dǎo)柱產(chǎn)生彎曲變形。因此，設(shè)計壓緊塊用于在模具閉合鎖緊滑塊，保證滑塊不產(chǎn)生位移。本模具壓緊塊如下圖所示。壓緊塊與模板用螺釘連接。適用于抽芯距不大、滑塊較寬，需較大鎖緊力的場合。
圖五 壓緊楔塊結(jié)構(gòu)形式
此模具定位裝置采用螺釘限位，加工裝配方便，且定位比較可靠。
2.5.2、斜頂桿頂出抽芯
斜頂桿即是頂出元件又是塑件內(nèi)側(cè)凹的成型零件。斜頂桿是斜滑塊抽芯的一種變異形式，受力情況與斜滑塊完全相同，但因斜頂桿斷面小于斜滑塊，長度又較大，因此斜角應(yīng)選擇較小值，一般不超過12°。根據(jù)抽拔距與頂出行程，可求得α=8°，這種只適于小抽芯距的模具。
2.6、成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計
成型零部件在注塑過程中，直接與塑料熔體接觸，需要受高溫、壓力及塑件熔體的沖壓和摩擦作用，長期工作之后，容易發(fā)生磨損、變形和斷裂，設(shè)計注塑模時應(yīng)針對塑料制品的結(jié)構(gòu)特點，生產(chǎn)批量，使用要求以及模具的使用壽命等，合理確定成型零部件的結(jié)構(gòu)，滿足精度，粗糙度，強度及剛度等問題。
2.6.1、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
本模具采用一模兩件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度和材料的價值，利用率等因素，凹模擬用沉孔嵌入式，此結(jié)構(gòu)適用于型腔部分是和采用特殊加工或者小型模具的型腔，采用優(yōu)質(zhì)材料。
根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計要求，分流道和澆口均設(shè)在凹模鑲塊上。
2.6.2、凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，其結(jié)構(gòu)與凹模結(jié)構(gòu)相同。
2.7、 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計
導(dǎo)向機構(gòu)是保證定?；蛏舷履r，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。該模具利用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。
2.7.1、導(dǎo)柱設(shè)計
（1）導(dǎo)柱結(jié)構(gòu) 導(dǎo)柱的基本結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種是直形導(dǎo)柱，另一種是階梯形導(dǎo)柱。本模具利用直形導(dǎo)柱，因前端設(shè)計為錐形，便于導(dǎo)向，工作部分設(shè)置了儲油，延長潤滑時間。
（2）導(dǎo)柱尺寸的確定 導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定，模板尺寸愈大，導(dǎo)培訓(xùn)班間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑應(yīng)愈大，導(dǎo)柱安裝時模板上與之配合的孔徑公差按H7確定，安裝沉孔直徑視導(dǎo)柱直徑可取D+（1～2）。導(dǎo)柱長度尺寸應(yīng)能保證位于動定模兩側(cè)的型腔和型芯，開始閉合前導(dǎo)柱已經(jīng)進入導(dǎo)孔的長度不小于導(dǎo)柱直徑。
2.7.2、導(dǎo)套設(shè)計
本塑件為大批量生產(chǎn)，需要導(dǎo)套的導(dǎo)向，查標準可知。
圖六 導(dǎo)套
2.8、脫模頂出機構(gòu)設(shè)計
塑件以模具上取下以前，還有一個從模具的成型零件上脫出的過程，使塑件從成型零件上脫出的機構(gòu)，稱為頂出機構(gòu)。頂出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿或液壓缸來完成的。
頂出機構(gòu)的設(shè)計原則：
1、頂出機構(gòu)的運動要準確，可靠，靈活，無卡死現(xiàn)象，機構(gòu)本身要有足夠的剛度和強度，是以克服脫模阻力。
2、保證在頂出過程中塑件不變形，這是對頂出機構(gòu)的最基本要求。
3、頂出力的分布應(yīng)盡量靠近型芯，且頂出面積應(yīng)盡可能大，以防塑件被頂壞。
4、頂出力應(yīng)作用在不易使塑件產(chǎn)生變形的部位，如加強筋、凸緣、厚壁處等。
5、若頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準面上時，為不影響塑件尺寸和使用，一般使頂桿與塑件接觸部位處凹模塑件0.1mm左右，而頂出桿端面尺寸應(yīng)高于基準面，否則塑件表面會出現(xiàn)凸起，影響基準面的平整和美觀。
本塑件脫模斜度大，頂出阻力小，采用頂桿脫模機構(gòu)。
（1）頂桿的形式 采用等圓截面頂桿，其尾部采用軸肩形式，頂桿材料為T8A，頭部要淬火，硬度應(yīng)達到40HRC以上，滑動配合部分表面粗糙度達到Ra0.63～1.25,頂桿的位置高在阻力大的地方。
（2）頂桿的固定及配合 頂桿與頂桿孔部為滑動配合，一般選H8/f8，其配合間隙兼有排氣作用，但不應(yīng)大于所用塑料的排氣間隙，以防漏料。配合長度一般與頂桿直徑的2～3倍，頂桿端面構(gòu)成型腔的一部分，應(yīng)精細拋光。
（3）導(dǎo)向裝置 在頂出塑件時為了防止墊板和推桿固定板扭曲傾斜而折斷推桿，特別是對于長推桿，常設(shè)置導(dǎo)向零件。本模具較小，采用兩個導(dǎo)柱定位，導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔成導(dǎo)套的配合長度應(yīng)小于10mm，導(dǎo)柱導(dǎo)套常用T8材料做成，淬火硬度為55～60HRC。
（4）復(fù)位裝置 脫模機構(gòu)完成塑件頂出后，為進行下一個循環(huán)，必須回復(fù)到初始位置，才能合模進行下一次注塑成型。目前常用的復(fù)位形式主要有復(fù)位桿復(fù)位，彈簧復(fù)位。本模具采用復(fù)位桿復(fù)位，復(fù)位桿裝在與固定頂桿同一的固定板上，且各個復(fù)位桿的長度必須一致，復(fù)位桿端面常低于模板平面0.02～0.05mm,復(fù)位桿設(shè)4根,位置在模具型腔和澆注系統(tǒng)之外.
2.9、其他機構(gòu)零件設(shè)計
2.9.1、停止銷
為了調(diào)整頂出板的平整性，需設(shè)置停止銷。
圖七 停止銷形式
2.9.2、O型密封圈
根據(jù)JB/2Q4224-86可知，公稱外徑D=10mm,公稱內(nèi)徑d=7mm，斷面直徑2.4mm材料為耐油通用膠料。
2.9.3、運輸板
圖八 運輸板結(jié)構(gòu)
為了使模具在裝運過程中，不使動、定模分離，造成事故，本模具在動定模板的 兩側(cè)設(shè)置了運輸板，其用螺釘將運輸板固定在動定模板上。
2.9.4、模架
采用A型模架，定模為兩塊模板，動模為一塊模板 ，采用頂桿頂出機構(gòu)。適用于單分型面注射模，其尺寸BxL為200mmx250mm.
第3章 成型零件工作尺寸的計算
成型零件工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑料制件都有一定的幾何形狀和尺寸的要求。在模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素，相當復(fù)雜，其影響因素有：1）塑件收縮率，2）模具成型零件的制造誤差，3）模具成型零件的磨損，4）模具安裝配合的誤差。這些影響因素應(yīng)做為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。本設(shè)計中成型零件工作尺寸計算時均采用平均尺寸，平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來進行計算的。
查表得，丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS）的收縮率為S=0.3%～0.8%故平均收縮率為S=（0.3+0.8）%/2=0.55%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取=/3。
3.1、型腔和型芯工作尺寸計算
1、 定模鑲塊
表一
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
2、 動模鑲塊
表二
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
3、滑塊型腔與斜頂桿型腔
表三
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
4、型芯
表四
5、孔距
表五
塑件尺寸
計算公式
型腔或型芯的工作尺寸
3.2、型芯側(cè)壁厚度和底板厚度的計算
注射模在其工作過程中需要承受注射壓力、保壓力、鎖模力和脫模力等各種外力，如果這些外力數(shù)值過大，折射模極其成型零部件會產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，導(dǎo)致整個模具失效。因此，設(shè)計成型零部件時，應(yīng)進行強度校核，另外，在外力作用比較大時，即使模具產(chǎn)生塑性變形或斷裂破壞，也有可能產(chǎn)生較大的彈性彎曲變形。引起成型零部件在它們的對接面或貼合面處出現(xiàn)較大的間隙。因此而發(fā)生溢料及飛邊現(xiàn)象。導(dǎo)致制品無法滿足技術(shù)質(zhì)量要求。因此通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對重要的精度要求高的或大型模具的型腔更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔側(cè)壁和底板厚度。但是理論分析和實踐證明模具對強度及剛度的要求并非要同時兼取。對小尺寸型腔強度不足是主要的問題。應(yīng)按強度條件計算。原則是寧可有余而不可不足。
由于型腔高度a=1.5mm很小，因而所需的h值也較小，故在此不做計算，而是根據(jù)下凹模鑲塊的外形尺寸來確定。
第四章模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算
注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的質(zhì)量都有重要影響，所以必須用溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對模具的溫度進行控制。注射模的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)具有加熱或冷卻系統(tǒng)或兩者都有。
熔融塑料由注射機噴嘴射出，進入模具時的溫度ABS為170℃～180℃，熔料一旦進入并充滿型腔后，則要求盡可能迅速地冷卻固化，以便保壓定型出模。ABS在型腔中冷卻固化的最佳溫度為（40～60）℃，要使模具保持塑料冷卻固化所需的最佳溫度，必須對高溫塑料帶入模具的溫度進行有效的調(diào)節(jié)和控制，常用且又簡便的方法，就是利用冷卻介質(zhì)水對模具進行循環(huán)冷卻，將模具中多余的熱量，帶出模外，以保持制品冷卻所需的最佳模溫。
設(shè)定模具平均工作溫度為40℃，用20℃的常用水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)量為（初算為每2分鐘1套）0.12Kg/h.
(1)求塑件在硬化時每小時釋放的熱量，查得ABS的單位熱流量為 40xJ/㎏.
(2)求冷卻水的體積質(zhì)量
由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。
由上述計算可知，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。本模具在動定模鑲件中都設(shè)置了的冷卻水管，可根據(jù)試模情況決定冷卻水管是否應(yīng)用。冷卻水管在設(shè)計中，兩水孔間距為（3～5）D，水孔邊離型腔的距離，一般保持在2D左右，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔管路應(yīng)暢通無阻。水管接頭的質(zhì)量盡可能放置在不影響操作的一側(cè)。
在型腔外周直通水道，然后用堵住不需要處，構(gòu)成內(nèi)循環(huán)。優(yōu)點接口少，模具外周整齊，缺點：（1）堵頭不嚴時易泄露，（2）有堵塞時不易檢查。
第五章 模具閉合高度的確定
由前面的設(shè)計中，根據(jù)經(jīng)驗確定：定模座板：，定模板，動模板，動模座板。
根據(jù)推出行程和推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸確定墊塊
因而模具閉合高度：
=25+50+63+25+63
=226mm
第六章 注塑機有關(guān)參數(shù)的校核
本模具的外形尺寸為200mmx250mmx226mm,XS-ZY-125型注塑機模板最大安裝尺寸為350mmx300mm,故能滿足模具的安裝要求。
由上述計算模具閉合高度226mm, XS-ZY-125型注塑機所允許模具的最小厚度200mm,最大厚度300mm.
由資料查得XS-ZY-125型注塑機的最大開模行程S=300mm,滿足頂出塑件要求。
～10）mm
=10+40+10
=60mm
—塑件脫出距離（mm）
—包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)
此外，由于側(cè)分型抽芯距較短，不會過大增大開模距離，注塑機的開模行程足夠。
經(jīng)驗證，XS-ZY-125型注塑機能滿足使用要求，故可采用。
第七章 繪制模具總裝圖和非標零件工作圖
本模具的工作原理：模具安裝在注塑機上，定模部分固定在注塑機的定模板上，動模固定在注塑機的動模板上，合模后，注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)流道注入型腔，經(jīng)保壓、冷卻后塑件成型。開模時動模部分隨動模板一起運動漸漸將分型面打開，與此同時，在斜導(dǎo)柱16的作用下側(cè)抽芯滑塊從型腔中退出，碰到止動螺釘9不動，完成側(cè)抽芯動作，當分型面打開到60mm時，動模運動停止，在注塑機頂出頂出裝置作用下，推動推桿運動將塑件頂出，頂出過程中，斜頂桿21即頂出又抽芯，使內(nèi)側(cè)倒勾與型芯脫離。合模時，由于復(fù)位桿彈簧的作用使斜頂桿及頂桿7進行先復(fù)位，然后隨著分型面的閉合側(cè)型芯復(fù)位至型腔，即合模結(jié)束。
結(jié)論
畢業(yè)設(shè)計作為三年大學(xué)學(xué)習中極為重要的一部分，是衡量一個學(xué)生專業(yè)課水平的重要標志。畢業(yè)設(shè)計是我們所學(xué)課程的一次系統(tǒng)而深入的綜合性的總復(fù)習，是一次理論聯(lián)系實踐的訓(xùn)練，也是我們步入工作前的一次檢驗。
就我個人而言，通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我學(xué)習到了許多知識，對模具的設(shè)計與制造有了極為深刻的認識，是一次由理論向?qū)嵺`的飛躍，回顧一個多月的設(shè)計生活，讓我感慨頗深，主要體會有以下幾點：
1、扎實的基礎(chǔ)課，專業(yè)課是模具設(shè)計的基礎(chǔ)。
由于以前所學(xué)的課程難免有些理解不深，遺忘等，而本次設(shè)計又或多或少的用到了這些知識，從而迫使我認真扎實的學(xué)習了以前的課程，并加深了對這些課程的理解、真正有一種溫故而知新的感覺，如機械制圖中的各種線型的特點應(yīng)用，材料力學(xué)中的應(yīng)力校核，熱處理中各種材料與熱處理性能，公差配合與測量技術(shù)中公差的正確選用，模具的加工與制造技術(shù)。塑料模具的設(shè)計與制造步驟，模具材料的正確選用等。
2理論與實踐相結(jié)合的重要性
以前的學(xué)習中，基本上是純理論的學(xué)習，雖然有金工實習、畢業(yè)實習等實踐的體味，但卻停留在表面上，沒有進行過真正的設(shè)計，從而使理論與實踐嚴重脫節(jié)，而現(xiàn)在我們是在經(jīng)歷了金工實習、畢業(yè)實習后的一次真正的練兵。我認真回顧了以前所見所學(xué)的塑料模知識，在腦海里反復(fù)了思考了塑料模的步驟，然后開始到圖書館查資料作設(shè)計。在作設(shè)計的過程中，我才真正感覺到眼高手低的含義，同時也“窺一斑而知全豹”，自己的學(xué)習中的不足和薄弱環(huán)節(jié)暴露無遺，但是在老師們的幫助下以及自己的努力下，我終于克服了重重困難，使設(shè)計得以順利的進行。通過向老師們請教，我了解到設(shè)計要面向企業(yè)，面向市場的原則，畢業(yè)設(shè)計正是對實踐能力的一次強有力的訓(xùn)練，是我們獨立工作的前湊，將對我們以后的工作產(chǎn)生深遠的影響。
3、對模具設(shè)計中的安全性，經(jīng)濟性加深了認識
在設(shè)計工作中，要不斷對安全性進行分析，從操作者的角度進行設(shè)計，在設(shè)計中，需要考慮到模具的成本問題，經(jīng)濟效益是工業(yè)生產(chǎn)的前提，成本的高直接決定了產(chǎn)品的競爭力，故在設(shè)計中盡可能的選用標準件。
4、電腦成為設(shè)計中重要的輔助工具。
由于工件形狀復(fù)雜，在設(shè)計中計算塑件的體積出現(xiàn)了很大的難度，后經(jīng)蘇老師指點迷津，通過Pro/E繪圖和計算才得以解決。另外在繪零件和裝配圖時采用電腦也更方便快捷。采用電腦處理，精度高，方便快捷，在本次設(shè)計時，要求機械繪圖，電子文檔文本，從而對AUTOCAD的學(xué)習有了很大的進展，對WORD，WPS等各種文字處理工具有了更為熟練的操作，而模具CAD技術(shù)已成為該行業(yè)的發(fā)展趨勢，電腦終將成為設(shè)計的必備工具，這對提高學(xué)生的綜合素質(zhì)著極為重要的現(xiàn)在意義。
5、設(shè)計態(tài)度直接決定著設(shè)計質(zhì)量
畢業(yè)設(shè)計一般時間都足夠，但足夠的時間不一定都能設(shè)計出優(yōu)秀的模具。這就除了能力水平的問題外，極為重要的一點便是態(tài)度問題，作為學(xué)生必須要態(tài)度謙虛、工作認真、勤學(xué)好問、實事求是，才能正確對待設(shè)計，才有可能取得設(shè)計的圓滿成功。
總之，通過畢業(yè)設(shè)計使我對模具的設(shè)計與制造有了更深的認識，得到了許多有益的啟示，這對畢業(yè)后的過渡轉(zhuǎn)變有極重要的影響。在以后的工作中，我將繼續(xù)保持謙虛謹慎的工作作風，揚長避短，多與人交流，提高自己的個人素質(zhì)和技能積累經(jīng)驗，誠實守信，爭取在事業(yè)上更上一層樓，芝麻開花—節(jié)節(jié)高。
致謝
畢業(yè)設(shè)計是我學(xué)完大學(xué)全部課程之后，進行的一次系統(tǒng)的、綜合性的總復(fù)習，也是參加工作前的一次綜合訓(xùn)練，它直接關(guān)系到我們今后的模具設(shè)計能力。
感謝指導(dǎo)老師對我在本次畢業(yè)設(shè)計中給予的指導(dǎo)，通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對所學(xué)的科目有了更深一部的了解，平時存在的漏洞之處，在這次設(shè)計中得到了補充。在設(shè)計過程中，原老師，楊老師，翟老師及于老師都給予了大量的幫助，當我遇到不解的地方，老師都能耐心細致地給我們講解，即使是在老師課程安排得比較滿時，當時不能解決時，課下也會抽出時間給我們講解。作為您的學(xué)生，我再次向您致以最真誠的敬意。
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