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摘 要
分析了撥叉塑件的結構特點，敘述了該塑件的成型工藝、注射模的結構以及注射模的工作原理，其原理是：采用大水口模具結構，模具直接開模后，使用頂針推出產品脫模，模具復位由頂針板上的復位桿與定模板頂回來復位。提高了生產效率。
關鍵詞：撥叉；注射模
II
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Abstract
Analysis of the shifting fork structure characteristics of the plastic parts, describes the parts of the molding process, the injection mold structure and working principle of the injection mould for plastic, its principle is: with the flood die structure, die mold, thimble used to launch the product release mold reset by ejector plate return pin and the fixed template back against reset. Improve production efficiency.
key words: Die insert; Injection mould
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
1.1 塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展 1
1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位與作用 2
1.3 模具制造及其發(fā)展趨勢 2
1.4 塑料模具的分類 4
1.5 典型塑料注射模具的結構組成 5
1.6 畢業(yè)設計應達到的要求 6
2 塑件工藝分析 7
2.1 塑件材料及其工藝特性分析 7
2.2塑件結構工藝分析 8
3 注射機型號確定 10
3.1 計算塑件的體積和質量 10
3.2 塑件注射工藝參數(shù)的確定 10
4 注射模的結構設計 11
4.1 分型面選擇 11
4.2 確定型腔的排列方式 11
4.3 澆注系統(tǒng)設計 12
4.4 主流道設計 13
4.5 分流道設計 14
4.6 澆口設計 15
4.7 成型零件的結構設計 17
5 模具設計的有關計算 19
5.1型腔工作尺寸計算以及型芯工作尺寸計算 19
5.2 型腔側壁厚度計算和型腔底版厚度計算 19
5.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算 20
5.4 模具閉合高度的確定 25
6 注射機有關工藝參數(shù)的校核 26
6.1 注塑機和模具開模行程最大厚度獨立的 26
6.2 注射機的最大的開模的行程與模具的厚度的有關時的校核 26
6.3 注射量校核 27
6.4 其他相關尺寸的校核 27
6.5 注射壓力的校核 27
6.6 鎖模力的校核 28
6.7 注射機安裝模具部分的尺寸校核 28
7 繪制模具總裝配圖和非標零件工作圖 30
8 注射模主要零件加工工藝規(guī)程的編制 31
9 設計小結 32
致謝 33
參考文獻 34
VI
1 緒 論
1.1 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、增強劑、固化劑、填料及其它配合劑。
塑料制件在工業(yè)中應用日趨普遍，因為它的一系列特殊的優(yōu)點。塑料的化學穩(wěn)定性高，對酸、堿和許多化學藥品都有很好的耐腐蝕能力；塑料密度小、質量輕，塑料比強度高；大多數(shù)塑料的密度都1.0～1.4g/㎝3之間，相當于鋼材密度的0.11和鋁材密度的0.5左右，所以有以“塑代鋼”的優(yōu)點。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、硅酸鹽和纖維材料三大傳統(tǒng)材料之列，在國民經(jīng)濟中，塑料已經(jīng)成為各行各業(yè)不可缺少的材料之一。
塑料工業(yè)的發(fā)展階段可分為下面幾個階段：
初創(chuàng)階段 30年代以前，科學家研制分醛、硝酸纖維和聚酰胺等熱塑料，他們的生產方法是采用間歇法，生產方式是小批量生產。
發(fā)展階段 30年代到50年代前期，低密度聚乙烯、聚氯乙烯等的發(fā)現(xiàn)，奠定了塑料工業(yè)的基礎，為塑料的進一步發(fā)展開辟了道路。
飛躍階段 50年代中期到60年代末，塑料的產量不斷增加，質量不斷提高，成型技術更趨于完善。
持續(xù)增長階段 70年代以來，通過增強、共聚、共混、交聯(lián)、復合、填充和發(fā)泡等方法來改進塑料性能，提高產品質量，擴大應用領域，生產技術更趨合理。塑料整個工業(yè)向著自動化、連續(xù)化、產品系列化發(fā)展，不斷拓寬功能性和研發(fā)塑料的新領域。
我國塑料工業(yè)發(fā)展落后于西方很多國家，40年代只有賽璐珞和酚醛兩種塑料，年產只有200噸。50年代末，由于萬噸級聚氯乙稀裝置的投入生產和70年代中期引進建成投產的石油化工裝置，使塑料工業(yè)有了兩次跨越式發(fā)展。于此同時，塑料成型加工機械也得到了迅速的發(fā)展，工藝方法得到了改良，各種加工工藝措施都已經(jīng)完善。
塑料因為被不斷開發(fā)和應用，加之成型工藝的不斷發(fā)展成熟于完善，極大地促進了成型模具的開發(fā)于制造，而且產品的更新?lián)Q代周期也越來越短，對塑料和產量和質量提出了越來越高的要求。
現(xiàn)階段，聚苯乙烯泡沫塑料成為主流。
我國聚苯乙烯泡沫塑料的生產主要集中在東北、江浙及北京、天津、河北，且其中以中小型企業(yè)為多。2007、2008、2010、2011、2012年分別進行了五次絕熱用模塑聚苯乙烯泡沫塑料國家監(jiān)督抽查，產品合格率分別為為95.1%、96.3%、97.5%、97.5%、97.8%。產品質量穩(wěn)中有升，但還存在一定的問題。主要問題集中在表觀密度、氧指數(shù)、燃燒分級等。本次抽查發(fā)現(xiàn)，武漢市洪山區(qū)興達保溫材料廠一批次產品表觀密度項目不合格。
當聚苯乙烯泡沫塑料板密度不足時，如果用于建筑外墻外保溫將導致其抗拉強度低，滿足不了保溫系統(tǒng)自重及飾面荷載對其抗剪強度的承載要求，容易使聚苯乙烯泡沫塑料板中部被拉斷;同時聚苯乙烯泡沫塑料板密度不足也會導致保溫性能降低、吸濕性增加，影響建筑的保溫效果，聚苯乙烯泡沫板將起不到建筑節(jié)能保溫的作用。
目前，我國聚苯乙烯泡沫塑料生產企業(yè)約為2000家，聚苯乙烯泡沫塑料生產勢頭良好，質量不斷提高。但是大型企業(yè)數(shù)量較少。據(jù)悉，表觀密度是指單位體積的泡沫塑料在規(guī)定溫度和相對濕度條件下的質量。表觀密度在一定程度上影響其它物理性能指標，并直接反應產品的成本。
1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位與作用
首先，模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備，工業(yè)產品大批量生產和新產品開發(fā)都離不開模具，用模具生產制件所達到的四高二低（高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低耗能、低耗材）使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。 其次，人們常見的工業(yè)產品有60％—90％的零件需要用模具成形。模具精度低，則產品質量差，模具壽命低，則產品成本高?，F(xiàn)代模具業(yè)已成為技術密集型和資金密集型的產業(yè)，它與高新技術已成為相互依托的關系，一方面模具直接為高新技術產業(yè)化服務的不可缺少的裝備，另一方面模具本身又大量采用高新技術，因此模具制造已成為高新技術產業(yè)的重要組成部分。通過模具成形零件的快速、優(yōu)質、低耗、環(huán)保體現(xiàn)了國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略和科學發(fā)展觀。 最后，據(jù)國外統(tǒng)計資料顯示，模具行業(yè)的發(fā)展可帶動其相關產業(yè)發(fā)展的比例大約是1:100，即模具發(fā)展1億元，可帶動相關產業(yè)100億元。而2005年，我國模具企業(yè)的模具銷售總額約610億元。因此，模具產業(yè)的發(fā)展對國民經(jīng)濟的貢獻是巨大的。
1989年，國務院頒布了“當前產業(yè)政策要點的決定”，在重點支持改造的產業(yè)、產品中，把模具制造列為機械技術改造序列的第一位，它確定了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位。總之，努力盡快提高我國模具工業(yè)的整體科技水平并且趕上西方發(fā)達國家。
1.3 模具制造及其發(fā)展趨勢
模具是當今工業(yè)生產中使用極為廣泛的主要工藝裝備，是最重要的工業(yè)生產手段和工藝發(fā)展方向，一個國家工業(yè)水平的高低在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，模具工業(yè)的發(fā)展水平是一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。模具是當今工業(yè)生產中使用極為廣泛的主要工藝裝備，是最重要的工業(yè)生產手段和工藝發(fā)展方向，一個國家工業(yè)水平的高低在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，模具工業(yè)的發(fā)展水平是一個國家工業(yè)水平的重要標志之一。模具工業(yè)稱作“黃金工業(yè)”。?
國民經(jīng)濟的5大支柱產業(yè)分別為：機械、電子、汽車、石化、建筑。五大產業(yè)的發(fā)展無一不是要求模具產業(yè)的發(fā)展與之相適應。，模具是被專家稱為“效益放大器”，由模具產業(yè)創(chuàng)造的價值往往是其本身價值的幾十倍，幾百倍，甚至是幾千倍，幾萬倍。其生產水平的高低是衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標準，他也在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。?
模具是工業(yè)生產中最基礎的設備，是實現(xiàn)少切削和無切削的不可缺少的工具，廣泛用于工業(yè)生產中的各個領域，如汽車、摩托車、家用電器、儀器、儀表、電子等，它們中60%-80%的零件都需要模具來進行制造；高效大批量生產的塑料件、螺釘、螺母和墊圈等標準件也需要模具來生產；工程塑料、粉末冶金、橡膠、合金壓鑄、玻璃成型等更需要用模具來成型。
一副好的塑料產品模具與模具的設計、模具的材料及模具的制造有很大的關系?？傆^世界模具發(fā)展趨勢，塑料產品模具的發(fā)展可以總結為以下幾個方面：
1、模具標準化
為了滿足大規(guī)模成批生產塑料成型模具和縮短模具制造周期的需求，模具的標準化工作迫在眉睫，目前我國的模具標準化程度才達到了50%左右。當前的任務是重點研究開發(fā)熱流道標準元件和模具溫控標準裝置，精密導向件系列，精密標準模架，標準模板及模具標準件的先進技術和等向性標準化模塊等。
2、理論研究加強
隨著塑料制件的大型化和復雜化，塑料制件的模具重量達到數(shù)噸甚至十數(shù)多噸。這么大的模具，若只憑經(jīng)驗設計，很有可能會因設計不當而造成模具的報廢，大量人力物力財力被浪費，因此大型模具還是要向理論設計方面發(fā)展，比如模板強度、剛度的計算和充型流動理論的建立。
3、塑料制件的精密化、多型化
為了滿足各種工業(yè)產品的使用要求，塑料成型技術正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能夠將塑料制件尺寸公差保持在0.01～0.001㎜之間的成型工藝方法，其制件主要應用在電子、儀表行業(yè)。微型化的塑料制只能在微型設備上生產。目前，只有德國研究出只有0.1g注射量的微型注射機，而法國有17萬g注射量的超大型注射機，合模力為150MN；除此之外，日本等發(fā)達國家也有較先進的注射機。目前，國產大型注射機的注射量能夠達到3.5萬g，合模力為80MN。
4、新工藝的研制開發(fā)應用
隨著塑料成型技術的迅速發(fā)展，模具新材料、模具新工藝方面和模具加工新技術的開發(fā)已成為當前模具科研的主要任務之一。最近十幾年來，國內外在塑料整個行業(yè)投入了大量的資金，加大了研究力量，同時也取得了許多成果。例如：材料方面研發(fā)出馬氏體時效鋼、預硬鋼、耐腐蝕鋼等不同種類不同性能的材料；模具加工技術方面也廣泛應用電加工、仿形加工、數(shù)控加工及微機控制加工等技術。
令模具工業(yè)慶幸的是，模具CAD/CAM/CAE技術也進入了實用階段。
（1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術
模具CAD/ CAM/ CAE技術是模具設計的發(fā)展方向，制造業(yè)。隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD / CAM / CAE技術的普及已經(jīng)變得成熟，企業(yè)將加大CAD/ CAM技術培訓和技術服務工作;進一步擴大CAE技術的應用范圍。隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展正在使CAD / CAM/ CAE交叉跨地區(qū)，跨企業(yè)，跨學院促進了成為可能行業(yè)實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
（2）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描儀和掃描系統(tǒng)死于模型掃描提供或實物預期模型的處理需要大量的功能，大大縮短了制造周期中的發(fā)展模子。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在現(xiàn)有的CNC銑床和加工中心，高速數(shù)據(jù)采集，自動新一代的各種數(shù)控加工程序的，在不同的CAD數(shù)據(jù)式的模具制造行業(yè)的“逆向工程”.Die掃描系統(tǒng)已在汽車中得到成功應用，摩托車，家用電器等行業(yè)，將在發(fā)揮更大的作用“十五”時期。
加入WTO后，我國將獲得更加穩(wěn)定的國際貿易和經(jīng)濟合作的環(huán)境，這有利于中國的改革開放，有利于經(jīng)濟和貿易中國與其他國家和地區(qū)之間的合作，有利于世界經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。我國應恪守在法律和法規(guī)的制定WTO規(guī)則，提高透明度，減少行政干預;在市場開放方面，要逐步降低關稅，非關稅措施，如服務開通中國加入世貿組織也將提供一個更好，更穩(wěn)定所有國家和地區(qū)的市場準入機會。中國的投資環(huán)境將更加寬松，透明，穩(wěn)定，中國的利用外資將進一步拓展領域，中國的市場體系將更加完善和發(fā)展。國內和國外模具企業(yè)能獲得更多的機會和利益。
1.4 塑料模具的分類
按塑件成型方本法的不同可分為：
1、注射模 又稱注塑模。注射成型方法主要是通過注射機把粒狀塑料或粉狀塑料熔融后注射成型成塑料制品，它主要用于熱塑性和熱固性塑料。
2、壓縮模 又稱壓塑模。它主要是通過把預熱過的塑料直接壓入模具型腔，通過化學反應或物理反應，使塑料逐漸硬化成型。
3、壓鑄模 又稱傳遞模。在高壓、高速條件，將熔融合金下充型，并在高壓下冷卻凝固成形的精密鑄造。
4、擠出模 又稱擠出機頭。擠出成型是利用擠出機筒內的螺桿旋轉加壓的方式，連續(xù)地將塑化好的、呈熔融狀態(tài)的物料從擠出機的機筒中擠出成型。
5、氣動成型模 氣動成型模包括中空吹塑成型模、真空成型模、壓縮空氣
1.5 典型塑料注射模具的結構組成
塑料注塑成型模具主要用于成形熱塑性份，在近幾年的熱固性塑料模塑也一直廣泛使用。因為塑料注塑成型的廣泛適用性和外觀塑料件的成型方法的內在質量較好的生產效率特別高，所以注塑模具越來越引起人們的關注。該的合理性注塑模具的結構將直接影響成型質量，生產效率高，勞動強度，模具壽命和塑料的成本部分。典型的注射模具可以通過下面幾部分組成：
1、成型零件
成型零部件是指動、定模部分有關組成型腔的零件。比如成型塑件外表面的凹模和成型零件內表面的凸模以及各種成型桿、鑲件等等。
2、合模導向機構
合模導向機構是保證動模和定模在合模時準確對合，以保證塑件形狀和尺寸的精確度，并避免模具中其他零件發(fā)生碰撞和干涉。常用的合模導向機構是導柱和導套。
3、澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是熔融塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所流經(jīng)的通道，它包括主流道、分流道、澆口及冷料穴。
4、側向分型與抽芯機構
當塑件的側向有凹凸形狀的孔或凸臺時，在開模推出塑件之前， 必須先把成型塑件側向凹凸形狀的型芯從塑件上脫開，塑件方能順利脫模。
5、推出機構
推出機構是指分型后將塑件從模具中推出的裝置，又稱脫模機構一般情況下，推出機構由推桿、推桿固定板、推板、主流道拉料桿、復位桿及導向機構所組成。常見的推出機構有推桿推出機構、推管推出機構、推薦板推出機構等。
6、溫度調節(jié)系統(tǒng)
溫度調節(jié)系統(tǒng)又分為加熱和冷卻系統(tǒng)，它是為了滿足注射成型過程對要求
模具溫度，它的作用是保證順利充模塑料熔體及塑料件的固化。注塑模具設置循環(huán)冷卻或加熱設備被布置成根據(jù)所述品種塑料成型工藝來確定，冷卻系統(tǒng)通常是打開在模具通道，加熱系統(tǒng)則在模具內部或四周安裝加熱元件。
7、排氣系統(tǒng)
在注塑成型過程中，在氣體在模腔和塑料本身注塑工藝揮發(fā)出來的氣體排出，以避免它們在塑料熔體填充過程引起的通過氣孔或填充不滿的缺陷，往往需要打開排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)設置在分型面上有目的設置若干排氣槽，和多個推桿或可動芯和模具可與模板發(fā)揮作用進行匹配的廢氣。小型塑料制件由于排氣量不大，可直接利用分型面排氣。
8、支承零部件
用來安裝固定或支承成型部件及前述的各部分機構的零部件均稱為支承零部件。將支承零部件組裝在一起，可以組裝成注射模具的基本骨架。
1.6 畢業(yè)設計應達到的要求
通過這次畢業(yè)設計，我要達到學校對畢業(yè)設計的要求。同時，通過對撥叉注塑模具的設計，應達到如下目的：
1、掌握模具對注射機的要求
2、掌握各類成型模具的結構特點、設計工藝和計算方法
3、更深入了解撥叉注塑成型過程中的物理變化、化學變化
4、更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點
5、正確分析成型工藝對模具的要求
6、具有分析、解決成型現(xiàn)場技術技術問題的能力
1
摘 要
分析了撥叉塑件的結構特點，敘述了該塑件的成型工藝、注射模的結構以及注射模的工作原理，其原理是：采用大水口模具結構，模具直接開模后，使用頂針推出產品脫模，模具復位由頂針板上的復位桿與定模板頂回來復位。提高了生產效率。
關鍵詞：撥叉；注射模
Abstract
Analysis of the shifting fork structure characteristics of the plastic parts, describes the parts of the molding process, the injection mold structure and working principle of the injection mould for plastic, its principle is: with the flood die structure, die mold, thimble used to launch the product release mold reset by ejector plate return pin and the fixed template back against reset. Improve production efficiency.
key words: Die insert; Injection mould
第2章 塑料工藝分析
2 塑件工藝分析
2.1 塑件材料及其工藝特性分析
聚丙烯（Polypropylene，簡稱PP）是一種半結晶的熱塑性塑料。
2.1.1 基本工藝特性
聚丙烯無味、無色、無毒。外觀類似聚乙烯，但聚丙烯比聚乙烯更加透明。密度為0.90-0.91g/cm3。它不吸水、光澤好、易著色。
聚丙烯具有較高的耐沖擊性，機械性質強韌，抗多種有機溶劑和酸堿腐蝕。
定向拉伸后的聚丙烯可制作鉸鏈，其具有特別高的抗彎曲疲勞強度，就像用聚丙烯注射成型的一體鉸鏈(蓋和本體合一的各種容器)，經(jīng)過7×107次開閉彎折卻未產生毀壞現(xiàn)象。
聚丙烯的熔點為164℃～170℃，耐熱性能好，能夠在100℃以上的溫度中進行殺菌消毒。聚丙烯耐低使用溫度可達-15℃，當溫度低于－35℃時會脆裂。聚丙烯在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。密閉,陰涼干燥處保存，確保有良好的通風。聚丙烯的高頻絕緣性能好，而且由于其不吸水，絕緣性能不受濕度的影響。
2.1.2 成型工藝條件
1、結晶料，吸濕小，可能會出現(xiàn)熔體破裂，遇水易分解的長期接觸
2、流動性是優(yōu)秀的，溢出值為0.03mm左右
3、聚丙烯的熱容量大，注塑模具的設計必須全面開展了冷卻回路的冷卻;冷卻速度快，而澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應緩慢加熱
4、成型收縮率范圍，高收縮，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形，方向性強
5、要注意控制成型溫度，進給方向
6、塑料件要均勻壁厚，缺口，避免尖銳角落
7、注射壓力：60-100.1MPa
2.1.3 用途
聚丙烯的消費方式受各地區(qū)工業(yè)結構的影響，因地區(qū)而不同。一般說，注塑應用占工業(yè)化國家消費的主要份額，特別是在那些汽車工業(yè)發(fā)達的國家和地區(qū)。農業(yè)國在工業(yè)化發(fā)展的早期階段,纖維用比重更大，主要用作編織袋、防水布等。在工業(yè)化國家，耐用消費品，如汽車、家電和地毯約占聚丙烯最終用途50%。這些市場的消費量受經(jīng)濟發(fā)展周期性和消費水平的影響很大。取決于各種應用的具體要求，聚丙烯也在與其它熱塑性塑料競爭，這些塑料是：（1）在交通和家電等領域使用的ABS；（2）在交通、地毯面紗和無紡布中使用的尼龍；（3）在家用品、消費品、硬包裝、薄膜和電線電纜中使用的聚乙烯；（4）在硬包裝和家用電器中使用的聚苯乙烯；（5）在薄膜、硬包裝和地毯面紗中使用的PET；（6）在薄膜和醫(yī)療用品中使用的PVC。聚丙烯的應用范圍寬，領域多，幾乎沒有一種應用可以超過聚丙烯總市場份額的25%。?
我國生產的聚丙烯中，用于編織袋的扁絲料約占我國聚丙烯產量的50%以上。從我國1997年各種聚丙烯制品的供需結構看，扁絲料基本滿足需求（國內產品滿足率87%），但薄膜料國內滿足率僅30%；注塑料國內滿足率不到10%。國內生產的注塑料大部分是均聚物（美國注塑料共聚物和均聚物的比例大致為2：1），只能用于日用品等對性能要求不高的產品。從表5列出的國產料和進口料的專用料比例看，進口料的專用料比例明顯高于國產料。從進口牌號的性能看，有相當數(shù)量的聚丙烯進口牌號是MI高的薄壁注塑牌號和纖維、無紡布牌號。?
與世界發(fā)達國家的應用情況相比，我國注塑（特別是汽車）和纖維（特別是無紡布）用聚丙烯還應有很大潛在的市場空間。
2.2塑件結構工藝分析
2.2.1 結構分析
（1）外形尺寸： 該塑件壁厚較均勻，但塑件整體尺寸不大。塑料熔體的流程不太長，適用于注射成型，零件尺寸見圖-1：
2）精度等級： 每個尺寸的公差都不一樣，有的屬于一般精度，有的有較高精度要求的，就按實際公差進行計算。
（3）脫模斜度： PS屬于熱塑性塑料，成型收縮率較小，查相關資料，選擇該塑件統(tǒng)一脫模斜度為2°
2.2.2 尺寸精度分析
塑件沒有重要的尺寸，5至6尺寸精度。從上述分析看出，部件的尺寸精度是低精度，對應于該部位的大小的模具加工可以被保證。塑料件簡單的形狀，是一個薄圓產品，墻厚度，最大為2毫米，其最小壁厚為1.3毫米和一約和更均勻的壁厚，以便從促進成形的塑料件，塑料精度準確流暢擠壓一般。即塑件的精度等級是MT3級。
2.2.3 表面質量分析
表面與所述部件的除了要求的表面沒有缺陷，毛刺，沒有特殊的表面品質的要求，這是更容易實現(xiàn)。上述分析的基礎可在注射過程中可以看出的井控制參數(shù)形成要求份的條件下可以得到保證.
2.2.4 方案
開模后頂針直接頂出較為合理。
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第3章 注射機型號確定
3 注射機型號確定
3.1 計算塑件的體積和質量
（1）注射量的計算： 通過三維軟件建模設計分析算得：
塑件體積：V=1.5 cm；
塑件質量：m=ρV=1.57g；
式中，ρ參考表-1：選取ρ=1.05g／cm。
（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算： 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能準確確定的數(shù)值，但可以根據(jù)經(jīng)驗按塑件體積的0.2～1倍來計算。在本設計中，澆注系統(tǒng)凝料按塑件體積的0.4倍來計算。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和塑件體積之和）為：
V=V（1+0.4）=2.1 cm；
（3）選擇注塑機： 根據(jù)第二步的計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積為2.1cm。利用公式：
V= V／0.8=2.63cm；
本設計為一模三嗆故 V=7.89cm2
根據(jù)以上計算，初步選擇公稱注射量cm的SYS-10（立式）螺桿式注射機
3.2 塑件注射工藝參數(shù)的確定
查書《塑料成型工藝與模具設計》47頁表3-1中各種塑料的注射工藝參數(shù)，選用螺桿式注射機各溫度為
噴嘴溫度：170～190 模具溫度：40～80
料筒溫度：前段：180～200 中段：200～220 后段：160～170
第4章 注射模的結構設計
4 注射模的結構設計
注射模結構設計主要包括；成型零件、合模導向機構、澆注系統(tǒng)、側向分型與抽芯機構、推出機構、溫度調節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和支承零部件等。
4.1 分型面選擇
為了從關閉模腔取出塑料件，以便除去鑄造系統(tǒng)，或在為了滿足的要求模具的動作，模具必須被分離，可以將這些從分離表面可被稱為分型面。的表面塑料部分從空腔分離，以形成塑料的表面部分。這是合理的選擇在塑料部分的位置模具型腔，這將直接影響到整體的復雜性模具的結構。一般應盡量避免橫向和模具分型和抽芯，模具的垂直或傾斜方向結構盡可能簡單。在選擇分型面位置時，應注意以下幾點：
1） 分型面應在塑件外形最大輪廓處；
2） 便于塑件順利脫模；
3） 保證塑件的精度要求；
4） 滿足塑件的外觀要求；
5） 便于模具加工制造；
6） 減少塑件在合模分型面上的投影，靠鎖模避免漲模溢料等現(xiàn)象；
7） 有利于排氣；
模具設計中的模具設計中，選擇分型面是非常重要的，這就決定了模具結構的設計。根據(jù)分型面和塑件的成形原理，選擇分型面進行選擇。，采用平直分型面，分型面的位置和形狀如圖2所示。
圖2 平直分型面示意圖
4.2 確定型腔的排列方式
（1）型腔數(shù)量的確定： 該塑件采用的精度一般在7~8級之間，且為大批量生產，采用一模三腔。同時?？紤]到塑件尺寸、模具結構尺寸的大小關系，以及制造費用和各種成本費用等因素，初步定為一模三腔的結構形式。
（2）模具結構形式的確定： 從上面的分析可知，本模具的設計為一模三腔，，根據(jù)塑件結構形狀，推出機構采用推桿推出形式。澆注系統(tǒng)設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用潛伏式澆口。塑件側面有小孔，需要有側抽裝置，再打開分型面，故由上綜合分析可確定選用一次分型的注射模。
圖3 型腔排列方式示意圖
撥叉塑件有側向抽芯，這種排列方式的最大優(yōu)點是材料流經(jīng)長度比較短，容易填滿型腔，成型周期時間短。
4.3 澆注系統(tǒng)設計
澆注系統(tǒng)設計不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量有很大的影響，而且還與塑件所用的塑料原件的利用率、成型后的生產效率等有關系，因此澆注系統(tǒng)設計是在設計中占據(jù)了很重要的而地位。
為將液態(tài)金屬引入鑄型型腔而在鑄型內開設的通道。澆注系統(tǒng)包括：①澆口杯。承接澆包倒進來的金屬液,也稱外澆口。②直澆口。聯(lián)接外澆口和橫澆口,將金屬液由鑄型外面引入鑄型內部。③橫澆口。聯(lián)接直澆口，分配由直澆口來的金屬液流。④內澆口。聯(lián)接橫澆口，向鑄型型腔灌輸金屬液。
澆注系統(tǒng)的作用是：控制金屬液充填鑄型的速度及充滿鑄型所需的時間;使金屬液平穩(wěn)地進入鑄型,避免紊流和對鑄型的沖涮;阻止熔渣和其他夾雜物進入型腔;澆注時不卷入氣體，并盡可能使鑄件冷卻時符合順序凝固的原則。內澆口的總截面積、橫澆口的總截面積和直澆口的總截面積是澆注系統(tǒng)的重要參數(shù)。根據(jù)內澆口、橫澆口、直澆口的各自總截面積的比例不同，澆注系統(tǒng)分為開放式和封閉式兩種。這里所說的截面積都是指與液流方向垂直的最小截面面積。當內澆口的總截面積最小時，澆注開始后整個澆注系統(tǒng)很快就充滿了金屬液，有利于阻止熔渣及夾雜物進入型腔，這種澆注系統(tǒng)通常稱為封閉式澆注系統(tǒng)，一般都優(yōu)先采用。當橫澆口或直澆口的總截面積小于內澆口的總截面積時，澆注過程中金屬液不會完全充滿澆注系統(tǒng)，這種澆注系統(tǒng)通常稱為開放式澆注系統(tǒng)，僅在特殊工藝采用。
澆口杯的作用是將澆包傾注的液態(tài)金屬導入直澆口。小型鑄件的澆口杯大都為漏斗形，上口的直徑應是直澆口的 2倍以上，而且一般都在造型時直接在鑄型上做出。中型以上的鑄件，澆口杯常為盆形，一般都單獨做出后置于鑄型上面。質量要求高的鑄件還要在澆口杯中設置特殊的集渣裝置。
4.4 主流道設計
根據(jù)資料書籍《塑料成型工藝與模具設計》103頁表4-2查得常用國產注射機的規(guī)格和性能
型號XS-ZS-22(臥式) 注射機噴嘴的相關尺寸為噴嘴前端孔徑d0=Φ3.5mm；噴嘴前端球面半徑R0=12mm。則主流道主要尺寸可根據(jù)如下計算獲得：
主流道小端直徑d=d0+(0.5～1) mm＝3.5mm；
主流道球面半徑R=R。+（1～2）mm＝16mm；
球面配合高度ｈ＝3～5㎜，?。瑁?㎜；
主流道錐角α＝1°～6°，取α＝1°；
主流道長度Ｌ≤60㎜，?。蹋?0.5㎜；
主流道大端直徑D=5.84mm
主流套材料：T10A，熱處理：HRC50～55
在主流道的出料端設計一個半徑r=4 mm的圓弧過渡使熔料能順利進入分流道，。
1）主流道襯套設計如圖4所示
圖4澆口套形式及尺寸
2）主流道襯套的固定
澆口套與模板間采用H7/m6的過渡配合的配合方式，澆口套與定位圈采用H9/f9的配合
4.5 分流道設計
圓形截面分流道的缺點：到表面為界的處理被分為兩半以進行處理，以凝結材料擠出，差，這種加工工藝，模具閉合難以保證2半圓的對準
梯形截面分流道的優(yōu)點：常見的分流道的截面形狀有圓形，半圓形，橢圓形和梯形，U形和矩形截面，但以梯形截面最為常用。恰當合理的分流道形狀和尺寸應根據(jù)制品的體積，壁厚，形狀復雜程度，模腔的數(shù)量以及所用塑料的性能等因素綜合考慮。分流道長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置。從輸送熔體時的減少壓力損失和熱量損失的要求出發(fā)，應力求縮短。分流道斷面尺寸取決于多種因素，其中包括塑件重量和壁厚，塑料粘度和分流道本身的長度。分流道斷面積應能保證型腔充滿并補充因腔內塑料收縮所需的熔體后方可冷卻凝固。因此，分流道端面直徑或厚度應大于塑件厚度。常用塑料注塑件分流道斷面尺寸推薦范圍，其數(shù)據(jù)是根據(jù)長期經(jīng)驗積累并試驗積累并經(jīng)試驗驗證的。在這里選用梯形分流道，此種截面是拋物線形截面的變形，與此兩種截面相比，熱損失大，但便于分流道的加工及刀具選擇，因此也是最常用的形式。
相比于上述兩種形式，然后再考慮處理的經(jīng)濟性，使用該導流通道的梯形橫截面的更符合設計要求，所以在模具設計中的梯形橫截面流的形式流 渠道。分流道截面形狀如圖5所示。
圖5 分流道截面形狀
經(jīng)查表計算 取H=5mm L= 22mm b＝6mm
4.6 澆口設計
根據(jù)成型塑料部件和腔體結構中，側澆口為理想的要求。設計選擇，從壁厚為2mm的飼料，以及使用插入型芯的模具的結構，有利于排氣。
圖6澆口形式
根據(jù)要求和特點，結構和塑料部件成型的質量和技術的技術，和塑料的綜合分析熔體在模具中流動，形成條件澆口位置選擇。通?？煽紤]一下原則：
1） 盡量縮短流動距離；
2） 在塑件壁厚最厚處開設澆口；
3） 必須盡量減少或避免熔接痕；
4） 利于型腔中廢氣的排除；
5） 考慮分子定向的影響；
6） 避免產生噴射和蠕動；
7）的柵極不承受彎曲和沖擊載荷的位置;
8）的柵極的位置應該考慮塑料件的外觀質量;
4.7 成型零件的結構設計
4.7.1 凹模的結構設計
（1）凹模零件的結構設計： 凹模是成型制品的外表面的成型零件，按凹模結構的不同可將其分為整體式和整體嵌入式，組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件的分析本設計采用整體式凹模，如圖-5所示：
圖-5 凹模
根據(jù)上圖成型型腔是在定模板上這一情況，根據(jù)流道和澆口的設計要求，澆道和澆口被在固定模型板與固定模內核設置。
3.7.2 凸模結構設計
凸模的結構設計（型芯）：凸模是成型件內表面的成型零件。通常分為整體式和組合式兩種類型，通過對塑件的結構分析可知，選用組合式，其結構如圖-6：
圖-6 動模型芯
根據(jù)對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生產，所以構成型腔的整體式凹模鋼材選用T10A鋼。對于動模型芯來說，由于脫模時與塑件的磨損嚴重，選用20CrMnTi模具鋼材料來滿足要求。
第5章 模具設計的有關計算
5 模具設計的有關計算
本模具均采用平均法計算中成型零件工作尺寸計算。查《塑料模設計手冊》知：PP的收縮率為1.0%-2.5%，故平均收縮率為Scp=(1.0+2.5)/2=1.75%,而且考慮到模具的制造的現(xiàn)場條件，模具的公差采用δ=△/3。
5.1型腔工作尺寸計算以及型芯工作尺寸計算
查書籍資料《塑料成型工藝與模具設計》189頁的表4.4-5按平均收縮率計算模具成型零件工作尺寸的公式表得到
型腔徑向尺寸
Dm＝【(1+Scp)d-x)】=17.12 （x＝0.75）
型芯徑向尺寸
dm＝【(1+Scp)D-x)】＝14.08 （x＝0.75）
型腔深度尺寸
Hm＝【(1+Scp)h-x)】=16.14 （x＝0.6）
型芯高度尺寸
hm＝【(1+Scp)H+x)】＝7.5 （x＝0.6）
中心距 Lm＝【(1+Scp)L)】
型腔內凸臺（孔的中心線）至側壁距離為
Lm＝【(1+Scp)L)】
型芯上凸臺（孔的中心線）至側壁距離為
Lm＝【(1+Scp)L)】
5.2 型腔側壁厚度計算和型腔底版厚度計算
在塑料制品的成型過程中，塑料的腔中熔化，以產生高的壓力，使所述空腔的變形，甚至斷裂?？涨坏淖冃?，不僅影響塑件的尺寸精度，但也可具有分割之間的間隙，一閃一閃的形成。的變形過大，甚至影響塑料。為了確保模具的強度和剛性，可根據(jù)結構體的應力狀態(tài)和模具的必要的強度，剛度的計算。大型模具，應根據(jù)基于小型模具剛度計算，具有強度計算。
5.2.1 壁厚的計算
查書籍資料《塑料模具設計師指南》和《塑料成型工藝與模具設計》156頁
按剛度條件計算
p------型腔內的塑料的熔體的壓力，取p =60MPa
h1-----型腔側壁高度 H1=8.04
E------型腔材料彈性模量
中碳鋼E＝2.1×100000MPa
[δ] 按書籍資料《塑料模具設計師指南》的表4.4-13算
取S＝29.91
1） 型腔底板厚度計算
查《塑料成型工藝與模具設計》157頁
按強度計算
取P＝60MPa r＝8.5mm
[δ]------模具的強度的計算的許用應力，一般采用中碳鋼[δ]＝160MPa
計算得：h＝21.96mm
5.3斜導柱尺寸計算
①斜導柱的直徑設計
d=
式中 Fc是滑塊的抽拔力；
Hw是滑塊受的脫模力作用線與斜導柱固定板的距離；
[α]是斜導柱所選材料的許用彎曲應力
帶入公式得，d=12.65mm
根據(jù)斜導柱標準，選用d=12mm
②斜導柱長度的設計
此模具側抽芯屬于平面?zhèn)瘸?。平面?zhèn)瘸闀r斜導柱總長和開模行程參數(shù)如圖7所示。
圖-7 平面?zhèn)瘸闀r斜導柱總長及開模行程參數(shù)
抽拔圓孔斜導柱的斜角為α=20°，抽芯距離S=3.6mm，斜導柱直徑d=12mm。斜導柱臺階D=16mm，則斜導柱總長
L= L1 +L2 +L3 + L4+ L5=Dtanα/2+h/cosα+S/sinα+dtanα/2+(5～10)
=55mm
合模導向機構對于塑料模具是不可少的部件，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，必須導向，導向機構主要有定位、導向、承受一定側壓力三個作用。定位作用是為避免模具裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確的形狀，不至于因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均，或者模型失敗；導向作用是在動定模合模時，首先導向結構接觸，引導動定模正確閉合，避免凸?；蛐托咀矒粜颓?，損壞零件；承受一定的側壓力指塑料注入型腔過程中會產生單向側壓力，或者由于注射機精度的限制，使導柱在工作中承受一定的側壓力。
（1）導柱導向機構
導柱對合導向機構在注塑模中應用最普遍，包括導柱和導套兩個零件，分別安裝在動模和定模的兩半部分。
① 導柱設計
導柱可以安裝在動模一側，也可以安裝在定模一側，但更多的是在動模一側。因為作為成型零件的主型芯多安裝在動模一側，導柱與主型芯安裝在同一側，在合模時可以起保護作用。導柱的機構有兩種，本設計中采用拉桿導柱。
圖-8 導柱
導柱直徑尺寸隨模具分型面處模板外形尺寸而定。
② 導套設計
本設計中導套安裝在定模一側，采用帶頭導套，其尺寸根據(jù)導柱直徑而定。
圖-9 帶頭導套
5.4 模具閉合高度的確定
根據(jù)在支持和固定部分的設計所提供的數(shù)據(jù)，在模具閉合高度為H=H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7
= 20+15+25+25+25+50+20=180 mm
第6章 注射機有關工藝參數(shù)的校核
6 注射機有關工藝參數(shù)的校核
為了便于除去部件的模具后，需要有足夠的距離模具中，注射機開模行程是有限的。因此，檢查模具設計必須打開行程注塑機。用于鎖定注塑機的夾緊機構以不同的形式，最大開口中風和一些與相關模具的厚度，部分用叔的厚度
6.1 注塑機和模具開模行程最大厚度獨立的
用于注射的機械的油壓機械夾緊機構并通過肘節(jié)機構的最大開啟行程，并決定一個夾緊用液壓缸行程，不會被模具的厚度的影響，模具厚度的變化可以通過注射機和模具厚度調整裝置，以調整，使距離和厚厚的實際模型相適應的注射電機固定模板。因此，檢查只會使注塑機開模行程超過所需的最大開距更大，
即
S最大≥S
式中S最大，所以注射機的最大的開模得到行程，mm
S是模具的所需要的開模的距離，mm
6.2 注射機的最大的開模的行程與模具的厚度的有關時的校核
在側向抽芯的最大開啟行程，使用時側向核心開啟動作完成拉動和檢查開模行程模具需要，應考慮需要拉動側向核心的開啟行程。
如果一個完整的側抽芯要求的開啟行程慧聰，慧聰= H1 + H2，HC對開啟行程沒有影響，用smax =sk- Hm≥H1 + H2 +α+(5~10)mm公式進行校核。
所以當Hc≥H2+ H1時，可用Hc代替前述的校核的公式中的H2+ H1進行校核。
式中Sk為注射機的與固定的模板的之間的最大的開距, 單位為mm
Hm為模具的厚度,單位為 mm
本模具的外形尺寸為160mm×200 mm×180 mm。而XS-ZS-22型的注射機的模板的最大的安裝的尺寸為250 mm×280 mm，故XS-ZS-22型的注射機能使用安裝模具。
因為上述的通過計算模具的閉合高度為H=180 mm，XS-ZS-22型注射機所允許模具的最大厚度為180 mm，最小厚度為60mm，即注射機能滿足Hmin ≤H ≤ Hmax 安裝要求。
查表得XS-ZS-22型的注射機的最大開模行程為S=160mm，滿足下列出件要求：
S≥H 1+H2+α+（5～10）
=17 mm+16 mm+（5～10） mm
=（38~43） mm
H1---制品的推出距離 H2-----制品的總高度
可見，注射機的開模行程足夠。
6.3 注射量校核
模腔可以充滿允許注射機，模具設計的最大噴射量密切相關，注塑模具應確保溶解在實際注射機的總的最大注射體積所要求的范圍。根據(jù)生產經(jīng)驗，注射機的最大噴射量的最大允許噴射量（額定注射體積）的80％：
m1—單個塑件的質量或體積
m2—澆注系統(tǒng)所需塑料質量或體積
m—注射機最大注射量
nm1 + m2≤80%m
m1= 1.68mL m2=2.92mL
nm1+m2 = 6.72+ 2.92＝9.64（mL）
m=22(mL)
22×80%=17.6mL
可見，注射機最大注射量足夠
6.4 其他相關尺寸的校核
Hmin< H < Hmax
Hmin—注射機允許的最小模厚
Hmax—注射機允許的最大模厚
H—閉合高度
Hmin =60mm < H=180mm < Hmax =180mm符合要求。
6.5 注射壓力的校核
由壓力損失因素決定所需塑料成型注射壓力如品種注塑機，噴嘴類型，形式的，該塑料部件的結構和澆注系統(tǒng)的形狀和大小。塑料，壁薄，塑料件漫長的過程的粘度，注射壓力應該更大。柱塞式注塑機是螺旋型的壓力損失，注射壓力也需要更多的。
成型所需的注射壓力P=60MPA
XS-ZS-22注射機額定注射壓力75MPA
PE≥PZ 注射機壓力足夠。
6.6 鎖模力的校核
注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設計模具時必需滿足下面關系：
nＡ1+Ａ2<Ａ
Ａ=4×53.38+102.35=315.87㎜2<90cm2
在注塑機，以實現(xiàn)最大成型面積使用（㎜2）;
在表面上的模具（㎜2）的A 1的單片型塑料投影面積;
A2 - 型澆注系統(tǒng)的模具（㎜2）的表面上的分割投影面積
為了可靠地鎖模，不使在溢流現(xiàn)象成形過程中，應使塑料熔化物中的塑料部件和在該地區(qū)的子表面投影澆注系統(tǒng)和產品腔的成型壓力低于注塑機額定鎖模力，即：
(nＡ1+Ａ2)P
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