放音機(jī)機(jī)殼注射模設(shè)計(jì)(論文+DWG圖紙),放音機(jī),機(jī)殼,注射,設(shè)計(jì),論文,dwg,圖紙
目 錄
摘要………………………………………………….2
第一章 概述…………………………… …….........2
27
第二章 產(chǎn)品分析………………………………....5
第三章 模具結(jié)構(gòu)方案的確定....................................7
第四章 模具各部分的設(shè)計(jì)..........................................7
第一節(jié) 型腔數(shù)量及排列方式...................................................7
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(jì).........................................8
第四節(jié) 成型零件的設(shè)計(jì)..........................................................11
第五節(jié) 合模導(dǎo)向機(jī)械的設(shè)計(jì)...........................................20
第六節(jié) 推出機(jī)械的設(shè)計(jì).....................................21
第七節(jié) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)械的設(shè)計(jì).................22
第八節(jié) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì).....................................26
第五章 選取模架和注射機(jī)及其工藝參數(shù)的校核....27
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 總結(jié)................................................................30
第八章 致謝...............................................................32
參考文獻(xiàn)..............................................................33
放音機(jī)機(jī)殼注射模設(shè)計(jì)
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)，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，可自動(dòng)抽芯復(fù)位提高生產(chǎn)力。
關(guān)鍵詞：注射模；斜滑塊；抽芯。
Playback machine machine the hull inject the mold design
Introduced the playback machine machine the hull of type craft and inject the mold. construction, for the sake of the solution system pull outing of the bore of a three ,on the sideses core pulling adopted the slanted pillar the plastic direction with were realized , molding tool to pull out the pulling construction and spring coil to pull out the core construction to combine.together, and can automatically pull out the core mould to increase the productivity.
Key words:injection mould;slanted slide;core pulling
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(jiǎn)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(duì)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(guó)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(gè)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(zhǎng)階段 70年代以來(lái)，通過(guò)共聚、交聯(lián)、共混、復(fù)合、增強(qiáng)、填充和發(fā)泡等方法來(lái)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(dòng)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(guó)塑料工業(yè)發(fā)展較晚。50年代末，由于萬(wàn)噸級(jí)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(shí)，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(lái)越短，對(duì)塑料和產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。
二、 塑料成型在工業(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(guó)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(jì)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(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基礎(chǔ)”，日本則稱“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的勞動(dòng)力”。
今年來(lái)，我國(guó)各行業(yè)對(duì)模具的發(fā)展都非常重視。1989年，國(guó)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(guó)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)。
三、 塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
一副好的塑料模具與模具的設(shè)計(jì)、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(shì)可以簡(jiǎn)單地歸納為一下及個(gè)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(guó)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)模架等有一下14個(gè)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(jì)制造的發(fā)展趨勢(shì)。
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?？梢杂米⑸淠＞咭淮纬尚?。
2、由上述分析，選產(chǎn)品的材料為ABS。ABS的成型特點(diǎn)為：在升溫時(shí)粘度增高所以成型壓力較高。塑料上的脫模斜度宜取稍大值。ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力。在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。ABS的流動(dòng)性中等。
3、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(shí)間（s）
3~5
保壓時(shí)間（s）
15~30
冷卻時(shí)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(jí)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(jí)4級(jí)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
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(jì)
第一節(jié) 型腔數(shù)量及排列方式
考慮到塑料制件的生產(chǎn)批量不大，交貨期長(zhǎng)，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(jiǎn)單、緊湊，設(shè)計(jì)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
遵循分型面的選擇原則：
（1）、分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
（2）、確定有效的留模方式，便于塑件順利脫模。（應(yīng)使塑件留在動(dòng)模內(nèi)）。
（3）、保證塑件的精度要求。
（4）、保證塑件的外觀質(zhì)量要求。
（5）、易于加工制造，易于排氣等。
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(jì)
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(jì)
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(dòng)通道。
主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。錐角為2°到6°，表面粗糙度Ra<0.8μm。由于主流道部分在成型過(guò)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(duì)材料的要求較高，因而模具的主流道部分設(shè)計(jì)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。
（1）、主流道的尺寸如下表：
符號(hào)
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
?。瞣～６o
Ｌ
主流道長(zhǎng)度
盡量≤60
D
主流道大端直徑
d+2Ltgα/2
(2)、主流道襯套的型式
采用主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式。
二、分流道的設(shè)計(jì)
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(dòng)通道。
（1）、分流道的形狀及尺寸
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(zhǎng)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(dòng)性為中等，故分流道的直徑一般取中間值。但考慮到截面過(guò)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(zhǎng)冷卻時(shí)間。但若截面過(guò)小，會(huì)降低單位時(shí)間內(nèi)輸送的塑料熔體流量，使填充時(shí)間延長(zhǎng)，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(zhǎng)度
分流道要盡可能地短，且少折彎，便于注射成型過(guò)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。
（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(dòng)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=1.6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(dòng)時(shí)具有適宜的剪切率和剪切熱。
三、澆口的設(shè)計(jì)
澆口是連接分流道與型腔的通道。直接澆口雖然具有流動(dòng)阻力小、料流速度快及補(bǔ)縮時(shí)間長(zhǎng)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。
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(dòng)化操作，但壓力損失過(guò)大，收縮大，塑件易變形，同時(shí)在定模部分需另加一個(gè)分型面，以便燒口凝料脫模。因此用點(diǎn)澆口也不是很理想。
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(shí)的剪切速率及澆口封閉時(shí)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(duì)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(huì)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(duì)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(jì)
冷料穴是用來(lái)接收冷料，防止冷料進(jìn)入燒注系統(tǒng)的流道和型腔，同時(shí)還是在開模時(shí)將主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在動(dòng)模一側(cè)，便于脫模的功能。
冷料穴設(shè)計(jì)在主流道對(duì)面的動(dòng)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(jì)
分析塑件的結(jié)構(gòu)，模具的結(jié)構(gòu)，可利用推桿、活動(dòng)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(jì)
一、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
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(huì)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(jiǎn)單的中、小型模具上。
方案二：底部鑲拼式凹模，為了便于機(jī)械加工、研磨拋光和熱處理，形狀復(fù)雜的型腔底部設(shè)計(jì)成鑲拼式。
綜上所述，采用底部鑲拼式凹模，簡(jiǎn)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。
因此采用方案二，把凹模做成底部鑲拼式凹模。如下圖：
2、凸模和型芯
凸模和型芯是成型塑件內(nèi)表面的零件。凸模一般是指成型塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件又稱主型芯；型芯一般是指成型塑件上較小孔槽的零件。
主型芯也可分為整體式和組合式兩種。
方案一：采用整體式主型芯，結(jié)構(gòu)牢固，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?jiǎn)單的型芯。
方案二：采用將型芯單獨(dú)加工，再鑲?cè)肽０逯?。采用通孔凸肩式，凸模用臺(tái)肩和模板連接，再用墊板螺釘緊固，連接牢固。
通過(guò)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(gè)互相靠近的不型芯，用凸肩固定時(shí)，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(tái)階孔加工成大圓臺(tái)階孔或長(zhǎng)腰圓形臺(tái)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(jì)算
1、型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算
以下計(jì)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(jí)別較低時(shí),取x=0.5 ;當(dāng)塑料制件尺寸較小,精度級(jí)別較高時(shí),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(jí)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(hào)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(hào)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(hào)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(jì)算
C=(1+S)*Csδz/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(hào)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%)*42.50.070/2=42.730.035mm
C75.3=(1+0.55%)*75.30.095/2=75.710.0475mm
取C73.5=75.710.048mm
C103=(1+0.55%)*1030.125/2=103.570.0625mm
取C103=103.570.063mm
C78=(1+0.55%)*780.095/2=78.430.0475mm
取C78=78.430.048mm
C108=(1+0.55%)*1080.125/2=108.590.0625mm
取C108=108.590.063mm
C6=(1+0.55%)*60.035/2=6.030.0175mm
取C6=6.030.018mm
C18=(1+0.55%)*180.050/2=18.100.025mm
C32=(1+0.55%)*320.065/2=32.180.0325mm
取C32=32.180.033mm
C58=(1+0.55%)*580.080/2=58.320.040mm
C60=(1+0.55%)*600.080/2=60.330.040mm
4、模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算與確定
①型腔側(cè)壁厚計(jì)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(duì)于一些主要成型零件應(yīng)按其受力情況作必要的計(jì)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(duì)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(guò)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(jì)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(zhǎng)邊尺寸l=114.88mm，短邊尺寸為b=88.77mm,故在此按強(qiáng)度條件計(jì)算。
查參考文獻(xiàn)[1]，得按強(qiáng)度條件型腔側(cè)壁的計(jì)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(zhǎng)邊長(zhǎng)（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(jì)算，其厚度即為模座板的厚度。
5、動(dòng)模支承板厚度的計(jì)算
動(dòng)模支承板兩端由模腳支撐著，動(dòng)模支承板在成型壓力作用下發(fā)生變形時(shí)，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(dòng)模支承板，當(dāng)已選定的動(dòng)模支承板厚度通過(guò)校驗(yàn)不夠時(shí)，可在支承板和動(dòng)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(lái)確定動(dòng)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(dòng)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(jì)
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)形式采用帶頭導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。
①導(dǎo)柱的長(zhǎng)度 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分的長(zhǎng)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(tái)形。
③導(dǎo)柱的材料 采用T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為50~55HRC。
④數(shù)量及布置 采用等直徑的4根導(dǎo)柱不對(duì)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(guò)渡配合；導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采用或的間隙配合。
二、導(dǎo)套
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，且在導(dǎo)套前端面倒圓角。
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(jì)
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(shí)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(zhǎng)度要比推出行程大3~5mm；推管與模板的配合長(zhǎng)度一般取推管外徑的1~1.5倍。推管的材料選用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。
第七節(jié) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
一、抽芯距的確定
根據(jù)塑件的側(cè)孔、側(cè)凹的深度為2.5mm,可得抽芯距s=2.5+2~3=4.5~5.5mm;取s=5mm.
二、抽芯力的計(jì)算
由參考文獻(xiàn)[1]得抽芯力Fc的計(jì)算式為：
Fc=c*h*p(μcosα-sinα)
Fc為抽芯力(N)
c為側(cè)型芯成型部分截面的平均周長(zhǎng)(m)
h為側(cè)型芯成型部分的高度(m)
p為塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力，一般情況下，模內(nèi)冷卻的塑件，p=(0.8~1.2)*107MPa；模外冷卻的塑件,p=(2.4~3.9)*107MPa。
μ為塑料在熱狀態(tài)時(shí)對(duì)鋼的磨擦系數(shù)，一般μ=0.15~0.20；
α為側(cè)型芯的脫模斜度(o);
經(jīng)計(jì)算: c1=193.4mm=0.1934m；h1=12mm=0.012m;
c2=187.7mm=0.1877m ; h2=12mm=0.012m;
c3=127.7mm=0.1277m；h3=10mm=0.010m;
μ取μ=0.15 ;
由于側(cè)向成型塑件高度不大，所以不設(shè)計(jì)脫模斜度，α=0; P取p=1*107;則
Fc1=0.1934*0.012*1*107*(0.15*1-0)
=3481.2N=3.8412kN
Fc2=0.1877*0.012*1*107*(0.15*1-0)
=3378.6N=3.3786kN
Fc3=0.1277*0.010*1*107*(0.15*1-0)
=1915.5N=1.9155kN
三、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的確定
方案一：三個(gè)側(cè)向抽芯都采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用斜導(dǎo)柱等零件把開模力傳遞給側(cè)型芯或側(cè)向成型塊，使之產(chǎn)生側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成抽芯與分型動(dòng)作。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作安全可靠、加工制造方便。
方案二：采用彈簧側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。彈簧側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)與斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)對(duì)比其特點(diǎn)是省去了斜導(dǎo)柱，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。但其只適用于側(cè)向成型零件所需的抽芯力和抽芯中都不大的抽芯機(jī)構(gòu)。
方案三：結(jié)合方案一和方案二，抽芯力較大的兩個(gè)采用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，抽芯力較小的一個(gè)采用彈簧側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。
綜合分析，選用方案三較好。
四、斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
（1）、斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
斜導(dǎo)柱工作端的端部可采用錐臺(tái)形或半球形，但半球形加工時(shí)較困難，所以采用錐臺(tái)形的結(jié)構(gòu)，其斜角θ=α+2o，以免端部錐臺(tái)也參與側(cè)抽芯，導(dǎo)致滑塊停留位置不符合原設(shè)計(jì)計(jì)算的要求。
斜導(dǎo)柱的材料用T10A碳素工具鋼，熱處理要求硬度HRC≥55，表面粗糙度Ra≤0.8μm。
斜導(dǎo)柱與其固定的模板之間采用H7/m6的過(guò)渡配合。為了運(yùn)動(dòng)的靈活，滑塊上斜導(dǎo)孔與斜導(dǎo)柱之間保留0.5~1mm的間隙。
（2）、斜導(dǎo)柱傾角的確定
由參考文獻(xiàn)[1]得斜導(dǎo)柱的傾角一般小于25o，常用為12o≤α≤22o。由于抽芯距短，而抽芯力又小，斜導(dǎo)柱對(duì)稱布置，抽芯力可相互抵消，綜合分析，取斜導(dǎo)柱的傾角α=18o。
（3）、斜導(dǎo)柱的直徑的確定
按抽芯力Fc和斜導(dǎo)柱斜角α查參考文獻(xiàn)[1]表5-20得斜導(dǎo)柱的最大彎曲力Fω1≈4kN、Fω2≈4kN。
根據(jù)最大彎曲力Fω和側(cè)型芯滑塊受的脫模力作用線與斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)到斜導(dǎo)柱固定板的距離Hω以及α查參考文獻(xiàn)[1]表5-21得斜導(dǎo)柱的直徑為d1≈14mm, d2≈14mm。
（4）、斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度計(jì)算
由參考文獻(xiàn)[1]公式（5-65）：
Lz= L1+ L2+ L3+ L4+ L5
=d2/2*tgα+h/cosα+d/2*tgα+s/sinα+5~10mm
式中 Lz為斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度；
d2為斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑；
h為斜導(dǎo)柱固定板的厚度；
d為斜導(dǎo)柱工作部分直徑；
s為抽芯距；
Lz=18/2*tg18+54/cos18+14/2*tg18+5/sin18+5mm
=83mm
五、側(cè)滑塊設(shè)計(jì)
因側(cè)向成型部分形狀較簡(jiǎn)單，故用整體式的滑塊結(jié)構(gòu)，材料用T10A，熱處理要求硬度HRC≥50。
六、導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì)
采用T形槽導(dǎo)滑,因該模具的側(cè)向成型精度要求不是很高,故都可以采用整體式T?形槽導(dǎo)滑,其結(jié)構(gòu)緊湊,但加工困難,精度不易保證。另一種是都采用局部蓋板式，該結(jié)構(gòu)導(dǎo)滑部分淬硬后便于磨削加工，精度也容易保證，而且裝配方便。
經(jīng)分析，考慮到模具的結(jié)構(gòu)，斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的導(dǎo)滑槽采用T形槽導(dǎo)滑局部蓋板式，彈簧側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的導(dǎo)滑槽采用T形槽導(dǎo)滑整體式。
導(dǎo)滑槽與滑塊導(dǎo)滑部分采用H8/f8的間隙配合，其它各處均留有0.5mm左右的間隙。配合部分的表面粗糙度Ra≤0.8μm。
七、楔緊塊設(shè)計(jì)
楔緊塊與模具的聯(lián)接方式采用銷釘定位、螺釘（三個(gè)以上）堅(jiān)固的形式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便。
為了保證斜面能在合模時(shí)壓緊滑塊，而在開模時(shí)又能迅速脫離滑塊，以避免楔緊塊影響斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊的驅(qū)動(dòng)，鎖緊角α′應(yīng)比斜導(dǎo)柱傾斜角α大一些，取α′=α+2o~3o。
八、滑塊定位裝置的設(shè)計(jì)
為了使模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的滑塊定位裝置采用彈簧鋼球式，鋼球的直徑取5mm;彈簧側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的滑塊直接用抽芯彈簧機(jī)構(gòu)定位，即采用彈簧拉桿擋塊式定位裝置。
第八節(jié) 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
由于ABS的成型工藝要求模溫都不太高，常用溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。對(duì)于成型薄壁塑件，且成型工藝要求模溫也不太高時(shí)，也可以不設(shè)置冷卻裝置而依靠自然冷卻。
因該塑件的外表面要求光滑，表面精度要求較高，故可設(shè)置冷卻水道。
根據(jù)冷卻水道的設(shè)計(jì)原則：
①冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等。一般水道孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于10mm,常用12~15mm。
②澆口處加強(qiáng)冷卻。塑料熔體充填型腔時(shí)，澆口附近溫度最高，距澆口越遠(yuǎn)溫度就越低，通常將冷卻水道的入口處設(shè)置在澆口附近。
③冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量小。
④冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置。
⑤冷卻水道必須盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件強(qiáng)度；冷卻水道要易于加工清理，一般水道孔徑為10mm左右（不小于8mm）；冷卻水道的設(shè)計(jì)要防止冷卻水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈。
綜上所述，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)與模具的結(jié)構(gòu)，以及塑料的成型工藝性，設(shè)計(jì)冷卻水道的孔徑為8mm,其結(jié)構(gòu)采用在動(dòng)、定模兩側(cè)與型腔表面等距離鉆孔的形式。
第五章 選取模架和注射機(jī)及其工藝參數(shù)的校核
第一節(jié) 選取模架
根據(jù)型腔的尺寸和模具的結(jié)構(gòu)，查參考文獻(xiàn)[2]選擇180*200mm的AII型模架。其主要尺寸為：
上模座的厚度： 30mm;
下模座的厚度： 30mm;
推板的厚度： 16mm;
推桿固定板的厚度： 12.5mm;
導(dǎo)柱的直徑： 16mm;
第二節(jié) 選取注射機(jī)
查參考文獻(xiàn)[2]選取注射機(jī)XS-Z-60,其主要技術(shù)參數(shù)如下表：
螺桿直徑（mm）
Ф38
注射容量（cm3）
60
注射壓力（MPa）
122
鎖模力（kN）
500
最大注射面積（cm2）
130
模具厚度
（mm）
最大 200
最小 70
模板行程(mm)
180
噴嘴
（mm）
球半徑 12
孔直徑 Ф4
定位孔直徑(mm)
Ф55
頂出(中心孔徑)mm
Ф50
第三節(jié) 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
一、鎖模力的校核
根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]公式（4-3）：
n≤(F-pA2)/pA1
式中： n為型腔數(shù)量；
F為注射機(jī)的額定鎖模力（N）；
p為塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力(MPa),其大小一般是注射壓力的80%；
A1為單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積(mm2);
A2為澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積(mm2);
A1≈76.14cm2=7614mm2; A2≈130mm2;
由前面所查得的ABS的工藝參數(shù)可得注射壓力為70~90MPa，取80MPa，則p=75*80%=60MPa;
（500000-60*130）/(60*7614)≈1.08>1
所選注射機(jī)的鎖模力符合要求。
二、注射量校核
由參考文獻(xiàn)[1]公式4-4：
nm1+m2≤80%m
式中：n為型腔數(shù)量；
m1為單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積(g或cm3);
m2為澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積(g或cm3);
m為注射機(jī)允許的最大注射量(g或cm3);
m1=7614*2+20*114.5*2+11*(114.5+2*88.5)*2+110.5*14*1.5+3.14*(2.5-.75)2*15*4=21504.475mm3
≈21.504 cm3
m2≈1.792 cm3
1*21.504+1.792=23.296 cm3<80%*60=48 cm3
所選注射機(jī)的注射量滿足要求。
三、模具厚度H校核
由參考文獻(xiàn)[1]公式4-7：
Hmin
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