三通管接頭注塑模具設(shè)計(jì),三通,管接頭,注塑,模具設(shè)計(jì)
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙
編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目： 側(cè)抽芯液壓管路
三通管接頭注塑模設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 國(guó)防生學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 匡鵬來(lái)
學(xué) 號(hào)： 1000110105
指導(dǎo)教師： 曹泰山
職 稱(chēng)： 講 師
題目類(lèi)型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開(kāi)發(fā)
2014 年 5 月 4 日
摘 要
塑料注射模具是成型塑料的一種重要工藝裝備，通過(guò)對(duì)液壓管路三通塑料模具設(shè)計(jì),能夠全面的了解塑料模具設(shè)計(jì)的基本原則、方法.并能較為熟練的使用Proe4.0、AUTOCAD軟件進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì),提高自己的繪圖能力。為今后從事設(shè)計(jì)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、日常生活和軍事等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的塑料市場(chǎng)之一，塑料制品產(chǎn)量全球第二。為了做到高質(zhì)、高效、低成本，從而提高市場(chǎng)占有率，注塑模具的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、加工與CAD/CAE/CAM技術(shù)相結(jié)合具有重大意義。
本次主要設(shè)計(jì)是對(duì)液壓管路三通注射模的設(shè)計(jì), 重點(diǎn)對(duì)塑件的成型原理、原料選用和注射技術(shù)進(jìn)行分析。通過(guò)根據(jù)形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定所需的模塑成型方案，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。
關(guān)鍵詞：注塑模；模具結(jié)構(gòu)；側(cè)型芯；工藝方案
Abstract
Plastic injection mold is an important technological equipment of plastic forming, based on the hydraulic piping tee plastic mold design, can fully understand the basic principles, methods of plastic mold design. And can be used more skilled Proe4.0, AUTOCAD software for plastic mold design, improve their ability to draw. Engaged in the design for the future work laid a solid foundation.
With the needs of the development of modern industry, plastic products in industry, agriculture, military and other fields of daily life and the application scope is more and more wide, the quality requirements also more and more high, China has become one of the world's largest plastics market, plastic products production in the world's second. In order to achieve high quality, high efficiency, low cost, and improve the market share, injection mold development, design, processing combined with CAD/CAE/CAM technology is of great significance.
The main design is the design of injection mold hydraulic piping tee, focus on the forming principle of plastic parts, raw materials selection and injection technology were analyzed. By according to the shape, size, precision and surface quality requirement analysis, to determine the required molding solutions, products after processing, the choice of the parting surface, cavity number and arrangement, the structure of molding parts, pouring system, etc.
Key words: injection mold; The mold structure; The side core; The processing plan
目 錄
前言 1
1 研究概況 1
1.1國(guó)外研究現(xiàn)狀.........................................................................................................1
1.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀.........................................................................................................1
2 塑件制品分析 2
2.1 明確制品設(shè)計(jì)要求 2
2.2 明確制品批量 3
2.3 材料選擇及性能 3
2.3.1 材料選擇 3
2.4 成型設(shè)備 4
2.5 拔模斜度 4
2.6 計(jì)算制品的體積和質(zhì)量 5
2.6.1表面質(zhì)量的分析 5
2.6.2塑件的體積重量 5
3 注射機(jī)及成型方案的確定 6
3.1 注射機(jī)的確定 6
3.2 成型方案的確定 6
3.2.1 成型設(shè)備的選擇 6
3.2.2成型的特點(diǎn) 7
3.2.3成型的原理 7
3.2.4成型過(guò)程 7
4 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇 9
4.1 型腔數(shù)的確定 9
4.2 分型面的選擇 10
4.2.1 分型面的主要選擇原則 10
4.3 確定型腔的排列方式 11
4.4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 11
5 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 13
5.1 凸模設(shè)計(jì) 13
5.2 凹模的設(shè)計(jì) 13
5.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算 14
5.3.1 模腔工作尺寸的計(jì)算 14
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
6.1 主流道設(shè)計(jì) 16
6.2分主流道的設(shè)計(jì) 16
6.3 澆口的設(shè)計(jì) 17
6.4 平衡進(jìn)料 17
6.5冷料穴設(shè)計(jì) 18
7 排氣與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
7.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 18
7.2 冷卻水路的計(jì)算 19
7.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20
8 頂出與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
8.1 推桿復(fù)位裝置 20
8.2 抽芯機(jī)構(gòu)的選擇 21
8.3 抽芯距的計(jì)算 21
8.4斜導(dǎo)柱抽芯的設(shè)計(jì) 21
8.5滑塊的設(shè)計(jì) 23
8.5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)三維效果圖如下所示： 23
9 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
9.1 導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)的主要功能 24
9.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
9.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 24
10 注塑機(jī)與模具各參數(shù)的校核 25
10.1 工藝參數(shù)的校核 25
10.2 模具安裝尺寸的校核 26
10.2.1 噴嘴的校核 26
10.2.2 定位圈尺寸的校核 26
10.2.3 模具外形尺寸的校核 26
10.2.4 模具厚度的校核 26
10.2.5 安裝參數(shù)的校核 26
10.3 開(kāi)模行程的校核 27
11 模具安裝和試模 27
12 主要成型零件加工工藝 28
13 結(jié)論……………………………………………………………… 30
謝 辭 32
參考文獻(xiàn) 33
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第7頁(yè)共33 頁(yè)
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第33頁(yè)共33 頁(yè)
前言
注射成型也稱(chēng)為注射或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。到現(xiàn)在為止，有超過(guò)1/3的塑料原材料，是通過(guò)注射成型工業(yè)加工的，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法。它的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高的、易自動(dòng)化，因此廣泛應(yīng)用于塑料制品的生產(chǎn)?，F(xiàn)在塑料成型生產(chǎn)中，塑料制件的質(zhì)量與塑料成型模具、塑料成型設(shè)備和塑料成型工藝密切相關(guān)。在這三要素中，塑料成型模具的質(zhì)量最為關(guān)鍵，他的功能是雙重的：賦予塑料熔體以期望的形狀、性能、質(zhì)量；冷卻并推出成型的塑件。模具是決定最終產(chǎn)品的性能、規(guī)格、形狀以及尺寸精度的載體，塑料成型模具是使塑料成型生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行、保證塑料成型質(zhì)量不可缺少的工藝裝備，是體現(xiàn)塑料成型設(shè)備高效率、高性能和合理先進(jìn)塑料成型工藝的具體實(shí)施者，也是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的決定環(huán)節(jié)。由此可見(jiàn)，周而復(fù)始地獲得符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求及質(zhì)量穩(wěn)定的塑料制件，塑料成型模具的優(yōu)劣是關(guān)鍵，它最能反映出整個(gè)塑料成型生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)含量以及經(jīng)濟(jì)效益。因此，注射成型的模具設(shè)計(jì)制造成為當(dāng)今社會(huì)模具發(fā)展的熱點(diǎn),己發(fā)展成為熱塑性塑料最主要的成型加工方法。
1 研究概況
1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，據(jù)1991年統(tǒng)計(jì)，日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占40；韓國(guó)模具專(zhuān)業(yè)廠中，生產(chǎn)塑料模的占43.9，生產(chǎn)沖壓模的占44.8%;新加坡全國(guó)有460家模具企業(yè)，60%生產(chǎn)塑料模，35%生產(chǎn)沖模和夾具。
當(dāng)今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國(guó)家作為世界模具技術(shù)的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場(chǎng)的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備，特別是近幾年來(lái)這些國(guó)家把CAD/CAM/CAE系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼，其發(fā)展的趨勢(shì)如日中天。在注塑模具設(shè)計(jì)工業(yè)中，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家（日本、德國(guó)、美國(guó)等）從20世紀(jì)80年代中期已廣泛使用計(jì)算機(jī)對(duì)塑料模進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)（CAD），輔助制造（CAM），并對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計(jì)算機(jī)和數(shù)值分析（CAE），已由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐步過(guò)渡到計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，對(duì)模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動(dòng)行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機(jī)輔助設(shè)計(jì)。
1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。
中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，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"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。
2 塑件制品分析
2.1 明確制品設(shè)計(jì)要求
液壓管路三通管工件如圖所示，它是一種常見(jiàn)的塑料工件，廣泛應(yīng)用與建筑行業(yè)，由于塑件材料為ABS，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面宜大，溶料流程不易長(zhǎng)，因此采用側(cè)澆口。根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，模具設(shè)計(jì)為上下開(kāi)模，三向側(cè)抽芯，由滑塊上的型芯成型。為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性、保證塑件精度，并考慮模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理確定型腔數(shù)目，該模具選擇一次開(kāi)模及一模兩腔[1]。
圖2.1 塑料制品的三維立體圖
圖2.2塑件尺寸
2.2 明確制品批量
該產(chǎn)品生產(chǎn)量大，故設(shè)計(jì)的模具要求有較高的注塑效率，又考慮到模具的抽芯，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此模具采用一模二腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用側(cè)澆口。
2.3 材料選擇及性能
2.3.1 材料選擇
液壓管路三通該塑件作為工業(yè)用品，要具備安全無(wú)毒，化學(xué)穩(wěn)定性高，不易分解等特點(diǎn)和價(jià)格低廉的要求；同時(shí)，作為承重物件在一定的高度掉下或過(guò)載時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)裂紋甚至斷裂，這就意味著塑件所使用的材料要有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
2.3.2 材料品種
根據(jù)2.1中對(duì)塑件的分析要求，同時(shí)考慮原材料價(jià)格要低廉，現(xiàn)決定選用應(yīng)用廣泛的ABS工程塑料。ABS塑料是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種原料為單體經(jīng)過(guò)共聚而成的一種熱塑性塑料（可以反復(fù)加熱軟化冷卻成型的塑料），因此兼有三種元素的共同性能，使其具有“堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性”的性質(zhì)。ABS塑料無(wú)毒、無(wú)味。
表2.1 ABS塑料的部分技術(shù)指標(biāo)
技術(shù)指標(biāo)
值
密度(g / cm^-3)
1.02～1.16
收縮率(%)
0.4～0.7
透明度
不透明
比熱容/(J·kg^-1·k^-1)
1470
吸水性（24小時(shí)）（%）
0.2～0.4
屈服強(qiáng)度/MPa
50
拉伸彈性模量/GPa
1.8
抗壓強(qiáng)度/MPa
53
彎曲彈性模量/GPa
1.4
熔點(diǎn)℃
130～160
2.4 成型設(shè)備
注塑成型機(jī)按結(jié)構(gòu)形式可分為立式、臥式、和直角式三類(lèi)。立式注塑機(jī)是注射柱塞（或螺桿）垂直裝設(shè)，鎖模裝置推動(dòng)模板也沿垂直方向移動(dòng)，主要優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，安裝或拆卸小型模具很方便，容易在動(dòng)模上（下模）安放嵌件，嵌件不易傾斜或墜落。其缺點(diǎn)是制品自模具中頂出后不能靠重力下落，需靠人工取出，這就有礙于全自動(dòng)操作，但附加機(jī)械手取產(chǎn)品后，也可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。臥式注塑機(jī)是注射柱塞或螺桿均沿水平裝設(shè)，合模運(yùn)動(dòng)也在水平方向上。其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低容易操縱和加料，制件頂出后可自動(dòng)墜落，故易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。直角式注塑機(jī)是注塑機(jī)柱塞或螺桿與合模運(yùn)動(dòng)方向相互垂直，這種注塑機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于自制，適用于單件生產(chǎn)中心部位不允許留有澆口痕跡的平面制件，同時(shí)常利用開(kāi)模時(shí)絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拖動(dòng)螺紋型芯或型環(huán)旋轉(zhuǎn)，以便脫下塑件。考慮到生產(chǎn)成本和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，塑件還是靠自身重力下落比較合適，且重心較低安裝穩(wěn)妥。
經(jīng)比較，成型設(shè)備采用臥式注射機(jī)較好，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低,容易操作和加料，塑件脫模后可以自動(dòng)落下可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，注塑機(jī)的重心較低安裝穩(wěn)定，適合大中型注射機(jī)的設(shè)計(jì)制造。
2.5 拔模斜度
由于塑件在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，因此在脫模前會(huì)緊緊地包住凸模（型芯）或模腔中的其他凸起部分。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí)劃傷、擦毛等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮與脫模方向平行的塑件內(nèi)表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。由于零件深度很小，所以拔模角度為一度。
2.6 計(jì)算制品的體積和質(zhì)量
2.6.1表面質(zhì)量的分析
該零件的表面質(zhì)量要求很高各個(gè)成型面都得進(jìn)行拋光處理。
2.6.2塑件的體積重量
計(jì)算塑件的重量是為了選用注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。通過(guò)Proe建模分析如下圖所示。
圖2.3建模分析
計(jì)算得塑件的體積：V＝30.8cm3
計(jì)算塑件的質(zhì)量：公式為 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得ABS的密度為1.05 g/cm3，故塑件的重量為：
=30.8*1.05=32.34g
3 注射機(jī)及成型方案的確定
3.1 注射機(jī)的確定
根據(jù)注射所需的壓力和塑件的重量以及其它情況（主要考慮到模具的高度問(wèn)題），查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》初步選用注射機(jī)XS-ZY-125。
注射機(jī)XS-ZY-125參數(shù)：
額定注射量：125mm
最大成型面積：320cm
柱塞直徑：42mm
注射壓力：120Mpa
模板尺寸：428×450（mm×mm）
柱桿空間：260×290(mm×mm)
鎖模力：900KN
噴嘴圓弧半徑：12mm
噴嘴孔徑：4mm
最大開(kāi)模行程：450mm（可調(diào)整型）
模具最大厚度：300mm
模具最少厚度：200mm
3.2 成型方案的確定
3.2.1成型設(shè)備的選擇
柱塞式成型機(jī)中，塑料熔化成黏流態(tài)的熱量主要由筒外部的加熱器提供。在柱塞的平穩(wěn)推動(dòng)下，料流是一種平緩的滯流態(tài)勢(shì)。料筒內(nèi)同一橫截面上不同徑距的質(zhì)點(diǎn)有著梯度變化的流速，結(jié)果靠料筒軸心的流速快，靠近料筒壁的流速慢。料筒同一截面上的溫度分布也有差異，靠近筒壁的料，因流速慢，又直接接受外壁的電熱圈加熱，所以溫度高；而靠近軸心的料，因流動(dòng)快，且又與料筒加熱圈隔了一層熱阻很大的塑料層，所以溫度低?？梢?jiàn)在柱塞式料筒內(nèi)，塑料的塑化程度很不均勻。這種注射成型法雖然注射機(jī)本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，但是需要配置熱煉機(jī)和煉膠工人，從而增加了設(shè)備成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，最重要的是這種注射成型方法生產(chǎn)效率低，塑化不均勻，從而影響到制品的質(zhì)量。
螺桿式注射成型機(jī)中，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下受到強(qiáng)烈的剪切，膠溫很快升高。當(dāng)膠料沿螺桿移動(dòng)到螺桿的前端時(shí)，已得到充分而均勻的塑化。螺桿一邊旋轉(zhuǎn)一邊向后移動(dòng)，當(dāng)螺桿前端積聚的膠料達(dá)到所需要的注射量時(shí)，軸向動(dòng)力機(jī)構(gòu)以強(qiáng)大的推力推動(dòng)螺桿向前移動(dòng)，從而將膠料注入模腔。這種往復(fù)式注射成型方法，膠料的塑化是通過(guò)機(jī)械剪切獲得，因而膠料升溫快，塑化均勻，這樣一來(lái)生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量都得到提高。另外由于這種注射成型方法可以直接將冷膠料喂入注射機(jī)中，從而省去了熱煉工序，減少了設(shè)備投資和設(shè)備占地面積，同時(shí)提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
因此，該液壓管路三通選用螺桿式注塑機(jī)，型號(hào)為XS-ZY-125。
3.2.2成型的特點(diǎn)
注射成型又稱(chēng)注射模塑,成型周期短,能一次成型外形復(fù)雜,尺寸精密,帶有嵌件的塑料制件。制品無(wú)需修整或僅需少量修正,可得到較窄的公差,廢料損耗最小,且生產(chǎn)效率高,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),適于多件批量較大的塑件生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但是,產(chǎn)品質(zhì)量有時(shí)難短期穩(wěn)定,模具的結(jié)構(gòu)有時(shí)不宜高效成型等缺點(diǎn)。
3.2.3成型的原理
注射成型工藝是塑料成型的一種最常用的方法。它將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料筒中，經(jīng)過(guò)加熱到流動(dòng)狀態(tài)，在注射機(jī)的柱塞或螺桿的推動(dòng)下，以一定的流速，通過(guò)噴嘴和閉合模具的澆注系統(tǒng)而充滿(mǎn)型腔，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間的冷卻定型，打開(kāi)模具，從模內(nèi)取出成型的塑件。
3.2.4成型過(guò)程
注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為成型前的準(zhǔn)備、注射成形過(guò)程以及塑件的后片理三個(gè)階段。
1）物料準(zhǔn)備
為使成形工藝過(guò)程能順利進(jìn)行并保證塑料制件的質(zhì)量，在成形前應(yīng)進(jìn)行一系列必要的準(zhǔn)備工作。 成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。另外當(dāng)改變產(chǎn)品、更換原料及顏色時(shí)均需清洗料筒，通常柱塞式料筒可拆卸清洗，而螺桿式料筒可采用對(duì)空注射法清洗。
2）注塑成形過(guò)程
完整的注射成型過(guò)程包括加料、加熱塑化、加壓注射、保壓、冷卻定型、脫模等工序。但從實(shí)質(zhì)上講主要是塑化、注射充模和冷卻定型等基本過(guò)程。
塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為充模（圖3-1中0-t1時(shí)間段）、保壓補(bǔ)縮（圖3-1中t1-t2時(shí)間段）、倒流階段（圖3-1中t2-t3時(shí)間段）和澆口凍結(jié)后的冷卻（圖3-1中t3-t4時(shí)間段）冷卻四個(gè)階段，注塑過(guò)程可以用如圖所示。圖中0代表螺桿或柱塞開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿(mǎn)熔體（T= t1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間t1到t2，塑料仍處于螺桿的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段，p1為澆口凍結(jié)時(shí)的壓力。這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。從螺桿開(kāi)始后退到澆口處熔體凍結(jié)為止（時(shí)間從t2- t3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。從澆口處塑料完全凍結(jié)起到制件脫模取出時(shí)為止，倒流不再繼續(xù)進(jìn)行，模腔內(nèi)的塑料塑料冷卻并凝固定型。在冷卻階段中，隨著溫度的迅速下降中，模腔內(nèi)的塑料體積收縮，壓力也逐漸下降。開(kāi)模時(shí)，模腔內(nèi)的壓力不一定等于外界大氣壓。有可能有一個(gè)殘余壓力（即圖3-1中p2）。當(dāng)殘余壓力為下值時(shí)，脫模比較困難，塑件容易被刮傷甚至破裂；當(dāng)殘余壓力為負(fù)值時(shí)，塑件表面出現(xiàn)凹陷或內(nèi)部產(chǎn)生真空泡；當(dāng)殘余壓力接近零時(shí)，塑件不僅脫模方便，而且質(zhì)量較好。
圖3.1 注射成形過(guò)程中塑料壓力的變化
3）制件后處理
由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開(kāi)裂。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。
退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10-20度至熱變形溫度以下10-20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強(qiáng)、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)。
4 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇
4.1 型腔數(shù)的確定
以機(jī)床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過(guò)注射機(jī)最大注射量的80%計(jì)算：
=2.76
式中： N----型腔數(shù)
S----注射機(jī)的注射量（g）
W澆----澆注系統(tǒng)的重量（g）
W件----塑件重量（g）
因?yàn)?，N=2.76>2
所以，此模具型腔為一模2 腔結(jié)構(gòu)合理。
4.2 分型面的選擇
4.2.1分型面的主要選擇原則
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝的有關(guān)，一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面,分型面可以是垂直于合模方向,也可以與合模方向平行或傾斜。因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。
根據(jù)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）在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模；
（3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量；
（4）有利于排氣和模具的加工方便；
（5）有助于避免側(cè)抽芯或便于側(cè)抽芯。
該塑件對(duì)美觀不太要求，無(wú)斑點(diǎn)和熔接痕，表面質(zhì)量要求一般。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，屬于薄壁殼小型塑件，塑件冷卻時(shí)會(huì)因?yàn)槭湛s作用而包覆在凸模上，所以，應(yīng)有利于塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，以便于脫模，并不影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，以及外觀形狀。
綜上所述，合理的分型面應(yīng)選擇在下部。如圖所示：
圖4.1 分型面位置
4.3 確定型腔的排列方式
多型腔有模板上的排列形式通常有圓形、H形、直線(xiàn)型及復(fù)合型等。
在設(shè)計(jì)時(shí)有以下原則：
（1）盡量采用對(duì)稱(chēng)式排布，確保制品質(zhì)量的均一和穩(wěn)定。
（2）塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)盡量使型腔緊湊排列，而減小模具的外形尺寸。
（3）分流道的長(zhǎng)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。
（4）為了避免模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，澆口開(kāi)口部位與型腔布置應(yīng)對(duì)稱(chēng)。
因?yàn)樵撍芗俅笈可a(chǎn)的小型塑件，但對(duì)產(chǎn)品的精度、表面粗糙度還是有較高的要求，通過(guò)前面算出的單個(gè)產(chǎn)品的體積V和質(zhì)量W, 綜合考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本及產(chǎn)品質(zhì)量等各種因素，以及注射機(jī)的類(lèi)型選擇確定采用一模2腔對(duì)稱(chēng)排布。
本塑件在注射時(shí)采用一模2件。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采用如下圖4.2的型腔排列方式。
4.2 模具型腔排列方式
4.4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
設(shè)計(jì)模具時(shí)，開(kāi)始就要選定模架。當(dāng)然選用模架時(shí)要考慮到塑件的成型、流道的分布形式以及頂出機(jī)構(gòu)的形式，有抽芯的還要考慮滑塊的大小及注射機(jī)型號(hào)的選用等因素。一般導(dǎo)向分為動(dòng)、定模之間的導(dǎo)向，推板的導(dǎo)向，推件板的導(dǎo)向。一般導(dǎo)向裝置由于受加工精度的限制或使用一段時(shí)間之后，其配合精度降低，會(huì)直接影響制品的精度，因此對(duì)精度要求較高的制品必須另行設(shè)計(jì)精密導(dǎo)向定位裝置。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置，則須由設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。選用標(biāo)準(zhǔn)模架的程序和要點(diǎn)有如下幾個(gè)方面[1]：
（1）模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L 對(duì)于不同型號(hào)的注射機(jī)，不同結(jié)構(gòu)形式的鎖模機(jī)構(gòu)具有不同的閉合距離。模架厚度和閉合距離的關(guān)系為：
Lmin≦H≦Lmax
（2）開(kāi)模行程與定、動(dòng)模分開(kāi)的間距與退出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系 設(shè)計(jì)時(shí)須計(jì)算確定，在取出塑件時(shí)的注射機(jī)開(kāi)模行程應(yīng)大于取出塑件所需的定、動(dòng)模分開(kāi)的間距，而模具頂出塑件距離須小于頂出液壓缸的額定頂出行程。
（3）選用的模架在注射機(jī)上的安裝 安裝時(shí)需注意：模架外形尺寸不應(yīng)受注射機(jī)拉桿的間距影響；定位孔徑與定位環(huán)尺寸需配合良好；注射機(jī)頂出桿孔的位置和頂出行程是否合適；噴嘴孔徑和球面半徑是否與模具的澆口套孔徑和凹球面尺寸相配合；模架安裝孔的位置和孔徑與注射機(jī)的移動(dòng)模板及固定模板上的相應(yīng)螺孔相配。
（4）選用模架應(yīng)符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求 為保證塑件質(zhì)量和模具的使用性能及可靠性，需對(duì)模架組合零件的力學(xué)性能，特別是它們的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行準(zhǔn)確地校核及計(jì)算，以確定動(dòng)、定模板及支承板的長(zhǎng)、寬、厚度尺寸，從而正確地選定模架的規(guī)格。
4.3 模架裝配圖
5成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算
5.1 凸模設(shè)計(jì)
凸模用于成型塑料的內(nèi)表面，又稱(chēng)型芯、陽(yáng)模或成型桿。結(jié)構(gòu)分整體式和組合式兩種。為了便于加工和有利于排氣，運(yùn)用整體式的型芯結(jié)構(gòu)。如圖5.1所示
圖5.1凸模設(shè)計(jì)
5.2 凹模的設(shè)計(jì)
凹模用于成型塑件的外表面，又稱(chēng)陰模、型腔。按照結(jié)構(gòu)的不同可以分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式和四壁鑲嵌式五種。該設(shè)計(jì)采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，由整塊金屬材料直接加工成母模仁。如圖5.2所示
圖5.2凹模設(shè)計(jì)
5.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算
本設(shè)計(jì)中零件工作尺寸的計(jì)算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算，已給出這 ABS的成型收縮率為0.003，模具的制造公差取z=Δ/3。
5.3.1 模腔工作尺寸的計(jì)算
1）凹模的內(nèi)形尺寸：
式中：L凹為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；
L塑為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；
K為塑料平均收縮率(%)，此處取0.3%
Δs為塑件公差，查表知ABS塑件精度等級(jí)取5級(jí)；塑件基本尺寸在3~6mm范圍內(nèi)取0.24mm;18~24mm范圍內(nèi)取0.24mm;80~100mm范圍內(nèi)取1.00mm;在100~120mm公差取1.14mm；在140~160mm公差取1.44mm;在200~225mm公差取1.92mm;在280~350mm公差取2.5mm;在315~355mm公差取2.8mm
所以型腔尺寸如下：
L1=[50×(1+0.003)-(3/4)×0.74]=49.59
L2=[70×(1+0.003)-(3/4)×0.86]=59.56
型腔深度的尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)-(3/4)Δ] （5-7）
式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、K 含義如（1）式中。
H1=[13×(1+0.003)-(3/4)×0.32]=12.8
2）凸模的外形尺寸計(jì)算：
L=[L(1+k)+(3/4) Δ] （5-8）
式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)；
L為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。
由于該塑料的收縮率不大為0.3%，故只需在型腔尺寸比較大的考慮其收縮率，在尺寸小的地方不用考慮由收縮率引起的尺寸偏差。
所以型芯的尺寸如下：
L1=[50×（1+0.003）+（3/4）×0.74]=50.70
L2=[70×（1+0.003）+（3/4）×0.74]=70.85
L3=[35×（1+0.003）+（3/4）×0.56]=35.52
型芯的深度尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)+ (2/3)Δ] （5-10）
式中： h為凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。型芯的高度為：
H=[13×（1+0.003）+（2/3）×0.36]=13.28
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)通道。引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳料、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。
對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循以下幾個(gè)基本原則[1]：
（1）分析塑料的成型性能；
（2）盡量避免產(chǎn)生熔接痕；
（3）有利于型腔中氣體的排出；
（4）防止型芯的變形和嵌件的位移；
（5）盡量采用較短的流程充滿(mǎn)型腔；
（6）要注意對(duì)流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核；
6.1 主流道設(shè)計(jì)
主流道設(shè)計(jì)一般有以下幾個(gè)要點(diǎn)：
（1）為便于將凝料從主流道中拉出，主流道通常設(shè)計(jì)成錐形，其錐角α=2°～6°。內(nèi)壁表面粗糙度一般為Ra=0.8um。
（2）為防止主流道與噴嘴處溢料及便于將主流道凝料拉出，主流道與噴嘴應(yīng)緊密對(duì)接，主流道進(jìn)口處應(yīng)制成球面凹坑，其球面半徑為R2=R1+(1～2)mm，凹入深度3～5mm。
（3）為了減小物料的流動(dòng)阻力，主流道末端與分流道連接處呈圓角過(guò)渡，其圓角半徑r=1～3mm。
（4）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm，過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型。
（5）對(duì)于小型模具可將主流道澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，但在大數(shù)情況下是將主流道與定模座采用H 7/m6過(guò)渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合。
（6）因主流道與塑料熔體反復(fù)接觸，進(jìn)口處與噴嘴反復(fù)碰撞，因此，常將主流道設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，用較好的鋼材制造并熱處理，一般選用T8、T10，熱處理硬度要達(dá)到HRC50～55。
設(shè)計(jì)手根據(jù)冊(cè)查得XS-ZY-125型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下：
噴嘴前端孔徑：d0=φ3mm
噴嘴前端球面半徑：R0＝12mm
為了使凝料能順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)稍大于注射噴嘴直徑d。
D＝d+(0.5－1)mm=φ3+0.5＝φ3.5mm
主流道的半錐角α通常為1°－2°過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過(guò)大，此處的錐角選用1°。經(jīng)換算得主流道大端直徑D＝φ7.74mm,為使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑ｒ＝1mm的圓弧過(guò)渡。主流道的長(zhǎng)度L取73
6.2分主流道的設(shè)計(jì)
分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U型等圓形和正方形截面流道的表面積與體積之比最小，塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高，但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實(shí)際生產(chǎn)中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及U形。
在分流道的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失，盡可能避免熔體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積。在此，選擇半圓形，取半圓直徑6mm. 參見(jiàn)《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》。
6.3 澆口的設(shè)計(jì)
澆口又稱(chēng)進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的熔體通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。
其主要作用是：
（1）熔體充模后，澆口處首先凝固，可防止其倒流；
（2）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模；
（3）易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積的0.03-0.09，澆口的長(zhǎng)度約為0.5mm-2mm,澆口的具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值。
當(dāng)塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。
根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為合適。
6.4 平衡進(jìn)料
作為一模2腔的多腔模具，其澆注系統(tǒng)的平衡進(jìn)料很重要，一模多腔澆注系統(tǒng)的平衡。
圖6.1 平衡式澆注系統(tǒng)
6.5冷料穴設(shè)計(jì)
常用的冷料穴有Z形拉料桿的冷料穴、倒錐孔冷料穴、圓環(huán)槽冷料穴、圓頭形冷料穴、菌頭形冷料穴、圓錐頭形冷料穴。本設(shè)計(jì)采用帶Z型拉料桿。由于拉料桿頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，分模是即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出塑件時(shí)，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍微許動(dòng)，即可脫鉤將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。
圖6.2 冷料穴示意圖
7 排氣與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
塑料在成型過(guò)程中，模具溫度會(huì)直接影響塑料的充模、定型、成型周期和塑件質(zhì)量。所以，我們?cè)谀＞呱闲枰O(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以到達(dá)理想的溫度要求。
一般注射模內(nèi)的塑料熔體溫度為200℃左右，而塑件從模具型腔中取出時(shí)其溫度在60℃以下。所以熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效地冷卻，以便使塑件可靠冷卻定型并迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)于熔融黏度低、流動(dòng)性比較好的塑料，如聚丙烯、有機(jī)玻璃等等，當(dāng)塑件是小型薄壁時(shí)，如我們的塑件，則模具課簡(jiǎn)單地進(jìn)行冷卻或利用自然冷卻不設(shè)定冷卻系統(tǒng)：當(dāng)塑件是大型的制品時(shí)，則需要對(duì)模具進(jìn)行人工冷卻。
通過(guò)比較最終確定本次設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)采用循環(huán)水冷卻方法。
7.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則
（1）冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能的大。
（2）冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同間距，一般水孔邊離型腔的距離大于10mm，常用12～15mm。
（3）降低入水與出水的溫度差，防止制品變形。
（4）水道的開(kāi)設(shè)便于加工和清理，一般孔徑為6～10mm。
（5）采用并流流向，加強(qiáng)澆口處的冷卻。
7.2 冷卻水路的計(jì)算
在注射過(guò)程中，塑件的冷卻時(shí)間是指塑料熔體從充滿(mǎn)模具型腔起到可以開(kāi)模取出塑件時(shí)為止的這段時(shí)間。這一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)常以制品已充分固化定型而且具有一定的強(qiáng)度和剛度為準(zhǔn)，確定生產(chǎn)周期：
式中t為生產(chǎn)周期（s）,t注為注射時(shí)間，t冷為冷卻時(shí)間，t澆為脫模時(shí)間,由《塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)》 第237頁(yè)附錄D可查得t注15-60s,t冷15-60s，總周期t為40-140s;
ABS的單位熱流量： ABS的單位熱流量Qs為590-690 kJ/kg
每小時(shí)需要注射的次數(shù)N=3600/t;
取t=120s，可求得N=30次.
每小時(shí)的注射量：
從型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量
Qs取650kJ/kg,代入式中得
根據(jù)塑件產(chǎn)品在模具中的位置和模板的布置，確定水路圖如圖7.1所示
圖7.1 水路圖
7.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，塑件上就會(huì)形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及充填不滿(mǎn)等成型缺陷，另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題。
注射模通常以如下三種方式排氣
(1）利用配合間隙排氣
(2）在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽
(3）利用排氣塞排氣
對(duì)于簡(jiǎn)單型腔的小型模具，可以利用推桿、活動(dòng)型芯、活動(dòng)鑲件以及雙支點(diǎn)鼓固定的型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣。其配合間隙不能超過(guò)0.5 mm ,一般為 0.03-0.05 mm。本設(shè)計(jì)采用利用配合間隙排氣的方式排氣。
8 頂出與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注射成型的每一循環(huán)中，都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出,模具中這種脫出機(jī)構(gòu)稱(chēng)為脫模機(jī)構(gòu)（或推出機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)）。脫模機(jī)構(gòu)的作用包括脫出、取出兩個(gè)動(dòng)作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動(dòng)分離，稱(chēng)為脫出，然后把其脫出物從模具內(nèi)取出。
(1)推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)在動(dòng)模一側(cè)以便借助于開(kāi)模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作；
(2)保證塑件不因推出而變形損壞,外形良好；
(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠:機(jī)械的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強(qiáng)度；
用推件板推出機(jī)構(gòu)中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。
8.1 推桿復(fù)位裝置
本模具采用的為一次頂出脫模機(jī)構(gòu)，它包括常見(jiàn)的推桿、推管、推板、推塊或活動(dòng)鑲塊等脫模機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)是最常用的頂出方式。即塑件在頂出機(jī)構(gòu)的作用下，通過(guò)一次動(dòng)作即可頂出。基于以上原則，該模具的脫模零部件設(shè)在動(dòng)模上，選擇推桿頂出形式[9]。
圖8.1 推桿
8.2 抽芯機(jī)構(gòu)的選擇
根據(jù)動(dòng)力來(lái)源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為手動(dòng)，機(jī)動(dòng)和氣動(dòng)（液壓）三大類(lèi)。
（1）手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是由人工將側(cè)型芯或鑲塊連同塑件一起取出，在模外使塑件與型芯分離。
（2）機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用注射機(jī)的開(kāi)模力，通過(guò)傳動(dòng)件使模具中的側(cè)向成型零件移動(dòng)一定距離而完成側(cè)向分型與抽芯動(dòng)作。這類(lèi)機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性好，效率高，動(dòng)作可靠，實(shí)用性強(qiáng)。其主要形式有斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)。
（3）液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)：液壓或氣動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是以液壓力或壓縮空氣作為側(cè)向分型與抽芯的動(dòng)力。
8.3 抽芯距的計(jì)算
抽芯距是指將側(cè)型芯抽至不妨礙塑件脫模位置的距離。一般抽芯距等于成型塑件的孔深或凸臺(tái)高度再加2～3 mm的安全系數(shù)。即
S＝h+(2～3)mm＝3.5＋3＝6.5 mm
式中， S——抽芯距 （mm）
h——塑件的側(cè)孔深度或側(cè)凸高度
8.4斜導(dǎo)柱抽芯的設(shè)計(jì)
斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)是生產(chǎn)中最常見(jiàn)得一種，它是利用斜導(dǎo)柱等零件把開(kāi)模力傳遞給側(cè)型芯，使之產(chǎn)生側(cè)向移動(dòng)來(lái)完成抽芯動(dòng)作的。斜導(dǎo)柱抽芯設(shè)計(jì)示意如圖8.2。
結(jié)構(gòu)原理：斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)由與模具開(kāi)模方向成一定角度的斜導(dǎo)柱和滑塊組成，并有保證抽芯動(dòng)作穩(wěn)妥可行的滑板定位裝置，起到固定作用的側(cè)向固定板和提供鎖緊力的鎖緊裝置。斜導(dǎo)柱如圖8.3所示。
圖8.2 斜導(dǎo)柱抽芯設(shè)計(jì)示意
圖8.3 斜導(dǎo)柱示意圖
8.5滑塊的設(shè)計(jì)
滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零部件，注射成型時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要它來(lái)保證。
經(jīng)驗(yàn)所得，滑塊長(zhǎng)度（運(yùn)動(dòng)方向）應(yīng)為寬度的1.5倍，滑塊在側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)和復(fù)位過(guò)程中，要沿一定的方向平穩(wěn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。為了保證滑塊運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，抽芯及復(fù)位可靠，無(wú)上下竄動(dòng)和卡緊現(xiàn)象，滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)必須很好地導(dǎo)滑。（如圖8.4)
圖8.4 滑塊設(shè)計(jì)示意
8.5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)三維效果圖如下所示：
圖8.5側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)三維效果圖
9 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
9.1 導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)的主要功能
（1）定位作用 導(dǎo)向裝置直接保證動(dòng)模、定模位置的正確性，保證模具型腔的形狀和尺寸的精確性，從而保證塑料制品的精度。同時(shí)，在模具裝配的過(guò)程中便于裝配和調(diào)整。
（2）導(dǎo)向作用 合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序正確閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)壓力。
（3）承載作用 塑料熔體在充模過(guò)程中，或由于成型設(shè)備精度低的影響，可能產(chǎn)生單向的側(cè)壓力，故需導(dǎo)向裝置能產(chǎn)生一定的單向側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。
9.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
9.2.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
（1）導(dǎo)柱應(yīng)合理地均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。
（2）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面的高度高出6-8mm，以免型芯進(jìn)入凹模時(shí)與凹模相碰而損壞。
（3）導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨度和強(qiáng)度。
（4）為了使導(dǎo)柱能順利的進(jìn)入導(dǎo)套、導(dǎo)柱端部應(yīng)做成錐形或半球形，導(dǎo)套的前端也應(yīng)倒角.
（5）導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模一側(cè)可以保護(hù)型芯不愛(ài)損傷，而設(shè)在定模一側(cè)則便于順利脫模取出塑件，因此可根據(jù)需要而決定裝配方式。
（6）般導(dǎo)柱滑動(dòng)部分的配合形式按H8/f8，導(dǎo)柱和導(dǎo)套固定部分配合按H7/k6，導(dǎo)套外徑的配合按H6/k6;
（7）除了動(dòng)模、定模之間設(shè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套外、，一般還在動(dòng)模座板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套，以保證推出機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。
（8）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具大小而決定，可參考標(biāo)準(zhǔn)框架數(shù)據(jù)選取。
9.2.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
（1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且加油槽；
（2）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出6～8mm；
（3）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分；
（4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架
（5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/m6配合。導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f7或H8/f7的
（6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4μm；
（7）導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H8/h8間隙配合，固定部分按H7/m6過(guò)渡配合
10 注射機(jī)與模具各參數(shù)的校核
10.1 工藝參數(shù)的校核
1）注射量的校核（按體積）
注射機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以，選用的注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)滿(mǎn)足：0.8V機(jī)≥V塑+V澆
式中V機(jī)——注塑機(jī)的最大注塑量，125cm3
V塑——塑件的體積，該產(chǎn)品V塑=30.8 cm3
V澆——澆注系統(tǒng)體積，該產(chǎn)品V澆=10 cm3
故V機(jī)≥2XV塑+V澆/0.8=89.5 cm3 而所選定的注塑機(jī)為125cm3，以符合要求。
2）鎖模力的校核
公式：F≥KAPm
式中：F——注射機(jī)的額定鎖模力(kN)
A——制品和流道在分型面上的投影和(cm2)
Pm——型腔的平均計(jì)算壓力(MPa) 由表9.9-4 取30
K——安全系數(shù)，通常取K＝1.1－1.2
則：KAPm＝1.2×19829×30=713.8kN＜900kN，所以符合要求。
3）最大注射壓力的校核
Pmax≥K’P0
式中：Pmax——注射機(jī)的額定注射壓力(MPa) 150
P0——成型時(shí)所需的注射壓力(MPa) 取45
K’ ——安全系數(shù)，常取K=1.25－1.4 取1.3
則K’P0=1.3×45=58.5MPa＜Pmax150，所以符合要求。
10.2 模具安裝尺寸的校核
10.2.1 噴嘴的校核
注塑模具主流道襯套始端凹坑的球面半徑應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑，以利于塑料熔體的流動(dòng)，防止流涎。
10.2.2 定位圈尺寸的校核
注塑機(jī)固定板臺(tái)面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱(chēng)為定位孔。注塑模端面凸臺(tái)的徑向尺寸需與定位孔成間隙配合，便于模具的安裝，并使主流道的中心線(xiàn)與噴嘴的中心線(xiàn)重合，模具端面的凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔的深度。
10.2.3 模具外形尺寸的校核
注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)的工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長(zhǎng)寬反響的尺寸要與注塑機(jī)拉桿的間距相適應(yīng)，模具至少由一個(gè)方向的尺寸穿過(guò)拉桿件的空間裝在注射機(jī)的工作臺(tái)面上。
10.2.4 模具厚度的校核
模具的厚度（閉合高度）必須滿(mǎn)足下式：
Hmin
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