桂林理工大學(xué)大學(xué)生優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文摘 要塑料制品在我們生活中被廣泛應(yīng)用，我們平時(shí)所用的電腦、水杯、臺(tái)燈等都是塑料制品。塑料制品的廣泛使用離不開(kāi)塑料模具。塑料模具主要是將已加熱完成的塑料顆粒通過(guò)注塑機(jī)注入模具型腔內(nèi)完成注射成型。每種塑料的特性各不相同，使得塑料制品的材料各不相同，塑料模具設(shè)計(jì)時(shí)模具結(jié)構(gòu)、成型零部件的尺寸也各有差異。該設(shè)計(jì)主要是對(duì)我們平時(shí)生活中常見(jiàn)的插座的上蓋進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)，繪制二維、三維零件圖，分析塑件材料特性、表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)形式等，并確定各個(gè)結(jié)構(gòu)的成型方法，然后對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、成型零部件等進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算，最后是對(duì)模具與注塑機(jī)各個(gè)參數(shù)的校核。利用AutoCAD、Pro/E進(jìn)行二維、三維的設(shè)計(jì)、造型以及建模。關(guān)鍵詞：塑料;模具;設(shè)計(jì);造型;Pro/EThe design of plastic mould about the roof cover of domestic five-hole socketStudent：Ma Jing-jing Teacher：Sun Bao-fuAbstract: Plastic products are widely used in our life, We usually used in computers, water cup, desk lamp, etc are all plastic products. The widespread use of plastic products without mold of plastic.Plastic mold mainly competed plastic particles that has been heated inject cavity of mold through the injection molding machine. The characteristics of each type of plastic are different ,makes different of plastic materials, the design of the size of the mold structure and forming parts also difference.This design is mainly to design the plastic mould about roof cover of common socket for our daily life, draw the 2-dimensional, 3-dimensional of the part, analysis of material properties, surface quality and structure and so on, and determine the forming method of the structure, then design and calculate the gating system, molding parts of the plastic mold , the last is checking all parameters of mold and injection molding machine. Use AutoCAD, Pro/E for 2-dimensional, 3-dimensional design, modeling, and modeling.Key words: Plastic; mold; Design; Modeling; Pro/E目次摘要Abstract1 緒論11.1 本課題研究意義和背景11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀11.3 本文的主要工作22 材料的成型特性與工藝分析32.1 聚碳酸酯的特性32.2 聚碳酸酯的工藝參數(shù)32.3 本章小結(jié)33 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析43.1 塑件尺寸精度及表面質(zhì)量43.1.1 塑件精度及公差43.1.2 塑件表面粗糙度分析53.2 塑件形狀和結(jié)構(gòu)分析53.2.1 塑件壁厚分析53.2.2 塑件圓角分析53.2.3 塑件上孔的分析53.2.4 塑件脫模斜度的分析53.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析53.4 塑件的生產(chǎn)批量分析63.5 本章小結(jié)64 注射機(jī)的初步選擇74.1 確定塑件的體積和質(zhì)量74.2 確定型腔數(shù)目74.3 確定注射機(jī)成型工藝參數(shù)74.4 確定模具溫度及冷卻方式74.5 確定注射機(jī)74.6 本章小結(jié)85 注塑模具結(jié)構(gòu)分析95.1 分型面的選擇95.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)95.2.1 主流道和定位圈的設(shè)計(jì)95.2.2 分流道的設(shè)計(jì)105.2.3 澆口的設(shè)計(jì)105.2.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)105.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析115.3.1 型腔布置115.3.2 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)115.3.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 115.4 基本結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)115.4.1 支撐零部件的設(shè)計(jì)115.4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)125.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)125.6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)125.7 嵌件的設(shè)計(jì)125.8 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)125.9 本章小結(jié)126 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算136.1 成型零件的成型尺寸計(jì)算136.2 模具型腔壁厚的確定146.2.1 型腔側(cè)壁厚度的確定146.2.2 型腔底板厚度的確定156.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定156.4 成型部分零件圖166.4.1 定模鑲件零件圖166.4.2 主型芯零件圖166.5 抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算176.5.1 抽芯距的計(jì)算176.5.2 抽芯力的計(jì)算176.5.3 確定斜導(dǎo)柱的傾斜角176.5.4 確定斜導(dǎo)柱的直徑176.5.5 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度的計(jì)算176.5.6 楔緊塊的設(shè)計(jì)176.5.7 確定滑塊裝置的定位距離176.6 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)186.7 本章小結(jié)187 成型設(shè)備的校核197.1 注射機(jī)最大注射量的校核197.2 注射機(jī)最大注射壓力的校核197.3 注射機(jī)鎖模力的校核197.4 安裝尺寸的校核197.5 開(kāi)模行程的校核197.6 本章小結(jié)208 模具裝配圖218.1 模具裝配218.2 本章小結(jié)219 總結(jié)22致謝23參考文獻(xiàn)24VII1 緒論塑料是一種高分子材料，塑料材料在我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，從工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)絿?guó)防建設(shè)，比如在機(jī)械制造、汽車制造、家電制造、電子儀表、郵電通信、食品、電子通信、日用百貨等方面的應(yīng)用也日趨普及，這些都離不開(kāi)塑料模具。在高分子材料加工領(lǐng)域，用于塑料制品成型的模具稱為塑料成型模具，簡(jiǎn)稱注塑模。按照塑料制品的成型方法，注塑?？梢苑殖珊芏囝愋?，應(yīng)用最廣泛的就是注射模。注射模是將加熱完成的粒料通過(guò)注射機(jī)的螺桿或活塞，使料筒中的塑料塑化成熔融狀態(tài)，通過(guò)注射機(jī)的噴嘴與模具的澆注系統(tǒng)注入到模具型腔，冷卻，保壓，成型符合要求的塑料制件的模具。1.1 本課題研究背景和意義所有高分子材料中，塑料的應(yīng)用與人們的生活和技術(shù)密不可分。高分子材料早在19世紀(jì)五六十年代就已經(jīng)出現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。隨著科技的飛速發(fā)展，塑料的種類不斷增加，性能也各有差異，即使同一類型的塑料，在不同溫度、壓力下，表現(xiàn)的性能也各不相同，在選擇塑料進(jìn)行成型加工時(shí)，要根據(jù)其自身特性，在合理的溫度、壓力和時(shí)間條件下，完成加工要求。塑料的成型加工與模具技術(shù)密不可分，塑件主要是靠成型模具獲得的，它的質(zhì)量的好壞和成本的高低基本上是由模具的結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、精度和使用壽命決定的。模具的加工精度、表面粗糙度、成型零部件的結(jié)構(gòu)等因素都會(huì)決定制件是否符合要求。目前，制件的大批量生產(chǎn)、制件不可避免的復(fù)雜結(jié)構(gòu)也層出不窮，單一的模具結(jié)構(gòu)、模具型腔已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)、生活的需要，所以，巧妙的模具結(jié)構(gòu)、大型多級(jí)進(jìn)工位模、大型復(fù)合模、一模多腔，甚至一模幾百腔等高效模具也得到了實(shí)現(xiàn)。塑料成型加工和模具技術(shù)是一門(mén)不斷發(fā)展的綜合科學(xué)，它不但隨著高分子材料合成技術(shù)的提高，成型技術(shù)、成型設(shè)備的提高，而且也隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件模擬技術(shù)的提高，塑料成型加工和模具技術(shù)得到了飛快的發(fā)展。隨著塑料成型原理研究的不斷深入，且塑件向大型化、復(fù)雜化和精密化的發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造已經(jīng)由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向理論設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬的方向發(fā)展。模具產(chǎn)品繼續(xù)向著更大型、更緊密、更復(fù)雜的方向發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，利用CAD/CAE技術(shù)，大大提高了模具設(shè)計(jì)的效率，也提高了模具和塑件的質(zhì)量。同時(shí)，塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度及其標(biāo)準(zhǔn)零件的制造規(guī)模及范圍，也對(duì)減少模具加工周期、節(jié)省材料、降低成本、適應(yīng)大規(guī)模批量化生產(chǎn)具有很重要的意義。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀技術(shù)含量較低的模具已經(jīng)供過(guò)于求，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠(yuǎn)不能夠滿足社會(huì)的需求，這就是我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。目前，對(duì)于一些精密制件，要求的精度很高，但是模具的制造加工精度無(wú)法滿足要求，導(dǎo)致制件的精度降低。另外，模具加工的設(shè)備落后也是模具精度達(dá)不到要求的重要因素。所以，我國(guó)出口的模具由于技術(shù)和人才等方面的因素制約，都相對(duì)集中在中低端的模具制造領(lǐng)域，在世界市場(chǎng)上的話語(yǔ)權(quán)并不大。模具工業(yè)的總體水平依然遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，與國(guó)際先進(jìn)水平相比，存在很大的差距。另外，模具的產(chǎn)出量依然滿足不了廣大的模具市場(chǎng)的需求，國(guó)產(chǎn)模具對(duì)市場(chǎng)的滿足率達(dá)不到80%，特別是針對(duì)模具技術(shù)含量較高的中、高檔模具，滿足率還不到60%。除此之外，我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為20%-30%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具制造的標(biāo)準(zhǔn)化程度，大多數(shù)模具加工工廠，規(guī)模小，先進(jìn)設(shè)備較少，很多零件都是自己加工，導(dǎo)致加工周期增加，加工精度不高，反而成本高。這些問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為了模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路上的一塊絆腳石。1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外，尤其是歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)起步比我國(guó)早，發(fā)展速度遠(yuǎn)超我國(guó)，他們的生產(chǎn)管理技術(shù)和加工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)也特別先進(jìn)。在歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)，許多模具企業(yè)把一些高新技術(shù)應(yīng)用在模具設(shè)計(jì)和制造的過(guò)程中，主要體現(xiàn)在：1)CAD/CAE/CAM /ERP技術(shù)被廣泛使用，提高了模具加工成形的可行性和可靠性；2)高速切削、先進(jìn)加工設(shè)備的出現(xiàn)和五軸高速等加工技術(shù)日益普及，很大程度上縮短了模具制造周期；3)快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)得到普遍應(yīng)用；4)從事模具行業(yè)的人員精簡(jiǎn)，一人多職，精益生產(chǎn)；5)模具產(chǎn)品專業(yè)化，市場(chǎng)定位準(zhǔn)確；6)先進(jìn)的管理信息系統(tǒng)的使用 ，更快更完善地實(shí)現(xiàn)了集成化管理；1.3 本文的主要工作本文主要對(duì)家用五孔插座上殼蓋的注射模具進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，利用AutoCAD繪制模具二維零件圖、裝配圖，用Pro/E繪制模具三維圖，其主要內(nèi)容如下：第2章主要是對(duì)塑件原料聚碳酸酯（PC）進(jìn)行成型特性與工藝參數(shù)的確定，了解PC的注射工藝參數(shù)。第3章主要是對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，分析塑件尺寸精度及表面質(zhì)量，確定尺寸公差等級(jí)以及各尺寸的尺寸公差；分析塑件的壁厚、圓角、脫模斜度、孔等結(jié)構(gòu)，確定塑件工藝性；最后是對(duì)塑件的生產(chǎn)批量進(jìn)行分析。第4章是注塑機(jī)的選擇。首先是計(jì)算出塑件的體積、質(zhì)量、型腔數(shù)目，初選注射機(jī)，確定注射成型工藝參數(shù)，注塑機(jī)參數(shù)。第5章是注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要是分型面的選擇，澆注系統(tǒng)、成型零部件的設(shè)計(jì)、基本結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)以及脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。第6章主要是對(duì)成型零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，確定各個(gè)尺寸公差，通過(guò)確定型腔板尺寸，確定標(biāo)準(zhǔn)模架，并對(duì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)各零件尺寸進(jìn)行計(jì)算。第7章是對(duì)模具和注塑機(jī)的校核，包括鎖模力、注射壓力、注射量、安裝尺寸和開(kāi)模行程的校核。第8章主要是繪制模具裝配圖，在圖紙上更直觀地展現(xiàn)模具的結(jié)構(gòu)和其工作過(guò)程。2 材料的成型特性與工藝參數(shù)2.1 聚碳酸酯的成型特性聚碳酸酯是一種綜合性能良好的熱塑性工程塑料。PC具有良好的好透明性，密度為，原料為無(wú)色透明的顆粒。適于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件。1）無(wú)定形塑料，成型溫度范圍很寬，具有很好的熱穩(wěn)定性，只有溫度超過(guò)330才會(huì)被分解產(chǎn)生無(wú)腐蝕性、無(wú)毒的氣體。2）吸濕性極小，但是水敏性強(qiáng)，注射成型之前必須對(duì)其進(jìn)行干燥處理。3）流動(dòng)性差，溢邊值為0.06mm左右，溫度對(duì)它的流動(dòng)性影響很大，但是冷卻速度快。4）成型收縮率小，成型條件適當(dāng)，塑件尺寸可以控制在一定公差范圍內(nèi)，塑件尺寸精度高。5）易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，可能發(fā)生開(kāi)裂，所以成型條件需要嚴(yán)格控制，塑件宜采用退火處理消除內(nèi)應(yīng)力。6）熔融溫度比較高，粘度高，對(duì)體積較大的塑件宜采用螺桿式注塑機(jī)進(jìn)行成型；噴嘴需要加熱。7）塑料對(duì)剪切作用敏感。澆注系統(tǒng)最好設(shè)置設(shè)冷料穴，塑件脫模時(shí)推出要均勻，避免損壞塑件質(zhì)量，模具材料選擇時(shí)，應(yīng)選用耐磨性好的材料，并淬火處理。8）塑件壁厚不能太薄，也不能太厚，應(yīng)均勻，除塑件本身結(jié)構(gòu)外避免采用尖角，以免造成應(yīng)力集中，如果有金屬嵌件時(shí)，必須對(duì)嵌件進(jìn)行預(yù)熱處理，、溫度宜用110130。2.2 聚碳酸酯工藝參數(shù)聚碳酸酯的密度是1.021.05g/cm，成型收縮率為0.50.7% ，干燥條件為110120 8小時(shí) ，可在-60120下長(zhǎng)期使用。宜在高料溫、高模溫和高壓慢速條件下成型，模溫控制在80110較好，成型溫度在280320為宜。2.3 本章小結(jié)本節(jié)主要對(duì)聚碳酸酯（PC）進(jìn)行成型特性與工藝參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，主要針對(duì)PC材料特性、物理及加工特性進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，為后面的塑件結(jié)構(gòu)分析，模具結(jié)構(gòu)的確定做好準(zhǔn)備。3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析用游標(biāo)卡尺量取塑件各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸，繪制塑件二維圖，三維圖。圖3-1 塑件二維圖 圖3-2 塑件三維圖3.1 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 3.1.1 塑件精度及公差該塑件只需保證與下殼蓋的基本配合，其他的尺寸精度并無(wú)特殊要求，確定所有的尺寸均為未標(biāo)注公差的自由尺寸，查塑件成型工藝與模具設(shè)計(jì)表3-2得塑件材料聚碳酸酯所選用的公差等級(jí)為MT5。查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表3-1塑件尺寸公差表(GB/T 14476)，查取塑件主要尺寸公差。下表3-1所列為塑件主要尺寸的公差要求。 表3-1 塑件主要尺寸的公差要求 單位mm部位尺寸尺寸公差部位尺寸尺寸公差外形尺寸86 內(nèi)形尺寸822422102620.51457.5130.2658.511孔邊距74550.12520200.22孔尺寸6孔邊距660.122325250.254247470.3224990.1475.55.50.12215150.19部位尺寸尺寸公差部位尺寸尺寸公差孔尺寸8孔邊距7.57.50.14R319190.22117170.191.54.54.50.1221210.2222220.22880.143.1.2 塑件表面粗糙度分析該塑件外表面要求外觀光潔，色彩均勻，不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，取外表面Ra為0.8m，而塑件內(nèi)表面粗糙度并無(wú)特殊要求，取Ra為。3.2 塑件形狀和結(jié)構(gòu)分析3.2.1 塑件壁厚分析各種塑件，為了滿足使用要求都具有一定的厚度，從而保證塑件本身的力學(xué)強(qiáng)度。塑件壁厚的最小尺寸除了要具備有足夠的剛度和強(qiáng)度之外，在脫模時(shí)能夠經(jīng)受推桿或者推件板的振動(dòng)和沖擊。3.2.2 塑件圓角分析除塑件本身結(jié)構(gòu)外避免采用尖角，盡可能采用圓角，避免因尖角造成應(yīng)力集中，從而塑件的強(qiáng)度得以提高，同時(shí)，利于熔體的流動(dòng)，塑件推出時(shí)方便。塑件采用圓角結(jié)構(gòu)，與之對(duì)應(yīng)的模具型芯、型腔等成型部分也是圓角，這樣也避免了模具上的應(yīng)力集中，保證了模具的剛度、強(qiáng)度，避免了模具在淬火或使用時(shí)因應(yīng)力集中而產(chǎn)生的裂開(kāi)，該塑件外圍邊緣圓角R=2mm，未標(biāo)注圓角半徑R=1mm。3.2.3 塑件上孔的分析塑件上的孔一般可分為通孔和盲孔。塑件中開(kāi)關(guān)孔、三孔插孔、兩孔插孔以及側(cè)面方孔的孔邊距很大，滿足要求；只需確定R3通孔和2盲孔孔邊距是否滿足要求，因兩個(gè)孔之間存在一個(gè)6的圓柱凸臺(tái)，增加兩者的強(qiáng)度，滿足要求。通孔深度不能太大，一般不超過(guò)孔徑的3.75倍，否則型芯會(huì)彎曲。圖中R3處孔深度為2mm3.756，滿足要求；注射成型時(shí)，盲孔的深度應(yīng)小于4d(d為孔徑)，盲孔2的深度2mm42，滿足要求。3.2.4 塑件脫模斜度的分析為了使塑件從模具內(nèi)順利取出，防止塑件與模具粘連以及塑件表面產(chǎn)生劃傷等，塑件的內(nèi)外表面沿脫模方向都應(yīng)設(shè)計(jì)脫模斜度。查塑料模具設(shè)計(jì)制造與資料匯編表7-12，查出PC材料，型腔脫模斜度為351，型芯的脫模斜度為3050，確定塑件的脫模斜度為1。3.3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析1）從圖1-1上看，該塑件外形為四方殼罩，圓角過(guò)渡，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求；2）塑件型腔較大，有形狀規(guī)則的方孔、通孔、盲孔等，它們都符合最小孔徑的要求；3）塑件型腔存在兩個(gè)用于連接時(shí)所需的孔，均符合最小孔徑要求；4）塑件側(cè)面有一個(gè)用于與下蓋連接的方孔，需要考慮側(cè)向抽芯分型裝置；5）為了便于塑件的順利脫模，在塑件內(nèi)表面設(shè)置1的脫模斜度；6）塑件內(nèi)部另一側(cè)面排列著兩組尺寸較小的內(nèi)凸，且每個(gè)突起間距較小，橫截面為三角形，并無(wú)圓角，需要考慮鑲塊成型，并且成型內(nèi)凸鑲塊中間部位存在一個(gè)固定夜光裝置的孔，這個(gè)小孔也是需要在鑲塊上成型的。3.4 塑件的生產(chǎn)批量分析 注塑模具材料的選擇、注塑模具結(jié)構(gòu)的確定很大程度上取決于塑件的生產(chǎn)類型。若塑件為大批量生產(chǎn)，模具的價(jià)格在整個(gè)生產(chǎn)加工費(fèi)用中所占比例則相對(duì)較小，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，延長(zhǎng)模具使用壽命、提高生產(chǎn)效率就顯得尤為重要，所以模具設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、一模多腔、高精度、自動(dòng)化程度高、使用壽命長(zhǎng)的模具，若塑件生產(chǎn)批量為小批量，則模具價(jià)格所占的比例會(huì)增大，采用結(jié)構(gòu)、制造簡(jiǎn)單的注塑模具，達(dá)到降低模具的成本的要求。該塑件的生產(chǎn)批量為大批量，采用一模多腔的塑料模具。3.5 本章小結(jié)本章節(jié)主要是對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行詳細(xì)地分析，包括塑件的表面粗糙度、壁厚、孔邊距、圓角以及脫模斜度等進(jìn)行分析確定，同時(shí)根據(jù)精度等級(jí)確定塑件尺寸的公差。4 注射機(jī)的初步選擇4.1 確定塑件的體積與質(zhì)量通過(guò)Pro/E三維造型，查得插座上殼蓋的體積V=25.9cm，PC的密度=1.04g/cm，所以，塑件的質(zhì)量為 （4-1）式中：為PC的密度，V為插座上殼蓋的體積。4.2 確定型腔數(shù)目模具型腔數(shù)量確定依據(jù)塑件本幾何形狀法人復(fù)雜程度和生產(chǎn)批量。由于該塑件兩側(cè)分別有側(cè)孔和內(nèi)凸，加上塑件本身結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，塑件表面有較高的粗糙度要求，型腔數(shù)目不宜設(shè)計(jì)過(guò)多，但考慮到塑件的生產(chǎn)批量以及模具需要采用鑲塊成型，所以設(shè)計(jì)采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)。型腔平衡布置在型腔板兩側(cè)，這樣方便側(cè)抽芯的實(shí)現(xiàn)、澆口、流道的布置，有利于模具的平衡。4.3 確定注射成型工藝參數(shù)根據(jù)塑件的材料聚碳酸酯（PC）的特性以及塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表7-27初步確定塑件的成型工藝參數(shù)，見(jiàn)表4-1。表4-1 塑件的模塑成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容工藝參數(shù)內(nèi)容預(yù)熱和干燥溫度110120成型時(shí)間/s注射時(shí)間2090時(shí)間812h保壓時(shí)間05料筒溫度/后段210240冷卻時(shí)間2090中段230280總周期40190前段240285螺桿轉(zhuǎn)速28r/min噴嘴溫度/240250后處理方法紅外線燈、鼓風(fēng)烘箱模具溫度/90110溫度/100110注射壓力/MPa80130時(shí)間/h8124.4 確定模具溫度及冷卻方式聚碳酸酯塑料粘度高，對(duì)剪切作用敏感，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)冷料穴。模具溫度對(duì)塑件的質(zhì)量存在較大影響，模具需要加熱，如果模溫低會(huì)影響其伸長(zhǎng)率、收縮率、抗沖擊強(qiáng)度大，但假如模溫超過(guò)120，塑件的冷卻緩慢，易黏模，導(dǎo)致脫模困難，延長(zhǎng)了成型周期，無(wú)法保證塑件質(zhì)量。該塑件厚度為2mm，模溫取80120為宜。 聚碳酸酯的流動(dòng)性差，溫度對(duì)其流動(dòng)性影響較大，熔融溫度較高，粘度高，對(duì)剪切作用十分敏感，塑件質(zhì)量很容易受到模具溫度影響，另外由于塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑料充滿型腔、冷卻保壓后塑件的各個(gè)部分塑料狀態(tài)不同，再加上PC的冷卻速度快，塑件壁厚為2mm，屬于薄壁塑件，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，不采用冷卻方式，使塑件在模具內(nèi)冷卻。4.5 注射機(jī)的確定該塑件采用注塑成型的方法，模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，計(jì)算出一次成型注射量所用的塑料量為： （4-2）式中：W為一次成型注射量，w為一腔的塑料量，w廢為澆注系統(tǒng)凝料。根據(jù)一次成型注射量的分析以及考慮塑料的特性、塑件的結(jié)構(gòu)、注射工藝參數(shù)及生產(chǎn)批量等因素，參考塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表7-31，初步選擇注塑機(jī)型號(hào)為SZ-100/80螺桿式注射機(jī)（經(jīng)后面第7章中對(duì)注射機(jī)各個(gè)參數(shù)的校核，SZ-100/80型螺桿式注射機(jī)能滿足注射壓力、安裝尺寸、鎖模力、開(kāi)模行程、注射量等要求，所以確定注射機(jī)型號(hào)為SZ-100/80型螺桿式注射機(jī)）。SZ-100/80型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，見(jiàn)表4-2。表4-2 SZ-100/80型注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)值參數(shù)1螺桿直徑/mm352最大注射量/cm1003注射壓力/MPa1704鎖模力/kN8005拉桿間距/(mmmm)3203206最大模具厚度/mm3007最小模具厚度/mm1708最大開(kāi)模行程/mm3059噴嘴前端球面半徑/mm1010噴嘴孔直徑/mm411定位圈直徑/mm 1004.6 本章小結(jié)該章節(jié)主要是計(jì)算塑件體積和質(zhì)量、確定型腔數(shù)目及確定PC塑料所使用的合適的模具溫度冷卻方式，最后初選注射機(jī)，記錄注射機(jī)成型工藝參數(shù)。5 注塑模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)注塑?；窘Y(jié)構(gòu)是由動(dòng)模、定模兩部分組成，動(dòng)模部分是通過(guò)動(dòng)模座板安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，定模是通過(guò)定模座板安裝在注射機(jī)的固定模板上。注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等幾個(gè)部分設(shè)計(jì)。5.1 分型面的選擇注塑模具動(dòng)模、定模兩個(gè)部分的分界面是分型面，是打開(kāi)模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的形狀應(yīng)盡可能為平面。分型面應(yīng)位于塑件截面尺寸最大的部位，是分型面選擇的首要原則，同時(shí)遵循分型面的其他選擇原則，確定分型面如圖5-1所示：圖5-1 分型面的選擇示意圖5.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料平穩(wěn)有序的填充到模具型腔，并在塑料填充、冷卻的過(guò)程中，把注射壓力平穩(wěn)的傳到型腔的每個(gè)位置，從而獲得組織致密、外形清晰的塑件。在整個(gè)塑料成型過(guò)程中，起到塑料流通，分配注射壓力的作用。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成?？紤]到塑件外觀要求較高，不允許出現(xiàn)熔接痕和斑點(diǎn)，同時(shí)模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，PC材料的流動(dòng)性較差等原因，澆口采用加工容易、修整方便、去除方便、澆口痕跡小的側(cè)澆口，模具采用單分型面注塑模。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如圖5-2所示。圖5-2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2.1 主流道和定位圈的設(shè)計(jì)主流道一般位于模具中心線上，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。工作時(shí)，主流道與熱的注射機(jī)噴嘴持續(xù)接觸，反復(fù)接觸具有一定壓力和溫度的塑料熔體，同時(shí)開(kāi)模取出塑件，如此冷熱交替循環(huán)，屬于易損件，對(duì)材料要求較高，所以該模具設(shè)計(jì)時(shí)，主流道采用可拆卸方便更換的澆口套。噴嘴前端球面半徑SR0=10mm，噴嘴孔直徑d0=4mm,定位圈直徑為100mm。為了避免主流道與噴嘴接觸時(shí)溢料，主流道與噴嘴之間的關(guān)系為： (5-1)式中，SR為主流道球面半徑，SR0為噴嘴前端球面半徑， (5-2)式中，d為流道小端直徑，d0為噴嘴孔直徑，因此，取=12mm，深度為35mm，取4mm，小端直徑d=4.5mm。為了讓主流道凝料能順利地從澆口套中拔出，主流道應(yīng)設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角為26，該設(shè)計(jì)取其斜度為4。同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì)r=2mm的圓弧過(guò)渡。為了補(bǔ)償在注射機(jī)噴嘴沖擊下澆口套的變形，將澆口套的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的比模板厚度少0.02mm。為了避免澆口套外圓盤(pán)軸肩淬火開(kāi)裂和應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)角半徑R取3mm。如圖5-1所示。圖5-3 澆口套與定位圈的設(shè)計(jì)定位圈是安裝模具時(shí)起定位作用的，定位圈外徑由注射機(jī)定位孔直徑確定，注射機(jī)定位圈直徑為100mm，一般定位圈高出定模座板表面510mm，由M6M8的螺釘固定在模具定模座板上。5.2.2 分流道的設(shè)計(jì)分流道的截面形式有很多種，常見(jiàn)的有圓形、U型、梯形等。U型截面加工容易，效率高，且容易脫模，故采用U型截面。U型截面分流道的寬度b一般為510mm，該設(shè)計(jì)采用寬度b=8mm,半徑R=3mm，深度h=5mm,斜度=510，該設(shè)計(jì)取10。繪制分流道截面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖5-3所示。圖5-4 分流道截面結(jié)構(gòu)圖為了增加分流道與模具接觸的外層塑料的流動(dòng)阻力，使外層塑料較好的形成絕熱層，分流道內(nèi)表面粗糙度一般取0.4m。5.2.3 澆口的設(shè)計(jì)塑件外表面要求有較高的表面質(zhì)量，澆口位置不能設(shè)計(jì)在塑件外表面。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)以及模具分型面等因素，選擇側(cè)澆口。側(cè)澆口一般開(kāi)設(shè)在分型面上，從型腔端面進(jìn)料，加工容易，澆口痕跡小，適合該塑件的模具設(shè)計(jì)。側(cè)澆口的截面采用典型的矩形截面，澆口搭接在塑件底側(cè)中間位置，去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件外壁留下澆口痕跡，不影響塑件外觀。側(cè)澆口的設(shè)計(jì)如圖 5-4所示。圖5-5 側(cè)澆口的設(shè)計(jì)中小型塑件側(cè)澆口t=0.52mm，取t=1 mm，有搭接存在時(shí)，澆口長(zhǎng)度L=2.03.0，取L=3mm，澆口寬度b如下式： （5-3）式中，k為塑料系數(shù)，PC取0.7，A為塑件外側(cè)表面積，mm，t為澆口套深度，mm。搭接部分的長(zhǎng)度L-l=b/2+(0.60.9)=2mm。5.2.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)塑件推件方式為推件板推出，主流道的冷料穴開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的推件板上。采用球頭拉料桿的冷料穴，同時(shí)也利用塑件對(duì)球頭的包緊力，讓塑件更可靠的留在動(dòng)模部分，位置設(shè)置在主流道末端。冷料穴的直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，取拉料桿直徑為6，取深度為直徑的11.5倍。冷料穴與拉料桿設(shè)計(jì)如下圖5-6所示。圖5-6 冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì)5.3 成型零部件設(shè)計(jì)成型零部件通常包括型腔、型芯、成型桿、螺紋型芯和螺紋型環(huán)。該塑件模具成型零部件的設(shè)計(jì)主要是型腔、主型芯、側(cè)型芯和嵌件的設(shè)計(jì)。5.3.1 型腔布置在保證分流道的流程短以節(jié)省塑料、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具正常工作的前提下，采用取件方便的模具型腔布置。該模具設(shè)計(jì)采用一模兩腔，型腔平衡放置在型腔板的兩側(cè)，模具需采用側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，如果考慮側(cè)抽芯分布在兩邊，型腔的加工難度會(huì)增加?？紤]到加工性，模具的兩個(gè)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)放在同一側(cè)。5.3.2 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件和高溫高壓的塑料反復(fù)接觸，塑件的質(zhì)量會(huì)受到直接的影響，所以要求成型零部件表面應(yīng)美觀光滑，一般取粗糙度為0.4m，同時(shí)也要求成型零件具有足夠的強(qiáng)度、硬度、剛度和耐磨性，該設(shè)計(jì)采用預(yù)硬型優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，預(yù)硬化鋼最宜制造塑件形狀復(fù)雜的塑料模具，使用硬度一般在3042HRC范圍內(nèi)。成型零件的材料均選用3Cr2Mo，它的綜合力學(xué)性能好，淬透性好，另外，模具表面光潔度高，有很好的拋光性。模具型腔是用來(lái)成型塑件外表面的，塑件采用大批量生產(chǎn)，為了節(jié)省材料，降低模具制造成本，采用便于熱處理、便于日后更換維修的整體嵌入式凹模。鑲塊外部為方形柱體，采用H7/m6的過(guò)渡配合嵌入到模具中。鑲塊外部采用軸肩，嵌件從模具定模部分嵌入，用另一塊起支撐作用的模板和螺釘將其固定。型芯用于成型塑件的內(nèi)表面，通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的工藝性進(jìn)行分析，采用組合式型芯，即節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材，又減少加工工作量，成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動(dòng)模板上，成型夜光孔和塑件外表面內(nèi)邊框的型芯裝在定模板上，與定模鑲塊一起加工。型芯與動(dòng)模板采用臺(tái)階連接，動(dòng)模板與動(dòng)模墊板之間采用螺釘連接。5.3.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)塑料熔體充滿模具型腔前，澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)充滿氣體，為了保證塑件表面質(zhì)量，必須將氣體順利排出，PC的流動(dòng)性差，溢邊值為0.06mm，粘度高，采用排氣槽排氣和間隙排氣。排氣槽開(kāi)設(shè)在分型面凹模一側(cè)，寬度一般取1.56mm，查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4-11得深度為0.010.03mm。除了設(shè)置排氣槽外，還利用模具分型面和模具零件間的間隙自然排氣，間隙值的大小和排氣槽一樣，在0.020.05mm范圍內(nèi)選擇。5.4 基本結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)包括支承零部件設(shè)計(jì)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。5.4.1 支撐零部件設(shè)計(jì)動(dòng)、定模座板與注射機(jī)的動(dòng)、定模固定板相連。動(dòng)、定模座板在成型過(guò)程中傳遞合模力并承受成型力，為了保證足夠的剛度和強(qiáng)度，其厚度不小于3mm，座板材料選用碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)2832HRC。固定板用于固定成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和推出脫模機(jī)構(gòu)，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制造。支撐板是防止固定板固定的零件移動(dòng)脫出，承受一定的成型壓力，一般用中碳結(jié)構(gòu)鋼或中碳合金鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)硬度可達(dá)2832HRC。 該模具設(shè)計(jì)時(shí)選用的支撐件是墊塊。墊塊是為推出脫模機(jī)構(gòu)創(chuàng)造推出空間，也用來(lái)調(diào)節(jié)模具高度，滿足模具安裝要求。墊塊材料一般為中碳鋼，也可用Q235等，與動(dòng)模座板和動(dòng)模支承板之間采用螺釘連接。5.4.2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于保證動(dòng)、定模之間開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。在模具型腔周圍設(shè)置24對(duì)互相配合的導(dǎo)柱導(dǎo)套，導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模、定模均可，設(shè)置在主型芯周圍。該模具設(shè)計(jì)采用直導(dǎo)柱，帶頭導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合，導(dǎo)向段與導(dǎo)套間采用間隙配合H7/f6，固定段與模板間采用過(guò)渡配合H7/k6或H7/m6。導(dǎo)套與模板為較緊的過(guò)渡配合，帶頭導(dǎo)套一般用H7/k6。5.5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析塑件外形，塑件屬于罩殼類，采用推件板脫模，不僅推出均勻，推出力大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，還可以保證塑件表面質(zhì)量要求。5.6 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件側(cè)壁存在與下蓋配合安裝的方形孔，為了完成側(cè)型芯的抽出和復(fù)位機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、動(dòng)作可靠的斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。斜導(dǎo)柱安裝在定模、滑塊安裝在動(dòng)模部分的結(jié)構(gòu)。側(cè)型芯單獨(dú)加工，節(jié)省材料，然后嵌入滑塊，兩者之間用銷釘固定。在開(kāi)模、合模的過(guò)程中，斜導(dǎo)柱用于驅(qū)動(dòng)滑塊沿著導(dǎo)滑槽的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，斜導(dǎo)柱固定段與模板之間采用H7/m6的過(guò)渡配合，與滑塊導(dǎo)柱孔之間保留0.51.0mm的間隙。側(cè)向抽芯分型機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)，滑塊固定在動(dòng)模部分，與導(dǎo)滑槽采用H7/f7的公差配合，以保證滑塊的平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，才能保證側(cè)型芯的可靠抽出和復(fù)位，該設(shè)計(jì)采用的是T形槽，安裝在推件板上，滑塊的導(dǎo)滑長(zhǎng)度設(shè)計(jì)時(shí)，要大于滑塊寬度的1.5倍，高度也要為滑塊寬度的2/3，才能保證抽芯時(shí)滑塊平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生偏斜。滑塊的定位裝置采用限位擋塊，為了保證開(kāi)模后滑塊能停留在與斜導(dǎo)柱分離的位置，不任意滑動(dòng)，合模時(shí)，斜導(dǎo)柱伸出部分可以準(zhǔn)確可靠的插入滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，這樣可避免模具的損壞，采用限位擋塊適用于模具任何方向的側(cè)抽芯?；瑝K的鎖緊是由楔緊塊完成的，楔緊塊代替斜導(dǎo)柱承受側(cè)型芯的推力，該設(shè)計(jì)采用整體嵌入式的結(jié)構(gòu)，可避免材料的浪費(fèi)，剛性好，裝配維修時(shí)簡(jiǎn)單方便。5.7 嵌件的設(shè)計(jì)塑件內(nèi)表面?zhèn)缺谂帕兄鴥山M三角形內(nèi)凸、U形孔以及固定夜光的小孔，這些結(jié)構(gòu)需要在主型芯上設(shè)置一個(gè)鑲塊來(lái)成型，注塑成型前，先把嵌件放入到模具中，再進(jìn)行注塑成型，嵌件與主型芯配配合完成塑件內(nèi)表面的成型。嵌件的形狀需要盡量對(duì)稱、簡(jiǎn)單，把嵌件上的尖角倒成圓角，這樣對(duì)塑件的成型和強(qiáng)度都有利。嵌件與主型芯的固定用L的結(jié)構(gòu)固定，這樣可以避免嵌件前后左右移動(dòng)，同時(shí)采用H7/ h7的公差配合，保證塑件內(nèi)表面質(zhì)量，同時(shí)嵌件長(zhǎng)度方向的尺寸小于型芯最大成型尺寸，采用H7/h7的公差配合，利用嵌件寬度方向來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。利用兩種方式的定位來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌件的定位。5.8 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)模具型芯有金屬嵌件，應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為110130，必須設(shè)置加熱系統(tǒng)。該模具設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、溫度調(diào)節(jié)范圍大的電熱棒加熱裝置。5.9 本章小結(jié)本章是模具結(jié)構(gòu)的基本確定。模具結(jié)構(gòu)主要是由塑件形狀決定的，通過(guò)前面對(duì)塑件的分析，首先是確定分型面，后面主要是對(duì)模具的結(jié)構(gòu)，如澆注系統(tǒng)、成型零部件、基本結(jié)構(gòu)零部件和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后是成形側(cè)孔的側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)、鑲塊的設(shè)計(jì)。6 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 成型零件的成型尺寸計(jì)算該塑件的成型零件尺寸按照平均值法計(jì)算，PC的收縮率為0.5%0.7%，取平均收縮率Scp=0.6%=0.006，根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具制造公差z=/3, =0.75。成型零件尺寸計(jì)算見(jiàn)表6-1。 表6-1 成型零件尺寸 mm類別零件名稱塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型腔計(jì)算定模鑲件 型芯計(jì)算主型芯側(cè)抽芯嵌件類別零件名稱塑件尺寸計(jì)算公式工作尺寸型芯計(jì)算嵌件中心距計(jì)算定模鑲塊20.12.010.0350.125.030.0470.147.050.05600.3760.360.133.50.123.520.04主型芯60.126.040.04200.2220.120.07190.1919.110.07150.1915.090.067.50.147.550.0590.149.050.055.50.125.530.04220.2222.130.07170.1917.100.06210.2221.130.07主型芯4.530.0430.180.08側(cè)抽芯70.147.040.05嵌件80.148.050.05250.2525.150.08470.3247.290.111.50.11.510.036.2 模具型腔壁厚的確定塑料模具型腔在一定溫度和壓力下工作，必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度。該模具設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)型腔剛度和強(qiáng)度進(jìn)行校核。模具采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，確定型腔壁厚時(shí)可以按照整體矩形型腔計(jì)算，如圖6-1所示。6.2.1 型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算圖6-1 整體式矩形型腔按圖所示，型腔厚度h=24mm，型腔長(zhǎng)度、寬度l=b=86mm。按剛度條件計(jì)算： S=1.29mm （6-1）式中，c由h/l決定的系數(shù)，查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表9-22得c=0.93; p為型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的25%50%，p取35MPa; h為型腔深度，h=24mm; E為模具鋼的彈性模量，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2105MPa; 為模具剛度許用變形量，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得=25i2=25（+0.001l）=29.48mm。按強(qiáng)度條件計(jì)算： S=14.95mm （6-2）式中，p為型腔內(nèi)最大熔體壓力，取p=35MPa; h為型腔深度，h=24mm; W為抗彎截面系數(shù)，h/l決定，查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4-6得W=0.108； 為型腔的邊長(zhǎng)比，=b/l=1; 為模具強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力，預(yù)硬化塑料模具鋼=300MPa。6.2.2 型腔底板厚度的計(jì)算按剛度條件計(jì)算 （6-3）式中，由型腔邊長(zhǎng)l/b決定的系數(shù)，查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表9-23得=0.0138； p為型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的25%50%，p取35MPa; b為型腔寬度，b=86mm; E為模具鋼的彈性模量，預(yù)硬化塑料模具鋼E=2.2105MPa；為模具剛度許用變形量，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得=25i2=25（+0.001l）=29.48mm。按照強(qiáng)度條件計(jì)算 （6-4）式中，由型腔長(zhǎng)度與型腔寬度之比l/b所決定的系數(shù)，查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4-7得=0.3078； p為型腔內(nèi)最大熔體壓力，可取注射成型壓力的25%50%，p取35MPa;b為型腔寬度，b=86mm; 為模具強(qiáng)度計(jì)算許用應(yīng)力，預(yù)硬化塑料模具鋼=300MPa。通過(guò)上面剛度、強(qiáng)度的計(jì)算，確定型腔壁厚要求S14.95mm，T16.29mm。6.3 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定綜合考慮該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)采用一模兩腔平衡布置、側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu)、型腔的壁厚、塑件尺寸大小、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)置等因素，大概估計(jì)型腔模板尺寸，查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表8-27選取標(biāo)準(zhǔn)模板的尺寸為350mm270mm50mm，選用A4型標(biāo)準(zhǔn)模架，標(biāo)記A4-250350-58-Z2（GB/T12555-2006）。6.4 成型部分零件圖根據(jù)塑件成型尺寸的計(jì)算，以及各個(gè)結(jié)構(gòu)成型的位置，繪制二維零件圖。6.4.1定模鑲件零件圖定模鑲件主要用于成形塑件的外表面，與此同時(shí)，定模鑲件上也有型芯，用于成型外框、開(kāi)關(guān)階梯孔、夜光大孔的型芯，這些都是需要在定模鑲件上成型的，根據(jù)確定好的模架尺寸，繪制嵌入式的定模鑲塊的二維零件圖，如下圖6-2所示。圖6-2 定模鑲件二維零件圖6.4.2 型芯零件圖型芯主要由三個(gè)零件組成，嵌件、主型芯和側(cè)型芯。嵌件是放在主型芯內(nèi)部的成型結(jié)構(gòu)，用來(lái)成型塑件的六個(gè)三角形的內(nèi)凸、夜光的小孔和U型的凸臺(tái)，采用L的裝置與主型芯固定，與主型芯一起配合完成注射成型，二維零件圖如圖6-3所示。 圖6-3 嵌件二維零件圖主型芯主要用于成型塑件內(nèi)表面，用于成型塑件的兩孔、三孔、八個(gè)11的方形柱子和用于固定螺釘?shù)膬蓚€(gè)同心孔，二維零件圖如圖6-4所示。側(cè)型芯用于成型側(cè)面方孔，二維零件圖如圖6-5所示。 圖6-4 主型芯二維零件圖 圖6-5 側(cè)型芯二維零件圖6.5 抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算6.5.1 抽芯距的計(jì)算 （6-5）式中，h為側(cè)抽芯成型高度，h為3mm。6.5.2 抽芯力的計(jì)算 （6-6）式中，c為側(cè)抽成型截面周長(zhǎng)，c=2(4+6)=20mm; h為側(cè)抽芯成型高度，h為3mm； p為塑件對(duì)于側(cè)抽芯包緊力， p為812MPa（對(duì)于模內(nèi)冷卻塑件），取10MPa; 為塑料對(duì)模具鋼的摩擦系數(shù)，為0.10.3，取0.2； 為側(cè)抽芯的傾斜角，為0。6.5.3 確定斜導(dǎo)柱的傾斜角該塑件的側(cè)向抽芯距小，通常在1523范圍內(nèi)取值，越小斜導(dǎo)柱和模具受力減小，該塑件抽芯距較小，取其傾斜角度為15。6.5.4 確定斜導(dǎo)柱的直徑根據(jù)抽芯距和斜導(dǎo)柱的傾斜角查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4-9確定最大彎曲力=1.00kN，然后根據(jù)、和 (為斜導(dǎo)柱中心線的交點(diǎn)與側(cè)抽芯滑塊所受的脫模力作用線到定模座板的距離，該塑件為36mm).查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4-10得斜導(dǎo)柱的直徑為12mm。6.5.5 斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度計(jì)算斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度為 （6-7） 式中，為斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度；為斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑，查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表4-11 為14mm；，h為斜導(dǎo)柱固定板的厚度，根據(jù)模架取得h=25mm;d為斜導(dǎo)柱工作部分直徑，d為12mm；S為抽芯距，S為6mm。斜導(dǎo)柱的二維零件圖如圖6-6所示。圖6-6 斜導(dǎo)柱二維零件圖6.5.6 楔緊塊的設(shè)計(jì)楔緊塊是用來(lái)保證注射成型過(guò)程中滑塊的緊密閉合，避免側(cè)抽芯時(shí)產(chǎn)生飛邊，保證塑件表面精度，塑件表面質(zhì)量。由于滑塊移動(dòng)方向與合模方向垂直，楔緊塊的楔角應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾斜角，一般取=+（23）=18，可以起到讓位的作用。設(shè)計(jì)時(shí)，楔緊塊設(shè)計(jì)成單獨(dú)件，用T形槽固定在定模座板上。6.5.7 確定滑塊裝置的定位距離滑塊的限位裝置采用限位擋塊與螺釘配合作用完成滑塊的定位。這種設(shè)計(jì)適用于各個(gè)方向的側(cè)抽芯，應(yīng)用廣泛。滑塊移動(dòng)方向與合模方向垂直，滑塊裝置的定位距離S應(yīng)等于實(shí)際抽芯距。 （6-8）式中，為斜導(dǎo)柱有效抽芯長(zhǎng)度，mm； 為斜導(dǎo)柱的傾斜角，取15。6.6 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件成型開(kāi)模后，塑件與型芯一起留在動(dòng)模一側(cè)，為滿足塑件的表面質(zhì)量，采用推件板推出機(jī)構(gòu)，推件板推出力大，推出平穩(wěn)，可以整體推出，查塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編表8-27，確定推件板厚度為25mm。6.7 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)成型零部件的設(shè)計(jì)，包括型腔、型芯、嵌件、側(cè)抽芯尺寸的計(jì)算，確定型腔壁厚，從而確定標(biāo)準(zhǔn)模架的類型，最后是對(duì)抽芯機(jī)構(gòu)的具體計(jì)算。7 成型設(shè)備的校核計(jì)算7.1 注射機(jī)最大注射量的校核塑料模具設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行注射量校核時(shí)，一次成型所需要的塑料量包括澆注系統(tǒng)凝料和塑件充滿型腔所需的塑料之和，不能超過(guò)注射機(jī)最大注射量的80%，即 （7-1）式中，W為一次成型所用的塑料量，26.9(2+0.2)=59.18cm；K為注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；為注射機(jī)最大注射量，查本設(shè)計(jì)表4-2確定Wp=100cm。計(jì)算得 （7-2）故，注射機(jī)的注射量滿足注射的要求。7.2 注射機(jī)最大注射壓力的校核根據(jù)表4-1的PC的注射壓力為80130MPa，表本論文表4-2可知注射壓力為170MPa，80130MPa170MPa，滿足要求。7.3 注射機(jī)鎖模力的校核鎖模力的校核關(guān)系式為 （7-3）式中，F(xiàn)為注射機(jī)鎖模力，查本設(shè)計(jì)表4-2得SZ-100/80型螺桿式注射機(jī)的鎖模力為800kN； k為壓力損耗系數(shù)，一般取1.11.2，此處取1.2； p為型腔內(nèi)的熔體壓力，該塑件p=35MPa； A為澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積以及塑件在在分型面上的投影面積之和，塑件的投影面積為86286=14792mm，澆注系統(tǒng)投影面積為2408=640 mm計(jì)算得（故注射機(jī)的鎖模力滿足鎖模的要求。7.4 安裝尺寸的校核該模具設(shè)計(jì)采用A4-250350-58-Z2（GB/T12555-2006）標(biāo)準(zhǔn)模架，模具的外形尺寸350mm300mm，模具閉合高=