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第一章 設(shè)計(jì)題目與要求
本次設(shè)計(jì)的題目為DVD遙控器外殼上半部分塑料模具設(shè)計(jì)，材料為聚苯乙烯（PS），年產(chǎn)量為50萬(wàn)件，采用注射模塑成型，該遙控器的形狀如圖1.1所示。
圖 1.1
具體的零件尺寸參考附圖21。
第二章 注射?？尚行苑治?
2.1注射模設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
塑料注射模塑能一次性地成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或嵌件的塑料制品。在注射模設(shè)計(jì)時(shí)。必須充分注意以下三個(gè)特點(diǎn)：
（1） 塑料熔體大多屬于假塑料液體，能剪切變稀。它的流動(dòng)性依賴于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來(lái)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，并校驗(yàn)型腔壓力及鎖模力。
（2） 視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應(yīng)在正確估算模具型腔壓力的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為保證模具的閉合、成型、開(kāi)模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進(jìn)行，模具零件和塑件的剛度與強(qiáng)度等力學(xué)問(wèn)題必須充分考慮。
（3） 在整個(gè)成型周期中，塑件—模具—環(huán)境組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學(xué)原理應(yīng)用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
2.2注射模組成
凡是注射模，均可分為動(dòng)模和定模兩大部件。注射充模時(shí)動(dòng)模和定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；開(kāi)模時(shí)動(dòng)模和動(dòng)模分離，取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)模具上各個(gè)零件的不同功能，可由一下個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成。
（1） 成型零件
指構(gòu)成型腔，直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動(dòng)模和動(dòng)模閉合后，成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓尺寸。
（2） 澆注系統(tǒng)
將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。
（3）導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)
為確保動(dòng)模與定模閉合時(shí)，能準(zhǔn)確導(dǎo)向和定位對(duì)中，通常分別在動(dòng)模和定模上設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。深腔注射模還須在主分型面上設(shè)置錐面定位，有時(shí)為保證脫模機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)和復(fù)位，也設(shè)置導(dǎo)向零件。
（4）脫模機(jī)構(gòu)
是指兒子開(kāi)模過(guò)程的后期，將塑件從模具中脫出的機(jī)構(gòu)。
（5）側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)
帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑件，在被脫出模具之間，必須先進(jìn)行側(cè)向分型或拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)型芯。
（6）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)
為了滿足注射工藝對(duì)模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻或加熱額的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具冷卻，一般在模板內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水道，加熱則在模具內(nèi)或周邊安裝點(diǎn)加熱元件，有的注射模須配備模溫自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
（7）排氣系統(tǒng)
為了在注射充模過(guò)程中將型腔內(nèi)原有氣體排出，常在分型面處開(kāi)設(shè)排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣，也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預(yù)先設(shè)置專用排氣槽。
2.3注射性能分析
（1） 注射成型工藝的可行性分析：
本塑件形狀復(fù)雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對(duì)模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
a:形狀：幾乎沒(méi)有復(fù)雜性限制，容許模具內(nèi)有不同塑料的成型型腔；
b:尺寸：塑件可小到不足1克，大到幾十千克，沒(méi)有限制；
c:材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動(dòng)性的熱塑性塑料；
d:精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性；
e:生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時(shí)間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，可增加每模的型腔數(shù)來(lái)提高生產(chǎn)率。
由以上塑件的特點(diǎn)和注射成型工藝的優(yōu)點(diǎn)，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。
（2） 表面粗糙度：
由塑件外觀可知，塑件的外表面要求較高，因此其表面粗糙度取Ra0.4mm，而其內(nèi)表面由于是復(fù)讀機(jī)的內(nèi)部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺(jué)質(zhì)量，從簡(jiǎn)化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其內(nèi)表面選用的表面粗糙度為Ra0.8mm。
一般情況下，模具粗糙度低于塑件1～2個(gè)等級(jí)，故取型腔表面粗糙度為Ra0.2um，而型芯表面粗糙度為Ra0.4um。
（3）尺寸精度：
按SJ1372—1978標(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為8級(jí)。本塑件所用材料為聚苯乙烯（PS）,由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，本塑件宜選用4級(jí)精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見(jiàn)零件圖。
塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對(duì)塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對(duì)應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級(jí)為IT8。
（4） 脫模斜度：
該塑件采用的塑料是PS，而PS的成型收縮率較?。?.2-0.6%），而且塑件較復(fù)雜，對(duì)型芯的包緊面積也較大，所以應(yīng)取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設(shè)計(jì)圖紙要求可知α＝10。
（5） 壁厚：
由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，如2mm、1.5mm、1mm、0.8mm等。壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻，并由此產(chǎn)生許多質(zhì)量問(wèn)題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開(kāi)裂。為防止此類現(xiàn)象出現(xiàn)，這就要求防止出現(xiàn)突變與截面厚薄懸殊的設(shè)計(jì)，故我在壁厚不同處采取過(guò)渡設(shè)計(jì)，例如：采用圓弧過(guò)渡等措施。
（6）加強(qiáng)筋：
由圖紙要求可知，該塑件設(shè)機(jī)了很多加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的尺寸為頂部0.7mm，根部為0.8mm。這對(duì)提高塑料件的抗彎強(qiáng)度，減小塑料件的翹曲變形，提高抗蠕變和抗沖擊性能有好處，同時(shí)，加強(qiáng)筋的添加改善了塑料熔體的充模流動(dòng)或者是縮短了流程或增加了流程的截面。
（7）圓角：
從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強(qiáng)筋的根部等處都設(shè)計(jì)了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動(dòng)充模性能，減少了流動(dòng)阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力，防止開(kāi)裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對(duì)應(yīng)的圓角，提高了成型零件的強(qiáng)度。
（8）質(zhì)量和體積：
由天平可稱出該塑件的質(zhì)量約為m＝30g
再由公式v=m/ ρ＝30/1.25=24cm3，由此可知，該塑件屬于小型塑件。
2.4 材料選擇
2.4.1 塑料介紹
塑料（Plastics)是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ)，加入若干其他材料（添加劑）制成的固體材料。
塑料的優(yōu)點(diǎn)：塑料的強(qiáng)度較小，有較高的比強(qiáng)度。塑料還具有較高的電絕緣和熱絕緣性，良好的耐磨性和耐腐蝕性，以及優(yōu)異的成型工藝性。
塑料的缺點(diǎn)：強(qiáng)度，硬度較底，易老化等。
2.4.2 分析塑料零件材料
該塑件為DVD遙控器外殼的上半部分，有以下特點(diǎn)：
（1）它所處的工作環(huán)境好，處于室溫下，不承受沖擊載荷，也不處于酸、堿、鹽性環(huán)境中；
（2）產(chǎn)量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料質(zhì)優(yōu)而價(jià)廉，且對(duì)人體不產(chǎn)生任何毒副作用。
（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜成型較困難。
（4）要求要有較美麗的外觀。因此我初步選擇采用通用塑料。
通用塑料分為聚乙烯（PE）、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）等品種，多用于一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中，具有價(jià)格低等特點(diǎn)。
ａ聚乙烯PE：是由乙烯單體聚合而成的。
特點(diǎn)：采用不同的聚合條件可得到不同性質(zhì)的聚合物：有高壓PE、中壓PE、低壓PE三種。
高壓PE：由于有較低的密度、相對(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度，故質(zhì)地柔軟；低壓PE：由于含有較高的相對(duì)分子質(zhì)量、密度、結(jié)晶度，故質(zhì)地堅(jiān)硬，耐寒性能良好，在－70℃時(shí)還保持柔軟，化學(xué)穩(wěn)定性很高，能耐酸、堿及有機(jī)溶劑，吸水性極小有跟突出的電氣性能和良好的耐輻射性等。
缺點(diǎn)：是力學(xué)強(qiáng)度不高，熱變形溫度很低，故不能承受較高的載荷和不能在較高的溫度下正常工作。
b聚氯乙烯PVC：是由乙炔氣體與氯化氫合成氯乙烯單體，然后在聚合成聚氯乙烯。
特點(diǎn)：可分為硬質(zhì)PVC和軟質(zhì)PVC。
硬質(zhì)PVC:力學(xué)強(qiáng)度高，電氣性能優(yōu)良，耐酸、堿的抵抗力極強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性很好。缺點(diǎn)：是軟化點(diǎn)低，機(jī)械強(qiáng)度高。其可在－15～60℃時(shí)使用。
軟質(zhì)PVC：有質(zhì)輕、隔熱、隔音、防震等特點(diǎn)，而且強(qiáng)度低、易老化、延伸率高。
c聚丙烯PP：
特點(diǎn)：聚丙烯的主要特點(diǎn)是相對(duì)密度小，約為0.9。它的力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、硬度等，均優(yōu)于低壓PE。并有很突出的剛性，耐水行較好，可在100以上使用，若不受外力，則溫度升到150也不變形?；旧喜晃?，并且有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，除對(duì)濃硫酸、濃硝酸外，幾乎都
很穩(wěn)定。絕緣性能優(yōu)越，高頻電性能優(yōu)良，而且不受溫度影響，成型容易。對(duì)人體不產(chǎn)生毒副作用，可用于藥品及食品的包裝。
缺點(diǎn)：耐磨性不夠高，成型收縮率較大，低溫呈脆性，熱變形溫度亦較低。
d聚苯乙烯PS：聚苯乙烯略早于聚丙烯問(wèn)世，其原料十分豐富，是目前最廣泛應(yīng)用的材料之一。
聚苯乙烯的密度為1.04~1.16g/cm3 ,比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。聚苯乙烯遇火會(huì)自燃。
聚苯乙烯的代號(hào)為（PS），其分子結(jié)構(gòu)式為：
聚苯乙烯的主鏈上有結(jié)構(gòu)龐大的苯環(huán)，故柔順性差，質(zhì)地脆硬，抗沖擊性能差，敲打時(shí)發(fā)出類似金屬的響聲。
機(jī)械強(qiáng)度低于硬質(zhì)聚氯乙烯，尤其是相對(duì)分子量較小的品種強(qiáng)度更差，
聚苯乙烯屬于非結(jié)晶型聚合物。
聚苯乙烯具有良好的可塑流動(dòng)性和較小的成型收縮率，是成型工藝最好的塑料品種之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。
聚苯乙烯無(wú)色透明，透光性僅次于有機(jī)玻璃，容易著色，常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品。
聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮濕的環(huán)境中尺寸變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品，如儀表儀器殼體等。
聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性能，尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小，是優(yōu)良的高頻絕緣材料。聚苯乙烯的主要缺點(diǎn)是脆性大，形狀復(fù)雜的制品成型后存在較大的內(nèi)應(yīng)力時(shí)，常會(huì)在使用中自行開(kāi)裂。為改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。這種塑料稱為高沖擊聚苯乙烯。
2.4.3 我的材料選擇
由以上四種通用塑料的性能分析可知：我的塑件DVD遙控器外殼的材料宜采用聚苯乙烯（PS）。
以下是聚苯乙烯塑料的技術(shù)數(shù)據(jù)：
1：成型特點(diǎn)：
ａ：無(wú)定形料，吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；
ｂ：流動(dòng)性好，溢邊值0.03ｍｍ左右，應(yīng)防止飛邊；
ｃ：塑件壁厚應(yīng)均勻，不易有嵌件，（如有嵌件應(yīng)先預(yù)熱），缺口，尖角各面應(yīng)圓弧連接；
ｄ：可用螺桿式或柱塞式注射機(jī)加工，噴嘴可以選用直通式或自鎖式；
ｅ：易采用高料溫，低模具溫度，低注射壓力延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔，變形（尤其對(duì)厚壁塑件）但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性較差；
ｆ：可以采用各種形式的澆口，澆口于塑件應(yīng)圓弧連接，防止去除澆口時(shí)損壞塑件，脫模斜度易取2以上，頂出均勻，以防止脫模不良而發(fā)生開(kāi)裂
2:物理性能：
密度
g/cm3
比體積
cm3/g
吸水率
透光率
%
摩擦系數(shù)
24h
長(zhǎng)時(shí)間
PS鋼
（無(wú)潤(rùn)滑）
PS銅
（有潤(rùn)滑）
%
1.04～1.06
1.10～1.11
0.01～0.03
浸水18天 0.05
透明
0.34
0.16
3:熱性能：
玻璃化溫度 ℃
熔點(diǎn)
℃
熔融指數(shù)
MFI g/10min
維卡針入度 ℃
熱變形溫度
45N/㎝2℃
180N/㎝2
100~105
170~176
230℃負(fù)荷21N?2.09 2.03～8.69
140~150
102~115
56~57
線膨脹系數(shù)
10－5/℃
計(jì)算收縮率
％
比熱容
J/(kg.k)
熱導(dǎo)率
w/(m.k)
燃燒性
cm/min
9.8
0.6~0.8
1930
0.118
緩慢
4:力學(xué)性能：
屈服強(qiáng)度
Mpa
抗彎強(qiáng)度Mpa
斷裂伸長(zhǎng)率%
彎曲彈性模量 Gpa
抗壓強(qiáng)度Mpa
沖擊韌度 KI/m2
布氏硬度
HBS
無(wú)缺口
缺口
37
67
>200
1.45
56
78
3.4~4.8
8.65 R9.5~10.5
5:電氣性能：
電阻率
Ω·m
擊穿電壓
kv/㎜
介電常數(shù)
介電損耗角正切
耐電弧性
s
>1014
30
2.0~2.6
0.001
125~185
7:成形條件：
注射機(jī)類型
密度
g/cm3
計(jì)算收縮率
%
預(yù)熱
溫度 ℃
時(shí)間 h
柱塞式
1.2～1.33
0.1～0.2
60～75
2
料桶溫度 ℃
噴嘴溫度
℃
模具溫度
℃
注射壓力
Mpa
后段
中段
前段
140~160
-----------
170~190
――
32~65
60~110
成型時(shí)間 s
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
適用注射機(jī)類型
注射時(shí)間（秒）
高壓時(shí)間
冷卻時(shí)間
總周期
15～45
0～3
15～60
40～120
48
螺桿、注塞均可
后處理
方法
紅外線鼓風(fēng)烘箱
溫度（℃）
70
時(shí)間（H）
2~4
2.6 塑件分析
2.6.1拔模斜角分析
分析結(jié)果：Bracketed area percentage: 25.1222
2.6.2 法向量分析
2.6.3 高斯曲率分析
2.6.4 曲面上最小半徑分析
分析結(jié)果：Min. inside radius: -177.8879
Surface is convex
2.6.5 上下方向上的斜率分布分析。
分析結(jié)果：Min. slope: -0.0193
Max. slope: 0.0485
Bracketed area percentage: 0.0000
2.6.6塑件表面積及重心位置分析
VOLUME = 2.7072260e+04 MM^3
SURFACE AREA = 4.4078063e+04 MM^2
DENSITY = 1.2500000e+00 TONNE / MM^3
MASS = 3.3840325e+04 TONNE
CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame:
X Y Z 7.8830943e+01 1.5052038e+02 -4.4591896e+01 MM
INERTIA with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * MM^2)
INERTIA TENSOR:
Ixx Ixy Ixz 9.5925963e+08 -4.0136164e+08 1.1830220e+08
Iyx Iyy Iyz -4.0136164e+08 2.9332132e+08 2.2629210e+08
Izx Izy Izz 1.1830220e+08 2.2629210e+08 1.1163238e+09
INERTIA at CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * MM^2)
INERTIA TENSOR:
Ixx Ixy Ixz 1.2527087e+08 1.7626238e+05 -6.5402701e+05
Iyx Iyy Iyz 1.7626238e+05 1.5737437e+07 -8.4378451e+05
Izx Izy Izz -6.5402701e+05 -8.4378451e+05 1.3932992e+08
PRINCIPAL MOMENTS OF INERTIA: (TONNE * MM^2)
I1 I2 I3 1.5731407e+07 1.2524068e+08 1.3936614e+08
ROTATION MATRIX from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES:
-0.00157 -0.99892 -0.04644
0.99998 -0.00125 -0.00688
0.00682 -0.04645 0.99890
ROTATION ANGLES from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES (degrees):
angles about x y z 0.395 -2.662 90.090
RADII OF GYRATION with respect to PRINCIPAL AXES:
R1 R2 R3 2.1560882e+01 6.0835272e+01 6.4174335e+01 MM
第三章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式
3.1 型腔數(shù)目的決定
注射模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，每一次注射生產(chǎn)一個(gè)塑件，也可以是多腔，每一次注射生產(chǎn)多個(gè)塑件。每一副模具中，型腔數(shù)目的多少與下列條件有關(guān)系。
（1） 塑件尺寸精度
型腔數(shù)目越多時(shí)，精度也相對(duì)地降低。這不僅由于型腔加工精度的參差，也由于熔體在模具內(nèi)的流動(dòng)不均所致。按照SJ1372—78標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的1、2級(jí)超精密級(jí)塑件，只能一模一腔，當(dāng)尺寸數(shù)目少（形狀簡(jiǎn)單）可以是一模二腔。3、4級(jí)的精密級(jí)的精密塑料件，最多是一模四腔。
（2） 模具制造成本
多腔模的制造成本高于單腔模，但非簡(jiǎn)單的倍數(shù)比。四腔模并非單腔模的四倍。因此，從塑件成本中所占模費(fèi)比例來(lái)看，多腔模比單腔模要低。
（3） 注塑成型的生產(chǎn)效益
多腔模從表面上看，比單腔模經(jīng)濟(jì)效益高，但是多腔模所使用的注射機(jī)大，每一注射循環(huán)期長(zhǎng)而維修費(fèi)用高，所以要從最經(jīng)濟(jì)的條件上考慮一模的腔數(shù)。
（4） 制造難度
多腔模的制造難度比單腔模大。當(dāng)其中一腔先損壞（或磨損超差）時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)維修，影響生產(chǎn)。
綜合以上幾個(gè)方面綜合考慮，我的設(shè)計(jì)采用一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。就精度而言，我的塑件屬于四級(jí)精度，它可以使用一模四腔；但從模具制造成本以及模具成型的生產(chǎn)效益來(lái)看，他比單型腔模具降低了生產(chǎn)成本提高了生產(chǎn)效率；而且塑件的注射量比較??；但從制造難度來(lái)講，這套模具的型腔十分復(fù)雜已經(jīng)很難加工，必須采用較多的鑲塊才能實(shí)現(xiàn)，如果型腔過(guò)多，就會(huì)影響各個(gè)鑲塊之間的裝配關(guān)系，造成塑件成型困難，尺寸精度以及表面粗糙度難以保證。而一模兩腔恰好解決了這一問(wèn)題，不僅使得模具有了較好的精度，而且便于加工，便于注塑，適應(yīng)了現(xiàn)代化大規(guī)模高效率生產(chǎn)高精密零件的要求。
3.2 分模面的選擇
分模面為定模與動(dòng)模的分界面。用于取出塑料件或澆注系統(tǒng)凝料的面。。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成形的先決條件。
選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：
（1） 使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上；
（2） 分型面的痕跡不影響塑件的外觀；
（3） 澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排；
（4） 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；
（5） 使塑件易于脫模。
由于本塑件的結(jié)構(gòu)形狀較為特殊，根據(jù)選擇分模面時(shí)，應(yīng)遵守以上的原則。再綜合我的塑件形狀的考慮，以及模具整體設(shè)計(jì)、制造、加工的要求，我選擇采用平面分型面，如圖3.2.1所示
這是PRO/E分模時(shí)作的單面分模面，由于上表面要求較高，必須要求塑件留在動(dòng)模一側(cè)。這樣的分型面設(shè)計(jì)有以下的特點(diǎn)：
第一、 這樣的設(shè)計(jì)保證了分模時(shí)塑件留在動(dòng)模一側(cè)；
第二、 分型面的痕跡會(huì)在塑件的下邊緣一圈，保證不會(huì)影響 外觀質(zhì)量；
第三、 這樣的設(shè)計(jì)使得推桿比較好布置，比較容易推出塑件；
第四、 使得脫模變的容易；
第五、 這樣的設(shè)計(jì)也迫使設(shè)計(jì)必須使用潛伏式澆口等不影響外觀質(zhì)量的特殊澆口；
第四章 注射機(jī)型號(hào)的確定
在模具設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品幾何尺寸及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，盡可能選用適合的注塑機(jī)以充分發(fā)揮設(shè)備的內(nèi)在能力。
4.1 鎖模力計(jì)算
鎖模力是指注射機(jī)構(gòu)在工作中對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。鎖模力與注射容量全面地反映了設(shè)備的主要特征和加工能力。
在實(shí)際注射成型中，由于制品形狀不同，所采用樹(shù)脂品種不同，注射工藝條件及模具結(jié)構(gòu)不同，所需要的合模力大小也各不相同。因此，在選用注射機(jī)時(shí),要對(duì)其合模力進(jìn)行計(jì)算。通常，可采用下列公式進(jìn)行：
F≥Pm(NAs+Aj) (4.1-1)
式中: F-----注射機(jī)最大合模力(MN);
N------型腔個(gè)數(shù);
Pm----成型時(shí)模腔平均壓力（MPa）;
As-----塑件在開(kāi)模方向的最大投影面積(㎡).
Aj-----澆注系統(tǒng)在開(kāi)模方向的最大投影面積(㎡)
從前面可知: N=2
采用PRO/E測(cè)得澆注統(tǒng)以及塑件在開(kāi)模方向上的投影面積為
0.025．
所以： F≥nPcA
=2×40×0.025
=2 MN
=2000KN
4.2 注射容量計(jì)算
注射機(jī)的理論注量，指在對(duì)空注射時(shí)能完成一次注射熔料的體積量(㎝3).模具安裝后，對(duì)模腔注射容量的計(jì)算,可以制件產(chǎn)品為主,計(jì)算其體積量，然后確認(rèn)總體積注射量，從而可得:
Vg>n(Vs+Vj)(cm3)
式中： Vg-----注射機(jī)額定注射量(cm3)；
Vs----單個(gè)塑件的容積量(cm3)；
Vj-----澆注系統(tǒng)和飛邊所需要的容積量(cm3)；
N-----型腔數(shù)。
其中： Vs=24cm3
Vj=3cm3
所以： V>n(Vs+Vj)
=2×(24+3)
=54cm3
4.3 注射機(jī)的選用
根據(jù)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表8(P392)，由以上所取得的數(shù)據(jù)F和V可知，可選用型號(hào)為 G54-S-200/400的注射機(jī)可。
XS-ZY-125注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范及特性如下：
螺桿直徑(mm)： 55
最大理論注射容量(cm3)： 200~400
注射壓力(MPa)： 109
注射行程： 160
鎖模力(KN)： 2540
最大注射面積(cm2)： 645
最大模具厚度H(mm)： 406
最小模具厚度H1(mm)： 165
最大和穆行程： 260
模板最大距離L0(mm)： 800
模板行程L1(mm)： 400
噴嘴圓弧半徑R(mm)： SR18
噴嘴孔徑d(mm)： 4
噴嘴移動(dòng)距離(mm)： 210
推出形式： 中間推出
和模方式： 液壓-機(jī)械
螺桿轉(zhuǎn)速： 16、28、48
機(jī)器外型尺寸： 4700X1000X1815
其他： 總力280KN,開(kāi)模力8T,頂桿最大距離190mm
第五章 澆注系統(tǒng)和排氣的設(shè)計(jì)
5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
（1）澆注系統(tǒng)與塑件一起在分型面上，應(yīng)有壓降、流量和溫度分布的均衡布置；
（2）盡量縮短流程，以降低壓力損失，縮短充模時(shí)間；
（3）澆口位置的選擇，應(yīng)避免產(chǎn)生湍流和渦流，及噴射和蛇行流動(dòng)，并有利于排氣和補(bǔ)縮；
（4）避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件產(chǎn)生沖擊，防止變形和位移。
（5）澆注系統(tǒng)凝料脫出方便可靠，易與塑件分離或切除整修容易，且外觀無(wú)損傷；
（6）熔合縫位置必須合理安排，必要時(shí)配置冷料井或溢料槽；
盡量減少澆注系統(tǒng)的用料量；
（7）澆注系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到所需精度和粗糙度，其中澆口必須有IT8以上精度。
5.2 澆注系統(tǒng)布置
在多腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式兩類，一般以平衡式為宜。本次設(shè)計(jì)采用的是對(duì)角式布置，充分利用了它質(zhì)量好，一致性好等優(yōu)點(diǎn)。
5.3 流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)
流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括主流道、分流道和冷料井及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
5.3.1 主流道
直澆口式主流道呈截錐體，見(jiàn)圖5.5-1。主流道入口直徑d應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴直徑1mm左右。這樣便于兩者能同軸對(duì)準(zhǔn)，也使得主流道凝料能順利脫出。所以：
d =4+1=5mm
主流道入口的凹坑球面半徑R，應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑約2~3mm。反之，兩者不能很好貼和，會(huì)讓塑料熔體反噴，出現(xiàn)溢邊致使脫模困難。故：
R=12+（2~3）=（14~15）mm
取R=15mm
錐孔壁粗糙度Ra≤0.8μm。主流道的錐角α=2°～4°。過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣。過(guò)小錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)流動(dòng)阻力大，比表面增大，熱量損耗大。
主流道的出口端應(yīng)該有較大圓角r≈D。
其中， D可用經(jīng)驗(yàn)公式求出：
D=
其中， V----流經(jīng)主流道的熔體體積（cm3）；
K----因熔體材料而異的常數(shù)，取K=1.2；
所以， D==≈ 8mm
所以， r===1 mm
主流道的比表面S為：
S=
==0.58
主流道的長(zhǎng)度是L，一般按模板厚度確定。但為了減小充模時(shí)壓力降和減少物料損耗，以短為好。小模具控制在50mm之內(nèi)。初步確定：
L=50mm
H=R=×15=6mm
5.3.2 分流道截面形狀
分流道的截面形狀有圓形、半圓形、矩形、梯形、V形等多種。其中圓形截面最理想，使用越來(lái)越多。本次設(shè)計(jì)采用單面圓形截面，形狀如圖5.1所示。
圖 5.1
分流道的尺寸由經(jīng)驗(yàn)得知。
（2）流道剪切速率的校核
=
由課本《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》中表3.3-5可知，注射時(shí)間為
t=2.0s
故： Q===20.4㎝3/s
==≈1275
=12.75x102＞5×102s-1
符合要求。
5.3.3 冷料井及拉料桿
冷料井有兩種，一種是純?yōu)椤安蹲健被蛸A存冷料之用；另一種是還兼有拉或頂出凝料功用。
(1) 拉料桿冷料井
拉料桿冷料井可分為頂出桿成型的“拉頂”冷料井、拉料桿成型的“拉料”冷料井和凹坑拉料冷料井。在本次設(shè)計(jì)中，我們采用圓形頭頂出桿成型的“拉頂”冷料井。它具有“拉頂”動(dòng)作可靠的優(yōu)點(diǎn)。形狀如圖5.2所示：
圖 5.2
5.4 澆口設(shè)計(jì)
澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門，對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性的影響。因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。
5.4.1 澆口類型的選用
澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門，對(duì)塑料件質(zhì)量具有決定性的影響，因而澆口類型與尺寸、澆口位置與數(shù)量便成為澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。澆口有多種類型，如直澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、重疊式澆口、扇形澆口、潛伏式澆口等。
直接澆口雖然有如以等流程充模、澆注系統(tǒng)流程短、壓力損失和熱烈散失小，且有利于補(bǔ)縮和排氣等優(yōu)點(diǎn)，但是，塑件上殘留痕跡較大，切除困難。
重疊式澆口多用于大型腔。
扇形澆口適合于大面積薄壁塑件。
點(diǎn)澆口必須采用雙分型面的模具結(jié)構(gòu)；澆口位置可以自由選擇，不受限制。剪切速率高，能使流程比增大；澆口必須用三板模切斷；
潛伏式澆口是點(diǎn)澆口在特殊場(chǎng)合下的一種應(yīng)用形式。但可以在脫模時(shí)自動(dòng)拖斷；它可以隱藏在外表不露出的部位，使?jié)部诤圹E不外漏。但加工比較空難，容易磨損。
側(cè)澆口也稱為邊緣澆口，由于它開(kāi)設(shè)在主分型面上，截面形狀易于加工和調(diào)整。多型腔模具常采用側(cè)澆口，可設(shè)計(jì)成兩板模。
綜合我的塑件，是比較容易流動(dòng)的聚苯乙烯，而且零件外表面要求較高；潛伏式澆口也稱為隧道澆口或剪切澆口，，它從分型面的一側(cè)沿斜向進(jìn)入行腔。這樣在開(kāi)模時(shí)，不僅能自動(dòng)切斷澆口，而且其位置也可以設(shè)置在制品的側(cè)面、端面和背面等各個(gè)隱蔽處，使制件外表無(wú)澆口的痕跡。它的截面形狀如下圖5.3所示：
圖 5.3
5.4.2 澆口尺寸計(jì)算
潛伏式澆口的幾個(gè)尺寸中，以深度h最為重要。H控制了澆口暢通開(kāi)放時(shí)間和補(bǔ)縮作用。澆口寬度W的大小控制了熔體充模流量。澆口長(zhǎng)度L，只要結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許，以短為好，一般選用L=0.5~1.5mm。澆口深度有經(jīng)驗(yàn)公式：
h=nt (5.6-1)
式中， h-----潛伏式澆口寬度(mm)，中小型塑件通常用h=0.5~2mm，大約為制品最大壁厚的~；
t-----塑件壁厚(㎜)；
n-----塑件材料系數(shù)，取n=0.6。
故： 澆口的經(jīng)驗(yàn)公式：
d= (5.6-2)
式中， d-----澆口直徑；
A-----型腔表面積(mm2)；
n-----塑料材料系數(shù)；取n=0.6。
A≈πD2+4×(15×18)+2×(2π×5×13)
=×3.14×632+4×(15×18)+2×(2×3.14×5×13)
=3115.665+1080+816.4≈5012mm2
所以： W==≈1.4mm
最后，須用流經(jīng)側(cè)澆口熔體剪切速率=≥104s-1進(jìn)行校核。又知充模注射時(shí)間為t=1.6s，
故： Q===25.5cm3/s
===33730
=3.373×104＞104s-1
符合要求。
5.5 澆注系統(tǒng)的平衡
本次設(shè)計(jì)分流道的布置采取的是平衡式布置，從主流道末端到各型腔餓分流，其長(zhǎng)度、斷面形狀和尺寸都對(duì)應(yīng)相等，各型腔受力相同，不需采取平衡計(jì)算 。
5.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
從某種角度而言，注塑模具也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔的同時(shí)，必須置換出型腔內(nèi)的空氣和從物料中溢出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)是注塑模具設(shè)計(jì)的重要組成部分。
5.6.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
（1） 利用分型面排氣是最簡(jiǎn)單的方法，排氣效果與分型面的接觸精度有關(guān)。
（2） 利用頂桿與孔的間隙排氣，必要時(shí)可對(duì)頂桿作些排氣的結(jié)構(gòu)措施；
（3） 利用球狀合金顆粒燒結(jié)塊滲導(dǎo)排氣，燒結(jié)塊應(yīng)有足夠的承壓能力，設(shè)置在塑件隱蔽處，并需要開(kāi)設(shè)排氣通道；
（4） 在熔合縫位置開(kāi)設(shè)冷料井，在儲(chǔ)存冷料前也滯留了不少氣體；
（5） 可靠有效的方法是在分型面上開(kāi)設(shè)專用的排氣槽，尤其上大型注塑模具必須如此；
（6） 對(duì)于大型的模具，也可以利用鑲拼的成型零件的縫隙排氣。
由于我的設(shè)計(jì)將采用大量的鑲件以保證模具具有良好的加工、維修性能；采用了大量的頂針以實(shí)現(xiàn)模具對(duì)塑件的均勻頂出，使得塑件不會(huì)因?yàn)閼?yīng)力不均勻而斷裂或留下痕跡；采用了斜滑頂桿和側(cè)抽芯滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)塑件的抽芯。這些結(jié)構(gòu)都的存在著間隙，可以利用這些間隙實(shí)現(xiàn)派氣的功能，而不用設(shè)計(jì)另外的排氣結(jié)構(gòu)。
另外，為了在分型面良好的排氣，可以在動(dòng)模鑲塊1與定模鑲塊1結(jié)合的同時(shí)，將動(dòng)模板的厚度減少1mm，從而加強(qiáng)了分型面的排氣功能，如圖5.4所示：
圖 5.4
第六章 成型零件設(shè)計(jì)
模具閉合時(shí)，成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔。成型零件主要包括凹模、凸模、型芯、鑲拼件、各種成型桿與成型環(huán)。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力。作為高壓容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在容許值之內(nèi)。成型零件的結(jié)構(gòu)、材料和熱處理的選擇及加工工藝性，是影響模具工作壽命的主要因素。
6.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)然以成型符合質(zhì)量要求的塑料制品為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型零件成本高于模架的價(jià)格，隨著型腔的復(fù)雜程度、精度等級(jí)和壽命要求的提高而增加。
6.1.1 定模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
定模是成型塑件外表面的成型零件。定模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體潛入式和組合式。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的塑料的特點(diǎn)，采用組合式定模。定模的形狀如下各圖所示。
（1）定模板：
圖 6.1
定模板設(shè)計(jì)如圖6.1所示，其中一位置是用來(lái)放制定位定模鑲塊的鍥型鎖緊塊，他與模板垂直的方向有一定的斜度在螺釘?shù)淖饔孟驴梢詫?duì)鑲塊起到定位的作用。二位置上是用來(lái)放制側(cè)向抽心導(dǎo)塊所用的定位孔。三位置放一個(gè)凸型鎖緊塊，如圖6.2所示：
圖 6.2
的上半部分，它的下半部分裝在動(dòng)模板上，兩者之間具有較高的配合關(guān)系，這不僅可以起到二次定位的作用，最主要的是在注塑機(jī)注射時(shí)，可以鎖緊模具，使得導(dǎo)柱，導(dǎo)套承受較小的橫向沖擊力保護(hù)了導(dǎo)柱、導(dǎo)套的使用壽命。四位置為放置導(dǎo)套的導(dǎo)套孔，由于所選的導(dǎo)套為帶肩導(dǎo)套，所以該孔為梯形孔，具體零件參考定模板零件圖。五位置是參與冷卻的水流道由于它由此處流入定模鑲快，所以設(shè)計(jì)了防止漏水的橡膠圈槽，其形狀如圖6.3所示：
一圖 二圖
三圖
圖 6.3
一圖是放入橡膠圈但鑲塊還沒(méi)有裝入的時(shí)刻，當(dāng)鑲塊裝入時(shí)鑲塊的壓力將橡膠圈壓成圖二所示的橢圓形狀，同時(shí)，利用自身的彈力將兩塊模板之間的縫隙牢牢的封死，使冷卻液在流過(guò)兩塊模板之間時(shí)不會(huì)漏出模板，影響注塑生產(chǎn)的過(guò)程。
三圖是六處的放大圖。
其他特征如螺釘孔以及吊耳螺釘孔可參考上模板零件圖。
模板的厚度以及各個(gè)螺釘孔的位置、導(dǎo)套孔的位置是由所選擇的模架給出的，可參見(jiàn)模架A1-355355-38-Z1。（GB/T12556）尺寸。
（2）定模鑲塊的設(shè)計(jì)：
鑲拼式組合模具雖然具有強(qiáng)度和剛度較差，制造成本高的問(wèn)題，但是由于它具有但由于它具有良好的互換性，型腔成型部分容易損壞，可以在損壞時(shí)進(jìn)行互換，簡(jiǎn)化了模具的維修過(guò)程，同樣節(jié)省了成本；而且它可以合理的運(yùn)用材料，定模板由于不參與零件成型，可以采用一般的材料，而鑲塊參與零件成型，屬于重要零件必須用要求比較高的材料，比如鏡面鋼（PMS），節(jié)約了優(yōu)質(zhì)的模具鋼，在某種程度上也是節(jié)省成本。
鑲拼式組合凹模鑲塊的加工一般是采用線切割、電火花、數(shù)控銑床等現(xiàn)代化加工手段來(lái)保證加工的精確性和良好的表面光潔度。
我所設(shè)計(jì)的定模鑲塊1如圖6.4所示：
圖 6.4
圓圈所引出的地方是根據(jù)零件要求所做的兩個(gè)定模鑲塊2孔，三維圖如圖6.5所示：
圖 6.5
（3）鑲塊的定位：
鑲塊1的定位是由位于定模板底板的螺釘與側(cè)面的鍥型鎖緊塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖6.6所示：
圖 6.6
1為定模板；2為鍥型鎖緊塊；三為定模鑲件1；四為動(dòng)模部分。螺釘旋入定模板1時(shí)，同時(shí)帶動(dòng)2向下，從而使得定模鑲件1在橫向精確定位。
由于定模鑲件2鑲嵌在1內(nèi)，所以不可能用這種比較簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。而由于它大小比較小，所以可以做一個(gè)斜面，依靠斜面將鑲塊定位，在底部用螺釘孔固定。如圖6.7所示：
圖 6.7
其中，1為定模鑲件（1），2為定模鑲件（2），3為定模板，4為定模座板。
6.1.2 動(dòng)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
動(dòng)模和和動(dòng)模型芯都是用來(lái)成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。動(dòng)模也稱主型芯，用來(lái)成型塑件整體的內(nèi)部形狀。小型芯也稱成型桿，用來(lái)成型塑件的局部孔或槽。與定模部分不同，它與注塑機(jī)后半部分相連它參于塑件的頂出，一般的模具設(shè)計(jì)都要求塑件留在動(dòng)模部分，好容易脫模。因而動(dòng)模一般比定模復(fù)雜。
我的塑件由于外表面向上，要求較高，而內(nèi)表面裝配在遙控器里面，主要是參與增加強(qiáng)度的肋板以及定位零件的特殊裝置，對(duì)于外觀并沒(méi)有太高的要求，所以只要保證尺寸的精確就可以了。經(jīng)過(guò)查資料和考證，我決定采用與定模部分一樣的結(jié)構(gòu)……整體鑲拼式組合凹模。
（1） 動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)
由模具設(shè)計(jì)手冊(cè)才查的模架A1-355355-38-Z1（GB/T12556）動(dòng)模板的尺寸，再由PRO/E設(shè)計(jì)可以得到如圖6.8所示的動(dòng)模板結(jié)構(gòu)：
圖 6.8
其中1位置用來(lái)放凹型鎖緊塊，它與定模板上的凸型鎖緊塊相配合，正在注射時(shí)鎖緊模具使得導(dǎo)柱導(dǎo)套承受較小的橫向沖力，減少了導(dǎo)柱的壓力同時(shí)也對(duì)型腔起到保護(hù)的作用。2位置為回程桿孔屬于復(fù)位機(jī)構(gòu)，這一點(diǎn)將在復(fù)位機(jī)構(gòu)中進(jìn)行詳細(xì)的介紹。3位置為放置側(cè)向抽心的滑塊槽，在圖中一共有四個(gè)這樣的結(jié)構(gòu)，在它上面的臺(tái)階安放壓板壓住滑塊，從而起到抽心的作用，同時(shí)也比一般的燕尾槽，梯形槽減少了加工難度，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)。4為大斜切角，在模具的每一塊模板上都有一個(gè)角是這個(gè)樣子的而且在安裝后他們處在同一面上這主要上為了方便安裝為此，還要在它上面打上模板字號(hào)，此塊模板牌號(hào)為三，所以打上三字。5為計(jì)數(shù)器安裝的位置，計(jì)數(shù)器示意圖如圖6.9所示：
圖6.9
模具開(kāi)模一次，對(duì)計(jì)數(shù)器的小按鈕壓一次，帶動(dòng)計(jì)數(shù)器個(gè)位的數(shù)字向前走一位，當(dāng)走過(guò)一個(gè)周期后，就自動(dòng)向前進(jìn)一位，從而起到計(jì)量模具注塑次數(shù)的作用。它對(duì)于檢驗(yàn)?zāi)＞叩氖褂脡勖?，定期定量的維護(hù)模具，以及對(duì)易磨損件做定期的更換都有至關(guān)重要的作用。6出為帶肩導(dǎo)柱空，具體尺寸見(jiàn)動(dòng)模零件圖。7為參與冷卻的水流道由于它由此處流入動(dòng)模鑲快1，所以設(shè)計(jì)了防止漏水的橡膠圈槽，其形狀以及作用參見(jiàn)圖6.3和定模板設(shè)計(jì)。：
（2）動(dòng)模鑲件1的設(shè)計(jì)：
動(dòng)模鑲件1是安裝在動(dòng)模板內(nèi)的大型整體式鑲件，它參與一部分不重要的型腔成型起結(jié)構(gòu)如圖6.10所示：
圖 6.10
[1]處裝入動(dòng)模鑲塊3以成型塑件薄壁的紫外線孔。[2]處為用以側(cè)向抽芯的斜頂孔。由于每個(gè)塑見(jiàn)有六個(gè)側(cè)向抽芯模具又是一模兩腔所以將外側(cè)的四個(gè)抽芯做成斜滑塊，而里面的四個(gè)和兩側(cè)的四個(gè)做成斜滑頂桿。[3][4]均為抽芯槽。
（3）動(dòng)模鑲件2的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
動(dòng)模鑲件2是塑件內(nèi)側(cè)的主要成型件，其三維結(jié)構(gòu)如圖6.11所示：
圖 6.11
這是通過(guò)PRO/E拆模而地出的鑲件，它的尺寸以PRO/E圖為標(biāo)準(zhǔn)。
（4）動(dòng)模鑲件3的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
它成型遙控器的紫外線孔，與其他鑲塊不同的除了外形，還有它采用臺(tái)階定位。起結(jié)構(gòu)如圖6.12所示：
圖 6.12
（5）鑲針的設(shè)計(jì)：
由于遙控器的外殼除了采用倒扣連接外，還要通過(guò)螺釘連接由于塑料件是非鋼性零件，所以在設(shè)計(jì)零件時(shí)，沒(méi)有螺紋的要求，而在成型后將螺釘強(qiáng)行擰入，塑件上就會(huì)自然留下螺紋的痕跡。起結(jié)構(gòu)裝配如圖6.13所示：
圖 6.13
6.2 成型零件鋼材選用
6.2.1 選用要求
（1） 機(jī)械加工性能良好。
（2） 拋光性能優(yōu)良。
（3） 耐磨性和抗疲勞性能好。
（4） 具有耐腐性能。
6.2.2 我所選用的鋼材：
由于我的設(shè)計(jì)采用整體鑲拼式模具所以可以在符合模具強(qiáng)度，剛度以及光潔度的前提下合理的選用鋼材。
（1） 定模板： 定模板由于沒(méi)有參與塑件的成型，所以對(duì)表面光潔度要求不高，因而我采用了5CrMnMo。5CrMnMo屬于通用塑料模具鋼材，用于調(diào)質(zhì)后精加工大型熱塑塑性塑料注射模具，淬透性差，淬火變形小，較高溫度下時(shí)，熱疲勞性不高，拋光性能差。此種鋼材適用于制造要求具有較高強(qiáng)度和高耐磨性的各種模具。
（2） 定模鑲件：定模鑲件是零件外表面的成型面，由于零件的外表面要求比較高，所以所以定模鑲件要求能夠拋光到鏡面要求。所以我選擇了鏡面鋼P(yáng)MS。在鏡面鋼中，我選擇了10CrNi3MnCuAl。它是一種高級(jí)鏡面Ni-Cu-Al析出硬化型塑料模具鋼，采用電弧爐加電渣重溶法制剛，鋼材純凈，有高的拋光性能，拋光后表面粗糙度可達(dá)到Ra0.05~0.12μm，并具有很好的花紋圖案蝕刻性能，時(shí)效后硬度可以達(dá)到HRC38~45，變形率在0.05%以下，是熱塑性塑料透明件和各種光亮要求的塑料制品成型模具專用鋼。
（3） 動(dòng)模鑲件：動(dòng)模鑲件成型塑件的下表面，由于它于遙控器下半部分配合，裝在里面，所以要求只要達(dá)到一定的光潔度就可以了。我選擇了3Cr2Mo，該鋼是由美國(guó)AISI的P20轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的預(yù)硬性塑料模具鋼，并已經(jīng)納入國(guó)標(biāo)（GB1299-1985）可在29.5~35HRC硬度條件下供應(yīng)，有良好的機(jī)加工性能，極好的拋光性能，是各國(guó)應(yīng)用比較廣泛的塑料模具鋼材。
（4） 動(dòng)模板：動(dòng)模板同樣采用5CrMnMo，理由與定模板相同。
6.3 成型零件工作尺寸計(jì)算
注塑模成型零件工作尺寸，是指這些零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型，并在模具溫度下冷卻固化，最終在室溫下進(jìn)行尺寸檢測(cè)和使用。因此，塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。由于塑件尺寸類型的多樣性，及其成型收縮率的方向性和收縮率的不穩(wěn)定性，以及塑件和金屬模的制造公差，因此成型零件工作尺寸的計(jì)算，一直是注塑加工中的重大課題。
成型零件的每個(gè)工作尺寸，都要根據(jù)塑件尺寸和精度要求逐一計(jì)算。對(duì)塑件和模具成型零件，掌握它們的尺寸和公差確定的公式與規(guī)則，及其影響因素，是十分必要的。
模具成型零件工作尺寸，應(yīng)按照國(guó)家GB1800-79標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值，用公差等級(jí)IT6~IT10確定偏差，并作相應(yīng)規(guī)定：
(1) 包容和被包容尺寸采用單向偏差制；
(2) 模具上包容尺寸均采取正偏差，既作為基孔制的孔；被包容尺寸均標(biāo)注負(fù)偏差，即作為基軸制的軸。
(3) 對(duì)中心距和單向位置尺寸，均取雙向等值偏差。
按照以上規(guī)定，現(xiàn)根據(jù)塑料件的尺寸按平均收縮率Scp對(duì)模具尺寸進(jìn)行計(jì)算。
注：本小節(jié)所有表格除表3.11-2 SJ1372-78公差數(shù)值從《塑料模具設(shè)計(jì)師指南》中查出外，其余均從《塑料制品與模具設(shè)計(jì)》中查出。
其中，我們由第三章可知，Scp=0.44％。
本節(jié)所采用的主要代號(hào)及其含義如下：
Dm、dm------模具的包容、被包容尺寸，mm；
Hm、hm------模具的包容、被包容深度、高度尺寸，mm；
Lm、lm------模具的中心距、單邊位置尺寸，mm；
-------塑料件尺寸公差,按SJ1372-78選定，mm；
m-------模具成型零件的制造公差，按GB/T1800-1998確定，mm；
Scp-------注射塑料物料的平均成型收縮率；
D、d-------塑料件包容、被包容徑向尺寸，mm；
H、h-------塑料件的包容、被包容的深度、高度尺寸，mm；
L、l-------塑料件的中心距與單邊位置尺寸，mm；
6.3.1 凹模和鑲件尺寸計(jì)算
遙控器外殼的尺寸詳見(jiàn)零件圖，所用的計(jì)算公式如下：
型腔徑向尺寸： （1）；
型芯徑向尺寸： （2）；
型腔深度尺寸： （3）；
型芯高度尺寸： （4）；
其中：：注射塑料物料的平均成型收縮率，＝0.004；
：模具成型零件的制造公差；
：塑料件尺寸公差；
塑料件尺寸公差可由文獻(xiàn)〔2〕上表3.4－3查出，系數(shù)x可由表3.4－9查出，模具成型零件的制造公差可由表3.4－6查出。
a：動(dòng)模鑲件2的徑向尺寸計(jì)算：
由公式（1）：
；
；
；
b： 型腔深度尺寸：
由公式（3）：
；
6.4 側(cè)向抽芯的設(shè)計(jì)：
側(cè)型芯抽芯塑件外圍的凹槽，可以利用斜頂和抽芯滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)抽芯，如果全部使用滑塊，則受到一模兩腔的限制，不能抽出處在模具內(nèi)側(cè)的凹槽；但假如全部使用斜滑頂桿，則會(huì)影響塑件推出時(shí)，從模具上拿下，因?yàn)樵谀且粫r(shí)刻，塑件還沒(méi)有完全定型，很容易在外力的作用下，產(chǎn)生一定量的變形。
鑒于以上兩種情況，我的模具決定采用斜滑頂桿與抽芯滑塊聯(lián)合使用以實(shí)現(xiàn)所有位置的抽芯。
6.4.1 抽芯滑塊的設(shè)計(jì)
圖 6.14
如圖6.14所示的抽芯結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)極為常用，原因在于它便于加工制造，容易裝配。在抽拔力不大的情況下能實(shí)現(xiàn)可靠穩(wěn)定的抽芯，
6.4.2 斜頂抽芯設(shè)計(jì)
圖 6.15
斜頂如圖6.15所示，在頂出塑件時(shí)，不但充當(dāng)?shù)耐茥U的功能，還可以而且起到抽芯的作用，減少了推桿的數(shù)目。
第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
模具閉合時(shí)要求有準(zhǔn)確的方向和位置，具有一定精度的合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，是注射模設(shè)計(jì)不可缺少的組成部分。
7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用
在注射模中，指引動(dòng)模與定模之間按一定的方向閉和定位的裝置，稱之為合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。此外，在臥式注塑機(jī)上的注塑模，其脫模機(jī)構(gòu)也需設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。因此，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能有：
（1） 定位作用
（2） 導(dǎo)向作用
（3） 承受一定側(cè)壓力
（4） 支承定模型腔板或動(dòng)模推件板
本次設(shè)計(jì)中，我們選用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
7.2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)主要零件，分別安裝在動(dòng)、定模兩邊。
導(dǎo)柱的基本機(jī)構(gòu)形式有兩種。一種是除安裝部分的凸肩外，長(zhǎng)度的其余部分直徑相同，稱帶頭導(dǎo)柱，見(jiàn)GB4169.4-84，另一種是除安裝部分的凸肩外，使安裝的配合部分直徑比外伸的工作部分直徑大，稱有肩導(dǎo)柱，GB4169.5-84。帶頭導(dǎo)柱用于生產(chǎn)批量不大的模具，可以不用導(dǎo)套。有肩導(dǎo)柱用于采用導(dǎo)套的大批量生產(chǎn)并高精度導(dǎo)向的模具。裝在模具另一邊的導(dǎo)套安裝孔，可以和導(dǎo)柱安裝孔以同一尺寸一次加工而成，保證了同軸度。導(dǎo)柱前端均須有錐形引導(dǎo)部分，并可割有儲(chǔ)油槽。導(dǎo)柱直徑尺寸隨模具模板外形尺寸而定。模板尺寸愈大，導(dǎo)柱間的中心距應(yīng)愈大，所選導(dǎo)柱直徑也應(yīng)愈大。
根據(jù)前面的計(jì)算可知，我們可根據(jù)模板外形尺寸可選擇導(dǎo)柱直徑d=25mm的有肩導(dǎo)柱 .
無(wú)論帶導(dǎo)套或不帶導(dǎo)套的導(dǎo)向孔，都應(yīng)設(shè)計(jì)為通孔，或?qū)ｉT設(shè)計(jì)排氣槽，以避免模具閉合時(shí)的空氣阻力，我在定模板開(kāi)了一個(gè)凹槽，用以排氣。導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式也有兩種，一種是直導(dǎo)套，見(jiàn)GB4169.2-84。直導(dǎo)套常用于厚模板的導(dǎo)向，需與模板上導(dǎo)向空有較緊配合，防止被導(dǎo)柱拖出，應(yīng)該有緊定螺釘固定。另一種是帶頭導(dǎo)套。帶頭導(dǎo)套安裝需要復(fù)以墊板。這種導(dǎo)套長(zhǎng)度取決于模板厚度。這兩種導(dǎo)套中，孔的工作部分長(zhǎng)度一般是孔徑的1～1.5倍。
本次設(shè)計(jì)選用的導(dǎo)柱和導(dǎo)套有兩種，一種是導(dǎo)向模具動(dòng)模板與定模板，使之能精確定位的導(dǎo)柱導(dǎo)套，另一種是導(dǎo)向推板，推板固定板的導(dǎo)柱導(dǎo)套；但兩種都是標(biāo)準(zhǔn)件，其形狀和尺寸如圖7.1所示。
圖 7.1
7.2 導(dǎo)柱和導(dǎo)套材料的選擇
模具中導(dǎo)向副的作用是保證上模相對(duì)于下模有一精確的位置關(guān)系。在中小型模具中應(yīng)用最廣的滑動(dòng)導(dǎo)向副結(jié)構(gòu)，對(duì)于要求精度高、壽命長(zhǎng)的模具，導(dǎo)柱導(dǎo)套不但要求具有較高的剛度和強(qiáng)度來(lái)承受大的沖擊、支撐模具的部分板件，而且要求要有良好的耐磨性，保證在使用期間能起到其應(yīng)有的作用。
尊上所述，我的導(dǎo)柱選擇了20號(hào)鋼，該鋼屬于低碳碳素鋼，強(qiáng)度不高，但韌性，塑性和焊接性能均好，經(jīng)過(guò)滲碳淬火、回火處理，可獲得外表較高的硬度，外表面又比較耐磨，而心部又具有比較好的韌性，所謂外影心韌，是優(yōu)良的導(dǎo)柱材料。
20號(hào)鋼的熱處理工序安排：
鍛造a正火a粗加工a機(jī)加工成型a滲碳或碳氮共滲a淬火及回火a嵌修拋光a鍍烙
我的導(dǎo)套采用黃銅，因?yàn)閷?dǎo)柱和導(dǎo)套在導(dǎo)向中總有一方會(huì)因?yàn)榭諝庵械碾s質(zhì)產(chǎn)生磨損，而銅的質(zhì)地柔軟，這樣就保護(hù)了導(dǎo)柱，從而使得導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以長(zhǎng)時(shí)間的使用。同時(shí)銅也是自然界最耐磨的金屬材料之一，它還有一定的自潤(rùn)滑性能。
第八章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
可靠地脫模，讓固化的成型塑件完好地從模具中頂出，取決于脫模機(jī)構(gòu)合理設(shè)計(jì)。脫模在開(kāi)模的后期，常見(jiàn)脫模過(guò)程是塑件滯留在動(dòng)模邊，通過(guò)脫模機(jī)構(gòu)的頂出動(dòng)作，將塑件從主型芯上脫出。
8.1 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求
（1） 盡可能讓塑件留在動(dòng)模，使脫模動(dòng)