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江蘇財經(jīng)職業(yè)技術學院 綜合實踐畢業(yè)說明書（論文）
標 題： 摩托車塑料儀表蓋的設計
系 別： 機械與電子工程系
專 業(yè)： 09模具（2）班
學 號： 0911103215
姓 名： 劉 晨
指導老師： 何玉林
2012年 6 月 20日
摘 要
模具大致可以分為塑料模具和冷沖模具兩大類。模具是一種工具，同時也是中國的工業(yè)之母,涉及到我們的各行各業(yè),己經(jīng)與人們的生活息息相關、密不可分。同時，也是一種含有高技術含量的行業(yè)，它在各個領域都有所廣泛的應用。近年來，由于模具技術的迅速發(fā)展，模具設計與制造行業(yè)，引起越來越多人們的關注以及從業(yè)人員,作業(yè)我們模具專業(yè)的學生,更應該努力學習專業(yè)知識。
進入21世紀，科學技術以訊猛的速度向前發(fā)展，從而推動了社會的進步和經(jīng)濟的繁榮。根據(jù)世界范圍的社會科學經(jīng)濟發(fā)展趨勢預計，在新的世紀，我國將成為全球最大的加工制造工廠或經(jīng)過制造地基。模具工業(yè)是現(xiàn)在加工制造業(yè)一個重要的組成部分，對今后國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展將起到越來越重要的作用。有人說：“模具是一切工業(yè)之母，其制造技術是工業(yè)生產(chǎn)的核心技術”。國際生產(chǎn)技術協(xié)會預在21世紀，機械零部件中60%的粗加工，80%的精加工要由模具來完成，采用模具生產(chǎn)零件具有高效率﹑質量好﹑節(jié)能降耗﹑生產(chǎn)成本低等一系列優(yōu)點。
選題之前經(jīng)過再三考慮，決定選用較復雜塑料零件的設計，本次設計大致包含八部分，分別為:工藝分析，注射模結構設計, 模具設計的有關計算, 選用模架, 注射機的校核, 推出機構的設計,模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算, 排氣系統(tǒng)的設置。
相信通過這樣的設計任務能使自己對模具有全新的認識,對產(chǎn)品成型工藝能有更多更好的了解,能為走出校園的工作打下堅實的基礎。
在本次設計過程中參閱了大量國內(nèi)外同行的專著、教材、論文等資料與文獻，以及多位導師指點的在這里并表示致謝。
關鍵詞：成型；澆口；分型面；側向抽芯
目 錄
摘 要 I
目 錄 II
1 緒論 1
2工藝分析 2
2.1塑件的工藝性分析 3
2.1.1 塑件的原材料分析 3
2.1.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量的分析 4
2.1.3 塑件的表面質量 5
2.2計算塑件的體積和重量 5
3注射模結構設計 7
3.1分型面的選擇 7
3.2 澆注系統(tǒng)的設計 8
3.2.1 主流道的設計 8
3.2.2 澆口的設計 9
3.3 側向分型與抽芯機構主要零部件的設計與制造 11
3.3.1 斜導柱的設計 11
3.3.2 滑塊與導滑槽設計 13
3.3.3 楔緊塊 15
4模具設計的有關計算 17
4.1 型腔工作尺寸的計算 17
4.1.1 型腔徑向尺寸計算 17
4.1.2 型芯徑向尺寸的計算 18
4.2 型腔高度尺寸的計算 19
4.3中心距尺寸的計算 20
5模架的選用 21
5.1 型腔強度和剛性的計算 21
5.2 選標準模架 21
6 注射機的校核 23
6.1注射量 23
6.2 注射壓力 23
6.3 鎖模力 23
6.4 開模行程是校核 24
6.5 裝模高度校核 24
7推出機構的設計 25
7.1 推件力的計算 25
7.2 確定推出的方式和頂桿的位置 25
8溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設置 29
8.1 冷卻回路的尺寸確定與布置 29
8.1.2 冷卻回路尺寸的確定 29
8.1.3冷卻回路的布置 30
致 謝 32
結束語 33
參考文獻 34
36
1 緒論
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。
模具工業(yè)既是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經(jīng)濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。為了適應市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。
目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。
2工藝分析
該制件材料為ABS，為一般電容器外殼，材料耐熱性較好，機械強度較高；產(chǎn)品總體結構類似矩形，較為規(guī)則，沒有復雜的特征，但兩側有孔，因此該產(chǎn)品的模具設計必須考慮到側向抽芯機構，因為產(chǎn)品尺寸較大，且為殼體類零件，因此澆注系統(tǒng)的設計是很重要的。在本次設計中選擇點澆口澆注，這樣不僅方便產(chǎn)品的充模，同時也不影響制件的外觀質量，這樣的結構必須采用雙分型面，便于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，但模具結構較為復雜。
ABS特性： 1）口處附近容易產(chǎn)生溶接痕；
2）推出力過大時，塑件容易產(chǎn)生“發(fā)白”；
3）流動性中等。
注意事項：1）注意選擇澆口位置，保證塑件強度；
2）合理設置推桿位置；
3）需采用較高斜度、模溫、和注射壓力；
4）澆注系統(tǒng)流動阻力小，防止?jié)部谔幃a(chǎn)生熔體裂痕。
2.1塑件的工藝性分析
圖1-1
a) 制作表面不得有損傷、裂紋；
b) 未注圓角均為R1；
c) 注公差按T4級標注；
d) 制件壁厚均為2mm。
如圖1-1 塑料制件的工藝分析包括塑料制件的原材料分析、塑料制件的尺寸精度分析、塑料制件表面質量和塑料制件的的結構工藝分析，具體如下。
2.1.1 塑件的原材料分析
表1-1 塑料制件的原材料分析
塑料品種
結構特點
使用溫度
化學穩(wěn)定性
性能特點
成型特點
苯乙烯共聚物(ABS)
線性結構非結晶型材料，透明
小于 70℃
較好
機械強度好,有一定的耐磨性。但耐熱性差，吸水性較大
成型性能好，成型前原料要干燥
結論
該制件機械強度好，有一定的耐磨性，它的成型性能很好，但耐熱性差，使用溫度在70℃以下，廣泛用于電器及儀表外殼，與日用品的生產(chǎn)；
ABS是由丙烯睛、丁二烯、笨二烯共聚而成的，這三種組成有各自的特性，使ABS具有良好的綜合力學性能，丙烯睛使ABS具有良好的耐化學腐蝕及表面抗壓，丁二烯使ABS堅韌，苯二烯使它有良好的加工性和染色性能，ABS無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料在較好的色澤，ABS有極好的沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。但ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度在70℃左右，熱變形溫度在93℃左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬變脆。
ABS可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊性、低沖擊性和耐熱型等。ABS的主要用途，在機械工業(yè)中用于制造齒輪、把手、管道、電機外殼、儀表殼等；在汽車工業(yè)領域，用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管道等，還可用于ABS夾層板制小轎車車身，ABS還可用來制造水表殼、紡織器材、電器零件材料、文教體育用品、玩具、食品包裝盒等。
ABS在溫度升高時粘度將增高，所以成型壓力較高，故塑件的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，在成型之前應做干燥處理；模溫可控制在50—60℃，而在強調(diào)塑件色澤和耐熱時，模溫應控制在60—80℃。在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小，在要求塑件精度高時，模溫可控制在50—60℃，而在強調(diào)塑件色澤和耐熱時，模溫應控制在60—80℃。
2.1.2 塑件的結構和尺寸精度及表面質量的分析
（1） 結構分析
如圖1從零件圖上看，該零件的大體形狀是一個長方體，外型結構簡單，有二個?15的卡口，要設置側向抽芯機構才能進行產(chǎn)品的成型與脫件。
（2） 尺寸精度分析(尺寸精度的選擇)
尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質量的首要標準，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是塑料儀表蓋，所以精度要求為一般精度即可。根據(jù)精度等級選用表，ABS的高精度為3級，一般精度為4級，低精度為5級。
塑料制件型腔徑向尺寸：、、70、45、、1、4
塑料制件型芯徑向尺寸： 、、、、
型腔高度尺寸：10、8、
型芯的高度尺寸：6、8、3
中心距尺寸：78±0.16、60±0.10;
影響塑料制品尺寸精度的因素比較復雜，歸納有以下三個方面。
（1） 模具—— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。
（2） 塑料材料—— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。
（3） 成型工藝—— 成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。
2.1.3 塑件的表面質量
表面質量是一個相當大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理-力學性質兩方面技術指標，而不是單純的表面粗糙度問題。塑件的表觀缺陷是其特有的質量指標，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個等級。這里塑料制件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求, 表面粗糙度Ra可取0.4μm。
該塑件尺寸較大，一般精度等級，采用一模一腔的形式，制件無需進行后處理加工。
2.2計算塑件的體積和重量
計算塑件的重量是為了選用注射機及確定模具型腔數(shù)。按照圖1所示近示計算塑件體積
V塑件=[90×65×10-66×61×8-61×6×10×2-10×10×2×4+(π20×92
-π20×62) ×2-2(π3×92-π3×7.52 )
≈23357.71 mm3
≈23.4 cm3
根據(jù)有關手冊查得ρ=(1.03-1.07)Kg/m-3查表1得:
單件塑件重量M=Vρ
=23.4×1.05
≈24.6g
W澆注≈4g
W總=24.6+4=28.6g
根據(jù)公式（3-23）:W機≥W塑件/0.8
=28.6/0.8
=35.75g
采用一模一件的模具結構，考慮外型尺寸、注射時所需的壓力和工廠常用注射設備等情況，初步選用注射機的型號為XS-ZY-125。
3注射模結構設計
3.1分型面的選擇
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此，在選擇分型面時應綜合分析比較以選出最合理的方案。
選擇分型面時應遵循以下幾項基本原則：
1) 分型面的選擇應便于塑件脫模；
2) 在開模時盡量使塑件留在動模；
3) 外觀不遭到損壞；
4) 有利于排氣和模具的加工方便。
5) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處；
6) 應保證塑件的精度要求；
7) 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質量要求；
i. 8．應便于模具的加工制造；
8) 分型面的選擇應有利于排氣；
9) 應盡量減少塑件在分型面上的投影面積，有利于保證塑件的質量，投影面積越大，出現(xiàn)溢料，且鎖模力越大；
分型面的選擇應考慮飛邊在塑件上的位置。
下面是分型面的3種選擇形式：
圖3-1
方案1：型腔復雜，澆口設在兩管口處，澆注成型后，管口易產(chǎn)生飛邊，推出機構設置也比較復雜。
方案2：此方案分型，雖減小塑件在分型面上的投影面積，但開模時塑件會因拔模斜度的影響，使塑件留于定模，從而使推出機構更為復雜，模具結構也復雜，凹模型腔難加工。塑件底部易產(chǎn)生飛邊。
方案3：此方案簡化模具結構，飛邊產(chǎn)生在塑件中部，便于去除，塑件兩卡口設為橫向分型脫模，型腔和橫向脫模機構可以設為一體為斜滑塊，也便于制造加工。凸模的加工裝備也比較方便，澆口可設在塑件中盤部位。
結合該產(chǎn)品的結構,分析比較,采用方案3進行本設計的分型.
3.2 澆注系統(tǒng)的設計
3.2.1 主流道的設計
根據(jù)有關手冊查得xS-zY-125型注射機噴嘴的有關尺寸。
噴嘴球半徑： Ro=10mm
噴嘴孔直徑：do=Ф3mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系：R=Ro+(1～2)mm，d=do十0.5mm。
取主流道球面半徑：R=12mm
取主流道的小端直徑：d=Ф4mm
圖3-2 主流道襯套
為了便于凝料從主流道中取出，將主流道設計成圓錐形，主流道襯套D=Ф20mm.
3.2.2 澆口的設計
1) 澆口形式的選擇。由于該塑料制件外觀質量要求不是很高，澆口的位置和大小應以不影響塑料制件的外觀質量為前提。同時，也應盡量使模具結構更簡單，根據(jù)對該塑料制件結構的分析及已確定的分型面的位置，可以選擇的澆口形式有多種，其分析見表3-1:
表3-1 澆口形式的選擇
類 型
特 點
直澆口
又稱中心澆口，主澆道形澆口，流動阻力小，料流速度快，沒有分流道，主流道末端即是澆口
輪輻式澆口
它是中心澆口的一種變異形式。采用幾股料進入型腔，縮短流程，去除澆口時較方便，但有澆口痕跡。模具結構較潛伏式澆口的模具結構簡單
盤形式澆口
它具有料流同時前進、進料均勻、不易產(chǎn)生熔接痕、排氣條件好等優(yōu)點，但是澆口凝料去除較困難，需要切削加工或用沖切法去除。此外，模具結構設計也不易實現(xiàn)
點澆口
又稱針澆口或菱形澆口。采用這種澆口，可獲得外觀清晰、表面光潔的塑料制件。雜器模具開模時，澆口凝料會自動拉斷，有利于自動化操作。由于澆口尺寸較小，澆口凝料去除后，在塑料制件表面殘留痕跡也很小，由于澆口尺寸較小，剪切速率會增大，塑料黏度降低了，提高流動性，有利于充模。但是模具需要設計成雙型面，以便脫出澆注系統(tǒng)的凝料，增加了模具結構的復雜程度，但能保基本上不影響塑料制件的外觀質量。同時，采用四點澆口進料，流程短而進料均勻。保證塑料制件成型要求
綜合對塑料成型性能、澆口和模具結構的分析比較，此處確定成型該塑料制件的模具采用點澆口形式澆注，可以設澆口在主澆道下面的滑塊縫合面上設計成楔形，使?jié)部诔梢痪€狀，便于剔除，澆口痕不明顯，澆道中間可設成一凹槽，開模時將主流道從澆口套中拔出。
2)進料位置的確定。根據(jù)塑料制件外觀質量的要求以及型腔的安放方式，進料位置設計在塑料制件中間頂部。(制件出廠標簽處)這樣也可以減少對制的后序加工；不影響制件的使用性能,及外觀要求,如圖3-3。
圖3-3 主澆道
澆口直徑可以根據(jù)經(jīng)驗公式計算
d=0.2654
h=
式中 d---澆口的長度
m--塑件的質量
L---流道的長度
h--矩形澆口的寬度
也可以根據(jù)經(jīng)驗值取，現(xiàn)在按經(jīng)驗值取一線狀澆口的長度和寬度為5×1.2mm；
3.3 側向分型與抽芯機構主要零部件的設計與制造
3.3.1 斜導柱的設計
設計斜導柱時，首先要計算出所需的抽拔力和抽芯距，以后再根據(jù)其他的因素確定斜銷的直徑和長度及結構。
1)確定斜導柱的斜角確定
斜導柱角度的確定：在實際的生產(chǎn)中一般按經(jīng)驗值確定，在該次設計中因抽芯距很小，故在這里選用較小的角度取=200
斜導柱長度計算 ：斜導柱的長度根據(jù)抽芯距、固定端模板的厚度、斜銷的直徑及斜角的大小確定，根據(jù)公式得L=72mm
2)抽拔力和抽芯距
抽芯距的計算抽芯距一般應大于成型孔（或凸臺）的深度，成型孔的深度是1.5mm，加2～3mm的抽芯安全系數(shù)，可取S抽=5mm
抽拔力:有《塑料成型工藝與模具設計》書公式8.4：
F=PA（）
F脫=1.2××0.00585×（0.3×cos40-0.3×sin40）
≈20241.39 N
≈20.24 KN
P—因塑件收縮對型芯產(chǎn)生的單位正壓力，一般P取0.8×～1.2× Pa，此處取1.2×Pa。
A—塑件包緊型心的接觸面積。A=90×65=5850mm=5.85×10 m
--塑件對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3。此處取0.3。
--脫模斜度。
3) 斜導柱直徑的確定:
有《塑料成型工藝與模具設計》書公式9.13：
d=
d=≈15.6mm
故d取16
公式中 --斜導柱所用材料的許用彎曲應力（可查有關手冊），一般碳鋼可取3×Pa。
F脫= F抽=20241.39 N
Hw—側抽芯滑塊受到脫模力的作用線與斜導柱中心線交點到斜導柱固定板的距離，它并不等于滑塊高度的一半。此處取Hw=20mm。
還可以根據(jù)Ft和從《塑料成型工藝與模具設計》書中，查表9.1 最大彎曲力與抽拔力和斜導柱的傾斜角 查得Fw=22 KN。
再根據(jù)：Fw、Hw、，從表 9.2 斜導柱斜角、高度、最大彎曲力、斜導柱直徑之間的關系 查得：d=20mm。
4) 斜銷結構形狀及安裝形式
斜銷的結構形式如圖3-3所示，選用切面形狀是圓形的其半錐度應大于斜銷的斜角α，考慮到其導柱固定模座上的，且型腔板較厚，且開設了讓位孔，因此以免在斜銷的有限長度脫離起頭部仍然繼續(xù)驅動滑塊。斜銷的材料一般用T8A、T10A或20鋼滲碳處理，淬火硬度在55HRC，工作表面經(jīng)磨削加工后保持有0.8的表面粗糙度。
圖3-4 斜導柱
斜導柱的安裝形式如圖3-4所示。其安裝部分與模板間采用H7／m6或H7／n8的過渡配合，斜導柱工作部分與滑塊上滑塊孔之間采用較松的間隙配合H11／h11或兩者保持0.5～1mm的大間隙配合。
圖3-5 斜導柱的安裝形式
3.3.2 滑塊與導滑槽設計
1) 滑塊與側抽芯的連接方式 側向抽芯機構主要用于成型零件的凹槽和垂直通孔，這里考慮到型芯為圓環(huán)形卡口，且其要成型的孔在制件中為精度最高的，這樣為方便成型零件的加工與更換，因此橫向分型的滑塊與橫抽芯采用整體式，便于制造加工。
2) 滑塊的導滑方式 此為有兩個卡口式管口的蓋板，需橫向分型脫模，為簡化結構，減少滑塊得抽拔距離，將滑塊設置在一個框板之中，以兩個圓柱軌道支撐，使即可以與框板成為一體，分別與動、定模板分離，又可在模板內(nèi)滑動，其滑動距離只要脫出卡口就行，而且加工裝配都比較方便。為了使模具結構緊湊，降低模具的裝配復雜程度，采用以下結構形式。如圖3-6所示：
圖3-6滑塊導滑方式
滑塊與導滑槽之間的配合部分一般按H8／f7或H8／f8，非配合部分0.5～1mm的間隙，滑塊為成型零件，其材料可選擇CrWMn、T10A和42CrMn等材料，可淬火和調(diào)質。圓柱導軌選用40Cr、42CrMn等材料，淬火硬度在40HRC以上，保證表面粗糙度在0.8左右。
3)滑塊的導滑長度 滑塊的導滑長度不能太短，一般應保證滑塊在完成抽拔動作后， 否則滑塊在復位時容易傾斜，滑塊本身的滑動部分要有足夠的長度，一般為滑塊寬度的1.5倍以上，以免滑塊在滑動過程中發(fā)生偏擺。
4)滑塊的定位 為了保證合模時斜導柱伸出端準確可靠地進入滑塊的斜孔，開模后，滑快完成抽芯動作時必須留在一定的位置上，采用彈簧使滑塊復位。如圖3-6所示：
圖3-6 滑塊的定位
3.3.3 楔緊塊
為了保證斜導柱不變形和塑件側孔的精度設計楔緊塊
1) 楔緊塊的形式 因為模具尺寸和側向力不大，所以采用整體鑲人式，這種結構剛性較好，制造和調(diào)整都方便，易于裝配。
2) 楔緊塊的楔角為（～） 式中斜導柱的斜角。
當模具一開模，楔緊塊就讓開，滑快做抽芯運動。必須是，否則鍥緊塊就讓不開，抽芯就無法實現(xiàn)。楔緊塊采用4塊固定塊固定。
3)楔緊塊的制造
楔緊塊均由平面形狀所組成，故它的加工一般采用銑工和磨工。其加工工藝較為簡單。楔緊塊材料一般用高碳鋼經(jīng)淬火，硬度50HRC以上，工作表面保持在
0.8以上。如下圖3-7所示：
圖3-7 楔緊塊的定位
采用兩楔緊塊進行對滑塊的定位楔緊，楔緊塊安裝與定模座上，采用4塊固定塊和螺釘固定，方便拆卸。
4模具設計的有關計算
成型零件的工作尺寸計算時均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算。
查手冊表3-70 常用塑料的主要設計參數(shù) ABS收縮率為0.3%～0.8%，故平均收縮率Scp=（0.3%+0.8%）/2=0.55%。
此塑件精度要求高，所以模具成型零件制造公差取z=△／3。
系數(shù)x取0.75.
4.1 型腔工作尺寸的計算
塑料制件型腔徑向尺寸：、、70、45、、1、4
塑料制件型芯徑向尺寸： 、、、、
型腔高度尺寸：10、8、
型芯的高度尺寸：6、8、3
中心距尺寸：78±0.16、60±0.10;
塑件的未注公差按IT4級查取，從《塑料成型工藝與模具設計》書 表3.9 塑件公差數(shù)值表（SJ 1372-78）中查取：孔類尺寸取表中數(shù)值冠以（+）號，對于軸尺寸取表中的數(shù)值冠以（-）號，對于兩孔或兩軸中心距尺寸取表中的數(shù)值一半，再冠以（）號。
軸尺寸：70 45 1 4 R3 6 3 8
孔尺寸： 10 8
中心距尺寸： 54 32
4.1.1 型腔徑向尺寸計算
據(jù)公式計算如下：
=
≈90.23mm
=
≈65.06mm
70
=
≈70.10
45
=
≈45.04mm
=
≈17.96mm
1
=
≈0.92mm
4
=
≈3.92mm
4.1.2 型芯徑向尺寸的計算
據(jù)公式=計算如下:
=
≈66.66mm
=
≈86.70mm
=
≈12.20mm
=
≈3.17mm
是孔尺寸，要轉換成軸尺寸：14.80
=
≈15.23mm
4.2 型腔高度尺寸的計算
1.型腔的高度尺寸，有下公式：
10
≈9.94mm
8
≈7.92mm
此尺寸為孔尺寸，需轉換為19.70
≈19.85mm
2.型芯深度尺寸的計算,據(jù)公式=計算如下：
6
=
≈6.14mm
3
=
≈3.11mm
8
=
≈8.16mm
4.3中心距尺寸的計算
中心距尺寸的計算有公式：=（1+Scp）Cs
54
=（1+0.55%）x54
≈54.290.026mm
32
=（1+0.55%）x32
≈32.180.022m
78±0.16
=（1+0.55%）x78
≈78.430.027mm
60±0.10
=（1+0.55%）x60
≈60.330.017mm
式中—成型零件的制造誤差；
5模架的選用
5.1 型腔強度和剛性的計算
塑料模具型腔在成型過程中受到溶體的高壓作用，應有足夠的強度和剛度，如型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑件變形甚至破壞，也可能因剛度不足而產(chǎn)生繞曲變形，導致溢料和出現(xiàn)飛邊，該塑件尺寸大，所以設計型模壁厚按剛度計算
由《塑料成型工藝與模具設計》書中 整體式矩形型腔側壁厚度的公式 6.25：
式中：c-H1/l決定的系數(shù)，查表6.6 c=0.148
H1-為20mm。
P-型腔內(nèi)溶體的壓力，P=80%P注，P注查手冊為80Mpa
P=80%x80=64Mpa
E-鋼的彈性模量，取2.06×10Mpa。
-允許變形量，查《塑料成型工藝與模具設計》書 表 6.4 取=0.05
=≈7.62mm
由《塑料成型工藝與模具設計》書中 整體式矩形型腔底板厚度公式6.28
式中：-由型腔邊長比l/b決定的系數(shù)，查表6.7 =0.0226
b-為65mm。
=≈11.2mm
由此可知，型腔板的寬度只要大于：90+2x7.62=105.4mm 取整數(shù)106mm，厚度大于20+11.2=31.2mm，圓整為32mm，即可滿足剛度要求。
5.2 選標準模架
根據(jù)以上的分析，計算以及凹模壁厚及位置尺寸可確定模架的結構形式和規(guī)格。這里同時考慮到模具的結構形式與側向抽芯所需,查《塑料成型工藝與模具設計》書 選擇A2 200250—16—Z2 GB∕T12556. —1990型。查手冊從表3-97 周界尺寸為250×L的模架規(guī)格中選擇編號為19的A2型模架。
由于該塑件復雜，所以對個別板厚度改動：
定模板厚度：A=32mm
動模板厚度：B=32mm
墊塊厚度：C=63mm
支撐塊得厚度：40m
因此模具厚度為H=60+A+B+C+40=60+32+32+63+40=227mm
6 注射機的校核
前面經(jīng)過相關參數(shù)計算，已初步選定注射機其型號為：XS-ZY-125；
6.1注射量
塑料ABS的密度為(1.03～1.07)g/cm3,平均密度為：1.05 g/cm3，單件塑件體積是V=23.4cm滿足注射量
式中—注射機注射塑料的最大質量，單位為g；
-塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和；==23.4x1.05=24.6，前面計算過=28.4g；
=28.4/0.8=35.5g
，故成立。
因此先用XS-ZY-125的注射量，是完全可能滿足制件生產(chǎn)成型的要求。
6.2 注射壓力
查教材附錄H，查得ABS塑料成型時所需的注射壓力p/Mpa為：60～100mPa ；
這里=120 mPa，因此成立，在注射壓力上，該注射機是可以滿足的。
6.3 鎖模力
型腔內(nèi)溶料總壓力：
P=80%
=80%x80=64Mpa
型腔內(nèi)總作用力：
F=PA
A=90×65=5850cm =58.5c
F=64×5850=374400 N
鎖模力：
=0.8×5850=374.4 KN
式中p—塑料成型時型腔的壓力，取ABS塑料的型腔壓力p=80Pa;
A—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積之和。
XS-ZY-125的，這里 , >F， 故選此注射機,其鎖模力要求是可以滿足制件的注射成型的。
6.4 開模行程是校核
注射機最大開模行程S
式中—塑件制品的高度（mm）；
—澆注系統(tǒng)的高度（mm）。
=2×20+60+（5～10）=105～110（mm）
查模具設計指導書，表6-62查得XS-ZY-125，最大開模行程S=300（mm）
故在開模行程，是滿足制件脫模與取件的距離要求的。
6.5 裝模高度校核
前面選取標準模架時，己計算出模具高度，為H=50+A+B+C+32=（50+40+25+63）+32mm=210mm
查表模具指導手冊表6-24，查得模具的最小裝模高度與最大裝模高度分別為200～300，所以該架是符合XS-ZY-125型注射機的。
綜上所述，采用XS-ZY-125的注射機進行該制件的注塑加工，其所需參數(shù)均符合制成型的基本要求，因此決定選用XS-ZY-125的注射機進行生產(chǎn)。其XS-ZY-125型注射機相關重要參數(shù)如下：
模板的最大行程／mm 300
模具的最大厚度／mm 300
模具的最小厚度／mm 200
噴嘴圓弧半徑／mm 12
噴嘴孔直徑／mm 4
模板的尺寸／mm 428×458
7推出機構的設計
7.1 推件力的計算
A— 塑件包絡型芯的面積（）；
α—脫模的斜度；此處取為
,此處取0.5
p—塑件對型芯單位面積上的正壓力（Mpa），p=12~20 Mpa
因此
≈55447.13 N
≈=5426mm
(N)
＿ 由于大氣壓力造成的阻力（Ｎ）
(N)
7.2 確定推出的方式和頂桿的位置
根據(jù)制件結構特點和成型特點可知，該制件尺寸大，是蓋體類零件，因此設計為由六根頂桿頂出型腔。頂出的同時因澆注系統(tǒng)采用的是一線點澆口所以該件的分型必須是兩個分型面，而且在這里設計到了側向抽芯，所以先后分型順序的正確性是非常重要的，應澆道中設置了一凹槽，開模時將主流道費料從澆口套中拔出，同時在這一過程中斜導柱將會把橫向的型芯從塑件中抽出，以準備后序的制件部分分型，當這一過程完后，第二個分型面繼續(xù)打開，當動模部分退到一定的位置的時候，碰到機床頂桿驅動推板，被打開的型腔板與動模板之件的制件，被6根推桿同時推出，就完成了此次產(chǎn)品的注射。模具的二次分型可設計為拉鉤和掛板完成，在這一過程中拉鉤和掛板起到了重要作用，其定距長度的準確性直接影響到制件是否能順利脫模。大致結構形式如圖10：
圖7-1 脫模示意圖
在分型過程中,特別是在第一個分型面打開時,如果控制不好,讓第二個分型面發(fā)生分離,那樣就會導致干涉現(xiàn)象的出現(xiàn),就會議發(fā)生拉壞制件,拉斷型芯,以損壞模具,影響生產(chǎn),因此定拉鉤和掛板在制件的成型過程中起到了很重要的作用,其安裝的基本結構如圖11所示：
圖7-2 分型順序圖
工作過程：
模具剛開啟時，拉鉤鉤住鉤銷，使I分型面分型，斜導柱將滑塊向兩邊拔開，與制品卡口分離，彈簧將滑塊定位在框板內(nèi)兩端。澆道從澆口套中抽出，接著掛板拔開拉鉤并掛住掛釘，II分型面分型，頂板通過頂桿、頂套將制品頂出。
合模時復位桿使頂出系統(tǒng)復位。
經(jīng)過上述參賽數(shù)的一一確定,以及對重要參數(shù)的校核,現(xiàn)模具結構己基本確定,模具工作大致結構如圖7-3所示:
圖7-3 模具結構圖
8溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設置
模具溫度是指模具型腔和型芯的表面溫度，模具溫度是否合適、均一與穩(wěn)定對塑料溶體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度都有重要的影響。模具中設置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良好的產(chǎn)品質量和較高的生產(chǎn)效率。
注射入模具中的熱塑性熔融樹脂，必須在模具內(nèi)冷卻固化才能成為塑件，所以模具溫度必須低于注射入模具型腔內(nèi)的熔融樹脂的溫度，即達到（玻璃化溫度）以下的某一溫度范圍。為了提高生產(chǎn)效率，一般通過縮短冷卻時間的方法來縮短成型周期，由于樹脂本身的性能特點不同，所以不同的塑料要求有不同的模具溫度。
8.1 冷卻回路的尺寸確定與布置
冷卻回路的設計應做到回路系統(tǒng)內(nèi)流動的介質能充分吸收成型塑件所傳導的熱量，使模具成型表面的溫度穩(wěn)定地保持在所需的溫度范圍內(nèi)，并且要做到使冷卻介質在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通，無滯留部位。
8.1.2 冷卻回路尺寸的確定
冷卻回路所需的總表面積 冷卻回路所需總表面積可按下式計算：
式中 A—冷卻回路總表面積，；
M—單位時間內(nèi)注入模具中樹脂的質量，kg/h，手冊取0.40kg；
q—單位質量樹脂在模具內(nèi)釋放的熱量。J.kg (查塑料成型工藝與模具設計)書中 表10.2，4 J.kg；
a—冷卻水的表面熱傳系數(shù)，W/;
—模具成型表面的溫度，,查手冊取80；
—冷卻水的平均溫度，，取10.
冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a可用如下公式計算：
式中 a—冷卻水的表面熱傳系數(shù)，W/；
—冷卻水在該溫度下的密度，，這里為；
v—水的流速，m/s，取0.2m/s；
d—冷卻水孔直徑，取8mm=0.08m;
—與冷卻水有關的物理系數(shù)，可從《料成型工藝與模具設計》書中查表10.3，取6.60。
≈660 W/
那么：
≈0.03672
冷卻回路的總長度，用如下公式：
=
≈1.42 m
8.1.3冷卻回路的布置
冷卻水回路設置的基本原則：
1) 冷卻水道應盡量多，截面尺寸應盡量大
2) 冷卻水道脫離型腔表面的距離 當塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面最好距離相當，當塑件壁厚不均勻時，厚處冷卻水道到型腔表面的距離則應近一些，間距也可適當小一些，一般水道孔邊距型腔表面距離為10～15mm；
3) 水道出口的布置 應在澆口出加強冷卻，冷卻水道的出入口溫差應盡量小。
4) 冷卻水道應沿著塑料收縮放向設置
5) 冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位
根據(jù)以上計算和設計基本原則，對型芯和型腔距離塑件近的位置設置，如下圖8-1,8-2所示：
圖8-1 滑塊的冷卻形式
圖 8-2 型芯的冷卻方式
圖8-2中兩滑塊采取曲折水道進行冷卻，13中，型芯內(nèi)設置兩隔板式水井進行冷卻。
致 謝
感謝老師在百忙中抽身參加我們的畢業(yè)設計,也許我將不會再有機會進入校園能如此靜心深入地學習知識，我將不會有機會再接受礦大厚重文化的熏陶，我將不會再有機會聆聽各位尊敬師長的教誨，我記得家人曾經(jīng)對我講過這個世界上只有兩顆真心，一顆是父母對子女的愛芯，一顆是老師對學生的關心。在此，我對你們表示深深的感謝。
我勤懇忘我地檢查凝結學習的結晶，完成了這篇畢業(yè)設計。完成后，我沒有絲毫的沾沾自喜，反倒是更多的忐忑不安，當我自以為懂得越多的時候，越來越多的知識是我所不明白的。我發(fā)現(xiàn)由于我自身才疏學淺，專業(yè)深度不夠，盡管指導老師費盡心思地指點我，可是我完成的畢業(yè)設計仍有很多不到之處?？险埜魑焕蠋煻嗉又更c，讓我大學期間的最后一次作業(yè)能給我?guī)砀嗟氖斋@。離開學校完成設計，是一個終點，又是另外一個起點！喝水不忘挖井人，我將銘記大家對我的幫助，以后更好的為人民為社會服務！
再次謝謝各位老師！
結束語
經(jīng)過近兩個月的忙碌之后，最終完成此次畢業(yè)設計，心里有一種說不出的輕松與愉悅，在設計過程中遇到諸多的問題與難處,但在眾多老師的指導和同學幫助下,都予以了解決。在這里首先要感謝我的導師,在百忙之中抽出很多的時間對我的設計進行指導,點評。在這里首先表示衷心的感謝，在設計中,老師給我指出了正確的設計方向，使我加深了對專業(yè)知識的掌握,同時也減少了在設計過程中所走的彎路，老師的督促使我一直把畢業(yè)設計放在心理，做好按質按量的完成的準備；同時也要感謝我親愛的同學，是大家營造了良好的學習環(huán)境與氛圍,與緊迫感，同時在做設計的過程中能相互幫互助，使我在這個設計的過程中,對相關專業(yè)設計軟件，例如CAD操作水平比以前有了很大提高，學到了很多新的東西，同時對辦公軟件Word的操作提升了一個檔次；在這里再次感謝我的導師聶采文老師,在這此次設計過程中給了我很多的幫助,讓我順利的完成了本次設計，使我對模具有了新的認識，更加熱愛我的專業(yè)；在這里還要給我們這樣一個開動腦筋，與發(fā)揮才華的機會，做這樣的設計，對我們是一次很好的煅煉，使我們的專業(yè)能力上手更快，因此要感謝學校相關領導做出這樣的安排，在此也祝我們的學院越辦越輝煌。
畢業(yè)設計的結束，意味著我大學的生活劃上了句號，在學院這塊土地上有眾多莘莘學子辛勤的耕耘，在這塊土地上我們健康快樂的成長，我永遠不會忘記我親愛的同學，和我的母校，五年的時間，這就是我的家鄉(xiāng)。
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