調(diào)速旋鈕注塑模具設(shè)計范本

69/75摘要本文闡述了風(fēng)扇調(diào)速旋鈕注塑模具的設(shè)計過程，并對設(shè)計原理及方案的選擇進行了相應(yīng)的論述。風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的注射模具設(shè)計必須首先分析風(fēng)扇調(diào)速旋鈕結(jié)構(gòu)，測量尺寸，確定分型面，運用pro/e軟件造型，分析它的尺寸、質(zhì)量等要素。然后進行整體設(shè)計，包括選擇注射機，設(shè)計澆注系統(tǒng)，型芯、型腔，完成型芯、型腔的尺寸計算，設(shè)計冷卻回路等。之后進行相應(yīng)校核，如注射機的校核，模具最大厚度的校核等，并分析、確定方案的可行性。最后對模具工藝進行相應(yīng)描述，并制作模具工藝卡，繪制各零、部件圖紙等。同時，就目前的模具市場，尤其是中國模具市場，來制定模具加工工藝。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的要緊出口國是美國，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(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)操縱模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有專門大進展。研究和進展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，關(guān)于促進國民經(jīng)濟的進展有著特不重要的意義。關(guān)鍵詞：風(fēng)扇調(diào)速旋鈕；注塑模具；澆注系統(tǒng)；型芯；型腔。

AbstractThisarticleelaboratedthedesignprocessofventilatorvelocitymodulationknobinjectionmold's,andhascarriedonthecorrespondingelaborationtotheprincipleofdesignandtheplanofchoice.Inhere,Ihavecompletedthedesignassignmentaboutinjectionmoldforventilatorvelocitymodulationknob.Inthefirstplace,Imustanalyzethestructureofventilatorvelocitymodulationknob,surveythesizeofit,decidethepartingline,utilizethepro/esoftwaremodelling,analyzesessentialfactorsandsoon.Andthen,theprimarydesignassignmentwillbeputup.Thetaskmostlyincludechoicinginjectionmachine,designingthefeedsystem(includesprue,runnerandgate),thecoreandthecavity.Exceptthat,Imustfinishthecalculationaboutthecoreandthecavity.Coolingchannelandventofinjectionmoldmustbetakeintoaccount.Inthenextplace,Carryonthecorrespondingexamination,liketheinjectionmachineexamination,themoldgreatestthickness'sexaminationandsoon.Afterward,Imustanalyzesandmakesurethedeterminationplanfeasibility.Finally,thecorrespondingtechnicsofmoldmustbedescribedandthecardofmoldtechnicsbedone.Ofcourse,theblueprintofallaccessorywouldbefinished.Atthesametime,makeuseofconditionthemarketofmoldinpresent,especiallyintheChinesemarketofmold,toformulatethemoldprocessingcraftparticularly.Atpresenttheworldmoldmarketfallsshortofdemand,mold'sleadingexporteristheUS,Japan,France,countriesandsoonSwitzerland.Chinesemoldexportquantityareextremelyfew,buttheChinesemoldfittertechnicallevelishigh,thecostoflaborislow,solongasprovidessomeadvancednumericalcontrolpatternmakingequipment,improvesthemoldprocessingquality,willreducetheproductioncycle,thecommunicationforeigntradechannel,themoldexportwillhavetheverybigdevelopment.Theresearchandthedevelopmentmoldtechnology,raisesthemoldtechnicallevel,regardingpromotesthenationaleconomydevelopmenttohavethespeciallyvitalsignificance.Keywords:Ventilatorvelocitymodulationknob;Injectionmold;Feedsystem;Core;Cavity.

目錄引言 11.塑件分析 42.材料的成型特性與工藝參數(shù) 43.注射機的選取 54.模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 64.1型腔數(shù)目的確定 64.2分型面 64.3澆注系統(tǒng) 74.3.1主流道的設(shè)計 74.3.2分流道設(shè)計 84.3.3澆口的設(shè)計 104.3.3校核流淌比 114.3.4澆注系統(tǒng)的平衡 114.3.5冷料穴和拉料桿的設(shè)計 114.3.6分析澆口和塑件成型情況 124.4成型零部件設(shè)計與計算 144.4.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 144.4.2成型零部件工作尺寸的計算 144.4.3成型零部件的強度與剛度計算 174.5結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計 194.5.1模架的選取 194.5.2定模座板、動模座板的設(shè)計 204.5.3合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 214.6推出機構(gòu)設(shè)計 214.6.1推出力的計算 224.6.2推出機構(gòu) 224.7排氣系統(tǒng) 244.7.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計 244.7.2推管、推桿、鑲件排氣功能的證明 254.8模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 254.8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 254.8.2冷卻計算 265.注射機的校核 316.安裝參數(shù)校核 326.1模具厚度校核 326.2開模行程校核 327.模具制造工藝 327.1塑料模制造技術(shù)要求 327.2制造工藝 337.2.1型腔的制造工藝 347.2.2型芯的制造工藝 347.2.3小型芯的制造工藝 348.試模與修模 34總結(jié) 37謝辭 38參考文獻 39附錄 40引言模具是制造業(yè)的一種差不多工藝裝備，它的作用是操縱和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流淌，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(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)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(biāo)志，它在專門大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和進展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的要緊工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。模具制造的重要性要緊體現(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)重點是進展零部件，經(jīng)濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為進展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車差不多車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)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。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的要緊出口國是美國，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(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)操縱模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有專門大進展。研究和進展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，關(guān)于促進國民經(jīng)濟的進展有著特不重要的意義。80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)進展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值可能為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在以后的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。

我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了專門大進展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；周密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采納最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較往常縮短，但和國外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見表一。

成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采納率達20%以上，一般采納內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采納具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采納具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采納率達不到10%，與國外的50～80%相比，差距較大。

在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric

Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的進展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了專門大進展，要緊有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)制造了良好條件。

近年來，國內(nèi)已較廣泛地采納一些新的塑料模具鋼，如:P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的阻礙，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，同時出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有專門大差距。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在以后的模具市場中，塑料模具的進展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷進展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，周密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的進展將高于總量進展速度。同時，由于近年來進口模具中，周密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，因此，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度動身，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速進展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速進展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特不是活絡(luò)模的進展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大進展，特不是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求專門大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大進展，這些差不多上塑料模具市場的增長點。

1.塑件分析風(fēng)扇調(diào)速旋鈕結(jié)構(gòu)簡單，在其孔處與風(fēng)扇存在一定的配合，有一定的精度要求，然而其他的地點并無精度要求，因而按照塑件制品尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14486-1993,關(guān)于有一定配合要求的ABS塑件取精度等級MT3，表面粗糙度為0.6。另外由于塑件在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此在脫模前會緊緊的包住凸模或型腔中的其他凸起部分，為了便于脫模，防止塑件在脫模時劃傷，擦毛等，必須設(shè)置一定的脫模斜度，依照《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表3.12常用塑件的脫模斜度，知ABS塑料型腔的脫模斜度為35′～′，型芯脫模斜度為30′～40′，關(guān)于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕取型腔脫模斜度為，型芯脫模斜度為30′。另外在零件成型后，為了達到一定的光度和亮度，滿足設(shè)計美觀的需求，在其表面進行噴涂。依照風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的功用，要求塑件有一定的耐磨性和耐熱性，尺寸需要相對的穩(wěn)定。2.材料的成型特性與工藝參數(shù)設(shè)計要求塑件采納ABS塑料，收縮率為0.93%。ABS即苯乙烯—丁二烯—丙烯腈共聚物，這三種組成各自的特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。它無毒，無味，呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.05g/，成型溫度200-240，干燥條件為80-90。ABS有極好的抗沖擊強度，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(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)性。水、無機鹽、堿和酸類對ABS幾乎無阻礙，但在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，通過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度70左右，熱變形溫度為左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。依照ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用要求。依照顧用要求的不同，ABS可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱性等。3.注射機的選取依照塑件的體積初步選定注射機。用pro/e造型后，運用其分析功能可得下列有關(guān)數(shù)據(jù)：體積=5.3033213e+03毫米^3曲面面積=4.3779472e+03毫米^2密度=1.0500000e+00公噸/毫米^3質(zhì)量=5.5684874e+03公噸為了保證注射成型質(zhì)量和充分發(fā)揮設(shè)備的功能，依照注射模一次成型的塑料質(zhì)量（塑件與澆道凝料之和）應(yīng)在注射機理論注射量的10%~80%之間，最好在50%~80%之間。g又因為任務(wù)書要求塑件使用ABS塑料，依照《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表3.1常用塑料的注射成型參數(shù)，明白ABS塑料應(yīng)選用螺桿式注射機類型。參閱《塑料模具設(shè)計與制作教程》，初選注射機型號為：SZ—60/450。其要緊的技術(shù)規(guī)格如下表1：表1.SZ—60/450注射機要緊技術(shù)規(guī)格額定注射量/78螺桿直徑/mm30注射壓力/MPa170移模行程/mm220鎖模力/kN450塑化能力g/s5.6最大合模行程/mm300模具最大厚度/mm300模具最小厚度/mm100噴嘴圓弧半徑/mm20噴嘴孔直徑/mm4螺桿轉(zhuǎn)速r/min14~200

4.模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1型腔數(shù)目的確定按照注射機的最大注射量確定型腔的數(shù)目n，依照公式：=<11式中K—注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；—注射機最大注射量，g；—澆注系統(tǒng)凝料量，g；M—單個塑件的質(zhì)量，g。注塑模的型腔數(shù)目,能夠是一模一腔,也能夠是一模多腔,在型腔數(shù)目的確定時要緊考以下幾個有關(guān)因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生產(chǎn)效益；（4）模具制造難度。由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕要求的精度并不高，但有一定的配合要求，為了同時兼顧生產(chǎn)效率和成本，確定型腔數(shù)目為一模六腔。初步型腔數(shù)目后再校核注射機是否符合要求，按容量校核：0.8因此有：式中—注射機最大注射容量（厘米）；—成形塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量（厘米）；0.8—為系數(shù)，一般要求成形塑件的容量不得超過注射機容量的80%。因此注射機符合要求。4.2分型面依照分型面的選擇原則：（1）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。結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),分型面確定在塑件的最大投影面積上。按照分型面的選取要求，選擇最大投影面作為分型面。但現(xiàn)在型芯的不易加工，考慮采納嵌件；而中心處的嵌件又處于腔槽中，假如簡單的用嵌件將會難以裝配，因此改用小型芯。既然中間部分以采納小型芯，因此塑件上的三個孔都設(shè)計為，用小型芯的形式獲得，如此一方面便于主型芯的制造，另一方面也便于統(tǒng)一裝配，降低了裝配的時刻，也幸免了，由于過盈配合對模具型芯造成的損害。4.3澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。一般澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是模具設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)，設(shè)計合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)外部質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大的阻礙。對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下差不多原則：（1）了解塑料的成型性能注射成型時注射機料筒中的塑料已成熔融狀態(tài)（粘流態(tài)），因此設(shè)計的澆注系統(tǒng)一定要適應(yīng)于所有塑料的成型特性，以保證成型塑件的質(zhì)量。（2）盡量幸免或減少產(chǎn)生溶解痕在選擇澆口位置時，應(yīng)注意幸免熔接痕的產(chǎn)生，熔體流淌時應(yīng)盡量減少分流的次數(shù)，有分流必定有匯合，熔體匯合之處必定會產(chǎn)生熔接痕，尤其是在流程長、溫度低時，這對塑件溶接強度的阻礙較大。（3）有利于型腔中的氣體排出澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各個部分、使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序地排出，幸免充填過程中產(chǎn)生紊流或渦流，也幸免因氣體存在而引起凹陷、氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。（4）防止型芯的變形和嵌件的位移澆注系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)盡量幸免塑料熔體直接沖擊細小型芯和嵌件，以防止熔體的沖擊力使小型芯變形或嵌件位移。（5）盡量采納較短的流程充滿型腔，使塑料熔體的壓力損失和熱量損失減小到最低程度，以保持較理想的流淌狀態(tài)和有效地傳遞最終壓力，保證塑件良好的成型質(zhì)量。（6）流淌距離比和流淌面積比的校核關(guān)于大型或薄壁塑料制件，塑料熔體有可能因其流淌距離過長或流淌阻力太大而無法充滿整個型腔。為此，在模具設(shè)計過程中除了考慮采納較短的流程外，還應(yīng)對其注射成型時的流淌距離比或流淌面積比進行校核，如此就能夠幸免型腔充填不足現(xiàn)象的產(chǎn)生。4.3.1主流道的設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)從注射機噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流淌通道，是熔體最先流經(jīng)模具部分，他的形狀與尺寸對塑料熔體的流淌速度和沖模時刻有較大的阻礙，因此必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。主流道設(shè)計在模具的澆口套中，為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為，在那個地點為了幸免產(chǎn)生湍流或漩渦，且使凝料容易脫模，對ABS塑料來講，取錐角；小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.5~1mm，因此d=;由于小端的前面是球面，其深度為3~5mm，在此取3mm；注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸同時貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1~2mm，該處取R=20+1=21mm;流道的表面粗超度Ra0.8；大端口圓角r取2mm。為了減少壓力損失和回收料量，主流道長度盡可能短些，常取60mm。主流道出口端面應(yīng)與定模分型面齊平，以免出現(xiàn)溢料。主流道要與高溫塑料及噴嘴反復(fù)接觸，容易損壞，為便于更換，常設(shè)計成可拆卸的主流道襯套結(jié)構(gòu)。主流道襯套的進口端在注射時承受專門大的噴嘴壓力，同時，其出口端與分流道、澆口也承受型腔的反壓力，因此，主流道襯套應(yīng)帶凸緣，使之固定在定模上。考慮到模架厚度要求，L的值不能小于定模板到定模型腔之和，因而取L=60；現(xiàn)在。采納SBA類型的標(biāo)準(zhǔn)件，選擇型號為16其具體結(jié)構(gòu)見下圖1：圖14.3.2分流道設(shè)計在設(shè)計多型腔或者多澆口的單型腔的澆注系統(tǒng)時，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流淌通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設(shè)計時應(yīng)盡量減少流淌過程中的熱量損失與壓力損失。因此在多型腔模中均設(shè)置分流道，且常由一級分流道和二級分流道共同完成。要求滿足熔融流料壓力損失小，散熱最少，容積量最小。分流道的截面和水力半徑為減少分流道內(nèi)的壓力損失，希望分流道截面面積要大，為了減少散熱，則希望分流道表面積要小。常用的分流道截面形式有圓形、體形、U形、半圓形及矩形等，為評價分流道截面形狀的優(yōu)劣，可用水力半徑來表示。所謂水力半徑R是分流道截面積A和其周長X之比：R=A/X(m)由此計算可知圓截面水力半徑最大，矩形截面水力半徑最小。水力半徑大意味著流體的道壁的接觸少，阻力小，通流能力大，壓力損失小，散熱少；反之著通流能力小，壓力損失大，散熱多。然而圓形截面不易加工，而梯形截面和U形截面較易加工，水力半徑又不太小，因此為常用形式。那個地點采納U形截面。U形截面分流道的寬度b可在5～10mm內(nèi)選取，由于=8.14mm,因此取b=9mm，則半徑R=0.5b=4.5mm，深度h=1.25R=5.625mm，取h=5.6如圖2.分流道截面分流道的長度分流道的長度要盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。為了使塑件成型均勻，采納圓形分布的流道。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流淌狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般取1.6。其流道結(jié)構(gòu)和長度尺寸，見圖3。圖3.分流道結(jié)構(gòu)

4.3.3澆口的設(shè)計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩大類。依照塑件的特點選用側(cè)澆口，因為它能依照塑件的形狀特征選擇位置，加工和修整方便，改變澆口的寬度和厚度能夠調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時刻，且由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。但對深型腔塑件排氣不利，因而必須開設(shè)排氣口。側(cè)澆口開設(shè)在分型面上，其截面形狀為矩形，采納分流道、澆口與塑件分型面同一側(cè)的形式。其具體尺寸由如下經(jīng)驗公式確定：；t=(0.6～0.9)式中b—側(cè)澆口的寬度，mm;A—塑件的外側(cè)表面，;t—側(cè)澆口的厚度，mm;—澆口處塑件的壁厚，mm。由塑件分析計算可知A=4051.92，因此帶入計算有，b==1.485，取b=1.5mm;關(guān)于中小型塑件t=0.5～2mm,取t=1mm,澆口的長度l=0.7～2.0mm,取l=1.5mm，粗糙度。詳細分布見圖4。圖4.澆口

4.3.3校核流淌比制品成型的首要條件是能否填充型腔，而填充型腔又與流淌性有緊密關(guān)系，流淌性又與流道長度和厚度有關(guān)。所謂流淌比是指流淌長度與厚度之比，即：式中K—計算流淌比；[K]—同意流淌比，查《模具設(shè)計與制造》表8-15；—各段流道長度（mm）；—各段流道厚度（mm）；將上述參數(shù)帶入公式粗略計算后得k=50.39<[k],因此流淌比符合要求。4.3.4澆注系統(tǒng)的平衡在一模多腔的機構(gòu)形式中，澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)使所有的型腔能同時得到塑料熔體均勻的填充，也確實是講，應(yīng)盡量采納從主流道到各個型腔分流道的形狀及截面尺寸相同的設(shè)計，即型腔平衡式布置的形式。澆口平衡計算的思路是通過計算多型腔模具各個澆口的BGV值來推斷或計算。澆口平衡時，相同塑件的多型腔各澆口計算粗的BGV值必須相等。不同塑件的多型腔，各澆口計算出的BGV值必須與其塑件型腔的充填量成正比。該處為相同塑件的多型腔結(jié)構(gòu)，依照相同塑件多型腔的BGV值計算公式：式中—澆口的截面積；—從主流道中心至澆口流淌通道的長度；—澆口的長度。由于此處采納的流道是對稱分布的，因此其、、值均相等，即BGV值相等，因而澆注系統(tǒng)平衡。4.3.5冷料穴和拉料桿的設(shè)計冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既阻礙熔體充型的速度，又阻礙成型塑件的質(zhì)量。拉料桿的作用是在注射結(jié)束模具分型時，主流凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。冷料穴的直徑稍大于主流道大端直徑，長度一般取主流道的1.5～2倍，因此現(xiàn)在長度取l=1.5×9.03=13.545mm,取l=13.6mm。并選用倒錐形拉料桿冷料穴，這種結(jié)構(gòu)有足夠大的冷料穴，在成型韌性好的塑件制品時，應(yīng)用較為廣泛。在取出主流道凝料時無需做側(cè)向移動，易于實現(xiàn)自動化操作。由于采納強制頂出，只適用與韌性較好的塑料。具體結(jié)構(gòu)及尺寸見下圖5：圖5.冷料穴和拉料桿4.3.6分析澆口和塑件成型情況運用proe軟件中的“塑料顧問”，分析澆口和塑件的成型情況（1）澆口位置分析：得出所選澆口位置為次合適位置，因此澆口位置無大問題。圖①.澆口位置分析（2）分析塑料填充：填充可行性為全綠色，講明填充可行性較好。（3）縮痕縫隙：縮痕分析用來分析縮痕（或空隙）出現(xiàn)的位置，典型縮痕一般發(fā)生在造型厚實的部分，如加強筋、內(nèi)部圓角中。圖②.縮痕縫隙分析

（4）熔接痕和氣泡：熔接痕是在填充期間，流經(jīng)兩個或更多流道的流體會合后，所生成弱處或可見的缺陷。氣泡是經(jīng)流體波前翻轉(zhuǎn)或經(jīng)沖撞型腔壁后彈回，所困住的空氣或氣泡，那個地點現(xiàn)象將導(dǎo)致在零件表面生成傷疤，氣泡能夠經(jīng)由改變澆口位置或零件厚度來防止。通過軟件的計算，粗略比較澆口在不同位置時，對熔接痕和氣泡產(chǎn)生的阻礙。從軟件的粗布分析來看澆口在圖③、圖④中的效果差不多，但從填充效果來看，圖③位置的澆口比較容易獲得中意的結(jié)果，因此依舊維持原來的推斷，用圖③位置的澆口，作為澆口位置。圖③.澆口位置與成型質(zhì)量分析——位置1圖④.澆口位置與成型質(zhì)量分析——位置2圖⑤.交口位置與成型質(zhì)量分析——位置3

4.4成型零部件設(shè)計與計算4.4.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的要緊零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。風(fēng)扇調(diào)速旋鈕屬于小型塑件，且結(jié)構(gòu)簡單，因此采納整體式結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)的特點是牢固，不易變形，可不能使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。見圖6。（2）型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的內(nèi)孔部分的凸模加工困難，故型芯采納組合式結(jié)構(gòu)，如此便于加工。為了便于裝配，則將相應(yīng)部分做成小型芯，為通孔臺肩式。見圖7。中部和兩側(cè)小型芯的結(jié)構(gòu)分不見圖8、圖9。（3）成型零件鋼材選用選用鋼種時，應(yīng)按塑件制品生產(chǎn)批量、塑料品種及塑件精度與表面質(zhì)量要求來確定。分析風(fēng)扇調(diào)速旋鈕可知，凹模和主型芯采納20Cｒ，小型芯采納T10A4.4.2成型零部件工作尺寸的計算成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，要緊有型腔和型芯的徑向尺寸(包括矩形和異形零件的長和寬)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。分析風(fēng)扇調(diào)速旋鈕只在上部結(jié)合孔處存在一定的配合要求，其余部分沒有尺寸精度要求，因此按照塑件制品尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14486-1993,關(guān)于有一定配合要求的ABS塑件取精度等級MT3。型腔尺寸的計算圖6.型腔示意圖①型腔徑向尺寸的計算依照公式：；x=0.6；查《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表3.9塑件公差數(shù)值表（GB/T14486-1993）,知差不多尺寸為40mm的塑件，MT3的公差值為，制造公差,收縮率；因此：；同理因為=34mm,公差值，有：；②型腔深度的計算依照公式：；x=1/2;因為=1mm,公差值=0.12mm，有：；，公差值mm，有：；，公差值mm，有：；，公差值mm，有：；型芯尺寸的計算圖7.型芯示意圖①型芯徑向尺寸的計算依照公式：；x=0.6；因為，公差值，有：；

，公差值，有：；，公差值，有：；，公差值，有：；又=13mm,公差值，有：；②型芯高度的計算依照公式：；x=1/2；因為，公差值，有：；，公差值，有：；，公差值mm，有：；③中心距尺寸的計算依照公式：；；因此，有：=（1+0.93%）×25±0.09/2=25.23±0.05；④小型芯與主型芯的配合中部的小型芯，如圖8所示，配合取H7/m6，有：孔H7為標(biāo)準(zhǔn)孔，IT7=12,下偏差為0，因此上偏差es=ei+IT7=0+0.012=0.012,因而孔為;軸m6，IT6=8,下偏差ei=+4,因此上偏差es=ei+IT6=0.004+0.008=0.012,因而軸為m6();旁邊的兩個小型芯，如圖9所示，配合取H7/m6,有：孔H7為標(biāo)準(zhǔn)孔，IT7=15,下偏差為0，因此上偏差es=ei+IT7=0+0.015=+0.015,因而孔為;軸m6，IT6=9,下偏差ei=+6,因此上偏差es=ei+IT6=0.006+0.009=0.015,因而軸為m6();因此小型芯的具體尺寸結(jié)構(gòu)見下圖8、圖9：圖8.中部小型芯圖9兩側(cè)小型芯4.4.3成型零部件的強度與剛度計算塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強度和剛度。假如型腔側(cè)壁的底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞，也可能因為剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑料件尺寸精度并阻礙順利脫模。因此，應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其是關(guān)于精度要求高的或大型的模具型腔，更不能單純地憑經(jīng)驗來確定型腔側(cè)壁和底板的厚度。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸模具型腔剛度不足是要緊矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)，而關(guān)于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其應(yīng)力往往超過了模具材料的許用應(yīng)力，因此強度不夠是要緊矛盾，因此，設(shè)計型腔壁厚應(yīng)以滿足強度條件為準(zhǔn)。（1）型腔的壁厚計算模具型腔壁厚的計算，應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn)。經(jīng)分析，風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的型腔屬于小尺寸模具型腔，因此，該項計算以強度條件為準(zhǔn)。由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的型腔為不規(guī)則型腔，因此，在計算中，把它分不簡化為規(guī)則的圓形型腔、矩形型腔進行大概的計算。簡化為整體式圓形型腔，按強度條件計算，有：由于圓形型腔壁厚計算比較苦惱，依照《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表6.10圓形型腔壁厚給出的圓形型腔壁厚的經(jīng)驗推舉數(shù)據(jù)，可知圓形型腔內(nèi)壁直徑為40mm時，其整體式型腔壁厚s=20mm。簡化為整體式矩形型腔，按強度條件計算，有：當(dāng)時，因此，關(guān)于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕；又因為20屬于塑性材料，=540MPa,取安全系數(shù)為n=2.2，有，得：mm；綜上，風(fēng)扇調(diào)速旋鈕模具型腔的壁厚s。（2）型腔的底板厚度計算簡化為整體式圓形型腔，按強度條件計算，有：mm；簡化為整體式矩形型腔，按強度條件計算，有：mm；由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕型腔上部為圓形，下部為矩形，因此整體底板厚度需求為且，綜上，可知風(fēng)扇調(diào)速旋鈕型腔底板厚度。因此，依據(jù)上述計算，取工件型腔部分厚度為22mm，工件型芯部分厚度為14mm，是符合強度和剛度要求的。結(jié)合上述計算分析，運用pro/e軟件繪圖，如下10、圖11、圖12：圖10.型芯

圖11.主型芯圖12.型腔4.5結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計4.5.1模架的選取為保證塑件質(zhì)量，還必須正確選用標(biāo)準(zhǔn)模架，以節(jié)約設(shè)計和制造時刻保證模具質(zhì)量。選用標(biāo)準(zhǔn)模架的程序及要點如下：（1）模架厚度H和注射機的閉合距離L關(guān)于不同型號及規(guī)格的注射機，不同機構(gòu)形式的鎖模機構(gòu)具有不同的閉合距離。模架厚度與閉合距離的關(guān)系為：式中H—模架厚度；—注射機最大閉合距離；—注射機最小閉合距離。

（2）開模行程與定、動模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系設(shè)計時須計算確定，在取出塑件時的注射機開模行程應(yīng)大于取出塑件所需的定、動模分開的距離，而模具推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上的安裝安裝時需注意：模架外形尺寸不應(yīng)受注射機拉桿間距的阻礙；定位孔徑與定位尺寸需配合良好；注射機推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的移動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，需對模架組合零件的力學(xué)性能，特不是他們的強度和剛度進行準(zhǔn)確地校核計算，以確定動、定模板及支承板的長、寬、厚度尺寸，從而正確地選定模架的規(guī)格。依照中小型模架標(biāo)準(zhǔn)（GB/T12556.1-1990）,分析風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的模具型腔結(jié)構(gòu)，選用型模架。其定模采納兩塊模板，動模采納一塊模板，無支承板，設(shè)置以推桿推出塑件的機構(gòu)組成模架。適用于立式與臥式注射機，單分型面一般設(shè)在和模面上，可設(shè)計成多個型腔成型多個塑件的注塑模。一般地，模架單邊尺寸要比工件大75mm以上，因此模架尺寸取450mm×400mm，其差不多結(jié)構(gòu)如圖13:圖13.模架結(jié)構(gòu)4.5.2定模座板、動模座板的設(shè)計選用的模板在注射機上的安裝需注意：模板外形尺寸不受注射機拉桿間距的阻礙；小型模具一般只在定模座板上設(shè)置定位孔，大型模具則在定、動模板上均須設(shè)置定位孔，設(shè)備在定位孔徑與模具的定位圈尺寸需配合良好。定、動模板安裝孔的位置和孔徑與注射機固定模板及移動模板的一系列螺孔相匹配，以便安裝、壓緊模具。動、定模板是分不與注射機的移動工作臺面和固定工作臺面接觸的模板，對剛度和強度要求不高，一般可采納Q235或45鋼材料，也不需要對其進行熱處理。為了把模具固定在固定在注射機上，動、定模座板的兩側(cè)均需比動、定模板的外形尺寸加寬25～30mm。因此動、定模座板取450mm×450mm×35mm。4.5.3合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計合模導(dǎo)向機構(gòu)是保證動、定模或在上、下模合模時，正確地定位和導(dǎo)向的零件、合模導(dǎo)向機構(gòu)要緊有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面導(dǎo)向兩種形式，那個地點采納導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。其要緊結(jié)構(gòu)是導(dǎo)柱和導(dǎo)套。導(dǎo)柱設(shè)置在動模部分。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8～12mm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔的情況，因此導(dǎo)柱的長度L=40+7+10=57mm。此處采納帶頭導(dǎo)柱。其結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸見圖14。導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此此處采納20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為50～55HRC。導(dǎo)柱固定部分的表面粗糙度為=0.8,導(dǎo)向部分的表面粗糙度為。導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強度（導(dǎo)柱中心到模具邊緣距離通常為導(dǎo)柱直徑的1～1.5倍）。導(dǎo)柱固定端與模板之間采納H7/m6的過渡配合，導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分采納H7/f7的間隙配合。圖14.導(dǎo)柱為使導(dǎo)柱順利進入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔最好作成通孔，以利于排除空內(nèi)的空氣。假如模板較厚，導(dǎo)孔必須作成盲孔時，可在盲孔的側(cè)面打一個小孔排氣或在導(dǎo)柱的側(cè)壁磨出排氣孔。采納于導(dǎo)柱相同的材料，但其硬度應(yīng)略低于導(dǎo)柱硬度，如此能夠減輕磨損，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?。基于模具的結(jié)構(gòu)，選用帶頭導(dǎo)柱與帶頭導(dǎo)套的配合。帶頭導(dǎo)套用H7/m6過渡配合鑲?cè)肽０?，?dǎo)套固定部分的粗糙度為，導(dǎo)向部分粗糙度為。4.6推出機構(gòu)設(shè)計推出機構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導(dǎo)向三大部件組成。設(shè)計推出機構(gòu)時應(yīng)盡量使塑件留于動模一側(cè)，塑件在推出過程中不發(fā)生變形和破壞，不損壞塑件的外觀質(zhì)量，和模時應(yīng)使推出機構(gòu)正確復(fù)位，推出機構(gòu)應(yīng)動作可靠。因此為了保證塑件留于動模一側(cè)，這就要求動模部分所設(shè)置的型芯被塑件包絡(luò)的側(cè)面積之和要比定模部分的多。通過對風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的分析計算能夠分不得出其動模部分的型芯被塑件包絡(luò)的側(cè)面積A、和定模部分側(cè)面積：A=因此有A>,符合動模部分的型芯被塑件包絡(luò)的側(cè)面積大于定模部分側(cè)面積的要求，即能滿足使塑件留在動模一側(cè)。4.6.1推出力的計算塑件注射成型后，塑件在模內(nèi)冷卻定形，由于體積收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)其從模具中推出時，就必須先克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦力。對底部無孔的筒、殼類塑料制件，脫模推出時還要克服大氣壓力。型芯的成型端部，一般均要設(shè)計脫模斜度。由于推出力的作用，使塑件對型芯的總壓力（塑件收縮引起）降低了，因此推出時的摩擦力為：式中—脫模力（推出力）；—塑件對型芯的包緊力；—脫模斜度；—塑件對鋼的摩擦系數(shù)，為0.1～0.3;塑件包絡(luò)型芯的面積；P—塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件取；模內(nèi)冷卻的塑件取。依照對風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的分析，知塑件包絡(luò)型芯的面積A=2033.16，而風(fēng)扇調(diào)速旋鈕屬于模內(nèi)冷卻的塑件，取p=1,因此依照公式有：N實際上，阻礙脫模力的因素專門多，型芯的表面粗糙度、成型的工藝條件、大氣壓力及推出機構(gòu)本身在推出運動時的摩擦力等都會阻礙脫模力的大小。另外，同一模腔中的幾個凸起或幾個凹下之間由于相對位置引起塑料收縮應(yīng)力造成的脫模力以及塑件與模具型腔之間的粘附力在脫模力計算過程中有時也不能忽略。4.6.2推出機構(gòu)一次推出機構(gòu)又稱簡單推出機構(gòu)，它是指開模后在動模一側(cè)用一次推出動作完成塑件的推出。那個地點采納推桿推出機構(gòu)即可。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，制造、修配方便，容易達到推桿與推板或型芯上推桿孔的配合精度，推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換，因此，推桿推出機構(gòu)是推出機構(gòu)中最簡單、最常見的形式。尾部為臺肩式的直通式推桿是最常用的形式，另外還有階梯式推桿、頂盤式推桿等。在此采納尾部為臺肩式的直通式推桿。推桿的工作端面形狀的選擇是依照不同塑件的各自不同特點而確定的。關(guān)于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕采納圓形截面較為合適。然而，不管何種形狀，在設(shè)計時應(yīng)考慮到要有足夠的剛性，以承受推出力，否則就可能在推出時變形。直徑為d的推桿，在推桿固定板上的孔應(yīng)為d+1mm,推桿臺肩部分的直徑常為d+5mm,推桿固定板上的臺階孔為d+6mm。考慮到風(fēng)扇調(diào)速旋鈕的小型芯較多且深度較大，若對每個塑件采納4根推桿機構(gòu)，則依照壓桿穩(wěn)定公式計算出頂桿直徑，有：（m）式中—安全系數(shù)，常取=1.5；L—頂桿的長度（m）；n—頂桿數(shù)目。因此有：若取3根推出桿，則：因此綜合考慮后，對每個塑件各用3根推桿，直徑分不取，。且由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕40mm直徑處只有1mm后，容易發(fā)生捅破，因此推桿必須設(shè)置在直徑為34mm的內(nèi)圈以內(nèi)，以保證塑件頂出時受力較為均勻。推桿的結(jié)構(gòu)及其尺寸見圖16。圖16.推出桿推桿的材料選用T8A，熱處理要求為52HRC，推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合采納H8/f7,推桿工作端配合部分的粗糙度Ra一般取0.8。4.6.3脫模機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位為了保證脫模機構(gòu)的在工作過程靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出元件能回到原來的位置，因此，還要設(shè)計脫模機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。由于風(fēng)扇調(diào)速旋鈕采納一模六腔，其總體結(jié)構(gòu)較大，因此，采納推板導(dǎo)柱固定在支承板上（兩根）。在推桿固定板上設(shè)有復(fù)位桿，一般為四根，均采納圓形截面，依照所選模架，取Φ20的復(fù)位零件。4.7排氣系統(tǒng)4.7.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)塑料熔體充填模具型腔時，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利的排出模外。假如型腔內(nèi)因各種緣故產(chǎn)生的氣體不能被排除潔凈，塑件上就會形成氣泡、產(chǎn)生熔接不牢、表面輪廓不清及填充不滿等成型缺陷，另外氣體的存在還會產(chǎn)生反壓力而降低沖模速度，因此設(shè)計模具時必須考慮型腔的排氣問題。關(guān)于由于排氣不暢而造成的型腔局部填充困難時，除了設(shè)計排氣系統(tǒng)外，還能夠考慮開設(shè)溢流槽，用于在容納冷料的同時也容納一部分氣體，有時采納這種措施是十分有效的。注射模通常有三種排氣方式：利用配合間隙排氣、在分型面上開設(shè)排氣槽、利用排氣塞排氣。通常，選擇排氣槽的開設(shè)位置時，應(yīng)遵循以下原則：(1)排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故；(2)最好開設(shè)在分型面上，假如產(chǎn)生飛邊易隨塑件脫出；(3)最好設(shè)在凹模上，以便于模具加工和清模方便；(4)開設(shè)在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端；(5)開設(shè)在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為如此的部位最容易形成熔接痕；(6)若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時,可在型腔相應(yīng)部位鑲嵌燒結(jié)的多孔金屬塊，以供排氣；(7)高速注射薄壁型制件時，排氣槽設(shè)在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出；為了防止排氣槽在面對操作工人時，熔料從排氣槽噴出而引發(fā)人身事故，因此將排氣槽設(shè)計成離型腔5~8mm后拐彎的形式，如此能降低熔料的溢出動能，同時在拐彎后再適當(dāng)增加排氣槽的深度，依照《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表5.5分型面上的排氣槽深度，可知ABS塑料的深度h應(yīng)取0.03mm，因此排氣槽的開設(shè)位置尺寸如圖17所示圖17．排氣槽

4.7.2推管、推桿、鑲件排氣功能的證明由上面我們明白，推桿和型芯的公差配合取H8/f7屬于間隙配合，現(xiàn)在計算那個配合的極限間隙。推桿外徑為6mm和8mm,因此計算和。查表求得差不多尺寸的標(biāo)準(zhǔn)公差I(lǐng)T8=18，IT7=12?？住⑤S的上、下偏差為：基準(zhǔn)孔H8 EI=0；ES=EI+IT8=0+18=18基準(zhǔn)軸f7 es=－10;ei=es－IT7=－10－12=－22孔、軸的極限偏差分不為： ；的極限間隙為：X=ES－ei=18－（－22）=40X=EI－es=0－（－10）=10同理，計算孔、軸的極限偏差為：；的極限間隙為：X=ES－ei=22－（－28）=50X=EI－es=0－（－13）=13從計算結(jié)果看，間隙在0.010~0.050mm之間。相比排氣槽的深度0.04.8模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計關(guān)于任何塑料制品，模溫波動較大差不多上不利的。過高的模溫會使制品在脫模后發(fā)生變形，延長冷卻時刻，使生產(chǎn)率下降。過低的模溫會降低塑料的流淌性，難于充滿型腔，增加制品的內(nèi)應(yīng)力和明顯的熔接痕等缺陷。關(guān)于要求模溫較低的ABS塑料，由于模具不斷地被注入熔融塑料加熱，模溫升高，單靠模具自然散熱不能使其保持較低的溫度，因此，必須加冷卻機構(gòu)。4.8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計模具冷卻劑能夠用水、壓縮空氣和冷卻水冷卻，而水冷卻最為普遍。水冷，即在模具型腔周圍和型芯內(nèi)開設(shè)水通道，使水在其中循環(huán)，帶走熱量，維持所需的模溫。水的熱容量大，導(dǎo)熱系數(shù)大，成本低。有時為了滿足加速冷卻，也能夠采納冷卻水冷卻。冷卻水道的開設(shè)受模具上鑲塊和頂出桿等零件幾何形狀的限制，必須依照模具的特點靈活地設(shè)置冷卻裝置。其設(shè)計要點有：實驗表明冷卻水孔的數(shù)量越多，對制品的冷卻也就越均勻。水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即孔的排列與型腔形狀相吻合，水孔邊距型腔的距離常用12~15mm。對熱量聚攏大、溫度上升高的部位應(yīng)加強冷卻。進水管直徑的選擇應(yīng)使水流速度不超過冷卻水道的水流速度，幸免產(chǎn)生過大的壓力降。凹模、凸?；虺尚托托緫?yīng)分不冷卻，并保證其冷卻平衡。冷卻水道不應(yīng)穿過設(shè)有鑲塊或其接縫部位，水道連接必須密封以免漏水。復(fù)式冷卻循環(huán)應(yīng)并聯(lián)而不應(yīng)串聯(lián)。進、出口冷卻水溫差不應(yīng)過大，以免造成模具表面冷卻不均勻。4.8.2冷卻計算（1）冷卻時刻的計算制品在模具內(nèi)的冷卻時刻是指塑料熔體充滿型腔到開模取出制品所需的時刻。能夠開模的標(biāo)準(zhǔn)是制品已充分固化，且有一定的強度和剛度，在開模過程中不發(fā)生變形開裂。需量制品充分固化的標(biāo)準(zhǔn)有：1.制品最大壁厚中心的溫度已冷卻到該塑料的熱變形溫度以下;2.制品截面內(nèi)的平均溫度已達到所規(guī)定的出模溫度；3.關(guān)于結(jié)晶型塑料，最大壁厚的中心層溫度達到固熔點，或者結(jié)晶溫度達到某一百分比。在對冷卻系統(tǒng)做計算之前，需要對某些數(shù)據(jù)取值，以便對以后的計算作出估算；依照前面的資料，取閉模時刻3S，開模時刻3S，頂出時刻2S，冷卻時刻92S，保壓時刻8S，總周期為110S。其中，保壓時刻的確定有經(jīng)驗公式可遵循：=0.3（S+2S）S—塑件平均壁厚，S取3mm因此有：=0.3×（3+2×3）=6.3（S） 若依照前面的資料，ABS的保壓時刻在5~10S之間，計算的結(jié)果是符合的，因此，參考實際的生產(chǎn)資料，以經(jīng)驗公式的計算值為依據(jù),取保壓時刻為8S的緣故。依照冷卻時刻的經(jīng)驗公式有：制品最大壁厚中心溫度達到熱變形溫度所需要的冷卻時刻式中S—制品最大壁厚（mm）;g—塑料熱擴散系數(shù)（），其值可查表；—塑料注射溫度（）；—模具溫度（）；—塑料熱變形溫度（）；制品最大壁厚為7mm；塑料的擴散系數(shù)查《模具設(shè)計與制造》表8-24常用塑料的熱擴散系數(shù)可知,ABS為非結(jié)晶型塑料，其擴散系數(shù)為g=0.080；注射溫度為200~270，取220；脫模溫度為80~90；取80；模具溫度為40~80取50。有：448.44s制品截面平均溫度達到出模時刻所需的冷卻時刻其中—制品界面內(nèi)平均溫度（）。因此，s依照《塑料模具設(shè)計與制造教程》表4-5-2幾種塑料的厚度與冷卻時刻的關(guān)系，取冷卻時刻=92s。（2）冷卻計算模具的熱量是由輻射傳熱、對流散熱、向模板的傳熱和與注射噴嘴接觸的傳熱等專門多因素綜合作用的結(jié)果。要精確計確實是十分困難的?，F(xiàn)僅考慮冷卻介質(zhì)在管內(nèi)強制對流的散熱，而忽略其他傳熱因素。①塑料熔體釋放的熱量：Q=nGC(t－t)= 90×54.898×1.05×10×1.047×（220－80）=760.44KJ/h 式中n—每小時注射次數(shù)，n=90（次）；G—每次的注射量(KG) ，G=57.64 —塑料的比熱容(KJ/Kg·)，=1.047 (KJ/Kg·)；—熔融塑料進入型腔的溫度，t=220；—塑件脫模溫度，t=80。②冷卻時所需冷卻水量：（Kg）式中—通過模具的冷卻水質(zhì)量（Kg）；—出水溫度（）；—進水溫度（）；—導(dǎo)熱系數(shù)（J/m·）；查《模具設(shè)計與制造》表8-26常用塑料的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、和熔化潛熱。出水溫度=30，進水溫度=20，導(dǎo)熱系數(shù)=1055J/m·因此，Kg依照冷卻水處于湍流狀態(tài)下的流速v與水管道直徑d的關(guān)系，確定模具冷卻水管道直徑d，有：（mm）式中—冷卻水質(zhì)量（Kg）；v—管道內(nèi)冷卻水的流速，一般取0.8~2.5m/s；—水的密度（）。因此，（mm）;取標(biāo)準(zhǔn)值d=8mm④高溫噴嘴向模具的接觸傳熱：=3.6式中—注塑機的噴嘴頭與模具的接觸面積（m）；—金屬傳熱系數(shù)，=140(W/m)；t—模具平均溫度，t=50；t—熔融塑料進入型腔的溫度，t=220。因為注塑機噴嘴球半徑R=2mm，因此=4R=4×3.14×2=50.24×10m因此有：=3.6×50.24×10×140×（220－50）=4.3KJ/h依照實際情況，這些熱量應(yīng)分不由凹模和型芯的冷卻系統(tǒng)帶走，實驗表明，約1/3的熱量被凹模帶走，其余由型芯帶走。模具應(yīng)由冷卻系統(tǒng)帶走的熱量：因為現(xiàn)在無法得到的正確值，因此計算以簡單計算原則，取。⑤冷卻系統(tǒng)的計算 （1）每次需要的注射量（Kg）由前面的計算得每次需要的注射量G=57.64； （2）確定生產(chǎn)周期t=110s （3）塑料單位熱流量=310~400，取=350（KJ/h）； （4）每小時的注射次數(shù)n=90； （5）型腔內(nèi)發(fā)出的總熱量（KJ/h） Q=nG=90×57.64×35=1815.66

⑥凹模冷卻系統(tǒng)的計算體積流量的計算：=40%=0.4×1815.66=726.264KJ/hq==0.29×10m/min式中—水的密度10KG/m；C—水的比熱容4.187×10J/KG；—水管出口溫度，取30；—水管入口溫度，取20。冷卻水管的平均流速：式中q—凹模的冷卻水體積流量，q=0.29×10m/minD—冷卻水管直徑，取d=8因此，從表查得的資料表明，管徑為8的冷卻水管所對應(yīng)的最低流速為1.32m/s時才能達到湍流狀態(tài)，然而由于體積流量q沒有在表的取值范圍內(nèi)，因此造成了V偏小，假如要達到湍流狀態(tài)，能夠增大體積流量和減小冷卻水管直徑，然而，冷卻的目的確實是為了讓制品快速冷卻，提高生產(chǎn)率，同時改變制品的力學(xué)性能，為了達到湍流而增大體積流量是沒有意義的，因為在V較小，既層流時就能夠達到冷卻效果。冷卻水管壁與水交界面的傳熱膜系數(shù)：===769.15(w/mk)式中—與冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)的物理系數(shù)，取7.6。凹模冷卻管的傳熱面積：A===m式中—模具與冷卻介質(zhì)平均溫度，T=25。其中=50－（20+30）/2=25

冷卻水孔總長L：L===0.418模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻水孔數(shù)：n=L/B=0.418÷0.4=1.04(根)；取n=1根式中B—模具寬度，B=0.4冷卻水流淌狀態(tài)校核：===960＜10式中—雷諾數(shù)；—水的運動粘度，=1×10（m/s）；進出口溫差校核：===9.995校核的結(jié)果與預(yù)期的差不多一樣，講明實際應(yīng)用正確。計算出的冷卻水孔數(shù)只需要一根，然而運用proe軟件中“塑料顧問”進行初步分析明白塑件的冷卻質(zhì)量較差，因此必須做好充分的冷卻工作。但由于模具型腔的布局為圓形，因此冷卻回路較難設(shè)置，且由軟件分析明白塑件冷卻質(zhì)量最差的部分是旋鈕手握處的中部，和圓形部分邊緣，如圖18所示，黃色部分冷卻質(zhì)量較差，紅色部分冷卻質(zhì)量最不行，因此為了達到一定的冷卻效果，防止翹曲等由于冷卻不均勻而引起的缺陷，按照分析結(jié)果適當(dāng)布置冷卻回路。具體的冷卻回路示意圖，如圖19所示：圖18．冷卻質(zhì)量分析圖19．流道布置

型芯部分的小型芯體積小，不易插入冷卻水路，但也因為小型芯較多，透氣性較好，熱交換性也較好，因而型芯部分能夠不需要添加冷卻回路。（3）推出桿的更改由于冷卻回路的設(shè)置，給頂出造成了阻礙，因此推出桿的位置必須從新布置，中心線上的兩個塑件采納四根的推出桿，而其余四個塑件則采納兩根的推出桿，如此才能不被水路阻礙，而得以順利推出，同時保證受力較為均勻。具體結(jié)構(gòu)如下圖20：圖20．頂桿位置5.注射機的校核（1）按注射機的額定鎖模力校核注射機：p(nA+)式中—注射機的額定鎖模力，N；A—單個塑件在模具分型面上的投影面積；—澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積；P—塑料熔體對型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%，MPa。型腔內(nèi)的壓力約為注射機注射壓力的80％，通常取20～40MPa。常用塑料注射成型時所選用的型腔壓力值列于表4.1。因此查表4.1常用塑料注射時所選用型腔壓力，知ABS塑料的型腔壓力為30MPa。帶入數(shù)值有：=156041.04N=156.041KN〈450KN因此，符合鎖模力要求。（2）按注射機的額定塑化量校核注射機0.8因此有：(31.818+23.08)/0.8=54.898/0.8=68.62式中—注射機最大注射容量（厘米）；—成形塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量（厘米）；0.8—為系數(shù)，一般要求成形塑件的容量不得超過注射機容量的80%。因此，塑化量符合要求。綜上，注射機的選取符合總體要求。6.安裝參數(shù)校核6.1模具厚度校核關(guān)于不同型號及規(guī)格的注射機，不同結(jié)構(gòu)形式的鎖模機構(gòu)具有不同的閉合距離。模具厚度也稱閉合高度，必須滿足≤≤。所選注射機的模具最大厚度為320㎜，模具最小厚度為100㎜。而設(shè)計的模具厚度：H＝35+40+40+100+35＝250㎜。因此，滿足要求。6.2開模行程校核≥S＝H1＋H2＋5～10㎜；式中：H1－推出距離（㎜）；H2－包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度；因為S＝50＋75＋5～10＝130～145（㎜）；而所選注射機的模板行程＝280㎜，滿足要求。綜上所述，所選的注射機滿足此次設(shè)計的要求。7.模具制造工藝7.1塑料模制造技術(shù)要求塑料模的加工精度和裝配質(zhì)量直接阻礙塑件產(chǎn)品的質(zhì)量。為了保證塑料模的精度，制造模具時應(yīng)達到以下幾項技術(shù)要求：（1）構(gòu)成塑料模具所有零件的材料、加工材料和熱處理質(zhì)量等均應(yīng)符合圖樣的要求。

（2）構(gòu)成模架的零件應(yīng)達到規(guī)定的制造要求，如下表1所示。組裝后，應(yīng)運動靈活，無阻滯現(xiàn)象，并達到規(guī)定的平行度和垂直度要求，分型面閉合時的貼合間隙應(yīng)符合要求表2。表1．模架零件的加工要求零件名稱加工部位條件要求動、定模板厚度平行度300：0.02以內(nèi)基準(zhǔn)面垂直度300：0.02以內(nèi)導(dǎo)柱孔孔徑公差H7導(dǎo)柱孔孔距公差±0.02mm垂直度100：0.02以內(nèi)導(dǎo)柱壓入部分直徑精磨K6滑動部分直徑精磨f7直線度無彎曲變形100：0.02以內(nèi)硬度淬火、回火55HRC以上導(dǎo)套外徑磨削加工K6內(nèi)徑磨削加工H7內(nèi)外徑關(guān)系同軸度0.01mm硬度淬火、回火55HRC以上表2．模架組裝后的精度要求模架組裝后的精度澆口板上平面對底板下平面的平行度300：0.05導(dǎo)柱、導(dǎo)套軸線對模板的垂直度100：0.02固定結(jié)合面間隙不同意有分型面閉合時的貼合間隙<0.03mm（3）模具應(yīng)具備的功能必須達到要求。（4）試模和調(diào)整直至成型合格的塑件。7.2制造工藝模具型腔往往由于形狀比較復(fù)雜，而且要求尺寸精度高，表面粗糙度小，因此型腔加工的制造的難點。型腔的加工方法有三種：機床加工和仿形銑床加工是常用的方法，另外還有型腔冷擠壓、電加工等。由于此處的型腔結(jié)構(gòu)不算復(fù)雜，且為了節(jié)約成本，采納方形銑床加工即可。模具