開關盒上蓋注塑模具設計解讀

PAGE1PAGE27開關盒上蓋注塑模具設計目錄TOC\o"1-4"\h\u206311緒論97042模具設計129712.1零件材料選擇及性能79182.2注射機型號的確定144482.3分型面及型腔布置202842.4澆注系統(tǒng)設計98072.4.1澆注位置模擬159652.4.2澆注系統(tǒng)的尺寸計算39182.5鎖模力校核159662.6成型零件設計173952.6.1成型零件的材料選擇208822.6.2成型零件的結構設計24432.6.3成型零件鋼材的選用192802.6.4成形零件工作尺寸的計算256972.7凹模及墊板的強度和剛度計算275832.8模架的選擇217312.9標準件的選取304482.9.1定位圈的選取99342.9.2澆口套的選取25152.9.3導向機構的設計109652.9.3.1導柱的選取17356圖2-12導柱139192.9.3.2導套的選取209772.10推出系統(tǒng)的設計251642.10.1推出形式44072.10.2脫模力和推出距離22842.10.3推板的設計2.11模具總裝配圖3.總結17535參考文獻：1緒論塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性塑料及塑料工業(yè)的發(fā)展塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機化合物。樹脂可分為天然樹脂和合成樹脂兩大類，塑料大多采用合成樹脂。各種合成樹脂都是將低分子化合物的單體通過合成的方法生產(chǎn)出的高分子化合物，一般相對分子質(zhì)量都大于１萬，有的甚至可達百萬級。在一定溫度和壓力下，塑料具有可塑性，可以利用模具成型為具有一定幾何形狀和尺寸精度的塑料制件。 塑料工業(yè)是一門新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)發(fā)展應運而生的。塑料工業(yè)的發(fā)展大致分為以下幾個階段。 (1)初創(chuàng)階段 (2)發(fā)展階段。20世紀30年代，低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等熱塑性塑料相繼工業(yè)化，奠定了塑料工業(yè)的基礎，為其進一步發(fā)展開辟了道路。 (3)飛躍發(fā)展階段20世紀50年代中期到20世紀60年代末，石油化工的高速發(fā)展為塑料工業(yè)提供了豐富而廉價的原料。 (4)穩(wěn)定增長階段二、塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性塑料成型是將各種形態(tài)的塑料原料（粉狀、粒狀、熔體或分散體）熔融塑化或加熱達到要求的塑性狀態(tài)，在一定壓力下經(jīng)過要求形狀模具（如擠出口模）或充填到要求形狀模具模腔內(nèi)，待冷卻定型后，獲得要求形狀、尺寸及性能塑料制件的生產(chǎn)過程。模具：是材料成型加工中的工藝裝備，它是利用其特定形狀去復制成型或復制加工具有一定形狀和尺寸制件的工具。塑料模具：是成型塑料制件的工藝裝備或工具分類（根據(jù)成型工藝方法）：注射模具、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具。在各行業(yè)的材料加工中廣泛使用著各種模具，例如塑料、橡膠制品成型使用的塑料模具、橡膠模具；金屬鑄造成形使用的砂型或壓鑄模具；金屬壓力加工使用的鍛壓模具、沖壓模具；玻璃、陶瓷制品加工使用的玻璃模具、陶瓷模具等。利用模具加工成形的零件或制品具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、節(jié)約原材料和能源、成批大量生產(chǎn)時成本低等優(yōu)點，因此，模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備。世界上工業(yè)發(fā)達國家無不把發(fā)展模具工業(yè)放在優(yōu)先地位，他們認為：“模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)的基石，是工業(yè)之母”，“模具是促進社會繁榮富裕的動力”。據(jù)國際生產(chǎn)協(xié)會統(tǒng)計，近年來工業(yè)品零件粗加工的70%、精加工的50%由模具成形來完成。在洗衣機、照相機、電視、電話等家用電器、儀器儀表、通信工具中，約有90%以上的零件需要用模具進行生產(chǎn)。模具工業(yè)設計水平的高低、加工設備的好壞、技術力量的強弱、模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多相關行業(yè)，如汽車、飛機、家用電器、電子信息、農(nóng)業(yè)機械、工程機械、冶金、機床、兵器、儀器儀表、輕工、日用五金等行業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)濟效益的提高和創(chuàng)新發(fā)展。模具工業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，具有重要的地位。我國模具工業(yè)發(fā)展起步較晚，20世紀80年代前，模具工業(yè)基礎差，技術設備落后，管理水平低。隨著我國改革開放的不斷深入，經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，1989年國務院頒布了《關于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》，模具被列為機械工業(yè)技術改造序列的首位，成為重點支持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)；1997年以來，又相繼把模具及其加工技術和設備列入《當前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術目錄》和《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》，我國模具工業(yè)得到了迅速發(fā)展，逐漸成為技術密集、設備先進、管理科學的行業(yè)。模具產(chǎn)品也不斷向著復雜、精密、高效、長壽命方向發(fā)展。２００１年，我國模具工業(yè)總產(chǎn)值達３２０億元人民幣，遠遠超過了機床制造行業(yè)的總產(chǎn)值。展望未來，模具工業(yè)將具有廣闊的發(fā)展前景?，F(xiàn)代科學技術和工業(yè)經(jīng)濟的高速發(fā)展，對大型、精密、復雜、美觀、長壽命產(chǎn)品的需求日益增長，逐漸形成了以材料成形工藝分析、計算方法為基礎，以模具技術研究、設計、制造、使用及維護為中心的學科（學術）交叉、復合體系，特別是計算機技術和信息控制技術在模具設計（CAD）、工藝分析（CAE）和模具制造（CAM）中的廣泛推廣應用，使得模具成形技術領域的新產(chǎn)品、新技術、新工藝、新知識不斷涌現(xiàn)，促進了模具設計與制造水平的不斷提高，從而使得模具成形技術的研究和發(fā)展成為制造業(yè)領域中最為活躍的方面。在21世紀，為了進一步提高模具質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造行業(yè)的應變能力，滿足用戶需求，模具制造行業(yè)將向著高度集成化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡化和快速響應的方向發(fā)展。塑料成型技術的發(fā)展趨勢（1）CAD/CAE/CAM技術在模具設計與制造中的廣泛應用 （2）大力發(fā)展快速原型制造 （3）研究和應用模具的快速測量技術與逆向工程 （4）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和采用先進的熱處理和表面處理技術 （5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率 （6）模具的復雜化、精密化與大型化 （7）模具工業(yè)信息化模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的工具。對塑料模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度，外觀，物理性能等方面均達到要求的優(yōu)質(zhì)制品。以模具的使用角度，要求高效率、自動化、操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理，制造容易，成本低廉。塑料模具影響著塑料制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應力大小、各向同向性、外觀質(zhì)表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在塑料加工過程中，模具結構對操作難易程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應盡量減少開模，合模和取制件過程中的手工勞動，為此常采用自動開合模和自動頂出機構。在全自動生產(chǎn)時還要保證制件能自動從模具上脫落。另外，模具對塑料制品的成本也有相當?shù)挠绊?。除簡易模具外，一般來說制模費是十分昂貴的。一副優(yōu)良的注射模具可生產(chǎn)制品百萬件以上，壓制模約能生產(chǎn)二十五萬件。當批量生產(chǎn)不大時，模具費用在制品成本中所占的比例將會很大，時應盡可能地采用結構合理簡單的模具，以降低成本?，F(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少的三項重要因素，尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求。塑料制件使用要求和造型設計起著重要作用。高效的全自動的設備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提。由于工業(yè)塑件和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量要求量很大，對塑料模具也提出了越來越高的要求，因此促使塑料模具生產(chǎn)不斷向前發(fā)展。塑料模具近年來在我國有了很大的發(fā)展，大量新技術，新工藝，新材料得到推廣應用國際先進技術的引進，尤其是計算機技術和數(shù)控加工的飛速發(fā)展和在傳統(tǒng)制造業(yè)中的應用，更加快了模具行業(yè)的發(fā)展。模具設計正從過去的傳統(tǒng)經(jīng)驗，手工繪圖，發(fā)展到今天通過人機對話，能迅速設計出模具的總圖，運用模具CAE可以模擬在模具中的流動狀態(tài)，確定澆口位置，克服塑料成型中可能出現(xiàn)的問題。而模具CAE的廣泛應用更使模具向大型，精密，復雜發(fā)展，模具制造周期也大大縮短。跟國外相比，我國模具產(chǎn)品結構很不合理，我國模具產(chǎn)品結構中沖壓模具約占50%，塑料模具約占34%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占10%；發(fā)達國家對發(fā)展塑料模比較重視，塑料模所占比例一般為40%；大型、精密、長壽模具所占比例為50%以上，而我國僅為25%；我國主要模具生產(chǎn)能力集中在各主機廠的模具分廠內(nèi)，所產(chǎn)模具商品化率很低，模具自產(chǎn)自銷比列高達60%-70%，而國外70%以上是商品模具。國內(nèi)外模具的質(zhì)量水平不可同日而語，開發(fā)能力和經(jīng)濟效益仍有差距。但我國加入WTO后，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)和機會。促使更多外資來中國建廠，帶來國外先進的模具技術和管理經(jīng)驗，對培養(yǎng)中國的專業(yè)模具人才起到了推動作用。所以我國塑料模具生產(chǎn)企業(yè)更應該抓住機遇，重點發(fā)展那些技術含量高的大型、精密、復雜、長壽命模具，并大力開發(fā)國際市場，發(fā)展出口模具。隨著中國塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預見，中國塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來幾年年增長率仍將保持左右的水平?！笆晃濉逼陂g，在科學發(fā)展觀指導下，國內(nèi)模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，簡寫為CAD），是指利用計算機的計算功能和高效的圖形處理能力，對產(chǎn)品進行輔助設計分析、修改和優(yōu)化。它終合計算機知識和工程設計知識的成果，并隨計算機軟硬件的不斷提高而逐漸完善。本設計采用AUTOCAD進行圖紙的設計，使用UG軟件對產(chǎn)品進行建模。計算機輔助工程（ComputerAidedEngineering，簡寫為CAE），是指利用計算機的數(shù)據(jù)分析功能對產(chǎn)品的生產(chǎn)進行輔助模擬，用以提前發(fā)現(xiàn)設計過程中的缺陷并及時加以優(yōu)化，這使得設計者減少了設計失誤，大大節(jié)約了時間和成本。本設計采用Moldflow對制品進行模流分析。2模具設計2.1零件材料選擇及性能本注塑產(chǎn)品為開關盒上蓋，形狀及結構復雜程度一般，盒蓋截面的頂部為半徑400mm的圓弧，長為110mm，寬63mm，最高高度為18mm。外表面粗糙度要求Ra為3.2，其余6.3。其形狀及尺寸如圖1所示。由于制品為大批量生產(chǎn)，本注塑模具采用一模兩腔的形式。圖1零件圖本塑料制品使用ABS塑料成型，ABS是丙烯晴，丁二烯和苯乙烯三種單體的共聚物，ABS具有較高的強度、硬度、耐熱性及耐化學性的優(yōu)良性能，且價格便宜，原料易得。ABS技術指標如下:密度(g/cm3):1.5比容(cm3/g):0.92抗拉強度(Mpa):50吸水率24h(%):0.3熔點(℃):130-160硬度(hb):9.7拉伸彈性模量(Mpa):2.5x103收縮率（%）:0.3-0.7彎曲強度(Mpa):80體積電阻率(Ω/cm):6.9x1016沖擊強度kj/m2(無缺口):261(缺口):11熱變形溫度(℃):(0.45mpa)90-1082.2注射機型號的確定（1）選擇注射機①注射壓力計算查表1.2-1，ABS采用螺桿式注塑機注射所需要的壓力為70～100MPa，零件結構簡單壁厚均勻，初選P0=90Mpa,要求Pmax≥K'P0式中Pmax——注塑機的額定注射壓力；K'——安全系數(shù)，常取K’=1.25~1.4，此處取1.3；P0——成型時所需要注射壓力；料溫取160~220℃。計算得到：Pmax≧117Mpa。②注射容量計算首先進行注射量的初步估算，通過UG建模后測量，得到塑件的體積約為V塑≈22.41cm3，塑件的質(zhì)量根據(jù)m塑=ρV，查相關資料得到ABS的密度ρ=（1.01～1.08g）/cm3現(xiàn)取ρ=1.07g/cm3。

澆注系統(tǒng)的凝料在模具結構沒有確定之前是無法確定的，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按塑件體積0.2～1倍來估算，取0.2倍計算。一模兩腔，因此，一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為：V總=2×V塑(1+0.2)=53.78cm3，根據(jù)經(jīng)驗公式：V公=V總/0.8（1）式中：V公——注射機公稱注射量。V總——模具型腔內(nèi)熔體體積。由此可得注射機公稱注射量：V公=53.78÷0.8=67.23cm3。公稱注射量大于67.23cm3。由步驟①、②，查表2.9.3[1]，初選注射機型號為SZ-100/630。其主要技術要求參數(shù)見表1.1：表1.1注射機主要參數(shù)理論注射容量/cm3105最大模具厚度/mm300螺桿直徑/mm35最小模具厚度/mm150注射壓力/Mpa150移模行程/mm270鎖模力/KN630噴嘴口孔徑/mmΦ3.5結構形式臥式噴嘴球半徑/mm152.3分型面及型腔布置1.型腔分型面設計分型面的方向盡量采用與注射成型機開模方向垂直的方向。合理選擇分型面，有利于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造。因此，在模具設計過程中是一個不容忽視的問題，選擇分型面一般根據(jù)以下的原則:A.分型面的位置要不影響制品的精度和外觀;B.盡量簡單，避免采用復雜形狀，使模具制造增加困難;C.要盡量有利于塑料制品的脫模和抽芯;D．有利于澆注系統(tǒng)的合理設計;E.盡可能與料流末端重合，以利于系統(tǒng)的排氣。該盒蓋的表面質(zhì)量要求一般，根據(jù)零件的結構特點，便于消除毛刺飛邊，采用型腔完全在定模一側的模具結構形式，這種結構形式便于塑件的脫模，采用分型面的類型為單分型面。如圖2-1所示。圖2-1分型面2.型腔數(shù)量及排列方式的確定（1）型腔數(shù)量的確定該塑件為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結構形式。同時，考慮到塑件的尺寸、模具結構尺寸的大小關系，以及模具制造費用和成本等因素，初步選定一模兩腔的結構形式。（2）型腔排列形式的確定多型腔模具最好采用平衡式分布，且要求緊湊，并且與澆口開設的部位對稱。由于該設計選擇的是一模兩腔，則可以采用直線對稱排列的方式，如圖2-2所示。圖2-2型腔布置2.4澆注系統(tǒng)設計2.4.1澆注位置分析。a位置如圖2-3:圖2-3澆口位置aa澆注位置模擬結果中的氣穴、熔接痕可以知道，a位置澆注產(chǎn)生較多氣穴在澆口遠離端，并且靠近澆口位置有明顯的熔接痕。a位置澆注，型腔充填壓力隨遠離澆口而變小，層次明顯，會使得近端和遠端的成型質(zhì)量不一致。b位置的模擬結果如圖2-4：圖2-4澆口位置bb位置澆注成型的制品氣穴極少，且位于分型面位置易被排除，縮痕細小且狹小。型腔各位置填充壓力基本均勻，成型質(zhì)量也好于a。所以，澆口位置選擇b種形式。2.4.2澆注系統(tǒng)的尺寸計算主流道尺寸：大端直徑D、小端直徑d與主流道長度L之間的關系式：D=d+2L*tanα（2）其中α——主流道錐度，一般為2°~4°，現(xiàn)取α=3°；D——主流道大端直徑；d——主流道小端直徑；L——主流道長度。根據(jù)制品體積及表2.2-1[1]，可得熔體體積流量q=60/1=60cm3W/s；取主流道中熔體剪切速率γs=5×103s-1，由圖2.2-15γs-q-Rn曲線關系可得Rn=5mm，故主流道大端直徑D=2Rn=10mm。小端直徑根據(jù)注射劑噴嘴口直徑d0=3.5mm，d=d0+（0.5~1），取d=4mm。由式可知，L≈64mm。主流道各尺寸如表1.2：表1.2主流道尺寸L（/mm）D（/mm）d（/mm）α(°)641043分流道的設計：分流道設計應該盡量減少熔體在流道上的壓力損失和盡量避免熔體溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡。因此，根據(jù)模具結構以及型腔的分布，采用平衡式分流道布置。分流道長度分流道長度由兩腔之間的距離所決定，考慮到結構強度和剛度，取分流道長度為20mm。分流道截面形狀及尺寸各分流道的體積流量qR=60/2=30cm3/s，取分流道中熔體剪切速率γR=5.1×102s-1,由圖2.2-15得Rn=4.8mm。為使分流道易于加工和凝料便于推出，采用設在模具定模一側，截面為半圓形的分流道，取底邊圓弧半徑R=3mm。因此，分流道截面積為：（3）澆口設計初步判斷本零件適合采用的澆口方式有幾種：1、點澆口；2、側澆口；3潛伏式澆口。而點澆口和潛伏式澆口的模具不如側澆口結構簡單，本塑件采用側澆口即可滿足要求。再根據(jù)型腔的分布排列形式以及模具結構特點，本設計采用矩形側澆口。側澆口尺寸的確定側澆口深度h和寬度W經(jīng)驗公式如下：h=nt（4）（5）式中：h——中小制品常用h=0.5~2mm，約為制品最大壁厚的1/3~2/3；t——制品壁厚（mm)；n——塑料材料系數(shù)，由表2.2-2查，n=0.8；A——型腔表面積（mm2)。計算得W≈2.2mm,h=1.6mm。而側澆口長度L在結構強度允許的情況下以短為好，一般選用L=0.5~0.75，此處取L=0.6mm。對計算所得的側澆口截面尺寸進行校核：γ=6q/（Wh2)=1.4×104≧104S-1，符合要求。所以側澆口的各尺寸如表1.3：表1.3側澆口尺寸W(/mm）h(/mm）L(/mm）2.21.60.6冷料井的設計此澆注系統(tǒng)中的冷料穴位于主流道正對面的動模板上，以收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品質(zhì)量。同時為了方便同時能去除每次注塑完成后的澆注系統(tǒng)凝料，在圓管形的冷料穴底部裝有一根Z形頭的拉料桿。冷料井的總高度為13.4mm，Z形部分的角度為20°，其長度為8mm。主流道，分流道，澆口及冷料井的形狀尺寸如圖2-5：圖2-5澆注系統(tǒng)尺寸2.5鎖模力校核型腔壓力估算型腔壓力估算公式：pC=p-（△pP+△pQ_）（6）式中pC——型腔壓力；P——注射壓力；△pP——熔體流經(jīng)注射機噴嘴的壓力降；△pQ——熔體流經(jīng)澆注系統(tǒng)的壓力降。其中：△pP=△pE+△pN；△pQ=△pS+△pR+△pG。螺桿頭與噴嘴入口區(qū)間熔體發(fā)生剪切流動所引起的壓力降公式為：（7）由選定注射機注射裝置的數(shù)據(jù)可知，RS=1.75cm，RN=0.2cm，查表得熔體流動特性數(shù)據(jù)n=0.85，K’=1.85×104，代入得：△pE=15.23Mpa。熔體流經(jīng)注射機嘴所產(chǎn)生的壓力降公式為：（8）其中RN=0.2cm，熔體流經(jīng)注射機噴嘴孔時流動特性數(shù)據(jù)查表2.2-5得n=0.38，K’=3.79×104，代入得△pN=6.83Mpa。熔體流經(jīng)主流道及其分支與轉(zhuǎn)向所產(chǎn)生的壓力降：（9）查圖2.2-48[1]可知，R1=0.36cm，R2=0.28cm，L=5cm，所以LS=de=（0.36+0.28）/2=0.32cm，熔體流動特性數(shù)據(jù)取n=0.38，K'=3.19×104，代入得△pS=19.2Mpa。由于分流道無分支，所以熔體流經(jīng)第一分流道及改向的壓力降△pR=0。熔體經(jīng)流澆口的壓力降公式為：（10）式中：RG=0.016cm，LG=0.06cm，熔體流動特性數(shù)據(jù)查表2.2-6c得n=0.38,K'=5.1×104,代入得：△pG=7.26Mpa。將上述結構代入到式中得pC=150-（15.23+6.83+19.2+7.26）=101.48Mpa。（2）鎖模力計算由鎖模力的校核公式：F鎖≥KA總pC（11）

式中F鎖——注塑機的額定鎖模力；K——安全系數(shù)，通常取1.1~1.2。此處取K=1.1；pC——型腔的平均計算壓力；A總——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面的總投影面積。其中，KA總pC=1.1×（110×63）×101.48≈773KN，而注射機的額定鎖模力為F鎖=630KN。因此，若采用注射機最大注射壓力成型制品，則不能滿足要求。但按ABS塑料的加工特性，并結合該制品輪廓復雜程度一般，而且為側澆口進料，可將型腔壓力調(diào)低到40~50Mpa即可，于是，注射機的注射壓力可調(diào)低至95Mpa。此時，型腔壓力為pC=[95-（△pP+△pQ_）]=46.48Mpa。此時KA總pC=354.3<630KN。故當注射壓力調(diào)到95Mpa時，該制品成形滿足鎖模要求。

其他安裝尺寸的校核要等到模架選定之后才可以進行。2.6成型零件設計2.6.1成型零件的材料選擇本塑件是ABS材料，且為大批量生產(chǎn)，所以對于型腔表面要求高硬度和耐磨損，適宜采用P20作為凹模板和型芯的材料。2.6.2成型零件的結構設計凹模的結構設計凹模成型塑件外表面，而塑件的外表面成型質(zhì)量相對內(nèi)表面要高，根據(jù)對塑件的結構分析，其外形比較簡單，可采用整體式凹模。凸模型芯的結構設計型芯結構也比較簡單，但是，由于型芯對材料的要求更高，所以為了節(jié)約成本，采用鑲嵌式型芯。2.6.3成型零件鋼材的選用成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性以及良好的抗疲勞性能，同時也要考慮到機械加工性能和拋光性能。本設計中的塑件為大批量生產(chǎn)，型芯和型腔以及推板采用P20，模具制造中不必熱處理，保證加工后獲得較高的形狀和尺寸精度。而且拋光性好，適用于ABS注塑件中小型注射模成型零件的生產(chǎn)。2.6.4成形零件工作尺寸的計算制品尺寸能否達到圖紙尺寸的要求，與型腔、型芯的工作尺寸的計算有很大關系。成型零件工件尺寸的計算內(nèi)容包括:型腔和型芯的徑向尺寸(含矩形的長和寬)、高度尺寸及中心距尺寸等。成型零件工作尺寸的計算方法很多，現(xiàn)以塑料的平均收縮率為基準計算。注塑模具型腔板的設計（1）凹模的形式整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點是：強度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產(chǎn)生拼模縫痕跡，適用于形狀較為簡單的中、小型模具。型芯型腔尺寸計算型芯型腔的制造公差等級為IT7。型芯徑向名義尺寸計算式：（12）型腔徑向名義尺寸計算式：（13）型芯高度計算式：（14）型腔深度計算式：（15）式中：Scp——塑料成形收縮率；D——制品的名義尺寸；Δ——制品公差；Δm——模具制造公差，?。粁——修正系數(shù)，此處取x=2/3；所以，型芯的主要尺寸：，，，，。如圖2-6所示：圖2-6型芯尺寸型腔的主要尺寸：，，，，，。如圖2-7所示：圖2-7型腔尺寸2.7凹模及墊板的強度和剛度計算在成型零件中，凹模和動模墊板是構成型腔的主要受力構件，所以必須對其進行強度和剛度的校核。（1）底板厚度計算剛度條件計算式：（16）式中；強度條件計算式：（17）（2）整體式矩形凹模側壁厚度計算剛度條件計算式：（18）式中，Φ1=0.6；強度條件計算式：由于<0.41，凹模側壁厚度的剛度條件計算式為（19）以上各式中，通用的數(shù)據(jù)有：δp——注塑模剛度計算的許用變形量。查表2.4-12，δp=25i2，i2=0.46W1/5+0.001W，此處W=。p——型腔最大壓力，p=46MPa；——型腔長邊，=110mm；b——型腔短邊，b=63mm；h——型腔深度，h=18mm；E——彈性模量，此處E=2.07×105MPa。將數(shù)值代入到各式中，得到：底板厚度：滿足剛度條件的底板厚度為T1=5.8mm；達到強度條件的底板厚度為T2=26.9mm；所以凹模底板厚度T＞27mm。凹模側壁厚度：滿足剛度條件的凹模側壁厚度為S1=1.3mm；達到強度條件的凹模側壁厚度為S2=18.8mm。所以凹模側壁厚度S＞19mm。2.8模架的選擇標注模架的選擇首先考慮模具結構形式，從以上的分析，此模具設計為一模兩腔，對稱直線排列，根據(jù)塑件的結構，推出機構可以采用型腔板推出塑件。澆注系統(tǒng)則為平衡對稱式，澆口采用側澆口。澆注系統(tǒng)布置如上圖所示。其次，根據(jù)計算得到的型腔板周邊尺寸和滿足剛度和強度條件的底板和側壁的最小尺寸，查表1.5-25[1]，確定模架型號為A2-250355-35-Z1GB/T12556-1990,即為基本型A2型模架，模板B×L為250×355，規(guī)格編號為35，帶頭導柱反裝。各板結構如圖2-8：圖2-8模架部分尺寸如下：動模底板315×355×25墊塊250×355×80動模板250×355×32型腔板250×355×50定模底板315×355×25由模架的尺寸可以計算出模具閉合高度H=90+A+B+C=252mm。模架材料為45號鋼。2.9標準件的選取2.9.1定位圈的選取定位圈與注射機定模固定板上的定位孔之間采取比較松動的間隙配合，配合公差為H11/h11。定位圈與定位孔的配合長度取5mm。查表3-2,1[2]，選取的標注定位圈為100GB/T4169.19—2006，材料為45號鋼，其尺寸如圖2-9：圖2-9定位圈2.9.2澆口套的選取主流道澆口套為標準件，可選購，不必加工，減少成本。主流道小段入口跟注射機的噴嘴反復接觸，容易磨損，所以對材料的要求比較嚴格。定位圈和澆口套不整體加工，以方便更換澆口套。查表3-22[2]，選取的標準澆口套為20×50GB/T4169.19—2006，材料為碳素工具鋼T8A，熱處理淬火表面硬度50~55HRC，其尺寸如圖2-10：圖2-10澆口套2.9.3導向機構的設計導向機構的主要作用是保證在模具閉合后，動、定模板位置準確；在模具裝配過程中也起了定位的作用，合模時候，引導動、定模板準確閉合，能夠承受一定的側向壓力，以保證模具的正常工作。2.9.3.1導柱的選取導柱采用的是標準帶頭導柱。導柱的前端做成倒圓角，以便導柱順利進入導孔導柱的數(shù)量為4個，均勻分布在模具周圍，其余的要求要根據(jù)具體的情況而定，導柱、導套的材料均采用T8A。導柱與導套的配合形式見模具的裝配圖。導柱的長度必須比凸模端面的高度高出8～12mm，以免在導柱未導正方向之前凸模先進入型腔，相碰而損壞。查表3-4[2]，選取導柱：25×70×20GB/T4196.4—2006，材料為T10A，其尺寸如圖2-11所示：圖2-11導柱2.9.3.2導套的選取標準帶頭導套查表3-3[2]，帶頭導套為25×110GB/T4196.4—2006。材料為T10A，其尺寸如圖2-12：圖2-12導套2.10推出系統(tǒng)的設計2.10.1推出形式制品的截面形狀為矩形環(huán)，考慮到要保持推出力的平穩(wěn)，并且不在制品上留推出痕跡，適宜采用推板頂出機構。推板與推桿采用螺紋連接，并且推板與型芯固定板有斜面配合，以達到不使用復位桿就能精準復位的效果。2.10.2脫模力和推出距離（1）脫模力的計算公式為：Qe=Qc+Qb（20）式中Qc——制品對型芯包緊的脫模阻力；Qb——使封閉殼體脫模需克服的真空吸力，Qb=0.1Ab，這里0.1的單位為MPa,Ab為型芯的橫截面面積。由于不是封閉殼體，其值為0。由于>10為薄壁制品，所以脫模阻力計算式為：（21）式中E——塑料的拉伸彈性模量，查表2.6-1知，E=1.95×103MPa;ε——塑料的平均成型收縮率，查表2.6-1知ε=0.5；μ——塑料的泊松比，其值為μ=0.3；h——型芯脫模方向高度；Kf——脫模斜度修正系數(shù)，其計算式為，β為型芯的脫模斜度，f為制品與鋼材表面之間的摩擦系數(shù)，由表2.6-1查得其值為0.45。將上述值帶入式得Qe=162N，由于是一模兩腔，總的脫模阻力為Q總=324N，遠遠小于注射機的推出力。（2）塑件推出距離計算推出距離h的計算公式為：s＞h+3（22）