计算机按键注射模设计方案说明书-学位论文.doc

湖南工业大学专科毕业设计（2011届）专科毕业设计（论文）资料题 目 名 称：计算机按键注射模设计学 院（部）：机械工程学院专 业：机械设计与制造 学 生 姓 名：班 级：学号指导教师姓名：职称 最终评定成绩： 湖南工业大学教务处2011年5月摘 要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本文介绍了注射成型的基本原理特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；制品采用材料为低密度ABS。同时，设计进行了计算机按键的注塑模设计，对零件结构进行了工艺分析，确定了分型面、浇注系统等，选择了注射机，最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核，计算了成型零部件的尺寸。关键词：注塑模；工艺分析；分型面；浇注系统；注射机；成型零件目 录摘 要II第一章 前言11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2注塑模具的国内外的发展概况21.2.1注塑模具的国外发展概况21.2.2 注塑模具的国内发展概况21.3 本毕业设计的模具设计方法31.4 塑件及塑件材料的特点31.5 成型方法4第二章 计算机按键的注塑模具设计52.1方案的选择52.2 分型面的确定62.3 型腔数目的确定与布局62.4 浇注系统的设计72.4.1主流道的设计82.4.2 分流道的设计82.4.3 浇口的设计92.4.4 剪切速率的校核102.5 冷料穴的设计11第三章 成型零件的设计123.1 凹模工作尺寸的计算123.2 凸模工作尺寸的计算133.3 中心距尺寸的计算153.4 前模仁的设计153.4.1型腔壁厚和底版厚度计算153.4.2 成型零件的设计173.5 导向与定位机构183.6 脱模机构的设计203.7 脱模力计算203.8 排气设计原则21第四章 模架选用22第五章 注射机的选择235.1 注塑机的技术规范235.2 注塑机的选用245.3 注射机的校核255.3.1 注射压力的校核255.3.2 锁模力的校核255.3.3 开模行程与推出机构的校核265.3.4 安装部分相关尺寸的校核265.3.5 模具外形尺寸校核275.3.6 开模行程与模具厚度的校核275.3.7 模具安装尺寸校核275.3.8 开模行程校核27第六章 模具的工作过程28参考文献29致谢词30第二部分 过程管理资料31毕业设计（论文）任务书32毕业设计（论文）指导教师评阅表35毕业设计（论文）评阅教师评阅表36毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表37- 38 -第一章 前言1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。据悉目前全世界年产出模具约650亿美元。我国1999年模具总产值245亿元，其中塑料模具约为82亿元，2000年近100亿元。七类塑料模具中，注塑模具所占比例很大，约占全部塑料模具的80%左右。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。随着国际交往的增多、进口 模具国产化工作的发展以及三资企业对其配套模具的国际标准要求的提出，一方面在标准制订方面注意了尽量采纳国际标准或国外先进国家标准，包括采纳先进企业的标准；另一方面许多模具标准件生产企业根据市场需要，除按中国标准生产模具标准件外，同时也按国外先进企业的标准生产模具标准件。例如日本“富特巴”、美国“DME”、德国“哈斯考”等公司的标准已在中国广为流行模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。 11.2注塑模具的国内外的发展概况1.2.1注塑模具的国外发展概况近年来,随着塑料工业突飞猛进地向前发展,模具设计和制造工业也发生了根本的变化.高效率、自动化、大型、超小型、高精度、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比例越来越大。据统计,汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表、自行车、电冰箱、电风扇等，分别有60%、85%和92%以上的零件用模具进行成型加工。模具生产的费用将占产品成本的10%-30%且逐步提高。因此日本称模具是进入“富裕社会的原动力” 德国称为“金属加工中的帝王”工业发达国家的模具工业已成为独立的行业，把模具技术水平作为国家机械制造工艺水平的重要标志之一。而国内塑料塑件在人们的日常生活中及现代工业生产领域中占有很重要的地位。采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的生产效率。因此，在机电、仪表、化工、汽车和航天航空等领域，塑料已成为金属的良好代用材料并得到了广泛的应用，出现了金属材料塑料化的趋势。作为最有效的塑料成型方法之一的注射成型技术具有可以一次成型各种结构复杂和尺寸精密的塑件。成型周期短、生产率高、大批生产时成本低廉、易于实现自动化或自动化生产等优点，因此，世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具。21.2.2 注塑模具的国内发展概况近几年来，在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的。，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下发展趋势：1)在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM 技术；2)高速铣削加工将得到更广泛地应用；3)在塑料模具中推广应用热流道技术、注射成型和高压注射成型技术；4)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率，模具寿命不断提高；5)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；6)虚拟技术将得到发展；7)模具自动加工系统的研制和发展。广泛应用CAD/CAE/CAM 技术，逐步走向集成化的方向发展，从而使模具效率不断提高。31.3 本毕业设计的模具设计方法此次设计主要采用的是Pro/E 加上设计人员的模式对计算机按键模具进行设计。主要步骤如下：(1) 通过Pro/E 软件对产品建模，将产品CAD 模型装配产生参照模型，然后对参照模型添加工件；(2) 模具模型上创建收缩；(3) 设计浇注系统，在工件中添加浇口、流道作为模具特征；(4) 设计并在工件中定义分型面；(5) 结构件设计；(6) 铸模的建立；(7) 模拟开模，同时对模具零件进行校核；(8) 绘制模具装配图、关键部件零件图。41.4 塑件及塑件材料的特点 塑件如图1-1 所示，材料为ABS，密度为1.05g/cm，收缩率0.4-0.7,取0.5。ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性,丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。ABS 具有如下特性： 综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好； 与372 有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理； 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别； 流动性比HIPS 差一点，比PMMA、PC 等好，柔韧性好，适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件。5ABS成型的工艺条件表预热温度8085ºC注射温度2090ºC料筒前段温度150170 ºC预热时间23h高压时间05s料筒中段温度165180 ºC喷嘴温度170180 ºC冷却时间2120s料筒后段温度180200 ºC模具温度5080 ºC总周期5220s图1-1 塑件图1.5 成型方法主要依靠注射成型机（柱塞式和螺杆式）和注射模具来完成。ABS 塑料的成型加工性能良好，选用螺杆式注塑机进行注塑成型。 第二章 计算机按键的注塑模具设计在PRO/ER的零件（Part）模块中，通过旋转创建计算机按钮的实休模型，如图2示。图2 计算机按键三维图2.1方案的选择塑件的大批量生产使其使用寿命要长，使用寿命不少于50万次，模具设计合理，脱模方便可靠，适于自动操作，成型周期不大于25s。经多方面的考虑采用直接分模。这种方案可使模具体积小，模架简单，但开模的行程大。2.2 分型面的确定 根据塑料制品分型面的设计与选择原则，分型面应设计在便于塑件脱模，且不影响零件的外观。如图3-1所示的分型方法，A-A水平分型塑件，包紧在动模型芯一侧，因而留在动模侧，这使模具的结构变得简单，因而选定该方法为本文的模具设计的分型方案。图2-1 分型面2.3 型腔数目的确定与布局1） 若采用一模一件，此零件的外形尺寸很小，模架相对这个模具显得特别大，这样就会造成设备资源的浪费，且不适合大批量生产，低本较高。2） 若采用一模多件，生产效率高，资源的利用率也高。这里选用一模四件矩形分布，模具尺寸适中，适合大批量生产，根据以上分析在本文中设计模具时选用一模四件矩形分布的方案，如图3-2示。图2-2 型腔布局由注射机料筒塑化速率校核模具的型腔n。=4型腔数校核合格。14式中 k注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; M注射机的额定塑化量（80g/s）； t成型周期，取30s。2.4 浇注系统的设计 所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑料熔体平衡而有序地充填型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。因此浇注系统十分重要。浇注系统分为：普通浇注系统和无流道浇注系统两类。下面以普通浇注系统为例进行设计，其中普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。2.4.1主流道的设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。主流道小端尺寸为3.54mm,一段主流道的设计，主流道圆锥角=2º6º,内壁粗糙度Ra=0.63m，主流道的大端呈圆角，半径r=13mm ,以减小料流转向过渡时的阻力。主流道衬套与定模板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。主流道衬套的形式，主流道小端入口处与流向机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。衬套都是标准件，只需去买就行了。衬套小端直径的规格有12, 16、20等几种9。主要参数： 锥角=3°；内表面粗糙度Ra=0.63。小端直径D=d+(0.51)mm；半径R=R+(12)mm；材料T8A；主流道衬套具体尺寸如图4-3所示。定位圈也是标准件，外径为150mm，内径为35 mm. 由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。衬套小端直径是5mm。具体固定形式如图3-3所示：图2-3 衬套的固定形式2.4.2 分流道的设计(1)在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道，分流道地指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中空融状态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小， 能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。(2)主分流道长度、分流道尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长140mm, 分流道断面直径4.810.5mm, 分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为10mm，如下图3-4示。图2-4 分流道截面(3)分流道的表面粗糙度，由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右即可，表面具有稍不光滑的情况，有助于塑料熔体的外层冷却，从而与中间部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热功当量。实际加工时，用铣床铣出流道后，稍微加工一下模，省掉加工纹理就行了。 2.4.3 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。浇口的类型有很多，有点浇口，侧浇口，直接浇口，潜伏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形状和尺寸而定，该模具采用侧浇口，其有以下特性:形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；试模时如发现不当，容易及时修改；能相对独立地控制填充速度及封闭时间； (1) 侧浇口深度尺寸h的确定h=n t =0.6×0.8 0.5mm n-塑料系数ABS料取0.6； t-塑件在浇口位置处的壁厚，该设计取壳体中间壁厚t=0.8mm。(经验数据表明，h的取值范围在0.52.0mm之间，若按浇口处壁厚计算则h=0.6×5=3mm,超出了经验值，而且由于浇口是易磨损部位，所以开始时取小值是有好处的，这有利于以后的修模)(2) 侧浇口宽度尺寸b的确定 根据经验，取b=1mm 2.4.4 剪切速率的校核生产实践表明，当注射模主流道和分流道的剪切速率R=5×105×10S、浇口的剪切速率R=1010S时，所成型的塑件质量最好。对一般热塑性塑料，将以上推荐的剪切速率值作为计算依据，可用以下经验公式表示： 式中 q体积流量（cm/s）；R浇注系统断面当量半径（cm）。（1）主流道剪切速率校核=0.8Q/T =0.8*60/1.0=48.0 （cm/s） T-注射时间，查表可得 T=1.0s； 0.25(cm)R-主流道的平均当量截面半径；d -主流道小端直径, d=0.4cm； d-主流道大端直径，d=0.6cm。则 R=2.8(S-1) （2）分流道剪切速率的校核 第一级分流道： Q= =24(cm3/s) R=0.3（cm）R= = 933.7(s-1) 第二级分流道： Q= 因为当量半径和第一级相同,所以，R= R/2 （3）浇口剪切速率的校核R= =67227(S-1) Q= Q=8（cm/s）；浇口面积S=1×0.8=0.8mm,当量面积S=R 取R=1mm。 从以上的计算结果看，流道与浇口剪切速率的值都落在合理的范围内，证明流道与浇口的尺寸取值是合理的。2.5 冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径，冷料穴的尺寸如图3-5所示： 图2-5 冷料穴的尺寸第三章 成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理,有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核，同时还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。该塑件有需要配合的地方，所以对尺寸的要求比较高。一般情况下，影响成型零件及塑料公差的主要因素是模具制造公差、模具磨损量以及塑件的收缩率S这三项。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算11；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。3.1 凹模工作尺寸的计算 凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐变大。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。模具工作尺寸与塑件尺寸的关系如图5-1所示：1）凹模径向尺寸的计算 L=(1+S)L Lm1=17.7+0.19(mm) 式中 L凹模的径向尺寸上的长度；L=18塑件的公差值；塑件尺寸公差根据GB/T144861993模塑件尺寸公差表取MT2B级，由尺寸段决定值的大小；制造公差，=； S塑件的平均收缩率，S=0.005。 L=(1+S)L Lm2= 5.61+0.19(mm) 式中 L凹模的径向尺寸上的宽度；L=6mm2）凹模深度尺寸的计算： H=(1+ S)H Hm=14.71+0.19(mm)式中 H塑件的凹模侧高度尺寸，H=15mm。凹模尺寸如下图4-1所示。图 3-1凹模尺寸3.2 凸模工作尺寸的计算凸模(型芯)是成型塑件外形的，其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。1）凸模径向尺寸的计算： L=(1+ S) L+ Lm1=6.5-0.19(mm) 式中 L型芯1的径向尺寸上的长度；L=6mm； =(1+ S)+ Lm1 =4.0-0.19(mm)式中 -型芯1的径向尺寸上的宽度；=3.6mm；L=(1+ S) L+Lm2=6.45-0.19(mm) 式中 L型芯2的径向尺寸上的长度；L=6mm;=(1+ S) +Lm2=3.9-0.19(mm) 式中 -型芯2的径向尺寸上的宽度；=3.52）凸模高度尺寸的计算： H=(1+ S) H+ Hm1=15.5-0.19(mm) 式中 H凹模深度减去塑件壁厚型芯的理论高度。凸模尺寸如图4-2所示。 图3-2凸模尺寸3.3 中心距尺寸的计算模具上中心距尺寸与制品上中心距的公差标注均采用双向等值公差和表示。此外，在中心距尺寸的计算中不考虑磨损量。制品的名义尺寸C与模具的名义尺寸C均为平均尺寸，故有：C=(1+ S)C Cm=7.2+0.095(mm)式中 L模具中心距尺寸； L-塑件中心距尺寸，L=7.15 mm3.4 前模仁的设计3.4.1型腔壁厚和底版厚度计算在注塑成型过程中，型腔主要承受塑料熔体的压力，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。如果型腔壁厚和底版的厚度不够，当型腔中产生的内应力超过型腔材料本身的许用应力时，型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时，若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔向外膨胀或溢料间隙。因此，有必要对型腔进行强度和刚度的计算，尤其对重要的、精度要求高的大型塑件的型腔，不能仅凭经验确定。 根据大型模具按刚度条件设计，按强度校核；小型模具按强度条件设计，按刚度校核原则：模具结构形式如图4-3所示。图3-3 模具结构形式侧壁厚度s计算公式： S() S>=2.3(mm) 式中 C与型腔深度对型腔侧壁长边边长之比h/L有关的系数；由于h/L=0.79,查表可得C=0.073； 型腔压力，取30MP；型腔深度，=13.5mm；E模具材料的弹性模量（MP），E取2.1×10MPa；刚度条件，即允许变形量(mm)，取=0.04;底板厚度计算公式：（） Hs=2.1(mm)由底板短边与长边边长之比决定的系数；=0.3,查表知=1.84； 型腔压力，取30MP；底边长度(mm)，=6mm；E模具材料的弹性模量（MP），E取2.1×10 MPa； 刚度条件，即允许变形量(mm)，取=0.04; 3.4.2 成型零件的设计 （1）模仁尺寸的确定因为采用的是整体式凹模和整体式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最终是传递到凸、凹模上，从节约材料和见效模具尺寸出发，模仁的值取的越小越好，但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间，该设计取模仁的大小为140×140 mm。 （2）凸、凹模尺寸的确定凸、凹模受力的作用，其尺寸需要进行强度或刚度校核来确定。只要凹模长边的宽度满足2.05 mm就可以达到刚度要求，理论上只要取大于2.05 mm的值就满足设计要求，但考虑到导柱和导套、螺钉、冷却水孔等对模架强度、刚度的削弱作用，实际生产中都取比理论值大得多的值，在本设计中，在长度方向，取模仁到模具边的单边宽度为20mm，在宽度方向，取模仁到模具边的单边宽度为20 mm（实际生产中宽度方向的边值一般比长度方向的边值大）。所以凸、凹模尺寸为140×140 mm。（3）模具高度尺寸的确定各块板的厚度已经标准化，所需要的只是选择，如何选择合理的厚度，这里有两个尺寸需要注意：凸模底板厚度和凹模底板厚度；在注射成型时型腔中有很大的成型压力，当塑件和凝料在分型面上的投影面积很大时，若凸模底板厚度不够，则极有可能使模架发生变形或者破坏，所以凸模底板厚度尺寸需要校核才能确定，厚度满足2.04mm即可满足要求，为了安全，取底板厚度为10mm，。凹模的底板因为是与注塑机的工作台接触的，所受的力传递到工作台上，又型腔的深度为15mm,所以凹模底板的厚度同样只要留有走冷却系统的空间就可以。该设计取凹模底板厚度为10 mm。 推板推出距离；在分模时塑件一般是黏结在型芯上的，需要推杆或推板推出一定的距离才能脱离型芯，该塑件的高度为15mm，黏结在型芯上的尺寸约13mm左右，所以当推出距离为20mm时就能使塑件和型芯分离。需要满足关系：Hh1h2h3h0 HC板高度；h1挡销高度；h2推板厚度；h3推杆固定板厚度； h推出距离； 完成了以上的工作，确定模具尺寸为140×140 mm，型腔厚度10mm，型芯板厚度50 mm。图3 -4 推出距离关系3.5 导向与定位机构为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向，导柱导向机构如图5-6示。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。11导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。2）导柱工作部分长度应比型芯(凸模)端面高出68 mm(图4-5)，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。3）导柱工作部分的配合精度采用H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/k6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。5）导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件。6）一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8,导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。127）导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用20低碳钢经渗碳0.50.8mm，淬火4855HRC，也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。8）导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。图3-5 导向机构3.6 脱模机构的设计 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。设计脱模机构时，应该遵循以下原则：1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。3）结构合理可靠，机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度，便于制造和维护。4）保证塑件不变形、不损坏，保证塑件外观良好。本设计使用简单的推件板脱模机构。因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。在对脱模机构做说明之前，需要对脱模力做个简单的计算。3.7 脱模力计算脱模力是指将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力。它是设计脱模机构的重要依据之一。当塑件收缩包紧型芯时，未脱模时，正压力（F正）就是对型芯的包紧力，此时的摩擦阻力即为: F阻=f·F正F阻摩擦阻力（N）；f摩擦系数，一般取f=0.151.0;F正因塑件收缩对型芯产生的正压力（即包紧力）（N）;F脱脱模力（N）。根据受力图可列出平衡方程式Fx=0即：F脱=F阻3.8 排气设计原则通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气。7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出； 若制件具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制件表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空，难于脱模，制件容易变形或损坏。热固性塑料制件在型腔内的收缩小，特别是不采用镶拼结构的深型腔，在开模时空气无法进入型腔与制件之间，使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚，因此，必须引入引气系统。本模具的排气孔设计在分型面上。第四章 模架选用模体也称模架，是注射模的骨架和基体，模具的每一部分都寄生在其中，通过它将模具各个部分有机地联系在一起。设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。本套模具选用标准塑胶模架，其规格如下：细水口系统的标准型，4540（即450 ×400 ），定模座板的厚度为32mm,凹模固定板的厚度为30mm,整体式凹模厚度为120mm,推件板厚度30mm,整体式凸模厚度为50mm,垫块高度为106mm,动模座板厚度为32mm，整个模具的厚度是400mm。模架的形状及尺寸见说明书的附页。一般导向分为动、定模之间的导向，推板的导向，推件板的导向。一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响制品的精度，因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密导向定位装置。当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。第五章 注射机的选择5.1 注塑机的技术规范注塑机的主要技术规范有：额定注射量、额定注射压力、注射速度、塑化能力、额定锁模力、模具安装尺寸、开合模速度、空循环时间等.这些参数是设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据，在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范。因为同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。(1)公称注射容量：指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力：为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)公称注射质量：注射机对空注射时，螺杆作一次最大注射行程所能射出的ABS塑料质量，以克(g)表示。(3)注射速率：为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表6-1所示。表5-1 注射容量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S