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普通本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
課題名稱 下蓋注射模模具設(shè)計(jì)
學(xué) 院
專 業(yè)
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
指導(dǎo)教師
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題的目的和意義
塑料制品在日常社會(huì)中得到廣泛利用，模具技術(shù)己成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。國(guó)內(nèi)注塑模在質(zhì)與量上都有了較快的發(fā)展。但是與國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)相比，我國(guó)還有大部分企業(yè)仍然處于需要技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加強(qiáng)現(xiàn)代化管理以及體制轉(zhuǎn)軌的關(guān)鍵時(shí)期。塑料件在各種行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，而制件的表面質(zhì)量、成型精度完全由模具決定之外，它的內(nèi)在質(zhì)量、成型效率也受模具的控制，但許多模具行業(yè)設(shè)計(jì)加工過(guò)程中出現(xiàn)大量的失誤，造成成本的增加，工期的延誤，所以在塑料產(chǎn)品更新?lián)Q代極快的今天，當(dāng)務(wù)之急是如何高效、快速、高質(zhì)量和規(guī)范化地設(shè)計(jì)注塑模具
二、設(shè)計(jì)或研究主要內(nèi)容和重點(diǎn)，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及擬解決的主要問(wèn)題和技術(shù)關(guān)鍵，有何創(chuàng)新之處
1主要內(nèi)容和重點(diǎn)
（1）在開始設(shè)計(jì)階段，收集和查閱有關(guān)本次設(shè)計(jì)的相關(guān)資料；
（2）分析下蓋塑料件的產(chǎn)品圖；
（3）進(jìn)行塑件的特點(diǎn)分析和成型該塑件模具的結(jié)構(gòu)分析，初步完成該制品模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)；
（4）重點(diǎn)掌握學(xué)習(xí)和熟練掌握計(jì)算機(jī)的CAD和UG 等軟件，完成本次模具設(shè)計(jì)所需的技術(shù)報(bào)告；
（5）對(duì)前面所有的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行小結(jié)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
2預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及擬解決的主要問(wèn)題和技術(shù)關(guān)鍵
本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一套用于生產(chǎn)下蓋的注射模具。在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間需要
（1）、完成一副模具的設(shè)計(jì)；
（2）、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，字?jǐn)?shù)20000左右，其中包括400字左右的中文摘要，英文摘要應(yīng)與中文摘要內(nèi)容完全相同；
（3）、翻譯一篇與設(shè)計(jì)相關(guān)的外文資料，字?jǐn)?shù)不少于三千字（附英文原文）；
（4）、要求運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與繪圖，圖幅不少于四張A0圖紙，三維模型一套；
（5）、查閱與課題相關(guān)文獻(xiàn)十五篇以上。
三、研究方案
模具的CAD 設(shè)計(jì)、分析，包括根據(jù)產(chǎn)品模型進(jìn)行模具分型面的設(shè)計(jì)、確定型腔和型芯、模具結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)、充填過(guò)程分析等幾個(gè)方面。利用先進(jìn)的特征造型軟件如PRO/ E、UG 等很容易地確定分型面，生成上、下模腔和模芯，再進(jìn)行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。確定了這些設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以后，再利用模具分析軟件，如MOLDFLOW進(jìn)行塑料的成形過(guò)程分析。根據(jù)MOLDFLOW 軟件和它的豐富的材料、工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)輸入成形工藝參數(shù)，可動(dòng)態(tài)仿真分析其在注塑模腔內(nèi)的注射過(guò)程流動(dòng)情況（含多澆口注射時(shí)的塑料匯流紋分析）、分析溫度、壓力變化情況、分析注塑件殘余應(yīng)力等，根據(jù)分析情況來(lái)檢查模具結(jié)構(gòu)的合理性、流動(dòng)狀態(tài)的合理性、產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題等。模具通過(guò)CAD設(shè)計(jì)和分析，就可以將錯(cuò)誤消除在設(shè)計(jì)階段，提高一次試模成功率。 在塑料注射模制造過(guò)程中，總會(huì)遇到分型面的確定問(wèn)題，它是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，受到許多因素的制約，常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時(shí)應(yīng)抓住主要矛盾，放棄次要因素。我近期查閱了不少資料表明它可以按以下原則來(lái)確定： 1）保證塑料制品能夠脫模 2）使型腔深度最淺 3）使塑件外形美觀，容易清理 4）盡量避免側(cè)向抽芯 5）使分型面容易加工 6）使側(cè)向抽芯盡量短 7）保證塑件制品精度 8）有利于排氣 9）使型腔內(nèi)總壓力較大的方向與分型面垂直。
四、主要參考文獻(xiàn)目錄
《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 人民教育出版社
《模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社
《機(jī)械設(shè)計(jì)》 人民教育出版社
《模具制造工藝及裝備》 機(jī)械工業(yè)出版社；
《模具制造工藝》 機(jī)械工業(yè)出版社
《模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用手冊(cè)》 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)
肖祥芷,李志剛,李德群.CAD在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.北京:科學(xué)出版社,1993.
現(xiàn)代模具技術(shù)編委會(huì).汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)與制造.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1998.
郭春生,湯寶駿,孫繼明.汽車大型覆蓋件模具.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1993.
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃
1、第一至二周：接受任務(wù)書，查閱塑料模具設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，學(xué)習(xí)UG或Pro/E、Ansys、Modl flow等軟件的相關(guān)功能，為設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備；
2、第三至四周：翻譯一篇與設(shè)計(jì)相關(guān)的英文論文，完成開題報(bào)告，確定設(shè)計(jì)方案；
3、第五至八周：模具設(shè)計(jì)計(jì)算；
4、第九至十三周：完成相關(guān)三維模型和工程圖紙繪制；
5、第十四至十六周：整理編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，完成所有設(shè)計(jì)內(nèi)容，答辯準(zhǔn)備；
6、第十八周：答辯，修改畢業(yè)設(shè)計(jì)，歸檔。
六、指導(dǎo)教師審查意見
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
普通本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書
課題名稱 下蓋注塑模模具設(shè)計(jì)
學(xué) 院
專 業(yè)
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
指導(dǎo)教師
摘 要
注塑模具就是將塑料進(jìn)行加熱之后變成熔體后添加到一個(gè)模子里冷卻取出成品的一個(gè)工具，注塑成型這個(gè)過(guò)程是制作塑件的過(guò)程的關(guān)鍵階段，沒(méi)有這個(gè)過(guò)程，就沒(méi)有塑件的產(chǎn)品。塑料模具越來(lái)越受到大眾的認(rèn)可，生活中隨處可見塑料產(chǎn)品的身影，如鼠標(biāo)外殼、電視遙控外殼、水杯、水桶、飾品等塑料制品，塑料制品在很多的家庭很多國(guó)家中被使用。這次塑料模具設(shè)計(jì)是根據(jù)企業(yè)提供的CAD名為“下蓋”的圖紙進(jìn)行建模然后設(shè)計(jì)一套注射模模具。通過(guò)對(duì)企業(yè)提供的圖紙進(jìn)行建模然后分析其工藝之后，最終目的是為了設(shè)計(jì)出一套能夠生產(chǎn)該產(chǎn)品的注塑模模具，以達(dá)到自動(dòng)生產(chǎn)產(chǎn)品用于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。本次課題首先是對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝特性進(jìn)行分析，其次是對(duì)模具的結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，最后得出設(shè)計(jì)的總體方案。設(shè)計(jì)的過(guò)程中要做很多極其細(xì)致的校核，如推桿、側(cè)型芯、斜導(dǎo)柱的校核。 本次設(shè)計(jì)途中，需要查閱各種手冊(cè)，翻看各種模具設(shè)計(jì)實(shí)例，以及詢問(wèn)指導(dǎo)老師相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)過(guò)程相對(duì)完整。
【關(guān)鍵詞】下蓋 注射成型 塑料模具 分型面 工藝
ABSTRACT
Injection mould is to add plastic after heated to melt into a mold cooling out a tool， injection molding the process is the key stage of the process of production of plastic parts， without this process， there is no plastic products.Plastic mold is more and more be recognized by the masses， life can be seen everywhere the form of plastic products， such as the mouse shell， TV remote shell， water cup， bucket， jewelry and other plastic products， plastic products used in a lot of families in many countries.This plastic mould design is modeled after the CAD "lower cover" by the enterprise， and then designs a set of injection mould.By drawing modeling and analysis of the enterprise to provide the process after the final purpose is to design a set of injection mold mold can produce this product， in order to achieve automatic production of products used to improve the product's production.The first is the analysis of the structural characteristics of the product， then the construction of the structure of the mould， and finally the overall plan of the design.In the process of design， a lot of meticulous school core， such as push rod， side core， inclined guide column.In this design， you need to look up the various manuals， look at the various molds design examples， and ask the relevant standards to guide the teachers. The design process is relatively complete.
【Key words】Under the cover Injection molding Plastic mould The parting surface process
目 錄
1 前 言 1
2 零件的工藝分析 2
2.1 塑件材料特性 2
2.2 ABS塑件材料成型性能 2
2.2.1 ABS塑件成型工藝參數(shù)的確定 2
2.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析 3
2.3.1 下蓋的尺寸 4
2.3.2 下蓋的各項(xiàng)尺寸精度 4
2.3.3 下蓋的表面粗糙度 4
2.3.4 脫模斜度 5
3 注射機(jī)的選用 6
3.1 注射機(jī)的初選 6
3.1.1 計(jì)算塑件的體積 6
3.1.2 計(jì)算下蓋塑件的質(zhì)量 7
3.1.3 選用合適的注射機(jī) 7
3.2 注射機(jī)的終選 8
3.2.1 注射量的校核 8
3.2.2 模具閉合高度的校核 8
3.2.3 模具安裝部分的校核 8
3.2.4 模具開模行程的校核 9
3.2.5 鎖模力的校核 9
3.2.6 注射壓力的校核 10
4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
4.1 分型面的選擇 11
4.1.1 型腔數(shù)目的確定 11
4.1.2 分型面分析 11
4.1.3 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式的確定 13
4.1.4 塑件在模具中的位置 13
4.2 注塑模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13
4.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
4.2.2 主流道的設(shè)計(jì) 14
4.2.3 分流道的設(shè)計(jì) 15
4.2.4 澆口的設(shè)計(jì) 16
4.2.5 冷料穴的設(shè)計(jì) 17
4.3 澆口套的設(shè)計(jì) 17
5 注塑模成型零件的設(shè)計(jì) 19
5.1 型芯、型腔工作尺寸的計(jì)算 19
5.1.1 模具成型零件的制造誤差 19
5.1.2 模具安裝配合的誤差 19
5.2 確定整體式型腔的外形尺寸 19
5.2.1 確定整體式型腔的長(zhǎng)、寬尺寸 20
5.2.2 整體式型腔的高度尺寸的確定 20
5.2.3 其他設(shè)計(jì)要點(diǎn) 20
5.2.4 整體式的型腔表面粗糙度 20
5.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
5.3.1 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
5.3.2 型芯的緊固 21
5.4 成型零件的尺寸計(jì)算 21
6 注射模結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 24
6.1 模架的設(shè)計(jì) 24
6.1.1 模架的選用 24
6.1.2 動(dòng)、定模板開框尺寸的設(shè)計(jì) 25
6.2 模架中其他結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì) 25
6.2.1 定位圈 25
6.2.2 限位釘 26
6.2.3 緊固螺釘 26
6.2.4 彈簧 27
6.2.5 定距螺釘 27
7 注塑機(jī)脫模系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28
7.1 脫模力的計(jì)算 28
7.1.1 利用以下公式對(duì)側(cè)型芯脫模力進(jìn)行計(jì)算 28
7.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29
7.2.1 推桿位置的設(shè)計(jì) 29
7.2.2 推桿的直徑 30
7.2.3 推桿固定形式及裝配要求 31
7.3 推件板的設(shè)計(jì) 31
7.3.1 推件板厚度的計(jì)算 31
7.3.2 推件板位置的選擇 32
7.3.3 推件板上的推桿設(shè)計(jì) 32
8 注塑模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 34
8.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 34
8.1.1 側(cè)抽芯距計(jì)算 34
8.1.2 斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算 34
8.1.3 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度的計(jì)算 34
8.2 側(cè)滑塊的設(shè)計(jì) 35
8.3 楔緊塊的設(shè)計(jì) 36
8.4 彈簧擋釘定位設(shè)計(jì) 37
9 注射模導(dǎo)向定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 38
9.1 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 38
9.1.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 38
9.1.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 39
9.1.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝配合 39
10 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 41
10.1 冷卻系統(tǒng)水管孔徑的計(jì)算 41
10.1.1 塑料制品在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q 42
10.1.2 求冷卻水道直徑d 42
10.2 冷卻水道的分布位置 42
11 注塑模排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 44
總結(jié) 45
致謝 46
參考文獻(xiàn) 47
1 前 言
模具具有許多種類型，其主要類型有：沖壓模、塑料成型模、粉末冶金模、鍛造模、壓鑄成型模、玻璃模等各種模具。國(guó)家的模具行業(yè)一直處于很平穩(wěn)增長(zhǎng)的發(fā)展的狀態(tài)，下面就我國(guó)塑料模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和模具的歷史發(fā)展趨勢(shì)分述如下。
從很早以前我國(guó)就開始有了塑料制品的使用，我們以前用的臉盆、我們以前用的許多家居用品都是由塑料制作的，使用起來(lái)非常的方便，而且還便宜?，F(xiàn)在我們的生活中隨處都可以看到塑料做成的塑料產(chǎn)品，不僅應(yīng)用在家居上，還應(yīng)用于我們的工業(yè)上、我們的軍事上、我們的醫(yī)療事業(yè)上以及各種教育資源上，塑料塑件的應(yīng)用太廣了，廣到睜開眼就能看到塑料的存在。由于塑料的使用方面，現(xiàn)在好多的國(guó)家都在努力的制作能生產(chǎn)塑料制件的模具，剛開始的模具制作出來(lái)的塑料制件的粗糙度很大，人接觸時(shí)會(huì)傷害到皮膚，因此很多廠家投資了很多的資金用于改進(jìn)模具的精度，已達(dá)到符合人們使用的產(chǎn)品。
現(xiàn)在模具設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到一個(gè)發(fā)展高峰期，工廠規(guī)模有大有小，規(guī)格不一致，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品也各不相同，滿足了不同人群的需求，人們的生活質(zhì)量的提高與這些有著很大的關(guān)系。在工業(yè)生產(chǎn)中，有著很多的制造產(chǎn)品的設(shè)備，各個(gè)發(fā)展的都很快，模具在工業(yè)發(fā)展中占了很大的比重，但由于其他的設(shè)備的先進(jìn)性，導(dǎo)致模具行業(yè)的發(fā)展也受到了阻礙?，F(xiàn)在工業(yè)越來(lái)越向自動(dòng)化方向發(fā)展，模具也需要變成完全自動(dòng)化的成型塑件，自動(dòng)化程度越高，生產(chǎn)出來(lái)的塑件才會(huì)多，滿足人們需求的能力也就也高，除了自動(dòng)化生產(chǎn)之外還要改進(jìn)模具設(shè)備的各項(xiàng)功能，這樣才能在工業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位。
現(xiàn)在開發(fā)出了許許多多的繪圖以及制作模具的軟件，比如AUTOCAD、UG、PRO/E等等，這些軟件也在不斷的更新當(dāng)中，幾乎每年都會(huì)更新一個(gè)版本，每個(gè)版本更新后也會(huì)使我們的模具設(shè)計(jì)更加容易，像UG，前幾個(gè)版本還沒(méi)有增加在軟件中添加模架的功能，最新的幾個(gè)版本已經(jīng)可以了，現(xiàn)在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)完全可以在軟件中完成全部的設(shè)計(jì)，最后再將圖紙導(dǎo)出來(lái)進(jìn)行加工?，F(xiàn)在加工模具的設(shè)備精度越來(lái)越高，生產(chǎn)出來(lái)的設(shè)備制造的塑件精度也極其高，我國(guó)模具行業(yè)前景是非常廣闊的，模具行業(yè)不會(huì)消失只會(huì)越來(lái)越好。
2 零件的工藝分析
2.1 塑件材料特性
ABS塑料是由丁二烯、苯乙烯、丙稀腈摻和在聚苯乙烯分子中混合然后產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)之后而得到的一種性質(zhì)改變了的混合物體，丙烯腈與這些物質(zhì)的混合會(huì)在與化學(xué)物質(zhì)接觸時(shí)不會(huì)被腐蝕，這個(gè)混合物的硬度也會(huì)增加很多，丁二烯與這些物質(zhì)的混合會(huì)改變整體的強(qiáng)度，更加耐摩擦，苯乙烯與這些物質(zhì)的混合后生成的ABS更加容易進(jìn)行染上顏色，因此，ABS材料的各項(xiàng)性能是極其好的，能抵抗很強(qiáng)的沖擊強(qiáng)度。具備一些良好的性能，如耐摩擦性能、耐寒冷性能、耐水性能以及耐油性能。有顏色、沒(méi)有毒、沒(méi)有味道，蘇簡(jiǎn)單外表面有很好的的表面粗糙度，很光滑接觸時(shí)不傷害皮膚。但也有一些缺點(diǎn)，耐不了高溫，耐不了氣候，在紫外線的照射下容易變得堅(jiān)硬、發(fā)脆。
2.2 ABS塑件材料成型性能
ABS材料熔融后具有超強(qiáng)的粘稠度，會(huì)吸附在模具上很難脫離型芯，這個(gè)力就叫做包緊力，在脫模時(shí)就需要很大的脫模力來(lái)進(jìn)行脫模，選擇注塑機(jī)時(shí)就要選擇大的壓力的注射機(jī)，同時(shí)也要設(shè)計(jì)模具有一定的脫模曲線，不需要太大的曲線，稍微有一點(diǎn)就可以了；除此之外，熔體的黏度大，這會(huì)造成ABS塑件在澆口處會(huì)出現(xiàn)很大的難看的痕跡，所以設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要加大主流道的直徑減少凝料流入型腔的阻力，其阻力要很小才不會(huì)產(chǎn)生痕跡。ABS材料很容易吸收水分，所以在成型加工之前要把材料給弄干燥。加工成型時(shí)，ABS的尺寸很穩(wěn)定，不容易走型。
2.2.1 ABS塑件成型工藝參數(shù)的確定
查由陳碧龍主編的《注塑模具設(shè)計(jì)原則、要點(diǎn)及實(shí)例解析》得到ABS塑件的主要參數(shù)如下表2-1。
表2-1 ABS塑件的主要參數(shù)
密度
收縮率
預(yù)熱溫度
料筒溫度
后段150~170℃，中段165~180℃，前段80~200℃
噴嘴溫度
170~180℃
模具溫度
40~70℃
注射壓力
56~176MPa
成型時(shí)間
注射時(shí)間20~90s，保壓時(shí)間0~5s，冷卻時(shí)間20~150s
2.2.2 典型用途
ABS的各項(xiàng)使用性能都很有利于進(jìn)行注塑成型，因此被廣泛的使用，在機(jī)械行業(yè)中可以制造水箱外殼、管道、儀表殼、泵葉輪、軸承、蓄電池槽等產(chǎn)品；在汽車行業(yè)也被廣泛的利用，適于制造加熱器、汽車擋泥板，除了這些產(chǎn)品，還有水表殼家用電器外殼、玩具、電子琴、農(nóng)藥噴霧器等。
2.3 結(jié)構(gòu)工藝性分析
該塑件為下蓋，其外形尺寸屬于相對(duì)較大的塑件，且外部輪廓大多為各種樣條曲線和圓角構(gòu)成，有一部分形狀是對(duì)稱的，有一部分是不規(guī)則的形狀。型腔的內(nèi)部需要設(shè)計(jì)一些小凸臺(tái)成型一些圓孔，沒(méi)有其他多余的彎曲線條，但其中有一些復(fù)雜的突起不易成型；而型芯的內(nèi)部要設(shè)置多個(gè)規(guī)則的方塊，旁邊還有兩個(gè)形狀彎曲的結(jié)構(gòu)和突起。該塑件側(cè)邊還存在一個(gè)尺寸為的方孔，為了使塑件能從型芯中取出，需要設(shè)計(jì)一個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)完成脫模的過(guò)程。綜上所述，該塑件設(shè)計(jì)要求不是很高，結(jié)構(gòu)特征也比較符合塑件的各方面要求。該制品綜合性能好，以及尺寸精度也不錯(cuò)，而且表面質(zhì)量相對(duì)較低。
圖2-1 下蓋塑件二維圖
2.3.1 下蓋的尺寸
塑件的最大外形尺寸長(zhǎng)x寬的為402mmx214mm，塑件最小尺寸達(dá)到1mm，塑件中最小孔的直徑為2.8mm，塑件中圓角相對(duì)較多，其中最小的圓角直徑是6mm，最大的圓角直徑是38mm，塑件最小厚度尺寸是1mm。塑件的型芯型腔部分要完全符合塑件的內(nèi)外表面要求尺寸，這樣才能制造出良好的產(chǎn)品。
2.3.2 下蓋的各項(xiàng)尺寸精度
該塑件尺寸相對(duì)較大，其收縮變形量就會(huì)變大，尺寸的精度就很難達(dá)到很高，且該塑件圖未標(biāo)注尺寸精度，為了達(dá)到一定的工藝效果，從表2-2選用合理地公差等級(jí)，以適用、夠用、方便、方便模具加工為原則，選擇精度時(shí)選較低精度等級(jí)MT5。
表2-2 常用材料成型塑件尺寸公差等級(jí)的選用
材料代號(hào)
成型材料
公差等級(jí)
未注公差等級(jí)
高精度
一般精度
ABS
（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）共聚物
MT2
MT3
MT5
2.3.3 下蓋的表面粗糙度
下蓋的表面各部分的表面粗糙度要求不一樣。由于下蓋的外部結(jié)構(gòu)會(huì)與手接觸，要求手感舒適，所以外部的表面粗糙度高于內(nèi)部粗糙度，外部粗糙度為Ra，還需注意其他一些工藝缺陷，如造成飛邊、縮孔、毛刺、留痕等等缺陷。一般情形下，塑件表面粗糙度要求要比模具的高1~2級(jí)。因此塑件的表面粗糙度選擇Ra，模具的型芯型腔為Ra。
2.3.4 脫模斜度
下蓋塑件在冷卻的過(guò)程中，由于塑件在收縮過(guò)程中，包緊力增大，會(huì)讓塑件包緊在模具的型芯上或者模具的型腔中的某些凸起部分上。為了防止下蓋塑件粘在型芯上，方便下蓋塑件能順利的從模具中脫出，在脫模方向上塑件內(nèi)外表面都應(yīng)該設(shè)計(jì)一定的傾斜角度。
查表2-2中的資料得到，ABS的脫模斜度為：型腔°；型芯' 30′~40′。在本次設(shè)計(jì)下蓋中就有3°的斜角，所以型腔和型芯的脫模斜度都大于ABS所要求的斜度，其余設(shè)置脫模斜度為30′。
表2-2 塑料制品精度等級(jí)的選用
塑料名稱
脫模斜度
型腔
型芯
聚乙烯（PE）、聚丙烯(PP)、軟聚氯乙烯（SPVC）、聚酰胺（PA）、氯化聚醚（CPT）
硬聚氯乙烯（HPVC）、聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSU）
聚苯乙烯（PS）、有機(jī)玻璃（PMMA）、ABS、聚甲醛（POM）
熱固性塑料
3 注射機(jī)的選用
3.1 注射機(jī)的初選
注射機(jī)是用于成型模具的重要設(shè)備，注射機(jī)根據(jù)不同特征可以分成多種注射機(jī)，根據(jù)注射裝置可以分為臥式注射成型機(jī)、立式注射成型機(jī)、角式注射成型機(jī)以及多模注射機(jī)等。選擇注射機(jī)時(shí)需要考慮多種因素，然后選擇最佳注射機(jī)機(jī)型。注塑機(jī)的選擇須與模具的大小相適應(yīng)，注塑機(jī)過(guò)大或過(guò)小都難以生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，因此要進(jìn)行計(jì)算選取注射機(jī)。
3.1.1 計(jì)算塑件的體積
利用UG8.0該三維軟件建模出下蓋的三維圖形如圖3-1所示，再通過(guò)軟件中的計(jì)算體積功能計(jì)算得出下蓋塑件的體積：V1=221403mm3
又因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)會(huì)留有一定的凝料，占據(jù)一部分體積，根據(jù)塑件體積大致為澆注系統(tǒng)體積的30％得到V2=30％V1＝66420.9mm3
故一次注射成型所需要的塑料總體積：V=V1+V2=287823.9mm3
圖3-1下蓋注塑模三維圖
3.1.2 計(jì)算下蓋塑件的質(zhì)量
查《塑件成型方案擬定與模具設(shè)計(jì)》一書可知ABS的密度在一個(gè)范圍：g/cm3內(nèi)，本次設(shè)計(jì)中取密度為1.05g/cm3。因此可以計(jì)算出塑件的質(zhì)量為：。
澆注系統(tǒng)凝料質(zhì)量為：
69.7（g）。
下蓋塑件加上該澆注系統(tǒng)凝料質(zhì)量得到總的質(zhì)量為：
3.1.3 選用合適的注射機(jī)
在上一步中已經(jīng)知道了塑件的體積V1和凝料的體積V2，以及塑件和凝料的總體積V=287.8cm3。
查[22].屈華昌、吳夢(mèng)陵.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社，2014.8中表5-1注射成型機(jī)注射部分的基本參數(shù) 初選XS-ZY-1000型螺桿式注射成型機(jī)。XS-ZY-1000型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)如下表3-1所示。
表3-1 XS-ZY-1000型螺桿式注射成型機(jī)主要參數(shù)
項(xiàng)目
參數(shù)
項(xiàng)目
參數(shù)
理論注射量
1000 cm3
最小模具厚度
300mm
注射壓力
121MPa
定位孔的直徑
鎖模力
4500kN
噴嘴球半徑
SR18mm
拉桿內(nèi)間距
650mmX550mm
噴嘴孔直徑
最大模具厚度
700mm
注射行程
260mm
最大開合模行程
700mm
3.2 注射機(jī)的終選
注射機(jī)終選時(shí)需要對(duì)注射量的校核、模具閉合高度的校核、模具安裝部分的校核、模具開模行程的校核、鎖模力的校核、注射壓力的校核。
3.2.1 注射量的校核
進(jìn)行注射量的校核時(shí)可以根據(jù)公式：
（3.1）
式（3.1）中 ；
前面計(jì)算出塑件及澆注系統(tǒng)的總體積為V=287.8cm3 ，注射機(jī)的理論注射量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該體積，因此注射量滿足使用要求。
3.2.2 模具閉合高度的校核
進(jìn)行模具閉合高度的校核時(shí)可以利用最大最小閉合高度進(jìn)行校核，即公式：
（3.2）
從繪好的裝配圖中我們可以得到該套模具的閉合高度，由表3-2得到注射機(jī)的最大模具厚度為，而最小模具厚度為，該套模具的閉合高度在注射機(jī)的模具厚度之間，因此，滿足要求。
3.2.3 模具安裝部分的校核
該套模具的最大外形尺寸的長(zhǎng)X寬為：600mmX550mm
注射成型機(jī)拉桿內(nèi)間距為650mmX550mm
該套模具的最大外形尺寸小于注射成型機(jī)拉桿內(nèi)間距，所以滿足要求。
該套模具的澆口套的球面半徑為滿足要求。
該套模具的澆口套的小端直徑為，滿足要求。
3.2.4 模具開模行程的校核
模具開模行程等于制件的推出距離、塑件的高度以及側(cè)抽芯在開模方向的距離的總和小于注射機(jī)移模的距離。其公式為：
（3.3）
該公式（3）中各字母的含義：
代入數(shù)據(jù)后得到：
滿足要求。
3.2.5 鎖模力的校核
鎖模力的校核就是利用注射機(jī)的額定鎖模力大于脫模時(shí)的力，可以利用如下公式進(jìn)行校核：
（3.4）
該公式（3.4）中各字母的含義：
將各項(xiàng)數(shù)據(jù)代入上述公式（3.4）后得到：
F=4500kN>996kN，滿足要求。
3.2.6 注射壓力的校核
上述中已經(jīng)得到注射機(jī)的額定注射壓力，再通過(guò)計(jì)算得到注射成型時(shí)所需要的注射壓力，當(dāng)注射所需要的注射壓力小于額定注射壓力時(shí)，該注射壓力就滿足要求，可以利用如下公式進(jìn)行校核：
（3.5）
該公式（3.5）中各字母的含義：
將各項(xiàng)數(shù)據(jù)代入上述公式（3.5）后得到：
滿足要求。
選擇使用XS-ZY-1000型螺桿式注射機(jī)完全符合該套模具的各項(xiàng)要求。
4 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是對(duì)整套模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包含了多種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。第一分型面的選擇，即塑件在什么部位進(jìn)行分型；第二 設(shè)計(jì)模具時(shí)型腔要做多少個(gè)，即模具中一次生產(chǎn)多少個(gè)塑件、如何分配位置、怎樣排列；第三 是冷卻水道結(jié)構(gòu)是什么和澆口放在分型面的哪里；第四 模具中工作的零件的外形尺寸的確定和設(shè)計(jì)；第五 側(cè)向分型機(jī)構(gòu)和抽芯機(jī)構(gòu)；第六 推出機(jī)構(gòu)如何選擇。
4.1 分型面的選擇
4.1.1 型腔數(shù)目的確定
由型腔數(shù)目的多少可將模具分為單型腔模具和多型腔模具，單型腔模具和多型腔模具相比有許多的有點(diǎn)，但也有其缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)有：塑件的尺寸和形狀變化較小或者不變化、需要的工藝條件控制起來(lái)相對(duì)較容易許多、模具制造時(shí)需要花費(fèi)的成本低、用時(shí)短；缺點(diǎn)是：大批量生產(chǎn)時(shí)，多型腔便于對(duì)模具的形式的安排，以及生產(chǎn)率高、成本低。綜合分析下蓋塑件圖，其外型尺寸為402mmX214mm，精度要求不高，而且屬于相對(duì)較大的塑件，該塑件的結(jié)構(gòu)左右兩邊都有相同的結(jié)構(gòu)，屬于對(duì)稱的塑件，故選擇一模一腔結(jié)構(gòu)。
4.1.2 分型面分析
(1) 方案一
分型面選在塑件的最大的面積的部位，就像圖4-1那樣。
方案一的好處有以下幾點(diǎn)：
（1）只設(shè)置單獨(dú)一個(gè)分型面，可以用兩板式的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易懂。
（2）從上面的側(cè)方進(jìn)行進(jìn)料時(shí)能夠不影響到塑件的表面粗糙度，并且料流的距離很近，壓力可以保持穩(wěn)定，不易流失。
方案一差的地方有以下幾點(diǎn)：
（1）主流道中的凝料不容易拿出模具，所以開模時(shí)需要的力很大，不容易開模。
（2）冷卻系統(tǒng)安放在哪都不利于冷卻塑件，同時(shí)在運(yùn)用的過(guò)程中還會(huì)阻礙其他結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，模具體積也會(huì)大許多。
（3）開模的時(shí)候塑件的包緊力會(huì)很大，這會(huì)導(dǎo)致塑件在脫模時(shí)改變?cè)械男螤睢?
圖4-1 一個(gè)分型面
(2) 方案二
不同于方案一，方案二采用兩個(gè)分型面進(jìn)行分型，其分型面位置如圖4-2所示。
方案二的好處有以下幾點(diǎn)：
（1）該塑件的側(cè)抽芯的距離很短，開模時(shí)的距離也很??；
（2）第一個(gè)分型面分型時(shí)取出澆注系統(tǒng)中的凝料，第二個(gè)分型面分型時(shí)進(jìn)行側(cè)抽芯和推出塑件，方便凝料的取出；
（3）冷卻系統(tǒng)安裝的位置更加便于達(dá)到好的效果；
（4）推出塑件時(shí)很穩(wěn)定，塑件變形小或者沒(méi)有變形。
綜合分析了上面說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，最終選擇方案二作為最終方案。
圖4-2 兩個(gè)分型面
4.1.3 型腔和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式的確定
型腔內(nèi)部相對(duì)較大但相對(duì)不是很復(fù)雜，故使用整體式型腔，型芯相對(duì)較 復(fù)雜，故使用組合式的型芯結(jié)構(gòu)，其具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：
（1）控制溫度時(shí)，能夠簡(jiǎn)便有效，在進(jìn)行冷卻降溫時(shí)效果也好；
（2）零件損壞時(shí)拆裝比較方便，故更換也方便；
（3）制造一套模具所耗費(fèi)的時(shí)間短。
型腔和型芯的固定時(shí)采用的方式：臺(tái)肩式，其具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：
（1）誤差不容易產(chǎn)生，所以產(chǎn)品好
（2）制作臺(tái)肩式穩(wěn)固性能強(qiáng)，容易裝上模具
4.1.4 塑件在模具中的位置
本次設(shè)計(jì)的下蓋塑件側(cè)邊有一個(gè)的孔存在，需要有側(cè)抽芯的機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行做出孔，所以會(huì)占據(jù)一些尺寸，但尺寸不大，所以塑件仍舊可以放在模具中心進(jìn)行注塑成型。
4.2 注塑模澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注塑模具的澆注系統(tǒng)主要由主流道、分流道、澆口、以及冷料穴這四個(gè)通道連結(jié)起來(lái)的一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的通道，各部分的作用很明確，其主要作用是將熔融后的塑料添加到模具型腔中，使其能成型。模具的澆注系統(tǒng)作為本次設(shè)計(jì)的重要部分，塑件的成型好與壞和模具的澆注系統(tǒng)有著巨大的關(guān)系。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要注意好幾個(gè)方面：
（1）對(duì)塑件熔融后的流動(dòng)性能要清楚、溫度的變化也要掌握的非常仔細(xì)；
（2）澆口的位置很重要，澆口的好壞直接影響到熔接痕的產(chǎn)生與否；
（3）熔融塑件在澆注系統(tǒng)中停留的時(shí)間越短越好，因此流程要選擇最短的；
（4）澆注系統(tǒng)使用過(guò)后可能會(huì)出現(xiàn)一些瑕疵，因此需要設(shè)計(jì)的便于修整。
4.2.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)塑料制品的外觀、性能和成型難易程度等有很大影響，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是對(duì)主流道的計(jì)算和分布，分流道的計(jì)算，澆口的選擇以及冷料穴的分布等四個(gè)方面的設(shè)計(jì)規(guī)劃。
4.2.2 主流道的設(shè)計(jì)
主流道是指連結(jié)注射機(jī)噴嘴與分流道的一個(gè)流動(dòng)通道，它一般是裝在澆口套當(dāng)中進(jìn)行使用，它是熔體最先經(jīng)過(guò)模具的部分。不管是在立式還是臥式的注射機(jī)，主流道的分布都是與分型面相垂直分布的，這樣有利于熔體的順利充模。主流道設(shè)計(jì)為有斜度的錐型結(jié)構(gòu)，主要是為了將凝料從模具中取出，本次設(shè)計(jì)這個(gè)主流道的錐度為3°，流道的表面粗糙度一般取值在，所以選擇表面粗糙度為，其材料選擇使用T10A，熱處理淬火到硬度為。查《注塑模具設(shè)計(jì)原則，要點(diǎn)及實(shí)例解析》130頁(yè)得到其他的一些重要的尺寸確定能夠利用下面所用的公式計(jì)算得到：
流道進(jìn)端口截面直徑：d=4~8mm，取d=4mm;
澆口套凹球面半徑:Sr=SR+(1~2)，取Sr=19mm;
凹球面深度:L2=3~5mm，取L2=3;
澆口套圓錐孔小端直徑: d1=d+（0.5～1）=7.5+0.5mm=8mm；
對(duì)接內(nèi)錐孔的小直徑:D=d+(0.5~1)=8mm;
4.2.3 分流道的設(shè)計(jì)
分流道是塑料熔體流入模具的一個(gè)必經(jīng)通道，這個(gè)通道一端連接主流道最后一端，另一端連接在澆口上，其主要的功能是讓熔體有正確的流經(jīng)方向，同時(shí)讓模具中每個(gè)型腔都能被熔體填充滿。設(shè)計(jì)的原則有幾個(gè)：熔體的熱量以及壓力在流經(jīng)各個(gè)通道時(shí)可能會(huì)造成損失，在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量減少損失；進(jìn)料時(shí)要使熔體的速度穩(wěn)定，達(dá)到同時(shí)充滿型腔和同時(shí)凝固是最好的，這樣成型的塑件才會(huì)達(dá)到高的精度和表面粗糙度。根據(jù)這些設(shè)計(jì)原則，分流道的形狀采用梯形；分流道的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)的短一點(diǎn)，繞的彎少一點(diǎn)，壓力和熱量才能保持原來(lái)的大小，塑件面積較大，流過(guò)的距離非常長(zhǎng)，故采用多流道的分流道；該塑件外部輪廓屬于矩形狀的，故采用一字圖形布置分流道的位置，排列時(shí)要使其間距小、其長(zhǎng)度短、對(duì)稱排布。分流道的表面粗糙度不能太低也不用非常高，取就合適了。
（1）分流道截面尺寸的計(jì)算
水平的分流道的計(jì)算可以采用經(jīng)驗(yàn)公式求出來(lái)，但需要知道塑件的壁厚、質(zhì)量等量，由給出的圖紙可以知道壁厚最大為2mm，小于3mm;塑件質(zhì)量為232.5g，大于200g，所以得到：
（4.1）
（4.2）
公式中字母含義為：
由上面計(jì)算得到m=232.5g，L=25mm將各值代入之后得到：
梯形的小底邊的尺寸計(jì)算：梯形斜度取10°，根據(jù)梯形的特征可以有如下的公式：
（4.3）
將梯形的分流道的上底邊和高度進(jìn)行圓整后得到
（2）垂直分流道的計(jì)算
垂直分流道選擇圓形形狀，圓形的分流道阻力小，取出凝料時(shí)也很方便，根據(jù)梯形水平分流道的長(zhǎng)度和高處，最后選擇直徑為6mm的圓形分流道。其形式如圖4-3所示：
4.2.4 澆口的設(shè)計(jì)
澆口是澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)最后需要設(shè)計(jì)的部分，它是處于分流道和型腔之間的一段流道，澆口設(shè)計(jì)的大小尺寸直接關(guān)系到熔體的流動(dòng)速度，而且還能達(dá)到快速地充滿型腔的效果。設(shè)計(jì)時(shí)為了讓熔融塑料的冷卻時(shí)間縮短，減少塑料熔體從新流入流道，澆口的尺寸要短小一些，同時(shí)能夠容易進(jìn)行與產(chǎn)品分開，同時(shí)還不會(huì)導(dǎo)致熔接痕的出現(xiàn)，又由于本次模具為一模一腔結(jié)構(gòu)形式，且塑件具有相對(duì)較大的表面積，因此特別需要大的流量，以便快速使熔體充滿型腔。綜上所述，因此選擇點(diǎn)澆口形式進(jìn)行進(jìn)料。
（1）澆口位置的選擇原則有以下幾點(diǎn)：
1）澆口位置選擇在分型面上更加容易取出凝料，方便脫模；
2）澆口位置選擇在塑件具有最大壁厚的地方，這樣可以防止塑件損傷的可能；
3）澆口不要選擇在有特別細(xì)長(zhǎng)型芯的地方，這樣不容易分離塑件；
4）澆口位置的選擇要考慮到排氣的問(wèn)題，設(shè)計(jì)時(shí)要讓型腔的排氣順暢；
5 ）制品外觀的表面質(zhì)量和精度很重要，在選擇澆口位置時(shí)不要出現(xiàn)這種情況，上面講述到的個(gè)別原則可能會(huì)互相產(chǎn)生沖突和矛盾，設(shè)計(jì)時(shí)能夠最大化的滿足其中一些要求，做出性能好的產(chǎn)品就可以了。所以綜合考慮上面所說(shuō)的這些原則后，澆口位置選擇在塑件的底部壁厚的地方，
（2）點(diǎn)澆口的尺寸計(jì)算
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第三版屈華昌主編的第110頁(yè)可以確定出澆口選擇為有一個(gè)小臺(tái)階的形式，澆口長(zhǎng)l為1.5mm，直徑d為1.5mm,如圖4-3所見：
圖4-3 澆口形式及尺寸
4.2.5 冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴是為了防止冷卻的凝料流入型腔中，造成塑件熔體充模困難，速度減慢而設(shè)置的一個(gè)存儲(chǔ)冷料的空間，冷料穴位置分布在主流道的末端。 冷料穴總共有四種分類形式：底部帶推桿的冷料穴、推板推出的冷料穴、無(wú)拉料桿的冷料穴、分流道冷料穴。 本設(shè)計(jì)中，采用點(diǎn)澆口形式的澆注系統(tǒng)，并且為三板式模具，因此本次設(shè)計(jì)不允許有拉料桿的存在，因?yàn)槔蠗U的存在會(huì)阻礙定模部分進(jìn)行分型，模具也無(wú)法正常注塑。主流道冷料穴的設(shè)計(jì)：本次下蓋設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口，有兩個(gè)分型面存在的模具，模具中有推料板的存在，就將冷料穴放在推料板上，采用半徑為5的半球形冷料穴，如圖4-3；
分流道冷料穴的設(shè)計(jì)：分流道的冷料穴的設(shè)計(jì)就是在分流道的最后再增加一些長(zhǎng)度，冷料穴的各項(xiàng)尺寸和分流道的外形尺寸一樣，長(zhǎng)度增加10mm。
4.3 澆口套的設(shè)計(jì)
澆口套是指連接模具與注塑機(jī)噴嘴的中間環(huán)節(jié)，主流道就是裝在澆口套的內(nèi)部孔中，澆口套可以起到定位的作用，同時(shí)澆口套在模具中禁止轉(zhuǎn)動(dòng)，因此也需要進(jìn)行固定。澆口套應(yīng)該選擇優(yōu)質(zhì)鋼材加工，澆口套選擇標(biāo)準(zhǔn)件，材料選擇T10A鋼，熱處理要求淬火28～32HRC。查《塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》楊占堯58頁(yè)本設(shè)計(jì)澆口套具體尺寸為，如，6-1所示情況。
圖4-4 澆口套形式及尺寸
5 注塑模成型零件的設(shè)計(jì)
注塑模成型零件的設(shè)計(jì)就是對(duì)凸模、凹模和一些側(cè)型芯的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的這些零件就是成型零件，成型零件的精度和尺寸外形直接關(guān)系到塑件的精度和尺寸大小，因此成型零件的設(shè)計(jì)非常重要。
5.1 型芯、型腔工作尺寸的計(jì)算
5.1.1 模具成型零件的制造誤差
制造誤差就是成型零件在加工制造過(guò)程中造成的誤差，制造誤差的大小直接決定塑件的成型是否合格，因此制造誤差要盡量避免。在進(jìn)行型腔型芯等成型零件的計(jì)算時(shí)制造公差一般選取塑件的總公差的 1/3或者 1/4倍，設(shè)成型零件的制造公差為。
5.1.2 模具安裝配合的誤差
模具中各個(gè)零件進(jìn)行加工時(shí)會(huì)存在一定誤差，分型面由于注塑壓力的影響會(huì)有些許脹開而產(chǎn)生誤差，分型面上由于上一次注塑殘留下殘?jiān)斐烧`差，還有各部件配合時(shí)留有的間隙的誤差，裝配誤差就是上述這些誤差之和。計(jì)算型芯型腔徑向尺寸時(shí)選擇公差值 要在上述各誤差之和范圍內(nèi)才是最好的，本次計(jì)算中ABS的收縮率是一個(gè)范圍，故取收縮率為平均收縮率進(jìn)行計(jì)算。
5.2 確定整體式型腔的外形尺寸
整體式型腔外形尺寸的確定需要綜合考慮多種情況，首先需要考慮耐高壓，即需要有足夠的強(qiáng)度和剛度，注塑時(shí)注射機(jī)的注射壓力大；其次需要保證與塑件能夠配套使用；第三是要不阻礙其他機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于整體式型腔外形尺寸的計(jì)算我們可以采用兩種方法進(jìn)行計(jì)算，第一是經(jīng)驗(yàn)法，經(jīng)驗(yàn)法計(jì)算簡(jiǎn)單；第二種是計(jì)算法，計(jì)算法計(jì)算相對(duì)較復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中大多采用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行計(jì)算。故在本次下蓋模具設(shè)計(jì)中采用經(jīng)驗(yàn)法對(duì)整體式型腔的外形尺寸進(jìn)行計(jì)算。查《塑料成型方案擬定與模具設(shè)計(jì)》第277頁(yè)得到本次下蓋設(shè)計(jì)時(shí)整體式型腔的材料選用Cr12，經(jīng)過(guò)淬火處理后硬度為54~58HRC。
5.2.1 確定整體式型腔的長(zhǎng)、寬尺寸
本次下蓋模具設(shè)計(jì)采用一模一腔結(jié)構(gòu)，型腔屬于矩形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部相對(duì)復(fù)雜。型腔深度和型腔壁厚成正比；型腔的外部尺寸設(shè)置成與其他板的尺寸一樣，設(shè)計(jì)為600mmx450mm長(zhǎng)和寬,內(nèi)部尺寸與要成型的塑件尺寸一致。
5.2.2 整體式型腔的高度尺寸的確定
本設(shè)計(jì)中，型腔的厚度主要由塑件的厚度和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)以及澆注系統(tǒng)決定，在取厚度值時(shí)要綜合考慮這幾個(gè)方面的因素，盡量取小點(diǎn)，流道也會(huì)減少。經(jīng)過(guò)分析得到凹模除型腔外其底部厚度的尺寸為Wa=42.2mm。在達(dá)到開合模的可能時(shí)，整體式型腔總體厚度尺寸選擇H=60mm。
5.2.3 其他設(shè)計(jì)要點(diǎn)
（1）分型面封料時(shí)， 主流道與分流道間需要設(shè)置一些空間，因?yàn)榉饬蠒r(shí)凝料會(huì)多余，留有空間給這些凝料；
（2）模具各成型結(jié)構(gòu)要安排合理的位置，防止產(chǎn)生干涉的現(xiàn)象；
（3）冷卻水道在進(jìn)行冷卻作用時(shí)，用于緊固作用的螺釘和推出的裝置不能妨礙到冷卻水道進(jìn)行冷卻而達(dá)不到好的冷卻效果；
（4）模具外形尺寸要設(shè)計(jì)合理，其中長(zhǎng)和寬的尺寸要在2的比例之內(nèi)才能符合要求，分流道的尺寸也要合理，過(guò)大過(guò)小都會(huì)造成模具運(yùn)行的不順暢。通過(guò)上面分析后查資料，本次下蓋注塑模設(shè)計(jì)模具整體式型腔長(zhǎng)*寬*高=600mm×450mm×60mm。
5.2.4 整體式的型腔表面粗糙度
塑件的表面粗糙度和型腔的表面粗糙度是緊密相連的，兩個(gè)粗糙度需要設(shè)計(jì)的一樣，只要確定一下其中一個(gè)就可以了。 凹模成型表面粗糙度可以取粗糙度范圍為之內(nèi)，本次下蓋模具設(shè)計(jì)選取粗糙度；配合表面粗糙度為；其余表面為。
5.3 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3.1 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在選擇型芯時(shí)，要考慮到塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，型芯是用于成型塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個(gè)成型零件，型芯的精度直接與塑件的精度相一致，因此型芯的精度就選擇與塑件的一樣就好了，型芯有兩種形式的結(jié)構(gòu)可供選擇，該下蓋塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較多分塊結(jié)構(gòu)型芯相對(duì)較復(fù)雜，如果采用小型芯的話就會(huì)造成內(nèi)部極其復(fù)雜，同時(shí)精度也不能很好的保證，故采用整體嵌入式型芯，公差配合取H7/m6。
5.3.2 型芯的緊固
本次下蓋模具設(shè)計(jì)中整體嵌入式型芯采用通孔臺(tái)肩式，然后內(nèi)六角圓柱頭螺釘緊固，查《塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》楊占堯主編第98頁(yè)選取規(guī)格為M30內(nèi)六角平頭螺釘和圓柱銷緊固動(dòng)模板和支承板。
5.4 成型零件的尺寸計(jì)算
下蓋用的材料為ABS，上述中已經(jīng)查出ABS的平均收縮率為0.8%。分析塑件所給的尺寸公差，得出模具的制造公差可以是各項(xiàng)尺寸計(jì)算過(guò)程如表5-1所列出的。
表5-1 成型零件的尺寸計(jì)算
已知條件：平均收縮率;模具的制造公差取;修正系數(shù)取0.5
類別
零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯工作尺寸
型芯徑向尺寸計(jì)算
型芯
小型芯
型腔徑向尺寸計(jì)算
型腔
型腔深度尺寸計(jì)算
型芯高度尺寸計(jì)算
中心距計(jì)算
6 注射模結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)
6.1 模架的設(shè)計(jì)
6.1.1 模架的選用
現(xiàn)在普遍使用標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，使用標(biāo)準(zhǔn)模架可以節(jié)省財(cái)力和物力。模架的選擇首先得考慮到設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)塑件的尺寸大小得到的型腔和型芯的尺寸結(jié)構(gòu)，其次要考慮到前面選擇的澆注系統(tǒng)的形式，第三還要考慮脫模所需要的空間，第四還要考慮到側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的行程，綜合這些情況后才能夠確定標(biāo)準(zhǔn)模架的長(zhǎng)和寬以及厚度。設(shè)計(jì)過(guò)程中選擇零件時(shí)要查標(biāo)準(zhǔn)選取零件，選用模架時(shí)也要這樣。本次下蓋的設(shè)計(jì)中，模具采用了一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，澆口形式采用點(diǎn)澆口，內(nèi)部還設(shè)置一個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，同時(shí)采用推板和推桿同時(shí)推出。
標(biāo)準(zhǔn)模架選擇步驟如下：
（1） 本次設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，同時(shí)需要進(jìn)行斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯，故選擇基本型A4型點(diǎn)澆口模架組合形式。
（2）確定型腔壁厚
查《塑件成型方案擬定與模具設(shè)計(jì)》熊建斌主編232頁(yè)表8-1得到型腔壁厚的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為
（3）計(jì)算型腔模板周界尺寸。
型腔模板的長(zhǎng)度計(jì)算公式為
型腔模板的寬度計(jì)算公式為
公式中 L——型腔模板的長(zhǎng)度（mm）;
N——型腔模板的寬度（mm）;
S——型腔至模板邊緣壁厚；
A——型腔長(zhǎng)度（mm）;
B——型腔寬度（mm）。
4）經(jīng)過(guò)取標(biāo)準(zhǔn)值得到模板周界尺寸L*N=600mm*450mm
5）模板厚度選擇得到為A板厚度為40mm，B板厚度為60mm，C板厚度為100mm
6）選擇模架尺寸中的定模座板尺寸和動(dòng)模座板尺寸分別為60mm和45mm
6.1.2 動(dòng)、定模板開框尺寸的設(shè)計(jì)
開框是模具設(shè)計(jì)中用于裝配內(nèi)模鑲件的凹坑，這個(gè)凹坑開在動(dòng)模板和定模板的內(nèi)部，有通框和不通框兩種類型可以供選擇。
開框的大小形狀確定
開框的大小形狀和內(nèi)模鑲件的大小尺寸是一樣的，其公差配合取H7/m6。
開框的深度尺寸的確定
本次下蓋設(shè)計(jì)中，內(nèi)部有突起的部分超出外邊緣的尺寸為0.2mm，分型面設(shè)計(jì)在外邊緣上，動(dòng)模板和定模板上開框的總尺寸就是型腔的內(nèi)部尺寸加上0.2mm，即15.8mm+0.2mm=16mm。
6.2 模架中其他結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)
6.2.1 定位圈
定位圈可以使模具澆口套與注塑機(jī)料筒噴嘴固定在同一垂直線上，定位圈將模具初定位在注塑機(jī)上，同時(shí)定位圈也可以起到壓緊的作用，將澆口套壓緊在模具上。定位圈本設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)件，《塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》楊占堯57頁(yè)，規(guī)格為 。
圖6-1 定位圈
6.2.2 限位釘
限位釘用于限定位置，讓合模時(shí)在指定位置停止運(yùn)動(dòng)，能阻止推桿底部接觸模具底部而受到損傷。本次設(shè)計(jì)選擇限位釘?shù)耐庑纬叽鐬椤?
圖6-2 限位釘
6.2.3 緊固螺釘
本次設(shè)計(jì)中，選擇內(nèi)六角圓柱頭螺釘為緊固模具的緊固件，內(nèi)六角圓柱頭螺釘屬于標(biāo)準(zhǔn)件，根據(jù)板的不同厚度選擇不同的螺釘直徑，查《塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》第98頁(yè)，連接方鐵、模具底板和動(dòng)模板的固定選擇規(guī)格為M的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，模具底板和方鐵的固定選擇規(guī)格為的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，推桿固定板和推桿底板的固定選擇規(guī)格為的內(nèi)六角圓柱頭螺釘′。
6.2.4 彈簧
本次設(shè)計(jì)中采用三板式模具結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行二次分型，第一次分型依靠彈簧的彈力分開定模座板和定模板，完成第一次分型過(guò)程，因此彈簧的壓力需要大過(guò)兩板間的力，由[14].楊占堯.塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.6，第110頁(yè)表6-17選擇彈簧外徑40mm，直徑為6mm的圓柱形彈簧。
6.2.5 定距螺釘
定距螺釘定距的長(zhǎng)度根據(jù)凝料的長(zhǎng)度確定其長(zhǎng)度，凝料的長(zhǎng)度由澆口套中主流道和垂直分流道的長(zhǎng)度確定，由前面澆口的計(jì)算得到主流道的長(zhǎng)度為65mm,分流道的長(zhǎng)度為42.2mm ，本次設(shè)計(jì)的模具中凝料總的長(zhǎng)度為107.2mm，定距尺寸要大于凝料尺寸，故設(shè)計(jì)的定距螺釘能夠伸長(zhǎng)的距離取108mm，選擇直徑為20mm的內(nèi)六角平頭螺釘，頭部用螺母和墊片限定距離。螺母用M20。
7 注塑機(jī)脫模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
脫模系統(tǒng)就是幫助塑件從型芯和型腔中脫離的機(jī)構(gòu)，有了脫模系統(tǒng)可以防止塑件包緊在塑件中取不出來(lái)的情況，好的脫模機(jī)構(gòu)還可以保證塑件的精度和性能，脫模系統(tǒng)有幾部分組成，有用于推出塑件的零件——推桿、推管；有讓模具恢復(fù)原位的零件——復(fù)位桿以及對(duì)這些零件進(jìn)行固定的零件——緊固螺釘。在設(shè)計(jì)脫模系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)設(shè)計(jì)原則：
（1）開模時(shí)，塑件需要跟隨動(dòng)模一起運(yùn)動(dòng)，塑件需留在動(dòng)模的那邊
（2）推出零件要合理分布、受力均勻，這樣才能使塑件不會(huì)變形
（3）各零件的位置要互不干涉，以防運(yùn)動(dòng)時(shí)受到阻礙
（4）固定的零件要可靠，這樣才能保證合模時(shí)找到正確的位置
7.1 脫模力的計(jì)算
塑件具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，當(dāng)塑件冷卻后就會(huì)收縮包緊在型芯上，塑件包裹在型芯上的了就是脫模時(shí)需要克服的力——脫模力。一般來(lái)說(shuō)，在塑件移動(dòng)之前有一個(gè)臨界點(diǎn)的力，這個(gè)力就是最大的脫模力，因此計(jì)算最大力就可以計(jì)算得到脫模力。
7.1.1 利用以下公式對(duì)側(cè)型芯脫模力進(jìn)行計(jì)算
（7.1）
下面各字母的含義為：
根據(jù)塑件為ABS，查《模具設(shè)計(jì)大典》406頁(yè)表9.6-2選取得到：
代入公式后得到：
7.1.2 主型芯脫模力計(jì)算
屬于壁厚件，h=16mm，則由主型芯脫模力計(jì)算公式得
總脫模力等于各脫模力之和，總脫模力為：
7.2 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
推出機(jī)構(gòu)有許多種選擇，使用最多的推出機(jī)構(gòu)有推桿推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)，而不常用的推出機(jī)構(gòu)有推管推出機(jī)構(gòu)、定模推出機(jī)構(gòu)、螺紋自動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)等。本塑件外形尺寸邊緣不是很規(guī)則，所以采用推件板加推桿的推出機(jī)構(gòu)，推件板將塑件在邊緣推出，推桿分布在塑件的內(nèi)部，這樣推力才均勻， 推板和推桿的制作工序簡(jiǎn)便，安裝快捷，拆換也很簡(jiǎn)單，推出塑件的力也很均勻?！?
7.2.1 推桿位置的設(shè)計(jì)
對(duì)于推桿的位置，我們應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
（1）推桿作用時(shí)力要用在塑件需要用到的地方，即設(shè)在力大的部位；
（2）推桿數(shù)量的設(shè)置要合理，每根推桿要對(duì)稱布置；
（3）該塑件各處有的地方剛度好強(qiáng)度好，有的地方不好，要先分析強(qiáng)度與剛度，從而選擇剛度好強(qiáng)度好的塑件位置布置推桿，以防止塑件被推桿損壞。
7.2.2 推桿的直徑
推桿需要有足夠的強(qiáng)度，因此推桿的直徑要選擇合理，這次設(shè)計(jì)的下蓋注塑模具包緊力屬于相對(duì)較大的情況，故推桿直徑要選擇大的直徑，查《塑料模具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)與范例》第37頁(yè)可以選擇出推桿的直徑。根據(jù)模具的質(zhì)量以及計(jì)算和校核后選擇直徑為10mm的圓推桿較為合適。
(1)推桿直徑計(jì)算
利用直徑來(lái)確定所用的公式：
（7.2）
利用直徑來(lái)校核所用公式：
（7.3）
上面各字母的含義為：
查《模具設(shè)計(jì)大典》手冊(cè)得到：
計(jì)算得到：
校核：
所以符合要求。
（2）推桿長(zhǎng)度計(jì)算
圖7-1 推桿外形尺寸
7.2.3 推桿固定形式及裝配要求
本次設(shè)計(jì)用于推出塑件的推桿用帶有臺(tái)階的圓的截面形式的推桿，該推桿有多種直徑形式選擇，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)臺(tái)肩的直徑要求是在推桿的直徑上增加4～6mm；推桿直徑安裝時(shí)采用間隙配合方式進(jìn)行安裝，安裝簡(jiǎn)便取出也方便，其配合公差采用H7/f7進(jìn)行配合。為了防止鑲件的損壞，故推桿要設(shè)計(jì)的長(zhǎng)一點(diǎn)，至少鑲件表面長(zhǎng)0.03～0.05mm之內(nèi)。推桿可能會(huì)卡死，這就需要留有一些間隙值，這個(gè)間隙值取0.5mm;推桿材料為45鋼，與型芯的配合部分表面粗糙度 0.8Ra。
7.3 推件板的設(shè)計(jì)
7.3.1 推件板厚度的計(jì)算
依據(jù)剛度條件計(jì)算，可以得到公式：
（7.4）
依據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算，可以得到公式為：
（7.5）
下面各字母的含義為：
查《模具設(shè)計(jì)大典》該手冊(cè)后得到：
綜合考慮了強(qiáng)度和剛度條件的情況下，再加上冷卻水道的直徑得到h=40mm，所以推件板的外形尺寸是
7.3.2 推件板位置的選擇
推件板主要就是將塑件從型芯上推出來(lái)，因此推件板放在型芯固定板與塑件之間的位置，加工后淬火硬度為54~58HRC。
7.3.3 推件板上的推桿設(shè)計(jì)
推件板的推出動(dòng)作需要由推桿提供推力，推件板和推桿是一個(gè)整體，推件板上的推桿要和在中間作用的推桿一起固定在推桿固定板上，推桿上攻出螺紋，推件板上攻出螺紋孔與螺桿配合，推桿和推件板就采用螺紋連接的方式連接其外形尺寸如圖7-2所示。
圖7-2 螺紋推桿外形尺寸
8 注塑模側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的下蓋塑件側(cè)邊有一個(gè)方孔，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)進(jìn)行側(cè)抽芯。側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中有側(cè)滑塊和斜導(dǎo)柱，側(cè)滑塊和斜導(dǎo)柱一起搭配使用。側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)中斜導(dǎo)柱和側(cè)滑塊可以同時(shí)安裝在定模，也可以同時(shí)安裝在動(dòng)模一側(cè)，或者一個(gè)安裝在動(dòng)模一個(gè)安裝在定模，但前提是兩者不能發(fā)生干涉現(xiàn)象。本次設(shè)計(jì)采用斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊同時(shí)安裝在動(dòng)模一側(cè)，斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)在定模板上，用板固定，防止松動(dòng)。側(cè)型芯滑塊設(shè)計(jì)在推件板的內(nèi)部設(shè)計(jì)的位置。
8.1 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
8.1.1 側(cè)抽芯距計(jì)算
抽拔距離為S，抽拔時(shí)所需要的最小開模行程為H，利用以下公式計(jì)算：
（8.1）
上面各字母的含義為：
根據(jù)塑件的圖可以得到，再增加一些多余的距離，取5mm，所以
8.1.2 斜導(dǎo)柱直徑的計(jì)算
側(cè)型芯抽芯時(shí)的方向和開模的方向垂直時(shí)，取，上面已經(jīng)求出側(cè)抽芯的脫模力，由以下公式求斜導(dǎo)柱所受彎曲力，則
(8.2)
查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》第200頁(yè)表10.2，查的斜導(dǎo)柱直徑為
8.1.3 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度的計(jì)算
(8.3)
上面的公式中，代入數(shù)據(jù)之后求得斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)為
其外形尺寸如圖8-1所示：
圖8-1 斜導(dǎo)柱外形尺寸
8.2 側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)
側(cè)滑塊的設(shè)計(jì)要根據(jù)塑件側(cè)抽芯位置確定，本次塑件側(cè)抽芯的方孔形狀就是側(cè)滑塊中小型芯的形狀，小型芯尺寸小而且結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，所以將型芯與側(cè)滑塊做成一個(gè)整體的形式，側(cè)滑塊和側(cè)型芯的粗糙度，配合精度為H7/m6，側(cè)滑塊其他尺寸的確定由斜導(dǎo)柱確定，材料選擇見表8-1，形狀如圖8-2：
表8-1 側(cè)滑塊側(cè)型芯的材料硬度選擇
名稱
材料
熱處理工藝后硬度
側(cè)滑塊
T10
58HRC
楔緊塊
T10
58HRC
斜導(dǎo)柱
20Cr
滲碳0.5~0.8mm，56~60HRC