II第1章前言1.1注塑模具在工業(yè)中的地位注塑模具是機(jī)械制造行業(yè)與高分子材料行業(yè)的一個(gè)交叉領(lǐng)域，既包含了機(jī)械制造相關(guān)的制造工藝學(xué)，也包含了高分子材料的成型工藝學(xué)，注塑模具包含了注塑模具的制造和塑料產(chǎn)品的注塑生產(chǎn)。注塑模具是把融化的高分子材料經(jīng)過充填、保壓、冷卻后凝固成型的制品生產(chǎn)出來。注塑模具在工業(yè)重占有非常重要的地位，現(xiàn)在人們的生活中與塑料制品密不可分，可以說沒有塑料制品和注塑模具的話，人類社會(huì)至少要倒退上百年。注塑模具與機(jī)械工業(yè)是一種密不可分，相互關(guān)聯(lián)的關(guān)系，生產(chǎn)注塑模具的機(jī)械工業(yè)設(shè)備中，很多都包含有塑料零件，注塑模具所生產(chǎn)制造出來的產(chǎn)品，其用于有可能也是用于對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)備中的。1.2模具發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向現(xiàn)今，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的逐漸進(jìn)步，工業(yè)化進(jìn)程的逐漸提高，機(jī)械制造領(lǐng)域逐步的細(xì)分，高精度機(jī)床的出現(xiàn)，對(duì)模具市場(chǎng)的整體需求實(shí)現(xiàn)了不斷的高速增長(zhǎng)。近幾年的發(fā)展?fàn)顟B(tài)呈現(xiàn)10-15%左右的增幅，隨著快速的發(fā)展，模具企業(yè)也實(shí)現(xiàn)的較大的變化，專業(yè)模具企業(yè)包括了國(guó)有企業(yè)、私營(yíng)企業(yè)、合資企業(yè)、外資企業(yè)。現(xiàn)在的模具企業(yè)密集區(qū)域主要分布在以“長(zhǎng)三角”一代的浙江、江蘇一代和“珠三角”東莞、深圳、珠海一代，這兩個(gè)區(qū)域代表了我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)的最高技術(shù)水平區(qū)域。模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是高中低技術(shù)性企業(yè)層次分明，逐步實(shí)現(xiàn)了模具領(lǐng)域的細(xì)分，比如電子電器模具企業(yè)，就專業(yè)生產(chǎn)該類制品的模具，如果是汽車儀表配件的，就專門生產(chǎn)汽車儀表類的零件，而家用日用品的企業(yè)又只生產(chǎn)日用品的制品，逐漸細(xì)分的領(lǐng)域，能夠保證資源利用的最優(yōu)化，同時(shí)發(fā)展自身優(yōu)勢(shì)來實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化進(jìn)程的最大盈利。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的加劇、未來的發(fā)展方向逐漸向著高效率、高精度、高損耗方向發(fā)展。依然會(huì)存在大魚吃小魚、小魚吃蝦米的局面，小的模具制造企業(yè)如果不能及時(shí)的提高自身的設(shè)計(jì)與制造水平，那么將會(huì)面臨關(guān)門倒閉或者是上游企業(yè)的吞并，隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)的提高與改革開放，國(guó)外高精尖的精密機(jī)床逐漸進(jìn)入國(guó)內(nèi)，未來的發(fā)展仍然會(huì)在比較久的時(shí)間內(nèi)依靠國(guó)外的進(jìn)口精密設(shè)備來實(shí)現(xiàn)精密模具的加工發(fā)展，我們?nèi)匀灰灾鞯娜パ芯磕＞呒庸ぶ圃斓木茉O(shè)備和儀器，更多的提高自主設(shè)計(jì)制造能力和水平才是發(fā)展之路。1.3注塑行業(yè)存在的問題我國(guó)的注塑模具在設(shè)計(jì)與制造的環(huán)節(jié)和國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家相比較而言，還有一定的差距，一直在模仿德國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家的制造經(jīng)驗(yàn)。通過發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，能夠快速的彌補(bǔ)我國(guó)注塑行業(yè)的不足之處。1.供給不均勻我國(guó)的發(fā)展區(qū)域主要是珠三角和長(zhǎng)三角區(qū)域、這里的技術(shù)比較前沿一些，相關(guān)的技術(shù)和資源、工藝裝備方面，在這兩個(gè)區(qū)域供給就比較方便，如果是其他地域的注塑模具，就會(huì)存在供給困難，這樣就造成了沿海地帶可以制造大型的、精密的、高強(qiáng)度、高壽命的模具，而其余地域的模具只能做一些低端的、粗糙的模具。非沿海地帶的模具制造企業(yè)在技術(shù)和工藝生產(chǎn)裝備上的提高更多的是依靠沿海地帶和國(guó)外資源配給，這就造成了供給不均勻的現(xiàn)象。2.人才資源以及科研能力弱模具行業(yè)是技術(shù)性行業(yè)，對(duì)人才的需求非常高，一個(gè)好的模具設(shè)計(jì)工程師，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就能極大的節(jié)約制造成本，如何上加工制造更加簡(jiǎn)單，需要從設(shè)計(jì)的源頭上著手，隨著越來越多的高精密模具的誕生，對(duì)復(fù)合型人才的需求也就越大，不然需要高級(jí)的模具從業(yè)人員需要具備專業(yè)水平，還需要具備相關(guān)其余輔助知識(shí)與管理知識(shí)，而高級(jí)的模具鉗工技術(shù)人才，也是企業(yè)裝配調(diào)試環(huán)節(jié)重要的組成之一，人才資源的培養(yǎng)與技術(shù)攻關(guān)在我國(guó)都現(xiàn)在比較薄弱一些。其次，在科研能力上，我國(guó)制造業(yè)雖然一直在穩(wěn)步的增長(zhǎng)，但是與我國(guó)在高鐵運(yùn)輸，工程基建上相比，明顯跟不上科研技術(shù)的投入，科研能力較弱，如果能投大力投入科研經(jīng)費(fèi)和科研人才的培養(yǎng)，那么必然可以提高模具制造行業(yè)的人才綜合水平。3.標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化程度低我國(guó)長(zhǎng)時(shí)間需要依靠國(guó)外的一些精密標(biāo)準(zhǔn)件，以及自動(dòng)生產(chǎn)線來實(shí)現(xiàn)模具的自動(dòng)化生產(chǎn)。模具企業(yè)之間各自經(jīng)營(yíng)，沒有形成一個(gè)整體的合作企業(yè)，每個(gè)企業(yè)都去開發(fā)適合自己企業(yè)的一些標(biāo)準(zhǔn)件，而沒有一個(gè)行業(yè)去合作統(tǒng)籌實(shí)現(xiàn)整個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，與國(guó)外的模具標(biāo)準(zhǔn)化自動(dòng)化企業(yè)相比，差距非常大，比較難去完成大型精密模具的設(shè)計(jì)與制造任務(wù)，和國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)的模具制造企業(yè)有較大的差距，對(duì)整個(gè)模具制造周期與模具成本的控制也比較困難。能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)模具制造行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化進(jìn)程是非常重要的。1.4注塑模具生產(chǎn)制造原理注塑模具一般采用剛性材料來制備，注塑模具的制造環(huán)節(jié)，一般是采用剛性材料在對(duì)應(yīng)的機(jī)床上進(jìn)行加工的，機(jī)械工的機(jī)床包括有車床、銑床、數(shù)控CNC機(jī)床、EDM電火花機(jī)床、WEDM線切割機(jī)床、磨床、以及鉗工裝配、省模拋光環(huán)節(jié)。模具的制造精度根據(jù)產(chǎn)品的不同而采用不同的精度等級(jí)來制造，而隨著精度等級(jí)的提高，必然的需要對(duì)機(jī)械機(jī)床的精度要求更好，一般精度等級(jí)的機(jī)床精度在0.02mm左右，而高精度的機(jī)床精度可以達(dá)到0.005mm左右。注塑模具的制造基本可以采用常用的機(jī)械加工機(jī)床來實(shí)現(xiàn)。注塑模具的生產(chǎn)一般采用的是注塑機(jī)來實(shí)現(xiàn)，注塑機(jī)一般有臥式注塑機(jī)、立式注塑機(jī)、雙色注塑機(jī)等，根據(jù)注塑機(jī)的噸位的不同，對(duì)應(yīng)的有小、中、大、超大型注塑機(jī)。通過把注塑模具安裝在注塑機(jī)上，然后注塑機(jī)的料斗進(jìn)料，經(jīng)過注塑機(jī)的蝸桿旋轉(zhuǎn)和加熱融化，把高分高壓下的融化原料注射進(jìn)模具的型腔里面，經(jīng)過充填、保壓、冷卻后固化成型，然后通過注塑機(jī)后面的頂棍把塑件頂出脫模，完成注塑生產(chǎn)。1.5本次課題任務(wù)目標(biāo)1.分析塑件結(jié)構(gòu)，選擇合適的材料，確定塑件生產(chǎn)工藝與方式。2.完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、模架系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)等。3.完成注塑模具結(jié)構(gòu)計(jì)算校核，并滿足實(shí)踐生產(chǎn)需求。4.完成注塑模具的注塑機(jī)的選擇與校核。

第2章塑件設(shè)計(jì)分析2.1塑件模型建立本次塑件難度中等，尺寸不大，精度等級(jí)要求一般，需要大批量生產(chǎn)，通過三維軟件完成塑件圖的模型，采用草繪、拉伸、旋轉(zhuǎn)、分割、布爾運(yùn)算來完成。如圖2.1所示。圖2.1塑件三維圖2.1.1塑件結(jié)構(gòu)分析通過三維軟件建好的三維模型，分析塑件結(jié)構(gòu)，中等難度，適合在塑件的大端面進(jìn)行模具的分模，有側(cè)孔需要采用滑塊抽芯、需要采用斜斜向抽芯機(jī)構(gòu)才可以實(shí)現(xiàn)，抽芯位置如下所示，如圖2.2所示。圖2.2塑料噴頭抽芯位置分析2.1.2塑件技術(shù)條件分析塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸、結(jié)合使用需求，取塑件的基本精度等級(jí)為MT5級(jí)。塑件的表面粗糙度要求較高，模具的成型表面需要拋光處理，成型零件表面粗糙度達(dá)到Ra0.8um。2.2塑件參數(shù)設(shè)計(jì)2.2.1材料選擇根據(jù)設(shè)計(jì)資料的要求，選擇了PVC材料作為塑件的注塑材料，PVC材料又叫做聚丙烯，百折膠，一般室溫常態(tài)下，PVC材料呈現(xiàn)一種半透明的固體狀態(tài)，PVC材料無毒害，無臭味，PVC材料的密度為0.9g/cm3；是一種比水更輕的材料，可以漂浮在水面，PVC材料能夠承受較大的沖擊力，彎折能力好，絕緣不導(dǎo)電。PVC材料的熔點(diǎn)為165-170℃之間，在注塑成型的時(shí)候需要考慮該材料的成型溫度；材料的成型收縮率取值查表取1.016。該收縮率作為成型零件計(jì)算校核的參照。2.2.2塑件收縮率由于塑料噴頭的材質(zhì)為PVC，查找的相關(guān)屬性可以得知PVC的收縮率大小為1.016。2.2.3塑件的壁厚根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)尺寸，查PVC材料物性表，可以得到材料壁厚取值范圍在1-5mm之間，本次設(shè)計(jì)壁厚在該厚度范圍內(nèi)，滿足塑件結(jié)構(gòu)要求。2.2.4塑件的拔模斜度PVC材料的脫模斜度通過查材料參數(shù)表可以得知，適合選擇脫模斜度在0.5-2度之間，本次設(shè)計(jì)中適合采用1度的脫模斜度。2.2.5分型面設(shè)計(jì)分型面一般指的是模具型芯和型腔之間隨著動(dòng)模和定模打開之后的面，分型面得到位置直接影響著塑件的結(jié)構(gòu)形狀，模具分型面的有時(shí)候還會(huì)開設(shè)排氣槽，或者有滑塊抽芯機(jī)構(gòu)等。分型面的設(shè)計(jì)原則可以按照如下幾點(diǎn)綜合考慮：方便塑料產(chǎn)品的脫模：開模具打開時(shí)候，產(chǎn)品要盡可能的留在動(dòng)模上面。方便抽芯機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，一般還要考慮模具上時(shí)候需要設(shè)計(jì)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。保證塑料的外觀和表面質(zhì)量不受影響，特別是外觀需要光滑或者是鏡面的產(chǎn)品。保證塑料產(chǎn)品的尺寸和精度的等級(jí)在合理的公差范圍值之內(nèi)。盡可能的使得模具型腔內(nèi)的空氣通過分型面排出去。考慮實(shí)際機(jī)械機(jī)床加工的便利性，讓加工更簡(jiǎn)單。分型面要考慮讓模具的整體結(jié)構(gòu)更加的精簡(jiǎn)和合理，考慮模具整體的裝配便利性，讓裝配技術(shù)人員簡(jiǎn)單的更換和維修。圖2.3分型面的選擇2.2.6確定型腔數(shù)目以及排列方式塑料噴頭整體結(jié)構(gòu)難度一般，型腔數(shù)目的確定需要考慮模具實(shí)際結(jié)構(gòu)的安排，包括如何進(jìn)澆，如何脫模，澆口位置等。所以本次設(shè)計(jì)中才用了一模一腔的模具結(jié)構(gòu)形式，型腔的布局方式如下圖所示。圖2.4塑件型腔數(shù)量及排列方式第3章注塑設(shè)備選擇3.1注塑設(shè)備初選注塑機(jī)與注塑模具是配套使用的，缺一不可，注塑機(jī)通過把高分子塑料顆粒經(jīng)過高溫加熱加壓注射后進(jìn)入模具的型腔里面成型。注塑機(jī)一般采用螺桿式，分為臥式注塑機(jī)、立式注塑機(jī)、雙色注塑機(jī)等，本次設(shè)計(jì)中，結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式，采用螺桿式臥式注塑機(jī)，注塑設(shè)備的選擇方面，需要校核注塑機(jī)參數(shù)中的注塑量，注塑壓力，注塑機(jī)鎖模力，注塑機(jī)安裝尺寸等相關(guān)參數(shù)，既不能注塑機(jī)的尺寸體積過大，也不能注塑機(jī)尺寸過小而無法安裝注塑模具。所有參數(shù)校核缺一不可。3.1.1塑件體積質(zhì)量計(jì)算本次設(shè)計(jì)中完成了塑件的三維模型建立，其塑件體積通過采用三維軟件直接測(cè)量得到，經(jīng)過測(cè)量，塑件體積V=113.6cm3；根據(jù)質(zhì)量公式:M=PV，可以得到塑件質(zhì)量。查PVC材料的材料物性表可以得到其材料密度為1.3g/cm3：M=PV=113.6x1.3=147.68g3.1.2注射機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)設(shè)計(jì)圖中模架尺寸，以及注塑的體積量，注塑壓力等基本參數(shù)，初步選擇的注塑機(jī)型號(hào)為HT160XB，后續(xù)會(huì)對(duì)注塑機(jī)中各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行校核。其各項(xiàng)參數(shù)如表3.1所示。表3.1注塑機(jī)參數(shù)表型號(hào)單位110×1A110×1B110×1C參數(shù)螺桿直徑mm343640理論注射容量cm3131152181注射重量PSg119134165注射壓力Mpa206183149注射行程mm144螺桿轉(zhuǎn)速r/min0~215料筒加熱功率KW5.7鎖模力KN1100拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)mm400×400允許最大模具厚度mm410允許最小模具厚度mm160移模行程mm340移模開距(最大)mm750液壓頂出行程mm100液壓頂出力KN33液壓頂出桿數(shù)量PC5油泵電動(dòng)機(jī)功率KW13油箱容積l210機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)m4.7×1.3×1.85機(jī)器重量t3.4最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)mm280×2803.2注塑機(jī)重要參數(shù)校核3.2.1注塑容量校核一套模具想要經(jīng)過注塑成型的話，其中一個(gè)重要參數(shù)就是注塑量，模具中的注塑量包含了澆注系統(tǒng)的注塑量，塑件的注塑量。注塑機(jī)參數(shù)表中，有注塑機(jī)的額定注塑量，這個(gè)額定注塑量定值的結(jié)合安全范圍值，一般取80%，必須要大于所有的塑件和澆注系統(tǒng)的注塑量需求。校核注塑量如下公式：（3.1）式中：；；；。所以根據(jù)公式要求得（3.2）式中：。由于采用的是一模一件，因此n=1，單個(gè)塑件的體積經(jīng)過前面的體積測(cè)量數(shù)據(jù)為113.6cm3，計(jì)算如下：V≥≈149.125cm3查注塑機(jī)參數(shù)表得知注塑機(jī)的額定注塑量為152cm3；所以滿足注塑要求。3.2.2注塑壓力校核通過查PVC材料的材料物性表，他的注塑成型壓力取值范圍為100-120Mpa之間，對(duì)應(yīng)的注塑機(jī)的注塑壓力必須要大于材料成型所需要的注塑壓力取值范圍，查前面的注塑機(jī)參數(shù)表，可以得知，本次選擇的注塑機(jī)額定注塑壓力最大值為183Mpa，所以滿足要求。3.2.3塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核當(dāng)注塑機(jī)噴嘴射出熔融狀態(tài)下的凝料的時(shí)候，帶來高溫高壓的融料，并且注塑機(jī)會(huì)持續(xù)的進(jìn)入保壓狀態(tài)，勢(shì)必會(huì)對(duì)整套模具產(chǎn)生張開力，導(dǎo)致模具分型面打開，那么對(duì)應(yīng)的，注塑機(jī)就主要施加一個(gè)鎖模力，把模具鎖緊，這個(gè)鎖模力必須要大于注塑機(jī)帶來的張開圖，校核公式如下：（3.3）式中；；；則：。本次設(shè)計(jì)中的注塑機(jī)的額定鎖模力參數(shù)為1100KN，這個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于校核數(shù)據(jù)，所以注塑機(jī)的鎖模力校核安全，滿足要求。3.2.4開模行程校核在塑件完成充填固化成型之后，就需要把塑件頂出來，這個(gè)頂出距離與開模脫模距離就是塑件的開模行程了，開模行程的校核按照如下公式進(jìn)行。（3.4）式中：——注塑機(jī)最大開模行程，=750mm；；；帶入數(shù)據(jù)參數(shù)校核如下：所以，注塑機(jī)的開模行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際模具開模行程要求。第4章澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1主流道設(shè)計(jì)4.1.1澆口套設(shè)計(jì)澆口套一般安裝在模具的頂部中心為主，作為連接注塑機(jī)噴嘴的重要零件，澆口套的頂面一般采用球面結(jié)構(gòu)，與注塑機(jī)的噴準(zhǔn)相互配合，不能產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。澆口套的球面半徑與注塑機(jī)噴嘴頂部的球面半徑按照如下公式取值。（4.1）澆口套結(jié)構(gòu)形式如圖4.1所示：圖4.1澆口套的設(shè)計(jì)4.1.2澆口套的固定形式澆口套作為模具的主流道鑲件，是連接分流道和澆口的第一部分，也是原料進(jìn)入模具之后的第一段路程，該長(zhǎng)度同樣需要盡可能的短，來降低廢料率，同時(shí)主流道凝料需要設(shè)計(jì)成錐度，便于主流道和澆口套實(shí)現(xiàn)脫模。本次設(shè)計(jì)中的澆口套固定方式是采用螺絲定位鎖緊的方式實(shí)現(xiàn)。4.2分流道設(shè)計(jì)分流道是連接主流道與澆口之間的一段通道，分流道的形狀一般有圓形，矩形，梯形，U型幾種，要綜合考慮模具的加工性，流道的適用性，充填效率等因素，既要保證分流道盡可能的短，降低流道肥料的比例，同時(shí)又不能過快的損失原料的注塑壓力、射速和溫度等。本次設(shè)計(jì)中采用了最常見的圓形截面的流道，分流道布局如圖4.2所示。圖4.2流道布局圖4.3澆口設(shè)計(jì)澆口是進(jìn)入模具型腔的最后一個(gè)重要空間，澆口的作用是把流道充填集中起來，提高充填的注射速度，就像一個(gè)閘門一樣，增加原材料的充填速度，實(shí)現(xiàn)快速的充滿整個(gè)型腔。澆口的設(shè)計(jì)根據(jù)材料的物性不同，通過查表確定澆口尺寸參數(shù)，本次設(shè)計(jì)采用了矩形截面的澆口形式，澆口兩處均勻進(jìn)澆，實(shí)現(xiàn)充填的平衡性。同時(shí)又能保證快速充填，澆口位置與形式的設(shè)計(jì)如下圖所示。圖4.3澆口位置的設(shè)計(jì)4.4排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)熔融狀態(tài)下的原料進(jìn)入模具型腔之后，會(huì)擠壓和占有原來的模具型腔內(nèi)的空間，對(duì)型腔內(nèi)的空氣實(shí)行快速的擠壓和壓縮，如果不能快速的把空氣排出到模具外面去，就會(huì)產(chǎn)生空氣壓縮摩擦燃燒，從而影響塑件的注塑生產(chǎn)質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)材料與塑件分型面的結(jié)構(gòu)形式，可以采用分型面自然排氣結(jié)構(gòu)形式，無需開設(shè)獨(dú)立的排氣系統(tǒng)。第5章成型零件設(shè)計(jì)及計(jì)算5.1成型零件設(shè)計(jì)5.1.1型腔零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔零件主要成型塑件的表面，需要表面光滑，由于本次設(shè)計(jì)中的塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度一般，按照模具設(shè)計(jì)要求采用了整體式的型腔結(jié)構(gòu)。如下圖所示。圖5.1型腔3D圖5.1.2型芯零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型芯零件的結(jié)構(gòu)一般用于成型塑件的內(nèi)表面，本次設(shè)計(jì)用考慮塑件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用了鑲嵌式的型芯結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的加工制造簡(jiǎn)單、安裝方便、維修容易，適合本次設(shè)計(jì)成型要求，如下圖所示。圖5.2型芯3D圖5.2成型零件主要工作尺寸計(jì)算經(jīng)查有關(guān)資料可知PVC塑料的收縮率是1.016.該零件主要通過型芯和型腔成型，所以計(jì)算型芯型腔尺寸如下：公式如以下：1.凹模的內(nèi)形尺寸：式中：為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；K為塑料平均收縮率(%)，此處取1.005%；Δs為塑件公差，查表知塑件精度等級(jí)取5級(jí)；所以凹模尺寸如下：凹模深度的尺寸計(jì)算：式中：凸模/型芯高度尺寸(mm)；為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；Δs、K含義如（1）式中。H=2.凸模的外形尺寸計(jì)算：式中：凸模/型芯外形尺寸(mm)；為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；Δs、k含義如（1）式中。所以型芯的尺寸如下：型芯的深度尺寸計(jì)算：式中：為凸模/型芯高度尺寸(mm)；為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；Δs、k含義如（1）式中。凸模的高度為：。第6章抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1抽芯機(jī)構(gòu)的概述一個(gè)塑件在脫模方向有一定角度或者垂直的卡扣，側(cè)孔，凹坑，凸起特征結(jié)構(gòu)的時(shí)候，塑件無法從分型面同一個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)脫模。就需要采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。抽芯機(jī)構(gòu)的類型包含了斜導(dǎo)柱滑塊抽芯機(jī)構(gòu)，內(nèi)斜頂抽芯機(jī)構(gòu)，液壓油缸抽芯機(jī)構(gòu)，機(jī)械式特殊滑塊抽芯機(jī)構(gòu)等?；瑝K能夠?qū)崿F(xiàn)一定角度的脫模工作，使得塑件能夠順利的從型芯上分離出來。6.2抽芯距離的計(jì)算本次設(shè)計(jì)中，由于抽芯是一個(gè)側(cè)孔，且呈現(xiàn)一定的角度，采用了一個(gè)彎鉤斜塊支架結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)抽芯鑲件實(shí)現(xiàn)脫模。通過測(cè)量塑件，可以得到，內(nèi)孔倒扣尺寸L=32.16mm，；為了保證塑件能夠安全脫模，還需要增加3-5mm的安全距離。所以抽芯距S=倒扣尺寸L+3-5mm安全距離=35mm6.3斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)本次斜滑塊底部的斜塊支架采用螺栓固定在模具的底板上，斜塊的內(nèi)部采用了凹槽結(jié)構(gòu)，在模具開模的以后，抽芯型芯沿著斜塊的內(nèi)凹槽運(yùn)動(dòng)，完成塑件內(nèi)孔的抽芯。該結(jié)構(gòu)利用模具的機(jī)械開模動(dòng)力源實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，安全可靠?；瑝K抽芯機(jī)構(gòu)如下圖所示。圖6-1滑塊結(jié)構(gòu)示意圖第7章導(dǎo)向及脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具中同等重要，是前后模運(yùn)動(dòng)之間作為運(yùn)動(dòng)向量軸性線標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)工作可靠，合模順暢，精度準(zhǔn)確，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合前端需要R角過渡，實(shí)現(xiàn)工作前端的順利配合。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的末端均需要采用凸臺(tái)式實(shí)現(xiàn)模板的固定。如下圖所示，為本套設(shè)計(jì)中的導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。圖7.1導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合圖7.2脫模頂出機(jī)構(gòu)塑件在模具型腔內(nèi)固化成型時(shí)候，模具分型面打開，塑件留在模具型芯上面，塑件冷卻收縮之后對(duì)型芯具有一定的包裹力，需要采用頂出脫模機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)塑件與模具型芯的分離。脫模一般類型有三種，包括了機(jī)械式脫模機(jī)構(gòu)，手動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)，液壓脫模機(jī)構(gòu)，三種類型中，機(jī)械式脫模機(jī)構(gòu)可以依靠模具自身開合模工作動(dòng)力或者是注塑機(jī)提供頂出脫模力，第二種手動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)較為原始，采用人工實(shí)現(xiàn)，效率非常低，一般不采用。液壓脫模機(jī)構(gòu)需要采用含有注塑機(jī)液壓供給系統(tǒng)和模具油缸系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高，一般使用也不多。本次設(shè)計(jì)中，采用機(jī)械式脫模機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。7.2.1脫模力的計(jì)算脫模力是產(chǎn)品從型芯上脫離所需要對(duì)其施加的一種作用力，通過下面公式可以計(jì)算出脫離力的大小：（7.1）式中：——脫模力，N；——塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；——塑件包容型芯的面積，mm2；——塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下，模內(nèi)冷卻的塑件約取(0.8～1.2)×Pa；——型芯的脫模斜度。將數(shù)據(jù)代入公式中得=8××3×（0.2×）=7.2.2外部機(jī)械手取出塑件本次設(shè)計(jì)的塑件脫模結(jié)構(gòu)還需要增加一個(gè)注塑機(jī)的輔助機(jī)械手，在開模完成后，塑件的澆注系統(tǒng)與塑件留在型芯部分，采用機(jī)械手來夾持澆注系統(tǒng)部分，實(shí)現(xiàn)塑件和澆注系統(tǒng)的脫模。

第8章模具總裝圖8.1模架本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)注塑模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)可以得知，現(xiàn)在的模架結(jié)構(gòu)早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的GB國(guó)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)模架系統(tǒng)，并且對(duì)模架型號(hào)的規(guī)范和分類有了明確的設(shè)計(jì)依據(jù)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)最大的注塑模架供應(yīng)廠家為龍記模架，該模架已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的二維和三維的設(shè)計(jì)軟件無縫連接。模架的類型選用方式主要根據(jù)以下幾個(gè)要點(diǎn)來確定：根據(jù)模具的澆注系統(tǒng)類型，來確定選用哪個(gè)系統(tǒng)的模架。根據(jù)頂出脫模機(jī)構(gòu)的不同點(diǎn)，確定動(dòng)模部分的基本結(jié)構(gòu)形式，以及需要多少塊板。每個(gè)板的長(zhǎng)寬尺寸和高度厚度，可以通過型芯和型腔的基本尺寸來確定。本次設(shè)計(jì)中，采用了標(biāo)準(zhǔn)模架系統(tǒng)中的簡(jiǎn)化水口模架系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)適合本次設(shè)計(jì)中的澆注系統(tǒng)。模架的基本尺寸確定校核方式如下：模架的長(zhǎng)度尺寸=型腔的長(zhǎng)度尺寸+2x（50-70mm安全厚度）≈300mm；模架的寬度尺寸=型腔的寬度尺寸+2x（50-70mm安全厚度）≈250mm定模板和動(dòng)模板厚度的取值范圍參考一般模架取值范圍，型芯或型芯底部尺寸+50-70mm之間。定模板厚度取值=型腔厚度+（30-60mm安全厚度）動(dòng)模板厚度取值=型芯厚度+（30-60mm安全厚度）綜上，本次設(shè)計(jì)中，選擇的模架結(jié)合參考圖例進(jìn)行確定，如下圖所示圖8.1模架結(jié)構(gòu)形式8.2模具安裝方式本次設(shè)計(jì)的模架采用的是工字型模架。在頂板和底板上，有凸起肩部，模架正中心上游定位環(huán)凸起，將凸起的定位部分安裝上注塑機(jī)的前板內(nèi)孔，通過在用壓板與螺栓來實(shí)現(xiàn)整套模具的裝夾安裝。模具安裝鎖緊之后，注塑機(jī)開合模測(cè)試模具松緊度，需要牢固無松動(dòng)。8.3工作原理首先將本套注塑模具通過定位環(huán)定位壓板和螺絲固定鎖緊。注塑機(jī)的噴嘴把高溫高壓下的原料通過澆口襯套注射到模具的型腔里面，原材料經(jīng)過充填、保壓、冷卻時(shí)候固化成型我們所需要的塑件結(jié)構(gòu)形式。注塑機(jī)伺服電機(jī)帶動(dòng)曲軸連桿，曲軸連桿收縮帶動(dòng)注塑機(jī)后模板運(yùn)動(dòng)，模具實(shí)現(xiàn)開模，停止運(yùn)動(dòng)后，塑件再完成脫模，機(jī)械手取出塑件，模具在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與注塑機(jī)曲軸的共同作用下，完成合模復(fù)位，準(zhǔn)備下一次的注塑過程?？偨Y(jié)隨著中國(guó)機(jī)械工業(yè)與材料工程的發(fā)展，越來越多的塑料產(chǎn)品與注塑模具進(jìn)入人們的生活中。針對(duì)本次設(shè)計(jì)的注塑模具中，從剛開始拿到設(shè)計(jì)題目時(shí)候的迷茫，到中間不斷的學(xué)習(xí)和進(jìn)到，到最后完稿定稿設(shè)計(jì)，這個(gè)過程經(jīng)歷過困難和痛苦，但是仍然是我不可多的學(xué)歷經(jīng)歷。本次設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)題目要求，分析了塑料零件的外形結(jié)構(gòu)、基本尺寸、材料的物理化學(xué)性能參數(shù)，進(jìn)行了詳細(xì)的模具設(shè)計(jì)，其中設(shè)定了模具的分型面，根據(jù)塑件的大小尺寸，進(jìn)行模具型腔出模數(shù)量的確定以及布局。結(jié)合零件的使用需求，進(jìn)行了澆注系統(tǒng)和澆口的選擇與設(shè)計(jì)，保證注塑充填工藝的最優(yōu)化，縮短充填時(shí)間，保證合適的成型周期。塑料材料一般是經(jīng)過高溫高壓的注射進(jìn)入模具型腔里面的，對(duì)此我針對(duì)模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行了冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使得模具成型固化的時(shí)間大大的縮短，降低了注射周期所花費(fèi)的時(shí)間，同時(shí)使得脫模后的塑件能夠?qū)崿F(xiàn)人手可以安全的接觸。在塑件的頂出脫模機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)，采用了適合該塑件的脫模機(jī)構(gòu)，并且完成了頂出脫模行程的校核，證明可以實(shí)現(xiàn)安全的脫模。本次設(shè)計(jì)結(jié)合國(guó)內(nèi)模架的標(biāo)準(zhǔn)化程度，采用了GB國(guó)標(biāo)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)模架系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造的標(biāo)準(zhǔn)化。在設(shè)計(jì)過程中，不可避免地會(huì)遇到復(fù)雜的問題，例如注塑機(jī)的確定和模座的選擇。我本人通過查閱圖書館大量的文獻(xiàn)資料，以及專業(yè)學(xué)術(shù)論壇和設(shè)計(jì)論壇中的相關(guān)信息，通過網(wǎng)絡(luò)拜訪了一些設(shè)計(jì)領(lǐng)域的專業(yè)人士，通過虛心請(qǐng)教，完成了本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)是大學(xué)末期完成，是學(xué)到的所有知識(shí)的綜合測(cè)試。通過這種設(shè)計(jì)，我再次將我學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際應(yīng)用中。我對(duì)以前的記憶和更深刻的理解有了更深刻的理解。這真的很有益，可以增強(qiáng)我的專業(yè)知識(shí)和軟件操作能。致謝本次注塑模具設(shè)計(jì)是在老師的不斷指導(dǎo)和修正中完成的。平時(shí)老師課業(yè)繁重，又要抽時(shí)間給我們做指導(dǎo)，但是不管老師有多忙，總會(huì)給我耐心的指導(dǎo)，特別是我在遇到關(guān)鍵核心技術(shù)問題的時(shí)候，老師通過深入淺出的講解，使我豁然開朗，不但對(duì)書本上理論知識(shí)的講解的非常透徹，更結(jié)合實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)提供實(shí)際的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，讓本次設(shè)計(jì)的質(zhì)量有了極大的提高。其次，本人的室友與同學(xué)，在夜深人靜的時(shí)候，我的室友和我的同學(xué)總會(huì)聚在一起研究設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識(shí)，是這個(gè)學(xué)校里面良好的學(xué)習(xí)環(huán)境深圳的感染了我，讓我跟隨大家的步伐去努力鉆研專業(yè)知識(shí)，感謝我的同學(xué)和室友們。最后，馬上就要進(jìn)入實(shí)習(xí)工作了，也快要離開我的母校了，在大學(xué)幾年的光陰中，是我人生中不可多得的經(jīng)歷，不然讓我在未來的人生道路中能夠走的更加順暢，也能讓出身社會(huì)的我具備一個(gè)較高的職業(yè)水平，感謝我的學(xué)校幾年的栽培。未來的生活還有很長(zhǎng)的路要走，感謝在本次設(shè)計(jì)中對(duì)我指導(dǎo)和講解的所有老師、同學(xué)，以及學(xué)校的多年生活中幫助過我的人們，再見。參考文獻(xiàn)[1]趙陽.Moldflow在活動(dòng)接觸座澆口優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù),2018(05):60-61.[