目錄成型零部件設(shè)計(jì)與計(jì)算型腔是指當(dāng)塑料注射模具的動(dòng)模和定模通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向閉合后的近乎密閉的空間。在型腔中，在塑料注射模具的作用下五花八門、各式各樣的塑件成品在這里定型。構(gòu)成塑料模具型腔的各個(gè)構(gòu)造零部件被稱為成型零部件。它們各司其職，參與塑件中各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的成型工作。當(dāng)然，大部分成型零部件都會(huì)承受由于塑料熔體注入而產(chǎn)生的壓力，每一個(gè)成型零部件中的成型零件的質(zhì)量都會(huì)影響最終成品的零件的質(zhì)量。所以，成型零部件的的設(shè)計(jì)也是模具設(shè)計(jì)制造中的關(guān)鍵一環(huán)。接合本次課題，對(duì)這些成型零部件采用C12Mov淬火加回火的處理方式使它們的硬度大于52HRC以此來(lái)更好的保證每個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量從而保證成品的質(zhì)量。成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中將分型面選在了多出圓心處使其處在了模具中間位置。這就導(dǎo)致了型芯和型腔形狀的極度相似性。本零件上表面部分為型芯，下表面部分為型腔。考慮到組合式成型法會(huì)使塑料零件在脫模時(shí)留下印記，會(huì)極大的影響產(chǎn)品的美觀以及質(zhì)量。因此一般而言，除少數(shù)有著特殊要求的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)外一般不會(huì)采用該成型方法。在某些塑料零件中，產(chǎn)品的外觀質(zhì)量同樣也扮演著其自身非常重要的一環(huán)，例如塑料時(shí)鐘；塑料噴水壺；塑料水瓶等。因此，本零件選用整體式型腔和型芯是較為合理的。模具的動(dòng)模型芯和動(dòng)模型腔如下圖所示。圖6.1定模型腔圖6.2動(dòng)模型芯三維圖成型尺寸計(jì)算現(xiàn)目前模具行業(yè)已經(jīng)是一個(gè)較為成熟的行業(yè)。但各個(gè)廠家或個(gè)人在標(biāo)準(zhǔn)的選定方面存在有一些差別。在中國(guó)，塑件制品的程度精度尺寸的國(guó)標(biāo)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)可以參照GB/T14486-1993。本次設(shè)計(jì)為表達(dá)清晰，減小歧義，將本零件的工作尺寸以及計(jì)算過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)單位全部選為平均的制造公差、收縮率、磨損量以及平均尺寸。故得出該ABS成型的收縮率為0.005，模具制造公差應(yīng)取z=Δ/4。型腔徑向尺寸：===型芯徑向尺寸計(jì)算=型腔深度的尺寸計(jì)算====型芯高度的尺寸計(jì)算=側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)很多時(shí)候我們所需要的塑件結(jié)構(gòu)在側(cè)邊方向上會(huì)有一些孔或者凹槽的存在，此時(shí)如果簡(jiǎn)單的將兩塊模具分開(kāi)進(jìn)行開(kāi)模，那么將不會(huì)生產(chǎn)得到實(shí)際想要的制品，側(cè)凹與側(cè)孔結(jié)構(gòu)成型將會(huì)失敗。因此，我們要設(shè)計(jì)側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行這部分結(jié)構(gòu)的成型。在脫模前，把側(cè)型芯抽出。順利完成側(cè)孔和側(cè)凹的成型，最后進(jìn)行脫模。抽芯機(jī)構(gòu)的選擇本次設(shè)計(jì)將分型面位置選在多處圓心處使其處于中間位置，這導(dǎo)致該模具兩處中空的結(jié)構(gòu)部分的直接成型成為不可能。為此，使用使用抽芯機(jī)械成型的方法在此處是非常有必要的。綜合考慮后，決定利用滑塊和斜導(dǎo)柱以及定位機(jī)構(gòu)共同組成的成型機(jī)構(gòu)采用抽芯成型的方法來(lái)完成中空機(jī)械的成型。本次設(shè)計(jì)需要涉及到兩處抽芯機(jī)械，由于兩處機(jī)構(gòu)相同故使用設(shè)計(jì)一處便可滿足要求。本次抽芯機(jī)械設(shè)計(jì)如下圖所示：斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)抽芯距的計(jì)算抽芯距的計(jì)算抽心距：S=S1+(3?5)mm其中,S為抽芯距離，S1為產(chǎn)品抽芯后的安全距離在3?5mm之間S分別為31mm抽心力的計(jì)算抽芯力的定義：塑料零件克服側(cè)型芯的包裹力從而脫出的的阻力被陳偉抽芯力。其計(jì)算公式為：

F=PA(f?cosα+sinα) P???塑件收縮對(duì)型芯單位面積的正壓力，通常情況下取8~12Mpa;

A???塑件包緊型芯的側(cè)面積，包裹的側(cè)面積為圓柱體，

f???磨擦系數(shù)，一般取0.1~0.2α???脫模斜度，取0度。

F???單位為N代數(shù)數(shù)據(jù)計(jì)算兩處抽芯機(jī)構(gòu)的抽芯力分別為斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì)斜導(dǎo)柱角度：將斜導(dǎo)柱角度在一定范圍內(nèi)適當(dāng)變大，那么設(shè)備的零件尺寸也會(huì)隨之減小，但是導(dǎo)柱其自身受載將會(huì)增大，導(dǎo)致抽芯困難。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行綜合考慮，通常我們?cè)?5度到25度這個(gè)范圍內(nèi)取角度的值比較合適，那么本次課題中兩個(gè)都為18度。斜導(dǎo)柱直徑：參照教材指導(dǎo)，根據(jù)斜導(dǎo)柱的數(shù)量以及使用的滑塊的寬度可以得出經(jīng)驗(yàn)值。即：抽芯機(jī)構(gòu)為12mm。斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度：計(jì)算斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度通常采用以下計(jì)算公式=L1+L2+L3+L4+L5=d2/2tg+h/Cos帶入數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算得到斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度為192mm本次設(shè)計(jì)的斜導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖所示斜導(dǎo)柱三維模型圖滑塊的設(shè)計(jì)滑塊的設(shè)計(jì)較為多樣，組合式和整體式滑塊在此處都是可以被應(yīng)用的。本次設(shè)計(jì)中由于兩個(gè)鞋架接頭在型腔的排布時(shí)候距離空間很近，所以將成型兩個(gè)孔的側(cè)型芯放在一個(gè)滑塊上，滑塊設(shè)計(jì)成組合式，方便后期側(cè)型芯磨損后的維修和更換，本次設(shè)計(jì)的組合式滑塊如下圖所示組合式滑塊三維模型圖8合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是一種確保注塑模具的定模和動(dòng)模在合模時(shí)其合模動(dòng)作的方向以及合模位置保持正確的零部件。其主要是通過(guò)導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱二者的間隙配合來(lái)確保注塑模的對(duì)合精度。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用導(dǎo)柱導(dǎo)向在整個(gè)模具制造中主要起到承力，定位，導(dǎo)向以及固定的作用，將各個(gè)作用的具體體現(xiàn)見(jiàn)下表導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用定位在塑料模具動(dòng)模和定模閉合后確定其合模位置確保推板和動(dòng)模、定?；蛏舷履Ｖg的位置準(zhǔn)確給塑料注射模具作為定位基準(zhǔn)確保型腔的形狀以及尺寸是精確的導(dǎo)向合模時(shí)，接觸導(dǎo)向零件，使動(dòng)模和定模安裝其導(dǎo)向進(jìn)行精確閉合，提高合模的準(zhǔn)確率，提升產(chǎn)品的質(zhì)量固定用于裝配以及調(diào)整承力承受一部側(cè)向壓力導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇圖10.1導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式圖導(dǎo)柱：常用的導(dǎo)柱有兩種：有肩導(dǎo)柱或帶頭導(dǎo)柱。上圖中尺寸較長(zhǎng)的導(dǎo)柱需要在使用前給其加工出油槽來(lái)，在油槽中添加潤(rùn)滑劑可以減小其在使用過(guò)程中產(chǎn)生的磨損，更好的發(fā)揮導(dǎo)向作用。導(dǎo)套：導(dǎo)套通常有帶頭導(dǎo)套與直導(dǎo)套兩種，帶頭導(dǎo)柱更易固定軸向，為防止直導(dǎo)套在使用過(guò)程中掉落需要在導(dǎo)柱或?qū)咨显O(shè)計(jì)固定導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸大小：相關(guān)尺寸相關(guān)尺寸對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套所使用的材料表面進(jìn)行淬火處理使其硬度淬火后達(dá)到50~55HRC。其之間配合尺寸應(yīng)使用H7/r6的過(guò)盈配合并將兩零件固定部分的表面精度加工成Ra=0.8μm保障導(dǎo)套不易脫落。導(dǎo)向面的上表面精度導(dǎo)柱導(dǎo)套的排布一般而言，導(dǎo)柱距離模具外緣必須留有一定的余量以此來(lái)保證塑料注射模具的強(qiáng)度要求，同時(shí)，導(dǎo)柱需要根據(jù)各個(gè)模具的具體情況以最為合理的方式布局在注射模具的四周。按照模具設(shè)計(jì)要求，定模和動(dòng)模的合模方向必須是一致的，因此在此次模具設(shè)計(jì)中，將導(dǎo)柱按照等直徑的對(duì)稱分布是有利于模具更好的按要求合模的。導(dǎo)柱布置位置見(jiàn)下圖導(dǎo)向機(jī)構(gòu)布置9脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)塑件制品在制造的過(guò)程當(dāng)中，我們都不可避免地需要將其從裝置內(nèi)部取出，那么要實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作，就需要進(jìn)行脫模結(jié)構(gòu)的相關(guān)設(shè)計(jì)工作，實(shí)際中我們通常還把這部分叫做推出亦或是頂出結(jié)構(gòu)。那么對(duì)于頂出結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)它有著頂出和取出兩個(gè)主要的動(dòng)作過(guò)程，可以說(shuō)運(yùn)動(dòng)原理簡(jiǎn)單。這種結(jié)構(gòu)其設(shè)計(jì)的原則可以見(jiàn)下面幾點(diǎn)：1）首先要保證此部分構(gòu)件能夠在運(yùn)動(dòng)部分的模具上面，而不是定模。2）還要注意所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)不會(huì)過(guò)于復(fù)雜。3）在進(jìn)行頂出工作時(shí)，頂出部件不會(huì)和其它結(jié)構(gòu)相撞。4）我們還應(yīng)該保證最基本的塑件外觀要求。5）在進(jìn)行下一次成型前能夠使得模具進(jìn)行準(zhǔn)確復(fù)原原位。推件力計(jì)算Ft＝Ap(μcosα-sinα)+qA1式中，A—鞋架接頭包絡(luò)型芯的面積，采用軟件自帶系統(tǒng)計(jì)算。p—鞋架接頭對(duì)型芯單位面積上的包緊力，P取0.8×107α—脫模斜度；q—大氣壓力0.09兆帕μ—鞋架接頭對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；A1則，A≈24.38㎝2帶入數(shù)據(jù)得Ft脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇在這部分結(jié)構(gòu)中，一般有推桿，推管，推板等結(jié)構(gòu)，那么它們之間有運(yùn)動(dòng)形式相似的，還有動(dòng)作相似的，但是每一種都不太一樣，目的都是將塑件進(jìn)行推出工作，那么在實(shí)際的選用中需要進(jìn)行具體的分析考慮。結(jié)合塑料三通壁薄，有中空結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，直接脫模很難實(shí)現(xiàn)，使用推管推出塑件不失為一個(gè)好辦法。查閱資料并在老師的指導(dǎo)下該處采用推管推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模。使用過(guò)程中需將推管配合推管型芯，裝配方法與推桿一直。其結(jié)構(gòu)如下圖所示推管推出推管的設(shè)計(jì)我們本課題中使用到推管機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行此部分的工作，一般此零件要和推管型芯兩者組合起來(lái)進(jìn)行使用，推管型芯在裝配方式上面與推桿相似，采用間隙配合，那么具體的推出結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖：圖8.1推管推出10冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)塑件在模具里的成型過(guò)程中，其成型的質(zhì)量以及成型的時(shí)間會(huì)受到許多方面的影響,其中溫度對(duì)其質(zhì)量的影響尤為突出，當(dāng)模具的溫度過(guò)高以至于超過(guò)了合適的成型溫度時(shí)，塑件成型的收縮程度會(huì)變大，不利于保持塑件的整體尺寸同時(shí)塑件脫模后其變形率也會(huì)變大，又會(huì)容易發(fā)生黏模和溢料。而當(dāng)模具的溫度不足時(shí)，就會(huì)使塑料熔體的熱量流失過(guò)快，致使原料在流道和型腔中的流動(dòng)受阻，塑件的表面會(huì)出現(xiàn)因?yàn)椴牧喜痪鶎?dǎo)致的坑坑洼洼，整體輪廓也會(huì)因此模糊，嚴(yán)重影響成品的尺寸以及外觀。此外，當(dāng)模具模具各處溫度偏差較大時(shí)，作為主要成型部分的型芯和型腔的成型受此影響致使塑件收縮不均，成型程度偏差過(guò)大。嚴(yán)重時(shí)，塑件甚至?xí)霈F(xiàn)翹曲變形，直接導(dǎo)致塑料產(chǎn)品不合格。為了使得塑料制品的收縮平衡，模具的溫度就要保持均衡，那么冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就必須有。當(dāng)我們?cè)O(shè)置的冷卻孔或者管道的直徑尺寸越大，數(shù)量越多的時(shí)候，此時(shí)制品的冷卻效果自然就會(huì)變好；其次，在設(shè)置冷卻管道的孔時(shí)應(yīng)該保證孔的位置和型腔面上的距離均勻，通常推薦和塑件制品的壁厚差不多相同，那么我們將水管中心距B設(shè)置為2.5D~3.5D范圍內(nèi)比較好，管壁距模具邊界和制件壁的距離在0.8B到1.5B范圍內(nèi)比較合適一些。最后，我們應(yīng)該將冷卻水管道的設(shè)計(jì)進(jìn)行合理布局，水管的接頭位置布置也要合理，盡量不和模具的其它零部件發(fā)生碰撞，影響塑件的成型質(zhì)量，影響設(shè)備的正常工作。塑料熔體釋放的熱量計(jì)算傳熱系數(shù)的計(jì)算如下：將以上結(jié)果帶入：然后計(jì)算冷卻水通道的可導(dǎo)熱總面積計(jì)算模具冷卻水管的總長(zhǎng)度設(shè)冷卻水路根數(shù)為高溫噴嘴向模具的接觸傳熱計(jì)算Q=3.6×4169×10=348.89KJ/h式中：A——模具與注塑機(jī)噴嘴頭接觸的面積A=4169×10——金屬傳熱系數(shù)=140(W/mt——塑料熔體進(jìn)入型腔的溫度℃tt——模具平均溫度℃t=50℃本文將鞋架接頭注塑模具的溫度控制系統(tǒng)設(shè)置在固定模具的腔體內(nèi)和活動(dòng)模具的芯部?jī)?nèi)部，設(shè)計(jì)環(huán)形管路左右對(duì)稱分布，管路易于加工，對(duì)模具的正常運(yùn)行也不影響。冷水水道結(jié)構(gòu)如圖所示。 冷卻系統(tǒng)（水冷） 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