望远镜棱镜架注塑模具设计【三维PROE】【含CAD图纸】
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本科毕业设计论文题目：望远镜棱镜架塑料注射模具设计院 系： 机电工程学院 学科专业： 机械设计制造及其自动化学 生： XX 学 号： XX 指导教师： XX 2015年 03月望远镜棱镜架塑料注射模具设计摘要本设计为望远镜棱镜架塑料注射模具设计。该塑件的难点在于侧抽芯机构的设计以及浇口的选择,经过分析比较采用斜导柱侧抽芯机构和一模2腔、侧浇口来实现。本文主要论述了塑料注射模的基本原理和设计过程，并着重讲述了望远镜棱镜架注射模具的设计过程。首先，讲述了模具的作用和国内外的发展状况及其发展方向，然后论述了方案的选择和确定，再次对于所确定的方案给出了详细的设计过程和计算过程，最后还对所设计的模具进行了经济性、可行性以及环保分析。总的来说，本次设计的这套模具经济合理，可行性强，生产方便，是一套实用性较强的模具。关键词：注射模；定模；动模；抽芯Telephone base design of plastic injection moldAbstractThis design is a telephone base plastic injection mold design. Integrated into the model of the shape of the adjacent pumping core institutions is difficult and runner design options, after an analysis comparing the ramp adjacent pumping core pillar of a state agency and one runner for the point. This text discussed primarily the plastics injects the basic principle of the mold with design the process, combining to emphasize to relate the Binding clamp inject the design process of the mold. First, related the function of the molding tool with domestic and international development condition and its development directions. Then discussed the choice of the project with certain. Returns a project for making sure give a detailed design process with compute process; very much again the molding tool to design to preceded the economic viability assessment. Total to say, a this set of molding tools for designing economy reasonable, the possibility is strong, producing the convenience, it a stronger molding tool in a set of function.Key Words：inject the mold； settle the mold； move the mold； take out core目录摘要IAbstractII主要符号表i1 绪论11.1 前言11.2模具发展现状及发展方向11.3本课题的内容和具体要求21.3.1 本课题的内容21.3.2 具体要求31.4 注塑成型的原理31.4.1 注射成型原理及其成型特点31.4.2注射成型工艺过程41.4.3注射成型的工艺参数42 零件分析62.1 零件的工艺分析62.2 零件的材料及材料的特性62.2.1 零件的材料62.2.2苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的成型工艺特性与性能62.2.3苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数72.3成型塑件尺寸分析72.3.1 塑件尺寸72.3.2 塑件尺寸产生误差的原因82.3.4塑件收缩率与模具尺寸的关系92.3.5成型塑件尺寸及精度92.4 拟定模具的结构形式102.4.1分型面位置的确定102.4.2 型腔数数量的确定103 成型设备的选择113.1 注射量的计算113.2 选择注射机及注射机的主要参数113.3 注塑机的校核133.3.1 注射压力校核133.3.2 锁模力校核134 模具结构设计144.1 模具装配图144.2 浇筑系统154.2.1 浇筑系统的应用154.2.2 主浇道设计154.2.3 浇口的设计164.2.4 冷料穴的设计164.3 成型零件结构设计174.3.1 凹模的结构设计174.3.2 凸模的结构设计174.4 抽芯机构的设计174.4.1 斜导柱长度计算184.4.2 斜导柱直径计算184.4.3 楔紧块设计194.4.4 滑块设计204.5 成型零件工作尺寸设计计算204.5.1 型腔尺寸204.5.2 型腔深度尺寸214.5.3 型芯径向尺寸214.5.4 型芯高度尺寸224.5.5 凹模侧壁厚度的计算224.5.6 动模板厚度的计算234.6 脱模机构的设计234.6.1 推杆脱模机构设计的基本原则234.6.2 推出方式的确定244.6.3 脱模力的计算244.7 导向与定位机构的设计244.8 模架的确定254.8.1 各模板尺寸的确定254.8.2 模架各尺寸的校核254.9 冷却系统的设计264.9.1 冷却介质264.9.2 冷却系统的简单计算275 模具材料295.1 塑料模具用钢的必要条件295.2 选择钢材的条件295.3 模具选材295.4 模具的淬火硬度305.5 模具的表面粗糙度305.6 注塑模具强度分析计算306 模具经济环保分析317 结论32致谢33参考文献34IV主要符号表 安全系数 材料弹性模量 脱模阻力 塑件公差 模具制造公差 抽拔阻力 角度 塑件投影面积 塑件收缩率 摩擦系数 塑料泊松比 垫块跨距 主流道当量尺寸 影响性变最大尺寸 主流道球面尺寸 动模垫板长度 固定板厚度 脱料斜度 抽芯距 倾斜角 凹模径向尺寸 塑件径向公称尺寸 开模行程 塑件平均收缩率 凹模深度尺寸 塑件高度公称尺寸 型芯径向尺寸 塑件径向公称尺寸 模具刚度许用变形量 型芯高度尺寸i1 绪论1 绪论1.1 前言塑料注射模具是成型塑料制件的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键的作用。本次设计将通过对一具体塑件进行模具设计，可以通过这次设计掌握模具设计的基本原则、方针，也可对AUTOCAD以及Por/E等绘图软件熟练掌握，为今后的工作打下坚实的基础。本次设计确定的塑件为电话机低底座，其形状复杂，尺寸较多且很小，测量较复杂。本次设计要求先测量出给定塑件的尺寸，绘出塑件零件图，再根据塑件的工艺特性设计模具，编写设计说明书，对设计模具的典型零件做出工艺规程卡片，最后对模具结构进行三维剖析、做出模具开合结构图。本次毕业设计的题目是“望远镜棱镜架塑料注射模具设计”，本文将对设计中的一些关键问题以及相关尺寸的计算做出详细分析。1.2模具发展现状及发展方向在现代工业生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。采用模具生产部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节省能源和原材料等一系列优点，在铸造、锻造、冲压、塑料橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛的应用，成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，模具工业对国民经济和社会的发展，起着越来越重要的作用1。模具工业是“百业之母”，是工业产品的“效益放大器”，各国对模具的美誉很多，美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石”；日本模具协会认为：“模具是促进社会繁荣富裕的动力”；国际模具协会认为：“模具是金属加工工业的帝王” 2。模具是工业生产的基础工艺装备，也是发展和实现少无切削技术不可缺少的工具。如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表、电子等行业有60%80%的零件需用模具加工，轻工业制品的生产中应用模具更多。螺钉、螺母、垫圈等标准零件，没有模具就无法大量生产。并且推广工程塑料、粉末冶金、橡胶、合金压铸、玻璃成型等工艺，全部需用模具来进行。由此看来，模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺装备，它是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。41因此，模具技术发展状况及水平的高低，直接影响到工业产品的发展。也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一3 。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟。 热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的5080%相比，差距较大4 。近年来，我国的模具工业也有较大发展，全国已有模具生产厂数千个，拥有职工数十万人，每年生产上百万套模具。多工位级进模具和长寿命硬质合金模具的生产及应用有了进一步扩大。为满足新产品试制和小批量生产的需求，我国模具行业制造了多种结构简单、生产周期短、成本低的简易冲模，如钢皮冲模、聚氨脂橡胶模、低熔点合金模具、锌合金模具、组合冲模、通用可调冲孔模等。数控电火花加工机床、加工中心等加工设备已在模具生产中被采用。电火花和线切割加工已成为冷冲模制造的主要手段。为了对硬质合金模具进行精密成型磨削，已研制成功了单层电镀金刚石成形磨轮和电火花成形磨削专用机床，使用效果良好，对型腔的加工正在根据模具的不同类型采用电火花加工、电解加工、电镀加工、陶瓷型精密铸造、冷挤压、超塑成形，以及利用照相腐蚀技术加工型腔皮革纹表面等多种工艺。模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）也已进行开发和应用5。1.3本课题的内容和具体要求1.3.1 本课题的内容a.调研和收集资料，论述国内外塑料模具设计的现状和主要发展方向。b.对给定的塑件进行测绘，画出塑件零件图；c.分别设计成型零件、浇注系统、模架及其它模具零件。d.绘制图纸，折合不少于3张0号图纸。e.编写设计说明书一份，内容如下：（1）塑件的工艺分析。包括塑件的结构特点、用途、使用要求、尺寸精度、粗糙度等。（2）设计方案的拟订。包括：1)确定成型方法；2)确定模具类型及型腔数；3)型腔的布置；4)选择注射机规格；5)确定分型面；6)确定浇注系统和排气系统；7)选择顶出方式及抽芯机构；8)确定拉料杆的形式；9)确定加热与冷却系统；10)确定成型零件饿机构零件形式等。（3）设计计算。包括：成型零件的工作尺寸及公差；成形型腔壁厚；型芯垫板厚度。（4）模具典型零件的选材及热处理工艺路线分析。（5）对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析。（6）对设计中典型模具零件编制零件制造工艺规程卡片。（7）对模具结构进行三维剖析，作出模具开合结构图。1.3.2 具体要求a. 本设计中要注意的问题：塑件的精度要求为4级，表面粗糙度Ra0.4；塑件为大批量生产，材料为ABS，采用注射成型。b. 预期的效果：通过本次设计，熟练掌握模具的设计原则、方法、并能熟练应用AUTOCAD及Pro/E软件，为今后从事设计工作打下坚实的基础。c. 预期成果形式：(1) 图纸：1) 塑件零件图；2) 注射模具装配图；3) 成型零件图；4) 其他结构零件图。(2) 毕业论文一份。1.4 注塑成型的原理1.4.1 注射成型原理及其成型特点注射成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法。除少数热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑料制品。注射成型不仅用于热塑性塑料的成型，而其已经成功的应用于热固性塑料的成型。注射成型是通过注射机来实现的。目前，注射机的类型很多，并且为了适应塑料制品的不断更新，注射机的结构不断得到改进和发展。但无论哪一种注射机，其基本作用均有两个：(1)加热熔融塑料，使其达到粘流状态；(2)对粘流的塑料施加高压，使其射入模具型腔。与柱塞式注射机相比，螺杆式注射机注射成型可使塑料在料筒内得到良好的混合与塑化，改善了成型工艺，提高了塑料制品质量。同时还扩大了注射成型塑料品种的范围和最大注射量，对于热敏性塑料和流动性差的塑料以及大、中型塑料制品，一般可用螺杆式注射机注射成型。从注射成型过程可以看出，注射成型生产周期短，生产率高，可采用微机控制，容易实现自动化生产，塑料制品精度容易保证，使用的范围广。但设备昂贵，模具较复杂。1.4.2注射成型工艺过程注射成型工艺包括成型前的准备、注射过程和塑件的后处理。a. 成型前的准备：原料与处理、清洗机筒、预热嵌件、选择脱模剂；b. 注射过程：加料、塑化、充模、保压、浇口冻结后的冷却、脱模；c. 塑件的后处理：退火处理、调湿处理。1.4.3注射成型的工艺参数正确的注射成型工艺可以保证塑料熔体良好塑化，顺利充模、冷却与定型，从而生产出合格的塑料制件。温度、压力和时间是影响注射成型工艺的重要参数。此外，还有用料量与合模力等问题。a. 温度。注射成型过程需控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等。料筒温度、喷嘴温度主要控制塑料的塑化和流动，模具温度主要影响塑料的流动性和冷却定型。喷嘴温度通常比料筒的温度低，以防熔体在直通式喷嘴上可能发生的“流涎”现象。虽然喷嘴温度低，但当塑料熔体由狭小喷嘴经过时，会产生摩擦热，使进入模具的熔体温度升高，在快速注射时尤其是这样。喷嘴温度也不能过低，否则，喷嘴处的塑料可能产生凝固而将喷嘴堵死，或将凝料注入型腔成为零件的一部分而影响制品的质量。 模具的温度对塑件熔体的流动和制品的内在性能及表面质量影响很大。模具必须保持一定的温度，这个温度应低于塑料的玻璃化温度后热变形温度，以保证塑料熔体凝固定型和脱模。模具的温度主要决定与塑料的特性、制品的结构与尺寸、制品的性能要求以及成型工艺条件。对于非结晶型塑料，模具的温度主要是影响熔体粘度，从而影响熔体充满的能力和冷却时间。在保证顺利充满型腔的前提下，采用较低的温度，可以缩短冷却时间，从而提高生产率。所以对于熔体粘度低的塑料（如聚苯乙烯、醋酸纤维素等），模具温度可以偏低些。而对于熔体粘度高的塑料（如聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜等），则采用较高的模温，以保证熔体充满型腔，缓和制品冷却速率的不均匀性，从而防止制品产生凹陷、内应力、开裂等缺陷。对于结晶型的塑料，其结晶度受冷却速率的影响，而冷却速率又受模具温度的影响，也就是说，模具温度直接影响到塑料制品的结晶度和结晶结构，从而影响到制品的性能。因此，对结晶型塑料，选择模具温度不仅要考虑熔体充满型腔和成型周期问题，还要考虑塑料制品的结晶及其对性能的影响。b. 压力。注射成型过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，她们直接影响到塑料的塑化和塑件质量。c. 时间（成型周期）。完成一次注射成型过程所需要的时间即称为成型周期，它包括以下几部分：注射时间、模内冷却时间（柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均在其中）、其他时间（指开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件和合模时间）。成型周期直接影响到劳动生产率和注射机使用率，因此，生产中在保证质量的前提下应尽量缩短成型周期中各个阶段的有关时间。在整个成型周期中，以注射时间和冷却时间最重要，它们对塑件的质量均有决定性影响。注射时间中的 充模时间和充模速度成正比，在生产中，充模时间一般为3s5s。注射时间中的保压时间就是对型腔的压实时间，在整个注射时间内所占的比例较大，一般为20s25s，（特厚塑件可高达5min 10min）。在熔料冻结浇口之前，保压时间的多少，将对塑件密度和尺寸精度产生影响。保压时间的长短不仅与塑件的结构尺寸有关，而且与料温、模温以及主流道和浇口的大小有关。如果主流道和浇口的尺寸合理、工艺条件正常，通常以塑件收缩率波动范围最小的压实时间为最佳值。冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑件的热性能和结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，冷却时间一般在30s120s之间。成型周期中的其他时间则与生产过程是否连续化和自动化，以及连续化和自动化的参与程度有关。2 零件分析2 零件分析2.1 零件的工艺分析名称：望远镜棱镜架 精度：零件的精度等级为塑4级，表面粗糙度为Ra0.4。零件尺寸：零件的尺寸、偏差见零件图。形状：基本形状为长方体。材料：根据塑件功能塑件材料选为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）成型方法：根据塑件的材料，成型条件，再结合塑料制件的形状，选用注射成型法。2.2 零件的材料及材料的特性2.2.1 零件的材料此零件的材料选为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）。2.2.2苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的成型工艺特性与性能a. 非结晶型塑料，品种牌号很多。各品种的机电性能和成型性能也各有差异，应按品种确定成型方法和成型工艺条件；b. 吸湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于0.3%，对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥；c. 非结晶型塑料，品种牌号很多。各品种的机电性能和成型性能也各有差异，应按品种确定成型方法和成型工艺条件；d. 吸湿性强，成型前需充分干燥，要求含水量不小于0.3%，对于表面光泽要求叫高的制品，需要长时间预热干燥；e. 流动性一般，溢料间隙约0.4mm（流动性比PS和AS差，但比PC、RPVC好）；f. 成型难度较聚苯乙烯大，宜采用较高的料温和模温（对耐热，高抗冲击型和中抗击型品种，应在允许范围内，将其料温去取最大值），料温对制品物性影响较大，若料温过高，很容易使熔体分解（分解温度约250C）。若制品的精2 零件分析度要求过高，模温宜取50C60C，若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模温宜取60C80C；g. 注射压力应比成型聚苯乙烯时高，采用柱塞式注射机时，料温可取180C330C、注射压力可取100Mpa140Mpa，采用螺杆式注射机时，料温可取160C220C，注射压力可取70Mpa100Mpa；h.设计模具时需注意：浇注系统的流动阻力应可能小，浇口形式及其位置应合理并能防止产生熔接痕或减少熔接痕数量，另外， 脱模斜度宜取2以上，顶出力不宜过大，否则，成型时或成型后对制品进行机械加工时，制品表面容易“发白”变浑，对于有发白现象的制品，需要在热水中加热，以消除发白现象。2.2.3苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工艺参数密度（g/ cm3）： 1.031.07； 计算收缩率（%）：0.30.8；吸水性（%）：.01；拉伸弹性模量（MPa）：840 950（MPa） ； 压缩强度（MPa）：22.5；模具温度（）：5080；注射压力（Mpa）：6001000；成形时间（s）：注射时间2090，高压时间05，冷却时间20120，总周期50220；适用注塑机类型：螺杆式、柱塞式均可。2.3成型塑件尺寸分析2.3.1 塑件尺寸塑件尺寸精度是指成型塑件尺寸的公差范围。通常，塑件尺寸公差分为精密级、中等级和自由尺寸级等三级。选择塑件尺寸公差时要尽量避免采用精密级，不适当地选择精密级会从设计、制造、成型工艺以及质量控制等方面增加成本，并且会增加模具零件制造的难度。一般塑件使用中等级公差，对于尺寸要求不高的塑件，选用自由尺寸级公差。2.3.2 塑件尺寸产生误差的原因注塑制品的尺寸精度是受多种因素影响的。这些因素包括模具结构形式、模具制造精度、塑件材料、成型工艺、塑件形状，以及成型后的条件等。实际上制品尺寸误差是由以上各种因素综合造成的。a. 模具结构形式模具结构形式包括浇口尺寸、料流方向、分型面的选择、型芯和顶杆等滑动部分的固定方式、模具的拼合方式、模具磨损等方面。浇口尺寸大，则凝固时间长，补缩作用好，因而塑件收缩小，尺寸精度高。料流方向对尺寸的影响表现在平行于料流方向的尺寸收缩值大，而垂直于料流方向的尺寸收缩值小。分型面的选择决定飞边产生的位置，飞边会使垂直于分型面的尺寸产生误差。另外，型芯与顶杆等零件的固定方式和模具的拼合方式对塑件尺寸精度都有影响，而模具的磨损直接影响塑件外形及内孔的尺寸精度。b. 模具制造精度模具制造精度直接地反映在塑件的尺寸精度上。模具零件制造精度是参考件尺寸精度并考虑磨损取定的，因此。模具零件制造及装配精度高，则成型的塑件精度相应地也高。c. 塑件材料塑件材料引起的尺寸误差，是由成型收缩率的误差引起的。因为塑料本身含有水份及挥发物，加之其装配工艺批量大小、保存方法和保存时间等的不同，都会造成其收缩不稳定。各种塑料都有其标准收缩率。一般说，对于标准收缩率小的塑料，例如，聚碳酸酯（0.50.7%）等，误差就很小；而对于标准收缩率大是塑件，例如，聚乙烯（1.52.5%）等，误差较大。由于引起塑料收缩率误差的某些因素是难以控制的，因此，成型塑件由收缩率引起的尺寸精度的降低是难以避免的。d. 成型工艺成型工艺包括注塑机料筒温度、模具温度、注塑压力、保压时间、每次注塑量、注塑速度，以及成型周期等。成型条件的改变会引起塑件收缩率的变化，因而它直接影响塑件的尺寸精度。注塑成型过程中，成型条件是可以认为加以控制的。合理的成型条件可以提高塑件的尺寸精度。e. 塑件形状塑件形状决定了模具的结构。塑件的尺寸可分为由模具控制的尺寸和不由模具控制的尺寸。由模具控制的尺寸，是指由动模或定模二者之一控制的尺寸；而不由模具控制的尺寸，则是同时靠动模具和定模的配合来控制的尺寸。由此看出，塑件尺寸精度不仅受型腔或型芯的尺寸精度影响，同时还受到模具装配精度的影响。f. 成型后条件将成型后的塑件放置在大气中，经数日后，常会出现在尺寸及形状上发生变化，这是由于成型时的热条件稳定需要一段时间，在这段时间内，尺寸随周围温度、湿度的变化而变化。随着放置时间的增加，尺寸逐渐趋于稳定，同时结晶也稳定下来。另外，成型时产生的内应力也会引起塑件尺寸变化。2.3.4塑件收缩率与模具尺寸的关系注塑件脱模后的尺寸要比模具零件的相应尺寸小。这是由于注塑成型过程中熔融塑料产生收缩造成的。成型塑件的收缩率是一个与多种因素有关的量。通常，塑料的收缩率是有生产厂家按照某一实验标准给定的成型工艺，经过实验后给出一个取值范围。实际过程中的成型工艺不可能完全与实验条件相同，因此，对具体的塑件，要根据其成型工艺选择收缩率范围内适当的值，一般是取塑件收缩率的平均值。在选择塑件收缩率值时要注意，厚壁塑件（壁厚在3mm以上）按给定收缩率范围的上限取值，而薄壁塑件（壁厚在1mm以下）按给定收缩绿范围的下限取值。2.3.5成型塑件尺寸及精度成型塑件尺寸包括型腔尺寸、型芯尺寸，以及中心距尺寸。成型塑件的尺寸不仅与塑件尺寸和公差有关，而且还与塑料收缩率和收缩误差、模具磨磨损量和模具制造精度有关。在计算成型塑件尺寸时，还必须注意以下几点。a. 塑件在成型过程中，分型面处会产生飞边，飞边的产生会影响塑件的高度尺寸，因而在计算模具成型塑件深度尺寸时，要减去飞边的厚度。b. 在计算塑件是收缩时，一般是取平均值收缩率进行计算。如果塑件实际收缩率为收缩率范围的上限或下限值，则为了防止收缩超差，可预先按下列关系进行验算：对正公差尺寸 （2.1）对负公差尺寸 （2.2）对正负公差尺寸 式中，为塑件公差（mm）；为模具制造公差（mm），一般取（1/61/4 ）；D为成型轴类零件的模具型腔尺寸（mm）；d为成型孔类零件的模具型芯尺寸（mm）；L 为模具中心距尺寸（mm）；为塑件收缩率上限值；为塑件收缩率下限值。2.4 拟定模具的结构形式2.4.1分型面位置的确定塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则： a. 分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。b. 分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。 c. 分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。 d. 分型面应有利于侧向抽芯。 不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。该塑件为外壳，外形表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端面截面积最大且有利于开模取出塑料的底平面上。2.4.2 型腔数数量的确定该塑件采用的精度为2-3级之间，属于小批量生产，初步定为一模2腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本等费用，初步定为一模2腔的结构形式。由以上分析可知，本模具设计为一模2腔，根据塑件结构形状，可采用推杆形式推出。由于该塑件尺寸比较大，侧浇口对一些柱位、加强筋不容易填充且主浇口还要偏心，对模具寿命有一定影响，所以不适合用侧浇口进浇。侧浇口相对侧浇口更容易填充，但是会在外表面留下一个浇口痕迹，从外观角度考虑不是很好，但这个浇口痕迹对整个装配没有影响，所以最终确定为侧浇口进浇。这样，定模需要单独开设分型面并取出凝料，动模部分不需要推板推出。由上综合分析可确定选用定模带脱料板的双分型面模架，DCI型细口模架比较合适。3 成型设备的选择3 成型设备的选择3.1 注射量的计算图3.1 塑件三维图通过三维软件模具设计分析计算得塑件体积： 塑件质量： （3.1）式中，取3.2 选择注射机及注射机的主要参数立式注射机，容量一般在1060g，其结构特点是，注射装置及定模板设置于上面，锁模装置及动模板、顶出装置设置于下面，互成竖立一线排列。注射装置一般为柱式，液压机械式锁模机构，动模板后设有顶杆机械顶出塑件，使用立式注射模工作，并且立式注射机有装拆模具方便、安装嵌件或活动型芯简便可靠等优点。对于卧式注射机，一般有柱塞和螺杆两种，柱塞式的注射量一般为3060g，螺杆式的注射量一般为60g以上。卧式注射机在结构上，注射装置、定模板为一侧，锁模装置、顶出机构及动模板为另一侧，互成横卧一线排列。注射装置以螺杆式为主，液压机械锁模，顶出系统采用机械式液压机构或两者兼备，使用卧式注射工作。但，卧式注射机同时也存在着很多缺点：a. 装模麻烦，安放嵌件及活动型芯不便，易倾斜落下； b. 螺杆式加工低粘度塑料、薄壁、形状复杂塑件时易发生融料回流，螺杆不易清洗，余料清洗不净（尤其对热敏性塑料）易发生分解；c. 柱塞式结构也有立式注射机柱塞式结构所具有的缺点。于此同时，立式注射机宜加工小、中型塑件及分两次进行双色注射加工的双色塑件，且由于柱塞式结构不宜加工流动性差、热敏性、对应力敏感的塑料及大面积、薄壁塑件，宜加工流动性好的中小型塑件，尤其有利于加工二种色泽，如大理石花纹的塑件及加入有色彩电化铝片等的透明五彩塑件。浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的倍来估算。由于本次采取流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.5倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和2个塑件体积之和）为。根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量，则有。根据以上的计算，初步选定公称注射量为，注射机型号为XS-ZY-650，其主要技术参数见下表：表3.1 XS-ZY-650主要技术参数理论注射/2250模板最大/2500螺杆直径/50最大模板/1350注射压力/130最小模板/200 注射行程/160 合模形式液压机械 注射时间/2 注射方式螺杆式螺杆转/25-89喷嘴球半/18 锁模力/180喷嘴孔直/43.3 注塑机的校核3.3.1 注射压力校核查表可知，所需注射压力为，这里取，该注射机的公称注射压力，注射压力安全系数，这里取，则：，所以，注射机注射压力合格。3.3.2 锁模力校核塑件在分型面上的投影面积，则浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积的数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。是每个塑件在分型面上的投影面积的倍。由于本例流道设计简单，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。这里取。塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则模具型腔内的胀型力，则（3.2）式中，是型腔的平均计算压力值，是模具型腔内的压力，通常取注射压力的，大致范围为。应取。 查表可得该注射机的公称锁模力，锁模力安全系数这里取, 则: （3.3）所以，注射机锁模力合格,对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。4 模具结构设计4 模具结构设计4 模具结构设计4.1 模具装配图图4.1 望远镜棱镜架模具装配图本模具适用于XS-ZY-650型注射机。模具采用的是具有侧抽芯机构的三板式注塑模（即双分型面注射模）。一、其特点是，在模具上设有斜导柱和侧滑块等侧向分型结构。开模时。导柱起导向作用，由于压缩弹簧的作用，模具首先拉料杆将流道凝料拉出流道，由于开模力作用，斜导柱使滑块带动侧型芯从塑件中抽出，完成侧抽芯；由于定距拉杆的存在，模具同时侧浇口被拉断，拉料杆从凝料中脱出，塑件落在凸模上，定距拉板控制模具二次开模具时的开模距。再由顶出机构推动顶杆将塑件推出凸模，然后由高压压缩空气将塑件吹出模具，同时，可以达到进一步冷却。合模时，顶板导柱、复位杆以及弹簧将保证模具顺利合模，完成一次注射。4.2 浇筑系统4.2.1 浇筑系统的应用浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道，因此它应能够顺利的引导熔体迅速有序地充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑件。对浇注系统设计的具体要求是：a. 对模腔的填充迅速有序；b. 可同时充满各个型腔；c. 对热量和压力损失较小；d. 尽可能消耗较少的塑料；e. 能够使型腔顺利排气；f. 浇注道凝料容易与塑料分离或切除；g. 不会使冷料进入型腔；浇口痕迹对塑料外观影响很小。4.2.2 主浇道设计浇道的设计包括主浇道设计和分浇道设计两部分。主浇道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主浇道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主浇道凝料的顺利拔出。主浇道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。主浇道要尽可能短，因为塑件为点进浇，主浇道太长很难实现模具的全自动化生产，且使定模座板与脱料板之间的开模行程加大，导致定模板的四根导柱受力加重，影响模具寿命。总之，对于细水口的模具主浇道要尽可能短，这样既可以节省材料，又可以减少开模行程、提高模具寿命，还可以不用机械手而实现全自动化生产。分浇道是主浇道与浇口之间的通道。在多型腔的模具中分流道必不可少，而在单型腔且单点进浇模具中，浇口与注射口在一条直线上时则可省去分浇道。在分流道的设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。由于该塑件为单点进浇，进浇点在塑件中心位置，与注射口在一条线上，所以无需分浇道。 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。a. 主流道尺寸 由上述可知：喷嘴球半径: ，喷嘴孔直径: 主流道通常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为度，现取锥角度,流道表面粗糙度。 主流道长度：小型模具L应尽量小于，本设计中初取进行设计。 主流道小端直径： 主流道大端直径： （4.1） 主流道球面半径： 球面的配合高度为，现取为 b. 主流道当量半径： c. 主流道浇口套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，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浇口套形式，浇口套一般采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度5055HRC。浇口套与模板间配合采用H7/m6的过渡配合，与定位圈采用H9/f9间隙配合。 常用浇口套分为浇口套、定位圈整体式和浇口套与定位圈单独分开两种，现选取后者。4.2.3 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，它是浇注系统的关键部分。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择。注射模的浇口结构形式比较多，不同类型的浇口其尺寸、特点及应用情况各不相同。按浇口的特征可分为限制浇口和非限制浇口；按浇口形状可分为侧浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口及薄片式交口；按浇口的特征性质可分为潜伏式浇口、护耳浇口；按浇口所在的塑件位置可分为中心浇口和侧浇口等。对于该模具，是中小型制品的单型腔模具，同时从塑件的形状等各方面分析知采用的是一般中心浇口。浇口一般设在型腔底部，排气畅通，成型良好，塑件无不良痕迹。有利于实现制动化操作，常用于成型单型腔模具或表面不许有较大痕迹的塑件，能制动切断浇口凝料。4.2.4 冷料穴的设计当注射机未注射塑料之前，喷嘴最前面的熔体塑料的温度较低，形成冷凝料头，为了防止这些冷料进入型腔而影响塑件质量，在进料口的末端的动模板上开设一洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这个洞穴就是冷料穴。它的作用是储存因两次注塑间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝。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的直径。为了使主流道 凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，往往是冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道拉出而附在动模一边的作用。 由于该塑件为单点点进浇，其进浇点与注射口又在一条线上，而塑件又比较大，所以熔体流动的前锋冷料对该塑件没有影响，模具没有设冷料穴。4.3 成型零件结构设计4.3.1 凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的部件，按其结构形式可分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式。凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式和四壁镶嵌式5种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。本设计采用整体嵌入式凹模。4.3.2 凸模的结构设计凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和镶拼组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体，大、中型模具采用镶拼组合式。通过对塑件结构分析，本设计中采用整体式凸模。对一些柱位、加强筋等排气不良以及不容易加工到位的地方安装镶件，这样既方便加工又可以改善排气。4.4 抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构应具备以下基本功能：a. 能够保证不引起塑件变形的情况下准确地抽芯和分型；b. 运动灵活、动作可靠，无过分磨损现象；c. 具有必要的强度和刚度；d. 配合间隙和拼缝线不溢料。此外，侧向分型和抽芯机构结构部、比较复杂，设计时应考虑到容易制造和装配。4.4.1 斜导柱长度计算正常抽芯时，侧孔或侧凹轴线与塑件主轴线垂直，因而侧型芯抽出方向与模具主分型面平行。此时，斜导柱总长度为 (4.2)式中，为固定板厚度；为抽芯距；为斜导柱倾角。 这里取。4.4.2 斜导柱直径计算由于此零件应设计两个不同的侧抽芯机构，现分别对两个抽芯机构斜导柱分别计算。 a. 被抽芯部分属于厚壁件，应按厚壁塑件抽拔力公式计算。 （4.3）查找ABS塑料有关参数， 在和时，查得又 代入脱模力计算公式：计算斜导柱直径：已知 相应查得代入计算公式： （4.4）故设计时可取斜导柱直径。 b. 被抽芯部分属于厚壁件，应按厚壁塑件抽拔力公式计算。 （4.5） 在和时，查得又 代入脱模力计算公式： 计算斜导柱直径已知 相应查得代入计算公式： 设计时可取斜导柱直径。4.4.3 楔紧块设计压紧楔块的作用是保证在注射过程中滑块能闭合紧密，避免侧向分型面产生毛边，保证塑件尺寸精度，免除斜导柱承受型腔的侧向推挤压力。压紧楔块的楔角应大于斜导柱的抽芯斜角，使开模时，压紧楔块的斜面起到让位作用，否则斜导柱就无法驱动滑块起抽拔作用。的适当选取不仅能保证让位作用，避免楔块斜面与滑块斜面的磨损，也可防止闭模时滑块斜面上端边缘处与楔块斜面下端边缘处的干涉撞击。由于斜导柱与滑块的斜导孔之间一般都留有较大间隙，开模和闭模运动时滑块的横向运动对纵向运动都有滞后作用，若选取偏小，闭模时滑块和楔块间就会发生上述干涉撞击现象。查表得压紧楔块楔角为。在保证开模时让位和闭模时避免干涉撞击情况下，楔角也不宜取过大值，因为越大，对滑块的压紧作用越小。4.4.4 滑块设计滑块在斜导柱驱动下完成抽芯后，必须停留在准确的位置上，必须设置定位装置防止滑块位置改变，避免闭模时斜导柱与滑块上斜孔对不准发生的碰撞现象。设计斜导柱机构时，应注意滑块高度不能大于滑块滑动部分长度，即比值应小于1。否则抽芯时会因滑块外斜使导滑面歪扭引起运动不畅，加速导滑面磨损或滑块破坏。另外，对于滑块水平抽芯，在完成抽芯行程后，滑块外伸导滑槽部分不宜过长，一般不应超过滑块长度之半，否则会因外伸部分自重使滑块歪斜，影响闭模时与斜导柱的对准。4.5 成型零件工作尺寸设计计算4.5.1 型腔尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；取x=0.75。凹模型腔径向尺寸： （4.6）式中：-凹模径向尺寸 -塑件径向工称尺寸 -塑件的平均收缩率为0.6% -塑件的公差值 -模具的制造公差，对于中小型件，取； 4.5.2 型腔深度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差；取x= 0.65。凹模型腔深度尺寸： （4.7）式中：凹模深度尺寸 塑件高度公称尺寸 4.5.3 型芯径向尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差；取x=0.75。型芯的径向尺寸： （4.8）式中：型芯径向尺寸 塑件径向公称尺寸 型芯制造公差 4.5.4 型芯高度尺寸模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差；取x=。型芯的高度尺寸： （4.9）式中：型芯高度尺寸 型芯深度尺寸 4.5.5 凹模侧壁厚度的计算凹模侧壁厚度与型腔内凹模深度有关，根据型腔的布置，模架初选的标准模架，其厚度根据刚度公式计算 （4.10）式中，是型腔压力，是材料弹性模量，是影响变形的最大尺寸， 是模具刚度计算许用变形量。根据注射塑料品种， （4.11）由于型腔采用直线对称结构布置，为结构紧凑，故两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了。型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算模板平面尺寸选用，它比型腔布置的尺寸大得多，所以完全满足强度和刚度要求。4.5.6 动模板厚度的计算动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选在这个范围之间，垫块之间的跨度大约为，那么根据型腔布置及型芯对动模垫板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度，即 （4.12）是两个垫块之间的距离，是动模垫板的长度，是型芯投影到动模垫板上的面积。故动模垫板可按照标准厚度取。4.6 脱模机构的设计4.6.1 推杆脱模机构设计的基本原则注射成型的每一周期中，必须将塑件从模具型腔中脱出，这种把塑件从型腔中脱出的机构称为脱模机构， 也可称为顶出机构或推出机构。 脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作。 推出机构的设计原则： a. 尽量使塑件留在动模上。 b. 使制品在推出过程中不变形不损坏。 c. 推出动作可靠，更换推出零件容易。 d. 使脱模后的制品有良好的外观。4.6.2 推出方式的确定本塑件采用推杆推出的推出方式。4.6.3 脱模力的计算经过注射机的高压注射塑料在模具内冷却定型，此时塑料收缩将型芯包紧，这一包紧力是开模后塑件脱出时所必须克服的，此外还有通孔带来的大气压力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力及机构本身运行时所产生的摩擦阻力。开始脱模时的瞬时阻力最大，称为初始脱模力。脱模力的计算一般总是计算初始脱模力。 （4.13）式中，是脱模力；是塑料的弹性模量；是被包型芯的长度；是塑料的泊松比；是脱模斜度；是塑料与钢材之间的摩擦因数；是塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积；是由和决定的无因次数，其中的值与塑件的横截面积有关； （4.14）是由和决定的无因次数， （4.15）4.7 导向与定位机构的设计注射模的导向定位机构用于动、定模之间的开合模导向定位和脱模机构的运动导向定位，按作用分为膜外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件尺寸较大，但结构比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位结构。4.8 模架的确定4.8.1 各模板尺寸的确定根据整体嵌入式凹凸模仁的外形尺寸，塑件进浇方式为点进浇，有考虑导柱导套的布置等，再同时参考适当的注射模架的选择方法，可确定选用细水口DCI-4050型（即宽长=）模架结构较好。各模板尺寸的确定：a. 定模板尺寸。塑件高度为,定模板要开框装入模仁，加上模仁上还要开设冷却水道，还需留出足后够的距离引出水道，且还要有足够的强度，故定模板厚度取。b. 动模板尺寸。具体选取方法与定模板相似，由于动模板下面是模脚，中间位推板，特别是注射时，要承受很大的注射压力，所以相较定模板而言动模板尺寸相对厚一些，故动模板厚度取为。c. 模脚尺寸。模脚高度=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+,加上余量，所以选定为。d. 经上述尺寸的计算，模架尺寸已经确定为模架板面为DCI-4050型模架，其外形尺寸为：。4.8.2 模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸：a. 模具平面尺寸(模板平面尺寸)，校核合格。（2）模具的厚度即模具的闭合厚度，（注塑机允许模具的最大厚度和最小厚度），校核合格。b. 模具的开模行程 （4.16）（开模行程），校核合格。模架结构如下图所示：图4.8 模架结构图4.9 冷却系统的设计设计冷却通道时，应遵循如下原则： a. 冷却水道数量尽可能多，孔径尽可能大。 b. 冷却水孔至型腔表面的距离尽可能相等。 c. 强化浇口处的冷却。 d. 降低冷却水出入口处的温度差。e. 冷却水道应避免设在塑件熔接痕处。f. 合理确定冷却水接头位置。4.9.1 冷却介质ABS属中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为220和70 110 。所以，模具温度初步选定为100 。 冷却系统设计时应忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触所散发的热量，按单位时间内塑件凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量来计算。4.9.2 冷却系统的简单计算a. 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量(1) 塑料制品的体积 (2) 塑料制品的质量 (3) 单位时间塑料熔体的注射次数 塑件壁厚为,查表得。取注射时间，脱模时间，则注射周期：。由此得每小时注射次数： (4) 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 （4.17） b. 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量 查表直接可知ABS的单位热流量的值为。 c. 计算冷却水的体积流量 设冷却水道入口的水温为,出水口的温度为，取水的密度，水的比热容,则根据公式可得 （4.18） d. 确定冷却水路的直径d 当时，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水孔的直径。 e. 冷却水在管内的速度v （4.19） f. 求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h 因为平均水温为,查表可得，则有 （4.20） g. 计算冷却水通道的导热总面积A （4.21） h. 计算模具所需冷却水管的总长度L （4.22） i. 冷却水路的根数x设每条水路的长度为，则冷却水路的根数为。由上述计算可以看出，4条冷却水道可以满足模具冷却系统的要求。5 模具材料5 模具材料塑料模的工作条件与冷冲模有所不同，塑料模一般都在一定温度（150C200C）条件下进行工作，除承受一定压力外，还承受一定的温度，此外有些塑料在成型过程中还会分解出腐蚀性气体，使模具表面受腐蚀。因此，塑料模成型零件的主要失效形式是磨损、变形和表面腐蚀等。为了使塑料模正常工作，并保证有一定的使用寿命，如何合理选用模具零件用材料及其热处理规范是个很重要的问题。5.1 塑料模具用钢的必要条件a. 机械加工性能优良；b. 抛光性能优良；c. 有良好的表面腐蚀加工性；d. 既要耐磨损，而且又有韧性；e. 淬火性能好，尺寸稳定性好，热稳定性好，热膨胀系数小；f. 电火花加工性好；g. 有耐腐蚀性；h. 焊接性好。5.2 选择钢材的条件a. 塑件的生产批量；b. 塑件的尺寸精度；c. 制件的复杂程度；d. 制件的体积大小；e. 制件的光观要求。5.3 模具选材本模具根据其结构、加工工艺性和使用条件选择材料如下：45钢具有切削加工性能好，调制后有较高的强度和韧性，例如：定模板 ，动模具板，动模固定板，定模固定板，型芯，顶杆固定板，顶杆垫板，支撑板。T8A、T10A具有可淬性高，但淬透性差，淬火变形大，需进行磨削加工，用于制造耐磨性结构零件。例如：导杆、顶杆、斜导柱、导套。5.4 模具的淬火硬度一般的成型零件和塑料接触的零件和型腔、型芯、浇口套等，已经起导滑作用的滑块导柱导套的淬火硬度为HRC4045。常用45钢制造的大部分模具结构零件淬火也应达到HRC4045。5.5 模具的表面粗糙度通常模具成型零件的工作面及与塑料接触的模具零件的表面粗糙度为56级，对于配合精度来讲，粗糙度越小，使静配合的固定更为可靠，使动配合的滑块面更光滑，不宜摩擦损伤，因此凡是相配合的孔与轴或者平面与平面之间需要粗糙度为34级，其它非重要模具零件表面的粗糙度一般为79级。模具成型零件表面的粗糙度愈高，则要求成型零件的硬度愈高，例如要求模具零件的粗糙度为Ra0.320.08，模具成型零件的必需硬度为HRC5961。5.6 注塑模具强度分析计算注塑成型过程中,模具承受有注塑机施加的锁模力和熔融塑料作用于型腔内壁的压力。锁模力因受到模具型腔内轴向力的平衡,因而实际轴向力并不大,主要受的力是型腔内压力模具型腔受到内压力的作用会发生膨胀变形,这个变形一方面会影响到塑件尺寸精度,另一方面可能在模具型腔的配合面处产生飞边。对于尺寸较小的型腔,因其允许的极限变形量较小,因而还有可能发生模具型腔承受内压力作用发生破坏的情况。为了使注塑模在成型塑件的过程中不发生以上问题,就需要计算模具型腔侧壁所允许的最小厚度。只要实际的型腔侧壁厚度大于计算所得的允许最小厚度,成型时模型腔就不会发生问题。一般情况下,若从塑件成型尺寸精度考虑,则模具型腔侧壁的最大允许变形量取塑件公差的1/5。若从模具型腔不发生飞边考虑,则模具型腔配合处的间隙的最大允许值随塑料的种类不同而异。对于尼龙、聚乙烯、聚丙烯等低粘度塑料,最大间隙值取0.020.04mm,对于ABS等中等粘度的塑料，则最大间隙值取0.05mm以下，而对于聚砜、聚碳酸酯，以及硬聚氯乙烯等高粘度塑料，最大间隙值取0.060.08mm。若从保证塑件同时要求满足以上条件，则应以其中最苛刻者作为设计标准。6 模具经济环保分析6 模具经济环保分析一个零件的机械加工工艺过程，往往可以拟订出几个不同的方案，这些方案都能满足该零件的技术要求。但是它们的经济性是不同的，因此要进行经济分析比较，选择一个在给定的生产条件下最为经济的方案。对模具技术经济分析的主要指标有：模具精度和表面质量、模具的生产周期、模具的生产成本和模具的寿命。它们相互制约，又相互依存。在模具生产过程中应根据设计要求和客观情况，综合考虑各项指标6。模具的生产周期是指从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所有的时间。当前，模具使用单位要求模具的生产周期长短是衡量一个模具企业生产能力和技
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