薄板零件带内侧抽芯机构的注射模的设计【一模一腔】【说明书+CAD】
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薄板零件带内侧抽芯机构的注射模的设计【一模一腔】【说明书+CAD】,一模一腔,薄板,零件,内侧,机构,注射,设计,说明书,CAD
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本科毕业设计说明书（论文） 第 37 页 共 37 页1 引言模具被誉为“百业之首，工业之母”，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。近年来，中国模具工业以年均20%的速度持续快速增长。截止2006年年底，中国模具销售额达720亿元，跃居世界第三。随着塑料工业的不断发展，塑料模具占模具总量的比例逐渐提高。据统计，2000年中国塑料模具产值约100亿元人民币，2006年已发展到300多亿元人民币，年均增长率超过21%，高于模具行业总体发展速度。塑料模具的发展潜力是不可低估的。随着中国汽车、电子、通讯、家电等行业的发展，对塑料模具的需求越来越大，对产品质量要求越来越高。塑料模具将朝着大型化、高精密度、多功能复合型的技术方向发展。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜在市场十分巨大。譬如在生产汽车时，仅制造一款普通轿车约需200多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约50%。在建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计2010年全国塑料门窗和塑管普及率将达到30%50%，塑料排水管市场占有率将超过50%，都会大大增加对模具的需求量1。模具产品的品种很多，主要以冲压模具、塑料模具和压铸模具为主。塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液2、本体或悬浮聚合法生产，使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔，产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品。现代模具设计与制造技术，涉及机械工程、信息与电子工程、冶金与材料工程、工程管理等学科专业范围。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来520年的模具生产技术的发展趋势。所以在这种情况下，研究这一课题是具有现实意义的。1.1 模具工业1.1.1 模具材料目前，塑料模具材料仍以模具钢为主，但根据成型工艺的不同，也可采用非铁合金、钢结硬质合金、低熔点合金等材料。塑料制品的广泛应用，极大地推动了塑料成型模具的发展。行业对塑料模具材料的需求量越来越大，并对材料的质量和性能提出了更高的要求。近年来，我国在新型塑料模具材料研制、提高材料冶金质量、优化热处理工艺、提高模具寿命等方面做了大量的工作，为用户提供了大量质优价廉的塑料模具材料，获得了显的技术经济效益。我国模具工业发展迅速，模具进口量逐年增加，其中塑料模具占46%。我国的模具技术及模具寿命仍落后于一些工业发达国家，模具用材和热处理不当是影响模具失效的主要因素，约占70%。塑料模具结构复杂，尺寸精度和表面粗糙度要求很高，对塑料模具型腔材料的要求比较苛刻。某单位原采用45钢制造电视机外壳模具，使用寿命不足20万次，模具就已损坏，改用3Cr2Mo（P20）材料后，使复杂的型腔容易切削加工，保证了模具加工质量，而且模具寿命成倍延长3。正确选用模具材料及其热处理方法，对于提高模具质量，延长模具使用寿命是非常重要的45。1.1.2 塑料模具钢的性能要求塑料模具的工作温度在200300。注射模工作时受热、受压、受磨损，且注射时可能有含氯、氟及其化合物的腐蚀气体逸出，对模具型腔有一定的腐蚀作用。压缩模直接压制粉料，要承受很大的机械负荷，易磨损，型腔也会受腐蚀性气体腐蚀。塑料模具型腔复杂，尺寸精度和表面粗糙度要求高，对塑料模具钢的机械加工性能、镜面抛光研磨性能、热处理变形和尺寸稳定性等方面都提出了相应的要求。塑料模具钢应具备以下一些性能6：（1）模具型腔表面应具有足够厚的硬化层，有一定的硬度和耐磨性。（2）具有足够的强度和冲击韧度。（3）导热性能好，膨胀系数小，热处理变形小，模具工作尺寸稳定。（4）机械加工性能好，表面粗糙度值低。（5）良好的镜面抛光研磨性能和图案蚀刻性能。（6）耐腐蚀性能好，有较好的焊补性能。传统的塑料模具钢包括渗碳钢如10、20、20Cr、12CrNi2、12CrNi3A等；调质钢如45、55、40Cr、3Cr2Mo、4Cr5MoV1Si等；高碳工具钢如Cr12、Cr12MoV、CrWMn、Cr6WV、9Mn2V、GCr15等；耐蚀钢如4Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2等。这些传统的模具钢，有的机械加工性能差，特别是对于形状复杂的模具难于加工；有的则是镜面抛光性能差，难以满足塑料模的综合性能要求。应合理选择和应用新型塑料模具钢以适应塑料模具朝着高效率、高精度、高寿命.1.1.3 我国塑料模具钢的发展进程我国模具钢生产技术发展迅速，形成了我国自己的模具钢系列，总产量已居世界前列，建成不少先进的生产工艺装备，但是模具钢的生产技术、产品质量方面还存在着许多不足，很多制造大型，精密，长寿命模具的钢材仍需从国外进口，已成为世界上进口模具最多的国家，展望未来急待开展以下工作。（1）研制高性能、长寿命、高的性能价格比和高效的新型模具材料，取代昂贵的进口材料，将带来明显的技术经济效益。（2）我国研制的一些新型模具材料的性能和寿命已达到或接近国外先进水平，但推广应用特别缓慢。因此，建议积极开展新材料的信息交流，尤其是科研人员与生产者的沟通。（3）重视模具材料的深加工，加速模具材料的制品化。模具生产企业需要多种规格的模具材料，如圆钢、扁钢、厚钢、模块等，甚至是经过深加工的产品7。（4）提高模具材料生产的专业化水平。建议成立专门的模具材料生产厂，提高设备配套水平，提高生产水平，创建知名的模具材料品牌。（5）提高国内模具材料供应的专业水平。目前流通领域中的经、代销商大都为非专业的，销售公司的经营规模停留在较低水平上，有必要建立专业的模具材料销售公司。1.1.4 我国模具钢今后发展要求（1）加速模具钢生产的制品化、精料化和模具钢经销的商品化我国模具钢的品种规格较少，模具钢生产的制品化、精料化和经销的商品化程度低。80以上的模具钢仍以黑皮圆棒供货。越来越多的模具制造厂要求在模具设计完成后，模具钢供应厂商能迅速提供所需钢材，减少库存钢材数量，缩短制模周期。但中国钢材生产企业目前尚不适应这一商品市场机制，这是进口模具钢材的使用在中国日益扩大的重要原因。（2）大力推广应用性能优良的新型模具钢，不断完善模具钢钢种系列。我国已开发出性能优异，达到或超过国外同类水平的特色新型模具钢，但这些新钢的推广数量和应用范围不够大，有选择地开发先进模具钢，例如开发粉末冶金模具钢，多元易切削系塑料模具钢，开发玻璃、陶瓷，耐火砖和地砖等成形模具用钢，完善中国的模具钢系列。（3）进一步提高模具钢的质量我国某些特殊钢厂已采用炉外精炼、真空冶炼、快锻机和精锻机等生产模具钢，模具钢的质量有大幅度提高，如D2、P20等，出口产品的质量可以达到国际先进水平。但国外对纯度要求较高的模具钢大部分采用电渣重熔，进一步提高了钢的纯净度、致密度、等向性和均匀性，减少偏析。我国还需要在这方面进一步开展工作。（4）加强先进模具热处理技术的推广与应用模具的可控气氛热处理与真空热处理应进一步得到发展，对一些行之有效的模具表面热处理技术，应完善其工艺，加强其推广和应用。提高装备和工艺材料的制造水平，加强热处理专业厂的建设。1.2 模具机构的设计1.2.1 内侧抽芯的结构（1）内侧抽芯机构介绍当塑件带有侧凹或者侧孔时，在被推出之前必须先进行侧向抽芯，即从塑件中抽出成型侧凹或者侧孔的瓣合模块或侧向型芯，然后塑件才能顺利脱模，完成侧向型芯或瓣合模块的抽出与复位的机构成为侧向抽芯机构810。带内侧抽芯机构注射模具，顾名思义，是制造出常用塑件内侧带有凸台或者凹槽，塑件上有侧向孔、侧向凸凹、侧向的凸台，因塑件内侧有凹槽，模具上用于成型该处的零件就必须做成可侧向移动的零件，以便在脱模之前或脱模时抽出侧向成型零件，否侧就无法脱模，要求塑件能从模具架中顺利取出。（2）常见内抽芯机构的结构形式塑料制品的内侧经常会有凸台和凹穴，除用斜导柱内侧抽芯结构进行抽芯外，也可采用斜滑块内侧抽芯结构。根据塑料制品结构的特点。根据塑料制品结构的特点，可用用不同形式的斜滑块内侧抽芯结构。（a）斜导柱侧向机构斜导柱侧向机构抽芯机构除了完成塑件外抽芯外，还可以对塑件进行内侧抽芯（b）斜滑块抽芯机构的工作原理斜滑块抽芯机构适用于塑件侧孔或侧凹较浅但成型面积较大的场合。斜滑块侧向抽芯的特点是利用推出机构的推力驱动斜滑块侧向运动，在塑件被推出的同时由斜滑块完成侧向抽芯动作。一般分为外侧向抽芯和内侧向抽芯两种。（c）斜导杆抽芯机构的工作原理斜导杆是斜滑块的一种变形形式，其动作原理与斜滑块机构抽芯机构相同，所不同的是斜导杆是矩形截面的细长杆件，刚度较差，故适用于抽芯力较小的场合。1.2.2 选定斜导杆机构完成此次课题根据课题要求，经过认真考虑、比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理工艺性，选择斜导杆机构作为完成此次零件注射。但需要考虑的是斜导杆抽芯机构的设计要点，如图1.1所示：（1）斜导杆的设计要点（a）斜导杆的形状：斜导杆上端为塑件侧凹的成型部位，其结构形状。所显示机构简单，加工方便，不易变形，但容易产生水平飞边；结构容易变形，飞边与塑件边缘易变形，飞边与塑件边缘易形成位置偏差，尽量不用。（b）模板上斜导杆孔尺寸的确定：以斜导杆与模板接触的两点A与B作垂直线线，以斜导杆宽度尺寸C作水平线，两者相交得以矩形截面（图中阴影部分形状）；再以该矩形截面中心为圆心画圆，该圆与矩形截面之间至少留有（0.5）的间隙，否则斜导杆运动受到干涉，所画圆的直径即为模板上斜导杆的孔径尺寸。（c）斜导杆与推杆直接按的距离L应大于斜导杆侧向抽芯行程S，以避免斜导杆推出时与推杆发生碰撞。（d）为了提高斜导杆的强度和刚度，减少斜导杆与模板之间的磨损，再模板上常常镶嵌经淬火的垫块，对斜导杆进行支撑和导向。（2）斜导杆座的设计要求斜导杆下端与斜导杆座用转销连接，斜导杆座用螺钉固定再推杆固定板上，设计时应注意以下几点：（a）两个或两个以上的斜导杆，其运动方向一致且间距较小时，可共用一个斜导杆座，但要注意两销钉直接按的距离d不应小于4mm到5mm（b）当斜导杆强度较差，需要缩短其长度或推杆固定板厚度较薄时，可将斜导杆座凸出推杆固定板或沉入推板内。（c）当斜导杆宽度较大时，其底部可切小用销钉固定，如图；当斜导杆太薄时（5mm以下）或者无法采用销钉固定时，可采用切槽固定的方法。（d）斜导杆座一般采用M5或M6螺钉固定再推板固定板上。螺钉孔深不能穿过斜导杆座的滑动部分。为了方便紧固螺钉，再推板上还设计有13mm大小的圆孔。图1.1 斜导杆抽芯机构设计技术要求图1.2.3 选根据内侧抽芯选定工件，进行工艺分析（1）本次课题是带内侧抽芯机构注射模具设计。首先了解内抽芯机构的原理以及设计要点。（2）根据要求选定需要的塑料工件，我选择的是常用薄板零件。（3）对塑件结构进行工艺分析，如图所示1.2；无特殊要求，尺寸公差按IT7级精度查取11。（a）塑件高10mm，宽度44mm，塑件成型性能良好；（b）塑件内部有2mm10mm5mm凹槽，需要用内抽芯的方式取出。（c）必须避免在塑件的分型面处出现毛边（d）塑件表面要求光泽无裂痕，未明确粗糙度为Ra=6.3m图1.2 薄板零件1.2.4 此薄板零件的材料的选择通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说，要考虑的主要是材料的力学性能，如屈服应力，弹性模量，弯曲强度，表面硬度等.该塑件对材料的要求首先必须是透光性好，其次才是成型难易和经济性问题。塑料材料的相对密度在0.832.2范围内，在众多的材料中只有比木材的相当密度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合金铝还要高。塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性仅次于玻璃及陶瓷材料。且塑料材料具有优异的加工性能。此薄板零件选择聚苯乙烯（非结晶型）俗称PS，作为注射材料，其特点是成型性能好，成型前可不干燥，但注射时应防止溢料，制品产生内应力。由于是一般性民用品，以性能上，价格上都符合我们主要要求，其它如拉伸强度，断裂伸长率等则是次要考虑的指标（这由塑件的工作环境决定)。PS为塑件材料是最初选定的。因为除了质脆和抗拉强度稍微显得性能不足，它所拥有的特性符合我们的塑件要求，但这些不是我们主要考虑的。1.2.5 绘制模具装配图草图模具装配图的设计应先从绘制装配图入手，根据塑件的具体情况，经过认真考虑、比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理工艺性。以下就是装配草图中应考虑到的几个重要部分：（1）成型零件的结构及安装方法：塑件成型的好坏直接影响塑件质量、加工的难易程度。选择合理的成型位置能使成型结构在现有的设备状况下，基本满足技术上的需要，易于加工、易于修改维修和更换。（2）确定浇口位置及结构形式：模具设计中的一个重要环节就是浇口套的位置确定。浇口位置是保证浇注塑件快速和均匀的关键，所以我们要在保证塑件表面不受损伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料穴的位置形状、大小及排气方法等，使注射时物料流畅，易于成型。且易于清除浇注塑料。（3）确定分型面的位置和结构形式：分型面是塑件取出时和浇注系统分离的接触面。一般情况下我们在设计时应根据塑料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口形式、脱模方式、嵌件位置以及排气条件、易清除飞边、便于加工等诸因素，通盘考虑设计。（4）选择成型设备：根据塑件的具体情况，选择相适应的注射机并进行模具设计。成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是最大投影面积。根据这两个参数及可选用合适的成型设备。（5）侧抽机构的确定：根据塑件侧壁凹凸槽或孔及螺纹结构选择合适的侧抽机构。（6）顶出机构的确定：定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在动模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障，碍，折实顶出机构在注射机顶杆的驱动下将成型塑件从动模中顶出。（7）确定温度调节方式：温度的控制直接影响了塑件成型的尺寸、质量、外观和效率，所以每个模具都必须尽可能好的设计温度控制部分，为了取得较好的冷却效果，对冷却回路应由良好的布局，如冷却回路的位置、尺寸形状等，并预先考虑流出足够的冷却水路的安装空间。（8）确定主要结构件的尺寸：通过以上问题的初步确定，即可勾画出模体的轮廓，这时应确定导向机构的导柱及顶出系统的复位以及必要的先复位等的结构形式和安装位置，以及各组合部分的连接形式及所必须的支承板、支承块等。1.2.6 对零件进行造型设计并绘制工程图装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的造型设计。工程图尽量按1：1的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须严格按比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分暴露出来，经过改正修订后，描清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。1.3 课程任务要求本课题的任务内容是要求设计一副带内侧抽芯机构的注射模，以此为基础，完成模具制造的工艺设计。并绘制CAD三维造型设计。带内侧抽芯机构注射模要求一模一腔，并自动脱凝料。完成该注射模具装配图设计，全部零件图纸设计，模具成型零件CAD三维造型设计，以及完成该注射模具的制造工艺设计。2 方案与设计根据带内侧抽芯零件（薄板零件）机构的设计要求，本次设计我选择了斜导杆抽芯机构。选择的薄板零件是一个结构简单的零件，设计的重点在于薄板零件内部有凹槽，不能直接推出，成型模具需要采用内侧抽芯的成型结构，所以符合此次题刻设计要求。根据查找的各方面资料12，开始选择了斜滑块抽芯和斜导杆抽芯机构两种方法来实现。在比较之后，前者适合抽芯力较大的场合，后者更符合薄板零件的要求，此处的抽芯力较小。所以我采用了斜导杆内抽芯机构注射模具。斜导杆方案如图2.1：设计时要注射斜导杆座的位置关系，斜导杆的旋转的位置，旋转的角度，零件要完成脱模的同时，斜导杆与支撑板，型芯之间还不发生干涉。图2.1 装配草图3 带内侧抽芯机构注射模的详细设计过程3.1 注射成型的准备3.1.1 注射成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。图3.1 注塑成型压力时间曲线（1）物料准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。（2）注塑过程；塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示3.1所示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T=T1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值P0。从时间T1到T2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。（3）制件后处理；由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。（4）退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的1020至热变形温度以下1020之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件.调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液（沸点为121，加热温度为100121，保温时间与制件厚度有关，通常取2小时9小时。3.1.2注射成型工艺（1）温度：注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。（2）压力：注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像PS流动性好的料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高，根据生产经验，背压的使用范围约为3.4Mpa27.5Mpa。（3）时间：完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为3 s5 s，保压时间一般为20 s120 s，冷却时间一般为30 s120 s（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数3.2 注射机的选择3.2.1 注射机分类（1）注射机按外形特征可分为立式、卧式、直角式三种13。（a）立式注射机：注射装置与锁模机构的轴线呈一直线垂直排列。优点：占地少，模具拆装方便，易于安放嵌件。缺点：重心高，加料困难；推出的塑件要由手工取出，不易实现自动化，容积较小。（b）卧式注射机：注射装置与锁模装置的轴线呈一直线水平排列，使用广泛。优点：重心低，稳定；加料、操作及维修方便；塑件可自行脱落，易实现自动化。缺点：模具安装麻烦，嵌件安放不稳，机器占地较大。（c）角式注射机注射装置与锁模装置的轴线相互垂直排列。优点、缺点介于立式注射机和卧式注射机之间。特别适用于成形中心不允许有浇口痕迹的平面塑件。（2）注射机按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。（a）柱塞式注射机：注射柱塞直径为20mm100mm的金属圆杆，当其后退时物料自料斗定量地落入料筒内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄片，均匀加热，并在剪切作用下塑料进一步混合和塑化，并完成注射。多为立式注射机，注射量小于30g60g，不易成形流动性差、热敏性强的塑料。（b）螺杆式注射机：螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、排气和塑化，将塑料熔体推向料筒的前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受熔体的压力而缓慢后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压缸的推动下，将熔体注入模具。卧式注射机多为螺杆式。目前，在注射机的标准中，有用注射量为主参数的，也有用合模力为主参数的，但大多以注射量合模力来表示注射机的主要特征。国内标准主要有轻工部标准、机械部标准和国家标准。注射机型号中的字母S表示塑料机械，Z表示注射机，X表示成形，Y表示螺杆式（无Y表示柱塞式）等。3.2.2 注射机的选用注射机的选用包括两方面的内容：一是确定注射机的型号，使塑料、塑件、注射模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内；一是调整注射机的技术参数至所需要的参数。（1）注射机类型的选择：根据塑料的品种、塑件的结构、成形方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进行选择。（2）注射机规格的初选：根据以往的经验和注射模的大小，先预选注射机的型号，之后要进行以下的校核。（3）注射机参数的校核：（a）最大注射量的校核塑件连同凝料在内的质量一般不应大于注射机公称注射量的80%，注射机多以公称容量来表示。（b）注射压力的校核注射机的公称注射压力要大于成形的压力。（c）锁模力的校核由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象。（d）安装部分的尺寸校核应校核的尺寸包括喷嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。注射机的喷嘴头部的球面半径R1应与模具主流道始端的球面半径R2吻合，以免高压熔体从狭缝处溢出。R2一般应比R1大1mm2mm，否则主流道内的塑料凝料无法脱出。为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上的定位圈或主流道衬套与定位圈的整体式结构的外尺寸d应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。注射模具的动模板、定模板应分别与注射机动模板、定模板上的螺孔相适应。模具在注射机上的安装方法有螺栓固定和压板固定。注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况：一是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；二是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度有关。3.2.3 选择注塑机（1）由公称注射量选定注射机由注射量选定注射机.由PRO/E建模分析得（材料密度取=1.054g/cm3）：总体积V=15.18cm3；总质量M=20.55g；流道凝料V=0.5V(流道凝料的体积（质量）是个未知数，根据手册取0.5V（0.5M）来估算，塑件越大则比例可以取的越小；实际注射量为：V实=15.181.5=22.77cm3；实际注射质量为M实=1.5M=20.551.5=30.83g；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则，即：0.8V公V实V公=V实/0.8=22.770.8=28.46cm3（2）一次成型的塑料重量（塑件与流道凝料之和）应在注塑机理论注射量的10%80%之间；既能保证制品质量，又可充分发挥设备的能力，则选50%80%为最佳。（3）塑件的形状较复杂，壁厚不均，也无特别高的精度要求，但是塑件的材料为PS，粘度为中等，一般选用的压力为100Mpa140Mpa，PS的注射压力在60Mpa100Mpa。塑件的结构较复杂，取P=80Mpa（a）塑件的投影面积计算A=44X44=19.36cm2（b）型腔的压力计算P腔=2/3P=53.3Mpa（c）锁模力的计算F=AP腔=41.32X53.3=22X104N根据计算，初选柱塞式注射机：XS-Z-60。3.2.4 注射机有关参数的校核和最终选择（1）模具闭合高度的校核安装模具的高度应满足：HminHHmax设计模具高度为：H总=237mm由于XS-Z-60型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin70mm，最大厚度为Hmax200mm，所以，模具闭合高度不能满足安装要求。改选XS-ZY-125型，最大装模高度Hmax=300mm，最小装模高度Hmin=200mm，H总=237mm介于二者之间，满足模具厚度安装要求。XS-ZY-125型注射机的主要参数：额定注射量125cm3；螺杆直径42mm；注射压力120Mpa；注射行程115mm；注射方式，螺杆式；锁模力900KN；最大成型面积320；最大开合模行程300mm，模具最小厚度200mm；喷嘴圆弧半径R12mm；喷嘴孔直径4mm；顶出形式，两侧设有顶杆，机械顶出。3.2.5 模具开模行程校核模具开模行程应满足：SmSz其中：Sz为最大开模行程，查注射机XS-ZY-125型Sz=300mm，Sm为模具的开模行程；Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（510）mm=10+50+9+9=78mm可见：SmSz，XS-ZY-125满足其开模行程3.2.6注射机的参数校核根据以上计算，浇注系统的体积为V型=19.5cm3（1）最大注射量的校核计算校核式：（0.80.85）V公V型其中：V型=19.5cm3（0.80.85）V公=0.8X125=100cm3可见：满足校核式，即所设计模具注射量满足XS-ZY-125最大注射量要求。（2）注射机压力的校核P机P塑 P机注射机的最大注射压力，Mpa或N/cm3P塑成型塑件所需的注射压力，Mpa或N/cm3一般PS取100140Mpa，XS-ZY-125注射机的最大注射压力P机=150Mpa，可见XS-ZY-125注射机满足PS注射压力的要求。综合验证，XS-ZY-125型注射机完全能满足此模具的注射要求注塑模的结构设计。3.3 注射模具分型面的选择3.3.1 分型面的基本形式分型面的形式由塑料的具体情况而定，但大体上有平面式分型面、阶梯式分型面、斜面式分型面、曲面式分型面14。3.3.2 分型面的选择原则 （1）便于塑件脱模；（2）在开模时尽量使塑件留在动模；（3）外观不遭到损坏；（4）有利于排气和模具的加工方便；（5）有利于塑件分型和抽芯动作；3.3.3 分型面的选择根据对塑件的模型和分型面选择的基本原则。现选择A-A为分型面。如图3.1。图3.1 分型面3.4 型腔数目的确定注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。我的毕业设计要求我设计一副一模一腔的，所以根据要求，设计一模一腔的，满足小批量生产。3.5 浇注系统设计注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。分析：由于一模一腔，将浇注系统设在塑件中央，如果采用轮辐浇口，模具结构简单，易于加工，但需要修剪浇口，如不慎，会损伤塑件孔壁；若采用点浇口，不但避免塑件侧壁因修剪浇口而损伤，而且浇口能自动切断，模具结构也不算太复杂，提高了经济效益。3.5.1 主流道主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，有一定的锥度，目的是便于冷料的脱模，同时也改善料流的速度，因为要和注塑机相配，所以其尺寸与注塑机有关，查表得知XS-ZY-125型注射机的喷嘴孔直径d0=4mm、喷嘴球半径R0=12mm，故取模具浇口套主流道小端直径为：d=d0+0.5=4+0.5=4.5mm，模具浇口套主流道球面半径为：R=R0+（12）=12+2=14mm，将主流道设计成圆锥形，锥度取4。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。主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造，热处理淬火硬度53HRC57HRC。设计方案：（1）形状：圆锥形；（2）锥角；34（3）内壁粗糙度为Ra=0.8；（4）主流道大端角，r=1mm；（5）喷嘴球的半径r=12，则凹坑的球面半径R=12；（6）凹坑深度：3；喷嘴孔径d=4；小端直径D=4.5；大端直径为6（7）主流道长度取35；设计见图3.2：图3.2 浇口套3.5.2 浇口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。此处设计要求薄板零件利于脱模，所以采用点浇口形式。针点浇口：优点：浇口位置选择自由度大，浇口能与胶件自行分离，浇口痕迹小，浇口位置附近应力小。缺点：注射压力较大，一般须采用三板模结构，结构较复杂。设计参数：浇口直径d一般为（0.81.5）mm，浇口长度L为（0.81.2）mm。为了便于浇口齐根拉断，应该给浇口做一锥度a，大小1520左右；浇口与流道相接处圆弧R1连接，使针点浇口拉断时不致损伤胶件，R2为（1.52.0）mm，R3为（2.53.0）mm，深度h=（0.60.8）mm。应用：常应用于较大的面、底壳，合理地分配浇口有助于减少流动路径的长度，获得理想的熔接痕分布；也可用于长桶形的胶件，以改善排气。3.6 标注模架的选择3.6.1 根据注射机选择相应的模具架通过相关计算：定模由两块模板组成，动模由两块模板组成；采用推杆推出制件；定模座板厚30mm，支承板厚32mm，垫块厚80mm，动模板厚25mm。注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为BL560mm900mm；后者的模板尺寸BL为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架。（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250250mm。（3）模具高度尺寸的确定安装模具的高度应满足：HminHHmax，设计模具高度为：H总=237mm由于XS-Z-60型注射机所允许模具的最小厚度为70mm，最大厚度为200mm，所以，模具闭合高度不能满足安装要求。改选XS-ZY-125型，最大装模高度Hmax=300mm，最小装模高度Hmin=200mm，H总=237mm介于二者之间，满足模具厚度安装要求。3.6.2 模具材料的确定现有的模具模架已经标准化，所以在模具材料的选择时主要是根据制品的特性和使用要求选择合理的型腔和型芯材料.如何合理的选择模具钢，是关系到模具质量的前提条件，如果选材不当，则所有的精密加工所投入的工时，设备费用将浪费。在选择模具钢时，首先必须考虑材料的使用性能和工艺性能，从使用性能考虑：硬度是主要指标之一，模具在高应力作用下欲保持尺寸不变，必须有足够的硬度，当承受冲击载荷时还要考虑折断，崩刃问题，所以韧性也是一重要指标，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，从PS特性看，这三项指标是必须要满足的，此外还有红硬性，抗压屈服强度和抗弯强度和热疲劳能力的指标。从工艺性能考虑：要热加工工艺好，加工温度范围宽，冷加工性能如切削，铣削，抛光等加工性能好，此外还要考虑淬透性和淬硬性，热处理变形和氧化脱碳等性能.另外从经济考虑，要求材料来源广，价格低。查手册选择模仁的材料是45钢属中碳钢，该钢机械加工性能较好，经热处理（淬火及回火）后，具有优良的耐腐蚀性能，抛光性能，较高的强度和耐磨性，适于制造承受高负荷，高耐磨及在腐蚀介质作用下的塑料模具，透明塑料制品模具等。3.7 导向与定位机构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。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。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端面高出68mm，以确保其导向与引导作用。（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。3.8 顶出系统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。脱模机构的设计一般遵循以下原则：（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，便于制造和维护。本设计使用简单的推杆脱模机构，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。3.8.1 推杆脱模机构推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。（1）推杆尺寸计算：本设计采用的是推杆推出，在求出脱模力的前提下可以对推杆做出初步的直径预算并进行强度校核。本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为：d=k（L2Qe/nE）1/4=1.5X（1112X5226.9/4X2.0X105）1/4=2.37mm其中：d推杆直径；n推杆的数量，n取2，L推杆长度（参考模架尺寸，估取L=111mm）；E推杆材料的弹性模量，取E=2.1105MPak安全系数，取k=1.5； Qe总的脱模力，Qe=5226.9（N）。实际推杆尺寸直径为3mm。但为了安全起见，再对其进行强度校核，强度校核公式为：d（4Qe/n压）1/2=（4X5226.9/6X3.14X150）1/2=2.7mm满足强度要求。压推杆材料的许用压应力，压=150Mpa。（2）推杆的固定形式：推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。（3）推出机构的导向：当推杆较细或推杆数量较多时，为了防止因塑件反阻力不均匀而导致推杆固定板扭曲或倾斜折断推杆或发生运动卡滞现象，需要在推出机构中设置导向零件，一般称为推板导柱。（4）推出机构的复位：脱模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用弹簧复位机构，弹簧复位机构是一种最简单的复位方式。推出时弹簧被压缩，而合模时弹簧的回力就将推出机构复位。（5）推杆与模体的配合：推杆和模体的配合性质一般为H8/f7或H7/f7，配合间隙值以熔料不溢料为标准。3.9 成型零件工作尺寸的计算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。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；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。（1）平均收缩率计算型腔尺寸PS的收缩率一般为0.3%0.8%,从而得出ABS的平均收缩率为0.6%。径向尺寸PS的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的宽度=44.00，所以查表得：=0.45按照平均收缩率计算凹模径向尺寸公式：式中LM凹模的径向尺寸，mmScp塑料的平均收缩率，%Ls塑件径向公称尺寸，塑件公差值，z凹模制造公差，已知Ls =44.00Scp =0.006=0.45所以：z=/3=0.15LM=44.00+440.006-3/40.45+0.21=44.815mm深度尺寸PS的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的深度尺寸Hs =15.00，所以查表得=0.40按照平均收缩率计算凹模深度尺寸公式：式中HM凹模的深度尺寸，Scp塑料的平均收缩率，%Hs塑件高度公称尺寸，塑件公差值，z凹模深度制造公差，已知Hs =10.00Scp =0.006=0.40所以z=/3=0.13HM=(1+0.006)10-2/30.40+0.13=10.45mm（2）按平均收缩率计算组合型芯尺寸径向尺寸PS的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。所以L=44，所以查表得：=0.37按照平均收缩率计算型芯径向尺寸公式式中LM组合型芯的径向尺寸，Scp塑料的平均收缩率，%Ls塑件径向公称尺寸，塑件公差值，z组合型芯制造公差，已知Ls =44.00Scp =0.006=0.37所以z =/3=0.12高度尺寸PS的一般精度等级为6级。同时得出塑料制件的尺寸公差。又由于塑件的深度尺寸Hs=10.00-3.00=7.00，所以查表得A：=0.36按照平均收缩率计算组合型芯高度尺寸公式式中HM型芯高度尺寸，Scp塑料的平均收缩率，%Hs塑件孔深度公称尺寸，塑件公差值，z组合型芯高度制造公差，已知Hs =10.00Scp =0.006=0.36所以：z =/3=0.123.10 排气系统在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。PS料推荐的排气槽深度为0.02。3.10.1 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。3.10.2 推杆、镶件排气功能的证明由上面我们知道，推杆和型芯的公差配合取H8/f7，属于间隙配合，现在计算这个配合的极限间隙。推杆外径为3mm，所以计算3H8/f7。3H8/f7的极限偏差查表求得：基本尺寸3的标准公差IT8=18m，IT7=12m。孔、轴的上、下偏差为：基准孔H8EI=0；ES=EI+IT8=0+18=18m基准轴f7es=10；ei=esIT7=1012=22m孔、轴的极限偏差分别为：3H8/f74H8/f7的极限间隙为：Xmax=ESei=18（22）=40mXmin=EIes=0（10）=10m从计算结果看，间隙在0.010.04mm之间。相比排气槽的深度0.02，似乎推杆能更好的排气，这也说明了，增加推杆和镶件等可以有利于型腔的排气。3.11 温度调节系统设计在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同。流动性差的塑料如PC，POM等，要求模具温度高，温度过低会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力增大，出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度，为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内，可以提高成型效率。对于高熔点，流动性差的塑料，流动距离长的制件，为了防止填充不足，有时也在水管中通入温水把模具加热。PS推荐的成型温度为170280，模具温度为2070。3.12 斜导杆设计3.12.1 斜导杆斜导杆倾斜角的确定，斜导杆轴向与开模方向的夹角斜导杆的倾斜角。确定时要综合考虑抽芯距离以及斜导杆所受的弯曲力。因为斜导杆是斜滑块的变形形式。所以基本参数可以参照斜滑块的设计。（1）导滑槽的设计：成型滑块在侧向分型抽芯和复位过程中，要求其必须平稳的往复移动，不应发生上下窜动和卡紧现象，斜导杆与导滑槽的配合常用形式H7/I7。设计斜导杆与导滑槽时，要注意选用正确的配合精度。导滑槽与斜导杆导滑部分采用配合，一般采用H8/f8配合。表面粗糙度值均为Ra0.8m。（2）斜导杆的干涉：斜导杆的机构如果采用推杆推出机构，设计时必须采用注意避免侧向分型时斜导杆与推杆直接的干涉。（3）斜导杆综合强度大，倾斜角可以较斜导柱的倾斜角大，但通常不超过30。同时斜导杆的推出高度一般不超过导滑长度2/3，以避免倾斜。4 注射模加工工艺设计塑料模具的零件类型很多，加工条件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：经济低精度的通用加工、电火化成型与线切割加工、精密数控加工、高速切削加工等。由于内侧抽芯机构注射模，注射成型的薄板零件，要求的斜导杆机构模具精度要求一般，模具结构尤其是型腔结构复杂程度一般，因此模具的加工立足于经济、可行，故采用了普通加工与电火花成型结合的工艺方法。根据零件类型下面简单分析一下主要类型零件的加工工艺。4.1 坯料确定坯料是指模具零件采用材料的原始状态。一般情况下，采用标准棒料或板材，也可采用锻造坯料。在专业模具企业中，对性能要求不高的材料多采用标准规格材料，而对性能要求较高发材料要经锻造，然后经热出路调质后具有适当硬度和便于加工抛光的专用模具用钢切割成坯料，这种形式加工余量小，节省了人工和材料用量。坯料通过锻造可使金属材料的金相组织密实，对其强度和刚度也有提高。只是应严格控制加工余量，加工余量过大，会引起材料和加工工时的浪费。4.2 模板的平面加工（1）模板平面的粗加工平面切削加工是指车床、刨床、铣床等对坯料的6个方面进行粗加工，再去掉坯料的加工余量后，在留出足够的半精加工余量，同时对模板上较大的孔也应该进行粗加工。粗加工完成了以后，应进行一次退火处理或调质处理，以去除模板的内部应力，使其组织稳定，以防止在模具制造、模具成型或淬火过程中的变形或淬裂。（2）模板平面的半精加工在经过退火而消除内应力之后，模板会产生不同程度的变形。半精就是去除其变形量，并给精加工留出适当的加工余量。（3）模板平面的精加工通过以上的加工程序，模板已形成了基本轮廓。采用平面磨床磨削模板厚度的两平面，并达到要求的厚度尺寸和表面粗糙度。这两个分模面即是z轴方向上的加工基准面。取任意相邻的两个侧面进行高精度的直角加工，并与模板平面相互垂直。这两个面即是x，y方向上的加工基准面，分别作文字标记，如x，y。当平面的精度要求，特别是平面度公差要求很高时，可以采用研磨的方法，即采用铸铁平板作为研具，由很细的金刚砂做磨料，施以较小的压力均匀平衡的去除配合面的余量，达到多面积的良好接触。（4）薄板的精加工当薄板较薄或太薄时，在淬火填质或淬硬后容易发生弯曲或翘曲形变的现象。薄板在磨削发生形变时，应使用薄而宽的挡板，将薄板四周挡住，并将被加工的薄板的凹面向下，然后以很小的磨削量对凸面进行磨削，当磨削的部分长度达到薄板长度的2/3时，将薄板翻面，依然采取精度磨削的状态，这样反复数次，直到翘曲的现象完全消失，才能按常规磨削。因此，薄板的预留量应该加大，以防止达到尺寸要求时局部仍有凹处，而导致薄板报废现象。5 塑料注射模具型腔常用加工方法及设备5.1 型腔的普通切削加工方法及设备（1）车床车床是以加工回转体零件为主的机械加工机床。车床的种类很多，包括卧式车床(普通车床)、立式车床、转塔车床，自动车床等。车床工作时被加工工件装在卡盘上，主轴使工件做旋转运动，刀具在进给箱的带动下做直线运动，完成切削加工。在模具零件加工中，可以使用车床加工圆形型腔、型芯、导柱、导套等回转体零件。（2）铣床铣床可以加工平面，曲面等各种表面，常见的铣床有立式铣床、卧式铣床、万能铣床、工具铣床等，铣床可以加工出平面、沟槽、曲面等形状。（3）刨床刨床主要用于平而加工，常见的刨床有牛头刨床、龙门刨床、插床等。牛头刨床工作时，被加工工件用平口u钳安装于工作台上，工作台可以做左右移动。刨刀固定在滑枕上的刀架中，刨刀做前后移动，通过刨刀与工件的相对运动，完成平面加工。龙门刨床用于加工尺寸较大的工件。插床又称立式牛头刨床，主要用来加工工件的内表面，如键槽、多边形孔。（4）磨床磨床是用砂轮或其他磨料对金属工件进行加工的机床。常见磨床有平面磨床、外圆磨床、自圆磨床等。磨削也是一种切削，砂轮表面上的每个磨粒，可以近似地看成一个微小的刀齿，对金属表面进行切削。磨削加工精度高、表面粗糙度值小，一般常用于半精加工和精加工。不同的磨削机床可以加工平面、外圆表面、内圆表面以及各种曲面。（5）钻床钻床是以加工孔为主的机械加工机床，常见的钻床有台式钻床、立式钻床、摇臂钻床、深孔钻床等。钻床工作是将被加工工件固定在工作台上，钻头旋转并做直线运动完成孔的加工。利用钻床可以自IF模具上的各种孔，深孔钻床还用来加工冷却水道等较深的孔。（6）数控加工机床数控加工机床简称为数控机床(NC机床)，数控就是指把控制机床或其他设备的操作指令(或程序)，以数字形式给定的一种控制方式。利用这种控制方式，按照给定程序自动地进行加工的机床称为数控机床。目前数控机床已经得到广泛应用，数控机床的种类有数控车床，数控铣床，数控磨床，加工中心等，其机械部分与普通车床的差别不大。数控车床不仅能够完成普通的车削加工，而且利用数控系统和进给伺服系统复杂曲线组成的回转表面。数控铣床的机械部分与普通铣床基本相同，工作台可以做横向、纵向和垂直方向的运动，因此普通铣床所能加工的工艺内容，数控铣床都能完成，此外其数控系统通过伺服系统同时控制两个或三个轴同时运动，加工出复杂的三维型面。数控铣床还可以作为数控钻床或数控镗床，加工具有一定尺寸精度要求和一定位置精度要求的孔。在数控铣床的基础上增加刀具库和自动换刀系统就构成了加工中心。加工中心的刀具库可以存放十几把甚至更多的刀具，由程序控制换刀机构自动调用与更换，这样就可以一次完成多种工艺加工。5.2 型腔的特种加工特种加工是直接利用电能、化学能、光能等进行加工的方法。特种加工与普通机械加工有本质的不同，它不要求工具材料比工件材料更硬，也不需要在加工过程中施加明显的机械力它可以解决普通机械加工无法完成的加工工作，适合于加工各种不同材料而且结构复杂的模具零件，是模具制造中一种必不可少的重要加工方法。5.2.1 电火花加工电火花加工的原理是基于工具电极与工件电极(正极与负极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来对工件进行加工，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度要求的加工放法。电火花加工也称放电加工或电蚀加工。当工具电极与工件电极在绝缘液体中靠近时，极间电压将在两极间“相对最靠近点”电离击穿，形成脉冲放电。在放电通道中瞬时产生大量的热能，使金属局部熔化甚至汽化，并在放电爆炸力的作用下，把熔化的金属抛出去达到蚀除金属的目的。电火花加工机床一般由四大部分组成，脉冲电源、间隙自动调节器、机床床身、工作液及其循环过滤系统。电火花加工特点:脉冲放电的能量密度高；工具电极与工件间无作用力；工件加工质量高；加工适应性广；自动化程度高。塑料模具型腔常用的电火花工艺方法有：单电极平动加工法；多电极更换加工法；分解电极加工法。5.2.2 电火花线切割加工电火花线切割加工与电火花成形加丁的原理足一样的，都是基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理，即极间液体介质被击穿后形成火花放电时，会产生大量的热量使电极表面的局部金属瞬间熔化和汽化，并把熔化和汽化了的金属去除掉，以实现加工目的。所不同的是，电火花线切割加工不需要制作复杂的
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