毕业设计（伦文）-汽车旋钮帽注塑模具设计

设计说明书题目：汽车旋钮帽注塑模具设计说明书摘要本文通过对汽车旋钮帽塑件模具设计,通过认识和了解塑料模具设计一些设计原则和方法.并且可以通过三维和二维软件进行塑料模具设计,提高自己的绘图能力。为今后从事设计工作打下了坚实的基础。本次主要重点对塑件的成型原理、原料选用和注射技术进行分析。通过根据形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。【关键词】塑料；模具设计；注塑模具AbstractFactorycoilmoulddesign,thispaperthroughtheplasticmolddesignandsomedesignprinciplesandmethods.Anditcanpassthreeundertwokindsofsoftwareforplasticmolddesign,improvetheirabilitytodraw.Engagedinthedesignforthefutureworklaidasolidfoundation.Themainfocusontheformingprincipleofplasticparts,rawmaterialsselectionandinjectiontechnologywereanalyzed.Byaccordingtotheshape,size,precisionandsurfacequalityrequirementanalysis,todeterminetherequiredmouldingsolutions,productsafterprocessing,thechoiceofthepartingsurface,cavitynumberandarrangement,thestructureofmoldingparts,pouringsystem,etcKeyword:plastic；molddesign；injectionmold目录14022Abstract 29623前言 418010第一章塑件成型工艺性分析 4285051.1软件简介 465821.2塑件（某汽车旋钮帽塑件）分析 45384第二章注塑模具的设计 6134482.1拟定模具结构形式. 6244662.2确定型腔数量及排列形式 7184322.3分型面的确定： 8326422.4注射机型号的确定 9159502.5浇注系统设计 12273652.5.1浇注系统凝料体积计算 1280282.5.2主流道设计 13132302.5.3分流道的设计 14652.5.4浇口的设计 14250572.5.5冷料穴的设计 14315312.6排气系统设计 15307822.7成型零件的结构设计和计算 15235212.7.1成型零部件结构 15162152.7.2成型零部件工作尺寸的计算 17197202.7.3成型零件工作尺寸计算 1746512.8模架的确定和标准件的选用 20299002.8.1模架基本类型 201892.8.2模架的选择 2091202.8.3导向与定位机构设计 2136332.9脱模推出机构的设计 21240202.9.1推出机构设计 2150592.9.2脱模力的计算 2340622.10冷却系统的设计 25236882.10.1冷却水道设计的要点 2590972.10.2冷却水道在定模和动模中的位置 2514267设计 26120233.1抽芯机构的类型的选择 2780643.2斜导柱抽芯机构的设计 2713849附：模具装配图 3014556致谢 318027参考文献 32前言现代化的工业里面，模具是使用最多的也是最基础的一个工艺装置。模具在现实工业生产中本身只是以个工具，但是其要求质量高，所以又被人们当作一种单独的设备来用，模具的发展可以体现出当地的经济发展状况和潜力，一些实体经济专业也是依据这个来判断当地工业的发展状况。模具生产技术水平各个地方差异巨大，其发展水平的高低现在可衡量一个国家产品制造水平高度的一个标志。它在水平高低，主要体现在一些大产品质量好坏的伤面，也体现在新产品的开发能力。模具工业的好坏也体现在高新技术产业上面，因为高新技术产品外观零件基本都是模具生产的，所以模具在高新技术领域也有一席之地。企业才会有一个好的发展。此外在教育培养人才方面，最近几年很多高校也开设了模具设计与制造专业，这样对后续人才的培养也是非常重要的，模具是使我国成为世界超级制造大国的主要基础设施。今后我国要使世界工厂得地位不撼动，估计仍然需要依赖于模具工业的稳固发展，成为制造强国。第一章塑件成型工艺性分析1.1软件简介本设计中主要为模具的设计与计算。装配图用AutoCAD来完成其三个视图的显示。产品建模和模具三维图的绘画我们用的是UG，其他零件图也是用AutoCAD制图。CAD即计算机辅助设计的英文简称(ComputerAidedDesign)。计算机的应用，使得设计人员在设计过程中，能充分发挥计算机的强大算术逻辑运算功能、大容量信息存储与快速信息查找的能力，完成信息管理、数值计算、分析模拟、优化设计和绘图等项任务；而设计人员集中精力进行有效的创造性思维，从而更好地完成从设计方案的提出、评介、分析模拟与修改到具体设计实现的设计全过程.对于机械行业来讲，通用的CAD件是AutoCAD，但AutoCAD是一种通用的绘图软件，对机械行业针对性差，不过幸运的是，AutoCAD是个开放性软件，可以对它进行二次开发，如采用Autolisp，ADS，ARX甚至采用VB语言等，现今的高华CAD、天目CAD就是在该软件的基础上开发的机械专业CAD。由于二次开发的深入，加强了参数化设计、智能化设计等，这样充分发挥了计算机的强大的搜索功能和运算功能。1.2塑件（某汽车旋钮帽塑件）分析在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公差等级确定精度等级。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT5级精度，未注采用MT8级精度。塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra0.02～1.25之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即Ra0.01～0.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。此产品壁厚均匀，ABS性能优良，成本低廉，符合需求生产量大的要求，容易成型，对于本课题零件相当适用，所以在这选择其为产品的材料。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高，为Ra0.8，内部为Ra1.2。设计的塑件的见零件图1-1设计的时候所采用的塑料名称——ABS，塑件的生产批量——中等批量，塑件的体积为mm3，通过查询ABS密度g/cm3，通过计算可以知道单个产品的重量大约1.23g。本设计产品为汽车旋钮帽塑件，具体结构和尺寸详见图纸塑料制品形状如图1-1图1-1汽车旋钮帽塑件产品图制件材料注塑性能：ABS在打成颗粒状态时的吸湿性不大，所以一般情况不需要除湿处理，因此成型前也不必做干燥处理。ABS的熔融温度范围小，对环境温度要求比较高，因此在受热的情况下会引起分解，分解产物ABS对人体和设备都有害。ABS在进行融化还有凝固的时候速度都是很快的。温度对ABS的熔体黏度影响不大﹐剪切速率对熔体黏度影响却很大﹐如欲提高ABS熔体的流动性﹐最好增加成型压力或螺杆转速。ABS大分子主链由三种结构单元组成，不同结构单元赋予其不同的性能：丙烯腈，耐化学腐蚀性好，表面硬度高；丁二烯，韧性好；苯乙烯，透明性、着色性、电绝缘性和加工性能好。因此ABS兼具韧、硬、刚性。一般性能：ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色，制品易着色，并具有90％的高光泽度；易燃，离火可继续燃烧，火焰呈黄色，并有黑烟；燃烧时塑料软化、烧焦，但无熔融滴落，并发出特殊的肉桂气味；与其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。力学性能：ABS力学性能优良，属于硬而韧的材料，在拉伸过程中产生屈服点，拉伸强度和断裂伸长率较高；冲击强度极好，可在极低的温度下使用；耐磨性优良，抗蠕变性能较好；压缩和弯曲强度属于较差的。ABS力学性能受温度影响较大。拉伸、压缩和弯曲强度随温度升高而降低。热学性能：ABS的负荷变形温度为93－118℃，制品经退火处理后还可增加10℃；ABS在－40℃下仍能表现出一定的韧性；ABS的线膨胀系数为热塑性塑料中较小的。目前，汽车业大量应用ABS，用以制造缓冲器及仪器板。这些仪器板通常均已填入如滑石/玻璃合成物等填料。高度结晶的ABS也日益受欢迎，因为其结晶程度可以令热塑性塑料更加坚硬、更能抵抗高温或破坏、ABS亦适宜制造安全带及支柱。含有新ABS料的填充级可制造洗衣机内壳和外壳、雪柜和洗碟机的外壳，充份利用其抗热能力。亦有特别等级可供选用。第二章注塑模具的设计2.1拟定模具结构形式.注射模是塑料注射成型工艺中不可缺少的工具，虽然其结构形式多种多样，但通常按结构特征来说，可分为二板式注射模、三板注射模、哈夫式注射模等。二板式注射模是最简单的一种结构形式，是由动模和定模两块组成的。二板式注射模可设计成单型腔二板式注射模和多型腔二板式注射模。根据实际塑件的要求，单型腔二板式注射模也可以增添其他部件，如支撑销和活动成型芯等。三板注射模是在二板式注射模的两块外，还有一块活动的模板，所以叫做三板式注射模，俗称双开模。这块活动模板上，可设置浇口、流道以及动模所需的其他部件。模具开启时，这块活动模板与上述两模板分离，塑件与浇口冷料分别从该板两侧取下，因此，三板式注射模就有两个相互平行的分型面。三板式注射模也有一些缺点，如制造成本较高，加工复杂，模具重量增大制造周期长等，所以很少用于大型或特大型塑件的注射模成型。在本设计中，由于零件结构简单，故可采用二板式注射模。如图2-1可知该产品为规则的日用产品，模具可采用简单的二板模推杆顶出结构，如下图图2-12.2确定型腔数量及排列形式因为本设计中采用侧浇口，且塑件的尺寸较大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模四腔，进行加工生产。型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的布局应该是每个产品在成型过程中的分得所需的压力形同,以保证熔融状态的塑料体能投均匀地、快速的、充填每个型腔室,保证每个型腔的塑件内在质量、外观均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。根据产品形状分析和任务书要求，需要满足年产量400万个的生产任务，量相对还是比较大的，所以该模具我们设计时采用一模四腔。排列形式如图2-2图2-2型腔布局方式2.3分型面的确定：对模具而言。他的分型面可以看成是几个可以分离的部分组成的，在将模具的接触表面进行分离的时候，可以将里面的塑料件拿出来，还可以将系统浇注进行凝料，在塑料件成型的时候，所有的接触面都是需要要封闭的，这样封闭的面我们就叫做是分型面，这在模具的结构当中的很重要，在选择塑料件的分型面的时候，我们可以只选择一个，可以选择好多个，我们要想将塑料件成型完整的话，进行分型面的选择是很重要的，我们采用最大平面处作为分型面。将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）使塑件在开模后留在动模上；3）分型面的痕迹不影响塑件的外观；4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排；综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，采用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧，如图所示。图2-3分型面示意图2.4注射机型号的确定注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应该对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数，选择一台和模具匹配的注射机，倘若用户已经提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或于用户取得商量调整。1.所需注射量的计算（1）塑件质量、体积计算:对于该设计，建立塑件模型,并用UG对此模型分析得：塑料制件体积V1＝1.17浇注系统约为V2＝5.01；塑料制件质量M1＝1.23g。（2）浇注系统凝料体积的初步估算可使用软件测量塑件体积，由于该模具采用一模四腔，所以，浇注系统凝料体积为V3=5.01cm3（3）该模具一次注射所需要的ABS体积V0=4V1+V2=9.73cm3；质量M0=ρ•V0=10.22g。2.注射机型号的选定近年来我国引进的注射机型号很多，国内注射机生产厂的新机型也日益增多。掌握使用设备的技术参数是注射模设计和生产所必需的技术准备。最终查询资料确定注射机型号为HTF120J/TJ,具体参数如表：2-1表2-1注射机主要参数注射装置INJECTIONUNITABC螺杆直径ScrewDiametermm364045螺杆长径比ScrewL/DRatioL/D23.32018.7理论容量ShotSize(Theoretical)cm3173214270注射重量InjectionWeight(PS)g157195246注射压力InjectionPressureMpa197160126螺杆转速ScrewSpeedrpm0～195合模装置CLAMPINGUNIT合模力ClampTonnageKN1200移模行程ToggleStrokemm350拉杆内距SpaceBetweenTieBarsmm410x410最大模厚Max.MoldHeightmm430最小模厚Min.MoldHeightmm150顶出行程EjectorStrokemm120顶出力EjectorTonnageKN33顶出杆根数EjectorNumberPiece5其它OTHERS最大油泵压力Max.PumpPressureMPa16油泵马达PumpMotorPowerkw11电热功率HeaterPowerkw9.75外形尺寸MachineDimension(LxWxH)m4.92x1.33x1.95重量MachineWeightt4.56料斗容积HopperCapacitykg25注射机的表称注射量：V机=173cm3本次注射量符合因为ABS的注量远远大于9.7，而HTF120J/TJ注塑机的注射量满足要求。注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。必须满足以下关系。式中n--型腔数目--单个塑件在模具分型面上的投影面积--浇注系统在模具分型面上的投影面积n=4=1245=880=4x1245+880=5860注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即：（）P<F式中：P—塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F—注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据教科书表5-1，型腔内通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密制品为39-44MP（）P=5860x35x1.1x0.001=225.6KN<1200KN锁模力符合要求锁模力足够注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于多分型面注射模应有：式中--推出距离--包括浇注系统凝料在内的塑件高度=（水口料的长度+20~30）所以后续的设计中总的开模距离需要H=250mm以上就可以了。2.5浇注系统设计首先我们要了解塑件的成型性能和塑件使用材料的流动特性。浇注系统的设计也要考虑到好不好排气,尽量设计的浇注系统应能顺利填充满型腔。调整浇口大小和宽度用以保证塑件外观漂亮和确保填充时可以均匀进料。本设计的浇注系统的结构形式如图2-4图2-4浇注系统的设计分流道截面形状及尺寸应根据塑料制件的结构、采用塑料的工艺性、成型条件等因素有关。本套设计产品结构简单，采用圆形分流道，直径为5mm。冷料井在流道中也非常重要。流道一般存在一些废料，防止废料进入型腔里去，所以要设置存放废料的地方；所以设置了冷料井。我们此处设计的就是勾针带冷料。浇口的设计非常重要，它的位置位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。我们在设计时要注意，通过查询书籍可以知道浇口的面积一般占到的流道的7%～9%，这次我们设计的浇口为方形的，浇口长度为1.2mm。2.5.1浇注系统凝料体积计算1）主流道凝料体积（3D测量）V=5.01mm³浇注系统各截面流过熔体的体积计算（按分流道取其中一个方向计算）1）确定适当的剪切速率主流道～分流道潜伏式浇口～2）确定体积流率q(浇注系统各段的q值是不相同的)主流道的体积流率浇口体积流率3）注射时间的计算模具充模时间式中主流道体积流率注射时间模具成型时所需塑料熔体的体积单个型腔充模时间注射时间根据经验公式求得注射时间根据注塑机的有关参数，可知≥注射机最短注射时间2s，所选时间合理。浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统按照浇口形式可以分为大水口浇注系统和细水口浇注系统，本设计中采用普通侧浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。浇注系统组成：普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。1－主浇道2－第一分浇道3－第二分浇道4－第三分浇道5－浇口6－型腔7－冷料穴2.5.2主流道设计所选用型注射剂喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前段孔径d0=3mm喷嘴圆弧半径R0=12mm为了使凝料能够顺利拔出，主流道的小段直径d应稍大于喷嘴直径。d=d0+（0.5~1）=3.5mm主流道设计成圆锥形，其锥角@通常为2~4∘，主流道角度过大时，容易卷入空气而产品气泡，主流道角度过小时，会使充填过程的压力损耗率增大，所以本次设计的主流道倾斜角度为1∘，主流道球面半径比喷嘴球面半径大1~2mm。这里取主流道球面半径R16mm，经测量主流道长度L取95mm。2.5.3分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。其作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔，分流道的长度应该尽可能短，折弯少，尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失，节约塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取Ra为1.6m，本设计选择矩形截面的分流道，d=5mm，采用流道布局如图所示：流道布局2.5.4浇口的设计侧浇口普遍用于中小型塑件的多型腔模具，一般开设在分型面上，一般塑料熔体从外侧充填模具型腔，其截面形状多为圆形。侧浇口的宽度和深度尺寸作如下取值：宽度b=2mm深度t=1mm2.5.5冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为5mm，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的倒扣形式有多种，这里采用Z倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如图：拉料针2.6排气系统设计在塑料熔体充模过程中，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成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜。我们在用注射机制造模具的时候，一个很重要的问题就是排气。，我们这个说明书里面使用的排气是间隙的排气，不需要在设置一个排气槽，可以通过间隙进行排气，在排气的时候不要出现溢料就可以了。2.7成型零件的结构设计和计算模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括型腔、型芯、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。2.7.1成型零部件结构成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。型腔是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。本设计中采用嵌入式型腔及型芯，如图所示。其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。针对型芯和型腔的工艺分析如下：形同点：型芯和型腔均需要加工成型区域，流道，浇口为位置，冷却水路，固定用的螺丝孔。不同点：型芯需要加工顶针孔，勾料针孔，型腔则需要加工浇口衬套孔型腔二维图型芯二维图2.7.2成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，选定ABS材料的平均收缩率为0.5%，刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为：A=B+0.005B式中A—模具成型零部件在常温下的尺寸B—塑件在常温下实际尺寸2.7.3成型零件工作尺寸计算采用平均值的计算方法。针对塑料件的大小还有成型的零部件的大小的差异，我们统一按照入体的原则来进行标注，也就是对包容面的大小进行标注的时候使用的是单向的正偏差，基本尺寸为最小；对于被包容面的大小标注的时候使用的是单向的负偏差，这个时候基本尺寸是最大的；中心距进行标注使用的是双向偏差。（1）型腔内径尺寸计算（mm）式中，—型腔内径尺寸（mm）D—制品的最大尺寸（mm）Q—塑料的平均收缩率（%），ABS的平均收缩率为0.5%—制品公差—系数，可随制品精度变化，一般取0.5~0.8之间—模具的制造公差，一般取=~按矩形计算，汽车旋钮帽塑件长度、宽度上的最大尺寸分别为=21.6mm=14.08mm根据塑件的要求取：=0.44mm=0.28mm，则=（21.6＋21.6×0.005-×0.44）=21.71mm=(14.08+14.08×0.005-×0.28)=14.15mm（2）型芯径向尺寸计算模具型芯径向尺寸分长、宽两部分计算：(mm)式中，—型芯外径尺寸(mm)—制品内径最小尺寸(mm)其余符号含义同型腔计算公式。按矩形计算，汽车旋钮帽塑件长度、宽度的最小尺寸分别为=17.5mm=20.1mm由上可知，=0.44mm=0.28mm，则=（17.5＋17.5×0.005-×0.44）=17.58mm=（20.1+20.1×0.005-×0.28）=20.2mm（3）型腔深度尺寸计算型腔深度尺寸高度尺寸为最大尺寸，公差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+。型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量，在计算中取，加上制造偏差有：z)(z)(32QhhH11M式中—型腔的深度尺寸（mm）—制品高度最大尺寸（mm）由零件图上可知，=12mm，可得，=0.14mm，因此=（12.8+12.8×0.005-2/3×0.14）=12.86mm（4）型芯高度尺寸计算模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定，设制品高度名义尺寸为最大尺寸公差为正偏差+，型芯高度设计为最大尺寸，其公差为负偏差-。根据有关的经验公式：=（+Q+）（mm）式中—型芯高度尺寸（mm）—制品深度最小尺寸（mm）由零件图中可得，=16mm，查表1-15得，=0.12mm=（16＋16×0.005+）=16.08mm2.8模架的确定和标准件的选用2.8.1模架基本类型注射模具的分类方式很多，此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下：单分型面注射模、双分型面注射模、带有活动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。2.8.2模架的选择根据对塑件的综合分析，确定该模具是单分型面的模具，由GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料注射模中小型模架》可选择CI型的模架，其基本结构如图所示：模架结构图CI型模具定模采用两块模板，动模采用一块模板，又叫两板模，大水口模架，适合侧浇口的注射成形模具。由分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析，导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸，以此分析计算：模架的长L=型腔长度（260）+复位杆的直径+螺钉的直径+模板壁厚+滑块厚度350mm模架的宽W=型腔宽度（70）+导向杆的直径+模板壁厚+滑块厚度230mm根据成型型腔的尺寸，在计算完模架的长宽以后，还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响，在设计中避免干涉。参考成型型腔厚度，考虑模板强度要求，定模板厚度取70mm，动模板厚度取80mm。考虑顶出行程要求，支撑板取80mm以满足。综上所述所选择的模架的型号为：CI-2335-A75-B70-C80。2.8.3导向与定位机构设计导向机构的作用：保证模具在进行开合模时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用,导向机构零件包括导柱和导套等。1.导向结构的总体设计导向零件（主要是导柱和导套）应该尽可能的采用标准模架已设计好的尺寸，这样有利于保证质量和减少设计周期，导柱、导套到模具侧壁必须要有足够的距离，必须满足模具的强度要求，防止因模板变形而引起导向机构失效。现在根据模具的型号，一套模具正常需要二到四根导柱。由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。导柱、导套导向机构在分型面处应有承屑槽导柱`导套及导向孔的轴线应保证平行合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。2.导柱的设计有单节与台阶式之分导柱的长度必须高出公模端面6…8mm导柱头部应有倒圆角处理固定方式凸台形式固定在模板上导柱、导套需要热处理来增加硬度、刚度、耐磨性。3.导套和导套孔无导套的导套孔，直接开在模板上。现在常规设计师导套孔直接开在定模板上、然后在镶嵌一个有托导套上去。导套有有托式、台阶式、凸台式在导套前端应倒有圆角r。一般情况下,导柱与导套共同使用,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状,尺寸精度,并避免模内零件互相碰撞与干涉,起到合模导向的作用.2.9脱模推出机构的设计2.9.1推出机构设计塑件从模具上取下以前有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推杆，推出机构的导向和复位部件等组成。脱模机构按其推出动作的动力来源分为手动推出机构，机动推出机构，液压和气动推出机构。根据推出零件的类别还可分为推杆推出机构、推管推出机构、推杆推出机构、推块推出机构、利用成型零部件推出和斜滑杆侧抽芯机构等。推出、脱模机构的设计原则：（1）防止产品在脱模是产品变形（在刚脱模可以有一定的变形量，满足一定条件的冷却时间后恢复，不能形成永久变形）；（2）推力根据产品的结构、特点、大小要合理安排；（3）推杆顶出力必须小于塑件所能承受的顶出力，以免造成塑件的被推局部产生隙裂；（4）推杆的强度及刚性应足够，在推出动作时不产生弹性变形；（5）推杆位置痕迹须不影响塑件外观；考虑到塑件的特征等要求不高，决定选用简单的推杆机构、使用最广泛的推杆顶出机构。推杆将塑件从动模的型芯推出脱模，由于设置推杆的设计推杆截面为圆形，这样制造和加工、维修、替换简单。该塑件采用了推杆，其分布情况如图所示，这些推杆的作用，使制品受推出力从而脱模。采用台肩形式的圆形截面推杆，设计时推杆的直径根据不同的设置部位选用不同的直径。推杆端平面不应有轴向窜动。推杆与推杆孔配合一般为，其配合间隙不大于所用溢料间隙，以免产生飞边，ABS塑料的溢料间隙为。根据塑件的形状，本模具可才用推杆顶出。复位杆长度尺寸：L4=L推杆固定板++L型芯板+20=20+80+20=245mm复位杆径向尺寸参考标准见尺寸，取d=30mm。推出结构的设计1）.推件力的计算推件力式中A—塑件包络型芯的面积（）—塑件对型芯单位面积上的包紧力，p取0.8×107～1.2×107Pa—脱模斜度—大气压力0.09MPa—塑件对钢的檫系数，约为0.1～0.3；—塑件垂直于脱模方向的投影面积（）模具设计手册第70页可知道ABS的脱模斜度=A103.5=[103.5×1.0×(0.2cos-sin)/+0.09×17×15]=11.6kN（2）确定顶出方式及推杆位置根据制品的结构特点，确定在制品的四角上设置六根普通的圆推杆。普通的圆形推杆按GB4169.—1984选用，均可满足推杆刚度要求。经查相关资料，选用￠6㎜×250㎜型号的圆型推杆6根，由于没有小推杆，推出装置可不设导向装置，推杆示意图如下。图2-8推管推出结构简图2.9.2脱模力的计算脱模力的产生范围：①（脱模）塑件在模具中冷却定型时，由于体积收缩，产生包紧力。②不带通孔壳体类塑件，脱模时要克服大气压力。③机构本身运动的磨擦阻力。④塑件与模具之间的粘附力。初始脱模力，开始脱模进的瞬间防要克服的阻力。相继脱模力，后面防需的脱模力，比初始脱模力小，防止计算脱模力时，一般计算初始脱模力。脱模力的影响因素：a．产品的自身壁厚，型芯长度，垂直于脱模方向塑件的投影面积有关，各项值越大，则脱模力越大。b．塑件收缩率，弹性模量E越大，脱模力越大。c．塑件与芯子磨擦力俞大，则脱模阻力俞大。d．排除其他客观因素的影响，原则上是塑料产品的脱模斜度越大，产品越容易出模，当开始脱模时，模具所受的阻力最大，推杆刚度及强度应按此时计算，亦即无视脱模斜度（a=0）由于制品是薄壁矩形件Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f)（kN）式中，Q—脱模最大阻力（kN）t—塑件的平均壁厚（cm）E—塑料的弹性模量（N/）S—塑料毛坯成型收缩率（mm/mm）l—包容凸模长度（cm）f—塑料与钢之间的摩擦系数m—泊松比，一般取0.38~0.49查表得，S=0.005，E=1.8×10N/cm已知，t0.12cm，l=4.5cm，f=0.28Q=8×0.12×1.8×10×0.005×4.0×0.28/(1-0.43)(1+0.28)=1.32kN摩擦阻力（N）摩擦系数，一般取0.15～1.0，本设计取0.5因塑件收缩对型芯产生的正压力（N）塑件对型芯产生的单位正压力，一般取8～12MPa,本设计取10MPa塑件包紧型芯的侧面积（㎜2）2.10冷却系统的设计注射模的温度对于塑料熔体的充模流动、固化成型、生产效率以及制品的形状和尺寸精度都有影响，对于任一个塑料制品，模具温度波动过大都是不利的。过高的模温会使塑件在脱模后发生变形，若延长冷却时间又会使生产率下降。过低的模温会降低塑料的流动性，使其难于充模，增加制品的内应力和明显的熔接痕等缺陷。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，对模具温度的要求也不相同。一般注射到模具内的塑料粉体的温度为左右，熔体固化成为塑件后，从左右的模具中脱模、温度的降低是依靠在模具内通入冷却水，将热量带走。对于要求较低模温（一般小于）的塑料，仅需要设置冷系统即可，因为可以通过调节水的流量就可以调节模具的温度。2.10.1冷却水道设计的要点a．冷却水孔的数量越多，对塑件冷却也就越均匀。b．冷却水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔的形状一致。c．塑件局部壁厚处，应加设冷却装置。当设计冷却孔直径为D时，它的孔距最好为5D，孔与型腔的距离为3D。 d．当大型塑件或薄壁零件成型时，料流较长，而料温越流越低，可以适当地改变冷却水道的排列密度。e．冷却水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低强度。f．冷却水道不应穿过接缝部分，以防漏水。g．冷却水道内不应有存水或产生回流的部分。h．浇口部分由于经常接触注塑机喷嘴，是模具上最热的部分，应加强冷却，有时应考虑进料嘴单独冷却。i．进出水水嘴接头，应设在不影响操作的方向，尽可能设在模具的同一侧，通常在注塑机操作的对面。j．如果型芯太长，冷却水道无法开设，则可以选用热导系数较大的材料，在型芯下部采用喷水法进行冷却。2.10.2冷却水道在定模和动模中的位置冷却水道的位置取决于制品的形状和定、动模板的厚度，必须将冷却水路设计在产品胶位较大的地方，即型芯和型腔热量较大、较多区域,冷却水道最好采用环绕式的冷却水路，可以均匀的冷却塑件，保证冷却水路的均匀分布。不少小型模具的型腔时直接在模板上加工而成的（也可以采用拼镶结构，但是由于模具尺寸较小，所以型腔与型芯的镶件尺寸更小）。本设计中型芯型腔各一组冷却水回路,此方式冷却快速,塑件冷却均匀,确保尺寸变形一致。冷却水路排布如图所示：设计一般指的模具的行位机构，即凡是能够获得侧向抽芯或侧向分型以及复位动作来拖出产品倒扣，低陷等位置的机构。下图列出模具的常用行位结构。1.从作用位置分为下模行位、上模行位、斜行位（斜顶）2.从动力来分，为机动侧向行位机构和液压（气压）侧向行位机构斜导柱侧向抽芯机构设计计算是利用成型的开模动作用，使斜撑梢与滑块产生相对运动趋势，使滑块沿开模方向及水平方向的两种运动形式，使之脱离倒勾。3.1抽芯机构的类型的选择抽芯方式一般分为手动抽芯，液压或气动抽芯，斜导柱抽芯，本次设计为斜导柱抽芯，抽心距：S=H+(3-5)其中,S为抽芯机构需要行走的总距离，H为通过测量出来的产品抽芯距离（可以通过3D或2D进行实际测量）3-5mm为产品抽芯后的安全距离本设计中，抽芯距离小，抽芯20mm即可。抽芯力：将塑料制品从包紧的侧型芯上脱出时所需克服的阻力称为抽芯力。

抽芯力F=PA(f*cosα+sinα)

p塑料制品收缩对型芯单位面积的正压力，通常取8~12Mpa;

A塑料制品包紧型芯的侧面积，

f磨擦系数，取0.1~0.2α脱模斜度，一般就是几度而已。

F单位为NF=10x300x0.1x1=300N3.2斜导柱抽芯机构的设计

（1）斜导柱抽芯机构的结构及其设计

1）斜导柱的设计

①斜导柱的结构设计

A、斜导柱的形状，在此套模具中，我们采用标准的斜导柱形式，含有胚头示。可以直接购买标准件。B、斜导柱的材料：45钢、T8、T10或者20钢经渗碳处理，淬火硬度在55HRC以上，表面粗糙度为Ra0.8μm～Ra1.6μm。

C、斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H7/m6。

D、斜导柱倾斜角的确定：通常α取15°～20°，一般不大于25°

E、斜导柱的长度计算：

F、斜导柱直径的计算：查表关于斜导柱长度的计算：可以根据三角函数（即勾股定理计算，也可以在3D里面直接测量，此模具中，抽芯距离较小，S=5mm，还需要3mm左右安全距离。滑块行程较小，所以采用的角度略小，根据实际经验，取角度20°，斜导柱长度可以在CAD里面实际测量与计算，最后得出，斜导柱长度l=105mm滑块长度为120mm（不加T脚）根据实际经验，超过100mm以上的滑块，用两根斜导柱，且滑块厚度75mm，属于中小型滑块，采用12mm直径斜导柱。\o"查看图片"

滑块抽芯机构图中：β=α+2°～3°(防止合模产生干涉以及开模减少磨擦)α≦30°(α为斜撑销倾斜角度，本设计中采用20°)L=1.5D(L为配合长度)S=T+2～3mm(S为滑块需要水平运动距离；T为成品倒勾)=29+3=32MM产品的底部跟随后模一起运动，所以不计算在倒扣距离之内S=(L1xsina-δ)/cosα(δ为斜撑梢与滑块间的间隙,一般为0.5MM；L1为斜撑梢在滑块内的垂直距离)总结在对汽车