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目錄
一． 塑件工藝性分析
二． 計(jì)算塑件的體和質(zhì)量
三． 初選塑件的體積和質(zhì)量
四． 分型面的選擇，型腔的數(shù)目和排列方式
五． 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
六． 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
七． 設(shè)備的校核
八． 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
九． 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
十． 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
十一． 模架的設(shè)計(jì)
十二． 設(shè)計(jì)心得
一．塑料的工藝性分析
１．塑件的原材料分析
該塑件的原材料為聚氯乙烯(PVC),則其相關(guān)資料如下：
主要用途：聚氯乙烯是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種之一，其價(jià)格便宜,應(yīng)用廣泛．由于聚氯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道，管件，輸油管，離心泵和鼓風(fēng)機(jī)等．聚氯乙烯硬板廣泛用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建筑用材．由于電氣絕緣性能優(yōu)良，聚氯乙烯在電氣，電子工業(yè)中，用于制造插座，插頭，開關(guān)和電纜．在日常生活中，聚氯乙烯用與制造涼鞋，雨衣，玩具和人造革等．
基本特性：聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末，是線型結(jié)構(gòu)，非結(jié)晶型的高聚物，其可溶性和可熔性較差，加熱后塑性也很差，故純聚氯乙烯不能直接用作塑料，一般都應(yīng)加入添加劑．在聚氯乙烯樹脂中加入少量的增塑劑，可制成硬質(zhì)聚氯乙烯，而軟質(zhì)聚氯乙烯樹脂中則含有較多的增塑劑，起塑性，流動(dòng)性比硬質(zhì)聚氯乙烯好．純聚氯乙烯．加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范圍一般為～．硬聚氯乙烯有叫好的抗拉，抗彎，抗壓和抗沖擊性能，可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料．軟聚氯乙烯的柔軟性，斷裂伸長(zhǎng)率，耐寒性會(huì)增加，但脆性，硬度，拉伸強(qiáng)度回降低，聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可以用作低頻絕緣材料，其化學(xué)性穩(wěn)定性也較好．
成型特點(diǎn)：聚氯乙烯成型性能較差，又是熱敏性塑料，在成型溫度下容易分解放出氯化氫．因此，在成型時(shí)，必須加入穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑并嚴(yán)格控制溫度及溶體的滯留時(shí)間．應(yīng)采用帶預(yù)塑化裝置的螺桿式注射成型．模具澆注系統(tǒng)也應(yīng)粗短，進(jìn)料口截面宜大，模具應(yīng)有冷卻裝置．
２．塑件的結(jié)構(gòu)尺寸精度及表面質(zhì)量的分析
塑件形狀的成型準(zhǔn)則是：①各部分都能夠順利的，簡(jiǎn)單的從模具中取出，應(yīng)盡量避免側(cè)壁凹槽或與塑件脫模方向垂直的孔，這樣可以避免采用瓣合分型或側(cè)抽芯等復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)使分型面上留下飛邊。②對(duì)于較淺的內(nèi)外側(cè)凹槽或凸臺(tái)并帶有圓角的塑件，可以利用塑件在脫摸溫度下具有足夠彈性的特性和凸凹深度尺寸不大的特點(diǎn)，以強(qiáng)行脫摸而不必采用組合型芯的方法。③塑件的形狀還要有利于提高塑件的強(qiáng)度和剛度，為此薄殼狀塑件可設(shè)計(jì)成球面或拱形曲面，可以有效的增加剛度和減少變形。④緊固用的凸耳或臺(tái)階應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受緊固時(shí)的作用力，為此，應(yīng)避免臺(tái)階突然變化和尺寸過小而應(yīng)逐步過渡。⑤塑件的形狀還應(yīng)考慮成型時(shí)分型面位置，脫摸后不易變形等。
綜上所述，塑件的形狀必須便于成型，以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低成本，提高生產(chǎn)率和保證塑件的質(zhì)量。
１） 塑件幾何形狀及結(jié)構(gòu)分析：從塑件圖可以看出，該塑件為三通管，且整體形狀為凸字形，各尺寸及形狀皆如圖所示．因此在設(shè)計(jì)模具是必須考慮其至少有一個(gè)或兩個(gè)以上的徹抽芯機(jī)構(gòu)．
２） 塑件尺寸精度分析：塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲塑件尺寸的準(zhǔn)確度．影響塑件精度（公差）的因素主要有：①模具制造誤差及磨損，尤其是成型零件的制造和裝配誤差以及使用中的磨損；②塑件收縮率的波動(dòng)；③成型工藝條件的變化；④塑件的形狀，飛邊厚度波動(dòng)；⑤脫模斜度和成型后塑件尺寸變化等．一般塑件的尺寸精度是根據(jù)使用要求確定的，但還必須充分考慮塑料的性能及成型工藝特點(diǎn)，過高的精度要求是不恰當(dāng)?shù)模?
該塑件尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可按查取公差，起主要尺寸公差標(biāo)注如下：（單位均為） （GB/T14486-1993）
塑件外形尺寸： Φ28 0 -0.50 54 0 -0.74. 27 0 -0.50
內(nèi)形尺寸：Φ16 +0.38 0 20 +0.44 0 15 +0.38 0 27 +0.5 0 22 +0.44 0 4 +0.24 0
3） 塑件壁厚設(shè)計(jì)的基本原則：均勻壁厚或盡可能一致，否則會(huì)因固化或冷卻速度不同而引起收縮不均勻，從而在塑件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致塑件產(chǎn)生翹曲，縮孔甚至開裂等缺陷。若塑件結(jié)構(gòu)必須有厚度不均勻時(shí)，則應(yīng)使其變化平緩，避免突變，否則易變形。塑件壁厚大小主要取決于塑件品種，塑件大小及成型工藝條件，熱固性塑料的小塑件壁厚取1.0-2mm，大型件取3-8mm.熱固性塑料易于成型薄壁塑件，壁厚可達(dá)0.25mm，但一般不宜小于0.9mm，常選2-4mm。
4） 塑件表面質(zhì)量分析：塑件表面質(zhì)量包括有無斑點(diǎn)，條紋，凹痕，起泡，變色等缺陷，還有表面光澤性和表面粗糙度。表面缺陷必須避免；表面光澤性和表面粗糙度應(yīng)根據(jù)塑件使用要求而定，尤其是透明塑件，對(duì)光澤性和表面粗糙度有嚴(yán)格要求。
塑件的表面粗糙度，除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤，波紋等疵點(diǎn)外，主要由模具成型零件的表面粗糙度決定。一般模具的表面粗糙度比塑件的表面粗糙度高一級(jí)。對(duì)于透明的塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明的塑件，則根據(jù)使用情況可以不同。
該塑件要求外形美觀，色澤鮮艷，外表沒有斑點(diǎn)及溶接痕，粗糙度可取Ra0.8um，（表3-3 不同加工方法和不同材料所能達(dá)到的表面粗糙度 GB/T 14234-1993）而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。
5） 脫摸斜度的選擇：為了便于塑件脫摸，以防脫摸時(shí)擦傷塑件表面，與脫摸方向平行的塑件表面一般應(yīng)具有合理的脫摸斜度。脫模寫睹的大小主要取決于塑料的收縮率，塑件的形狀和壁厚以及塑件的部位等因素。收縮率大的塑料取較大的脫模斜度，一般情況下，脫摸斜度30’— 30’，但應(yīng)根據(jù)具體情況而定。
脫摸斜度的確定要點(diǎn)：①當(dāng)塑件有特殊要求或精度要求時(shí)，應(yīng)選用較小的斜度，外表面斜度可小致5’。 ②高度不大的塑件，還可以不要脫模斜度；尺寸較高，較大的塑件，應(yīng)選用較小的脫摸斜度。③收縮率大的塑料應(yīng)取較大的脫摸斜度。④塑件形狀復(fù)雜的，不易脫摸的，應(yīng)取較大的脫摸斜度。⑤塑件上的凸起或加強(qiáng)筋單邊應(yīng)有—的斜度。⑥側(cè)壁帶皮革花紋應(yīng)有—的斜度。⑦當(dāng)塑件壁厚較大時(shí)，因成型時(shí)塑件的收縮量大，故也應(yīng)選用較大的脫摸斜度，如果要求脫摸后塑件保持在型芯的一邊，那么要求塑件的內(nèi)表面脫摸斜度宜比外表面的小，反之，如果要求脫摸后塑件保持在凹模一邊，則外表面的脫摸斜度應(yīng)小于內(nèi)表面的脫摸斜度，但是當(dāng)內(nèi)外表面的脫摸斜度不一致時(shí)無法保證壁厚的均勻。⑧脫摸斜度的取向原則：內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，斜度由擴(kuò)大方向取得；外形以大端為基準(zhǔn)，斜度由縮小方向取得，一般脫摸斜度值不包括在塑件尺寸的公差范圍內(nèi)，但塑件精度要求高時(shí)，脫摸斜度應(yīng)包括在公差范圍內(nèi)。
綜上所述，該制品的脫摸斜度適當(dāng)，適合脫模。
6） 塑件生產(chǎn)批量分析
單件生產(chǎn) 單件生產(chǎn)是指產(chǎn)品品種多，而每一種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，尺寸不同，且產(chǎn)量很少，各個(gè)工作地點(diǎn)的加工對(duì)象經(jīng)常改變，且很少重復(fù)的生產(chǎn)類型。
大量生產(chǎn) 大量生產(chǎn)是指產(chǎn)品數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)長(zhǎng)期的按一定節(jié)拍進(jìn)行某個(gè)零件的某一道工序的加工。
成批生產(chǎn) 成批生產(chǎn)是指一年中分批輪流的制造幾種不同的產(chǎn)品，每種產(chǎn)品均有一定的數(shù)量，工作地點(diǎn)的加工對(duì)象周期性的重復(fù)。
按照成批生產(chǎn)中每批投入生產(chǎn)的數(shù)量（即批量）大小和產(chǎn)品的特征，成批生產(chǎn)又可分為小批生產(chǎn)，中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)三種。小批生產(chǎn)與單件生產(chǎn)相似，大批生產(chǎn)與大量生產(chǎn)相似，常合稱為單件小批生產(chǎn)，大批大量生產(chǎn)，而成批生產(chǎn)僅指中批生產(chǎn)。
該塑件制品根據(jù)課題要求屬單件小批生產(chǎn)，故設(shè)計(jì)的模具要求對(duì)注塑效率的要求不高，模具采用一模一腔結(jié)構(gòu)，且制品為圓筒類零件，可采用中間進(jìn)料的側(cè)澆口。
7） 成型工藝參數(shù) （教材 附錄C）
塑料名稱 硬聚氯乙烯
注射機(jī)類型 螺桿式
預(yù)熱和干燥 溫度t/°C 70-90
時(shí)間τ/h 4-6
后段 160-170
料筒溫度 中段 165-180
t/°C 前段 170-190
噴嘴溫度t/°C
模具溫度t/°C 30-60
注射壓力p/MPa 80-130
注射時(shí)間 15-60
成型時(shí)間 保壓時(shí)間 0-5
τ/s 冷卻時(shí)間 15-60
總周期 40-130
螺桿轉(zhuǎn)速n/(r* min ˉ1) 28
二．計(jì)算塑件的體積
根據(jù)塑件材料分析，得知材料密度=1.15—2.0g/cm，故取平均密度=1.575 g/cm。
S筒=3.14（14-10）=301.44㎜
S實(shí)=3.14X11=379.94㎜
S環(huán)=3.14X11-3.14X8=178.98㎜
S空=3.14X10=314㎜
S側(cè)=S筒
V=54S筒+ 2S實(shí)+ 2S環(huán)- 2S空+ 13S側(cè)
=16277.76+759.88+357.96-628+3918.72
=20.68632㎝
m=V=20.68632X1.57532.58g
三．初選設(shè)備，記錄參數(shù)
1． 初選設(shè)備 該塑件制品初步選定注射機(jī)類型為螺桿式注射機(jī)。
2． 注射機(jī)的最大注射量
1）初步確定模具型腔數(shù)量 根據(jù)課題任務(wù)書要求，該塑件為單件小批量生產(chǎn)，故選定模具型腔為一模一腔。
2）確定成型塑件所需的注射量Mr
澆注系統(tǒng)凝料的重量（體積）在模具沒有最后確定之前是一個(gè)未知數(shù)：若是流動(dòng)性好的普通精度塑件，澆注系統(tǒng)凝料為塑件質(zhì)量或體積的15%-20%（注塑廠統(tǒng)計(jì)資料），若是流動(dòng)性不太好或是精密塑件，根據(jù)每個(gè)塑件所需澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積是塑件的0.2倍，當(dāng)塑件溶體黏度高，塑件愈小，壁越薄，型腔越多又做平衡式布置時(shí)，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量或體積甚至還要大，在學(xué)校設(shè)計(jì)時(shí)以塑件總重量（體積）的60%估算。 （《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 伍先明 王群 著）
成型塑料所需的注射量Mr=成型塑件的質(zhì)量+澆注系統(tǒng)的質(zhì)量。
即： Mr==52.18g
3）確定注射機(jī)最大注射量Mmax
注射機(jī)的最大注射量是指注射機(jī)螺桿或柱塞以最大注射行程注射時(shí)，一次所能達(dá)到的塑料注射量，不同類型的注射機(jī)最大注射量有不同的標(biāo)定方法，螺桿式注射機(jī)是以一次所能注射出的塑料溶體體積（以cm）表示。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是不論何種塑料，最大注射量的數(shù)值都是相同的，因此，對(duì)任一種塑料，一次所能注射的熔體克數(shù)為
Mmax=V
式中 V -- 注射機(jī)最大注射量 cm
-- 所注射的塑料熔體密度 g/ cm
即： Mmax= V=125×1.575=196.875
3． 注射機(jī)的初步選定 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量以及最大注射壓力初步選定注射成型機(jī)為XS-ZY-125
記錄注射機(jī)有關(guān)參數(shù)： （教材 附錄D）
型號(hào) XS-ZY-125
注射量/ cm 125 螺桿直徑/mm 42
注射壓力/MPa 119 注射行程/mm 115
注射時(shí)間/s 1.6 注射方式 螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 29 43 56 69 86 101
鎖模力/KN 900 最大成形面積/cm 320
拉桿空間/mm 260×290 模板尺寸/mm 428×450
油泵 流量/(L*min ) 100 12 模板厚度/mm 最大 300
壓力/MPa 6.5 最小 200
模板最大行程/mm 300
機(jī)器外形尺寸/m 3.34×0.75×1.55
電動(dòng)機(jī)功率/KW 10 螺桿驅(qū)動(dòng)功率/KW -4
加熱功率/KW 5 機(jī)器重量/kg 3500
模具定位孔尺寸/mm Φ100 +0.054 0
噴嘴球徑/mm SR12 噴嘴孔徑/mm Φ4
中心孔徑/mm --
頂出 兩側(cè) 孔徑/mm Φ22
孔距/mm 230
四．分型面的選擇，型腔的數(shù)目和排列方式
1． 分型面的選擇 分型面的選擇很重要，它對(duì)塑件的質(zhì)量，操作難易，模具結(jié)構(gòu)及制造影響很大。在選擇分型面的時(shí)候應(yīng)遵循以下基本原則：
①分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
②確定有利的留模方式，便于塑件順利脫摸；
③保證塑件的精度要求；
④滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；
⑤考慮成型面積和鎖模力；
⑥便于模具加工；
⑦對(duì)側(cè)抽芯的影響；
⑧考慮排氣效果。
因此，在設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很重要，它對(duì)塑件的質(zhì)量操作難易，模具結(jié)構(gòu)及制造影響很大。分型面要求設(shè)計(jì)在塑件的最大截面積處，而且不宜設(shè)在曲面或圓弧面上，由于該塑件為三通管，在設(shè)計(jì)時(shí)，也應(yīng)該充分考慮該塑件的塑性。
對(duì)于該塑件來說，分型面的選擇有以下三種方案：
方案一 方案二 方案三
根據(jù)塑件的設(shè)計(jì)要求考慮，因?yàn)樵撍芗且煌庑螢橥棺中蔚娜ǎ颓坏膶?duì)稱分布，為了避免飛邊，為了利于簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，以及當(dāng)塑件在相互垂直方向都需要設(shè)置型芯時(shí)，應(yīng)將較短型芯置于側(cè)抽芯方向，以利于減小抽拔距。且第三種方案有三個(gè)側(cè)抽芯，模具復(fù)雜。
2． 確定型腔的數(shù)目 本塑件在注射時(shí)采用一模一件，但因該塑件結(jié)構(gòu)形狀，需在動(dòng)定模分別開有對(duì)稱的型腔，故模具需要?jiǎng)佣▋蓚€(gè)型腔。
五．成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1．凹模結(jié)構(gòu)形式選擇 凹模也可稱為型腔或凹模型腔，它們是用來成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀，尺寸，使用要求，生產(chǎn)批量以及模具的加工方法等有關(guān)。常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式，嵌入式，鑲拼組合式和瓣合式四種類型。
1）定模型腔 （《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P173 曹宏深 趙仲治 主編）
整體式凹模是用整塊模具材料直接加工而成的。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會(huì)帶有鑲拼接縫的溢料痕跡。使用整體式凹模有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸。但是，在制品的幾何形狀比較復(fù)雜的情況下，用整塊模具加工一個(gè)形狀復(fù)雜的整體凹模型腔比較困難，往往不要使用仿行加工或電火花加工，而且在熱處理時(shí)，型腔的某些部位還很容易發(fā)生變形或開裂，因此，從加工制造方面考慮，整體式凹模主要適用于制品形狀不太復(fù)雜的中小型注射模。
需要指出，為了滿足注射成型時(shí)的排氣要求，采用整體式凹模時(shí)，應(yīng)注意在其內(nèi)部開設(shè)一些不會(huì)妨礙制品成型質(zhì)量的排氣槽，以保證注射模具有可靠的排氣功能。
挈如實(shí)嵌入式凹模的特點(diǎn)是其型腔部分仍用整體模具材料加工制造而成，但它們必須嵌入到固定板或某些特制的模套中才能使用。嵌入式凹模的優(yōu)點(diǎn)，如凹模嵌入固定板或模套后，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度將會(huì)提高，因此使用起來比較靠，不易變形。同時(shí)制品也不會(huì)出現(xiàn)拼縫溢料的痕跡，此外，當(dāng)成型工藝需要凹模部分具有較大的承壓合模面時(shí)，利用嵌入式凹?？梢怨?jié)省優(yōu)質(zhì)模具材料，即優(yōu)質(zhì)模具材料只用來制造型腔部分，而對(duì)型腔以外的承壓合模面，則由材料較差的模套來提供，。
綜上所述，嵌入式凹模適用于小型，多腔注射模或需要節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具材料的場(chǎng)合。
綜合考慮多方面因素，本套模具定模部分型腔為嵌入式凹模型腔。具體如圖A-A剖所示：
2）動(dòng)模型腔 因塑件的形狀特殊，動(dòng)定模的型腔是完全對(duì)稱分布。所以，動(dòng)模型腔也為嵌入式凹模型腔。具體如圖B-B剖所示：
2．型芯設(shè)計(jì)
凸模和型芯都是用來成型塑制品內(nèi)形的零件，兩者沒有嚴(yán)格區(qū)別。一般來講，可以認(rèn)為凸模是成型制品整體內(nèi)形的模具零部件，而型芯則多指成型制品上某些局部特殊內(nèi)形或局部孔，槽等所用的模具零部件，所以有時(shí)也可以把型芯叫做成型桿。凸模和型芯的結(jié)構(gòu)應(yīng)該根據(jù)制品的形狀，使用要求，生產(chǎn)批量以及模具的加工方法等因素來確定，凸模和型芯的結(jié)構(gòu)形式也可分為整體式，嵌入式，鑲拼組合式及活動(dòng)式等不同類型。
嵌入式型芯主要用于圓形，方形等形狀比較簡(jiǎn)單的型芯。最早采用的嵌入形式是型芯帶有凸肩，型芯嵌入固定板的同時(shí)，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，在墊上墊板與固定板連接，另一種嵌入方法是固定板上加工出盲沉孔，型芯嵌入盲孔后用螺釘直接與固定板連接。
綜上所述，考慮多方面因素，本套模具的型芯采用嵌入式型芯。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
定模型芯 動(dòng)模型芯 側(cè)型芯
3．成型零件的工作尺寸計(jì)算
成型零件中與塑料接觸并決定制品幾何形狀的各處尺寸，稱為工作尺寸。一般來講，任何塑料制品的幾何尺寸均可分為外形尺寸，內(nèi)形尺寸和中心距尺寸等三大類型，而與它們對(duì)應(yīng)的成型零部件的工作尺寸分別稱為型腔尺寸，型芯尺寸和模具中心距尺寸。其中型腔尺寸和型芯尺寸又均可分為高度尺寸和徑向尺寸。
型腔，型芯和中心距的標(biāo)注形式及其偏差分布所做的規(guī)定可以歸納成以下三條：
① 制品上的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值，與制品外形尺寸相應(yīng)的型腔內(nèi)尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值。
② 制品上的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，基本尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相應(yīng)的型腔外尺寸采用單向負(fù)偏差，基本尺寸為最大值。
③ 制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正，負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。
（《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P182 曹宏深 趙仲治 主編）
本套模具的工作尺寸計(jì)算如下:
解：
①件的平均收縮率Scp==%=1.05%
②凹模的有關(guān)尺寸計(jì)算
徑向尺寸
L=[L塑（1+K）-（3/4）△]
=[20(1+1.05%)-(3/4)0.5]
=27.92
深度尺寸
H=[ L塑（1+K）-(2/3) △]
=[54(1+1.05%)-(2/3)0.74]
=54.32
H′=[ L塑（1+K）-(2/3) △]
=[27(1+1.05%)-(2/3)0.5]
= 27.07
③凸模有關(guān)尺寸計(jì)算
徑向尺寸
=[（1+K）+(3/4) △]
=[20(2+1.05%)+(3/4)0.44]
=20.54
=[（1+K）+(3/4) △]
=[16(1+1.05%)+(3/4)0.38]
=16.453
深度尺寸
=[h（1+K）+(2/3) △]
=[16(1+1.05%)+(2/3)0.38]
=16.453
=[h（1+K）+(2/3) △]
=[22(1+1.05%)+(2/3)0.44]
=22.52
側(cè)型芯深度尺寸
=[h（1+K）+(2/3) △]
=[15(1+1.05%)+(2/3)0.38]
=15.41
=[h（1+K）+(2/3) △]
=[12(1+1.05%)+(2/3)0.32]
=12.34
4．成型零件的底版與側(cè)壁厚度尺寸的確定
塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強(qiáng)度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫摸。因此，應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計(jì)算來確定型腔壁厚，尤其對(duì)于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗(yàn)來確定型腔側(cè)壁和底板厚度。
模具型腔壁厚的計(jì)算，應(yīng)以最大壓力為準(zhǔn)。而最大壓力是在注射時(shí)，熔體充滿型腔的瞬間產(chǎn)生的。隨著塑料的冷卻和澆口的凍結(jié)，型腔內(nèi)的壓力逐漸降低，在開模時(shí)接近常壓。理論和實(shí)踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；而對(duì)于小尺寸的模具型腔，在發(fā)生大的彈性變形前，其內(nèi)應(yīng)力往往超過了模具材料的許用應(yīng)力，因此強(qiáng)度不夠是主要矛盾，設(shè)計(jì)型腔壁厚應(yīng)以強(qiáng)度條件為準(zhǔn)。剛度計(jì)算的條件則由于模具特殊性，可以從以下幾個(gè)方面加以考慮：
① 要防止溢料。模具型腔的某些配合面當(dāng)高壓塑料熔體注入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生足以溢料的間隙。為了使型腔不致因模具彈性變形而發(fā)生溢料，此時(shí)應(yīng)根據(jù)不同塑料的最大不溢料間隙來確定其剛度條件。
② 應(yīng)保證塑件精度。塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，這就要求模具型腔具有很好的剛性，即塑料注入時(shí)不產(chǎn)生過大的彈性變形。最大彈性變形值可取塑件允許公差的1/5，常見中小型塑件公差為0.13-0.25㎜，可按塑件大小和精度等級(jí)選取。
上述要求在設(shè)計(jì)模具時(shí)其剛度條件應(yīng)以這些項(xiàng)中最苛刻者（允許最小的變形值）為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但也不宜無根據(jù)的過分提高標(biāo)準(zhǔn)，以免浪費(fèi)材料，增加制造難度。
（《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 屈華昌 著）
型腔壁厚的計(jì)算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法 教材 表4-8 型腔底壁厚度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
=(0.12—0.13)b=0.12*28=3.36mm
單型腔側(cè)壁厚度的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為：=0.20t+17（型腔壓力＜490MPa）。多型腔模具的型腔與型腔之間的壁厚的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式為≥/2。
=0.2*28+17=22.6mm
五．澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
所謂澆注系統(tǒng)是指從主流道的始端到型腔之間的熔體流動(dòng)的通道，其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序的充填到型腔中，以獲得組織致密，外形輪廓清晰的塑件。澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口等組成，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，直接影響到塑件的外觀，物理性能，尺寸精度，成型周期等。
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則：
① 適應(yīng)塑件的工藝性 為此，應(yīng)深入了解塑料的工藝性，分析澆注系統(tǒng)對(duì)塑料熔體流動(dòng)的影響，以及在充模，保壓補(bǔ)縮和倒流各階段中，型腔內(nèi)塑料的溫度，壓力變化情況，以便設(shè)計(jì)出適合塑料工藝特性的理想的澆注系統(tǒng)，保證塑件的質(zhì)量。
② 排氣良好 排氣的順利與否直接影響成型過程和塑件質(zhì)量，不能順利排氣會(huì)使注射成型過程充填不滿或產(chǎn)生明顯的熔接痕等缺陷。因此，澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)熔體充滿型腔，并在填充過程中不產(chǎn)生紊流或渦流，是型腔內(nèi)的氣體能順利地排出。
③ 流程要短 在保證成型質(zhì)量和滿足良好排氣的前提下，盡量縮短熔體的流程和減少拐彎，以減少熔體壓力和熱量損失，保證必需的充填型腔的壓力和速度，縮多填充及冷卻時(shí)間縮多，縮短成型周期，從而提高效率，減少塑料用量；提高熔接痕強(qiáng)度，或使溶接痕不明顯。對(duì)于大型塑件可采用多澆口進(jìn)料，從而縮短流程。
④ 避免料流直沖型芯或嵌件 高速熔體進(jìn)入型腔時(shí)，要盡量避免料流直沖小型芯或嵌件，以防型芯和嵌加變形和位移。
⑤ 修整方便，保證塑件外觀質(zhì)量 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要結(jié)合塑件大小，結(jié)構(gòu)形狀，壁厚及技術(shù)要求，綜合考慮澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，澆口數(shù)量和位置。做到去除，修整澆口方便，無損塑件的美觀和使用。例如電視機(jī)，錄音機(jī)等外殼，澆口絕不能開設(shè)在對(duì)外觀有嚴(yán)重影響的外表面上，而應(yīng)設(shè)在隱蔽處。
⑥ 防止塑件變形 由于冷卻收縮的不均勻性或需要采用多澆口進(jìn)料時(shí)，澆口收縮等原因可能引起塑件變形，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取必要措施以減少或消除塑件變形。
⑦ 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小，容積也應(yīng)盡量少，這樣既能減少塑料耗量，又能減小所需鎖模力。
⑧ 澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對(duì)稱，澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減小模具的尺寸。
（《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P182 曹宏深 趙仲治 主編）
1．主流道的設(shè)計(jì) 按按主流道的軸線與分型面的關(guān)系，澆注系統(tǒng)有直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。在臥式和立式注射機(jī)中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統(tǒng)；在直角式注射機(jī)中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。
澆口套又稱為主流道襯套。主流道上端與注射機(jī)噴嘴緊密接觸，因此其尺寸應(yīng)該按注射機(jī)噴嘴尺寸選擇。澆口套的長(zhǎng)度按模具模板厚度尺寸選取。
主流道一般位于模具中心線上，它與注射機(jī)噴嘴的軸線重合，以利于澆注系統(tǒng)的對(duì)稱布置。主流道一般設(shè)計(jì)得比較粗大，以利于熔體順利地向 分流道流動(dòng)，但不能太大，否則會(huì)造成塑料消耗增多。反之主流道也不宜過小，否則熔體流動(dòng)阻力增大，壓力損失大，對(duì)沖模不利。因此，主流道尺寸必須恰當(dāng)。通常對(duì)于黏度大的塑料或尺寸較大的塑件，主流道截面尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)得大一些；對(duì)于黏度小的塑件或尺寸較小的塑件，主流道截面尺寸設(shè)計(jì)得小一些。
主流道橫截面形狀通常采用圓形截面。為了便于留道凝料的餓脫出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度=2°- 4°，內(nèi)壁粗糙度Ra小于0.4μm，小端直徑一般取3-6㎜比注射機(jī)噴嘴直徑大0.5-1㎜（取4㎜），Ra≥r+(0,5-1) ㎜，主流道的長(zhǎng)度有定模座厚度確定（取16㎜），一般總長(zhǎng)度不超過60㎜。如右圖所示，根據(jù)注射機(jī)相關(guān)參數(shù)SR=12，確定圓弧為13㎜，L=8，N=12，直徑d=20。
2．分流道的設(shè)計(jì) 主流道與澆口的料流通道，是塑料熔體由主流道流入模腔的過渡段，負(fù)責(zé)將熔體的流向進(jìn)行平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換，在多腔模中還起著將熔體向各個(gè)模腔分配的作用。
1）分流道的截面形狀及尺寸 分流道截面形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和分流道的長(zhǎng)度等因素來確定。由流道的效率（流道的截面積與周長(zhǎng)的比值）分析可知，圓形和矩形流道的效率最高，即具有壓力損失少的最大截面積和傳熱損失少的流道的最小面積，因此圓形截面的矩形截面是分流道比較理想的形狀。
綜合考慮，雖然圓形和矩形流道的效率最高，但由于圓形截面分流道因其以分型面為界分成兩半進(jìn)行加工才利于凝料脫出，加工工藝性不佳，且模具閉合后難以精確保證兩半圓對(duì)準(zhǔn)，故生產(chǎn)實(shí)際中不常使用；矩形截面的分流道不易于凝料的推出，生產(chǎn)中也比較少用。
實(shí)際生產(chǎn)中常采用梯形截面分流道。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動(dòng)阻力均不大。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取梯形流道的深度為梯形截面大底邊寬度的2/3-3/4，側(cè)面斜度取5°- 10°。對(duì)于壁厚小于3㎜，質(zhì)量200ɡ以下的塑件，可采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式確定其截面大底邊寬度尺寸：
D=0.2654
式中： D——梯形的大底邊寬度，mm
m——塑件的質(zhì)量，g
L——分流道的長(zhǎng)度，mm
對(duì)于U形截面的分流道，H=1.25R，R=0.5D。
2）分流道的長(zhǎng)度 分流道要盡可能短，且少彎折，以利于最經(jīng)濟(jì)地使用原料和減少注射機(jī)的能耗，減少壓力損失和熱量損失。若分流道設(shè)計(jì)得比較長(zhǎng)時(shí)，其末端應(yīng)留有冷料穴，以防前鋒冷料堵塞澆口或進(jìn)入模腔。
3）流道的表面粗糙度 分流道的表面粗糙度一般取1.6um左右，不需要很低，這樣的表面有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。
4）分流道的布置 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡式和非平衡式兩類。平衡式布置是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度，端面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的尺寸相等，這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，使成型的塑件力學(xué)性能基本一致。但是，這種形式的布置使分流道比較長(zhǎng)。
非平衡式布置是指分流道到各型腔澆口長(zhǎng)度不相等的布置，這種布置使塑件進(jìn)入各型腔有先有厚，因此不利于均衡送料，但對(duì)型腔數(shù)量多的模具，為了不使流道過長(zhǎng)，也常采用。為達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的，各澆口的斷面尺寸要制作得不同，在試模中要多次修改才能實(shí)現(xiàn)。
5）分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
① 保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過渡。
② 流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料井。
③ 分流道的位置可單獨(dú)開設(shè)在定模板上或動(dòng)模板上，也可以同時(shí)開設(shè)在動(dòng)定模板上，合模后形成分流道截面形狀。
④ 分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡。
3.澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的最短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀，位置和尺寸對(duì)塑件的質(zhì)量影響很大。
澆口的作用 ①熔體充模后，澆口處首先凝固，可防止注射機(jī)螺桿（或柱塞）后退時(shí)熔體向分流道回流。
① 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)產(chǎn)生摩檫熱，使熔體升溫，有助于充模。
③ 易于切除澆口余料，二次加工方便。
④ 對(duì)于多型腔模具，澆口能用來平衡進(jìn)料，對(duì)于多澆口單型腔模具，澆口不僅可以用來平衡進(jìn)料，還可以用來控制熔合紋在塑件中的位置。
澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，斷面積為分流道斷面積的3% -9% , 斷面形狀為矩形或圓形，澆口的長(zhǎng)度為1-1.5mm。在設(shè)計(jì)澆口時(shí)，往往先取較小的尺寸值，以便在試模時(shí)逐步加以修正。
澆口的類型 盤形澆口又稱薄板澆口或圓環(huán)形澆口。盤形澆口用于內(nèi)孔較大的圓筒形塑件，或具有較大正方形內(nèi)孔的塑件，澆口在整個(gè)內(nèi)孔周邊上，塑料熔體由內(nèi)孔周邊上以大致相同的速度進(jìn)入型腔。塑件不會(huì)產(chǎn)生熔接痕，型芯受力均勻，空氣順序排除。
d -- 澆口深度 l -- 澆口長(zhǎng)度 n -- 塑件系數(shù) t – 塑件厚度
澆口尺寸在制作時(shí)可取小些，在加工，試模時(shí)再進(jìn)行修改。 L1=2
澆口位置 澆口位置開設(shè)正確與否，對(duì)塑件的成型性能和質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口位置是設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)的重要環(huán)節(jié)。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：
①盡量縮短流動(dòng)距離
②澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處
③盡量避免塑件出現(xiàn)熔合痕
④避免在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置
⑤澆口應(yīng)開設(shè)在不影響型芯穩(wěn)定性的部位
⑥澆口應(yīng)開設(shè)在不影響塑件外觀的部位
⑦澆口的設(shè)置應(yīng)避免熔體斷裂
4.冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料井位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是聚集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。
底部帶有拉料桿的冷料井，且選用帶有Z字形拉料桿，具體如圖所示：
1．主流道 2.冷料井 3.拉料桿
5.排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具型腔在塑料熔體充填過程中，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，尤其是在高速注射成型時(shí)，考慮排氣是很必要的。一般是在塑料充填的同時(shí)，必須將氣體排出體外。否則，被壓縮的氣體所產(chǎn)生的高溫，引起塑件局部碳化燒焦，或使塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良而引起塑件強(qiáng)度降低，甚至阻礙塑料填充等。為了使這些氣體從型腔中即時(shí)排出，可以采用開設(shè)排氣槽等辦法。有時(shí)排氣槽還能溢出少量料流前鋒的冷料，有利于提高塑件熔接強(qiáng)度。
如果利用間隙來排溢不能滿足要求，則需另開排氣槽。排氣槽最好開在分型面上，因?yàn)榉中兔嫔吓艢獠郛a(chǎn)生的毛邊很容易隨塑件脫出；排氣槽應(yīng)盡量開設(shè)在型腔的一面，這樣對(duì)模具制造和清理都很方便；排氣槽最好開設(shè)在靠近嵌件或壁厚最薄處，因?yàn)榇颂幾钊菀仔纬扇劢雍?，熔接痕處?yīng)排盡氣體和排出部分冷料。排氣槽出口不要對(duì)著操作人員，以防熔融塑料噴出傷人。排氣槽與塑件接觸段的深度不應(yīng)超過塑料的溢料值，其斷面為矩形或梯形。排氣槽寬度b=3-5mm，深度h=0.03-0.05mm。長(zhǎng)度l=5-10mm，此后可加深到0.8-1.5mm。
本模具可利用模具分型面和模具零件間的配合間隙自然地排氣，可不分設(shè)排氣槽，間隙的大小為0.02-0.04mm.
七．設(shè)備的校核
1．對(duì)注射機(jī)主要參數(shù)的較核
1）最大注射量 所設(shè)計(jì)的注射模，塑件加澆注系統(tǒng)凝料所用的塑料量，不應(yīng)超過最大注射量。對(duì)于正常的批量生產(chǎn)，應(yīng)滿足如下關(guān)系式：
M0.8M
則 0.8M=0.8X196.875=157.5g
即 52.18＜157.5
所以滿足關(guān)系式要求。
2）最大注射壓力 每種塑料都有適于成型的壓力范圍，具體塑件所需成型壓力范圍不僅與塑料品種有關(guān)也與塑件形狀，壁厚及澆注系統(tǒng)端面積大小和長(zhǎng)度有關(guān)。設(shè)計(jì)模具時(shí)，所要求的成型壓力應(yīng)當(dāng)在注射機(jī)所允許的最大注射壓力范圍內(nèi)。根據(jù)注射機(jī)參數(shù)確定注射機(jī)最大注射壓力是1220kg/cm (119.6MPa)。聚氯乙烯的注射壓力為80～130P/Mpa在注塑機(jī)所允許的最大注射壓力范圍。
3）鎖模力 塑料熔體在注射壓力下充入模腔，經(jīng)過注射機(jī)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)時(shí)雖有壓力損失，進(jìn)入型腔仍具有較高壓力，模腔沿分型面處會(huì)產(chǎn)生很大的使模具脹開的力。每臺(tái)注射機(jī)都有一個(gè)額定的鎖模力，所設(shè)計(jì)的模具在注射充模時(shí)，不能超過這一額定鎖模力，關(guān)系式如下：
A≤
A—塑件加澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積
P--注射壓力。
K—熔體流經(jīng)噴嘴和澆注系統(tǒng)時(shí)的壓力損耗系數(shù)。一般在0.3—0.7之間。
2．對(duì)注射機(jī)有關(guān)安裝尺寸的較核
1）可安裝的模具厚度 每臺(tái)注射機(jī)都有一個(gè)允許安裝的模具厚度范圍，所設(shè)計(jì)的模具厚度應(yīng)在這一允許范圍內(nèi)： H=243mm 則滿足關(guān)系式H≤H≤H
2）模具外形尺寸與注射機(jī)拉桿間距 XS-ZY-125注射機(jī)拉桿空間為260×290，模家架最大外型尺寸為250×200，滿足要求。
3．開模行程的校核 因鎖模機(jī)構(gòu)是機(jī)械式-液壓式，開模行程不受模具安裝厚度影響，單分型面注射模應(yīng)滿足如下關(guān)系：S＞H+H+（5～10）mm
S—注射機(jī)開模行程 HH--分別為推出距離和塑件高度
則 115＞38+54+（5～10）滿足關(guān)系式。
八．導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
1．導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 任何一副模具在定動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。其作用有如下：
①定位作用 合模時(shí)維持動(dòng)定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。
②導(dǎo)向作用 合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)默按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)向力。
③承載作用 采用推件板脫?；蛉迨侥＞呓Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模型腔板的重載荷作用。
④保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用，對(duì)于大中型模具的脫模結(jié)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。
2．導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
①導(dǎo)柱 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。有的導(dǎo)柱開設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩檫，小型模具和生產(chǎn)批量小的模具主要采用帶頭導(dǎo)柱，大型模具和生產(chǎn)批量大的模具多采用有肩導(dǎo)柱。中小型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/20—1/35。大型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/30—1/40。具體直徑可查塑料模架標(biāo)準(zhǔn)。國家規(guī)定導(dǎo)柱頭部為接錐形，截錐形長(zhǎng)度為導(dǎo)柱直徑的1/3，半錐角為10 o—15 o，也有頭部采用半球形的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱具體尺寸可查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。
（《實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 P146 機(jī)械社編）
② 導(dǎo)套 直導(dǎo)套多用于較薄的模板，比較厚的模板須采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套壁厚通常在3-10mm ，視內(nèi)孔大小而定，大者取大值，帶頭導(dǎo)套軸向固定容易，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套具體尺寸可查有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。如圖所示：圖c直導(dǎo)套；圖d帶頭導(dǎo)套。S=5 L=40 d=24 壁厚為2（《實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 P148-149 機(jī)械社編）
3. 設(shè)計(jì)導(dǎo)套和導(dǎo)柱須注意的事項(xiàng)：
①合理布置導(dǎo)柱位置，導(dǎo)柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度；導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模模具四角的危險(xiǎn)斷面上，通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線的1/3處最安全。導(dǎo)柱布置方式常采用等直徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。
②導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出6-8mm ，以確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)用。
③導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度時(shí)采用H8/f8，甚至H9/f9）導(dǎo)柱固定部分配合精度采取H7/k6；導(dǎo)套外徑的配合精度采取H7/6。配合長(zhǎng)度通常取配合直徑1.5-2倍，其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩檫，并降低加工難度。
④導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，其硬度為HRC48-55，也可采用T8或T10碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。導(dǎo)柱工作部分的粗糙度為RaR0.4，固定部分為Ra0.8；導(dǎo)套內(nèi)外圓柱面表面粗糙度取Ra0.8為妥。
⑤導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模一邊或定模一邊，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊便于塑件脫模，一般情況下導(dǎo)柱多設(shè)在有型芯的一邊，有時(shí)動(dòng)定模兩邊均設(shè)有導(dǎo)柱，分別起著不同的作用。⑥導(dǎo)柱頭部應(yīng)制成截錐形或球頭型；導(dǎo)套的前端也應(yīng)導(dǎo)角，一般導(dǎo)角半徑為1-2mm。
（《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》159-163 機(jī)械工業(yè)出版社 ）
九．脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔中或型芯上脫出，模具中這種脫出型件的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)（或稱脫模機(jī)構(gòu)）。推出機(jī)構(gòu)的作用包刮推出，取出兩個(gè)動(dòng)作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動(dòng)分離，稱為脫出，然后把其脫出物體從模具內(nèi)取出。
脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：①塑料滯留于動(dòng)模邊，以便借助于開模力驅(qū)動(dòng)脫模裝置，完成脫模動(dòng)作，致使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
②防止塑件變形或損壞，正確分析塑件對(duì)模腔的粘附力的大小及其所在部位，與針對(duì)性的選擇合適的脫模裝置，是推出重心與脫模阻力中心重合。
③力求良好的塑件外觀，在選擇頂出位置時(shí)，應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。在采用推桿脫模時(shí)，尤其要注意這個(gè)問題。
④結(jié)構(gòu)合理可靠，脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)工作可靠，運(yùn)動(dòng)靈活，制造方便，更換容易，且具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
對(duì)于薄壁圓筒形塑件或局部為圓筒形的塑件，可用推管推出機(jī)構(gòu)，推管推出塑件的運(yùn)動(dòng)方式與推桿推出塑件基本相同，只是推管的中間喲一固定型芯。推管的材料可為T8，T10等，淬火53-57HRC；對(duì)于一般要求不高的模具，可用45剛作成，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理235HB。
綜多方因素考慮，本套模具推出機(jī)構(gòu)選用材料為T8的推管推出機(jī)構(gòu)，如圖所示：
十．側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本模采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。且斜導(dǎo)柱設(shè)在定模，滑塊設(shè)在動(dòng)模。斜導(dǎo)柱是分型抽芯機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵零件，其作用是：在開模時(shí)將側(cè)抽芯拔出來，而在合模過程中將側(cè)型芯與滑塊順利復(fù)位到成型位置。
1．抽芯距 S抽
側(cè)向抽芯或側(cè)向瓣合模從成型位置到不妨礙制品頂出脫摸位置所移動(dòng)的距離稱為抽芯距，用S抽表示，為了安全起見，抽拔距通常應(yīng)比側(cè)孔或側(cè)凹的深度大2-3mm。但在側(cè)向型芯或瓣合模塊脫出側(cè)孔或側(cè)凹以后，其幾何位置有限于制品脫摸的情況下，抽芯距不能簡(jiǎn)單依靠這種方法確定。
所以，根據(jù)上所述本套模具的抽芯距可取S抽= 20 mm
（《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》P277 曹宏深 趙仲治 主編）
2．確定斜導(dǎo)柱傾角
當(dāng)值增大時(shí)，要獲得相同的抽芯力，則斜導(dǎo)柱所受的彎曲力要增大，同時(shí)所受的開模力也增大，因此，從希望斜導(dǎo)柱受力較小的角度考慮，愈小愈好，但是當(dāng)抽芯距S抽一定時(shí)，值的減小必然導(dǎo)致斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度及開模行程的增大，且它們之間的相互關(guān)系是：
= S抽sin
=S抽cot
式中 S抽——抽芯距
——斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度
——完成抽芯時(shí)所需的開模行程
因?yàn)殚_模行程受到注射機(jī)開模行程的限制，而且斜導(dǎo)柱工作長(zhǎng)度的加長(zhǎng)會(huì)降低斜導(dǎo)柱的剛度，所以斜導(dǎo)柱斜角應(yīng)綜合考慮本身的強(qiáng)度，剛度和注射機(jī)開模行程。從理論上推導(dǎo)，取22°30′為宜，在生產(chǎn)中斜角取15°— 20°，最大不超過25°。故斜導(dǎo)柱的傾角取=20°。
3．確定斜導(dǎo)柱的尺寸
(表3-15斜導(dǎo)柱各段長(zhǎng)度計(jì)算表 《塑料模具設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 P88) 則
D=18㎜ d=14㎜
L1=3.38㎜ L2=35.32㎜
L3=2.55㎜ L4=58.56㎜
L=L1+L2+L4+L5=3.38+35.32+58.56+(5—10)=100
4．滑塊與導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì)
1）滑塊設(shè)計(jì) 滑塊是斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)中的重要零部件。她上面安裝有側(cè)向型芯或成型鑲塊，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證。滑塊的結(jié)構(gòu)形狀可以根據(jù)具體制品和模具結(jié)構(gòu)靈活設(shè)計(jì)，既可與型芯做成一個(gè)整體，也可采用組合裝配結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)多用于型芯較小和形狀簡(jiǎn)單的場(chǎng)合，而組合式結(jié)構(gòu)則市把型芯與滑塊分開加工，然后裝配在一起，采用組合式結(jié)構(gòu)可以節(jié)省優(yōu)質(zhì)剛材（型芯用鋼一般比滑塊用鋼要求高），并使加工變得比較容易。
2）滑槽設(shè)計(jì) 側(cè)向抽芯過程中，滑塊必須在滑槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并要求運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且具有一定精度。設(shè)計(jì)滑槽時(shí)應(yīng)注意下面問題：①滑塊完成抽拔動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)有全部或部分長(zhǎng)度留在滑槽內(nèi)?；瑝K的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度通常要大于滑塊寬度的1.5倍，而保留在滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于這個(gè)數(shù)值的2/3，否則，滑塊開始復(fù)位時(shí)容易偏斜，甚至損壞模具。如果模具尺寸較小，為了保證滑槽長(zhǎng)度，可以把滑槽局部加長(zhǎng)，使其伸出模外。
② 滑槽地滑塊的導(dǎo)滑部位采用間隙配合，配合特性選用H8/g7或H8/h8，其他各處均應(yīng)留有間隙，滑塊的滑動(dòng)部分和滑槽導(dǎo)滑的表面粗糙度均應(yīng)小于0.63-1.25um。
滑塊與滑槽的材料 滑塊可用45鋼或碳素工具鋼制造，導(dǎo)滑部分要求硬度≥40HRC，滑槽可用耐磨材料制造，也可用45鋼或碳素工具鋼制造，要求硬度為52-56HRC。
3）滑塊的導(dǎo)化滑形式 為了確保側(cè)型芯可靠的抽出和復(fù)位，保證滑塊在移動(dòng)過程中平穩(wěn)上下竄動(dòng)和卡死現(xiàn)象，滑塊與導(dǎo)滑槽必須很好配合和導(dǎo)滑?；瑝K與導(dǎo)滑槽的配合一般采用H7/f，其配合結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)模具大小，模具結(jié)構(gòu)和塑件的產(chǎn)量選擇，常見的形式如下圖所示：
圖（a）為整體式滑塊與整體式導(dǎo)滑槽，結(jié)構(gòu)緊湊，但制造困難，精度難控制主要用于小型模具的抽芯機(jī)構(gòu)；
圖（b）表示導(dǎo)滑部分設(shè)在滑塊中部，改善了斜導(dǎo)柱的受力狀態(tài)，適用于滑塊上下無 支承板的場(chǎng)合；
圖（c）是組合式結(jié)構(gòu)，容易加工和保證精度。
4）滑塊的定位裝置 為了保證斜導(dǎo)柱伸出端準(zhǔn)確可靠地進(jìn)入滑塊斜孔，則滑塊在完成抽芯動(dòng)作后，必須停留在一定位置上。為此，滑塊需有靈活，可靠，安全的定位裝置。如下圖所示：
圖（a）是利用能夠滑塊自重?？吭趽醢迳?，達(dá)到定位目的，它適用于臥式注射機(jī)向下和向左，有抽芯的模具。
圖（b）是依靠彈簧的彈力使滑塊靠在限位塊上定位，在模具的任意方向丑芯均可采用，尤其向上抽芯的模具。
5．楔緊塊的設(shè)計(jì) 楔緊塊的形式如下圖所示：
圖（a）為楔緊塊與定模板作成整體，特點(diǎn)是材料耗量大，加工不便，磨損后修復(fù)困難，但牢固可靠，剛釁好剛性好，適用于楔緊力要求很大的場(chǎng)合。
圖（b）是用螺釘，銷釘固定形式，便于制造，裝配和調(diào)整，適用于楔緊力不大的場(chǎng)合。
圖（c）（d）為整體鑲?cè)胧剑Ｓ迷谀０暹吘壟c足夠固定位置的場(chǎng)合。
圖（e）是對(duì)楔緊塊起加強(qiáng)作用的形式，適用于抽芯距較短而需楔緊力大的場(chǎng)合。
楔緊塊的楔角′，要求楔緊塊的楔角′必須大雨斜導(dǎo)柱的斜角，這樣當(dāng)模具一開模，楔緊塊就讓開，否則斜導(dǎo)柱將無法帶動(dòng)滑塊作抽芯動(dòng)作，一般′=+(2 o—3 o)
十一.模架的設(shè)計(jì)
1．塑料注射模架結(jié)構(gòu) 模架也稱模體，模具的每一部分都寄生其中，也是型腔未加工的組合體。模架的主要零件如圖所示，從圖中可以看出，除凹模和型芯取決于塑件外，模架的其余部分都及其相似。這就使得模架的標(biāo)準(zhǔn)化成為可能。
模具標(biāo)準(zhǔn)化的意義：
①模具標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施，能有助于穩(wěn)定提高和保證模具設(shè)計(jì)質(zhì)量和制造中心須達(dá)到的質(zhì)量規(guī)范，使工業(yè)產(chǎn)品零件的不合格率減少到最低程度。
②模具標(biāo)準(zhǔn)化可以提高專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)水平，縮短模具生產(chǎn)周期，提高模具制造質(zhì)量和使用性能。實(shí)現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化后，模具標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架可由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)和供應(yīng)。
③模具標(biāo)準(zhǔn)化可使模具工作者擺脫大量重復(fù)的一般性設(shè)計(jì)，將主要精力用來改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，解決模具關(guān)鍵技術(shù)問題，進(jìn)行創(chuàng)造性的勞動(dòng)。
④模具標(biāo)準(zhǔn)化，是采用現(xiàn)代化模具生產(chǎn)技術(shù)和裝備，實(shí)現(xiàn)模具CAD/CAM技術(shù)的基礎(chǔ)。
⑤模具標(biāo)準(zhǔn)話有利于模具技術(shù)的國際交流和組織模具出口外銷。
因此，模具標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)于提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，提高模具質(zhì)量，縮短制模周期，降低成本，節(jié)約材料和采用高新技術(shù)，都有十分重要的意義。
2．標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 1）模架與鑲塊尺寸的確定 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對(duì)于模具而言，在保證足夠強(qiáng)度的前提下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。如圖4-137所示：（教材P137）
根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸（平面投影面積與高度），以及產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)（側(cè)向分型滑塊等結(jié)構(gòu)）可以確定鑲件的外形尺寸，確定好鑲件的大小后，可大致確定模架的大小了。
2）墊塊高度的確定 墊塊的高度應(yīng)保證足夠的推出行程，然后留出一定的余量（5-10mm），以保證完全推出時(shí)，推桿固定板不至于撞到動(dòng)模板或動(dòng)模支承板。
3）模架整體結(jié)構(gòu)的確定 在基本選定模架之后，應(yīng)對(duì)模架整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行校核，看所確定的模架是否合適所選定或客戶給定的注射機(jī)，包刮模架外形的大小，厚度，最大開模行程，推出方式和頂出行程等。
我國于1990年正式頒布了塑料注射模具模架的國家標(biāo)準(zhǔn)如圖：
則該產(chǎn)品的投影面積為S=3.14X14+13X28=979.44㎜
選擇A型結(jié)構(gòu)，可查得：A=40㎜ D=20㎜
模具寬： L=（40+20）X2+28=148㎜
則模具長(zhǎng)：N=（40+20）X2+28+13=161㎜
查A2型模架選定為N×L=180×250型標(biāo)準(zhǔn)模架。(《塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)》 王孝培 主編 P372 表F-2 180XL模架)
動(dòng)定模厚度 25㎜ 動(dòng)定模板厚度 40㎜
墊板厚度 50㎜ 墊塊厚度63㎜
推件板厚度分別為 16㎜ 12.5㎜
推件板寬度 114㎜ 墊塊寬度 32㎜
3.定位環(huán) 定位環(huán)用于模具在注