按鈕開關(guān)觸點座注射模設(shè)計【說明書+CAD+PROE】

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近十多年來，國外先進國家的模具技術(shù)水平得到了飛速發(fā)展： (1)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用 在歐美CAD/CAM/CAE已成為塑模企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面已經(jīng)超越了甩掉圖板，二維繪圖的初級階段。目前3D設(shè)計已達到了70%、89%，Pro/E，UG，CI以TRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計，同時也獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計，還在設(shè)計時進行裝配干涉的檢查，以保證設(shè)計和工藝的合理性。在歐美的塑模企業(yè)中，為了提高CAD技術(shù)的效率，塑模標準件的采用率一般在80%以上[1]。 (2)激光技術(shù)的應(yīng)用日益受到重視 激光技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用主要是在快速成形與一些特殊模具的加工兩個方面?？焖俪尚问歉鶕?jù)CAD 的數(shù)據(jù),不借助任何機械加工工具,通過逐層增加材料的方法(如聚合、粘結(jié)、燒結(jié)等) 快速制造出零件原型或零件實物,故也稱快速原形制造(縮寫為PRM) 技術(shù)?？焖俪尚渭夹g(shù)主要有立體光固造型(SLA) ,選擇性激光燒結(jié)(SLS) ,分層實體制造(LOM) 等。該技術(shù)將CAD 技術(shù)、激光技術(shù)、CNC 技術(shù)、材料加工和材料科學(xué)技術(shù)有機地結(jié)合起來,給模具制造業(yè)帶來了根本性的變革[2]。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計制造相比,它能比數(shù)控加工更快、更方便地設(shè)計并制造出各種復(fù)雜的原型,使模具的制造成本和生產(chǎn)周期減少1/ 2 ,明顯提高生產(chǎn)率。國內(nèi)的一些大型企業(yè)集團,如海爾、春蘭和科龍等公司已經(jīng)應(yīng)用激光快速成形于新產(chǎn)品開發(fā)等方面,并取得顯著的經(jīng)濟效益。 (3)模具材料先進 隨著模具工作條件的日益苛刻，對模具的質(zhì)量，特別是鋼的純凈度、等向性的水平提出了更高的要求。 為達此目的國外普遍采用電爐外精煉工藝生產(chǎn)純凈度高的模具鋼， 對于大截面鍛壓模塊和大型的鋼材規(guī)定采用真空處理。對于純凈度要求更高的模具鋼，大部分采用電渣重熔，以進一步提高鋼的純凈度、致密度、等向性和均勻性，減少偏析。 因此，模具鋼的質(zhì)量有了較大提高。為了加強競爭力量，適應(yīng)經(jīng)濟全球化的發(fā)展趨勢，國外模具鋼的生產(chǎn)從分散趨向于集中，并多家公司進行跨國合并，為了更好地進行競爭，這些公司都建成了完善的技術(shù)先進的模具鋼生產(chǎn)線和模具鋼科學(xué)研究基地，形成幾個世界著名的工模具生產(chǎn)和科研中心，以滿足迅速發(fā)展的模具工業(yè)。 1.1.1 國內(nèi)模具技術(shù)發(fā)展及目前水平 我國模具行業(yè)近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前模具生產(chǎn)廠點共有2 萬多家,從業(yè)人員約50 萬人,全年模具產(chǎn)值約360 億元,總量供不應(yīng)求,出口約2億美元,進口約10 億美元。 當前,我國模具行業(yè)的發(fā)展具有如下特征:大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于行業(yè)總體發(fā)展水平;塑料模和壓鑄模成比例增長；專業(yè)模具廠家數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加較快；“三資”企業(yè)及私營企業(yè)發(fā)展迅速;股份制改造步伐加快等。 從地區(qū)分布來看,以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最集中的省份是廣東和浙江,其模具產(chǎn)值約占全國總產(chǎn)值的60%以上。我國模具總量雖然已位居世界第三,但設(shè)計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等發(fā)達國家,模具商品化和標準化程度也低于國際水平[3]。 全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向中國及亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移,中國正成為世界制造業(yè)的重要基地。 制造業(yè)模式的變化,必將產(chǎn)生對新技術(shù)的需求,也必將導(dǎo)致CAD 技術(shù)的發(fā)展。 同時,由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的大面積應(yīng)用,正如10 年前由于成本的大幅度下降,使得微機進入千家萬戶改變我們的生活一樣,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及將在更大程度上改變制造業(yè)的模式。隨著中國加入WTO ,逐漸成為世界制造業(yè)的重要基地,將要求我國的產(chǎn)品要有創(chuàng)新性,并且要有更高的質(zhì)量、更低的成本并在更快的時間內(nèi)提供給市場[4]。作為產(chǎn)品制造的重要工藝裝備、國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直接面對競爭的第一線,模具工業(yè)除其需要“高技藝”的從業(yè)人員外,還需要更多的“高技術(shù)”來保證。 1.2 注射模具設(shè)計要求 1.2.1 塑件分析 注射模的一般設(shè)計程序與普通熱塑性注塑?；鞠嗤?，所不同的是在設(shè)計之前要選擇成型工藝方法、設(shè)備和模具類型，而這一過程正是新型注塑模具設(shè)計的關(guān)鍵，其次才是模具的具體設(shè)計。通常，在大多數(shù)注塑件能夠采用兩種或多種注塑工藝方法和模具類型來注塑成型，但還應(yīng)該從材料性能、各種工藝類型和相應(yīng)模具特點及其所能成型制品的質(zhì)量、經(jīng)濟性、制約條件等角度綜合考慮，以得出最佳或相對較好的方案。 在任何情況下設(shè)計模具，是針對具體模具塑件設(shè)計相應(yīng)的模具，因此首先遇到的問題是如何選擇確定塑料品種和注塑工藝路線，最終確定模具類型。確定類型是一個復(fù)雜的總和過程，首先要從模具設(shè)計的最終目的——塑件要求成型合格制品來考慮，分析塑件的形狀結(jié)構(gòu)特點、壁厚、尺寸大小和尺寸精度、外觀要求、質(zhì)量和質(zhì)量偏差要求、強度和剛性要求、裝配要求、使用環(huán)境條件要求等因素，在此基礎(chǔ)上依據(jù)塑料材料性能初步篩選出可以考慮采用的塑料品種、注塑工藝路線和相應(yīng)的注塑機類型及相應(yīng)的模具類型。 1.2.2 塑件的成型性能 塑料的基本性能包括力學(xué)性能、熱性能、電學(xué)性能、光學(xué)性能、耐老化性能、衛(wèi)生性能、耐磨性、抗疲勞性、抗蠕變性等。但這里設(shè)計重點是討論與成型加工有關(guān)的性能。本設(shè)計所涉及的模具可用于成型熱塑件塑料、熱塑性和熱固性增強塑料、熱固性塑料、彈性體（包括熱塑性彈性體等），下面對直接影響模具設(shè)計的成型加工性能分別加以敘述。 (1)收縮率 各類材料收縮率大小順序為：彈性體，纖維增強或填料填充的彈性體，熱塑性塑料，纖維增強或填料填充的熱塑性塑料，熱固性塑料，纖維增強或填料填充的熱固性塑料。軟質(zhì)彈性體收縮率大于硬質(zhì)彈性體，軟質(zhì)熱塑性塑料收縮率通常大于硬質(zhì)熱塑性塑料。材料的收縮率在很大程度上決定了制品所能達到的精度，影響模具澆注系統(tǒng)和成型零件設(shè)計，有時甚至決定了注塑工藝方法和模具類型，比如收縮率大的塑料不能用于精密注塑。 塑件的收縮率具有復(fù)雜性和多變性，因為影響收縮率的因素除配方和注塑工藝條件外，還有與模具澆口設(shè)計（數(shù)量、位置、形狀、尺寸）、塑件壁厚、型腔中的拐角、加強筋、嵌件、型芯結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)。制品成型過程的收縮率通常有以下幾個部分決定：熔體充滿型腔后有熔體到固體階段的熔體冷卻收縮（對熱塑性塑料）和固化相變收縮，這一部分收縮量較大，但由于保壓過程補充了收縮量，所以模具設(shè)計不考慮這一部分收縮。塑件固化后在模內(nèi)及模外冷卻到室溫的收縮，即由線脹系數(shù)決定的收縮，這一相比較簡單，可以測出。由結(jié)晶（對結(jié)晶性聚合物）引起的收縮。由取向引起的收縮。后兩項變化無常，他們隨注塑工藝條件，澆口形狀、尺寸、數(shù)量和布置、型腔形狀結(jié)構(gòu)尺寸，冷卻速度（對熱塑性材料）或交聯(lián)固化速度等因素而變化，設(shè)計時需要結(jié)合經(jīng)驗和試驗確定。 (2)流動性 在澆注充模時，熱固性塑料和部分熱塑性塑料流動性較好，彈性體和大多數(shù)熱塑性塑料流動性中等或較差。物料的流動性相對模具細節(jié)設(shè)計有諸多影響，澆注系統(tǒng)形式，澆口形狀、尺寸、數(shù)量和布置，配合間隙，排氣問題等設(shè)計都與流動性有關(guān)，冷卻或加熱系統(tǒng)、型腔形狀與壁厚等因素又能影響物料的流動性，從而影響上述細節(jié)設(shè)計。流動性的好壞涉及到流動過程中在流動通道各處剪切梯的大小，即影響到取向，進而影響收縮率的變化。設(shè)計是需要把物的重點：一是分析充模過程物料流動方向，二是流動性對模具設(shè)計細節(jié)的影響范圍和影響程度。流動性好，則澆注系統(tǒng)阻力可以大一些，成型零件之間配合精度要高一些，排氣問題需要特別考慮。流動性差，則要盡可能減少澆注系統(tǒng)阻力，對配合精度和排氣要求不高，但冷卻系統(tǒng)的設(shè)計需要注意，過度冷卻會影響充模及熔接強度。 (3)結(jié)晶性 結(jié)晶通常是對具有結(jié)晶性的熱塑性塑料彈性體（包括橡膠）而言。結(jié)晶問題主要影響制品的收縮率，不同材料有不同的收縮率，同一種材料的收縮率受配方、注塑工藝條件、模具溫度和冷卻速度、制品出模溫度、制品脫模后的冷卻環(huán)境和條件、制品冷卻到室溫后的存放時間影響變化。與結(jié)晶相關(guān)的模具設(shè)計細節(jié)主要是冷卻系統(tǒng)設(shè)計，即冷卻要均勻有效，以確保塑件在完成大部分結(jié)晶后脫模，因為制品在模內(nèi)冷卻收縮是夾持冷卻收縮，有利于尺寸穩(wěn)定，而在模外冷卻是自由收縮，難以確保制品形狀和尺寸的穩(wěn)定，特別是一些塑料的后結(jié)晶現(xiàn)象明顯，如聚乙烯塑件，在模外冷卻到室溫后的幾天內(nèi)仍會因緩慢結(jié)晶而收縮。 (4)熱敏性 熱固性塑料、部分熱塑性塑料、橡膠在注塑過程中對熱有不同程度的敏感性，這里的熱對模具設(shè)計而言有兩方面的含義：剪切生熱和長時間受熱。剪切生熱主要關(guān)系到澆注系統(tǒng)設(shè)計特別是澆口形狀、尺寸、數(shù)量和澆口布置，比如使用點澆口時，澆口數(shù)量越多，剪切就越弱，剪切發(fā)熱就越少。受熱時間的長短主要關(guān)系到澆道設(shè)計是否合理，是否能最大限度地減少樹脂的滯帶量和滯留時間。 (5)熱性能與固化特性 熱塑性塑料和塑性彈性體的熔點（或熔體流動溫度）、結(jié)晶溫度、熱變形溫度影響模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，熱固性塑料和橡膠固化特性影響模具加熱系數(shù)的設(shè)計。此外，制品脫模時的軟、硬、脆特性將直接影響模具脫模頂出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和尺寸的設(shè)計。 1．2．3 模具類型 在確定注塑工藝路線后，相應(yīng)的模具大類型也就確定。每一類模具中又有若干類不同的結(jié)構(gòu)原理的模具，需要根據(jù)塑件原材料、形狀結(jié)構(gòu)、尺寸精度、制品批量以及設(shè)備情況進行細致的分析平衡，確定出事宜的模具結(jié)構(gòu)類型。例如擬生產(chǎn)酚醛注塑件，設(shè)備有熱固性注塑機，可以考慮采用的模具類型有普通熱固性注塑模、溫流道注塑模、熱流道注塑模、絕熱流道注塑模。如果塑件沒有特殊要求且批量很少，則選擇結(jié)構(gòu)簡單、成本的普通熱固性注塑模，就能完全滿足要求，且經(jīng)濟性好；如塑件有一定批量且塑性要求不高，則可采用溫流道注塑模，溫流道注塑模結(jié)構(gòu)相對簡單且對設(shè)備要求不高；如塑件批量大，則可考慮采用絕熱流道注塑?；驘崃鞯雷⑺苣?。此外，還應(yīng)結(jié)合各類模具特點及所能夠成型的塑件的質(zhì)量和精度綜合考慮。 1.2.4 模具設(shè)計 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計、分型面確定、型腔數(shù)的確定和型腔布置、型芯型腔結(jié)構(gòu)形式的確定、排氣問題、冷卻或加熱設(shè)計、側(cè)抽芯、脫模機構(gòu)設(shè)計等模具細部設(shè)計的程序和基本考慮與普通熱塑性或熱固性注塑模有很多相似之處，設(shè)計師可以參考。但要注意，每一類型注塑模都有其特殊之處體現(xiàn)在模具的某一或某及部分設(shè)計上，如熱固性注塑模型芯型腔結(jié)構(gòu)形式和排氣要求、彈性體、注塑模脫模方式、精密注塑模的配合精度及模具剛性要求和排氣要求等，因此在設(shè)計時要深入研究各類注塑模的特點和特殊要求，根據(jù)塑件的具體情況將其特點準確體現(xiàn)在設(shè)計方案上，這樣才能把握設(shè)計要點，保證設(shè)計成功。各類模具的細部設(shè)計將在下面詳細闡述。 1．3 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)要求 本課題是按鈕開關(guān)觸點座注射模的設(shè)計。要求對塑件進行測繪，并完成其CAD三維造型設(shè)計。按鈕開關(guān)觸點座注射模要求一模兩腔。完成該注射模具裝配圖設(shè)計，全部零件圖紙設(shè)計，模具成型零件CAD三維造型設(shè)計，以及完成該注射模具的制造工藝設(shè)計。 2 方案分析與設(shè)計 如圖2.1，合模的時候滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下，運動到低，這樣型腔型芯滑塊一起夠成了塑件的形狀，等注塑冷卻后，滑塊里有彈簧，在彈簧的作用下退開，后面有螺絲定位。 圖2.1 裝配圖 1-滑塊；2-水道；3-頂料桿；4-頂針；5-墊腳 3 按鈕開關(guān)觸點座注射模的詳細設(shè)計 3．1 塑料注射成型機的選擇 3.1.1 注射機分類 (1)注射機按外形特征可分為立式、臥式、直角式三種[5] (a)立式注射機 注射裝置與鎖模機構(gòu)的軸線呈一直線垂直排列。 優(yōu)點:占地少，模具拆裝方便，易于安放嵌件。 缺點:重心高，加料困難;推出的塑件要由手工取出，不易實現(xiàn)自動化，容積較小。 (b)臥式注射機 注射裝置與鎖模裝置的軸線呈一直線水平排列，使用廣泛。 優(yōu)點:重心低，穩(wěn)定；加料、操作及維修方便；塑件可自行脫落，易實現(xiàn)自動化。 缺點:模具安裝麻煩，嵌件安放不穩(wěn)，機器占地較大。 (c)角式注射機 注射裝置與鎖模裝置的軸線相互垂直排列。 優(yōu)點、缺點介于立式注射機和臥式注射機之間。 特別適用于成形中心不允許有澆口痕跡的平面塑件 (2)注射機按塑料在料筒的塑化方式不同可分為柱塞式注射機和螺桿式注射機。 (a)柱塞式注射機 注射柱塞直徑為20mm-100mm的金屬圓桿，當其后退時物料自料斗定量地落入料筒內(nèi)，柱塞前進，原料通過料筒與分流梭的腔內(nèi)，將塑料分成薄片，均勻加熱，并在剪切作用下塑料進一步混合和塑化，并完成注射。多為立式注射機，注射量小于30g-60g，不易成形流動性差、熱敏性強的塑料。 (b)螺桿式注射機 螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，將料斗內(nèi)的塑料卷人，逐漸壓實、排氣和塑化，將塑料熔體推向料筒的前端，積存在料筒頂部和噴嘴之間，螺桿本身受熔體的壓力而緩慢后退。當積存的熔體達到預(yù)定的注射量時，螺桿停止轉(zhuǎn)動，在液壓缸的推動下，將熔體注入模具。臥式注射機多為螺桿式。 (c)注射機規(guī)格及主要參數(shù) 目前，在注射機的標準中，有用注射量為主參數(shù)的，也有用合模力為主參數(shù)的，但大多以注射量合模力來表示注射機的主要特征。 國內(nèi)標準主要有輕工部標準、機械部標準和國家標準 。注射機型號中的字母S表示塑料機械，Z表示注射機，X表示成形，Y表示螺桿式(無Y表示柱塞式)等。 3.1.2 注射機的選用 注射機的選用包括兩方面的內(nèi)容: 一是確定注射機的型號，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機的規(guī)格參數(shù)在所選注射機的規(guī)格參數(shù)可調(diào)的范圍內(nèi)；一是調(diào)整注射機的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)[6]。 (1)注射機類型的選擇 根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成形方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等進行選擇。 (2)注射機規(guī)格的初選 根據(jù)以往的經(jīng)驗和注射模的大小，先預(yù)選注射機的型號，之后要進行以下的校核。 (3)注射機參數(shù)的校核 (a)最大注射量的校核 塑件連同凝料在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)大于注射機公稱注射量的80%，注射機多以公稱容量來表示。 (b)注射壓力的校核 注射機的公稱注射壓力要大于成形的壓力。 (c)鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大的推力，這個力應(yīng)小于注射機的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 (d)安裝部分的尺寸校核 應(yīng)校核的尺寸包括噴嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。 注射機的噴嘴頭部的球面半徑R1應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R2吻合，以免高壓熔體從狹縫處溢出。R2一般應(yīng)比R1大1mm～2mm，否則主流道內(nèi)的塑料凝料無法脫出。為了使模具的主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線相重合，模具定模板上的定位圈或主流道襯套與定位圈的整體式結(jié)構(gòu)的外尺寸d應(yīng)與注射機固定模板上的定位孔呈較松動的間隙配合。 注射模具的動模板、定模板應(yīng)分別與注射機動模板、定模板上的螺孔相適應(yīng)。模具在注射機上的安裝方法有螺栓固定和壓板固定。 注射機的開模行程是有限制的，塑件從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則塑件無法從模具中取出。開模距離一般可分為兩種情況:一是當注射機采用液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定，并不受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度無關(guān)；二是當注射機采用液壓機械聯(lián)合作用的鎖模機構(gòu)時，最大開模行程由連桿機構(gòu)的最大行程決定，并受模具厚度的影響即注射機最大開模行程與模具厚度有關(guān)。 3.1.3 注射成型機的計算 (1)注射容量 國產(chǎn)標準注射機的標準規(guī)定，以注射機注射ABS時在對空注射條件下，注射機螺桿或柱塞做一次最大行程所能達到的最大容量。由于ABS的密度為1.05～1.2g/cm3，收縮率為0.4%～0.8%，即它的單位容量與單位質(zhì)量向近，所以在目前實際中為便于計算，有時還沿用過去的習慣，通常也用其質(zhì)量可作粗略計量[7]。 注射容量是選擇注射機的重要參數(shù)，它在一定程度上反映了注射機的注射能力，標志著注射機能成型最大體積的塑料制品。 確定了單個塑件的體積（質(zhì)量）和模孔數(shù)量就可以大體上計算出多模塑件的總體積，再加上澆注系統(tǒng)中主流道、分流道、澆口、冷井的體積，即是一模塑料的總體積Vm。 Vm≤0.8Vz 式中 Vm—成型零件與澆注系統(tǒng)體積總和 Vz—注射機最大注射容量 (2)最大成型面積 最大注射面積是指塑料在模具在分型面上所允許成型的最大投影面積，也就是說在模具設(shè)計時，布局在模具分型面上的塑件及澆注系統(tǒng)的投影面積S，只能小于這個數(shù)據(jù)時才能正?？煽康淖⑸鋄8]。 式中S—塑料在模具分型面上允許成型的投影面積； (3)模具的閉合高度 注射機動壓板的最大的行程和壓板間最大和最小間距是一個固定的參數(shù)。它決定著所能安裝的模具的閉合高度。對于所用的注射機來說，注射模的閉合高度必須符合下列的要求： H小≤H≤ 式中 H小—注射機允許的最小厚度，mm； H小—注射機的實際閉合高度，mm； H小—注射機允許的最大厚度，mm； H=150+80+10=240 mm； (4)定位環(huán)和澆口套 定位環(huán)是將定模部分裝入注射機定壓板的定位對中位置，應(yīng)與注射機的定位孔采取動配合的連接形式，以保證模具體對中。 (5)模具的截面尺寸 可安裝的注射模具外形最大尺寸取決于注射機的壓板尺寸和拉桿的間距，因為此注射模的最長的邊不應(yīng)超過壓板尺寸，而模具的最短邊應(yīng)小于拉桿間距，才能將注射模裝入注射機，并應(yīng)留有固定模體的壓緊空間。同時，注射模動、定模上的緊固螺栓孔，也應(yīng)與注射機壓板上的標準螺孔一致。 (6)模具的頂出 注射機的頂出裝置通常有中心頂桿頂出、兩側(cè)頂桿頂出以及液壓頂出幾種形式。應(yīng)在動模座板與注射機頂出位置相對的位置上，設(shè)置稍大于注射機頂桿的通孔，以便于注射機頂桿通過。 該產(chǎn)品材料為ABS，查資料得知其密度為1.05g/cm3～1.2g/cm3，收縮率為0.4%～0.8% 塑件質(zhì)量:=21.75+21.75=43.50g 估算出澆注系統(tǒng)體積=20cm3,可得澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為 ρ=20×1.1≈22g =43.50+22=81.69g 而產(chǎn)品注塑量是低于注塑機最大注塑量的80%。即M（產(chǎn)品+凝料）＜M（注塑機最大注塑量），即注塑機最大注塑量至少為81.69g。參照上面的注塑機表格選擇XS-ZY-125型125克的注塑機。 3.2 注射模具分型面的選擇 3.2.1 分型面概述 分型面是前模與后模之間的分界面。前后模從這里分開后，前模模面稱之為前模分型面，后模面稱之為后模分型面；當兩個面貼合在一起時變成一條線，這條線就成為前后模之間的分界線，即也是前后模的分型線。前后模從這里分開之后才能取出產(chǎn)品。因此合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件[9]。 分型面的類型主要有以下幾種 (1)產(chǎn)品塑膠都在前模（在PL面以前）。大多數(shù)機殼，類如計算機顯示器外殼，顯示器底座。 (2)分型面在塑膠中間。如薄型平板件、圓筒外形、圓球形件。 (3)分型面在投影最大處、在R與直線相交獲相切處。如產(chǎn)品口部需要圓角的。 (4)分型面是曲線的。如滑槽，計算機鼠標外殼也是曲面。在設(shè)計此模具時將兩曲面與中心線對稱，使銘牌的兩斜面背靠背，這樣做可以使合模時在分型面上產(chǎn)生的側(cè)向分力互相抵消，前后模之間就不會產(chǎn)生位移。 (5)使塑件在開模后留在動模上。 (6)澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排 3.2.2 分型面選擇的基本原則 選擇分型面的基本原則：a)保持塑料外觀整潔；b)分型面應(yīng)有利于排氣；c)應(yīng)考慮開模是塑料留在動模一側(cè)；d)應(yīng)容易保證塑件的精度要求；e)分型面應(yīng)力求簡單適用并易于加工；f)考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)；g)分型面應(yīng)與注射機的參數(shù)相適應(yīng)；h)考慮脫模斜度的影響[10]。 3.2.3 分型面的選擇 先對產(chǎn)品進行拔模分析以確定產(chǎn)品的分型面在哪里。經(jīng)過分析產(chǎn)品的拔模角度選擇-3°到3°，分析圖如下圖所示： 圖3.1 分型面 0°以上的部分是留在定模上面，0°以下的部分留在動模上面。0°的區(qū)域可留在動模也可以留在定模上，視情況而定。首先我們要把實體產(chǎn)品的破孔處修補起來，UG中使用的實體修補，而PROE中卻要用面去修補，使用面修補比較繁瑣。下面展示實體修補的結(jié)果，如下圖所示,藍色部分是滑塊的補塊，其他部分如圓孔處的補塊就留在動模上了，此圖可以看出此模具會有三個滑塊。 圖3.2 3.3 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計 3.3.1 澆注系統(tǒng) 從主流道開始到產(chǎn)品的型腔之前的最后一段距離稱為澆注系統(tǒng)，主要分為大水直澆口和側(cè)澆口。直澆口的澆注系統(tǒng)只有主流道這一段與產(chǎn)品相連，而側(cè)澆口澆注系統(tǒng)使主流道、分流道、支流道和產(chǎn)品相連。 3.3.2 澆注系統(tǒng)的形式 大水口類分為直澆口和側(cè)澆口兩種。直澆口就是澆口直接與產(chǎn)品連接，它只有主流道，沒有分流道、支流道和進料口。側(cè)澆口是從產(chǎn)品側(cè)面進料的澆口，它又分為：搭邊進澆口、扇形澆口、平縫式澆口（搭邊進料的特殊形式）、后模潛澆口（潛伏式澆口）、牛角式潛水澆口、前模潛澆口[11]。 細水口（點澆口類）。有單件單個進料點（也稱為簡化細水口），有單間多個進料點。大件的塑膠件需要多個進料點才能保證縮短充澆時間。 澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。 3.3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 總的原則是粘著液的塑料能夠平穩(wěn)順利地充滿型腔，成型完好的塑料制品。 (1)保證塑料流體流動穩(wěn)定，應(yīng)與排氣槽相結(jié)合，使塑件在填充時不產(chǎn)生渦流和紊流。使粘流態(tài)的塑料流動平穩(wěn)順暢，從而獲得好的塑件制品。流到內(nèi)應(yīng)該平滑但不要太光滑，大約用600號砂紙拋光就可以了。 (2)流程應(yīng)該盡量短。一是減少流道內(nèi)的塑料。二是要縮短填充時間，減少熱量損失，加快生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率。 (3)盡量避免正面沖擊細小型芯和細小嵌件，以免細小型芯彎曲、細小嵌件移位。萬以避免不了時，一是改變進料口的角度，即沖塑膠方向；二是將型芯兩端固定，固定嵌件。 如果塑件較小，可以單點進料；如果料件較大，單進料壓力小，產(chǎn)品容易翹曲變形或缺塑膠，應(yīng)改為兩點或多點進料。進料位置應(yīng)該選擇適當，應(yīng)在塑膠位面積較大、塑膠位較厚處，使塑膠易于流動。 圖3.3 澆注圖 盡量避免塑膠量懸殊太大的產(chǎn)品排在一套模上，這不利于澆注系統(tǒng)的設(shè)計和制造。大部分產(chǎn)品上進料口位置的選擇受產(chǎn)品在模具上的排位制約，所以必須與排位設(shè)計統(tǒng)籌兼顧，不能顧此失彼。 此產(chǎn)品是小件，而且產(chǎn)品的端部有燕尾槽，產(chǎn)品如果采用點澆口三板模具的話，各成型零件緊湊不適合，所以改在產(chǎn)品的端部進膠，采用側(cè)澆口的進膠方式，而且便于修建。 3.3.4 注射模具澆口的設(shè)計 (1)澆口的概念 澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計與位置的選擇恰當與否，直接關(guān)系到塑件能否被完好、高質(zhì)量地注射成形。 (2)澆口的作用 澆口可分成限制性澆口和非限制性澆口兩類。非限制性澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面尺寸最大的部位，它主要是對中大型筒類、殼類塑件型腔起引料和進料后的施壓作用。限制性澆口是整個澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，其作用如下： 澆口通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體提高注射壓力，使塑料熔體通過撓口的流速有一突變性增加，提高塑料熔體的剪切速率，降低黏度，使其成為理想的流動狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達到同時進料的目的。澆口還起著較早固化、防止型腔中熔體倒流的作用。澆口通常是澆注系統(tǒng)最小截面部分，這有利于在塑件的后加丁中塑件與澆口凝料的分離[12]。 (3)注射模澆口的類型 單分型面注射模的澆口可以采用直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口和爪形澆口。 (a)直接澆口 直接澆口叉稱為主流道型澆口，它屬于非限制性澆口。這種形式的澆口只適于單型腔模具。 特點是：流動阻力小，流動路程短及補縮時間長等；有利于消除深型腔處氣體不易排出的缺點；塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積最小，模具結(jié)構(gòu)緊湊，注射機受力均勻；塑件翹曲變形、澆口截面大，去除澆口困難，去除后會留有較大的澆口痕跡，影響塑件的美觀。 (b)中心澆口 當筒類或殼類塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔時，內(nèi)澆口開設(shè)在該孔處，同時在中心處設(shè)置分流錐，該澆口稱為中心澆口，是直接澆口的一種特殊形式，它具有直接澆口的一系列優(yōu)點，而克服了直接澆口易產(chǎn)生的縮孔、變形等缺陷。 (c)側(cè)澆口 側(cè)澆口一般開設(shè)在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為(扁槽)，是限制性澆口。側(cè)澆口廣泛使用在多型腔單分型面注射模上。 特點是由于澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，不留明顯痕跡。 側(cè)澆口的兩種變異形式為扇形澆口和平縫澆口。 扇形澆口是一種沿澆口方向?qū)挾戎饾u增加、厚度逐漸減少的呈扇形的側(cè)澆口， 平縫澆口又稱薄片澆口，澆口寬度很大，厚度很小。主要用來成形面積較小、尺寸較大的扁平塑件，可減小平板塑件的翹曲變形，但澆口的去除比扇形澆口更困難，澆口在塑件上痕跡也更明顯。 (d)環(huán)形澆口 對型腔填充采用圓環(huán)形進料形式的澆口稱環(huán)形澆口，環(huán)形澆口的特點是進料均勻。圓周上各處流速大致相等，熔體流動狀態(tài)好．型腔中的空氣容易排出，熔接痕可基本避免，但澆注系統(tǒng)耗料較多，澆口去除較難。 (e)輪輻式澆口 輪輻式澆口是在環(huán)形澆口基礎(chǔ)上改進而成，由原來的圓周進料改為數(shù)小段圓弧進料，這種形式的澆口耗料比環(huán)形澆口少得多．且去除澆口容易。這類澆口在生產(chǎn)中比環(huán)形澆口應(yīng)用廣泛。多用于底部有大孔的圓筒形或殼形塑件。輪輻澆口的缺點是增加了熔接痕，會影響塑件的強度。 (f)爪形澆口 爪形澆口加工較困難，通常用電火花成形。型芯可用做分流錐，其頭部與主流道有自動定心的作用，從而避免了塑件彎曲變形或同軸度差等成形缺陷。爪形澆口的缺點與輪輻式澆口類似，主要適用于成形內(nèi)孔較小且同軸度要求較高的細長管狀塑件。 澆口位置的選擇原則：盡量縮短流動距離；避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷；澆口應(yīng)開設(shè)在塑件厚壁處；考慮分子定向的影響；減少熔接痕，提高熔接強度。 (4)澆注系統(tǒng)平衡設(shè)計 (a)澆注系統(tǒng)的平衡概念 為了提高生產(chǎn)效率，降低成本，小型(包括部分中型)塑件往往采取一模多腔的結(jié)構(gòu)豫應(yīng)盡量采用型腔平衡式布置的形式。若根據(jù)某種需要澆注系統(tǒng)被設(shè)計成型腔非平衡式布置形式，則需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸，使?jié)部诘牧髁考俺尚喂に嚄l件達到一致，這就是澆注系的平衡，亦稱澆口的平衡[13]。 (b)澆注系統(tǒng)的平衡計算方法 澆注平衡計算的思路是通過計算多型腔模具各個澆口的BGV(Balanced Gate Value)值來判斷或計算。澆口平衡時，BGV值應(yīng)符合下列要求：相同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的BGV值必須相等；不同塑件的多型腔模具，各澆口計算出的BGV值必須與其塑件型腔的充填量成正比。 3.3.5 冷料穴和鉤料脫模裝置 冷料穴設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對面的動模板上。它的作用是用來儲存注射間歇期間，噴嘴前端由散熱造成溫度降低而產(chǎn)生的冷料。在注射時，如果它們進入流道，將堵塞流道并減緩料流速度[14]。進入型腔，將在塑件上出現(xiàn)冷疤或冷斑。推板式鉤料裝置由冷料穴、鉤料桿組成，鉤料桿安裝在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。 3.4 注射模具成型零件和模體的設(shè)計 3.4.1 注射模具型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔大體有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：整體式、整體組合式、局部組合式和完全組合式。 整體式型腔由整塊材料加工而成的型腔。它的優(yōu)點是：強度和剛度都相對較高，且不易變形，塑件上不會產(chǎn)生拼?？p痕跡。它的缺點是：切削量大，使模具成本較高，同時給熱處理和表面處理帶來困難，只適用于形狀較為簡單的中、小型模具，但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，隨著電蝕機床、仿型機床、數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用。有些形狀復(fù)雜的大型模具也有采用整體式型腔結(jié)構(gòu)的。 型腔由整塊材料制成，用臺肩或螺栓固定在模板上。它的主要優(yōu)點是便于加工，特別是在多型腔模具中，型腔單個加工后，在分別裝入模板，這樣容易保證各型腔的同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件進行處理等。 型腔由整塊材料制成，但局部鑲有成型嵌件的局部組合式型腔。局部組合式型腔多于型腔較深或形狀較為復(fù)雜，整體加工比較困難或局部需要淬硬的模具。 完全組合式是由多個螺栓拼塊組合而成的型腔。它的特點是，便于機加工，便于拋光研磨和局部熱處理。節(jié)約優(yōu)質(zhì)鋼材。這種形式多用于不容易加工的型腔或成型大面積塑件的大型型腔上。 在塑料注射模具的注射過程中，型腔從合模到注射保證過程中受到高壓的沖擊力，因此模具型腔應(yīng)該有足夠的硬度和剛度，總的來說，型腔所承受的力大體有合模時的壓應(yīng)力、注射過程中塑料流動的注射壓力、澆口封閉前一瞬間的壓力保證和開模時的壓應(yīng)力，但型腔所承受的力主要是注射壓力和保證壓力，并在注射過程中總是在變化[15]。在這些壓力作用下，當型腔的剛度不足時，往往會產(chǎn)生彈性變形，導(dǎo)致型腔向外膨脹，它將直接影響塑件的質(zhì)量和尺寸精度，型腔將會彈性恢復(fù)，當型腔的彈性變形恢復(fù)量大于塑件壁厚的收縮量時，將壓緊塑件，引起塑件頂出困難，甚至將塑件留在型腔中。如果型腔強度不夠時，會產(chǎn)生塑性變形，即引起型腔的永久變形，特別嚴重的會使型腔破裂，釀成事故。所以在模具設(shè)計時要首先考慮使型腔的壁厚和底板厚度都有足夠的強度和剛度，以保證型腔在注射過程中產(chǎn)生超過規(guī)定限度的彈性變形。 型腔側(cè)壁厚度的計算 (1)按強度計算 其壁厚S按下列公式計算 （3-1） 式中—型腔材料的許用應(yīng)力,=156.8MPa —型腔內(nèi)單位平均壓力，=38.4MPa —型腔內(nèi)半徑，=12mm 代入公式得：=4.7mm (2)底板厚度的計算 按強度計算 其壁厚H按下面公式計算 （3-2) —型腔材料的許用應(yīng)力，=156.8MPa —型腔內(nèi)單位平均壓力，=38.4MPa —型腔內(nèi)半徑，=12mm 代入公式得：=6.5mm 3.4.2 注射模具型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯的結(jié)構(gòu)形式大體有：整體式、整體復(fù)合式、局部組合式、完全組合式。 3.4.3 注射模具成型零件的尺寸確定 (1)型腔尺寸計算 型腔的各部分尺寸一般都是趨于增大尺寸，因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2，取負偏差，再加上-1/4的磨損量，而型芯深度則再加上-1/6的磨損量，這樣的型芯的計算尺寸的表述如下。 (a)型腔的徑向尺寸的計算式： (3-3) —型芯的最小基本尺寸； —塑件的最大基本尺寸； —塑件的平均收縮率，=0.6%； △—塑件的公差，取八級精度； δ—模具制造公差，按1/4△選??； 根據(jù)公式計算得型腔的各徑向尺寸 (b)型腔的深度根據(jù)尺寸的計算公式 (3-4) —型腔深度的最小尺寸； —塑件的最大基本小尺寸； —塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； —模具制造公差，按1/4△選??； 根據(jù)公式計算得型腔的各深度尺寸 (2)型芯尺寸的計算 型芯的各部尺寸除特殊情況外都是趨于縮小尺寸,因此應(yīng)選擇塑件公差的1/2,取正偏差,再加上1/4的磨損量,而型芯高度則加上1/6的磨損量.型芯的計算尺寸表達如下。 (a)型芯的徑向尺寸的計算式： （3-5） —型芯的最大基本尺寸； —塑件的最小基本尺寸； —塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； —模具制造公差，按1/4△選??； 根據(jù)公式計算得型芯的各徑向尺寸 (b)型芯的高度尺寸的計算 （3-6） —型芯高度的最大尺寸； —塑件內(nèi)形深度的最小尺寸； —塑件的平均收縮率； △—塑件的公差，取八級精度； —模具制造公差，按1/4△選??； 根據(jù)公式計算得型芯的各高度尺寸 3.5 注射模具的頂出機構(gòu)的設(shè)計 3.5.1 注射模具的頂出機構(gòu) 頂出機構(gòu)的分類：按驅(qū)動方式分類可分為：手動頂出、機動頂出、啟動頂出[16]。 按模具結(jié)構(gòu)分類可分為：一次頂出、二次頂出、螺紋頂出、特殊頂出。 (1)推出機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 在注射成形的每個周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具巾脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)，也叫頂出機構(gòu)或脫模機構(gòu)。推出機構(gòu)的動作通常是由安裝在注射機上的機械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。 結(jié)構(gòu)組成：由推出、復(fù)位和導(dǎo)向零件組成。 (2)結(jié)構(gòu)分類 手動推出、機動推出、液壓或氣動推出。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 塑件留在動模,塑件在推出過程中不變形、不損壞,不損壞塑件的外觀質(zhì)量,合模時應(yīng)使推出機構(gòu)正確復(fù)位,動作可靠。 (4)結(jié)構(gòu)設(shè)計 (a)推桿推出機構(gòu) 推桿推出機構(gòu)是整個推出機構(gòu)中最簡單、最常見的一種形式。由于設(shè)置推桿的自由度較大，而且推桿截面大部分為圓形，容易達到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度．推桿推出時運動阻力小，推出動作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 但是因為推桿的推出面積一般比較小，易引起較大局部應(yīng)力而頂穿塑件或使塑件變形，所以很少用于脫模斜度小和脫模阻力大的管類或箱類塑件。 (b)推管推出機構(gòu) 推管推出機構(gòu)是用來推出圓筒形、環(huán)形塑件或帶有孔的塑件的一種特殊結(jié)構(gòu)形式，其脫模運動方式和推桿相同。由于推管是一種空心推桿，故整個周邊接觸塑件，推出塑件的力量均勻，塑件不易變形，也不會留下明顯的推出痕跡。 (c)推件板的推出機構(gòu) 凡是薄壁容器、殼形塑件以及表面不允許有推出痕跡的塑料制品，可采用推件板推出．推件板推出機構(gòu)義稱頂板頂出機構(gòu)，它由一塊與型芯按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。 特點：推件板推出的特點是頂出力均勻，運動平穩(wěn)，且推出力大。但是對于截面為非圓形的塑件，其配合部分加工比較困難。 (d)活動嵌件及凹模推出機構(gòu) 有一些塑件由于結(jié)構(gòu)形狀和所用材料的關(guān)系，不能采用推桿、推管、推件板等簡單推出機構(gòu)脫模時，可用成形嵌件或型腔帶出塑件。 (5)頂出機構(gòu)的設(shè)計原則 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。 注射設(shè)備的頂出裝置都設(shè)計在動模一側(cè)，因此，在一般情況下開模時，盡量設(shè)計使塑件留在動模一側(cè)，以便于頂出塑件。這在分型面的選擇時就應(yīng)充分考慮。 在實踐中如果出現(xiàn)塑件并沒有留在動模側(cè)的情況時，可設(shè)法增加動默一側(cè)的阻力，一是將型芯的脫模斜度變小，或增加型芯的表面粗糙度，或者在不影響塑件使用的前提下，在型芯側(cè)面人為的開設(shè)橫凹槽、凹窩等脫模障礙，以增大動模的阻力。在特殊情況下必須使塑件留在定模時可采用定模頂出機構(gòu)。 塑件在成型頂出后，一般都留有頂出痕跡，但應(yīng)盡量使頂出的殘留痕跡不影響塑件的外觀，這是在選擇頂出形式和頂出位置時必須考慮到的問題。一般頂出機構(gòu)應(yīng)設(shè)在塑件的內(nèi)表面以及不顯眼的位置。 頂出零件應(yīng)有足夠的機械強度和耐磨性能，使其在相當長的運作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。 頂出裝置力求均勻分布，頂出力作用點應(yīng)在塑件承受頂出力最大的部件，即不易變形或損傷的部位，盡量避免頂出力作用于最薄的部位，防止塑件在頂出過程中的變形和損傷。 頂出零件應(yīng)有足夠的機械強度和耐磨性能，使其在相當長的運作周期內(nèi)平穩(wěn)順暢，無卡滯現(xiàn)象，并力求制造方便，容易維修。 3.6 冷卻系統(tǒng) 3.6.1 冷卻系統(tǒng)的作用 由于注塑產(chǎn)品的成型過程是將顆粒狀的塑料加熱到粘流態(tài)再加壓注入到模具的型腔中的。在加熱過程中，塑料吸收了大量的熱能，溫度一般在190°C以上。ABS塑料注射溫度在220°C到230°C，PC塑料注射溫度在300°C左右。這么高溫度的塑料要讓他迅速冷卻定型成為塑膠產(chǎn)品，必須使模具內(nèi)的熱量迅速被帶走，使模具迅速冷卻，必須設(shè)冷卻系統(tǒng)[17]。 熱傳導(dǎo)有三種方式 (1)傳導(dǎo)，例如將一根金屬棒的一端燒熱，另一端也會變熱，這種現(xiàn)象較熱傳導(dǎo)。 (2)輻射，太陽離地球雖然很遠，但仍然能感覺到溫度。 (3)對流,如水的冷熱對流。這三種熱傳導(dǎo)方式中選擇對流，選擇水作為介質(zhì)。因為通過水對流進行熱交換的效率高，水這種介質(zhì)最廉價。在模具內(nèi)鉆一些空接上水管，讓水在孔里面流動。溜進去的誰是冷的，流出來的水是熱的，流動的水帶走了模具內(nèi)熱量，使模具和產(chǎn)品迅速冷卻下來，使塑膠產(chǎn)品迅速定型。 3.6.2 冷卻效率 影響冷卻效率的主要因素有水的流量、流量、水溫的高低、冷卻時間的長短。要提高冷卻效率可以采取以下措施： (1)加大冷卻水孔的直徑。由于受模板及凸模面積大小的限制，不可以將孔徑鉆的太大，一般采用直徑為5mm～10mm。 (2)增加水孔數(shù)量。由于模具上能鉆冷卻水孔的空位有限，尤其是后模上面有模芯螺釘孔、頂尖孔等等，不可能鉆很多水孔。只能適當增加水孔的數(shù)量。直徑5mm到6mm的水孔冷卻半徑大約為25mm，直徑為7mm到8mm的水孔冷卻半徑為35mm左右。 (3)控制冷卻時間。將注塑機各個工作時間段調(diào)整到最佳位置，擠出的時間盡量用來延長冷卻時間。冬天水溫低冷卻時間可以適當縮短，夏天水溫高要適當延長。 (4)保持適當?shù)哪＞邷囟?。一些成型溫度高的塑料，塑膠位很薄的產(chǎn)品，如果模具溫度太低，產(chǎn)品不能成型。模具溫度應(yīng)在35°C～45°C之間。大部分塑膠應(yīng)該是在30°C～35°C之間。 3.6.3 冷卻效率 對于那些尺寸較大、并且采用鑲件形式的型腔，通常采用下列方法設(shè)置冷卻水道： (1)冷卻水道水嘴設(shè)計，常用的水嘴有三種： (a)用于一般成型要求的模具。 (b)用于特殊要求的成型高溫模具。 (c)用于冷卻水道的水嘴與水管之間的快速連接。 以上三種類型的水嘴，其內(nèi)徑都不應(yīng)與冷卻水道的孔徑相差太大，以免冷卻液流動不均勻。另外由于這三種類型冷卻水道在安裝后，都外凸與模具表面，因此，在模具運輸或維修時，容易犯生損壞。為解決這一問題可以在模具外表面安裝墊柱的方法以保護冷卻水道水嘴。 動模和定模的冷卻水道布局是一樣的。這樣的方式不僅可以冷卻到產(chǎn)品而且冷卻到滑塊。這樣的方式無疑可以使模具和產(chǎn)品均勻冷卻。 此模仁和模仁固定板相接，這樣模具能夠均勻的冷卻，包括滑塊也有自己的單獨冷卻系統(tǒng) (2) 冷卻水管與模具的連接 模具中冷卻系統(tǒng)設(shè)計完畢后，剩下的問題就是冷卻水管與模具的連接。這一問題平時不被重視，但是如果處理不當?shù)脑?，會給模具的使用者帶來許多不便的麻煩。因此，模具設(shè)計者在開始設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，就應(yīng)該注意這一問題。 模具冷卻水道水嘴在模具中正確的位置 (a)模具安裝在注射機上后，其冷卻水道的水嘴不能正對注射機的拉桿，以免安裝困難。 (b)冷卻水道的水嘴最好安裝在注射機背后，以免影響操作。 (c)對于自動成型的模具，其冷卻水道的水嘴的安裝最好不要設(shè)置在模具頂端，以免給操作人員帶來不便。 (d)避免冷卻水道水嘴安裝在模具底部。因為在自動成型時，由于水管的限制會影響制品與料靶的脫落。 (e)動、定模冷卻水道的水嘴不能相互靠得太近，以免在安裝和固定時出現(xiàn)困難。 所有冷卻水道水嘴與模具冷卻水道孔都采用螺釘連接。在其螺紋部位，應(yīng)纏繞生膠帶以防止冷卻液泄露。另外，為避免水嘴銹蝕，一般選用黃銅材料（也可以選用黃銅材料進行表面處理。 4 模架結(jié)構(gòu)的設(shè)計 在設(shè)計注射模時，為縮短模具的生產(chǎn)周期，提高模具制造質(zhì)量，必須事實注射模標準化設(shè)計，即采用模具標準模架及標準零部件，這樣可以大大縮短模具設(shè)計時間，提高設(shè)計質(zhì)量。 4.1 標準模架選用 目前，我國已經(jīng)有較多模架專業(yè)制造廠，并多是按照GB/T12556.1-1990，GB/T 12555，1-1990模架系列標準制造[18]。在模具設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)盡量采用這些標準模架，以 便于縮短生產(chǎn)時間。然后根據(jù)塑件的尺寸、形狀、型腔的布置、冷卻系統(tǒng)的布置及所選模具結(jié)構(gòu)等方案，結(jié)合模架生產(chǎn)廠家所提供的生產(chǎn)目錄，來選擇合適形式和尺寸系列的標準模架和相應(yīng)的標準零件。 (1)結(jié)構(gòu)形式選擇 注射模標準模架共有兩個國家標準。一般適用于模板尺寸的中小型GB/T12556-1990;二是適用于模板尺寸的大型模架GB/T12555-1990。 (2)尺寸的選擇 標準模架的尺寸是由模板的長和寬（）來確定的，中小型模架GB/T12556.1-1990共規(guī)定了18中系列，每個系列又有0～49、0～64種不同的規(guī)格，而大型模架GB/T12555.1-1990共規(guī)定了6中系列，每個系列又有0～64種不同的規(guī)格。 4.2 標準零件的設(shè)計 GB/T.1-11-1984標準共有11個通用零件，這些零件之間具有相互配置關(guān)系，選用時可根據(jù)使用要求，配套組裝。 4.2.1 冷卻效率 (1)結(jié)構(gòu)支撐件設(shè)計 注射模中的定模座板、定模板、動模板、動模支撐板、動模座板、墊塊等零件均為支撐零件，各種支撐零件都要具有足夠的強度和剛度。 (2)導(dǎo)套設(shè)計 導(dǎo)套尺寸標準如下 圖4.1 導(dǎo)套工程圖 帶套頭導(dǎo)套T型：GB/T4169.3-1984 材料T8A、20鋼 熱處理50HRC～55HRC，20鋼滲碳,0.5mm～0.8mm,56HRC～60HRC 圖中標注的形位公差值按照GB/T1184～1996，t為6級 其他按GB/T4170-1984。 (3)帶頭導(dǎo)柱設(shè)計 導(dǎo)柱尺寸標注如下 圖4.2 導(dǎo)柱工程圖 材料：T8A、20鋼 熱處理50HRC～55HRC,20鋼滲碳,56HRC～60HRC. 圖中標注的形位公差值按照GB/T1184～1996，t為6級. D的尺寸公差根據(jù)使用要求可在相同公差等級內(nèi)變動. 圖中倒角不大于0.5×45°. 在滑動部分要設(shè)置油槽，其要求由承制單位決定. 其他按GB/T4170-1984。 按照上表格選擇以及產(chǎn)品的大小考慮，我選擇了龍記模架246-246-36的模架，上下模板選擇36的厚度可以滿足壓力的要求。而且在只做模具的時候我使用了整體式的結(jié)構(gòu)，而對于此模具使用鑲嵌式的模具，對模具冷卻，注塑壓力等情況有很好的用處，但是如果使用鑲嵌式的形式的話，模具加工的難度，定位要求，精度有很高的要求，成本要求高。所以選擇了整體式的形式。 4.3 塑料注射模具型腔常用加工方法及設(shè)備 4.3.1 型腔的普通切削加工方法及設(shè)備 (1)車床 車床是以加工回轉(zhuǎn)體零件為主的機械加工機床。車床的種類很多，包括臥式車床(普通車床)、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床，自動車床等。車床工作時被加工工件裝在卡盤上，主軸使工件做旋轉(zhuǎn)運動，刀具在進給箱的帶動下做直線運動，完成切削加工。在模具零件加工中，可以使用車床加工圓形型腔、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等回轉(zhuǎn)體零件。 (2)銑床 銑床可以加工平面，曲面等各種表面，常見的銑床有立式銑床、臥式銑床、萬能銑床、工具銑床等，銑床可以加工出平面、溝槽、曲面等形狀。 (3)刨床 刨床主要用于平而加工，常見的刨床有牛頭刨床、龍門刨床、插床等。牛頭刨床工作時，被加工工件用平口鉗安裝于工作臺上，工作臺可以做左右移動。刨刀固定在滑枕上的刀架中，刨刀做前后移動，通過刨刀與工件的相對運動，完成平面加工。龍門刨床用于加工尺寸較大的工件。插床又稱立式牛頭刨床，主要用來加工工件的內(nèi)表面，如鍵槽、多邊形孔。 (4)磨床 磨床是用砂輪或其他磨料對金屬工件進行加工的機床。常見磨床有平面磨床、外圓磨床、自圓磨床等。磨削也是一種切削，砂輪表面上的每個磨粒，可以近似地看成一個微小的刀齒，對金屬表面進行切削。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。不同的磨削機床可以加工平面、外圓表面、內(nèi)圓表面以及各種曲面。 (5)鉆床 鉆床是以加工孔為主的機械加工機床，常見的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床、深孔鉆床等。鉆床工作是將被加工工件固定在工作臺上，鉆頭旋轉(zhuǎn)并做直線運動完成孔的加工。利用鉆床可以自模具上的各種孔，深孔鉆床還用來加工冷卻水道等較深的孔。 (6)數(shù)控加工機床 數(shù)控加工機床簡稱為數(shù)控機床(NC機床)，數(shù)控就是指把控制機床或其他設(shè)備的操作指令(或程序)，以數(shù)字形式給定的一種控制方式。利用這種控制方式，按照給定程序自動地進行加工的機床稱為數(shù)控機床。目前數(shù)控機床已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，數(shù)控機床的種類有數(shù)控車床，數(shù)控銑床，數(shù)控磨床，加工中心等，其機械部分與普通車床的差別不大。數(shù)控車床不僅能夠完成普通的車削加工，而且利用數(shù)控系統(tǒng)和進給伺服系統(tǒng)復(fù)雜曲線組成的回轉(zhuǎn)表面。 數(shù)控銑床的機械部分與普通銑床基本相同，工作臺可以做橫向、縱向和垂直方向的運動，因此普通銑床所能加工的工藝內(nèi)容，數(shù)控銑床都能完成，此外其數(shù)控系統(tǒng)通過伺服系統(tǒng)同時控制兩個或三個軸同時運動，加工出復(fù)雜的三維型面。數(shù)控銑床還可以作為數(shù)控鉆床或數(shù)控鏜床，加工具有一定尺寸精度要求和一定位置精度要求的孔。 在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加刀具庫和自動換刀系統(tǒng)就構(gòu)成了加工中心。加工中心的刀具庫可以存放十幾把甚至更多的刀具，由程序控制換刀機構(gòu)自動調(diào)用與更換，這樣就可以一次完成多種工藝加工。 4.3.2 型腔的特種加工 特種加工是直接利用電能、化學(xué)能、光能等進行加工的方法。特種加工與普通機械加工有本質(zhì)的不同，它不要求工具材料比工件材料更硬，也不需要在加工過程中施加明顯的機械力它可以解決普通機械加工無法完成的加工工作，適合于加工各種不同材料而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具零件，是模具制造中一種必不可少的重要加工方法[19]。 電火花加工的原理是基于工具電極與工件電極(正極與負極)之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來對工件進行加工，以達到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工放法。電火花加工也稱放電加工或電蝕加工。當工具電極與工件電極在絕