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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
引言 1
1 緒論 2
1.1 我國模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2
2.1 本次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到的目的 5
2 設(shè)計任務(wù)書 5
3 塑件分析 6
3.1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 6
3.2 計算塑件體積和容量及相關(guān)參數(shù) 9
4 材料的成型特性與工藝參數(shù) 9
5 設(shè)備的選擇與校核 11
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 14
6.1 塑料制件在模具中的位置 14
6.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 15
6.3 排溢系統(tǒng)的設(shè)計 20
7 成型零部件的設(shè)計與計算 21
7.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 21
7.2 成型零件工作尺寸的計算 22
7.3 模架的選取 31
8 模機構(gòu)的設(shè)計 31
8.1 脫模力的計算 32
8.2 推出機構(gòu)的設(shè)計 33
9 分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 35
10 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 38
11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 42
12模具型面數(shù)控仿真加工 43
12.1 MasterCAM 9.0軟件的簡介 43
12.2 鼠標(biāo)上蓋注塑模的三維曲面造型 44
12.3鼠標(biāo)上蓋的三維曲面造型與數(shù)控仿真加工 53
結(jié)論 74
參考文獻 76
致謝 77
引言
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是對大學(xué)所學(xué)知識的綜合運用。是我們對以前所學(xué)的理論知識和技能的一次綜合性訓(xùn)練。本次設(shè)計的課題是鼠標(biāo)外殼的注射模設(shè)計。模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的重要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品及零件，具有生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料，成本低廉，保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和主要發(fā)展方向。
在此次設(shè)計中，主要用到所學(xué)的注射模設(shè)計，以及機械設(shè)計等方面的知識。著重說明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射機的選擇及相關(guān)參數(shù)的校核、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、注射模具設(shè)計的有關(guān)計算、模具總體尺寸的確定與結(jié)構(gòu)草圖的繪制、模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。其中模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計既是重點又是難點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列和流道布局和澆口位置的選擇，模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，側(cè)面分型及抽芯機構(gòu)的設(shè)計，推出機構(gòu)的設(shè)計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計等。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我更加了解模具設(shè)計的含義，以及懂得如何查閱相關(guān)資料和怎樣解決在實際工作中遇到的實際問題，這為我們以后從事模具職業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。
本次畢業(yè)設(shè)計也得到了廣大老師和同學(xué)的幫助，特別是姚坤弟老師的悉心指導(dǎo)，在此表示感謝！由于實踐經(jīng)驗的缺乏，且水平有限，時間倉促。設(shè)計過程中難免有錯誤和欠妥之處，懇請各位老師和同學(xué)批評指正。
編 者
2011-5-30
1 緒論
1.1 我國模具企業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
一、現(xiàn)狀
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等。
二、模具的未來發(fā)展趨勢
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：
（1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
（2）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
（3）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度
我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。
（4）優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
加入世貿(mào)組織后，我國將獲得一個更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國的改革開放．有利于我國與各國、各地區(qū)的經(jīng)濟貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。我國在制定法律法規(guī)時要遵守WTO的規(guī)則，增加透明度，減少行政干預(yù)等；在市場開放方面，需要逐步降低關(guān)稅，取消非關(guān)稅措施，開放服務(wù)業(yè)市場等。這無論在觀念上還是在體制上都會帶來一定的變化。我國加入 WTO同時也將為各國、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場進入機會。使我國的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定，我國的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M一步擴大，我國的市場體系將更加完善和發(fā)達。國內(nèi)和國外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機會和收益。
由于國內(nèi)某些模具在技術(shù)上和質(zhì)量上與國外先進水平存在著較大的差距，使短期內(nèi)國內(nèi)模具難以與國外先進模具的抗衡。這對我國模具產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一定的沖擊。另一方面也促進國內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置、調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、提高社會勞動效率，促使企業(yè)苦練內(nèi)功，提高管理水平。應(yīng)該清醒地認(rèn)識到競爭才會帶來更快的發(fā)展．只要發(fā)揮自身優(yōu)勢，減少技術(shù)差距，我國的模具必將逐步占領(lǐng)國內(nèi)市場，并拓展國際空間。?
2.1 本次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到的目的
對于一個模具專業(yè)學(xué)生來說，通過本次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)達到如下目的：
1） 熟悉注射模的一般流程；
2） 對一般塑件能設(shè)計出其模具；
3） 掌握注射模具的模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法；
4） 利用計算機編制相應(yīng)的工程計算、分析和優(yōu)化的程序；
具有初步分析、解決成型現(xiàn)場技術(shù)問題的能力；
2 設(shè)計任務(wù)書
此塑件為鼠標(biāo)外殼前殼，采用ABS材料，中批量生產(chǎn)，塑件的外表面要求美觀光潔。
本次畢業(yè)設(shè)計的工作量較大，主要包括塑料制件的造型、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)總裝圖的繪制等，所以歷時較長，要求完成以下任務(wù)：
1． 根據(jù)鼠標(biāo)外殼的使用性能設(shè)計其外殼及尺寸；
2． 設(shè)計鼠標(biāo)外殼的注射模，完成模具裝配圖一張，零件圖一張，型芯、型腔的零件圖各一張，動定模板、動定模座板各一張。
3． 翻譯一篇與機械相關(guān)的英文資料；
4． 編寫設(shè)計說明書。
3 塑件分析
本塑件為鼠標(biāo)外殼.主要形狀類似橢圓式長方體,其外表面是一個弧曲面,左前方斜面上有三個凸形的孔。內(nèi)表面有兩個內(nèi)凹，因此在此有兩個內(nèi)側(cè)抽芯，且在在圓四周壁上有3個凸臺(用來安裝某些零件如螺釘)等.零件形狀如圖（1）所示,具體尺寸請看12號圖紙。
圖（1）零件形狀
3.1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
1） 尺寸精度
由于塑件的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動，而本塑件的配合精度不高，所以塑件公差數(shù)值根據(jù)《模具設(shè)計與制造簡明手冊》中表2-17確定。精度等級根據(jù)表2-18選擇，由于所用材料為ABS所以確定其采用一般精度，為4級精度，無公差值者，按8級精度取值。
2）脫模斜度
由于塑件在冷卻收縮時，會使它包緊在模具型芯或者型腔中的凸起部分。因此為了便于從塑件中抽出型芯或者從型腔中脫出塑件，防止脫模時拉住塑件，因此根據(jù)《模具設(shè)計與制造簡明手冊》中表2-19中查得：型腔的脫模斜度選40ˊ～1°20ˊ；型芯選35ˊ～1°。所以我們選取1o。
3）表面粗糙度
由于塑件的外觀要求比較高，而且還要一定的手感，所以表面粗糙度有較高要求,一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求低1~2級.所以塑件的表面粗糙度在0.8~0.2之間。我們選取0.8。
4）形狀
塑件在滿足功能的要求下，其內(nèi)外表面應(yīng)盡可能保證有利于成型和降低成本以及簡化模具的復(fù)雜度。由于此塑件的外表面的光潔度有很高要求，因此不能把澆口設(shè)在外表面上，從而影響美觀，因此把澆口移致側(cè)表面，而此模具以一模兩件，這樣使模具的重心又移至中心。
5）壁厚
塑件的壁厚對塑件的質(zhì)量有很大的影響，壁厚過小成型時流動阻力大，大型塑件就難以充滿型腔。塑件壁厚的最小尺寸應(yīng)滿足一下幾方面要求：具有足夠的強度和剛度；脫模時能夠受推出機構(gòu)的推出力而不變形；能夠受裝配時的緊固力。查熱塑性塑件最小壁厚及推薦壁厚可知， 所以本塑件壁厚選3mm。
6）加強肋及其它防變形結(jié)構(gòu)
由于本塑件凹陷處有三處凸字形空，而在此處使用的頻率很大，受力也很強。因此考慮到其使用壽命，并且在脫模的時候如不在此處設(shè)置加強其強度的裝置，所以在此設(shè)計加強裝置。
7）支撐面及凸臺
由于內(nèi)表面四周有3個凸臺，這些凸臺其使用中將受到很到的壓力，從而易變形，所以在每個凸臺下面給設(shè)計一個撐支柱體。
8）孔的設(shè)計
由于本塑件上的孔深度都較小，只需在凸模上留出一小型芯就可以。而且這樣加工也簡單。
9）嵌件設(shè)計
在塑料內(nèi)鑲?cè)虢饘倭慵虿ＡЪ耙殉尚蔚乃芗刃纬衫喂滩豢尚兜恼w，稱為嵌件。本塑件型腔內(nèi)的四個小型芯，為了增強其局部的強度和耐磨性、導(dǎo)磁導(dǎo)電性以及塑件的精度。因此設(shè)計成嵌件。為了防止嵌件受力時在塑件內(nèi)轉(zhuǎn)動或撥出，嵌件表面設(shè)計成菱形滾花，這樣其抗拉抗扭的力都較大。由于嵌件在成型過程中受到塑料的沖擊，因此可能發(fā)生位移和變形，同時塑料還可能擠入嵌件上的預(yù)留的孔中，影響嵌件使用，因此嵌件必須要準(zhǔn)確定位，由于本嵌件的受力較小，所以采用嵌件上的光桿部分和模具配合就可以，采用H8/f8，配合長度為4mm。由于金屬嵌件冷卻時尺寸變化與塑料的熱收縮率值相差很大，致使嵌件周圍產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，甚至造成塑件的開裂。為了防止塑件開裂，嵌件周圍有足夠的厚度也是必須考慮的，所以為了消除應(yīng)力，采取將嵌件預(yù)熱接近物料溫度的方法。
3.2 計算塑件體積和容量及相關(guān)參數(shù)
通過使用UG軟件實體造型后知質(zhì)量為30克，取材料密度為1.05g/cm3，所以塑件體積：
制品在分型面上的投影面積為：
4 材料的成型特性與工藝參數(shù)
本塑件材料為丙烯腈－丁二烯－苯乙烯，俗稱為ABS。英文名稱為Acrylonitrile-butadiene-styrene。
1） 基本特性
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性能和染色性能。
ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3，ABS（抗沖）收縮率為0.4～0.7，ABS（耐熱）收縮率為0.4～0.7。ABS具有及好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速降解。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會引起應(yīng)力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是賴熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度約為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。
根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。
2）主要用途
ABS在機械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可以用來制作水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝器、農(nóng)藥噴霧器及家具等。
3）成型特點
ABS在升溫是粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐熱時，應(yīng)控制在60～80°C。
4）ABS注射參數(shù)
注射類型：螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min
噴嘴類型：形式 直通式；溫度 180～190°C
料筒溫度：前段 200～210°C；中段 210～230°C；后段 180～200°C
模具溫度：50～70°C
注射壓力：70～90 MPa
保壓力?。?0～70 MPa
注射時間：3～5 S
保壓時間：15～30 S
冷卻時間：15～30 S
成型時間：40～70 S
5 設(shè)備的選擇與校核
為了保證注射質(zhì)量和充分發(fā)揮設(shè)備的能力,應(yīng)根據(jù)注射模一次成型的塑料體積和質(zhì)量來初步確定注射機的類型。根據(jù)理論和在實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗得出塑件和澆注道之間材料的總和應(yīng)該在注射機理論注射量的50%~80%之間。由此得（初步估算澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為50g）：
由此查表可初選注射機型號為X-SZY-500A的注射機，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
表1
結(jié)構(gòu)形式
立
鎖模力/㎏
1500
理論注射量/cm3
250
最大成型面積/㎜2
1000
螺桿直徑/㎜
100
最大模具厚度/㎜
400
注射壓力/mPa
121
最小模具厚度/㎜
300
噴嘴口孔徑/㎜
5
頂
出
中心孔徑
10
噴嘴球半徑/㎜
18
兩
側(cè)
孔徑/㎜
φ20
定位孔直徑/㎜
φ150+00.05
孔距/㎜
80
移模行程/㎜
300
注射機有關(guān)工藝參數(shù)的校核：
5.1 型腔數(shù)量的確定和校核
因型腔數(shù)量與注射機的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關(guān)，因此有任何一個參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量。一般根據(jù)注射機料筒塑化速率確定型腔數(shù)量；
式中 ——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；
——注射機的額定塑化兩（或）；
——成型周期（s）；
——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積（或）；
——單個塑件的質(zhì)量或體積(或)。
由此可求出：
故取滿足我們設(shè)計要求。
5.2注射量校核
由于在初選注射機時是以注射量作為基本數(shù)據(jù)作參考的，因此注射量滿足我們設(shè)計要求。
5.3塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核
注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設(shè)計注射模時必須滿足下面關(guān)系：
式中 ——注射機允許使用的最大成型面積()；
——單個塑件在模具分型面上的投影面積（）；
——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（）；
因本次設(shè)計采取一模一件，澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積
所以：
因此此投影面積滿足要求。
注射成型時，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模離，即：
（式中符號同前）
初步估計為因此有上式得出：
由于考慮到塑件在模具中的不平衡，將會使鎖模力增大。但由
于本注射機的額定鎖模力為，根據(jù)經(jīng)驗還是可以滿足要求。
4.4注射壓力的校核
塑件成型所需要的壓力是有注射機類型、噴嘴形式、塑件流動性、澆注系統(tǒng)和型腔的流動阻力等因素決定的，我們設(shè)計模具時，可根據(jù)塑料的注射成型工藝確定塑件的注射壓力與注射機額定壓力想比較，材料ABS的注射成型工藝參數(shù)中塑件的注射壓力為60~100 MPa。，小于我們所選注射機的121 MPa。。故滿足要求。
5.5模具安裝尺寸的校核
不同型號的注射機其安裝模具部位的形狀和尺寸各不相同，設(shè)計模具時應(yīng)對其相關(guān)尺寸加以校核，一保證模具順利安裝，需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈、模具的最大厚度與最小厚度及安裝螺釘孔等。
5.5.1噴嘴尺寸 因為澆注系統(tǒng)的主流倒的尺寸是根據(jù)噴嘴尺寸而設(shè)計的，所以此尺寸一定滿足條件。（祥見澆注系統(tǒng)設(shè)計）
5.5.2定位圈尺寸 此同上，因為定位圈是隨著噴嘴尺寸而變化的相應(yīng)的改變，故必滿足要求。
5.5.3模具厚度 模具厚度H（又稱閉合高度）必須滿足：
式中 ——注射機允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距；
——注射機允許的最大模厚；
由于此時的模具高度還未算出，因此在以后的計算中進行校核。
5.5.4安裝螺孔尺寸
我們采用用螺釘直接固定的方法，但要注意動、定模部分的底板尺寸與注射機對應(yīng)模板上所開設(shè)的螺孔的尺寸和位置相適應(yīng)。
5.5.5開模行程和頂出裝置在以后在進行校核。
6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
6.1 塑料制件在模具中的位置
1.1型腔數(shù)量及排列方式
根據(jù)4.3的分析，本模具采用雙型腔結(jié)構(gòu)，即型腔數(shù)目。于單型腔相比，多型腔模具具有一下優(yōu)點：
1. 塑料塑件的形狀和尺寸始終一致；
2. 工藝參數(shù)易于控制；
3. 模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊；
4. 成本低，制造周期短等；
5. 一模成型兩件。
1.2分型面的設(shè)計
將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的主要部分，這些可以分離部分的接觸表面分開時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具的分型面。
根據(jù)塑件的形狀和尺寸，由于有內(nèi)表面加強筋內(nèi)凹，所以采用單分型面。且采用平直分型面，分型面的形狀如圖（2）所示：
圖（2）分型面形式
本模具采用平直分型面有一下優(yōu)點和符合設(shè)計基本原則：
1. 分型面在塑件外形最大輪廓處；
2. 便于塑件順利脫模；
3. 保證塑件的精度要求；
4. 滿足塑件的外觀要求；
5. 便于模具加工制造；
6. 減少塑件在合模分型面上的投影面積，可靠鎖模避免漲模溢料現(xiàn)象；
7. 有利于排氣；
8. 保證抽心機構(gòu)順利抽心。
6.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響很大，而且還于塑件所用的塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此這是一個重要環(huán)節(jié)。澆注系統(tǒng)設(shè)計主要包括主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分。它的主要作用是將來自注射機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)地輸送到型腔，同時使型腔內(nèi)的氣體能及時順利排出，將注射壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內(nèi)外在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制件。
2.1主流道的設(shè)計
主流道(俗稱澆口套)是塑料熔體的流動通道，在臥式注射機上主流道垂直于分型面，為使凝料能順利拔出，設(shè)計成圓錐形，錐角取5°，選用材料為T10A，熱處理要求淬火53～57HRC。其主要尺寸可由以下計算獲得：
流道小端直徑 ；
主流道球面半徑 ；
球面配合高度 ｈ＝3～5㎜，?。瑁?㎜；
主流道錐角 α＝2°～6°，取α＝5°；
主流道長度 Ｌ＝80㎜；（根據(jù)本塑件實際情況確定）
主流道大端直徑
具體尺寸標(biāo)注如圖（3）所示：
圖（3）主流道的尺寸圖
考慮到塑件比較大，因此主流道襯套采用以下的形式：將主流道襯套和定位拳設(shè)計成兩個零件，然后配合固定在模板上，如圖（4）所示：
圖（4）主流道襯套的固定方式
1—定模底板 2—主流道襯套
2.2分流道的設(shè)計
分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道,它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前通過截面積的變化及流向變換來獲得平穩(wěn)流態(tài)的過濾段.因此要求所設(shè)計的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài),使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔,并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小,能將塑料熔體均衡分配到各個型腔。
分流道的形狀及尺寸 常用的分流道截面形狀一般可分為圓形、梯形、U形、半圓形、及矩形。一般而言，分流道截面形狀及尺寸是根據(jù)塑料的結(jié)構(gòu)、所用材料的工藝特性、成型工藝條件及分流道的長度等因素來確定，由理論分析可知，圓形截面的流道總是比任何其他形狀截面的流道更可取，因為在相同截面積的情況下，其表面積最小。但圓形截面分流道因其要以分型面為界分成兩半進行加工才有利于凝料脫出，且加工工藝性不佳，模具閉合后難以保證兩半圓對準(zhǔn)，由于本塑件的材料ABS的流動性一般，而塑件的形狀較大，為了減少壓力損失，再綜合其他的一些因素，選擇半圓形截面的分流道，其形狀如圖（5）所示：
圖（5）分流道的形式
其尺寸根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表5-3中選取r=5mm。
分流道的長度 為了在注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。分流道盡可能短，本模具選取為5mm。
分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料的迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，所以分流道的內(nèi)表面粗糙度并不要求很高，一般選取，因為這樣表面稍不光滑，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，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。
2.3 澆口的設(shè)計
澆口是連接分流道與型腔的通道，它是澆注系統(tǒng)最鍵的部分，它的形狀、尺寸、位置對塑件的質(zhì)量有著很大的影響。它的作用主要有以下兩個：一是作為塑料熔體的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。
常用的澆口形式有直接澆口、側(cè)澆口、點澆口、輪輻澆口、潛伏澆口等。由于不同的澆口形式對塑料熔體的充型特性、成型質(zhì)量及素件的性能會產(chǎn)生不同的影響。而各種塑料因其性能的差異對于不同的澆口形式也會有不同的適應(yīng)性，因此根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》書中表5-5查得，材料ABS適應(yīng)于任何澆口。但由于塑件壁厚較薄、表面積大，注射量也大而且外表面的光澤度要求很高，而且考慮到澆口的位置不是位于塑件的中心，這就決定了它位置的復(fù)雜程度。綜合這些因素考慮可以用直接澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口等。
直接澆口是把熔體直接由主流道進入型腔，因而有流動阻力小，料流速度快，填充時間短及補縮時間長等特點。但注射壓力直接作用在塑件上，容易在進料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹曲變形，澆口痕跡明顯。
側(cè)澆口又稱為邊緣澆口，一般開設(shè)在分型面上，并且這類澆口可以根據(jù)調(diào)整其截面的厚度和寬度來調(diào)整充模是的剪切速率及澆口封閉時間，還有這類澆口加工容易，修整方便，可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置。其缺點是澆口有痕跡存在。
扇形澆口是面向型腔沿進料方向截面寬度逐漸變大，截面厚度逐漸變小，而且在與型腔的結(jié)合處形成一長約1~3mm的臺階，塑料熔體在寬度方向上的流動得到更均勻的分配，但是設(shè)置該澆口時很難控制澆口的截面積，因為沒有設(shè)計分流道，澆口是與主流道直接相連，因此熔體的流量對接難以連續(xù)。另外，由于澆口的中心部分與澆口邊緣部分的通道長度不同，因而熔體在其中的壓力降與填充速度也不一致。
平縫澆口的截面很大，厚度很小，與特別開設(shè)的平行流道相連。塑料熔體經(jīng)平行流道擴散而得到均勻分配，從而以較低的線速度經(jīng)澆口平穩(wěn)流入型腔。但是成型后澆口去除加工量較大，提高了產(chǎn)品成本。
其他澆口形式，由于本塑件的澆口位置比較特殊，因此都不是最佳的選擇。
根據(jù)對以上幾種澆口的分析和綜合對比，我認(rèn)為潛伏澆口對本塑件最為合適。潛伏澆口的尺寸根據(jù)《塑料成型工藝與模具設(shè)計》書中推薦值從而選，。尺寸如圖(6)
圖(6) 澆口的形式及尺寸標(biāo)注
澆口位置的選擇 在模具設(shè)計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，它一般根據(jù)下述幾項原則來參考：
（1） 盡量縮短流動距離
（2） 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁最厚處
（3） 必須盡量減少或避免熔接痕
（4） 應(yīng)有利于型腔中氣體的排除
（5） 考慮分子定向的影響
（6） 避免產(chǎn)生噴射和蠕動
（7） 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設(shè)置澆口
（8） 澆口位置的選擇應(yīng)注意塑件外觀質(zhì)量
由于這些原則在應(yīng)用時常常會產(chǎn)生某些不同程度的相互矛盾，所要往往有主次之分。而本產(chǎn)品的外觀質(zhì)量是主要的因素，因此將放到首要考慮的位置。綜合以上原則因此將澆口設(shè)置在稍微偏向一側(cè)的圓形孔處，具體位置和尺寸見圖03號裝配圖。
2.4 冷料穴的設(shè)計
一般來說，從噴嘴端部到注射機料筒以內(nèi)約10~25的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，只有到了最深時才會到達正常的塑料熔體溫度。而位于這一區(qū)域的塑料的流動性能及成型性能都不佳，這樣如果這里的熔體進入型腔，將會產(chǎn)生次品。因此我們在主流道對面的動模板上開設(shè)冷料穴，其標(biāo)稱直徑與主流道大端直徑相同，深度為為直徑的1.2倍。冷料穴有幾種形式（《見塑料成型工藝與模具設(shè)計》圖5-22），我們通常選用Z字形拉料桿形式的冷料穴，它開模后通常用手工取出冷料。冷料穴除了容納冷料的作用外，同時還具有在開模時將主流道中的冷凝料鉤住，使其保留在動模的一側(cè)，便于脫模的功能。
6.3 排溢系統(tǒng)的設(shè)計
當(dāng)塑料溶體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因沒有將產(chǎn)生的氣體排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料的成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導(dǎo)致素件局部碳化或燒焦，同時積存的氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此必須考慮排氣問題，注射模成型時排氣通常用如下四種方式進行：
（1） 利用配合間隙排氣
（2） 在分型面上開設(shè)排氣槽排氣
（3） 利用排氣塞排氣
（4） 強制性排氣
考慮到本塑件的頂桿數(shù)目比較多，因此可以利用此配合間隙排氣，不專門設(shè)計排溢系統(tǒng)，如在調(diào)試中認(rèn)為必須開設(shè)排溢系統(tǒng)，到時也可以開設(shè)。
7 成型零部件的設(shè)計與計算
模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設(shè)計，包括凹模、型芯、鑲塊、凸模和成型桿等。設(shè)計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵零件進行強度和剛度校核。
7.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計
凹模是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)，分為整體式和組合式，整體式由整塊材料加工而成，它的特點是牢固，使用中不易發(fā)生變形，不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。但加工困難，熱處理不方便。組合式一般由幾個零件組合而成，可以簡化復(fù)雜凹模的加工工藝，減少了熱處理變形，且拼合處有間隙利于排氣，便于模具維修，節(jié)省了貴重的模具鋼。根據(jù)本塑件的特點，由于型腔上有一凸凹，為了便于加工，凹模的結(jié)構(gòu)采用局部鑲嵌式凹模。為了保證型腔尺寸精度和裝配的牢固，減少塑件上的鑲拼痕跡，所以鑲塊的尺寸、形狀位置公差要求較高，組合結(jié)構(gòu)要牢靠，因此鑲件與凹模之間采用過盈配合。
1.2 凸模和小型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計
主型芯的設(shè)計 主型芯按其結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種。但由于塑件的型芯比較復(fù)雜，為了便于加工，因此采用鑲拼組合式結(jié)構(gòu)，將主型芯制成局部鑲嵌式，在鑲?cè)胄〉男托尽?
7.2 成型零件工作尺寸的計算
成型零件工作尺寸是成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之間的位置尺寸等。在模具設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件精度的因素相當(dāng)復(fù)雜，這些影響因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。影響尺寸精度的主要因素如下：
1. 塑件收縮率的影響 塑件成型后的收縮率與塑料的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚和模具結(jié)構(gòu)，成型的工藝條件等因素有關(guān)。收縮率的偏差和波動，都會引起塑件尺寸誤差，其尺寸變化值為：
式中 ——塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差；
——塑料的最大收縮率；
——塑料的最小收縮率；
——塑件的基本尺寸。
——塑料的平均收縮率
按照一般的要求，塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的。
根據(jù)以上公式計算得：
按照一般的要求,塑料收縮率波動所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的。有《模具設(shè)計與制造簡明手冊》中表2-17可知塑件的8級公差值為5.2。所以5.2/3=1.73mm>1.17。所以滿足要求。
2.模具成型零件的制造誤差
模具成型零件的制造誤差也是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。實踐表明，成型零件的制造公差越占塑件總公差的1/3~1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值是可取塑件公差的1/3~1/4，設(shè)制造公差為，所以
3. 模具成型零件的磨損 模具在使用過程中，由于塑料熔體流動的沖刷、脫模時與塑件的摩擦、成型過程中可能產(chǎn)生的腐蝕性氣體的銹蝕、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成型零件尺寸的變化，為簡化計算起見，凡有脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面，應(yīng)考慮磨損。在計算成型零件工作尺寸時，磨損量應(yīng)根據(jù)塑件的產(chǎn)量、塑料品種、模具材料等因素來確定，設(shè)最大磨損量為，由于本塑件是大型塑件，所以?。?
4. 模具安裝配合的誤差 模具成型零件裝配誤差已經(jīng)在成型過程中成型零件配合間隙的變化，都會引起塑件尺寸的變化。
綜上所述，塑件在成型過程產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和。即：
式中 ——塑件的成型誤差；
——模具成型零件制造誤差；
——模具成型零件在使用中的最大磨損量；
——塑料收縮率波動引起的塑件尺寸誤差；
——模具成型零件因配合間隙變化而引起塑件尺寸的誤差；
——因安裝固定成型零件而引起的塑件尺寸誤差；
由此可見，影響因素多，累積誤差較大，所以我們在設(shè)計時應(yīng)使累積誤差不超過塑件規(guī)定的公差值，即：
式中 ——為塑件公差。
由于考慮到影響因素多，所以我們一般按照平均收縮率、平均磨損量和模具平均制造公差為基準(zhǔn)的計算方法。即：
式中 ——塑料的平均收縮率（其他的同上）。
由材料的性質(zhì)可知：ABS的收縮率為0.4~0.7。故
在以下的計算中塑料的收縮率即為平均收縮率，并規(guī)定：塑件外形最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，與之相對應(yīng)的模具型腔最小尺寸為基本尺寸，偏差為正值。塑件內(nèi)形最小值為基本偏差為正值，與之相對應(yīng)的模具型芯最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值；中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。
2.1型腔和型芯工作尺寸的計算
（1） 型腔徑向尺寸
圖（7） 型腔尺寸
由平均收縮率法公式：：
式中 ——凹模徑向尺寸（mm）
——塑件徑向公稱尺寸（mm）
——塑料的平均收縮率（%）
——塑件公差值（mm）
其余的同上。
由以上計算可知= 0.03，
型腔板長：
螺釘孔長間距：
型腔板寬：
螺釘孔寬間距：
鼠標(biāo)總長：
鼠標(biāo)總寬：
（2） 型芯徑向尺寸
圖（8）型芯尺寸
由平均收縮率法公式：
得: 型芯板長：
螺釘孔長間距：
型芯板寬：
螺釘孔寬間距：
鼠標(biāo)長：
鼠標(biāo)寬：
2.2型腔深度尺寸和型芯高度尺寸
型腔深度也由平均收縮率法公式：
得：
型芯高度也由平均收縮率法公式：
得：
2.3中心距尺寸
制件上凸臺之間，凹槽之間或凸臺到凹槽的中心線之間的距離稱為中心距。由于模具上中心距和塑件中心距公差都是雙向等值公差，同時磨損的結(jié)果不會使中心距尺寸發(fā)生變化，所以計算中心尺寸不必考慮磨損量。因此，塑件中心距的基本尺寸Cs和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均為平均尺寸。于是：
標(biāo)注上制造公差后得：
對于塑件 圖紙上的規(guī)定是：
對于模具型芯 圖紙上的規(guī)定是：
根據(jù)以上公式得：
按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計算型腔型芯的尺寸有一定誤差，為保證塑件實際尺寸在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，需要對成型尺寸進行校核。一般根據(jù)塑件成型公差小于塑件尺寸公差來校核。
對于型腔或型芯的徑向尺寸：
所以0.004+0.2+0.433=0.637<1.3
故滿足要求。同理型腔深度或型芯高度、塑件的中心距尺寸也滿足要求。
2.4 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算
在注射過程中，模具型腔將受到熔體的高壓作用，所以應(yīng)具有足夠的強度和剛度，如型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至開裂。因剛度不足而產(chǎn)生擾曲變形，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模，所以應(yīng)通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚。
模具型腔壁厚的計算，以最大壓力為準(zhǔn)，而最大壓力是在注射時，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，在開模時接近常壓。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準(zhǔn)；由于本塑件屬于大型塑件，故因以型腔的壁厚的剛度為準(zhǔn)。
由于模具的特殊性，剛度計算條件一般從下面三個方面來考慮：
（1） 模具成型過程中不發(fā)生溢料
（2） 保證塑件尺寸精度
（3） 保證塑件順利脫模
在一般情況下，因塑料的收縮率較大，型腔的彈性變形量不會超過塑料冷卻時的收縮值。因此型腔的剛度要求主要由不溢料和塑件精度來決定。當(dāng)塑件某一尺寸同時有幾項要求時，以最苛刻的條件作為剛度設(shè)計的依據(jù)。
由于型腔的形狀、結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的。同時在成型過程中模具受力狀態(tài)也很復(fù)雜，一些參數(shù)難以確定，因此對型腔壁厚做精確的力學(xué)計算幾乎是不可能的。只能從實用觀點出發(fā)，對具體情況具體分析，建立接近實際的力學(xué)模型，所以對于本塑件可以簡化為整體式矩形型腔進行近似計算。
（1） 型腔側(cè)壁厚度計算
整體式矩形型腔的任一側(cè)壁均可以看作是其余三邊固定，一邊自由的矩形板，在塑料熔體壓力作用下，矩形板的最大變形發(fā)生在自由邊的中點，變形量為：
按剛度條件計算側(cè)壁厚度為：
以上式中 ——由決定的系數(shù)；抗彎截面系數(shù)，見《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表5-14
——型腔內(nèi)熔體的壓力；
——承受熔體壓力的側(cè)壁高度；
——鋼的彈性模量，取；
——允許變形量；
由表查出= 0.108,c= 0.730。=0.012，a=300/370=0.811
所以
由于以上是近似計算，所以取型腔側(cè)壁為20mm。
（2） 底板厚度的計算
整體式矩形型腔的底板，如果后部沒有支承板，直接支承在模腳上，中間是懸空的，底板可以看成是周邊固定的受均勻載荷的矩形板，由于溶體的壓力，板中心將產(chǎn)生最大的變形量，按剛度條件，型腔底板厚度為：
式中 ——由型腔邊長比決定的系數(shù)，查《塑料成型工藝與模具設(shè)計》表5-15。
——型腔內(nèi)溶體的壓力（）；
——型腔邊長（）；
——鋼的彈性模量，??；
——允許變形量；
查表得 =0.0188（由于l/b=1.2）p=30MPa，b=100mm。
所以 60mm
由于考慮到這是近似計算，所以選取h=60mm。
7.3 模架的選取
模架的選取應(yīng)綜合考慮型腔的大小與布置、凸凹模結(jié)構(gòu)形式、推出機構(gòu)、合模導(dǎo)向機構(gòu)等方面。盡量選取標(biāo)準(zhǔn)模架。在本次設(shè)計中，模具采用了一模一腔，采用潛伏澆口，利用斜導(dǎo)柱內(nèi)抽芯。另外，采用推桿推出。綜合以上分析，查相關(guān)手冊GB／T12556，選用模架型號為：A1－560630－62－Z1，其中A板為60㎜，B板為40㎜，C板為200㎜。B×L為250×300
8 模機構(gòu)的設(shè)計
塑件在從模具上取下以前,還有一個從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零件上脫出的機構(gòu)稱為推出機構(gòu)。它包括以下幾個部分，脫模力的計算、推出機構(gòu)、復(fù)位機構(gòu)等的機構(gòu)形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機構(gòu)所需的強度、剛度或穩(wěn)性校核。在設(shè)計此機構(gòu)時，應(yīng)遵守以下幾個原則：
① 保證塑件不因推出而變形損壞
② 機構(gòu)簡單動作可靠
③ 良好的塑件外殼
④ 合模時的正確定位
8.1 脫模力的計算
注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產(chǎn)生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時，所需克服的阻力最大，所以選擇此時作為臨界條件。塑件脫模時的型芯的受力分析如圖（7）
圖（9）型芯受力分析
根據(jù)力平衡原理，列出平衡式：
則：
式中 ——塑件對型芯的包緊力；
——脫模時型芯所受的摩擦阻力；
——脫模力；
——型芯的脫模斜度。
又
于是
而包緊力為包容型芯的面積于單位上包緊力之積，即：
由此可得：
式中 ——塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1~0.3；
——塑件包容型芯的面積；
——塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下模外冷卻的塑件約取2.4~3.9×107Pa；模內(nèi)冷卻的塑件約取0.8~1.2×107Pa。
由于A=900/1.04=856.385 cm2 u=0.2 a=10 p=1.0×107Pa
Ft=526389N=526.389KN
8.2 推出機構(gòu)的設(shè)計
推出機構(gòu)一般包括推桿推出機構(gòu)、推管推出機構(gòu)、推件板推出機構(gòu)、活動鑲塊及凹模推出機構(gòu)、多元綜合推出機構(gòu)等?？紤]到本塑件的形狀較大，而且深度的拉開幅度很大，而推管推出機構(gòu)通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機構(gòu)易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺。因此確定用推桿推出機構(gòu)。
2.1推桿位置的設(shè)置
對于推桿推出機構(gòu)而言，合理布置推桿的位置是推桿推出機構(gòu)設(shè)計中最重要的工作之一，它一般從以下幾個方面去考慮：
① 推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方
② 推桿應(yīng)均勻布置
③ 推桿應(yīng)設(shè)在塑件強度剛度較大處
由于本塑件的圍周緊緊包在型芯上面，此處的脫模力相對來說比較大，故在塑件的四周應(yīng)均勻布置頂桿，而斜面上的方形孔，因此處的脫模力也比較大，故在每個角落處也應(yīng)布置一頂桿。向型腔凹下去的鑲塊下面也應(yīng)設(shè)置頂桿，由于本塑件的跨度較大，故在中間也應(yīng)均勻設(shè)置頂桿，從而使受力平衡，使塑件均勻地推出。
2.2 推桿的直徑
推桿在推塑件時，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，為此只要條件允許，應(yīng)盡可能使用大直徑，由于本塑件的內(nèi)部空間較大，故可以根據(jù)根據(jù)在不同的部位設(shè)置不同直徑的推桿。
2.3推桿的形狀及固定形式
推桿一般有以下四種形式（見《塑料成型工藝與模具設(shè)計》圖5-73）：圓形截面推桿、圓形截面階梯形推桿、整體式非圓形截面推桿、插入式非圓形截面推桿。本次設(shè)計采用圓形截面頂桿，機構(gòu)簡單，尾部采用臺肩的形式，臺肩的直徑與推桿的直徑約差4~6mm；推桿直徑d與模板上的推桿孔采用H8/f8的間隙配合。由于推桿的工作端面在合模注射時是模腔底面的一部分，如果推桿的端面低于型腔低面，則在素件上就會留下一個凸臺，這樣將影響素件的使用，所以，在推桿裝入模具后，設(shè)置其端面與型腔底面平齊。其固定是采取在固定板上開一沉孔用螺紋來固定。而推桿固定端與推桿固定斑采用單邊0.5mm的間隙，因這樣不僅可以降低加工要求，而且能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。推桿材料選用T10碳素工具鋼，熱處理硬度HRC50~60，工作端配合部分的表面粗糙度。
2.4 推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位
為了保證推出機構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機構(gòu)應(yīng)能回到原來的位置，所以需要設(shè)計推出機構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。推出機構(gòu)包括導(dǎo)向零件和復(fù)位零件。導(dǎo)向零件由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套所組成，本次設(shè)計采取推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套相配合的形式，因這樣推板導(dǎo)柱除了起到向作用外，還能支承著動模支承板，這樣改善了支承板的受力狀況，提高了支承板的剛性。復(fù)位零件一般有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位兩種形式，本次設(shè)計采用復(fù)位桿復(fù)位形式，圓形截面，設(shè)置四根。位置設(shè)在推桿固定板的四周，這樣可使推出機構(gòu)合模時復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動模分型面上平齊。推出機構(gòu)推出后，復(fù)位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大?。?。合模時，復(fù)位桿先于動模分型面與定模分型面接觸，在動模向定模逐漸合攏的過程中，推出機構(gòu)變被復(fù)位桿頂住，從而與動模產(chǎn)生相對移動，直至分型面合攏時，推出機構(gòu)變回到原來的位置。
2.5嵌件的安放與脫模
在本次設(shè)計中，由于塑件凸起上都采用了內(nèi)螺紋嵌件，且數(shù)量較多，因此若嵌件安放不妥，會出現(xiàn)位移、脫模不便等問題。為了使嵌件在模具內(nèi)安放穩(wěn)妥，初步設(shè)計采用鎖緊夾頭法。安放機構(gòu)主要由鎖緊夾頭和嵌件安放桿組成。鎖緊夾頭類似于普通彈簧夾頭，一端帶螺紋與頂桿連接，另一端加工出凹槽使具有彈性，中間一段內(nèi)徑增大。當(dāng)模具打開安放嵌件時，帶彈性一端的彈片伸出模外，將安放有嵌件的嵌件桿插入其中。隨著模具閉合，夾頭縮入模板表面以內(nèi)，其外周圓柱面與模板上的孔的內(nèi)表面接觸使彈簧片合攏，嵌件桿就被鎖緊在夾頭內(nèi)，成型后頂出時，頂桿推動夾頭伸出模外，彈簧片松開，可順利地將帶有塑件的嵌件桿取下。由于本次設(shè)計塑件上有很多嵌件，如果用手將嵌件逐一放入模具太費時間，增加了成型周期。因此設(shè)計將嵌件在模外事先安放在套板內(nèi)，然后一次推入模內(nèi)。
9 分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計
分型與抽芯機構(gòu)簡稱為內(nèi)側(cè)抽機構(gòu)，用來成型具有外側(cè)凸起、凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因為內(nèi)側(cè)抽機構(gòu)的注射模，其可動零件多，動作復(fù)雜。因此，內(nèi)側(cè)抽機構(gòu)的設(shè)計應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。
9.1確定抽芯形式與結(jié)構(gòu)
由前面分析可知，話筒上下殼兩側(cè)有用來扣合用的凹槽與側(cè)鉤。因此，鼠標(biāo)外殼采用斜滑塊抽芯機構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示?！ ?
圖（11） 斜滑塊側(cè)抽機構(gòu)
對于鼠標(biāo)外殼，其內(nèi)側(cè)抽芯側(cè)凹深度為：大端6.8㎜，小端4.0㎜?？紤]安全系數(shù)后，確定抽芯距為：大端6.9㎜，小端4.1㎜，斜滑塊頂出距離與推桿相同，應(yīng)高于凸模端面一定距離。取35㎜較合適。由此可計算出凸模導(dǎo)滑斜孔的最大斜角為ａ＝ｔｇ6.8／35＝11.3°，經(jīng)圓整為12°。為了制造方便，對于小端抽芯距為5.8㎜的斜滑塊斜角也取12°。鼠標(biāo)外殼內(nèi)下底面兩端倒鉤深度為2.0㎜，故取抽芯距為3㎜，頂出距為35㎜，則ａ＝ｔｇ3／3.5＝4.9°，經(jīng)圓整為5°?！?
9.2 側(cè)滑塊的設(shè)計
斜滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)面分型抽芯機構(gòu)中的一個重要零件部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，注射成型時塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動的可靠性都需要它的運動精度保證?；瑝K的結(jié)構(gòu)可分整體式和組合式。在滑塊上直徑制出側(cè)向型腔的結(jié)構(gòu)稱整體式，分開加工稱組合式。在本次設(shè)計中，側(cè)向有一較大的方孔和兩個較小方孔的側(cè)抽芯，為保證零件外觀美觀、無痕跡，現(xiàn)初定加工兩根側(cè)向小型芯和一主型芯滑塊，然后把兩側(cè)向的小型芯鑲在主型芯滑塊上一起側(cè)向抽芯。一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動，這一過程是在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)型芯大小、形狀和要求不同，有的采取T形槽或燕尾槽，但本設(shè)計側(cè)抽芯的滑塊和小型芯設(shè)計在鑲在型腔上的方塊型芯中滑動，上下不能移動，只有前后滑動，因此無需要另加工槽，不過滑塊與型芯槽配合要求較高，為防止配合部分漏料，適當(dāng)提高精度，采用H7/f7，其它部分采用H8/f8間隙配合，配合 表面粗糙度Ra≤0.8μm滑塊材料采用T10，HRC54～58。
9.3 導(dǎo)滑槽的設(shè)計
成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動，這一過程是在導(dǎo)滑槽中完成的，根據(jù)本塑件的特征，采用T形槽導(dǎo)滑的形式，采取在定模板上直接加工出，選用材料為45鋼，為了便于加工和防止熱處理變形，所以調(diào)質(zhì)至30HRC后在銑削成形。蓋板材料用T10綱，硬度要求HRC>=50.導(dǎo)滑槽與滑塊部分采用H8/f8間隙配合。配合部分的表面要求比較高，表面粗糙度應(yīng)Ra<=0.8。并且導(dǎo)滑槽與滑塊還要保持一定的配合長度，因為滑塊完成抽撥動作后，其滑動部分仍應(yīng)全部或有部