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摘要
該論文介紹了塑件汽車工具箱蓋雙型腔注射模模具的成型工藝，同時(shí)說(shuō)明模具成型結(jié)構(gòu)對(duì)塑件質(zhì)量所帶來(lái)的影響。澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)、模具成型部分和總裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，構(gòu)成了本文的主體，而澆注系統(tǒng)中主流道以及澆口位置的合理布局又是其中重點(diǎn)。通過(guò)對(duì)模具結(jié)構(gòu)方案、模具工作過(guò)程以及加工注意事項(xiàng)的詳細(xì)分析與論述，詳細(xì)說(shuō)明注塑模的設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)工藝。對(duì)于脫出機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，塑件本身的脫出機(jī)構(gòu)并不復(fù)雜，在這章中對(duì)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中采用最常用的斜導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)來(lái)完成側(cè)抽動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和安裝方便。
關(guān)鍵詞：工具箱 工藝分析 斜導(dǎo)柱 注塑模 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)
Abstract
The introduction to this text moulds the shaping craft of the tool case lid of an automobile, and the mould shaping structure, to moulding the influence of a quality. Pour the system , carry out the design of the system , mould shaping part and assembly structure, having formed the subject of this text, and pour in the system the rational overall arrangements of main fact , shunting and runner position are the focal point among them . Through to the structure scheme of the mould , working course of the mould and processing the analysing and describing detailedly of the precautions, is it let reader understand whom note mould design program , design craft to try hard. For deviate from organization , because side releases the design of organization , strengthened the complexity designed. To mould’s carry out structure, it is not complex, in the paper the design for core-pulling structure is emphsis and difficulty. In the designing, use inclined push rod structure which used very often to finish the side take action. This
Structure is simple, manufacture and installation is convenient.
Key word：lid of tool chest technique inclined push rod injection mold core-pulling structure
45
目 錄
摘要 ………………………………………………………………………………………I
Abstract …………………………………………………………………………………II
第1章 緒論 ……………………………………………………………………………1
1.1 選題的依據(jù)和意義………………………………………………………………1
1.2 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究…………………………………………………………1
1.2.1 塑料模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………………1
1.2.2 塑料模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r …………………………………………2
1.2.3 存在的問(wèn)題和差距 …………………………………………………………2
1.3 本課題的發(fā)展展望………………………………………………………………2
1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容概述………………………………………………………………3
1.5 本章小結(jié)…………………………………………………………………………3
第2章 方案分析 ………………………………………………………………………4
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………………4
2.2 塑件分析…………………………………………………………………………4
2.2.1 塑件外形分析 ………………………………………………………………4
2.2.2塑件材料選擇及其性能、工藝參數(shù)…………………………………………4
2.3 注射機(jī)的選擇 …………………………………………………………………5
2.3.1 注射機(jī)類型的確定 …………………………………………………………5
2.3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定 …………………………………………………………5
2.4 塑件結(jié)構(gòu)要素確定………………………………………………………………6
2.4.1 脫模斜度的確定……………………………………………………………6
2.4.2 塑件的壁厚確定……………………………………………………………6
2.4.3 圓角…………………………………………………………………………7
2.5 模具結(jié)構(gòu)方案的確定……………………………………………………………7
2.5.1 注射模基本模架的選擇 ……………………………………………………7
2.5.2 工具箱蓋分型面的確定 ……………………………………………………8
2.5.3 工具箱蓋型腔的布置 ………………………………………………………9
2.5.4 工具箱蓋型腔數(shù)的確定 ……………………………………………………9
2.5.5 拉料桿的結(jié)構(gòu)方案選擇……………………………………………………10
2.6 本章小結(jié) ………………………………………………………………………11
第3章 澆注系統(tǒng)………………………………………………………………………12
3.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………12
3.1.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………12
3.1.2 主流道的設(shè)計(jì)………………………………………………………………12
3.2 分流道的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………14
3.3 料口的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………14
3.4 冷料穴的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………15
第4章 成型零部件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)……………………………………………………17
4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………16
4.1.1一般凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………16
4.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………22
4.3 凹模、凸模材料的選擇及粗糙度要求 ………………………………………24
第5章 排溢引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………26
5.1 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………26
5.2 引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………27
5.3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………27
5.3.1模具的冷卻…………………………………………………………………27
5.3.2冷卻裝置設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)……………………………………………………27
5.3.3冷卻裝置的形成……………………………………………………………28
5.3.4冷卻裝置的理論的計(jì)算……………………………………………………28
5.3.5冷卻系統(tǒng)的其他零部件……………………………………………………30
5.4脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………31
5.4.1脫模機(jī)構(gòu)選用原則…………………………………………………………31
5.4.2頂桿脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………31
5.4.3抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………34
第6章 復(fù)位系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………39
6.1設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu)應(yīng)遵循的基本原則 ……………………………………………39
6.1.2復(fù)位桿形式及尺寸的確 …………………………………………………39
6.1.3復(fù)位桿的選材及配合要求…………………………………………………39
6.2其他零部件設(shè) …………………………………………………………………38
6.2.1導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………40
6.2.2頂桿的導(dǎo)柱設(shè)計(jì)……………………………………………………………40
6.2.3限位釘………………………………………………………………………40
6.2.4墊塊的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………41
6.2.5動(dòng)模座板及定模板的設(shè)計(jì)…………………………………………………42
6.3本章小結(jié) ………………………………………………………………………42
結(jié)論……………………………………………………………………………………43
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………44
致謝……………………………………………………………………………………45
第1章 緒 論
1.1 選題的依據(jù)和意義
我的畢業(yè)實(shí)習(xí)單位為齊齊哈爾齊塑公司，該公司主要生產(chǎn)汽車配套的零部件。在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間，通過(guò)觀察、詢問(wèn)及老師的指導(dǎo)對(duì)注塑模有了近一步的了解，認(rèn)識(shí)到模具生產(chǎn)在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中的重要作用。模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最有潛力的發(fā)展方向，而注塑模又是塑料生產(chǎn)采用的最普遍的方法。世界塑料成型模具中，約60%為注塑模。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，模具工業(yè)已成為五大支柱產(chǎn)業(yè)——機(jī)械、電子、汽車、石油化工和建筑的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的發(fā)展，它將發(fā)揮更加重要的作用。鑒于此，以銳意車工具箱蓋為塑件，進(jìn)行注塑模設(shè)計(jì)。
。
1.2 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
目前國(guó)內(nèi)的模具工業(yè)飛速發(fā)展，其大量的應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力，隨著我國(guó)加入WTO，我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
1.2.1 塑料模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r
在國(guó)內(nèi)外，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家，其塑料模的設(shè)計(jì)與制造起步較早，技術(shù)方面比較成熟，使一些發(fā)達(dá)國(guó)家成功的應(yīng)用了CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行塑料模的設(shè)計(jì)和制造。
注射成型技術(shù)作為塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已經(jīng)得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注塑制品約占整個(gè)塑料制品的20%-30%，而在工程塑料中有80%以上的制品是采用注塑成型加工的。但隨著塑料制品應(yīng)用的日益廣泛，不同的領(lǐng)域?qū)λ芰现破返拈_頭精度、功能成本等方面提出了很多更高的要求，因此在傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上,又發(fā)展了許多特殊的新興注塑成型技術(shù)，如低壓注射成型、熔芯射擊成型、裝配注射成型、磁場(chǎng)定向注射成型、單色多模注射成型、氣體輔助注射成型、薄殼注射成型技術(shù)等。因些必須改變注塑模具的設(shè)計(jì)和制造體系，才能夠滿足成型要求。
另外，隨著微機(jī)電系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)生命線的進(jìn)展，微細(xì)型注塑模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究近年來(lái)得到了人們的重視，隨著MEMS產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，微注塑成型技術(shù)有著巨大的潛力和發(fā)展空間。微型注塑成型通常用于醫(yī)療、電信、計(jì)算機(jī)、電氣等領(lǐng)域，醫(yī)療和電子器械越來(lái)越小型化，因此對(duì)人們希望制件可以做得越來(lái)越小。微型注塑成型有許多優(yōu)點(diǎn)，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究適合微型注塑模具和微型注塑機(jī)的成型理論和制造方法，尋找和研制適合微型塑料制件生產(chǎn)的塑料原料，以及開發(fā)相應(yīng)的檢測(cè)儀器設(shè)備，已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
在國(guó)外，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家，其塑料模的設(shè)計(jì)與制造起步較早，技術(shù)方面比較成熟。特別是計(jì)算機(jī)的運(yùn)用和發(fā)展，使一些發(fā)達(dá)國(guó)家成功地使用了CAD/CAM技術(shù)來(lái)進(jìn)行塑料模的設(shè)計(jì)和制造，尤其是CAE的運(yùn)用，使得塑料模具的設(shè)計(jì)水平及可靠性都有了很大的發(fā)展，目前，美國(guó)PSP公司的IMES專家系統(tǒng)，能幫助模具設(shè)計(jì)人員用專家知識(shí)解決注塑模的設(shè)計(jì)問(wèn)題。德國(guó)IKV研究的CADMOULD系統(tǒng)，可用于注塑模的流動(dòng)、冷卻分析和力學(xué)性能校核。澳大利亞MOULDFLOW公司的注塑模CAE軟件MF，具有流動(dòng)模擬冷卻分析、翹曲分析和應(yīng)力分析功能。
1.2.2 塑料模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r
中國(guó)雖然在很早以前就制造和使用模具，但一直未形成產(chǎn)業(yè)。1984年成立了這個(gè)模具工業(yè)協(xié)會(huì)，1987年模具首次被列入機(jī)電產(chǎn)品目錄。隨著中國(guó)改革開放的日益深入，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)程的加快，模具及其標(biāo)準(zhǔn)件、配套件作為產(chǎn)品，制造生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn)，模具工業(yè)得到快速發(fā)展。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，企業(yè)的模具生產(chǎn)技術(shù)提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展，提高很快。
現(xiàn)在，中國(guó)已能生產(chǎn)精度達(dá)2μm的多工位級(jí)進(jìn)模，壽命可達(dá)2億沖次以上。在大型塑料模具方面，中國(guó)已能生產(chǎn)34英寸大屏幕彩電和65英寸背投影式電視的塑殼模具，10kg大容量洗衣機(jī)全套塑料件模具及汽車保險(xiǎn)杠，整體儀表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，中國(guó)已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具多行腔小模數(shù)齒輪模具及精度達(dá)5μm的2560腔塑封模具等。在大型精密復(fù)雜鑄模方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模和汽車后橋齒輪箱壓鑄模及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的鑄造模具。在汽車覆蓋件模具方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)中高檔新型轎車的部分覆蓋件模具。子午線輪胎活絡(luò)模具，鋁合金和塑料門窗異材擠出成型模，精鑄或樹脂快速成型拉延模等，也已達(dá)到相當(dāng)高水平，可與進(jìn)口模具媲美。
1.2.3 存在的問(wèn)題和差距
雖然我國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去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(dá)國(guó)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)備中占的比重較低；技術(shù)的普及率不高；許多CAD/CAE/CAM先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。
1.3 本課題的發(fā)展展望
隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，世界各國(guó)不惜投入重金開發(fā)塑料模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。塑料模技術(shù)包括設(shè)計(jì)技術(shù)、材料選擇、加工技術(shù)、管理與維修技術(shù)等多種領(lǐng)域，屬于系統(tǒng)工程技術(shù)。隨著塑料模具應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，地位的不斷提高，國(guó)家已非常重視并制定出明確的奮斗目標(biāo)。伴隨著21世紀(jì)高新技術(shù)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用，塑料模將面向注塑模CAD實(shí)用化、塑料模專用鋼材系列化、塑料模CAD/CAE/CAM集成化、塑料模標(biāo)準(zhǔn)化等多個(gè)方面發(fā)展。展望未來(lái)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景美好，預(yù)計(jì)中國(guó)模具工業(yè)將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下繼續(xù)得到高速發(fā)展，我國(guó)不但成為模具制造大國(guó)，而且一定會(huì)逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。
1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容概述
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題確定為銳意車工具箱蓋雙型腔注塑模設(shè)計(jì)。并且根據(jù)在工廠里實(shí)習(xí)時(shí)所見到的各種塑料模具外形及其工作原理，然后通過(guò)查閱學(xué)習(xí)各種注塑模設(shè)計(jì)工具書來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：排溢引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、注塑機(jī)的選用、凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、復(fù)位系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模體設(shè)計(jì)和其它零部件設(shè)計(jì)。
1.5 本章小結(jié)
本章主要介紹了選題的依據(jù)和背景，注射模具設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展，所選課題的目的和意義，最后介紹了設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。
第2章 方案分析
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)題目：銳意車工具箱蓋雙型腔注塑模設(shè)計(jì)
2.2 塑件分析
2.2.1 塑件外形分析
該塑件為銳意車工具箱蓋，形狀結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，有凹槽，而且產(chǎn)品中間有向內(nèi)凸起的形狀結(jié)構(gòu)。并且產(chǎn)品中抽芯機(jī)構(gòu)困難，不易抽芯。
塑件外表為弧形，壁厚為4mm，塑件最長(zhǎng)邊為385mm，最短邊為210mm。
圖2-1塑件外形
2.2.2 塑件材料選擇及其性能、工藝參數(shù)
1、ABS的性能：ABS塑料是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能，丙烯睛使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無(wú)毒，無(wú)味呈微黃色，成型塑件有較好的光澤，且有極好的沖擊強(qiáng)度，良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定和電氣性能[6]。
2、ABS塑料的工藝參數(shù)[7]：
注塑機(jī)類型：螺桿式 密度：1.03～1.07g/cm3
高雅時(shí)間：20s~90s 預(yù)熱干燥溫度：80～85℃
預(yù)熱時(shí)間：2h~3h 噴嘴溫度：170～180℃
模具溫度：50℃～80℃ 注射壓力：60～100MPa
螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min 總成型周期：50s~220s
料筒溫度：后段 150～170℃ 中段 165℃～180℃ 前段180～200℃
后處理： 溫度 70℃ 后處理時(shí)間：2h~4h
2.3 注射機(jī)的選擇
2.3.1. 注射機(jī)類型的確定
根據(jù)塑料品種、注射成型方法、注射工藝等進(jìn)行選擇。
注射機(jī)可分為臥式，立式和直角式三種：
1、立式注射機(jī)：注射系統(tǒng)與合模鎖模系統(tǒng)軸線，垂直于地面。因?yàn)槠渲匦母?，不穩(wěn)定。推出塑件要人工取出。
2、直角式注射機(jī)：注射系統(tǒng)與鎖模系統(tǒng)裝置的軸線相互垂直布置。
3、臥式注射機(jī)：注射系統(tǒng)與合模鎖模系統(tǒng)軸線都呈水平布置的注射機(jī)。根據(jù)控汽車工具箱蓋結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的方便性能，采用臥式注射機(jī)。這類型注射機(jī)重心低，穩(wěn)定，操作維修方便，塑件推出后可自行下落。便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)，其主要缺點(diǎn)是安裝模具較困難。注射系統(tǒng)有柱塞式和螺桿式兩種結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)根據(jù)材料特點(diǎn)選用螺桿式。
2.3.2注射機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量m=300g，取材料(ABS)1.06g/cm3
故其體積為V=m/p=300/1.06g/cm3=283.019 cm3=283cm3。由注射機(jī)的選用原則可知，實(shí)際注射量應(yīng)不超過(guò)注射機(jī)的規(guī)定克數(shù)，應(yīng)在其額定注射量的80%以內(nèi)，故Q公=V/0.8=300/0.8=353.75cm3，查表可得國(guó)產(chǎn)塑料注射機(jī)XS-ZY-200/400。其最大體積為400，滿足選用要求。因此，注射機(jī)選用XS-ZY-200/400型注射機(jī)。
1、選用注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
型號(hào)：XS-ZY-200/400 結(jié)構(gòu)形式：臥式
最大注射量：400 cm3 最大注射壓力：109MPa
鎖模力：2540kN 移模板行程：260mm
最小模具厚度：165mm 模具定位孔直徑：125mm
噴嘴球半徑：18mm 最大成型面積：645cm2
噴嘴半徑：4 mm 拉桿內(nèi)間距：290×36mm
2、注射機(jī)部分參數(shù)得校核
(1) 最大注塑量：
V ＝ （2-1）
V =
式中 m——塑件的質(zhì)量（g）
——塑件的密度（）
(2)注塑壓力：查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知ABS材料的注射壓力為60~100MP，考慮到塑件的形狀及材料的流動(dòng)性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)注塑壓力選100MP。
(3) 鎖模力：
（2-2）
式中 ——注塑機(jī)的額定鎖模力（N）
——注射壓力到達(dá)型腔的壓力損失系數(shù)，一般取
0.34~0.67，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取0.4
——塑件成型所需的實(shí)際注射壓力（）
——塑件及澆注系統(tǒng)等在分型面上的投影面積（）
(4) 開模行程校核：
S＞La＋Lb＋D
S=233.75(mm)
式中
La——凸模凸出部分高度(mm)
Lb——取出塑件間隙(mm)
D——頂桿頂出富裕量(5~10mm) (取8mm)
2.4 塑件結(jié)構(gòu)要素確定
2.4.1 脫模斜度的確定
由于塑料冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊地包在凸模成型芯上，或由于粘附作用。塑件緊貼在型腔內(nèi)，為便于脫模。防止塑件表面在脫模時(shí)刺傷、擦毛等，應(yīng)合理設(shè)計(jì)脫模斜度。
由于本塑件的材料為ABS，，查表知型腔脫模斜度為1°～1°30′，取斜度為1°，型芯的脫模斜度為4，取4。
2.4.2 塑件的壁厚確定
塑件的壁厚與使用要求和工藝要求有關(guān)。
有了合理的壁厚還應(yīng)力求同一塑件上各部位的壁厚盡可能均勻，否則會(huì)因硬化或冷卻速度不同而引起收縮力不一致，結(jié)果在塑件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，致使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋，甚至開裂等缺陷。
本次設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及熱塑性塑料壁厚常用值表2-1：
表2-1 熱塑性塑料（ABS）的壁厚和加工條件
材料
料溫/oC
注射壓力/Mpa
模溫/oC
壁厚/mm
ABS
200-260
80-200
40-60
1.5-4.5
根據(jù)上表結(jié)合實(shí)踐設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可確定設(shè)計(jì)中壁厚最厚處選取4mm，最薄處取1.5mm。
2.4.3 圓角
對(duì)于塑件來(lái)說(shuō)，往往會(huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響塑件強(qiáng)度；同時(shí)影響塑件外觀質(zhì)量。一般圓角半徑不應(yīng)小于0.5mm。
2.5 模具結(jié)構(gòu)方案的確定
2.5.1 注塑?；灸＜艿倪x擇
方案一：多分型面注射模
其特點(diǎn)是：模具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，適用于點(diǎn)澆口進(jìn)料的模具。綜合考慮注射模的結(jié)構(gòu)形式，若采用多分型面注射模，會(huì)增加模具設(shè)計(jì)的難度，同時(shí)使模具加工帶來(lái)困難，而且使生產(chǎn)汽車工具箱蓋的成本增加。故該方案不滿足要求。
方案二：?jiǎn)畏中兔孀⑸淠?
其特點(diǎn)是：模具只有一個(gè)分型面，是注射模中最簡(jiǎn)單最常用的一類。綜合考慮各方面因素，汽車工具箱蓋注射?？梢圆捎脝畏中兔孀⑸淠＃捎脝畏中兔孀⑸淠２粌H模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工和裝配，同時(shí)利于分型和提高工作效率。
方案三：帶有活動(dòng)鑲件的注射模
其特點(diǎn)是：塑件帶有側(cè)孔或側(cè)凹，成型這些部位的模具零件做成活動(dòng)的，隨塑件一起取出模外。由于汽車工具箱蓋的結(jié)構(gòu)中存在側(cè)凹部分，故應(yīng)使用帶有活動(dòng)鑲塊的注射模。使用該種注射模，不僅使鑲塊充當(dāng)成型部件，而且能使鑲塊充當(dāng)頂出機(jī)構(gòu)，不僅使模具的結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時(shí)還使模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化。因此，汽車工具箱蓋的模具可使用帶有活動(dòng)鑲件的注射模。
方案四：帶有側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的注射模
其特點(diǎn)：塑件帶有側(cè)孔或側(cè)凹，成型這些部位的模具零件，做成可在模內(nèi)滑動(dòng)，由斜銷等機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，由于汽車工具箱蓋帶有兩個(gè)側(cè)孔，綜合考慮其結(jié)構(gòu)形狀和帶有側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的注射模特點(diǎn)，可以使用該注射模模架。因?yàn)橹挥胁捎脗?cè)抽芯注射機(jī)才能滿足汽車工具箱蓋的結(jié)構(gòu)工藝要求，雖然采用該結(jié)構(gòu)會(huì)使模具的設(shè)計(jì)，制造和裝配帶來(lái)困難。但是這是工藝設(shè)計(jì)要求所必須的。
其他方案：(1)、自動(dòng)卸螺紋的注射模，由于塑件不存在螺紋，故不使用該注射模；
(2)、定模一側(cè)有脫模機(jī)構(gòu)的注射模，由于汽車工具箱蓋蓋可以使其留在動(dòng)模上，故不采用定模脫模機(jī)構(gòu)。
根據(jù)以上各注射模方案的論證，結(jié)合汽車工具箱蓋的結(jié)構(gòu)和形狀特點(diǎn)，最終采用的整體結(jié)構(gòu)方案為：?jiǎn)畏中兔鎺в谢顒?dòng)鑲塊及側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的注射模。
2.5.2 工具箱蓋雙型腔分型面的確定
雙型腔分型面是打開模具取出塑件澆注系統(tǒng)凝料的面，選擇分型面時(shí)要綜合考慮塑件尺寸精度、塑件表面要求以及模具結(jié)構(gòu)。
1. 確保塑件尺寸精度
對(duì)有同軸度要求的塑件要使其全部在動(dòng)模或定模中成型，防止由于模具合模不準(zhǔn)確而造成塑件尺寸的誤差。對(duì)于外觀無(wú)嚴(yán)格要求的塑件，可將分型面選在塑件中部，這樣可以用教小的脫模斜度有利于脫模。
2. 確保塑件表面質(zhì)量
分型面盡可能選擇在不影響外觀的部位以及分型面處產(chǎn)生的飛邊容易加工修整部位。
3.從分型面數(shù)目來(lái)看，有單分型面、雙分型面、多分型面。
4.從分型面形狀來(lái)看，有平面、斜面、階梯面、曲面。
5. 考慮模具結(jié)構(gòu)
（1）盡量簡(jiǎn)化脫模部件。為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模是盡可能留于動(dòng)模部分。應(yīng)盡量避免側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)
（2）盡量方便澆注系統(tǒng)布置。
（3）便于排溢。
（4）便于嵌件安放。
（5）模具總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，盡量減少分型面的數(shù)目，盡量采用平直分型面。
確定分型面示意圖如下：
圖2-2 分型面
雙型腔分型面選擇分析：選擇如上圖所示的模具分型面，首先能滿足產(chǎn)品成型的工藝要求，同時(shí)也滿足產(chǎn)品表面粗糙度的要求，即將表面要求較高的部分放于定模中，而將表面要求低的放于動(dòng)模中。再次，采用上圖所示的分型面能減小脫模斜度，以防止由此引起塑件的大小端尺寸差異過(guò)大。由于該模具由側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，上圖所示的分型面能便于抽芯。該分型面與料流的末端重合，因此由利于氣體的排出。汽車工具箱蓋的模具利用了鑲塊成型，采用上圖分型面，有利于成型鑲塊的安放，同時(shí)也使模具整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
2.5.3 工具箱蓋雙型腔的布置
工具箱蓋雙型腔的強(qiáng)度和剛度是注塑模設(shè)計(jì)中經(jīng)常需要考慮的問(wèn)題。因注塑模的型腔在成型壓力作用下容易產(chǎn)生變形，其變形量必須在允許范圍以內(nèi)，如變形量過(guò)大，則將會(huì)導(dǎo)致型腔的擴(kuò)大而易出毛邊，使塑件尺寸增大，甚至造成型腔的破裂。
另外，當(dāng)塑件成型后，壓力消失時(shí)，型腔又會(huì)因彈性恢復(fù)而收縮，若收縮尺寸大于塑料的收縮率時(shí)，則會(huì)使型腔緊緊地包住塑件而造成開模困難，或因此引起塑件殘留在定模上而使脫模困難，甚至損壞塑件。因?yàn)樗芗橐簧弦幌孪鄬?duì)，所以型腔也為一上一下相對(duì)排列。
2.5.4 工具箱蓋雙型腔型腔數(shù)的確定
為了是模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理的確定型腔數(shù)目。
設(shè)計(jì)時(shí)要考慮注射機(jī)的注射容量、鎖模力、塑化能力和模板工作臺(tái)的幾何尺寸等因素。
雙型腔型腔數(shù)的確定通常有下面四種方法：
(1)根據(jù)所用注射機(jī)的最大注塑量確定型腔數(shù)目
根據(jù)公式
n＝ （2-4）
式中 n——型腔數(shù)
——注射機(jī)公稱注射量的利用系數(shù)，一般取0.75~0.85
——注射機(jī)的質(zhì)量公稱注射量（g）
——澆注系統(tǒng)及飛邊等的塑料質(zhì)量（g）
——單個(gè)型腔中塑件質(zhì)量（g）
(2)根據(jù)注射機(jī)最大鎖模力確定型腔數(shù)
根據(jù)公式
（2-5）
式中 ——注射機(jī)的額定鎖模力（N）
——模具上澆注系統(tǒng)及飛邊在分型面上的投影面積（m2）
——塑件在分型面上的投影面積（m2）
f——單位投影面積所需的鎖模力（N/m2）
(3)根據(jù)塑件的精度確定型腔數(shù)目
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每增加一個(gè)型腔，塑件尺寸精度要降低4%，設(shè)塑件的基本尺寸為L(zhǎng)(mm)，塑件尺寸公差為±δ%（ABS為0.05%），則
n＝ （2-6）
(4)根據(jù)經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)目
設(shè)型腔數(shù)目為n，塑件總件數(shù)為N，模具費(fèi)用（C0＋nC1）元，C1為每一型腔所用費(fèi)用，C0為模具費(fèi)用中與型腔數(shù)目無(wú)關(guān)的部分，單位小時(shí)加工費(fèi)用為Y（元/小時(shí)），成型周期為t（min）。若忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試模時(shí)間原材料費(fèi)用，則總的成型加工費(fèi)用為：
x＝ ＋＋n C1 （2-7）
若使總成型加工費(fèi)用為最少，即令＝0，則有
n＝ （2-8）
同時(shí)，根據(jù)本課題設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，采用雙型腔注射模具成型。
2.5.5 拉料桿的結(jié)構(gòu)方案選擇
方案一：鉤形拉料桿
拉料桿頭部做成Z形，也可成為Z形拉料桿，可將主流道凝料鉤住，開模時(shí)即可將該凝料從主流道拉出。拉料桿的尾部是固定在頂桿固定板上的，故在塑件頂出時(shí)凝料也一起被頂出，取出塑件時(shí)朝著拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可將塑料連同澆注系統(tǒng)凝料一起取下。因此這種拉料桿與模具中的頂桿或頂管等頂出機(jī)構(gòu)同時(shí)使用。
考慮到汽車工具箱蓋模具在實(shí)際生產(chǎn)工作中，主要采用的是半自動(dòng)化操作，因此可以選擇該種形式的拉料桿。
方案二：球形拉料桿
塑料進(jìn)入冷料穴后，緊包在拉料桿的球形頭或菌形頭上．拉料桿的底部固定在動(dòng)模邊的型芯固定板上，開模時(shí)將主流道凝料拉出定模，然后靠推板推頂塑件時(shí)，強(qiáng)行將其從拉料桿上刮下脫模。因此，這種拉料桿對(duì)塑料的彈性要求較高。使用該種的拉料桿，當(dāng)塑料進(jìn)入冷料穴后，緊緊包在拉料桿的球形頭上，開模時(shí)即可將主流道凝料從主流道中拉出。拉料桿的尾部固定在動(dòng)模邊的型芯固定板上，并不隨頂出機(jī)構(gòu)移動(dòng)。
這種拉料桿的流道料能自動(dòng)脫落，但球形部分加工比較困難，該種形式拉料桿的適用于推板頂出機(jī)構(gòu)。
方案三：圓錐形拉料桿
拉料桿的頭部制成正圓錐行的，依靠塑料收縮的包緊力而將主流道凝料拉出，故其可靠性要視包緊力大小而定。這種拉料桿既起到拉料作用又起到分流錐的作用，廣泛用于單型腔注塑模成型帶中心孔的塑件。這種拉料桿的缺點(diǎn)是小型塑件不便開設(shè)冷料穴，因此本設(shè)計(jì)不適合使用此種拉料桿。
綜合考慮汽車工具箱蓋雙型腔模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及所采用的頂出機(jī)構(gòu)，選取鉤形(Z形)拉料桿作為本設(shè)計(jì)的拉料桿。
2.6 本章小結(jié)
本章對(duì)該塑件產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)塑件原材料的性能進(jìn)行了闡述，介紹對(duì)注射機(jī)的選用，并且對(duì)模具部分設(shè)計(jì)方案和總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論證。同時(shí)也對(duì)工具箱蓋的制作進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。
第3章 澆注系統(tǒng)
3.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1.1 澆注系統(tǒng)的組成
1、澆注系統(tǒng)的組成：澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的流動(dòng)通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等幾部分組成。其各部分作用是：
（1）主流道：主流道是指注射機(jī)噴嘴與模具接觸處到分流道的一段塑料熔體流的通道，一般呈圓錐形。
（2）分流道：分流道是主流道與進(jìn)料口之間的一段通道。塑料熔體在分流道改變流向，對(duì)多型腔模具起著向各型腔分配塑料的作用。
（3）澆口：澆口是分流道與型腔之間的一段很短的狹窄通道，它起著調(diào)節(jié)進(jìn)料速度和控制凝料時(shí)間的作用，一般是矩形或圓形截面，長(zhǎng)度通常只有0.5~2mm。
（4）冷料穴：冷料穴是在主流道或分流道末端的延伸部分，客觀存在貯存開始進(jìn)入模具的部分冷料。防止冷料堵塞澆口或進(jìn)入模具型腔，以提高塑件的熔體強(qiáng)度。
2、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
（1）塑料從噴嘴中噴射到型腔中時(shí)應(yīng)盡量保持溫度不下降或下降得很小。
（2）塑料在流道中內(nèi)的流動(dòng)應(yīng)為層流，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)充滿型腔。
（3）流程要盡量短，要減少?gòu)澋?，以降低壓力損失。
（4）對(duì)多型腔要盡量做到同一時(shí)間完成充型。
（5）澆口位置要適當(dāng)，要盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不應(yīng)影響的外觀。
（6）澆注系統(tǒng)的容積要盡量小，以減小材料消耗。
3.1.2 主流道的設(shè)計(jì)
1、主流道：從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的一段。它的設(shè)計(jì)是否合理對(duì)塑料的流動(dòng)率和充模時(shí)間有直接影響，主流道的斷面形狀常為圓形，主流道設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：
（1）主流道圓錐角在2~6內(nèi)選取。
（2）在模具結(jié)構(gòu)許可的條件下，主流道長(zhǎng)度應(yīng)盡可能短些。一般其長(zhǎng)度最好小于60mm。過(guò)長(zhǎng)會(huì)使塑料熔體的溫度下降而影響類型。
（3）主流道內(nèi)壁必須光滑，表面粗糙度應(yīng)有。
（4）主流道大端應(yīng)呈圓角，其半徑常取r=1~3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向速度時(shí)的阻力。
（5）主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤，其高度h為5～10mm，并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合。
（6）主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理硬度為52～56HRC。
2、澆口套和機(jī)床噴嘴的尺寸確定：
澆口套分為：整體式、分體式。
（1）澆注套：由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸，更換的主流道襯套，簡(jiǎn)稱澆注套或澆口套。澆注套的主要作用是將料筒內(nèi)的塑料有力暢流地到達(dá)模具型腔內(nèi)；在模具安裝時(shí)，進(jìn)入定位孔方便，與注射機(jī)噴嘴吻合，能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被模具推出，澆注套結(jié)構(gòu)形式有整體式和分體式。根椐工具箱蓋的生產(chǎn)批量選取整體式，根據(jù)澆注套的實(shí)際工作環(huán)境，澆注套的材料選用45鋼，并淬火至55HRC。
（2）噴嘴尺寸：根據(jù)所選注射機(jī)的參數(shù)可得：
噴嘴孔徑(mm）：4mm；噴嘴球面半徑（mm）：SR=18mm，
其示意圖如下：
圖3-1 噴嘴示意圖
（3）澆注套尺寸計(jì)算：根據(jù)上述主流道的設(shè)計(jì)原則，選取澆口套的部分尺寸如下：r=2mm，=2，=8mm，=3mm.
D=
D==5mm
R=R＋（1～2mm）.
R=20mm，L取59mm
圖3-2澆口套示意圖
3.2. 分流道的設(shè)計(jì)
1 分流道的截面設(shè)計(jì)：分流道的截面形狀可以是圓形、半圓形，矩形、梯形和U型等，分流道的斷面形狀及尺寸大小，應(yīng)根椐塑件的成型體積、塑料壁厚、塑件形狀、所用塑料工藝特性、注射速率、分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。斷面過(guò)小，會(huì)降低單位時(shí)間內(nèi)輸送的塑料時(shí)，并使填充時(shí)間延長(zhǎng)，塑件常出現(xiàn)缺料，波紋等缺陷，斷面過(guò)大。不僅積存空氣增多，塑件容易產(chǎn)生氣泡。而且增大塑料耗量，延長(zhǎng)冷卻時(shí)間?？傊笏O(shè)計(jì)的分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳送和保證合理的填充時(shí)間。
2 分流道的尺寸：因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性能有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來(lái)粗略地估計(jì)分流道的直徑。本塑件選用的材料為ABS，分流道尺寸應(yīng)在4.8～9.5mm之間選取。由于成形件的壁厚為4mm，這里先取分流道直徑為5mm。
澆道長(zhǎng)度：由模具結(jié)構(gòu)確定，應(yīng)盡可能短些為好。根據(jù)凹凸模結(jié)構(gòu)尺寸及澆口套的各結(jié)構(gòu)尺寸，確定分流道長(zhǎng)度為20mm。
3.3 澆口的設(shè)計(jì)
澆口是分流道與塑料之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分。
起作用有：1、使分流道輸送來(lái)的熔融塑料的流速產(chǎn)生加速度，形成理想的流態(tài)，順利、迅速的充滿型腔。2、封閉型腔防止熔料倒流，并在成型后便于使?jié)部谂c塑件分離。
1. 澆口形式設(shè)計(jì)
潛伏式澆口脫模時(shí)，有較強(qiáng)的沖擊力，易堵塞澆口，側(cè)澆口適用于兩板流下明顯的澆口痕。同時(shí)，ABS塑料性能為低粘度，故采用電澆口。本設(shè)計(jì)中采用的是兩板式結(jié)構(gòu)，澆口由澆注套與冷料穴組成，其結(jié)構(gòu)見圖3-3所示。
2. 澆口位置的選取原則
(1) 澆口位置的選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)（蛇形流）。
(2)澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處。
(3) 澆口位置的選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最少，以減少動(dòng)能損失，良好填充。
(4) 澆口位置的選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。
(5) 澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。
(6)澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將將型腔、型芯等擠壓變形。
綜合考慮以上各因素，澆口位置選擇在工具箱的底部中心，這樣熔融塑料向四周流動(dòng)均勻，成型塑件質(zhì)量好。在結(jié)構(gòu)上，澆口與主流道的連接結(jié)構(gòu)見圖3-2所示。
圖3-3 澆口
3.4 冷料穴的設(shè)計(jì)
1、冷料穴的結(jié)構(gòu)：
冷料穴是用來(lái)儲(chǔ)藏注射間隔期間產(chǎn)生的冷料頭的，防止冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，并使熔料能順利地充滿型腔，立、臥式注射機(jī)用模具的主流道在定模一側(cè)，模具打開時(shí)，為了將主流道凝料能夠拉向動(dòng)模一側(cè)。并在項(xiàng)出行程中將它脫出模外，動(dòng)模一側(cè)應(yīng)設(shè)有拉料桿。
2、拉料桿形式的選擇：
（1）鉤形（Z形）拉料桿：桿頭部Z形，可將主流道凝料拉向動(dòng)模一側(cè)，頂出行程中又可將凝料頂出模外，Z形拉料桿安裝在頂出了元件的固定板上，與頂出元件是同步的，同時(shí)拉料桿還有冷料穴的作用。但主流道凝料拉出后不能自動(dòng)脫落，因此不宜用于全自動(dòng)機(jī)構(gòu)中，工具箱蓋的實(shí)際生產(chǎn)中，采用的是半自動(dòng)化操作，故可以采用這種形式。
（2）球形拉料桿：拉料桿的球頭和細(xì)頸部分伸到冷料穴內(nèi)，冷料穴中的凝料已凝固，動(dòng)、定模打開時(shí)將主流道凝料拉向動(dòng)模一側(cè)，頂出行程中，這種拉料桿的流道料能自動(dòng)脫落。但球部分加工比較困難，因此工具箱蓋的設(shè)計(jì)可以不選用這種形式。
（3）圓錐形拉料桿：拉料桿頭部制成正圓錐形的，依靠塑料收縮的包緊力而將主流道凝料拉緊，這種拉料桿與推板頂出機(jī)構(gòu)同時(shí)選用，既起到拉料作用，又起到分流錐的作用，其缺點(diǎn)是小型塑件不便開設(shè)冷料穴，綜合考慮設(shè)計(jì)模具及這種形式的適合范圍，故不選用。
綜上所述，拉料桿選用Z形拉料桿，冷料穴圖示如下：
圖3-4 Z形拉料桿、冷料穴示意圖
（4）拉料桿的機(jī)構(gòu)尺寸的確定如下：
圖3-5 拉料桿尺寸示意圖
圖中d=8mm，由查塑件公差數(shù)值表得：
D=13mm，H=4mm，根據(jù)實(shí)際情況L=169mm。
第4章 成型零部件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)
4.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等的角度加以考慮。注塑模閉合后，其內(nèi)部零部件將組合成一個(gè)能容納塑料的閉和空間既型腔，型腔的幾何形狀和尺寸，決定了制品的幾何形狀和尺寸，所以構(gòu)成型腔的所有零部件稱為成型零部件。這類零部件包括凹模、凸模、型芯、成型桿等。
4.1.1 一般凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1、工具箱蓋凹模的結(jié)構(gòu)形式
根據(jù)第二章中的介紹，凹模的結(jié)構(gòu)采用整體式，其結(jié)構(gòu)示意如下：
圖4-1 整體式凹模示意圖
整體式凹模與定模固定板之間采用H7/m6配合，以滿足成型要求。
2、工具箱蓋凹模成型工作徑向尺寸設(shè)計(jì)：
凹模的成型尺寸主要有凹模的工作和徑向尺寸，型芯或型腔的深度尺寸，中心距尺寸等。任何塑料制品都有尺寸精度要求。設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須根據(jù)要求確定，相應(yīng)的成型零件的尺寸和精度等級(jí)。
影響制品工作尺寸的因素很復(fù)雜，主要有以下幾方面：
（1）成型零件的制造公差成型零件的精度越低，生產(chǎn)的制品尺寸或形狀精試也越低。成型零件的制造公差為，是塑件公差。
（2）塑件收縮率的影響，塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān)。在計(jì)算工作尺寸時(shí)，通常接平均收縮率計(jì)算。
（3）模具在分型面上的合模間隙，注射時(shí)由于成型壓力的原因。使模具的分型面有一個(gè)漲開的趨勢(shì)。同時(shí)，由于模板分型面平面度的影響，動(dòng)定模合模注射時(shí)存在著一定的間隙，它對(duì)垂直于分型面的尺寸有一定影響。
此外，成型零件在使用過(guò)程中的磨損，活動(dòng)零件的配合間隙，塑件的脫模斜度和模具的裝配誤差等也都會(huì)影響塑件的尺寸精度。
3、工具箱蓋凹模的工作尺寸計(jì)算：
通常尺寸根據(jù)塑件成型收縮率，模具和制造公差和成型零件磨損量確定，常用方法是成型零件工作尺寸的公差帶法：
凹模的徑向尺寸，查表（3-21）[15]得：
計(jì)算公式：
(4-1)
校核公式：
+++ (4-2)
式中 ——塑件基本尺寸（mm）；
——成型零件工作尺寸（mm）；
——最大收縮率；
——最小收縮率；
——塑件公差值（mm），查表1-5[7]可得ABS材料的尺寸精度為4；
——成型零件制造公差（mm），其值可取；
——成型零件的的磨損量（mm），一般取。
a、 最長(zhǎng)邊：=385mm =0.5%，查表1-5[7]可得，=1.30mm
由式(3-1)得=385.63mm
校核：取得=0.26mm，==0.22mm，=0.3%
由式(3-1)得=384.995mmL
不滿足條件，重新選取為=0.3mm；
由式(3-2)得
滿足條件：mm
b、 最短邊：=210mm，=0.5%，查表1-5 [7]得，=0.82mm
由式(3-1)得=210.23mm
校核：取得=0.164mm，==0.137mm， =0.3%
由式(3-1)得
滿足條件：mm
（2）工具箱蓋凹模型芯的尺寸計(jì)算：
計(jì)算公式：
(4-3)
校核公式：
(3-4)
塑件孔1：
（長(zhǎng)度方向）=85mm，=0.3%，查表1-5[7]得，=0.44mm
由式(3-3)得=85.695mm
校核：取得=0.088mm，==0.073mm，=0.5%
由式(3-4)得
滿足條件：
（寬度方向）=65mm，=0.3%，查表1-5[7]得，=0.32mm
由式(3-3)得=60.5mm
校核：取得=0.064mm，==0.053mm，=0.5%
由式(3-4)得
滿足條件：
(圓孔) (4-5)
——型腔內(nèi)形（內(nèi)徑）尺寸（mm）
——塑件外徑基本尺寸（mm），=25 mm
——塑件公差，查表1-5[7]得=0.24
——塑件平均收縮率（%），=0.4%
X——綜合修正系數(shù)，x=0.5
——模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差，
一般=（）,==0.08
由式(3-5)得D腔=mm
塑件孔2：
（長(zhǎng)度方向） =30mm，=0.3%，查表1-5[7]得，=0.26mm
由式(3-3)得=30.35mm
校核：取得=0.052mm， ==0.043mm， =0.5%
由式(3-4)得
滿足條件：
（寬度方向） =25mm，=0.3%，查表1-5[7]得，=0.24mm
由式(3-3)得=25.365mm
校核：取得=0.048mm，==0.04mm，=0.5%
由式(3-4)得
滿足條件：
（3）工具箱蓋凹模型腔側(cè)壁及底部壁厚計(jì)算：
塑件模型腔在成型過(guò)程中承受熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。如果凹模和底板厚度過(guò)小，強(qiáng)度和剛度不足會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形。導(dǎo)致溢料，形成飛邊，降低塑件精度，并影響正常脫模，甚至?xí)l(fā)生塑性變形和破壞。因此，有必要通過(guò)強(qiáng)度和剛度計(jì)算來(lái)確定凹模壁厚和底部厚度，取強(qiáng)度和剛度計(jì)算后壁厚的較大者為最終的壁厚設(shè)計(jì)尺寸。
此設(shè)計(jì)模具型腔的類型屬于矩形凹模整體式型腔，查表5-2[7]可知，按強(qiáng)度要求和剛度要求計(jì)算結(jié)果如下：
工具箱蓋側(cè)壁： 按強(qiáng)度計(jì)算[7]：
(4-6)
式中 ——凹模型腔側(cè)壁厚度；
——模腔壓力（MPa），=40MPa；
h——凹模型腔的深度（mm），h=30mm；
——系數(shù)，查表5-5[7]可得=0.321；
——為材料的許用應(yīng)力（MPa），由于凹模采用的是45鋼，故=156.8MPa。
按剛度計(jì)算[7]
(4-7)
式中 ——側(cè)壁厚度；
c—系數(shù)，查表5-3[7]得 c=0.57；
E——材料的彈性模量，E=；
——成型零件的許用變形量，取=0.05mm。
按強(qiáng)度條件和剛度條件計(jì)算的側(cè)壁厚度可知，故選擇凹模側(cè)壁厚度為9mm。
b、塑件底部： 按強(qiáng)度計(jì)算
(4-8)
式中 ——凹模型腔底部厚度；
b——凹模型腔的內(nèi)孔（矩形）短邊尺寸，b為60mm；
——系數(shù)，查表5-6[7]得=0.4974；
——模腔壓力，為62 MPa；
——材料的許用應(yīng)力，=156.8 MPa；
按剛度計(jì)算
(4-9)
式中 ——系數(shù)，查表5-4[7]得=0.0209；
——模腔壓力，=62MPa；其它的數(shù)據(jù)同上。
按強(qiáng)度要求和剛度要求計(jì)算的凹模型腔底部厚度可知，按強(qiáng)度要求計(jì)算出的壁厚尺寸較大，所以凹模型腔底部厚度。
4.2 工具箱蓋凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
凸模的結(jié)構(gòu)形式：凸模是成型塑件中內(nèi)形的成型零件，在前面的介紹中已經(jīng)選擇凸模的結(jié)構(gòu)為整體式凸模，其結(jié)構(gòu)形式示意圖如下：
圖4-2整體式凸模示意圖
2、工具箱蓋凸模成型工作尺寸計(jì)算
(1)凸模型腔徑向尺寸計(jì)算（內(nèi)表面凸起側(cè)棱長(zhǎng)度和寬度）
型腔徑向尺寸取最小值，塑件以最大收縮率進(jìn)行收縮時(shí)，可以獲取其極限尺寸，其計(jì)算公式為：
計(jì)算公式：
校核公式：
最長(zhǎng)邊 =385mm，=0.5%，查表1-5[7]得，=1.30mm
=380.06mm
校核：取得=0.26mm，=0.217mm，=0.3%
滿足條件：
最短邊 =210mm，=0.5%，查表1-5[7]得，=0.82mm
=210.23mm
校核：取得=0.164mm，=0.137mm，=0.3%
滿足條件：
（2）凸模型腔深度計(jì)算（內(nèi)表面凸起長(zhǎng)度）
根據(jù)塑件的最大高度和預(yù)定的制造編差初算型腔深度的基本
尺寸，由表3-21[15]得
計(jì)算公式為：
校核公式為：
計(jì)算：=30mm，查表1-5[7]得，=0.26mm，
=0.3%，=0.052mm，=0.5%
校核：
滿足條件：
（3）孔成型邊距尺寸計(jì)算：
磨損后增大的成型中心邊的計(jì)算公式為[7]：
式中 ——塑件平均收縮率，；
——塑件成型尺寸設(shè)計(jì)公差，
——塑件公差；
， 查表1-5[7]得，，
， 查表1-5[7]得，，
3. 3 凹模、凸模材料的選擇及粗糙度要求
成型零件所用材料的性能及粗糙度要求通常有以下幾個(gè)方面：拋光性能；強(qiáng)度韌性，一定的硬度和耐磨性；耐熱性；耐磨蝕性；使用壽命；加工性能；成本和經(jīng)濟(jì)性。從以上幾個(gè)方面權(quán)衡考慮，成型零件選用45鋼，淬火至55HRC。由于凹模表面直接與塑件外表面接觸，且塑件外表面要求較高，故取其表面粗糙度。而表面為材料選用的是45鋼，為了減少材料的種類，與凹模材料相對(duì)應(yīng)，凸模材料也選用45鋼，淬火至55HRC。
在實(shí)際產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)內(nèi)表面的要求較低，故選擇凸模的表面粗糙度為。
第5章 排溢引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1 排溢系統(tǒng)設(shè)計(jì)
排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。廣義的注射模排溢系統(tǒng)包括澆注系統(tǒng)