1、壳体注塑模的设计绪 论随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。中国模具工业的现状和发展模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。据不完全统计，近10年全国（未含港、澳、台统计数字，下同）模具生产及进出口发展情况如由表可见，虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显
2、然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具
3、标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 模具成型具有优质，高产，低消耗，低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。 根据业内专
4、家预测，今年中国塑料模具市场总体规模将增加13%左右，到2005年塑料模具产值将达到460亿元，模具及模具标准件出口将从现在的9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。 相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市场的前景一片辉煌，这是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在。 按照我国国家标准，模具共分为10大类46个小类，塑料模具是10大类中的l个大类，共有7个小类：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑
5、模和其他类塑料模。塑料模的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国起步较晚，但发展却很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上，都有很大发展。但就总体来看，与国民经济发展和世界先进水平相比，差距仍较大，一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的塑料模具每年仍大量进口。 据悉目前全世界年产出模具约650亿美元，其中塑料模具约为260亿美元。我国1999年模具总产值245亿元其中塑料模具约为82亿元，2000年近100亿元。七类塑料模具中，注塑模具所占比例很大，约占全部塑料模具的80%左右。塑料模具的主要用户是家用电器行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业
6、及各种塑料制品行业等。目前国内年需塑料模具约130-140亿元，真中有30多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯及办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。 现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。21世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。可见，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是： 大力普及、广泛应用C
7、AD/CAE/CAM技术，逐步走向集成化。现代模具设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具的进口量，增加模具的出口量。 在塑料注射成型模具中，积极应用热流道，推广气辅或水辅注射成型，以及高压注射成型技术，满足产品的成型需要。 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于30%，而先进国家均高于70%，每年我们要从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的3%8
8、%。 发展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，迅速制造出产品的原型与模具，降低成本推向市场。 积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料，满足特殊产品的需要。 推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺，满足模具制造的需要。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率。 开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术。 在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重人才的培养，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在
9、制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。 由于本人水平有限，不妥之处在所难免，肯请老师批评指正。 1 塑件分析与模具材料和注射机的选取1.1 塑件结构和技术要求的分析1.1.1 塑件工艺规程的编制 该塑件为一矩形壳体，壳体底部有六个mm的孔，其零件图如图11所示。 图11 外壳零件图 本塑件的材料为：ABS，生产类型为大批量生产。1.2 塑件的工艺性分析1.2.1 塑件的原材料分析 塑件的材料采用ABS，属热塑性塑料。ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种
10、单体聚合而成的非结晶型的高聚物。ABS塑料是一种综合性能优良的在工程技术中广泛应用的新型塑料。（1）ABS塑料的使用性能 由于ABS是三种单体聚合而成的，因此它具有三种组合物的综合性能，丙烯晴可使ABS具有较高的强度、硬度耐热性及耐化学稳定性；丁二烯可使ABS具有弹性和较高的冲击强度；苯乙烯可使ABS具有优良的介电性能和成型加工性能。此零件壁厚为5mm，因此塑件成型后强度较高。（2）ABS塑料的成型性能 ABS的成型性能较好，可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型等方法制造塑料制品。它的流动性较好，成型收缩率小；ABS塑料比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也较快，模塑周期短。此外壳零
11、件壁厚均匀、形状较规则，因此采用注射成型塑件，塑件成型容易质量也易保证。ABS吸水性大，成型前必须充分干燥，表面要求光泽的制品应进行较长时间的干燥。此塑件为外壳零件，件塑表面质量应较为光泽，所以在注射成型前应充分干燥。另外之间壁厚较厚，成形时易产生凹痕、变形等缺陷，成形温度低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力，因此，成形时应注意控制成形温度，浇注系统应较缓慢散热，冷却速度不宜过快。保压压力大时容易加大分子取向，使制品出现较为明显的各向异向性。在保压压力和注塑压力相等时，制品的收缩率可降低，批量产品的尺寸波动小，但会使制品产生较大的内应力。 1.2.2 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析
12、 （1）结构分析。 从零件图上分析，该零件为长方体，壳体底面为弧形曲面，在曲面上还开有六个20mm 的通孔，孔以制件中心线对称分布，外轮廓尺寸：长为200mm、宽为100mm、顶高50mm，制件壁厚5mm。由于制件形状较规则，成形时不必设计侧向抽芯机构，因此模具结构就较为简单。（2）尺寸精度分析。从该制品的零件图可知；形状，结构对制件脱模都没有太高要求，对尺寸大小，产品精度和表面质量要求较高。 成型制件的尺寸大小主要取决于塑料原料的流动性和注射时的压力，在一定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑料品种可以成型较大的制件，塑料ABS的流动性能较好，适于成型较大的制件。 制品的精度等级；塑料制件的尺
13、寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，塑料件未注公差，由于该制件的原材料为ABS，而ABS的制件公差等级较低为MT5级。 制品的表面质量；塑料制件的精度等级较低，我们所要获得的制件对制品的表面质量除要求无缺陷，毛刺，内部不得有导电杂质外无特殊要求，一般的模具制造工艺和注塑工艺就能满足要求。制品的形状结构；制品的壁厚均匀为5mm。符合ABS的最小壁厚原则，在制件的转角处设计圆角，防止在此处出现缺陷。在客体内壁有一个脱模斜度，塑件的内表面粗糙度要求比较底，而外表面则要求有比较高的光泽度，因此要对型腔表面进行抛光。1.3 计算塑件的质量和体积1.3.1 根据塑件的质量选择注塑机及确定型腔数
14、计算塑件的体积:V=174200mm3计算塑件的质量：根据手册可查ABS的密度=1.02cm3故塑件质量为：W=V=1742001.0210-3=150.144g（其中圆角处尺寸可不预考虑，拱形底面按平面计算体积在选取注塑机时适当放大）1.3.2 注射机的选用塑件成形所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按模具设计与制造简明手册中式2-54校核：V件0.8V注式中 V件塑件与浇注系统的体积（cm3）；取V件=174.2cm3； V注注射机的注射容量（cm3）； 0.8最大注射容量利用系数。则有： 217.
15、75cm3V注根据V注217.75cm3和模具设计与制造简明手册表2-40初步选取的注射机型号为XSZY500。其主要参数如下：螺杆直径（mm）：65；注射容量（cm3）：500；注射压力（MPa）：100；锁模力（kN）： 3500；最大注射面积（cm2）：1000；模具厚度（mm）：最大450mm，最小300mm；模板行程（mm）：700；喷嘴： 球半径（mm）：18；孔直径（mm）：7.5；定位孔直径（mm）：；顶出：中心孔径（mm）：150；两侧孔径：24.5；孔距：530。1.4 塑料材料的成型特性与工艺参数近代注塑制品，在各个领域得到广泛应用，制品形状可以十分复杂，所使用的聚合物性
16、质差别也狠大。即便是同一品级材料的制品，由于浇道系统及各部位几何形状不同，不同部位对于充模熔体的流动（速度、压力）提出要求，否则就要影响熔体在这一部位的流动性能或高分子的洁净定向作用，以及制品的表面质量。这样，在一个注射过程中，螺杆向模具推进熔体时，要求实现在不同位置上的有不同的注射速度和不同注射压力等工艺参数的控制，这种注射过程称为多级注塑。而多级注塑工艺要通过不同聚合物材料和不同的制品进行拟定和选择，塑件工艺参数的选用：料筒温度 喂料区 40-60C （50C） 区1 160-180 C (180C) 区2 180-230C (210C)区3 210-260C (240C)区4 210-2
17、60 C (240C)区5 210-300C (240C)喷嘴 220-260C (240C)料筒恒温 220C模具温度 40-80C (60C )注射压力 100-150MPa (100 MPa)注射时间 3-5s ( 4s )保压压力 保压时间相对较短，注射压力的30%-60%保压时间 15-30s (20s)熔料温度 220-250C （230C）冷却时间 15-30s (40s)成型周期 40-70s （70s）括号内的参数建议作为基本设定值，行程利用率为35%和65%，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1。背压 5-15MPa，如果背压太低，溶料中裹入的空气 会造成焦化（在制品内
18、有灰黑纹路）注射速度 最好采用分级注射：从慢到快；需高速度以达到好的表面光泽，最小融合缝以及融合缝高度；需要在前流道处开设通气隧道 螺杆转速 最大螺杆转速折合线速度为0.6m/s，但最好将螺杆转速调的低一点，只要能在冷却时间结束前完成塑化过程即可计量行程 （0.5-0.4）D残料量 2-8mm，取决于计量行程和螺杆直径 预烘干 ABS在有些情况下可从原料袋内直接喂料无需预烘干，否则在80 C温度下烘干3h；潮湿的颗粒会造成制品有裂纹，檫痕或气泡回收率 可加30%的回料，前提是之前材料没有发生热分解收缩率 0.4%-0.7%浇口系统 可使用点式浇口和热流道；最小壁厚不应小于0.7 mm，因为AB
19、S流动性较差料筒设备 标准螺杆，止逆环，直通喷嘴1.5 模具材料的选取及热处理由塑件技术要求分析可知，型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。所以在本设计中，型腔板和型芯的材料，本人选取40Cr，调质处理。模架各板的材料和热处理参照模具设计与制造简明手册中表2-177选取。则模具中各板的材料和热处理如表1.5.1所示：表1.1零件名称材料牌号热处理方法硬度动模板45调质HB230270型腔板40Cr调质HRC5458型芯40Cr调质HRC5458型芯固定板45调质HB230270支承板45淬火HRC4348推板45淬火HRC4348推杆固定板45垫块452 确定模具的结构方案2.1 确定塑件在
20、模具中的位置和分型面位置2.1.1 模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量；1.按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1N1=（F/PC）/AB/A其中： F 注塑机的锁模力 N PC 型腔内的平均压力MPa A 每个制件在分型面上的面积（） B 流道和浇道在分型面上的投影面积（） 在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析B为（0.20.5），常取B=0.35，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为2540MPa实际所需锁模力应
21、小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F则 N1=0.6F/APC=35000000.6/2000030=3.5 （个）2. 注射机注塑量确定型腔数目N2N2=（GC）/V 其中： G 注射机的公称注塑量（） V 单个制件体积 （） C 流道和浇口的总体积（） 生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.750.45倍，取0.6倍计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.21倍，现取C=0.6则 N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=0.375500000174200 =1.08（个）从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1，N2中的较小值，在这里
22、可以选取的个数是1，2，3，个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷。我们所设计的线圈骨架注塑模具采用一模一腔的方案，即 N=1 2.1.2 分型面的选择以及型腔的排列方式的确定 2.1.2.1分型面的选择模具设计的过程中分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，应根据塑件便于脱出、模具结构简单、行腔排气顺利、确保塑件质量、无损塑件外观的成型要求选择分型面。由于制件壁厚较厚，因此分型面应有利于排气。该塑件为端盖，表面无特殊的要求，其分型面选择如下图所示： 图21 模具分型面的形式2.1.2.2 排气结构的设计
23、当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体，不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可以容纳一定量的气体。注射模具成型时的排气通常以如下四种方式进行：（1）、利用配合间隙排气；（2）、在分型
24、面上开设排气槽排气；（3）、利用排气塞排气；（4）、强制性排气。在本设计中，利用配合间隙就可以满足排气的需要，暂无须再设计其它方式排气，若在试模过程中出现由于排气不良而产生废品，则可另开排气槽2.2 选择浇注系统浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用的利用率、成型生产效率等相关，因此浇注系统设计是模具设计的重要环节。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本规则： 排气良好 能顺利的引导熔融塑料填充到型腔的各个深度，不产生涡流和紊流，并能使型腔内的气体顺利排出。 流程短 在满足成型和排气良好的情况下，要选取短的流程来充满型腔，且应尽量减少弯折，
25、以降低压力损失，缩短填充时间。 防止型芯和嵌件变形 应尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件，防止型芯弯曲变形和嵌件移位。 整修方便 浇口位置和形式应结合塑件形状考虑，做到整修方便并无损塑件的外观和使用。 防止塑件翘曲变形 浇注系统的断面积和长度 除满足以上各点外，浇注系统的断面积和长度应尽量取最小值，以减少浇注系统占用的塑料量，从而减少回收料因为本塑件结构简单，壁厚较厚，一模成型一件制品，则采用直流道设计。2.2.1 主流道设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑料熔体的流动距离。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑
26、料熔体要冷热交替地反复接触，属于移损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式（也称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火5357HRC。主流道衬套应设置在模具的对称中芯位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线。主流道衬套形式如图22所示，图22a为主流道与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；图22b和图22 c所示为将主流道衬套和定位圈设计成a) b) c) 图 22两个零件，然后配合固定在模板上。在本设计中，为了安装与拆卸方便，所以采用图22b的形式。2.3 成型零件的结构设
27、计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶件、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲杀刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。2.3.1 凹模凹模是成型零件外表面
28、的主要零件，按其结构不同，可分为整体式和组合式两类。1、整体式凹模 整体式凹模由整快材料加工而成。2、组合式凹模 组合式凹模是指凹模由两个以上零件组合而成。按组合方式的不同分为以下几种形式：、嵌入式凹模、局部镶嵌式凹模、底部镶拼式凹模、侧壁镶拼式凹模、多件镶拼式凹模根据以上这些原则和特点，对型腔的设计提出了两种设计方案，其设计结构如下：方案（一）：如图23a所示：这种方案的特点是结构加工效率高，装拆方便，节省了模具加工需要的模具工具钢材料，适合于多型腔或大型模具。方案（二）：如图23b所示：采用的是整体式型腔结构。它的特点是结构牢固，使用中不容易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于加工困
29、难热处理不方便，整体式凹模常用在形状简单的、中小模具上。因为塑件表面轮廓简单，而且塑件又不是很大，加工后的模具也不大，为了使得加工简单和节省模具制造成本，所以决定采用整体式凹模。 图2-3a 图 2-3b 本副模具采用整体式凹模结构，由于制件结构简单，模具牢固，不易变形，制件没有拼界逢，适用用于本制件的模具。如图2-4所示： 图2-4 成型凹模模具采用无流道设计，成型凹模和定模座一体，有利于模具的加工制造，考虑要在凹模上开设冷却水道，且模具型腔较大，所以，凹模板应适当的厚一点，这样模具成本会稍微提高。加工可以直接用铣刀铣出，也可以用成型电极。为了节约成本。在这里我选用铣削加工。 2.3.2 凸
30、模和型芯凸模和型芯均是成型塑件内表面的零件。凸模一般是指成型塑件中比较大的、主要内形的零件，又称主型芯；型芯一般是指成型塑件上比较小的孔槽的零件。主型芯的结构 主型芯按结构可分为整体式和组合式两种。整体式结构牢固，但不便加工，消耗的模具钢多，主要用于工艺实验或小型模具上的形状简单的型芯。组合式型芯的优缺点和组合式凹模的基本相同。在此本人对型芯的机构提出了两种方案。方案（一）：采用整体式型芯，因为采用了整体式型芯，所以对于型芯内的结构布置就容易了许多，如水道、推出机构等的设计，因为塑件两边有凸出的台肩，所以其加工的工艺性就不好。方案（二）：经过对塑件的分析，如图2.5所示，因为塑件顶部有六个20
31、的小孔，所以对其采取分离块处理，这样的话，型芯的加工制造就容易多了，节省制造成本。在经过多方面的考虑之后，本人决定采取方案（二）的型芯结构方式。 图2-52.3.3. 凸模与固定板连接方式如图所示 ：（示意图） 图 2-6成型零部件的制造误差包括成型零部件的加工误差和安装误差，配合误差等几个方面。设计时一般应将成型零部件的制造公差控制在塑件的1/3左右，通常取IT69级，综合考虑取IT8级。2.4 合模导向机构设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的两件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式，通常采用导柱导向定位。2.4.1 导向机构的作用1、定位作用 模具闭合后，保证
32、动定模或上下模位置正确，保证形腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。2、导向作用 合模时，首先时导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入形腔造成成型零件损坏。3、承受一定的侧向压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担。需要增设锥面定位机构。4、保持运动的平稳作用。2.4.2 导柱导向机构导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。2.4.2.1 导柱导柱的结构形式 导柱的典型结构如图2-7所示。图2-7 a为带头导柱，结构简单，加
33、工方便，用于简单模具。小批量生产一般不需要导套，而是导柱直接与模板中的导向孔配合。生产批量大时，也可在模板中设置导套，只需更换导套即可；图2-7 b和图2-7 c是有肩导柱的两种形式，其结构较为复杂，用于精度要求高、生产批量大的模具，导柱与导套相配合，导套固定孔直径与导柱固定孔直径相等，两孔同时加工，确保同轴度的要求。其中图2-7c所示导柱用于固定板太薄的场合，在固定板下面再加垫板固定，这种结构不太常用。导柱的导滑部分根据需要可加工出油槽，以便润滑和集尘，提高使用寿命。a) b) c) 图 2-7在分析了以上三种导柱的特点后，因为本塑件的生产批量比较大，而塑件的精度要求也不是很高高，故导柱采用
34、图2-7 a的形式。2.4.2.2 导套导套的典型结构如图所示。图2-8a为直导套（型导套），结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；图2-8 b和图2-8 c为带头导套（型导套），结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与固定孔同时加工，其中图2-8 c用于两块板固定的场合。在本模具设计中，塑件对模具的精度要求比较高，所以我采用图2-8b（型导套）。 a) b) c) 图 2-82.5 推出机构设计塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱落的过程，使塑料件从成型零件上脱落的机构为推出机构。推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或者液压缸来完成的。
35、推出机构可按其推出动作的动力来源分为手动推出机构、机动推出机构、液压和气压推出机构。手动推出机构是模具开模后，由人工操纵的推出机构推出塑件，一般多用于塑件滞留在定模一侧的情况；机动推出机构利用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模；液压和气动推出机构是依靠设置在注射机上的专用液压和气动装置，将塑件推出或者从模具中吹出。推动机构还可以根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。另外还可以根据模具的结构特征来分类，如：简单推出机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的脱模机构；带螺纹塑件的脱
36、模机构等等。推出机构的设计原则：1 推出机构应尽量设置在动模一侧。2 保证塑件不因推出而变形损坏。3 机构简单动作可靠。4 良好的塑件外观。5 合模时的正确复位。2.5.1 推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大，因而推杆推出机构时最常见的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定，可设计成圆形、矩形等等。其中圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆合模板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换。合理地布置推杆的位置时推出机构设计中的重要工作之一，推杆的位置分布得合理，塑件就不致于变形或被顶坏。推杆应
37、设在脱模阻力大的地方；推杆应均匀布置；推杆应设在塑件强度刚度较大处；推杆的直径；推杆的形状及固定形式。2.5.2 推件板推出机构推件板推出机构是由一块于凸模按一定配合精度相配合的模板，在塑件的整个周边端面上进行推出，因此，作用面积大。推出力大而均匀，运动平稳，并且塑件上无推出痕迹。但如果型芯合推件板的配合不好，则在塑件上会出现毛刺，而且塑件有可能会滞留在推件板上。由于塑件顶部有孔，在脱模过程中制件内不易出现真空，制件容易脱出，因此模具选用推杆推出机构。 3 工作尺寸的计算和注射机的校核 3.1 成型零件的计算和选取本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸，平均收缩率平均制造公差和平均磨损率来
38、计算。查教材表1-3塑料ABS的成型收缩率为S=0.30.8，故平均我们取为Scp=0.5。考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取=/3。 图 3-11）.模具型腔的制造公差取为0.05mm，型腔长：=+-=200+-1.07=200.2型腔宽： =+- =100+-0.5 =100.132）.模具型心的制造公差取为0.05mm，型芯长：=+ =190+1.07 =191.7型芯宽度：=+ =90+0.5 =90.83小型心直径：=+ =20+0.12 =20.193）.型腔深度的制造公差取0.045mm，型腔高度：=+- =50+-0.2 =50.124）.型芯高度的制造公差取0.03
39、5mm,大型芯工作部分高度： =+ =45+0.2 =45.36 小型芯工作部分高度：=+ =5+0.2 =5.16 5）.孔间距的制造公差取制品公差的1/4，即为0.25，则/2=0.125mm孔间距：=+ 则 =50+0.125 =50.50.125 =40+0.125 =40.50.1253.1.1 型腔板尺寸的计算在确定型腔壁厚和底板厚度时，应分别从强度和刚度两方面来计算，相互校核后取其大值。在型腔的机构方式里已经采取整体式型腔，所以型腔板的壁厚和底板厚按整体式矩形型腔来计算。根据塑料成型工艺与模具设计，型腔的侧壁厚和底板厚计算如下：3.1.1.1 侧壁厚度的计算整体式矩形型腔的侧壁可
40、以看作是封闭的厚壁圆筒，侧壁在塑料熔体压力作用下变形，由于侧壁变形受到底板的约束，在一定高度h2范围内，其型腔截面积增大量较小，愈接近底板约束愈大，侧壁增大量愈小，可以近似地认为底板内壁处为零。当侧 壁高到一定界限（h2）以上时， 侧壁就不再受底板约束的影响，其半径增大量与组合式型腔相同，故高于h2的整体式矩形型腔可按组合式矩形型腔作刚度和强度计算。 图 3.2材料选用40Cr, 硬度在55HRC以上。凹模尺寸：此塑件的成型压力小于30MPA，那么尺寸计算如下根据塑料成型工艺与模具设计中表5-19列举的圆形型腔壁厚的经验数据，和塑件的长为200，宽为100，高为50mm，则有：按组合式型腔刚度
41、条件计算，型腔侧壁厚度计算公式：=式中 T型腔侧壁厚度（mm）；h凹模型腔的深度（mm）；a系数 c系数 E钢的弹性模量，取2.06105MPa；P型腔内塑料熔体压力（MPa）；取P=30MPa。型腔允许变形量（mm），由表5-12有：ABS取=0.05；则有=20.87mm按强度条件，型腔侧壁厚度计算由式（5-48）有：=h根据塑料注射模具设计， 40Cr只经过调质处理后，可取=100MPa,则有： 按强度计算 =h =50=40.6mm故有，所以按计算取数已经符合要求。故取型腔的最小壁厚不应小于40.6mm,初步定为50mm。3.1.1.2 型腔的底板厚度型腔的底板厚度按照整体式来计算，按
42、刚度条件，根据式（5-55）底板厚度为：=5.65mm按强度条件，根据式（5-56）底板厚度为：底部：按强度计算 =b=100=38.7mm因为h强h刚，所以按强度条件计算的结果来确定底板的厚度，最小厚度应大于38.7mm，考虑到要在凹模板上开设浇口和冷却水道，型腔底版厚度板初步定为50mm.3.1.2 型腔板的最小尺寸计算型腔板高度:= h凹+h底=50+50=100mm型腔板长： L=200+502=300mm型腔板宽： L=100+502=200mm因此因此，初步确定型腔板的尺寸为：300200100。3.1.3 型芯固定板尺寸的计算根据塑料成型工艺与模具设计中型芯板厚度的选取，则有：h=h塑式中 h型芯板的厚度（）；h塑塑件的高度（）；h塑=50。则有h=h塑=50=16.67mm初步选取型芯固定板厚度为：h=20mm。3.2 模架
