【導(dǎo)讀】注射成型是塑料制品最常用的成型方法。本次設(shè)計(jì)為遙控器的注射模具設(shè)。此塑件為薄壁零件，設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要是頂出方式和澆注形式的。通過本次設(shè)計(jì)對(duì)注塑模具有了大概的了解，加強(qiáng)了對(duì)塑料模具成型原理的。理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。型腔材料的需用壓力

　　

【正文】 熔融塑料的流動(dòng)末端，以便于模具型腔內(nèi)氣體的排出。 f. 選擇分型面時(shí)應(yīng)使模具零件易于加工，減小機(jī)加工的難度，要使模具加工工藝最簡(jiǎn)單。 鑒于以上要求，本模具的分型面設(shè)在動(dòng)定模的結(jié)合面 處。西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 成型零件應(yīng)具備的性能 由于成型零件的質(zhì)量直接影響到塑件的質(zhì)量，且與高溫高壓的塑料熔體接觸，所以必須具備一下性能： a. 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受塑料熔體的高溫和高壓。 b. 具有足夠的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨損。 c. 具有良好的拋光性能和耐腐蝕性能。 d. 零件的加工性能好，可淬性良好，熱處理變形小。 e. 成型部位須有足夠的位置精度和尺寸精度。 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔，是成型塑件表面形狀的模具零部件。按結(jié)構(gòu)不同可分為五種： a. 整體式凹模 它是由整塊材料加工制成。整體式凹模的強(qiáng)度高，成型的塑表面光滑無痕跡，但模具加工困難，熱處理變形大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，適用于中小型簡(jiǎn)單模具。 b. 整體嵌入式凹模 經(jīng)常應(yīng)用于多型腔模具，凹模常加工成帶臺(tái)階的鑲塊，從凹模固定板下部嵌入，或者凹模與凸模固定板采用過盈配合，用螺釘連接在固定板上，凹模如果是回轉(zhuǎn)體，還需要銷釘或平 鍵定位止轉(zhuǎn)。整體嵌入式凹模加工和安裝容易，熱處理變形小，便于凹模損壞時(shí)的更換和維修，成型后的塑件如有毛刺扥缺陷時(shí)，有利于脫模和后處理。 c. 鑲嵌式凹模 有的模具采用局部鑲嵌式凹模，對(duì)于大型模具或形狀復(fù)雜的模具，為了便于機(jī)械加工或熱處理，而采用大面積鑲嵌式凹模。局部鑲嵌的凹模一般都是凹模的易損部分或難于加工成型的部分，凹模鑲嵌的配合表面要磨平、拋光，以減少塑件成型時(shí)的表面毛刺，保證塑件表面質(zhì)量。 d. 四壁拼合式凹模 弱國(guó)矩形凹模巨大且復(fù)雜，可將底部和四壁分別加工，經(jīng)研磨后嵌入模套，側(cè)壁之間采用扣鎖 連接，以保證連接的準(zhǔn)確性。 e. 拼塊式凹模 對(duì)于有側(cè)凹的圓形塑件要采用側(cè)向分型機(jī)構(gòu)，以便塑件順利從凹模取出，凹?？捎袃蓧K或多塊拼合而成 [20]。 本模具為外形復(fù)雜且型腔較多的中小型塑件，故采用嵌入式凹模。 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 型芯是成型塑件內(nèi)表面的模具零件，根據(jù)成型情況不同，型芯可分為一下結(jié)構(gòu)形式： a. 整體型芯 整體型芯是在型芯固定板或型腔上直接加工出型芯，這種型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型的塑件質(zhì)量好，但模具的加工難度大，適用于內(nèi)形簡(jiǎn)單、深度不大的型芯設(shè)計(jì)。 b. 鑲嵌式型芯 在多型腔模具 中常常將型芯加工成帶臺(tái)階的型芯，鑲嵌到型芯固定板上，如型芯為回轉(zhuǎn)體且有不對(duì)稱凹槽或凸起，需要加銷釘定位止轉(zhuǎn)。 當(dāng)型芯細(xì)小時(shí)，可采用過盈配合，鉚接或樹脂粘結(jié)的方法將型芯與固定板連接起來。 c. 組合式型芯 對(duì)于形狀較為復(fù)雜的型芯通常用兩個(gè)或多個(gè)型芯共同組合而成，這種方法可以講復(fù)雜型芯簡(jiǎn)單化，使加工難度降低，也有利于型芯的拋光。它需求各型芯配合面要平整，與型芯固定板的配合要緊密，不要是用銷釘或螺釘固定連接 [21]。 型芯結(jié)構(gòu)同型腔結(jié)構(gòu)類似，亦采用嵌入式凸模。 成型零件工作尺寸計(jì)算 注塑模成型 零件工作尺寸，是指成型零件上直接成型塑件的型腔尺寸。由于塑件在高壓和熔融溫度下充模成型，并在模具溫度下冷卻固化，最終在室溫下進(jìn)行尺寸檢測(cè)和使用。因此，塑料制品的形狀和尺寸精度的獲得，必須考慮物料的成型收縮率等眾多因素的影響。成型零件的工作尺寸主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形的長(zhǎng)度和寬度尺寸）、型腔的深度和型芯的高度尺寸、型腔（型芯）與型腔（型芯）的位置尺寸等。在模具設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸、精度來確定模具成型零件的工作尺寸和精度。 影響塑件尺寸和精度的因素 a. 成型收縮率 塑料 成型后的收縮率與塑料的材料、塑件的結(jié)構(gòu)、模具的結(jié)構(gòu)以及成型的工藝條件等因素有關(guān)，因此，在實(shí)際工作中，成型收縮率的波動(dòng)很大，從而引起塑料尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為： 式中 ——塑料收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差， mm； ——塑料的最大收縮率， %； ——塑料的最小收縮率， %； ——塑件尺寸， mm。 s?maxSminSsL（ ） m ax m in()ssS S L? ??西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 3??Z?一般情況，由成型收縮率波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的 1/3 以內(nèi)。 b. 模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一，模具成型零件的制造誤差越小，塑件的尺寸精度越高，但是模具零件的加工困難，制造成本和加工周期也會(huì)加大加長(zhǎng)。實(shí)踐證明，如果模具成型零件的制造誤差在 IT7～ IT8 級(jí)之間，成型零件的制造公差占塑件尺寸公差的 1/3。 c. 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(dòng)的沖刷、脫模時(shí)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模具成型零件表面粗糙度提高而要求重新拋光等，均可造成模具成型零件尺寸的變化，凹?；蛐颓怀叽缱兇?，凸?；蛐托境叽缱冃?。這種由于磨損造成的模具成型零件尺寸的變化值與塑件的產(chǎn)量、塑料原料及模具都有關(guān)系，當(dāng)塑件產(chǎn)量較大時(shí)，模具表面耐磨性要好（如采用高硬度材料，模具表面鍍硬金屬層，表面滲氮處理等）。對(duì)于中小塑件，模具的成型零件最大磨損可取塑件公差的 1/6，而大型塑件，模具的成型零件最大磨損應(yīng)取塑件公差的1/6 以下。 d. 模具安裝配合的誤差 模具的成型零件由于配合間隙的變化，會(huì)引起塑件的尺寸變化。模具的配合間隙誤差應(yīng)不影響模具成形零件的尺寸精度和位置精度 [22]。 成型零件工作尺寸的計(jì)算 在計(jì)算成型零件工作尺寸時(shí)要用到塑料的平均收縮率 S。平均收縮率 S 的計(jì)算用到公式 公式中 1S 塑料的最大收縮率； 2S 塑料的最小收縮率。 (1)型腔徑向尺寸的計(jì)算 其中， SL 塑件的最大尺寸； S 塑件的平均收縮率； ?塑件的公差； Z? 型腔的上偏差， ZSLLLSSM???????? ???? 043() 2 21 SSS ??() 西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 3??Z?(2)型腔深度尺寸的計(jì)算 其中 , SH 塑件的最大高度； S 塑件的平均收縮率； ?塑件的公差； Z? 型腔的上偏差， 型腔的徑向尺寸如下 表 所示 表 型腔的徑向尺寸 塑件基本尺寸 L 塑件的公差? 成型零件的上偏差 Z? 型腔的工作尺寸 ML 66 ? 8 ? 7 ? 6 ? 9 ? 14 ? 12 ? 10 ? 4 ? 13 ? 21 ? 17 ? 11 ? 22 ? 58 ? 型腔深度尺寸如下 表 所示 表 型腔深度尺寸 塑件基本尺寸 L 塑件的 公差? 成型零件的上偏差 Z? 型腔深度尺寸MH ? 1 ? 4 ? ZSSM HHH???????? ???? 032 mm () mm 西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 3??Z?其中 通過所計(jì)算的型腔公差與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)比較，型腔按 IT10 級(jí)制造。型腔的二維 圖如下圖 ： 圖 （ 3）型芯徑向尺寸的計(jì)算 其中， SL 塑件的最大尺寸； S 塑件的平均收縮率； ?塑件的公差； Z? 型腔的上偏差， (3)型芯高度尺寸的計(jì)算 % 21 ???? ? SSS表（ 52） 043 ZSLLL SSM ???????? ????() 西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 3??Z? 其中 , SH 塑件的最大高度； S 塑件的平均收縮率； ?塑件的公差； Z? 型腔的上偏差， 型芯的工作尺寸如下 表 53 所示 表 52型芯高度尺寸 mm 塑件基本尺寸 L 塑件的公差? 成型零件的上偏差 Z? 型腔的工作尺寸 ML 型腔的高度MH 7 0 ? 0 ? 32 0 ? 0 ? 21 0 ? 0 ? 14 0 ? 0 ? 其中 通過所計(jì)算的型腔公差與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公差等級(jí)比較，型腔按 IT10 級(jí)制造。 成形型腔壁厚的計(jì)算 矩形型腔側(cè)壁受內(nèi)壓作用發(fā)生膨脹變形的情況與圓形型腔不同。矩形型腔在受內(nèi)壓作用時(shí)，型腔不僅向四面膨脹，而且型腔側(cè)壁還會(huì)發(fā)生彎曲變形。變形最大處為模具型腔側(cè)壁中間處。矩形型 腔側(cè)壁厚度的確定，如果按照實(shí)際受力與變形狀態(tài)計(jì)算，是非常復(fù)雜的，通常是對(duì)矩形型腔受力與變形情況進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后由簡(jiǎn)化模型來計(jì)算。常用的簡(jiǎn)化模型有以下三種： 將矩形型腔側(cè)壁看成兩端固定的梁； 將矩形型腔側(cè)壁看成兩端鉸支的梁； 將矩形型腔側(cè)壁看成一整體框架。 在這三種簡(jiǎn)化模型中，第二種模型未考慮型腔角部對(duì)側(cè)壁變形的限制，因此計(jì)算出的型腔側(cè)壁厚度值偏大。第三種模型雖然是一種較理想的計(jì)算模型，但計(jì)算過程復(fù)雜，使其應(yīng)用受到限制。因此，實(shí)用上常按第一種模型計(jì)算 [23]。 本次所設(shè)計(jì)注射模具，模具的型腔和底部不是一體的， 所以，可按照以下公式計(jì)算： % 21 ???? ? SSS)(323 4 mmEbPaLh ?? （ ） () 032ZSSM HHH ???????? ????西安工業(yè)大學(xué) 北方信息工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 式中 P ——型腔壓力，一般取 240～ 450 公斤 /厘米 178。； L ——型腔長(zhǎng)邊的邊長(zhǎng)（厘米）； a ——受壓力部分的高度（厘米）； E ——彈性模數(shù)，鋼為 610 （公斤 /厘米 178。）； b ——型腔高度（厘米）； ? ——允許變形量（厘米）。 由于設(shè)計(jì)的零件尺寸太小，所以壁厚絕對(duì)滿足設(shè)計(jì)要求尺 寸，故設(shè)計(jì)合理。 )( 3 6 43 4 cmEbpaLh ????? ???? ?6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30 6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)模和定模的開合模導(dǎo)向以及脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 在注射模中，指引動(dòng)模與定模之間按一定的方向閉合和定位的裝置，稱之為 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。因此，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能有： a. 定位作用 為避免模具在裝配時(shí)，因方向搞錯(cuò)而損壞成型零件，并在模具閉合后，使型腔在工作過程中能保持正確形狀和位置；確保塑件壁厚的均勻性。 b. 導(dǎo)向作用 在動(dòng)模向定模閉合行進(jìn)中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)首先 接觸，引導(dǎo)動(dòng)、定模沿準(zhǔn)確方向和位置閉合，避免凸模首先進(jìn)入型腔而發(fā)生損傷事故。為此，導(dǎo)柱必須比凸模端面高出 6～ 8mm。 c. 承受一定側(cè)壓力 高壓塑料熔體注入型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生單向側(cè)壓力。或由于型腔側(cè)面不對(duì)稱；或由于模具的中心與分型面上成型的幾何中心不一致，會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，均須由合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來承擔(dān)。但當(dāng)單向側(cè)壓力過大時(shí)，需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)來承擔(dān)。 d. 支撐定模型腔板或動(dòng)模推件板 對(duì)于雙分型面注射模，導(dǎo)柱還需支撐定模型腔板的重力，也對(duì)此板導(dǎo)向和定位。對(duì)于脫模機(jī)構(gòu)中設(shè)置的導(dǎo)柱，也有此種功能 [24]。 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)主要零件，分別安裝在動(dòng)、定模兩邊。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) a. 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 導(dǎo)柱的直徑 由 模具大小而定，但必須具有足夠的抗彎強(qiáng)度，且表面要耐磨，芯部要堅(jiān)韌，因此導(dǎo)柱的材料多半采用低碳鋼（ 20）滲碳淬火處理，硬度為 50～ 55HRC。也可直接采用 T8A 碳素工具