畢業(yè)設(shè)計設(shè)計課題U盤蓋注塑模模具設(shè)計系別專業(yè)班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師完成時間目錄摘要31塑件成形工藝性分析511塑件的分析512熱塑性塑料ABS的注射成形過程及工藝參數(shù)813ABS的性能分析92擬定模具結(jié)構(gòu)形式1021分型面位置的確定1022確定型腔數(shù)量及排列方式1223模具結(jié)構(gòu)形式的確定153注射機(jī)型號的確定1631所需注射量的計算1632注射機(jī)型號的選定1733型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核184澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計215、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算2951確定塑件尺寸公差2952型腔型芯各尺寸的計算306、模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用327、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計348、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計3681脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計原則3782塑件推出的基本方式3783塑件的推出機(jī)構(gòu)3884脫模力的計算與校核399、排氣系統(tǒng)的設(shè)計4010、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計4111模具的加工制造、裝配、調(diào)試與維護(hù)42111模具的加工制造和裝配42112模具的調(diào)試44113模具的維護(hù)與保養(yǎng)45114模具的工作過程及原理45畢業(yè)設(shè)計小結(jié)45謝辭48參考文獻(xiàn)49U盤蓋注塑模模具設(shè)計摘要U盤是當(dāng)今社會日常中必不可少的工具。U盤產(chǎn)品的外殼造型很多，市面上不斷出現(xiàn)著各種款式,U盤蓋子制品成為最常見的研究課題。U盤是閃存的一種，有小巧便于攜帶、儲存量大、價格便宜的特點。U盤蓋可用于保護(hù)U盤蓋USB接口處的磨損，延長了U盤的使用壽命。制品材料為高頻特種熱塑性塑料ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物），材料收縮率僅0407。我們通過分析和研究，參照有關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)，選定材料和有關(guān)技術(shù)參數(shù)，設(shè)計出這款U盤外殼的模具。由制品圖可知，該制品尺寸較小，形狀不規(guī)則，采用頂針推出塑件，另外，塑件表面有通孔，為使制品順利脫模而又不影響制品要求，加入一個斜頂，從而減小脫模阻力，是本模具中設(shè)計的要點。其他結(jié)構(gòu)設(shè)計在此不再贅述，詳細(xì)內(nèi)容見后面章節(jié)。關(guān)鍵詞ABS注射模一模四腔U盤ABSTRACTUDISKISANINDISPENSABLETOOLINTODAYSSOCIETY,DAILYUDISKPRODUCTSHAVEALOTOFSHELLMOLDINGONTHEMARKET,AVARIETYOFSTYLESOFPRODUCTSCONTINUETOEMERGE,UDISKCOVERPRODUCTSBECOMETHEMOSTCOMMONRESEARCHSUBJECTUDISKISONEOFAFLASHMEMORY,HAVINGALOTOFCHARACTERISTICS,SUCHASACOMPACT,EASYTOCARRY,STORAGEOFLARGEAMOUNTANDLOWPRICEUDISKCAPCANBEUSEDTOSTOPUSBINTERFACEOFTHEUDISKFROMINGWEAR,PROLONGTHESERVICELIFEOFUDISKPRODUCTMATERIALISHIGHFREQUENCYSPECIALTHERMOPLASTICABSACRYLONITRILEBUTADIENESTYRENECOPOLYMER,HAVINGSHRINKAGERATEOFONLY0407THROUGHTHEANALYSISANDRESEARCH,ACCORDINGTORELATEDLITERATURE,SELECTINGMATERIALSANDRELEVANTTECHNICALPARAMETERS,WEDESIGNTHEUDISKSHELLMOLDTHEFIGUREOFTHEPRODUCTSSHOWS,SMALLSIZEANDIRREGULARSHAPE,WEUSETHETHIMBLETOPUSHOUTOFTHEPRODUCTS,INADDITION,THESURFACEOFTHEPRODUCTSHASTHETHROUGHHOLES,INORDERTOMAKETHEPRODUCTEASYDEMOULDINGANDDOESNOTAFFECTTHEPRODUCTREQUIREMENTS,WITHASLOPINGROOF,THEREBYREDUCINGTHERELEASEOFRESISTANCE,ARETHEMAINPOINTSOFDESIGNOFTHEMOLDOTHERSTRUCTURALDESIGNWILLNOTGO,TOSEEDETAILSINLATERCHAPTERSKEYWORDSABSINJECTIONMOULDONEMODULEOFFOURCAVITIESUDISK1塑件成形工藝性分析11塑件的分析111塑件如圖1所示圖中尺寸為U盤實際測量尺寸，其尺寸公差見后面章節(jié)圖1U盤塑件產(chǎn)品圖112塑料名稱ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）113ABS的特性丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明顆粒狀，是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學(xué)腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強(qiáng)，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏小的脫模斜度。114塑件的結(jié)構(gòu)及成形工藝性分析（1）結(jié)構(gòu)分析如下該塑件作為U盤的外殼，外形為倒有圓角的抽殼不規(guī)則體，其中兩個角做了改變，為倒角和圓弧，制件內(nèi)部為一個通孔，制件的內(nèi)部倆側(cè)之間有角度要求，所以在模具設(shè)計和制造上要有精度的定位措施和良好的加工工藝以保證塑件精度。由于該U盤塑件不是很大，U盤內(nèi)成型面定位凸點采用強(qiáng)制脫模，為保證在推出時不能夠使塑件發(fā)生變形以影響外觀，所以塑件需多根推桿外加斜頂同時推出，見圖2。圖2U盤塑件頂出結(jié)構(gòu)（2）成型工藝分析如下由于制件的外表面要求平整、光潔、美觀棱角清晰；由產(chǎn)品圖得知U盤表面上部分為光滑表面，尾部為磨砂腐蝕紋，為使得塑件外表面美觀，需將分型面設(shè)置在磨砂面與光滑面的分界處，見圖3。精度等級采用一般精度IT7級；脫模斜度該塑料件高為805MM，寬度為198MM，雖然由于原料在注射時流動性比較好，但是型芯與塑件接觸面積較大,頂針頂出塑件需要克服塑件與型芯之間的摩擦力較大，因此，塑件脫模斜度為1。（3）塑件的成型工藝參數(shù)確定的三大要素溫度、壓力和時間。A溫度注射成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。料筒溫度料筒溫度的選擇應(yīng)保證塑料塑化良好順利注射，而不會引起塑料分解噴嘴溫度料筒和噴嘴溫度的選擇應(yīng)與其它工藝條件相配合。料筒和噴嘴溫度對成型條件及塑件的物理力學(xué)性能影響十分顯著。模具溫度模具溫度對塑件的內(nèi)在性能和表面質(zhì)量有很大影響。模具溫度根據(jù)塑件是否結(jié)晶、塑件的尺寸和結(jié)構(gòu)要求等條件來確定。B壓力注射成型過程中的壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，它們都直接影響塑料的塑化和塑件的質(zhì)量。塑化壓力注射過程中塑化壓力的大小是隨塑桿的設(shè)計、塑件質(zhì)量的要求以及塑件的種類等不同而異。注射壓力注射壓力的大小取決于注射成型機(jī)的類型、模具結(jié)構(gòu)、塑件壁厚、塑件種類和注射成型工藝等。C時間一次注射成型周期包括注射時間（充模時間和保壓時間）、閉模冷卻時間生產(chǎn)中充模時間為35S。注射時間中的保壓時間所占比例較大，約為20120S。在澆口處熔料凝結(jié)之前，保壓時間的長短對塑件尺寸精度有直接影響，而澆口處凝結(jié)之后則無影響。保壓時間以塑件的收縮波動范圍最小的時間為準(zhǔn)。冷卻時間取決于塑件厚度，塑件的熱性能和結(jié)晶性能，以及模具溫度。冷卻時間約為30120S。冷卻時間過長會對復(fù)雜塑件造成脫模困難。溫度、壓力和時間。這三大成型工藝控制因素都需要根據(jù)塑料品種、塑件壁厚和形狀以及模具結(jié)構(gòu)來選定。12熱塑性塑料ABS的注射成形過程及工藝參數(shù)121注射成形過程（1）成型前的準(zhǔn)備對ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥預(yù)處理（100110C）。同時，清洗料筒，對嵌件和模具進(jìn)行預(yù)熱，確定應(yīng)使用的脫模劑，在模具型腔表面均勻涂上一層脫模劑（如硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油等），以保證塑料制品的順利脫離，將原料加入料斗，對料筒加熱到預(yù)定溫度，保溫20分鐘之后，啟動螺桿對原料進(jìn)行塑化和計量。（2）注射過程塑料原料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到粘流狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、保壓、放氣和固化冷卻四個階段。（3）塑件的后處理調(diào)濕處理，即將剛脫模的塑件放入熱水中（處理溫度90100），保溫一段時間（處理時間為4小時左右），然后緩慢冷卻，這樣可以隔絕空氣，防止塑料氧化，同時，加速吸濕平衡，穩(wěn)定塑件尺寸，消除內(nèi)應(yīng)力。122ABS塑料的注射成形工藝參數(shù)（1）注射機(jī)螺桿式（2）預(yù)熱和干燥溫度8085，23H（3）螺桿轉(zhuǎn)速（R/MIN）30（4）料筒溫度（）后段150170中段165180前段180200（5）噴嘴溫度（）170180噴嘴形式直通式（6）模具溫度（）5080（7）注射壓力（MPA）60100（8）保壓壓力（MPA）60100（9）成型時間（S）注射2090；保壓05；冷卻時間20120；成型周期50100（10）后處理紅外線，烘箱，70，24H13ABS的性能分析131使用性能綜合性能良好，沖擊強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性，電性能良好。適于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件、傳動零件、家用塑料制品和電訊結(jié)構(gòu)零件。132成型性能（1）無定性料，流動性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢邊值為004毫米左右。（2）吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長時間的預(yù)熱干燥。（3）成型時宜取高料溫、高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為250）。133ABS的主要性能指標(biāo)ABS塑料主要的性能指標(biāo)密度GCM3113114收縮率0308熔點130160熱變形溫度45N/CM6598彎曲強(qiáng)度MPA80拉伸強(qiáng)度MPA3549拉伸彈性模量GPA18彎曲彈性模量GPA14壓縮強(qiáng)度MPA1839缺口沖擊強(qiáng)度KJ/1120硬度HR62862擬定模具結(jié)構(gòu)形式21分型面位置的確定211分型面的選擇原則模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面成為分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，并且直接影響著塑料熔體的流動、充填性能及塑件的脫模。分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。本次設(shè)計，分型面的選擇考慮七個方面（1）分型面應(yīng)設(shè)置在塑件外形最大輪廓處，便于脫模，否則塑件無法取出。（2）考慮塑件的外觀，使得分型面產(chǎn)生的飛邊易于清除且不影響塑件的外觀。（3）分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度要求。（4）有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。（5）分型面選擇應(yīng)考慮排氣效果，所以應(yīng)盡量設(shè)置在塑件熔體充滿的末端處，這樣分型面就可以有效排除型腔內(nèi)積聚的空氣。（6）考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響。（7）使成型零件便于加工。212分型面選擇方案此塑件分模時，動模板帶動模芯運動，使得塑件光滑面從定模板模腔中脫模，同時，頂針板接觸到注塑機(jī)的頂出裝置時動模繼續(xù)后退，塑件以及澆注系統(tǒng)凝料和推出機(jī)構(gòu)停在原處不動，從而使得頂針和斜頂將塑件頂出。在前面章節(jié)塑件成型分析中得知塑件脫模斜度為1，對于拔模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。（1）分型面選擇方案A。第一分型面與開模方向垂直。分型面的形式與位置如圖3A所示。此種分型面，在塑件部動模板型芯的接觸面積大，脫模力增大故而頂出裝置將其頂出較困難，塑件容易產(chǎn)生變形等缺陷，且分型面處產(chǎn)生的飛邊影響U盤外型美觀。（2）分型面選擇方案B。分型面與開模方向成某一角度，且成階梯曲面狀。如圖3B所示。此處分模，動模板型芯與塑件接觸面減小，脫模力減小，使得塑件容易順利脫模；而且此階梯曲面形狀的分型面，使得整個塑件的排氣間隙增加，容易排出型腔內(nèi)的氣體，避免成型不飽滿等缺陷；而且分型面處產(chǎn)生的飛邊在塑件的光滑面和腐蝕磨砂紋的分界處，容易去除且使得塑件外觀無缺陷，整個塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡單。綜上所述，分型面采用方案B，模具結(jié)構(gòu)相對簡單，脫模容易，塑件成型精度可靠，滿足塑件分型線不明顯，外觀質(zhì)量要求高，因此采用方案B。圖3分型面形式以及位置22確定型腔數(shù)量及排列方式221型腔數(shù)量的確定當(dāng)塑件分型面確定后，就需要考慮是采用單腔模還是多型腔模，型腔數(shù)的確定，主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)，該塑件生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，故可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸與塑件尺寸之間的關(guān)系，加之制造成本和經(jīng)濟(jì)利益的因素，決定選用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)形式。222型腔排列形式A型腔排列的一般原則（1）流動長度要適當(dāng)，流道廢料盡量少，澆口位置要合適統(tǒng)一，進(jìn)料要平衡，還要使型腔壓力平衡；（2）排位應(yīng)保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定距離，以滿足封膠要求；（3）排位應(yīng)滿足模具結(jié)構(gòu)等的空間要求；（4）為了使模具達(dá)到較好的冷卻效果，排位應(yīng)注意螺釘、推桿對冷卻水孔的影響，預(yù)留冷卻水孔的位置；（5）排位要盡可能緊湊，以減小模具的外形尺寸，且長寬比例要適中，同時也要考慮注射機(jī)的要求。B型腔排列形式的確定主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān),。一模多穴排位時，要考慮到進(jìn)膠的平衡性，如果有行位應(yīng)優(yōu)先考慮朝X或Y方向運動便于加工。產(chǎn)品之間沒有流到時，可適當(dāng)縮小產(chǎn)品之間的間距，最小間距可以做到50100MM，若有流到通過，則間距做到100150MM。綜合考慮上述排列原則及加工難度、經(jīng)濟(jì)性、效率、成本等因素，又由于本設(shè)計選擇的是一模四腔，故采用對稱排列，如圖4圖4型腔排列形式23模具結(jié)構(gòu)形式的確定一般來說，大中型塑件和精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的模具結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型塑件，形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。由以上的分析可知，本模具為一模四腔對稱排列結(jié)構(gòu)，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)采用頂針的頂出形式，利用頂針固定板推動頂針，然后由頂針將塑件頂出模具，由于U盤塑件尾部有凹槽，強(qiáng)制脫模時頂針頂出有很大阻力，為了更好的脫模，在塑件內(nèi)成型面加一個斜頂，U盤在頂出脫模時會沿著斜頂?shù)眯泵孢\動，從而使得脫模阻力減小。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且設(shè)在分型面上，無需側(cè)向抽芯，因此，選用單分型面注射模。圖5模具的結(jié)構(gòu)形式3注射機(jī)型號的確定注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注塑模時應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模行程等進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號和規(guī)格，設(shè)計人員必須對這些參數(shù)進(jìn)行校核，倘若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量再進(jìn)行調(diào)整。31所需注射量的計算311對塑件體積、質(zhì)量的計算對于該設(shè)計，用戶提供了塑件的圖樣及尺寸，使用UG軟件畫出三維實體圖，軟件能自動計算出所畫圖形體積，取其密度平均值1135塑件體積V12118CM3塑件質(zhì)量M1113521182404G1V312澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算可按塑件體積的06倍計算，由于該模具采用一模四腔，所以澆注系統(tǒng)凝料體積為V24V10642404065769CM3313該模具一次注射所需塑料體積V04V1V242118576914241CM3質(zhì)量M011351424116164GV32注射機(jī)型號的選定近年來我國引進(jìn)注射機(jī)型號很多，國內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注塑模設(shè)計和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計模具時，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的注射機(jī)使用說明上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上計算一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小350X300X320MM等因素，參考設(shè)計手冊初步選定型號為XSZY250型臥式螺桿注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見下表XSZY250型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)序號主要技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)數(shù)值1最大注射量/CM2502注射壓力/MPA1303塑化能力（G/S）64拉桿間距4483705鎖模力/KN18006動、定模固定板尺寸/（MMMM）5985205最大模具厚度/MM3506最小模具厚度/MM2007最大開模行程/MM5008噴嘴前端球面半徑/MMSR159噴嘴孔直徑/MM310定位圈直徑/MM12511頂出桿根數(shù)533型腔數(shù)量及注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核331型腔數(shù)量的校核（1）由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量12MKMTN上式右邊574，符合要求。式中K注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取08；M注射機(jī)的額定塑化量（G/S），該注射機(jī)用戶提供為6G/S；T成型周期，因塑件小，壁厚不大，取30S進(jìn)行校核；M1單個塑件的質(zhì)量和體積（G或CM3），取M12404G澆注系統(tǒng)塑料質(zhì)量或體積（G或CM3），取06240445769G。2M2M（2）由注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量12MKNN上式右邊814，符合要求。式中注射機(jī)允許的最大注射量（G/CM3），該注射機(jī)為250G。NM其他符號意義與取值同前。（3）由注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(chǎn)生時模具分型面脹開的力。為了夾緊模具，保證注射過程順利進(jìn)行，注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)必須有足夠的鎖模力，鎖模力必須大于脹開力。用公式表示為FPNABFP式中，F(xiàn)塑料熔體在分型面的脹開力，N；P型腔壓力，一般為注射壓力的80左右，通常取2040MPA；N型腔數(shù)量；A單個塑件在模具分型面上得投影面積，MM2；由CAD可以計算出A137059B澆注系統(tǒng)在模具分型面上得投影面積，MM2；由CAD可以計算出B2099646FP注射機(jī)的額定鎖模力，N。式中左邊13008（41370592099646）2755KN1800KN符合要求。332注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核（1）注射量校核注射量以容積表示最大注射容積為0852502125CM3式中模具型腔和流道的最大容積（CM3）；MAXVV指定型號與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（CM3），該注射機(jī)為250CM3；注射系數(shù)，取075085，該處取085。每次注射的實際注射量容積應(yīng)滿足，而14241CM3,0VMAX00V0852502125CM3,故符合要求。（2）鎖模力的校核在前面已經(jīng)進(jìn)行，符合要求。（3）最大注射壓力的校核注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力PMAX130,應(yīng)該大于注射成型所需MA用的注射壓力,即0P0MAXPKP式中安全系數(shù)，常取12514。實際生產(chǎn)中，該塑件成型時所需注射壓K力為5060。代值計算符合要求。0PMA333安裝尺寸的校核（1）噴嘴尺寸主流道的小端直徑D大于注射機(jī)噴嘴D,通常為DD051MM在該注射機(jī)中D30MM,在該模具中D35MM,符合要求。主流道入口的凹球面半徑SR0應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球半徑SR，通常為SR0SR12MM在該注射機(jī)中SR15MM,在該模具中SR016MM,符合要求。（2）定位圈尺寸該模具中定位圈安裝孔尺寸為60MM,定位圈尺寸為598MM，兩者之間從呈較10松動的間隙配合，符合要求。（3）最大與最小模具厚度參考我國塑料注塑模具模架國家標(biāo)準(zhǔn)，在2006年發(fā)布的塑料注塑模模架技術(shù)條件GB/T125562006和塑料注塑模架GB/T125552006，前者適用于模板尺寸小于560MM900MM的模架；后者適用于模板尺寸為630MM630MM至1250M1250MM的模架。本模具采用的型號為CI3030A90B80C100GB/T125562006的標(biāo)準(zhǔn)模架，模具的外形尺寸為320MM350MM，模具閉合高度H320MM查資料得XSZY250型注射機(jī)拉桿空間尺寸為448MM370MM,即動、定模模板最大安裝尺寸為448MM370MM，允許模具的最小厚度HMIN200MM,最大厚度HMAX350MM，模具最大厚度和最小厚度是指注射機(jī)移動模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時，移動模板與固定模板之間所達(dá)到的最大和最小距離，這兩者之差就是調(diào)模機(jī)構(gòu)的調(diào)模行程，即模具的外形尺寸不超過注射機(jī)動、定模模板最大安裝尺寸，該模具閉合高度及模具厚度H12580115320MM滿足HMINHHMAX的安裝條件，故該模具滿足XSZY250型螺桿式注射機(jī)的安裝要求。334開合模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核（1）開合模行程校核注射機(jī)的開模行程是有限的，取出制品所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，本模具為單分型面注射模具，XSZY250型螺桿式注射機(jī)的最大開模行程與模厚有關(guān)，校核關(guān)系為LSHMAX式中L注射機(jī)動模板的開模行程（MM）,取500MM,S移動模板行程（MM）,取55MMHMAX模具最大厚度（MM）,其值為HMAX12580115320MM，上式右邊32055500MM，符合要求。（2）推出機(jī)構(gòu)校核該注射機(jī)推出行程為60MM,大于H155MM,符合要求。以上分析證明XSZY250型螺桿式注射機(jī)能滿足要求，故可以采用。335模架尺寸與注射機(jī)拉桿內(nèi)間距校核該套模具模架的外形尺寸為320MM350MM,而注射機(jī)拉桿內(nèi)間距為448MM370MM,這兩個尺寸參數(shù)表示了模具安裝面積的大小，模具模板尺寸必須在注射機(jī)模板尺寸以及拉桿間距尺寸規(guī)定范圍之內(nèi)，模板面積大約為注射機(jī)最大成形面積的410倍。因此符合要求。注對于上面2、3、4、5的校核內(nèi)容是與后面的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計交叉進(jìn)行的，部分?jǐn)?shù)據(jù)參考后面模具設(shè)計尺寸，但為了行文整體形式與內(nèi)容的統(tǒng)一，所以將此部分內(nèi)容放在此處。4澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑料質(zhì)量影響很大，它的作用是將塑料熔體均勻地送到每個型腔，并將注射壓力有效地傳送到型腔的每個部位，以獲得形狀完整、質(zhì)量優(yōu)良的塑件。它分為普通流道系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。在設(shè)計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置,澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計時必須按如下原則1、型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。2、型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。3、系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。4、對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進(jìn)入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。41主流道的設(shè)計主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設(shè)計成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常用高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中,在臥式或立式注射機(jī)用模具中，主流道垂直于分型面。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計成圓錐形，錐度為2，過大會造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)表面的粗糙度為RA08UM,以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。411主流道尺寸主流道小端直徑D注射機(jī)噴嘴直徑（051）3（051），取D35MM主流道球面半徑為使熔融塑料完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑,主流道球面半徑SR0注射機(jī)噴嘴球頭半徑SR（12）15（12），取SR016MM球面配合高度由于小端前面是球面，其深度為35MM。取H3MM。主流道長度由實際設(shè)計的模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取L107MM主流道大端直徑MLD247TAN（半錐角為12，此模具設(shè)計中取1），724MMD澆口套總長L0107H110MM412主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口道，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼或高硬度模具鋼等，在此選擇4CR13,熱處理硬度為50HRC55HRC,如圖6所示。由于該模具主流道較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式較宜，其定位圈結(jié)構(gòu)尺寸如圖7所示。圖6澆口套結(jié)構(gòu)尺寸示意圖圖7定位圈結(jié)構(gòu)尺寸示意圖413主流道襯套的固定主流道襯套的固定形式如圖8所示圖8主流道襯套的固定形式及位置42冷料穴的設(shè)計421主流道冷料穴的設(shè)計注射機(jī)未注射塑料之前，噴嘴最前面的熔體塑料的溫度較低，形成冷凝料頭，為了防止這些冷料進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，在進(jìn)料口的末端的動模板上開設(shè)一洞穴或者在流道的末端開設(shè)洞穴，這個洞穴就是冷料穴。由于該模具為梯形不規(guī)則的分型面，冷料穴應(yīng)該開在進(jìn)料口的末端及動模板上，開模時，冷料穴中的凝料及塑件同時被頂針和斜頂推出。該模具采用Z字變異形拉料桿的結(jié)構(gòu)形式。它的作用是儲存因兩次注塑間隔而產(chǎn)生的冷料頭以及熔體流動的前鋒冷料，防止冷料進(jìn)入型腔而形成冷接縫。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端的直徑。為了使主流道凝料能順利地從主流道襯套中脫出，往往是冷料穴兼有開模時將主流道凝料從主流道拉出而附在動模一邊的作用。冷料穴位置示意圖見圖8。43分流道的設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。（1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過度。（2）分流道較長時，在分流道的末端應(yīng)開設(shè)冷料穴。對于此模來說在分流道上不須開設(shè)冷料穴。（3）分流道的位置可單獨開設(shè)在定模板上或動模板上，也可以同時開設(shè)在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。（4）分流道與澆口連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過度。431分流道的布置形式分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有平衡式和非平衡式兩種，此塑件模具中，為保證各型腔均衡送料和同時充滿整個型腔，使各型腔的塑件力學(xué)性能基本一致，采用平衡均布式。見圖9432分流道的長度根據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，分流道長度應(yīng)盡量短，且少彎折，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和能耗。分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從在輸送熔料時減少壓力損失，熱量損失和減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。根據(jù)該模具的結(jié)構(gòu)形式，由設(shè)計圖中得該模具分流道的長度為單邊為141MM，分流道總長度為L141281363MM。如圖9。圖9分流道的分布位置圖10分流道截面示意圖和與澆口的過渡連接433分流道的形狀及尺寸為了便于加工及凝料的脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。工程設(shè)計中的截面形狀應(yīng)盡量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）盡量小，在溫度較高塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。常采用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式。圓形截面的比表面積最小，但需開設(shè)在分型面的兩側(cè)，在制造時一定要注意模板上兩部分形狀對中吻合；梯形及U形截面分流道加工較易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用的形式；半圓形截面分流道需用球頭銑刀加工，其表面積比梯形和U形截面分流道略大，在設(shè)計中也有采用；矩形截面分流道因其比表面積較大，且流動阻力也大，故在設(shè)計中不常采用。為方便模具分流道的加工，開設(shè)半圓形分流道最好，其半徑為37MM。但在加工和安裝時應(yīng)注意兩個半圓的同心度和最大錯位距離。434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迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度RA并不要求很低，一般取06316，這樣表M面稍有不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。此處RA125。M44澆口的設(shè)計澆口是連接流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小且長度最短的部分，是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。其作用表現(xiàn)為由于塑料熔體為非牛頓液體，通過澆口時剪切速率增加，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高、黏度降低，從而提高了塑料的流動性，有利于充型。同時在注射過程中，塑料充型后在澆口處及時凝固，防止熔體的倒流，成形后也便于塑件與整個澆注系統(tǒng)的分離。但是澆口的尺寸過小會使壓力損失增大，冷凝加快，補(bǔ)縮困難。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。澆口截面積通常為分流道截面積的007倍009倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長度為05MM20MM。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。441澆口類型及位置的確定該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時從所提供塑件圖樣中可看出，在U盤底部光滑面與磨砂紋路分界面處設(shè)置側(cè)澆口比較合適。側(cè)澆口開設(shè)在分型面上，從型腔（塑件）外側(cè)面進(jìn)料，側(cè)澆口是典型的矩形截面澆口，能很方便的調(diào)整充模時的剪切速率和澆口封閉時間，因而又成為標(biāo)準(zhǔn)澆口。這類澆口加工容易，修整方便，并且可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活的選擇進(jìn)料位置，因此它是廣泛使用的一種澆口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具。442澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗計算（1）側(cè)澆口各數(shù)據(jù)的經(jīng)驗取值參照其它同種塑料的其他塑件產(chǎn)品的模具的澆口經(jīng)驗值初步確定側(cè)澆口各尺寸高度長度寬度MH650ML70MD32其尺寸實際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗與改進(jìn)。45澆注系統(tǒng)的平衡對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應(yīng)相同，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。46澆注系統(tǒng)凝料體積的計算461主流道凝料的體積計算322M5103507391主V462分流道凝料體積計算32M148分463澆口凝料體積計算很小，可取為0。澆V464澆注系統(tǒng)凝料體積33CM6524澆分主總5、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算塑料模具型腔在成型過程中受到塑料熔體的高壓作用，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，如果因剛度不足而產(chǎn)生撓曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響順利脫模。因此應(yīng)通過強(qiáng)度和剛度計算來確定型腔壁厚，尤其對于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能單純憑經(jīng)驗來確定型腔壁厚和底板厚度。51確定塑件尺寸公差此塑件公差等級按照MT3精度，查詢表格得知U盤塑件尺寸公差如下19819801555550114975497501842844284018854854001250350301170470401152型腔型芯各尺寸的計算所謂工作尺寸是零件上直接用來成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。（本部分計算公式均參照參考文獻(xiàn)1第253258頁）521型腔的工作尺寸的計算圖11型腔結(jié)構(gòu)尺寸示意圖（公式65）ZZXLSLSM001式中模具成型零件在常溫下的實際尺寸；塑件的計算收縮率，由查閱ABS塑件的收縮率經(jīng)驗曲線可知，此塑件的S平均收縮率為05；塑件在常溫下的實際尺寸；SL修正系數(shù)，由于實際應(yīng)用中影響模具磨損的因素復(fù)雜多變，一般不考慮X此處修正，所以X取0；Z此塑件選用IT7級，參考表1。模具成形零件的制造公差，它直接影響塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設(shè)計時，成形零件的制造公差Z可選為塑件公差的1/31/14，或選IT7級左右公差精度，表面粗糙度RA為0804UM。表1模具成形零件制造公差值型腔采用整體嵌入式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料、方便熱處理、方便日后的更換維修和方便加工制造等方面考慮。型腔工作尺寸LM1H1LM1001100058540018585001H100121000519980012199050012522型芯徑向尺寸的計算圖12型芯結(jié)構(gòu)尺寸示意圖型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)用組合式，可節(jié)省貴重模具鋼，減少加工工作量。成型塑件內(nèi)壁的大型芯裝在動模板上。型芯工作尺寸LM1H1LM100110005550015529001H1001210005482400124848100126、模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用以上內(nèi)容計算確定之后，便可根據(jù)計算結(jié)果選定模架。在學(xué)校做設(shè)計時，模架部分可參照各模板標(biāo)準(zhǔn)尺寸來繪圖；在生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)計中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式、規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號，這樣能大大縮短模具制造的周期，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。模架尺寸確定之后，對模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的剛度或強(qiáng)度的計算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其對大型模具，這一點尤為重要。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用CI3030A90B80C100GB/T125562006此種較合適的標(biāo)準(zhǔn)模架，自主設(shè)計各成型零件結(jié)構(gòu)和尺寸，并選用部分標(biāo)準(zhǔn)零部件和參數(shù)。模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有凸出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝配、調(diào)試、維修過程中，可以方便的分開兩塊模板。61定模座板（300MM350MM、厚25MM）定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為2CR13。通過4個M14的內(nèi)六角圓柱螺釘與定模板連接；定位圈通過2個M4的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為間隙配合。62定模板（300MM300MM、厚90MM）用于固定型腔和導(dǎo)套、澆口套等。定模板應(yīng)有一定的厚度和足夠的強(qiáng)度，一般用2CR13制成。最好調(diào)制處理35HRC40HRC。63動模板（300MM300MM、厚80MM）用于固定型芯和斜頂?shù)?。固定板?yīng)有一定的厚度和足夠的強(qiáng)度，一般用2CR13制成。最好調(diào)制處理35HRC40HRC。64動模座板（300MM350MM、厚25MM）動模應(yīng)具有較高的平行度和硬度。動模座板由于支撐和固定墊塊和動模板，材料為2CR13，其上的注射機(jī)頂桿孔為25MM。65墊塊（300MM58MM、厚100MM）651主要作用在動模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。652結(jié)構(gòu)形式和材料可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。墊塊材料為2CR13，也可以用HT200、球墨鑄鐵等。該模具用2CR13制造。653墊塊的高度校核H符合要求。M105204321SH式中推板的厚度，為20MM；1H推板固定板的厚度，為25MM；2推出行程，為55MM；S66頂針板（180MM300MM，厚25MM）和頂針固定板（180MM300MM，厚20MM）頂針板和頂針固定板均為2CR13。其上的中托司導(dǎo)套孔與推板導(dǎo)套采用H7/K6配合。用4個M10的內(nèi)六角圓柱螺釘將頂針板與頂針固定固定板固定。頂針板其上的導(dǎo)柱孔與頂針固定板上導(dǎo)套采用H7/F9配合。7、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時，則需設(shè)計人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計。71導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計711導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度，防止壓入導(dǎo)柱和導(dǎo)套后變形。712該模具采用4根導(dǎo)柱，為不使在裝配和維修時出錯，在均勻分布的基礎(chǔ)上把其中一根導(dǎo)柱偏移2MM。713該模具導(dǎo)柱安裝在動模板上，后面有墊塊