浴霸面罩模具設(shè)計(jì)【三維PROE分?！?/h1>
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浴霸面罩模具設(shè)計(jì)
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生： 張 恒
指 導(dǎo) 教 師： 高 征 兵
完 成 日 期： 2014年5月1日
揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院
42
摘 要
塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料。因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高質(zhì)量有很大意義。
本篇論文通過對浴霸面罩幾何形狀的分析、研究。首先確定了塑件的材料，緊接著根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀對分型面和澆注系統(tǒng)進(jìn)行了確定。通過對模具設(shè)計(jì)方案的論證，確定了型腔的布局、成型零件的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)，綜合考慮塑件的型腔布局、分型結(jié)構(gòu)、厚度要求、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等多項(xiàng)因素，選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)模架，最后對成型設(shè)備進(jìn)行了校核。
關(guān)鍵詞：分型面、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、各種校核、成型設(shè)備。
Abstract
With the development of the plastic mold industry is the development of the plastics industry . Plastics industry is an emerging industry. Since a few decades after the advent of plastic , because of its abundant raw materials , low cost and easy to produce , the plastics industry has developed rapidly, in some ways it has been replaced by a variety of non-ferrous metals , ferrous metals, cement , rubber, leather, ceramics , wood and glass , various industrial sectors become an indispensable material . Therefore, the study about the manufacturing process of injection molding of plastic products and improve the quality of a lot of sense .
Through the analysis of this paper Yuba mask geometry , study . First, determine the material of plastic parts , followed by the shape of the plastic parts according to the structure of the parting surface and pouring system was OK. Through the mold design argument to determine the layout, forming part of the structure of the cavity , the guide positioning mechanism , the introduction of the relevant parameters of the mechanism , considering the cavity layout of plastic parts , sub- type structure , thickness requirements , the size of plastic parts , cooling channel layout and many other factors to select the appropriate standard mold , the last of molding equipment was checked .
Keywords : parting surface , gating system , cooling system , a variety of checking, molding equipment.
目 錄
摘要
Abstract
第一章 緒論 1
1.1模具及模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀 1
1.2塑料成型模具的種類 2
1.3注射模具的發(fā)展方向 3
第二章 塑料成型工藝 4
2.1 一般塑料的性能及塑件材料的選擇 4
2.2確定成型方法 4
2.3注塑成型工藝過程 4
2.3.1 成型前的準(zhǔn)備工序 5
2.3.2 注塑成型過程 5
2.3.3、塑件的后處理 5
2.4塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 5
2.5 注塑成型工藝的影響因素 6
2.5.1 溫度的影響 7
2.5.2 壓力的影響 7
2.5.3 注射速度和冷卻時(shí)間的影響 7
第三章 浴霸面罩注射模具設(shè)計(jì) 8
3.1注塑成型設(shè)備 8
3.1.1注塑機(jī)結(jié)構(gòu)組成 8
3.1.2 注塑機(jī)的分類 8
3.1.3 注塑機(jī)的型號(hào)規(guī)格 8
3.2注射模具分類及典型結(jié)構(gòu) 9
3.2.1注射模分類 9
3.2.2注射模典型結(jié)構(gòu) 9
3.3浴霸面罩殼模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
3.3.1分型面位置的確定 10
3.3.2型腔數(shù)量的確定 10
3.3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11
3.3.4 成型零件設(shè)計(jì) 13
3.3.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
3.3.6 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
3.3.7 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19
3.3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 19
3.3.9 模架的尺寸計(jì)算 20
3.4 注射模具與注射機(jī)的關(guān)系 22
3.4.1 注塑機(jī)的選擇 22
3.4.2最大注射量的校核 23
3.4.3 注射壓力的校核 24
3.4.4 鎖模力的校核 24
3.4.5 安裝部分尺寸校核 25
3.4.6 開模行程的校核 25
3.4.7 注射機(jī)定位孔與模具定位圈配合校核 26
3.4.8 推出裝置的校核 26
第四章 浴霸面罩模具三維設(shè)計(jì) 27
4.1浴霸面罩三維造型及模具設(shè)計(jì) 27
4.2 模架設(shè)計(jì) 29
4.2.1 定義模具模架 29
4.2.2 添加設(shè)備 30
4.2.3 設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu) 30
4.2.4 設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng) 31
4.2.5 動(dòng)畫模擬開模.............................................................................................33
第五章 浴霸面罩注射仿真分析 34
5.1 Pro/e塑料顧問的簡介 34
5.2 塑料顧問模塊的進(jìn)入 34
5.3 分析功能應(yīng)用 35
5.4 分析結(jié)果 36
5.5分析結(jié)果的輸出 36
5.6 注射仿真分析的優(yōu)缺點(diǎn) 36
第六章 小結(jié)與展望 37
6.1小結(jié) 37
6.2展望 37
致 謝 38
參考文獻(xiàn) 39
附 錄 41
張恒 浴霸面罩模具設(shè)計(jì)
第一章 緒論
1.1模具及模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀
模具工業(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。下面對國內(nèi)外模具發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡單介紹。
1、市場規(guī)模發(fā)展
從起步到現(xiàn)在，我國模具工業(yè)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進(jìn)一步縮小?？v觀我國的模具工業(yè)，既存在著高速迅猛發(fā)展的良好勢頭，又存在著精度低、結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列不足，無法滿足整個(gè)工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。
我國模具行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)和職工總數(shù)在世界上的排名已躍居第一，生產(chǎn)銷量排名世界第三。目前，我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有3萬多家，從業(yè)人數(shù)80多萬人。2005年模具銷售額達(dá)610億元，同比增長25％；模具出口7.4億美元，比2004年的4.9億美元增長約50％，均居世界前列。
2、成型工藝現(xiàn)狀
除了液態(tài)模鍛、粉末鍛造成形工藝以外，還有多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和各種抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)取得了較大進(jìn)展；在陶瓷模具成形表面施以桂膠工藝，解決了模具的粘粉問題，同時(shí)采用磁吸技術(shù)，使其具有自動(dòng)調(diào)整間隙的功能，保證陶瓷磚面平整，簡化了模具結(jié)構(gòu)。在沖壓成形加工中，多功能復(fù)合模具逐漸增加。一副多功能復(fù)合模具除了沖壓成形零件外，還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻系、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，這種多功能復(fù)合生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件，而是成批的組裝件，可大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)及裝配周期，顯著地提高生產(chǎn)率。
3、注塑模具行業(yè)發(fā)展
模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母,所有工業(yè)產(chǎn)品莫不依賴模具才得以規(guī)模生產(chǎn)、快速擴(kuò)張,被歐美等發(fā)達(dá)國家譽(yù)為“磁力工業(yè)”。由于模具對社會(huì)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的巨大推動(dòng)作用和自身的高附加值,世界模具市場發(fā)展較快。
塑料模具工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速，早在幾年前塑料的年產(chǎn)量按體積計(jì)算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和，塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)是注塑模具，在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
4、國外發(fā)展現(xiàn)狀
隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進(jìn)展和突破，技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)成為動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長的重要因素。市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強(qiáng)產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備—模具的要求越來越苛刻 。
一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場的需要，要求模具向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益越來越顯著。塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)是注塑模具。
1.2塑料成型模具的種類
模具的類型通常是按照加工對象和工藝的不同進(jìn)行分類，從行業(yè)角度的區(qū)分來看主要有塑料模具、橡膠模具、金屬冷沖模具、金屬冷擠壓模具和熱擠壓模具、金屬拉拔模具、粉末冶金模具、金屬壓鑄模具、金屬精密鑄造模具、玻璃模具、玻璃鋼模具等等。
其中塑料模具又包括：注射模、壓縮模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、真空成型模、壓縮空氣成型模、旋轉(zhuǎn)成型模、發(fā)泡成型模和空氣輔助成型模和水輔助成型模等多種模具。
1.3注射模具的發(fā)展方向
1、設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
2、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。
3、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
4、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
5、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
第二章 塑料成型工藝
2.1 一般塑料的性能及塑件材料的選擇
一般塑料的性能：
1、PS（聚苯乙烯） PS具有非常好的熱穩(wěn)定性、透光性(透光率88%～92%)，電絕緣特性是目前最理想的高頻絕緣材料)以及很微小的吸濕傾向。能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。PS的流動(dòng)性極好。PS的最大缺點(diǎn)：質(zhì)地硬而脆，塑件由于內(nèi)應(yīng)力而易開裂。不能在高的溫度下使用，易老化。適用于制作絕緣透明件、裝飾件及化學(xué)器、光學(xué)儀器等零件。
2、PE（酚醛） PE的特點(diǎn)是軟性，無毒，價(jià)廉，加工方便，識(shí)水性小，可不用干燥，流動(dòng)性好，耐腐蝕性、電絕緣性優(yōu)良?？梢月然椪赵撔?，可用玻璃纖維增強(qiáng)。高密度聚乙烯熔點(diǎn)、剛性、硬度和強(qiáng)度較高。低密度聚乙烯柔軟性、伸長率、沖擊強(qiáng)度和透明性較好。適用于制作耐腐蝕零件、絕緣零件和薄膜等。
3、PP（聚丙烯） PP密度小，強(qiáng)度、剛度、耐熱性均由于HDPE，硬度比HDPE高，可在100℃左右使用。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫變脆、不耐磨、易老化。適用于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。
4、ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物） ABS綜合性能較好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電性能良好；易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。適用于一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件、傳動(dòng)零件和電信結(jié)構(gòu)零件。
結(jié)合浴霸面罩的特點(diǎn)，本課題選綜合性能好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度高的材料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）。
2.2確定成型方法
浴霸面罩所用材料為ABS樹脂，而該樹脂一般采用注射成型比較適宜。且浴霸面罩屬于薄壁零件，用其他的成型方法很難加工出它所需要的模具，綜上所述，還是注塑成型法比較合適。
2.3注塑成型工藝過程
2.3.1 成型前的準(zhǔn)備
為了使注射成形生產(chǎn)順利進(jìn)行和保證制品質(zhì)量，生產(chǎn)前需要進(jìn)行
1、原料預(yù)處理，對塑料原料進(jìn)行外觀檢驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)對塑料的工藝性能進(jìn)行測試；對容易吸濕的塑料，成形前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥；
2、對注射機(jī)的料筒進(jìn)行清洗或拆換；
3、預(yù)熱嵌件，以減小塑料熔體與金屬嵌件之間的溫度差；
4、選擇脫模劑，對模具進(jìn)行預(yù)熱等一系列準(zhǔn)備工作。
2.3.2 注塑成型過程
塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)加熱，塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔，其注射過程可分為充型，壓實(shí)，保壓，倒流和冷卻五個(gè)階段。
熔體經(jīng)由流道充模
vi - 螺桿速度 pi - 注射壓力 注射過程及壓力變化
A - 計(jì)量室流道 B - 噴嘴流道 C - 主流道
D - 分流道 E - 澆口 F - 型腔
2.3.3 塑件的后處理
為改善和提高塑件的性能和尺寸穩(wěn)定性，塑件經(jīng)脫模或機(jī)械加工后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?。后處理主要是指退火和調(diào)濕處理。
2.4塑件的結(jié)構(gòu)工藝性
要想獲得合格的塑料制件，除合理選用塑件的原材料外，還必須考慮塑件的結(jié)構(gòu)工藝性。塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與模具設(shè)計(jì)有直接關(guān)系，只有塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足成型藝要求，才能設(shè)計(jì)出合理的模具結(jié)構(gòu)，以防止成型時(shí)產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷及開裂等缺陷，達(dá)到提高生產(chǎn)率和降低成本的目的。塑件結(jié)構(gòu)工藝性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：壁厚、制品精度、表面粗糙度等。
1、壁厚
塑料制品的壁厚對制品質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過后，不但用料多，成本高還容易產(chǎn)生氣泡、縮化、凹陷等缺陷，而且冷卻時(shí)間長生產(chǎn)效率低（對熱塑性塑料制品而言）。壁厚過薄，成型困難，流動(dòng)阻力大，尤其是大型制品和形狀復(fù)雜制品。
制品最小壁厚的確定原則：（1）脫模時(shí)受頂出零件的推力不變形；（2）能承受裝配時(shí)緊固力。 壁厚因制品大小和塑料品種的不同而異。熱塑性塑料制品的最小壁厚可達(dá)到0.25mm，但一般在（0.6~0.9）mm之間。常用壁厚為（2~4）mm。
本課題浴霸面罩壁厚為3mm。
2、制品的精度
影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動(dòng)。另外，成型后的實(shí)效率變化和模具結(jié)構(gòu)形式對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能過高，應(yīng)在保證使用性能的情況下，盡可能選用低精度等級(jí)。
本課題采用一般精度MT3，對應(yīng)公差為0.55mm。
3、制品的表面粗糙度
塑料制品的表面粗糙度主要取決于成型模具型腔表面的粗糙度。另外，塑料品種，成型工藝以及成型模具型腔表面的磨損和腐蝕對制品的表面粗糙度也有一定的影響。一般情況下，模具型腔表面的粗糙度也有一定的影響。一般情況下，模具型腔表面的粗糙度要比所成型制品的表面粗糙度低1-2級(jí)。
本課題可選用Ra（1.6~0.2）μm。
2.5 注塑成型工藝的影響因素
注塑成型工藝的正確是為了保證熔體能良好的塑化并順利地沖模、壓實(shí)、保壓、冷卻與定型。在注射成型工藝中最重要的工藝參數(shù)是溫度、壓力和相對應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間等。
2.5.1 溫度的影響
1、在注射成形中模具溫度是由冷卻介質(zhì)（一般為水）控制的，它決定了塑料熔體的冷卻速度。
2、模溫低，冷卻速度快，但不利于成形；模溫高，制品質(zhì)量好，但生產(chǎn)率下降。
3、對于結(jié)晶型塑料，升高模具溫度能提高制品的密度或結(jié)晶度。
2.5.2 壓力的影響
1、 塑化壓力又稱背壓，是指注射機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力。
2、注射壓力是指注射時(shí)在螺桿頭部產(chǎn)生的熔體壓強(qiáng)。
3、型腔壓力是指注射壓力經(jīng)過注射機(jī)噴嘴、模具流道和澆口的壓力損失后在模具型腔內(nèi)產(chǎn)生的熔體壓強(qiáng)。
4、在注射過程中壓力與溫度是相互制約的。料溫高則所需壓力低，料溫低則所需壓力高。因此，只有在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟鹊慕M合下才會(huì)獲得滿意的結(jié)果。
2.5.3 注射冷卻速度和冷卻時(shí)間的影響
1、完成一次注射成形所需的時(shí)間稱為注射成形周期。
2、它包括加料、預(yù)塑、充模、保壓、冷卻時(shí)間以及開模、脫模，閉模及輔助作業(yè)等時(shí)間。
3、在整個(gè)注射成形周期中，注射速度和冷卻時(shí)間對制品的性能有著決定性的影響。
第三章 浴霸面罩注塑模具設(shè)計(jì)
3.1注塑成型設(shè)備
3.1.1注塑機(jī)結(jié)構(gòu)組成
根據(jù)塑料注射成形過程，一般可將注射機(jī)分為注射裝置、開合模裝置、推出機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)和電氣控制幾個(gè)部分。
3.1.2 注塑機(jī)的分類
1、按注塑機(jī)成型能力分類
類型
合模力/KN
理論注射量/
超小型
< 160
<16
小型
160~2000
16~630
中型
2000~4000
800~3150
大型
5000~12500
4000~10000
超大型
>16000
>16000
按注射機(jī)成型能力可以將注射機(jī)分為五種類型
2、按塑化方法分類
根據(jù)塑化方法的不同，通常的有柱塞式和螺桿式兩大類。
3、 按外形結(jié)構(gòu)特征分類
注射機(jī)的外形結(jié)構(gòu)對于工藝操作、生產(chǎn)效率和模具設(shè)計(jì)均有影響，按其特征分類，通常有立式注射機(jī)、臥式注射機(jī)和角式注射機(jī)三種類型。
3.1.3 注塑機(jī)的型號(hào)規(guī)格
注塑機(jī)型號(hào)規(guī)格是用來表示注塑機(jī)加工能力的，而反映注塑機(jī)加工能力的主要參數(shù)是公稱注射量和鎖模力。因此常用公稱注射容積數(shù)量和鎖模力大小來表示注塑機(jī)型號(hào)規(guī)格。公稱注射量是指注塑機(jī)在注射螺桿（或柱塞）作一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的對空注射量。鎖模力是由合模機(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊力決定的，它反映了注塑機(jī)成型制品面積的大小。
一般用注塑機(jī)的公稱注射量和鎖模力同時(shí)來表示注塑機(jī)的加工能力，并以此作為注塑機(jī)的系列規(guī)格。國產(chǎn)注塑機(jī)的型號(hào)表示為：XS-ZY-125/90，型號(hào)中：X表示（成）形（機(jī)），S表示塑料，Z表示注射，Y表示預(yù)塑式，125表示公稱注射量為125 cm，90表示最大鎖模力為90×10 kN。
3.2注射模具分類及典型結(jié)構(gòu)
3.2.1注射模分類
注射模具的分類方法很多：
1、按其所用注射機(jī)的類型分，可分為臥室注射機(jī)用的模具、立式注射機(jī)用的模具、角式注射機(jī)用的模具。
2、按所成型的塑料制品材料分，可分為熱塑性塑料注射模和熱固性塑料注射模。
3、按注射模的整體結(jié)構(gòu)分，可分為單分型面注射模、雙分型面注射模、垂直分型面注射模、有側(cè)面分型和抽芯結(jié)構(gòu)的注射模、定模有定距推板結(jié)構(gòu)的注射模、直角注射成型機(jī)上用的專用注射模、有活動(dòng)向鑲件的注射模等。
4、按澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分，可分為澆注系統(tǒng)為熱流道結(jié)構(gòu)的注射模、澆注系統(tǒng)為絕熱流道結(jié)構(gòu)的注射模、澆注系統(tǒng)為溫流道結(jié)構(gòu)的注射模。
3.2.2注射模典型結(jié)構(gòu)
在注射模的分類方法中，最常用的是按注射模具總體結(jié)構(gòu)分類。根據(jù)制品的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)的不同類型，主要有單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動(dòng)鑲件的注塑模和帶側(cè)向分型抽芯的注射模等幾種基本結(jié)構(gòu)。
3.3浴霸面罩模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)合浴霸面罩塑件三維圖（圖3-1），三維圖尺寸為長382mm，寬382mm，高84mm。進(jìn)行浴霸面罩模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，需要考慮以下幾個(gè)方面，包括分型面位置的確定、型腔數(shù)量的確定、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用及模架的尺寸計(jì)算。 圖3-1 浴霸面罩三維圖
3.3.1分型面位置的確定
常見的分型面形狀有平面、斜面、階梯面、曲面等。
分型面的選擇好壞對塑件質(zhì)量、操作難易、模具結(jié)構(gòu)及制作都有很大的影響。
通常遵循以下原則：
1、有利于脫模；
2、有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求；
3、有利于成型零件的加工制造；
4、有利于側(cè)向抽芯；
5、有利于排氣。
根據(jù)設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)一個(gè)分型面如圖3-2所示。 圖3-2 分型面
3.3.2型腔數(shù)量的確定
選擇螺桿式注射機(jī) ，型號(hào)為XS—ZY—1000
1、按注射機(jī)的最大最大注射量確定型腔數(shù)
= = 0.8×1000/657.799 ≈ 1.21
式中： K—最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8：
—注射機(jī)的最大注射量， ：
—單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量，。
2、按注射機(jī)的鎖模力大小確定型腔數(shù)
≤ （/P －）/A = (450×10/35－1860）/110677 ≈ 1.14
式中 ：—注射機(jī)的額定鎖模力；
P— 塑件熔體對型腔的平均成型壓力，P =35MPa ；
A—單個(gè)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，。
結(jié)論：通過以上兩個(gè)參數(shù)的計(jì)算得出型腔的數(shù)量在根據(jù)塑件綜合考慮得出此零件為一模一件。
3.3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)中最重要的問題之一。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，對制品質(zhì)量影響很大。它的設(shè)計(jì)合理與否直接影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工藝操作的難易。
1、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ：
（1）結(jié)合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流到布置。
（2）盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短沖模時(shí)間。
（3）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體的流動(dòng)、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，并有利于排氣和補(bǔ)縮。
（4）澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于制品分離或易于切除和修整。
（5）熔接痕部位與澆口尺寸、數(shù)量機(jī)位置有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)要預(yù)先考慮到熔接痕的部位、形態(tài)，以及對制品的影響。
(6)澆注系統(tǒng)的模具工作表面應(yīng)達(dá)到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中澆口應(yīng)有IT8以上的精度要求。
(7) 應(yīng)盡可能使主流道中心和模板中心重合，若無法重合也可以是兩者的偏離距離盡可能縮短。
2、流道及澆口設(shè)計(jì)
（1）主流道設(shè)計(jì)
主流道是連接注塑機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。
主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
1 為了便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形。其錐角α為20～40，對流動(dòng)性差的塑料，也可取30～60，過大會(huì)造成流速減慢，容易形成渦流。內(nèi)壁表面粗糙度Ra為0.63μm。
2 主流道大端呈圓角，其辦經(jīng)常取r=1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過度時(shí)的阻力。
在保證塑件成型良好的情況下，主流道的長度盡量短，否則將會(huì)使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多而影響注塑成型。
3 為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注塑機(jī)的噴嘴緊密對接。主流道對接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑，其半徑R2=R1+（1～2）mm,其小端直徑D=d+(0.5～1)mm，凹坑深度常取3～4mm。
4 由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理。如其大端兼作定位環(huán)，則圓盤凸出定模端面的長度為5～10mm，也常有將模具定位環(huán)與主流道澆口套分開設(shè)計(jì)的。
5 為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑D應(yīng)稍大與注射機(jī)噴嘴直徑d，通常為
D = d+(0.5~1) mm =7.5 +0.5 = 8 mm
主流道入口的凹坑球面半徑也應(yīng) 大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑，通常為
圖3-3 澆口套
=+（1~2) mm = 18 + 2 = 20 mm
（2）分流道設(shè)計(jì)
1 分流道的截面形狀
常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少熱損失。因此可用流道的截面積與周長比值來表示流道的效率。本設(shè)計(jì)采用半圓形分流道。
1 分流道的截面尺寸
分流道的尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積，塑件壁厚，塑件形狀，所用塑料的工藝性能，注塑速率以及分流道的長度等因素來確定。
2 分流道的布置
采用平衡式布置。平衡式布置要求從主流道到各個(gè)型腔的分流道，其長度，形狀，斷面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達(dá)到各個(gè)型腔的熱平衡和塑料流動(dòng)平衡。
圖 3-4 分流道
所以分流道的設(shè)計(jì)如右圖3-4所示。
（3）澆口設(shè)計(jì)
據(jù)對該塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選擇的澆口形式有潛伏式澆口、輪輻式澆口和點(diǎn)澆口幾種方案?。綜合對塑料成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較，確定成型該塑件的模具采用點(diǎn)澆口形式。
點(diǎn)澆口按使用位置關(guān)系可以分為兩種。一種與主流道直接相通，如圖（a）。另一種是經(jīng)分流道的多點(diǎn)進(jìn)料的點(diǎn)澆口，如圖（b）所示。
圖3-5 點(diǎn)澆口
點(diǎn)澆口的圓柱孔長L=0.5~0.75mm。直徑d通常為0.5~1.8mm，也可以由如下公式計(jì)算：
=
式中 d---點(diǎn)澆口直徑（mm)
A---型腔的表面積（mm）
C---制品壁厚的函數(shù)值
n---塑料材料系數(shù)
3.3.4 成型零件設(shè)計(jì)
1、成形零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于成型零件直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質(zhì)量直接影響道塑件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性以承受塑料的擠壓力和料流的摩擦力；材料的拋光性能要好 表面應(yīng)光潔美觀，以保證塑件表面光亮美觀、容易脫模。若成型光學(xué)用的塑件模具，型腔表面應(yīng)達(dá)到鏡面。通常成型零件都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使氣硬度達(dá)到HRC40以上。如成型產(chǎn)生腐蝕氣體的塑料，如PVC、POM、PF等，還應(yīng)選擇耐腐蝕的合金鋼或進(jìn)行鍍鉻處理。為保證成型質(zhì)量，成型部位須有足夠的尺寸精度，通?？最惲慵葹镠8～H10,軸類零件精度為h7～h10。
（1）凹模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
凹模是成型制品外表面的成型零件，是制品外表面形狀、結(jié)構(gòu)的復(fù)制。
對于本課題，選用整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凹模結(jié)構(gòu)。整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凹模，結(jié)構(gòu)簡單易于制造，也便于維修和更換，一致性較好。凹模的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。
（2）凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
凸模即成型塑料制品內(nèi)表面的型芯。
對于本課題，選用整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凸模。整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凸模，結(jié)構(gòu)簡單易于制造，也便于更換。凸模的結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。
圖 3-6 凹模
圖3-7 凸模
2、成形零件工作尺寸計(jì)算
(1) 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算。查書得 ABS的收縮率為
S=0.3%~0.8%，故平均收縮率為：
=(+)/2×100%=(0.003+0.008)/2×100%=0.55%
根據(jù)塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取δ= (1/6)Δ
(2)凹模尺寸的計(jì)算
1 凹模徑向尺寸計(jì)算
=[+－（0.5~0.8）Δ]
=[382 + 382×0.55%－(0.5~0.8)×0.55]=383.7mm
式中 Δ、Δ —— 塑件上相應(yīng)尺寸的公差（下同）；
、 d——塑件上相應(yīng)尺寸制造公差，對于中小型塑件取
=Δ=0.092mm（下同）；
由前面算得Δ=0.55mm， Δ=0.55mm。
2 凹模深度尺寸計(jì)算
H=[H+－Δ]=[84+84×0.55%－×0.55]=84.09mm
(3) 凸模尺寸計(jì)算
1 凸模徑向尺寸計(jì)算
=[+－（0.5~0.8）Δ]
=[376+376×0.55%－(0.5~0.8)×0.55]=377.63mm
2 凸模深度尺寸計(jì)算
H=[H+－Δ]
=[81+81×0.55%－×0.55]=81.07mm
(4) 型腔壁厚及底板厚度計(jì)算
1 凹模側(cè)壁厚度
h =
=
= 4.0~5.6mm
2 根據(jù)剛度公式可得底板厚度
圖3-8 矩形整體式型腔
H =
== 6.6~9.2mm
上①、②兩式中，L是型腔長度L=382mm；a是型腔深度a=84mm；b是型腔寬度b=382mm；c是L/a決定的常數(shù)；'c是L/b決定的常數(shù)；E是彈性模量，鋼材取 2.1×10MPa ；δ是允許變形量；P是型腔內(nèi)熔體壓力，一般取25~45MPa。
最終選用型腔厚度為49mm，底板厚度為16mm.
模具組件（凹凸模）尺寸，凹模尺寸為，480長mm，寬480mm，高100mm，型腔深84mm；凸模長480mm，寬480mm，高171mm，型芯高81mm。
3.3.5 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)、定模或在上、下模合模時(shí)，正確的定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有定位、導(dǎo)向和承受一定的側(cè)向壓力三點(diǎn)作用。
導(dǎo)柱常見的結(jié)構(gòu)形式有帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。有時(shí)為減小導(dǎo)柱與導(dǎo)柱孔間的摩擦，在導(dǎo)柱的工作部位設(shè)置粗油槽來存儲(chǔ)潤滑劑。導(dǎo)柱的直徑可由模板外形尺寸確定。導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。為了保證動(dòng)模和定模只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置方式采用等直徑導(dǎo)柱的不對稱布置或者不等直徑的對稱布置。
本設(shè)計(jì)采用等直徑的不對稱布置，導(dǎo)柱形式為帶頭導(dǎo)柱，公稱直徑d=25mm。
3.3.6 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
把注塑成型后的塑件及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注塑機(jī)上的頂桿或液壓缸來完成的。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)，直接影響到成型塑件的質(zhì)量。
1、推出機(jī)構(gòu)總的設(shè)計(jì)要求為：
（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能設(shè)置在動(dòng)模上，以便利用注射機(jī)驅(qū)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，當(dāng)塑件因形狀等關(guān)系不能保證留在動(dòng)模端時(shí)，則須采用強(qiáng)留措施，或在定模上設(shè)置推出機(jī)構(gòu)；
（2）推出機(jī)構(gòu)須動(dòng)作可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、制造方便、維修與更換容易；
（3）根據(jù)塑件的尺寸、形狀及塑件材料等選用推桿、推桿的位置及數(shù)量，以保證塑件不發(fā)生變形、破裂、擦傷以及外觀、精度等質(zhì)量要求。因此，推桿應(yīng)設(shè)置在塑件承力較大的位置；
（4）對塑件推出阻力較大的部位，須有足夠的推出力，以保證塑件各部位均勻推出；
（5）推桿孔須與推板運(yùn)動(dòng)方向平行，與推桿的配合不能過緊或過松，避免推桿折損或產(chǎn)生毛邊，造成不易推出，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用H7／f6配合。
由于浴霸面罩塑料件壁薄，不宜采用推桿，所以浴霸面罩的頂出機(jī)構(gòu)采用如圖3-9所示的成型零件作為頂板推出機(jī)構(gòu)。 圖3-9 推件板
2、脫模阻力的計(jì)算
脫模力是指將塑件從抱緊的型芯上脫出時(shí)所需克服的阻力。
F=+ 0.1A
==64182.81N
式中 δ——是推件板中心所允許的最大變形量,δ=0.092mm；
E——是推件板材料的彈性模量（MP），E=2.1×Mp；
L——是塑件對型芯的包容長度，L=382mm；
S——是塑料的平均成型收縮率，S=0.55%；
ψ——是模具型芯的脫模斜度，μ=0.3；
f——是塑件與型芯之間的靜摩擦系數(shù)，取f=0.15；
μ——是塑料的泊松比，μ=0.3；
K=fsinψcosψ≈1是無因次系數(shù)；
A是盲孔塑件型芯的脫模方向上的投影面積，通孔塑件A=0；
3、推件板厚度的計(jì)算
因?yàn)樗芗M截面為矩環(huán)形，根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算來確定推件板厚度較為復(fù)雜，若根據(jù)剛度計(jì)算來確定，則推件板厚度公式為
S=0.54 =0.54×400×=44.4mm
式中 ——是推件板長度方向上兩推桿間的最大距離（mm），=400mm ；
B——是推件板寬度（mm），B=382mm；
δd——是推件板中心所允許的最大變形量，δ=0.092mm ；
E——是推件板材料的彈性模量（MP），E =MP ；
F——是最大脫模力（N），F(xiàn)= 64182.81N。
這里取推件板厚度為45mm
4、 推桿的設(shè)計(jì)
推桿又稱頂桿，在注射模中應(yīng)用很廣泛。
（1）推桿的形式
推桿形式很多，有圓推桿，矩形推桿，階梯推桿，盤形推桿，這里采用圓形推桿，該種推桿結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用最為廣泛，對中小型模具，其直徑d一般為2.5~12mm。
（2） 推桿的布置
本設(shè)計(jì)采用推桿結(jié)合推件板推出塑件，為保證塑件成型質(zhì)量和順利脫模，推桿數(shù)量n=4，推桿位置均勻布置在推件板四周。
（3） 推桿的尺寸
推桿長度由模板厚度、推出距離確定。推桿直徑d的確定可根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式求得：
d =ψ =1.5×（） =11.85mm
式中 ψ y——是安全系數(shù)，取ψ=1.5 ；
L——是推桿的長度，L=355mm；
n是推桿根數(shù)n=4，E是推桿材料的彈性模量（MPa）。
因?yàn)橥茥U前端采用螺紋與推件板固定，這里推桿直徑取d=28mm，螺紋部位直徑取d=20mm。
（4）復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
為了進(jìn)行下一循環(huán)的成型，脫模推出機(jī)構(gòu)在完成塑件的頂出動(dòng)作后必須回到初始位置。常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位和復(fù)位桿復(fù)位兩種，本設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位設(shè)計(jì)。復(fù)位桿一般為4根，對稱布置在推出板得四周，直徑根據(jù)模具的大小確定。本設(shè)計(jì)復(fù)位桿直徑為35mm。
3.3.7 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
注射成型時(shí)向模具注射200℃左右的塑料熔體，使熔體在模具內(nèi)冷卻定型，所以模具在成型過程中還起著熱交換的作用。模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接影響著塑件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。成型的塑料品種不同，塑件的質(zhì)量要求不同，對模具的溫度要求也不同。對于多數(shù)塑件來說，要求的模溫不高，則模具僅設(shè)置冷卻系統(tǒng)即可。
1、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
（1） 冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu)；
（2） 合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離；
（3）澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻；
（4）應(yīng)避免將冷卻水道開在塑件熔接痕處，并注意干澀及密封等問題；
在本課題中采用通過冷卻水道來調(diào)節(jié)模具的溫度。
2、冷卻回路的布置
模具冷卻回路的形式應(yīng)根據(jù)塑件的形狀、型腔內(nèi)溫度分布及澆口位置等情況設(shè)計(jì)成不同的形狀。通常有型腔冷卻和型芯冷卻兩種回路的結(jié)構(gòu)形式。
（1） 型腔冷卻回路 在型腔上方定模板上鉆孔，鉆出兩條平行對稱水道，外部設(shè)置進(jìn)出水接頭。
（2）型芯冷卻回路 在型芯上定模板四周鉆孔，冷卻水在定模板水道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。
3.3.8 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用
模架是指由模板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套和復(fù)位桿等零件組成。標(biāo)準(zhǔn)模架則是由結(jié)構(gòu)、形式和尺寸都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化并具有一定互換性的零件成套組合而成的一類模架。GB/ T12555–2006《塑料注射模模架》于2007年4月1日起實(shí)施，用于取代原來GB T12556.1–1990《塑料注射模中小型模架》模架國家標(biāo)準(zhǔn)。國標(biāo)中模架的形式由其品種、系列、規(guī)格以及導(dǎo)柱導(dǎo)套的安裝形式等項(xiàng)內(nèi)容決定。模架的品種是指模架的基本構(gòu)成形式,每一模架型號(hào)代表一個(gè)品種。模架型號(hào)以模具所采用的澆口形式、制件脫模方法和動(dòng)定模板組成數(shù)目,分為基本型4 種和派生型9種兩類共13 種。基本型模架如圖3-10所示，派生型模架如圖3-11所示。
圖3-10基本型模架結(jié)構(gòu)(A1～A4)
圖3-11 派生型模架結(jié)構(gòu)(P1～P9)
在本課題中選用如圖3-12所示的點(diǎn)澆口模架，定模和動(dòng)模均為兩塊模板,采用推板推出機(jī)構(gòu)。
1-支撐板 2-動(dòng)模墊板 3-動(dòng)模板
4-定模墊板 5-導(dǎo)桿 6-銷
7-彈簧 8-上模座板 9-推件桿墊板10-推件桿固定板 11-頂桿 12-導(dǎo)桿13-定模 14-鏈板 15-導(dǎo)套 16-澆口襯套 17-型芯
圖3-12 點(diǎn)澆口模架
3.3.9 模架的尺寸計(jì)算
中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇方法有兩種經(jīng)驗(yàn)法，在這里選擇一種計(jì)算即可。當(dāng)型腔帶鑲件時(shí)，根據(jù)制品的外形尺寸（平面投影面積與高度）以及制品本身結(jié)構(gòu)，可以確定鑲件的外形尺寸，然后再按經(jīng)驗(yàn)確定模架的大小，具體辦法見圖3-13。
圖3-13(a)C型（無支承板）（b）A型（有支承板）
1、通過計(jì)算可得，該產(chǎn)品的投影面積S=382×382=145924 mm2
選擇A型結(jié)構(gòu)，可手冊查得：A = 115 mm，D = 56 mm
則模具寬度W=（115+56）×2 +382 = 724mm
長度L=（115+56）×2 +382= 724 mm
2、動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算
動(dòng)模墊板厚度和所選模架的兩個(gè)墊塊之間的跨度有關(guān)，根據(jù)前面的型腔布置，模架應(yīng)選在初選標(biāo)準(zhǔn)模架：W×L = 750 mm×750 mm這個(gè)范圍內(nèi)，墊塊之間的跨度大約為750mm-300mm-250mm=200mm。那么，根據(jù)型腔布置及型芯對動(dòng)模墊板的壓力就可以計(jì)算得到動(dòng)模墊板的厚度，即
H = 0.54L
=101.52mm
式中 δd——?jiǎng)幽|板剛度計(jì)算許用變量δ= 25=25×0.001427=0.036 mm=，=′ ==（0.45×170+0.001×170）um = 0.001427um
′= L ——兩個(gè)墊塊之間的距離，約200mm；
L1——?jiǎng)幽|板的長度,為800mm。
取型芯所受壓力的面積A=145000
動(dòng)模墊板可按標(biāo)準(zhǔn)厚度取120mm
考慮冷卻水道，取模架尺寸為800×800，模架的尺寸規(guī)格見表3-1
表3-1 模架尺寸
模板名稱
模板尺寸
模板名稱
模板尺寸
上模座板
850×900×40
支撐塊
850×800×200
定模板
850×800×100
推桿固定板
850×550×40
動(dòng)模板
850×800×100
推桿墊板
850×550×40
動(dòng)模墊板
805×800×120
下模座板
850×900×40
由表3-1計(jì)算出模架的高度為600mm。
3.4 注射模具與注射機(jī)的關(guān)系
注射模具是安裝在注射機(jī)上使用的。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，除了應(yīng)掌握注射成型工藝過程外，還應(yīng)對所選用注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)有全面的了解，才能生產(chǎn)出合格的塑料制件。下面討論它們的相互關(guān)系。
3.4.1 選擇注塑機(jī)
每副模具只能安裝在與其相適應(yīng)的注塑機(jī)上生產(chǎn)，才能穩(wěn)定地生產(chǎn)出合格的制品，那么根據(jù)現(xiàn)有的模具來選擇機(jī)臺(tái)，或根據(jù)現(xiàn)有的機(jī)臺(tái)來設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)詳細(xì)地了解注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范，使之相配。
1、零件體積及質(zhì)量計(jì)算
在Pro/E中繪制制件圖通過Pro/E造型分析得到制件體積為=526.239。
2、在分型面上的投影面積：應(yīng)用Pro/E中的“分析”“測量”“區(qū)域”命令求得：A=112530。
3、為保證正常的注射成型，注射機(jī)最大注射量應(yīng)稍大于制品的重量或體積(包括澆注系統(tǒng)凝料的體積)。通常注射機(jī)實(shí)際注射量最好在注射機(jī)最大注射量的80%以內(nèi)。
計(jì)算制件所需注塑量m及理論注塑容積V
根據(jù)已確定的型腔數(shù)和每個(gè)塑件的容積，以及估算的澆注系統(tǒng)，凝料容積，確定注塑機(jī)的公稱注塑量(ρ取1.05)：
× 0.8 ≥ +
==657.799
根據(jù)上述條件選擇注塑機(jī)的機(jī)型為XS—ZY—1000。注塑機(jī)的參數(shù)如下表所示
XS—ZY—1000注塑機(jī)參數(shù)
螺桿（柱塞）直徑/mm
? 85
注射容量/
1000
注射壓力/(Pa)
1210
鎖模力/(N)
450
最大注射面積/
1800
模具厚度/mm
最大
700
最小
300
模板行程/mm
700
噴嘴
球半徑/mm
18
孔直徑/mm
?7.5
定位孔直徑/mm
?150
頂出
中心孔直徑/mm
兩側(cè)
孔徑/mm
?60
孔距/mm
800
3.4.2最大注射量的校核
為保證正常的注射成型，注射機(jī)最大注射量應(yīng)稍大于制品的重量或體積(包括澆注系統(tǒng)凝料的體積)。通常注射機(jī)實(shí)際注射量最好在注射機(jī)最大注射量的80%以內(nèi)。 根據(jù)已確定的型腔數(shù)和每個(gè)塑件的容積，以及估算的澆注系統(tǒng)，凝料容積，確定注塑機(jī)的公稱注塑量：
ρ取1.05
× 0.8 ≥ +
==657.799≤1000
所以注射量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.4.3 注射壓力的校核
注射機(jī)的額定注射壓力即為他的最高壓力，應(yīng)大于注射機(jī)成形時(shí)所需調(diào)用的注射壓力。
≥=1.25×100=125MPa
式中 —安全系數(shù)，常取K=1.25~1.4。
成形時(shí)所需注射壓力，在實(shí)際生產(chǎn)中大致在70~100MPa
3.4.4 鎖模力的校核
鎖模力又稱合模力，是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力。當(dāng)注射成型時(shí)，熔體不斷充滿型腔，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力將使模具沿著分型面脹開，為保證注射成型的順利進(jìn)行，注射機(jī)的鎖模力必須大于制品和流道在分型面上的投影面積之和乘以型腔的平均計(jì)算壓力。
F≥
式中 F—注射機(jī)的額定鎖模力（KN）
A—制品和流道在分型面上的投影面積之和（）
—型腔的平均計(jì)算壓力（MPa），ABS取35MPa
K—安全系數(shù)，通常取K=1.1~1.2。
A=399×399－4×3.14×－3.14×+158×6×2－6×6=112530
F=1.1×112.53×35=4332.4KN<4500KN
所以鎖模力符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.4.5 安裝部分尺寸校核
1、噴嘴尺寸
如圖3-17所示，注射機(jī)噴嘴頭部的球面半徑應(yīng)與模具主流道始端的球面半徑R吻合，