摘要 本課題主要是針對(duì)盒蓋的模具設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，同時(shí)并簡(jiǎn)單的編制了模具的加工工藝。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點(diǎn)澆口的雙分型面注射模具。由于塑件內(nèi)側(cè)有四個(gè)小凸臺(tái)，無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱，固采用活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)形式。其優(yōu)點(diǎn)在于簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，使模具外形縮小，大大降低了模具的制造成本。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到盒蓋的質(zhì)量和加工工藝要求。
關(guān)鍵詞 塑料模具 精密塑膠非標(biāo)模具配件 盒蓋 模具 模具
1 前言
隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn)，在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡引下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕的原動(dòng)力”，德國(guó)則冠之為“金屬加工業(yè)的帝王”，在羅馬尼亞則更為直接：“模具就是黃金”?？梢?jiàn)模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要地位。我國(guó)對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視，早在1989年3月頒布的《關(guān)于當(dāng)前國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，就把模具技術(shù)的發(fā)展作為機(jī)械行業(yè)的首要任務(wù)。
近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是盒蓋注塑模具的設(shè)計(jì)。也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)盒蓋塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，使我對(duì)點(diǎn)澆口雙分型面模具的設(shè)計(jì)有了較深的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱大量資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、期刊等，結(jié)合教材上的知識(shí)也對(duì)注塑模具的組成結(jié)構(gòu)（成型零部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、排氣系統(tǒng)、模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)）有了系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，拓寬了視野，豐富了知識(shí)，為將來(lái)獨(dú)立完成模具設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。
2 產(chǎn)品技術(shù)要求和工藝分析
2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求
2.1.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖
產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖1、圖2和圖3。
2.1.2 產(chǎn)品技術(shù)要求
塑料零件的材料為PE(聚乙烯)乳白色，其表面要求無(wú)凹痕。
此塑件上有三個(gè)尺寸有精度要求：零件上有多個(gè)尺寸有精度要求，分別是：
68.2+0.75 , 5.2+0.28 , 66+0.52 均為MT7級(jí)塑料精度，屬于中等精度等級(jí)，在模具設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中要嚴(yán)格保證這些 尺寸的精度要求。
其余尺寸均無(wú)精度要求為自由尺寸，可按MT10級(jí)精度查取公差值。
2.2 塑件的工藝分析
2.2.1 塑件結(jié)構(gòu)工藝性：
盒蓋尺寸見(jiàn)圖一、圖二整體尺寸71mm×52mm外部由長(zhǎng)方形體并到角形成，內(nèi)部由一長(zhǎng)方形腔但有四個(gè)寬度為1.2mm高1mm寬的長(zhǎng)方形凸臺(tái)構(gòu)成，盒蓋屬于外部配件，表面精度要求較高，尺寸精度要求不高。
2.2.2塑件工藝性分析
(1) 該塑件尺寸較大且要求塑件表面精度等級(jí)較高，無(wú)凹痕。采用點(diǎn)澆口流道的雙分型面型腔注射模可以保證其表面精度。
(2) 該塑件為中小批量生產(chǎn) ，且塑件的形狀較復(fù)雜。為了加工和熱處理，降低成本，該塑件采用活動(dòng)鑲件的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低模具的成本。
2.3. 塑件材質(zhì)工藝性
此盒蓋是采用 PE(聚乙烯)注塑成的。查相關(guān)手冊(cè)可知
聚乙烯塑料是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種。按聚合時(shí)采用的壓力不同可分為高壓、中壓和低壓三種。
低壓聚乙烯 比較硬、耐磨、耐蝕、耐熱及絕緣性較好。聚乙烯無(wú)毒、無(wú)味、呈乳白色。聚乙烯有一定的機(jī)械強(qiáng)度，但和其他塑料相比其機(jī)械強(qiáng)度低，表面硬度差。聚乙烯有高度的耐水性。聚乙烯在熱、光、氧氣的作用下會(huì)產(chǎn)生老化和變脆。低壓聚乙烯的使用溫度為100℃左右。聚乙烯耐寒，在-60℃時(shí)仍有較好的機(jī)械性能，-70℃時(shí)仍有一定的柔軟性。
常用熱塑性塑料成型特點(diǎn)
聚乙烯成型時(shí)，在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮差異較大。注射方向的收縮率大于垂直方向上的收率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周?chē)课坏拇嘈栽黾?；聚乙烯收縮率的絕對(duì)值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時(shí)可強(qiáng)行脫模。
2.4成型工藝性
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.280表2-31 常用塑料注射成型工藝參數(shù)：
預(yù)熱和干燥溫度：80-120℃，時(shí)間：1-2小時(shí)；料筒溫度：后段160-180℃，中段：180-200℃，前段200-220℃；模具溫度：80-90℃；注射壓力：700-1000公斤力/cm2㎡；成型時(shí)間：注射時(shí)間20-60秒，保壓時(shí)間0-3秒，冷卻時(shí)間20-90秒，總周期50-160秒；螺桿轉(zhuǎn)速：48轉(zhuǎn)/分。不需后處理。
3 擬定成型方案及動(dòng)作原理
3.1分型面位置的確定
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：
a)保證塑料制品能夠脫模
這是一個(gè)首要原則，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)置分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)首選在塑料制品最大的輪廓線上，最好在一個(gè)平面上，而且此平面與開(kāi)模方向垂直。分型的整個(gè)廓形應(yīng)呈縮小趨勢(shì)，不應(yīng)有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。
b)使型腔深度最淺
模具型腔深度的大小對(duì)模具結(jié)構(gòu)與制造有如下三方面的影響：
1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工，型腔越深加工時(shí)間越長(zhǎng)，影響模具生產(chǎn)周期，同時(shí)增加生產(chǎn)成本。
2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動(dòng)、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機(jī)對(duì)模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過(guò)大。
3)型腔深度越深，在相同起模斜度時(shí)，同一尺寸上下兩端實(shí)際尺寸差值越大，如圖2。若要控制規(guī)定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導(dǎo)致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)盡可能使型腔深度最淺。
c)使塑件外形美觀，容易清理
盡管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模后，在分型面的位置都會(huì)留有一圈毛邊，我們稱(chēng)之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除，但仍會(huì)在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應(yīng)避免設(shè)在塑件光滑表面上，如圖3的分型面a位置，塑件割除毛邊后，在塑件光滑表面留下痕跡；圖3的分型面b處于截面變化的位置上，雖然割除毛邊后仍有痕跡，但看起來(lái)不明顯，故應(yīng)選擇后者.
d)盡量避免側(cè)向抽芯
塑料注射模具，應(yīng)盡可能避免采用側(cè)向抽芯，因?yàn)閭?cè)向抽芯模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且直接影響塑件尺寸、配合的精度，且耗時(shí)耗財(cái)，制造成本顯著增加，故在萬(wàn)不得己的情況下才能使用.
e)使分型面容易加工
分型面精度是整個(gè)模具精度的重要部分，力求平面度和動(dòng)、定模配合面的平行度在公差范圍內(nèi)。因此，分型面應(yīng)是平面且與脫模方向垂直，從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面，加工的難度增大，并且精度得不到保證，易造成溢料飛邊現(xiàn)象。
g)使側(cè)向抽芯盡量短
抽芯越短，斜抽移動(dòng)的距離越短，一方面能減少動(dòng)、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。
h)有利于排氣
對(duì)中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型面時(shí)應(yīng)有利于排氣。按此原則，分型面應(yīng)設(shè)在注射時(shí)熔融塑料最后到達(dá)的位置，而且不把型腔封閉
綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造容易。當(dāng)選定一個(gè)分型面方案后，可能會(huì)存在某些缺點(diǎn)，再針對(duì)存在的問(wèn)題采取其他措施彌補(bǔ)，以選擇接近理想的分型面。
3.2 成型方案的列出
對(duì)于設(shè)計(jì)盒蓋注塑模具，有以下三個(gè)成型方案可供選擇：
3.2.1方案一
（1） 分 型 面：A-A為第一分型面；B-B為第二分型面，動(dòng)模型心和活動(dòng)鑲件形成內(nèi)部形狀，定模型心形成外部形狀；分型面位置見(jiàn)圖3；
（2） 型腔布置：采用一模一腔，見(jiàn)圖3；
（3） 澆注系統(tǒng)：從中心進(jìn)澆，見(jiàn)圖3；
（4） 排 氣：分型面排氣；
（5） 模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；
（6） 抽芯機(jī)構(gòu)：由主型芯和活動(dòng)鑲件組成型芯，型芯自動(dòng)脫出，活動(dòng)鑲件由人工取出
（7） 脫模機(jī)構(gòu)：推板脫模,推B-B面。
3.2.2 方案二
（1） 分 型 面：如圖3，A-A為第一分型面；B-B為第二 分型面；
（2） 型腔布置：，采用一模兩腔；見(jiàn)圖4
（3） 澆注系統(tǒng)：從側(cè)面進(jìn)澆，見(jiàn)圖 4；
（4） 排 氣：分型面排氣；
（5） 模溫調(diào)節(jié)：自然冷卻；
（8） 抽芯機(jī)構(gòu)：內(nèi)側(cè)抽芯斜機(jī)構(gòu)
3.3 成型方案的選定
對(duì)比兩個(gè)成型方案，最終選定方案一。這是因?yàn)椋?BR>方案二因?yàn)楹猩w屬于薄壁零件，從內(nèi)側(cè)直接進(jìn)澆容易保證盒蓋表面光滑，但由于注射壓力直接作用在塑件上，容易在進(jìn)料處產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致塑件翹起變形。且盒蓋屬于中小批量生產(chǎn)，節(jié)約成本。因而采用方案一
另外，方案二的抽芯機(jī)構(gòu)不好設(shè)置。方案一可以采用自動(dòng)推出塑件，再由人工取出活動(dòng)鑲件和凝料，使塑件順利脫模，而方案二抽芯機(jī)構(gòu)雖然效率較高，但較復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抽芯，成本高。
綜上所述，最終確定的成型方案為方案一。
3.4 模具結(jié)構(gòu)圖分析
3.5 模具動(dòng)作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
3.5.1動(dòng)作原理
該注塑模具采用點(diǎn)澆口式雙分型面模具。開(kāi)模時(shí)，第一次分型面在定距導(dǎo)柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時(shí)，推板由于推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動(dòng)鑲件從動(dòng)模上推下，活動(dòng)鑲件隨塑料件一起被推出機(jī)構(gòu)推出模外，然后用手工或?qū)Ｓ霉ぞ邔⒒顒?dòng)鑲件從塑件中取出，（為了下依次安放活動(dòng)鑲件，推桿必須預(yù)先復(fù)位。）再將其放入模腔中進(jìn)行下一次注射成型。
3.5.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
成型部分：由動(dòng)模型芯14、活動(dòng)鑲件11和活動(dòng)鑲件12來(lái)形成塑件產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由定模板型腔6來(lái)形成塑件產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)。
澆注系統(tǒng)：采用冷流道結(jié)構(gòu)，脫落澆注系統(tǒng)凝料需一定開(kāi)模行程。注塑機(jī)暫停工作時(shí)，需要對(duì)冷流道凝料進(jìn)行清除。
脫模機(jī)構(gòu)：從簡(jiǎn)圖3上可看出塑料件內(nèi)部有四個(gè)小凸臺(tái)。所以無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱或斜滑塊。故采用活動(dòng)鑲件11、12，在合模前人工將鑲件定位與動(dòng)模板6中。開(kāi)模時(shí)，第一次分型在定距導(dǎo)柱的作用下自動(dòng)的將凝料拉出并拉斷在定模板6中；第二 次分型是活動(dòng)鑲件隨塑件一起被推出機(jī)構(gòu)推出模外，然后用工具取出塑件和去除凝料，再將活動(dòng)鑲件放入型腔中進(jìn)行下一次注射成型。
復(fù)位機(jī)構(gòu)：在合模的過(guò)程中，在復(fù)位彈簧的作用下，從而帶動(dòng)復(fù)位桿推使桿固定板18和推板19復(fù)位。
冷卻系統(tǒng)：此注塑模因塑件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，故設(shè)置了二個(gè)環(huán)形的冷卻水道。
導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：此注塑模中的導(dǎo)向部分主要有兩種：一是動(dòng)、定模之間的導(dǎo)柱13導(dǎo)套10，二是定模座板和動(dòng)模板之間的定距導(dǎo)柱8。
排氣系統(tǒng)：分型面排氣。
3.6、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類(lèi)。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過(guò)程中充模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開(kāi)始，到型腔入口為止的那一段流道。
普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。
3.6.1主流道的設(shè)計(jì)
主流道與噴嘴的接觸處多作成半球形的凹坑。二者應(yīng)嚴(yán)密接觸以避免高壓塑料的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1-2mm；主流道小端直徑應(yīng)比噴嘴孔直徑約大0.5-1mm，常取Ф4-8mm，視制品大小及補(bǔ)料要求決定。大端直徑應(yīng)比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜過(guò)大，一般取2°～6°。
3.6.2澆口設(shè)計(jì)
澆口的形式眾多，通常都有邊緣澆口、扇形澆口、平縫澆口、圓環(huán)澆口、輪輻澆口、點(diǎn)澆口、潛伏式澆口、護(hù)耳澆口、直澆口等。鑒于盒蓋的具體結(jié)構(gòu)，選擇點(diǎn)澆口。
對(duì)于設(shè)計(jì)的盒蓋，由于其內(nèi)形狀雖然規(guī)則但較復(fù)雜，屬于小批量生產(chǎn)。故宜采用雙分型面點(diǎn)澆口。故在安排型腔時(shí)，最好采用一模一腔的形式，以方便節(jié)約產(chǎn)品的成本，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)的盒蓋注塑模具的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布及尺寸如下
因采用點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)，所以不設(shè)冷料井。
4 注塑機(jī)的選擇及成型零件的設(shè)計(jì)
4.1、注塑機(jī)的選擇
本次設(shè)計(jì)與實(shí)際在工廠中的設(shè)計(jì)有所不同。工廠中的注塑機(jī)是已有固定的，模具設(shè)計(jì)人員通常都是根據(jù)車(chē)間內(nèi)的注塑機(jī)來(lái)確定最大的之間產(chǎn)量，即是說(shuō)廠中的注塑機(jī)選擇是有限的。而在本次設(shè)計(jì)中，我們選擇注塑即的原則則是按我們想象中的產(chǎn)品產(chǎn)量和實(shí)際的塑件形狀來(lái)選擇任何一款注塑機(jī)，最后校核能滿(mǎn)足使用要求即可。這樣同樣也可以達(dá)到訓(xùn)練的目的。
4.1.1 盒蓋體積的計(jì)算
根據(jù)塑件的三維模型，利用三維軟件直接可查詢(xún)到可得出盒蓋體積
V盒蓋 = 15043 mm3
4.1.2 盒蓋質(zhì)量的計(jì)算
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.276.表2-2常用熱塑性塑料主要技術(shù)指標(biāo)可知PE的密度為0.91～0.96g/cm3,計(jì)算可得盒蓋的質(zhì)量
M盒蓋=16.043 cm3×0.935g/cm3≈15g.
滿(mǎn)足注射量V機(jī)≥V塑件/0.8
式中
V機(jī)——額定注射量（cm2）
V塑件——塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm2）
V塑件 /0.8=15.043/0.8=18.8cm3
4.1.3 塑料注射機(jī)參數(shù)
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.103.表2-33熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格，根據(jù)（2）計(jì)算所得的總體積和質(zhì)量可初選XS-ZS-22機(jī)。塑料注射機(jī)參數(shù)的規(guī)格如下表-1
螺桿(柱塞)直徑（mm） 25、20
噴 嘴 球半徑（mm） 12
注射容量（cm3或g） 30、20 孔直徑（mm） 2
注射壓力（/MPa） 75、115
頂 出 四側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出
鎖模力（/kN） 250
最大注射面積（cm2） 90
模具厚度（mm） 最 大 180 拉桿空間（mm） 235
最 小 60 定位孔直徑（mm） Ф125+0.06
表-1塑料注射機(jī)基本參數(shù)
4.1.4 選標(biāo)準(zhǔn)模架
根據(jù)以上分析，計(jì)算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格。查表7-1、7-3選用：
A3-160160-18-Z2
定模板厚度：A=25mm
動(dòng)模板厚度：B=20mm
墊快厚度：C=50mm
模具厚度 H=40+A+B+C=(56+25+20+50)mm=151mm
模具外形尺寸 160mm×160mm×151mm
4.2、注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核
4.2.1 注塑壓力的校核
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P47表3-1 常用熱塑性塑料注射成型工藝參數(shù)
注射壓力 80MPa <115MPa(選擇的注塑機(jī)實(shí)際注射壓力)，合乎要求。
4.2.2 鎖模力的校核
鎖模力是指當(dāng)高壓熔體充滿(mǎn)模具型腔時(shí)，會(huì)在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)很大的力，力圖使模具分型面漲開(kāi)，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總的投影面積乘以型腔內(nèi)塑料壓力。作用在這個(gè)面上的力應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力F.
由（1）可知注射壓力P0=75～115MPa (取100)，實(shí)際的模具型腔及流道塑料熔體的平均壓力P= kP0(k為損耗系數(shù)，取值范圍1/3～1/4)，P0=0.3×100=30MPa塑件投影面積
由圖-2可大概算出
A1=52.84×71.9 =3796 mm2
澆注系統(tǒng)投影面積，因?yàn)闉辄c(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，故A2 ≈0
所以，注塑盒蓋時(shí)所需的鎖模力
F=3796×25=94.9KN<115KN;
所以，鎖模力合乎要求。
4.2.3、模具與注塑機(jī)裝模部位相關(guān)尺寸的校核
各種型號(hào)的注塑機(jī)安裝部位的形狀尺寸各不相同。設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)校核的主要項(xiàng)目有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸等。現(xiàn)校核如下：
a)、噴嘴直徑：主流道始端口徑3mm>噴嘴孔直徑2mm; 合乎要求
b)、定位孔與定位圈的尺寸校核：定位圈直徑100mm<125mm；合乎要求；
c)、最大模厚與最小模厚的校核：從模具裝配圖中可以看出:
模具厚度為151mm (60,180),合乎要求。
d)、模板平面尺寸和模具安裝用螺釘位置尺寸校核：
動(dòng)模座板和定模座板的尺寸均是：160mm×160mm，均小于注塑機(jī)四根棱柱之間的尺寸值，合乎要求。
4.2.4、開(kāi)模行程和塑件推出距離的校核
注塑機(jī)開(kāi)模時(shí)的行程是有限的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。開(kāi)模距離可分為兩類(lèi)情況校核：一是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚無(wú)關(guān)；另一種是注塑機(jī)最大開(kāi)模行程與模厚有關(guān)。
我的校核應(yīng)該按照第一種情況來(lái)校核，其校核依據(jù)為
S H1+H2+a+(5～10)mm
其中，
S——注塑機(jī)最大開(kāi)模行程,mm;
( XS-Zs-22型注塑機(jī)S=160mm)
H1——塑件脫模（推出距離）距離；mm
H2——塑件高度，包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)，mm
a ——取出凝料所需要的最短距離 mm
參照盒蓋注塑模具裝配圖可知: H1=30mm，H2=11mm;
顯然，S=160 > 30+11+33+10=84 mm， 合乎要求。
到此，注塑機(jī)的各項(xiàng)相關(guān)工藝參數(shù)均已校核通過(guò)。
4.3 模具成型部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型腔是模具上直接成型塑料制件的部位。直接構(gòu)成模具型腔的所有零件的所有零件都稱(chēng)為成型零件，通常包括：凹模、凸模、成型桿、成型環(huán)、各種型腔鑲件等。
4.3.1型腔分型面位置和形狀的確定：
分型面，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是分開(kāi)模具取出塑件的面。
盒蓋注塑模的分型面選擇在H-H面。
4.3.2型腔和型芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
鑒于盒蓋的特殊結(jié)構(gòu)，盒蓋注塑模具的成型零件包括：動(dòng)模型芯、定模型芯、活動(dòng)鑲件。
這樣選擇的原因在于：盒蓋的外形狀雖然規(guī)則，但內(nèi)部較復(fù)雜。因此，宜采用活動(dòng)鑲件，而用四個(gè)活動(dòng)鑲件來(lái)形成 其內(nèi)部四個(gè)小凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)。
模分開(kāi)的同時(shí)相當(dāng)于抽芯。四個(gè)活動(dòng)鑲件從分型面用人工取下。
這樣的好處在于：（1）、可以避免復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)形成四個(gè)小的凸臺(tái)。主型芯會(huì)留在動(dòng)模一邊，脫模完成后只需用人工將活動(dòng)鑲件裝上即可。
技術(shù)要求：活動(dòng)鑲件與型芯之間的定位要保證。
4.3.3 成型零件的工作尺寸計(jì)算
影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要存在以下幾方面
（1）、零件的制造公差；
（2）、設(shè)計(jì)時(shí)所估計(jì)的收縮率和實(shí)際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率波動(dòng)；
（3）、模具使用過(guò)程中的磨損。以上三方面的影響表述如下：
1、制造誤差：△z=a?i=a(0.45 +0.001D)
其中，D — 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；
△ z — 成型零件的制造公差值； i — 公差單位；
a — 精度系數(shù)，對(duì)模具制造最常用的精度等級(jí)。
2 成型收縮率波動(dòng)影響
其中， — 塑件成型收縮率；LM — 模具成型尺寸；LS — 塑件對(duì)應(yīng)尺寸。
3 型腔磨損對(duì)尺寸的影響
為簡(jiǎn)便計(jì)算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損?？紤]磨損主要從模具的使用壽命來(lái)選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應(yīng)考慮塑料對(duì)鋼材的磨損情況；同時(shí)還應(yīng)考慮模具材料的耐模性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，中小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6（常取0.02～0.05mm），而對(duì)于大的模具則應(yīng)取1/6以下。但實(shí)際上對(duì)于聚烯烴（如像PP）、尼龍等塑料來(lái)說(shuō)對(duì)模具的磨損是很小的，對(duì)小型塑件來(lái)說(shuō)，成型零件磨損量對(duì)塑件的總誤差有一定的影響，而對(duì)于大的塑件來(lái)說(shuō)影響很小。
在以上理論基礎(chǔ)上，下面按平均收縮率來(lái)計(jì)算成型尺寸：
（1） 型腔徑向尺寸的計(jì)算：
查得 聚乙烯（PP）的收縮率為Sq=（1.5～2.0）%,所以，平均收縮率為：Scp=1.75%
考慮到實(shí)際的模具制造條件和工件的實(shí)際要求，成型零件是公差等級(jí)取IT7級(jí)。
型腔工作部位尺寸：
型腔徑向尺寸：L+δ2m0 =[（1+s）Ls-XΔ]+δ20
型腔深度尺寸：H +δ2m0 =[（1+s）Hs-XΔ]+δ20
型芯徑向尺寸：l0m-δ2=[（1+s）Ls+XΔ]0-δ2
型芯高度尺寸：H0-δ2=[（1+s）hs+XΔ]0-δ2
式中
Ls - 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）
ls - 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）
Hs - 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）
hs - 塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）
X - 修正系數(shù) 取0.5～0.75
△ - 塑件公差
δz- 模具制造公差 一般取（1/3～1/4）△
a)、動(dòng)模型芯的主要尺寸計(jì)算
為了統(tǒng)一計(jì)算基準(zhǔn)，按照一般習(xí)慣，規(guī)定型腔（孔）的最小尺寸為名義尺寸LM，盒蓋的尺寸LS, 模具的制造公差為δZ=△/3,則
徑向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,
=（36+36×2%－3/4×0.16）
=36.6
長(zhǎng)度方向：HM =(HS + HS?Scp－2/3△)
=（47+47×2%－2/3×0.16） ,
=47.74 ,
其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。
b)、定模型芯的主要尺寸計(jì)算
徑向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,
=（36+36×2%－3/4×0.16）
=36.6
長(zhǎng)度方向：HM =(HS + HS?Scp－2/3△)
=（23+23×2%－2/3×0.13） ,
=23.17 ,
其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。
c)、活動(dòng)型芯的主要尺寸計(jì)算
徑向： HM =(HS + HS?Scp－2/3△)
=（44+44×2%－2/3×0.13） ,
=23.17 ,
長(zhǎng)度方向：LM =(LS + LS?Scp－3/4△) ,
=（36+36×2%－3/4×0.13）
=36.63
其余局部尺寸按照收縮率相應(yīng)地縮放。
5 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
盒蓋的分型采用定距導(dǎo)柱的分模形式。這樣在分型面打開(kāi)的同時(shí)，凝料也隨定模板一起運(yùn)動(dòng)，凝料離開(kāi)澆口套。在定距導(dǎo)柱的作用下，凝料被拉斷留在定模板里。到第二次分型面時(shí)，最后推板由于推桿在液壓機(jī)構(gòu)的作用下將塑件和型芯及活動(dòng)鑲件從動(dòng)模上推下，完成注塑的全過(guò)程。
5.1定距導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.1 a的計(jì)算
為了保證開(kāi)模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于雙分型面注射模具，需要在開(kāi)模距離中增加定模板與中間板之間的分開(kāi)距離a。a的大小應(yīng)該保證可以方便地 取出流道內(nèi)的凝料。凝料的長(zhǎng)度為d=15+14+4=33mm
。應(yīng)此，a≥33mm
5.1.2 定距導(dǎo)柱的選擇
定距導(dǎo)柱的長(zhǎng)度s=15+25+20=60mm
定距導(dǎo)柱的余量空間k=60-4-5-10=41mm≥33mm
所以滿(mǎn)足第一次分型面的要求。
5.1.3 根據(jù)定距導(dǎo)柱的參數(shù)最大拉力查內(nèi)六角螺釘
查《模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè)》P.421.表2-31，可知對(duì)應(yīng)的最大拉力
選用M4的內(nèi)六角螺釘既可。
5.1.4 確定定距導(dǎo)柱直徑：
查《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》P.422.表2-35， 可知斜導(dǎo)柱直徑d=20mm。
5.2．型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
成型塑件內(nèi)的表面的零件稱(chēng)凸模或型芯，其主要有：主型芯、小型芯、活動(dòng)鑲件、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等。對(duì)于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的容器、殼、罩、蓋之類(lèi)的塑件，成型其主體部分內(nèi)表面的零件稱(chēng)為主型芯或凸模，而將成型其他小孔的型芯稱(chēng)為小型芯或成型桿。
根據(jù)盒蓋的結(jié)構(gòu)，它的型芯由一個(gè)主型芯和四個(gè)活動(dòng)鑲件組成。
5.2.1主型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
按結(jié)構(gòu)主型芯可分為整體式和組合式兩種。
采用組合式型芯，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)復(fù)雜的型芯的加工工藝，減少熱處理變形，便宜模具的維修，節(jié)省貴重的模具鋼。為了保證組合后的型芯尺寸的精度和裝配的牢固，要求鑲件的尺寸、形位公差等級(jí)較高，組合機(jī)構(gòu)必須牢固，鑲塊的機(jī)械加工工藝性要好。因此，選擇合理的組合式結(jié)構(gòu)是非常重要的。
根據(jù)盒蓋的機(jī)構(gòu)選擇為盲孔式的結(jié)構(gòu)。
為了方便推出活動(dòng)鑲件和塑件，主型芯下面周?chē)O(shè)計(jì)一個(gè)角度為3。——5。的斜面，以保證配合間隙，它有利于活動(dòng)鑲件的安裝定位。
5.2.2活動(dòng)鑲件的設(shè)計(jì)
由于盒蓋的內(nèi)部由一長(zhǎng)方形腔但有四個(gè)寬度為1.2mm高1mm寬的長(zhǎng)方形凸臺(tái)構(gòu)成。因此需要采用四個(gè)活動(dòng)鑲件，既兩對(duì)活動(dòng)鑲件：活動(dòng)鑲件1和活動(dòng)鑲件2。考慮到活動(dòng)鑲件在安裝的過(guò)程中，活動(dòng)鑲件在模具中應(yīng)該有可靠的定位，它和安放面的配合面，一般應(yīng)設(shè)計(jì)為3?！?。的斜面。以保證配合間隙。
5.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
從盒蓋的具體形狀和結(jié)構(gòu)來(lái)看，其尺寸不大，因此，采用4桿推出即可。
根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定在四個(gè)活動(dòng)鑲件上設(shè)置四根普通的圓頂桿。
由于塑料件的內(nèi)側(cè)有四 個(gè)小的凸臺(tái)，所以無(wú)法設(shè)置斜導(dǎo)柱或斜滑塊，固采用活動(dòng)鑲件，在合模前人工將鑲件定位于動(dòng)模板中。為了便宜安裝鑲件，應(yīng)該使推出推出機(jī)構(gòu)先復(fù)位，為此，在四只頂桿上安裝了四個(gè)復(fù)位彈簧。所以如圖11所示
普通的圓形頂桿按GB/T4169.1-1984選用，均可以滿(mǎn)足要求。
查表7-13，選用φ10mm×59mm型號(hào)的圓形頂桿2根；選用φ6mm×59mm型號(hào)的圓形頂桿2根.
5.4、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
由于制品平均壁厚為1.1mm左右，制品尺寸較大,確定水孔的直徑為6mm。
由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會(huì)影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計(jì)算比較困難。實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)來(lái)確定冷水水路，通過(guò)調(diào)節(jié)水溫、水速來(lái)滿(mǎn)足要求。
由于動(dòng)模中由型芯和固定板和件組成 ，受結(jié)構(gòu)限制，冷卻水路布置如下圖12
5.5 成型零件的加工工藝
5.5.1動(dòng)模型芯加工工藝過(guò)程
序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容
1 下料 鋸床下料
2 鍛造 鍛六方38mm×26mm×28mm
3 熱處理 退火，硬度不大于229HRC
4 銑 銑上、下平面至尺寸22.4mm；以A面為基準(zhǔn)，銑四側(cè)面至尺寸33mm、24mm；銑與垂直方向夾角為4度的四斜面，留磨余量0.1mm～0.2mm
5 熱處理 淬火， HRC52～58
6 磨 平磨A、B面至尺寸
成型磨四側(cè)面和四斜面至尺寸
7 表面處理 表面鍍硬鉻
8 鉗 拋光使表面Ra0.4um
5.5.2 凹模加工工藝過(guò)程
序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容
1 下料 鋸床下料
2 鍛造 鍛六方164mm×164mm×30mm
3 熱處理 退火，硬度不大于229HRC
4 刨 刨六面至尺寸161mm×161mm×27mm
5 平磨 磨六面至尺寸160.4mm×160.4mm×26mm；并保證A、B面、上、下平面四面垂直度0.02mm/100mm
6 數(shù)控銑 （1） 以A、B面為基準(zhǔn)銑型腔，銑φ30mm的孔；
（2） 銑流道及進(jìn)料口至尺寸
7 鉗 研光澆口流道Ra（0.2～0.4）um
8 熱處理 淬火，HRC54～58
9 平磨 磨上下面尺寸到25.42±0.03mm型腔面磨光。注意保證各面垂直，垂直度誤差在0.02mm/100mm內(nèi)
10 銑 以A、B面為基準(zhǔn)，銑4×φ16mm的孔到要求；銑φ18mm的孔，留研磨量0.015mm
11 鉗 鉆8M8mm螺紋底孔，并攻螺紋到要求，研磨型腔各型面達(dá)圖樣要求Ra0.1mm
研磨澆口、流道達(dá)圖樣要求。
5.5.3活動(dòng)鑲件11加工工藝過(guò)程
序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容
1 下料 將坯料下成：30mm×40mm×30mm坯料
2 銑平面 銑六個(gè)面成15mm×31.9mm×22.5mm
銑與垂直方向夾角為4 度的斜面至尺寸；
銑槽6mm×1.2mm×1mm。
3 熱處理 淬火，HRC54～58
4 磨 磨上下表面至尺寸22.3±0.060.02 mm
5 表面處理 表面鍍硬鉻
6 鉗 拋光表面Ra0.4um
5.5.4、活動(dòng)鑲件12加工工藝過(guò)程
序號(hào) 工序名稱(chēng) 工序內(nèi)容
1 下料 將坯料下成：35mm×62mm×30mm坯料
2 銑平面 銑六個(gè)面成20mm×52.8mm×22.5mm；
銑與垂直方向夾角為4 度的斜面至尺寸；
銑槽6mm×1.2mm×1mm。
3 熱處理 淬火，HRC54～58
4 磨 磨上下表面至尺寸22.3±0.060.02 mm
5 表面處理 表面鍍硬鉻
6 鉗 拋光表面Ra0.4um
5.6 模具的安裝調(diào)試及維護(hù)
5.6.1 模具安裝
（1）、清理模板平面定位孔及模具安裝表面上的污物、毛刺；
（2）、因模具的外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機(jī)器下面的兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進(jìn)入機(jī)架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動(dòng)模，然后慢速開(kāi)閉模具，找正動(dòng)模，應(yīng)保證開(kāi)閉模具時(shí)平穩(wěn)，靈活，無(wú)卡住現(xiàn)象，然后固定動(dòng)模；
（3）、調(diào)節(jié)鎖模機(jī)構(gòu)，保證有足夠開(kāi)模距及鎖模力，使模具閉合適當(dāng)；
（4）、慢速開(kāi)啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開(kāi)閉模具觀察頂出機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。
（5）、模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度20骸
