玩具四驱车底座的成型工艺与模具设计

/玩具四驱车底座的成型工艺和模具设计QQ:1020194453 摘要：模具在现代的工业生产中起着巨大的作用，有着极其广泛的应用领域。而注塑模在最近几年的发展速度很快，在模具工业中占有很大的地位。因此，探讨注塑模对了解塑料制品的生产过程和提高塑料制品的产品质量都有很大的意义。此次设计中，通过对玩具四驱车底座进行成型工艺分析和模具设计，介绍了注塑模设计的基本过程。包括对塑件结构的工艺性分析和运用材料的工艺性分析，在模具设计中，介绍了注塑机的选择方法，浇口，冷料口、排气槽等的设计，还详细介绍了型腔数量确定的方法，分型面、侧向抽芯机构、合模导向机构、脱模机构、冷却机构等的设计原则。通过此次设计，可以对注塑模的发展和设计方法有一个基本的相识，能留意到设计过程中的微小环节问题，了解模具结构和工作原理。关键词：玩具四驱车底座、成型工艺、模具设计、注塑模TheBaseFour-wheelToysMoldingProcessandMoldDesignAbstract：Moldplaysahugeroleinmodernindustrialproduction,Hasaverywiderangeofapplications.Injectionmoldsquickly,thepaceofdevelopmentinrecentyearstoaccountforalargepositioninthemoldindustry.Studyinjectionmoldsfortheplasticsproductionprocessandimprovetheplasticsproductqualityhasalotofsense.Thedesign,toyfour-wheelbasemoldingprocessandmolddesign,injectionmolddesignprocess.Plasticstructureanalysisoftheprocessandtheuseofmaterials,processanalysis,molddesign,introducedthedesignofthechoiceofmethodofinjectionmoldingmachines,gate,colddischargeport,andexhaustducts,andalsogavedetailsofthecavitytodeterminethenumberofmethods,partingsurfaces,lateralpullingmechanism,thedesignprinciplesoftheguidingmechanismofmold,moldrelease,institutions,coolinginstitutions.Withthisdesign,injectionmolddevelopmentanddesignmethodscanhaveabasicunderstandingoftonoticethedetailsinthedesignprocesstounderstandthemoldstructureandworkingprinciple.Keywords：baseoffour-wheeltoys、moldingprocess、molddesign、injectionmold书目TOC\o"1-3"\h\u1绪论1 1.1模具，模具在国民经济中的地位11.2模具工业的发展方向1 1.3模具工业在我国的发呈现状21.4模具工业在国际上的发展水平31.5本课题探讨的意义32工艺分析42.1塑件结构的工艺性分析42.2塑件运用材料的分析53模具设计63.1概述63.2确定型腔数目73.3注射机型号确定83.4注射机及型腔数目的校核93.5浇口设计113.6冷料井的设计123.7排气槽的设计133.8分型面的设计133.9侧向抽芯机构的设计 144合模导向机构设计144.1机构的作用144.2导向机构的总体设计154.3导柱的设计154.4导套的设计164.5导柱和导套的协作形式165模架的确定和标准件的选用175.1模架的选用175.2凹模部分的结构设计185.3凸模部分的结构设计205.4型腔成型尺寸计算226脱模机构设计246.1脱模机构的作用和设计原则246.2脱模阻力的计算246.3详细的脱模机构设计247加热、冷却装置设计257.1加热装置的设计257.2冷却装置的设计258总结26致谢28参考文献291.绪论1.1模具、模具在国民经济中的意义模具是一种重要的工艺装备，它主要作用是成型各种机械制造工业中的毛坯和零件。模具在现代的工业生产中起着巨大的作用，有着极其广泛的应用领域。例如：模锻件、冲压件等都是将金属材料放入模具中，通过塑性变形加工出来的，而压铸件、粉末冶金件等则是在模具中充填通过加压成型的，非金属材料如塑料、陶塑等材料的制品大多数都是靠模具加工成型。模具加工在机械制造工业领域运用广泛，主要缘由是由于它有以下两个优点：（1）运用模具成型技术可以实现少甚至无切削加工。少、无切削加工意味着能节约材料，削减加工步骤，对于机械工业的发展意义重大。 （2）模具成型属于低成本、低消耗、高效高精度的加工，所以模具成型有广泛的应用。依据相关资料统计，家电产品的80%以上都是利用模具制造零部件的，像手表、自行车这类的轻工业产品甚至达到了85%以上。模具大体上可以分为金属模具和塑料模具。金属模具主要有：铸造模（水龙头，机器模板）、锻造模（曲轴、连杆）、冲压模（汽车车身覆盖）、压铸模（汽缸体、手机壳）等。塑料模具主要有：注射成型模（电视机外壳）、吹气模（饮料瓶）、压缩成型模（电木开关）、热成型模（透亮成型包装外壳）等。1.2模具工业的发展方向 随着现代工业的快速发展，尤其是电子工业以及汽车业的发展，模具在工业生产中的重要性更加突出，模具工业有着广泛的前景，同时也有了新的挑战。现代工业产品的特征为：产品的结构和功能越来越困难；对表面粗糙度和加工尺寸精度的要求更高；对能够耐摩擦、高温等恶劣环境的产品的需求越来越多。鉴于现代工业产品的各方面都有所提高，现代工业对模具工业的要求也不断提高，对模具的需求量加大，要求模具的种类更多、结构更困难、性能更优良、精度更精确、寿命更长并能适应更恶劣的工作环境。总的来说，模具的发展趋势主要是以下的几个方面：（1）要求模具更精密、更高效、更长寿 在20世纪60年头，精密件的尺寸公差要求为0.01~0.02，而到了70年头的时候，精密件的尺寸公差要求为0.001~0.0001.在当代，有一些领域的精度已达到了0.2um，例如：大型棱镜、光纤连接器等。所以说，现代的模具要求有更高的精度，更小的粗糙度。 现代的产品不断的更新换代，要满足市场经济的发展，所制造的模具必需是高效率的，高效模具主要是可以提高机床的生产率，明显长寿命对于高效也是至关重要的。 （2）提高模具制造水平 只有提高了模具制造水平，才能获得高质量的模具。现代模具的精度主要依靠各种数控机床、加工中心和精密加工机床来保证。 （3）发展简易模具技术 工业中有70%是进行多品种小批量产品的生产，发展简易模具技术就是为了适应这种生产模式。简易模具以为着低成本，短周期，可便利实现快速更新。通常制造简易模具的材料是铝合金、铍铜合金甚至是塑料等。 （4）改善模具的钢性能，研发新型的模具钢种。 现代工业对模具的性能提出了更高的要求，要求模具具有高韧性、耐高温耐腐蚀性等。传统模具是经过热处理、表面处理等方式提高性能，这已经很难满足现代工业的要求。为制造更好的模具，应提高热处理、表面处理的工艺水平，同时探讨开发出新型模具材料也是一项重要手段。 （5）实现模具专业化生产 模具制造作为现代工业生产不行或缺的一部分，应当进行专业化生产，目前一些工业先进的国家模具的专业化程度已经达到了75%，专—业化生产可以运用更先进的制造设备和工艺，同时也更利于新产品的研发。1.3模具工业在我国的发呈现状 随着我国工业技术的发展，我国的模具制造技术在最近几年也发展快速，中、低档模具已经能100%满足国内运用，甚至还有一些模具向美国、泰国、新加坡等国家出口。虽然我国的模具工业发展快速，但因为我国工业总体起步较晚，模具工业在很多方面和发达国家还有很大的差距。例如：我国的模具制造中CAD/CAM技术普及率很低，一些精密加工设备相对缺乏，缺少一些先进的模具加工技术，很多精密、困难、高质量的模具仍须要从国外进口。依据有关资料显示，目前我国的模具有60%左右时自己生产的，有40%靠从国外进口。 目前我国的模具制造业和国外先进技术相比，主要有以下几点的不足: （1）模具的精度低 一般国外的模具厂都有成套的模具设备，如数控电火花机床、CNC坐标磨床等，这些设备可以很好的保证加工出来的模具的精度。我国目前的模具厂中，设备陈旧而且很多都不配套，数控机床的配置率低，新工艺接受较少等，这些缘由导致了国内生产的模具精度比国外的低1~2级，而且生产的周期更长。 （2）模具的寿命短，材料利用率不高国外为了提高模具的运用寿命，接受冶炼和热处理等先进的技术，国内一般接受常规的热处理方法，因此质量较差，且材料的利用率低，一般只有60%。 （3）管理水平差由于工业起步晚，从事模具生产的专业人才缺乏，生产过程中缺乏科学的管理。 虽然以上的几个问题在我国的模具制造业中照旧存在，但最近几年也得到了很大的改善，我国的模具工业和国际先进水平的差距也在慢慢缩小。很多以前只能依靠进口的模具现在也可以在国内进行生产制造了。例如在以前，一汽、东风等公司的汽车覆盖件模具完全是靠进口的，进几年，这些公司的一部分汽车覆盖件已经可以自己生产了，这说明白我国的模具制造水平在不断提高着，虽然总体仍远低于国际先进水平，但我们信任我国的模具工业终有一天也将在国际市场上占有一席之地。 模具工业可以促进工业总体水平的提高，而且可以获得极大的经济效益，模具制造必将引起各个国家的高度重视。1.4模具工业在国际上的水平 目前在模具制造技术上处于先进水平的是德国、美国、加拿大、法国、日本、英国、意大利、西班牙、韩国等国家。这些国家的模具材料优良，制造的模具能够在强摩擦、高温等恶劣环境下运用，模具精度高，制造模具的专业人才众多，很早就实现大规模模具专业化生产，大范围运用数控设备，成熟应用CAD/CAM技术。1.5本课题探讨的意义我探讨的课题名称是玩具四驱车底座的成型工艺和模具设计，将接受注塑成型的方式。运用塑料模具生产的优点是设计加工的成本低，制造简洁，生产率高。为了能够设计出更加节约成本和提高生产效率的模具，就要不断的尝试新的材料和技术，我国的注塑模具生产还有很长的一段路要走，所以玩具四驱车底座成型技术的探讨和模具设计将有重要的理论意义和好用价值。通过对它的探讨可以带动和促进相关塑件产品零件注塑成形技术的发展和创新，也将产生很高的经济价值。2工艺分析2.1塑件结构的工艺性分析塑件结构图如图所示：图2.1塑料结构图该塑件为玩具四驱车底座，外形和尺寸如图2.1所示，现从该塑件的几何形态、尺寸精度和表面质量进行分析。2.1.1塑件的几何形态（1）形态该塑件的形态困难，侧边的孔要接受侧向抽芯成型。为使模具结构简化，运用整体式凹模（凸模）结构。因为玩具四驱车底座须要承受确定的冲击，所以将该塑件设计成带凸缘的形态以提高制品的强度和刚度。（2）加强肋加强肋可以防止塑件变形，在某些状况下也可以改善成型时的塑料熔体的流淌状况。如上图所示，该塑件的加强肋选择了在底座中心位置旁边布置。比较匀整，可以避开产生气泡和缩孔。（3）圆角该玩具四驱车底座的前端接受圆角，这样就避开了应力集中，提高了产品的强度，而且在成型时有助于塑料流淌，同时也有助于脱模。（4）孔孔的设计应当不影响产品的强度和刚度，并应保证加工简洁，该产品中的全部的孔都是规则的圆形和方形，同时孔和孔，孔和壁之间的距离合理，全部的孔全部为通孔。2.1.2塑件的尺寸精度影响塑件的尺寸精度主要是以下五个因素：成型材料、成型条件、塑件形态、模具和成型后的条件。该塑件对尺寸的精度有确定的要求，详细计算在材料分析中介绍。2.1.3塑件的表面质量塑件的表面质量包括是否有斑点、裂痕、气泡等。同时还有表面的光泽性及表面的粗糙度。该塑件对表面质量要求不高，依据塑料制品精度等级的选用标准，可以选择一般精度。2.2塑件运用材料的分析通过对塑件的结构分析，结合实际的生产过程，比较各种材料的性能，最终材料选择为热塑性塑料中的ABS（苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物）。依据《模具结构型式和应用手册》（机械工业出版社）介绍，ABS综合性能较好，力学性能，抗冲击力强，不易变形，易于加工成型，适于制作一般的机械零件、传动零件和减摩耐磨零件。2.2.1ABS的基本性能指标表2.1ABS热物理性能密度(g/cm³)1.03—1．07比热容(J·kg-1K-1)1255—1674导热系数(W·m-1·K-1×10-2)13.8—31.2线膨胀系数(10-5K-1)5.8—8.6滞流温度(°C)130计算收缩率0.3—0.8注射压力/MPa60—100成型周期/S50—220表2.2ABS力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率(﹪)35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)242.2.2ABS的优点（1）综合性能良好，抗冲击性强、力学强度高，对低温不性感。（2）耐腐蚀性、耐磨型、耐水性、耐化学性均为良好。（3）水、无机盐、碱、酸等对ABS几乎无影响。（4）尺寸稳定，易于成型和机械加工，不易变形。2.2.3ABS的成型性能（1）吸湿性强，要求含水量小于0.3％，应充分干燥。（2）流淌性能中等，溢边料在0.04mm左右。（3）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温。一般用螺旋式注塑机时料温为180—200°C，注射压力为60—100MPa。（4）易产生熔接痕，模具设计时留意尽量减小浇注系统对斜流阻力，模具设计时应留意浇注系统，选择好进料口位置。（5）ABS升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度应取稍大，宜取1°以上。（6）在一般的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响很小。2.2.4ABS成型塑件的主要缺陷及解决措施主要缺陷：成型时易出现缺料、气孔、飞边、熔接痕等状况，材料不耐高温，热变形温度为93°C左右，且在紫外线照射下易变硬变脆。解决措施：加大主流道、浇口、分流道、增大注射压力且提高模具预热温度。3模具设计3.1概述通过上述对玩具四驱车底座零件的工艺性分析，以及对已选择的ABS材料性能的介绍，可以确定出此塑件须要接受注塑模加工生产，选择的制造机器为注射成型机。首先做一下基本概念的介绍：①合模：注射成型机和塑料成型模具协作的过程②注射成型模具：制作注塑件所运用的成型模具注射成型模具主要由以下6部分组成：①支撑件，定、动模座和垫板和垫块；②抽芯和分型机构；③定位和导向件；④脱模机构；⑤注射系统；⑥型件，即凸模和凹模。3.2注塑机型号的确定注塑机的选择应依据注塑件的运用材料，注塑件的加工方式等多方面综合来确定，在本次的设计中，我选择ABS材料，其注射压力为60—100MPa。注塑件的体积为13.6029cm³，ABS材料的密度为1.05g/cm，所以注塑件的质量为14.283g。综合以上数据，初步选择注塑机的型号为SZ—68/400。SZ—68/400型注塑机的主要技术规格如表3.1：表3.1SZ—68/400注塑机的主要参数理论注射容积(cm³）85螺杆直径(mm)30注射压力(MPa)123注射速率(g/s)70塑化实力(g/s)35螺杆转速(r/min)0—200锁模力(kN)400拉杆有较距离(mm)220×300移模行程(mm)250模具最大厚度(mm)240模具最小厚度(mm)130锁模形式双曲肘模具定位孔直径(mm)80喷嘴球半径(mm)SR10喷嘴口孔径(mm)3模板尺寸(mm)200×315图3.1所选注射机喷嘴及模板参数3.3确定型腔数量选择型腔的数量的影响因素很多，本设计中，已暂定了注塑机的型号和注塑件的尺寸，所以可以依据注塑机的注射实力确定型腔数。同时考虑到四驱车底座的结构困难，因此须要侧向抽芯机构和大量的推杆，故接受一模一腔结构。图3.2型腔3.4注塑机和型腔数量的校核3.4.1最大注射量的校核注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必需在注射机额定注射量的80%以内。在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即V=nVz+Vj式中V—个成形周期内所需射入的塑料容积(cm³)；n—型腔数目Vz—单个塑件的容量(cm³）。Vj—浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量(cm³）。故应使nVz+Vj≤0.8Vg式中Vg—注射机额定注射量(cm³）。依据容积计算nVz+Vj=26.2272≤0.8x85注射机的注射量符合要求3.4.2锁模力的校核锁模力是指注射机的合模装置对模具所施用的最大加紧力，可以按下列公式核算：式中：F0—注视机的锁模力（KN）；P模—型腔内熔体压力（MPa）此处P模=30MPa；K1—压力损耗系数,K1=1/3—2/3；P—注射压力(MPa);A分—注塑件和浇注系统在分型面上的投影之和（cm2）此处A分=83.2（cm2）。所以83.2x30x100=249600N=249.6KN<F0=400KN故符合要求。3.4.3最大注射压力校核注射机的额定注射压力（最高压力pmax）,应当大于注射机成型时实际调用的的注射压力，即：pmax﹥Kp0易的此式成立，符合要求。3.4.4模具闭合高度和平面尺寸的校核喷嘴尺寸注射机头为球面，其球面半径和相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。需满足：Hmin﹤H﹤Hmax式中H—模具闭合高度；Hmin—注射机的最小厚度；Hmax—注射机的最大厚度。查表可得130﹤H﹤240符合要求。3.4.5合模行程校核合模行程指模具开合过程中动模固定板的移动距离。Smax≥s=H1+H2+5—10mm式中H1—脱模距离（mm）；H2—塑件高度（包括浇注系统凝料在内）（mm）。开模距离取H1=20mm包括浇注系统凝料在内的塑件高度取H2=40mm余量取8mm则有：Smax≥s=20+20+28=68符合要求。3.5浇口的设计浇口的类型有很多，对于像本次设计运用的ABS这种流淌性好的材料，一般运用点浇口。3.5.1运用点浇口的一般优缺点优点：注塑件脱模后浇口痕迹不明显，不须要修正；在塑件被顶出时，浇口脱落，可节约去毛刺工序，有利于机床自动化。缺点：若注射压力过大，简洁造成熔融塑料的旋流；对于薄壁的制品，假如排气不畅，易造成浇口旁边的塑料烧焦，导致注塑件上产生黑点。浇口尺寸的确定浇口的尺寸大小，应当由注塑件的几何形态、尺寸、结构和塑料的性能来确定。浇口结构尺寸可由阅历公式，并由《塑料模具技术手册》中图3-31查得，浇口深度h=0.5～2.0h=nt=0.8取h=1（mm）式中h—浇口深度（mm）;n—塑料系数；t—塑件壁厚（mm)3.5.3浇口位置的选择选择浇口位置时应遵循如下原则：避开塑件上产生缺陷，将浇点设在注塑件的边缘；浇口开设在塑件截面最厚处；应有利于塑料熔体的流淌；须要考虑塑件受力状况；考虑流淌定向方位对塑件性能的影响；分析浇口位置和数目对塑件变形的影响；应防止型芯或嵌件挤压位移或变形。点浇口形式的选择点浇口的形式大体分为单点形浇口、双点形浇口和多点形浇口，在选择浇口形式时，还应使浇口简洁切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流淌凝料少等。本次设计中选择单点形浇口。图3.3浇口套3.6冷料穴的设计在注射机注射塑料之前，喷嘴前端的熔融塑料的温度较低，形成了冷料渣，若将这些冷料渣也注入到型腔中，就会产生次品，为了将冷料查收集起来防止进入型腔，在进料口的末端的动模板上或者在流道的末端上开设一个洞窟，这就是冷料穴。一般在冷料穴的末端开设一个拉料肝，在脱模时冷料渣会被拉料杆拉出。图3.4冷料穴3.7排气槽的设计熔融塑料在填充型腔的过程中，模具型腔内有气体的存在，同时塑料受热也会产生气体，在高速注射成型时也会产生大量的气体，这些气体将会都产品的质量产生影响。所以在模具设计时必需设计排气槽。排气槽选择在型腔最终充溢的地方，且应当开设在分型面上，对于流速小的塑料制品，一般是利用分型面的间隙进行排气。3.8分型面的设计分型面是模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分别表面，分型面对注塑件的形态、工艺操作以及模具制造都有很大的影响。分型面的选择原则有以下几点：不影响塑件的尺寸精度和外观；不阻碍塑件脱模和抽芯；设计的应尽量简洁，使模具制造简洁；有利于浇注系统的合理设置；尽可能的有助于排气；在一般的实际设计中，不能全部满足上述原则，一般抓住主要冲突，确定合理的分型面。分型面的形式分型面的形式有五种，分别是平直分型面、阶梯分型面、倾斜分型面、瓣合分型面和曲面分型面。一副模具至少有一个分型面，也可以设计多个分型面。在本次设计中，结合实际生产状况，设计为两个分型面的平直分型面。依据以上原则，可确定该模具的分型面图3.5：图3.5模具分型面3.9侧向抽芯机构的设计侧型芯尺寸的确定(1)侧抽芯的基本尺寸依据模具的整体结构尺寸和抽芯机构抽芯距及抽芯力的计算，可确定抽芯机构型芯部分侧型芯的详细尺寸。(2)为了在开模之前，侧抽芯机构能够顺当实现抽芯动作，在型芯固定板上装4个对称布置的弹簧顶销。(3)侧抽芯的导滑形式接受圆形导滑孔，侧抽芯和导滑孔之间为间隙协作，协作精度选H8/f7或H8/f8，导滑孔硬度应达到HRC52～56。顶销为圆头销：材料35钢、热处理43～48HRC；弹簧的规格及尺寸：圆柱螺旋压缩弹簧：65Mn、型号为1.612247Ⅲ类此弹簧受变负荷作用，最大工作负荷为103.55N。该模具在开模时由于有弹簧顶销差距的作用，使得开模过程是先实现侧抽芯动作再开模，所以不会造成塑件纵向开模时损坏的状况。4合模导向机构设计4.1合模导向机构的作用4.1.1导向机构的作用注射模合模导向机构的主要作用是保证动模和定模之间的精确协作和牢靠的分开，保证注塑件的形态和尺寸精度，合模导向机构分为两种，一种是导柱导向，另一种是锥面定位，前者应用广泛，本次设计中也将运用导柱导向。4.1.2导柱导向机构设计导柱导向机构是靠导柱和导套之间的间隙协作保证模具的对合精度。导柱、导套的尺寸和结构以保准化，可依据详细须要查表得到。4.1.3导柱导套的设计原则(1)导柱应合理分布在模具分型面的四周，布置方式一般接受等直径导柱的不队称布置或者是不等直径导柱的对称布置；(2)导柱一般设在型芯的一侧，用来爱惜型芯不被损坏。导柱设在定模一侧也可以便利脱模；(3)导柱的长度一般比凸模端面高6—8mm，用来保证导柱伸入导套之后型芯才会进入型腔；(4)导柱端面要设计成半球形或者是锥形，导套的前端应做倒角；(5)导柱和导套的耐磨性要好，一般接受渗碳钢经渗碳淬火处理，其表面硬度要达到48—55HRC。表面粗糙度为 Ra=0.8μm；(6)导柱直径要依据模具尺寸选取。4.2导向机构的总体设计（1）该模具接受4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置；（2）导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上；（3）为保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，在导套的孔口倒角；（4）各导柱、导套及导向孔的轴线必需保证平行；（5）在合模时，需保证导向零件首先接触，避开凸模先进入型腔，导致模具损坏；4.3导柱的设计（1）该模具接受带头导柱，不开设油槽；（2）导柱的长度必需比凸模端面高度高出7mm；（3）导柱的端部做成半球形；（4）导柱的直径依据模具尺寸来确定，保证具有足够的抗弯强度；（5）导柱的安装形式，导柱固定部分和模板按H7/m6协作。导柱滑动部分按H7/f7间隙协作；（6）导柱工作部分的表面粗糙度为Ra=0.8μm；（7）导柱接受接受渗碳钢经渗碳淬火处理，其表面硬度要达到48—55HRC，保证能达到实际生产要求。图4.1导柱4.4导套的设计（1）结构形式：接受带头导套（Ⅰ型）；（2）导套的端面出倒角，导柱孔做成通孔；（3）导套孔的滑动部分按H8/f7的间隙协作，表面粗糙度为Ra=0.8μm。导套外径按H7/m6协作镶入模板；4.5导柱和导套的协作形式导柱和导套的配用形式要依据模具的结构及生产要求而定，该模具接受的协作形式如下图所示：图4.2导柱导套5模架的确定和标准件的选用5.1模架的选用模架是设计、制造塑料注射模具的基础部件，模架的选择要点是依据注塑件的图样和技术要求确定出注塑件在分型面上的投影面积和壁厚，注塑件上的孔的形态、尺寸和数量，注塑件的成型工艺条件、进料口的位置等。模架尺寸确定之后，须要对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当。标准件分为通用标准件和模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、导柱、导套、冷却及加热元件，依次分型机构和精密定位用标准组件等。由注塑件型腔的布局以及相互的位置尺寸，结合标准模架，暂定标准A4模架模架上有统一的基准，全部零件的基准都从这个基准推出，并且在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板和定模固定板用销钉定位；动、定模固定板之间是通过导向零件定位的；模具可以通过浇注套定位圈和注射机中心定位孔定位；垫块不必和动模固定板用销钉定位；顶出垫板不须要和顶出固定板用销钉定位。两模板之间必需有分模隙，这样在装配、调试、修理过程中，可以便利的分开模板。成型零件的结构设计主要是构成模具型腔的零件的设计，包括凹模、型芯、成形杆和成形环的设计。模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度计算，塑料模具型腔在成型过程中会受到熔体的高压作用，须要有足够的强度和刚度，应当通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，一般不要只通过阅历来确定壁厚。注射模具的成型零件是指构成模具型腔的零件，通常包括了凹模、型芯、成型杆、成型环等。凹模用来形成制品的外表面，型芯用来形成制品的内表面，成型杆用来形成制品的局部微小环节。设计时应依据塑料的性能、注塑件的运用要求确定型腔的数量、浇口、分型面、排气位置、脱模方式等，然后依据注塑件的尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从加工工艺角度确定各零件的结构和其他微小环节尺寸，以及加工工艺要求等。此外因为注塑件熔体有很高的压力，因此必需对关键成型零件进行强度和刚度的校核。5.2凹模部分的结构设计5.2.1形式选择整体式凹模，整体式凹模强度高，成型的质量好，进行成型加工时，应尽量选择整体凹模。凹模位于定模板上。5.2.2尺寸的计算在下面的计算中，孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；轴类尺寸均以最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负。（1）凹模径向尺寸计算凹模径向尺寸的计算运用平均尺寸法，公式如下：式中—凹模径向尺寸（mm）；—塑件的平均收缩率（ABS平均收缩率为0.55%）；—塑件径向公称尺寸（mm）；—塑件公差值(mm)（取0.6）；—凹模制造公差（mm）(当尺寸小于50mm时，δz=1/4Δ；当塑件尺寸大于50mm时，δz=1/5Δ)；—塑料最小收缩率。凹模长度尺寸计算：凹模宽度尺寸计算：（2）凹模深度尺寸计算凹模深度尺寸接受平均尺寸法，公式如下：式中—凹模深度尺寸（mm）；—塑件高度公称尺寸（此处取0.5mm）；（3）中心距尺寸计算公式：—模具中心距尺寸（mm）；—塑件心中距尺寸（mm）。可得图5.1凹模5.3凸模部分的结构设计5.3.1凸模径向尺寸计算凸模径向尺寸的计算运用平均尺寸法，公式如下：—型芯径向尺寸（mm）；—型芯的制造公差（mm）；其他符号意义同上。凸模长度尺寸计算：凸模宽度尺寸计算：5.3.2凸模深度尺寸计算凸模深度尺寸运用平均尺寸法，公式如下：—凸模深度尺寸（mm）；—塑件孔深度尺寸（mm）；其他符号意义同上5.2.3中心距尺寸计算公式如下—模具中心距尺寸（mm）；—塑件心中距尺寸（mm）。所以ABS塑料举荐注射压力为70~90MPa，注射压力为80MPa。图5.2凸模5.4型腔成型尺寸计算一般型腔成型尺寸的计算方法有两种：平均收缩率法和公差带法。一般运用平均收缩率法，但是当塑件的尺寸精度要求较高或者塑件尺寸比较大时，这种方法导致的误差可能会显著增加，这时就接受公差带法进行尺寸计算，平均收缩率法计算简洁且无需验算而公差带法计算困难需经过多次初算验算，须要考虑因素较多。考虑到玩具四驱车底座模具结构较简洁、制造成本低、设计时间短故接受平均收缩率法计算成型尺寸。接受δZ,δC取固定值的平均收缩率法：Lm—型腔的径向工作尺寸Lm=[Ls+Ls×Scp-（3/4）△]Ls—塑件的径向图样尺寸Scp—收缩率的平均值，查表得ABS收缩率范围是0.03~0.08△—塑件尺寸公差表5.1型腔成型尺寸公式δZ,δC取固定值的平均收缩率法型腔内径尺寸型芯外径尺寸型腔深度尺寸型芯高度尺寸中心距尺寸查手册得ABS塑料收缩率波动为0.3~0.8%。 图5.3模架及各部件尺寸6脱模机构设计6.1脱模机构的作用和设计原则脱模机构有叫推出机构，是特地用来从模具中推出塑料和浇注系统凝料的机构。脱模机构一般分为简洁脱模机构、双脱模机构、二次模机构和浇注系统自动切断脱模机构。脱模机构的设计原则一般有以下五点：（1）脱模机构要设置在注射模的动模那一侧；（2）脱模力作用应当靠近型芯，作用力面积尽可能大；（3）脱模机构设计的应尽量简洁，要有合适的推出距离；（4）推出位置选择在注塑件位置；（5）合模是要保证能正确复位。6.2脱模阻力的计算依据模具的设计原则，塑件壁厚和其内孔直径之比小于1/20，所以为薄壁壳体形塑件，塑件断面为矩环形，故脱模力的计算公式如下：式中E—塑料的拉伸模量（MPa）（查表得ABS的拉伸模量为1.91～1.98）；T—塑件的平均壁厚（mm）；—塑料成型平均收缩率(%)(查表的ABS成型平均收缩率为0.4～0.7)；￠—脱模斜度（该模具脱模斜度选定为2°）；F—塑料和钢材之间的磨擦系数（查表得ABS和钢材的磨擦系数为0.20～0.25）；L—塑件包涵型芯的长度（mm）；—塑料的泊松比（查表得ABS的泊松比为0.38）；R—型芯大小端平均半径（mm）；B—塑件在和开模方向垂直的平面上的投影面积(cm2)；K1—依据塑料和钢材的磨擦系数和脱模斜度由表查得K1=1.0070。代入计算，得=3.64kN6.3详细的脱模机构设计本次设计接受的是简洁脱模机构，简洁脱模机构又叫一次推出机构，它只需一次顶出动作就可以讲注塑件取出，是应用最广泛的脱模机构。简洁脱模机构又分为推杆推出机构、推管推出机构、推板推出机构、推块推出机构、联合推出机构。此次运用推杆推出机构。7加热、冷却装置设计7.1加热装置的设计ABS材料的成型流淌性好，且有制造的模具尺寸较小，无需进行加热装置的设计。7.2冷却装置的设计注射成型时，模具温度会影响塑料的填充和塑料制品的质量，同时也影响生产效率，所以在运用模具时须对模具进行冷却，使模具温度维持在确定的范围内。要设计好模具的冷却装置，应当设计好冷却通道。依据阅历公式，冷却通道的中线离表面的距离是冷却通道直径的1~2倍，冷却通道的中心距为冷却通道的3~5倍。通常是接受水冷法。7.2.1冷却通道的设计冷却通道的设计原则如下：①冷却通道离凹模壁的距离适中；②冷却通道的布置应当和产品的厚度相适应；③冷却通道不能通过镶块之间的接缝处，防止漏水；④水管接头部位一般设计在注塑机的背面，防止影响操作；⑤进出口的冷却水温度相差不能过