环境下的电话机底座模具设计说明书

学号：28毕业设计说明书ProE环境下的电话机底座模具设计ThemolddesignofthetelephonebaseundertheenvironmentofProE学院机电工程学院专业材料成型及控制工程班级材控08-1学生指导教师（职称）（副教授）完成时间2012年3月12日至2012年6月15日广东石油化工学院本科毕业设计（论文）诚信承诺保证书本人郑重承诺：《ProE环境下的电话机底座模具设计》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，是本人在邓宇指导教师的指导下，独立进行研究所完成。毕业设计（论文）中引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处，如果存在弄虚作假、抄袭、剽窃的情况，本人愿承担全部责任。学生签名：年月日院（系）：机电工程学院专业材料成型及控制工程班级：材控08-1学生：学号：一、毕业论文课题ProE环境下的电话机底座模具设计二、毕业论文工作自2012年3月12日起至2012年6月15日止三、毕业论文进行地点一教西1002四、毕业论文的内容要求

(一)设计的原始数据

原始数据（尺寸）根据选定的设计对象进行测量。

(二)设计计算及说明部分内容

1、计算内容与方案确定：

（1）成形零件设计：动、定模型腔尺寸的计算和布置（2）注塑机的选择

（3）结构系统设计计算：顶出机构、抽芯机构、冷却、浇注、排气系统等尺寸的计算与布置

（4）强度设计和结构草图设计：各部件的强度校核2、设计内容：（1）Pro/E环境下进行产品的模具设计；（2）注射模装配图一张（3）各组成零件的零件图

(三)设计图纸及图形文件

⑴、设计对象的装配图：1张(A0或A1)

⑵、模具装配图：1张(A0或A1)

⑶、零件图：4～5张主要零件(A1)

⑷、设计中的图形文件用光盘保存(四)编写设计（论文）说明书不少于2.0万字，用计算机排版并输出；(五)参考文献1、叶久新，王群.塑料成型及模具设计[M].湖南大学出版社，20092、田宝善，田雁晨，刘永．塑料注射模具设计技巧与实例[M]．北京：化学工业出版社，2009．83、王孝培．塑料成型工艺及模具简明手册[M]．北京：机械工业出版社，2000．64、陈志刚．塑料模具设计[M]．北京：机械工业出版社，20025、王伯平．互换性与测量技术[M]．北京：机械工业出版社，20026、潘宝权．模具制造工艺[M]．北京：机械工业出版社，2004．9．7、甄瑞麟．模具制造工艺学[M]．北京：清华大学出版社．2005．18、李云程．模具制造技术[M]．北京：机械工业出版社，2002．2．9、陆宁．实用注塑模具设计[M]．北京：中国轻工业出版社出版，199710、陈孝康．周兴隆．实用模具技术手册[M]．北京：中国轻工业出版社，2001．1．11、彭建生．模具设计与加工速查手册[M]．北京：机械工业出版社，2005．6(六)附属专题1、专题外文翻译检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译，3篇（并不少于1.0万字）的外文资料。指导教师接受论文任务开始执行日期2012年3月12日学生签名随着近代工业的发展，塑料的应用日趋广泛，从而使之相适应的塑料制造业蓬勃兴起。模具已是工业生产的主要工艺装备，模具工业已逐渐成为国民经济的基础工业。根据日常生活的需要，本次设计的课题是ProE环境下的电话机底座模具设计。首先介绍了我国塑料模具的现状、发展趋势及我国塑料模具发展的新技术，其次围绕电话机底座模具进行了设计，其主要内容包括：针对制品的结构特点，确定模具的型腔数目、分型面以及脱模机构。选择合理的浇注系统和冷却系统。分析并设计注塑工艺，制定合理的注塑工艺流程，正确选用注塑设备。然后查阅模具设计手册，选择模架，确定模架的结构尺寸，完成模具的总体设计。通过本次设计，对模具整个设计过程有了较好的了解。关键词：塑料模具成型工艺电话机底座模具设计Withthedevelopmentofmodernindustry,theapplicationofplasticiswidespreaddaybyday.whichcausestheplasticmanufacturingindustryadaptstoemergedvigorouslyaccordingly.Moldhasbeenakindofmaintechnologicalequipments.Dieindustryhasbecomefoundationindustryofnationaleconomy.Basedontherequirementsofdailylife,thetopicofthisdesignisthedesignoftheSetwelltelephoneundertheseatshellmold.First,thearticleintroducedthepresentsituationofplasticmold,thetrendandnewtechnologyofthedevelopmentinourcountry.Second,itcarryonthedesignTelephoneundertheseatshellmold.Itsprimarycoverageincludes:Accordingtotheconstructfeaturesoftheproduct,numbersofmoldcavitiesandthepartingsurfaceandthedemouldingmachinearedetermined.Reasonablepouringchannelandcoolingsystemsareselected.Andtheninjectiontechnologyisanalyzedandtechnologyprocessismadereasonablyandtheinjectionequipmentisselectedcorrectly.Amoldcarrierisselectedbylookingupmoldhandbookandthediecarrierconstructsizeisdetermined.Atlast,theglobaldesignofthemold.Throughtheprojectofthemold,theoverallprocessofthedesignhasbeenclearlyanddirectlyknown.Keyword:plasticmold;moldingprocess;telephonebase;molddesign.目录摘要 IAbstract II第一章绪论 11.1研究状况 11.1.1模具工业在国民经济中的地位 11.1.2各种模具的分类和占有量 21.1.3我国模具技术的现状及发展趋势 21.1.4中国塑料模具行业和国外先进水平差异 41.2本毕业设计的主要特点 61.3本毕业设计的主要内容 6第二章总体方案设计 82.1塑料结构件的设计原则 82.2塑料注射模具的设计要点 82.3本模具设计总体方案 9第三章具体模具设计 113.1电话机底座的测绘与造型 113.1.1电话机底座的测绘 113.2.2电话机底座的造型 123.2塑料成型的特性和工艺参数的确定 133.2.1塑件的材料分析 133.2.2塑件的尺寸精度和粗糙度的确定 153.2.3拔模斜度 153.3拟定模具的结构形式 163.3.1分型面的确定 163.3.2型腔数目的确定 173.3.3注塑成型设备的选择 173.4浇注系统的设计 193.4.1浇注系统的设计原则 193.4.2浇注系统的设计 203.4.3主流道的设计 203.4.4浇口的设计 213.5排气系统的设计 223.5.1排气槽的作用 223.5.2排气方式 223.5.3设计方法 233.5.4结论 233.6成型零件的结构设计及计算 233.6.1成型零件的结构设计 233.6.2成型零件工作尺寸的计算 233.7模具材料和各模板的厚度的确定 253.7.1模具材料的选择 253.7.2各模板的厚度确定 263.8脱模机构的设计 263.8.1脱模力的计算 273.8.2顶出行程的确定 283.8.3推杆和复位杆的设计 283.9侧向抽芯机构的设计 293.9.1侧向分型与抽芯机构类型的确定 293.9.2抽芯距的计算 303.9.3斜导柱的设计 303.9.4抽芯机构中弹簧的计算 313.10导向和定位机构的设计 313.11冷却系统的设计 333.11.1冷却系统的设计原则 343.11.2冷却系统的计算 343.11.3冷却水道在定模中的布置 353.12注射机的校验 363.12.1注射量的校核 363.12.2锁模力校核 363.12.3模具厚度H与注射机闭合高度校核 373.12.4注塑机开模行程校核 37结论 38致谢 39参考文献 40附件一 41自动升降式注射模 41模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件因其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低，所以模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％～90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，而一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80％的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50％以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6％。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。～[1][2][4][5]国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。并且先进工业国家在链条与模具生产中均采用了可靠性设计以及CAD/CAM技术，开发新品速度快、精度高，质量较有保证。国际著名商品化三维CAD/CAM系统，如美国的Pro/E、UG-II、

CADD5、Solidworks、MDT等均陆续在模具界得到应用。美国PTC公司基于Pro/E系统开发了钣金零件造型模块Pro/Sheet

Metal。UG

Solution公司在UG-II的基础上开发了同类型的模块UG/Sheet

Metal。以上两个系统都缺乏面向级进成形工艺及模具结构设计的专用模块，但这方面的工作进展很快，有的已经初见成效。且目前发达国家模具标准化程度达到30%以上，并有完善的标准系列，包括零件标准和模架标准，国际标准化组织已制订了国际模具系列标准，标准件品种多，规格全，质量高，而且全部均已商品化。塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大，模具的发展趋势正在朝塑料模的高效率自动化、大型塑料模具、高精度塑料模具和模具计算机辅助设计（CAD）辅助工程（CAE）方向发展[22]。还有的是德、美、日、法、意等工业发达国家在模具设计制造领域仍处于国际领先水平，他们的一些先进的模具方面的技术被许多发展中国家，甚至是其它发达国家学习采用。亚洲以日本和韩国模具技术水平最高，其它国家与之还有较大的差距，不过他们也正在以惊人的速度发展着，国家之间的交流会使之发展更快。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。（1）（2）（3）（4）（5）今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。随着工业生产的飞速发展，新产品的不断涌现，对模具的设计与制造速度、加工质量，提出了更高的要求，即要求以最短的周期、最低的成本来完成这一工装准备工作，以加速新产品投产及产品更新换代，提高经济效益及竞争力。在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。本次设计的注塑模具主要有以下几个特点：（1）模具的抽芯机构采用了通用的滑块，以便机械加工。（2）采用直浇口，塑料液流动稳定，可均匀快速填充，能够保证注塑件质量，并且去除浇口比较方便。（3）采用推块和推杆的推出机构，可以减少对塑件的损伤。（4）本课题是对电话机底座的模具设计，主要内容有：塑件的测绘与造型、塑件结构工艺性分析、模具结构形式设计、各个系统的设计、校核等几个部分。在进行模具结构设计时，首先是对塑件进行测绘。由于该塑件的内部型腔结构较为复杂，测绘是要用游标卡尺对其测绘和定位。电话机机座下壳的几何尺寸进行测量后要进行合理的后处理。由于模具分型面不在同一平面，所以需要一定的角度。再根据测绘的数据对电话机机座下壳进行三维造型。接着对塑件进行结构工艺性分析。该塑件形状不规则，有侧孔及内部有凸台，所以加工有一定的难度。且采用的是ABS材料，它具有成型性好，收缩率大，力学性能好等特点。由于该电话机底座为日常生活用品，内部的圆柱凸台是用来定位的，所以要求型腔的加工位置精度要高。根据塑件的结构工艺特点，进行模具结构设计。在选择注塑机时，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑；并确定注塑工艺流程，编写注塑工艺流程图。ABS材料在注塑机中加热分料筒后段、中段和前段三个阶段加热，加热温度分别为165℃、180℃和200℃接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。根据使用寿命和经济方面考虑，模具采用一模一腔，本模具设计采用直浇口，由于在制品的底部，所以不会对塑件外观质量造成影响。浇注系统直流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上；浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。动定模尺寸根据手册选B×L=450×450的模板，采用推杆和推块作为顶出机构的元件。排气系统的设计，本模具是利用分型面的配合间隙来排气。由于所成型的制品形状复杂且几何尺寸较大，因此可采用冷却水道直流道的冷却方式。在脱模时，本模具设计采用塑件留在动模，这样既保证塑件不因推出而变形或损坏，还保证了塑件的良好外观和结构可靠[13]。最后是注射机的校核，包括注射量的校核、锁模力校核、模具厚度H与注射机闭合高度校核、注塑机开模行程校核。塑料结构件主要是根据使用要求进行设计。要想获得优质的塑件，塑件本身必须有良好的结构工艺性，这样不仅可使成型工艺得以顺利进行，而且能得到最佳的经济效益。塑件的设计视塑料成型方法和塑料品种性能不同而有所差异。塑件的设计原则是在保证使用性能、物理性能、力学性能、电气性能、耐化学腐蚀性能和耐热性能等前提下，尽量选用价格低廉和成型性能较好的塑料。同时还应力求结构简单、壁厚均匀、成型方便。在设计塑件时，还应考虑其模具的总体结构，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出机构简单。塑件形状有利于模具分型、排气、补缩和冷却。此外，在塑件成型后尽量不再进行机械加工。在塑料结构件时，应考虑以下几点：（1）为了便于塑件从成型零件上顺利脱出，必须在塑件外表面沿脱模方向设计足够的斜度。一般斜度取30′～1°30′。（2）在满足制件结构各使用要求的条件下，尽可能用较小的壁厚。并且同一塑件的壁厚应尽可能均匀一致，否则会因冷却和固化速度不均产生附加应力。（3）加强肋的布置应考虑到其方向尽量与熔体充模流动方向一致，以避免熔体流动干扰、影响成型质量。（4）制件的两相交平面之间尽可能以圆角过渡，避免因锐角而造成应力集中，同时采用圆角过渡可增加塑件的美观程度和增加塑件的强度。（5）孔与孔的中心距应大于孔径（两者中的小孔）的2倍，孔中心至边缘的距离为孔径的3倍。孔周边的壁厚要加大，其值比与之相装配件的外径大20%～40%，以壁免收缩应力所造成的不良影响。（6）为增加塑件螺纹的强度，防止最外圈螺纹可能产生的崩裂或变形，应使其始末端留出一定距离。当考虑螺纹螺距收缩率时，塑件与金属螺纹的配合长度不能太长，一般不大于螺纹直径的1.5倍（或7～8牙）。（7）塑件上标记的凸出高度不小于0.2mm，线条宽度一般不小于0.3mm，通常以0.8mm为宜。两条线的间距不小于0.4mm，边框可比字高出0.3mm以上。（8）铰链部分厚度应减薄一般为0.2～0.4mm，且其厚度必须均匀一致，壁厚的减薄处应以圆弧过渡。塑料注射模具是成型塑料制品的主要工具，而一般说来塑料制品通常是批量和大批量生产，因此要求塑料模具在使用时应具有高效率、高质量及成型后少加工或不再加工，所以在模具设计时就必须考虑以下问题:（1）模具的结构和基本参数是否与注射机规格相匹配。（2）模具是否具有合模导向机构，机构设计是否合理。（3）分型面选择是否合理，有无产生飞边的可能，制品能否滞留在设有推出脱模机构的动模（或定模）一侧。（4）模腔的布置与浇注系统设计是否合理。浇口是否与塑料原料相适应，浇口位置是否恰当，浇口与流道的几何形状尺寸是否合适，流动比数值是否合理。（5）成型零部件结构设计是否合理。（6）推出脱模机构与侧向分型或抽芯机构是否合理、安全和可靠。它们之间或它们与其它模具零部件之间有无干涉或碰撞的可能，脱模板（推板）是否会与型芯咬合。（7）是否需要排气结构，如果需要，其设置情况是合理（8）是否需要温度调节系统，如果需要，其热源和冷却方式是否合理。温控元件是否足够，精度等级如何，寿命长短如何，加热和冷却介质的循环回路是否合理。（9）支承零部件装配关系是否合理。（10）外形尺寸能否保证安装，紧固方式选择得是否合理可靠，安装用的螺栓孔是否与注射动、定模固定板上的螺孔位置一致，压板槽附近的固定板上是否有紧固用的螺钉。由于模具的使用特点，决定了模具设计也区别于其他行业。本模具设计要考虑的要点如下[11]:A．塑件的物理力学性能，如强度、刚度、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性，不同塑料品种其性能各有所长，在设计塑件时应充分发挥其性能上的优点，避免或补偿其缺点。B．塑料的成型工艺性，如流动性、成型收缩率的各向差异等。塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩，同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却或使热固性塑料制品均匀地固化。C．塑件结构能使模具总体结构尽可能简化，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模结构。使模具零件符合制造工艺的要求。对于特殊用途的制品，还要考虑其光学性能、热学性能、电性能、耐腐蚀性能等。本课题是对电话机底座的模具设计，其总体设计方案如下：在进行模具结构设计时，首先是对塑件进行测绘。由于该塑件的内部型腔结构较为复杂，测绘是要用游标卡尺对其测绘和定位。电话机机座下壳的几何尺寸进行测量后要进行合理的后处理。由于模具分型面不在同一平面，所以需要一定的角度。再根据测绘的数据对电话机机座下壳进行三维造型；接着对塑件进行结构工艺性分析。该塑件形状不规则，有侧孔及内部有凸台，所以加工有一定的难度。且采用的是ABS材料，它具有成型性好，收缩率大，力学性能好等特点。由于该电话机底座为日常生活用品，内部的圆柱凸台是用来定位的，所以要求型腔的加工位置精度要高。根据塑件的结构工艺特点，进行模具结构设计。在选择注塑机时，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑；并确定注塑工艺流程，编写注塑工艺流程图。ABS材料在注塑机中加热分料筒后段、中段和前段三个阶段加热，加热温度分别为165℃、180℃和200℃接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。根据使用寿命和经济方面考虑，模具采用一模一腔，本模具设计采用直浇口，由于在制品的底部，所以不会对塑件外观质量造成影响。浇注系统直流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上；浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。动定模尺寸根据手册选B×L=450×450的模板，采用推杆和推块作为顶出机构的元件。排气系统的设计，本模具是利用分型面的配合间隙来排气。由于所成型的制品形状复杂且几何尺寸较大，因此可采用冷却水道直流道的冷却方式。在脱模时，本模具设计采用塑件留在动模，这样既保证塑件不因推出而变形或损坏，还保证了塑件的良好外观和结构可靠[13]。根据此方案能达到设计的预期效果，并且大大提高了注塑模的质量和效率，对指导生产有参考价值。塑件为电话机底座，材料为ABS，用直角尺、游标卡尺、圆规等对零件进行测绘。首先，选择电话机底座的底面作为测量的基准面，可以用直角尺垂直与基准面，就可以从高度边读取电话机底座的高度。由于电话机底座的内部型腔的结构很复杂，所以内部的结构不容易测量，可以用游标卡尺进行一系列的测绘，最终获得内部的尺寸数据。所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的进行修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的草图。由于条件限制所以采用多次取断面进行测量的办法。注意做到以下几点：（1）测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；（2）采用多次测量求平均值；（3）正确地读取数据。测量的主要尺寸如图3-1所示：图3-1测绘图该塑件外形尺寸为210mm×190mm×37mm，制品投影面积约为450cm2，体积约为1.55xmm3零件测绘草图出来以后，应该根据零件的测绘图，对零件的进行三维造型。三维造型可以选用PRO/E软件，三维造型的所有参数与测绘的数据一致。绘制得到制品的三维模型图，如图3-2所示：图3-2制品三维模型3.2电话机底座的材料选为：ABS。ABS：acrylonitrile-butadiene-styrenecopolymer丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物ABS工程塑料具有优良的综合性能，有较高的冲击强度，良好的尺寸稳定性、电性能、耐磨性；抗化学药品性好，水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有良好的加工性和染色性能，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色；散热性好（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70ºC左右，热变形温度为93ºC左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。使用性能：综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电性能良好，易于成型和机械加工，适合制作一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。成型性能：（1）无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为0.04毫米（2）吸湿性强。必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须经长时间的预热干燥。（3）成型时宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为≥250℃）。对于精度较高的塑件，模温宜取50℃～60℃，对光泽、耐热塑件，模温宜取60℃～80℃。注塑压力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射机成型时，料温为180℃～230℃，注射压力为(1000～1400)×105帕。用螺杆式注射机成型时，料温为160℃～220℃，注射压力为(700～1000)×10（4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。ABS的主要性能指标见表3-1、表3-2、表3-3：表3-1热物理性能热物理性能参数热物理性能参数密度(g/cm³)比体积(cm³/g)吸水率(﹪)熔点(°C)计算收缩率(﹪)1.02—1．080.86—0.980.2—0.4130—1600.3—0.8比热容(J·kg-1K-1)导热系数(W·m-1·K-1×10-2)线膨胀系数(10-5K-1)滞流温度(°C)147013.8—31.25.8—8.6130表3-2力学性能力学性能参数力学性能参数屈服强度（MPa）断裂伸长率(﹪)抗弯强度(MPa)抗压强度(MPa)冲击韧度（无缺口）冲击韧度（缺口）5035805326111抗拉强度(MPa)拉伸弹性模量(GPa)弯曲弹性模量(GPa)抗剪强度(MPa)布氏硬度381.81.4249.7R121表3-3电气性能电气性能参数电气性能参数表面电阻率（Ω）击穿电压（KV/mm）介电损耗角正切（106Hz）1.2×1013\0.007体积电阻率（Ω·m）介电常数（106Hz）耐电弧性(s)6.9×10143.0450—85壳体内部凹陷的部位是为了插入电话机上盖时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度。同时该零件的各个起定位作用的螺钉孔，制造精度要求并不高，可简易加工。本塑件的配合精度不高，塑件尺寸公差数值根据文献[14]中表2-17确定。精度等级根据表2-18选择，该塑件尺寸中等，整体结构较简单，多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合ABS材料性能，所以确定其采用一般精度，为4级精度，无公差值者，按7级精度取值。塑件的表面粗糙度是决定其表面质量的主要因素。一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求低1～2级，塑件的表面粗糙度在Ra0.8～0.2µm之间，此塑件的外观要求一般，选取0.8µm。塑件沿脱模方向要有一定的脱模斜度，这样比较有利于脱模。根据文献[14]ABS的脱模斜度一般取～1.5°。由于电话机机座机壳的高度较大，而且对于制品的使用要求也不是太高，综合考虑以上因素，本次设计中选用1°的拔模斜度。模具上用以取出塑件和凝料的可分离的接触表面称为分型面。分型面的选择在模具设计中占有相当重要地位。分型面选择得合理与否，直接影响到模具整体结构的复杂程度及塑件质量。分型面的确定要遵守以下原则[15]:（1）分型面的选择应有利于嵌件的脱模与取出。开模时塑件留在动模一侧：以利于塑件的顶出脱模。（2）分型面的选择应有利于嵌件的安装；（3）分型面的选择应有利于模具零件的加工；（4）分型面的选择应有利于模具结构的简化及便于操作；（5）分型面的选择应有利于满足塑件的质量及精度要求；（6）分型面的选择应有利于保证塑件的表面质量；（7）分型面的选择应有利于预防飞边及溢料的产生；（8）分型面的选择应有利于排气以确保质量及成型；（9）分型面的选择应有利于制品的成型及模具的制造；（10）有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。分型面的确定是非常重要的，在简单模具中有的分型面不时水平就是垂直的，这样的分型面壁较好处理，由于制品结构的限制，在许多模具中，其分型面不是处于同一平面。对于这样的分型面不在同一平面的模具，为了避免合模时动、定模两部分发生碰撞，以及减小模具制造的难度，可以将分型面设计在成型模的内部，并采用一定的锥角定位，这样就解决了分型和定位问题。在Setwell电话机机座下壳模具设计中涉及到此问题，这样对确定分型面带来了很大麻烦，本模具设计分型面选择塑件的下平面，如图3-3所示：图3-3分型面根据参考案例，确定型腔数目为单型腔，单型腔与多型腔相比有如下优点：（1）塑料制件的形状和尺寸始终如一；（2）工艺参数易于控制；（3）模具的结构简单紧凑，设计自由度大；（4）单型腔模具还具有制造成本低，制造周期短等；（5）内部型腔复杂、有抽芯机构的做单型腔较好。（1）（2）（3）A．根据塑件的形状估算其体积和重量利用Pro/E软件对该塑件的三维造型图的体积进行估算，得知V=120cm³。塑件的重量G=V×ρ=120×1.05g≈式中ρ为塑料容重（ABS的容重ρ=1.02～1.08g/cm³）。B．根据塑件的计算重量或体积，选择设备型号规格，确定型腔数[15]。当未限定设备时，须考虑以下因素：注塑机的额定注射量GB，每次注射量不超过最大注射量的80%，即：n=（3-1）式中：n——型腔数；Gj——浇注系统重量（g）；Gs——塑件重量（g）；GB——注塑机的额定注射量（g）。估算浇注系统的体积Vj，根据浇注系统初步设计方案进行估算Vj=17cm³，则浇注系统塑料重量Gj=Vj×ρ=17×1.05g从塑件尺寸精度考虑，由于该塑件精度等级为4级所以型腔数目应控制在4腔以内。结合本设计所选的注塑机及聚丙烯塑件结构的特点，综合考虑最终本模具采用一模一腔。即n=1，则得：GB=g=179.8g从计算结果，并根据塑料注射机技术规格，选用XS-ZY-250型注射机。反之，在该设备上成形时，则可根据塑件的体积或重量来确定型腔数。因此该塑件注塑成形时，首先明确在250g注射机上成形，则利用式（3-1），计算型腔数。得：N=（3-3）注射机额定注射量mg，每次注射量不超过最大注射量的80%，只能一模一腔。本设计选用的注射机参数见表3-5：XS-ZY-250型注射机的性能参数型号XS-ZY-250注射容量（cm3或g）注射压力（MPa）锁模力（k4N）最大注射面积（cm2）模具最小厚度（mm）模具最大厚度（mm）最大开合模行程（mm）喷嘴口径（mm）喷嘴球面半径（mm）动，定模固定板尺寸（mm）25013018005002003503504SR18560X450（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。其作用是将塑料熔化充满型腔，并将注射压力传递到模腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑件。本设计的浇注系统是由直流道、进料口、冷料穴等组成。在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：（1）塑料成形特性设计浇注系统应适应所用塑料的成形特性的要求，以保证塑件质量。（2）塑件大小及形状根据塑件大小，形状壁厚、技术要求等因素，结合选择分型面考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成形。还应注意防止流料直接冲击镶件及细弱型芯或型芯受力不匀，以及应充分估计可能产生的质量弊端和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。（3）型腔数设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。（4）塑件外观设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。（5）注射机安装板的大小在塑件投影面积比较大时，设置浇注系统时应考虑到注射机模板大小是否允许，并应防止偏离模具中心开设主流道，造成注射时受力不匀。（6）成形效率在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成形质量的前提下尽量缩短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成形周期，同时减少浇注系统损耗的塑料。（7）冷料在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须除去，防止注入型腔影响塑件质量，在设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。浇注系统对注射成型效率和塑件的质量有直接的影响，是注塑设计的的关键。其形状和尺寸的确定，应根据塑料的成型特点，塑件的大小和形状，模具成型腔数，塑件的收缩率，外观质量要求，注塑机模板的大小，冷却等因素进行综合考虑。一般情况下，按设计尺寸加工成型后，很难达到预想要求，应根据试模边修整边实验，直到试出合格的零件，最后修正，定形。主流道是指连接注射机喷嘴与分流道或型腔的进料通道。负责将塑料熔体从喷嘴引入模具，其形状、大小直接影响塑料的流速及填充时间。为了使塑料凝料能从主流道中顺利拔出，需将主流道设计成圆锥形，具有α=2°～6°的锥角，内壁为Ra0.8μM以下的表面粗糙度，小端直径应大于喷嘴直径约0.5～1mm，凹坑半径R也应比喷嘴头半径大1～2mm，以便凝料顺利拔出。根据以上所述和注塑机的配合要求，本设计的浇口套尺寸如图3-4所示：图3-4浇口套形式浇口可以理解成熔融塑料通过浇注系统进入型腔的最后一道门。它具有两个功能：第一，对塑料熔体流入型腔起着控制作用，使流过来的塑料熔体以较快的速度进入并充满型腔。第二，当注塑压力撤销后，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑料不会倒流。一般这段很短的通道截面积很小，当熔融的塑料流在高压下通过浇口时，因为浇口的截面积很小，使塑料流速加快，而由于摩擦作用，又使塑料流的温度升高，黏度降低，提高了塑料的流动性，有利于充满型腔，因此它是浇注系统的关键部位。所以浇口类型的选择取决于制品外观的要求、尺寸和形状的制约以及所使用的塑料种类等因素。为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率，本模具设计采用直浇口。直浇口的优点在于：塑料直接从主流道流入型腔的顶部，其特点是流程短，排气顺畅，流量大，适用于单腔的深腔塑件和大型塑件，如图3-5所示：图3-5确定浇注系统在注射模试模生产中常会出现填充不足。压缩空气灼伤、制品内部很高的内应力、表面流线和熔合线等现象。对于这些现象除了应首先调整注塑工艺外，还要考虑模具浇口是否合理。当注塑工艺和浇口这两个问题都排除以后；那么模具的排气就是主要的问题了，解决这一问题的主要手段是开设排气槽。排气槽的作用主要有两点。一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就显得尤为重要。另外对于小型件或精密零件也要重视排气槽的开设，因为它除了能避免制品表面灼伤和注射量不足外，还可以消除制品的各种缺陷，减少模具污染等。那么，模腔的排气怎样才算充分呢？一般来说，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。模腔排气的方法很多，但每一种方法均须保证：排气槽在排气的同时，其尺寸设计应能防止物料溢进槽内；其次还要防止堵塞。因此从模腔内表面向模腔体外缘方向测量，长6～12mm以上的排气槽部分，槽高度要放大约0.25～0.4mm。另外，排气槽数量太多是有害的。因为如果作用在模腔分型面未开排气槽部分的锁模压力很大，容易引起模腔材料冷流或裂开，这是很危险的。除了在分型面上对模腔排气外，还可以通过在浇注系统的料流末端位置设排气槽，以及沿顶出杆四周留出间隙的方式达到排气的目的。因为排气槽开的深度、宽度以及位置的选择；如果不适当，产生的飞边毛刺，将影响制品的美观和精度。因此上述间隙的大小以防止顶出杆四周出现飞边为限。这里应特别注意的是：齿轮这样的制件在排气时，可能连最微小的飞边也是不希望有的。这一类制件最好采用以下方式排气：①彻底清除流道内气体；②用粒度为200＃的碳化硅磨料对分型面配合表面进行喷丸处理。另外，在浇注系统料流末端开设排气槽主要是指分流道末端位置的排气槽，其宽度应等于分流道的宽度，高度视材料而异。本文简单介绍几种排气槽的设计。对于复杂几何形状的产品模具，排气槽的开设，最好在几次试模后再去断定。而模具结构设计中的整体结构形式，其最大缺点就是排气不良。对整体模腔模芯有以下几种排气方法：①利用型腔的槽或嵌件被人部位；②利用侧面的嵌件接缝；③局部制成螺旋形状②在纵向位置上装上带槽的板条心开工艺孔；⑤当排气极困难时采用镶拼结构等。如果有些模具的死角不易开排气槽，首先应在不影响产品外观及精度的情况下适当把模具改为镶拼加工，这样不仅有利于加工排气清有时还可以改善原有的加工难度和便于维修。适当地开设排气槽；可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以及锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。本设计的塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.04㎜。模具的成型零件是塑料模具设计的核心部分，由型腔、型芯、成型滑块、螺纹型芯、型环、成型顶杆以及可以活动的型芯镶件滑块等组成。模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。此外，设计时成型零件还要求结构合理，制造简单、易于保证精度、模具制造成本低。3.6.1成型零件的结构设计本模具设计的凹模、凸模的结构设计采用整体式凹模、整体式凸模。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和极限磨损量进行计算。前一种计算方法简便，但不适用于精密塑件的模具设计；后一种计算方法能保证所成型的塑件在规定的公差范围内，但计算比较复杂。本设计采用平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中的公差计算。分清了各部尺寸的分类后，即可在趋于增的尺寸上减小一个1/2，而在趋于缩小的尺寸上加上一个1/2，其中为塑件公差。但是由于成型零件在塑件脱模过程中与塑件的移动摩擦而产生磨损，为此，为了补成型零件的磨损量需给定一个磨损余量，一般取塑件公差的1/4～1/6。又因为成型零件部位的不同，受磨损的程度也不同，所以成型零件的径向尺寸，受磨损较大取最大值，即1/4；而成型零件的高度尺寸相对磨损较小取最小值，即1/6。该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT7查取公差。外形尺寸：内型尺寸：（1）型腔尺寸的计算型腔的各部尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取负偏差，再加上-1/4的磨损余量，而型腔深度则加上-1/6的磨损余量，这样型腔的计算尺寸表述如下：A.型腔的径向尺寸塑件外部径向的径向尺寸的转换：，相应的塑件制造公差=4.10；，相应的塑件制造公差=3.70。式中，是塑件的平均收缩率，查表2-1可得ABS的收缩率为0.3%～0.8%，其所平均收缩率=（在模具设计中要注意制品收缩率的问题，一般制品的收缩率都是根据所用塑料收缩率的平均值来计算的，而实际上制品在成型过程中其塑料分子并不是在制品中任何方向上都是一样收缩的，并且大多数塑料的收缩是在制品成型完成后再经过数小时才能完全稳定下来，因此制品的实际收缩与按其材料平均值计算的收缩是有一定差距的。然而目前还没法在制品成型前就能准确的计算出制品在成型过程中的实际收缩率，因此，针对这种情况，在模具设计时可以采用比平均收缩率低1％的计算方法，例如对于ABS塑料，其收缩率为3％～8％，在确定制品收缩率时可以按5％计算。另外，在制品中大尺寸部位与小尺寸部位、壁厚部位与壁薄部位、平行于塑料流动方向部位与垂直于塑料流动方向部位，在计算收缩率时都要区别对待。）；，是系数，查表4.15可得，可知，x一般在0.5～0.8之间，由于该塑件尺寸较小，所以，取==，△△分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）；是塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件，取=△,=△（下同）B.型腔的深度尺寸塑件高度方向尺寸的转换：塑件高度的最大尺寸H=340.57=34.57，相应的，；式中是系数，此处取。（2）型芯尺寸的计算型芯的各部尺寸除特殊情况外都是趋于缩小尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取正偏差，再加上+1/4的磨损余量，而型芯高度则加上+1/6的磨损余量。这样，型芯的计算尺寸表述如下：A.型芯的径向尺寸塑件内部径向尺寸的转换：，相应的，；，相应的，。B.型芯的高度尺寸塑件尺寸的转换：h=290.50=，相应的，。塑料模具由于成型方法，结构形式，使用要求模具大小及制品产量多少，制品外观光泽要求等有许多不同，因此模具选材应依据模具实际情况合理的选择。要求快速出模，快速出样品，这就不允许按常规要求，型腔选用号钢材，经调质氮化或淬火，按模具寿命可以使用50万次要求精工细做。而应符合市场规律，只有当产品定型，并占有市场一定数额时，在有把握的情况下，才能投入高质量、高寿命的模具制造[8]。（1）定模固定板、动模固定板、定位环、推板、推板固定板、动模垫板等零件均要经过调质处理才能应用，所以采用45号钢，且45号钢用途最广、最经济实惠，被许多设计者青睐。（2）导柱、导套、复位杆、浇口套定模板、动模板、拉料杆等零件采用材料T8A，其优点是抛光性能好，可以抛成镜面光泽。模板是模具中最重要的组成部分，模板的设计优劣直接影响到模具的设计成败。其中模板的厚度设计是首要考虑的因素，它不仅与成型制品的质量有关，还与设计的成本相关，更体现了设计者的设计水平，是模具设计中最重要的设计部分。本次模具设计充分考虑个模板的作用以及相互的位置关系，并结合相关手册的规范，设计各模板的厚度见表3-6：表3-6各模板的厚度序号板材名长x宽(mm)厚度(mm)[1][2][3][4][5][6][7][8]动模板定模板动模座板定模座板动模支承板推杆固定板推板垫块450x450450x450560x450560x450450x450450x286450x286100x806263404063252580包括以下几个部分：脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则[15]：（1）推出机构应尽量设置在动模一侧（2）保证塑件不因推出而变形损坏（3）机构简单动作可靠（4）合模时的正确定位塑件在模具中冷却定型后，由于冷缩的原因，物料温度降低，直至复原到常温这个过程中，尺寸逐渐缩小，塑件对型芯产生包紧力。因此在塑件脱模时必须克服这一包紧力所产生的脱模阻力、塑件同时还需克服与型芯之间的黏附力和摩擦力及抽芯机构本身所产生的运动摩擦合力才能将型芯脱开。这几种合力即为脱模力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以在模具设计时以这时的脱模力为准。故选择此时作为临界条件，塑件脱模时的型芯的受力分析如图3-6所示：图3-6型芯的受力分析根据力平衡原理，列出平衡式： （3-4）得：式中:塑件对型芯的包紧力；脱模时型芯所受的摩擦阻力；脱模力；型芯的脱模斜度。又 （3-5）于是（3-6）而包紧力为包容型芯的面积于单位上包紧力之积，即：由此可得：（3-7）式中:塑料对钢的摩擦系数，约为0.1～0.3；塑件包容型芯的面积；——塑件对型芯的单位面积上的包紧力。一般情况下模外冷却的塑件约取2.4～3.9×107Pa；模内冷却的塑件约取0.8～1.2×107Pa。由于A=617㎝（通过Pro/E软件分析），取u=0.2，=，p=1.0×107Pa，故Ft=112.8KN。顶出机构的设计原则[21]:（1）模具顶出距离应小于注射机最大有效行程;（2）顶出距离确保能轻易取出制品，且有限位。考虑到以上因素，本模具的顶出行程如图3-7所示的长度L。图3-7顶出行程设立五个推杆～推杆在推塑件时，应具有足够的刚性，以承受推出力，为此只要条件允许，应尽可能使用大直径，且塑件型腔复杂和壁薄的地方应多设置推杆。因此本塑件在设计时根据内部型腔的特点选了不同直径的推杆，分别为Φ8、Φ6、Φ4、Φ32、Φ3，分布在型腔的不同位置。如图3-8所示，当推杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯表面很多，如果在下一次合模（模具合紧之前）时，顶杆不能退回到顶出前的初始位置，就会对型腔造成破坏，因此影响制品的成型质量，为了避免这种情况使顶杆准确复位，在顶出机构中必须设有复位杆帮助推杆回位。图3-8推杆及复位杆结构在塑件上凡是脱出方向与开模方向不相同的侧孔或侧凹除少数浅侧凹可以强制脱出外，都需要进行侧向抽芯或侧向分型方能将塑件顺利脱出。侧向分型用于有内外侧凹的塑件，是将凹模作成两瓣或多瓣，利用侧向分型完成各瓣与塑件之间分离，脱出侧凹。本设计用侧向抽芯机构。本塑件型腔、型芯均需侧抽芯。侧向分型与抽芯机构根据动力来源的不同，有机动、液压或气动以及手动等三大类。本塑件采用机动侧向分型与抽芯机构，它是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制件中抽出，合模时又靠它使侧向成型零件复位。机动抽芯机构的结构比较复杂，但抽芯不需人工操作，抽芯力较大，具有灵活、方便、生产效率高、容易实现全自动操作、无需另外添置设备等优点，在生产中被广泛采用。机动抽芯按结构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块、弹簧等多种抽芯形式。本设计采用的是斜导柱侧向抽芯机构。其结构如图3-9所示，瓣合模滑块装在T型导滑槽内，可沿着抽拔方向平稳滑移，驱动滑块的斜导柱与开模运动方向成斜角安装，斜导柱与滑块上对应的孔呈松动配合，开模时斜导柱与滑块发生相对运动，斜导柱对滑块产生一侧向分力，迫使滑块完成抽芯动作。图3-9斜导柱侧向分型与抽芯机构示意图抽芯距。通常抽芯距等于S1（最小抽芯距）加上2～3的安全系数。抽芯距SS=S1+（2～3）=5（3-8）式中：S1——最小抽芯距，取2。一般取，不大于。本设计中取，锁紧楔的斜度应比斜导柱安装角度a大，以保证开模时斜导柱的抽芯滞后于锁紧模与滑块的脱离[9]。（3-9）式中：L——斜导柱总长度（mm）D——斜导柱台阶直径（mm）d——斜导柱工作直径(mm)h——定模座板厚度(mm)s——脱模距(mm)——斜楔角度，一般取，不大于。图3-10抽芯机构经查文献[14]表D=25mm，d=20mm，L=60mm，=。本模架设计的两根斜导柱长度一样长。弹簧的参数如下：簧丝的直径d=2mm弹簧的外径D=10mm弹簧的内径D=8mm弹簧的有效圈数n=8弹簧的节距t=3mm得弹簧的计算参数为：自由高度H=n*t=8*3=24mm每套塑料模具都要设有导向机构，在模具工作时，导向机构可以维持动模和定模的正确合模，合模后保持型腔的正确形状。同时，导向机构可以引导动模按顺序合模，防止型芯在合模过程中损坏，并能承受一定的侧向力。对于大型模具的脱模机构，或脱模机构中有细长推杆（或推管）时，需要有导向机构来保持机构运动的灵活平稳。总的来说，注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。导向机构的作用：1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力。导柱导向是指导柱与导套采用间隙配合，使导套在导柱上滑动，配合间隙一般采用H7/h6级配合，主要零件包括导柱和导套。其设计原则如下：（1）导柱应合理地均布于分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止模板变形。（2）导柱的直径应据模具尺寸来选取，保证有足够的抗弯强度。（3）导柱和导套应有足够的耐磨性。（4）最好装在定模上以便脱模。（特殊情况如推板由导柱导向推出塑件时，装在动模）（5）合模时，应保证导向零件先接触，即导柱长度比凸模端面高出6～8mm，以免凸模先进入型腔。（6）导柱装配处直径应与导套外径相等以利于配合加工，保证同轴度要求。（7）导柱端部常做成圆锥形或半球形以顺利进入导向孔，导套前端亦应导角。本模具设计定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位结构。如图3-11，3-12所示，本模具采用采用导柱与导套、螺钉等起导向和定位作用。导柱与导套、螺钉等的选择是根据模架的选择而定的。图3-11导柱与导套图3-12螺钉冷却系统的设计原则[14]：（1）冷却水孔的数量越多，对塑件冷却也就越均匀。（2）冷却水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即将孔的排列与型腔的形状一致。（3）塑件局部壁厚处，应加设冷却装置。当设计冷却孔直径为D时，它的孔距最好为5D，孔与型腔的距离为3D。 （4）当大型塑件或薄壁零件成型时，料流较长，而料温越流越低，可以适当地改变冷却水道的排列密度。（5）冷却水道要避免接近塑料的熔接痕部分，以免熔接不牢，降低强度。（6）冷却水道不应穿过接缝部分，以防漏水。（7）冷却水道内不应有存水或产生回流的部分。（8）浇口部分由于经常接触注塑机喷嘴，是模具上最热的部分，应加强冷却，有时应考虑进料嘴单独冷却。（9）进出水水嘴接头，应设在不影响操作的方向，尽可能设在模具的同一侧，通常在注塑机操作的对面。（10）如果型芯太长，冷却水道无法开设，则可以选用热导系数较大的材料，在型芯下部采用喷水法进行冷却。冷却系统的设计计算方法很多，但对于注射模而言，由于是断续工作的，而且受人为因素影响较多，所以无需很精确的计算。最简便而有效方法如下所述：（1）水道孔径水道孔径与流量及流速有直接关系。水道孔径与可能允许的流量的关系见表3-7：表3-7孔径与流量的关系水管直径（mm）最低流速（m/s）流量（l/min）81012152025301.661.321.100.870.660.530.4456.27.49.212.415.518.7（2）水孔位置冷却水道孔边与型腔表面不可太近，一般应大于10mm（3）水道布置方式一般有直流式、直流循环式和矩形槽循环式。直流式水道的优点是制造简便，适于成型浅而面积大的塑件，缺点是冷却易不均匀。直流循环式水道是直流式的改进形式，冷却效果比直流式好。矩形槽循环式水道的优点是冷却充分，温度容易均匀；缺点是堵塞时不易发现，管接头多。本设计选用的是矩形槽循环式冷却水道，即在每个型腔的周围都钻水道，再把不需要的出口堵塞起来，冷却水从靠近浇口的地方流入，再从另一个出口流出，缺点是接头多，易发生泄露，堵塞时不易发现。根据文献[11]中的P571～572的公式，用水量M可以用下式计算：式中：——每一次注塑所需的单位时间用水量（g/h）——单位时间内进入模具的塑料质量（g）——水的入口温度（°C）——水的进口温度（°C）K——热传导系数：在模板上直接钻水道孔时，K=0.5～0.64；若镶嵌铜管冷却水道，K=0.1a——每克塑料的热容量（J/g）（-）＜2°C精密塑件（SJ/T10628-953～4级）（-）＜10°C一般塑件（SJ/T10628-955～6级）（-）＜30°C（SJ/T10628-957～8级）由所计算出的用水量（流量）与上表校核。如大于允许值时，应加大孔径。所以本设计选用了孔径为12mm塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置也不一样，冷却水道的位置取决于制品的形状和不同的壁厚。原则上冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地方，根据冷却系统的设计原则，冷却水道应围绕模具所成型的制品，且尽量排列均匀一致。不少小型模具的型腔时直接在模板上加工而成的（也可以采用拼镶结构，但是由于模具尺寸较小，所以于型腔与型芯的镶件尺寸更小），对于这类模具，可以直接在模板上设置冷却水道。在模板上直接设置冷却水道同样应遵循冷却系统的设计原则，使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔，使制品在成型过程中冷却均匀。如果模具中的冷却水道太长，在成型过程中，会使得水温变化增大。针对这个问题，为了保证其冷却效果，可采用两个独立回路。本塑件为深型腔塑件，深型腔塑件最困难的是凸模的冷却，本塑件凸模结构复杂，而且内部推杆布置较多，很难设置冷却水道，因此要加强凹模冷却。凹模设置回环式冷却水道，入水口在模架的两侧附近，水流流经凹模的在从同侧流出，这种形式的冷却水道对本塑件冷却效果较好。如图3-13所示：图3-13定模板冷却水道及流向示意图根据模具总体设计方案的结构，校验所需注射机的能力、注塑机的规格及尺寸校核注射机有关工艺参数：由测量所得塑件的质量为126g，浇注系统的质量为17.85126+17.85=143注射机的最大注射量250×0.8=200＞143.85当高压塑料熔体充满模具型腔时，产生一个使模具沿分型面分开，其值等于制件和浇口流道系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内塑料压力。P腔·A≤P锁（3-11）式中：p腔——模具型腔压力，一般取20-40Mpa。A——塑件与浇注系统在分型面上的投影面积总和（cm2）；P锁——注射机额定锁模力（KN/cm2）。F=P腔·A=40KN/cm2×(22.6cm)由于P锁=1300KN，故满足P腔·A≤P锁。同时XS－ZY－250的额定注射压力为110～130Mpa，也能满足ABS塑料成型的注塑压力。故锁模力满足要求。模具厚度H与注射机闭合高度按式（3-12）校核Hmin＜H＜Hmax（3-12）式中：Hmin——注射机允许最小模厚（Hmin=200mm）Hmax——注射机允许最大模厚（Hmax=350mm）根据所选的模架，模具闭合时的厚度H为338mm，200mm＜338mm＜350mm注射机的开模行程应大于模具开模时取出塑件的（包括浇注系统）所需的开模矩。即满足下式：SK≥H1+H2+(5～10)（3-13）式中：SK——注塑机行程（SK=20H1——脱模距离（H1=15mm）；H2——塑件高度+浇注系统高度（H2=37+60=97mm）则H1+H2+(5～10)=15+97+10=122mm＜200mm，所以能满足要求本次设计适当对电话机底座的结构与要求作了分析，确定了注塑工艺；选择了注塑机，浇口方式；确定了分型面；对冷却系统也作了设计，并对制造工艺进行了研究与设计。此次设计的注塑模具主要有以下几个优点：（1）模具的抽芯机构采用了通用的滑块，以便机械加工。（2）采用直浇口，塑料液流动稳定，可均匀快速填充，能够保证注塑件质量，并且去除