第五章 注塑模具的相关机构系统的设计
5.1 型腔和型芯的设计
5.1.1制品型腔数目及分型面的确定
当塑料制件的设计已经完成，并选定所用材料后，就应考虑型腔数量问题，与多型腔模具相比，单型腔模具有很多优点：（1）塑料制件的形状和尺寸始终一致；（2）工艺参数易于控制，模具的结构简单紧凑，设计自由度大；（3）单型腔模具的推出机构，冷却系统和模具分型面的技术要求，在大多数情况下都能满足而不必综合考虑。但对于长期大批量生产而言，多型腔模具是更为有益的形式，它可以提高生产效率，降低塑件的生产成本。大多数中小型塑件的成型是多型腔的。本模具采用一模四腔，对称分布，主分型面水平分型，分型面选在最大轮廓处，开模后留在动模一侧，设置有效的推出机构，利用中心顶出机构将制品推出，
侧分型面成型塑件内壁，垂直于主分型面，利用斜导柱侧抽芯机构完成抽芯分型。制件在模具中的位置主要由型腔数目及排列方式，分型面的确定位置来决定。分流道两侧对称分布型腔，主流道设置在模板中心。 5.1.2确定型腔和型芯的结构形式
1.型腔的结构设计
型腔零件是成形塑料件外表面的主要零件，按结构不同可分为：一 整体式型腔结构：整体式型腔是由整块金属加工而成的,其特点是牢固、不易变形、不会使塑件产生拼接线痕迹。但由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于形状简单的中小型模具上。二 组合式型腔结构：组合式型腔结构是由两个以上的零部件组合而成。按组合方式不同，组合式型腔结构可分为整体嵌入式、局部镶嵌式、侧壁镶嵌式和四壁拼合式。采用组合式凹模，可简化复杂凹模的加工工艺，减少热处理变形，拼合处有间隙，利于排气，便于模具的维修，节省贵重的模具钢。为了保证组合后型腔尺寸的精度和装配图的牢固，镶块的机械加工、工艺性要好，因此，选择较好的镶拼结构是非常重要的。本次设计，塑件一般位于定模部分，一般位于动模部分，故无法使用整体式型腔结构，在此选用动定模组合式型腔结构，材料通常选用优质碳素结构工具钢T10A，淬火处理HRC50～55.
2．型芯的结构设计
成形塑件内表面的零件称型芯，主要有主型芯，小型芯。对于简单的容器，如壳、罩、盖之类的塑件，成形其主要部分内表面的零件称主型芯，而将成形其它小孔的型芯称为小型芯或成型杆。鉴于本次设计主型芯用于成形塑件内壁，为一整体，故主型芯选为整体式结构；小型芯是用于成形塑件上的手柄，需动定模共同构成，故选组合式结构，在动定模板上分别加工出两相吻合的型芯。材料选优质碳素结构工具钢T10A，淬火处理HRC50～55. 5.1.3确定型芯和型腔的尺寸
由于塑件材料聚乙烯有一定的收缩率，冷却成型后尺寸稍微会有一些变化，为了保证制品精度，必须将其考虑在内。ABS的成型收缩率在0.4%～0.7%，取S=0.5%。
1．主型芯型腔径向尺寸
ABS塑件精度一般为3级，模具最大磨损量取塑件工公差的1/6，为了考虑
模具的制造公差据塑件各部位尺寸不同而不同。取X=0.75，L1=85mm，制造公差&z=0.72/3=0.24；L2=65mm，制造公差 &z =0.60/3=0.20mm;ABS的收缩率S=0.5%，则
LM1??Z??1?S??LS1?x??0Z
???? ???1?0.5%??85?0.75?0.72?0?0.24
?0.24 （5-1） ?84.890LM??Z?2=?1?S??LS2?x??0????Z?
=??1?0.5%??65?0.75?0.20?0?0.20
?0.20= 65.180 （5-2）
2．大型芯型腔深度
塑件高度尺寸32?32COS22.30?32?30?62mm,模具最大磨损量取塑件公差的1/6，模具的制造公差?Z??/3?1.30/3?0.43mm，取x=2/3=0.67mm,S取1.4%
HM0??Z???1?S??H1?x???0??Z
?0.43 ???1?1.4%??62?0.67?1.30?0?0.43?61.990
（5-3）
3．大型芯径向尺寸
上口宽l1?80mm的公差值为1.48mm，下口宽l2?58mm的公差值为
1.30mm，模具的最大磨损量取塑件公差的
1/6；制造公差
??Z??/3?1.48/3?0.49mm，?Z??/3?1.30/3?0.43mm。取x?3/4?0.75,
聚乙烯的收缩率取s=1.4%。
lM??Z???1?s?L1?x?????Z
00 ???1?1.4%??80?0.75?1.48??0.49
0?82.230?0.49（5-4）
lM??Z???1?s??L2?x?????Z
00
???1?1.4%??58?0.75?1.30??0.43
0?59.780?0.43（5-5）
4．大型芯高度
模具的最大磨损量取塑件公差的1/6，模具的制造公差
?Z??/3?1.30/3?0.43mm，取x?2/3?0.67，s=1.4%。
hM??Z???1?s?hs?x?????Z
00 ???1?1.4%??62?0.67?0.43??0.43
0?63.150?0.43（5-6）
5．小型芯型腔的径向尺寸
径向尺寸l?28mm的公差值为0.90mm，则模具的制造公差
?Z??/3?0.90/3?0.30mm。取x?3/4?0.75,s?1.4%，则
LM0??Z?????1?s??L?x???0Z
???1?1.4%??28?0.75?0.90?0?0.30
?0.30 ?27.710 （5-7）
6．小型芯型腔深度
鉴于小型芯型腔位于主分形面，动定模各半共同组成小型芯型腔，型腔深度H?13mm，动定模部分深度相同为H1?13/2?6.5mm。公差值为0.58mm，
则模具的制造公差?Z?0.58/3?0.19mm，取x?2/3?0.67,s?1.4%
LH10??Z???1?s??H1?x???0??Z
???1?1.4%??6.5?0.67?0.58?0?0.19?6.20?0.19
（5-8）
7．小型芯径向尺寸
小型芯径向尺寸l?24mm的公差值为0.82mm，则模具的制造公差
?Z??/3?0.82/3?0.27mm，取x?3/4?0.75,s?1.4%。则
lM??Z???1?s??l?x?????Z
00 ???1?1.4%??24?0.75?0.82??0.27
0?24.950?0.27 （5-9） 8．小型芯高度
小型芯由动模部分和定模部分共同组成，且h1?h2?h/2?13mm，则
h1?h2?6.5mm，其公差值为0.58mm，模具的制造公差为
?Z??/3?0.58/3?0.19，取x?2/3?0.67,s?1.4%。则
lh1?????1?s??h1?x?????Z
00Z ???1?1.4%??6.5?0.67?0.58??0.19
0?6.980?0.19 （5-10）
5.2 浇注系统的设计
5.2.1组成浇注系统零件的设计
组成浇注系统的零件有浇口套、定位圈、拉料杆、定模板，在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分形面。由于主流道要在高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射机上直接加工；