图 9-3 侧型芯挡块
2、侧抽芯的导滑形式 采用圆形导滑孔，侧抽芯与导滑孔之间是间隙配合，配合精度可选H8/f7或H8/f8，导滑孔硬度应达到HRC52～56。
3、为了开之前，侧抽芯机构能够顺利地实现抽芯动作，需在型芯固定板上装4个对称布置的弹簧顶销。
（1）顶销为圆头销：材料35钢、热处理43～48HRC
（2）弹簧的规格及尺寸：
圆柱螺旋压缩弹簧：材料65Mn、型号为1.6?12?24?7Ⅲ类
此弹簧受变负荷作用，次数在106次以上，最大工作负荷为103.55N。
4、该模具在开模时同由于弹簧顶销差距的作用，使得开模过程是先实现侧抽芯动作后再开模，因此不会造成塑件纵向开模时损坏的情况。
第十章 成型零件的设计
成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各种成形杆和成形环。 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至
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破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔壁厚和底板厚度。
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、成型杆等。凹模用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。成形零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。
设计时应首先根据塑料的性能、制件的使用要求确定型腔的总体结构、进浇点、分型面、排气部位、脱模方式等，然后根据制件尺寸，计算成型零件的工作尺寸，从机加工工艺角度决定型腔各零件的结构和其他细节尺寸，以及机加工工艺要求等。此外由于塑件融体有很高的压力，因此还应该对关键成型零件进行强度和刚度的校核。
在工作状态中，成型零件承受高温高压塑件熔体的冲击和摩擦。在冷却固化中形成了塑件的形体、尺寸和表面。在开模和脱模时需要克服于塑件的粘着力。在上万次、甚至上几十万次的注射周期，成型零件的形状和尺寸精度、表面质量及其稳定性，决定了塑件制品的相对质量。成型零件在充模保压阶段承受很高的型腔压力，作为高压容器，它的强度和刚度必须在容许范围内。成型零件的结构，材料和热处理的选择及加工工艺性，是影响模具工作寿命的主要因素。
一、成型零件的选材
对于模具钢的选用，必需要符合以下几点要求：
1、机械加工性能良好。要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。
2、抛光性能优良。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，Ra≤0.05μm。要求钢材硬度在HRC35～40为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密，极少杂质，无疵斑和针点。
3、耐磨性和抗疲劳性能好。注射模型腔不仅受高压塑料熔体冲刷，而且还受冷热温度交变应力作用。一般的高碳合金钢可经热处理获得高硬度，但韧性差易形成表面裂纹，不以采用。所选钢种应使注塑模能减少抛光修模次数，能长期保持型腔的尺寸精度，达到所计划批量生产的使用寿命期限。
4、具有耐腐蚀性。对有些塑料品种，如聚氯乙稀和阻燃性的塑料，必须考虑选用有耐腐蚀性能的钢种。
根据塑件表面质量比较高决定模具表面质量更高这一事实，再依照上述标准，故笔者在设计成型零件(凹模)中选用了镜面钢PMS。
PMS（10Ni3CuAlVS）的供货硬度为HRC30，易于切削加工。而后在真空环境下经过500～550℃，以5～10h时效处理。钢材弥散析出复合合金化学物，使钢材硬化，具有HRC40～45，耐磨性好且处理过程变形小。由于材质纯净，可作镜面抛光，还有较好的电加工及抗锈蚀性能。
二、凹模部分的结构设计 1、 凹模的结构形式
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凹模可由整块材料制成，制成整体式凹模。凹模位于定模板上，因为模具为一模两腔的结构，所以需要采用两个型腔。
2、凹模尺寸的计算
为计算简便起见，凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡是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采用平均尺寸法，公式如下：
LM3?????1?Scp?Ls???4????z
式中 LM——凹模径向尺寸（mm）；
Scp——塑件的平均收缩率（ABS收缩率为0.3%～0.8％，平均收缩率为0.55%）； Ls——塑件径向公称尺寸（mm）；
?——塑件公差值(mm)（3?/4项系数随塑件精度和尺寸变化，一般在0.5～0.8之间，取0.6）；
（mm）(当尺寸小于50mm时，δz=1/4Δ；当塑件尺寸大于50mm时，δz=1/5Δ)； ?z——凹模制造公差
Smin——塑料的最小收缩率（％）。
凹模长度尺寸计算为：
LM???1?0.55%??95?0.6??0.12?94.9225?0.12
凹模宽度尺寸计算为：
LM???1?0.55%??40?0.6??0.12?39.62?0.12
（2）凹模深度尺寸计算
凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：
HM2?????1?Scp?Hs???3????z
式中 HM——凹模深度尺寸（mm）； Hs——塑件高度公称尺寸（mm）；
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2?/3项，有的资料介绍系数为0.5； 其他符号意义同上。
HM???1?0.55%??12?0.5??0.1z?11.566?0.1
（3）中心距尺寸计算,公式如下
LM??1?Scp?Ls????z2
； LM——模具中心距尺寸（mm）。 Ls——塑件心中距尺寸（mm）所以
LM???1?0.55%??50??0.05?50.275?0.05
3、另外，定模板上还设置了抽芯机构以及分流道的垂直部分，可知定模板及凹模部分结构如下图所示：
图 10-1 凹模
3、凹模的机加工工艺
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表 10-1 凹模的机加工工艺
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 工序名称 下料 锻造 划线 钻孔 钻孔 铣削 刨削 钻孔 钻孔 热处理 磨削 磨削 加工内容及要求 根据模板形状下料 锻坯料至尺寸长315、宽200、厚30mm 划线、打样冲4个沉头孔的中心 钻两个￠16、两个￠20的孔 将￠16的孔从上表面钻￠22、深15 以孔定位铣出型腔的外形 精刨上下面使厚度为26mm 钻两型腔中间￠6的孔 钻旁边侧抽芯孔到规定位尺寸 淬火，表面硬度达54～58HRC 粗磨底面，使厚为25.5mm 精磨上表面，使厚度达图纸要求 设备 钳工台 钻床 钻床 铣床 刨床 钻床 钻床 平面磨床 平面磨床 三、凸模部分的结构设计 1、凸模尺寸的计算 （1）凸模径向尺寸计算
凸模径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下：
3?? LM???1?Scp?Ls???4???z?LM——型芯径向尺寸（mm）；
?z——型芯的制造公差（mm）；
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