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图8-2 分型面选择
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图8-3 型腔的排列
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图8-4 电流线圈架注塑模
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8.2 模具设计案例分析


8.2.6 模具闭合高度的确定
根据支承与固定零件设计中提供的经验数据确定定模座板、 上固定板、下固定板、动模座板的厚度，根据推出行程和推 出机构的结构尺寸确定垫块的厚度，至此模具闭合高度就完 全确定下来，大约为190mm。
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图8-1 电流线圈架零件图
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8.1 注射模设计程序




1.确定型腔的数目 可根据注射机的锁模力、最大注射量、制品的精度要求、经 济性等确定型腔数。虽然在初选注射机时，型腔数已经考虑 或初步确定，但在模具结构设计阶段仍应再次校核。 2.选择分型面 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。 应根据分型面选择原则和制品的成型要求等选择分型面。 3.确定型腔的布置 型腔的布置实质上是模具结构总体方案的规划和确定。因为 一旦型布置完毕，浇注系统的走向和类型便已确定，同时可 协调布置冷却系统和推出机构。而当型腔、浇注系统、推出 机构的初步位置决定后，模板的外形尺寸基本上就确定了， 从而可以选择合适的标准模架。
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8.2 模具设计案例分析

图8-1是电流表中的一个电流线圈架零件图。材料为增强聚 丙烯，大批量生产。


8.1.1 制件分析
制件的材料采用增强聚丙烯，属于热塑性塑料。该塑料刚度 好、耐水、耐热性强，其介电性能与温度和频率无关，是理 想的绝缘材料。成型性能上，该塑料吸水性小、熔体的流动 性较好，成型容易。其缺点是收缩率大，易产生缩孔、凹痕、 变形等；成型温度低时易产生内应力。所以在成型时应严格 控制成型温度，浇注系统应较缓慢冷却。
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8.1 注射模设计程序


8.1.5 进行模具设计计算
1.成型零件工作尺寸计算 注射模具成型零件工作尺寸的设计计算应以制品图样的尺寸 为依据，其计算方法主要有塑料平均收缩率法和公差带法。 在一般制品的模具设计中，为了计算方便，常常选用塑料平 均收缩率法；而在精密制品的模具设计中，应采用公差带法。 2.校核模具有关零件的强度及刚度 对成型零件及主要受力的零件都应进行强度及刚度的校核。 一般而言，注射模的刚度问题比强度问题显得更重要一些。 3.校核模具与注射机有关的尺寸 因为每副模具只能安装在与其相适应的注射机上使用，所以， 必须对模具上与注射机有关的尺寸进行校核，以保证模具在 注射机上的正常工作。
8.2 模具设计案例分析


8.2.4 注射模的结构设计
1.分型面选择 该制件为机内骨架，表面质量无特殊要求，但在绕线的过程 中上端面与工人的手指接触较多，因此上端面最好自然呈圆 角。此外，垂直于轴线的截面形状比较简单和规范，因此选 择图8-2所示水平分型方式。 2.确定型腔的排列方式 综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素采取图8-3 所示的排列方式。 3.浇注系统的设计 主流道采用浇口套，由于注射机喷嘴口直径为4mm，故可 选择进料口直径为5 mm的浇口套，具体结构见模具装配图。
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4.确定浇注系统 浇注系统的平衡、浇口位置及尺寸是浇注系统的设计重点。 另外需要强调的是，浇注系统往往决定厂模具的类型，如采 用侧浇口，一般选用单分型面的二板式注射模即可；如采用 点浇口，往往需要选用双分型面的三板式注射模，以便分别 脱出浇注系统凝料和制品。 5.确定脱模方式 在确定脱模方式时，首先要确定制品和浇注系统凝料的留模 方向，即滞留在动、定模哪一侧，必要时要设计强迫滞留结 构(如拉料杆等)，同时根据脱模方式的不同，还要注意考虑 是否需要设计复位机构。 6.确定侧向抽芯方式 对于制品上有垂直于脱模方向的侧向凹槽或凸台时，成型后， 为了不妨碍制品从模具中取出，需要考虑设计侧向抽芯机构。
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8.1 注射模设计程序





7.确定冷却系统 为了得到较优的冷却效果，在设计时冷却系统应先于推出机 构，不要在推出机构设计完毕后才考虑冷却回路的布置。当 冷却管道的布置与推出孔(包括螺钉孔等)发生干涉时，为厂 协调好两者的关系，以防冷却管道漏水，冷却系统的设计与 推出机构的设计也可以同步进行。 8.确定凹模的结构和固定方式 当采用镶块式组合凹模或型芯结构时，应合理地划分镶块， 并同时考虑这些镶块的强度、可加工性及安装固定。 9.确定排气方式 在一般的注射模中，注射成型时的气体可以通过模具结构(如 分型面、推杆孔间隙等)自然排气，因此，不考虑排气系统的 设计；但对于大型和高速成型的注射模，必须考虑排气方式。 10.绘制模具结构草图

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8.1 注射模设计程序


8.1.3 初步确定注射机
在设计前要了解生产制品可供选用的注射机规格、型号及与 模具设计有关的技术参数并估算制品及浇注系统凝料的总体 积和质量，在此基础上初步确定所选注射机的型号办规格。


8.1.4 确定模具结构
注射模具的结构设计，主要包括:分型面的选择、模具型腔数 的确定、型腔的布置、浇注系统和冷却系统的设计、模具工 作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、脱模机构 的设计等内容。一般可按如下步骤进行：
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8.1 注射模设计程序


8.1.7 绘制模具零件图
模具装配图拆绘零件的顺序为:先内后外，先复杂后简单，先 成型零件后结构零件。零件图上应标出必要的尺寸和制造偏 差、表面粗糙度、形位公差，并注明零件材料、热处理要求 和必要的技术条件等。


8.1.8 复核设计图样
应按制品、模具结构、成型设备、图纸质量、配合尺寸、零 件的可加工性等项日，进行自我校对或他人审核。对于初学 模具设计的新手，最好能参加模具制造的全过程，包括组装、 试模、修模及投产过程。
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8.1 注射模设计程序


8.1.6 绘制模具的装配图
装配图应尽量按国家制图标准绘制，装配图中要清楚地表明 各个零件的装配关系，以便于装配。当凹模与型芯镶块很多 时，为了便于测绘各个镶块零件，还有必要先绘制动模和定 模部装图，在部装图的基础上再绘制总装图。装配图上应包 括必要的尺寸，如外形尺寸、定位尺寸、安装尺寸、极限尺 寸(如活动零件移动的起止点)，并附有技术条件和使用说明、 零件明细表等。


8.2.2 计算制件的体积和质量
使用UG或Pro/E软件画出三维实体图，自动计算出所画图 形的体积，当然也可以根据形状进行手动儿何计算得到制件 的体积。
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8.2 模具设计案例分析


制件的体积为4 087 mm3，查手册或产品说明知道增强聚 丙烯的密度为1.04g/cm3，所以制件的质量为4.25g。采 用一模两件的模具结构，考虑注射时所需压力和工厂现有设 备等情况，初步选用注射机为XS-Z-60型，其主要技术参数 如下。 额定注射量：60cm3；锁模力：500 kN；最大开合模行 程：180mm；模具最大厚度：200mm；模具最小厚度： 70mm；动定模板固定板尺寸：330mmx 440mm拉杆 空间：190mmx 300mm中心顶出杆机械顶出。喷嘴前端 孔直径: mm；喷嘴球面半径：SR12mm；定位孔直径： 555mm。
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8.2 模具设计案例分析


4.抽芯机构设计 本模具采用斜导柱侧抽芯机构，具体结构见装配图(见图84) 。 (1)斜导柱设计制件孔壁和凸台高度相等，为0.95mm，考 虑到抽芯时的安全，抽芯距可取4.9mm。斜导柱的倾斜角 一般为15~25o，本例取20o。斜导柱的直径根据经验估算 选取14 mm。上模座板和上凸模固定板的厚度不确定，暂 定为25 mm，这样斜导柱的长度取55 mm。 (2)滑块与导滑槽设计由于侧向孔和侧向凸台的尺寸较小， 考虑到型芯强度和装配问题，故滑块和侧型芯采用镶嵌的组 合式结构，其结构如图8-4所示。滑块导滑采用整体式滑块 和整体式导向槽的方式，这样可使模具结构紧凑，装配较为 简单。由于侧抽芯距较短，所以导滑长度只要符合在开模时 的定位要求就可以。滑块的定位装置采用弹簧与限位挡块的 组合形式，如图8-4所示。
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8.2 模具设计案例分析


8.2.3 制件注射成型工艺参数
料筒温度：后段220℃，中段240℃，前段260℃。 喷嘴温度：220℃。 注射压力：100 MPa。 注射时间：30s。 保压：72 MPa。 保压时间：10s。 冷却时间：30s。

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5.成型零件结构设计 凹模采用镶拼式结构，不仅加工容易而且节约模具钢材料， 如图8-4中的上凹模镶块2和下凹模镶块18所示。凸模与侧 型芯的结构形式如图8-4中的件17，19，27，28所示。 8.2.5 模具设计的有关计算 1.凸、凹模工作尺寸的计算 本例采用平均收缩率法进行计算。增强聚丙烯的最大收缩率 为0.8%，最小收缩率为0.4，模具制造公差取 /3。 2.模具加热和冷却系统的计算 设定模具的平均工作温度为40 ℃ ，用常温水作为冷却介质， 出口温度为30 ℃ ，产量为0.26kg/h，则根据计算得冷却 水的体积流量为0.61x 10-4m3/min，由体积流量查表后 可知冷却水管直径非常小，所以不设冷却系统，采用空冷的 方式冷却模具即可。


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8.1 注射模设计程序


8.1.2 分析制品及材料工艺性