手机外壳上盖注塑模具设计1.docx

分类号 单位代码 11395
密 级 学 号 0705250146

学生毕业设计（论文）

题 目
手机外壳上盖注塑模具设计
作 者
段喜阳
院 (系)
能源工程学院
专 业
机械设计制造及其自动化
指导教师
刘建勃
答辩日期
2011年 月 日

榆 林 学 院
毕业设计（论文）诚信责任书

本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡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。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。

论文作者签名:
年 月 日

摘 要
文本主要介绍CAD/CAM在模具上的应用，其中包括PRO/E,AUTOCAD。机械部分的设计，内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用、设计准则，以及产品的简介。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计等方面。

关键词：CAD/CAM，PRO/E，塑料，注塑模，注塑机

ABSTRACT
In this paper, it is about the application of the CAD/CAM in plastic injection mould, it include PRO/E, autoCAD. It is about the working theory and application of a plastic injection mould, the design principle, and the introduction of production, and the design calculation of the plastic mould .The includes the structure design of the mould, the selecting of plastic injection mould machine, and the pour system design, and so on.

Keywords: CAD/CAM、PRO/E,Plastic Injection Mould, Plastic Injection Mould Machine

目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位 1
1.2塑料成型模具发展趋势 1
1.3软件简介 3
1.3.1总装配图的建立 3
1.3.2 零件模型设计与加工 3
2 零件的设计 4
2.1零件材料选择及性能 4
2.2 注射机的选择 5
2.2.1 注射量确定 5
2.2.2 锁模力确定 5
2.2.3 成型压力 5
2.3 标准模架的选择 6
2.3.1 模架尺寸选择 6
2.3.2 模具闭合高度校核 6
2.4浇注系统设计 7
2.4.1 浇注系统的设计原则 7
2.4.2主流道的设计 7
2.4.3 分流道的设计 8
2.4.4 浇口形式 8
2.5 成型零部件设计 9
2.5.1 型腔分型面设计 9
2.5.2排气槽的设计 10
2.6脱模机构设计 13
2.6.1脱模力计算 13
2.6.2推杆的设计 14
2.6.2.3 推杆的直径 14
2.7侧向分型与抽芯机构设计 15
2.7.1斜导柱 15
2.7.2导柱的角度 15
2.7.3活动型芯和滑块的锁紧 16
2.8复位机构与导向机构设计 16
2.8.1复位机构设计 16
2.8.2导向机构设计 17
2.9塑模温控系统设计 17
2.9.1塑模温控制系统设计 17
2.9.2冷却装置系统的设计要点 17
2.9.3冷却系统的计算 18
参考文献 20
鸣 谢 21

1 绪 论
1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位
模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。
全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。
塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时应尽量减少分模、合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。
现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前发展。
1.2塑料成型模具发展趋势
随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：
1)加深理论研究
在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。
2)高效率、自动化
大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。
3)大型、超小型及高精度
由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。
4)革命模具制造工艺
为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。
5)标准化
开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。
随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入。构成该环节的主要有CAD。
(1)塑件设计
件的设计包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术有：塑件CAD、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。
(2) 注射机的使用
常见注射机的使用方面的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统,注射机故障诊断系统。
a注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量，在对于高技术注射模来说，都要对注射模在使用过程中进行监控，由此知注射模的工作状况。
b注射工艺
注射工艺方面的计算机辅助技术有：注射工艺制定的专家系统,塑件质量故障诊断。
c注射模设计
注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选择模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有：注射划CAD：注射模材料、辅料、辅件选择专家系统；
1.3软件简介
本设计中主要为模具的设计与计算，为后面完成装配图作好资料准备。装配图用AutoCAD来完成其三个视图的显示。零件为NOKIA8210手机可换机壳的上盖，整体由不规则曲面构成，壳内有多处定位和固定结构，发球小型复杂零件，不能用一般的拉伸剪切就能达到要求。
1.3.1总装配图的建立
计算机辅助设计（Computer Aided Design，简写为CAD），是指利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。它终合计算机知识和工程设计知识的成果，并随计算机软硬件的不断提高而逐渐完善。AutoCAD的最大特点是让设计者更为轻松，设计者或绘图者几乎可不必离开屏幕就能连续地完成工作。AutoCAD适合于工程制造、建筑设计、装潢设计等各行业技术人员作为设计依据，完成图纸上的工作。
AutoCAD是美国Autodesk公司开发的一种通用CAD软件。1982年首次推出了AutoCAD R1.0版本，经过十余次的版本更新，AutoCAD已从一个简单的绘图软件发展成为包括三维建模在内的功能十分强大的CAD系统，是世界上最流行的CAD软件，现已广泛应用于机械、电子、建筑、化工、汽车、造船、轻工及航空航天等领域。
1.3.2 零件模型设计与加工
Pre/Engineer是美国PTC参数技术公司推出，是国际上最先进也是最成熟使用参数化特征造型技术的大型CAD/CAM/CAEA集成软件。这是我们零件模型设计与加工过程中的主要工具。下面是一些简单的介绍：
Pre/Engineer包括三维实体造型，装配模拟，加工仿真NC自动编程，板金设计，电路布线，装配管路设计等专有模块，ID反求工程，CE并行工程等先进的设计方法和模式。其主要特点是参数化的牲造型；统一的能使各模块集成起来的数据库；设计修改的关联性，即一处修改，别的模块中的相应图形和数据也会自动更新。它的性能优良，功能强大，是一套可以应用于工业设计，机械设计，功能仿真，制造和管理等众多领域的工程自动化软件包。Pre/Engineer自动化自1988年问世以来，10多年来已成为全世界最普及的3DCAD/CAM系统的标准软件，Pre/Engineer在今日俨然已成为3DCAD/CAM系统的标准软件，广泛应用于电子，机械，模具，工业设计，汽车，自行车，航天，家电，玩具等各行各业。Pre/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统，是一个参数化，基于特征的实体造型系统，并且具有单一的数据库功能

2 零件的设计
2.1零件材料选择及性能
本设计为一手机壳上盖，如下图所示。塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷；塑件材料ABS，生产批量为大批量，塑件公差按模具设计要求进行转换。

图2-1
如图2-1所示，该塑料制品是一个手机壳的上盖。上端部的配合处有尺寸精度要求，该塑料制品选用的是ABS塑料，ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，ABS具有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性；具有弹性和较高的冲击强度；它具有优良的介电性能及成型加工性能等综合的优良性能，且价格便宜，原料易得。ABS的主要技术指针如表2.1所示：
表2.1
密度（g/）
1．05
抗拉屈服强度（）
50
比容（/g）
0．92
拉伸弹性模量（）

吸水率24h（%）
0．3
冲击强度
/
无缺口
261
收缩率（%）
130-160
缺口
11
熔点（）
130~160
弯曲强度（）
80
热变形温度
（）
0.45
90~108
强度（）
9.7
1.80
83~103
体积电阻率（）

2.2 注射机的选择
2.2.1 注射量确定
该塑件的形状不很规则，很难直接计算出来，现在可先在pro/e制造工程师中画出其三维零件图，再查询其体积大小。具体步骤如：analysismold analysismold mass properties），得到其体积大小为=3.53。塑件质量：m塑==3.53×1.02=3.6式中，参考表4-44可取1.02/㎝。
塑件的注射容积较小，在此采用一模一腔，即
80%
2.2.2 锁模力确定
塑件的投影面积A=100×45=4500
由式(8-5)

式中 F——注射机的额定锁模力
n——型腔数，n=1；
k——安全系数，取k=1.2；
——融料在型腔中平均压力，ABS为30mpa；
A——塑件投影面积；
F=162kN
2.2.3 成型压力
ABS的成型压力为=30mpa，取70-150，>
根据节1.1-1.3选择卧式注射机，其型号为XS-Z-60（参考表6-93），主要参数如表2.2
表2.2
额定注射量
20
最大成型面积
90
柱塞直径
20mm
最大开模开程
160mm
注射压力
75mpa
动定模板尺寸
250280mm
注射行程
160mm
拉杆空间
235mm
注射方式
柱塞式
合模方式
液压-机械
锁模力
250kN
定位圈
63.5mm
模具最大厚度
180mm
喷嘴球半径
12mm
模具最小厚度
60mm
喷嘴孔直径
4mm

2.3 标准模架的选择
2.3.1 模架尺寸选择
根据塑件的注射量、动定模固定板的尺寸等，由表6-100选得模架A2-200250-01-F1 GB/T12556.1-90，组合尺寸如表2.3
单位: mm 表2.3
模板宽度
100
模板长度
160
动模板厚度
20
座板宽度
160
座板厚度
16
定模板厚度
25
垫块宽度
20
垫块厚度
40

推板厚度
12.5
推板宽度
58
推杆固定板厚度
10
导柱直径
12
导套直径
18
复位杆直径
8
沉头螺钉
8-M8
沉头螺钉
4-M6

2.3.2 模具闭合高度校核
根据注射机的参数，，
而根据所选标准模架组合尺寸所得，
H=16+25+20+20+40+16=137mm
<H<
因此，满足要求。
2.4浇注系统设计
浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。浇注系统设计好坏对制品性能、外观和成型难易程度影响颇大
2.4.1 浇注系统的设计原则
（1）结合型腔的布置考虑，尽可能采用平衡式分流道布置。
(2)尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失，缩短充模时间。
(3)浇口尺寸位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体的流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气。
(4)避免高压熔体对模具型芯和嵌件产生冲击，防止变形和位移的产生。
(5)浇注系统凝料脱出应方便可靠，凝料应易于和制品分离或易于切除和修整。
(6)熔接痕部位与浇口尺寸、数量及位置有直接关系，设计浇注系统时要预先考虑到熔接痕的部位、形态以及以制品质量的影响。
(7)尽量减小因开设浇注系统而造成的塑料用量。
(8)浇注系统的模具工作表面应达到所需的硬度、精度和表面粗糙度，其中浇注口应有IT8以上的精度要求。
(9)设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。
(10)应尽可能使主流道中心与模板中心重合。若无法重合也应使两者的距离尽量缩小。
由于采用点浇口浇注，因此以手机上壳内表面和定模与定模底板分界面为分型面的双分型面。
2.4.2主流道的设计
（1）主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机射出的熔体导入分流道或型腔中，主流道的形状为圆锥型以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拨出，主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间，另外由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径D应大于注射机的喷嘴直径d，通常为：
D=d+(0.5—1)mm
D=12+1=13mm
主流道入口的凹坑球面半径R2也应该大于注射机喷嘴球面头半径R1，通常为：
R2=R1+（1—2）mm
R2=2+1=3mm
主流道半锥角通常为锥度~，取，过大会产生湍流或涡流产生空气，过小使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大。
主流道内壁表面粗糙度应在Ra0.8um以下，抛光时沿轴而进行。主流道的长度L一般按模板厚度确定。为了减少熔体充模时的压力损失，应尽可能缩短主流道的长度，L一般控制在60mm以内。
（2）主流道浇口套的形式 主流道衬套为标准件可选，主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触易磨损对材料的要求高因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开设计，以便于拆卸更换，同时也便于选用优质刚才进行单独加工和热处理，设计中常用碳素工具钢（T8A或T10Ａ）热处理淬火表面硬度为50—55HRC，如图2-2：

图2-2
2.4.3 分流道的设计
分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。由于圆截面加工困难。梯形加工较容易，水力半径又不太小，因此是最常用的形式。其截面比例可取：a=5—10mm, b=(3/4)a。
2.4.4 浇口形式
选择浇口形式应该遵循以下原则：
（1） 尽可能采用平衡式设置；
（2） 型腔排列进料均衡；
（3） 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；
（4） 确保耗料量小；
（5） 不影响塑件外观。
根据以上原则和零件的实际情况，决定选用双点浇口形式，这种浇口适用于成型壳、盒、罩和容器等制品，是应用广泛的浇口形式。它的优点为：由于浇口小，熔体通过点浇口时流速增大，前后压差大，提高了充模的速度，从而可获得外表清晰，有光泽的制品；熔体流过点浇口时由于摩擦阻力使部分能量转变为热量，使熔体温度略升高，粘度下降，改善了流动性，这对薄壁制品是有利的；其缺点：浇口尺寸小，充模阻力大，对熔体粘度较高的塑料会产生充填不满的缺陷；为了取出点浇口式浇注系统凝料，要增加一个分型面，模具具有两个分型面的三板式结构，结构比较复杂。
2.5 成型零部件设计
成型零件是与塑料接触的决定制品几何开关的模具零件。它包括凹模、凸模、型芯、成型镶块及壁厚等，是塑料模具的主要组成部分。
2.5.1 型腔分型面设计
合理选择分型面，有利于制品的质量提高，工艺操作和模具的制造。因此，在模具设计过程中是一个不容忽视的问题，选择分型面一般根据以下的原则：
选择分型面的基本原则：
(1)分型面应该选择在制品最大截面处，这是首要原则。
(2)尽可能使制品留在动模的一侧。
(3)尽可能满足制品的使用要求。
(4)尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。
(5)不应影响制品尺寸的精度和外观。
(6)尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。
(7)不妨碍制品脱模和抽芯。
(8)有利于浇注系统的合理设置。
(9)尽可能与料流的末端重合,有利于排气
由于采用点浇口，因此以手机上壳内表面与定模和定模底板的分界面为分型面的双分型面。
2.5.2排气槽的设计
排气槽的作用是将型腔和型芯中周围空间内的气体及熔料所产生的气体排到模具之外。该注射模属于小型模具，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，无需另外开排气槽。
2.5.3成型零件设计
1）凹模结构设计
凹模用以形成制品的外表面，注塑件的结构比较简单，可采用整体式凹模，直接在定模板上加工。其优点是牢固、接缝少、结构简单，常用于中、小型模具。
2）型芯结构设计
由于零件的结构复杂，决定采用镶拼结构的型芯。与整体式型芯相比，镶拼式型芯使机加工和热处工艺大为简化。
3） 成型零件工作尺寸
制品尺寸能否达到图纸尺寸的要求，与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很大关系。成型零件工件尺寸的计算内容包括：型腔和型芯的径向尺寸（含矩形的长和宽）、高度尺寸及中心距尺寸等。在设计时包容尺寸尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。成型零件工作尺寸的计算方法很多，现以塑料的平均收缩率为基准计算。
A： 型腔内径尺寸计算
（mm）
式中—型腔内径尺寸（mm）
D—制品的最大尺寸（mm）
Q—塑料的平均收缩率（%），ABS的平均收缩率为0.5%
—制品公差
—系数，可随制品精度变化，一般取0.5~0.8之间
—模具的制造公差，一般取=~
按矩形计算，手机上壳长度、宽度上的最大尺寸分别为
=102mm =45mm
查表1-15得，=0.44mm =0.28mm，则
=（102＋102×0.005-×0.44）=102.18mm
=(45+45×0.005-×0.28) =45.015mm
B： 型芯径向尺寸计算
模具型芯径向尺寸是由制品的内径尺寸所决定的，在设计模具时被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差与型腔径向尺寸的计算原理一样，分长、宽两部分计算：
(mm)
式中—型芯外径尺寸(mm)
—制品内径最小尺寸(mm)
其余符号含义同型腔计算公式。
按矩形计算，手机上壳长度、宽度的最小尺寸分别为
=100mm =43mm
查表1-15得， =0.44mm =0.28mm，则
=（100＋100×0.005+×0.44）=100.83mm
=（43+43×0.005+×0.28）=43.425mm
C： 型腔深度尺寸计算
模具型腔深度尺寸是由制品的高度尺寸所决定，设制品名义高度尺寸为最大尺寸，公差负偏差。型腔深度名义尺寸为最小尺寸，其公差为正偏差+。由于型腔底部或型芯端面的磨损很小，可以略去磨损量，在计算中取=，加上制造偏差有：
（mm）
（mm）
式中—型腔的深度尺寸（mm）
—制品高度最大尺寸（mm）
由零件图上可知， =9mm，查表1-15得， =0.16mm，因此
=（9+9×0.005-×0.16）=8.94mm
D： 型芯高度尺寸计算
模具型芯高度尺寸是由制品的深度尺寸所决定，设制品高度名义尺寸为最大尺寸公差为正偏差+，型芯高度设计为最大尺寸，其公差为负偏差-。根据有关的经验公式：
=（+Q+）（mm）
式中—型芯高度尺寸（mm）
—制品深度最小尺寸（mm）
由零件图中可得，=6mm，查[3]表1-15得，=0.16mm
=（6＋6×0.005+×0.16）=6.14mm
E： 型腔壁厚与底板厚度计算
注射成型模型腔壁厚的确定应满足模具刚度好、强度大和结构轻巧、操作简便等要求。在塑料注射充型过程中，塑料模具型腔受到熔体的高压作用，故应有足够的强度、刚度。否则可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏，也可能会弯曲变形而导致溢料和飞边，降低塑料制件的尺寸精度，并影响塑料制口的脱模。从刚度计算上一般要考虑下面几个因素：
（1）使型腔不发生溢料，ABS不溢料的最大间隙为0.05mm。
（2）保证制品的顺利脱模，为此同时要求型腔允许的弹性变形量小于制品冷却固化收缩量。
（3）保证制品达到精度要求，制品有尺寸要求，某些部位的尺寸常要求较高精度，这就要求模具型腔有很好的刚度。
按整体式的凹模计算侧壁厚度：
根据公式 （mm）
式中 b—凹模侧壁理论厚度（mm）
h—凹模型腔的深度（mm）
p—凹模型腔内熔体压力（Mpa）
—凹模长边侧壁的允许弹性变形量（mm），一般塑件=0.005mm
c—由[6]图5-8查得，c=1.08
—由[6]图5-9查得，=0.8
E—材料弹性模量 E=2.1×10Mpa
b==2.93mm
取壁厚大于10mm就能满足要求。
底板厚度计算，根据公式
（mm）
由=2.3，由[6]图5-12查得=2.8×10，=0.005，则
=6.90mm
取实际底板厚度大于10mm就能满足要求。
2.6脱模机构设计
由于该塑件的脱模阻力不大，而推杆又加工简单、更换方便、脱模效果好，因此采用圆形推杆脱模机构。推杆的设置位置采取以下原则：
（1）推杆设在脱模阻力大的地方
（2）推杆位置均匀分布
（3）推杆设在塑料制品强度刚度较大的地方
（4）推杆直径应满足相应的强度、刚度条件
本次设计塑件的孔比较多，所以推杆直径必须取的比较小，为达到强度刚度要求，所以设置较多的推杆，推杆的分布位置简图如图2-3所示（矩形代表手机壳体）：

图2-3
2.6.1脱模力计算
当开始脱模时，模具所受的阻力最大，推杆刚度及强度应按此时计算，亦即无视脱模斜度（a=0）
由于制品是薄壁矩形件
Q=8t·E·S·l·f/(1-m)(1+f) （kN）
式中Q—脱模最大阻力（kN）
t—塑件的平均壁厚（cm）
E—塑料的弹性模量（N/）
S—塑料毛坯成型收缩率（mm/mm）
l—包容凸模长度（cm）
f—塑料与钢之间的摩擦系数
m—泊松比，一般取0.38~0.49
查[6]表5-33，表5-57分别得，S=0.005，E=1.8×10N/cm
已知，t0.12cm，l=4.5cm，查[8] f=0.28
Q=8×0.12×1.8×10×0.005×4.5×0.28/(1-0.43)(1+0.28)
=1.49kN
2.6.2推杆的设计:
1）顶出行程:
=+（5～10）
式中e——顶出行程余量，取e=7
——型芯成型高度
已知=9mm，e=7mm，则=9+7=16mm
2）开模行程
对于双分型面的开模行程
L=++e+a
式中L——注射机开模行程（mm）
——脱模距离（mm）
——包括浇注系统在内的制品高度（mm）
a——型腔板的分离距离
已知则L=9+16+20+7=52mm，符合注射机要求。
3）推杆的直径
由式8-67，8-68及欧拉公式得
d=（mm）
式中d—推杆的直径（mm）
—安全系数，取1.5
L—推杆的最大长度（m），L=0.0475
Q—脱模阻力（N）
n—推杆数目，n=5
E—弹性模量，E=1.8×10
d=1.5×
=2.1mm
取d=3mm来进行强度校核：
===42.2Mpa<50Mp
故所取推杆大小符合强度要求
2.7侧向分型与抽芯机构设计
能完成侧向活动型芯抽出和复位的机构称为抽芯机构。该模具根据塑件有两处外侧凸凹结构（具体形式参考模具装配图），现采用机动抽芯机构（斜导柱抽芯机构）来实现抽芯。机动抽芯机构抽拔力较大，具有灵活、方便，生产率高，容易实现全自动操作，且不需要另外添置设备等优点，是目前生产中广泛应用的一种抽芯机构。
2.7.1斜导柱
斜导柱的主要作用是驱动活动型块件的开闭运动。斜导柱直径d与导柱孔应保持0.5~1mm的间隙。在本设计中取间隙为1mm。
2.7.2导柱的角度
斜导柱角度a与开模所需的力、斜导柱所受的弯曲力、实际能得到的抽拔力及开模行程有关。a越大时，所需抽拔力应增大，因而斜导柱所受的弯曲力也应增大，故希望a角度小些为好。但当脱模距一定时，a角度越小则使斜导柱工作部分及开模行程加大，降低斜导柱的刚性。所以斜角a的确定需要适当兼顾脱模距及斜导柱所受的弯曲力。根据实际生产经验证明，斜角a值一般不得大于25，通常采用15～20。当脱模距较长而适当增大a角即可满足脱模距时，也可略增大a角，但也需相应增加斜导柱直径和固定部分长度，以便能承受较大的弯曲力。另外，为了满足滑块锁紧楔先开模，斜导柱后抽芯的动作要求，斜滑块锁紧角的角度也应比斜导柱的角度大2～3。本设计中，取a=20，楔紧块的角度为21C。抽芯力的计算与本章脱模力的计算一样。
F=lhp(fcosa-sina)(N)
l——活动侧芯被塑料包紧的断面周长(m);
h——成型芯部分的深度；
p——制品对侧芯的压力，一般取下８—１２ＭＰa;
f——塑料对钢的摩擦系数，常用f=0.1—0.2;
a——侧芯的脱模斜度，常取1～2
计算斜导柱角度a跟脱模距的关系，平行分型面方向抽出，按以下式子计算：
=S/=/
式中——脱模距为S时斜导柱工作部分长度（mm）
S——最大脱模距离（mm）
——斜导柱斜角（）
H——最大脱模距为S时所需的开模行程（mm）
=6/sin20=17.5mm
H=S·cot=6×cot20=16.5mm
2.7.3活动型芯和滑块的锁紧
为了防止侧型芯在塑件成型时受力移动，对活动型芯和滑块应锁紧楔锁住，开模时又需要使楔块首先脱开（一般不允许用斜导柱起锁紧侧型芯的作用）。锁紧锁紧的角度一般取=+(2～3)。
2.8复位机构与导向机构设计
2.8.1复位机构设计
在顶杆的脱模机构中，顶出塑件后再次合模时（或闭模前），必须要求顶杆等元件回复或预先回复到原来的位置。通常采用弹簧推动板复位，但当推顶装置发生卡滞现象时，仅靠弹簧难以保证，须复位杆与弹簧并用。设计中具有活动型芯的脱模机构时，必须考虑到合模时互相干扰的情况，应在塑模闭合前使顶杆提前复位，以免活动型芯撞击顶杆，应设置先复位装置。复位杆由标准可查得。
本设计中的模具使用弹簧先复位装置，在顶杆固定板上装有弹簧，借弹簧力合复位杆作用，在合模时，使顶出杆先复位，这种方法的特点是结构简单，容易制造，但弹簧容易失效，故要经常更换弹簧。
2.8.2导向机构设计
导向机构的主要作用是为保证在模具闭合后，动、定模板相对位置准确；在模具装配过程中也起到了定位的作用，合模时，引导动、定模板准确闭合，能够承受一定的铡向压力，以保证模具的正常工作。
本设计中导向机构采用导柱导向，导柱采用带头导柱，其结构简单，加工方便，在导柱的末端以导向套给以配合，导柱倒装。结构形式如下图2-4所示：

图2-4
一般导柱应有以下几个重要的技术要求：
（1）导柱的长度应根据具体的情况而定，一般比凸模端面高出8~12mm
（2）导柱的前端做成半球形状，以使导柱顺利进入导孔
（3）数量为4，均匀分布在模具周围
2.9塑模温控系统设计
2.9.1塑模温控制系统设计
在注射过程中,模具的温度直接影响着制品质量和注射周期,各种塑料的性能不同,成型工艺要求的不同相应的模具对温度要求也不同, ABS在注射成型时所需的模具对温度为40—60度之间。对任何塑料制品，模温波动较大都是不利的。过高的模温会使制品在脱模后发生变形，延长冷却时间，使生产率下降。过低的模温会使降低塑料的流动性，难于充满型腔，增加制品的内应力和明显的溶接痕等缺陷。由于模温不断地被注入熔融塑料加热，模温升高，单靠模具自身散热不能使其保持较低的温度，因此必须加冷却机构。
2.9.2冷却装置系统的设计要点
(1) 实验表明冷却水孔的数量愈多，对制品的冷却也愈均匀。
(2) 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即孔的排列与型腔形状相吻合，水孔边距型腔的距离常用12～15mm。
(3) 对热量聚积大温度上升高的部位应加强冷却。
(4) 进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度，避免产生过大的压力降。冷却水道直径一般不小于9mm,常用9～12mm。
(5) 凹模、凸模或成型芯应分别冷却，并保证其冷却平衡。
（6）冷却水道不应穿过没有镶块或其接缝部位，水道连接必须密封以免漏水。
（7）复式冷却循环并联而不应串联。
（8）进、出口冷却水温差不应过大，以免造成模具表面冷却不均。
2.9.3冷却系统的计算
冷却介质有冷却水和压缩空气但用冷却水较为普遍，这是因为水的热容量大成本低，并且当水的流动从层流转变为湍流时热交换率提高，因为在冷却水层流时层与层之间仅以热传导传热而湍流则是热传导和热对流两种方式从而使传导率显著增加。
塑料传给模具的热量：Q=nmC(-) （kJ/h）
式中Q——单位时间内塑料传给模具的热量（kJ/h）
n——每小时的注射次数，取n=50
m——每次注射的塑料量（kg）
C——塑料的比热容（J/kg·），查表8-62得C=1047 J/kg·
——熔融塑料进入模腔的温度（）
——制品脱模温度（）
Q=50×0.02×1047×（180-60）=1.27×10kJ/h
冷却时所需要的冷却水量：= Q/（-） （kg）
式中——通过模具的冷却水质量（kg）
——导热系数
（-）——进出水温度差（），不应太大因为进水与出水温差过大使模具的温度分布不均匀，取3
=1.27×10/1055×3=39.7kg
根据冷却水处于湍流状态下的流速v与水管道直径d的关系，确定模具冷却水道的水道直径d为：
d= （mm）
式中v——管道内冷却水的流速，一般取0.8~2.5m/s，取1.6m/s
——水的密度（kg/）
d==3.2mm
取冷却水道的直径d=10mm
冷却管道总传热面积：
式中R——冷却管道壁与冷却介质间的传热系数（J/·）
R= （J/·）
f——与冷却介质有关的物理系数，查表8-29得20、f=7.22
——模温与冷却介质之间的平均温差，=30
℃
A==0.15
冷却孔道的孔数：