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1、塑料键盘按钮注塑模设计学 生；XXX指导老师；XXX（湖南农业大学工学院，长沙 410128）摘 要：本设计课题是键盘按钮注塑模具的辅助设计与制造，分为注塑模具的设计、工艺参数的校核、成形零件的加工工艺三部分。首先用Pro/E进行键盘按钮的三维造型，然后根据键盘按钮的结构特点进行了模具的设计。此模具的结构较为复杂，动模和定模都采用了镶拼结构关键词：键盘按钮，注塑模，型腔。Abstract: This design topic is the keyboard button casts the mold the assistance design and the manufacture, divi
2、des into casts the mold the design and opens and closes the mold animation as well as the assembly animation three parts.First uses Pro/e to carry on the keyboard button the three dimensional modelling, then has designed the mold core, the drawing of patterns and the overall construction according t
3、o the keyboard button unique feature.This mold structure was easy, to move the mold and the bottom die all uses has inlaid puts together the structure.Key words: The keyboard button, pours the mold, the die space.1 前言模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依
4、靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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。 1999年8月20日党中央和国务院发布的关于加强技术创新发展高科技实现产业化的决定指出：要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通讯、计算机及软件、数字化电子产品等方面，在生物技术及新医药、新技术、新能源、航天航空、海洋等有一定基础的高新技术产业领域，加强技术创新
5、，形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技术产业。要加强传统产业的技术升级。注重电子信息等技术与传统产业的嫁接，大幅度提高国产技术装备的水平。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少
6、数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的5080%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG II、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推
7、动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。经过近几年的发展，在塑料模具发展开发、结构的调整以及企业管理等方面中国塑料模具工业已显示出以下新的发展趋势。在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，越来越的用户将交货周期放在首位.大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了合同，才根据用户要求进行塑胶模具设计。目前，青岛海尔模具公司等企业的 “你给我一个概念，我还你一个产
8、品”的一站式服务模式以及太仓求精模塑公司等企业主动开发的办法已被越来越多的企业所接受。 随着模具企业的设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺而转变为主要依靠技术。这一趋势不但使得模具的标准化程度不断提高，而且使得模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了整个模具工业水平的提高，同时也要加强塑胶模具工业生产发展。 模具企业及其模具生产正在向信息化方向迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。 总之，中国塑料模具具有光辉灿烂的前景。只有那些能够把握机遇、开拓市场、不断发现新的增长点的塑胶模具企业和能够生
9、产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的市场中占有一席之地。2 拟定模具的结构型设计21 塑件成型工艺分析 （1） 该塑件是一塑料键盘按钮，如图2-1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量为中批量生产，材料为聚苯乙烯（PS），成型工艺性很好，可以注射成型。 图2-1 零件图（2） 材料为聚苯乙烯（PS），电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,.强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂。成型特点：1.无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型. 2.宜用高料温,
10、高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔.变形. 3.可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热。成型收缩率:0.29-0.76%，成型温度：170-250。主要用途： 适用于管材、板材、薄膜、容器、单丝、各种仪器零件等。主要用于发泡成型，用作保温、隔热、防震、包装材料及漂浮制品。通用型（R）适用于包装材料；阻燃型（F）适用于建筑、绝热材料，聚苯乙烯的经常被用来制作泡沫塑料制品。聚苯乙烯还可以和其他橡胶盒等等。通用的聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物，外观透明，但有发脆的缺点，因此，通过加入聚丁二烯可制成
11、耐冲击性聚苯乙烯（HTPS）。聚苯乙烯的主要生产方法有本体聚合、悬浮聚合和溶液聚合。通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求,以及原材料厂家提供的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等.该塑件对材料的要求首先必须是透光性好,其次才是成型难易和经济性问题,以下是对几种透光性能较好材料的性能对比，如表一所示。表一 材料的特性塑料名称PSPCPMMA拉伸强度/MPa51.96672弯曲强度/MPa11095113断裂伸长率/%280100落球冲击强度J/m16422洛氏硬度（M）11582101氧指数
12、（OI） 18.124.917.3热变形温度/85134100维卡软化点/105153120马丁耐热温度/112体积电阻率/cm10102.1101010吸水率%0.050.131.19透光度/%88929393雾度%30.90.9折射率1.5921.5861.492价格（元/吨）1150123033000410001950020700以上的性能分析对比中看出,在透光度方面三种材料相差不大，成型特性上以聚碳酸酯为好，由于是一般性民用品，所以价格上是需要考虑的，我们主要要求是价格和透光度,其它如拉伸强度,断裂伸长率等则是次要考虑的指标(这由塑件的工作环境决定),最终选定PS为塑件材料.因为除了质
13、脆和抗拉强度不如其它两种材料外，它所拥有的特性符合我们的塑件要求，但这些不是我们主要考虑的。2.2 分型面位置的确定分型面就是分开模具取出塑件的那个面，而如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：a)分型面必须开设在零件断面轮廓最大的地方，这样才能保证塑料制品能够脱模 b)使型腔深度最浅 c)使塑件外形美观，容易清理 d)尽量避免侧向抽芯e)使分型面
14、容易加工 f)保证塑件的精度要求g)使侧向抽芯尽量短 ，抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度 。h)有利于排气 。 根据塑件的结构形式，分型面选在塑件的最大轮廓处，如图2-2所示。图2-2 分型面2.3 确定型腔数量和排列方式2.3.1 型腔数量的确定该塑件的精度除了给定尺寸有精度要求，其余的为中等要求，而又是中批量生产，可以采用一模多穴的形式，各方面的考虑，初定为一模两穴的模具形式。2.3.2 型腔排列方式的确定型腔方式如图2-3所示。 图 2-3 型腔的排布2.4 模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具采用一模
15、两穴二板模，推杆推出，流道采用平衡式，浇口采用潜伏式或侧布置，两边带侧抽芯，确定模具结构形式为FUTABA-SC型的单分型面注射模。 如图2-4所示： 4-2 模具结构形式2.5 注射机型号的确定251 初选注射机通过Pro/E建模分析，塑件体积和浇注系统的体积总和为26.4cm3,初选注射机的型号为XZ-ZY-125卧室注射机。则12526.4，符号要求。2.5.2 塑件和凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力计算流道凝料(包括浇口)在分型面的投影面积A2，在模具设计前是个未知值，根据多型腔模的分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，用0.35nA1来进行估算，所以 A=
16、n A1+ A2= nA1+0.35nA1=1.35 x2x405.6=1095.12 mm2式中A1=405.6mm2。 Fm=Ap =1095.6x30=32853.6N=32.8536KN式中型腔压力取30Mpa( 因是薄壁零件，浇口又是侧浇口，压力损失大，取大一点)。2.5.3 注射机的主要参数根据每一生产周期的注射机的有关参数的校核和锁模力的计算值，可以选择XZ-ZY-125卧室注射机（上海塑料机械厂），见表2：表2：注射机的主要技术参数标称注射容量/ cm3104推出形式两侧推出注射行程/mm160两侧推出时中心距/mm230注射压力/Mpa150模板行程/mm300注射时间/ s
17、1.8模板最大模厚/mm300合模力/KN900模板最小模厚/mm200螺杆转速/(r/min)10140定位圈尺寸/mm100喷嘴球半径/mm18喷嘴孔直径/mm4注射方式螺杆式塑化能力/(g/s)10 3 模具浇注系统设计浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。普通模具的浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料井几部分组成。3.1 主流道设计 3.1.1 主流道尺寸根据所选注射机，则主流道小端尺寸为 D=注射机喷嘴尺寸+(0.51)=4+0.5=4
18、.5mm SR=喷嘴主流道球面半径球面半径+（12）=11+2=13mm3.1.2 主流道衬套形式主流道衬套如图3-1所示，材料为T8A钢，热处理淬火后表面硬度为53HRC57HRC。图3-1主流道衬套 3.1.3 主流道凝料体积计算q主=779 .35mm1cm3.1.4 主流道剪切速率校核由经验公式 r=(3.3x20.168)/3.14x0.173=4313.36 s-15x103 s-1式中 qv= q主+ q分+ q塑=3.768+0.3+2x8.05=20.168 cm3Rn=(4+2.8)/4=1.7mm=0.17cm3.2 分流道设计3.2.1 分流道设计的原则多型腔模设计时型
19、腔布置和分流道不止应同时加以考虑，有：a) 尽量保证个型腔同时充满，并均衡的补料，保证个塑件的性能、尺寸尽可能一致。b) 各型腔的距离恰当，应有足够的空间排布冷却水道、螺钉等，并有足够的面积承受注射压力。c) 在满足以上的情况下尽量缩短流道的长度，降低浇注系统的凝料重量。d) 型腔和浇注系统投影面积的重心尽量在注射机锁模力的中分流通的设计如图3-2所示：图3-2 分流道的设计3.2.2 分流道的长度第一级分流道 L1=28mm3.2.3 分流道凝料体积计算q分24x3.14x4301.4mm30.3cm33.2.4 分流道剪切速率校核由经验公式r=3.3q/Rn3=3.3x16.1/3.14x
20、0.3573=371.88s-1=0.371x103 s-15x103 s-1。则剪切速率校核合格。式中 q= =(2x8.05)/1=16.1cm3 Rn=0.357cm式中 t注射时间，取1s；A 圆形的面积（0.3cm2）c圆形周长（1.256cm）3.3 浇口设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的最短通道，它是浇注系统的一个关键部分。在注塑模设计中常用的的浇口形式有直接浇口、侧浇口（又称边缘浇口）、扇形浇口、膜状浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口等浇口设计位置设计的原则：1.浇口位置应防止制品翘曲变形。2.浇口位置应有利于分子取向，提高塑件寿命。3.模塑成型时，浇口位置应当避免喷射现
21、象。4.浇口位置应有利于充模流动、排气和补料。5.减少熔接痕，增加熔接牢度。6.浇口位置应防止料流将型芯或嵌件挤歪变形。本设计的浇口如图3-3所示。图3-3 侧浇口键盘按钮要求外面比较光滑，然而侧浇口能很好的让塑件和凝料脱离，并能保证塑件的表面质量。本设计采用的侧的浇口。浇口尺寸的确定，由经验公式得 d=nk=0.45x1x4.4872=1.91mm2mm式中 A=326.5mm2(塑件的表面积)； n塑料材料的系数取0.45； k塑件壁厚的函数值取13.4 冷料井设计冷料井位于主流道的正对面的动模板上，或处于分流道的末端。其主要作用是聚集开始注射时候的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件
22、的质量开模是又能将主流道的凝料拉出。本设计的冷料井如图3-4所示：图3-4 冷料穴4 注塑模成型零部件结构设计模具中确定塑件几何性状和尺寸精度的零件称为成型零件。本设计中成型零件就是成型键盘按钮表面的凹模，成型内表面的型芯（凸模）。 41 成型零件的结构设计4.1.1 凹模（型腔）型腔采用整体嵌入式如图4-1 图4-1 型腔4.1.2 型芯由于型芯结构比较小，采用整体式型芯。如图4-2所示：成型塑件内的表面的零件称凸模或型芯，其主要有：主型芯、侧型芯、活动镶件、螺纹型芯和螺纹型环等.键盘按钮塑件包括侧型芯和侧型芯组成。 图4-2 型芯侧型芯的结构设计侧型芯的结构如图4-3所示：图4-3 侧型芯
23、4.2 成型零件材料的钢件的选用键盘按扭是中批量生产，成型零件所选的钢材要有一定的耐磨性和良好的抗疲劳性；机械加工性能也应良好，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用Gr12。型芯脱模高度比较大，容易磨损，应该采用硬度较高的模具钢Gr12,淬火后表面硬度为52HRC58HRC。4.3 成型零件尺寸计算影响塑件尺寸精度的因素较为复杂，主要存在以下几方面a）、零件的制造公差；b）、设计时所估计的收缩率和实际收缩率之间的差异和生产制品时收缩率波动；c）、模具使用过程中的磨损。以上三方面的影响表述如下：4.3.1 制造误差z=ai=a(0.45 3+0.001D)其中，D 被加工零件的尺寸，可被视为被加工模
24、具零件的成型尺寸；z 成型零件的制造公差值； i 公差单位；a 精度系数，对模具制造最常用的精度等级。4.3.2 成型收缩率波动影响 塑件从温度较高的模具中取出冷却到室温后,其尺寸或体积发生收缩变小的现象,叫做塑件成型收缩性,收缩性的大小以塑件收缩尺寸的单位长度百分比来表示就是塑料件的成型收缩率。s=(LM-LS)/LMX100%其中，s 塑件成型收缩率；L M 模具成型尺寸；LS 塑件对应尺寸。4.3.3 磨损对尺寸的影响 为简便计算，凡与脱模方向垂直的面不考虑磨损量，与脱模方向平行的面才考虑磨损。考虑磨损主要从模具的使用寿命来选定，磨损值随产量的增加而增大；此外，还应考虑塑料对钢材的磨损情
25、况；同时还应考虑模具材料的耐模性及热处理情况，型腔表面是否镀铬、氮化等。有资料介绍，小型模具的最大磨损量可取塑件总误差的1/6（常取0.020.05mm），而对于大的模具则应取1/6以下。对中小型塑件来说，成型零件磨损量对塑件的总误差有一定的影响，而对于大的塑件来说影响很小。在以上理论基础上，下面按平均收缩率来计算成型尺寸，查得的聚苯乙烯（PS）收缩率为Sq=（0.290.76）%,所以，平均收缩率为：Scp=0.52%考虑到实际的模具制造条件和工件的实际要求，塑件的尺寸公差按GB/T18001998的IT8级精度选取。型腔工作部位尺寸： 型腔径向尺寸：LM =（1+Scp）Ls-X +0z
26、型腔深度尺寸：H M =（1+Scp）Hs-X+0z 型芯径向尺寸：lM=（1+Scp）Ls+X0-z 型芯高度尺寸：hM=（1+Scp）hs+X0-z 型芯中心距尺寸：C=C(1+ Scp)+- z/2式中 Ls - 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls - 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） Hs - 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs - 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm） X - 修正系数 取0.50.75 - 塑件公差 z- 模具制造公差 一般取（1/31/4）塑件外形尺寸：25-00.033 、18.44-00.033 塑件内形尺寸：24 +00.033
27、、17+00.027 (1)型腔径向尺寸计算定模型腔径向尺寸： LM =（1+Scp）Ls-X+0z=(1+0.0052)x25-0.75x0.033+00.033x1/3 =25.11+00.011(2)型芯外径尺寸动模型芯外径尺寸：lM=（1+Scp）Ls+X0-z=(1+0.0052)x24+0.75x0.033-00.033x1/3 =24.15-00.011(3)型腔深度尺寸 动模型腔深度尺寸： H M =（1+Scp）Hs-X+0z=(1+0.0052)x18.44-(2/3)x0.033+00.033x1/3 =18.513+00.011(4)型芯高度尺寸动模型芯高度尺寸： hM
28、=（1+Scp）hs+X0-z=(1+0.0052)x17+(2/3)x0.027-00.027x1/3 =17.106-00.009 成形零件的尺寸如下图所示：4.4 型腔壁厚的计算4.4.1 型腔底壁厚度计算根据经验数据法，查表得th=6.72mm，而设计的底壁厚为20mm,符合要求。4.4.2 型腔侧壁厚度计算根据经验数据公式tc=0.20t+17=60x0.2+17=29mm，而设计的的壁厚为40mm,符合要求。5. 合模导向和定位机构设计导向机构主要有导向、定位、承受侧压力三个作用，为了使合模动作更加可靠平稳在型腔周围设四根导柱，将导柱开设在动模侧即导柱正装，为保护型芯，避免合模时凸
29、模进入凹模时由于方位搞错而损坏模具或由于定位不准而互相碰伤，设在动模上的导柱长度高出型芯68mm，导柱采用有肩导柱和导套配合的方式，安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合H7/f7，固定段表面粗糙度为Ra1.6m导向段表面用Ra0.8m，导柱需要有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此采用T08A，经淬火处理5255HRC。导套选用带轴肩连接的导套，导套内孔与导柱之间为动配合H7/f7，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H8/k7，粗糙度内外表面均用Ra0.8m，材料选用T08A，表面硬度为5055HRC。6 模架的确定根据型腔的布局可以看出，型腔嵌件尺寸为120x6
30、0又根据两边侧抽芯，以及导柱、连杆螺钉布置应占的位置、推出问题,可以得出结论选择模架大小为350X200的模架。如图6-1所示：定模板厚度：A=65mm动模板厚度：B=50mm垫快厚度：C=60mm模具厚度 H=50+A+B+C=(50+65+50+60)mm=225mm模具外形尺寸 200mm350mm225mm图 6-1 模架的结构图7 排气槽的设计键盘按纽成型型腔体积比较小，注射时间比较短，采用侧浇口与型腔的间隙排气：还通过型芯与型腔的间隙排气；顶杆与型腔的间隙排气。如果对于中大型塑件一定要通过计算，开设一定的排气槽，方可保证产品质量。8 脱模推出机构的设计制件推出（顶出）是注射成型过程
31、中的最后一个环节，推出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的推出是不可忽视的。在设计推出脱模机构时应遵循下列原则。8.1. 推出机构应尽量设置在动模一侧 由于推出机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，推出机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。8.2. 保证塑件不因推出而变形损坏为了保证塑件在推出过程中不变形、不损坏，设计时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择推出方式及推出位置。推力点应作用在制品刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形制品的壁缘处，尽量避免推力点作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，
32、如壳体形制件及筒形制件多采用推板推出。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。8.3 机构简单动作可靠推出机构应使推出动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有足够的强度、刚度和硬度，以承受推出过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。8.4 良好的塑件外观 推出塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免推出痕迹影响塑件的外观质量。8.5 合模时的正确复位 设计推出机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证不与其他模具零件相干涉。推出机构的种类按动力来源可分为手动推出，机动推出，液压气动推出机构。这里采用一次推出机构的推杆推出机构，它是注
33、射模中使用最广的一种脱模机构，制造简便，滑动阻力小，可在塑件上任意位置配置，更换方便，脱模效果好。本塑件采用8根2mm等截面的标准推杆，由于采用圆形推杆容易达到推杆与孔的加工和配合精度，因此采用圆形推杆，使用圆形推杆还可以减少滑动阻力，推杆损坏后容易更换。 推出机构如图8-1所示： 图8-1 推出机构9 侧抽芯机构的设计 抽芯形式其结构如图9-1所示图9-1 抽芯形式结构图9.1 侧向分型与抽芯机构的设计当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑件时,模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件,以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件,否则就无法脱模.带动侧向成型零件作侧向移动（抽拔与复位）的整个机构
34、称为侧向分型与抽芯机构9.2 侧向分型与抽芯分型的分类根据动力来源的不同,侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压或气动以及手动等三大类型。根据塑件结构尺寸和抽芯力大小进行合理选用。 侧向型芯或侧向成型模腔从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距,用s表示。为了安全起见,侧向抽芯距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大2mm3mm,但某些特殊零件（如绕线骨架）,就不能简单地使用这种方法,必须作图计算来确定抽芯距离。抽芯力的计算同脱模力计算相同.9.3 斜导柱侧向分型与抽芯机构斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧向成型块,使之产生侧向运动
35、完成抽芯与分型的动作。这类侧向分型抽芯机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠,加工制造方便,是设计和制造注射模抽芯时最常用的机构,但它的抽芯力和抽芯距受模具结构的限制,一般使用与抽芯力不大及抽芯距小于80mm的场合。斜导柱侧向分型与抽芯机构主要由与开模方向成一定角度的斜导柱、侧型腔或型芯滑块、导滑槽、楔紧块和侧滑块定距限位装置等组成。9.4 侧向分型抽芯距的确定一般情况下，侧向抽芯距通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧凹凸台的高度大23mm。塑件侧孔深为0.5mm，。（1+3）mm即4mm。9.5 侧向分型抽芯力的计算其中，Fc抽芯力（N）c侧型芯成形部分的截面平均周长。h侧型芯成形部分的高度。p塑
36、件对侧抽芯的收缩力（包紧力），模内冷却的塑件，p（0.81.2）X 107 Pa。取p1.0 X 107 Pa。塑件在热关态时对钢的摩擦系数，一般u0.150.2，取u0.18。侧抽芯的脱模斜度或倾余角，取20。代入上式得: Fc=12.56x10-6x0.5x1.0x107x0.5=8.05KN9.6 斜导柱的设计9.6.1 斜导柱形状采用圆形截面的斜导柱，其图如9-2。图9-2 斜导柱9.6.2 斜导柱倾角一般在设计时不大于25，最常用为1520，通常抽芯距短时取小些，抽芯距长时取大些;抽芯力大时可取小些，抽芯力小时可取大些。另外，斜导柱在对称布置时，抽芯力可相互抵消，可取大些，而斜导柱非
37、对称布置时，抽芯力无法抵消，要取小些。综上所述，因模具的斜导柱为对称布置，且抽芯距较小，抽芯力也不大，取15。9.6.3 斜导柱的直径计算由抽芯力Fc，倾角15，查表得最大弯曲力Fw、Hw，根据Fw和Hw以及，查表得斜导柱直径为d=9mm，而斜导柱抬肩直径比斜导柱直径单边大2mm，则斜导柱抬肩直径D=14mm。9.6.4 斜导柱的长度计算根据图9-3可以计算出斜导柱的长度。 式中 L1、L2-斜导柱固定部分长度 , (L1为0mm)； L4-斜导柱工作部分长度； L5-斜导柱引导部分长度（510mm）,这里L5取5mm； L-斜导柱总长度； D-斜导柱固定部分抬肩直径； a-斜导柱斜角； S抽
38、-抽芯距； ha-斜导柱安装板的厚度。图9-3 斜导柱长度的确定根据计算，可以确定斜导柱的长度为74mm,如图9-4所示：图9-4 斜导柱9.6.5. 斜导柱的材料及安装配合斜导柱的材料多为T8,T10等碳素工具钢，也可以用45钢渗碳处理。此斜导柱的材料选T8。由于斜导柱经常滑动摩擦，热处理要求硬度HRC52。表面粗糙度Ra0.8m。斜导柱与其固定的模板之间采用过度配合H7/m6。为了运动的灵活，滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H11/g11，或在配合的同时要做成单邊0.5mm的间隙，这样在开模的瞬间有一个很小的空行程，使滑块和活动型芯末抽动前强制塑料制品脱出凹模或凸模，并使锁紧
39、块先脱离滑块，然后再进行抽芯。9.6.6 滑块与导滑槽的设计1）.侧型芯与滑块的连接形式如图8-4所示：图8-4 侧型芯与滑块的连接方式2）. 滑块的导滑形式为了保证侧型芯可靠地抽出和复位，保证滑块在移动过程中平稳、无上下蹿动和卡死现象，必须保证滑块与导滑槽很好的配合和润滑。滑块与导滑槽的配合为H7/h7，其结构形式为图8-5所式。 图8-5滑块的导滑形式3）.滑块的定位装置 为了保证斜导柱的伸出端可靠的进入滑块的斜孔，滑块在抽芯后必须停留在一位轩为此必须设滑块限位装置，滑块限位装置要灵活可靠，如图8-1所示最边缘的那个限位螺钉。4）.楔紧块 活动型芯和滑块一般用锁紧块锁住。它的主要作用是防止
40、侧型芯在注射成型时因受力产生移动。因为它要承受注射压力，所以应选用可靠的方式和模块相连接，同时楔紧块的斜角应比导柱斜角 大23，否则斜导柱无法带动滑块。10 温度调节系统的设计 模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率，由于冷却水道的位置、结构形式、表面状况、水的流速、模具的材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构来确定冷水水路，通过调节水温、水速来满足要求，。PS要求模具温度较低（小于80C），设模具温度为40C，因此模具仅需要设置冷却系统。冷却系统设计的原则：、尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡、冷却水孔的数量越多，孔径越大
41、，则对塑件的冷却效果越均匀。、尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。、浇口处加强冷却。、应降低进水与出水的温差。、合理选择冷却水道的形式。、合理确定冷却水管接头位置。、冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。、冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。101 模具温度调节系统的重要性1）.模具温度及其调节系统对塑件质量的影响。模具的温度稳定、冷却速度均匀可以减少塑料的成型收缩率的波动，是塑件减少变形、保证尺寸稳定的根本条件。2）.模具温度及其调节系统对生产效率的影响。据实验表明，塑料熔体在注射模中稳定注射时，其温度由200C降至60C，其释放的热量中的5%是以辐射
42、、对流的方式散发到大气中，其余95%的热量都是由冷却介质（水）带走，模具的冷却时间一般约占整个注射循环周期的2/3，可见注射的生产效率主要取决模具的冷却时间。10.2 冷却系统的计算1 ). 冷却水的体积流量qv=WQ/c1()=0.05615 x5.8x102 1000x4.187x(26.5-25)=0.00518 m3/min式中 W单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量（kg/min）,按每分钟注射2次,即30.188cm3x0.93(g/ cm3)x2次/min=56.15g/min=0.05615kg/min； Q1单位质量的塑件在固时所放出的热量，聚苯乙烯为5.8x102kJ/
43、kg；冷却水的密度（1000kg/m3）；c1冷却水的比热容（4.178Kj/(kg. C)）冷却水出口的温度（26.5C）；冷却水入口的温度（25C）；2). 冷却管道直径为了使冷却水处于湍流状态，查资料d=8mm。3). 冷却水在管道内的流速由式 v=4x0.00518)(81000)2x60x3.14=1.725ms 大于最底流速1.66m/s,达到湍流状态，所选管的直径合理。4). 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h=3.6f(pv)0.8d0.2=3.6x7.22(1000x1.28)0.8(81000)0.2=.20932.6kj(m2.h.0)5). 冷却管道总传传热面积A=60QW1h=60x0.05615x5.8x10220932.6x40-(26.5+25)2)=0.00655m2=6550mm26).模具上应开设的冷却
