第1章設計任務及工藝分析
1.1 設計任務
此次設計內容包括零件（如圖1-1所示）的工藝分析，模具型別和結構形式、成型工藝條件、分型麵等的確定，工藝計算（即注射量、注射壓力、鎖模力的校核，成型部分工藝計算、繪製模具裝配圖、編寫設計說明書），成型部分結構設計[1-3]。
圖1-1零件圖
1.2 材料工藝分析
苯乙烯是指有苯乙烯單體經自由基縮聚反應合成的聚合物，英文名稱為polystyrene，簡稱ps[4-7]。
普通聚苯乙烯樹脂為無毒、無臭、無色的透明顆粒，似玻璃狀脆性材料。其製品具有極高的透明度，透光率可達90%以上，收縮率為0.6%，電絕緣效能好，易著色，加工流動性好，剛性好及耐化學腐蝕性好等。
普通聚苯乙烯的不足之處在於性脆，衝擊強度低，易出現應力開裂，耐熱性差及不耐沸水等。聚苯乙烯質地硬而脆，無色透明，可以和多種染料混合，密度為1.04~1.
06g/cm3。
改性ps，即高抗衝聚苯乙烯，密度為1.05g/cm3，熔融溫度℃，熱分解溫度300℃。儘管改性ps的衝擊強度比ps的衝擊強度高出很多，但其綜合性能還是不如abs（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）、pc/abs（聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物）。
其衝擊效能在工程塑料中還是比較低的。因此，我們在使用時應注意對製件的衝擊效能的檢驗。
1.2.2 塑件注塑工藝引數的確定
查相關手冊得到ps塑件的成型工藝引數:
密度：1.04~1.06g/cm3；
收縮率：0.5%～0.6%；
預熱溫度：60～75℃，預熱時間2h；
料筒溫度：後段140～160℃，中段170～190℃；
模具溫度：32～65℃；
注射壓力：60～110mpa；
成型時間：注射時間15～45s，高壓時間0～3s，冷卻時間15～16s，總週期40～120s；
螺桿轉速：48/
第2章注射成型方案的確定
2.1 結構工藝性
在設計塑件時，應考慮原材料的成型工藝性，在保證製件使用要求的前提下，應力求製件性狀，結構簡單，壁厚均勻。在設計製件形狀和結構時，應考慮如何使他們成型，考慮其模具的總體結構，使模具結構簡單易於製造，製件的結構形狀應有利於分型，排氣，補縮和冷卻，製件成型前後的工作量應盡量小，技術要求應盡量放低，同時成型後不在機械加工，設計出合理的模具結構，以防止成型時產生氣泡，縮孔和凹陷，以降低生產成本，提高生產率，以獲得最大的經濟效益[8-11]。
2.1.1 尺寸精度分析
塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸（如圖2-1所示）與產品圖中尺寸相符合程度，即所獲得塑件尺寸的準確度。塑件的尺寸精度與模具的製造精度，模具的磨損程度，塑件收縮率的波動及成型時工藝條件的變化，塑件成型後的時效變化和模具的結構形式等有關，因此，塑件的尺寸精度往往不高，應在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。
圖2-1 零件圖
表2-1 塑件精度表（sj1372—78）
注：（1）其它材料可按加工尺寸穩定性，參照上表2-1選擇精度等級。
（2）1、2級精度為精度技術級，只有在特殊條件下採用。
（3）選用精度等級時應考慮脫模斜度對尺寸公差的影響。
由於該塑件上尺寸公差均為未注尺寸公差。查表2-1可知ps材料的製件為標註公差等級按mt5計算。由圖2-1可知，型芯尺寸有116mm，61mm，78mm， mm，r8mm，r5mm，2mm；型腔尺寸有120mm，80mm，65mm，r10mm。
以上分析可見，該零件的尺寸精度不高，對應的模具相關零件的尺寸加工可以保證。從零件的壁厚上來看，壁厚為2mm，比較均勻，有利於成型。
2.1.2 表面質量分析
該零件的表面除要求沒有缺陷、毛刺、內部不得有導電介質。除此外沒有特別的表面質量要求，故比較容易實現。
綜上分析可以看出，注塑時在工藝引數控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。
2.1.3 計算塑件的體積和質量與注射機選擇
計算塑件的質量是為了選用注塑機及確定模具型腔數。在pro/e軟體中畫出製件圖，分析其質量屬性，可以查詢出塑件的體積： mm3
計算塑件的質量：根據設計手冊查得ps的密度為g/cm3，在這裡選取1.05。故零件的質量為：m=vp=70791.8×1.05×10=74.33g
根據所算出的單個塑件質量，查表2-2可初選注射機為xs-zy-160/250。
表2-2 常用國產注射機的規格和效能
2.2 型腔數目
最經濟數目的確定，實質上是注塑件生產成本懂得經濟核算，但在注塑設計初始方案階段，由於澆注系統等技術引數尚不可知，下述型腔數的確定是一種估算的**方法，一些引數要憑經驗來假定，在模具設計完成後，可根據這個方法再化，進行生產成本和每個塑件成本的核算[12-15]。
影響最經濟型腔的因素，有技術引數和經濟指標兩個方面技術引數有鎖模力，最小和最大注塑量，塑化能力，模板尺寸的和流速引數，這裡只考慮注射機鎖模力和最大注射量兩個引數。技術經濟指標是從製品尺寸精度和經濟效果考慮，對一模多腔整體嵌入式的注射模，影響型腔的重要因素有如下四個：
1.注射劑鎖模力；
2.注射劑注射量；
3.塑件精度；
4.經濟習慣的限制。
按初選的注射機xs-zy-160/250，可選注射量為160cm3。所以按照注射機的最大注射量確定型腔數目，型腔數目根據公式可得，即 ：
2-1 )
式中，k—注射機最大注射量的利用係數，一般取0.8；
—注射機最大注射量， cm3或g；
—注射系統凝料量，一般取總體積或質量的0.5~1，cm3或g；
—單個塑件的體積或質量，cm3或g。
根據公式計算，得：
綜上計算，模具採用一模一腔。
2.2.1 最大注射量校核
最大注射量是指注射機在對空注射的條件下，注射螺紋或柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置達到的最大注射量。設計模具時，應滿足注射成型塑件所需的總注射量小於所選注射機的最大注射量，即：
2-2)
式中，n—型腔數量；
—單個塑件的體積或質量，cm3或g；
—注射系統凝料量，一般取總體積或質量的0.5~1，cm3或g；
—注射機最大注射量，cm3或g；
k—注射機最大注射量的利用係數，一般取0.8；
柱塞式注射機的允許最大注射量是以一次注射量聚苯乙烯的最大質量（g）為標準的；螺桿式注射機以體積（cm3）表示最大注射量。
根據公式計算，得：
綜上，注射成型塑件所需的總注射量小於所選注射機的最大注射量，符合要求。
2.2.2 鎖模力的校核
所謂最大注射面積即模具分型面上允許的製件最大投影面積，作用在該面積上的型腔總壓力應小於注射機所允許的鎖模力，不然會鎖模不等於而意料。即：
2-3）
式中，—型腔總壓力，kn；
f—注射機所允許的鎖模力，kn。
其中，ap2-4)
式中，a—製件最大投影面積；
p—平均模腔壓力，可查相關手冊。
故注射機所需的鎖模力 kn
查手冊，ps的平均模腔壓力在60~100mpa之間，這裡選用100mpa。
所以， =(=754.86kn
綜上計算，注射機所允許的鎖模力大於成型所需的鎖模力，符合要求。
2.2.3 最大注射壓力的校核
塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機型別，噴嘴形式以及澆注系統的壓力損失等因素決定的。對於粘度較大的塑料品種以及形狀細薄、流程長的塑件，注射壓力應取大些。由於柱塞式注射機的壓力損失比螺桿式大，所以一注射壓力也應去大些。
注射壓力的校核是核定注射機的額定壓力是否大於成型時所需的注射壓力。常見的塑料注射成型時所需的注射壓力見表：
表2-3 常用塑料注射成型時所需的型腔壓力/mpa
因為選擇的注射機是xs-zy-160/250，查表2-2可知，它的額定注射壓力160mpa，查2-3表知，ps注射成型時所需的型腔壓力在15～20mpa之間，所以注射機壓力滿足要求。
2.3分型面的確定
分型面是動、定模具的分介面，即開啟模具取出澆注系統凝料的面。分型面的位置影響著成型零件的結構形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設密切聯絡。
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