电视机遥控器后盖的注塑模具设计

电视机遥控器后盖的注塑模具设计摘 要根据塑料电视机遥控器后盖制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑件制件尺寸。本模具采用一模两腔，侧浇口进料，注射机采用海天160X2C型号，设置冷却系统，CAD和UG绘制二维总装图和零件图，选择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的注塑模具设计。关键词：电视机遥控器后盖，一模两腔，侧浇口进料；注射机，冷却系统，注塑模具46AbstractAccording to the requirements of plastic TV remote control back cover products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts, dimensional accuracy and so on, select the size of plastic parts. This mold adopts a mold two cavity, the side gate feed, the injection machine adopts Haitian 160X2C model, sets the cooling system, CAD and UG draw two-dimensional assembly drawings and parts drawing, choose the reasonable processing method of the mold. Attached are instructions for the systematic use of brief text, concise sketches and calculations to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design.Key words: TV remote control rear cover, one mold two cavity, side gate feed, injection machine, cooling system, injection mold目 录摘 要I第1章 绪论41.1 模具在加工工业中的便利性41.2 塑料模具的发展趋势61.3 本设计的目的和要求7第2章 塑料材料分析82.1 塑件的工艺分析82.1.1 塑件的位置公差82.1.2 塑件表面质量要求及分析92.1.3 脱模斜度分析102.1.4 壁厚的分析102.1.5 圆角的分析102.1.6孔的分析112.1.7塑件的体积和质量112.1.8 塑件成型方法与分析112.2 材料分析122.2.1 材料的分析与选择122.2.2 分析制件材料使用性能13第3章 塑件的工艺分析1531 塑件的结构设计1532 塑件尺寸及精度1633 塑件表面粗糙度1734 塑件的体积和质量17第4章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定1841、注射成型工艺过程分析51842 浇口种类的确定1943 型腔数目的确定1944 注射机的选择和校核194.4.1 注射量的校核204.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核21443、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核21第5章 注射模具结构设计2351 分型面的设计2352 型腔的布局2353 浇注系统的设计24531 浇注系统组成24532 确定浇注系统的原则24533 主流道的设计25534 分流道的设计27535 浇口的设计27536 冷料穴的设计2854 注射模成型零部件的设计728541 成型零部件结构设计28542 成型零部件工作尺寸的计算3055 排气结构设计315.5.1 凹模宽度尺寸的计算315.5.2 凹模长度尺寸的计算325.5.3 凹模高度尺寸的计算325.5.4 凸模宽度尺寸的计算325.5.5 凸模长度的计算325.5.6凸模高度尺寸的计算3256 脱模机构的设计32561 脱模机构的选用原则33562 脱模机构类型的选择33563 推杆机构具体设计3357 注射模温度调节系统34571 温度调节对塑件质量的影响35572 冷却系统之设计规则3558 模架的选用36第6章 模具材料的选用3961 成型零件材料选用3962 注射模用钢种39第七章 模具其它结构设计407.1脱模装置设计407.1.1 推出力的计算407.1.2 推出机构设计41总结43致谢45第1章 绪论1.1 模具在加工工业中的便利性在现代化的工业里面，模具是使用最多的也是最基础的一个工艺装置。模具现在在很多行业里面都有广泛的使用，比方说汽车，电机，电子等等，在工业领域里面，六成到八成的零部件在进行加工生产的时候都是靠着模具才能够成形的，而且最近这些年我们国家经济发展迅速，行业的发展也很快，所以现在对于模具的要求就很高了，模具的结构跟原来相比也是复杂了很多。我们使用模具来加工产品，优点是精度很高，复杂性很高，加工出来的产品一致性也很高，生产率很高，但是消耗的能量确是很低的，是我们在加工别的产品，或者是塑件的复杂的这个程度还有注射机的类型等等这些都是有关系的，模具的结构有动模还有定模这一部分。定模，就是装在注射机的固定的板子上面，动模是装在注射剂移动的板子上面，在进行注射成型的时候，模具跟着注射剂上面的合模进行运动，在产品成型的时候，动模跟定模都是由导柱导向然后就是闭合了。正常来说注射模具的组成部分有成型的零部件，合模机构、浇注系等等。因为模具在进行加工时候的特征，所以我们模具在进行设计的时候跟别的行业是不一样的。模具设计要考虑的要点如下:a我们要考虑吸水性还有对应力的敏感性，不一样的塑料的特点还有性能都是不一样的，所以我们在进行设计的时候要尽可能的发挥塑件的长处，尽量不能显示出塑件的短处。b、我们要考虑的很多不一样的地方。我们加工的塑件的外形应在在加工产品的时候方便产品的在成型的时候进行充模，排气，补缩，同一时间还要满足让热塑性塑料的产品能够很快的，均匀的进行冷却，可以让热固性的塑料在进行固化的时候可以很均匀。c我们要考虑这个塑件的结构要能够让整个模具的结构简单，不复杂，一定不能让点向分型抽芯的装置跟简化脱模的装置，这样加工出来的产品可以符合我们的要求。一些要求很特别的产品，我们还要多考虑一些因素在里面，包括。现在，我们国家的模具技术从原来的只是加工简单的模具，到现在我们已经可以加工的模具是大型的，而且精度很高的，复杂的，使用时间很长的模具。在塑料模具这个领域，我们可以进行汽车保险杆还有整个仪表盘的加工了，在加工的时候使用的是大型的注射模。有一部分的塑料膜需要生产厂家接合计算机对整个加工过程进行分析，这些分析包括了流动分析，冷却分析，应力分析等等，我们在选择浇口的时候位置一定要合理，浇口的大小，在进行注塑时候具体的参数还有在进行冷却的时候系统怎么去安排等等，这样将会进一步的优化我们模具的设计方案，也使得模具设计还有加工产品的周期大大的简短了很多，使模具制造能力大为提高。我们使用CAE技术取代试模，这种工艺是在进行模具设计的时候一个新的进步，特别是对于模具在损坏以后的浪费大大的改善了，使用这种工艺以后加工出来的产品质量提高了很多，而且成本上也降低了很多，从经济上还有技术上来说都有很重大的意义。一些国外的电加工机床，功能很多，用起来非常可靠，这个机床的工艺数据还有系统都是很完善的，在进行模具的深槽窄缝的加工，还有微细加工等等，效率都比我们国家高出很多，加工出来的产品质量也高出很多。最新使用的模糊控制系统，它有加工反力的检测和控制，在进行大面积的工作的时候可以用深度来进行精度的控制。电火花混粉的加工技术在实际生产中的使用，使得模具表面的质量提高了很多。模具的逆向工程的技术、三现阶段的发展还有在实际生产里面的运用，使得模具的制造能力跟原来相比提高了很多，尤其是在加工成型零件的软件，上面我们提到的技术都跟电脑接合在一起，可以让这些加工数据输入到我们的加工设备里面去，这样我们就实现了电脑为辅助工具的设计制造一体化生产。1.2 塑料模具的发展趋势我们将塑料加工成为产品的方法有很多种，这里面我们使用最多的是进行注射，挤出，压缩，压注，压延还有吹塑等等。在这些里面我们使用最多的加工塑料的方法是注射。一般来说除了氟塑料，基本上所有的热塑性的塑料都可以通过这个加工发法进行成型。这种加工方法的特点是成型的周期不长，可以进行一次成型，加工出来的产品外形是很复杂的，而且产品的尺寸精确度是很高的，可以进行全自动化的生产。所以，这种注射的加工办法运用的很广泛，在现在市面上的塑料产品里面大概占到了三成，但是因为这种加工需要的设备价格是很高的，而且在加工模具的时候成本也是很高的，不能用来加工一件或者是生产量很小的塑料件的生产。我们要想弄明白注射成型是什么意思还有注射模是什么意思，我们最起码要先掌握一点注射机的基本的知识，注射机是让产品注射成型的主要的机器，要靠这个机器让颗粒状的塑料在经过压力很高，温度很高的加工工序以后，再进行注射。注射剂是我们进行加工热塑性或者是热固性塑料成型的加工设备，这种加工设备我们按照机器的外部形状，可以分成立式的，卧式的还有直角式的这三种，组成部分是等。我们要将产品注射成型要使用模具，这个模具我们叫做注射模，这种模具是我们要加工产品的工艺装置。注射模类型有很多，它的结构还有塑料的种类，塑件有多复杂还有注射剂的类型这些都是有很大的关系的，它的基本的机构就是定模还有动模。定模主要是装在注射机上面的固定板上的，动模是装在注射机上面的移动板上面的，在进行注射成型的时候，它是要跟着注射机上面的合模做系统的运动的。在进行注射成型的时候，动模跟定模是通过导柱导向进行了闭合，正常注射模的组成是机构 2 。注射工艺将注射模、塑料原材料和注射机连接在一起。我们通过注射的工艺将产品成型，这个工艺最中心的问题就是要用一切办法获得塑化比较好的塑料熔体，要让它能够注射到模具里面去，这样在我们设定好的温度下面进行冷却，还有定型，让我们加工的塑件达到产品的需要。注射机还有模具的结构都已经确定好了以后，那么决定产品成型质量好坏的因素就是注射成形工艺条件的选择还有控制了。要将产品注射成型在工艺上我们有三点要求，也就是：温度、压力、时间。在产品成型的这个过程里面，特别是精确度要求很高的产品成型，我们要将成型条件确定为最好的时候不是一件简单的事情，因为影响精确度的因素实在是太多了，比方说加工产品的外形，模具自身的机构，注射机的装备，原材料的质量，温度等等。现在国际市场上使用最多的，适用范围也是最广的注射模的分析软件是澳大其中MOLDFLOW软件包括三个部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （产品优化顾问，简称MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模拟分析，简称MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型过程控制专家，简称MPX）。我们使用CAE技术取代试模，这种工艺是在进行模具设计的时候一个新的进步，特别是对于模具在损坏以后的浪费大大的改善了，使用这种工艺以后加工出来的产品质量提高了很多，而且成本上也降低了很多，从经济上还有技术上来说都有很重大的意义3。1.3 本设计的目的和要求我们按照塑料制品的实际的需要，先了解一下塑料制品用来做什么，将塑料制品的工艺进行分析等等。将冷却系统设计好，使用 CAD和UG将二维总装图和零件图画出来，将模具的加工方法确定下来。将说明书附上，进行系统的表述，简单的示意图还有部分计算进行塑件的分析，然后才能够做出来合理的模具设计。将说明书附上，然后使用比较系统的专业的文字，不复杂的图纸还有计算进行塑件的分析，这个时候才能将模具的设计合理的表述出来。第2章 塑料材料分析2.1 塑件的工艺分析2.1.1 塑件的位置公差已经加工成型的零件的大小就是说成型的零件上可以直接决定塑件外形的相关的尺寸，这些尺寸主要指的是有型腔还有型芯的径向的尺寸，型腔的深度是多少还有型芯的高度是多少，型芯和型芯之间的长度是多少，还有中心距的大小是多少等。我们在对模具进行设计的时候主要要按照塑件的大小还有精确度的等级将成型零部件的大小还有精确度的等级确定下来。在这里对塑件的大小还有精确度有影响的因素主要有塑件的收缩率，模具将零部件加工成型时候的误差，还有模具在加工零件时候的磨损，以及我们在对模具进行安装时候产生的误差。这些我们提到的因素都可以用来确定成型零件的大小的。因为如果我们按照来算型芯还有型腔的大小的时候肯定会有误差的出现（考虑到模具在制造时候产生的公差还有模具在加工零部件的时候会产生磨损量，这个磨损量我们都是按照经验来确定的），只将塑件的收缩率的计算考虑进去，用来计算零部件的工作尺寸。塑件在经过加工成型以后，我们就得到了我们需要加工的产品，这个产品从热模具里面拿出来以后，我们要对它进行冷却，一旦进行冷却那么产品的尺寸就会有所减小，所以，我们就知道每一个塑料产品收缩性都是它的特征之一，如果我们加工的材料是ABS，那么它的收缩率就是0.5%，我们用下面的公式来计算： A=B+0.005B式子里面B-塑件在常温下实际尺寸 我们可以选择塑件公差的三分之一到四分之一，也可以用IT78级来当作模具的制造公差。在这里，我们选择的是IT8级，型芯工作尺寸公差，我们选择的是IT7级。模具型腔小一些的尺寸作为基本的尺寸，这个时候它的偏差就是一个整数：如果说模具型芯的最大尺寸作为基本尺寸的时候，这个时候偏差就是一个负数，中心距的偏差进行的是双向的对称的分布，每一个加工以后成型的零部件的工作的齿距详细的数据看图纸。在对模具进行设计之前首先要先将塑件的工艺确定下来，这里的工艺主要包括了塑件的形状，塑件的结构，塑件的大小，还有塑件的精确度等级，当然还有塑件表面的质量，这样我们才能合理的将模具的结构还有精确度确定下来。2.1.2 塑件表面质量要求及分析加工出来的塑料产品外面的形状还有大小主要受到塑料材质的流动性还有注射剂的规格的影响，在设备没有变化还有工艺是一样的情况下，材质不一样的塑料，流动性好的，就可以加工出来尺寸比较大的产品，相反的出来的产品的尺寸就很小。我们从成本还有环保的角度来考虑，只要达到我们产品的需要的，通常我们对于产品的结构进行设计的时候一定要紧凑一些，这样我们加工出来的产品外形就比较小。这种塑料产品的材质是ABS，流动性是很好的，适合用来加工尺寸不一样的产品。塑件的大小还有精确度对于模具的设计，结构，还有模具的加工的精确度都是有直接的影响的。为了能够让模具加工产品的难度降低一点，还有让模具加工的成本可以减少一些，在达到加工产品的要求的前提条件下，要尽可能的将塑件的大小还有精确度设计的简单一些。因为塑料跟金属的差距是很大的，所以不能参照金属的等级来确定输料的等级。现在国家成型技术很低，塑件尺寸公差可借鉴料制件标准来进行确定。按照要求，这次设计的产品都是使用MT5级精度。 塑料产品的表面的要求越是高，那么塑料的表面的粗糙度就越是低。在产品成型的时候，我们要尽可能的避免产品上面有疤痕等的产生，而且模具的腔里面的粗糙度还要很低。模具不停的在反复的进行使用，所以腔里面的粗糙度就会增加，所以我们对于模具应该及时的观察，粗糙度高了的话就要进行抛光。2.1.3 脱模斜度分析因为塑料产品在进行冷却的时候会有一定的收缩，所以在脱模之前一定会紧紧的将模具的芯或者是模具腔里面突出的地方包裹住，这样是为了脱模的时候能够方便一些，为了避免在脱模的过程里面因为力气太大，将产品的表面弄伤了，所以我们脱模的方向平行的制品的里面还有外面的表面都应该有一定的斜度来方便进行脱模。这个斜度跟加工出来产品的形状，厚度还有收缩率都有关系的，斜度如果说太小了，会让加工产品的大小有问题，还会让加工的产品有损伤或者是出现破裂，在斜度太大的时候，虽然脱模很方便了，但是加工的产品的精确度又不高，会导致材料的浪费。一般来说这个斜度的值我选取的是模斜度30/1。2.1.4 壁厚的分析我们在对塑件进行设计的时候，需要考虑的一个问题就是塑件的壁厚。这个壁厚对于产品注射成型有着重要的影响，在进行注射充模的时候熔体在流动，在进行定型的时候冷却的速度是多少，冷却的时间是多少，还有塑件的成型时候质量怎么样，塑件的原材料是什么还有生产的效率有多高，还有生产成本是多少都有很紧密的关系。通常在前提条件都满足的情况下，我们的壁厚应该要小一些，这样原材料的损耗就会降低，生产成本就不高，最重要的是冷却的速度会很快，这样成型的周期就比较短，另外还不会产生气泡，缩孔，凹陷等等这些。但是如果这个壁厚太小的话，那么加工的产品刚度不好，而且在进行脱模还有装配，使用的时候产品会出现变形，那么加工出来的产品在使用的时候就会不合格。我们选择的壁厚应该均匀，防止塑件出现不均匀的收缩导致产品是次品。一般来说壁厚的值都是在14mm，我们用的最多的数值是23mm。2.1.5 圆角的分析为了避免塑料件在拐弯的地方应力太过集中，那么我们就要将在加工过程里面的充模特性进行改善，我们要在塑料件拐弯的地方还有里面连接的地方使用圆角来进行过度。在没有什么特别的需要的时候，塑件的每个连接角的地方都要有半径是的圆角。通常来说外面的圆弧的半径要比壁厚大出0.5倍来，里面的圆角的半径通常要是壁厚的0.5倍。2.1.6孔的分析加工出来的塑料产品上面一般都会有很多通孔还有盲孔，一般来说，这些孔都可以使用型芯来进行成型。但是如果说这个孔的结构很复杂的话，那么熔体在流动的时候就会很困难，那么我们在进行模具加工的时候难度就会大很多，这样就会导致生产成本太高，所以我们在塑料件上面设计孔的时候，要尽可能设计简单一些的孔。因为型芯对于熔体来说可以进行分流，所以我们在这个孔的周边会有熔接的痕迹，这样会让孔的强度降低很多，所以我们在进行孔的设计的时候，孔和孔的距离以及孔到塑料产品的边的距离都要比孔的直径还有大，在这个孔的周围应该将壁厚加大，这样我们塑料产品的强度还有刚度都会加强。2.1.7塑件的体积和质量在我们这篇论文里面，塑料件的质量还有体积在进行测量的时候使用的是3D，在UG这个软件里面，通过塑膜部件验证的这个功能，可以测得塑件的体积25.5，因ABS的密度为1.05，即可以得出该塑件制品的体积为质量约为27。2.1.8 塑件成型方法与分析我们这篇论文里面的遥控器，看下面的图所画的，详细的内部结构还有大小看图纸，这个塑料件的结构不复杂，而且生产起来量很大，成本很低，在加工的时候成形是很简单的，对于精度的要求也没有多高，所以我们使用的是一个模一个腔室，点面进行浇口进料，我们的注射剂的型号是HT2002C。 遥控器产品图2.2 材料分析2.2.1 材料的分析与选择ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合理学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。 ABS无毒，无气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，、不透明，密度为1.02-1.05。既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎没有影响， ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂， ABS有一定的硬度，他的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93耐气候性差，在紫外线作用下ABS易变硬发脆。ABS的性能指标：密度 1.021.05（），收缩率 ，熔点，弯曲强度80Mpa，拉伸强度3549Mpa，拉伸弹性模量1.8Gpa，弯曲弹性模量1.4Gpa，压缩强度1839Mpa，缺口冲击强度1120，硬度6286HRR，体积电阻系数，收缩率 范围内。ABS的热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。2.2.2 分析制件材料使用性能制件材料注塑性能ABS易吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；ABS在升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用大浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080。ABS比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。电学性能ABS的绝缘性是很好的，一般都不会因为温度还有湿度有什么改变；在温度范围比较大的时候，湿度还有频率的范围也比较大的时候，介电常数还有介电损耗都是变化很小的；承受电弧的性能是非常好的，而且这种性能在温度很高的时候也可以持续。ABS的介电强度与厚度有关，厚度0.127mm时为82.7kV/mm，厚度为1.88mm时为23.6kV/mm。环境性能ABS不耐强酸和氧化剂，对烯酸及弱酸有一定的稳定性。ABS的耐溶剂性良好，可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等，并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小，尺寸稳定性好。如果长时间受到紫外线的作用的话，力学的性能就会降低很多，这个时候它表面就会出现粉化或者是龟裂。优点1、具高机械强度和刚性；2、最高的疲劳强度；3、对环境有一定的抵抗力，可以承受有机溶剂的性能是很好的；4、耐反复冲击性强；5、广泛的使用温度范围(-40120)；6、良好的电气性质；7、复原性良好；8、自己的润滑性能是很好的，耐磨的性能也是很好的； 9、尺寸安定性优。缺点一旦受到强酸进行腐蚀的时候，承受能力就很差了，粘合的性能也不好，进行热分解的时候跟软化时候的温度都是很靠近的，限氧指数是很小的。塑件材料主要用途ABS在机械工业上用来制造垃圾铲、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管等，还可用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。第3章 塑件的工艺分析在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。遥控器后盖如图所示，具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构中等复杂程度，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。图（1）3D视图31 塑件的结构设计（1）、脱模斜度 由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取0.51.5，根据文献1，塑件材料ABS的型腔脱模斜度为0.35130/，型芯脱模斜度为30/1（2）、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在14，最常用的数值为23。该产品壁厚均匀，周边和底部壁厚均为2左右。（3）、塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.51的圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。该塑料件表面圆角半径和内部转弯处圆角为0.5。（4）、孔塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。32 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为ABS，流动性较好，适用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献2表3-2塑件的尺寸与公关（SJ1372-1978）的塑料制件公差数值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用MT3级精度，未注采用MT5级精度。 33 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.021.25之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即Ra 0.010.63。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为Ra0.2，内部为0.4。34 塑件的体积和质量本次设计中，塑件的质量和体积采用3D测量，在UG软件中，使用塑模部件验证功能，可以测得塑件的质量（ABS的密度为1.05），即可以得出该塑件制品的质量为27克。第4章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定41、注射成型工艺过程分析5根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为：第一步：为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作。（1）、成型前对原材料的预处理根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，ABS材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在70 80 下干燥24 h。（2）、料筒的清洗在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。 （3）、脱模剂的选用 脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对ABS材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。第二步: 注射成型过程 完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。第三步：制件的后处理注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为ABS，就采用退火处理13小时。42 浇口种类的确定注射模的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。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。由于本设计中遥控器后盖塑件外表面质量要求较高，所以选用侧浇口。侧浇口直接在中间的圆端面处进，遥控器后盖组装后，浇口被遮挡起来。侧浇口主流道需要设置钩针，分流道与产品相连，顶出产品包含流道连接在一起。43 型腔数目的确定 因为本设计中采用侧浇口，且塑件的尺寸不大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模两腔，进行加工生产。44 注射机的选择和校核 由于采用一模两腔，需要至少注射量为27x2g，流道水口废料5g，总注塑量达到59g，再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为海天160X2C。注射方式为螺杆式，其有关性能参数为：海天HTF160X2C型号1602A1602B1602C 参数螺杆直径404548理论注射容量253320364注射重量PS230291331注射压力202159140注射行程201螺杆转速0230料筒加热功率9.3锁模力1600拉杆内间距(水平垂直)455455允许最大模具厚度500允许最小模具厚度180移模行程420移模开距(最大)920液压顶出行程140液压顶出力33液压顶出杆数量5油泵电动机功率18.5油箱容积240机器尺寸(长宽高)5.41.452.05机器重量5最小模具尺寸(长宽)3203204.4.1 注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为： 式中 -型腔数量 -单个塑件的质量（g） -浇注系统所需塑料的质量（g） 本设计中：n=2 27g =5g M=27X2+5=59g（约等于）331gx80%注塑机额定注塑量为331g注射量符合要求4.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 式中 n -型腔数目 -单个塑件在模具分型面上的投影面积 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 n=2 =6450 =200 =6450x2+200=26061.48注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即： （）P F式中： P塑料熔体对型腔的成型压力（MPa）F注射机额定锁模力（N）其它意义同上根据教科书表5-1，型腔内通常为20-40MPa，一般制品为24-34MPa，精密制品为39-44MP（）P=13100x30x1.1x0.001= 432.3KN1600KN锁模力符合要求443、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核（1）、模具厚度（闭合高度） 模具闭合高度必须满足以下公式式中 -注射机允许的最大模厚 -注射机允许的最小模厚本设计中模具厚度为310mm 180H500， 符合要求（2）、开模行程（S）的校核模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于卧式注射机，其开模行程与模具厚度有关，对于多分型面注射模应有：式中 -推出距离 -包括浇注系统凝料在内的塑件高度 =（水口料的长度+2030）本设计中 =420 =35mm =95+20=115mm总的开模距离需要H=150mm以上经计算，符合要要求。（3）、顶出装置的校核 在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。海天160X2C型注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。第5章 注射模具结构设计51 分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。选择分型面时，应从以下几个方面考虑：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）使塑件在开模后留在动模上；3）分型面的痕迹不影响塑件的外观；4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排；5）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；6）使塑件易于脱模。综合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧，分型面的选择52 型腔的布局型腔的布局与浇注系统的布置密切相关,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。型腔布局由图所示。由于本设计中塑件是上下两部分配合装配使用，需要相同的注射工艺参数，以达到高的成功率，模具采用侧浇口，并采用对称式布局，以求达到良好的浇注质量。图（4）型腔布局方式53 浇注系统的设计 浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通侧浇口浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。531 浇注系统组成普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 5浇口 6型腔 7冷料穴532 确定浇注系统的原则在设计浇注系统时应考虑下列有关因素：a)、塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。b)、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是一模两腔或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。c)、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。d)、塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。e)、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施6。 533 主流道的设计流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。（1）、主流道的尺寸设计中选用的注射机为海天160X2C，其喷嘴直径为3.5，喷嘴球面半径为11，根据图（6），主流道各具体尺寸如下： 浇注系统与定位环、浇口套（2）、主流道衬套的形式选用如图所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位球设计成两个零件，然后配合固定在模板上，衬套与定模板的配合采用。图（7）主流道衬套及其固定形式（3）、主流道衬套的固定 主流道衬套的固定，采用2个M5X20的螺丝直接锁附固定。534 分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中由于塑件排布比较紧凑,且采用侧浇口。如图所示。主流道和侧浇口的位置535 浇口的设计浇口又叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。浇口的位置选择原则： 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点： 1. 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程(包括分支流程)为最短； 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端； 3)应先从壁厚较厚的部位进料； 4)考虑各股分流的转向越小越好。2. 有效地排出型腔内的气体。根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果，采用侧浇口。浇口一般尺寸如CAD图所示，根据此图结合实际选用适当值。536 冷料穴的设计主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为6.00mm，最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的z形式有多种，这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如上图（8）所示。54 注射模成型零部件的设计7模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具型腔的零部件称成型零部件。一般包括凹模、凸模、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公差并保证它们具有足够的强度、刚度和良好的表面质量。541 成型零部件结构设计成型零部件结构设计主要应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。1）、凹模的设计 凹模也称为型腔，是用来成型制品外形轮廓的模具零件，其结构与制品的形状、尺寸、使用要求、生产批量及模具的加工方法等有关，常用的结构形式有整体式、嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。本设计中采用整体式凹模，其特点是结构简单，牢固可靠，不容易变形，成型出来的制品表面不会有镶拼接缝的溢料痕迹，还有助于减少注射模中成型零部件的数量，并缩小整个模具的外形结构尺寸。不过模具加工起来比较困难，要用到数控加工或电火花加工。型腔图2）、凸模的设计本设计中零件结构较为简单，深度不大，但经过对塑件实体的仔细观察研究发现，塑件采用的是整体式型芯。这样的型芯加工方便，便于模具的维护，型芯与动模板的配合可采用。型芯图542 成型零部件工作尺寸的计算成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸，以及中心距尺寸等。在模具设计时要根据塑件的尺寸及精度等级确定成型零部件的工作尺寸及精度等级。影响塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收缩率，模具成型零部件的制造误差，模具成型零部件的磨损及模具安装配合方面的误差。这些影响因素也是作为确定成型零部件工作尺寸的依据。由于按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型芯型腔的尺寸有一定的误差（因为模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨损量大多凭经验决定），这里就只考虑塑料的收缩率计算模具盛开零部件的工作尺寸。塑件经成型后所获得的制品从热模具中取出后，因冷却及其它原因会引起尺寸减小或体积缩小，收缩性是每种塑料都具有的固有特性之一，选定ABS材料的平均收缩率为0.5%，刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为： A=B+0.005B式中 A 模具成型零部件在常温下的尺寸 B 塑件在常温下实际尺寸 成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/31/4，或取IT78级作为模具制造公差。在此取IT8级，型芯工作尺寸公差取IT7级。模具型腔的小尺寸为基本尺寸，偏差为正值；模具型芯的最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，中心距偏差为双向对称分布。各成型零部件工作尺寸的具体数值见图纸。55 排气结构设计排气是注射模设计中不可忽视的一个问题。在注射成型中，若模具排气不良，型腔内的气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模，同时气体压缩所产生的热使塑料烧焦，在充模速度大、温度高、物料黏度低、注射压力大和塑件过厚的情况下，气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔、组织疏松等缺陷。特别是快速注射成型工艺的发展，对注射模的排气系统要求就更为严格。在塑料熔体充模过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子挥发性气体，塑料中某些添加剂挥发或化学反应所生成的气体。常用的排气方式有利用配合间隙排气，在分型面上开设排气槽排气，利用推杆运动间隙排气等。由于本次设计中模具尺寸不大，本设计中采用间隙排气的方式，而不另设排气槽，利用间隙排气，以不产生溢料为宜，其值与塑料熔体的粘度有关。此塑件未注上下偏差，所以以下公差都是查表所得。5.5.1 凹模宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换：相应的塑件制造公差，LM1=(1SCP)+LS1+X1P100.22=(1+0.005)X45+0.6X0.700.22=45.230.22mm式中，是塑件的平均收缩率，ABS的收缩率为0.4%0.6%,所以平均收缩率0.005；、是系数， 一般在0.50.8之间，此处取；分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）；是塑件上相应尺寸制造公差对于中小型零件取（下同）。5.5.2 凹模长度尺寸的计算塑件尺寸的转换：LS1=1800.6=180.6-1.20MM，相应的塑件制造公差3=1.2MMLM1=(1+SCP)+LS1+X3XP100.2=(1+0.005)X180+0.51.200.2=180.900.2MM式中，是系数，一般在0.50.8之间，此处取。5.5.3 凹模高度尺寸的计算塑件尺寸的转换：HS1=80.2=8.2-0.40MM，相应的塑件制造公差0.4mm2HM1=(1+SCP)+HS1+X1P1=(1+0.005)X8+0.70.400.067=8.0400.067MM式中，是系数，一般在0.50.7之间，此处取。5.5.4 凸模宽度尺寸的计算塑件尺寸的转换：LS=390.35=38.6500.7MM，相应的塑件制造公差0.7mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.005)X39+0.60.70.1170 =39.20.1170 MM式中，是系数，一般在0.50.7之间，此处取。5.5.5 凸模长度的计算塑件尺寸的转换LS=1720.51=171.4901.02MM,相应的塑件制造公差1.02mmLM=(1+SCP)+LS+XP= (1+0.005)X172+0.651.02-0.170 =172.860.170 MM式中，是系数，知一般在0.50.7之间，此处取。5.5.6凸模高度尺寸的计算塑件尺寸的转换HS=100.2=9.80O.4MM，相应的塑件制造公差0.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.005)X9.8+0.60.4-0.170 =9.850.0670 MM式中，是系数，可知一般在0.50.7之间，此处取。56 脱模机构的设计塑件从模具上取下以前还有一个从模具的成型零部件上脱出的过程，使塑件从成型零部件上脱出的机构称为脱模机构。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推