遥控器后盖注塑模具设计

毕业设计（论文）作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 模具设计与制造（CADCAM） 题 目： 电池盒盖塑件注射模具设计与制造 指导者：评阅者：2015年 5月摘 要塑料工业是一门新兴产业，自塑料问世后几十年，塑料来源丰富，制作方便及成本低廉、金属零件塑料化的发展很快，在机械电子、国防、交通、通讯、建筑、农业、轻工业和日常生活用品等行业中都得到了广泛的应用，对塑料模具要求量增加。因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。通过对制作进行注射工艺性分析，综合考虑了产品质量要求和生产实际，确定了最佳工艺方案为一模两腔的结构形式。并对模具总体结构进行设计和分析论证，对工艺参数进行精确详细的计算。正确选择了注塑设备，并对塑料零件进行设计，设计过程中利用了注射模国家标准和典型组合。提高了模具设计效率，适应了当代模具设计要求，最后对主要零件的加工工艺过程及装配进行了介绍。关键词：模具设计、结构分析AbstractPlastics industry is an emerging industry, since several decades after the advent of plastic, plastic source of rich, convenient and low-cost production, metal parts plastic of the developed rapidly, in machinery and electronics, defense, transportation, communication, construction, agriculture, light industry and daily necessities and other industries have been widely used, on the plastic mold requested increase. Therefore, the research injection mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.The production of injection process analysis, considering the product quality requirements and the actual production, and determine the best technical scheme for mold two cavity structure. And mold the overall structure design and analysis of process parameters for accurate, detailed calculation. Correct selection of injection molding equipment, and plastic parts design, design process using the national standard and the typical combination of injection mold. Improve the efficiency of mold design, adapted to the contemporary mold design requirements, finally the main parts machining process and assembly is introduced in this paper.Key Words: Mold design, structure analysis前 言毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前一次综合性设计。本次设计的课题是塑料盖的注射模设计，是对以前所学课程的一个总结。 在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。目 录摘要 2Abstract 3前言 4第一章 绪论 71.1 塑料模的功能 71.2 我国塑料模现状 71.3 塑料模发展趋势 8第二章 注塑工艺分析 102.1 注塑成型参数 10第三章 成型设备的选择 13 3.1 注射成型工艺简介 13 3.2 注射成型工艺条件 133.2 注塑机的选择 143.3 注塑机参数校核15第四章 分型面的选择 164.1 分型面的设计164.2 确定型腔数及排列方式 17第五章 浇注系统设计 185.1 主流道设计 185.2 浇口套的结构设计195.3 分流道设计 195.4 浇口设计 205.5 冷料井设计 21第六章 成型零部件设计 216.1 成型零件工作尺寸的计算 226.2 模具型腔侧壁的计算 23第七章 导向机构设计 247.1 导柱 247.2 导套 25第八章 侧向分型与抽芯机构 268.1 抽芯机构设计 268.2 侧型芯斜销设计298.3 楔紧块的设计 30第九章 脱模机构设计 319.1 推出机构的组成319.2 脱模机构的分类329.3 推杆推出机构 329.4 推杆布局 33第十章 冷却系统设计 34第十一章 标准模架选择与校核3511.1 模架选择3511.2 成型设备的校核计算 36致谢 38参考文献 39第一章 绪 论1.1 塑料模的功能模具是利用其特定形状去成型具有一定型状和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品，所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模.塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的“三大支柱”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。塑料摸是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成形设备被确定后，塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约占80%。由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常棵标志一个国家工业化的发展程度。1.2 我国塑料模现状在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。1.3 塑料模发展趋势（1）模具日趋大型化。这一方面是由于用模具制造的零件日渐大型化，另一方面也是由于高生产率要求而发展的一模多腔（现在有的已达到一个模几百腔）所致。（2）模具的精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5UM，现在已达2UM3UM，不久1UM精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1UM以内，这就要求发展超精加工工艺。（3）多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，一副多功能模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小机、电器及仪表的铁芯组件等。（4）随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达80%以上，效果十分明显。（5）随着塑料成形工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度（即光译、色调等）。为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。气体辅助注射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率，从而大幅度降低成本。（6）模具标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本，因此模具标准件的应用必将日渐广泛。（7）快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产的时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具，用环氧（E）、聚酯（P）或其中填充金属（M）、玻璃（G）等增强制制作简易模具，这些模具的主要特点是制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。（8）随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。（9）随着以塑代钢、以塑代木的进一步发展，塑料模的比例不断提高，同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的要求也将越来越高。（10）模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场走势。第二章 注塑工艺分析如图所示，塑件选择，材料为ABS，收缩率为0.3%0.8%，生产批量20万件图2 塑件名称：遥控器后盖材料：ABS塑料数量：大批量生产质量：4.72g 颜色：白色要求：塑件表面光滑，塑件允许最大的脱模角度为0.3度。2.1 注塑成型参数2.1.1 ABS塑料的性质ABS是聚苯乙烯 聚苯乙烯是指有苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物，英文名称为Polystyrene,日文名称为,简称ABS。 玻璃化温度8090，非晶态密度1.041.06克/厘米3，晶体密度1.111.12克/厘米3，熔融温度240，电阻率为10201022欧厘米。导热系数30时0.116瓦/(米开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度070，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。 普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高.刚度大.玻璃化温度高.性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，是近年来发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。1)一般性能化学性质 聚苯乙烯的化学稳定性比较差，可以被多种有机溶剂（如：芳烃、卤代烃等）溶解，会被强酸强碱腐蚀，不抗油脂，在受到紫外光照射后易变色。燃烧时会产生大量一氧化碳或者二氧化碳，注意防止中毒物理性质 聚苯乙烯质地硬而脆，无色透明，可以和多种染料混合产生不同的颜色。 密度：1.04-1.062)力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。 3)热学性能聚苯乙烯(Polystyrene，简称PS)是一种无色透明的热塑性塑料。通式是(CH2CHC6H5)n。具有高于100摄氏度的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。 普通聚苯乙烯（GPPS） 普通聚苯乙烯树脂为无毒.无臭.无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料.其制品具有极高的透明度，透光率可达90以上，电绝缘性能好，易着色.加工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。4)电学性能ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。 5)环境性能ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。PS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。 6)ABS塑料的加工性能ABS同ABS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS的熔体流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及AS差，与POM和HIPS类似；ABS的流动特性属非牛顿流体；其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。 ABS的热稳定性好，不易出现降解现象。ABS的吸水率较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度8085，时间24h；对特殊要求的制品(如电镀)的干燥条件为温度7080，时间1818h。PS制品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为放于7080的热风循环干燥箱内24h，再冷却至室温即可。2.1.2 ABS塑料的相关参数和成型加工性能1)成型特性a)无定形料，其品种排好很多，各品种的机电性能和成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。b)吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求上时间预热干燥。c)流动性中等，溢料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）d)比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大。料温过高易分解（分解温度为250左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件模温宜取5060,要求光泽及耐热型料宜取6080，注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140Mpa,螺杆式注射机则取160220,70100Mpa为宜。2)ABS塑料的物理、热性能密度：1.04-1.06比体积：0.860.98吸水率24H：0.20.4%熔点:130160熔融指数：200负荷50N，喷嘴2.09，0.420.82g/10min维卡针入度：71122马丁耐热：63热变形温度90108线膨胀系数：7.0计算收缩率：0.40.7%比热容：1470J/(kgK)热导率：0.263W/(mK)第三章 成型设备的选择3.1 注射成型工艺简介注射成型也称注塑，是塑料的一种重要成型方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料部可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料，如酚醛塑料等。注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机简内加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料被压缩并向前移动，通过机简前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间的冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程。注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等，视需要而定。注射成型具有生产周期快、生产效率高、能成型形状复杂、尺寸精确或带微件的制品以及易于实现自动化等特点，因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的2030。注射成型是一种比较先进的成型工艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展。3.2 注射成型工艺条件对于一定的塑料制品，当选择了适当的塑料品种、成型方法及成型设备，设计了合理的成型工艺过程和塑料模结构之后，在生产中，工艺条件的选择和控制就是保证成型顺利和制品质量的关键。注射成型的主要工艺条件是温度、压力和时间。塑料盖的注射成型工艺参数如表32 所示，试模时可根据实际情况做适当调整。表32 ABS注射成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度：150时间：23h成型时间S注射时间：2090保压时间：05冷却时间：20120总周期：50220料筒温度后段：150170中段：165180前段：180200螺杆转速r/min30喷嘴温度170180后处理方法：红外线、烘箱温度：70时间h：24模具温度5080注射压力MP601003.3 注射机的选择3.3.1 注射机基本参数注塑机的技术规范:类型,最大注射量,最大注射压力,最大锁模力、最大成型面积、最大最小模厚、最大开模引程、定注孔尺寸、嘴喷的球面半径、注射机动模板的顶出孔、机床模板安装螺钉孔或丁字槽的位置与尺寸。 1、 类型: 卧式、立式、 直角式。 2、 最大注射量的选择。 注射机一次注射聚本乙烯的最大熔料的重量或容积的量为注射机公称注射量。 塑件十浇注流的总量=0.8 公称注射量 3、 注射面积核定。 最大注射面积指模具分型面上 允许的塑件最大投影面积. 作用于该面积上的型腔总压力小于注射机3.3.2 初择注射机a.计算塑件的体积根据零件的三维模型，利用UG软件可查询到塑件的体积为：V1=3940mm3浇注系统的体积：V2=25%V1=985mm3一次注射所需的塑料总体积为（一模两件）：V= (2V1+V2)/0.8=7092mm37.1 cm3b.计算塑件的质量塑件与浇注系统的总质量：M=V=7.5g根据塑件的体积，取一模两件的模具结构，结合计算数据，查表4-21选用螺杆式注射机XS-ZY-125，其基本参数如下：表33 XS-ZY-125注射机的基本参数结构形式卧式最大开模行程/mm300注射方式螺杆式喷嘴球半径/mm12螺杆直径/mm42孔半径/mm4最大注射量/g125定位圈直径/mm100注射压力/Mpa119顶出中心顶出孔径/mm琐模力/Kn900两侧顶出孔径/mm22最大注射面积/cm3320孔距/mm230模具最大厚度/mm300模板尺寸/mmmm420450模具最小厚度/mm200机器外型尺寸/mmmm334075011503.4 注塑机参数校核3.4.1 最大注塑量本制品材料采用聚苯乙烯也就是PS，查书塑料模具设计手册附录得知其密度为1.05gcm3，收缩率为0.5%根据生产经验，注塑机在注塑PS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75%，为了提高制件质量及尺寸的稳定，表面光泽、色调的均匀，拟选定注射量为标定注射量的50%V=nVz+Vj0.5VgnVz+Vj式中 V个成型周期内所需要注射的塑料容积cmN型腔数Vz单个型件容量cmVj浇注系统凝料和飞边所需的塑料的容积cmVg注射机的额定注射量单个塑件体积Vz=4cm，浇注系统凝料体积Vj=0.42cm即 V=24+0.42=8.42cm0.5VgnVz+VjVg18.84cm 而本人选定的注塑机注塑容量为：125cm3，所以满足要求。3.4.2 注射压力校核PS塑料推荐注射压力为7090Mpa，考虑到本制件壁厚较小，充模阻力较大取注射压力为80Mpa，安全系数取1.3，1.380Mpa=104Mpa，注塑机的注塑压力为119 Mpa，104Mpa119 Mpa，注塑压力校核合格。3.4.3 锁模力校核注射成型时的塑料会产生模板间的涨模力，此涨模力等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积与型腔压力之积。为防止模具分型面被涨模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处产生溢料现象，因此模具设计时应使注射机的额定锁模力大于涨模力。在确定型腔的数量后确定注射机的类型，参考教材塑料成型工艺与模具设计按注射机的额定锁模力确定型腔数目 nF-PA2/PA1式中 F注射机的额定锁模力（N）； A1单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）； A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）； P塑料容体对型腔的成型压力(MPa)，其大小一般是注射压力大小由上面的公式得 FPA2+PA1n p=80 Mpa，A1=1540mm2，A2=145mm2，故F801458015402 =258KN查参考设计手册得XSZY125型螺杆式注射机锁模力为900KN；故注射机的锁模力足够，满足锁模要求。 第四章 分型面的选择4.1 分型面的设计分型面是指分开模具能取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。合理地选择分型面对于塑件质量、模具制造、与使用性能都有着很大的影响，模具设计时应根据塑件的结构、尺寸精度、浇注系统形式、脱模方法、嵌件位置、排气条件及制造工艺等多种因素，全面考虑，合理选择，是使塑件能完好的成形的先决条件。在选择分型面时应遵循以下基本原则：1)分型面应便于塑料制品的脱模。2)分型面选择应有利于侧面分型和抽芯3)分型面的选择应保证塑料制品的质量。4)分型面的选择应有利于防止溢料。5)分型面的选择应有利于排气。6)分型面的选择应尽量使成型零件便于加工。7)分型面的选择必须考虑注射机的技术参数。鉴于以上分型面的选择原则，参照1)，2)，3)条，考虑模具的加工，以及该塑件具有较高的表面要求且有较高的表面质量要求，选择分型面如图4-1图4-1分型面选择4.2确定型腔数及排列方式为了提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，设计模具时应确定型腔的数目。该塑件采用一模两件成型，型腔均匀分布在模具中间，这样有利于浇注系统的排列和模具的受力平衡。在生产上多型腔模加大了生产产量；模具使用与加工上，型腔对称分布，利于料流流动方向均匀，进胶时可减少对型芯型腔内壁的冲击力，使得模具的温度和受力保持平衡。型腔分布状况如图4-2所示：图4-2型腔布局第五章 浇注系统设计浇注系统设计是注射模具设计中最重要的问题之一。校注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔为止的一种完整的输送通道。它具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量具有决定性的影响。它的设计合理与否，影响着模具的整体结构及其工艺操作的那一程度。图5 浇注系统5.1 主流道设计主流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，它将注射机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道和型腔，其形状为圆锥形，其尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，甚至塑料的内在质量。主流呈圆锥形，便于充模时既能顺利通过又能在脱模时拔出，锥角=24，内壁粗糙度Ra=0.63，喷嘴的球窝深度h=35mm，喷嘴的球窝半径SR=喷嘴的球面半径+（12）mm主流道尺寸计算：主流道小端直径 D=注射机喷嘴直径+（0.51） =4+（0.51），取D=4.5mm主流道球面半径SR0=注射机喷嘴球头半径+（12） =12+(12)，取SR0=14mm球面配合高度h=35mm，取h=3mm主流道锥角24, 取2主流道长度L=55.5mm（根据本塑件实际情况而定）流道大端直径D=D+2Ltan=4.5+255.5tan=6.34，取D=6mm5.2 浇口套的结构设计主流道部分在成型过程中,其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交替地反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套式，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。 此浇口套采用碳素工具钢T8A加工，热处理要求淬火5357HRC。其应设置在模具的对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴为同一轴心线。 为了便于道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。一般锥角取2 4粗糙度Ra0.63 ，与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半经。图5-2主流道衬套5.3 分流道设计5.3.1 分流道的设计要点（1）由于机械加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。常用的分流道截面形状一般分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等；圆形分流道的直径一般在3.29.5mm，对于粘度大透明度要求高的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯等）应采用较大的分流道，但对于流动性好的聚丙烯，尼龙等，分流道短时，可小到直经为2毫米。（2）在保证正常的注射成型工艺条件下，分流道截面尺寸应尽量小，长度尽量短。（3）较长的分流道应在末端开设冷料穴，以便容纳注射开始时产生的冷料和防止空气进入模腔。（4）在多型腔注射模具中，各分型面的长度均应一致，保持相对平衡，以保证熔融的塑料同时均匀地充满各个型腔。主流道的截面积应大于各分流道截面积之和。（5）设计分流道时，应先取较小的尺寸，以便于试模后根据实际情况进行修正。（6）如果分流倒道较多时，应加设分流锥。（7）分流道内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6 m 左右即可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动有适宜的剪切速率和剪切热。 多分腔模中，分流道的布置有平衡式和非平衡式，而以平衡式布置为佳，所谓平衡式的布置，就是从流道到各个腔的分流道其长度、形状、断面尺寸都是对应相等的，这种设计可达到各个型腔均衡地进料。在本设计中分流道采用平衡式分流道如下图所示：图5-3分流道布置形式5.4 浇口设计浇口是分流道和型腔之间的连接部分，也是注射模具浇注系统的最后部分，通过浇口直接使熔融的塑料进入型腔内可以使从流道来的熔融塑料以较快的速度进入并充满型腔，型腔充满塑料后，浇口能迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的热料回流。本次设计中取型腔的数目n=2，即为多型腔。本塑件外观要求较高，考虑各方面要求，本次设计采用扇形浇口，它的位置在模具中间，设在塑件的底部，此部位在产品的实际使用过程中看不到。这种浇口的特点是熔体进入型腔速度较为均匀，可降低制品的内应力和减少带入空气的可能性，去除浇口方便。浇口的形式如图5-4所示图5-4浇口形式5.5 冷料井设计冷料井又称冷料穴，它是为贮存两次注塑间隔产生的冷料头。位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。一般情况下，主流道冷料穴圆柱体的直径为612 mm，这里直径取6mm，长度取为8mm。图5-5冷料井第六章 成型零件的设计构成型腔的零件统称为成型零件，它主要包括模，凸模、型芯、镶块各种成型杆，各种成型环由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨力以承受塑料的挤压力和料流的磨擦力和足够的精度和表面光洁度，以保证塑料制品表面光高美观，容易脱模，一般来说成型零年都应进行热处理，使其具有HRC40以上的硬度，如成型产生腐蚀性气体的塑料如聚氯已烯等。还应选择耐腐蚀的钢材。考虑到加工的工艺性，型芯、型腔采用整体式， 因为采用的是整体式型腔和整体式型芯模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最终是传递到型腔、型芯上，从节约材料和见效模具尺寸出发，模仁的值取的越小越好，但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间，该设计取模仁的大小为110130 mm6.1 成型零件工作尺寸的计算常用型腔成型尺寸的计算方法主要有两种：平均收缩率法和公差带法，两种计算方法的区别在于平均收缩率法计算公式是建立在塑件的成型收缩率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨损量分别等于它们各自平均值基础上，当塑件的尺寸精度要求较高或塑件尺寸比较大时，这种误差有可能会显著增加，这时一些模具设计单位就采用公差带法来进行尺寸计算，平均收缩率法计算简单无需验算而公差带法计算复杂需要经过多次初算验算，且考虑因素较多。考虑到鼠标模具较简单制造成本低，设计时间短故按平均收缩率法计算成型尺寸较简单易行。表6-1 公式表2，c取固定值的平均收缩率法型腔内径尺寸Lm= Ls+LsS cp-(3/4)型芯外径尺寸lm= ls+lsS cp+(3/4) 型腔深度尺寸Hm=Hs+ HsS cp-(2/3) 型芯高度尺寸hm=hs+ hsS cp+(2/3) 中心距尺寸Cm=Cs+CsS cp（z/2）Lm-型腔的径向工作尺寸Ls-塑件的径向图样尺寸Scp-收缩率的平均值，查表得ABS收缩率范围0.3%0.8%，取平均收缩率0.55%-塑件尺寸公差Z-型腔制造公差c-型腔最大许用磨损量，c取为塑件尺寸公差的三分之一本模具采用一模两腔、两板模的成型方案。塑件属于一般精度要求，其他尺寸因未注明公差等级，按MT3， A类受模具活动部分影响的尺寸公差查表查取公差。表6-2型腔、型芯工作尺寸计算类别塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸型腔径向尺寸R12.150-0.18Lm= Ls+LsS cp-(3/4)12.080+0.06R14.150-0.214.080+0.07R240-0.2823.920+0.07R29.60-0.2829.550+0.07R31.60-0.3231.530+0.1141.880-0.3641.840+0.12型腔深度尺寸50-0.14Hm=Hs+ HsS cp-(2/3) 4.940+0.05型芯径向尺寸R30+0.14lm= ls+lsS cp+(3/4) 3.120-0.05R60+0.166.150-0.0512.150+0.1812.350-0.0614.30+0.214.530-0.07180+0.2418.280-0.08型芯高度尺寸90+0.16hm=hs+ hsS cp+(2/3) 9.160-0.05110+0.1811.180-0.06中心距尺寸120.14Cm=Cs+CsS cp（z/2）12.070.056.2 模具型腔侧壁的计算 由于型腔的形状、结构形式是多种多样的。同时在成型过程中模具受力状态也很复杂，一些参数难以确定，因此对型腔壁厚做精确的力学计算几乎是不可能的。只能从实用观点出发，对具体情况具体分析，建立接近实际的力学模型，所以对于本塑件根据经验法即可。6.2.1 型腔侧壁厚度表5-4由于嵌件的尺寸为7018050mm，即矩形凹模内侧短边长70mm，查表可知矩形型腔壁厚度为4248mm，综合实际情况，确定型腔壁厚为60mm。第七章 导向机构设计导向机构对于塑料模具是必不可少的部件，因为模具在闭合时有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构 。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。本设计采用导柱导向。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。7.1 导柱1. 长度导柱的长度必须比凸模端面要高出68mm，以比，避免出现导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。2. 形状导柱的端部做成锥形或球形的先导部分，使导柱能顺利进入导柱孔。3. 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢渗碳处理淬火处理或碳素工具钢（T8、T10）经淬火处理硬度5055HRC，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m，导向部分表面粗糙度Ra为0.80.4m。导柱滑动部位按需要可设油槽。4. 数量及布置导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心到模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心到模具边缘距离为导柱直径的11.5倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径不对称布置或不等径导柱对称布置。导柱可以设置在动模一侧，也可设置在定模一侧，应根据模具结构来确定。在不妨碍脱模取件的条件下，导柱通常设置在型芯高出分型面较多的一侧5. 导向孔 导向孔可以直接开设在模板上，且设计为通孔，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求较高的模具。对导向孔的结构主要有四点要求，分述如下：(1)形状 为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。(2) 材料 可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。(3) 导套的精度与配合 一般A型用二级精度过度配合，B型用二级精度静配合。(4) 光洁度 配合部分光洁度要求七级。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A 硬到HRC5055,或采用20钢渗碳0.50.8厚，淬硬到HRC5660.本设计导套装在公模板。6. 导柱与导套的配合 由于模具的结构不同，选用的导柱和导套的结构也不同，本设计采用A型导柱的A型导套的配合。7. 配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6,或H7k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f8的间隙配合。图7-1 导柱7.2 导套1. 分类导套有直导套和带头导套，直导套结构简单，加工方便，用于简单模具或导套后面没有垫板的场合；带头导套结构较复杂，用于精度较高的场合，导套的固定孔便于与导柱的固定孔同时加工。也可以直接在模板上开设导向孔，而不用独立的导套，这种形式的孔加工简单，适用于生产批量小，精度要求不高的TBBBG模具。2. 形状为了使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒圆角，导柱孔最好打通，否则导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出而产生压力，给导柱的进入造成阻力。3. 材料可用淬火铜或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱或导套拉毛。导套的选择应根据模板的厚度来确定，材料为T8A， 硬度HRC5055，或采用20钢渗碳0.50.8厚，淬硬到HRC5660。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为Ra0.8m。图7-2 导套第八章 侧向分型与抽芯机构当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑料制件时，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）的整个机构称为侧向分型与抽芯机构。对于成型侧向凸台的情况（包括垂直分型的瓣合模），常称为侧向分型，对于成型侧孔或侧凹的情况，往往成为侧向抽芯。但是，在一般的设计中，侧向分型与侧向抽芯常常混为一谈，不加分辨，统称为侧向分型抽芯，甚至只称侧向抽芯。8.1 抽芯机构设计8.1.1 侧向分型与抽芯机构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（液动）或气动以及手动等三大类。1、 机动侧向分型与抽芯机构2、 液压或气动侧向分型与抽芯机构3、 手动侧向分型与抽芯机构结构形式如下图所示：图8-1 抽芯机构8.1.2 抽芯距S的计算S=h+(2-3)mm=4.5mm8.1.4 斜销的倾斜角该处的侧向抽芯距较小，抽芯力不大，故倾斜角取5度第九章 脱模机构设计在注射成型的每一循环中，塑件必须由模具型腔中脱出，脱出塑件的机构称为脱模机构或推出机构。由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成，其中，拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧；推杆用来顶制品；推杆固定板用来固定推杆，拉料杆；利用回程弹簧起复位导向作用。9.1 推出机构的组成由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成，其中，拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其随同塑件一起留在动模一侧；推杆用来顶制品；推杆固定板用来固定推杆，拉料杆；利用回程弹簧起复位导向作用。对推出机构的要求：1. 塑件留于动模。2. 模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模上及动模上，不要出现粘模现象。3. 塑件不变形损坏4. 具有良好的塑件外观5. 结构可靠9.2 脱模机构的分类推出机构可按动力来源分类也可按模具结构分类：1. 根据动力来源分类，分为手动脱模、机动脱模、液压脱模、气动脱模。2. 根据推出零件的类别分类，可分为推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、凹模或成型推杆（块）推出机构、多元综合推出机构等。3. 根据模具结构特征分类，分为简单脱模机构、动定模双向推出机构、顺序推出机构、二级推出机构、浇注系统凝料的推出机构等。本设计采用的推出机构是推杆推出机构。9.3 推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆推出机构的特点：推杆加工简单，更换方便，脱模效果好。推杆设计的注意事项：1. 推出位置 推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加推出面积来改善塑件受力状况。2. 直径推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承受一定的推力，一般推杆的直径为2.515mm。为了避免细长杆变形，对于直径为2.5mm以下的推杆最好设计成阶梯形。3. 装配位置 推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.051mm，否则，会影响塑件使用。4. 数量在保证塑件质量，能够顺利脱模的情况下，推杆的数量不宜过多。当塑件不许可有顶出痕迹，可用顶出耳的形式脱模后将顶出耳剪掉。5. 推杆形状与尺寸推杆的材料多用钢45、T8、T10，推杆头部要淬火处理HRC50以上，工作端面的粗糙度低于Ra0.8。 常用的推杆形式有、矩形、D形。圆形结构简单，应用最广。推杆直经d与形腔部分推杆孔一般为采用H7/e7H8/f8的间隙配合；配部分应保证D-d=46mm；轴肩厚约46mm。9.4 推杆布局推杆应设置在有效位置即布局的原则为：（1）应设置在滑块投影面内；（2）有深槽深孔部位附近；（3）加强筋部位；（4）局部壁厚部位；（5）有金属嵌件部位附近；（6）结构复杂部位。布局如图所示：图9-4 推杆布局示意图第十章 冷却系统设计由于各种塑料的性能成型工艺不同，对模具温度的要求也不同。一般注塑到模具内的塑料