塑料外壳注塑模具设计

天 津 大 学 （高等教育自学考试） 本科生毕业设计（论文）任务书 机械工程学院 办学点 模具设计与制造专 业10 班设计（论文）题目 盒形带侧向抽芯塑件注射模具设计完成日期自2012年07月01日至2012年08月30日 止指 导 教 师 李国华办学单位负责人 黄东霞批 准 日 期 学生 崔健 接受任务日期 前 言这是我们第二次走进模具设计的课堂，第二次完成了自己的设计。我们利用三个星期的时间完成了这次注塑模具设计的全部工序，并整理成了文档。第一次是大一时减速箱的设计，那是只能是初步的了解了模具设计，而这次是更深刻的。三个星期的时间匆匆而过，我们即将告别大学的生活，它成了我大学生活中美好的回忆。这次完成的成果是我们组所有人的功劳，我们六个人互相配合，分工合作，很快就把设计的大概完成了，在其他组中我们算是领先的。我们各自都动脑动手，在作业中意识到自己缺乏什么需要什么，对以前的专业知识有了更深一步的理解。在整个设计当中，也出现了不少问题，我们及时解决，不懂的就到书上找答案，并和指导老师相互探讨、交流、帮助，最终问题得到解决。知识在不断更新，社会在不断前进，制造业中的模具设计与制造走在社会的前沿。现作为大学生的我们即将毕业，对很快就要投身工作的我们来说，应熟练自己的专业软件,撑握模具制造与设计的理论知识，更重要的是理论与实践相结合。 本说明书主要介绍了这一模具题目的设计思想过程，从用铅笔作零件图到电脑上用CAD作图，到校核计算，到模具制造工艺等，从各方面叙述了我们所设计的模具制品的整个思想过程。特别是里面的工艺分析和零件的工艺卡片上，花费了我们很大工夫，当然也是设计中最精细、做的做好的一部分。里面的内容基本上都是我们自己完成的，利用CAD软件作产品图、模板、导柱、导套、装配图、零件图等。通过这次的毕业设计，我们将二年所学的知识进行归纳总结，觉得自己的模具专业知识水平有了很大的提高，CAD软件作图有了更近一步的深华。理论与实践找到了一个结合点。这三个星期对于我们来说是充实的、是认真的、是有意义的。成功的完成这次设计对于我们将来的工作也起到了一定鼓舞激励性的作用。目录设计任务书.11. 工艺分析.6 1.1 塑件材料分析6 1.2 注射工艺规程编制91.2.1 工艺过程.91.2.2 确定型腔数目141.2.3 塑件体积计算151.2.4 型腔型芯尺寸确定151.2.5 初选设备及工艺参数确定.162塑件在型腔中的位置确定.192.1分型面设计192.2 型腔排布.213浇注系统设计223.1 主流道设计.24 3.1.1 浇口套的结构设计.24 3.1.2 浇口套的尺寸确定.253.2 分流道设计263.3 浇口设计273.4 流动距离比校核.294模架选用30 4.1 模具整体结构分析30 4.2 模架确定.315注射机校核.326推件机构设计.336.1推杆力的计算. 336.2确定顶出方式及顶杆位置. 337冷却系统设计.358排气系统设计.369. 装配图.3710. 零件图.3910.1 小型芯 .3910.2 动模 . 3910.3 型芯 .4010.4 浇口套 .4010.5 动模固定板.4110.6 推杆.4111. 模具零件加工工艺设计4211.1 顶盘推杆 .4211.2 支承板. 4311.3 型芯 .4411.4 小型芯. 4511.5浇口套. 4611.6 动模.4712. 参考文献.4913. 总结-.50塑料模课程设计任务书一、 毕业设计的目的 毕业设计的目的在于巩固所学知识熟悉有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养学生的实际工作能力。通过这次模具结构设计，学生在工艺性分析、工艺方案论证、工艺计算、模具零件结构设计、编写技术文件和查阅文献方面受到一次综合训练，增强学生实际的工作能力。二、 模具设计的内容 塑料模为中等复杂程度的注射模，有侧面分型和抽芯，制件图见附件。1、 设计内容此次设计内容包括制品工艺分析，成型方法及工艺流程制定，模具类型和结构等形式确定，成型工艺条件确定，工艺计算（即注射量、注射压力、锁模力、导向与定位机构设计、脱模机构设计、加热与冷却系统设计、绘制模具装配图、编写设计说明书、填写模塑成型工艺卡和成型零件机械加工工艺过程卡。）2、 设计工作量设计内容工作量模塑成型工艺卡1份模具装配图1张以上工作零件图所有非标准件零件图工件零件机械加工工艺过程卡所有工作零件设计说明书1份（约30到40页）三、 模具设计的步骤与方法1. 明确设计任务，收集有关资料2.工艺分析和模塑成型方案制定3.工艺计算和设计1）注射量计算2）浇注系统设计计算3）成型零件工作尺寸计算4）模具冷却与加热系统计算5）注射压力、锁模力和安装尺寸校核4.模具结构设计1） 确定凹摸模板尺寸2） 选择模架并确定其它模具零件的主要参数3） 画装配图 先手绘结构草图，经审阅后再画正式图4） 画零件图5） 编写技术文件。包括说明书、模塑成型工艺卡和机械加工工艺过程卡。 四、模具设计的要求要求有打印文件和电子文件格式。应包含以下内容：1、 装配图 装配图应包含主视图、俯视图、制件图等等。（1）主视图： 按模具正对操作者方向绘制，采取剖视画法，一般按模具闭合状态绘制。上、下模之间有一完成的制件，塑料制件及流道剖面画网格后再涂红。（2）俯视图： 俯视图应反映模具的平面布置、浇注系统、冷却系统以及模具的轮廓形状等。可以左半部分画下模的半视图，右半部分保留上模的半视图。俯视图上应用双点划线画出排样图和俯视图。1） 制件图：制件图画在装配图的右下角，注明制件的材料、规格、及制件尺寸、 公差等。位置不够可另一页绘出。2） 标题栏和零件明细栏： 标题栏和明细表布置在装配图右下方，包括零件编号、名称、数量、材料、热处理、标准件代号及规格（如螺钉：GB /70-85 M530）、备注等内容。所有零件应详细写在明细表中。3） 尺寸标注：装配图上标明必要的尺寸，如闭合尺寸、模架外形尺寸、模柄直径4） 技术要求：技术要求布置在下方。包括凸凹模刃口间隙；模具闭合高度；模具特殊要求；国家标准、行业标准或企业标准。2、 模具零件图： 要求将所有非标准零件出图，对需要加工的标准件也应出图。注明全部尺寸、配合公差、形位公差、表面粗糙度、材料、热处理、其它技术要求。其中热处理和其余粗糙度标图纸右上方，其它技术要求注图纸下方。3、 模塑成型工艺卡：以工序为单位，说明加工工艺过程的工艺文件，包括制件材料、规格、重量；制件简图或工序件简图；制件主要尺寸；各工序的设备和工装；检验及工具、时间定额。4、 工作零件机械加工工艺过程卡： 填写所有零件机械加工工艺过程卡，包括零件经过的车间、各工序名称、工序内容及使用的设备和工装，绘制工序图。5、 设计说明书： 要求阐明自己的设计观点、方案优劣、依据和过程。内容有：1） 目录2） 设计任务书及产品图3） 序言4） 制件的工艺性分析5） 模塑工艺方案的制定6） 模具结构形式的论证及确定7） 注射量、浇注系统设计计算8） 注射（挤压）力、温度、速度、锁模力计算等9） 模塑成型设备的选择及设备工作能力、安装尺寸校核10） 模具零件设计及必要的计算11）模具工作零件的尺寸和公差值的计算12）其他需要说明的问题 13）主要参考文献目录 说明书中应附有模具结构简图，参数及所用公式应注明出处，并说明公司中各符号代表的意义和单位。文献目录应包括：书名、作者、出版社、出版年份。在说明书中引用资料时注明其序号和页数。五. 设计课题 骨架1 塑件工艺分析如图所示，塑件选择，材料为ABS，收缩率为0.3%0.8%，点划线所示区域为制品在使用时的可见部位，生产批量20万件。1.1塑件材料的分析由于塑件外壳较小，生产中常用ABS材料生产。ABS塑料，化学名称，丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物，ABS是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定，表面光泽性好等特点。容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。ABS树脂是目前产量较大，利用最广大的聚合物它将PS、SAN、BS的各种性能有机的统一起来，兼具韧、硬、刚相优良的力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和笨乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。在此我们选用ABS材料的原因正式在于它具有较好的冲击力，硬度较高，耐磨，流动力好，不易变形等特点。总结：ABS在升温时粘度增高，成型压力较高，所以塑件上的脱模斜度较大，ABS易吸水，成型前进行干燥处理和调适，模具设计时注意减少浇注系统对料流的阻力，模具温度控制在5060度，在酮、醛、酯、氯代烃中会成型后应进行调湿处理。1.1.1一般性能： ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧化指数为1820，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的肉桂味。1.1.2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，可用于中等载荷和低转速下的轴承。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。1.1.3热学性能： ABS的热变形温度为93118度，制品经退火处理后还可以提高10度左右。ABS在-40度时仍能表现出一定的韧性，可在-40100度范围内使用。1.1.4电学性能： ABS的绝缘性比较好，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。1.1.5环境性能： ABS不受水、五机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，手笨乙酸，植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易产生将解；于户外半年后，冲击强度下降一半。1.1.6 ABS塑料的加工性能 ABS同PS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、PH及PS差，与POM和HIPS类似；ABS的流动特性属非牛顿流体；其熔体黏度与加工温度和剪切速率都有关系，但剪切速率更为敏感。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度，时间24小时；对特殊要求的制品（如电镀0的干燥条件为7080度，时间18小时。ABS制品在加工中易产生内应力，应力的大可通过浸入苯乙酸中检验；如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止，应进干燥箱内24小时，再冷却至室稳即可。（1） 该塑件尺寸较小，一般精度等级为降低成本费用，采用一模多腔，并不对制品进行后加工。（2） 为满足制品光亮的要求与提高成型效率采用点浇口。（3） 为了方便加工和热处理，行腔与型心采用摒镶结构。1.2 注塑工艺规程编制1.2.1 注塑工艺过程概述 整个模具的注塑过程包括：模具合拢、模具锁紧、模腔填充、塑件保压、模具冷却、模具分开、产品脱模和注塑延时。1.模具合拢：注射机的锁模系统将模具合上。锁模系统一般系用直接油压式或油压机械锁链式两种。2.模具锁紧： 当模具合拢后注塑机的锁模系统将所需的锁模力作用在模具上，使模腔在填充过程中，高压的塑件不会将模具涨开。3.模具温度： 在注塑过程中，模具的温度对塑件的质量影响也很大。一般来说，刚开始注塑时，模具温度太低，不利于产品的成型。实践证明，当模具温度提高时，塑件的无收缩量会增加，但若能配合好注射的压力或射速，仍可生产出尺寸稳定的制品，因为模温的提高有利于熔融塑胶的填充，但相应会增加注塑周期时间，模具温度的控制主要通过模具冷却系统中冷却液的温度和冷却液的流量来实现，还可采用冷却机或模温机加以控制。4.压力油的温度导致模具填充变化的因素之一是注塑机的性能参数，所以注塑机的操作油温一般都是在40摄氏度50摄氏度，主要通过注塑机的冷却系统控制，有些注塑机没有油温控制装置，可以在生产前预先把油温升到合适的温度，如果在注塑过程中，油温过高，则压力明显降低，严重影响产品的质量。5.锁模力： 模具在设计时，有了锁模力的设计值。在注塑前，必须在注塑机上调置好锁模力。对于不同的模具，锁模力的大小是不同的。在调置锁模力时，并非锁模力越大越好，而是要结合模具和注塑机的大小，以及摸具和产品的设计形式来考虑。从经济和技术上分析，锁模力的数值应该是越小越好，但必须满足产品注塑的需要。例如，在锁模力较低的情况下，可以减少注塑机和模具的磨损程度，减少能源消耗和维修费用。较小的锁模力可以用以下方法：先将注塑机调至模具所能承受的最大锁模力病生产出产品，然后以5t的差额逐渐降低锁模力再生产，测量出每种锁模力下的成品重量，画出曲线图，找出最佳的锁模力参数。6.模具填充速度和压力 模具填充速度是熔料被注进模腔的线性速度，在注塑的填充阶段必须控制好熔料的射速以达到产品的最佳性能。注射速度的设定应在产品设计时完成，在产品壁厚设计和塑料特性允许的情况下应设计较快的射速。通常来说，薄壁注塑件需要快的注射速度以确保填充饱满；而壁厚注件则需要慢的射速以防止空穴的形成。但是过快的射速容易使原料过热。当塑件浇口或排气不好时，熔料以调速注射经过浇口，熔料内产生很大的剪切应力，使熔料结合模腔内难排出的空气，甚至产生燃烧而碳化变黑。而射速过慢产品会出现填充不满等缺陷。 在实际生产中，无论使用什么数值的注射速度，都应尽可能在一个较大的范围内，以便于生产。根据不同经验术员，同一产品的注射速度不相同。但是，可采用分段注塑，在填充阶段以不同的速度将熔料注入模腔，这样往往可以避免塑件的外现缺陷。如蛇纹、飞边、毛刺、燃烧等现象。并用控制熔料的分段射速还可以影响产品的分子排列和内应力的大小，甚至提高生产速率和效率。 为了确保注塑机的注射速度达到及保持所要求的数值，要求注射压力足够。若注射压力太低，熔料进入模具时，所产生的阻力使注射速度不能达到设置的数值。因此，在设定注射压力时，其数值应比熔料所产生的阻力高1.5MPa，熔料进入模具时所产生的阻力使注射速度不能达到设置的数值，可从注塑机缸的压力表中得知。过低的注射压力使注射周期时间产生变化。因此，若设置好注射力和速度，注射周期的时间变化不会吃哦啊过0.8s。7.保压压力及保压时间 保压压力是指模腔刚被注满时所采用的压力。他的作用是指模腔内熔料能在受压的情况下冷却定形。这样，产品的外观发展尺寸公差才可得到保证，塑件的最后定形，很大程度取决于保压的压力大小和保压时间长短。在一般注塑时，模腔填充到95%98%时，转为保压阶段。 当模腔填充不足90%时就提前进入保压阶段，这时的保压压力，除了要负责把模具填满外还需要把熔料压实一边获得合格的产品。这使得塑件在注塑的后期，其重量和尺寸的大小等受保压压力影响很大，不容易稳定。若在模腔填充到95%98%时转入保压阶段，这样大大减小了保压的压力值。对一般塑件生产来说，保压压力是注射压力的25%65%。在实际生产中，某些特殊产品，如薄壁产品，精密度高的齿轮注件，PMMA树脂厚壁产品，保压压力可达注射90%以上，甚至高出注射压力。又如某些容易产生毛刺、飞边的产品，保压阶段可用极低射速和超出注射压力的高保压力同时作用来避免产品的毛刺问题。 保压作用使得塑件在该时间内注满模腔，并使塑件更充实，尺寸稳定。一般保压时间不应过长，能充分压实塑件就可以了。所以保压时间和注件壁厚、射胶速度、浇口设计、熔料温度以及模具温度有关，注件越厚，熔胶温度以及模具温度越高，相对保压时间越长。 保压时间的最终选定可以选用一下方法：首先把保压时间设定为0，以差额为0.5s逐渐增加保压时间，病注塑塑件记录下每次注塑塑件的重量，画出曲线图，找出正确的保压时间参数。8.螺杆转速的设定 当一次注射和保压完成后，螺杆开始旋转并后退。新的塑料原料在此阶段落入到塑料缸内加热，并被螺杆均匀搅拌至前端。塑料在此过程中，除受到加热系统加热外，其软化升温所需的热能，部分来自螺杆的转动，转动越快，温度越高。虽然螺杆的旋转速度可以达到一个很高的数值，但实际生产中并不常采用高的螺杆旋转速度。而应根据塑料的种类和注射塑料的实际需要调节。螺杆的旋转速度显著影响注塑成型过程的稳定程度和作用在塑料上的热量。当螺杆转速较高时，传送到塑料的摩擦能量提高了塑化效率，但同时增加了熔料温度的不均匀度，还有可能使熔料产生肩部过热现象。相反，螺杆转速越低，熔料的温度越均匀，但是生产周期有可能延长。 9螺杆后退 螺杆后退动作在螺杆旋转完成后生产，其主要作用是防止射嘴的熔料漏滴现象，避免使用节流阀的射嘴。另外，对于一些塑料（如聚熔烃，PET等）螺杆后退的应用能改善注射过程的稳定性。一般来说，需要螺杆后退时，数值在410mm范围内，但不是所有的塑料生产都需要该动作的。10背压 当螺杆转动时，受热塑化的塑料在螺杆作用下被向前推，经过止流阀而到达螺杆的前面。由于熔料的想前推进，熔料也产生反作用力，作用在螺杆和止流阀上，使螺杆向后退，以便更多的熔料向前推进，这时，如设置背压就使得油缸有一定压力作用在螺杆上，提供了螺杆后退的阻力，背压越大，螺杆复往时间长，螺杆前端熔料产生的压力必须大于背端才可以使螺杆后退。必须指出，不是所有的注塑生产都必须用背压的，但若是采用，即使塑料充分熔化及混合均匀，并有以下优点： 1）有利于熔料内挥发性气体排出。2）使附加剂（如白粉，阻燃剂，增强剂等）和熔料混合更均匀。3）使用塑化更均匀，以获得精确的成品控制，背压的调节不宜太长，熔料要有适当的均匀性，能完成塑化并且没有气泡便可以了。在实际操作中，可以上述工艺参数设定方法为基础并综合考虑各影响因数，确表产品的质量并降低生产成本。 塑料品种 结构特点 使用温度 化学稳定ABS热塑性塑线性结构非结晶型 小于70 较好，比较稳性能特点：成型性能好，机械加工性好，耐冲击性好，韧性和机构强度好，有一定的耐磨性，耐湿性，尺寸稳定性都好，但耐热性较差，吸水性较大，价格较便宜，要求表面光泽的塑件应长时间预热干燥。1.2.2 型腔数目的确定 最经济数目的确定，实质上是注塑件生产成本懂得经济核算，但在注塑设计初始方案阶段，由于浇注系统等技术参数尚不可知，下述型腔数的确定是一种估算的预测方法，一些参数要凭经验来假定，在模具设计完成后，可根据这个方法再细化，进行生产成本和每个塑件成本的核算。 影响最经济型腔的因素，有技术参数和经济指标两个方面技术参数有锁模力，最小和最大注塑量，塑化能力，模板尺寸的和流速参数，这里只考虑注射机锁模力和最大注射量两个参数。技术经济指标是从制品尺寸精度和经济效果考虑，对一模多腔整体嵌入式的注射模，影响型腔的重要因素有如下四个： 1 注射剂锁模力2. 注射剂注射量3.塑件精度4.经济习惯的限制在此考虑生产成本和模具复杂程度采用一模两腔。1.2.3 塑件体积计算按塑件图所示尺寸进以计算。1）塑件体积Vs9.903cm32）塑件重量查表6-1 塑件ABS密度为1.021.05g/cm3（注射密度为1.05 g/cm3）单件塑件重量ms=9.9031.05g=10.397g10.4g1.2.4 型腔型芯尺寸确定查表ABS收缩率是0.3%0.8%平均收缩率 s=(0.3+0.8)/2=0.55%行腔工作部位尺寸行腔径向尺寸Lm =(1+S)LS-x 行腔深度尺寸Hm =(1+S)HS- x 型心径向尺寸Lm =(1+S)ls+ x 型心高度尺寸hm-z=(1+S)hs+ x 式中 LS-塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls-塑件外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-塑件外型高度基本尺寸的最小尺寸（mm） Cs-塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm） X-修正系数 取0.50.75 -塑件公差（mm）z-模具制造公差取（1/3-1/4）各部件尺寸如下图所示 材料： ABS 1.2.5 初选设备及工艺参数确定1)注射量：该塑件制件单件重量Ms4.4g浇注系统重量的计算可根据图浇注系统尺寸先粗略计算浇注系统体积Vj1.034cm3 粗略计算浇注系统重量MjVj*密度=1.0857g总体积V塑件=20.94cm3 总质量M塑件=21.96g聚苯乙烯的密度为1.054g/cm3 ABS材料密度为1.021.05g/cm3 满足注射机注射量V机V塑件/0.80式中 V机额定注射量 V塑件塑件与浇注系统凝料体积和（cm3） V塑件/0.8=20.94/0.8cm3=26.75cm3满足注射量 M机M塑件P2/（P10.80） 式中M机-额定注射量（g） M塑件-塑件与浇注系统凝料体积的重量和 P1-聚苯乙烯的密度g/ cm3 P2-塑件采用塑料的密度g/cm3 M塑件P2/P10.8=21.961.05/1.0540.8=27.35g2）注射压力 P注P成型： 查表6-5ABS塑料成型时的注射压力 p成型=70-90Mpa3）模力p锁模力pf： 式中 p塑料城形时型腔压力，ABS塑料型腔压力p=30Mpa F-浇注系统和塑件在分型面上的投影面积各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积 F=44322+255=2941mm2 Pf=302941=88.23KN根据以上分析计算查表6-24初选注射剂型号为Xs-z-60 Xs-zy-125注射机有关技术参数如下 最大开合模行程s 300mm 模具最大厚度 300mm模具最小厚度 200mm喷嘴圆弧半径 12mm喷嘴孔直径 4mm动定模板尺寸 428mm458mm拉杆空间 260mm290mm 2塑件在型腔中的位置确定2.1分型面设计 在注塑中，用于取出塑件浇注系统，凝料的面通称为分型面。常见的取出塑件的分型面有开模方向垂直，也有采用开模方向垂直，也采用开模方向一致的侧向分型面。分型面大都是平面，也有倾斜面，曲面或者台阶面。 分型面的选择不仅关系塑件的正常成型和脱模，而且涉及到模具结构与制造成本。在选择分型面时，应遵循以下原则：1. 分型面应选择在塑件的最大截面处，后则，可能会无法脱模和加工型腔。无塑件以何方位布置型腔，都应将化坐为首要原则。2尽可能的将塑件留在动模一侧，因为在动模一侧设置和制造脱模机构简单易行。3有利于保证塑件的尺寸精度。4有利于保证塑件的外观质量，分型面上的型腔壁面稍有间隙，熔体就会在塑件上产生飞边，飞边影响塑件的外观质量。因此在光滑平整表面或弧曲面。避免选择分型面。5考虑满足塑件的使用要求，注塑机在模型过程中，有一些很难避免的工艺缺陷，如拔模斜度，分型面上的飞边以及顶杆与浇口痕迹。在分型面设计时，应从应用角度避免这些工艺缺陷影响塑件功能。6尽量减少塑件在合模平面上的投影面积。以减少所需要锁模力。 7长型薪应置于开模方向。当塑件在互相垂直方向都需设置型薪时，将转短的型薪置于侧抽薪方向，有利于减少抽拔距 8有利于排气，应将分型面置于熔体充模流动的末端 9应利于简化模具结构确定分型面位置 该塑件的结构如图所示，需遵循分型面设计基本原则，故将模上设计凸起部分，采用单分型面，如下：2.2 型腔排布型腔位置排布，该件采用以模两腔，的结构式。那么主注系统的设计应尽量采用以主流道到各个型腔分流道的形状及尺寸相同的结构设计，即型腔平衡式布置的形式型腔强度和刚度的计算为了方便加工和热处理 其型腔镶件可分为三部分 如上图所示，从图上可以看出，行腔为整件试，因此行腔的强度和刚度按行腔为整件式计算 查书6-16行腔侧壁厚S=2.5 mm（查模具设计指导书表6-16）3 浇注系统设计 浇注系统设计是注塑模具设计中最重要的问题之一。浇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难易程度。浇注系统的功能： 浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利地充满到模腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件。因此要求充模过程快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于制品分离或者切除。浇注系统的组成：1主流道：指由注射机喷嘴出口起到分流道入扣为止的一段流道，它是塑料熔体首先经过的通道，且与注塑机喷嘴在同一抽线。2分流道：指主流道末端至浇口的整个通道，分流道的功能是使熔体过渡和转向，多型腔注射模中分流道中为了分配物料，通常有一级分流道和二级分流道，甚至多级分流道组成。3浇口：指分流道末端入口之间狭窄且短小的一段通道。它的功能是使塑料熔体加快流速注入模腔内，并有序地填满行腔，且对外缩具有控制作用。4冷料井：通常设置在主流道和分流道拐弯处的末端，其功能是捕捉和储存熔料的冷料，冷料井也起勾料作用。浇注系统的设计原则1.浇注系统与塑件一起在分型面上，应有压降，流量和温度分布的均衡布置。2.尽量缩短流程，以降低压力损失，缩短充模时间。3.免高压格体对型薪和嵌件产生冲击，防止变形和位移。4.浇口位置的选择，应避免产生端流和涡流，及喷射和蛇行流动，并有利于排气和收缩5.浇注系统凝料脱处方便可靠，易与塑件分离或切除整修容易，且外观损伤。6.熔合缝位置合理安排，必要时配置冷料并或益料槽7量减少浇注系统的用料量。8浇注系统应达到所需精度和粗造度，其中浇口必须有IT8以上精度。浇注系统包括主流道，分流道、浇口结构及其尺寸设计。3.1 主流道设计直浇口式主流道呈截锥体。主流道入口直径为d，应大于注射机喷嘴直径1mm左右，这样便于两着能同抽对准，也使得主流道喷嘴能顺利脱落，主流道入扣的凹坑球面直径为R，应该大于注射剂喷嘴求头半径约23mm。否则可能会让塑料熔体反喷，出现溢边致使脱模困难锥孔壁粗造度Ra 0.8mm.主流道锥角为24 ,过大的锥角会产生端流或涡流，卷入空气。过小锥角会使凝料脱模困难，充模时流动阻力大，表面积增加，热量损失增加。流道的长度L，一般按模板厚度确定。但为减少充满时减压降和减少物料损失，以短为好。主流道要装流道衬套，且直径为12mm，从定模板贯穿到分型面，衬套头部安装止转销。衬套和型腔的配合为H7/n6，主流道衬套用定位固定在模板上，定位直径。初步设计主流道形状尺寸，主流道设计成圆锥形，其锥角26,内壁粗糙角Ra取0.4um3.1.1 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。 为了便于流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。考虑到本模具主流道比较长,主流道的圆锥孔采用1:50锥度,加工时采用1:50的铰刀加工出来,加工方便,也不会导致主流道过大。3.1.2 浇口套的尺寸确定如图所示，经计算，浇口套的尺寸如上图。3.2 分流道设计分流道的截面形状有圆形、半圆形、梯形、U形、正方形、正六边形等。从增大传热面积考虑，截面最好采用正方形；从减少散热面积考虑，截面最好采用圆形；从压力损失上考虑，截面亦最好采用圆形。实验证明，对多数塑料来说，分流道在5 6mm以下时，对流动性影响较大，但直径在8mm以上时，对流动性的影响不大。初步设计分流道形状和尺寸，分流道截面设计成圆形截面，加工较容易，且热量损失与压力损失均不大，为常用形式，圆形截面分流道的直径，可根据塑料的流动性等因素确定，该塑料件采用ABS，流动性为中等，所以选用圆形截面，根据经验分流道的直径，d可取5 6mm。3.3 浇口设计浇口位置的选择应遵循以下原则：（1）浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使起流程最短。（2）浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽畅、厚壁部位，以便塑料顺利地流入。（3）避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁、型心或镶件，使塑料能尽快流入到型腔各部位，并避免型心或嵌件变形。（4）尽量避免使制品产生熔接痕,或使其熔接痕产生在制品不需要的部位。（5）浇口位置及其流入方向，应使塑料在流入型腔时，能沿着型腔平行方向均匀地流入，并有利于型腔内气体排出。（6）浇口位置应在制品最易清除的部位，同时，尽可能不影响制品的外观。 确定浇口形式及位置，其工作壁较薄，只有1mm，故采用采用测浇口形式设计，设计上图；浇口直径可根据经验公式计算；测浇口计算的经验公式 d=（0.6 0.9）t=（0.6 0.9） d测浇口的宽度mm 塑件的表面积mm2T测浇口的厚度 浇口处塑件的壁厚 d=2.6mm t=1.35 mm 测向进料的测浇口如上图；对中小型塑件一般厚度t取0.5 0.2 mm 宽度b取1.5 5.0 mm 浇口上的长度L=0.7 2 mm 长度h=（0.6 0.9 ）mm +/2 取 L=2.0 3.0 mm 计算L=2.23.4 流动距离比校核如图所示，根据以上设计参数校核流动比 =Li/ti 式中 流动距离比 Li模具中各段流通道及各段模腔的长度mm ti模具中各段流通道及各段模腔的截面厚度mm =60/3.5+12.5/5+2.2/1.35=382/1+46.9/1.5=128.54因为影响流动的主要因素是塑料的流动性ABS塑料与聚甲醛的流动性均为中等查文献二表6-9可参考聚甲醛的流动性为=210 110，所以(小件可不必校核流动比)。4. 选用模架4.1 模具整体结构分析如图所示 模具的大体结构1-动模板；2-支撑板；3-复位杆；4-内六角螺钉；5-推板；6-推板固定板；7内六角螺钉；8-垫板；9-支撑板；10-型芯固定板；11-动模；12-定模座板；13-内六角螺钉；14-定模；15-定位圈；16-型芯；17-浇口套；18-内六角螺钉；19-推杆；20-导套；21-导柱；22-小型芯通过学习我们知道了凹模的基本结构一般都分了以下几种方式A 整体式凹模 特点有凹模的结构简单牢固，强度高，成型的塑件质量好。可是对于形状相对复杂的凹模，那么它的加工工艺性较差，而且凹模受损后维修也很困难。因此在先进的型腔加工机床尚未应用和普遍之前，整体式凹模紧紧适用于小型且形状简单的塑件的成型。 B 整体嵌入式凹模特点有适用于小型塑件，并且是多型腔塑料模具成型。在结构上凹模的形状，尺寸的一致性好，这样就更换方便，并且凹模的外形通常是采用带有台阶的圆柱形，从模板的下面嵌入。如果是旋转体，则要考虑用防转销来定位。C.局部镶嵌式凹模为了加工和易更换凹模中易受损的部位，那通常的办法就是把磨损部位做成镶件，然后才嵌入模体。D.拼块式组合凹模组合的目的不仅是为了机械加工、抛光、研磨和热处理的需要，更重要的是这种结构能满足大型塑件的成型凸凹形的需要。其优点就是简化了复杂凹模的加工的工艺减少了热处理的变形，也有利于排气，便于模具的维修，节约了成本。综上所述，通过以上的方案的比较，再结合我们塑件的尺寸，用途，塑件的表面质量以及加工的可靠性与实用性等我们确定了用整体式的凹模。4.2 模架确定 根据以上分析 计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架形式和规格。查模具设计指导表7-1.7-9选用：A4-450560-03-22 GB/T125561-1990定模板厚度：A=32mm动模板厚度：B=50mm垫块厚度：C=100mm模具厚度：H模=262mm模具外形尺寸：450mm560mm262mm5. 校核注射机（1）注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核。由于在初选注射剂和选用标准模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的。所以，注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。（2）开模行程的校核，注射机最大开模行程S S2H件+H浇+（510）式中H件塑料制品高度（mm） H浇浇注系统高度（mm）如图所示，主流道和分流道位于件的下方，所以2H件+H浇+（510）=238+60+（510） =146mm 故满足要求。（3）模具在注射机上的安装。从标准模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并采用压板固定模具。所以，所选注射机规格满足要求。注塑机工作参数表，如下图所示：热料与干燥温度/5080成型时间/S注射时间35时间/ h2保压时间1530料筒温度/前段200210冷却时间1530中段210230总周期4070后段180200螺杆转速r/s3060喷嘴温度/180190后处理方法调湿模具温度/5070温度/100121注射压力/7090/MPa时间/ h296. 推出机构的设计6.1推杆力的计算 推件力Ft=Ap（cos-sin）+q A1式中A塑件包络型芯的面积（mm2） p塑件对型芯单位面积上的包紧力，（p取0.81071.2107）脱模斜度q大气压力0.09MPa塑件对钢的摩擦系数均为0.10.3A1制件垂直于脱模方向的投影面积（mm2）A（4230+3036.52+4236.52+42.12.1） 6571.52mm2Ft=6571.521.210（0.3cos40sin40）106+0.093244N =24095.78N6.2确定顶出方式及顶杆位置 根据制品结构特点，确定使用锥面推杆从工件的内表面推出（加工比较困难，装配时与其它推杆不同，需从动模型腔插入，端部用螺钉固定在推杆固定板上，适合于深筒形塑件的推出）并在制品图中的底端面的30的圆柱处采用锥面推杆顶出的饭方法。如图所示对于流道的固化塑料也设置顶出杆。如图所示普通的圆形推杆按GB4169.11984选用，均可满足顶杆刚度要求。查文献二表713、选用10mm500mm型号的锥形顶杆4根，由于件较小，推出装置可不设导向装置。7. 冷却系统的设计由于制品平均壁厚为2mm，制品尺寸又较小，确定水孔直径为8mm。由于冷却水道的位置，结构形式，孔径，表面状态，水的流速，模具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，通常是根据模具的结构确定冷却水路。通过调节水温，水速来满足要求。冷却水路布置图,如图所示：8排气系统的设计为了排除型腔和浇注系统内的所有空气，则要考虑排气的装置。但是排气的方式有开设排气槽排气和利用模具分型面或模具零件的配合间隙处自然排气等。通过对塑件的工艺分析，我们发现塑件不是很大靠模具分型面和模具零件之间配合关系的间隙来排气已经足够了，所以这样的设计和加工则方便多了。其实通常我们都是利用模具的分型面和配合间隙来排气。通常排气的间隙值根据塑料的流动性而定，通常为0.030.05mm，以不产生溢料为限。综上我们的排气方式就是利用模具的分型面和模具零件的配合间隙来排气。9 装配图如图所示。技术要求：1. 型腔、型芯镶拼部分保证不溢料。2. 分形面保证不溢料。3. 型芯与推杆H9/f9配合。4. 选标准模架A4-450560-03-Z2。5. 选用XS-ZY-125。22型芯2T8A21导套4T8A20导柱4T8A19锥面推杆44518内六角螺钉M4x2044517浇口套1T8A16型芯245Cr15定位圈14514定模14513内六角螺钉M10x4544512定模座板14511动模14510型芯固定板1459支承板1458垫板2Q2357内六角螺钉4456推杆固定板1455推板1454内六角螺钉M6x204453复位杆4452支承板4451动模座板145序号代号名称数量材料单件总计备注重量10 模具零件图10.1小型芯10.2 动模10.3 型芯 10.4浇口套10.5支撑板 10.6推杆11 模具零件工艺设计11.1顶盘推杆加工工艺卡片厂名机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号19共1页产品名称塑料模具零（部）件名称顶盘推杆第 1页材料牌号T8A毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数2每坯质量工序号工序名称工序内容设备工艺装备1备料选用适合加工尺寸的铸件毛胚2车车端面、外圆和圆锥留磨销余量CA6140三角卡盘3钻钻端面孔立钻Z5254车加工内螺纹达到设计要求车端面保证尺寸CA6140三角卡盘5热处理先退火、后淬火硬至5054HRC加热炉油槽6磨以螺纹孔定位磨外圆锥面达设计要求M7120A7检验检验零件11.2支承板加工工艺卡片厂名机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号9共 1 页产品名称塑料模具零（部）件名称支撑板第 1 页材料牌号45毛坯种类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1每坯质量工序号工序名称工序内容设备工艺装备1备料选用适合尺寸的铸件毛坯2刨（铣）刨铣上、下表面、保证尺寸50.8mm刨床或铣床虎钳3磨磨上、下表面达尺寸50mm保证平行度M7120A4划线划前部及导柱安装孔线划线平台5铣按线铣前部及型芯固定孔立铣X53K虎钳6钻按线钻导柱安装孔Z525平行夹头7检验检验零件11.3型芯工艺卡片厂名机械加工工艺过程卡片产品型号零（部）件图号16共1页产品名称塑料模具零（部）件名称型芯第1页材料牌号T8A毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数每台件数2每坯质量工序号工序名称工序内容设备工艺装备1备料选用适合加工尺寸的铸件毛坯2铣（刨）铣刨原材料外表面保证精度等级IT7数铣3车车锥杆锥形孔、安装孔直径达10mm并保证同轴度CA6140三角卡盘4磨磨工件表面尺寸及内孔达IT7并保证同轴度M7120A5检验检验零件6