资源描述
摘 要分析降低塑料制件成本的方法，提出为了降低成本，将满足一定条件的几种规格形式的塑料制件用一副模具成型出来，就是一模多用模具；同时研究了一模多用注射模具三种形式的分类及条件，结合生产实例分析模具设计要点，模具巧妙结构特点等。经生产实践证明，在一定的条件下，使用一模多用注射模具可以减少模具数量，降低成本，大大提高企业的市场竞争力。本课题针对分线盒进行产品的模具设计，通过对塑件进行工艺分析和比较，根据制品的结构及其用途性能，选择塑料的牌号及注射模成型的方法；分析塑件的性能、尺寸精度及设计的有关注意事项；阐述塑料的性能、成型特性以及工艺参数；根据模具材料选择的具体原则，选择模具各个部件的材料；本文重点讨论了模具结构设计的详细过程，最终各设计出一副注塑模。从产品结构工艺性和模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、分型面的选择、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都有详细的分析设计说明。通过完成该课题设计，熟悉了塑料模具设计的一般方法和流程，较好的完成了任务，实现了无纸化设计。通过整个毕业设计过程，进一步的加深了对注塑模具的了解，同时巩固了对注塑模具的类型、结构、工作原理等的理性知识，以及在实践中总结并掌握模具设计的关键要点和设计方法。关键词：制件成本;一模多用;分线盒;分型面;冷却系统AbstractAnalysis of plastic parts to reduce the cost method,proposed in order to reduce costs,willmeet certain conditions,the specifications of several forms of plastic parts used by forming a mold,is amulti-use die;the same time a study on the use of injection-mold the three forms of classification and conditionsof production examples of die design elements,such as mold ingenious structural characteristics.The practice has proved that under certain conditions,the use of a multi-use injection mold can reduce thenumber of mold,reduce costs,and greatly enhance their market competitiveness.This topic junction box for the product mold design,plastic parts through the process of analysis and comparison,According to the structure and USES performance products,choose the brand and injection mould plastic forming methods;Analysis the performance of plastic parts,size precision and design the attention,The performance,molding paper plastic characteristics and process parameters,This paper discusses the design of die structure,the final design of an injection mold. Product structure from the structure of the starting process and mold,the casting mold system,mold forming part of the structure,the choice of sub-surface,cooling system,the choice of injection molding machines and related parameters have a detailed analysis of the design check instructions. Through the entire process of graduation design,further deepened the understanding of injection mold,and consolidate the type of injection mold structure,working principle,etc,the rational knowledge,as well as in practice and grasp the key points and mould design design method.Keywords : parts cost;amulti-use; junction box; parting;cooling system 目 录引言 .11 塑料制品及工艺分析.41.1 制件图 .41.2 塑件的工艺分析 .61.2.1 结构工艺性.61.2.2 塑件工艺性分析.61.3 塑件材质工艺性 .61.4 注射成型工艺参数 .82 注塑机的选择.92.1 初选注塑机.92.1.1 确定最大注射量.92.1.2 确定锁模力.92.2 注射机的选择及校核 .92.2.1 注射机的选择.92.2.2 型腔数校核 .102.2.3 注射压力的校核.102.2.4 锁模力校核.112.2.5 模具与注射机安装部分相关尺寸的校核.112.2.6 开模行程的校核.113 模具结构分析与设计 .123.1 结构分析.123.1.1 型腔数目的确定.133.1.2 分型面位置的确定.133.2 模具零部件设计.143.2.1 型腔的结构和固定方式.143.2.2 凸、凹模的确定.143.2.3 脱模方式的确定.143.3 浇注系统的确定.153.3.1 主流道的设计.153.3.2 浇口设计 .173.4 冷却系统的结构设计.183.5 排气方式的确定.183.6 标准模架的选择.193.7 成型零件的尺寸的计算.213.7.1 型腔径向的尺寸.223.7.2 型腔深度尺寸.233.7.3 型芯高度尺寸.233.8 冷却系统水管孔径的计算.223.9 浇注系统尺寸的计算.244 塑件型腔强度的计算.264.1 型腔侧壁厚度强度计算.264.2 型腔底部厚度强度计算.265 分线盒脱模机构相关计算 .275.1 推杆直径计算.275.2 推杆长度计算.286 抽芯距离相关计算 .296.2 斜销尺寸计算.296.3 滑块尺寸.307 模架的确定 .317.1 各模板的尺寸的确定.317.2 校核模具平面尺寸.318 模具的修模 .328.1 粘着模腔.328.2 粘着模芯.328.3 粘着主流道.32结论 .33谢 辞.34参考文献 .35第 0 页 共 35 页引言自从我国加入世贸组织（WTO）后，将获得一个更加稳定的国际经贸环境，从而有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展，我国的利用外资领域将进一步扩大，国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。 由于国内某些模具在技术上和质量上与国外先进水平存在着较大的差距，使短期内国内模具难以与国外先进模具的抗衡。这对我国模具产业将产生一定的冲击。另一方面也促进国内行业优化资源配置、调整经济结构、提高社会劳动效率，促使企业苦练内功，提高管理水平。应该清醒地认识到竞争才会带来更快的发展只要发挥自身优势，减少技术差距，我国的模具必将逐步占领国内市场，并拓展国际空间。塑料模是应用最广泛的一类模具。在国外，塑料模占模具行业的 50%以上，而我国只有 30%左右，因而有较大的发展空间。近年来，我国塑料模有长足的进步。但模具制造周期仍比国外长 2-4 倍，模具的质量稳定性较差，总体水平与国外比尚有较大差距。而塑料模的主要应用领域：汽车摩托车行业，家电电子行业在加入 WTO 后将会有更多的新产品开发，对各个档次的模具需求均有大幅增长。总体来说，塑料模将是发展最快的一类模具。我国注射模成型工艺发展了近 50 年，但是由于塑料制品的多样性、复杂性和工程技术人员经验的局限性，长期以来，工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数，选择合适的塑料材料和确定最优的工艺方案。传统模具开发流程为概念设计产品设计模具设计模具制造设置_工艺参数试模生产。传统方法在开始大规模生产前由于仅凭经验设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅要工艺师重新设置工艺参数，甚至还要设计师调整塑料制品和模具设计方案，修改模具。重复各个步骤增加了生产成本，影响模具质量，同时延长了制品生产时间。近 年 来 ， 随 着 塑 料 工 业 的 迅 猛 发 展 ， 模 具 设 计 与 制 造 更 趋 向 高 效 率 、 自 动 化 、大 型 、 高 精 度 、 高 寿 命 。 例 如 电 视 机 外 壳 、 洗 衣 机 内 缸 、 电 冰 箱 、 空 调 机 零 件 、 浴盆 、 桶 、 周 转 箱 等 模 具 。 世 界 上 一 些 工 业 发 达 国 家 ， 其 模 具 工 业 总 产 值 早 已 超 过 了机 床 工 业 ， 其 发 展 速 度 也 超 过 了 机 床 、 汽 车 、 电 子 等 工 业 。 在 这 些 国 家 ， 模 具 工 业已 成 为 国 民 经 济 的 基 础 工 业 之 一 。 美 国 工 业 界 称 “模 具 工 业 是 美 国 工 业 的 基 石 ”，日 本 模 具 协 会 称 “模 具 是 促 进 社 会 富 裕 的 动 力 ”。 模 具 的 价 值 不 仅 是 其 本 身 的 价 值 ，还 在 于 它 的 应 用 为 社 会 创 造 了 巨 大 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。在塑料成型生产中，先进的模具设计、高质量的模具制造、优质的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。一副优良的注射模具可以成型上百万次，一副优良的压缩模具可以成型 25 万次以上，这与上述因素有很大的关系。我国的模具行业是应用 CA/DCAM 较早的一个领域，但就整个行业而言，至今具有较完备集成环境的企业较少。目前在该行业具有代表性的是在设计、制造及管理等部 第 1 页 共 35 页门部分或单独采用了 CAD、CAM 等技术。虽然这些技术在应用初期对提高产品设计水平、增加企业活力起到了积极的促进作用，但随着产品更新换代速度不断加快、同行业竞争加剧及市场不断扩大，客户对产品质量、成本、制造周期要求不断提高，原来分散独立使用已不适应发展需要。我国是制造业大国，在新一轮国际产业结构变革中，我国正逐步成为全球制造业的重要基地之一。 “以信息化带动工业化，发挥后发优势，推动社会生产力的跨越式发展”是国家的发展战略。应用高新技术，特别是信息技术改造传统产业、促进产业结构优化升级，将成为我国今后一段时间制造业发展的主题之一。我国 CAD/CAE/CAM 等现代制造技术的研发与应用起步晚、基础差。80 年代初，机械 CAE 技术中的有限元法被成功地应用到注射成型分析过程中，逐步形成了注射模 CAE 系统。注射模 CAE 技术是力学、流体、热学、高分子材料、注射成型工艺、注射模设计、有一限元分析和计算机等多学科相交叉的新兴学科。国际市场上出现了一些商品化注射模 CAE 软件，近十来年 CAE 技术也已走向成熟。国内是在“八五”期间才开始注射模 CAE 技术的研究、开发工作，近年来也陆续出现了有自主知识产权的注射模 CAE 软件。 “九五”期间科技部同国家经贸委等部门实施“CAD 应用工程” ，现已成功地实现了“甩图板” ，并在部分企业进行了 CAD 等技术的应用试点与示范，现代技术的开发和应用有了良好的起步和发展， “十一五”期间国家将投入 8 亿元实施信息化工程。同时在 CAD/CAE/CAM 等软件方面拥有了自主知识产权的软件。虽然国外软件的应用在我国模具行业中仍占主要地位，但可预计国产的 CAD/CAE/CAM 软件将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用。在 CAD/CAE/CAM 研究及应用上，我国处于起步阶段，CAD 真正应用不超过十年，CAM 也仅是近些年逐步开始应用，CAE 的应用仅仅限于为数不多的较大模具企业应用，技术也还处于探索阶段。国外发达国家模具标准化程度为 70%80%，而我国只有 30%左右。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期 25%40%，并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。应用模具 CADCAM 技术设计模具已较为普遍，推广使用模具标准件，能够实现部分资源共享，这会大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展CADCAM 技术、提高模具的精密度有重要意义。随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力” ，德国则冠之为“金属加工业的帝王” ，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金” 。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在 1989年 3 月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。第 2 页 共 35 页近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。本次毕业设计的主要任务是塑料分线盒一模三用注塑模具的设计。也就是各设计一副注塑模具来生产三种结构的分线盒塑件，以实现多结构自动化生产，提高产品质量。针对塑料分线盒的具体结构，通过此次设计，使我对直接浇口分型面模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。 第 3 页 共 35 页1 塑料制品及工艺分析1.1 分线盒制件图此 次 设 计 的 塑 件 为 分 线 盒 塑 料 配 件 ， 相 同 尺 寸 、 塑 料 原 料 ， 不 同 结 构 形 式 的塑 件 一 模 多 用 注 射 模 具 此 类 模 具 的 塑 料 制 件 相 同 尺 寸 、 塑 料 原 料 ， 不 同 主 要 指 结 构形 式 不 同 ， 部 分 视 图 如 图 1.1 所 示 ， 分 线 盒 塑 料 件 结 构 ， 有 一 通 、 角 二 通 、 直 二通 等 共 三 种 结 构 形 式 ， 每 一 通 路 的 尺 寸 是 相 同 的 。 如 果 塑 料 制 件 结 构 形 式 相 差 太 大 ，可 能 引 起 模 具 制 作 困 难 ， 成 本 过 高 。 主 要 用 于 通 讯 、 网 络 等 线 管 的 分 线 管 接 线 作 用 。分 线 盒 的 塑 料 选 用 聚 氯 乙 烯 （ PVC） 满 足 使 用 和 成 型 要 求 。 如 图 1.2（ 塑 件 三 ） 为角 二 通 通 分 线 盒 结 构 尺 寸 图 ， 有 两 个 通 路 口 ， 20mm 通 口 与 分 线 管 相 配 ， 63mm 尺 寸 与 分 线 盒 盖 相 配 ， 这 两 组 尺 寸 精 度 要 求 较 高 ， 其 余 尺 寸 精 度 只 作 一 般要 求 。 制 件 上 的 2 个 20mm 通 路 口 与 分 线 盒 的 主 分 型 面 垂 直 ， 为 外 侧 凸 起 和 侧 孔 ，为 便 于 开 模 取 制 件 ， 必 须 设 计 为 侧 抽 芯 结 构 。图 1.1 分线盒三维图第 4 页 共 35 页塑件一塑件二 第 5 页 共 35 页塑件三图 1.2 分线盒尺寸设计图1.2 塑件的工艺分析1.2.1 结构工艺性对于分线盒塑料零件的材料为 PVC(聚氯乙烯)，其表面要求无凹痕。其余尺寸均无精度要求为自由尺寸，可按 MT5 级精度查取公差值。1.2.2 塑件工艺性分析(1) 塑件尺寸较大且要求塑件表面精度等级较高，无凹痕。采用直接浇口流道的单分型面型腔注射模可以保证其表面精度。(2) 该塑件为中小批量生产，且塑件的形状较复杂。为了加工和热处理，降低成本，分线盒采用的是一模一腔的，从而简化结构，降低模具的成本。1.3 塑件材质工艺性表 1-1 分线盒塑件工艺特性塑料品种 PVC(聚氯乙烯)热塑性塑结构特点料使用温度 一般在-1555之间第 6 页 共 35 页性能特点常规性能：PVC 树脂是一种白色或淡黄色的粉末，比重1.351.45；PVC 制品的软硬度可以通过加入增塑剂的含量来调节，能做出不同软硬度的制品。纯 PVC 的吸水率和透气性都很小。力学性能：PVC 具有较高的硬度和力学性能，并随分子量的增大而提高，但随温度的升高而降低。PVC 中加入的增塑剂含量不同，对力学性能影响很大，力学性能随增塑剂含量的增加而下降。PVC 的耐磨性一般，硬质 PVC 的静摩擦系数是0.40.5，动摩擦系数是0.23。热学性能：PVC 的热稳定性很差，纯 PVC 树脂在140就开始分解，到180就立刻加速分解；而 PVC 的熔融温度为160，因此纯 PVC 树脂很难用热塑性的方法加工。PVC 的线膨胀系数比较小，并具有难燃性，氧指数高达45%以上。电学性能：PVC 是一种电性能较好的聚合物，但由于本身极性较大，其绝缘性不如 PE、PVC，介电常数、介电损耗角正切值、体积电阻率较大。PVC 的电性能受温度、频率、添加剂的品种影响较大，自身的耐电晕性也不好，一般只适用于低压、低频绝缘材料。环境性能：PVC 可以耐大多数的无机酸（发烟硫酸和浓硝酸除外） 、无机盐、碱、多数有机溶剂（如乙醇、汽油和矿物油） ，适合做化工防腐材料。PVC 在酯、酮、芳烃、卤烃中会溶胀或者溶解，其中最好的溶剂是四氢呋喃和环己酮。PVC 不耐光、氧、热，极易发生降解，引起制品颜色变化（白色粉红色淡黄色褐色红棕色红黑色黑色） 。 第 7 页 共 35 页成型特点PVC 加工温度范围窄（160-185） ，加工较困难，工艺要求高，加工时一般情况下可不用干燥（若需干燥，在60-70下进行）。模温较低（20-40） 。PVC 加工时易产生气纹、黑纹等，一定要严格控制好加工温度。螺杆转速应低些（50%以下） ，残量要少，背压不能过高。模具排气要好。PVC 料在高温炮筒中停留时间不能超过15分钟。PVC 宜用大水品进胶，采用“中压、慢速、低温”的条件来成型加工较好。较 PVC 产品易粘前模，开模速度（第一段）不宜过快，水口在流道冷料穴处做成拉扣式较好，啤 PVC 料停机前需及时用 PS 水口料（或 PE 料）清洗炮筒，防止 PVC 分解产生Hd,腐蚀螺杆、炮筒内壁。1.4 注射成型工艺参数 表 1-2 塑件工艺参数(PVC)工艺参数 规格 工艺参数 规格料筒温度()后段：160-170中段：165-180前段：170-190成型时间(t/S)注射时间：0-3保压时间：16-60冷却时间：16-60喷嘴温度() 150-170 螺杆转速(r/min) 28模具温度() 80-90 注射压力(MPa) 80-130第 8 页 共 35 页2 注塑机的选择2.1 初选注塑机模具只有和合适的注塑机相配，生产才能进行。注塑机的主要参数有公称注射量，注射压力，注射速度，塑化能力，锁模力，合模装置的基本尺寸，开合模速度，空循环时间等。这些参数是设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据。下面为了选择合适的注塑机，从校核注塑机的各种参数入手：(1)注塑量：螺杆或柱塞一次注射的最大容积（cm 2）或者一次注射塑料的最大重量。(2)注射压力；注射时螺杆或柱塞头部施于预塑物料的最大压力（MPa）(3)注射速率；单位时间内注射的理论容积、螺杆或柱塞截面积乘以螺杆或柱塞的最大速度（cm 3/s）(4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料的最大质量（g/s）(5)锁模力；为克服塑料熔体涨开模具而施于模具的力（KN）(6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸（mm） ，拉杆空间（mm） ，模板间最大开距（mm） ，动模板的行程（mm） ，模具最大厚度与最小厚度（mm）等。这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围(7)空循环周期：注射机在不加入塑料物料时一次循环的最短时间（s）2.1.1 确定最大注射量通过计算塑件质量 流道凝料的质量 按塑件质量的gVM24.306.141 2m0.6倍来估算。从上述确定的一模一腔，所以注射量为 （2-1）8.nm2.1.2 确定锁模力流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 ，在模具设计前是个未知值，根据2A 第 9 页 共 35 页多型腔模的统计分析， 是每个塑件在分型面上的投影面积 的0.2倍0.5倍，因此2A1A可以用公式（2-2）1121.35.nAn2149m3.4代入得 216.5A（2-3）13849kN02.pF型式中P取30Mpa，因为材料PVC有精度要求。2.2 注射机的选择及校核2.2.1 注射机的选择根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值可以选择SZ250/1250卧式注射机，详见下表表2-1注射机主要技术参数理论注射容量/cm3270 锁模力/kn 1250螺杆直径/mm 45 拉杆内间距/mm 415X415注射压力/MPa 160 移模行程/mm 360注射速率/(g/s) 110 最大模厚/mm 410塑化能力/(g/s) 18.9 最小模厚/mm 150螺杆转速/(r/min)10200 定位孔直径/mm 160喷嘴球半径/mm 15 喷嘴孔直径/mm 3.5锁模方式 双曲肘2.2.2 型腔数校核由料筒塑化速率校核模具的型腔数 n。14230.)/.6-30/18.9(0)/m-(kMt/360N12 型腔数校核合格式中：K 是注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8；M 是注射机的额定塑化量（18.9g/s）T 是成型周期，取 30s2.2.3 注射压力的校核 第 10 页 共 35 页在确定型腔的数量后确定注塑机的类型，参考教材塑料成型工艺与模具设计公式 2-4：按注塑机的额定锁模力确定型腔数目 nF-PA 2/PA1式中 F注塑机的额定锁模力（N） ；A1单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm 2） ；A2浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm 2） ；P塑料容体对型腔的成型压力(MP a)，其大小一般是注射压力大小。但由于在本文中 3.7.1 章节已进行了脱模力的计算，所以可以由校核公式FKF t 总 进行校核，式中：F注射机额定锁模力（KN） ，Ft 总 脱模力（KN） ，K安全系数,取 K=1.2而 =160MPa 注射压力合格 （2-4）MPapke 130.0/ ep式中： 取 1.3 取 100MPa（PVC 料） 。/ 02.2.4 锁模力校核FKap 型 =1.213.85=16.62kN,而 F=1250kN,锁模力校核合格。其他安装尺寸的校核要在模架选定，结构尺寸确定后才可进行。2.2.5 模 具 与 注 射 机 安 装 部 分 相 关 尺 寸 的 校 核为 了 使 注 射 模 具 能 够 顺 利 地 安 装 在 注 射 机 上 并 生 产 出 合 格 的 塑 件 ， 在 设 计 模 具时 必 须 校 核 注 射 机 与 模 具 安 装 有 关 的 尺 寸 。（1）喷嘴尺寸：设计模具时，主流道始端的球面必须比注射机喷嘴头部球面半径略大一些。主流道小端直径要比喷嘴直径略大。在此次设计中，所选注射机型号为 XS-Z-60，喷嘴球半径为 14mm，喷嘴孔直径为 4mm，本套模具的主流道始端球面半径为16mm，主流道小孔直径为 5mm，故符合设计要求。（ 2） 最 大 、 最 小 厚 度 校 核 ： 在 模 具 设 计 时 ， 应 使 模 具 的 总 厚 度 位 于 注 射 机 可 安装 模 具 的 最 大 模 厚 与 最 小 模 厚 之 间 。 同 时 应 校 核 模 具 的 外 形 尺 寸 ， 使 得 模 具 能 从 注射 机 的 拉 杆 之 间 装 入 。 本 套 模 具 的 总 厚 度 为 214mm， 模 板 长 度 为 200mm250mm，所 选 注 射 机 XS-Z-60 的 最 大 模 具 厚 度 为 250mm， 最 小 模 具 厚 度 为 70mm， 动 、 定 模固 定 板 的 尺 寸 =330mm440mm， 注 射 机 的 拉 杆 空 间 为 190mm300mm。 故 符 合 要 求 。2.2.6 开 模 行 程 的 校 核注 射 机 的 开 模 行 程 是 有 限 制 的 ， 塑 件 从 模 具 中 取 出 时 所 需 的 开 模 距 离 必 须 小 于注 射 机 的 最 大 开 模 距 离 ， 否 则 塑 件 无 法 从 模 具 中 取 出 。 由 于 注 射 机 的 锁 模 机 构 不 同 ，开 模 行 程 的 校 核 可 分 为 与 模 具 厚 度 无 关 、 与 模 具 厚 度 有 关 两 种 。 第 11 页 共 35 页所 选 用 注 射 机 XS-Z-60 是 液 压 和 机 械 联 合 作 用 的 锁 模 机 构 ， 最 大 开 模 程 度 由 连杆 机 构 的 最 大 行 程 所 决 定 ， 并 不 受 模 具 厚 度 的 影 响 。 本 模 具 属 于 单 分 型 面 注 射 模 具 ，如 图 2-1 所 示 ， 又 公 式 2-5 开 模 行 程 可 按 下 式 校 核 ：（ 2-5）10)m(5+H21式 中 ： S注 射 机 最 大 开 模 行 程 ， mm；H1推 出 距 离 ， mm；H2包 括 浇 注 系 统 在 内 的 塑 件 高 度 ， mm。开 模 行 程 的 校 核 应 考 虑 侧 向 抽 芯 所 需 的 开 模 行 程 HC， 当 HC H1+H2 时 ， HC对 开 模 行 程 没 有 影 响 ， 仍 用 上 面 公 式 进 行 校 核 。 当 HC H1+H2 时 ， 可 用 HC 代 替上 面 的 H1+H2。3 模具结构分析与设计3.1 结构分析 注 射 模 具 主 要 由 动 模 和 定 模 两 部 分 组 成 ， 定 模 部 分 安 装 在 注 射 机 的 固 定 模 板 上 ，动 模 部 分 安 装 在 注 射 机 的 移 动 模 板 上 。 在 注 射 成 型 过 程 中 ， 模 具 的 动 模 随 注 射 机 上的 合 模 系 统 运 动 ， 同 时 动 模 部 分 与 定 模 部 分 由 导 柱 导 向 而 闭 合 形 成 浇 注 系 统 和 型 腔 ，塑 料 熔 体 从 注 射 机 喷 嘴 流 经 模 具 浇 注 系 统 进 入 型 腔 内 。 冷 却 后 开 模 时 动 模 与 定 模 分离 ， 由 推 出 机 构 将 塑 件 推 出 。根 据 模 具 上 各 个 部 分 的 不 同 作 用 ， 注 射 模 大 致 可 分 为 下 面 八 大 部 分 ：（ 1） 成 型 部 分成 型 部 分 主 要 由 凸 模 （ 型 芯 ） 、 凹 模 （ 型 腔 ） 等 组 成 。 凸 模 （ 型 芯 ） 形 成 塑 件的 内 表 面 形 状 ， 凹 模 （ 型 腔 ） 形 成 塑 件 的 外 表 面 形 状 。 合 模 后 组 成 塑 件 的 几 何 边 界 ，包 容 塑 件 。（ 2） 浇 注 系 统熔 融 塑 料 从 注 射 机 喷 嘴 进 入 模 具 型 腔 所 流 经 的 通 道 称 为 浇 注 系 统 ， 将 注 射 机 喷嘴 喷 出 的 熔 融 塑 料 引 入 到 型 腔 中 ， 起 到 输 送 管 道 的 作 用 。 浇 注 系 统 由 主 流 道 、 分 流道 、 浇 口 及 冷 料 井 组 成 。（ 3） 导 向 机 构导 向 机 构 分 为 动 模 与 定 模 之 间 的 导 向 和 推 出 机 构 的 导 向 。（ 4） 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构塑 件 上 如 果 有 侧 向 的 凹 凸 形 状 或 者 侧 孔 ， 就 需 要 有 侧 向 的 凸 模 或 者 成 型 块 来 成型 。 在 塑 件 被 推 出 之 前 ， 必 须 先 使 侧 向 凸 模 或 侧 向 成 型 块 抽 出 ， 然 后 才 能 顺 利 脱 模 。第 12 页 共 35 页带 动 侧 向 凸 模 或 侧 向 成 型 块 移 动 的 机 构 称 为 侧 向 分 型 与 抽 芯 机 构 。（ 5） 排 气 系 统在 注 射 成 型 过 程 中 ， 为 了 将 型 腔 内 的 气 体 排 出 模 外 ， 需 要 开 设 排 气 系 统 。 小 型塑 件 的 排 气 量 不 大 ， 因 此 可 直 接 利 用 分 型 面 间 的 间 隙 排 气 。（ 6） 温 度 调 节 系 统为 了 满 足 注 射 工 艺 对 模 具 的 温 度 要 求 ， 必 须 对 模 具 的 温 度 进 行 控 制 ， 因 此 模 具常 常 设 有 冷 却 或 加 热 的 装 置 。 冷 却 系 统 一 般 在 模 具 上 开 设 冷 却 水 道 ， 加 热 系 统 则 在模 具 内 部 或 四 周 安 装 加 热 元 件 。（ 7） 推 出 机 构把 模 具 分 型 后 的 塑 件 从 模 具 中 推 出 的 装 置 ， 有 些 可 能 要 靠 人 工 协 助 ， 有 的 完 全自 动 将 塑 件 推 出 。（ 8） 支 承 零 部 件是整个模具的主骨架，通过它将模具的各个部分组合成一个整体，并且使模具与注射机连在一起。3.1.1 型腔数目的确定根 据 模 具 型 腔 数 目 可 以 分 为 单 型 腔 模 具 和 多 型 腔 模 具 。 一 次 注 射 只 能 生 产 一 个塑 料 产 品 的 模 具 称 为 单 型 腔 模 具 。 如 果 一 副 模 具 一 次 注 射 能 生 产 两 个 或 两 个 以 上 的塑 料 产 品 ， 则 这 样 的 模 具 称 为 多 型 腔 模 具 。与 多 型 腔 模 具 相 比 较 ， 单 型 腔 模 具 的 特 点 有 ： 塑 料 制 件 的 形 状 和 尺 寸 一 致 性 好 、模 具 结 构 简 单 紧 凑 、 模 具 制 造 成 本 低 、 制 造 周 期 短 等 。 但 是 ， 如 果 是 大 批 量 生 产 ，多 型 腔 模 具 又 相 对 有 优 势 ， 它 可 以 提 高 生 产 效 率 ， 降 低 塑 件 的 整 体 成 本 。型 腔 数 目 的 确 定 有 如 下 几 种 方 法 ：（ 1） 根 据 所 用 的 注 射 机 的 最 大 注 射 量 确 定 型 腔 数 。（ 2） 根 据 注 射 机 的 最 大 锁 模 力 确 定 型 腔 数 。（ 3） 根 据 塑 件 的 精 度 确 定 型 腔 数 。（ 4） 根 据 经 济 性 确 定 型 腔 数 。本次设计的塑件分线盒为中小批量生产，故分别采用一模一腔。 3.1.2 分型面位置的确定分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模具设计中的一个关键步骤。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： 第 13 页 共 35 页(1) 保证塑料制品能够脱模；(2) 使型腔深度最浅;(3) 使塑件外形美观，容易清理；(4) 尽量避免侧向抽芯；(5) 使分型面容易加工；(6) 使侧向抽芯尽量短；(7) 有利于排气 。综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。3.2 模具零部件设计3.2.1 型腔的结构和固定方式 型腔采用整体式结构，其优点：结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好。 3.2.2 凸、凹模的确定 凸、凹模是成型塑件外表面的凸凹状零件，通常可分为整体式和组合式两大类。(1) 整体式凸模和凹模结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好，适合用于形状简单的小型塑件的成型。(2) 组合式凸模和凹模改善了加工性，减少了热处理变形，节约了模具贵重钢材，但结构复杂，装配调整麻烦，塑件表面可能留有镶拼痕迹，因此，这种凸模和凹模主要用于形状复杂的塑件的成型。 对于设计的外壳，由于其结构简单，故选用整体式凸模和整体式凹模。3.2.3 脱模方式的确定 所谓脱模机构就是使塑件从模具成型零件上脱出的机构。让固化的成型塑件完好的从模具中顶出，取决于脱模机构的合理设计。在设计脱模机构时一般要综合考虑以下选用原则：（1）尽可能让塑件留在动模，使脱模机构易于实现；（2）不损坏塑件，不因脱模而使塑件质量不合格；（3）塑件被顶出位置应尽量在塑件内侧，以免损伤塑件外观； （4）脱模零件配合间隙合适，无溢料现象； （5）脱模零件应有足够的强度和刚度；（6）脱模零件要工作可靠，运动灵活，制造容易，配换方便。另外，为实现注塑生产的自动化，必要时不但塑件要实现自动坠落，还要使浇注第 14 页 共 35 页系统凝料能脱出并自动坠落。塑件在成形时，由于有尺寸上的收缩，所以对模具的凸出部位有包紧力。而脱模机构的负荷就是这种包紧力对脱模方向上形成的阻力。塑件冷却收缩，会紧紧的包住型芯，与型腔脱离，最后推件板在液压机构的作用下将塑件从动模
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