罩盖注射模具设计与制造

全套图纸加 153893706模 具 设 计 综 合 实 践报 告 书题 目： 罩盖注射模具设计与制造 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 提交日期： 机械优集学院 三维设计制造系全套图纸加 1538937061摘 要本次实践报告的课题为罩盖注塑模具设计，主要在对塑件进行成型分析的基础上从原材料分析、成型特性、分型面的选择、浇注系统的设计、冷却系统的设计、型芯和型腔的结构设计、推出复位结构设计、侧向抽芯机构的设计和导向机构的设计等多方面详细阐述了罩盖注塑模具的设计过程。同时通过合理地选择注射机并对注塑压力、最大注塑量、锁模力、开模行程等相关方面进行校核，进一步保证设计的合理型，并设计温度调节系统和阐述模具装配等方面。本课题最大的特点是模具由左右侧滑块组成，设计的模具结构合理，加工方便，工艺性好，能较好地运用于实际生产。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。关键词：罩盖注塑模具，分型面，注塑模具，注射机 全套图纸加 153893706全套图纸加 1538937062AbstractThe graduation design topic of Taboret for injection mold design, mainly in the plastic parts for forming based on the analysis of the raw material analysis, from molding character, classification, the selection of the design of gating system, cooling system design, cores and mold structure design, structure design, launched reset lateral core-pulling mechanism design and the design of steering mechanism and so on various explains in detail the design process of the Taboret injection mold. At the same time through the reasonable selection of injection machine and the injection pressure, maximum injection quantity, clamping force, open mold stroke as well as related aspects of checking, further assure rational design of the type, and design temperature control system and expounds the mold assembly, etc. This subject is the biggest characteristic is to mould a left lateral spreads piece of composition, the design of die structure is reasonable, processing is convenient, good in usability and can be well applied to practical production.Meanwhile, in the design process, access to a large number of data, manuals, standard, periodicals, combined with the knowledge on teaching material of injection molds composition structure (molding parts, injection system, guiding parts, launch institutions, exhaust systems, mold temperature adjusting system) have the understanding of the system, widen the vision, rich knowledge, for future independent completed mold design accumulated a certain amount of experience.KEYWORDS: Taboret injection molds, side core-pulling, the parting surface, injection mould, injection machine全套图纸加 1538937063目 录摘 要 .1目 录 .3前 言 .7第 1 章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成 .81.1 塑料注射模具的设计步骤及内容 81.1.1 接受任务书 .81.1.3 确定成型方法 91.1.6 绘制模具图 9第 2 章 塑件的工艺分析 .122.1 塑件成型工艺分析 .122.2 ABS 的成型特性与工艺参数 132.2.1 塑料成型工艺参数 .132.4 注射机的校核 .16第 3 章 塑件工艺尺寸计算 .173.1 型芯和型腔 .173.1.1 型芯和型腔的结构 .173.1.2 型芯和型腔的尺寸 .174.1 确定型腔的数量 .184.2 分型面的选择 .194.3 浇注系统的设计 204.3.1 主流道设计 .214.3.2 浇口的设计 .224.3.4 冷料穴的设计 .244.3.5 排气系统的设计 .24第 5 章 结构零部件的设计 .255.1 定位圈的设计 .255.2 推杆的设计 .255.3 浇注系统的主流道 .265.4 推出机构 .26全套图纸加 15389370645.5.1 模具冷却系统的设计 .275.5.2 冷却回路的尺寸确定 .285.5.3 排气系统 .29设计小结 .32谢 辞 .33参考文献 .34全套图纸加 1538937065前 言为具体的检验在大学里学习专业的效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为罩盖的注塑模具。大学三年的课程学习和课程、生产实习，熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。在这个不断设计、学习、再设计的反复操作过程中，潜移默化地学习到了一种科学的设计思路和方法，这对以后的工作态度和方法将产生积极的影响。特别是在利用现代化的设计上，有了很多的自己的设计思想。在设计的过程中，遇到了很多的问题，尤其是在流道的设计、成型零件的计算等方面，费了很多周折，也走了很多弯路。而在装配图的绘制中，又遇到了前面设计上的很多结构错误，对细节的反复修改较多。经过很长时间的思考和查阅资料，才成功地完成了本套模具的设计过程。通过近二个月的实践报告对模具有了更深入的学习。它既能加强对塑料模具成型原理的理解，同时又锻炼了对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以分型面为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了 CAD、Pro/E 等技术，使用 Office 软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型全套图纸加 1538937066面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。第 1 章 塑料注射模具的设计步骤和结构组成1.1 塑料注射模具的设计步骤及内容1.1.1 接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下：1 经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。 2 塑料制件说明书或技术要求。 3 生产产量。 4 塑料制件样品。 通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。 1.1.2 收集、分析、设计原始资料收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。1 分析塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成全套图纸加 1538937067型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 2 分析工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。1.1.3 确定成型方法 采用直压法、铸压法还是注射法。1.1.4 选择成型设备根据成型设备的种类来进行模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。1.1.5 确定模具类型的主要结构方案选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。1.1.6 绘制模具图 要求按照国家制图标准绘制，但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。在画模具总装图之前，应绘制工序图，并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸，应在图上标写注明“工艺尺寸”字样。如果成型后除了修理毛刺之外，再不进行其他机械加工，那么工序图就与制件图完全相同。在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图全套图纸加 1538937068比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。1 绘制总装结构图 绘制总装图尽量采用 1：1 的比例，先由型腔开始绘制，主视图与其它视图同时画出。模具总装图的技术要求内容包括：模具某些系统的性能要求；模具装配工艺的要求；模具使用，装拆方法；防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求；有关试模及检验方面的要求等。2 绘制全部零件图 由模具总装图拆画零件图的顺序应为：先内后外，先复杂后简单，先成型零件，后结构零件。（1）图形要求：一定要按比例画，允许放大或缩小。视图选择合理，投影正确，布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配，图形尽可能与总装图一致，图形要清晰。 （2）标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为：先标主要零件尺寸和出模斜度，再标注配合尺寸，然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸，后标注全部尺寸。 （表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角，其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。 (3) 其它内容，例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求，表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。 3 编写制造工艺卡片由工具制造单位技术人员编写制造工艺卡片，并且为加工制造做好准备。在模具零件的制造过程中要加强检验，把检验的重点放在尺寸精度上。模具组装完成后，由检验员根据模具检验表进行检验，主要的是检验模具零件的性能情况是否良好，只有这样才能俚语模具的制造质量。4 试模及修模虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。发现总是以后，进行排除错误性的修模。修理模具更应慎重，没有十分把握不可轻举妄动。其原因是一旦变更了模具条件，就不能再作大的改造和恢复原状。全套图纸加 15389370695 整理资料进行归档把设计模具开始到模具加工成功，检验合格为止，在此期间所产生的技术资料，例如任务书、制件图、技术说明书、模具总装图、模具零件图、底图、模具设计说明书、检验记录表、试模修模记录等，按规定加以系统整理、装订、编号进行归档。这样做似乎很麻烦，但是对以后修理模具，设计新的模具都是很有用处的。1.2 塑料注射模具的结构组成和作用塑料注射模具一般是由成形部件、浇注系统、导向部分、推出机构、调温系统、排气系统、支撑零部件、侧向分型与抽芯机构组成。成形部件是指动、定模部分有关组成型腔的零件。浇注系统是将熔融的塑料从注射机喷嘴进入模具型腔所经的通道，它包括主流道、分流道、浇口、及冷料穴。导向部分在注射模中，用导向部分对模具的动定模导向，以使模具合模时能准确对合。推出机构是指分型后将塑件从模具中推出的装置。调温系统是为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要有调温系统对模具的温度进行调整。一般热塑性塑料的注射模主要是设计模具的冷却系统。排气系统是为了将成形时塑料本身挥发的气体排出模外，常常在分型面上开设排气槽。对于小塑件的模具，可直接利用分型面或推杆等与模具的间隙排气。支撑零部件是用来安装固定或支撑成形零部件及前述的各部分机构的零部件。侧向分型与抽芯机构是当有些塑件有侧向的凹凸形状的孔或凸台时，须先把侧向的凹凸形状的瓣合模块或侧向的型芯从塑件上脱开或抽出。10第 2 章 塑件的工艺分析2.1 塑件成型工艺分析罩盖剖面图如图 2-1 所示：图 2-1 罩盖剖面图罩盖实体如图 2-2 所示：图 2-2 罩盖实体图2.1.1 材料的性能 11ABS 为热塑性材料，密度为 1.03-1.07g/cm3 ，抗拉强度 30-50MPa，抗弯强度 41-76MPa,拉伸弹性模量 1587-2277MPa，弯曲弹性模量 1380-2690MPa,收缩率为 0.3%-0.8%,常取 0.5%。该材料综和性能好，即冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性能也好，并有良好的耐寒性。2.1.2 成型特性及条件吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥，含水量应小于 0.3%。对于要求表面光泽的零件，塑料在成型前更应进行长时间预热干燥。流动性中等，溢边值 0.04。塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度为 250)。成型时宜采用较高的加热温度（模温 50-80）和较高的注射压力（柱塞式注射机：料温 180-230，注射压力 100-140MPa；螺杆式注射机：温度160-220，注射压力 70-100MPa。 ） 2.1.3 结构工艺性零件壁厚基本均匀，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚 0.8，注射成型时应不会发生填充不足现象。(可借用 Pro/E 和 C-mold 、C-flow 等注塑流动模拟软件分析）该塑料制件在侧壁有一个侧孔，注射模应具有侧抽芯机构。2.1.4 零件体积及质量估算（可借用 Pro/E 等软件的模拟分析功能)1 单个塑件体积V=654.1单个塑件质量。gcmgcm2.673/0.165432 另预置浇道凝料为 20 cm3因此估算一个塑件和浇注系统凝料体积为。总质量为 。33370c674V总 5总2.2 ABS 的成型特性与工艺参数2.2.1 塑料成型工艺参数塑件成型时适用注射机类型：螺杆式。塑料成型工艺参数如表 2-1表 2-1 塑料成型工艺参数12取值范围 选取数值密度 1.021.07 3cm/g1.05 3cm/g收缩率 S 0.3%0.8% 0.5%喷嘴 180190 180料筒 210230 220温度/ 模具 5070 60注射 7090 80压力Mpa保压 5070 60注射 35 3注射 1530 20注射 1530 25时间/S总计 4070 482.3 选择注射机从实际注射量应在额定注射量的 20%80%之间考虑，初选额定注射量在以上的卧式注射成型机 HTF120X，注射成型机 HTF120X 设备的技术规范如340cm表 2-2。表 2-2 注射成型机 HTF120X132.4 注射机的校核1 注射压力的校核罩盖的原料为 ABS，所需注射为 80MPa，而所选注射机压力 145 MPa，所以注注射装置 INJECTION UNIT A B C螺杆直径 Screw Diameter mm 40 45 48螺杆长径比 Screw L/D Ratio L/D 22.5 20 18.8理论容量 Shot Size(Theoretical) cm3 253 320 364注射重量 Injection Weight(PS) g 230 291 331注射压力 Injection Pressure Mpa 202 159 140螺杆转速 Screw Speed rpm 0175合模装置 CLAMPING UNIT合模力 Clamp Tonnage KN 1600移模行程 Toggle Stroke mm 420拉杆内距 Space Between Tie Bars mm 455x455最大模厚 Max.Mold Height mm 500最小模厚 Min.Mold Height mm 180顶出行程 Ejector Stroke mm 140顶出力 Ejector Tonnage KN 33顶出杆根数 Ejector NumberPiece5其它 OTHERS最大油泵压力 Max.Pump Pressure MPa 17.5油泵马达 Pump Motor Power kw 15电热功率 Heater Power kw 9.75外形尺寸 Machine Dimension(LxWxH) m 5.4x1.45x2.05重量 Machine Weight t 5.2料斗容积 Hopper Capacity kg 25油箱容积 Oil Tank Capacity L 32014射压力符合要求。2 最大注塑量得的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的 80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：浇塑机 V8.0式中 注塑机的最大注塑量，1400cm 3 机V塑件的体积，该产品 V 塑660cm 3塑浇注系统体积，粗略计算该产品 V 浇30cm 3浇故 V 机（56+20）cm 33 锁模力的校核pA （1-2） 锁F式中 p熔融型料在型腔内的压力 A 塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和经计算217.3cmAF 锁注塑机的额定锁模力故 pA=145Mpa33.17cm 2锁选定的注塑机的压力为 3500KN，满足要求。4 注射压力的校核ABS 塑料的注射压力为 60100MPa, 取 80MPa;HTF120X 注射机的注射压力为 120 MPa。5 开模行程的校核当注射机采用液压和机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由杆机构的最大行程所决定，并不受模具厚度的影响。对于单分型面注射模具，其开模行程可按下式校核：S + +(5 10)mm cHm式中 S注塑机最大开模行程，450mm;完成侧向抽芯所需的开模行程，120mm；cH推板推出制件时需要移动的距离，15mm；m因此 满足要求。15第 3 章 塑件工艺尺寸计算3.1 型芯和型腔3.1.1 型芯和型腔的结构型腔、型芯可分别有整体式和组合式两种形式。 由于塑件的结构简单，型腔加工容易，所以选用整体式型腔和整体式型芯， 在定模板上直接加工型腔。 3.1.2 型芯和型腔的尺寸所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。 （包括矩形和异形型芯的长和宽） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。型芯、型腔的尺寸则直接按产品尺寸确定。因 ABS 的成型收缩率为 0.30.8%,常取收缩率取 S=0.5%。1 型腔径向尺寸ABS 塑件的精度一般为 4 级，塑件径向尺寸 68mm 和 60mm 的公差值都为0.42mm,模具最大磨损量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差z=/30.14mm；取 x=0.75， PS 塑料的收缩率在 0.30.8%，取 0.5% 。 14.014.000 368275.68%)5.1()1( zz xLSLsM 1 0zz2 型腔深度塑件高度尺寸 54mm 和 35mm 的公差值为 0.36mm，模具最大磨损量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差 z=/30.12mm；取 x=0.5。 12.012.000 754365.4%).1()1( zz xHSsM 1zz16第 4 章 塑件在模具的位置和浇注系统的设计4.1 确定型腔的数量单型腔模具的优点是：塑件精度高，工艺参数易于控制，模具结构简单，模具制造成本低，周期短。缺点是：塑件成型的生产效率低，成本高。单型腔模具适用于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。多型腔模具的优点是：塑件成型生产率高，成本低。其缺点是：塑件精度低，工艺参数难以控制，模具结构复杂，模具制造成本高，周期长。多型腔模具适用于大批量长期成产的小塑件。1 确定型腔数目时要考虑的因素：(1) 满足注射机的最大注射量。(2) 锁模力满足要求。(3) 塑件精度满足要求。(4) 经济性。2 型腔数目的确定：（1) 按注射机的最大注射量确定型腔数目N (3-1) zjgV8.0式中 v g(mg)-注射机最大注射量（cm 3或 g）,取 1200cm3；17vj(mj)-浇注系统凝料量（cm 3或 g） ，假设浇注系统凝料为 30 cm3；vz(mz)-单个制品的体积或者质量（cm 3或 g） ，单个塑件体积为 670cm3；(2) 按注射机的额定合模力确定型腔数目N (3-2) zmjAPF式中 F-注射机的额定锁模力(N),查表为 3500KN； Pm-塑料熔体对型腔的平均压力(MP),取 120MP；Aj-浇注系统在分型面上的投影面积（m 2）,取 20cm2；Az-单个制品在分型面上的投影面积(mm 2),由计算得 340cm2(3) 按制品精度要求确定型腔数成型高精度制品时，型腔数目不宜过多，通常推荐不超过 4 腔，因为多腔难于使各腔的成型条件均一致。由于塑件的形状复杂，重量较轻，综合分析，本设计应采用一模一腔，平衡式布置，样模具的尺寸较小，生产率较高，塑件质量可靠，成本较低。4.2 分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2 分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模。3 分型面的选择应保证塑件的精度要求。4 分型面的选择应满足塑件的外观质量要求。5 分型面的选择要便于模具的加工制造。6 分型面的选择应有利于排气。 根据分型面的设计原则，分型面选在塑件最大轮廓处。如图 4-1 所示：184-1 分型面的选择4.3 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，一模一腔的浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。19系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不应影响塑件的外观。4.3.1 主流道设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与侧浇口，将主流道设计成锥形。根据（塑料模具设计手册 ）查的 HTF120X 型注射机喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端孔径：d 0=6mm。喷嘴前端球面半径：R 0=18mm。根据模具主流道与喷嘴的关系 ：主流道小端直径比喷嘴孔直径大 0.5-1mm。主流道球面半径比喷嘴球面半径大 1-2mm。取主流道小端直径：d 0=6.5mm。取主流道球面半径：R 0=20mm。小端前面球面深度一般为 3-5mm，本设计中取 5mm。为便于将凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形，斜度为 ，本设62计中取 3，经计算得主流道大端直径为 d0=8mm 。如图 4-2 所示：20图 4-2 浇口套剖面图4.3.2 浇口的设计1 浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置选择恰当与否，直接关系到塑件能否完好、高质量地注射成型。浇口是浇注系统中截面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，它起着调节控制料流速度，补料时间及防止倒流等作用。浇口的形状，尺寸和进料位置等对塑件成型质量影响很大，塑件上的一些质量缺陷，如缩孔，缺料，白斑拼接缝，翘曲等往往是由于浇口设计不合理而产生的，因此浇口的设计与位置的选择恰当与否，直接关系到塑件能都完好，高质量的注射成型。浇口的主要作用是：(1) 型腔充满后，熔体在浇口出首先凝结，防止其倒流。(2) 易于切除浇口凝料。（3) 对于多型腔的模具，用以平衡进料。浇口可分成限制性浇口和非限制性口两大类。按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分成以下形式：侧浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、点浇口。综合考虑本设计中采用侧浇口，开在分型面上，分流道、浇口与塑件在分型面同一侧的形式。塑料熔体从外侧充满型腔。截面形状多为矩形（扁槽） 。侧浇口尺寸计算的经验公式如下：21309.6Ab.t式中 b侧浇口的宽度，mmA塑件外侧表面积，mm 2t侧浇口的厚度，mm浇口处塑件的壁厚，mm 侧向进料的侧浇口，对于大型塑件，一般厚度 t=3.0-6.0mm（或取塑件壁厚的 1/3-2/3） ，宽度 b=1.5-5.0mm,浇口的长度 L=2.0-6.0mm。取侧浇口宽度 b=2mm。 浇口处塑件壁厚为 5mm,计算得侧浇口的厚度=3.0mm-4.5mm，综合考虑，取经验值 4mm，浇口长度取经验值9.06tL=4mm。如图 4-3 所示：图 4-3 侧浇口形式2 浇口的位置浇口位置的选择对塑件质量的影响极大，选择浇口是应遵循以下原则：（1) 尽量缩短流动距离。22(2) 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷。(3) 浇口应开设在塑件壁厚处。(4) 考虑分子定向的影响。(5) 减少熔接痕提高熔接强度。（6) 有利于型腔的排气。（7) 考虑塑件受力情况。（8) 防止型芯或嵌件挤压位移或变形。此外在选择浇口位置和形式时，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。为了使浇注系统保持平衡。4.3.4 冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流前锋的冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体的充填速度，又影响成型塑件的质量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还有便于在该处设置主流道推杆的功能。注射结束模具分型时，在推杆的作用下，主流凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出结构开始工作，将塑件和浇注系统一起推出模外。4.3.5 排气系统的设计当塑件熔体充填型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利的排出模外。如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低冲模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。对于由于排气不畅而造成型腔局部充填困难时，除了排气系统外，还可以考虑开设溢流槽，用于容纳冷料的同时也容纳一部分气体。排气槽的开设是为了把型腔的气体在注射过程中顺利排出，而又不影响制品成型及制品质量（如制品形成气孔、接缝、烧焦等） 。排气间隙要使制品不产生飞边、溢料。排气的方式有分型面排气、间隙排气、强制排气、粉末烧结金属排气、设置冷料穴排气。常用的有在分型面上开设排气槽排气、利用间隙排气、设置冷料穴排气。231、在分型面上开设排气槽排气；2、利用配合间隙排气；3、设置冷料穴排气。考虑到该塑件的尺寸，属于中小型简单型腔模具，故可以采用侧抽芯机构与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值小于 ABS 塑料的溢流值 0.04mm,取经验值0.03mm。第 5 章 结构零部件的设计5.1 定位圈的设计HTF120X 注射机的固定模板上定位孔直径为 150mm。定位圈的外径取 100mm，厚度 12mm。定位圈的固定使用 M6 内六角螺钉四 个。定位圈的材料选用普通碳素结构钢 A3，不需热处理。5.2 推杆的设计浇口套出料口直径为 2.5mm，取推杆的直径与出料口相等 6mm。推杆上部选用球头形结构。材料选用 45#钢，淬火处理 HRC4045，表面粗糙度 Ra1.6。与动模板的配合H8/f8,外径尺寸取 12mm。245.3 浇注系统的主流道主流道由浇口套形成，主流道上端直径为 6.5mm,下端直径取 10mm，高度为60mm,锥角 4。5.4 推出机构5.4.1 推出机构的作用和种类在注射成型的每个周期中，将塑料制品及浇注系统凝料从模具中脱出的机构称为推出机构，也叫顶出机构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。注射模的推出机构有推杆、推管、推板三种形式。由于塑件形状简单为圆柱形罩盖外壳，所以采用普通推出机构中的推件板推出方式，其结构简单，推出可靠。5.4.2 推杆推出机构的组成组成注射模的推杆推出机构的零件有：推杆、推板导柱、推板导套、推板、推杆固定板、固定螺钉和支承钉组成。5.4.3 推件板推出机构的设计1 推杆推杆的直径选 12mm，采用圆柱形结构，长度由模板厚度和塑件的推出距离决25定，取 150mm。推杆材料选用优质碳素结构钢 SKD61 号钢，淬火处理，低温回火，HRC45-50,表面粗糙度 Ra1.6。2 推板导套 材料选用碳素工具钢 T8A 淬火处理 HRC4548。3 推板导柱 材料选择：碳素工具钢 T8A， 热处理为淬火处理硬度 HRC52-55。4 推板 推板的长、宽、厚分别 350mm、180mm、25mm 为采用普通碳素结构钢 A3。5 推杆固定板 推杆固定板的长、宽、厚与推板相同，分别为 350mm、180mm、25mm，采用普通碳素结构钢 A3。6 固定螺钉 选用 M6 内六角螺钉，长度为 20mm，共 8 个。7 支承钉 支承钉工作部分的直径为 10mm,高度为 25mm。下面直径 8mm，材料选用 45 号钢，调质处理 HB270-290。5.5 冷却和排气系统5.5.1 模具冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于 3 根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取 4 根，冷却水口口径为 8mm.另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：1、浇口处加强冷却。2、冷却水孔到型腔表面的距离相等。3、冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大。4、冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水；。5、进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。266、冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。7、在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。注射入模具中的热塑性熔融树脂，必须在模具内冷却固化才能称为塑件，所以模具温度必须低于注射入模具型腔内的熔融树脂温度，即达到玻璃化温度以下的某一温度范围。为了提高成型效率，一般通过缩短冷却时间的方法来缩短成型周期。5.5.2 冷却回路的尺寸确定一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为 2mm 时，水孔直径可取 810mm；平均壁厚为 2-4mm 时，水孔直径可取 10-12mm；平均壁厚为 4-6mm 时，水孔直径可取 10-14mm。在这里根据参考资料经验选择 6mm。设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法。冷却水路设置的基本原则有：1）冷却水道应尽量多、截面尺寸应尽量大；2）冷却水道离模具型腔表面的距离为 10-15mm；3）水道出入口的布置应注意，在浇口处加强冷却和冷却水道的出入口温差应尽量小；4）冷却水道应尽量沿着塑料收缩方向设置；5）冷却水道的布置应尽量避开塑件易产生熔接痕的部位。在本模具中由于塑件形状简单，所以在定模中设置冷却水路。275.5.3 排气系统由于塑件的尺寸适中，为薄壳型塑件，模具型腔空间较小，排气量不大。另28外侧抽芯与模板形成的排气通道，所以可利用侧抽芯与模板间的缝隙排气，不必单独设计排气系统。5.6 模架的选用选用标准模架应设计的内容： 1 选择标准模架型号（如图 5-1） ；中小型模架国家标准有四种基本型的结构。因为采用整体式型腔和组合式型芯，所以选用 CI 型标准模架。图 5-1 模架型号2 模架主要尺寸确定的原则模架的长、宽取决于型腔、型芯、导柱及 推出机构的位置，以各零件不干涉为原则。确定模架的长度和宽度，应以设计动模板为基准。3 动模板的设计分析动模板上安装的零件和位置定模板的设计尺寸为： 230 350 95 mm. 材料为 45 钢淬火处理中温回火 HRC45-50。4 设计动模垫块（如图 5-2）29图 5-2 垫块动模垫块设计尺寸为： 材料为 45 钢。90543动模座板设计尺寸为： 材料为 45 钢。285 确定模架的长度和宽度，应以动模板为基准设计。 模具的长度为座板的长度，在动模板长度的基础上两侧各加上压板空间尺寸25mm。即：300+50=350mm；模具宽度与动模板一致取 300mm。6 确定模架的厚度，并使之与注射机要求的最大、最小模具厚度适应。