杯托注塑模设计课程设计.docx

杯托注塑模设计课程设计 高校材料科学与工程学院 课程设计 题目 杯托注塑模设计 作者 学院 专业 材料科学与工程学院 学号 指导老师 二一五年X月X日 XX高校 课程设计任务书 20142015 学年第 一 学期 学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 高分子材料与工程 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 起 迄 日 期：2015年 1 月19日2015年 1月31日 课程设计地点： 中北高校材料科学与工程学院 指 导 教 师： 系 主 任： 下达任务书日期: 2015年X月X日 课 程 设 计 任 务 书 1设计目的： 通过塑料成型模具课程设计，强化学生课堂上学习到的塑料注射模具的学问，加深学生对注射模具动作原理的理解，培育学生独立设计注射模具的实力，使学生娴熟驾驭Auto CAD等绘图软件的应用，为学生以后的毕业设计和从事相关工作打下良好的基础。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 自行设计一个符合要求的塑料制件以及成型该制件的注射模具。（1）对塑料制件的要求： 塑件形态应有利于成型时充模、排气、补缩，同时能使塑料制品达到高效、匀称冷却，具有肯定的力学性能及运用价值； 设计塑料制件时应明确指出塑件的尺寸精度、粗糙度、斜度、圆角、螺纹、侧孔、嵌件等； 成型该塑件的注射模具必需满意下列条件之一： ：成型模具应具有侧向抽芯机构； ：成型模具应具有自动脱螺纹机构； ：成型模具应具有点浇口凝料的自动脱出、依次脱模、二级脱模等较为困难的机构。（2）对成型模具的要求： 所设计的模具能够高效地生产出外观和性能均符合运用要求的制品，模具结构合理，动作敏捷，能够满意在运用时连续生产、高效率、自动化、操作简便的要求。 3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等： 本次课程设计的工作内容包括以下几个部分： 塑料制件图纸一张，要求标注尺寸公差、粗糙度、技术要求以及所用原材料； 注射模具装配图（零号图纸）一张； 注射模具零件图至少四张，包括型腔零件图、型芯零件图、模板的零件图、杆件的零件图； 注射模具结构计算说明书一本。 注：以上各项内容均要求打印。 4主要参考文献： 1. 申开智.塑料成型模具.北京：中国轻工业出版社，2003 2. 宋玉恒.塑料注射模具设计好用手册.北京：航空工业出版社，1995 3. H.盖斯特罗.注射模设计108例.北京：国防工业出版社，2002 4. 贾润礼.好用注塑模设计手册. 北京：中国轻工业出版社，2000 5设计成果形式及要求： 本次课程设计的设计成果以模具设计图纸和模具设计计算说明书的形式提交。 6工作安排及进度： 2015年 月 日 月 日 塑料制件设计 2015 年 月 日 月 日 模具结构计算及草图设计 2015年 月 日 月 日 模具装配图的绘制 2015年 月 日 月 日 模具零件图的绘制 2015年 月 日 模具设计计算说明书的撰写 2015年 月 日 答辩和成果考核 系主任审查看法： 签字： 年 月 日 目 录 1.前言 2 1.1我国模具行业的发展方向和前景 2 1.2 注塑模具设计与制造技术 3 1.3 UG模具设计的基本流程 4 1.4课题意义 5 2.注塑件的设计 6 2.1 功能设计 6 2.2 材料选择 6 2.3 结构设计 7 2.4 塑件的尺寸精度及表面质量 8 3.塑件3D建模及注射成型工艺分析 9 3.1塑件的3D模型 9 3.2塑件的注射成型工艺性分析 9 3.3注塑机 15 4.模具结构设计 16 4.1型腔数目的确定 16 4.2分型面的确定 17 4.3浇口的确定 17 4.4模具材料的确定 17 4.5浇注系统的设计 18 4.6成型零件结构设计 20 4.7 抽芯结构设计 21 4.8模架的选用 22 4.9导向机构的设计 23 4.10顶出机构的设计 24 4.11排气设计 24 4.12温度调整系统设计 25 5.注射机的校核 26 5.1最大注塑量的校核 27 5.2锁模力的校核 28 5.3模具外形尺寸校核 29 5.4模具厚度校核 30 5.5模具安装尺寸校核 32 5.6开模行程校核 35 6.模具总装设计 38 6.1模具装配及加工要求 39 6.2模具工作原理 40 参考文献资料 41 摘 要 塑料成型制品是以塑料为主要结构材料经成型加工获得的制品，又叫做塑料制件，简称塑件。塑料成型制品应用广泛，特殊是在电子仪表、电器设备、通信工具等方面获得大量应用。如各种受力不大的壳体、支架、结构件、装饰件等；作为塑料制品的主要生产基础工艺装备的塑料模具，在国民经济占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标记。注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性的成型可以一次成型形态困难的精密塑件，本次设计就是将杯托作为设计模型，将注塑模具的相关学问作为依据，阐述塑料注塑模具的整体设计过程。本文设计的内容就是杯托注塑模具，材料为ABS，依据其结构形态特点以及通过对杯托成型工艺的正确分析，确定型腔的总体布局，选择分型面，确定脱模方式，设计浇注系统等；同时本文对注塑模具进行简要介绍，对注塑模具中的主要零件进行设计计算，在设计过程中着重考虑其生产实际中的经济性和合理性。关键词：注塑模具；注射成型；分型面 1.前 言 1.1我国模具行业的发展方向和前景 经过1990年头的高速发展，中国的模具产业已经达到肯定的水平，生产实力也有了相当大的提高，模具市场的规模也正在逐步扩大。过去十年，中国模具工业（主要集中在汽车、电子信息以及电器）以每年15%左右的增长速度快速发展。到2005年，全国模具生产厂点已达3万多家，从业人员50多万人；模具销售总额高达610亿元，比上年增长25%；模具生产企业总体上任务饱满、订单足够。2006年，业界预料中国汽车的年度销售数量将会比前一年增长15%，年度销售数量将会达到640万台。而汽车零部件市场比汽车整车的市场更大，可以预料汽车相关模具产业将会有高速发展。与2004年相比，2005年中国的模具生产值增加了125%，以610亿人民币居世界第三位。其中，出口比前一年增加了150%，达到了7.4亿美元。目前，国内模具行业正随着我国制造业特殊是汽车和电子产业的持续高速发展而渐渐步入“黄金期”。近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、困难、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面对市场的专业模具厂家数量及实力增加较快。随着经济体制改革的不断深化，“三资”及民营企业的发展较快。在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例进一步上升，热流道模具和气辅模具水平进一步提高，注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量已超过50吨，最精密的注塑模具精度已达到2微米。在 CAD/CAM技术得到普及的同时，CAE技术应用越来越广，CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，专利数量增多。据业内人士分析，将来我国模具发展趋势包括10个方面： (1)模具日趋大型化。(2)模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度的模具也将上市。(3)多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。(4)热流道模具在塑料模具中的比重也将渐渐提高。(5)随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。 (6)标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。 (7)快速经济模具的前景非常广袤。(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困难程度也将提出越来越高的要求。(9)以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的困难程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。(10)模具技术含量将不断提高。从应用趋势方面分析，受用户要求模具的生产周期缩短影响；快速经济模具的开发将被重视，模具标准件的应用将日渐广泛，且采纳计算机限制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。 1.2 注塑模具设计与制造技术 质量、成本（价格）、时间（工期）已成为现代工程设计和产品开发的核心因素，现代企业大都以高质量、低价格、短周期为宗旨来参加竞争市场。先进制造技术的出现正急剧变更着制造业的产品结构和生产过程，对模具行业也是如此。模具行业必需在设计技术、制造工艺、生产模式等诸方面加以调整以适应这种要求。 1.2.1注塑模具的可视化设计 现在我们对产品设计的要求是快速、精确。随着软件技术的发展，三维设计（3D）的诞生使模具实现了可视化、面对装配的设计。模具由二维设计（2D）到三维（3D实现了模具设计技术的重大突破。 模具三维设计直观再现了将来加工出的模具本体，设计资料可以干脆用于加工，真正实现了CAD/CAM一体化和少、无图样加工； 模具三维设计解决了二维设计难以解决的一系列问题，如干涉检查、模拟装配、CAE分析等； 模具三维设计能对模具的可制造性加以评价，大大削减了设计失误。 1.2.2 注塑模具的快速制造 基于并行工程的模具快速制造 近些年来，为了满意工期的要求，模具企业大都在自觉与不自觉中应用“并行”的概念来组织生产、销售工作。并行工程应用的明确提出是对现有模具制造生产模式的总结与提高。并行工程、分散化网络制造系统为模具快速制造供应了有效的实施平台。 并行工程的基础是模具的标准化设计。标准化设计是由三方面要素组成：统一数据库和文件传输格式是基础；实现信息集成和数据资源共享是关键；高速加工等先进制造工艺是必备条件。（2）应用快速原型技术制造快速模具（RP+RT） 在快速原型（Rapid Prototyping,RP）技术领域中，目前发展最快速、产值增长最明显的就是快速模具(Rapid Tooling,RT)技术。应用快速原型技术制造快速模具（RP+RT），在最终生产模具之前进行新产品试制与小批量生产，可以大大提高产品开发的一次胜利率，有效地缩短开发时间、降低成本。这就是RP+RT技术产生根本缘由。（3）高速切削技术的应用 高速切削（High Speed Machining,HSM）在模具领域的应用主要是在加工困难曲面方面。其中高速铣削（也称为硬铣削Hard Milling,HM）可以把困难形面加工得特别光滑，几乎或者根本不再须要精加工，从而节约了点火花（EDM）加工和抛光时间及有关材料的消耗，及大地提高了生产效率，并且形面的精度不会遭到破坏。 1.2.3 制造模式的变更信息流驱动的模具制造 先进制造生产模式对模具工业的影响主要体现在信息的流淌。与制造活动有关的信息包括产品信息和制造信息，现代制造过程可以看作是原材料或毛坯所含信息量的增值过程，信息流驱动将成为制造业的主流。目前，面对模具开发的CAD/CAABS/CAM/CAE、DNC、PDM、网络集成等均是围绕如何实现信息的提取、传输与物化，即使信息流得以畅通为宗旨。 1.3 UG模具设计的基本流程 目前，国际上占主流地位的注射模CAD软件有UG、I-DEAS、UG、SolidWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。本次是运用UG进行模具设计的,下面简洁介绍以下UG模具设计流程。 1.4课题意义 在传统塑料模具设计中，设计周期长，一般要二到三个月的时间；设计成本高，须要来回数次制模，修模；产品质量不能保证，对流体在模腔内的流淌状态，冷却状况缺乏了解。 本文以鼠标底座的注塑模具设计为例，运用UG软件智能分模，不但保证了模具的精确性，而且分模简洁，是设计者可以节约时间，集中精力拆模做型腔；运用CAE分析功能，对塑料注塑过程进行模拟分析，包括充模流淌模拟、保压过程模拟、冷却过程模拟及翘曲模拟分析。通过模拟分析可以预料制品填充不足、熔接线、气泡和翘曲变形等缺陷，还可以测定最佳浇口数量和位置，测定注塑时注射压力以及注射时间，溶体流淌前锋的温度改变等系列参数；运用专家模架系统，依据设计参数干脆选取标准模架，构造模具三维实体。这样设计出来的模具具有更高的质量，更大的精确性。现代的模具设计在计算机的平台上，运用CAD/CAE/CAM等软件，使现代模具设计具有了高质量，高效率，低成本等特点。2.注塑件的设计 2.1 功能设计 功能设计是要求塑件应具有满意运用目的功能,并达到肯定的技术指标.该塑件是鼠标底座,承受外力的几率不大,如冲击载荷,振动,摩擦等状况比较少;塑件的工作温度是室温,这使得在材料选择时对热变形温度,脆化温度,分解温度的要求降低;作为一种日用品,生产批量应当是中批中量或大批大量生产,这样,就必需考虑生产成本和模具寿命,在材料的选择时要综合各种因素。 2.2 材料选择 通常选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及运用性能的要求,以及原材料厂家供应的材料性能数据.对于常温工作状态下的结构件来说,要考虑的主要是材料的力学性能,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等.该塑件属于日常生活用品，没有什么特殊的要求，因此主要从简单成型方面选择材料。 ABS 树脂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，简单涂装、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 树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将 PS， SAN，BS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS 工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化 学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇 类和烃类溶剂，而简单溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。详细有点有以下 6 点： 1.综合性能比较好：机械强度高；抗冲击实力强，低温时也不会快速下降；缺口敏感性较好；抗蠕 变性好，温度上升时也不会快速下降；有肯定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低； 2.电气性能好，受温度、湿度、频率改变影响小； 3.耐低温达-40； 4.耐酸、碱、盐、油、水； 5.可以用涂漆、印刷、电镀等方法对制品进行表面装饰； 6.较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。ABS 工程塑料的主要缺点是热变形温度较低，可燃，耐候性较差。选择注射成型制品的材料，不仅应能在肯定的期限内保证其运用功能和性能，还要考虑到加工成型、成本和供应方面的问题。通过综合考虑，本注塑件选用材料为 ABS。 2.3 结构设计 塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性。在塑料生产过程中,一方面成型会对塑件的结构,形态,尺寸精度等诸方面提出要求,以便降低模具结构的困难程度和制造难度,保证生产出价廉物美的产品;另一方面,模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析,弄清塑件生产的难点,为模具设计和制造供应依据。 2.3.1 壁厚 塑料制品的壁厚对制品的质量有至关重要的影响。壁厚过厚，不但用料多，简单产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷，而且冷却时间长生产效率低；壁厚过薄，成型困难，流淌阻力大。在此主要是分析壁厚对成型的影响，所以只验证产品在脱模顶出时保证不变形。该产品的壁厚1.5mm，在此材料的举荐壁厚0.62.3mm的范围内。所以本次产品的壁厚值能满意工艺要求。 2.3.2脱模斜度 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩,使其紧箍在凸模或型芯上,为了便于脱模,防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损,与脱模方向平行的塑件内,外表面都应具有合理的斜度。在塑件的高度比较小时也可以不须要脱模斜度。 ABS的脱模斜度为，由此确定塑件的脱模斜度。 2.3.3 加强肋 塑件上适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形；沿着物料流淌方向的加强肋还能降低充模阻力，提高熔体流淌性，避开气泡，缩孔和凹陷等现象的产生。 2.3.4 圆角 塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采纳圆角连接，有特别要求时才采纳尖角结构。尖角简单产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生裂开。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流淌和塑件的脱模。 2.4 塑件的尺寸精度及表面质量 2.4.1尺寸精度 影响制品精度的因素较多。首先是模具的制造精度和模具的磨损量，其次是成型工艺条件的改变所引起的塑料收缩率的波动。另外，成型后的时效率改变和模具结构形态对尺寸精度也有肯定的影响。因此，对塑料制品的精度要求不能太高，应在保证运用功能的条件下，尽可能选择低精度等级。 该产品零件图全部尺寸为未注公差尺寸，依据国家举荐标准（GB/T14486-93）规定的MT5级精度选取作为塑料制品的尺寸公差等级。已注尺寸公差等级也在ABS/PC的一般精度等级MT3范围内。所以该产品注射成型能够达到此精度要求。表2-3-3是国家举荐标准的工程塑料模塑塑件尺寸公差，该表只取了在产品尺寸范围内的数据。表2-1 2.4.2塑件的表面质量 塑件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避开冷疤，水纹等疵点外，主要的由模具的表面的粗糙度确定。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的确定性因素，通常要比塑件高出一个等级。由于该制品为一般日常生活用品，对表面粗糙度要求不高，取塑件表面粗糙度为0.8m。3.塑件3D建模及注射成型工艺分析 3.1塑件的3D模型 运用UG绘图软件绘制塑件的3D图，如图3.1所示下： 图3.1 杯托 3.2塑件的注射成型工艺性分析 3.2.1初步分析 通过UG对3D模型质量属性分析 分析结果：单件体积= 30492.63 单件投影面积=24678.22 密度=1.05g/cm3 单件质量=0.033kg 3.2.2塑件注射成型工艺性CAE分析 利用Moldflow对塑件进行最佳浇口分析，塑料流淌性分析，冷却质量分析，缩痕分析等。初始条件：ABS 在Moldflow中搜寻到此材料，可以查看材料的一些详细信息。以这些信息作为分析的初始条件。其中模具温度为，熔化温度为，材料溶化温度范围：，模具温度范围：，塑料固体密度为1.053，溶化密度为1.033，最大剪切应力为0.26MPa。 3.3注塑机 3.3.1注塑成型工艺参数 查模具设计手册可知ABS料注射成型的主要工艺参数，不再敖述。 3.3.2注塑机的选择 由公称注射量选定注射机 由3.2.1分析已得出单个塑件体积V=151443 ，流道凝料V=45453实际注射量为:V=15144×2+4545=34.833cm； 依据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即： 0.8V V V= V/0.8 =34.833÷0.8 =43.541cm； 由上计算初步确定注塑机为SZ-60/60，查模具设计手册注塑机主要技术参数如下表3-2。 表3-2 国产注射机SZ-60/60技术参数表 特性 内容 特性 内容 结构类型 卧 拉杆内间距(mm) 320×520 理论注射容积（cm） 60 移模行程(mm) 300 螺杆直径(mm) 40 最大模具厚度(mm) 350 注射压(MP) 145 最小模具厚度(mm) 170 注射速率(g/s) 锁模形式(mm) 液压 塑化实力(g/s) 11.7 模具定位孔直径(mm) 125 螺杆转速(r/min) 20200 喷嘴球半径(mm) 35 锁模力(KN) 600 喷嘴口直径（mm） 4 4.模具结构设计 4.1型腔数目的确定 注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素： （1）塑件的尺寸精度； （2）模具制造成本； （3）注塑成型的生产效益； （4）模具制造难度。考虑到该塑件是一般日用品，依据生产批量和经济因素，初步确定该模具为一模两腔。 4.2分型面的确定 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析，应遵循以下几项的设计原则： 1）分型面应选择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当脱模 3）分型面的选择应保证塑件的精度要求 4）分型面的选择应满意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 除了以上这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小。为了保证侧向型芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺当，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。 4.3浇口的确定 ABS料的流淌性好,可适用于各种浇口,为了不影响外观,确定运用潜藏浇口。浇口位置已经在3.2.2分析中确定。 4.4模具材料的确定 现有模具模架已经标准化,所以在模具材料的选择时主要是依据制品的特性和运用要求选择合理的型腔和型芯材料.如何合理的选择模具钢,是关系到模具质量的前提条件,假如选材不当，则全部的精密加工所投入的工时,设备费用将奢侈。 在选择模具钢时,首先必需考虑材料的运用性能和工艺性能,从运用性能考虑:硬度是主要指标之一,模具在高应力作用下欲保持尺寸不变,必需有足够的硬度,当承受冲击载荷时还要考虑折断,崩刃问题,所以韧性也是一重要指标,耐磨性是确定模具寿命的重要因素。从工艺性能考虑:要热加工工艺好,加工温度范围宽,冷加工性能如切削,铣削,抛光等加工性能好,此外还要考虑淬透性和淬硬性,热处理变形和氧化脱碳等性能.另外从经济考虑,要求材料来源广,价格低。模仁的材料为P20钢。P20钢属优质碳素塑料模具钢，与一般优质45碳素钢相比，其钢中硫，磷含量低，钢材纯度好。制造小型塑料模具，用调质处理可获得较高的硬度和较好的强韧性。P20钢的优点是价格便宜，切削加工性好，淬火后具有较高的硬度，调质处理后具有良好的强韧性和肯定的耐磨性，被广泛用于制造中、低挡的塑料模具。材料预备热处理： 断后退火；高温回火；正火 举荐回火规范：回火温度为500560，空冷，硬度为2533HRC。 4.5浇注系统的设计 注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴起先到型腔入口为止的塑料熔体的流淌通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压状况确定着塑件的内、外表质量，它的布置和支配影响着成型的难易程度和模具设计及加工的困难程度，所以浇注系统是模具设计中的重点内容之一。 4.5.1主流道设计 主流道是一端与注塑机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有有锥度的流淌通道。依据注塑机型号设计主流道尺寸，详细尺寸详见图纸。 由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套，以便选用优质的钢材单独加工和热处理。浇口套结构设计如图4.1所示采纳两颗M5×20L螺钉固定。由注塑机确定定位圈的尺寸，定位圈采纳两颗M6×20L螺钉固定，如图4.2所示。 图4.1浇口套 图4-2定位圈 4.5.2分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以削减压力损失，热量损失和流道凝料。分流道的断面形态有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。浇道的截面积越大，压力的损失就越大；浇道的表面积越小，热量的损失就越少。用浇道的截面积和表面积的比值来表示浇道的效率，效率越高，浇道的设计越合理。考虑热量损失和浇道加工性能等因素，查6P151表4-3，选择圆形截面的分浇道。详细详见图4.3所示。 4.5.3冷料井 冷料井一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出，冷料井的尺寸，宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。该模具的冷料井设计锥形的冷料井。冷料井如图4.3所示： 4.5.4 浇口 浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形态，数量，尺寸和位置对塑件的质量影响很大，浇口的主要作用有两个，一是塑料熔体流经的通道，二是浇口的适时凝固可限制保压时间。浇口的类型有许多，有点浇口，侧浇口，干脆浇口，潜藏式浇口等，各浇口的应用和尺寸按塑件的形态和尺寸而定。该模具采纳潜藏式浇口，已在4.3中得到确定。其有以下特性: 形态简洁，去除浇口便利，便于加工，而且尺寸精度简单保证； 试模时如发觉不当，简单刚好修改； 能相对独立地限制填充速度及封闭时间； 对于壳体形塑件，流淌充填效果较佳。 浇口的截面形态和分流道的一样都采纳圆形截面，与分流道的连接方式见图4.3所示。 图4.3 主流道、分流道、浇口的连接状况 4.6成型零件结构设计 所谓成型零件是模具中确定塑件几何形态和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，干脆与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生磨擦。因此，成型零件要求有正确的几何形态，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应依据塑料的特性和塑件的结构及运用要求，确定型腔的总体结构，然后依据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。以下是成型零件的结构设计。依据产品特征，为了便于加工制造，型腔采纳整体镶嵌式，型腔靠用8颗M8×40L螺钉固定于型腔板，如图4.4所示；型芯也采纳整体镶嵌式，型芯用8颗M8×30L螺钉固定，如图4.5所示； 图4.4型腔 图4.5型芯 4.7 抽芯结构设计 内侧分型与抽芯机构用来成型具有内侧凹槽和孔的塑件；成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为抽芯机构的注射模，其可动零件多，动作困难。因此，侧抽机构的设计应尽量牢靠、敏捷和高效。本产品图须要抽芯位置如图4.6所示平面所示： 图4.6 本设计采纳斜顶结构来成型内侧抽芯 a.斜顶及其组件的性能要求 斜顶有相对于其他零件的运动而且行位还是产品成型结构部分，因此行位及与其想协作的零件不仅满意肯定的耐磨性要求还必需具有肯定成型零件的性能。斜顶及其组件的详细性能必需满意以下几点： （1）高表面硬度：表面淬火或者渗碳或渗氮处理到HRC50。（2）各相协作的零件不行为相同材料以防粘着磨损。（3）协作要求：与固定在B板上的耐磨片采纳H7/f7间隙协作；与B板避空即可；与下模镶件采纳H7/f7协作。具体的协作状况见模具总装的协作要求。b. 斜顶的尺寸计算 （1）斜顶的抽芯距离 斜顶的抽芯距离为0.72，所以S1.5mm （2）斜顶的顶出行程 由HS/tan 解得：H15mm； 式中：-为斜顶的倾斜角度；为5°。斜顶的详细结构如图4.7所示，其性能要求以及具体尺寸见斜顶零件图。 4.8模架的选用 注射模标准模架共有两个国家标准：一是运用于模板尺寸B×L560mm×900mm的中小型模架（GB/T12556.11990）；二是运用于模板尺寸B×L为630mm×630mm1250mm×2000mm的大型模架（GB/T12555.11990）。 塑料模具型腔在成型过程中承受着塑料熔体的高压，假如侧壁或底板的强度不足，则可能产生开裂，假如强度不足，则可能产生过大的变形，造成溢料，使脱模困难，型腔侧壁和底板厚度的计算方法有强度计算和刚度计算两种，一般状况下，大尺寸型腔刚度不足是主要问题，应按刚度条件计算，小尺寸型腔强度不足是主要问题，应按强度条件计算。依据制件的尺寸分析，本制件的成型型腔属于较大尺寸，所以应按刚度来计算，而型腔采纳的是整体嵌入式，依据型腔的材料和阅历，型腔的壁厚为55160mm，模套壁厚350mm。由此按阅历参考标准模架，选取标准模架为I-150200 GB/T 12556.1-1990 表4-1 模架参数表 名称 材料 尺 寸（mm） 定模座板 45钢 600 ×500× 25 定模板 45钢 200 ×450×90 型芯板 45钢 500 ×440× 50 垫块 45钢 500 ×40×130 动模座板 45钢 250 ×450× 50 推板 45钢 324 ×198×30 推板固定板 45钢 360 ×500× 25 4.9导向机构的设计 注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。设计导柱和导套须要留意的事项有： 合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危急断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为平安。导柱布置方式常采纳等径不对称布置，或不等直径对称布置。导柱工作部分长度应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。导柱工作部分的协作精度采纳H7/f7，低精度时可实行更低的协作要求；导柱固定部安排合精度采纳H7/k6；导套外径的协作精度实行H7/k6。协作长度通常取协作直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以爱护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。除了在动模和定模之间设置导柱，导套以外，还须要在推板与动模坐之间设置导柱、导套，以保证推板的顺当推出。合模导向机构的设计 导柱：由模架已经确定基本尺寸为20mm，总长L=135mm，具体资料看零件图纸； 导套：由导柱基本尺寸确定，长度L=90mm，具体资料看零件图纸。 4.10顶出机构的设计 注射成型每一循环中，塑件必需精确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。 本设计运用简洁的推杆脱模机构和利用斜顶设计推出机构的类型为一次推出机构。因为该塑件的分型面简洁，结构也不困难，采纳推简洁的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来便利。顶出机构如图4.8所示。 图4.8 推出结构 4.11排气设计 在塑料熔体填充注射模腔过程中，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形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体假如不能被熔融塑料顺当地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充溢型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。 4.12温度调整系统设计 在注塑成型过程中，模具的温度干脆影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度要求也不同。流淌性差的塑料如PC，POM等，要求模具温度高，温度过低会影响塑料的流淌，增大流淌剪切力，使塑件内应力增大，出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。一般的模具通入常温的水进行冷却，通过调整水的流量就可以调整模具的温度，为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再通入模内，可以提高成型效率。对于高熔点，流淌性差的塑料，流淌距离长的制件，为了防止填充不足，有时也在水管中通入温水把模具加热。由前面分析可知道ABS的成型温度为248，模具温度为47.5 。 4.12.1温度调整对塑件质量的影响 采纳较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率； 模温匀称，冷却时间短，注射速度快可以削减塑件的变形 对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态； 温度对塑件质量的影响有相互冲突的地方，设计时要依据材料特性和运用要求偏重于主要要求。 4.12.2对温度调整系统的要求 依据塑料的品种确定是对模具采纳加热方式还是冷却方式； 希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量； 采纳低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好； 温度调整系统应尽可能做到结构简洁，加工简单，成本低廉； 4.12.3冷却系统设计 由4.8.3中分析得出，须要给模具设计冷却系统，重点在上部球形面和直流道。 设计原则 尽量保证塑件收缩匀称，维持模具的热平衡； 冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好； 尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，阅历表明，冷却水管中心距B大约为2.53.5D，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5B。最小不要小于10。浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳； 应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过5 冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避开与模具的其他机构发生干涉。该塑件属于中等深度的塑件，又由于前面分析可以知道，在塑件外面和直流道处须要重点冷却。因此在