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毕业论文(设计)任务书题目 风扇起动器壳体注塑模具设计 学生姓名： 韩浩东 学号 班 级： 专 业： 模具设计与制造 分 院： 工程分院 指导教师： 赵洪波 2010年 12 月 02 日目 录第一章 绪论11.1 模具工业的发展现状11.2模具工业今后的主要发展方向11.3 本课题研究的意义及内容3第二章 注塑模具简介 42.1 注塑过程简介42.2 注塑模的分类42.3 注塑模的基本结构5第三章 塑件的工艺分析 63.1 塑件的概况63.2 塑件材料介绍73.3 注塑机的选择及校核73.3.1 选择注塑机型号73.3.2 注塑机的校核 8第四章.成型零部件设计 104.1 成型零部件分类及结构 104.2 成型尺寸计算 124.3 模具强度校核 13第五章 设计方案的拟定175.1 分型面的选取 155.1.1 分型面分类及选取原则 155.1.2 设计方案 155.2 浇注系统的设计 16 5.2.1 浇注系统的作用 165.2.2 对浇注系统设计的具体要求 165.2.3 浇注系统的设计 165.3 側向分型与抽芯机构设计 185.3.1 侧向分型与抽芯机构的分类 5.3.2 侧向分型与抽芯机构的设计 195.4 注塑模导向机构设计 205.4.1 导向机构的功能及其分类 205.4.2 设计要点及设计方案 215.5 排气系统设计 215.5.1 气体来源 215.5.2 设计要点及方案 215.6 顶出机构设计 225.6.1 顶出机构的分类 225.6.2 顶杆脱模机构的设计要点 225.6.3 设计采用方案 235.6.4 复位装置 235.6.5 推出导向 245.7 冷却系统设计 24 5.7.1 冷却系统的作用及内容 24 5.7.2 设计方案及计算 245.8 模具总体结构分析 265.8.1 分模介绍 285.8.2 点浇口自动脱模机构 28第六章 模具用钢296.1 塑料模具用钢的必要条件 296.2 选择钢材的条件 296.3 注塑模具常用材料 29第七章 模具的装配与调式307.1 装配基准的确定 307.2 塑料模的装配顺序 30结论31致谢32参考文献33摘 要本设计是CPU风扇支架的注塑模具设计，在结合了传统的机械设计后把CAD/CAM技术应用在注塑模具的设计上，在CAD系统实行了模型和注塑模具的设计。本文介绍了我国当前模具技术的发展状况以及CAD/CAM在模具上的应用，其中包括AUTOCAD，MASTERCAM。而主要的机械部分设计，其内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用，设计准则。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计，动、定模，浇注系统，脱模机构，顶出机构，冷却系统等设计等方面。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。关键词： CAD 、CAM、注塑模、抽芯主 要 符 号 表Smax ···········塑料的最大收缩率Smin·········· ·塑料的最小收缩率C ············型芯成型部分断面的平均h ············型芯被塑料包紧部分的长度············塑件公差D ············型腔內形尺寸Qc ············塑料平均收缩率第一章 绪 论模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展模具工业，日益受到世界各国的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。作为基础工业,模具的质量、精度、寿命对其它工业的发展起着十分重要作用,在国际上被称为“工业之母”,对国民经济的发展起着无可置疑的关键作用。1.1模具工业的发展现状模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求， 2005年，仅汽车行业将需要各种塑料制件36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增大对模具的需求量。模具工业一直以每年13%左右的增长速度快速发展。模具行业在“十五”期间的增长速度将达到13%15%。每年进口模具约占市场总量的20%左右，已超过10亿美元，其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的50%以上；冲压模具占全部进口模具约40%。另外，我国模具制造企业约有家，并以每年10%15%的速度高速递增。1.2模具工业今后的主要发展方向模具工业今后的主要发展方向包括：a.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。模具作为成型必须的工艺装备,其设计周期、生产效率和质量直接影响产品的进度、成本和效率. 过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验,模具的加工制造又在很大程度上依赖于生产者的操作技能,因此存在模具设计水平低、加工质量差、生产周期长、使用寿命短等缺陷. 随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展,CAD /CAM技术的发展和应用越来越普遍,出现了许多可用于注塑模设计和制造的软件.实现了产品从概念设计到制造全过程的设计制造一体化. 它提供了采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统和模型间的相关联性设计以及共享数据库和强大的分析系统等技术,为产品的设计、分析和制造的一体化提供了平台, 使产品CAD /CAE /CAM各系统之间实现了数据的自动传递和转换集成 . 注塑模设计和制造的软件通过模具检测、自动分模、模拟开模和数控加工仿真的三维动态显示的设计制造与视频技术的结合,使过程设计生动地展现出来,极大地提高了产品的设计与生产效率,同时也保证了产品的生产进度和质量. 目前,国内模具企业中已有相当多的厂家引进了较高档的CAD/ CAE/ CAM 系统, U G、Pro/ Engineer 、I2DEAS、Euclid2IS 等著名软件在中国模具工业中。b.快速制模技术的开发与应用。快速成形与制造(RPM: Rapid Prototyping &Manufacturing) 是融激光、材料科学、信息与控制技术等为一体的分层层积技术,堪称是20 世纪后半期制造技术最重大的进展之一。RPM技术诞生10 余年来已在汽车、家电、航空、医疗等行业中得到广泛应用。国外大型企业如通用、福特、法拉利、丰田、麦道、IBM、AT&T、Motorola 等以及我国的一些著名企业,都积极在产品设计过程中采用这项技术,进行产品的有关设计检验、外观评审、装配实验、动态分析、光弹应力分析、风洞实验等,成功地实现了面向市场的产品造型设计敏捷化。而随之兴起的快速制模尤其是快速制造金属模具(RMT: Rapid Metal Tooling) 则是由新产品设计迅速形成高效、低成本、优质的批量生产并抢占市场的必由途径,是RPM技术进一步发展并取得更大经济效益所面临的关键课题,成为当前RPM技术研究的国际前沿。该技术被美国汽车工程杂志评为全球15 项重大技术之首,受到全球制造业的广泛关注。快速成型技术模具制造周期仅为常规模具切削制造的1/ 5 至1/ 3 而成本仅为后者的1/ 4 至1/ 2 。快速经济制造技术,具有制造周期短、成本低等优点, 在精度和寿命方面又能满足生产上的使用要求,综合经济效益比较好,非常适用于新产品开发、样品试制、工艺验证或中、小批量生产的需要。快速经济制造技术近几年来在国内外均得到了迅速发展,特别是随着市场经济的发展,各品种小批量产品的增多,各种新产品更新换代的周期缩短,诸多高新技术应用范围不断扩大,类型不断的增多,创造的经济效益和社会效益越来越显著。如采用RPM 原型复制石膏模具复制铝(或锌) 合金注塑模具,可生产近250g 注塑件,产品精度可达±015mm。用RPM 原型复制一种硫化硅橡胶模具,制模周期短,修模方便,成本低,可铸造高强度锌合金,铝锡合金,铝合金铸件及注塑工程塑料制件等,制件成型尺寸精度高,轮廓清晰。c.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术 。热流道注射成型法原理是在注射模内装上分流板及热嘴，利用加热和温度控制的原理，使模具的流道部分保持熔融状态，制品的浇口如同直接接触到注塑机的射嘴一样，那么成品在脱模时就不会拖着一条或多条胶口。一套完整的热流道系统是由平衡式分流板、热嘴、高精度温度控制器组成.随着聚合物工业的发展,热流道技术正不断完善和加快其推广使用。气体辅助注射成型技术GA IM (Gas- Assisted Injection Mo lding) 是20世纪80年代中后期发展起来的一种新型注射成型技术。其成型原理是在注塑件内部注入高压气体(N2)以产生中空截面,由气体注入保压代替熔体注射保压,从而完成注射成型过程。这种方法克服了传统注射成型的缺点, 可用于生产壁厚不均匀的制品, 具有消除产品缩痕, 防止制品变形等优点。被认为是注射成型技术史上的一次革命。现在, 这项技术被越来越广泛地运用到汽车、家电、电子器件日常用品、办公自动化设备、建筑材料等塑料制件领域中。在塑料成型加工的舞台上, 气体辅助注射成型加工是一种相对较新的成型加工技术,这项技术正在快速发展。相信在未来的几年里, 气辅技术仍将突破固有的模式, 结合计算机辅助模拟和其他形式的注射技术, 产生巨大的经济效益。d.塑料模具的标准化和高档次模具使用。模具在满足用户要求，使模具精益求精的基础上，价格是影响其市场占有率的一个重要因素。企业在降低塑料模具成本方面，推广模具标准化无疑是一条必由之路。国外对模具标准化工作十分重视，这是因为采用模具标准化不仅能有效提高模具质量、降低成本，而且能大大缩短模具生产周期，提高生产效率。随着工业产品多品种、小批量、个性化、短周期的发展趋势日益明显，模具标准化的意义也显得更为重用。目前我国模具标准化使用比率有所增加，初步估计在40%50%之间，但与国际上70%80%的比率相比还有很大差距。日益增多高档次模具。大致可分3个层次，一是用于汽车、飞机、精密机械的微米（um）级精密加工；二是用于磁盘、磁鼓制造的亚微米（0.1 um）级精密加工；三是用于超精密电子器件的毫微米（0.001 um）级精度加工。目前，超精密加工已进入纳米（0.1100 um）级精度阶段。这将使模具的技术含量不断提高，使中、高档模具比例将不断增大。未来，模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展。塑性成形技术与科学发展的总趋势是交叉综合化、数字智能化、清洁高效化和柔性集成化。在我国经济快速发展和新技术的应用与引导下，模具在国民经济中作用愈来愈大，一定程度上将决定了我国机械制造业的市场竞争.1.3 本课题研究的意义及内容塑料行业从起步到现在有很大的发展，水平有了较大的提高，塑料作为高分子化学和材料科学发展的重要成果，早已成为人类不可缺少的重要生产资料。塑料制品、制件在工业生产和日常生活中得到了愈来愈广泛的应用,并且模具使工业及日常生活中的用品得到了广泛的扩大，同时也取得了显著成效。因此大力推行模具业具有重大的意义，且掌握塑料注射模的设计是很有必要的。内容：本设计要求完成CPU风扇支架注塑模具的CAD结构设计，并通过MASTERCAM等软件完成模具型芯的加工模拟并获得加工程序。通过本次设计使学生掌握塑料模具设计、机械加工、常用软件的使用方法。第二章 注塑模具简介2.1注塑成型过程简介注塑成型过程分为加料，塑化，计量，注塑充模，保压，冷却定型及脱模等几个主要步骤。其中，塑化，注塑充模及冷却定型是决定成型周期及成型品质量的三个重要过程，分述如下：a.塑化是指塑料在料筒内经加热达到流动状态，并具有良好可塑性的全过程。b.注塑充模是指在螺杆或柱塞的挤压作用下，将已塑化均匀的塑料熔体经喷嘴，流道及浇口注入闭合模腔中的过程。c.冷却定型过程是指从模腔完全充满开始到取出制品前的这一阶段，按照模腔压力的变化特点，冷却定型过程又可分为保压补料，倒流和浇口冻结后的冷却三个阶段。2.2模具分类目前，模具可分为:a.单分型面注射模。模具上只有一个将动，定模分开的主分型面，成型零件分设在动定模两部分上，闭合后构成封闭的型腔。单分型面模具又称二板模，约占全部注塑模的70%以上。单分型面模具结构简单，操作方便，但有其局限性-除采用直接浇口外，型腔的浇口位置只能选在制品的侧面。b.双分型面注射模。双分型面注射模 除主分型面外，还增加了一个与主分型面平行的分型面，故又称三板模。这种模具在采用点浇口成型或当需要在定模部分抽芯时才采用。双分型面模具可在塑料制品的中心设点浇口，可以提高成型质量，但制造成本较高，结构复杂，开模行程也较大。c.侧向分型或抽芯的注塑模。对于带有侧孔或侧凹的塑件，不能直接从模具内顶出，必须先将成型侧孔或侧凹的模具零件从塑件上的侧向分开，为此模具必须增加抽芯机构或侧向分型机构。d.带活动镶块的注塑模。有些塑料件，为简化模具设计和成形方便，常常在模具中设置活动镶块，这些活动镶块成形塑件的某一部分。e.模具内机动脱模纹注塑模。对于生产批量大的螺纹塑件，采用活动螺纹成型镶块在机外卸下的方法效率低，应使用模具内带传动机构的模具，使螺纹型芯或型环自动从塑件上旋下。f.无流道凝料的注射模。无流道凝料模具在模具正常工作中，模具通过加热或绝热的办法，保持从塑机喷嘴到浇口之间塑料熔体保持熔融状态，这样每次注射成形后流道内均没有凝料，只需脱出制品即可。2.3注塑模典型结构注塑模的典型结构包括：a.成型零部件。是直接成型塑料件的零件，有型腔和型芯，分别成型塑料件的外形和内形，型腔和型芯可能设置在定模，也可能设置在动模，或定，动模各有一部分。动，定模闭合后组成封闭的腔体用于成型塑料件。由于塑料件特殊形状的需要，型腔和型芯上可能镶有各种镶块，小型芯等。b.浇注系统。是注塑机喷嘴通向模具型腔的通道，一般情况下包括主流道，分流道，浇口和冷料穴四个部分，视模具的具体结构，可能没有分流道。除主流道单独开设在一个专用零件上（主流道衬套）外，分流道，浇口，冷料穴都开设在含有型腔的相应模具零件上。c.导向系统。动、定模闭合时，由导柱起导向对准作用。导柱可安装在动模，也可安装在定模。安装在模具另一侧的导套的作用是与导柱配合承受磨损作用，磨损后若影响到导向精度，容易更换。导向精度要求高的模具可采用锥面导向。此外，要求比较高的模具顶出机构上也带有导柱，保证顶出元件顶出运动的准确性。d.推出脱模机构。塑件在型腔中冷却凝固后，会收缩包紧在型芯上，或黏附在型腔内,必须借助模具内的顶出机构推动其脱出模外。脱模机构一般都设置在动模一侧，是在模具打开时动模后退至一定距离后，由注塑机顶出元件推动模具的顶出机构脱出塑件。e.侧向分型和抽芯机构。对于带有侧孔侧凹塑料件的成型，模具内设有抽出侧型芯或侧向分型的机构。侧向分型和抽芯机构也是依靠模具打开时的开模运动进行工作的，称之为机动抽芯。应用最广泛的有斜导柱，斜滑块等机构。此外，对于大距离抽芯，亦可采用液压抽芯，但注塑机上必须带有抽芯液压油缸。f.加热和冷却系统。不同塑料成型时对模具温度要求相差甚大，大批量成型的通用塑料件和对模具温度要求不高的工程塑料塑件，一般都采用模具冷却系统来缩短成型周期，提高生产率。冷却系统是开设在模具相应零件上的冷却流动槽道，可按塑件形状和温度分布合理布置。g.排气系统。在塑料熔体注射充模的过程中，必须使型腔内原有的空气迅速地排出腔外，否则不能使型腔完全充满或会因空气的快速压缩升温而使塑件边角处烧黑，故在熔体最后充满处都开设有排气槽，排气槽的准确位置可在试模后确定。但在许多情况下，分型面，退出元件（推杆，推管）的配合间隙足以起到排气作用，无须再专门开排气槽。h.其他结构零件。注塑模除上述七个部分外，其余零件还有：模具安装固定用的动，定模固定板，使模具由分散的零件连接成为一整体的螺钉，销钉（定位用），形成动模固定板与动模成型部分之间顶出空间的支承块，固定型芯用的固定板等。第三章 塑件的工艺分析3.1塑件概况此塑件为CPU风扇支架，零件如图3-1所示：图3-1风扇支架零件图精度：由于该零件仅起一个固定CPU风扇叶片的作用。因此，配合部分选用5级精度，其余地方选择5级精度。零件尺寸：零件的尺寸、偏差见零件图。形状：塑件外形为方型，中间为圆孔，四周各有一个孔,中间有3根支撑杆。3.2塑件材料介绍材料：根据塑件功能塑件材料选为ABS。a.基本特性 ABS无毒、无味、呈微黄色，成形的塑件有较好的光泽。密度为1.02 g/cm1.05g/cm。ABS有较好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。优良好的机械强度、硬度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性及电器性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成形加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93左右。耐气候性差，在紫外线的作用下易变硬发脆。b.主要用途 ABS在机械工业上用来制造齿轮、轴承、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘等。汽车工业用ABS制造汽车挡泥板、扶手、加热器等。ABS还可以制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收音机壳体、食品包装器材及家具等。c.成型特点 ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑件上的脱模斜度以稍大，ABS以吸水，成型加工前应尽干燥处理；易产生融接痕，涉及模具时应尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在50 oC 60 oC,要求塑件光泽和耐热时，应控制在60 oC80oC。3.3 选择注射机及注射机的校核3.3.1选择注射机注射机在注射成型过程中，起到对塑料塑化、对熔融物料施加注射压力的作用，并为模具的开闭、推出塑件提供动力。模具设计时，要根据塑件的质量、几何尺寸及模具结构选定注塑机。塑件的质量为36.1克，从注塑模和锁模力的角度考虑，90克注塑机就能满足要求，但从模具厚度和开模行程等方面考虑，90克的注塑机满足不了要求，故选用G-54-S200型注射机。其参数如表3-1。名称单位技术参数和规范公称注射量cm3200螺杆（柱塞）直径mm55注射压力kg/cm21000注射行程mm160注射时间s螺杆转数r/min16,28,48注射方式螺杆式合模力t254最大成型面积cm2645模板最大行程mm260模具最大厚度mm406模具最小厚度mm165表3-13.3.2注塑机的校核 选用注射机时主要对其工艺参数（如注射量、注射压力、锁模力等）和安装参数（如开模行程、喷嘴尺寸等）进行校核。a.注射量校核 注射量是指 螺杆（柱塞）一次注射塑料熔体的最大质量（g）或注射的最大容积（cm3）。注射量是表征注射机生产能力的一个技术参数。注射量不足时，必然导致型腔难以充满、塑件残缺；注射量过大，又易造成溢料飞边。选用注射机时，一般塑件的注射量不超过注塑机最大注射量的80，即 式中 M 一次注射所需塑料的总质量；N 模腔个数Mi 单个塑件质量Mj 浇注系统质量Mmax注射机的最大注射量本设计中 M=2×31.6+20<200b.锁模力校核 高压塑料熔体进入模内以后对模具型腔内外壁产生压力，即模腔压力，使模具沿着分型面有张开趋势。锁模力必须足够大以克服这种趋势，才能避免成型时产生的飞边。锁模力和注射量一起可以确定注塑机的型号。一般注射机的锁模力F可以按下式校核：T > K×F×q/1000式中 T注射机额定锁模力（吨）； k安全系数，通常取1.11.2； q熔融塑料在摸腔内的压力（/ mm2）； F塑件在分型面上的投影面积（mm2）；本设计中F=1.2×300×8.0×8.0/1000=23.04254c.注射压力校核 注射压力是为了克服熔体流经喷嘴、浇道、型腔时的流动阻力，注射机的螺杆（柱塞）对熔体施加的压力。所需注射压力的大小与模具结构、塑件形状、塑料的性能、塑化温度及模具温度有关。注射机最大注射压力必须大于注射成型所需的压力。d.开模距离与推出机构校核 开模距离指开模过程中，注射机动模固定板的移动距离。注射机的开模距离限制了模具所能成型的塑件高度，开模距离过短则无法保证塑件顺利脱模；模具的开模距离还与塑件所需的推出距离、浇道和浇口凝料的取出距离等因素有关，取出塑件所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程。e.其它参数校核 模具装配到注塑机上还有一些安装尺寸需要相互匹配。模具外形尺寸应小于注射机拉杆距离，否则模具无法安装到注射机上。浇口套球面半径R与孔径D应略大于注射机的喷嘴相应尺寸r和d,满足关系式：R=r+(12)mmD=d+(0.51)mm注射机的模板布置许多具有一定间距的螺孔，用螺钉固定模具时，模具动、定模的螺钉过孔尺寸和间距必须与注射机螺孔相匹配。模具上的水嘴、油嘴规格尺寸应与注射机上的水管、油管相一致。经验证，该注塑机的各参数均符合要求。 第四章 成型零部件设计4.1成型零部件分类及结构模具零件按其作用可分为成形零件和结构零件。成形零件如凸模（型芯），凹模（型腔镶块）。成形杆，螺纹成形杆及型环等。结构零件如导柱与导套，斜导柱，滑块及锁紧零件，浇口套，定位环，顶杆，复位杆，推管，脱件板，等等。成行零件在工作时是直接与塑件接触，并成形塑件的，其形状复杂，精度与光洁度要求较高。因此，在选择结构时要既考虑保证成形塑件，又要便于加工制造。由于成型零件的质量直接影响到数件的质量，且与高温高压的塑料熔体接触，所以必须具备以下条件：（1） 具有足够的强度和刚度，以承受塑料熔体的高温高压。（2） 具有足够的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨损。（3） 具有良好的抛光性能和耐腐蚀性。（4） 零件的加工性能好，可淬性好，热处理变形小。型腔结构形式 a.整体式结构，适用于形状简单加工容易的型腔。 b.整体嵌入式，可节约模具材料，降低成本。 c.局部苒镶式，用于局部加工较难时的情况。 d.四壁合拼式，用于尺寸较大，易热处理变形的模具。型芯设计a.整体式型芯 形状简单时，型芯与模板做成一体b.嵌入式型芯 主要用于圆形，方形等形状比较简单的型芯。通常采用两种方法：型芯带有凸肩，型芯嵌入固定板的同时，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再垫上垫板，并用螺钉将垫板与固定板连接。另一种嵌入方法是固定板上加工出盲沉孔，型芯嵌入盲孔后用螺钉直接与固定板连接。c.异形型芯结构式本设计采用嵌入式的第二种方法，即在固定板上加工出盲沉孔，型芯嵌入盲孔后用螺钉直接与固定板连接。型芯与动，定模板采用过渡配合，配合选用H7/K6。型芯如图4-1,4-2所示：图4-1上模板图4-2下模板 4.2 成型尺寸计算成形收缩率指室温时塑件与模具型强两尺寸的相对差。（4-1）式中 S塑料成型收缩率 D模具成型零件的理想尺寸M塑件制品的理想尺寸查得塑件ABS的收缩率为0.4%0.6%，则可取平均SCP为0.5%，则塑件的尺寸和精度主要取决于成型零件的尺寸和精度，因而成型尺寸的计算和精度就变的非常重要,由于制品尺寸不大，在计算型芯和型腔径向尺寸时，修正系数X取3/4，在计算高度和深度尺寸时，X取2/3，将型芯和型腔各处工作尺寸的制造公差按制品公差的1/3取值。型腔径向尺寸： （4-2）式中 SCP所采用的塑料平均成型收缩率Dm型腔径向尺寸；X修正系数d制品尺寸制造公差塑件公差型腔高度： （4-3）型芯径向尺寸： （4-4）型芯高度（4-5）4.3 模具强度校核a.长方形型腔壁厚计算：整体型腔结构的型腔壁厚h可按下式计算： （4-6）式中 P型腔压力，一般取250450（/2）；a型腔深度();E弹性模数,钢取2.1×106 (/2);允许变形量() ;c常数，由L/a比值而定。图4-3型腔厚度示意图由于本设计的型腔主要由哈呋模形成，因此，型腔厚度实质上是哈呋模厚度。L/a=290/45=6.44 该值不在塑料模设计手册的尺寸范围内，说明所设计的零件完全满足厚度需要。b动模板厚度计算动模板受到成型压力非常大，由于受到成型压力而发生变形，若此变形过大，就会导致塑件的壁厚发生变化，还会发生溢料现象，因而必须将其最大变形量限制在规定的范围内，对动模板的厚度要进行计算来确定。如图4-4图4-4动模板厚度示意图动模板的厚度为： （4-7）式中 h垫板厚度（）； q成型压力（）,q=50MPa； b受成型压力的宽度（）,b=160； L垫块间的距离（）,l=150； B模具的宽度（）,B=470； E弹性系数，钢材：2.1×106（/2）；垫板容许变形量， =0.1带入数据得 h = 5.8mm本设计由于结构特殊，动模板厚度最终采用900mm，完全合乎设计要求。第五章 设计方案的拟定5.1 分型面选取模具上用以取出塑料制品和浇注系统凝料的可分离的接触表面，称为分型面，也可称为合模面。5.1.1 分型面分类及选取原则a.分型面概括起来可分为四种基本类型：(1)塑料制品全部在动模内成型；(2)塑料制品全部在定模内成型；(3)塑料制品在动，定模内同时成型；(4)塑料制品在瓣合模内成型；b.选取模具分型面时，通常应考虑下列基本原则：(1)分型面最好开设在制品截面轮廓最大的部分，以便于使制品顺利脱模(2)分型面应选择在不影响塑件外观质量的部位。(3)便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边(4)注塑机的推出机构在动模一侧，故分型面应尽量选在能使制品留在动模一侧的地方，(5)分型面不应影响塑件的尺寸精度，精度要求高的塑件部分，若被分型面所分割会由于合模不准确而造成尺寸上的误差。(6)一般侧向分型抽芯机构的抽拔距离都较小，选择分型面时应将抽芯或分型距离长的一边放在动定模的开模方向上，短的一边作侧抽芯。(7)分型面应尽量简单，避免采用复杂形状。(8)当分型面作为主要派气面时，应将分型面设计在料的末端，以利于排气。5.1.2设计方案由于该零件四周均有凹槽，不可能从上下直接分型，因此有两种方案：a.零件凹槽处设计四个滑块，利用斜导柱抽芯，缺点是滑块太多，不利于抽芯，并且模具结构复杂。b.把零件倾斜45o,设计两个大滑块，缺点是滑块大，需要设计4个斜导柱。由于方案1的模具图过于复杂，因此选择方案2,如图5-1。设计两个滑块，下图中（1）部成型零件的外表面，作为型腔，并且侧向分形。由于零件上，下两个面大，中间较小，分型只能从中间分，所以用两个大型芯2和3来成型塑件内表面，上下分型。图5-1模具设计示意图5.2 浇注系统设计5.2.1浇注系统的作用浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道。因此它应该保证熔体迅速顺利有序的充满型腔各处，获得外观清晰，内在质量优良的塑料件。5.2.2对浇注系统设计的具体要求a.模腔的填充迅速有序，并可同时充满各个型腔；b.热量和压力损失较小，尽可能消耗较少的塑料；c.能够使型腔顺利排气；d.将主流道凝料容易与塑料制品分离或切除，浇口痕迹对塑料件外观影响很小；e.冷料不能进入模具型腔；5.2.3浇注系统的设计a.主流道 主流道是指连接注塑机喷嘴与分流道的一段料道，是模具进料的入口，将塑料熔体从注塑机喷嘴引入到模具中。本设计主流道开设在浇口套上。因为主流道的表面粗糙度和硬度要求一般都比定模板高，可以选用较好钢材，损坏后也容易更换。一般用T8A或T10A制作淬火硬度为5055HRC。如图5-2：图5-2浇口套剖面图由于注射机喷嘴球径为20，设计浇口套的凹球面半径为21，其余尺寸根据塑料模设计手册绘制。b.分流道 分流道是指主流道与模具型腔浇口之间的一段流道，用于一模多腔和一腔多浇口的情况，将从主流道流来的熔体分配到各个型腔或同一型腔的各处，起着对熔体的分流和转向作用。单型腔模具采用单浇口时，常常没有分流道，这时的浇口称之为直接浇口。表5-1由上述分析可知，截面为圆形和正方形的分流道效率最大，应用效果应是最好。但圆形和正方形分流道工艺性都较差。圆形分流道要求开设在分型面两侧，对称分布加工难度大。正方形分流道脱出分流道凝料的阻力大，若取斜度，实际上就变为梯形分流道。从实用观点看，梯形分流道和U形分流道是最佳选择。综上所述，本设计分流道设计成U形。分流道截面尺寸设计6。长度依靠模具型腔的总体布置方案和浇口位置设计，不过从减少输送熔体时压力损失和热量损失的要求出发，应力求缩短长度。c.浇口 浇口是由分流道通向型腔的一小段流道，是进入型腔的门户，是浇注系统中长度最短的一段，但却是最重要的部分。浇注系统设计的好坏很大程度上取决与浇口的设计。通过对以下几个方面考虑，最终选择点浇口。1）塑料品种；2）塑料件尺寸形状；3）塑料件质量要求；4）生产要求；点浇口的优点：1）对浇口的位置限制较小，可以比较自由地选择进料部位。2）有利于薄壁，长流程和表面带精细花纹图案的塑料件的成形，花纹图案可以成型的很清晰，因为熔体通过浇口时产生大量摩擦热，使熔体温度升高，黏度降低，流速增大，并增大了其流动长度。3）降低塑料件内的残余应力，特别是浇口附近。4）容易从塑料件上自行截开，易实现脱模时塑料件的自动坠落，从塑料件上分离并休整后，几乎看不出浇口痕迹。5）冻结快，可缩短成型周期。6）多型腔模具中，容易实现各型腔均衡进料。d.冷料穴 .一般位于主流道末端的动模一侧，熔体流程较长的各级分流道多腔模具，其各级分流道末端都应设置冷料穴。冷料穴的作用是捕集熔体流动的前锋冷料，避免冷料进入模腔，对塑料件造成不利影响。本设计采用嵌入式的第二种方法，即在固定板上加工出盲沉孔，型芯嵌入盲孔后用螺钉直接与固定板连接。型芯与动，定模板采用过渡配合，配合选用H7/K6。5.3 侧向分型与抽心机