带球头的镜座注塑模设计-学士学位论文.doc

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1、编号： 课程设计(论文)说明书题 目： 带球头的镜座注塑模设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 曾庆串 学 号： 1001120531 指导教师： 宋 长 发 职 称： 副教授 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2013年12月30日 桂林电子科技大学课程设计（论文）报告用纸 第 34 页 共 38 页 摘 要塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年业，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。本论文详细的论述了带球头的镜座塑料注射模设计及其工艺分析。首先对带球头的镜座塑料制件结构

2、和成型工艺进行充分的分析，了解其整个成型过程，为模具设计提供参考数据，保证模具结构设计的合理性。0首先对电视机后罩塑料制件结构和成型工艺进行充分的分析，了解其整个成型过程，为模具设计提供参考数据，保证模具结构设计的合理性。接着确定型腔的数量和分型面，针对本塑件设计成型零件的型腔和型芯，确定合理的浇注系统和排溢系统,根据型腔的形状设计模具的温度调节系统，然后设计模具的合模导向机构和推出机构，依照塑件的尺寸选取模架，对模具中主要零件的制造进行工艺分析。最后完成整个模具的设计。设计中对注射模结构设计的进行了工艺分析，并进行相关的计算，设计出模具的最佳方案、总体结构设计、主要零件结构设计及相关参数的校

3、核。设计中参考了以往注射模具的设计经验，选用哈夫分型斜导杆脱摸方式，结合制件性能，简化设计机构，并且运用AutoCAD、Solidworks等软件进行二维和三维绘图，缩短了生产周期，获得良好的经济性能。关键词：带球头的镜座；哈夫分型；斜推杆.34AbstractThe plastic molds development is develops along with the plastics industry development. In recent years, the people were getting higher and higher request to lightweight

4、 of each kind of equipment and the thing, this has provided a broader market for the plastic products. This paper discuss the design of Mirror seat with ball head plastic injection mold and its process analysis in detail. Firstly, fully analyze the shape of the process to the Mirror seat with ball h

5、ead plastic and work piece structure, known its wholly molding process, provides the reference data for the mold design, ensure the mold structural design rationally. Then determine cavity quantity and marking mould surface, through these model piece design mould cavity and the core, determined reas

6、onable pouring system and the platoon overflows system, according to the cavity shape design the mold temperature control system，and then design matched molds guide structure and ejecting structure of the mould，according to the size of this paper select mould framework ,the manufacture proceed techn

7、ical analysis of the mould match tool of the major parts. Finally, completes the entire mold design. In the design determined back shell of television plastic injection mode structure constructive proceed process analysis and have corresponding calculation, worker out the optimization plan、the overa

8、ll structure design, the major parts structure design and the corresponding parameter check. This paper references anciently experience of injection mould , used Haff Minute profile and lead the pole to take off the way of touching obliquly and combines characteristic of produce to project organizat

9、ion simplify the project organization. In order to shorten production cycle and obtain favorable efficiency, the two-dimension and three-dimension drawings were finished by AutoCAD and Solidworks.Key word：Mirror seat with ball head ；Haff Minute profile；Slanting throwout lever.目 录引言11 总体设计方案21.1 内容及要

10、求21.2 总体方案设计22 塑料制品成型工艺33 塑料制件的结构工艺性53.1 塑件的结构分析53.2 计算塑件的体积和重量74 模具设计74.1 注射机的选择74.1.1注射机型号的确定74.1.2型腔数量的确定和校核84.1.3注射量校核94.1.4注射压力的校核94.1.5锁模力校核104.1.6开模行程的校核104.2 分型面的设计114.3 浇注系统设计124.4 排溢系统的设计134.5 成型零件的设计144.5.1成型零件的结构设计144.5.2成型零件工作尺寸的计算154.5.3模具型腔侧壁和底板厚度的计算194.5.4模具设计的有关校核204.6 合模导向机构设计214.6

11、.1导向机构的作用224.6.2导柱导向机构224.7 推出机构设计234.7.1推出机构的设计234.7.2顶出行程、抽心距、开模行程计算244.7.3脱模力的计算254.8 温度调节系统254.8.1模具温度调节的重要性264.8.2冷却系统的设计原则265 模架设计276 模具工作过程分析297 结论29谢 辞31参考文献32附录：33引言塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年业，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高

12、位运行，发展迅速，塑料模具也快速发展。通过对设计课题“带球头的镜座”的研究和讨论，分析其工艺特点，介绍其注射模结构及模具的工作过程。分析和阐述模具型芯零件的选材、热处理工艺，塑件的尺寸公差和精度的选择，塑件的体积和质量的计算方法。模具结构的设计是对我们所学知识的一项综合性的训练，在设计的过程中不断发现问题解决问题，从而提高自身的设计能力以及模具开发能力。本次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般设计过程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件

13、工作图的绘制等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次课程设计，使我更加了解模具设计的意义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。课程设计是在修完理论课程之后，在结课之前一次综合性设计。本次设计的课题是带球头的镜座的注射模设计,是对以前所学专业知识的一个总结。1 总体设计方案1.1 内容及要求 塑料模具设计与制造技术的发展与塑料工业的发展息息相关。由于塑件的制造

14、是一项综合性技术，围绕塑件成型生产将用到有关成型物料、成型设备、成型工艺、成型模具及模具制造等方面的知识。本课程设计内容,即是围绕带球头的镜座的注射模设计展开的，利用SolidWorks软件进行制图，完成对镜座注射模具的总体设计；并用相应的软件演示设计的结果。整个课程设计的内容包括课题的调研，资料的收集与消化；了解注射模具的特性及结构特点；熟悉所设计模具的工作原理；熟悉Solidworks软件的使用。 设计要求与数据如下：(1)了解和掌握一定的模具标准化知识，在设计过程中了解模具的制造工艺。(2)对所设计模具的关键部位进行强度校核；(3)按零件图完成模具设计并绘制正规的零件模具总装图；1.2

15、总体方案设计 图1.1零件图针对本设计，首先应对塑料制品图分析和消化，明确设计的内容和要求；其次对塑件的成型工艺进行分析，并考虑其可能性和经济性等因素，确定塑件的成型工艺；分析塑料制件的结构工艺性，只有塑件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构，并为后面的模具设计提供参考数据；然后进行模具设计：选择注射机，确定型腔数量及排列方式，选择分型面，分别对浇注系统、排溢系统、成型零件、合模导向机构、推出机构和温度调节系统进行设计；最后绘制模具结构总装图和零件工作图；最终完成此塑件模具的设计。2 塑料制品成型工艺为使注射过程能顺利进行并保证塑料制件的质量，在成型前应进行一些必要的准备工作。包括原

16、料外观（如色泽、颗粒大小及均匀性等）的检验和工艺性能（融熔指数、流动性、热性能及收缩率）的测定；原料的染色及对粉料的造粒；易吸湿的塑料容易产生斑纹、气泡和降解等缺陷，应进行充分的预热和干燥，生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时的料筒清洗；带有嵌件塑料制件的嵌件预热及对脱模困难的塑料制件的脱模剂选用等。对于此制品，可以使用的以下材料为ABS、PPS、PES中的任意一种，所以对这三种材料分别进行分析，然后选取一种作为镜座的材料。(1)ABS：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，它是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种成分的各自特性，使它具有良好的综合力学性能。丙烯腈使AB

17、S有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分酸类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。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

18、为70左右，热变形温度约为93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理，易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小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5060，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080。(2)PPS：聚苯疏醚，其分子主链上带有苯硫基的热塑性工程塑料。分子量1000050000。是一类具有支链，无结晶熔点，高粘度聚合物。交联前是一种线性结构，呈热塑性，交联后，呈热固性，若予以充分加热却还能软化到一定程度，因此

19、并非真正热固性塑料。聚苯硫醚是以苯环和硫原子交替排列构成的线型高分子化合物。具有优良的耐热性、耐介质性，以及与其它无机填料的良好亲和性。聚苯硫醚无论在长期负荷下还是在热负荷下，都具有较好的耐蠕变性，有极好的刚性和强度，但随温度升高而下降，通过添加玻璃纤维增强，共刚性将会进一步提高。聚苯硫醚有极好的粘合性能，它对玻璃、陶瓷、钢材、铝、银等制品都有很高的粘合力，它和玻璃粘结，很难从玻璃上除去。聚苯硫醚具有优异的耐热性能，热变形温度超过260，在热塑性工程塑料中，是耐热性最优秀的品种之一，即使在热固性塑料中也是不多见的。聚苯硫醚的电绝缘性能极佳，即使在高温、高湿下也显示出优异的电性能，无论改性与否，

20、聚苯硫醚的电性能随温度和湿度变化都比较小，并且在很宽的温度和频率范围都有稳定的介电性能，甚至在水中浸渍11个月后及在120150的温度下仍然稳定，所以在电气材料中聚苯硫醚是有可能取代热固性塑料的一种热塑性塑料。聚苯硫醚耐化学性能接近聚四氟乙烯，对紫外线及其它射线也相当稳定。耐无机酸、碱、芳香及脂肪烃、酮、醇、氯化烃等。它不溶于低于175的任何溶剂，最佳溶剂是氯化联苯，其它高达250的芳醚、酮、取代烃也能构成聚合物的稀溶液。聚苯硫醚耐沸腾状的HCl及NaOH，强氯化剂能与聚苯硫醚发生局限于表面的反应，生成亚砜和砜。聚苯硫醚的注射成型，可以用一般热塑性塑料所采用的注射成型机，多采用往复式螺杆注射机

21、，成型温度343，注射压力150MPa，模具温度130。注射成型机的喷嘴结构，以带有防止流料锁模装置的针形浇口为宜。模具应留有排气孔，否则，物料和模具湿度较高，会造成模具充模不良。(3)PES：聚醚砜，它呈微灰褐色，是一种综合了高热变形温度、高冲击强度、加工方便等性能的工程塑料，它的特点是耐冲击强度特别好，且不随制品厚度而变化。热变形温度在1.85MPa压力下达149，虽然次于聚砜（174），但比后者有更好的热加工性能：它即有较高的热变形温度，又有比聚碳酸酯等更低的表观粘度（260下熔流指数达53cm，而一般聚矾为15cm，聚碳酸酯23cm，改性PPO38cm）。耐蠕变性良好。除氯代烃、钢类、

22、酯类外耐一般有机溶剂。聚醚砜比重1.14，熔融流动性能好，粘度随切变速度之增加而迅速降低，因此加工性能好,成型周期短，制品内应力小。可用于人造卫星和飞机的电池瓶、食品分装设备零件、机器壳体、安全帽、按插头、汽车零件、镀金属零件等。虽然这3种塑料有各自不同的特点，并且在不同的领域里发挥着重要作用，但是这3种塑料在这个塑件中有一个共同点，就是它们都是热塑性塑料。因此在进行注射分析和选择注射机时，可以把重点放在热塑性方面。经查看“各种塑料的注射工艺参数”表，得出3种塑料的工艺参数如下表所示：表2.1 三种塑料的特性ABS聚苯疏醚聚醚砜注射机类型螺杆式螺杆式螺杆式螺杆转速306020302030喷嘴形

23、式直通式直通式直通式温度（）180190280300240270料筒温度（）前段200210300310260290中段210230320340280310后段180200260280260290模具温度（）507012015090120注射压力（MPa）8011080130100140保压力（MPa）507040505070注射时间（s）350505保压时间（s）153010301540冷却时间（s）153020501530成型周期（s）407040904080根据以上数据分析：ABS材料的模具温度范围和注射压力是最小的，这在满足要求的情况下可以节省能源，冷却时间和保压时间成型周期较短，这对

24、大批量生产有利，提高生产率，而且ABS的特点有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽，ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，经过调色可配成任何颜色。以上表明带球头的镜座应该选取 ABS材料，较为合适。3 塑料制件的结构工艺性 图3.1 带球头的镜座零件图3.1 塑件的结构分析要想获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性。塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，只有型件设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构，以防止成型时产生气泡、缩孔、凹陷及开裂等缺陷，达到提高生产率和降低成本的目的。(1)尺寸

25、及其精度。影响塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具的结构形状等。因此，塑件的尺寸精度往往不高，在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。在对本塑件设计过程中，塑件材料已经选好，而且客户对其外观要求较低，所以选择精度等级5，这可以降低模具的制造成本。(2)表面粗糙度。塑件的外观要求越高，表面粗糙度越低。除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点末保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制件的表面粗糙度一般为之间。模具表面粗糙度要比塑件的要求低l2级。模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表面

26、粗糙度不断加大，所以应随时给以抛光复原。 对于本塑件，在尽量避免上述缺陷的发生下，根据其外观要求，带球头镜座的内侧不是面向客户的面，所以其表面粗糙度尽量选最高的，根据经验选择其表面粗糙度为1.6，镜座的外侧直接面向客户所以其表面粗糙度要比内侧要高，选取表面粗糙度为0.8。(3)形状。塑件形状复杂，但在设计时避免了出现侧向凹凸，其结构是可以应该尽量避免上述缺陷的发生拔模抽出所以模具不用侧向抽芯结构，所以降低模具制造的难度。如下图 图3.2 零件剖面图(4)斜度。塑件冷却时的收缩会使它包紧住模具型芯成型腔中的凸起部分，为了便于从塑件中从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，必须使塑件内外表面沿脱模方

27、向留有足够的斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30130。对本塑料进行查表得到它的脱模斜度为：ABS是3040，同时考虑到塑件本身存在一个通孔，因此在脱模时，型腔与型芯的脱模斜度都取50。(5)壁厚。塑料制件的壁厚对塑件质量有很大影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型复杂塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足以下几方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能经受推出机构的推出力而不变形；能承受装配时的紧固力。热塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚能达到0.25mm，但一般不宜小于0.60.9mm，常用36mm。在本塑件中，塑件的壁厚统一选取为3.5mm，在热塑性塑料成型的

28、最小壁厚范围内，符合壁厚要求。(6)圆角。塑料制件除了使用上要求采用尖角之外，其余所有转角处均已经采用圆角过渡，因为带有尖角的塑料，往往会在尖角处产生应力集中，在受力或受冲击振动时会发生破裂，甚至在脱模过程由于成型内应力而开裂，特别是塑件的内角处，理想的内圆角半径应为壁厚的1/3以上。在此塑件中，通过参见零件图可以看出，在零件凸缘部分的所有转角处都有明显的圆角；塑件上转角处采用圆弧过渡，不仅避免了应力集中，提高了强度，而且还使塑件变得美观，有利于塑料充模时的流动。此外，有了圆角，模具在淬火或使用时不致因应力集中而开裂。3.2 计算塑件的体积和重量计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。

29、(1)计算塑件的体积：V = 23045.97 立方毫米 （其直接由SolidWorks软件对零件图计算得出，比起手动计算要精确）(2)计算塑件的重量：塑件的重量为W=24.66克（其直接由SolidWorks软件对零件图计算得出，比起手动计算要精确）(3)计算单个塑件表面积A1 = 17053.10 毫米2 =1.71平方厘米，（其直接由SolidWorks软件对零件图计算得出）4 模具设计塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件。由于塑料注射成型模具对塑料的适应性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高（与塑料的其他成型方法相比），所以注射成型模具日益引起

30、人们的重视。作为成型塑料制件的重要工艺装备之一，其结构的合理性，将直接影响塑件的成型质量、生产效率、劳动强度、模具寿命及成本等。4.1 注射机的选择4.1.1注射机型号的确定注射机的选用，包括两方面的内容：一是要确定注射机的型号，使塑料、塑件、注射模、注射工艺等所要求的注射机的规格参数点在所选的注射机的规格参数的可调范围之内，既要满足所需的参数在额定的范围之内。二是调整注射机的技术参数至所需的参数点。注射机规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。在选择注射机时，主要考虑其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积（注射机拉杆内间距）、容模量、顶出形式及顶出长度。根据零件体积约为这一数据，

31、参考“部分国产注射机技术规格”表，选用型号为SZ-30的注射机为制造这一零件的注射机。其基本的技术参数及部分国产注射机参数如下表：注射机型号SYS-30XS-Z-30SZ-30SZ-160单位理论注射量333034125螺杆直径mm282635注射压力MP150116.6170157注射行程mm130130130130螺杆转速r/min831016010220最大开模行程mm180160220260拉杆有效距离mm190X300235300330310模具最大厚度mm200180110320模具最小厚度mm756080170锁模力kN500250320800喷嘴球半径mmR12R12R15R1

32、5喷嘴孔径mm3222合模方式机械液压-机械双曲轴双曲轴表4.1部分国产注射机技术规格4.1.2型腔数量的确定和校核在此设计实践中，已经确定注射机的型号，再根据所选用的注射机的技术规范及塑件的技术经济要求，计算能够选取的型腔的数目。分以下几点考虑：(1)塑料制件的批量和交货周期。因为塑件要求大批量生产，因此使用多型腔模具生产，这样可提供独特的优越条件，提高生产效率。(2)质量控制要求。塑料制件的质量控制要求是指其尺寸、精度、性能及表面粗糙度要求等。每增加一个型腔，由于型腔的制造误差和成型工艺误差的影响，塑件的尺才精度要降低约48。(3)成型的塑料品种与塑件的形状及尺寸。塑件的材料、形状尺寸与浇

33、口的位置和形式有关，同时也对分型面和脱模的位置有影响，因此确定型腔数目时应考虑这方面的因素。型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因素影响。对于本塑件，采用注射机的最大注射量确定型腔数量： （4-1）式中 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； 注射机允许的最大注射量； 单个塑件的质量或体积； 浇注系统所需塑料质量或体积。在SolidWorks下，经过估算求出单个塑件的体积约为；且估算出浇注系统所需塑料体积约为，查表得注射机允许的最大注射量为，分别代入式（4-1）得： 1因此，所得型腔数量为1个4.1.3注射量校核模具型腔能否充满与注

34、射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的80，由此有： （4-2）式中 注射机允许的最大注射量； 其他符号意义同前。经过对零件图的分析，以及在SolidWorks下分析，且型腔数量为1个，经查表得注射机允许的最大注射量为，把数据代入式（4-2）得： 因此，所选注射机的注射量符合要求。4.1.4注射压力的校核 注射压力的校核是核定注射机的最大注射压力能否满足该塑件成型的需要，塑件成型所需要的压力是由注射机类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。

35、 （4-3）式中 注射机的最大注射压力； 塑件成型所需的实际注射压力；经过对塑件材料查表得，所需注射压力最大为，而所选用的注射机的额定注射压力为，即： 因此，注射机的注射压力符合要求。4.1.5锁模力校核 塑料熔体在注射压力下充入模腔，经过注射机喷嘴和模具浇注系统虽有压力损失，进入型腔时仍具有较高的压力，模腔沿分型面处会产生很大的使模具张开的力。注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： （4-4）式中 塑料熔体对型腔的成型压力其

36、大小一般是注射压力的80； 注射机的额定锁模力； 塑料制品在分型面上的投影面积； 浇注系统及飞边在分型面上的投影面积。其他符号意义同前。经过对塑件材料查表得，所需注射压力最大为，注射机的额定锁模力，分别将数据代入式（4-4）得： 因此，塑件的锁模力符合要求。 4.1.6开模行程的校核开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度太小则不能成型高度较大的塑件，因为成型后，塑件无法从动、定模之间取出。设计模具时必须校核所选注塑机的开模行程，以便其与模具的开模距离相适应。以下是对这一问题的讨论。注射机最大开模行程与模厚无关时，其开模距离均由连杆机构的冲程或其他

37、机构的冲程所决定，不受模具厚度的影响，其开模距离用下述发法校核。(1)对于单分型面注射模+510 （4-5）式中 推出距离（脱模距离）（mm） 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）(2)对于双分型面注射模+a+510 （4-6）式中 a取出浇注系统凝料必须的长度（mm）分别将数据代入式（4-6）得：34+30.5+30+510104.5因此，塑件开模行程符合要求4.2 分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结

38、构和制造工艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。为了保证塑件的外观质量和精度要求，使其易于脱模，本人将球头镜座的注塑模具主分型面作如下分型。 图4.1 分型面确定分型面，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要综合分析比较。本塑件的分型面选择在塑件外形最大轮廓处，并且有利于留模方式的选择，便于塑件顺利脱模，保证了塑件的精度要求，满足塑件的外观质量要求，便于模具加工制造，这样可

39、以减少塑件（型腔）在合模分型面上的投影面积，可靠地锁模，避免涨模溢料现象的发生，与型腔充填时塑料熔体的料流末端所在的型腔内壁表面重合。分型面的选择是整个模具设计的关键部分，本文设计时参考了一些其它塑模的分型面设计，大概需要注意以下几个问题：a.分型面应取在塑件尺寸最大处。b.分型面应使塑件留在动模部分。c.拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面悬在塑件的中间部位。d.分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量。e.分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。4.3 浇注系统设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节

40、，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响。其作用是将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出；在塑料熔体填充及凝固的过程中，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则：了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动特性；采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；浇注系统设计应有利于良好的排气； 防止型芯变形和嵌件位移 ； 便于修整浇口以保证塑件外观质量； 浇注系统应结合型腔布局同时考虑主流道设计主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为

41、止的塑料熔体的流动通道。属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流动长度，因此它的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。设计主流道时，浇口套的内孔呈圆锥形，锥度为26。若锥度过大会造成压力减弱，流速减慢塑料形成涡流，熔体前进时易混进空气产生气孔；锥度过小会使流速增大表面粘度上升，造成注射困难浇口套的直径d应比注射机喷嘴孔直径大12mm。若等于或小于注射机喷嘴直径，在注射成型时会造成死角，并积存塑料，注射压力下降，塑料冷凝后脱模困难。浇口套与注塑机喷嘴接触处球面的圆弧度必须吻合。设模具浇口套球面半径为

42、R，注射机球面半径为r其关系式如下：R=r+0.5-1mm浇口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触时圆弧度吻合的好。主流道长度应尽量短，可以减少冷料回收量，减少压力损失和热量损失。浇口套锥度内壁表面粗糙度为 ,保证料流顺利，易脱模。浇口套部位是热量最集中的地方，为了保证注射工艺顺利进行和塑件质量，要考虑冷却措施。浇口套不能制成拼块结构，以免塑料进入接缝处，造成冷料脱模困难。其小端入门处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔体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。在此采用碳素工具钢T10A

43、，热处理淬火5357HRC。主流道衬套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。主流道的衬套的形式为主流道衬套与定位圈设计成整体式，浇口套下端固定在定模板内，上端用定位圈作用，与定位孔配合。本设计浇口套与定模板的配合两者的配合可采用H7/m6，浇口套与定位圈的配合可采用H9/f8。如下图所示。a浇口套进料口直径 D=d+（0.51）mm式中：d注塑机喷嘴直径。计算得 D=2+（0.51）mm，取D为2.7mm。 b.球面凹坑半径R R=r+（0.51）mm式中: r注塑机喷嘴球头半径。计算得 R=15+（0.51）mm ，取R为15.5mm 图4.2 浇口套尺寸4.4 排溢系统的设计当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。在本塑件模具的设计过程中，利用配合间隙排气。利用推杆