汽车安全带导向环模具设计 毕业设计.docx

模具设计说明书 课题名称 汽车安全带导向环模具设计 系 别 现代制造工程系 专 业 高分子材料加工技术 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 起讫时间： 2011 年 3 月 15 日 2011 年 6 月 15 日 摘 要在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此，如何在保证质量、控制成本的前提下缩短模具开发周期是值得认真考虑的问题。 模具开发周期包括模具设计、制造、装配与试模等阶段。所阶段出现的问题都会对整个开发周期都有直接的影响，但有些因素的作用是根本的、全局性的。人的因素及设计质量就是这样的因素。根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑料制件尺寸。本模具采用一模两件，点交浇口进料，注射机选xszy150型号，autocad绘制二维总装图、零件图，选择模具合理的加工方法。附上说明书，系统的运用简要的文字、简明的示意图和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。关键词：pp；顶出机构；注射模；点交浇口；斜滑块 目 录1. 引言61.1 概述62. 选择与分析塑料原料72.1 选择制件材料72.2分析制件材料性能92.2.1 分析制件材料的使用性能92.2.2 分析塑料工艺性能92.2.3 结论102 确定塑料成型方式及工艺过程102.1 塑件成型方式的选择102.2 成型工艺规程102.2.1成型前的准备112.2.2注射过程132.2.3塑件后处理133 分析塑件结构工艺性143.1 塑件尺寸精度分析143.2 塑件表面质量分析143.3 塑件的结构工艺性分析154 确定塑件成型工艺参数17温度17压力17时间（成型周期）17注射成型工艺卡185 初步选择注射成型设备195.1 依据最大注射量初选设备195.1.1 计算塑件的体积195.1.2 计算塑件的质量195.1.3 计算每次注射进入模具塑料总体积（总质量）195.2 依据最大锁模力初选设备206 分型面的确定与浇注系统的设计216.1 确定型腔数目及布置216.2选择分型面216.3 浇注系统的设计226.3.1 主流道设计226.3.2 分流道的设计236.3.3 浇口设计246.3.4 冷料穴设计266.4 设计排气和引气系统设计277 注射模具结构类型及模架的选用297.1 确定模架组合形式297.2确定型腔侧壁厚度297.3 模板厚度307.4 选择模架类型307.5 检验所选模架308 设计注射模具成型零件318.1 成型零件结构设计318.2 成型零件尺寸计算328.3 成型零件尺寸校核339 设计注射模具调温系统349.1 调温系统计算349.2 调温系统结构设计3410 设计注射模推出机构3510.1 推出力f计算3510.2确定推出机构方式3510.3浇注系统凝料脱模3611 设计注射模侧向分型抽芯机构3611.1 侧向抽芯机构类型选择3611.2斜导柱侧向抽芯机构设计计算3711.2.1抽芯距和抽芯力的计算3711.2.2 抽芯力的计算3711.3.1确定斜导柱的尺寸3812 模具工程图及零件图3913 结束语4014 结束语41参考文献421. 引言1.1 概述塑料工业是一门飞速发展的新型工业，是随着石油工业的发展应运而生的。世界塑料工业的历史仅有90年，而我国塑料工业起步于20世纪50年代，只有短短50年的历史，但塑料工业的发展速度是今人的！而大多数塑料件的制造是靠模塑成型的。在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业已经成为工业发展的基础。根据国际生产技术协会的预测，21世纪机械制造工业零件粗加工的75，精加工的50都需要通过模具来完成，其中汽车、电器、通信、石化和建筑等行业最为突出。2. 选择与分析塑料原料2.1 选择制件材料安全带导向环（二维如图1-1、三维图1-2），需大批量生产.，通过查参考资料得图2-1二维图形图2-2三维图形ps:具有非常好的化学稳定性、热稳定性、透光性(透光率88%92%)，电绝缘特性(是目前最理想的高频绝缘材料)以及很微小的吸湿倾向。能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。ps的收缩率在0.4%0.7%之间，常用收缩率0.5%，ps的流动性极好，成型加工容易。易着色，装饰性能好。ps的最大缺点：质地硬而脆，塑件由于内应力而易开裂。它的耐热性低，智能在不高的温度下使用，易老化。适用于制作绝缘透明件、装饰件及化学器、光学仪器等零件pe:它的特点是软性，无毒，价廉，加工方便，识水性小，可不用干燥，流动性好，耐腐蚀性、电绝缘性优良。可以氯化辐照该性，可用玻璃纤维增强。高密度聚乙烯熔点、刚性、硬度和强度较高，吸水性小，有突出的电气性能和良好的耐辐射性。低密度聚乙烯柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好。适用于制作耐腐蚀零件、绝缘零件和薄膜等。pp:密度小，强度、刚度、耐热性均由于hdpe，硬度比hdpe高，可在100左右使用。具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温变脆、不耐磨、易老化。适用于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。abs:综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电性能良好；易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可镀铬。适用于一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。pc:突出的冲击强度，较高的弹性模量和尺寸稳定性，无色透明，着色性好，耐热性比尼龙、聚甲醛高，抗蠕变的电绝缘性较好，耐蚀性、耐磨性良好。但自润性差，不耐碱、酮、胺、方向经。有应力开裂倾向，高温易水解，与其他树脂相容性差。适用于仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件。对多料的性能与应用进行综合比较，材料品种可选择聚丙烯（pp）。2.2分析制件材料性能2.2.1 分析制件材料的使用性能查参考资料塑料材料与配方及相关塑料模具设计资料可得：pp属热塑性结晶型塑料，密度为0.890.91g/cm。pp制品有良好的综合力学性能，有较好的抗冲击性能，刚性和硬度较高，以及优良的耐弯曲疲劳性。其缺点是不耐有机溶剂，在紫外线下易老化。pp的典型用途：在机械工业上用来制造齿轮、喷叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽；冷藏库和冰箱衬里等；汽车工业上用pp制造汽车仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒，挡泥板、扶手、热空调节导管、加热器等，还有用pp夹层板制小轿车车身;pp还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴、电话机壳体、收录机壳体、打字机键盘、电冰箱、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。2.2.2 分析塑料工艺性能(1) 无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。(2) 吸湿性小，含水量低，不用充分干燥。(3) 流动性较好，溢边料0.1mm左右。(4) 料温对物料性能影响较大，料温过高易分解对要求精度较高塑件模温宜取180210，要求光泽及耐热型料宜取180230。注射压力：用柱塞式注射机时料温为170260，注射压力为100140mpa。螺杆式注射机则取180280、70100mpa为宜。(5) 模具设计时要注意浇注系统选择交口位置、形式、定出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹，脱模斜度宜取2以上。将聚丙烯（pp）的性能特点归类可得表1.1内容：表1.1 原材料聚丙烯（pp）分析塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性能特点成型特点聚丙烯（pp）属于热塑性塑料线型结构结晶型材料可在110115使用，不可在-10下使用有一定的化学稳定性和良好额介电性能，同时还耐酸、碱、盐、油、水等综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性；电性能良好；易于成型和机械加工。熔融温度高，流动性较好结论(1) 无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。(2) 吸湿性小，含水量低，不须充分干燥。(3) 流动性中等，溢边料0.1mm左右。(4)料温对物料性能影响较大，料温过高易分解对要求精度较高塑件模温宜取180210，要求光泽及耐热型料宜取180230。注射压力：用柱塞式注射机时料温为170260，注射压力为100140mpa。螺杆式注射机则取180280、70100mpa为宜。(5) 模具设计时要注意浇注系统选择交口位置、形式、定出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹，脱模斜度宜取2以上2.2.3 结论滴灌器制件为工业用品，要求具有一定的强度、耐腐蚀性和耐磨性能，中等精度。采用pp材料，产品的使用性能基本能满足要求，但在成型时，要注意选择合理的成型工艺，对原料不需要进行干燥、采用50100mpa的注射压力和180280的注射温度。2 确定塑料成型方式及工艺过程2.1 塑件成型方式的选择塑料成型的种类很多，包括各种模塑成型、层压成型和压延成型等。其中模塑成型种类较多，如注射成型、挤出成型、压缩模塑、传递模塑等，约占全部塑料制品加工量的90%以上。表1-2列出了常用的成型加工方法与模具。 表1-2常用的塑料成型方法及模具序号成型方法成型模具用 途1注射成型注射模电视机外壳、食品周转箱、塑料盆、桶、汽车仪表盘等2挤出成型口模如棒、管、板、薄膜、电缆护套、异性型材等3压缩成型压缩模适于生产非常复杂的制品，如含有凹槽、侧抽芯、小孔、嵌件等，不适合生产精度高的制品4传递模塑传递模设备和模具成本高，原料损失大，生产大尺寸制品受到限制5中空吹塑口模、吹塑模具适于生产中空或管状制品，如瓶子、容器及形状复杂的中空制品6热成型真空成型模具适合生产形状简单的制品，此方法可供选择的原材料较少压缩空气成型模具结论：根据上表格滴灌器的成型方法应选择注射成型。2.2 成型工艺规程一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件的后处理三个过程。2.2.1成型前的准备1.原料预处理(1) 分析检验成型物料的质量 对pp原料进行含水量、外观色泽、颗粒情况、有无杂质并测试其热稳定性、流动性和收缩率等指标。如果检测中出现问题，应及时采取措施解决。对于粉状物料，在注射成型前，经常还需将其配制成粒料，因此其检验工作应放在配料后进行。 (2) 塑料着色 粉状或粒状热塑料的着色，可以用直接法和间接法两种工艺实现。直接法着色也称为一步法着色或干法着色，其主要特点是将细分状着色剂与本色塑料简单掺混后即可直接用于成型，或经塑炼造粒后再用于成型。间接着色法又称二步着色法或色母料着色法，主要特点是在不直接用着色剂而用称为“母色料”的塑料粒子与本色塑料粒子按比例称量后放入混合机，经充分搅拌混合后送往成型设备使用。着色剂在物料中容易均匀分散、塑件色泽鲜艳和无颜料粉尘造成环境污染等明显有点。此外，这种着色方法还能是采用热风料斗干燥着色粒料成为可能，因而有利于实现着色塑件成型过程的全自动化。由于母色料粒子与本色塑料粒子仅简单的混合，当用无混炼功能或只需混炼功能很差的成型设备成型颜色均一性要求高的塑件时，成型物料不能采用此法着色。(3) 预热干燥 对于吸湿性或粘水性强的成型物料，应根据注射成型工艺允许的含水量要求进行适当的预热干燥。目的是为了除去物料中过多的水分及挥发物，以防止成型后塑件出现气泡和银纹等缺陷，同时也可以避免注射时发生水降解。对于吸湿性或粘水性不大的成型物料，如果包装储存较好，也可不必预热干燥。pp的吸水性或水敏性较小，在成型前一般布需要干燥处理。2.料筒的清理生产中如果需改变塑料品种、更换物料、调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，均应对注射机的料筒进行清洗。通常，柱塞式料筒存料量大，必须将料筒拆卸清洗、对于螺杆式注射机通常采用直接换料、对空注射法清洗。换料清洗时，必须掌握料筒中的塑料盒欲换的新塑料的特性，然后采用正确的清洗步骤。对空注射清洗时，应注意以下事项：1) 新塑料成型温度高于料筒内残存塑料的成型温度时，应将料筒温度升高到新料的最低成型温度，然后加入新料，连续“对空注射”，直到残存塑料全部清洗完毕，再调整温度进行正常生产。2) 新塑料的成型温度比料筒内残存塑料的成型温度低时，应将料筒温度升高到残存塑料的最佳流动温度后切断电源，用新料或新料的回料在降温下进行清洗。3) 如果新料成型温度高，而料筒中残存塑料又是热敏性塑料，则应现流动性好、热稳定性高的塑料作为过度料，先换出热敏性塑料，在用新料或新料的回料换出热稳定性好的过渡料。4) 两种物料成型温度相差不大时，不必改变温度，先用新料的回料，后用新料连续“对空注射”即可。3.嵌件的预热为了满足装配和使用强度的要求，塑件内常要嵌入金属嵌件。由于金属和塑料收缩率差别较大，因而在塑件冷却时，嵌件周围产生较大的内应力，导致嵌件周围强度下降和出现裂纹。因此，除了在设计塑件时加大嵌件周围的壁厚外，成型前对金属嵌件进行预热也是一项有效措施。 嵌件的预热应根据塑料的性能和嵌件大小而定。对于成型时容易产生应力开裂的塑料，其塑件的金属嵌件，尤其较大的嵌件一般都要预热。对于成型时不宜产生应力开裂的塑料，且嵌件较小时，则可以不必预热。预热的温度以损坏金属嵌件表面所镀的辛层或铬层为限，一般为110130，对于表面无镀层的铝合金或铜嵌件，预热温度可达150。4.脱模剂的选用注射成型时，塑件的脱模主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，当由于塑件本身的复杂性或工艺条件暂不稳定，在试模时可使用脱模剂帮助脱模。实际上，在正常的生产情况下，应尽量不使用脱模剂为好。常用的脱模剂有硬脂酸锌。液体石蜡和硅油等。除了硬脂酸锌不能用于聚洗胺之外，对于一般塑料，上述三种脱模剂均可使用。其中尤以硅油脱模效果最好，只要对模具施用一次，即可长效脱模，但价格很贵。硬脂酸锌通常多用于高温模具，而液体石蜡多用于众低温模具。对于含有橡胶的软塑件或透明塑件不宜采用脱模剂，否则将影响塑件的透明度。使用脱模剂时，喷涂合理、适量，以免影响塑件的外观和质量。2.2.2注射过程完整的注射成型过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等步骤。但就塑料在注射成型中的实质变化而言，是塑料的塑化和熔体充满型腔与冷却定型两大过程。(1) 塑料的塑化(2) 熔体充满型腔与冷却定型2.2.3塑件后处理塑件脱模后常需要进行适当的后处理，以便改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性。塑件的后处理主要指退火或调湿处理。退火处理是使塑件在定温的加热液体介质或热空气循环烘箱中静置一段时间。利用退火时的热量，能加速塑料中大分子松弛，从而消除或降低塑件成型后的残余应力。对于结晶型塑件，利用退火能对他们的结晶度大小进行调整，或加速二次结晶和后结晶的过程。此外，退火还可以对塑件进行解取向，并降低塑件硬度和提高韧性。生产中的退火温度一般都在塑件的使用温度以上高于使用温度(1020)至热变形温度以下低于热变形温度(1020之间)的温度区间进行选择和控制。退火时间与塑件品种和塑件厚度有关，如无数据资料，也可按每毫米厚度约需半小时的原则估算。退火后应使塑件缓冷至室温。有些塑件在高温下雨空气接触会氧化变色或容易吸收水分而膨胀，此时需进行调湿处理，即将刚脱模的塑件放在热水中处理，这样既可隔绝空气，进行无氧化退火，又可使塑件快速达到吸湿平衡状态，使塑件尺寸稳定下来，以免塑件尺寸在使用过程中发生更大的变化。应当指出，并非所有塑件都有塑件都要进行后处理。通常，只是对于带有金属嵌件、使用温度范围变化较大、尺寸精度要求较高和壁厚大的塑件才有必要。3 分析塑件结构工艺性3.1 塑件尺寸精度分析该塑件尺寸精度一般精度，查参考资料gbt14486-1993-工程塑料模塑料件尺寸公差表可知塑料公差等级为mt7。标注主要尺寸公差如下（单位均为mm)。塑件外形尺寸：、。塑件内形尺寸：、。3.2 塑件表面质量分析塑件的表面粗糙度表查书塑料模具设计实用教程中的表3-4可知，pp注射成型时，表面粗糙度的范围在0.86.4之间。而该塑件表面粗糙度为3.2。3.3 塑件的结构工艺性分析(1) 制品结构简单，易于成型塑料制品设计时，应在满足塑料制品功能要求的前提下，力求使制品结构简单，尤其要尽量避免测向凹凸结构，因为侧向凹凸结构需要模具增加侧向抽芯或斜顶机构，式模具变的复杂，并曾加制造成本。如果侧向凹凸结构不可避免，则应该使测向凹凸结构尽量简化，这里有两种方法可以避免使模具采用侧向抽芯或斜顶机构：强行脱模和对插。制品设计时除了尽量避免侧向抽芯外，还要力求使模具的其他结构也简单耐用，包括以下几方面。1) 型零件上不得有尖利或薄弱结构。模具上的尖利或薄弱结构会影响模具强度及使用寿命。制品设计时应尽量避免这种象限出现。2) 尽可能的使分型面变得简单。简单的分型面使模具加工容易，生产时不易产生飞边浇口切除也容易。阶梯形状的分型面模具加工较为困难。直线或曲面，使模具加工变得较为容易。3) 尽可能使成型零件简单容易加工。(2)壁厚均匀壁厚均匀为塑料制品设计的第一原则，应尽量避免出现过厚或过薄的胶位。着一点即使在转角部位也非常重要。因为壁厚不均匀会使制品冷却后收缩不均，造成收缩凹陷，产生内应力、变形及破裂等，另外，成型制品的冷却时间取决于壁厚较厚的部分，壁厚不均匀会使成形周期延长，生产性能降低。当壁厚有较大差别时，应抽取厚的部分，力求均匀化。在减胶时，应尽可能地加大内模型芯，这是因为小内模型芯的温度增高会使成型周期加长。后壁减胶后，若引起强度或装配的问题，可以增加骨位或凸起去解决。如果厚壁难以避免，应该用渐变取代替壁厚的突然变化。(3)保证强度和刚度塑料制品的缺点之一是其强度和刚度远不如钢铁制品。如何提高塑料制品的强度和刚度，使其满足产品功能的要求，是设计者必须考虑的。提高制品强度和刚度最简单实用的方法就是设计加强筋，而不是简单用增加壁厚的办法。因为增加壁厚不仅大幅增加了制件的质量，而且易产生缩孔、凹痕等病，而设置加强筋，不但能提高制件的强度和刚度，还能防止和避免塑料的变形和翘曲。设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致，以防止充模时料流受到加搅乱，降低制件的韧性或影响制件外观质量。加强方式有侧壁加强、底部加强和边缘加强等。对于容器类制品，提高强度和刚度的方法通常都在边缘加强，同时底部加圆骨或做拱起等结构。(4)装配间隙合理各制品之间的装配间隙应均匀，一般制品间隙：1) 固定件之间配合间隙0.050.1mm。2) 面、底壳止口间隙0.050.1mm。3) 规则按钮(直径15mm)的活动间隙0.10.2mm；规则按钮(直径15mm)的活动间隙0.150.25mm；异形按钮的活动间隙0.30.35mm。(5)其他原则1)根据制品所要求的功能决定其它形状、尺寸、外观及材料，当制品外观要求较高时，应先通过外观造型在设计内部结构。2)尽量将制品设计成回转体或对称形状。这种形状结构工艺性好，能承受较大的力，模具设计时易保证温度平衡，制品不易产生翘曲等变形。3)设计制品时应考虑塑料的流动性、收缩性及其他特性，在满足使用要求的前提下制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。结论：该塑料制品结构简单，一边带一个侧向抽芯机构，此制品的分型面是个平面加工非常方便。4 确定塑件成型工艺参数注射成型工艺条件的选择可查参考资料得。采用螺杆式塑料注射机，螺杆转速为2183 r/min。温度料筒第一段：180215第二段: 215240 第三段：240255 压力pp的注射压力为4080mpa。时间（成型周期）闭模时间：2s ; 注射时间：3s; 冷却时间：25s; 开模时间：3s;取件：7s; 成型周期为40s;注射成型工艺卡该制件的注射成型工艺卡片见表4.1。18表4.1 导向环注射成型工艺卡片塑料零件注射工艺卡产品型号零件图号 产品名称导向环零件名称安全带导向环 材料名称pp材料牌号材料颜色黑色每台件数2零件净重23.5g零件毛重20g消耗定额3.5g /件设备xs-zy-150注射成型工艺料筒温度第一段180215注射时间闭模2s模具编号第二段215240注射3s型腔数量2第三段240255冷却25s顶出高80mm第四段启模3s总高82.9mm喷嘴21502405总时间40s压力注射40mpa80mpa模温4090嵌件图号名称数量保压mpampa螺杆类型螺杆转速2183r/min 加料刻度 脱模剂原料干燥处理使用设备零件成型后处理工序号工序内容 工艺装备工时描图翻料时间塑料烘干准终单件干燥温度热处理方式注射成型描校干燥时间加热温度检验加热时间包装底图保温时间冷却方式编制（日期）审核（日期）会签（日期）装订号标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期河北机电职业技术学院5 初步选择注射成型设备初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据(在后续章节中完成)。5.1 依据最大注射量初选设备 通常保证制品所需注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的的80，否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏低，浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20。5.1.1 计算塑件的体积5.1.2 计算塑件的质量计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。查参考资料得pp塑料密度，所以，塑件的质量为：塑件成型每次需要注射量(含凝料的质量80)为30g。5.1.3 计算每次注射进入模具塑料总体积（总质量）根据注射量，查塑料注射成型模具与设备手册表附录d 部分国产注射机型号及技术参数 初选螺杆式注射机选择xs-zy-150 型号，满足注射量小于或等于设备主参数如表5.1所示。表5.1 注射机主要技术参数螺杆直经mm65模板行程mm700注射容量g150定位孔直经mm24.5注射压力mpa100顶出两侧孔距mm530锁模力kn350拉杆空间650550模具高度最大450喷嘴球半经mmsr18最小300孔直经mm55.2 依据最大锁模力初选设备当熔体充满模腔时，注射压力在模腔内所产生的作用力会使模具沿分型面胀开，为此，注射机的锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力，以避免发生溢料和涨模现象。1 单个塑件在分型面上投影面积 3150 2 成型时熔体塑料在分型面上投影面积 3150 3 成型时熔体塑料对动模的作用力 式中 塑料熔体对型腔的平均成型压力，查参考资料塑料模具设计实用教程表1-4可知成型pp塑件型腔所需的平均成型压力=40 mpa。4 根据锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力的原则查参考资料塑料模具设计实用教程附录d，再根据模具的总高211mm，初选xszy150卧式螺杆式注射机，主参数如表5.1所示。 。 6 分型面的确定与浇注系统的设计6.1 确定型腔数目及布置 初选螺杆式注射机选择xszy150型号，注射机主要技术参数如表5.1。1 按注射机的最大注射量确定型腔数 式中 最大注射量的利用系数，一般取0.8；注射机的最大注射量，； 浇注系统及飞边体积或质量，；单个塑件的体积或质量，。 2 按注射机的锁模力大小确定型腔数 式中 注射机的额定锁模力；塑料熔体对型腔的平均成型压力，= 40 mpa。见塑料模具设计实用教程表1-4；单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2 ；浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2 。3 其余型腔数型腔数量计算结论：通过以上两个参数的计算得出型腔的数量在根据塑件综合考虑得出此零件为一模两件。 6.2 选择分型面分型面的选择很重要，它对塑件的质量、操作难易、模具结构及制造影响很大。该塑件的表面质量要求比较低。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，该塑件选择图6-1所示的分型面。图6-1分型面6.3 浇注系统的设计6.3.1 主流道设计主流道形状和尺寸直接影响熔体的流动速度和冲模时间。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易损坏，所以，一般不将主流道直接开在模板上，而是将它单独设在一个主流道衬套中。这样，既可以使易损坏的主流道部分单独选用优质钢材，延长模具使用寿命和损坏后便于更换或修模，也可以避免在模板上直接开主流道且需穿过多个模板事，并接缝处产生钻料，主流道凝料无法拔出。设计主流道时，应使主流道轴线位于模具中心线上，于注射机喷嘴轴线重合，型腔也以此轴线为中心对称布置。为了便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形。其锥角a=24，对于流动性差的塑料a取36，内壁表面粗糙度值r小于0.631.25。为了补偿对中误差并解决凝料的脱模问题，主流道进料口端的直径应比注射机喷嘴直径d大0.51mm，主流道进料口端和喷嘴头部以弧面接触，用弧面接触定位。通常主流道进料口端凹下的球面半径r比喷嘴球面半径r大12mm，凹下深度约35mm。主流道于分流道结合处采用半径r为13mm的圆角过度，以减少小料流转向过度时的阻力。在保证塑件成型良好的前提下，为了减少压力损失以废料，主流道的长度l应尽量短，一般不超过60mm，应视模板的厚度、水道的开设等具体情况而定。在主流道过长时，可在主流道衬套上挖出凹坑，让喷嘴伸入道模具内。定位圈应高出定模座板h=510mm，对于大型模具h=15mm。主流道衬套常用t8a、t10a制作，经淬火处理后洛氏硬度为5357hrc。主流道衬套应设置在模具的对称中心位置上。该模具的主流道衬套如图6-2。图6-2主流道衬套6.3.2 分流道的设计分流道是主流道末端于浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。对于小型塑件单型腔的注射模，通常不设分流道，而大型塑件采用多点进料或多型腔的注射模，分流道必不可少。在分流道设计时，应考虑尽量减少塑料熔体在流道中的热量和压力损失，同时事流道中的塑料量最小；塑料熔体能在相同的温度、压力条件下，从各个浇口尽可能同时的进入并充满型腔；从流动性、传热性等因素考虑，分流道的表面积应尽可能小。(1)分流道的截面形状及尺寸1）分流道的截面形状。分流道的截面形状有圆形、半圆形、正方形、矩形及梯形等五种形状。为使流道中热量和压力损失最小，应使分流道截面积于周边长度的比值为最大，该比值成为流道的效率。比值愈大则流道的效率愈高。圆形和正方形流道的效率最高。由于正方形截面的流道凝料不易推出，实际应用中常采用正方形的变异形式梯形截面的流道。梯形流道的深度一般为梯形截面上端宽度的2/33/4，脱模斜度取510。u形截面流道是梯形截面流道的变异形式，加工方便，易于脱模，但热量和压力损失较大，冷凝料多。而圆形截面流道需在分型面两侧加工半圆形凹槽，当分型面为平面是，尚可采用圆形截面分流道；当分型面不为平面时，考虑道加工的困难，一般采用梯形或板圆形流道。2）分流道的截面尺寸。分流道的截面尺寸于制品所用的塑料的品种、重量、塑件壁厚以及分流道长度有关。对于圆形截面分流道，分流道的直径一般在310mm范围内变动。流动性好的塑料如聚丙烯、尼龙等。当分流道较短时，其直径可小道3mm，而流动性很差的塑料，如聚碳酸酯、聚砜等直径可大12mm。分流道的直径可根据经验公式计算法和查表法得出。 经验公式计算法。对于壁厚在3mm一下、重量在200g以下的塑料制品，可采用以下经验公式计算分流道直径：d=0.2654式中 d分流道直径（mm）； w塑件重量（g）；l分流道长度（mm）。-对于高粘度物料，如硬pvc和丙烯酸塑料，可将上式计算所得的分流道直径扩大25左右。 查表法。对于一般塑件，可根据塑料品种或由塑料制造厂商所推荐的资料来确定分流道直径，见塑料成型模具于设备表4-2（2）分流道的长度 分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济的使用原料和降低注塑机的能耗，减少压力损失和热量损失。分流道的长度一般在830mm之间，一般根据型腔布置适当加长或缩短，但最短不宜小于8mm。分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料穴，以容纳冷料，保证塑件质量。（3）分流道的表面粗糙度 分流道表面不必修的很光滑，表面粗糙度r值一般取1.6，这样可以使熔融塑料于流道壁之间形成的冷却表皮层固定，有利于保温。（4）分流道于浇口的连接形式 分流道于浇口的连接处采用斜面和圆弧过渡，有利于熔体的流动机填充，否则会增加料流阻力，使充模条件恶化。（5）分流道的布置形式 分流道的布置取决于型腔的布局。型腔排列应力求对称，以免模具承受偏载而产生溢料现象；型腔排列应尽量保证模具结构紧凑；型腔排列尽量流程短。分流道的布置分为平衡式流道和非平衡式流道系统。查书塑料成型模具于设备表4-3。6.3.3 浇口设计（1）进料位置的确定浇口位置对塑件质量有直接影响，主要按塑件形状和要求来确定。在确定浇口的具体位置时，通常应考虑以下几方面原则：1) 应避免料流产生喷射和蠕动等熔体破裂现象。2) 使塑料流动能量损失最小，那么应使填充型腔各部分的流程最短料流变向最少。3) 浇口位置应开设在塑件断面最后处。4) 有利于型腔排气。5) 有利于减少避免成型塑件熔接痕。6) 考虑塑件的受力情况。7) 有利于减少塑件翘曲变形、8) 考虑塑件的外观质量。9) 浇口的位置及大小要考虑对型芯或镶件的影响。10) 流动比校核。对于导向环的浇口位置开设在内侧。（2）浇口尺寸的确定浇口的断面形状通常为圆形或矩形，也有三角形的。对于矩形截面浇口，浇口的基本尺寸包括浇口厚度a、浇口宽度b和长度l；对于圆形截面浇口，浇口的基本尺寸包括直径d和长度l。1) 浇口厚度h。 通常取塑件浇口处壁厚的1/32/3或（0.51.5mm）。对于矩形侧浇口，也可按经验公式计算h=nt2) 浇口宽度b。对于矩形截面的浇口，中小型塑件取b=（510）h，大型塑件取b10h。对于矩形侧浇口，也可以按经验公式计算b=以上两式中 b浇口宽度（mm）； t塑件厚度（mm）； a塑件外表面面积（mm）； n塑件材料系数，与塑料品种有关，见塑料成型模具与设备表4-5。3) 浇口长度l。 浇口的长度l尽量短，对减少熔体流动阻力和增大流动均有利。通常取l=0.52mm。侧浇口长度l取0.50.75mm。4) 直径d。对于直接浇口，直接浇口于塑件连接处的直径约为塑件厚度的2倍；对于点浇口，点浇口直径d常为0.51.8mm，也可由经验公式计算：d=0.206n式中，n、t、a此外，浇口的表面粗糙度r值不大于0.4.为了防止应力引起变形，一般浇口宜取薄；考虑防止缩孔，浇口又宜取厚;为了避免填充不足现象的发生宜取宽；在注射模结构尺寸允许范围内浇口及流道部分长度应取短、少曲折为好。综上所述，浇口尺寸应根据经验或经验公式初步确定，对于流动形差的塑件及尺寸较大、壁厚的塑件，宜取较大值，反之取较小值。设计中通常选择较小的尺寸，通过试模，根据成型情况，浇口被逐步修改增大。查表参考资料塑料成型模具与设备可知点浇口直径d常为0.51.8mm，因此浇口直径为1mm。（3）浇口形式的选择根据对该塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，可选择的浇口形式有几种方案，其分析见表6.1。表6.1 浇口形式选择类型特征分析潜伏式浇口它是由点浇口演变而来的。其进料部分通过隧道可放在塑件的内表面、侧表面或表面看不见的肋、柱上，因而，它除具有点浇口的特点外，必点浇口的塑件表面质量好。这种浇口及流道的中心线与塑件顶出方向有一定的角度，靠顶出事的剪切力作用，事塑件与浇口系统凝料分离。这种浇口注射压力损失大，浇口加工困难。轮辐式浇口它是盘形浇口的一种变异形式。将盘形浇口沿整个圆周进料改成几小段圆弧进料后，除去浇口方便，教主系统凝料减少。但塑件容易产生熔接痕，从而影响塑件强度和外观。点浇口它是一种尺寸很小截面为圆形的浇口。开模时浇口可以自动拉断，利于自动化操作，浇口除去后残留痕迹小。对于投影面积大或易于变形的塑件，采用多个点浇口可提高成型质量。但注射压力损失大，收缩大，塑件易变形。浇口尺寸太小时，料流易产生喷射。采用双分型面模具或但分型面热流道模具。综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。6.3.4 冷料穴设计注射时，先进入注射模的塑料，因接触冷模而事料温下降，若让这部分温度已经下降的塑料流入型腔，则会影响塑件质量，所以需要要设置冷料穴。冷料穴分两种，一种专门用于收集、储存熔体前锋的冷料，另一种除储存冷料外还兼有开模时拉出流道凝料，便于脱模的功能。冷料穴的长度不能过短，否则部分冷料将流入型腔，其长度通常取分流道直径的1.52倍。对于直浇口，可在主流道的延长线设置冷料穴，这种浇口还具有使成形件可靠地粘附在动模部分的功能。并非所有的注射模都要开设冷料穴，有时由于塑料的性能和注射工艺的控制，很少有冷料产生或是塑件要求不高时可以不开设冷料穴。（1）用于储存冷料的冷料穴1）当分流道较长时，可在塑料前进方向的延长线处设置冷料穴，如果冷料穴方向相反的话，则起不到存留冷料的作用。2）在型腔的末端开设冷料穴。从浇口注入的熔融塑料，由于型腔的表面散热，使流动性变差，因此流到末端时熔接强度下降。在型腔的末端开设冷料穴，时变冷的塑料流到设置的溢流槽内，可提高高温塑料的同届强度。溢流槽开设位置应在型腔最后被充满的地方，通常在试模后才能确定。溢流槽尺寸可参考排气槽尺寸来决定。（2）兼有拉料作用的冷料穴 这种冷料穴一般设置在主流道正对面的动模上，有时也设置在定模板的分流道末端起拉料作用。常见的冷料穴一拉料杆的形式有以下几种：1）钩形拉料杆 这种拉料杆用于推杆或推管推出塑件的模具中，事一种常见形式。缺点是凝料推出后不能自动脱落，因此，不宜用于全自动机构中。另外，对于某些塑件受形状限制，脱模事不允许塑件左右移动时，也不宜采用这种钩形拉料杆。2）倒锥形和圆环槽型的冷料穴。 ；冷料穴开设在主流道末端，储藏冷料。开模时靠冷料穴的倒锥或侧凹起拉料作用，使主流道凝料脱出浇口套并滞留在动模一侧，然后通过脱模机构强制推出凝料。这两种形式拉料杆的固定端均装在推杆固定板上，宜用于韧性较好的塑件。由于在取出凝料时无需作侧向移动，故采用倒锥和圆环槽型冷料穴易实现自动化操作。3）球头拉料杆 ；拉料杆头部为球形，开模时冷料对球头的包紧力，将主流道凝料从主流道中拉出。球头拉料杆通常固定在动模一侧的型芯固定板上，推出时不随推出机构移动。因此，当推件板从型芯上推出塑件的同时，也将主流道凝料从球头拉料杆上强制脱出。这种拉料杆常用于弹性较好的塑料件并采用推件板脱模的情况，也常用于点浇口凝料自动脱落时，起拉料作用，此时球头拉料杆固定在定模一侧的定模板上。但球头部分加工困难。4）分流锥形拉料杆。 这种拉料杆的头部做成圆锥形，通常圆锥形拉料杆无储存冷料的作用，与球头拉料杆一样，分流锥形拉料杆也固定在动模一侧的型芯固定板上，开模时，它依靠塑料冷却收缩的包紧力将主流道凝料拉出当推管重型芯上推出塑件的同时，也将主流道凝料从分流道上强制脱出。5）侧凹拉料冷料穴。在主流道对面的模板上开一锥形凹坑作为冷料穴。为了拉住主流道的凝料，在锥形凹坑的侧壁上钻一个中心线与另一边平行、深度较浅的小孔，开模使靠小孔的作用将主流道凝料从主流道中拉出来。这种结构必须于s形或带扰性的分流道相匹配，推出时推杆顶在塑件上或分流道山，这时，小孔内的凝料顺着小孔的轴线方向向外移动，从不通孔中顺利拔出，然后冷料头被全部拔出。模具脱凝料结构如图6-10所示图6-10脱凝料结构6.4 设计排气和引气系统设计 排气系统设计大多数情况下，可利用模具的分型面之间的间隙自然排气，因此排气问题往往被模具设计人员所忽视。当塑件所用物料发气量较大，或者成形具有部分薄壁的制品以及采用快速注射工艺时，必须妥善地处理排气问题。排气方式有三类，一类是利用模具零件的配合间隙排气，另一类是开设排气槽，此外，还可利用多孔粉末治金件渗导排气。（1）间隙排气 对于一般中小型模具，均可利用分型面间隙或推杆和孔的配合间隙进行排气。利用间隙排气时，间隙大小以不发生溢料现象为宜，其数值与塑料的粘度有关，通常在0.020.05mm范围内选择。（2）排气槽 对于大型注射模，在分型面上开设排气槽，事可靠而有效的方法。1) 排气槽的开设应遵循的原则。排气槽最好开设在分型面上，并与大气相通，侧浇口的型腔，在浇口对面的分型面上设排气槽；排气槽应尽量开设在型腔内塑料流动的末端，如分流道或冷料穴的终端；排气槽最好开设在靠近嵌件或制品壁最薄处，因为这些部位容易形成熔接痕；排气槽不应朝向操作者一侧开设，以防溢料而发生工伤事故；为便于模具加工及清模方便，排气槽应尽量开设在凹模一侧。2) 排气槽的尺寸。排气槽的宽度可取1.56mm，气流方向的排气槽长度l，一般不超过2mm，深度在不发生飞边和塑料熔体不溢进排气槽的条件下，可尽量取深一些。具体数值与塑料粘度有关，通常各种塑料在0.020.05mm范围内选取，或参考塑料成型模具与设备表4-8。排气槽表面应沿气流方向进行抛光，其后续的导气沟应适当增大，以减小排气阻力。导气沟深度h=0.81.6mm，单个宽度ww=3.25mm。3）利用多孔粉末冶金件渗导排气。若型腔最后充满部分的分型面上，且附近又无配合间隙可排气，可在型腔相应部位镶嵌多孔粉末冶金件，或改变浇口位置以改变料流末端的位置。2.引气系统常见引气形式有镶拼式侧隙引气和气阀引气两种。（1） 镶拼式侧隙引气 在利用成型零件分型面配合间隙排气的场合，其排气间隙即为引气间隙。但在镶块或型芯与其它成型零件为过盈配合的情况下，空气是无法被引入型腔的，如果配合间隙放大，则镶块的位置精度将受影响，所以只能在镶块侧面的局部开设引气槽。引气槽不仅开设在型腔与镶块的配合面之间，而且必须延续道模外。和塑件接触部分的槽深不应大于0.05mm，以免溢料堵塞，而其延长部分的深度为0.20.8mm。（2） 气阀式引气 这种引气方式主要依靠阀门的开启与关闭，开模时塑件和型芯之间的真空力将阀门吸开，空气便能引入，而当熔体注射冲模时，由于引气方式比较理想，但阀门的锥面加工要求较高。当型腔内不具有镶块时，气阀的顶部可做成于型腔平齐，作为型腔的一部分。引气阀不仅可装咋型腔上，还可以装在型芯上，或在型腔、型芯上同时安装，这样根据塑件脱模需要和模具具体结构而定。结论：滴灌器的外形尺寸较小所以它的排气方式是靠分型面处和两斜滑块之间的配合间隙进行排气，这样的排气效果足够了。7 注射模具结构类型及模架的选用7.1 确定模架组合形式注射模模架由模具的支承零件、导向装置和推出机构组成。支承零件包括定模座板、动模座板、动模板、定模板、支承板、垫块等，这些零件在模具中起装配、定位和安装作用。7.2 确定型腔侧壁厚度（1）确定内模镶件的长、宽尺寸第一步：按上面的排