空调遥控器注塑模具设计

I摘 要塑件已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛的应用。为生产这些塑件，必须设计出相应的塑料模具。在这个设计中，采用的是注塑模，它是成型热塑性塑料件和热固性塑料件的模具，是应用最为普遍的塑料模具加工方法之一。本次设计通过家电实际塑料产品，利用空调遥控器实体模型测量产品的尺寸，对实体进行建模，并对塑件的模具进行设计，包括塑件成品的设计、工艺参数的分析与计算、工作部分的设计、模具结构的设计、成型零部件的设计等等。重点介绍了了浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构以及冷却系统的设计。在本次课题中采用一模四腔的型腔布局，主要运用 Pro/ENGINEER 4.0 和 Auto CAD 来完成整个设计工作。在整个过程中学习到了许多的模具设计的知识和对在校所学知识的深化，设计的整个过程实现了无纸化，有利于提高模具的生产效率和节约了生产成本，并大大缩短了生产的周期。关键词: 注塑模具；遥控器外壳；浇注系统；塑件IIAbstractPlastic parts have obtained the widespread application in industry ,agriculture ,national defense and daily life .For the production of plastic ,we must design the plastic mold .In this design ,injection mold is used in it ,it is molded thermoplastic and thermosetting plastic mold ,is the most common application of the plastic mold processing method.The design through plastic products of home appliances ,Use remote of air conditioner entity model for measuring the size of the product ,the entity modeling ,and design on the plastic parts of the mold ,includes plastic parts product design ,process parameters analysis and calculation ,part of the design work ,the design of die structure ,the design of molding parts .The specific introduction are made on gating system ,cooling system ,molding parts, steering mechanism and spacer parting institutions .In this subject ，there are four cavities in this mold mainly using Pro/ENGINEER4 and Auto CAD to complete the design work .In the whole process ,I learn a lot of mold design knowledge and deepen the knowledge of studied in the school ,the whole design process realizations the paperless ,it improves the dies production efficiency and saving production cost ,and greatly shorten the production cycle.Keywords: Injection mold ;Remote shell ;Gating system ;Plastic parts目 录III摘 要 .IAbstract.II1 绪 论 .11.1 选题的依据及意义 .11.2 国外模具工业的现状及发展 .21.3 我国模具工业技术概况及其主要发展方向 .32 空调遥控器外壳结构与工艺性分析 .52.1 零件图 .52.2 材料分析 .52.3 零件结构分析 .72.4 零件体积及质量估算 .82.5 初选注射机的型号和规格 .82.6 确定空调遥控器外壳注塑工艺参数 .103 空调遥控器外壳注塑模具的结构设计 .123.1 塑件在模具中的位置 .123.2 成型零部件设计 .143.3 成型零件工作尺寸的计算 .163.4 浇注系统设计 .223.5 排气系统的设计 .303.6 脱模机构设计 .303.7 合模导向机构的设计 .323.8 冷却系统的设计 .343.9 推杆推出机 构的设计 .373.10 模架及模具材料的选择 .39IV4 注射机相关参数校核 .424.1 最大注射量的校核 .424.2 注射压力校核 .424.3 锁模力校核 .434.4 模具厚度的校核 .445 模具的工作原理及安装、调试 .455.1 模具的工作原理 .455.2 模具的安装 .465.3 试模 .466 设计总结 .48参考文献 .49致 谢 .50附 录 .5211 绪 论模具是工业产品生产用的工艺装备，主要用于制造业。它是和冲压、锻造、铸造成型机械，以及塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成形加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。模具属于精密机械产品，主要由机械零件和机构组成，包括成形工作零件（凸模与凹模） 、导向零件（导柱与导套） 、支承零件（模架）及定位零件等，以及送料机构、抽芯机构、推（顶）料（件）机构、检测与安全机构等。为提高模具的质量、性能、精度和生产效率，缩短模具制造周期，模具多采用标注零、部件，所以模具属于标准化程度较高的产品。一副中小型冲模或塑料注射模中，其标准零、部件可达 90%，其工时节约率可达25% 45%。1.1 选题的依据及意义随着现代化工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。模具的制造水平已成为工业国家制造工艺水平的标志。另外，模具是进行成形加工极少、无切屑加工的主要工装，在大批、大量加工中，可使材料利用率达 90%或以上。现代工业产品的零件，广泛采用冲压、锻造成型、压铸成型、挤压成型、塑料注射或其它成型加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成型工序，使材料或坯料成型加工产品要求的零件，或称为精加工前的半成品件。其中注射成型已经成为当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。所以我选空调遥控器注塑模具设计作为我毕业设计的课题。通过本课题的设计，将会在下述基本能力上得到培养和锻炼（1）塑2料件制品涉及及成型工艺的选择（2）一般塑料件制品成型模具的设计能力（3）塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4）掌握模具设计常用的绘图软件（Pro/ENGINEER 4.0 和 Auto CAD）及同实际设计的结合的能力（5）使自己在文档组织与检索方面的能力得到提高（6）掌握写论文的一般步骤及格式方法，同时提高自己的学习、思考、解决问题的能力，因为注塑模具对我来说是一个新的领域。1.2 国外模具工业的现状及发展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” 。国外模具发展的趋势 1在以下几方面：一、模具设计技术(1)工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模具的结构设计，并普及了计算机绘图。据有差资料介绍,美国和日本的模具厂已使用了技术。(2)在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析软件，对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度、强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍(3)国外的注塑模具中，多型腔、多层、大型精密模具已占50%，不仅提高了生产效率，而且节省了大量塑料原料。二、模具加工技术(1)国外已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具，特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工，使模具的质量和附加值大为提高。模具的加工周期减少6倍以上，成本降低3成以上，生产效率提高60%以上。 （2）为3了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求，国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段。 （3）模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及，已实现商品化。 （4）模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流道技术等。 （5）针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化。 （6）根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。如日本现约有11656家模具企业，其中100人以下的小厂约有11142家，占总数的95.5%，百人以上的仅有65家，占总数的0.54%。韩国约有1570家模具企业，其中多于百人的企业仅占总数的9%。新加坡有460家模具企业，其中多于百人的企业仅占总数的3%。1.3 我国模具工业技术概况及其主要发展方向在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。近30年里中国经济产生巨大影响的因素，对我国模具产业的发展也一直起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样，成为模具产业近30年来持续快速发展的最好注解。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉表示，我国目前处于工业化的中期 2，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、压铸、注塑等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对模具市场的巨大需求。中国已经超过日本，成为世界第一大模具市场，预计2015年模具产值将超过2500亿元。根据国内和国际模具市场的发展状况，手板模型华曙高科专家分析未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势 3：（1）模具日趋大型化；4（2）模具的精度将越来越高；（3）多功能复合模具将进一步发展；（4）热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；（5）气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；（6）模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；（7）快速经济模具的前景十分广阔；（8）压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；（9）塑料模具的比例将不断增大；（10）模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。52 空调遥控器外壳结构与工艺性分析2.1 零件图本壳体底面平整，表面放有显示屏和按钮的孔槽，表面还有两个深度不大的沉积面，总体尺寸不大，长100mm，宽 50mm，高 6mm。图 2.1空调遥控器外壳立体图2.2 材料分析通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据。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。和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材6料的主要标准，以下是三种材料的性能和成型特性比较，如表 2.1 所示。表 2.1 材料的性能和成型特性 4塑料品 种性能特点 成型特点 模具设计注意事项使用温度 主要用 途ABS（非结晶型）透明性好，电性能好，抗拉强度高，耐磨性好，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好 成型性能好，成型前需干燥，注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂因流动性好，适宜用点浇口或侧浇口，但因热膨胀大，塑件中 不宜有嵌件小于70 应用广泛，如电器外壳、汽车仪表盘、日用品等有机玻璃（非结晶型）透光率最好，质轻坚韧，电气绝缘性好/但表面硬度不高，质脆易开裂，化学稳定性较好，但不耐无机酸，易溶于有机溶剂流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射时速度不能太高合理设计浇注系统，便于充型，脱模斜度尽可能大，严格控制料温与模温，以防分解。收缩率取0.35小于80 透明制品，如窗玻璃，光学镜片，灯罩等聚碳酸酯（非结晶型）透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需干燥，易产生残余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好尽可能使用直接浇口，减小流动阻力，塑料要干燥，不宜采用金属嵌件，脱模斜度2小于130脆化温度为100在机械上做齿轮，凸轮，蜗轮，滑轮等，电机电子产品零件，光学零件等本遥控器外观颜色为白色，精度等级一般（4 级精度），尺寸未注公差取 5 级精度。制品底面平整，尺寸大小适中。宜采用 ABS 塑料，ABS材料是线型结构，非结晶型， ABS 材料常用于电器外壳、汽车仪表盘、日用品等。ABS 是由丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯组成。 ABS 是三元共聚物，7因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料ABS 树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。此外，表面还可镀铬，成为塑料涂金属的一种常用材料。另外，ABS 与有机玻璃熔接性良好，用于制造双色成形塑件。表 2.2 为 ABS 主要性能指标 5。表 2.2 ABS 的性能指标密度/gcm-3 1.021.08 屈服强度/Mpa 50比体积/cm3g-1 0.860.98 拉伸强度/Mpa 38吸水率（%） 0.20.4 拉伸弹性模量/Mpa 1.810 3熔点/。C 130160 拉弯强度/Mpa 80计算收缩率（%）0.30.8 抗压强度/Mpa 53容/J（kgC ） 1470 弯曲弹性模量/Mpa 1.410 32.3 零件结构分析2.3.1 收缩率ABS 的收缩率为 0.3%0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为 0.5%。2.3.2 零件壁厚本产品的壁厚设置为 2.0mm，是通过实际测量，根据零件的工作要求、摆放位置和 ABS 的化学和流动特性确定的。2.3.3 零件圆角塑件在面与面之间都设计了圆角过渡，这样不仅可以避免塑件尖角8处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。2.3.4 拔模斜度根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，脱模斜度设置为 3 。o2.4 零件体积及质量估算2.4.1 注射量的计算借助于 Pro/E 软件，直接测量出：单个塑件的体积：V=8.75cm ；3单个塑件的质量：M=V=1.05 8.75=9.2g ；其中 的值根据材料的性质，取 1.05 g/cm 。32.4.2 浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统凝料按一个塑件体积的 60%进行估算，则凝料体积V =8.7560%=5.25cm 。凝 3四个塑件和浇注系统凝料 总体积 V =8.754+5.25=40.25cm总 3总质量 M =V =1.0540.25=42.26g 。总 总2.5 初选注射机的型号和规格注射机按照合模装置和注射装置的相对位置进行分类可分为:卧式注塑机、立式注塑机、角式注塑机。注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。这些参数是9设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据：(1)公称注塑量指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。(4)塑化能力 是塑化装置在单位时间内所能塑化的物料量。(5)锁模力 是合模机构施与模具上的最大夹紧力。锁模力的作用是与注射时模腔熔体的压力相平衡，保证在注射及保压操作时模具不被撑开。设计模具时，应使成型塑件每次所需注射总量小于注射机的最大注射量，通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的 80%以下。根据计算得出的一次模具型腔的塑料总质量 ，则有：325.04cmV总。根据以上的计算，初步选定公称注33125.08./2504./ cmcV总射量为 125 ，注射机型号为 XS-125/630 卧式注射机，主要技术参数见3m表 2.3。10表 2.3 XS-125/630 注射机技术参数 6螺杆直径 /mm 40螺杆转速/（r ）1min10140理论注射容量/cm 3125注射压力 /Mpa 150注射速率/（g.s -1） 110注射装置塑化能力/（gs） 45锁模力/KN 630拉杆间距(HV)/（mmmm）260360模板行程 /mm 360模具小厚度/mm 200模具最大厚度/mm 300定位孔直径/mm 100喷嘴伸出量/mm 50喷嘴球半径/mm 12喷嘴口孔径/mm 4锁模装置模板尺寸 /mm 3004402.6 确定空调遥控器外壳注塑工艺参数查实用模具技术手册 ，确定 ABS 塑料的注射工艺参数如下:注射机类型：螺杆式 螺杆转速：3060r/min 喷嘴形式：直通式 喷嘴温度：180190 11料桶前端温度：200210 料桶中段温度：210230 料桶后段温度：180200 模具温度：5070 注射压力：7090 MPa保压力：5070 注射时间：35s 保压时间：1530s 冷却时间：1530s 成型周期：4070s 以上参数在试模时可以做适当调整。123 空调遥控器外壳注塑模具的结构设计3.1 塑件在模具中的位置塑件在成型模具中的位置，是由模具的分型面决定的。在注射模具的设计中，必须根据塑件的结构、形状，首先确定成型时塑件在模具中的位置，亦即确定分型面，再根据成型塑料的性能特点、塑件的生产批量，确定一模中成型件数、浇口形式等。3.1.1 分型面设计模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面。分型面的形式 ：平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面及瓣合分型面。一副模具至少有一个分型面，有的有多个分型面。单分型面注塑模式注塑模具中最简单、应用最普及的一种模具，它以分型面为界将整个模具分为动模和定模两部分。一部分型腔在动模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道开设在分型面上。开模后，制品和流道留在动模，制品和浇注系统凝料从同一分型面内取出，动模部分设有推出系统，开模后将制品推离模具。选择分型面的基本原则是：分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。同时在选择分型面时考虑以下因素：(1) 尽可能使制品留在动模的一侧。(2) 尽可能满足制品的使用要求。(3) 尽可能减小制品在合模方向上的投影面积，以减小所需的锁模力。13(4) 不应影响制品尺寸的精度和外观。(5) 尽量简单,避免采用复杂形状,使模具制造容易。(6) 不妨碍制品脱模和抽芯。(7) 有利于浇注系统的合理设置。(8) 尽可能与料流的末端重合,有利于排气。根据上述原则因素，结合塑件的各方面因素，空调遥控器外壳注塑模具的分型面选择平直分型面，并且只需要一个，优点是结构简单，加工方便。空调遥控器外壳的分型面形状及位置如图 3.1 所示图 3.1 空调遥控器外壳分型面形状及位置3.1.2 型腔布置型腔布置包括两方面的内容，即模具型腔的数目和各型腔在模具中的排列。为了是模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和积极性，并保证模具的精度，模具设计时应该要确定模具型腔的数目。模具型腔的数量通常是客户或产品工程部根据产品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及颜色的来确定的，型腔数量越多，制品的精度越低，经济性越差，成型工艺越复杂，并且保养和维修越困难，故障发生率越高。确定型腔数量的方法有：根据锁紧力确定，根据最大注塑量确定，根据塑14件精度和经济性确定。其中主要有两大方法：一是按技术参数确定型腔数目，二是按经济性来确定型腔数目。可根据注射机的最大注射量确定型腔数 n，根据公式式12mKN（3.1）得：式中 K注射机的最大注射量的得用系数，一般取 0.8；M N注射机允许的最大注射量；m 2浇注系统所需塑料的质量或体积（g 或 cm） ；m 1单个塑件的质量或体积（g 或 cm） 。所以需要 1075.820n本零件主要从精度考虑，该零件尺寸中等，为大批大量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时考虑到塑件尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步确定一模四腔，即一次注射成型四个塑料制件，采用 H 形布局，其优点是型腔排列平衡，分流道设计简单。布置方案如下图 3.2。图 3.2 空调遥控器型腔的布局图3.2 成型零部件设计15注射模的成型零部件是指构成模具型腔的零件，通常包括型腔（凹模）、型芯（凸模） ，以及各种成型杆和成型镶件。按功能划分，成型零部件可分为安装部分和工作部分。安装部分起安装和固定成型零件的作用；工作部分与塑料直接接触，用来成型塑件。适合于 ABS 材料成型的钢材有 40Cr，供货硬度为 40HRC，易于切削加工。而后在真空环境下经 500550处理，钢材析出复合合金化合物，使钢材硬度具有 HRC4045 的硬度，耐磨性好且变形小。由于材质纯净，可做镜面抛光，并能光腐蚀精细图案，有较好的电加工及抗锈蚀性能。故这里选取 40Cr 作为成型零件材料。3.2.1 凹模的结构设计凹模也称为型腔，按结构不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶拼式和四壁拼合式四种类型。根据本塑件的结构特点，本课题采用整体式凹模，这种成型处塑件的质量较好，模具强度不高，不易变形。图 3.3 为模具的凹模。图 3.3 凹模163.2.2 凸模和成型杆的设计凸模又称型芯，是用以成型塑件内表面的零部件。成型杆是指能形成塑件孔、槽的小型芯。通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件需要一个成型零件内表面的大型心，因塑件抱紧力较大，所以设在动模部分，同时有利于简化模具结构。凸模结构如图3.4 所示。图3.4 凸模结构如图3.3 成型零件工作尺寸的计算塑件尺寸能否达到图纸尺寸的要求，与型腔、型芯的工作尺寸的计算有很大的关系。成型零件中与塑料熔体接触并决定制品几何形状的尺寸称为工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分为深度尺寸和径向尺寸，型芯尺寸可分为高度尺寸和径向尺寸。型腔尺寸属于包容尺寸，当型腔与塑料熔体或制品制件产生摩擦磨损后，该类尺寸具有增大的趋势。型芯尺寸属于被包容尺寸，当凸模与塑料熔体或制17品制件之间产生摩擦磨损后，该类尺寸具有缩小的趋势。中心距尺寸一般指成型零件上某些对称结构制件的距离，如孔间距、型芯间距、凹槽间距和凸块间距等，这类尺寸通常不受摩擦磨损的影响，因此可视为不变的尺寸。对于上述型腔、型芯和中心距三大类尺寸，可分别采用三种不同的方法进行设计计算。在计算之前，有必要对他们的标注形式及偏差分布做如下规定。(1)制品的外形尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值，与制品外形尺寸相对应的型腔尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值。(2)制品的内形尺寸采用单向正偏差，名义尺寸为最小值，与制品内形尺寸相对应的型芯尺寸采用单向负偏差，名义尺寸为最大值。(3)制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正、负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。目前，成型零件的工作尺寸主要用两种方法计算，一种称为平均值法，另一种称为公差带法。对平均收缩率较小的塑件一般采用平均值法。ABS材料的收缩率在 0.3%0.8%，其平均收缩率 =0.5%。塑件为一般等级精cS度，即四级精度。3.3.1 凹模的尺寸计算(1) 凹模型腔径向尺寸的计算塑件的外部整体可以分解为二个矩形和一个半圆，大矩形长 L 为80mm,宽 B 为 50mm，小矩形长 l 为 20mm，宽 b 为 10mm，而圆的半径 R为 20mm，都属于 A 类尺寸。查得塑件公差 7如下：18L 相应的制品公差 =0.38B 相应的制品公差 =0.28D 相应的制品公差 =0.28则塑件外部径向尺寸的转换如下：Ls1=80 mm ；L s2=20 mm ；L s3=50 mm ；L s4=10 mm 038.- 038.- 028.- 028.-；L s5=20 mm2.0-根据以下公式计算凹模的径向尺寸LM=(1+ Sc) Ls-x0+z 式 （3.2）塑件的平均收缩率 Sc 为： =0.5% 。cX是系数，一般在 0.5 到 0.8 之间，此处取 0.67。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件 = 。z z4代入数值有LM1=(1+ Sc) Ls1-x10+z1=（1+0.005）80-0.60.38 0+0.095mm=80.1720+0.095mmLM2=(1+ Sc) Ls2-x20+z2=（1+0.005）20-0.60.38 0+0.095mm=19.8720+0.095mmLM3=(1+ Sc) Ls3-x30+z3=（1+0.005）50-0.60.28 0+0.07mm=50.0820+0.07mmLM4=(1+ Sc) Ls4-x40+z4=（1+0.005）10-0.60.28 0+0.07mm19=9.8820+0.07mmLM5=(1+ Sc) Ls5-x50+z5=（1+0.005）20-0.60.28 0+0.07mm=19.9320+0.07mm(2) 凹模深度的计算塑件的外部高度尺寸 H=6mm,属于 B 类尺寸。查得塑件的公差为 0.247。则塑件外部高度尺寸的转换 Hs1=6 mm024.-根据以下公式计算凹模的高度尺寸： HM=(1+ Sc) Hs-x0+z 式（3.3） 塑件的平均收缩率 Sc 为：S c=0.5% 。X是系数，此处取 0.6。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件 = 。 z z4代入数值有 HM1=(1+ Sc) Hs1-x110+z1 =（1+0.005）6-0.60.24 mm06.=5.886 mm06.3.3.2 型芯尺寸计算(1) 型芯径向尺寸的计算型芯用于塑件内表面成型，塑件的外部整体可以分解为二个矩形和一个半圆，大矩形长 L 为 80mm,宽 B 为 50mm，小矩形长 l 为 20mm，宽 b为 10mm，而圆的半径 R 为 20mm，都属于 A 类尺寸。查得塑件公差 7如下：L 相应的制品公差 =0.3820B 相应的制品公差 =0.28D 相应的制品公差 =0.28则塑件外部径向尺寸的转换如下：Ls1=78 mm ；L s2=20 mm ；L s3=46 mm ；L s4=8 mm 038.038.28.028.0；L s5=18 mm2.0由下公式计算型芯的径向尺寸：lM=(1+ Sc) ls+x-z0 式（3.4）塑件的平均收缩率 Sc 为：S c=0.5% 。X是系数，此处取 0.6。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件 = 。z z4代入数值有:lM1=(1+ Sc) ls1+x1-z10 =（1+0.005）78+0.60.38 mm095.=78.618 mm095.lM2=(1+ Sc) ls2+x2-z20 =（1+0.005）20+0.60.38 mm095.=19.872 mm095.lM3=(1+ Sc) ls3+x3-z30 =（1+0.005）46+0.60.28 mm07.=46.398 mm07.LM4=(1+ Sc) ls4+x4-z40 =（1+0.005）8+0.60.28 mm07.=8.208 mm07.21lM5=(1+ Sc) ls5+x5-z50 =（1+0.005）18+0.60.28 mm07.=18.258 mm07.(2) 型芯高度尺寸的计算 成型塑件内腔型心高度计算塑件的内部大型心部分高度尺寸 h1=4mm，属于 B 类尺寸。查得塑件制造公差 1=0.24mm则塑件内部高度尺寸的转换 为 hs1=4 mm24.0hM=(1+Sc) hs+x-z0 式（3.5）塑件的平均收缩率 Sc 为：S c=0.5% 。X是系数，此处取 0.6。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件 = 。z z4代入数值有 hM1=(1+ Sc) hs1+x11-z10 =（1+0.005 ）4+0.60.24 mm06.-=4.164 mm06.- 型芯中部分按键高度尺寸计算此处的高度尺寸 H=2mm ，属于 B 类尺寸。查得塑件制造公差 1=0.24mm则塑件内部高度尺寸的转换为 hs1=2 mm24.0由下公式计算型心的高度尺寸： HM=(1+ Sc) Hs-x0+z 式（3.6）22塑件的平均收缩率 Sc 为：S c=0.5% 。X是系数，此处取 0.6。是塑件上相应尺寸的公差。塑件上相应的尺寸制造公差，中小型塑件 = 。z z4代入数值有 HM=(1+ Sc) Hs-x0+z=（1+0.005）2-0.60.24 mm0.6-=1.866 mm0.6-3.4 浇注系统设计浇注系统的作用是使熔融塑料平稳、有序的填充到型腔中去，且把压力充分地传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、美观的塑件。浇注系统的设计原则如下：（1）能顺利地引导熔融塑料充满型腔，不产生涡流，又有利于型腔内气体的排出。（2）在保证成型和排气良好的前提下，选取短流程，少弯折，以减小压力损失，缩短填充时间。（3）尽量避免熔融塑料正面冲击直径较小的型芯和金属嵌件，防止型芯位移或变形及金属嵌件偏移。（4）浇口料易清除，整修方便，无损塑件的外观和使用。（5）浇注系统流程较长或需要开设两个以上浇口时，由于浇注系统的不均匀收缩导致塑件翘曲变形，应设法予以防止。（6）在一模多腔时，应使各型腔同步连续充浇，以保证各个塑件的一致性。（7）合理设计冷料穴、溢料槽，使冷料不直接进入型腔及减少毛边的23负作用。（8）在保证塑件质量良好的前提下，浇注系统的断面和长度应尽量取小值，以减少对塑料的占用量，从而减少回收料。3.4.1 主流道的设计主流道与注射机喷嘴在同一轴心线上。在卧式或立式注射机用模具中，主流道垂直于分型面。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流速和冲模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的交口套。以下是空调遥控器外壳注塑模具根据模具设计与制造公式计算的主流道的各个尺寸。（1）主流道长度为减少塑料熔体冲模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度，一般主流道长度 L，应尽量小于 60mm。为减小料流转向时的阻力，主流道的出口端应做成圆角，圆角半径 r=0.53mm，主流道的出口端应与定模分型面齐平，以免出现溢料。根据该模具结构，取 L = 40mm 进行设计。（2）主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + (0.51 ) mm = 4+ (0.51)mm= （4+1 ）=5mm(3) 主流道大端直径主流道大端直径 D = d+2Ltg（/2） （=5）10mm (4) 主流道锥度主流道锥角一般应在 2 6，取 = 5，所以流道锥度为 /2=2.5。(5) 主流道的球半径主流道的球半径 SR = 喷嘴球半径+（12）mm24=12 +（12）mm = 14mm (6) 球面配合高度球面配合高度 h 为 38 取 6mm。本制品主流道的结构形式如图 3.4 所示。图 3.4 主流道结构图3.4.2 主流道衬套的设计主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套） 。主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。浇口套的作用： 使模具安装时进入定位孔方便而在注塑机上很好的定位并与注塑机喷嘴孔吻合，并能经受塑料的反压力，不致被推出模具。 作为浇注系统的主流道，将料筒的塑料过渡到模具内，保证料流有力畅通的到达型腔，在注射过程中不应有塑料溢出，同时保证主流道凝料脱出方便。浇口套一般采用碳素工具钢如 T8A、T10A 等，热处理要求淬火 5357 HRC，保证足够的硬度，但是其硬度应低于与注射机喷嘴的25硬度，以防止喷嘴被破坏，图 3.5 是此壳体的浇口套结构形式图 3.5 主流道衬套结构形式3.4.3 分流道的设计分流道是指主流道与浇口之间的通道。其作用是使熔融塑料过渡和转向。分流道设计要求：一是使流道尽快充满型腔，在流道内的压力损失和热量损失小；二是将塑料熔体均衡的分配到各个型腔；三是回料量小。(1) 分流道的截面设计常用的流道截面形状有圆形、梯形、U 形、半圆形和矩形等，在设计中，要减少流道内的压力损失，就希望流道截面积大，要减少散热损失，又希望面积小，故可用流到的截面积与其周长之比（水力半径 R） 8来表示分流道的流道效率，其比值越大，表明流道的效率越高，也就表明流道和流道璧的接触少，阻力小，流通能力强，压力损失小，散热少。各种流道截面形状的效率见图 3.6。26图 3.6 分流道的截面形状 从图中可以看出，圆形截面的水力半径最大，矩形截面的水力半径值最小,但圆形截面需开设在分型面两侧，且对应两部分必须吻合，加工比较困难。梯形截面水力半径值不太小，加工容易，因此是最常用的形式。在遥控器外壳注塑模具设计中拟采用梯形截面，其加工性能好，而且塑料熔体的热量散失，流动阻力均不大。图 3.7 为遥控器外壳分流道的截面图图 3.7 遥控器分流道截面图(2) 分流道的尺寸设计流道长度宜短，因为长的流道不但会造成压力损失，不利于生产，同时也浪费材料；但是过短，产品的残余应力增大，并且容易产生飞边。由于流道设计简单，根据四个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时尽量选小一点的，单边分流长度 =100mm。分L分流道的直径过大，不仅浪费材料，而且冷却时间增长，成型周期也随之增长，造成成本上的浪费；流道的直径过小，材料的流动阻力大，易造成填充不足，或者必须增加注射压力才能填充。因为该塑件的壁厚为2mm，重量为 35g200g，故根据以下公式计算流道直径：D= 式（3.7）47.3LW式中 ： D分流道直径(mm)；W产品质量（ g） ；L流道长度(mm)；27故流道直径 D = 5mm4107.35(3) 分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6m 左右 9既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。3.4.4 冷料穴的设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料” ，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大于主流道大端直径，深度约为主流道大端直径的 11.5 倍。在遥控器外壳注塑模具设计中，采用底部带有 Z 形拉料杆的冷料穴。在冷料穴底部有一 Z 形头拉料杆，由侧凹将主流道凝料钩住，开模时随塑件一起留在动模上。脱模时拉料杆与推杆其推出机构配合使用，二者同步运动，拉料杆将浇注系统凝料推出模外。形状如图 3.8 所示图 3.8 带拉料杆的冷料穴283.4.5 浇口的设计浇口是指连接分流道和型腔的进料通道，它是浇注系统中截面尺寸最小且长度最短的部分。浇口的作用表现为：塑料熔体通过浇口时剪切速率增高，粘度降低，有利于充型；同时熔体的内摩擦加剧，使料流的温度升高、粘度降低，从而提高了塑料的流动性，有利于充型；另外在注射过程中，塑料充型后在浇口处及时凝固，防止熔体的