空调遥控器注塑模具设计毕业论文（含外文翻译）

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/ENGINEER40和AUTOCAD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ABSTRACTPLASTICPARTSHAVEOBTAINEDTHEWIDESPREADAPPLICATIONININDUSTRY,AGRICULTURE,NATIONALDEFENSEANDDAILYLIFEFORTHEPRODUCTIONOFPLASTIC,WEMUSTDESIGNTHEPLASTICMOLDINTHISDESIGN,INJECTIONMOLDISUSEDINIT,ITISMOLDEDTHERMOPLASTICANDTHERMOSETTINGPLASTICMOLD,ISTHEMOSTCOMMONAPPLICATIONOFTHEPLASTICMOLDPROCESSINGMETHODTHEDESIGNTHROUGHPLASTICPRODUCTSOFHOMEAPPLIANCES,USEREMOTEOFAIRCONDITIONERENTITYMODELFORMEASURINGTHESIZEOFTHEPRODUCT,THEENTITYMODELING,ANDDESIGNONTHEPLASTICPARTSOFTHEMOLD,INCLUDESPLASTICPARTSPRODUCTDESIGN,PROCESSPARAMETERSANALYSISANDCALCULATION,PARTOFTHEDESIGNWORK,THEDESIGNOFDIESTRUCTURE,THEDESIGNOFMOLDINGPARTSTHESPECIFICINTRODUCTIONAREMADEONGATINGSYSTEM,COOLINGSYSTEM,MOLDINGPARTS,STEERINGMECHANISMANDSPACERPARTINGINSTITUTIONSINTHISSUBJECT，THEREAREFOURCAVITIESINTHISMOLDMAINLYUSINGPRO/ENGINEER4ANDAUTOCADTOCOMPLETETHEDESIGNWORKINTHEWHOLEPROCESS,ILEARNALOTOFMOLDDESIGNKNOWLEDGEANDDEEPENTHEKNOWLEDGEOFSTUDIEDINTHESCHOOL,THEWHOLEDESIGNPROCESSREALIZATIONSTHEPAPERLESS,ITIMPROVESTHEDIESPRODUCTIONEFFICIENCYANDSAVINGPRODUCTIONCOST,ANDGREATLYSHORTENTHEPRODUCTIONCYCLEKEYWORDSINJECTIONMOLDREMOTESHELLGATINGSYSTEMPLASTICPARTS目录摘要IABSTRACTII1绪论111选题的依据及意义112国外模具工业的现状及发展213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521零件图522材料分析523零件结构分析724零件体积及质量估算825初选注射机的型号和规格826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1231塑件在模具中的位置1232成型零部件设计1433成型零件工作尺寸的计算1634浇注系统设计2235排气系统的设计3036脱模机构设计3037合模导向机构的设计3238冷却系统的设计3439推杆推出机构的设计37310模架及模具材料的选择394注射机相关参数校核4241最大注射量的校核4242注射压力校核4243锁模力校核4344模具厚度的校核445模具的工作原理及安装、调试4551模具的工作原理4552模具的安装4653试模466设计总结48参考文献49致谢50附录521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2545。11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/ENGINEER40和AUTOCAD）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。12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955，百人以上的仅有65家，占总数的054。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。13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；（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。2空调遥控器外壳结构与工艺性分析21零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21空调遥控器外壳立体图22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21所示。表21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035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，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22为ABS主要性能指标5。表22ABS的性能指标密度/GCM3102108屈服强度/MPA50比体积/CM3G1086098拉伸强度/MPA38吸水率（）0204拉伸弹性模量/MPA18103熔点/。C130160拉弯强度/MPA80计算收缩率（）0308抗压强度/MPA53容/J（KGC）1470弯曲弹性模量/MPA1410323零件结构分析231收缩率ABS的收缩率为0308，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05。232零件壁厚本产品的壁厚设置为20MM，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。233零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。234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。O24零件体积及质量估算241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V875CM；3单个塑件的质量MV10587592G；其中的值根据材料的性质，取105G/CM。3242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V87560525CM。凝3四个塑件和浇注系统凝料总体积V87545254025CM总3总质量MV10540254226G。总总25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32504CMV总。根据以上的计算，初步选定公称注3312508/2504/CMCV总射量为125，注射机型号为XS125/630卧式注射机，主要技术参数见3M表23。表23XS125/630注射机技术参数6螺杆直径/MM40螺杆转速/（R）1MIN10140理论注射容量/CM3125注射压力/MPA150注射速率/（GS1）110注射装置塑化能力/（GS）45锁模力/KN630拉杆间距HV/（MMMM）260360模板行程/MM360模具小厚度/MM200模具最大厚度/MM300定位孔直径/MM100喷嘴伸出量/MM50喷嘴球半径/MM12喷嘴口孔径/MM4锁模装置模板尺寸/MM30044026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7090MPA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。3空调遥控器外壳注塑模具的结构设计31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。311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。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31所示图31空调遥控器外壳分型面形状及位置312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（31）得式中K注射机的最大注射量的得用系数，一般取08；MN注射机允许的最大注射量；M2浇注系统所需塑料的质量或体积（G或CM）；M1单个塑件的质量或体积（G或CM）。所以需要1075820N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32。图32空调遥控器型腔的布局图32成型零部件设计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。321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33为模具的凹模。图33凹模322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34所示。图34凸模结构如图33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0308，其平均收缩率05。塑件为一般等级精CS度，即四级精度。331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L相应的制品公差038B相应的制品公差028D相应的制品公差028则塑件外部径向尺寸的转换如下LS180MM；LS220MM；LS350MM；LS410MM038038028028；LS520MM20根据以下公式计算凹模的径向尺寸LM1SCLSX0Z式（32）塑件的平均收缩率SC为05。CX是系数，一般在05到08之间，此处取067。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。ZZ4代入数值有LM11SCLS1X10Z1（10005）800603800095MM8017200095MMLM21SCLS2X20Z2（10005）200603800095MM1987200095MMLM31SCLS3X30Z3（10005）50060280007MM500820007MMLM41SCLS4X40Z4（10005）10060280007MM98820007MMLM51SCLS5X50Z5（10005）20060280007MM199320007MM2凹模深度的计算塑件的外部高度尺寸H6MM,属于B类尺寸。查得塑件的公差为0247。则塑件外部高度尺寸的转换HS16MM024根据以下公式计算凹模的高度尺寸HM1SCHSX0Z式（33）塑件的平均收缩率SC为SC05。X是系数，此处取06。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。ZZ4代入数值有HM11SCHS1X110Z1（10005）606024MM065886MM06332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038B相应的制品公差028D相应的制品公差028则塑件外部径向尺寸的转换如下LS178MM；LS220MM；LS346MM；LS48MM038038280280；LS518MM20由下公式计算型芯的径向尺寸LM1SCLSXZ0式（34）塑件的平均收缩率SC为SC05。X是系数，此处取06。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。ZZ4代入数值有LM11SCLS1X1Z10（10005）7806038MM09578618MM095LM21SCLS2X2Z20（10005）2006038MM09519872MM095LM31SCLS3X3Z30（10005）4606028MM0746398MM07LM41SCLS4X4Z40（10005）806028MM078208MM07LM51SCLS5X5Z50（10005）1806028MM0718258MM072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H14MM，属于B类尺寸。查得塑件制造公差1024MM则塑件内部高度尺寸的转换为HS14MM240HM1SCHSXZ0式（35）塑件的平均收缩率SC为SC05。X是系数，此处取06。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。ZZ4代入数值有HM11SCHS1X11Z10（10005）406024MM064164MM06型芯中部分按键高度尺寸计算此处的高度尺寸H2MM，属于B类尺寸。查得塑件制造公差1024MM则塑件内部高度尺寸的转换为HS12MM240由下公式计算型心的高度尺寸HM1SCHSX0Z式（36）塑件的平均收缩率SC为SC05。X是系数，此处取06。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。ZZ4代入数值有HM1SCHSX0Z（10005）206024MM061866MM0634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。341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R053MM，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L40MM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051MM4051MM（41）5MM3主流道大端直径主流道大端直径DD2LTG（/2）（5）10MM4主流道锥度主流道锥角一般应在26，取5，所以流道锥度为/225。5主流道的球半径主流道的球半径SR喷嘴球半径（12）MM12（12）MM14MM6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34所示。图34主流道结构图342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5357HRC，保证足够的硬度，但是其硬度应低于与注射机喷嘴的硬度，以防止喷嘴被破坏，图35是此壳体的浇口套结构形式图35主流道衬套结构形式343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36。图36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37为遥控器外壳分流道的截面图图37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（37）473LW式中D分流道直径MM；W产品质量（G）；L流道长度MM；故流道直径D5MM4107353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16M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。344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115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38所示图38带拉料杆的冷料穴345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，防止熔体的倒流；成型后也便于塑件与整个浇注系统的分离。浇口的尺寸过小会使压力损失增大，冷凝加快，补缩困难；浇口的尺寸过大，浇口周围产生过剩的残余应力，导致产品变形或破裂，且浇口的去除困难等。一般来说，浇口位置选择要遵循以下原则（1）浇口位置的设置应使塑料熔体填充型腔的流程最短、料流变向最少。（2）浇口位置的设置应有利于排气和补缩。如果塑件壁厚相差较大，应将浇口设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。（3）浇口位置的设置应减少或避免产生熔接痕、提高熔接痕的强度。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度。（4）浇口位置的选择要避免塑件变形。（5）浇口位置的设置应避免引起熔体破裂。（6）浇口位置的设置应防止型芯变形。（7）浇口位置的设置应考虑塑件的外观。浇口的种类分为直接浇口、侧浇口、点浇口、潜伏浇口、耳形浇口等。该塑件要求颜色均匀一致，无黑点、杂质等缺陷，表面质量要求较高，采用一模四腔注射，为便于调整充模时采用侧浇口。开设在模具的分型面上，去浇口方便，残留痕迹小；熔体流速高；翘曲变形比直接浇口小，其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正。1侧浇口尺寸的确定1计算侧浇口的深度根据塑料注射模结构与设计侧浇口的深度H计算公式得HNT07214MM式中T是塑件的厚度；N是塑料成型系数，对于ABS材料，其成型系数N07。在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便今后在试模的时候可以调整，并根据塑料注射模结构与设计中推荐的ABS侧浇口的厚度为1214MM，故此处的深度取13MM。2）计算侧浇口的宽度B324MM4MM式（38）306192730AN其公式中A为凹模内表面的面积A48175941927036MMN是塑料成型系数，对于ABS其N073侧浇口的长度计算根据塑料注射模结构与设计可得侧浇口的长度一般选用浇L05075MM，这里取1MM。以下图39为空调遥控器的侧浇口图B放大图39侧浇口35排气系统的设计为了在注射成型过程中将型腔内原有的空气和塑料熔体中逸出的气体排出，在模具分型处常开设排气槽。当型腔内的排气量不大时，可直接利用分型面之间的间隙自然排气，也可利用模具的推杆与配合孔之间的活动间隙排气。通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气；7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出。此设计是利用分型面之间的间隙排气和利用推杆与配合孔之间的活动间隙排气的。36脱模机构设计从模具中推出塑件及浇注系统凝料的机构成为脱模机构或推出机构，又称顶出机构。361脱模机构的分类按驱动方式分可分为手动脱模机构、机动脱模机构、液压脱模机构和气动脱模机构。按模具结构分可分为简单脱模机构、二次脱模机构、双脱模机构、带螺纹塑件的脱模机构和浇注系统自动切断脱模机构。362脱模机构的设计原则1塑件滞留于动模模具开启后应使塑件及浇口凝料滞留在带有脱模机构的动模上，以便塑件在脱模机构的作用下脱出塑件。2保证塑件不变形损坏这是脱模机构基本的要求，首先要正确分析塑件对凹模或型芯的附着力的大小以及所在的部位，有针对性的选择合适的脱模方法和脱模位置，使推出重心和脱模阻力中心相重合，型芯由于塑料收缩时对其包紧力最大，因此推出点应该要靠近型芯，推出力应该在塑件刚度和强度最好处，作用面应尽可能要大一些。3力求良好的塑件外观推出塑件的位置应该尽量在塑件的内部或者在不影响塑件外观质量的地方，在采用推杆时尤其要注意这个问题。4脱模机构应尽量简单可靠，有合适的推出距离（过大会加剧模具的磨损，过小则塑件不能脱模）。5合模时能正确复位。363脱模力的计算脱模力是指将塑件从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。它主要包括因塑件收缩引起的塑件与型芯的摩擦阻力和大气压力。其大小与塑件的壁厚和形状有关。对于薄壁距环形断面的塑件，根据模具设计与制造简明手册其脱模力的计算公式为式39AELF10K1TANFCOS822上式中，是距环形塑件的平均壁厚，2；22ME是塑料的弹性模量，E1800；MPAS是塑料的平均收缩率，这里取05；L是塑件对型芯的包容长度，L5；是模具型芯的脱模斜度，；O3F是塑件与型芯之间的精摩擦系数，对于ABS塑料取021；是塑件的泊松比，035；是无因次因素，；2K21SINCO1KFA是盲孔塑件型芯在脱模机构方向上的投影面积，A340802；2M将上述数值代入上面公式得到脱模力F51512N37合模导向机构的设计注射模合模导向机构，主要用来保证动模和定模两大部分或模内其他零件之间的准确配合和可靠地分开，以避免模内各零件发生碰撞和干涉，并确保塑件的形状和尺寸精度。合模导向机构的主要形式有导柱导向和锥面定位8两种。导向机构设计原则（1）导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。为了确保动模和定模只能按一个方向合模，导柱的布置方式常采用等直径导柱的不对称布置或不等直径的对称布置方式。（2）导柱一般设在有型芯的一侧，可以保护型芯不受损坏；导柱设在定模一侧，便于塑件脱模。对于脱模机构为推板推出的模具，有推板的一侧一定要设有导柱。对于点浇口三版模、斜导柱和滑块均在定模的侧向抽芯模具，导柱一般设在定模一侧。（3）导柱长度应比凸模端面的高度高出68MM10，以保证在导柱伸入到导套后型芯才进入型腔，从而避免型芯与型腔发生碰撞；对于脱模机构为推板推出的模具，导柱长度应大于推板的推出距离，以保证推板在推出塑件的过程中始终处于被导向状态。（4）为使导柱能顺利进入导套，导柱端面应做成锥形或半球形，导套的前端也应倒角。（5）导柱导套应有足够的耐磨性，它多采用渗碳钢（如20钢、20CR等）经渗碳淬火处理，其表面硬度为4855HRC，也可采用T8或T10经淬火处理。导柱与导套配合部分的表面粗糙度要求为RA08M11。（6）导柱直径按模具尺寸选取，选取时参考国内外注射模架标准数据。371导柱的选择本模具采用导柱导向机构。导柱机构形式为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济效益，使用带头导柱。导柱的布置为确保动模和定模只按一个方向合模，采用等直径导柱不对称布置。为确保型芯不损坏，导柱设在动模一侧。结构形式如图310图310导柱结构372导套的选择根据导柱的选择尺寸，设计导套，导套设计的一些基本原则为了使导柱可以顺利的进入导套，在导套的前端倒一圆角R，导向孔最好打通，否则，导柱进入未打通的导柱孔时，孔内空气无法逸出，而产生反压力，给导柱的进入带来阻力，当结构需要不开口时，就要在不通孔的侧面增加通气孔或在导柱的侧壁磨出排气槽。导套可以用淬火钢或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善摩擦，以防止导柱和导套被拉毛。导套如图311所示。图311定模导套373复位装置复位装置常采用复位杆和弹簧复位，复位杆一般设置24根12，其位置在型腔和浇注系统范围之外。弹簧复位容易坏掉，需要经常更换，所以在此设计中使用复位杆，初步选定2根。38冷却系统的设计模具冷却剂可以用水、压缩空气和冷冻水冷却，而水冷最为普遍。所谓水冷，即在模具型腔周围和型芯内开设冷却水通道，使水在其中循环，带走热量，维持所需的模温。水的热容量大，导热系数大，成本低。有时候为了满足加速冷却，也可以采用冷冻水冷却。冷却水道的开设受模具上镶块和顶出杆等零件几何形状的限制，必须根据模具的特点灵活地设置冷却装置。其设计要点有1实验表明冷却水孔的数量愈多，对塑件的冷却愈均匀。因此冷却水孔应尽量多、孔径应尽量大。（2）冷却水道至型腔表面的距离应尽量相等，即孔的排列要与型腔形状相吻合。一般冷却水孔至型腔表面的距离应大于10MM，常用1215MM13。（3）对热量积聚大、温度上升高的部位应加强冷却。如浇口附近的温度最高，离浇口距离越远温度越低，因此浇口附近应加强冷却，在其附近设冷却水的入口，再流向远端。同一塑件不同部位的冷却应与塑件的厚度成比例。（4）进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度，避免产生过大的压力降，同时也要考虑便于加工和清理。冷却水道直径一般不小于9MM,常用912MM。（5）凹模、凸模及成型型芯应分别冷却，并保证其冷却平稳。当成型大型塑件或薄壁塑件时，料流流程较长，而料温愈流愈低，为在塑件上获得大致相同的冷却速度，在料流末端冷却水道可排列稀一些。（6）注意干涉和密封等问题，避免将冷却管道开设在塑料的熔接痕部位。冷却管道应避开模具内推杆孔、螺纹孔及型心孔等其它孔道。水管接头处必须密封，防止漏水。另外，冷却管道不应穿过镶块，以免在接缝处漏水，若必须通过镶块时，则应加镶套管密封。（7）复式冷却循环应并联而不应串联。（8）进、出口冷却水温差不应过大，以免造成模具表面冷却不均。381冷却介质ABS属于中等粘度材料，其成型温度及模具温度分别为200和5080。所以模具温度初步选定为50，用常温水对模具进行冷却。382冷却系统简单计算1单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W塑件制品的体积52587544025CM3塑凝NV塑件制品的质量MV40251054226G004226KG塑件壁厚较薄，可根据实用模具计算手册得93S，取注射时冷T间16S，脱模时间为8S，189S，由此每小时注射注T脱T脱冷注TT次数为N3600/189190次单位内注射入模具中的塑料熔体的总质量WNM19000422680294KG/H。2确定单位质量的塑件在凝固时放出的热量QS根据实用模具计算手册直接可知ABS的单位热流量QS的值在范围（310400）KJ/KG之间，故可取QS360KJ/KG。3计算