插座盖板塑料模具设计

题目插座盖板塑料模具设计系别材料工程系专业名称模具设计与制造目录目录I内容摘要IIIABSTRACTIV前言V一塑件工艺性分析111塑件分析1111塑件模型1112工艺性与结构分析212ABS的性能分析2121ABS基本性能2122成型性能3123ABS主要性能指标4124ABS主要用途513ABS的注射成型过程5二成型设备的选择621计算塑件体积622注塑机的选择6221锁模力的计算723塑件模塑成型工艺参数的确定8三塑料模的结构设计1031分型面的选择1032型腔数目的确定及排列1133浇注系统的结构和浇注系统尺寸设计13331浇口套尺寸13332分流道14333浇口设计1634型芯型腔结构的确定1735推件方式的选择1836脱模机构分类1837冷却系统的设计20I371冷却系统的设计原则20372冷却介质的选择21373冷却系统的计算21四塑料模设计尺寸计算2641成型零件尺寸计算26411型腔尺寸计算29412型芯尺寸计算30413斜推杆尺寸计算30414型腔侧壁和底板厚度的计算3142抽芯机构的设计与计算32421侧向分型机构类型的确定32422抽芯距的计算33423抽芯力的计算3343标准模架的选择34431模架的确定34432标准件的选用35五注射机参数校核3751注射量校核3752开模行程和脱模距离的校核3853模具闭合高度的校核38六制定模具零件加工工艺过程3961型芯加工工艺过程3962型腔加工工艺过程4063动模板加工工艺过程4164定模板加工工艺过程42设计总结43参考文献44致谢45II内容摘要进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。蓬勃发展的中国塑料工业，在中国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。塑料制品在人们的日常生活中随处可见，因此其注塑模具的需求也日益增多，市场前景广泛，而且因为不同塑件的外形不同，注塑模具也就有了很大的不同。本设计是关于插座盖板的注塑模具设计，通过注塑机注塑成形零件。运用PRO/E软件绘制塑件的三维模型。介绍了注塑机的选用，塑件的选材，浇注系统的设计，分型面及型腔数目的设计，导向、脱模及冷却系统的设计等，以及对模具的校核。随着塑料加工工业持续快速发展，塑料制品在工业、农业、军事及人民生活的各个领域得到广泛的应用，塑料制品的研究、生成与应用开发得到迅速发展，塑料模具的设计、制造技术也随之不断提高。随着CAD/CAM/CAE技术的引用，更是显著提高了模具设计的效率，减少模具设计过程中的失误，提高了模具和塑件的质量，缩短了生产周期，降低了模具和塑件的成本。关键词模具设计注塑模具插座盖板PRO/EIIIABSTRACTSINCETWENTYFIRSTCENTURY,CHINASPLASTICSINDUSTRYHASMADEREMARKABLEACHIEVEMENTS,ACHIEVEDAHISTORICLEAPCHINAPLASTICSINDUSTRYVIGOROUSDEVELOPMENT,PLAYSAMOREANDMOREIMPORTANTROLEINCHINASMODERNIZATIONECONOMICCONSTRUCTIONPLASTICPRODUCTSCANBESEENEVERYWHEREINPEOPLESDAILYLIFEIN,SOTHEINJECTIONMOLDGROWINGDEMAND,BROADMARKETPROSPECTS,BUTBECAUSEOFTHEDIFFERENTSHAPEOFPLASTICPARTSINJECTIONMOLDDIFFERENT,WILLHAVEAVERYDIFFERENTTHISDESIGNISINJECTIONMOLDDESIGNONTHESOCKETCOVER,FORMINGPARTSBYINJECTIONMOLDINGMACHINESDRAWTHREEDIMENSIONALMODELOFPLASTICPARTSBYUSINGPRO/ESOFTWARETHESELECTINGOFTHEINJECTIONMACHINEISINTRODUCEDINTHISPAPER,PLASTICMATERIAL,THEDESIGNOFGATINGSYSTEM,DESIGNSURFACEANDTHENUMBEROFCAVITIES,GUIDE,RELEASEANDCOOLINGSYSTEMDESIGN,ANDTHEVERIFICATIONOFTHEMOLDWITHTHESUSTAINEDANDRAPIDDEVELOPMENTOFTHEPLASTICSPROCESSINGINDUSTRY,PLASTICPRODUCTSAREWIDELYUSEDININDUSTRY,AGRICULTURE,MILITARYFIELDSANDPEOPLESLIVES,STUDY,GENERATIONANDAPPLICATIONDEVELOPMENTOFPLASTICPRODUCTSHASOBTAINEDTHERAPIDDEVELOPMENT,PLASTICMOLDDESIGN,MANUFACTURINGTECHNOLOGYISALSOCONSTANTLYIMPROVEWITHTHEREFERENCEOFCAD/CAM/CAETECHNOLOGY,BUTALSOSIGNIFICANTLYIMPROVETHEEFFICIENCYOFMOULDDESIGN,MOULDDESIGNTOREDUCEERRORSINTHEPROCESS,IMPROVETHEMOULDANDTHEQUALITYOFPLASTICPARTS,SHORTENTHEPRODUCTIONCYCLE,REDUCETHECOSTOFMOLDSANDPLASTICPARTSKEYWORDSDESIGNOFTHEDIEINJECTIONMOULDSOCKETCOVERPRO/EIV前言1模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。V2模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。（4）开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业VI的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。（6）应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。3设计在学习模具制造中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。一塑件工艺性分析11塑件分析111塑件模型图11插座盖板三维立体图12插座盖版平面图本塑件材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（缩写代号为ABS），其色调为不明白色。112工艺性与结构分析（1）外形尺寸塑件结构复杂程度一般，表面质量要求也不高。如图21与22所示，塑件的两内侧分别有四个侧凹，需设置侧向分型抽芯机构。（2）精度等级ABS塑件高精度为3级，一般精度为4级，低精度为5级，本产品为配合件，故选用的尺寸精度等级3级。（3）表面质量分析塑件外表面不允许出现划伤、气泡、缩孔、熔接痕等缺陷,因而浇口应避免开设在塑件的外表面因此采用侧浇口。由于塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合与注射成型。（4）脱模斜度ABS属于无定型塑料，成型收缩率小，其脱模斜度，型腔为35130，型芯301。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚、及塑料的收缩率。成型型芯越长或型腔越深,则斜度应取偏小值；反之可选用偏大值。因此,此设计脱模斜度型腔取1,型芯取40。（塑件内孔以型芯小端为准；塑件外形以型腔大端为准）一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。当要求开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应不大于塑件外表面的脱模斜度。12ABS的性能分析121ABS基本性能ABS，中文名丙烯腈丁二烯苯乙烯英文名ACRYLONITRILEBUTADIENESTYRENE。ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的确综合性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度，且在低温下也不迅速下降。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，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS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。ABS综合性能较好，冲击韧度、力学性能较高，尺寸稳定而化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与有机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐摩零件、传动零件以及化工、电器、仪表等零件。122成型性能（1）无定形料其品种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。（2）吸湿性强含水量应小于03（质量），必须进行充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。（3）流动性中等溢边料004MM左右（流动性比聚苯乙烯、ABS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。（4）比聚苯乙烯加工困难宜取高料温、高模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度为250左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080，注射压力应比加工聚苯乙烯的高，一般用柱塞式注射机时料温为180230，注射压力为100140MPA，螺杆式注射机则取160220，70100MPA。（5）模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外观不良，容易发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失），脱模斜度宜取2以上。123ABS主要性能指标ABS，易燃，屈服强度50MPA，拉伸强度38MPA，伸长率35，摩擦系数045，热变形温度80103，计算收缩率0407。具体如表11所示。表11ABS的主要性能指标性能单位数值密度3G/CM102108比体积086098吸水率0204收缩率0407熔点130160热变形温度83103（0185MPA）抗拉屈服强度MPA50拉伸弹性模量MPA3104抗弯强度MPA80冲击韧度2KJ/M261（无缺口）11（缺口）硬度HB97体积电阻系数CM1609拉伸强度MPA38抗压强度MPA53弯曲弹性模量MPA3104比热容J/（KG）1470124ABS主要用途在机械工业系统中用来制造凸轮，齿轮，泵叶轮，轴承，电机外壳，仪表表壳，蓄电池槽，水箱外壳，手柄，冰箱衬里等，汽车工业中用来制造驾驶盘，空气调节器，管加热器等，还可供电视机晶体管收音机制造外壳。13ABS的注射成型过程（1）成型前的准备对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分干燥。（2）注射过程塑件在注塑机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流、冷却五个阶段。（3）塑件的后处理处理的介质为空气和水，处理温度为6070，处理时间为1620MIN。二成型设备的选择21计算塑件体积（1）零件体积、质量该产品材料为ABS塑料，其密度为102107（），计算其平均密3G/CM度为104（）3G/CM由PRO/E三维建模分析可得塑件体积为3127。塑件质量为132G704VM塑塑（21）（2）浇注系统凝料体积的初步计算此时浇注系统的形状尺寸未知，可按塑件体积的06倍计算，由于该模具采用一模四腔，所以浇注系统的凝料体积为312048CM627406V（22）（3）一次注射量体积32108C（23）质量（24）4GM61）（22注塑机的选择注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整。221锁模力的计算（1）塑件及流道凝料在分型面的投影面积计流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积，在模具设计前是个未2A知值，根据多型腔模的统计分析，是每个塑件在分型面上的投影面积的21A02倍05倍，因此可用035N来进行估算，所以1A21403M68578（25）（26）12NN式中1A单一塑件在分形面上的投影面积N预定型腔数目2流道凝料在分形面上的投影面积（2）锁模力的计算6452KNAPFM型（27）式中型腔压力取30MPA型P（3）注射机的选择根据上面计算得到的0和MF值来选择一种注射机，注射机的最大注射量（额定注射量G和额定锁模力F应满足（28）0G式中注射系数，ABS为无定形材料，取085（29）MF综合各方面考虑，可选SZ250/1500型注射机。其主要参数见下表21。表21注塑机主要技术参数结构形式卧拉杆内间距/MM460400理论注射容积/3CM255移模行程/MM430蜗杆直径/MM45最大模具厚度/MM550注射压力/MPA178最小模具厚度/MM220注射速率/（/S）165锁模形式双曲肘塑化能力/（G/S）35模具定位孔直径/MM125螺杆转速/（R/MIN10200喷嘴球半径/MMSR15锁模力/KN1500喷嘴口孔径/MM323塑件模塑成型工艺参数的确定正确的注射成型工艺可以保证塑料熔体良好塑化，顺利充模、冷却与定型，从而生产出合格的塑料制件。温度、压力和时间是影响注射成型工艺的重要参数。1温度注射成型过程需要控制的温度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等，其中前两种温度主要控制塑料的塑化和流动，后一种温度主要影响塑料的流动和冷却成型。1）料筒温度料筒温度的选择与诸多因素有关2）喷嘴温度喷嘴温度一般低于料筒的最高温度，目的是防止熔料在喷嘴出产生流涎现象。3）模具温度模具温度直接影响熔体的充模流动能力、塑件的冷却速度和成型后的塑件性能等。2压力注射模塑过程中的压力包括塑化压力和注射压力两种，他们直接影响塑料的塑化和塑件质量。1）塑化压力塑化压力又称背压，是指采用螺杆式注射机时，螺杆头部熔料在螺杆转到后退时所受到的压力。2）注射压力注射机的注射压力是指柱塞或螺杆头部轴向移动时其头部对塑料熔体所施加的压力。3时间（成型周期）完成一次注射成型过程所需的时间称成型周期，它包括以下各部分成型周期1注射时间1充模时间（柱塞或螺杆前进时间）2保压时间（柱塞或螺杆停留在前进位置的时间）2模内冷却时间（柱塞后撤或螺杆转动后退的时间均在其中）3其他时间（指开模、脱模、喷涂脱模剂、安放嵌件和合模时间）冷却时间主要决定于塑件的厚度、塑料的热性能和结晶性能以及模具温度等。冷却时间的长短应以脱模时塑件不引起变形为原则，冷却时间一般在30120S之间。冷却时间过长，不仅延长生产周期，降低生产效率，对复杂塑件还将造成脱模困难。成型周期在中的其他时间则与生产过程是否连续化和自动化以及这两种的参与程度有关。表22注射工艺参数注射机螺杆式，螺杆转速30R/MIN预热和干燥温度8085，时间23小时后段150170中段165180料筒温度前段180220喷嘴温度170180模具温度5080注塑压力60100MPA成型时间30S（注射时间取16S，冷却时间204S，辅助时间8S）三塑料模的结构设计31分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则1分型面应取在塑件尺寸的最大处。2尽可能使制品留在动模一侧，因为注射机的推出液压缸设在动模一侧，制品留在动模一侧有利于脱模机构的设置。3分型面的选择应有利于保证塑件的精度要求。4分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量。5分型面的选择尽可能满足制品的使用要求。6分型面的选择尽量减小制品在合模方向上的投影面积。7分型面的选择应有利于排气。8分型面应有利于简化模具特征。不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。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、便于清除毛刺及飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图31所示画分型面的图。图31分型面32型腔数目的确定及排列与单型腔模具相比较，单型腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性好、成型工艺条件容易控制，模具结构简单紧凑、模具制造成本低、制造周期短等特点。但是，在大批量生产的情况下，多型腔为更为合适的形式，它可以提高效率，降低塑件的整体成本。型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。型腔数目的计算公式根据注射机锁模力（31）7AP06FN1型F注射机锁模力KN（1500KN）；A每个制品在分型面上的投影面积2M（40332）；型腔内熔体的平均压力MPA（查表31可知ABS型腔的平均型P压力为30MPA）。根据注射机的注射量（32）7V035GN2G注射机公称注射量（225）；CMV单个制品的体积（127）。3表31型腔平均压力塑料品种型腔压力/MP塑料品种型腔压力/MP高压聚乙烯（PE）1015ABS30低压聚乙烯（PE）20POM35PS1520PC40AS30大多数中小型制件常用多型腔注射模，而高精度塑件的型腔数原则上不超过4个，生产中如果交货允许，我们根据上述公式计算得出N7，当型腔数为7的时候在型腔的分布、浇注系统的设计会复杂很多，所以我们采用一模四腔。型腔的排列采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，保证制品质量的均一和稳定型腔布置和浇注口开设的部位应该对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象；尽可能使型腔排列紧凑，以便减小模具的外形尺寸。如图32。图32一模四腔33浇注系统的结构和浇注系统尺寸设计331浇口套尺寸主流道小端直径D注射机喷嘴直径051，这样便于喷嘴和主流道能同轴对准,也能使的主流道凝料能顺利脱出。主流道球面半径主流道入口的凹坑球面半径R,应该大于注射机喷嘴球头半径的23。反之,两者不能很好的贴合,会让塑件熔体反喷,出现溢边致使脱模困难。SR注射机喷嘴球头半径12。主流道长度L一般按模板厚度确定，但为了减小充模时压力降和减少物料损耗，以短为好，小模具控制在50之内，在出现过长流道时，可以将主流道衬套挖出深凹坑，让喷嘴伸入模具。根据公式和注射机参数表21DD（051）3（051）35（33）RR（12）15（12）16（34）式中D主流道小端直径，；D注射机喷嘴直径，；R主流道入口的凹坑球面半径，；R注射机喷嘴球头半径，。主流道半锥角度通常为23，主流道的表面粗糙度RA08，浇口套常用T8或T10刚材制作，经淬火洛氏硬度为5055HRC。如图33。图33浇口套图34定位圈332分流道直径（）已知，塑件的厚度为2，制品重量约为848G，对于PSABSSANBS等塑料制品，其分流道直径可由图35查出，D的直径354，可取4。长度（）在设计时尽量减小流道内压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时考虑减小流道体积，分流道的长度一般在830之间，不易小于8，所以选择长度为16。012340567809345678D/MG/GS152345图35D分流道直径G制品重量S制品壁厚分流道的布置流道排列的原则1尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等。2使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。流道的布置要平衡，可以说自然平衡，如果自然没法平衡的话需要人工平衡。图36分流道333浇口设计浇口连接分流道和型腔的桥梁，是浇注系统中最薄弱最关键的环节。浇口的作用1熔料经狭小的浇口增速、增温，有利于填充型腔。2注射保压补缩后浇口处首先凝固封闭型腔，减小塑件的变形和破裂。3狭小浇口便于浇道凝料与塑件分离，修正方便。常用的浇口类型有直接浇口、侧浇口、重叠式浇口、扇形浇口等，在这里我们选用侧浇口，侧浇口一般开在模具的分型面上，从制品的边缘进料。侧浇口的截面为矩形，其优点是截面形状简单，易于加工、便于试模后修正。浇口长度L在结构强度允许的情况下以短为好，侧浇口的长度L一般选05075MM，在这里选用05MM；有经验公式可知侧浇口厚度T为15MM，浇口宽度B为2MM。经验公式（35）2306815730A96B）（36）MT）（式中B浇口宽度，；A型腔表面积，即制品外侧表面积，；2T侧浇口的厚度，；浇口处塑件的壁厚，。34型芯型腔结构的确定凹模结构设计凹模亦称型腔，是成型零件外表面的主要零件，根据塑件的外部特征，考虑到模具结构的复杂程度，在此总体上采用整体嵌入式凹模。此结构需要用销钉式螺钉定位。凹模和固定板之间采用过渡紧配合甚至过盈配合，以便使凹模固定牢靠。凸模结构设计成型零件内表面的零件称为凸模或型芯，主要有主型芯，小型芯，螺纹型芯等。在本工件中我们采用组合式主型芯，局部嵌入、用螺栓拉紧。其优点是节省优质模具钢材，便于机加工和热处理。图37型腔图38型芯35推件方式的选择推出机构的设计原则1尽可能使制品滞留在动模一侧，以便助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2防止制品变形或损坏，正确分析制品对型腔的粘附力大小及其所在部位，有针对性的选择合适的脱模机构，使推出重心与脱模阻力中心相重合。3推出位置尽量选择在塑件内侧，保证塑件外观良好。4结构合理可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，推杆应具有足够的强度和刚度。36脱模机构分类按动力来源分类手动脱模；机动脱模；液压脱模；气动脱模。按结构分类1简单脱模机构（推杆、推管和推件板等脱模机构）。2二级脱模机构（用于一些特殊的制品）。3双脱模机构动模、定模均设有简单的脱模机构。4顺序脱模机构（用于多分型面）。5螺纹制品脱模机构。本工件外形简单，制品厚度较薄，没有螺纹，但需要内侧抽在这里采用简单脱模机构，用斜推杆推出工件，斜推杆截面为方形，斜推杆推出动作灵活可靠。图39斜推杆图310拉料杆37冷却系统的设计模具在成型的过程中，模具的温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件的质量。模具温度过高，成型收缩大。脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模。模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面还会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模具的温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘取变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。模具温度控制系统包括冷却与加热两个方面。对于大多数塑料，凡在模具温度不大于300时，可利用熔融塑料传给模具的余热来解决，在模具上不需设置加热装置。由于ABS塑料成型时要求模温在5080，并且塑件尺寸较小，故模具不考虑设置加热系统。371冷却系统的设计原则冷却水道的位置受模具上镶快和顶出杆等零件的限制，必须根据模具的特点，灵活地设置冷却装置，其设计要点如下冷却装置考虑如下1尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；2冷却水孔数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。根据经验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12倍，冷却水孔中心距约为水孔直径的35倍，水孔直径一般为812MM；3尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与4型腔表面的距离应处处相等；5浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低，因此加强浇口处的冷却；6尽量降低进水和出水的温度。如果进水和出水的温度过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于5；7合理选择冷却水道的形式；8合理确定冷却水管接头的位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧；9冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑；10冷却水孔进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。372冷却介质的选择冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水较多，因为水的热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或内部开设冷却水道。由于ABS的黏度中等、流动性好，成型工艺要求模具温度都不太高，所以常采用水对模具冷却。373冷却系统的计算1单位时间里模具型腔内的总热量Q总热量（KJ/H）为（37）11NGQW式中单位时间内模具型腔中的塑料重量（KG/MIN）,按每分钟两次，W即（38）63KG/HN01G/MI156G/IN28N每小时注射次数每次塑料的注射量（KG）G单位重量的塑料制品从熔体状态进入型腔开始到冷却结束时所放1Q出的热量（KJ/KG），又称之为单位热流量之差或热焓之差。1对于某些塑料，可从表32中查到不同温度下的热焓量，其值可以由下式近似求得（39）（1MINAX21CQ式中塑料的比热容，KJ/KJ；2C结晶型塑料的熔化质量焓，KJ/KG；进入型腔的熔体温度，；1MAX冷却结束时制品的温度，。IN和可查表33，在表34中也给出了常用塑料的近似值。2C1Q表32部分塑料注射冷却时间计算的参考数值材料名称热扩散系数K/2M初始温度/0模具温度/W制品平均脱模温度/2断面中心层脱模温度/1PC01052302908010090100132140PS00801501902070507082104ABS0080101902404070507090108PP006517022050605570102115SAN00802202505080859090110PA6007021024050806090140176表33常用塑料的热扩散系数、热导率、比热容和质量焓塑料品种热扩散系数/H2M热导率KJ/（MHK）比热容KJ/（KGK）质量焓KJ/KG聚苯乙烯410304521340ABS9610551047聚丙烯24404231926180210尼龙391008371884130表34常用塑料熔体的单位热流量塑料品种1QKJ/KG塑料品种1QKJ/KGABS3140202低密度聚乙烯5969202聚甲醛421高密度聚乙烯69811聚酰胺6510752聚丙烯5922冷却水的体积流量（310）MIN3107MIN301725846C/WQV式中冷却水的体积流量，/MIN；VQ单位时间内模具型腔中的塑料重量，KG/MIN；W单位重量的塑料制品从熔体状态进入型腔开始到冷却结束时所放1Q出的热量,KJ/KG，从表32中可查得；冷却水的密度，；3KG/M10冷却水的比热容，4187，KG；1C冷却水的出口温度，25；冷却水的入口温度，20。23冷却管道直径确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大模具，水孔直径不能大于14MM，否则冷却水难以成为湍流状态，以至降低热交换效率。一般水孔直径可根据塑件平均壁厚来确定。平均厚度为2MM时，水孔直径可取810MM；平均壁厚为24MM时，水孔直径可取1012MM；平均壁厚为46MM时，水孔直径可取1014MM。所以本塑件取9MM。4冷却水在管道内的流速（311）M/S/DQV460IN8270914332式中冷却水的流速，M/S；冷却水的体积流量，/MIN；VQ冷却水孔直径，M。D5冷却管道总传热面积（312）23421108561038M额额HWQAWM式中冷却回路总表面积，；单位时间内模具型腔中的塑料重量,KG/H；单位重量的塑料制品从熔体状态进入型腔开始到冷却结束时所放出1Q的热量,KJ/KG，从表32中可查得；冷却水的表面传热系数，KJ/H；H模具成型表面的温度，65；M冷却水的平均温度，。W205冷却水的表面传热系数H可用如下公式计算（313）（）（）（CMKJ/103680941683D36242083028HFH式中冷却水的表面传热系数，KJ/H；冷却水在该温度下的密度，；3KG/冷却水的流速，M/S；冷却水孔直径，M；D与冷却水温度有关的物理系数，的值可从表35查得。FF表35平均水温/值F平均水温/值F55303072210568357601560740798206454583125648508646模具上应开设的冷却管道的孔数03366101014141818242430304040505065658080100标准公差尺寸公差值A007008009010011012014016018020023026MT1B014016018020021022024026028030033036A010012014016018020022024026030034038MT2B020022024026028030032034036040044048A012014016018020024028032036040046052MT3B032034036038040044048052056060066072A016018020024028032036042048056064072MT4B036038040044048052056062068076084092A020024028032038044050056064074086100MT5B040044048052058064070076084094106120表43按平均值法计算模具尺寸中修正系数X的数值表制品尺寸公差/M制品尺寸公差/M大于至凹模和型芯径向工作尺寸计算的值X凹模深度和型芯高度工作尺寸计算的值X大于至凹模和型芯径向工作尺寸计算的值X凹模深度和型芯高度工作尺寸计算的值X01080065050705805501020750630710056054020307006010200540530304065058200530520405060056模具成型零件工作尺寸的公差，由模具精度等级和尺寸段决定。工作尺Z寸愈大，实际制造偏差愈大，其相应的制造公差也愈大，与的关系见表ZZ45。表44模具制造公差在制品公差中所占比例Z塑件基本尺寸L/MZ0505014014025025035535550031456178由表41表42表43表44，可查得值值值，值XZ值值见表45中。XZ表45值ZX尺寸值M值M值ZM87052058013083052058013013501807500451750200750050950160750040901606300407016063004070160750040650160630040550140750035411型腔尺寸计算材料的平均收缩率ABS材料的收缩率为0308，本塑件取06CPS1模具型腔的径向尺寸（41MXLSSCPZ13001301187258076）SCPZ40400229691（42）（43MXLSSCPZ50500331727561）2模具型腔深度尺寸（44）MXHSSCPZ044001159816309（45SZ002265）412型芯尺寸计算1模具型芯的径向尺寸MXLSLSCPZ013013011825836（46）（47LLSCPZ045045022775）MXLSLSCPZ03503503361611（48）2模具型芯高度尺寸MXHSSCPZ0404011176376（49）HSCPZ040402215（410）413斜推杆尺寸计算1斜推杆型芯径向尺寸（411）MXLSLCPZ04040S1M17167562斜推杆孔的中心线至侧壁的尺寸（412）032140361211MSCPMHSL（413）722MSCPML414型腔侧壁和底板厚度的计算由于型腔壁厚计算比较麻烦，表46列举了矩形型腔壁厚的经验推荐数据。查表可得型腔侧壁厚大于14，模套壁厚40。MM表46矩形型腔壁厚尺寸MM组合式型腔矩形型腔内壁短边B整体式型腔侧壁厚S型腔壁厚1S模套壁厚2S4025922405025309102225506030351011252860703542111228357080424812133540809048551314404590100556014154550100120607215175060120140728517196070140160859519217080型腔底板厚度按强度计算，计算公式为（414）2170额PBT式中矩形凹模型腔短边长度MM；B模具型腔内最大的熔体压力，取30；PMPAA模具强度计算的许用应力，预硬化模具钢取300MPA；代入值得T1931MM。故型腔底板厚度大于1931MM42抽芯机构的设计与计算当注射成型侧壁带有孔、凹穴、凸台等的塑件时，模具上成型该处的零件就必须制成可侧向移动的零件，以便在脱模之前先抽掉侧向成型零件，否则无法脱模。带动侧向成型零件做侧向移动的整个机构为侧向分型与抽芯机构。它们应具备以下基本功能1在保证不引起塑件变形的情况下准确地抽芯和分型；2运动灵活，动作可靠；3具有必要的强度和刚度；4配合间隙和拼缝线不溢料。421侧向分型机构类型的确定根据动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为机动、液压和手动等三大类型。根据抽芯结构方式等不同，可分为斜导柱侧向分型与抽芯机构、弯销侧向分型与抽芯机构、斜滑块侧向分型与抽芯机构和齿轮齿条侧向抽芯机构等。结合塑件形状，采用机动斜滑块侧向抽芯机构，其导滑形式为斜推杆导滑的形式。斜推杆如图310所示。斜推杆导滑利用斜滑块与推杆连成整体，在模套孔内滑动，达到凹模滑块开合的目的。由于斜推杆刚性差，承受抽拔力小，斜角一般不大于20，抽拔距不大，适用于滑块数目较多的场合。斜推杆截面通常为矩形，以便防转。斜推杆抽芯过程是在推出过程中，推杆固定板推动滚轮，迫使斜推杆沿动模斜方孔运动，与推杆共同推出制品的同时，完成侧向抽芯。422抽芯距的计算由于斜推杆的斜角一般不大于20，但尽量选用较小的角度。并且将斜推杆的侧向受力点下移。所以此次设计斜推杆的斜角8此次设计中，斜推杆的理论侧向抽芯距为1MM，而实际抽芯距应大于此值。模具的推出行程为14MM，导向斜角为8，则有，符合要求（415）MLS28TAN14T实该模具的推出行程为14MM，而斜推杆的沿推出方向的导滑长度为62MM，而（9398）MM，合理。53模具闭合高度的校核模具闭合高度必须满足注塑机装模高度，即（56）MAXINH式中注塑机的最小装模高度；MINH注塑机的最大装模高度；AX模具闭合高度。本设计中，所选注射机的最小装模高度为220MM，最大装模高度为550MM，所设计的模具闭合高度为290MM，故模具闭合高度满足要求。六制定模具零件加工工艺过程61型芯加工工艺过程表61型芯工艺卡工序号工序名称工序内容1下料、锻板料268MM252MM32MM2热处理退火3铣铣六面至266MM250MM30MM4