M120圆盒注塑模具设计【全套含说明书+CAD+PROE图纸】
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_ de 0609, 44306 +332 40 68 31 71, +332 40 68 31 41 F N R. 607, 0609, , 2 1100 In on in to as In we a of on is by It of We on of is We of as of an of It is to be to is an of in of In of is is of of of of is to of on of 12. As a be as as so as to of of of on of of to So of be as an he of in is a to of to of as in In of is is as of is by s be in a an is of 3. an be 5% 0% 3. of in it to in In of be to It be in of is of of be of of of 010 2010) 3 : 16 13N n on et 4 an to a in 5 to in i.e a 6 of a so be is a of 6. is at to in to of of in of in to an 47. is on a 6 a of on of on Xu et 8 go in on o is by 7 or 4. of is of to be is of to is on of In a is is to To et 4 s et 7 is a on It be et 5 a to of is it a of of In be a an is 2 he in is to of a ). is in so be in et 4. : on a of as of ). of is a as in a to of is an in of of is of in to of at of so n be of of is by of it is to in of is In to be is of is as of an of at of 1). of 1is to a of 2in 47 to at of to 4 of by It be is to On of is ()+=222112. ) T : ) ),0(,0 21X , is =of at 3 et 4 of by of to ) w=4): , 3643= in s : : of a . ) in is in . on of . at ,2,1 = on ) at We of is 15K K). a of is it be as a : : a )( (by is . : : on is to ) s ). in a to of ). is to of is to we of at is 5 (20K 5K). In is to at it is a of in : )( . (by . . : : he of 2is . of in is as of on is 340K a 36 K). at at to a of in if is be a by of in is . of is ). : n an to on a to a in to in it a of in a of to by 1 . F. 2001. 2 104, 1997. 3 S. Y. N. T. S. C. of on of 23:2211995 4 L. Q K. C. S. A he of J. 120:1651998. 5 J. G. M. of 123:2262001. 6 J. C. of a an J. 120:2262002. 7 E. L. F. of of 222004. 8 X. E. S. of in 41:12652001. 16关于注塑模有效冷却系统设计的方法 摘要 ：在热塑性注塑模设计中，配件的质量和生产周期很大程度上取决于冷却阶段。已经进行了大量的研究，目的是确定能减少像翘曲变形和不均匀性收缩等的不必要影响的冷却条件。在本文中，我们提出了一种能优化设计冷却系统的方法。基于几何分析，使用形冷却概念来定义冷却管路。它定义了冷却管路的位置。我们只是沿着已经确定好了的冷却水路来分析强度的分布特征和流体的温度。我们制定了温度分布作为最小化的目标函数，该函数由两部分组成。它表明了两个对抗性的因素是如何调解以达到最佳的状态。预期的效果是改善零 件质量方面的收缩和翘曲变形。 关键词 ：逆问题 热传递 注射模 冷却设计 1 简介 在塑料工业领域，热塑性注射模应用非常广泛。这个过程包括四项基本阶段：加料、塑化、冷却和脱模。大约整个过程的 70%的时间都在进行产品的冷却。此外，这一阶段直接影响产品的质量。因此，产品必须尽可能统一冷却达到最小化凹痕、翘曲变形、收缩和热残余应力等不必要影响的目的。为了达到这个目标需要的最有影响力的参数有冷却时间、冷却管路的数量、位置和大小、冷却液的温度以及流体和管道内表面的热传递系数。 冷却系统的设计主要基于设计师的经验，但是 新的快速成型工艺的发展使非常复杂的管路形状制造成为可能，这是先前的经验理论达不到的。所以冷却系统的设计必须制定为一个优化问题。 传递分析 由于参数随温度的变化，在注射工具方面热传递的研究是一个非线性问题。然而，像热导率和热容量这些模具的热物理参数在温度变化范围内都恒为定值。除了聚合物结晶的影响被忽视外，模具及产品之间的热接触阻力也常常被认为是常数。 温度场的分布是在周期边值条件下求解傅里叶方程得到的。这个演化过程可以分成两个部分：一个循环部分和一个平均瞬时的部分。循环部分常常被忽略，因为热渗透的深 度对温度场的影响不显著。许多做着所使用的平均循环分析简化了微积分学，但平均波动范围在 15%到 40%之间。越接近水路的部分，平均波动范围越高。因此，即使在静止状态，模拟瞬态热传递也变的非常重要。在这项研究中，温度的周期瞬态分析优于平均周期时间的分析。 应该注意的是，在实际操作中，冷却系统的设计应作为工具设计的最后一步。不过冷却影响零件质量的最重要的因素，热设计应该是工具设计的第一阶段之一。 型技术的优化 在文献中 ,各种优化程序被使用 ,但都关注于相同的目标。唐孙俐使用了一种优化程序 ,获取了零件的均匀温 度分布，得到了最小坡度和最少冷却时间。黄试着获得均匀的温度分布于零件和高生产效率下的最小的冷却时间。林总结了模具设计在 3个事实方面的目标。零件的冷却均匀 ,就能达到预期的模具温度，所以 ,接下来就可注射和减小周期时间。 冷却系统的最优配置是均匀时间和周期时间的折衷。实际上，模具型腔表面和冷却通道之间的距离越远，则温度分布的均匀性越高。相反 ,距离越短 ,聚合物的散热速度越快。然而模具表面不均匀的温度会导致零件的缺陷。达到这些目标的控制参数有管路的位置和大小 ,冷却液流量和流体的温度。 可以采用两种方法。第一个是寻找管 路的最优位置以此尽量减小目标函数。这第二种方法是建立在一种形冷却管路。林在冷却通道的位置设计了一个冷却管路。最佳冷却条件 (冷却位置和管路大小 )都是对冷却线路的研究得到的。徐孙俐进行了更深一步的研究 ,把冷却水路分成一个个单元并对每个冷却单元进行优化。 算法则 方案的计算，数值方法是非常必要的。进行传热分析 ,可以通过边界元素法或有限元素法。第一种方法的好处就是未知数量的计算要低于有限元素法。边界元素法的唯一问题是网格划分所花费的计算解决方案的时间短于有限元素法。然而这种方法只提供边界问题的结果 。在本研究中有限元法是首选，原因是零件的内部温度需要制定为优化问题。 为了计算能最小化目标函数的最优参数， et et 用了序列二次规划算法 ,它是一基于梯度的方法。它不仅可以找到传统的确定方法也可以找到进化方法。 et 遗传算法实现解决方案。这最后一种算法是非常耗时的因为它的计算范围很广。在实际操作中，模具设计的时间必须最小化，于是一个可以更快达到预期解决方案的确定性方法(共轭梯度 )应优先选择。 2 方法论 标 本文所 描述的方法应用于一个 (图 1)。这种形状在很多论文中都出现过，因此能比较容易做到。 零件 模具 图 1 基于零件的形态分析 , 1 和 3 两个表面分别介绍了零件的侵蚀和扩张 (冷却线 ) (图 1)。沿着冷却水路 3 边界条件的导热问题是第三类在无限的温度条件下流体温度的影响。优化就是寻找这些流体的温度。在优化前使用冷却线路阻止冷却管路的数量和大小的选择。这对于那些冷却管路不直观的复杂零件很有效。零件侵蚀线的位置对应于凝固聚合物的最小厚度 ,以便冷却结束阶段可以消除部分汽压铸模的损害。 标函数 在冷却系统优化时，产品的质量应该是最重要的。因为最低冷却时间被零件的厚度和材料性能所影响 ,因此在特定的时间达到最优的质量是很重要的。 流体温度直接影响模具及配件的温度，且对湍流流体流量唯一的控制参数是冷却液温度。接下来 , 优化的参数就是流体温度，且零件最优分布的制定是在冷却时期的最后阶段由最小化的目标函数 方程 (1)。 期运用于许多工作中，旨在均匀零件表面的温度分布 ,从而减少沿 2表 面和零件厚度方向的热梯度。这两个步骤都是为了引入变量 须指出的是当 时参考标准会减少到第一时期。相反 , 当 0第二个时期的比重会增加。 3 数值计算结果 数值计算结果是与 et 理论结果比较而来的， 他们认为 个冷却管道和冷却剂的最佳流体流量的最佳位置的确定得到的。第一步是复制他们的结果 (图 2的左部， )获得下列条件 (W= T = 303K、流体流动速率 Q= 364 s 每个冷却通道 ,t= 23.5 s。 图 2 例 1:冷却管路与有限数目的渠道使流体温度恒定。 冷却系统中的 7 条管道和模具表面的平均距离 (d = 为了确定冷却线 3 的位置。此外 ,提出的流体温度传热系数是加给 3的扩张部分。 在插图 3 中沿零件表面 2的温度曲线是与脱模时间比较得来的。所有表面的温度曲线都是沿逆时针方向绘制的 ,只是从 A 到 B 的部分。我们观察到采用冷却线的温度值比采用 7条管路更不均匀。因此用有限数目的通道计算出来的最佳冷却配置计比冷却线更好，这将作为一种参考。 图 3 例 2: 在变流体温度下的冷却管路和 下的比重因子。 流体温度 的最小目标函数下计算得到的，这里忽略了第二时期。结果如图 4和 5所示。 图 4 图 5 在图 4 中，侵蚀部分的温度曲线很不均匀，比较接近我们脱模温度。 然而在这两种情况下最高值都保持在 应于的筋的顶部位置（图1中的 这些热点是由于零件的几何形状产生的，很难冷却。 然而在图 5 中 ,我们注意到零件表面的温度曲线比第一种情况更不均 匀。总之 ,第一部分对于零件表面的均与性还不够完善，但达到预期的温度水平是足够 的。 例 3： 图 6 图 7 所示。这个阶段使得零件的表面温度均匀。实际上 ,在 T = 10 个 2表面上的温度都类似恒定的，除了之前解释的热点之外。然而对于 侵蚀时的温度是不被接受的，因为平均气温过高 (340K 相对于理想水平 336 K)。接着第二阶段提高分界面的均匀性 ,但对解决方案不利。使分界面的温度均匀化，同时提取需要的所有热通量 ,来获得零件的理想温度，如果这水平太低，将会 成为对抗性的问题。最好的解决方案是质量和效率的统一。例如 T = 100 = 10 K 时更不均匀。然而这种方案还是比 件的最佳流体温度曲线如图 8所示。 图 8 4 结论 本文提出了一种确定冷却线温度分布优化方法来获得零件的均匀温度场，从而得到最小的梯度和最短的冷却时间。与参考文献相比 ,显示出了它的效率和效益。特别是它不需要指定冷却通道的数量。对于确定管路的最少数量需要进一步比较已提出的最佳流体温度曲线的解决方案。 参考文献 1 . F. 2001. 2 104, 1997. 3 S. Y. N. T. S. C. of on of 23:2211995 4 L. Q K. C. S. A he of J. 120:1651998. 5 J. G. M. of 123:2262001. 6 J. C. of a an J. 120:2262002. 7 E. L. F. of of 222004. 8 X. E. S. of in 41:12652001. 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) 盒塑料模具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 年 月 日 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 诚 信 承 诺 我谨在此承诺：本人所写的毕业设计 盒塑料模具 均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担 。 承诺人（签名）： 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 I 摘 要 注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本次设计中，主要运用到了所学的注射模设计以及相关机械设计等方面的知识。分析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工作图的绘制等。设计主要包括成型位置及分型面 的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列布置和流道布局，还有浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，抽芯机构的设计，浇注系统的设计，推出机构的设计，斜导柱的设计等。设计过程主要利用了 行三维零件的绘制并根据设计计算绘制出模具的型芯和型腔以及基本模架等，然后用 行二维装配图和零件图的绘制，最后通过对整体结构的校核，提高了其稳定性和可靠性。 关键词： 盒；注塑模； 料 含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 is of it In of of a is of of of of of of of of of of of so of of of of as as of of so D to of so D at by to PS 含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 . 录 . 绪论 . 1 料模具设计的研究内容和意义 . 1 课题应达到的要求 . 1 2 塑件分析 . 2 料的选择 . 2 件的几何形式及结构分析 . 3 3 设备的选择与校核 . 5 件质量的计算 . 5 腔数量的确定 . 5 射机参数的校核 . 6 射量校核 . 6 件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 . 6 模行程的校核 . 8 模力 Q . 8 4 浇注系统和排溢系统的设计 . 10 料制件在模具中的位置 . 10 注系统的设计 . 11 流道的设计 . 12 流道尺寸的确定 . 12 口位置的选择 . 13 5 成型零部件的设计与计算 . 14 型零件的结构设计 . 14 腔（或凹模）的设计 . 14 芯（或凸模）的设计 . 15 型零件工作尺寸的计算 . 15 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 V 腔外形尺寸的确定 . 16 芯外形尺寸的确定 . 18 腔深度和型芯高度尺寸的计算 . 19 6 脱模机构的设计 . 20 模力的计算 . 20 出机构的设计 . 21 出机构的复位与导向 . 22 架的选取 . 23 7 侧向分型与抽芯机构 . 25 芯距的确定 . 25 芯机构设计 . 25 导柱抽 芯的工作原理 . 25 导柱倾斜角的选择 . 25 导柱直径计算 . 26 导柱长度计算 . 26 滑块的设计 . 26 滑块形状设计 . 26 滑槽的设计 . 27 8 合模导向机构设计 . 28 柱 . 28 套 . 28 9 温度调节系统 . 30 却系统的设计原则 . 30 却回路的尺寸确定 . 30 总结 . 32 致 谢 . 33 参考文献 . 34 1 1 绪论 料模具设计的研究内容和意义 研究的内容： （ 1）了解聚合物的物理性能、流动特性，成型过程中的物理、化学变化 及塑料的组成分类主性能。 （ 2）了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。 （ 3）能掌握各种成型设备对各类模具的要求 （ 4）掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法，能设计中等复杂程度的模具。 研究的意义： 随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，它被称为工业产品之母，所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”。模具设计是机械专业一个最重要的教学环节，是一门实践性很强的学科，是对我们所学知识的综合运用，通过对模具设计和制造过 程有个基本了解，为以后的工作及学习深造打下了坚实的基础。 盒是日常生活中常用的基本品，对它的注塑模具进行设计和分析，有一定的现实意义和经济价值，是顺应当前模具制造行业发展需要的，具有重大意义。 课题应达到的要求 1、熟悉注塑模具发展历程，以及当前模具制造行业的发展现状。 2、能综合运用所学的专业知识（如注塑模成型与模具设计）进行中等复杂程度模具的设计和计算。 3、熟练掌握 件 三维造型、模具设计的原理和方法。在 模具设计模块中设计成型零件。 5、根据三维模架生成 盒塑件注塑模的二维工程图。 6、论文正文依据充分，论证正确，有一定见解，文字通顺，条理清楚，数据准确，格式符合要求。 2 2 塑件分析 料的选择 该塑件为 盒 ,没有太高的配合精度，所以从塑件使用性能上分析，其必须具备有一定的综合机械性能 ,包括一定的弹性和耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。而符合以上性能的塑料材料很多，从材料的来源以及材料的成本和调配颜色来看， 聚苯乙烯系塑料 ）比较适合。 目前世界上应用最广泛的材料，它来源广，成本底，符合该塑件成型的特性。因此制作该塑件选用 料。 表 2S 的注射工艺参数 注射机类型 螺杆转数 喷嘴形式 喷嘴温度 螺杆式 50 70 直通式 180 190 料筒的温度 模具温度 注射压力 保压力 19000700 70 60 900- 60射时间 保压时间 冷却时间 成型周期 3 5 30S 10 30S 30 70S 预热温度 预热时间 计算收缩率 80 85 2 3h 电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃 ，着色性耐水性，化学稳定性良好，强度一般，但质脆，易产生应力脆裂，不耐苯、汽油等有机溶剂 装饰件及化学仪器 无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产生内应力 用螺杆或柱塞式注射机成型 . 宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔 可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件 出均匀 好不带镶件，如有镶件应预热 . 型收缩率，拉伸模量，泊松比与刚 的摩擦因素见下页表 2含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 3 表 2型收缩率，拉伸模量，泊松比与钢的摩擦因素 塑料名称 成型收缩率 /% 拉伸模量 E/103松比 U 与钢的摩擦系数 f 1 5 5 件的几何形式及结构分析 图 2件三维图 1、脱模斜度 脱模斜度取决于塑件形状，壁厚及塑料的性能和收缩率。本塑件型腔深度一般 ，但由于考虑到塑件配合精度不高，所以塑件两侧要有角度，所以采用使塑件强行脱模的方式，而且往外偏有个小角度。 该塑件脱模斜度取 4 表 2料制品的脱模斜度 塑料制品材料 脱模斜度 塑件外表面 塑件内表面 料 40 120 35 1 2、 壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。应该考虑尽量采用均匀壁厚，所以该塑件壁厚取为 合推荐壁厚，且可保证塑件的刚度、强度，可防止塑件产生内应力以及气泡、缩孔等各种质量缺陷。 表 2件壁厚选择 塑料种类 制件最小壁厚 般产品壁厚 型产品壁厚 料 3 、 侧抽芯机构 当塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模，避免定模或上模侧抽芯。该塑件外部有侧孔，内部还有凸台，因该塑件材料为 该孔是通孔，故必须采用侧抽芯机构，侧抽芯机构由滑块和斜导柱等机构组成，采用滑块整面抽芯。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 5 3 设备的选择与校核 为保证注射质量和 充分发挥注射设备的能力 ,应根据注射模一次成型的塑料体积和质量来初步确定注射机的类型。根据理论和在实际生产中的经验得出塑件和浇注道之间材料的总和应该在注射机理论注射量的 50%80%之间。（初步估算浇注系统的质量为10g）初步选定注射机为 7。 件质量的计算 根据三维软件 型分析得体积： V=因为 平均密度为： =所以， M= 图 3零件的质量属性 腔数量的确定 因型腔数 量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机的最大注射量来确定型腔数量 n ； 6 1/ m 20（ 式中 K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 注射机允许的最大注射 量（ g 或 ； 浇注系统凝量（ g 或 ； 单个塑件的质量或体积 (g 或 。 由此可求出： 8/1 0)n=1 满足设计要求。 射机参数的校核 射量校核 模具型腔是否能充满与注射机允许的最大的注射量密切相关，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： 021 %80 +（ 100 即 00 (符合要求 ) 件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 1、投影面积校核 注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面 积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系 17： A= （ 式中 单个塑件在模具分型面上的投影面积，该塑件为 浇注系统在模具分型面上的投影面积 ,约为 ，该设计取 总的投影面积计算为： 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 7 A=12、锁模力的校核 型= 式中 注射机的额定锁模力为 3500 模具型腔内塑料熔体平均压力（ ,通常为 20 40 设计中取 35 所以 5= 型（符合要求） 故该注射机符合要求。其技术参数如下 17： 射机主要技术参数 : 额定注射量： 500最大成型面积： 1000柱塞直径： 65射压力： 120板尺寸： 780 850（ 8 柱杆空间： 540 440（ 锁模力： 3500嘴圆弧半径： 16嘴孔径： 2大开模行程： 500具最大厚度： 450具最少厚度： 350模行程的校核 开模取出塑件所需开模距离必须小于注塑机最大开模行程。对于 塑机，其最大开模行程有注塑机曲轴机构的最大行程决定，与模具厚度无关。 双分型面注射模，其开模行程按下式校核： S a +（ 5 10） （ 式中 S注塑机的最大开模行程（ 塑件脱出距离（也可作为凸模高度）（ 塑件高度（ 已知 307 a=115 以 2+（ 5 10） =130+80+（ 5 10） =215 220（ 又由于 式注塑机的移模行程为 360 220 360以开模行程也符合要求。 模力 Q )s i o s( （ 式中 L型芯或凸模被包紧部分的周长（ h被包紧部分的深度（ p由塑件收缩率产生的单位面积的正压力，一般取 f摩察系数，一般取 脱模斜度（ ）。 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 9 而对于不通孔的壳型塑件脱模时，需克服大气压力造成的阻力（ , 即 F F 为垂直于推出型芯方向的投影面积（ 。 并设大气压力为 所以，当不塑件对型芯的粘附力时，其总 的脱模力（ Q+ 计算时，为使脱模力（ 于诸因素造成的阻力，须修正以确定脱模力。 由零件图得 L=130h=80p= f= =1 。 所以 30 80 - ） +杆推顶接触总面积 a=10 210 2 =1950( 则接触压力校核为： =pa4 此，该模具推杆的推顶总面积是可行的。 10 4 浇注系统和排溢系统的设计 料制件在模具中的位置 1、型腔排列方法 型腔的排列 应遵循以下原则 13： 当采用一模多腔时，型腔在模板上通常采用圆形排列， H 形排列，直线排列以及复合排列等。 在设计时应遵循以下要点 19： 尽 量 采用平衡式排列，以构成平衡浇注系 统，保证 塑件 质量均一和稳定。 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。 尽可能使型腔排列得紧凑 些 ，以便减小模具的外形尺寸。 型腔的圆形排列所占模板 的 尺寸大，虽然有利于浇注系统的平衡，但加工困难，除圆形制品和一些高精度制品外，在一般情况下常用直线排列和 H 形排列。 由以上计算得出，型腔数为 1，即一模一件。又此塑件结构比较对称，故塑件在模具型腔中间位置布局。 图 4腔布置图 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部分，这些可 以分离部分的接触表面分开包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 11 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。 根据塑件的形状和尺寸，由于此塑件为外观件，选用单一平直分型面。 本模具采用平直分型面有以下优点和符合设计基本原则 19： （ 1）分型面在塑件外形最大轮廓处； （ 2）便于塑件顺利脱模； （ 3）保证塑件的精度要求； （ 4）满足塑件的外观要求； （ 5）便于模具加工制造； （ 6）减少塑件在合模分型面上的投影面积，可靠锁模避免涨模溢料现象； （ 7）有利于排气； （ 8）保证抽心机构顺利抽芯； （ 9）保证斜销 机构顺利退出。 注系统的设计 它的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，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。浇注系统的设计应遵循浇注系统的设计原则。 设计浇注系统应注意以下几点 13： （ 1）流道应尽量减小弯折，表面粗糙度为 （ 2）应按型腔布局设计，尽量与模具中心线对称； （ 3）应避免在模具的单面开设浇口，否则会造成注射时受力不均； （ 4）设计主流道，避免熔融塑料冲击小直径 型芯及镶件而产生弯曲或折断； （ 5）在满足塑料成型和排气良好前提下，选取短的流程，可缩短填充时间； （ 6）能顺利地引导熔融塑料填充各个部位； （ 7）生产成批塑件，在保证产品质量前提下，缩短冷却时间及成型周期。 12 流道的设计 主流道 (俗称浇口套 )是塑料熔体的流动信道，在卧式注射机上主流道垂直于分型面，由于本塑件在内部开了一个比较大的槽，可让主流道设于该处。 主流道的设计要点 19： （ 1） 浇口套内孔呈圆锥形，锥度 2到 6。锥度过大会造成压力减弱，流速减慢，塑料形成涡流，熔体前进易混进空气，产生气孔；锥度过小，使流速增大，热量损耗大，表面粘度上升，造成注射困难。 （ 2） 浇口套进口的直径 d 应比注射机喷嘴孔直径 1 到 2 （ 3） 浇口套内孔出料口处应设计成圆角 r，一般为 3 （ 4） 浇口套与注射机喷嘴接触处球面的圆弧度必须温和。设模具浇口套球面半径为 R，注射机球面半径为 r，其关系式如下： R=r+（ 1） 口套球面半径比注射机喷嘴球面半径大，接触式圆弧度吻合的好。 （ 5） 浇口套长度应尽量短，以减少冷料 回收量，减少压力损失和热量损失。 （ 6） 浇口套锥度内壁表面粗糙度为 流顺利，易脱模。 （ 7） 浇口套的长度应与定模板厚度一致，它的端部不应凸出在分型面上，否则会造成合模困难，不严密，产生溢料，甚至压坏模具。 （ 8） 浇口套热量最集中，为保证注射顺利和塑件质量，要考虑冷却措施。 流道尺寸的确定 为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，锥角取 2，选用材料为 处理要求淬火 53 57主要尺寸可由以下计算获得： 主流道小端直径 d=D+(1)=3+1 （ 主流道球面半径 1 +(1 2)=15+16 （ 球面配合高度 h 3 5 h 3 主流道锥角 1 3，取 1； 根据本塑件实际情况确定浇口套的形状和尺寸如下： 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 13 图 4口套图 口位置的选择 浇口形式很多，无论采用什么形式，开设位置对塑件成 型性能及成型质量都有很大影响，浇口位置选择不当使塑件产生变形、熔融接痕、凹陷、裂纹等。浇口位置影响模具结构。合理选择浇口开设位置是提高塑件质量的重要设计环节。 在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构、质量要求与成型工艺条件等综合进行考虑，一般应遵循以下原则： （ 1） 尽量缩短熔体的流动距离； （ 2） 避免熔体破裂现象引起塑件缺陷； （ 3） 浇口应开设在塑件壁厚处； （ 4） 减少熔接痕，提高熔接强度。 由于零件体积大，采用直接浇口注射 . 14 5 成型零部件的设计与计算 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设 计，包括型腔、型芯、镶块和成型杆等。设计成型零件时，应根据塑料的特性和结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键零件进行强度和刚度校核。 型零件的结构设计 从材料来讲，成型零件一般由优质钢材制作。成型零件与塑料直接接触，承受料流的高速冲刷、脱模时塑件给予摩擦力、高压高温塑料熔体挤压力，因此要求其有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性。当成型有腐蚀性气体产生的塑料时，模具 材料还需具备良好的耐腐蚀性或表面镀硬铬。成型零件一般都应进行热处理或预硬化处理，要求热处理变形量小，硬度达 30上，为减小流阻力，一般粗糙度 取 m 以下。 模具的材料选择预硬化型塑料模具钢中的 40 1299 40广泛应用的预硬型塑料模具钢，综合力学性能好，淬透型高，可以使较大截面的钢材获得较均匀的硬度，并具有很好的抛光性能，表面粗糙度低。用该钢制造模具时，一般先进行调质处理，硬度为 28 35预硬化），再经冷加工制造成模具后，可直接使用。这样既保证模 具的性能，又避免热处理引起模具的变形。因此，该钢种宜于制造尺寸较大或形状复杂、对尺寸精度与表面粗糙度要求较高的塑料模具和低熔点合金。 腔（或凹模）的设计 该塑件为一般精度，故其精度等级为 。另外，根据参考资料一般模具的表面粗糙度 一般为 模具使用中，由于型腔磨损会使表面粗糙度值不断加大。除塑件表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。所该盒的外边面粗糙度为 m，内表面为 m5。 型腔是成型塑件外表面的凹状零件 ，按其结构不同，可分为整体式和组合 式两类。该塑件较为复杂，通过比较，采用组合式的凹模结构。同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模选用一样的材料不经济，由于凹模包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 15 的组合结构可以利用间隙利于排气，减少凹模热变形。采用组合式，还可以方便凹模的维修，避免整体的凹模报废。 本零件由于有 螺纹，不能直接出模，模具的设计中采用 滑块，零件在滑块中成型，滑块就是零件的型腔。 芯（或凸模）的设计 型芯是成型塑件内表面的零件。型芯按其结构也可分为整体式和组合式，整体式其结构 牢固，不会使塑件产生拼接线痕迹，但不便加工，且消耗的模具钢多，且热处理不方便，常用于形状简单的中小型模具或工艺试验模具。组合式凸模是由两个或两个以上的零件组合而成的凸模。应用于凸模形状复杂时，设计成通孔台肩式，凸模带有台肩，从下面嵌入模板，再用垫板螺钉紧固，是最常用的方法。在设计和制造时必须注意结构合理，保证型芯和镶块的强度，防止热处理时变形，避免尖叫镶拼。分析该塑件，结构稍复杂，且位置关系有一定的要求，为了保证位置关系以及尺寸，将型芯设计为组合式19。 型零件工作尺寸的计算 成型零件工作尺 寸是成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之间的位置尺寸，孔间距离尺寸，孔与凸台至某成型表面的距离尺寸，螺纹成型零件的径向尺寸和螺距尺寸等。由于考虑到影响因素多，所以我们一般按照平均收缩率、平均磨损量和模具平均制造公差为基准的计算方法。 （ 1）计算模具成型零件最基本的公为： 1 S） （ 式中 模具成型零件在常温下的实际尺寸； 塑件在常温下的实际尺寸； S 塑料的计算收缩率。 （ 2）塑料的平均收缩率计算公式为： 16 %1002 m += （ 式中 _S 塑料的平均收缩率； 塑料的最大收缩率； S 塑料的最小收缩率。 由材料的性质可知： 收缩率为 即平均收缩率为 腔外形尺寸的确定 塑件外形最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，与之相对应的模具型腔最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。塑件内形最小值为基本偏差为正值，与之相对应的模具型芯最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值；中心距偏差为双向对称分布。 型腔径向尺寸计算公式为： zz + += 00 -)1()( （ 式中 模具型腔的径向公称尺寸， S 塑料的平均收缩率， %； 塑件外形的径向公称尺寸， z模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的 1/3， 塑件外形径向尺寸的公差， 修正系数， =里取 = 包含有 纸和三维建模及说明书 ,咨询 17 图 5模实体图
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