管的塑件注射模模具设计

前 言随着各种性能优越的工程塑料不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的制品。要高质量、经济地生产出注塑制品，必须综合考虑成型树脂、注塑模具及注塑机的问题，注塑模具的设计质量直接影响成型制品的生产效率、质量及成本。注塑模具在注射制品成型中起着极其重要的作用，除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右，所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺的优越性，扩大注塑制品的首要问题。传统的注塑模具设计，主要是依赖设计人员的经验，设计的速度、质量及可靠性的程度，因设计人员的经验而异。又因模具是单品或极少批量的产品，采用传统设计方法，每一张图纸都需要手工绘制，设计人员的工作强度大，设计工作难以达到规范化、标准化。目前世界上工业发达的国家和地区都已相继采用计算机技术进行注塑模具设计，其主要是采用计算机辅助设计即CAD及计算机辅助工程CAE。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。塑料模是应用最广泛的一类模具。近年来，我国塑料模有长足的进步。在制造技术方面，首先是采用CAD/CAM技术，用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段，CAE软件也得到应用。课程设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。本说明书的内容是座椅套管注塑模具设计，结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。本设计书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。摘 要本次毕业设计的题目是：套管的塑件注射模。本次设计主要是通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成型工艺性主要包括塑件的壁厚，斜度和圆角以及是否有抽芯机构。通过以上的分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和型腔的结构，例如是采用整体式还是镶拼式，以及它们的定位和固紧方式。此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，合模导向机构的设计，冷却系统的设计等。最后绘制完整的模具装配总图和主要的模具零件图及撰写毕业设计论文。关键词：分型面；浇口；型腔；型芯；脱摸力。全套图纸加153893706目 录前 言2摘 要3第1章 引 言51.1 国际国内塑料成型模具发展概况51.2 我国模具设计技术今后发展方向61.3注塑模的设计特点和设计过程简介71.3.1基本要求与注意事项71.3.2 注塑模设计程序8第2章.塑料制品工艺分析12第3章 塑料的成型特性及工艺参数13第4章. 注塑设备的选择154.1 计算塑件的体积和重量154.2 确定型腔数选择注塑机154.3注塑机基本参数16第5章. 塑料件的工艺尺寸的计算17第6章. 浇注系统236.1 分型面的选择236.2 浇口套的选用236.3 分流道的布置246.4 浇口的设计25第7章 . 脱模机构的设计与合模导向结构设计267.1脱模结构设计267.2合模导向机构的设计27第8章. 排气系统和温度调节系统的设计288.1 排气系统288.2 温度调节系统的设计29第9章. 注射机有关工艺参数的校核309.1注射量的校核309.2锁模力的校核319.3注射机安装模具部分的尺寸校核31第10章. 绘制装配图及零件材料的定制3210.1 装配图的绘制3210.2模具零件材料的选取3311. 模具的安装试模3411.1试模前的准备3411.2模具的安装及调试3411.3试模3411.4检验35结 论36致谢38【参考文献】39第1章 引 言1.1 国际国内塑料成型模具发展概况80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速为13%，2003年我国模具工业产值为375亿，至2007年我国模具总产值约为525亿元，其中塑料模约35%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表盘等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体数据见表1-1。表1-1 国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%在模具行业占有量3040%2530%成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。1.2 我国模具设计技术今后发展方向（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。1.3注塑模的设计特点和设计过程简介热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向塑料收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其充模流动特性及收缩率也不同。基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设计中有效利用塑料特性，如点浇口模具用于塑料绞链制品。1.3.1基本要求与注意事项合理地选择模具结构：根据塑件的图纸及技术要求，研究和选择适当的成型方法与设备，结合工厂的机械加工能力，提出模具结构方案，充分征求有关方面的意见，进行分析讨论，以使设计出的模具结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的需要，提出修改塑件图纸的要求，但需征得用户同意后方可实施。正确地确定模具成型零件的尺寸：成型零件是确定制件形状、尺寸和表面质量的直接因素，关系甚大，需特别注意。计算成型零件尺寸时，一般可采用平均收缩率法。对精度较高并需控制修模余量，可按公差带法计算，对于大型精密制件，最好能用类比法，实测塑件几何形状在不同方向上的收缩率进行计算。设计的模具应当制造方便：设计模具时，尽量做到使设计的模具制造容易，造价便宜。特别那些比较复杂的成型零件，必须考虑是采用一般的机械加工方法加工还是采用特殊的加工方法加工。若采用特殊的加工方法，那么加工之后怎样进行组装，类似问题在设计模具时均应考虑和解决，同时还应考虑到试模以后的修模，要留有足够的修模余量。 充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工，尽量用模具成型出符合塑件设计特点的制件，包括孔、槽、凸、凹等部分，减少浇口、溢边的尺寸，避免不必要的后加工。但应将模具设计与制造的可行性与经济性综合考虑，防止片面性。设计的模具应当效率高、安全可靠：这一要求涉及到模具设计的许多方面，如浇注系统需充模和闭模快，模具零件应是耐磨耐用类零件，应对其材料温调系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高等。模具零件的耐用度影响整个模具的使用寿命，为此还应考虑如何但需注意零件寿命与模具相适应。模具结构要适应塑料的成型特性：在设计模具时并尽量满足要求，同样是获得优质制件的重要措施。1.3.2 注塑模设计程序注塑模具是一个专业性很强的学科，对理论和实践要求都很强，其设计过程一般可分为一下步骤。1.3.2.1 接受任务书“模具设计任务书”通常由模具设计人员以“模具设计任务书”为依据进行模具设计。包括： 、经过审签的正规塑料制件图纸，并注明所用塑料的牌号与要求（如色泽、透明度等） 、塑料制件的说明书或技术要求；、 成型方法；、 生产数量； 、塑料制件样品； 1.3.2.2调研、消化原始资料收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工、特种工艺等有关资料，以备设计模具时使用。1.3.2.3选择成型设备模具与设备必须配套使用。因为多数情况下都是根据成型设备的种类来进行模具设为此，在设汁模具之前，首先要选择好成型设备，这就需要了解各种成型设备的规格、性能与特点。以注塑机来说，如注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出方式与即离、喷嘴直径与喷嘴球面半径、定位孔尺寸、模具最大与最小厚度、模板行程竿，都将影响到模具的结构尺寸与成型能力。同时还应初估模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装与使用。1.3.2.4 拟定模具结构方案理想的模具结构应能充分发挥成型设备的能力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下几方面做起：( l ）塑件成型 按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性；( 2 ）型腔布置 根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本高低等确定型腔的数量与排列方式；( 3 ）选择分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等；( 4 ）确定浇注系统 包括主流道、分流道、冷料穴（冷料井），浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等；( 5 ）选择脱模方式 考虑开模、分型的方法与顺序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱模零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分型气抽芯机构的选择与设计；( 6 ）模温调节 模温的测量方法，冷却水孔道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系；( 7 ）确定主要零件的结构与尺寸 考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；（支承与联接如何将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。结构方案的拟定，是设计工作的基本环节。它既是设计者的构思过程，也是设计对象的胚胎，设计者应将其结果用简图和文字加以描绘与记录，作为方案设计的依据。1.3.2.5方案的讨论与论证拟定初步方案时，应广开思路，随后广泛征求意见，进行分析论证与权衡，选出最合埋的方案。1.3.2.6绘制模具装配图装配图尽量采用1: 1 的比例画出，但允许放大或缩小。要做到视图选择合理，先从模腔开始，由里向外，一般采用3-4个视图。主要内容有：型腔与型芯的结构；浇注系统、排气系统的结构形式；分型面及分型脱模机构；合模导向与复位机构；冷却或加热系统的结构形式与部位；安装、支承、连接、定位等零件的结构、数量及安装位置；确定装配图的图纸幅面、绘图比例、视图数量布置及方式。绘制模具装配图时应注意做到以下几点： 认真、细致、干净、整洁地将修改已就的结构草图， 将原草图中不细不全的部分在正式图上补细补全； 标注技术要求和使用说明，包括某些系统的性能要求按标准画在正式图纸上（如顶出机构、侧抽芯机构等），装配工艺要求确定的尺寸要求等）,（如装配后分型面的贴合间隙的大小、上下面的平行度、需由装配使用与装拆注意事项以及检验、试模、维修等）。 全面检查，纠正设计或绘图过程中可能出现的差错与遗漏。1.3.2.7绘制零件图绘制零件图时应注意做到以下几点： 凡需自制的零件都应画出单独的零件图 图形尽可能按1 正确，布置得当； 统一考虑尺寸形位公差、表面粗糙度的标准方法与位置，避免拥挤与十可将用得最多的一种粗糙度以“其余”的形式标于图纸右上角； 零件图的编号应与装配图中的序号一致； 标注技木要求，填写标题栏；1.3.2.8编写设计说明书编写设计说明书有以下内容：设计题目或设计任务书；目录；塑件分析（含塑件图）；塑料材料的成型特性与工艺参数；设备的选择：设备的型号、主要参数及有关参数的校核；浇注系统的设计：塑件成型位置，分型面的选择，主流道、分流道、浇口、排气槽的形式、部位与尺寸以及流长比的校核等；成型零部件的设计与计算：型腔、型芯的结构设计、尺寸计算、强度校核等；脱模机构的设计：脱模力的计算，拉料机构、顶出机构、复位机构等的结构形、安装定位、尺寸配合以及某些构件所需的强度、刚度或稳定性校核；侧抽芯机构的设计：抽拔距与抽拔力的计算，抽芯机构的形式、结构、尺寸以及必要的验算；脱螺纹机构的设计：脱模方式的选择，止转方法、驱动装置、传动系统、补偿机构等的设计与计算；设计小结：体会、建议等；参考资料：资料编号、名称、作者、出版年月。在编写过程中要注意：文字简明通顺，缮写整齐清晰，计算正确完整，并要画出与设计计算有关的结构简图。计算部分只要求列出公式、代人数据，求出结果即可，运算过程可以省略。写好后校对，最后装订成册。第2章.塑料制品工艺分析塑料制件主要根据使用要求进行设计,除考虑充分发挥所用塑料的性能特点外,还应考虑塑件的结构工艺性,塑件结构工艺性的主要内容包括塑件的尺寸和精度,表面粗糙度,形状,壁厚,斜度,加强筋,支撑面,圆角,孔,螺纹,嵌件,铰链,标记,符号和文字。据所给零件的结构,本设计从以下几方面对其分析：塑 件塑件壁厚分析：塑件壁厚的设计与塑件原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件的质量及其使用要求都有密切的联系。壁厚过小，会造成充填阻力增大，特别对于大型件、复杂制件将难于成型。塑件的厚度的最小尺寸应满足以下要求：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出机构等的冲击和振动 制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度 保证贮存、搬运过程中强度所需的壁厚 满足成型时熔体充模所需的壁厚。塑料制件规定有最小壁厚值，表2-1为热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值。表2-1热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值塑料类型制件流程50mm的最小壁厚/mm一般制件的壁厚/mm大型制件的壁厚/mm聚丙烯（ABS）0.852.45-2.752.4-3.2脱模斜度分析 当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。一般来说，塑件高度在25mm以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。脱模斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30130。塑件脱模斜度的选取应遵循以下原则：1 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。2 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。3 当塑件高度不大（一般小于2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。4 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。5 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小一些。6 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。综合以上的原则，由于塑件高度不是很大，收缩率一般，本设计中采用30的脱模斜度。表面粗糙度分析：塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低12级，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般为1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外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。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到0.20.4mm。第3章 塑料的成型特性及工艺参数该塑件采用ABS树脂，起成型特点流动性中等，吸湿性打算，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须经过长时间的预热干燥，溢边值0.04毫米，适合取高料温，高模温，但是料温过高容易分解，对精度的要求较高的塑件，模温适合取50-60摄氏度，对光泽，耐热塑件，模温取60-80摄氏度。注射压力高于聚苯乙烯。用螺杆式注射机成型时，料温为180-230摄氏度，注射压力也比较大。而且有很好的抗冲击强度和良好的机械强度以及一定的耐磨性。收缩率为0.4%-0.7%。质量密度为1.09克每立方厘米。 3.1塑件的原材料工艺性分析(1) 结晶料，湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。(2) 流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔凹痕变形。(3) 冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易产生翘曲变形。(4) 塑料壁厚均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。3.2注塑模工艺条件注塑机选用，对注塑机的选用没有特殊要求。由于ABS具有高结晶性，需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m 来确定，注射量20%-85%即可。干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：ABS的熔点为160-175，分解温度为350，但在注射加工时温度设定不能超过275，熔融段温度最好在240。模具温度：模具温度50-90。对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上。注射压力：采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转压，用较长的保压时间。注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的ABS和模具部不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。流道和浇口：流道直径4.7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随笔并随模腔内的熔流长度逐步增加。模具必须有良好的排气性。排气孔深0.0225mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50- 60%）第4章. 注塑设备的选择4.1 计算塑件的体积和重量体积：通过软件的“体积属性”分析塑件，得到塑件的体积为Vg=23702mm3=24cm3。如图所示：质量：材料ABS的密度取=1.08g/ cm3，则单个塑件的质量m=V25.92g。4.2 确定型腔数选择注塑机根据以上所计算的结果，由于制件的大小和最佳浇口分析采取一模两腔，可决定设备型号、规格。注射机的额定注射量为V（额）每次的注射量不超过它的80%，V（注）=2*1.6*24=76.8cm0.8V（额）V（注）=76.8cm V（额）96cm 注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。4.3注塑机基本参数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。常用的注射速率如表4-1所示。表4-1 注射量与注射时间的关系注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间/S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。(5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。(6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。(8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间。根据以上计算以及模具总高度和模具设计与制造简明手册表2-40选择注射机XS-ZY-125螺杆式注射机，其参数如下：额定注射量：125螺杆直径： 42mm注射压力：119Mpa锁模力：900KN模板行程：300mm模具最大厚度：300mm 模具最小厚度：200mm模板尺寸：330440mm拉杆空间：260290mm定位孔直径：100mm合模方式：液压机械 章. 塑料件的工艺尺寸的计算该塑件的材料ABS是一种收缩范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法计算。查手册得的收缩率为0.3%0.8%,故平均收缩率为 0.55%。公差数值表5.9-11基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值-精度等级表,精度尺寸的选用2-3、5类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度ABS根椐塑件的要求，由以上两表可查得：该塑件可按精度等级为3级精度选取。此产品采用级精度，属于一般精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.50.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到ITIT级，综合参考，相关计算具体如下：型腔凹模径向尺寸计算：（相关公式参见塑料制品成型及模具设计第79-80页）型腔凹模(一)、型腔径向尺寸的计算：LM+Z=1+ScpLs-3/4+z LM凹模径向尺寸（mm）Ls塑件径向公称尺寸（mm）ScpS塑料的平均收缩率（）塑件公差值（mm）z凹模制造公差（mm）由：Ls1=40mm Ls2=100mm 又查表知4级精度时塑件公差值 1= 0.28mm 2= 0.44mm 实践证明：成型零件的制造公差约占塑件总公差的1/31/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值时可取塑件公差的1/31/4。为了保持较高精度选1/4。由于： z= 1/4 得： z1=1/40.28=0.07 mm z2=1/40.44=0.11 mm 则： LM1+Z=1+ScpLs-3/4+z =1+0.55%40-3/40.28+0.07 =40.01+0.07mmLM2+Z=1+ScpLs-3/4+zL =（1+0.55%）100-3/40.44+0.11 =100.22+0.11 mm(二)、型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸同样运用平均收缩率法HM+Z=1+ScpLs-2/3+zH凹模深度尺寸（mm）z凹模深度制造公差（mm）其余符号同上由：HS1=5mm HS2=35mm 取4级精度时1=0.14 mm 2=0.26 mm 由z=1/4得： z1=0.035 mm z2=0.065 mm 则：HM1+Z=1+ScpLs-2/3+z =（1+0.55%）5-2/30.14+0.035 =4.930.035 mmHM2+Z=1+ScpLs-2/3+z =1+0.55%0.55%-2/30.26+0.065 =35.02+0.065 mm(5) 型芯径向尺寸的计算型芯凸模运用平均收缩率法：LM-Z=1+ScpLs+3/4-ZLM 型芯径向尺寸（mm）Z 型芯径向制造公差（mm）其余符号同上由：LS1=34mm 取4级精度时1=0.26mm 由z=1/4得：z1=0.065 mm 则：LM-Z=1+ScpLs+3/4-Z =（1+0.55%）34+3/40.260.065 =34.3820.065 mm(二) 型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法： LM-Z=1+ScpLs+2/3-ZHM型芯高度尺寸（mm）Z型芯高度制造公差（mm）其余符号同上由：H1=35 mm 取4级精度时 1=0.26 mm 由z=1/4得：z1=0.065 mm 则：LM-Z=1+ScpLs+2/3-Z =（1+0.55%）35+2/30.260.065 =35.3660.065 mm第6章. 浇注系统浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入；避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁；型芯或嵌件，使塑料能尽快的流入到型腔各部位，并避免型芯或嵌件变形；尽量避免使制件产生熔接痕，或使其熔接痕产生在之间不重要的位置；浇口位置及其塑料流入方向，应使塑料在流入型腔时；能沿着型腔平行方向均匀的流入，并有利于型腔内气体的排出。6.1 分型面的选择分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。外表质量：分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处，方便脱模，制件留在动模边：从制件的推出装置设置方便考虑。包紧力大的，芯应设在动模边而将凹模放在定模边包紧力小且不能确切判断留向的将型芯和凹模的主要部分都设在动模边对型芯无包紧力，对凹模粘附力较大的，将粘附力较大的设在动模边同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一侧。当分型面作为主要排气面时 料流的末端应在分型面上以利排气。套管模具设计的分型面设计如图所示：图 分型面6.2 浇口套的选用主流道是浇注系统中从注塑机喷嘴与模具的部位开始，到分流道为止的塑件熔体的流通通道。在注塑机上，主流道垂直分型面。为了使凝料从其中顺利推出，需设计成圆锥形，锥角为2060，表面粗糙度Ra0.8m,主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注塑机及一定温度、压力的塑料熔体要冷热交替反复接触，属易损件，对材料的要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆。一般采用碳素工具钢即T8A、T10A等。把它热处理到5357HRC。取主流道的球面半径为16mm.浇口套大体结构示意图如图所示：6.3 分流道的布置分流道是指主流道末端与浇口之间的通道。此副模具采用圆形的截面形状，对于壁厚小于3mm,质量在200g以下的塑件，截面的直径可采用如下的的经验公式： D=0.2654W1/2L1/4 其中D是分流道的直径，L是分流的长度，W是塑件的质量，此副模具选分流道的截面积为D=6mm,由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料的熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra要求比较高，一般取1.6um左右。分流道在分型面上的布置的形式，它必须遵循以下两方面的原则，即一方面排列紧凑，缩小模具板面的尺寸，一方面流程尽量短，锁模力力求平衡，该模具采用平衡式的分流道。6.4 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。它是整个浇注系统的关键的部位，也是最薄点。其形状、大小及位置应根据塑件大小、形状、壁厚、成型材料及塑件技术要求等进行而确定。浇口分限制性浇口和非限制性浇口，该塑件采用的是限制性浇口，它一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，有利于塑料进入，使其充满型腔。另一方面改善塑料熔体进入型腔的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分开的作用。设计中，浇口的位置及尺寸的要求是比较严格的，初步试模，必要时还需要修改。因此浇口的位置的开设，对成型性能及成型质量的影响是很大的。一般在选择浇口位置时，需要根据塑件的结构工艺及特征，成型质量和技术要求，综合分析。一般要满足以下原则：(1) 尽量缩短流动距离。(2) 浇口应开设在塑件的壁厚。(3) 必须尽量减少或避免产生熔接痕。(4) 应有利于型腔中气体的排除。(5) 考虑分子定向的影响。(6) 避免产生喷射和蠕动。(7) 不在承受弯曲冲击载荷的部位设置浇口。(8) 浇口位置的选择应注意塑件的外观质量。该模具设计中浇口的形式设计为搭接式侧浇口。浇口形式第7章 . 脱模机构的设计与合模导向结构设计7.1脱模结构设计塑件冷却后由于有少量的收缩，塑件会紧抱在型芯上，所以在脱出产品时不像冲压件那么可以自动脱落。这样，我们必须设计推出机构将塑件顶出，推出机构设计时我们考虑的是要使塑件各部分受力均匀，在此设计中，由于采用了一模二腔的结构，模具开模时，在注塑机的作用下，动模部分向开模方向运动 运动到一定位置，注塑机的顶出装置作用在顶针板上，顶针板推动复位杆，由于复位杆和推件板互锁，复位杆推动推件板将产品强制推出模外，推件板的设计如图所示。推件板7.2合模导向机构的设计导向机构主要包括导柱、导套，主要作用是在动模与定模合模时保证型芯和型腔的精确定位。导向零件应合理地均匀分别在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据模具的形状和大小，一副模具一般采用2到4根导柱。在此设计中采用了4根导柱。加工个导柱、导套孔时，应将定模板、推件板、动模板合在一起，一次性加工出来，以保证孔的同心度，然后再在定模板、动模板上加工沉头孔。导柱导套的具体结构见图。导柱导套第8章. 排气系统和温度调节系统的设计8.1 排气系统ABS料在熔化时，会产生气体，所以当塑料在充满型腔时及浇注系统内的空气，如果在型腔中不及时排除干净，可以会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面气体的受压产生反向压力而降低充模速度，还可能造成塑件碳化或烧焦。注射成型时的排气可采用如下四种方式排气：1 利用配合间隙排气；2 在分型面上开设排气槽排气；3 利用排气守排气；4 强制性排气；该模具是采用利用配合间隙排气。其间隙值约为0.030.05mm.它常用于中小型的简单模具。 8.2 温度调节系统的设计冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成型周期及提高塑件质量。一般在型腔，型芯等部位设置合理的冷却水路，通过调节冷却水流量和流速来控制模温。冷却水孔开孔的原则：（1）冷却水孔的数量应尽可能的多，直径应尽量大；（2） 每个冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在015mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般保持在812mm。（3）水孔通过镶块时，防止镶套管等漏水。（4）冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件的强度。（5）水管接头应设在不影响操作的一侧注射模具的温度设计是否恰当，不仅影响塑件的质量，而且对生产效率、充模流动、固化定型都有重要影响。模具对塑件质量的影响主要体现在以下几个方面：1、改善成形性 2、成形收缩率 3、塑件变形 4、尺寸稳定性 5、力学性能 6、外观质量。当大批量的生产时，而且又要满足塑件的质量要求时，增多型腔是不现实的。这时提高生产率显得尤其重要了。而提高生产率又与模具温度的控制有密切关系。生产效率主要取决于冷却介质（一般是水）的热交换效果。因此缩短注射成形周期的冷却时间是提高生产效率的关键。经过以上分析我们可以设计运水道如图所示（虚线示意位置为水道位置）：第9章. 注射机有关工艺参数的校核每副模具都只能安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此模具设计与所用的注塑机关系十分密切。在设计模具时，应校核注塑机的一些技术参数9.1注射量的校核 根据模具设计与制造简明手册可知：塑件的体积应小于注射机的注射容量，其公式按下式校核： V件0.8V注=0.8125cm3=100cm3式中：V件塑件与浇注系统的体积总和 V注注射机的注射量（cm3） 0.8最大注射量的利用系数经估计算得：V件76.8cm3所以V件=76.8 pF=365.6KN 故锁模力合格9.3注射机安装模具部分的尺寸校核 喷嘴尺寸：喷嘴尺寸与浇口套相适应，浇口套是根据喷嘴尺寸来设计的； 定位环尺寸：定位