高分子材料加工技术专业毕业论文41229.docx

模具设计说明书课题名称： 汽车座椅头枕杆插头导管 系 别： 系 专 业： 班 级： 高分子材料加工技术 学 号： 学生姓名： 指导教师： （老师） 摘 要 本设计为汽车座椅头枕插头导管模具制作设计，它系统的介绍了汽车座椅头枕杆导管模具中的各个零部件的加工工艺过程及整套模具的装配和使用。其中，涉及到注射机各种参数的选取、零部件的加工方法、注射模的结构及相关的计算问题、特种加工工艺及塑料的回收和利用等方面内容。在该模具设计中，利用计算机绘图软件绘制了零件图和装配图，以及制定了机械加工工艺过程卡。本设计在保证加工质量的前提下，尽量做到在提高生产率的同时把生产成本降到最低。关键词 模具 注射机 塑料目 录1. 引言52. 选择与分析塑料原料62.1 选择制件材料62.2 分析制件材料性能82.2.1 分析制件材料的使用性能82.2.2 分析塑料工艺性能82.2.3 结论93. 确定塑料成型方式及工艺过程93.1 塑件成型方式的选择93.2 成型工艺规程93.2.1 成型前的准备93.2.2 注射过程113.2.3 塑件后处理124. 分析塑件结构工艺性.124.1 塑件尺寸精度分析124.2 塑件表面质量分析134.3 塑件的结构工艺性分析135. 确定塑件成型工艺参数146. 初步选择注射成型设备156.1 依据最大注射量初选设备156.1.1 计算塑件的体积156.1.2 计算塑件的质量166.1.3 根据塑件本身几何形状及生产批量确定型腔数目.166.1.4 确定成型设备.166.1.5 制作塑件成型工艺卡.177. 分型面的确定与浇注系统的设计187.1分型面的选择187.2 浇注系统的设计197.2.1 主流道设计197.2.2 分流道的设计207.2.3 点浇口设计. 227.2.4 冷料穴设计227.3 设计排气和引气系统设计248. 模具设计方案的论证.258.1 模具型腔的布局.258.2 成型零件的结构.268.3 推出结构的确定.278.4 合模导向机构的设计.278.5 冷却系统的设计.279. 注射模具结构类型及模架的选用299.1 确定模架组合形式299.2 主要零部件的设计计算.299.3 模具型腔壁厚的确定.299.4 模具型腔板总体尺寸的确定.299.5 标准模架的确定.2910. 设计注射模侧向分型抽芯机构3010.1 侧向抽芯机构类型选择3010.2斜导柱侧向抽芯机构设计计算3010.2.1抽芯距和抽芯力的计算3010.2.2 抽芯力的计算3110.2.3 确定斜导柱倾斜角3110.3 侧向分型与抽芯的结构设计3210.3.1确定斜导柱的尺寸3211. 成型设备的校核计算3312. 绘制模具装配图.3513. 结束语36致谢词.37参考文献.381. 引言大学三年的学习即将结束，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际中应用的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为汽车座椅头枕插头导管的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活，在汽车领域应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以汽车座椅头枕杆导管模具为主线，综合了成型工艺分析，最后到模具结构设计，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时使用了cad、ug等技术，使用office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。本次设计中得到了王涛老师的指点。同时也非常感谢河北机电职业技术学院学院各位老师的精心教诲，以及保定亿新汽车配件有限公司的大力支持。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。2. 选择与分析塑料原料2.1 选择制件材料汽车座椅头枕杆导管（二维如图1-1、三维图1-2），所选材料需要一定的刚度以及耐腐蚀性，由于使用时间较长，需考虑原料的耐久性问题,需大批量生产，通过查参考资料得图2.1 三视图图2.2 立体图ps:具有非常好的化学稳定性、热稳定性、透光性(透光率88%92%)，电绝缘特性(是目前最理想的高频绝缘材料)以及很微小的吸湿倾向。能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。ps的收缩率在0.4%0.7%之间，常用收缩率0.5%，ps的流动性极好，成型加工容易。易着色，装饰性能好。ps的最大缺点：质地硬而脆，塑件由于内应力而易开裂。它的耐热性低，智能在不高的温度下使用，易老化。适用于制作绝缘透明件、装饰件及化学器、光学仪器等零件pe:它的特点是软性，无毒，价廉，加工方便，识水性小，可不用干燥，流动性好，耐腐蚀性、电绝缘性优良。可以氯化辐照该性，可用玻璃纤维增强。高密度聚乙烯熔点、刚性、硬度和强度较高，吸水性小，有突出的电气性能和良好的耐辐射性。低密度聚乙烯柔软性、伸长率、冲击强度和透明性较好。适用于制作耐腐蚀零件、绝缘零件和薄膜等。pp:密度小，强度、刚度、耐热性均由于hdpe，硬度比hdpe高，可在100左右使用。具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，但低温变脆、不耐磨、易老化。适用于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。abs:综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电性能良好；易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可镀铬。适用于一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。pc:突出的冲击强度，较高的弹性模量和尺寸稳定性，无色透明，着色性好，耐热性比尼龙、聚甲醛高，抗蠕变的电绝缘性较好，耐蚀性、耐磨性良好。但自润性差，不耐碱、酮、胺、方向经。有应力开裂倾向，高温易水解，与其他树脂相容性差。适用于仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件。对多料的性能与应用进行综合比较，材料品种可选择苯乙烯-丁二烯-丙烯晴共聚物(abs)。2.2 分析制件材料性能2.2.1 分析制件材料的使用性能查参考资料塑料材料与配方及相关塑料模具设计资料可得：pp大多为乳白色粒状物，无味、无毒，外观与hdpe相似，但比hdpe密度低、透明性好，密度为0.890.91gcm3,是常用树脂中最轻的一种。pp具有良好的综合力学性能，具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝缘性，不受湿度影响，良好的抗冲击能力！但是低温变脆、不耐磨、易老化。适用于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。2.2.2 分析塑料工艺性能聚丙烯（pp）具有价格低廉，质轻，使用温度高、刚性和拉伸强度高，易于加工成型等特点。在力学性能方面聚丙烯（pp）具有良好的综合力学性能且在室温以上有较好的抗冲击性能。刚性比pe高以及优良的耐弯曲疲劳性。在化学性能上聚丙烯（pp）具有耐化学腐蚀性，在添加稳定化助剂以后具有较强的光稳定性。pp吸水率小，成型前不需要进行干燥处理。2.2.3 结论汽车座椅头枕杆导管要求具有一定的强度、刚度以及耐腐蚀性，采用聚丙烯（pp）材料，产品的使用性能基本能满足要求，具有较好的光稳定性，由于吸水率低，加工过程方便，不需在注塑之前进行干燥处理而且价格低廉。所以汽车座椅头枕杆导管选用聚丙烯（pp）材料进行制件。3 确定塑料成型方式及工艺过程3.1 塑件成型方式的选择塑料成型的方法很多，包括注射成型、挤出成型、压缩成型、中空吹塑成型等。其中注射成型较为常见，具有加工过程方便，生产率高，易于实现自动化生产；塑件的尺寸精度容易保证，塑件的质量稳定以及生产适应性强等特点。结合以上说明，制件外观要求较高，型腔内部有尺寸不等的孔，塑件左侧有一内凹孔，需要考虑侧向分型抽芯装置，因此汽车座椅头枕杆导管的成型方法选择注射成型完成制件的大批量生产。3.2 成型工艺规程一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件的后处理三个过程。3.2.1 成型前的准备1.原料预处理(1) 分析检验成型物料的质量 对pp原料进行含水量、外观色泽、颗粒情况、有无杂质并测试其热稳定性、流动性和收缩率等指标。如果检测中出现问题，应及时采取措施解决。对于粉状物料，在注射成型前，经常还需将其配制成粒料，因此其检验工作应放在配料后进行。 (2) 塑料着色 粉状或粒状热塑料的着色，可以用直接法和间接法两种工艺实现。直接法着色也称为一步法着色或干法着色，其主要特点是将细分状着色剂与本色塑料简单掺混后即可直接用于成型，或经塑炼造粒后再用于成型。间接着色法又称二步着色法或色母料着色法，主要特点是在不直接用着色剂而用称为“母色料”的塑料粒子与本色塑料粒子按比例称量后放入混合机，经充分搅拌混合后送往成型设备使用。着色剂在物料中容易均匀分散、塑件色泽鲜艳和无颜料粉尘造成环境污染等明显有点。此外，这种着色方法还能是采用热风料斗干燥着色粒料成为可能，因而有利于实现着色塑件成型过程的全自动化。由于母色料粒子与本色塑料粒子仅简单的混合，当用无混炼功能或只需混炼功能很差的成型设备成型颜色均一性要求高的塑件时，成型物料不能采用此法着色。(3) 预热干燥 对于吸湿性或粘水性强的成型物料，应根据注射成型工艺允许的含水量要求进行适当的预热干燥。目的是为了除去物料中过多的水分及挥发物，以防止成型后塑件出现气泡和银纹等缺陷，同时也可以避免注射时发生水降解。对于吸湿性或粘水性不大的成型物料，如果包装储存较好，也可不必预热干燥。abs的吸水性或水敏性较强，在成型前一般需要干燥处理。2.料筒的清理生产中如果需改变塑料品种、更换物料、调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降解反应，均应对注射机的料筒进行清洗。通常，柱塞式料筒存料量大，必须将料筒拆卸清洗、对于螺杆式注射机通常采用直接换料、对空注射法清洗。换料清洗时，必须掌握料筒中的塑料盒欲换的新塑料的特性，然后采用正确的清洗步骤。对空注射清洗时，应注意以下事项：1) 新塑料成型温度高于料筒内残存塑料的成型温度时，应将料筒温度升高到新料的最低成型温度，然后加入新料，连续“对空注射”，直到残存塑料全部清洗完毕，再调整温度进行正常生产。2) 新塑料的成型温度比料筒内残存塑料的成型温度低时，应将料筒温度升高到残存塑料的最佳流动温度后切断电源，用新料或新料的回料在降温下进行清洗。3) 如果新料成型温度高，而料筒中残存塑料又是热敏性塑料，则应现流动性好、热稳定性高的塑料作为过度料，先换出热敏性塑料，在用新料或新料的回料换出热稳定性好的过渡料。4) 两种物料成型温度相差不大时，不必改变温度，先用新料的回料，后用新料连续“对空注射”即可。3.嵌件的预热为了满足装配和使用强度的要求，塑件内常要嵌入金属嵌件。由于金属和塑料收缩率差别较大，因而在塑件冷却时，嵌件周围产生较大的内应力，导致嵌件周围强度下降和出现裂纹。因此，除了在设计塑件时加大嵌件周围的壁厚外，成型前对金属嵌件进行预热也是一项有效措施。 嵌件的预热应根据塑料的性能和嵌件大小而定。对于成型时容易产生应力开裂的塑料，其塑件的金属嵌件，尤其较大的嵌件一般都要预热。对于成型时不宜产生应力开裂的塑料，且嵌件较小时，则可以不必预热。预热的温度以损坏金属嵌件表面所镀的辛层或铬层为限，一般为110130，对于表面无镀层的铝合金或铜嵌件，预热温度可达150。4.脱模剂的选用注射成型时，塑件的脱模主要依赖于合理的工艺条件和正确的模具设计，当由于塑件本身的复杂性或工艺条件暂不稳定，在试模时可使用脱模剂帮助脱模。实际上，在正常的生产情况下，应尽量不使用脱模剂为好。常用的脱模剂有硬脂酸锌。液体石蜡和硅油等。除了硬脂酸锌不能用于聚洗胺之外，对于一般塑料，上述三种脱模剂均可使用。其中尤以硅油脱模效果最好，只要对模具施用一次，即可长效脱模，但价格很贵。硬脂酸锌通常多用于高温模具，而液体石蜡多用于众低温模具。对于含有橡胶的软塑件或透明塑件不宜采用脱模剂，否则将影响塑件的透明度。使用脱模剂时，喷涂合理、适量，以免影响塑件的外观和质量。3.2.2 注射过程完整的注射成型过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等步骤。但就塑料在注射成型中的实质变化而言，是塑料的塑化和熔体充满型腔与冷却定型两大过程。(1) 塑料的塑化(2) 熔体充满型腔与冷却定型3.2.3 塑件后处理塑件脱模后常需要进行适当的后处理，以便改善和提高塑件的性能和尺寸稳定性。塑件的后处理主要指退火或调湿处理。退火处理是使塑件在定温的加热液体介质或热空气循环烘箱中静置一段时间。利用退火时的热量，能加速塑料中大分子松弛，从而消除或降低塑件成型后的残余应力。对于结晶型塑件，利用退火能对他们的结晶度大小进行调整，或加速二次结晶和后结晶的过程。此外，退火还可以对塑件进行解取向，并降低塑件硬度和提高韧性。生产中的退火温度一般都在塑件的使用温度以上高于使用温度(1020)至热变形温度以下低于热变形温度(1020之间)的温度区间进行选择和控制。退火时间与塑件品种和塑件厚度有关，如无数据资料，也可按每毫米厚度约需半小时的原则估算。退火后应使塑件缓冷至室温。有些塑件在高温下雨空气接触会氧化变色或容易吸收水分而膨胀，此时需进行调湿处理，即将刚脱模的塑件放在热水中处理，这样既可隔绝空气，进行无氧化退火，又可使塑件快速达到吸湿平衡状态，使塑件尺寸稳定下来，以免塑件尺寸在使用过程中发生更大的变化。应当指出，并非所有塑件都有塑件都要进行后处理。通常，只是对于带有金属嵌件、使用温度范围变化较大、尺寸精度要求较高和壁厚大的塑件才有必要。4 分析塑件结构工艺性4.1 塑件尺寸精度分析该塑件尺寸精度一般精度，查参考资料gbt14486-2008-工程塑料模塑料件尺寸公差表可知塑料公差等级为mt5，标注主要尺寸公差如下（单位均为mm)。塑件外形尺寸：170-0.24、 19-0.44 0 、350-0.28 、l 70mm塑件内形尺寸：13-0.380 4.2 塑件表面质量分析该塑件要求外观光洁、色彩艳丽，不允许有成型斑点以及熔接痕，ra为0.4m，而内表面没有特殊要求。4.3 塑件的结构工艺性分析(1) 制品结构简单，易于成型塑料制品设计时，应在满足塑料制品功能要求的前提下，力求使制品结构简单，尤其要尽量避免测向凹凸结构，因为侧向凹凸结构需要模具增加侧向抽芯或斜顶机构，式模具变的复杂，并曾加制造成本。如果侧向凹凸结构不可避免，则应该使测向凹凸结构尽量简化，这里有两种方法可以避免使模具采用侧向抽芯或斜顶机构：强行脱模和对插。制品设计时除了尽量避免侧向抽芯外，还要力求使模具的其他结构也简单耐用，包括以下几方面。1) 型零件上不得有尖利或薄弱结构。模具上的尖利或薄弱结构会影响模具强度及使用寿命。制品设计时应尽量避免这种象限出现。2) 尽可能的使分型面变得简单。简单的分型面使模具加工容易，生产时不易产生 飞边浇口切除也容易。阶梯形状的分型面模具加工较为困难。直线或曲面，使模具加工变得较为容易。尽可能使成型零件简单容易加工。(2)壁厚均匀壁厚均匀为塑料制品设计的第一原则，应尽量避免出现过厚或过薄的胶位。着一点即使在转角部位也非常重要。因为壁厚不均匀会使制品冷却后收缩不均，造成收缩凹陷，产生内应力、变形及破裂等，另外，成型制品的冷却时间取决于壁厚较厚的部分，壁厚不均匀会使成形周期延长，生产性能降低。当壁厚有较大差别时，应抽取厚的部分，力求均匀化。在减胶时，应尽可能地加大内模型芯，这是因为小内模型芯的温度增高会使成型周期加长。后壁减胶后，若引起强度或装配的问题，可以增加骨位或凸起去解决。如果厚壁难以避免，应该用渐变取代替壁厚的突然变化。(3)保证强度和刚度塑料制品的缺点之一是其强度和刚度远不如钢铁制品。如何提高塑料制品的强度和刚度，使其满足产品功能的要求，是设计者必须考虑的。提高制品强度和刚度最简单实用的方法就是设计加强筋，而不是简单用增加壁厚的办法。因为增加壁厚不仅大幅增加了制件的质量，而且易产生缩孔、凹痕等病，而设置加强筋，不但能提高制件的强度和刚度，还能防止和避免塑料的变形和翘曲。设置加强筋的方向应与料流方向尽量保持一致，以防止充模时料流受到加搅乱，降低制件的韧性或影响制件外观质量。加强方式有侧壁加强、底部加强和边缘加强等。对于容器类制品，提高强度和刚度的方法通常都在边缘加强，同时底部加圆骨或做拱起等结构。(4)其他原则1)根据制品所要求的功能决定其它形状、尺寸、外观及材料，当制品外观要求较高时，应先通过外观造型在设计内部结构。2)尽量将制品设计成回转体或对称形状。这种形状结构工艺性好，能承受较大的力，模具设计时易保证温度平衡，制品不易产生翘曲等变形。3)设计制品时应考虑塑料的流动性、收缩性及其他特性，在满足使用要求的前提下制件的所有的转角尽可能设计成圆角，或者用圆弧过渡。结论：该塑料制品结构简单，壁厚均匀，由于在塑件的左侧有一个内凹的孔，需考虑侧向分型抽芯装置。此制件外观要求较高，因此分型面设在中部，分型面是个平面加工非常方便。5 确定塑件成型工艺参数根据该塑件的结构特点和pp的成型性能，注射成型工艺条件的选择可查参考塑料模具设计指导与资料汇编初步确定塑件的注射成型工艺参数，见表1.1表5-1 塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容工艺参数内容预热和干燥温度80100/成型时间/s注射时间2060时间12h保压时间03料筒温度/后段160180冷却时间2090中段180200总周期50160前段200220螺杆转速/（r/min）48喷嘴温度/-后处理方法-模具温度/8090温度/-注射压力/mpa70100时间/h-6 初步选择注射成型设备初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据(在后续章节中完成)。6.1 依据最大注射量初选设备 通常保证制品所需注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的的80，否则就会造成制品的形状不完整、内部组织疏松或制品强度下降等缺陷；而过小，注射机利用率偏低，浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的20。6.1.1 计算塑件的体积v=13412.8mm36.1.2 计算塑件的质量计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。查参考资料得pp塑料密度，所以，塑件的质量为：m=v=12.07g6.1.3 根据塑件本身几何形状及生产批量确定型腔数目由于该塑件左右侧均有侧孔，加上塑件尺寸有一般的精度要求，大批量生产的要求，且考虑到选用注塑机的型号为sz-100/80，所以初定于考虑一模两腔，型腔平衡布置在型腔板的两侧，以方便实现浇口排列和模具的平衡。6.1.4 确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，因此可计算出一次注射成型过程中所用的塑料量为w=2m+m=2*12.07+12.07*20%=26.6g根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸的大小等因素，参考设计手册，初选sz-100/80型螺杆式注射机。记录下 sz-100/80型螺杆式注射机的主要技术参数，见下表1.2sz-100/80型注射机的主要技术参数表6.2序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量/cm31002注射压力/mpa1703锁模力/kn8004动、定模模板最大安装尺寸/（mm*mm）250*2505最大模具厚度/mm3606最小模具厚度/mm2607最大开模行程/mm1008喷嘴前断球面半径/mm129喷嘴孔直径/mm810定位圈直径/mm806.1.5 制定塑件注射成型工艺卡综上分析，填写塑件注射成型工艺卡，见表1.3塑件注射成型工艺卡表6.3河北保定亿新汽车有限公司塑件注射成型工艺卡资料编号共 页共 页塑件名称喷雾按钮材料牌号pp设备型号sz-100/80装配图号材料定额每模件数2零件图号单件质量12.07g工装号材料干燥设备温度80100/时间12h料筒温度后段160180中段180200前段200220喷嘴-模具温度8090时间注射2060保压03冷却2090压力注射压力70100背压后处理温度时间定额辅助时间单件检验编制校对审核组长检验组长主管工程师7 分型面的确定与浇注系统的设计7.1 分型面的选择该塑件为汽车座椅头枕杆导管，外形表面质量要求较高。在选择分型面的时候，根据分型面的选择原则，考虑到不影响塑件的外观质量、便于消除毛刺和飞边，、有利于排除模具型腔内气体、分模后塑件留在动模一侧以及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，如图7.1所示图7.1如果按如图7.1所示的分型面分型。则塑件分别有两个模板成型，由于合模误差的存在，会使塑件产生一定的同轴度误差，且飞边不易清除，可以按照7.2所示的分型面分型，则塑件由一个整体的模板成型，消除了由于合模误差使塑件产生同轴度误差的可能，因此，决定采用7.2图所示的分型面。另外，为了提高自动化程度和生产率，减少聚乙烯的取向变形以及保证塑件的表面质量，决定采用点浇口；而模具采用了双分型面结构，一个分型面用于成型塑件，另一个分型面用于取出浇注系统的凝料。图7.27.2 浇注系统的设计7.2.1 主流道设计主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的为的温度降和压力的损失最小。主流道形状和尺寸直接影响熔体的流动速度和冲模时间。由于主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易损坏，所以，一般不将主流道直接开在模板上，而是将它单独设在一个主流道衬套中。这样，既可以使易损坏的主流道部分单独选用优质钢材，延长模具使用寿命和损坏后便于更换或修模，也可以避免在模板上直接开主流道且需穿过多个模板事，并接缝处产生钻料，主流道凝料无法拔出。设计主流道时，应使主流道轴线位于模具中心线上，于注射机喷嘴轴线重合，型腔也以此轴线为中心对称布置。为了便于凝料从主流道中拔出，主流道设计成圆锥形。其锥角a=26，对于流动性差的塑料a取36，内壁表面粗糙度值r小于0.631.25。为了补偿对中误差并解决凝料的脱模问题，主流道进料口端的直径应比注射机喷嘴直径d大0.51mm，主流道进料口端和喷嘴头部以弧面接触，用弧面接触定位。通常主流道进料口端凹下的球面半径r比喷嘴球面半径r大12mm，凹下深度约35mm。主流道于分流道结合处采用半径r为13mm的圆角过度，以减少小料流转向过度时的阻力。根据注射机参数及制件的相关工艺取r为3mm。主流道衬套采用可以拆卸的更换的浇口套，其形状及尺寸按照常用浇口套设计；为了能与注塑机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减少了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用过程中的磨损。由表sz-100/80型注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴孔直径为d=4mm喷嘴前端球面半径sr=10mm根据模具主流道与喷嘴的关系得到：主流道进口端球面半径sr=10+（12）mm，取sr=13mm主流道进口端孔直径d=d0+1.5=4.5mm7.2.2 分流道设计在设计多型腔或多浇口单行腔的浇注系统时，应设置分流道。分流道的作用是改变熔体流向，使其平稳的流态均衡地分配到各个型腔。设计分流道时应该注意尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。1）分流道的截面形状有圆形、半圆形、正方形、矩形及梯形等五种形状。为使流道中热量和压力损失最小，应使分流道截面积于周边长度的比值为最大，该比值成为流道的效率。比值愈大则流道的效率愈高。2)分流道的截面尺寸视塑料品种、塑件尺寸、成型工艺条件以及分流道的长度等因素来确定。对于圆形截面分流道，分流道的直径一般在210mm范围内变动。流动性好的塑料如聚丙烯、尼龙等。当分流道较短时，其直径可小到2mm，而流动性很差的塑料，如聚碳酸酯、聚砜等直径可大10mm。3）分流道的长度 分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济的使用原料和降低注塑机的能耗，减少压力损失和热量损失。分流道的长度一般在830mm之间，一般根据型腔布置适当加长或缩短，但最短不宜小于8mm。分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料穴，以容纳冷料，保证塑件质量。4）分流道的表面粗糙度 分流道表面不必修的很光滑，表面粗糙度r值一般取1.6，这样可以使熔融塑料于流道壁之间形成的冷却表皮层固定，有利于保温。5）分流道于浇口的连接形式 分流道于浇口的连接处采用斜面和圆弧过渡，有利于熔体的流动机填充，否则会增加料流阻力，使充模条件恶化。6）分流道的布置形式 分流道的布置取决于型腔的布局。型腔排列应力求对称，以免模具承受偏载而产生溢料现象；型腔排列应尽量保证模具结构紧凑；型腔排列尽量流程短。 分流道的布置分为平衡式流道和非平衡式流道系统。该塑件体积较小，形状比较简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，可以采用单点进料方式。为了便于加工，采用最常用的u形截面分流道。查塑料模具设计指导与资料汇编表9-6和表9-7，选取分流道横截面形状和相应尺寸，在此取分流道的截面半径r=2.5mm，深度h=3.13mm。分流道截面尺寸及形状如图所示分流道的截面图7.2.3 点浇口设计由于该塑件外观质量的要求较高，所以浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量要求为前提。同时，也应尽量使模具的结构更简单。根据对该塑件的分析，并结合已确定的分型面位置，选择如下图所示的点浇口进行进料方式。根据塑件外观质量要求以及型腔的安放方式，进料方式设置在塑件的底部。点浇口的直径尺寸可以根据不同的塑料尺寸根据不同塑料按塑料的平均厚度查塑料模具设计指导与资料汇编表9-8选取，示意图如下图所示7.2.4 冷料穴设计注射时，先进入注射模的塑料，因接触冷模而事料温下降，若让这部分温度已经下降的塑料流入型腔，则会影响塑件质量，所以需要要设置冷料穴。冷料穴分两种，一种专门用于收集、储存熔体前锋的冷料，另一种除储存冷料外还兼有开模时拉出流道凝料，便于脱模的功能。冷料穴的长度不能过短，否则部分冷料将流入型腔，其长度通常取分流道直径的1.52倍。对于直浇口，可在主流道的延长线设置冷料穴，这种浇口还具有使成形件可靠地粘附在动模部分的功能。并非所有的注射模都要开设冷料穴，有时由于塑料的性能和注射工艺的控制，很少有冷料产生或是塑件要求不高时可以不开设冷料穴。（1）用于储存冷料的冷料穴1）当分流道较长时，可在塑料前进方向的延长线处设置冷料穴，如果冷料穴方向相反的话，则起不到存留冷料的作用。2）在型腔的末端开设冷料穴。从浇口注入的熔融塑料，由于型腔的表面散热，使流动性变差，因此流到末端时熔接强度下降。在型腔的末端开设冷料穴，时变冷的塑料流到设置的溢流槽内，可提高高温塑料的同届强度。溢流槽开设位置应在型腔最后被充满的地方，通常在试模后才能确定。溢流槽尺寸可参考排气槽尺寸来决定。（2）兼有拉料作用的冷料穴 这种冷料穴一般设置在主流道正对面的动模上，有时也设置在定模板的分流道末端起拉料作用。常见的冷料穴一拉料杆的形式有以下几种：1）钩形拉料杆 这种拉料杆用于推杆或推管推出塑件的模具中，事一种常见形式。缺点是凝料推出后不能自动脱落，因此，不宜用于全自动机构中。另外，对于某些塑件受形状限制，脱模事不允许塑件左右移动时，也不宜采用这种钩形拉料杆。2）倒锥形和圆环槽型的冷料穴。 ；冷料穴开设在主流道末端，储藏冷料。开模时靠冷料穴的倒锥或侧凹起拉料作用，使主流道凝料脱出浇口套并滞留在动模一侧，然后通过脱模机构强制推出凝料。这两种形式拉料杆的固定端均装在推杆固定板上，宜用于韧性较好的塑件。由于在取出凝料时无需作侧向移动，故采用倒锥和圆环槽型冷料穴易实现自动化操作。3）球头拉料杆 ；拉料杆头部为球形，开模时冷料对球头的包紧力，将主流道凝料从主流道中拉出。球头拉料杆通常固定在动模一侧的型芯固定板上，推出时不随推出机构移动。因此，当推件板从型芯上推出塑件的同时，也将主流道凝料从球头拉料杆上强制脱出。这种拉料杆常用于弹性较好的塑料件并采用推件板脱模的情况，也常用于点浇口凝料自动脱落时，起拉料作用，此时球头拉料杆固定在定模一侧的定模板上。但球头部分加工困难。4）分流锥形拉料杆。 这种拉料杆的头部做成圆锥形，通常圆锥形拉料杆无储存冷料的作用，与球头拉料杆一样，分流锥形拉料杆也固定在动模一侧的型芯固定板上，开模时，它依靠塑料冷却收缩的包紧力将主流道凝料拉出当推管重型芯上推出塑件的同时，也将主流道凝料从分流道上强制脱出。5）侧凹拉料冷料穴。在主流道对面的模板上开一锥形凹坑作为冷料穴。为了拉住主流道的凝料，在锥形凹坑的侧壁上钻一个中心线与另一边平行、深度较浅的小孔，开模使靠小孔的作用将主流道凝料从主流道中拉出来。这种结构必须于s形或带扰性的分流道相匹配，推出时推杆顶在塑件上或分流道山，这时，小孔内的凝料顺着小孔的轴线方向向外移动，从不通孔中顺利拔出，然后冷料头被全部拔出。结论：根据该塑件的材料特点，模具使用模具主流道与分流道末端作为冷料穴，这样开模方便以及减少该制件加工的劳动强度。7.3 排气和引气系统设计 排气系统设计大多数情况下，可利用模具的分型面之间的间隙自然排气，因此排气问题往往被模具设计人员所忽视。当塑件所用物料发气量较大，或者成形具有部分薄壁的制品以及采用快速注射工艺时，必须妥善地处理排气问题。排气方式有三类，一类是利用模具零件的配合间隙排气，另一类是开设排气槽，此外，还可利用多孔粉末治金件渗导排气。（1）间隙排气 对于一般中小型模具，均可利用分型面间隙或推杆和孔的配合间隙进行排气。利用间隙排气时，间隙大小以不发生溢料现象为宜，其数值与塑料的粘度有关，通常在0.020.05mm范围内选择。（2）排气槽 对于大型注射模，在分型面上开设排气槽，事可靠而有效的方法。1) 排气槽的开设应遵循的原则。排气槽最好开设在分型面上，并与大气相通，侧浇口的型腔，在浇口对面的分型面上设排气槽；排气槽应尽量开设在型腔内塑料流动的末端，如分流道或冷料穴的终端；排气槽最好开设在靠近嵌件或制品壁最薄处，因为这些部位容易形成熔接痕；排气槽不应朝向操作者一侧开设，以防溢料而发生工伤事故；为便于模具加工及清模方便，排气槽应尽量开设在凹模一侧。2) 排气槽的尺寸。排气槽的宽度可取1.56mm，气流方向的排气槽长度l，一般不超过2mm，深度在不发生飞边和塑料熔体不溢进排气槽的条件下，可尽量取深一些。具体数值与塑料粘度有关，通常各种塑料在0.020.05mm范围内选取，或参考塑料成型模具与设备表4-8。排气槽表面应沿气流方向进行抛光，其后续的导气沟应适当增大，以减小排气阻力。导气沟深度h=0.81.6mm，单个宽度ww=3.25mm。3）利用多孔粉末冶金件渗导排气。若型腔最后充满部分的分型面上，且附近又无配合间隙可排气，可在型腔相应部位镶嵌多孔粉末冶金件，或改变浇口位置以改变料流末端的位置。2.引气系统常见引气形式有镶拼式侧隙引气和气阀引气两种。镶拼式侧隙引气 在利用成型零件分型面配合间隙排气的场合，其排气间隙即为引气间隙。但在镶块或型芯与其它成型零件为过盈配合的情况下，空气是无法被引入型腔的，如果配合间隙放大，则镶块的位置精度将受影响，所以只能在镶块侧面的局部开设引气槽。引气槽不仅开设在型腔与镶块的配合面之间，而且必须延续道模外。和塑件接触部分的槽深不应大于0.05mm，以免溢料堵塞，而其延长部分的深度为0.20.8mm。气阀式引气 这种引气方式主要依靠阀门的开启与关闭，开模时塑件和型芯之间的真空力将阀门吸开，空气便能引入，而当熔体注射冲模时，由于引气方式比较理想，但阀门的锥面加工要求较高。当型腔内不具有镶块时，气阀的顶部可做成于型腔平齐，作为型腔的一部分。引气阀不仅可装咋型腔上，还可以装在型芯上，或在型腔、型芯上同时安装，这样根据塑件脱模需要和模具具体结构而定。结论：汽车座椅头枕杆导管的外形尺寸较小所以它的排气方式是靠分型面处和两斜滑块之间的配合间隙进行排气，这样的排气效果足够了。8 模具设计方案论证8.1 模具型腔的布局由于塑件外形是圆形，各个方向尺寸一致，每个制件需要一个侧向分型与抽芯机构，借助在一列的制件采取一套侧向分型与抽芯机构，所以型腔的排列方式只有一种方式，即左右对称分布在模板两侧。8.2 成型零件的结构由于成型零件直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接影响道塑件质量，因此要求它有足够的强度、刚度和耐磨性以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力；材料的抛光性能要好，表面应光洁美观，一般表面粗糙度值要求应在r0.4一下，以保证塑件表面光亮美观、容易脱模。若成型光学用的塑件模具，型腔表面应达到镜面。通常成型零件都应进行热处理，使气硬度达到hrc40以上。如成型产生腐蚀气体的塑料，如pvc、pom、pf等，还应选择耐腐蚀的合金钢或进行镀铬处理。为保证成型质量，成型部位须有足够的尺寸精度，通常孔类零件精度为h8h10,轴类零件精度为h7h10。（1）模具的型腔凹模是成型塑件外表面的不件。按其结构不同，可分为整体式凹模、整体嵌入式凹模、局部镶嵌式凹模、大面积镶嵌式凹模、四壁拼合式凹模和拼块式凹模。(1) 整体式凹模 整体式凹模由整块金属材料加工而成，这种凹模结构简单，成型塑件质量较好。但对于形状复杂的型腔，其加工工艺较差。因此，在先进的型腔加工机床尚未普遍应用之前，整体式凹模适用于小型且形状简单的塑件成型。(2) 整体嵌入式凹模 对于小型塑件采用多型腔塑料模具成型时，通常采用冷挤压、电加工、电铸或超塑性成型等方法制成单个凹模，然后整体嵌入模板中，这种凹模可称为整体嵌入式凹模，这种结构的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。凹模的外形通常是圆柱形。若塑件不是旋转体时，整体嵌入式凹模可用销钉或平键定位防转。(3) 局部镶嵌式凹模 在有些塑件成型用的凹模上，有的部位特别容易磨损，或者难以加工，这时常把凹模的这一部位做成镶件，然后嵌入模体(4) 大面积镶嵌式凹模 对形状复杂的凹模，为便于机械加工、研磨、抛光积热处理等而采用大面积镶嵌式凹模。当凹模底部比较复杂或尺寸较大时，可把凹模做成通孔型，在镶上底部。(5) 四壁拼合式凹模 对于大型和形状复杂的矩形凹模，可将四壁和底部分别加工，经研磨后压入模套，侧壁之间采取斜锲连接，以保证配合的准确性。联接成0.30.4mm的间隙，使内侧接缝紧密。在四角，嵌入件的转角半径r应大于模板的转角半径r。(6) 瓣合式凹模 对于侧凹的圆形塑件，如骨架类塑件和带有嵌件的塑件，为了塑件能顺利地从型腔内取出，凹模常有相同的两块或多块拼成，成型时瓣合瓣开。常见的瓣合式凹模式两瓣组合。由于整体式型腔是直接加工在型腔板上的，有较高的强度和刚度，使用中不易发生变形。由于该塑件较小，而且形状简单，型腔加工容易实现，可以由线切割以及电火花成型加工来完成其加工过程，故可以采用整体式结构。（2）模具的型芯整体镶嵌式型芯可以节约贵重的模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便，同时也有利于型芯的冷却和排气。所以采用镶嵌式型芯。8.3 推出机构的确定在注射成型的每一个循环中，塑件均须从注射模型腔内脱出，因此注射模应设计推出机构，推出机构是注射模的重要功能结构件。推出机构有一次推出机构、二次推出机构、双脱模机构和顺序推出机构。根据该塑件的形状特点，确定模具型腔在动模部分，模具型芯在动模与定模各一部分。塑件开模以后，塑件留在动模一侧。所以该塑件采用顶板推出机构完成制件的顶出。8.4 合模导向机构的设计该塑件的精度不算高，塑件形状、型腔分布均匀，无明显的单边注射侧向力，可采用最常见的导柱导向定位机构。在动模板、推件板、定模板间使用四根导柱，导柱的长度要保证推件板推出塑件以后不脱落。在定模座板与定模板之间再用四根限距拉杆，不仅起到限制第一次分型距的作用，同时还起到导向定位定模座板用途定模板的作用。8.5 冷却系统的设计该塑件采用大批量生产，应尽量缩短成型周期，提高生产率；且聚乙烯为结晶型塑料，成型时