机械毕业设计（论文）-彩色笔盒上盖注塑模具设计【全套图纸】 .doc

中南林业科技大学本科毕业设计 彩色笔盒上盖模具设计 目录1、引言.22、 注塑件的设计.4 2.1塑件制品的工艺性42.1.1 塑件的选材42.1.2 塑件的尺寸精度72.1.3 塑件的表面质量.83 分型面型腔的确定及注塑机的选择.10 3.1分型面的选择原则.103.2 型腔数目和排列方式的确定.10 3.3 由工称注射量选定注射机.114、浇注系统的设计.124.1浇注系统的设计原则.13 4.2主浇道的设计. 13 4.3冷料井的设计. 14 4.4分流道的设计. 155、浇口的位置、数量的确定. 166、排气系统设计177、凹模部分的结构设计178、凸模部分的结构设计199、模架的确定和标准件的选用2010、温度调节系统系统的设计2210.1 模具温度对模具的影响2210.2 冷却系统设计原则2310.3 冷却介质的选择2310.4 凹模和型芯冷却水道的设置2310.5 冷却参数计算2410.6 冷却回路的设计2411、合模导向机构的设计2511.1 机构的功用2511.2 导向结构的总体设计2511.3 导柱的设计2611.4 导套的设计2611.5 导柱与导套的配合形式2612、成型零件的设计27成型零件的选材2713、模具的试模与修模2813.1 粘着模芯2813.2 粘着主流道2813.3 成型缺陷28致 谢29参考文献.311、 引 言模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。2005年中国模具工业产值达到610亿元,增长率保持在25%的高水平,行业的生产能力约占世界总量的10%,仅次于日本、美国而位列世界第三。 虽然近年来我国模具行业发展迅速，但是离国内的需要和国际水平还有很大的差距。制造产业是一个国家的综合国力及技术水平的体现，而模具行业的发展是制造产业的关键。针对这种情况，国家出台了相应的政策，正积极发展模具制造产业。 全套图纸，加153893706我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。模具工业的发展和进步，在很大程度上取决于模具加工设备、软件及切削刀具的制造水平。如今，人们对手机、电脑、汽车、手表、数码电子等商品的要求一点也不低于发达国家。但另一方面，我国生产这些商品所需模具的工作母机即模具加工设备的制造水准，从总体上来说还是比较低的。 随着计算机软件的发展和进步，cad/cae/cam 技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。因此，大力发展模具工业可以促进我国更快的走向工业化国家。 模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度来讲，要求高效率、自动化、操作简便；而从模具制造角度来讲，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 塑料模具影响着塑料制品的质量。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和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电气性能、内应力大小、各向同性、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，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模。合模和取制件过程中的手工劳动，常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前发展。 模具制造产业是制造产业之一，而制造产业标志着一个国家的综合国力及技术水平。因此大力发展模具制造产业是国家经济建设中所必须计划到的。本次设计电话听筒的模具虽然不能为整个行业做出什么贡献，但我希望能够通过本次的设计制作有所体会和认识，发现一些问题，提供一些有用的资料。希望通过此次有关电话听筒的毕业设计，我能掌握一般塑料制品的设计原则与设计过程、塑料成型工艺与模具设计的设计原则与工作过程；熟悉塑料成型工艺拟定及模具设计工作步骤；了解塑料模具设计所应注意的事项以及应用所学的知识来解决工程实际问题的能力。2、 注塑件的设计2.1塑件制品的工艺性 塑件制品的设计不仅要满足使用要求，而且要符合塑料的成型工艺特点，同时还要尽量使模具结构简单化。在进行制品结构工艺性能的前提下，尽量选用价廉且成型性能又好的塑料。同时，还应该力求制品结构简单、壁厚均匀且成型方便。另外，同时考虑模具的总体结构合理，使模具型腔易于制造，模具的抽芯和推出机构简单。塑料制品形状应该有利于模具的分型、排气、补缩和冷却。塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性.在塑料生产过程中，一方面成型会对塑件的结构、形状、尺寸精度等诸方面提出要求，以便降低模具结构的复杂程度和制造难度，保证生产出价廉物美的产品；另一方面，模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析，弄清塑件生产的难点，为模具设计和制造提供依据。塑料制品的设计主要内容包括：塑件的选材、尺寸和精度、表面粗糙度、塑料制品的形状、壁厚、脱模斜度、圆角、加强肋、支承面、孔、螺纹、齿轮、嵌件、飞边、文字与符号及制品表面彩饰等。2.1.1 塑件的选材 塑件的选材主要注意以下这些方面。 （1）塑料的力学性能 如强度、刚性、韧性、弹性、弯曲性能冲击性能以及对应力的敏感性。 （2）塑料的物理性能 如对使用环境温度变化的适应性光学特性、绝热或电气绝缘的程度、精加工和外观的完美程度等。 （3）塑料的化学性能 如对接触物的耐蚀性卫生程度以及使用上的安全性等。 （4）必要的精度 如收缩率的大小及各向收缩率的差异。 （5）成型工艺性 如塑料的流动性、结晶性、热敏性等。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.该塑件对材料的要求首先必须是塑料的流动性，其次是成型难易和经济性问题,以下是对几种流动性能较好材料的性能对比，如表2-1所示。表2-1 材料的特性塑料名称abs pc pmma拉伸强度/mpa62 6672弯曲强度/mpa12695113断裂伸长率/%280100落球冲击强度j/m16422洛氏硬度（m）12082101氧指数（oi）18.124.917.3热变形温度/ 103134100维卡软化点/105153120马丁耐热温度/112体积电阻率/cm10102.1101010吸水率% 0.050.131.19透光度/%209393雾度% 30.90.9折射率 1.5921.5861.492价格（元/吨）1150123033000410001950020700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2-2所示。表2-2 材料的性能和成型特性比较塑料品种性 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0.3580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2 130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 本课题设计为彩色笔盒后盖，宜选用abs材料，abs材料是线型结构，非结晶型。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。abs的主要技术指标如表2-3所示：表2-3 abs的主要技术指标参数数值参数数值密度（g/）105抗拉屈服强度（mpa）50比容（/g）092拉伸弹性模量（mpa）吸水率24h（%）03冲击强度kj/无缺口261收缩率（%）130-160缺口11热变形温度（）0.45mpa90108强度（hb）9.71.80mpa83103体积电阻率（）2.1.2 塑件的尺寸精度尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可，abs的一般精度为5级。尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为： =+ 式中制件总的成型误差； s塑料收缩率波动所引起的误差；z模具成型零件制造精度所引起的误差； c模具磨损后所引起的误差：模具安装，配合间隙引起的误差； 影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。（1）模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。（2）塑料材料 主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。（3）成型工艺 成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩，从而影响尺寸精度。2.1.3 塑件的表面质量表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理-力学性质两方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。该塑件对粗糙度的要求比较高，查表得abs抛光后顺纹路方向的表面粗糙度为0.02m，垂直纹路方向的表面粗糙度为0.26m。 （1）壁厚各种塑件，不论是结构件还是板壁,根据使用要求具有一定的厚度，以保证其力学强度。一般地说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚，不仅可以节约原材料，降低生产成本，而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产率；其次可避免因过厚产生的凹陷,缩孔,夹心等质量上的缺陷。本设计选用的材料是abs，它是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。以下是abs材料的壁厚推荐值：1.5mm3mm本课题设计的笔盒盖厚度选定为2mm。该塑件属于小型件，塑件边缘的壁厚均匀。 (2)脱模斜度由于塑件成型时冷却过程中产生收缩，使其紧箍在凸模或型芯上，为了便于脱模，防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损，与脱模方向平行的塑件内，外表面都应具有合理的斜度。以下是abs的脱模斜度推荐值： 制件外表面 制件内表面 351030 3040 (3)塑件的表面形状塑件的内外表面形状应在满足使用要求的前提下尽可能易于成型。塑件的形状应有利于提高塑件的强度和刚度，薄壳状塑件可设计成球面或拱形面。因此，在设计塑件时应尽可能避免侧向凹凸而减少或消除不必要的侧向抽芯，以简化模具结构。(4)塑件的造型设计本次设计的题目是彩色笔盒后盖。造型设计图2-1如下： 图2-1 塑件的造型设计3 分型面型腔的确定及注塑机的选择3.1分型面的选择原则 分型面除排位的影响外，还收时间的形状、外观、精度、浇口位置、滑块、推出机构、加工等多种因素的影响。分型面的选择是否合理是塑件能否完好成型的先决条件，一般应该考虑一下问题： 1）符合塑件脱模的基本要求，就是是塑料容易从模具内取出，分型面应该设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位。 2）分型面不影响产品外观质量，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。 3）确保塑件留在分型面一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观。 4）确保塑件质量，例如，将有同轴度要求的塑件放到分型面的同一侧。 5）满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定，动模方向上，而将投影面小的放在侧分型面上，另外，分型面是曲面的应该加斜面锁紧。 6）应尽量避免成侧孔，侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块。 7）有利于模具加工。 (2) 分型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析和以上几点的考虑，分型面应该在截面积最大且利于开模取出塑件的上平面及图2-1所示的最大平面。3.2 型腔数目和排列方式的确定 （1）型腔数目的确定 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，常用的方法有两大类：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。本课题的笔盒后盖是单一独立的部件，故可以采用一模两腔的结构形式。 （2）型腔排列形式的确定 由于该模具设计采用的是一模两腔的结构形式，浇口形式采用扇形浇口，采用两点进料，以利于均匀充满型腔。3.3 由工称注射量选定注射机(1)该塑件的体积大小为=56.2。塑件总质量m=1.0556.2=59g流道凝料 v=0.1 (流道凝料的体积是个未知数，一般按照塑件的大小来设定比例，塑件越大则比例取的越小）；实际注射量为：v=56.21.1=61.8cm 实际注射质量为：m=591.1=64.9g根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则，即：0.8v v v= v/0.8 =76.120.8=77.25cm；根据以上的数据可以初步选定卧式注射机，公称注射量为77.25，查国产注射机主要技术参数表取xs-zy-125,主要技术参数如表3-1： 表3-1 xs-zy-125的主要技术指标额定注射量125最大成型面积130000柱塞直径42mm最大开模开程180mm注射压力150mpa动定模板尺寸注射行程160mm拉杆空间260360mm注射方式螺杆合模方式液压-机械锁模力900kn定位圈100mm模板最大厚度300mm喷嘴球半径12mm模板最小厚度200mm喷嘴孔直径4mm(2)注射机相关参数的校核 1） 注射压力校核查表4-1可知，abs所需的注射压力为80110mpa，这里取p0=90mpa，该注射压力机的公称注射压力p公=150mpa注射压力安全系数k1=1.251.4，这里去k1=1.28，则：k1 p0=1.28x90=115.2mpa150mpa（公称注射压力）,所以，压力机的压力合格。 2) 锁模力的校核注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： 塑料件在分型面上的投影面积通过pro/e建模软件分析计算得：a塑=28000mm2 浇注系统在分型面上的投影面积a浇，即流道凝料的（包括浇口）在分型面上的投影面积a浇的值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。a浇是每个塑件在分型面上的投影面积a塑的0.20.5倍。本例流道设计简单，流道投影面积相对塑件投影面积来说可忽略不计。 塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积：a总= n（a塑+a 浇）= a塑=28000mm2模具型腔的胀型力f胀：f胀= a总p模=2800025n=700kn式中，p模是型腔的平均计算压力值。p模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为15mpa40mpa，对于粘度大的塑料取值大些，abs属于中等粘度的塑料及有精度要求的塑料，故取p模=25mpa。查表3-1可知该注射机的公称锁模力f锁=900kn，锁模力的安全系数k=1.11.2这里取k=1.12，则kf胀=1.12350=784f锁=900kn,所以注射机锁模力符合要求对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。4、浇注系统的设计由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道称为浇注系统，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它向型腔中的传质，传热，传压情况决定着塑件的内在和外表质量，它的布置和安排影响着成型的难易程度和模具设计及加工的复杂程度，所以浇注系统是模具设计中的主要内容之一。4.1浇注系统的设计原则1）了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。2）采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失。3）浇注系统的设计应有利于良好的排气。4）防止型芯变形和嵌件位移。5）便于修整浇口以保证塑件外观质量。6）浇注系统应结合型腔布局同时考虑。7）流动距离比和流动面积比的校核。4.2主流道设计主流道是指熔融塑料由注射机喷嘴喷出后最先经过的部位，与注射机喷嘴同轴，因为与熔融塑料、注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般不直接开设在定模板上，为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或配合形式固定在定模板上。熔料注入模具最先经过的一段流道，直接影响到填充时间及流动速度。其浇口选择不能太大和太小。浇口太小，熔料流动过程中冷却面相对增大，热量消耗大，注射压力损失也大，但浇口太大，会造成材料的浪费。因此，合理的主浇道参数，一般情况下取值如下：1）d=d1+(0.51) 式中 d1注射机喷嘴孔直径（mm） d主流道口直径（mm）所以本设计采用d1为4mm，得出d取为5mm。2）=24对流动性较差的塑料可取36。本设计采用=3。 主流道锥角3）h按具体情况选择，一般取38mm，h取为5mm。 h球面配合高度 图4-1 主流道4）r=r1+（13） 式中r1注射机喷嘴球面半径（mm），r1为6mm，r取为8mm。5）r为主浇道与分浇道过渡处采用的圆角半径， 按具体情况选择，一般取13mm，现在选择其为1.5mm。6）l应尽量缩短，本设计取22mm。4.3 冷料井的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料井（冷料穴）。1.主流道冷料井的设计主流道冷料井设计成带有推杆的冷料井，底部由一根推杆组成，推杆装于推杆固定板上，与推杆脱模机构连用。冷料井的孔设计成倒锥形如图4-2，便于将主流道凝料拉出。当其被推出时，塑件和流料凝道能自动坠落，易于实现自动化操作。 图4-2冷料井2.分流道冷料井的设计当分流道较长时，可将分流道的端部沿料流前进方向延长作为分流道冷料井，以储存前锋冷料，其长度为分流道直径的1.52倍。4.4 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道。多型腔模具一定设置分流道，大型塑件由于使用多浇口进料也需设置分流道。分流道的设计应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。1.分流道的截面形状常用分流道的截面形状有圆形、梯形、u字形和六角形等。要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大，流道的表面积小，以减少传热损失，因此可用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率。圆形截面效率最高（即比表面最小），为了减少流道的热量损失考虑到流道的效率，该模具分流道截面采用圆型截面如图4-3。 图4-3 圆型分流道2. 分流道的长度分流道的长度应尽量短，且少弯折。单边分流道长度为l =30（mm）3. 分流道的布置分流道的布置取决于型腔的布局，两者互相影响。分流道的布置形式分平衡式和非平衡式两种。平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔的浇口尺寸可以相同，达到各个型腔同时均衡进料。非平衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流道长度各不相同（或加上型腔大小不同）。为了使各个型腔同时均衡进料，各个型腔的浇口尺寸必定不相同。因此，本塑件的分流道采用了平衡式布置。5、浇口的位置、数量的确定浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道，是浇注系统的关键部分，起着调节控制料流速度、补料时间以及防止倒流等作用。浇口的类型很多，一般常见的有侧浇口、点浇口、潜伏式浇口、扇形浇口、薄膜浇口等多种，根据其特性不同使用在不同场合。一般情况浇口采用长度很短（0.52mm）而截面很狭窄的小浇口，因此流动阻力很大，细微的变化都会对塑料熔体的充填产生很大的影响。浇口设计主要包括浇口的数目、位置形状和尺寸的设计。浇口的数目和位置主要影响充填模式，而浇口的形状与尺寸主要影响熔体流动性质。浇口设计该保证提供一个快速、均匀、平衡、单一方向流动的充填模式，另一方面应该避免射流、滞流、凹陷等现象的发生。浇口位置的选择将影响塑料件的填充行为 、制品的最终尺寸（公差）、收缩行为、翘曲和机械性能水平、表面质量（外观）。浇口的设计需要遵循以下基本设计原则：（1）浇口的尺寸及位置选择应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动。（2）浇口的位置应有利于流动排气和补料。（3）浇口位置应使流程最短，料流变向少，防止型芯变形。（4）浇口位置及数量应有利于减少熔接痕和增加熔接强度。（5）浇口的位置应考虑定位作用和对塑件性能的影响。（6）浇口的位置应尽量开设在不影响塑件外观的部位。通过分析，本模具的浇口设计为侧浇口，与点浇口的优势为这里可以用两板模，而点浇口要用三板模，简化模具结构。这里浇口的的断面形状设计为圆角梯形，其截面厚度h通常取浇口处壁厚的1/32/3,这里取h=1mm；其截面宽度b取b=na1/2/30=0.7183201/2/30mm3mm 其公式中a=18320mm2为凹模的内表面积；浇口长度取 l=1mm。但是，这只是给出一个浇口范围，并没有确定浇口数量和具体的浇口位置。所以，我们继续进行下面的分析。由于采用一模两腔，同时又采用侧浇口，侧浇口一开设侧面并且要求不高的面上。6、排气系统设计 当塑料熔体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体，不被排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部炭化或烧焦（褐色斑纹），同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。 排气系统的作用是在注射过程中，将型腔中的气体有序而顺利的排出，以免塑料件产生气泡，疏松等缺陷。如果排气不良有以下危害性：（1）在塑件上形成气泡、银纹、云雾、接痕，使表面轮廓不清；（2）严重时在塑件表面产生焦痕；（3）降低冲模速度，影响成型周期；（4）形成断续注射，降低生产效率。 因此，及时有序的将气体排出是十分必要的。一般有以下几种排气方式： （1）排气槽排气；（2）分型面排气；（3）拼镶件缝隙排气；（4）推杆间隙排气；（5）粉末烧结合金块排气；（6）排气井排气；（7）强制性排气。本塑件是小型塑件，结合塑件特点，可以采用分型面排气方式足以排气，因而不采用排气槽排气。7、凹模部分的结构设计1.凹模的结构形式凹模可由整块材料制成，制成整体式凹模。凹模位于定模板上，因为模具为一模两腔结构，所以需要采用两个型腔。2.凹模尺寸的计算为计算简便起见，凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡是轴类尺寸均以最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负。（1）凹模径向尺寸计算凹模径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下： 式中凹模径向尺寸（mm）；塑件的平均收缩率（pc收缩率0.3%0.8，平均收缩率为0.55%）；塑件径向公称尺寸（mm）；塑件公差值(mm)（3/4项系数随塑件精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间，取0.6）；凹模制造公差（mm）(当尺寸小于50mm时，z=1/4；当塑件尺寸大于50mm时，z=1/5)；塑料的最小收缩率（）。凹模长度尺寸计算为：=(1+0.55%)180-0.3=180.69凹模宽度尺寸计算为：=(1+0.55%)70-0.3=60.03（2）凹模深度尺寸计算凹模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： 式中 凹模深度尺寸（mm）； 塑件高度公称尺寸（mm）； 2/3项，有的资料介绍系数为0.1； 其他符号意义同上。=(1+0.55%)8-0.10.65=7.98 图7-1凹模零件图8、凸模部分的结构设计凸模尺寸的计算（1）凸模径向尺寸计算凸模径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下： 公式（9-4）型芯径向尺寸（mm）；型芯的制造公差（mm）；其他符号意义同上。凸模长度尺寸计算为：=(1+0.55%)178+0.3=179.27凸模宽度尺寸计算为：=(1+0.55%)58+0.3=58.61（2）凸模深度尺寸计算凸模深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： 公式（9-5）凸模深度尺寸（mm）；塑件孔深度尺寸（mm）；其他符号意义同上。=(1+0.55%)8+0.650.1=8.11 图8-1凸模零件图9、模架的确定和标准件的选用标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架 250l，其中l取315mm，可符合要求。1.定模座板 （315 315，厚25mm）主流道衬套固定孔与其为h7/m6过渡配合，通过6个6的内六角螺钉与定模固定板连接，定模座板通常就是模具与注射机连接处的定模板。2.定模固定板（250 315，厚25mm）分流道选用直径为10mm的圆形流道。定模固定板上加工直径为10mm的半圆形槽。固定板与导柱用h7/m6过渡配合。3.动模固定板（250 315，厚25mm）动模固定板上加工直径为10mm的半圆形槽。上盖板与导柱用h7/m6过渡配合。侧浇口加工需要注意4.动模垫板（250 315，厚32mm）用于固定型芯（凸模）、导套。为了保证凸模或其它零件固定稳固，固定板应有一定的厚度，并有足够的强度，一般用45钢或q235a制成，最好调质230270hb；导套孔与导套为h7/m6或h7/k6配合；型芯孔与其为h7/m6过渡配合。5.动模座板（250 315，厚40mm）垫板是盖在固定板上面或垫在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、导柱或顶杆等脱出固定板，并承受型腔、型芯或顶杆等的压力，因此它要具有较高的平行度和硬度。一般采用45钢，经热处理235hb或50钢、40cr、40mnb等调质235hb，或结构钢q235q275。还起到了支承板的作用，其要承受成型压力导致的模板弯曲应力。 6.垫块（50 315，厚80mm）(1) 主要作用：在动模座板与动模垫板之间形成顶出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机的模具安装厚度要求。(2) 结构型式：可为平行垫块、拐角垫块。（该模具采用平行垫块）。(3) 垫块一般用中碳钢制造，也可用q235a制造，或用ht200，球墨铸铁等。(4) 垫块的高度计算： h垫块 = h推出距离 + h推板 + h推杆固定板 + =20+25+25+10 = 80（mm）式中 顶出行程的余量，一般为510mm，以免顶出板顶到动模垫板。 (5)模具组装时，应注意左右两垫块高度一致，否则由于负荷不均匀会造成动模板损坏。 7. 推杆固定板（148315，厚16mm） 采用固定推杆。10、温度调节系统系统的设计为了满足注射成型工艺对模具温度的要求，模具应设有冷却式加热的温度调节系统。模具的冷却主要采用循环水冷却方式，模具的加热方式有通入热水、蒸汽、热油和置入加热元件等。10.1 模具温度对模具的影响（1）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。（2）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。（3）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。（4）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，1 模具温度对模具的影响导致塑件翘取变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。由于本塑件采用的是 abs，其黏度低、流动性较好，对模具温度的要求不高，因 此只要设计冷却系统就可以了，加热系统就不需设计。冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算，在单位时间内熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为 40。 10.2 冷却系统设计原则（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 35倍，水孔直径一般为 812。（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，冷却水孔与型腔表面的距离应处处相等。（4）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。（5）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。 （6）合理选择冷却水道的形式。 （7）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。（8）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。（9）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。 10.3 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的黏度低、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。10.4 凹模和型芯冷却水道的设置 由于塑件内部有若干加强筋，型芯设计时要在型芯上开沟槽，同时考虑推板要通过型芯推出塑件，因此给冷却系统带来难度。对于型芯采用才型芯内部安装一镶件并在镶件表面车削出横截面为矩形的螺旋槽水路的方式进行冷却。由于凹模嵌件较深而且是整体的结构形式，可采用螺旋水道冷却的方式进行冷却。10.5 冷却参数计算计算所需冷却水体积流量：应用公式：= 来计算； 式中： 冷却水的体积流量(m3/min)单位时间内注入模具的塑料质量（kg/h）塑料成型时在模内释放的热量（j/kg）冷却水的比热容(j/kgk)冷却水的密度（kg/m3）冷却水的出口温度（）冷却水的进口温度（）塑件质量为m塑件=59g，浇注系统的总质量为3.27g，每小时注射40次，=（59+3.27）40/1000=3.258kg；计算得 =3.2583105/60/103/4200/（25-20）=0.60910-3(m3/min)参考塑料模具技术手册，选定冷却水道直径为6mm 。 模具上应开设的冷却管道的孔数n n = a/(dl) 式中：l冷却管道开设方向上模具长度或宽度（m）；a冷却管道总传热面积（m2）；d冷却管道的直径（m）；算得n=310.6 冷却回路的设计根据本次设计的塑件形状及其所需冷却温度分布要求以及浇口位置等，设计出冷却回路。冷却通道之间也可采用内部钻孔法沟通，用堵头使之形成规定的冷却回路。冷却回路的水孔数量尽可能多、孔径尽可能大，一般的来说，冷却水孔中心线与型腔的距离应为冷却通道直径的1-2倍（通常为12-15mm），冷却通道之间的中心距约为水孔直径的3-5倍，通道一般在8mm左右以上。冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔与型腔壁厚不均匀时，应在厚壁处强化冷却。合理确定冷却水接头位置，进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧面。为了不影响操作，通常应设在注射机的背面，水管接头多采用自动密封接头。 综合以上冷却水孔的布置要点同时还要兼顾水道与其它件是否产生干涉，本次设计的冷却水道采用直通式，不会与其他零件产生干涉，水道中插入铜管防止漏水。11 合模导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。11.1 机构的功用1. 导向机构的功用(1) 定位作用；(2) 导向作用；(3) 承载作用；(4) 保持运动平稳作用。2. 定位机构的功用对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大的注射模，仅用导柱导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位和同轴度的要求。当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。11.2 导向结构的总体设计1.导向零件应合理地均匀分布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，防止导柱和导套压入后变形；2.该模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱不对称布置；3.该模具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上；4.为了保证分型面很好的接触，导柱和导套在分型面处应制有承屑板，即可削去一个面或在导套的孔口倒角；5.各导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行；6.在合模时，应保证导向零件首先接触，以免凸模先进入型腔，导致模具损坏；7.当动定模板采用合并加工时，可确保同