毕业设计（论文）-CD盒注塑模具设计.doc

摘要：塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；介绍了当今世界上最为普及的三维cad/cam系统标准软件unigraphics的moldwizard模块，对模具进行了参数化设计。本设计是塑料件与cd盒的模具设计。塑料件的材料是abs, 有利于提高制品的强度，采用一模八腔的布局方法，浇口的形式为侧浇口；cd盒的材料也是abs, 一模两腔的布局方法，浇口的形式为侧浇口；并且通过计算，此设计是可行的。关键词：注射成型 模具设计 侧向抽芯 推出机构目录塑料件注射模设计51.塑件的工艺性分析51.1塑件成型工艺性分析51.2工艺参数72.选择注塑机72.1由公称注射量选定注射机72.2由锁模力选定注射机82.3注射压力83.模具结构方案及模架的选择93.1确定型腔数目及布置93.2选择分型面103.3确定浇注系统113.4 分流道的设计133.5浇口的设计143.6冷料穴与拉料杆的设计153.7成型零件工作部位的尺寸确定163.8型腔壁厚和底版厚度计算173.9模架的选用174.注射机的校核184.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核184.2开模行程的校核184.3 模具厚度校核185.导向与定位机构196.顶出系统设计196.1脱模机构的设计196.2 复位装置的设计207. 冷却系统和排气系统的设计218. 排气系统的设计229.按要求绘制模具装配图22cd盒注塑模具设计241.塑件的工艺性分析241.1塑件成型工艺性分析241.2 工艺参数252.选择注塑机252.1由公称注射量选定注射机252.2由锁模力选定注射机262.3注射压力263.模具结构方案及模架的选择273.1模具的基本结构273.11确定型腔数目及布置273.12选择分型面283.13确定浇注系统293.2分流道的设计313.3浇口的设计323.4冷料穴与拉料杆的设计334.成型零件工作部位的尺寸确定335.型腔壁厚和底版厚度计算366. 模架的选用367. 注射机的校核377.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核377.2开模行程的校核377.3模具厚度校核378推出结构的设计389.冷却系统和排气系统的设计3810按要求绘制装配图39结论39致谢40参考文献40设计体会41前言本设计在编写过程中尽管注意了科学性、实用性、先进性的要求，尽肯能贴近实际生产。但由于编者水平有限，时间仓促，设计中欠妥之处在所难免，恳请读者批评指正。编者塑料件注射模设计1.塑件的工艺性分析1.1塑件成型工艺性分析塑件如图：图1名称：塑料件材料: abs数量：较大批量生产质量：0.48g颜色：白色不透明1） 材料的特性：abs塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。abs塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。它具有的良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。一般为无定型料，不透明，无毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。2） 塑件材料成型性能：使用abs注射成型塑件时，由于其熔点黏度高，所需的注射成型压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度；另外熔体黏度高，使abs塑件易产生焊接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。abs易吸水，成型加工前应干燥处理。在正常成型条件下，abs塑件的尺寸稳定性较好。1.2工艺参数密度：1.021.05g/收缩率：0.30.8%预热温度：8085预热时间：23 h料筒温度后段150170，中段165180，前段180200喷嘴温度170180模具温度5080注射压力60100mpa成型时间注射时间2090s，保压时间05s,冷却时间20150s2.选择注塑机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.2.1由公称注射量选定注射机总体积v30.64cm；总质量m32.182g；流道凝料v 12.47 cm；实际注射量为:v43.111.5= 64.665cm；实际注射质量为m1.5m=63.321.5=95g；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=650.8=81.25cm；2.2由锁模力选定注射机ff=ap =880.5308=211（kn）式中 f注射机的锁模力（n）； a塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；p型腔压力，塑料模塑成型技术表5-2取p=30mp。2.3注射压力 查模具设计指导表6-5abs塑料成型时的注射压力=7090mpa结合上面的计算，查中国模具设计大典国产注射机主要技术参数表取xs-zy-125,主要技术参数如下表1。表1 国产注射机xs-zy-125技术参数表特性内容特性内容额定注射量/ cm125喷嘴孔直径/mm2注射方式螺杆式推出形式两侧设有顶杆，机械顶出，中心距230螺杆(柱塞)直径/mm42动、定模固定板尺寸/mmmm428458注射压力/mpa120拉杆空间/mm 260290注射行程/mm115合模方式液压机械锁模力/kn900液压泵流量/(l/min)100、12压力/mpa6.5最大注射面积/ cm320电动机功率/kw11模板最大行程/mm300螺杆驱动功率/kw4模具最大厚度/mm300加热功率/kw5模具最小厚度/mm200机器外形尺寸/mmmmmm33407501500喷嘴圆弧半径/mm12定位圈尺寸3.模具结构方案及模架的选择模具的基本结构:模具采用注射成型生产。为保证塑件表面质量，采用侧浇口浇注系统形式.3.1确定型腔数目及布置注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。考虑到该塑件是一般常用制品,查手册得塑件的经济精度推荐4级,所以初定为一模8腔最合理。(见图2)图23.2选择分型面分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。a) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。b) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。c) 保证塑件的精度要求。d) 满足塑件的外观质量要求。e) 便于模具加工制造。f) 对成型面积的影响。g) 对排气效果的影响。h) 对侧向抽芯的影响。本设计的分型面见图3。图3所以选择图2的分型面，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件外表面光滑，同时侧向抽型容易，而且塑件脱模方便。3.3确定浇注系统注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。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。(1) 主流道的设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。其设计要点:a) 主流道设计成圆锥形，其锥角可取26，流道壁表面粗糙度取ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光。b) 主流道如端凹坑球面半径r2比注射机的、喷嘴球半径r1大12 mm；球面凹坑深度35mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm；一般d=2.55mm。c) 主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。d) 主流道长度l以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。根据上面得出的注塑机xs-zy-125型喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：d0=2mm 喷嘴前端球面半径：r12mm为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径d应稍大于注射喷嘴直径d0根据设计要点c可以得出：小端直径：dd0+(0.51)mm=2+13mm锥度取=2，内表面粗糙度ra=0.4，主流道大端与分流道相接处有过渡圆角（通常r取13mm）以减少料流转时的阻力。即r=2主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为12，查塑料模具设计手册应比喷嘴头半径大12mm所以唧咀的为sr=r+(23)=12+2=14mm。l60如图4：图4查中国设计大典得定位圈直径为，材料为t8碳素工具钢，经正火处理，硬度为183235hbs（图5）。图53.4 分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。(a) 分流道的截面形状和尺寸分流道的截面形状有圆形，矩形，梯形，u形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难。这里选择圆形截面见图6查塑料模具设计手册得出r=3mm。图6(b)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地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成149mm。(c)分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。(d)分流道的布置：采用非平衡式的布置（见图7）。图73.5浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。他的基本作用是使从分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。选择扇形侧浇口的方式,宽度为w=3，w=5mm,深度h=1mm,长度l=5mm（见图8）。图83.6冷料穴与拉料杆的设计冷料穴是用来储藏注射间隙期间喷嘴所产生的冷凝料头和最先射入模具浇注系统的温度较低的部分熔体。防止这些冷料进入型腔而影响制品质量，并使熔体顺利充满型腔。冷料穴的长度一般取流道直径的1.52倍,这里取7mm（见图9）。图9拉料杆是为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，所以要设置拉料杆，选择带钩形拉料杆。3.7成型零件工作部位的尺寸确定所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定：a)：塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。b)：模具制造公差实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“”。现取。c)：模具的磨损量实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。d)：模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。零件的外型尺寸：查表abs塑料的收缩率是0.3%0.8%平均收缩率 s=(0.3%+0.8%)/2=0.6%计算结果见下表2。类别塑件尺寸计算公式凹模或型芯工作尺寸型腔+s-型芯=+s+表23.8型腔壁厚和底版厚度计算选择组合式矩形型腔侧壁厚度和底板厚度的计算a：型腔侧壁厚度的计算：查塑料制品及其成型模具设计 的经验数据，s=11.5mmb：底板厚度计算公式：=（） =()=18mm由底板短边与长边边长之比决定的系数；查表=0.0164；型腔压力，取30mp；b底版短边长度22(mm)；e模具材料的弹性模量（mp），e取2.110；刚度条件，即允许变形量(mm)，取=0.04;3.9模架的选用注塑模模架国家标准有两个，即gb/t125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和gb/t125551990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为bl560mm900mm；后者的模板尺寸bl为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架的ai型（见图10）。图10a=40mm，b=35mm，c=80mm。模具厚度h=85+a+b+c=240mm。4.注射机的校核4.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核 由于在初选注射机和选用模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。4.2开模行程的校核注射机最大开模行程s式中 塑料制品的高度（mm）； 浇注系统的高度（mm）。而=27+65+10=89mm故满足要求。4.3 模具厚度校核模具厚度必须满足下式：h h h200240300 满足要求。5.导向与定位机构注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。3）导柱工作部分的配合精度采用h7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用h7/k6；导套外径的配合精度采取h7/k6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。6.顶出系统设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。6.1脱模机构的设计1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。3）结构合理可靠，便于制造和维护。推件力的计算推件力 =式中 a塑件包络型芯的面积（） 塑件对型芯面积上的包紧力，取0.81.2pa; 脱模斜度； 大气压力0.09mpa; 塑件对刚的摩擦系数，约为0.10.3； 制件垂直于脱模方向的投影面积（）。=5401.2（0.3cos2sin2）/0.09120460n =1716+4968n =6684n推杆尺寸计算：本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉公式简化为：d=k()= 1.6 mm d推杆直径； n推杆的数量，n取32；l推杆长度（参考模架尺寸，估取l=136）；e推杆材料的弹性模量，取e=2.110mpk安全系数，取k=1.5； f总的脱模力，f=6684(n)；查塑料模具设计手册得相关参数：d=4mm,s=2mm。6.2 复位装置的设计顶出机构在完成塑件的顶出动作后，为进行下一步循环必须回到初始位置。常用的复位机构有弹簧复位机构和复位杆复位机构。因为弹簧复位机构不可靠，所以在此采用复位杆复位。7. 冷却系统和排气系统的设计1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距b大约为2.53.5d，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5b。最小不要小于10。4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过56）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。选择水孔的直径为8mm,所需冷却时间为2.9s。本设计见下图11，12图11图128. 排气系统的设计利用模具的间隙排气，在调模具时如果发现排气还是不均匀，也可以让修模工用手枪转在排气不畅的位置开设排气槽。9.按要求绘制模具装配图通过3维cad/cam软件软件生成的参数化装配图和爆炸图如下图13，14图13图14cd盒注塑模具设计1.塑件的工艺性分析1.1塑件成型工艺性分析塑件如图：图1名称：cd盒材料: abs数量：较大批量生产质量：33.95g颜色：白色不透明(1) 材料的特性：abs塑料（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。abs塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。它具有的良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。一般为无定型料，不透明，无毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。(2) 塑件材料成型性能：使用abs注射成型塑件时，由于其熔点黏度高，所需的注射成型压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度；另外熔体黏度高，使abs塑件易产生焊接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。abs易吸水，成型加工前应干燥处理。在正常成型条件下，abs塑件的尺寸稳定性较好。1.2 工艺参数密度：1.021.05g/收缩率：0.30.8%预热温度：8085预热时间：23 h料筒温度后段150170，中段165180，前段180200喷嘴温度170180模具温度5080注射压力60100mpa成型时间注射时间2090s，保压时间05s,冷却时间20150s2.选择注塑机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.2.1由公称注射量选定注射机由注射量选定注射机.由ug建模分析得（材料密度取）总体积v=64.68cm；总质量m=67.9g；流道凝料v=0.5v(流道凝料的体积(质量)是个未知数,根据手册取0.5v(0.5m)来估算,塑件越大则比例可以取的越小)；实际注射量为:v=64.681.5=97.02 cm；实际注射质量为m=1.5m=67.91.5=101.85g；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=97.020.8=121.28cm；2.2由锁模力选定注射机ff=ap =3915030=117.45（kn）式中 f注射机的锁模力（n）； a塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；p型腔压力，塑料模塑成型技术表5-2取p=30mp ；利用ug软件的建模分析测量面可以得到s=39150m。2.3注射压力 查模具设计指导表6-5abs塑料成型时的注射压力=7090mpa结合上面的计算，查中国模具设计大典国产注射机主要技术参数表取g54-s200/400,主要技术参数如下表1。表1 国产注射机g54-s200/400技术参数表特性内容特性内容额定注射量/ cm200400喷嘴孔直径/mm4注射方式螺杆式推出形式动模板有顶板，开模时模具顶杆固定板上的顶杆通过动模板与顶板相碰，机械顶出螺杆(柱塞)直径/mm55动、定模固定板尺寸/mmmm532637注射压力/mpa109拉杆空间/mm 290368注射行程/mm160合模方式液压机械锁模力/kn2540液压泵流量/(l/min)170、12压力/mpa6.5最大注射面积/ cm645电动机功率/kw18.5模板最大行程/mm260螺杆驱动功率/kw5.5模具最大厚度/mm406加热功率/kw10模具最小厚度/mm165机器外形尺寸/mmmmmm470014001800喷嘴圆弧半径/mm18定位圈尺寸3.模具结构方案及模架的选择3.1模具的基本结构模具采用注射成型生产。为保证塑件表面质量，采用侧浇口浇注系统形式。3.11确定型腔数目及布置注塑模的型腔数目,可以是一模一腔,也可以是一模多腔,在型腔数目的确定时主要考虑以下几个有关因素：（1）塑件的尺寸精度；（2）模具制造成本；（3）注塑成型的生产效益；（4）模具制造难度。考虑到该塑件是一般常用制品,查手册得塑件的经济精度推荐4级,所以初定为一模两腔最合理.排列形式（如图2）。图23.12选择分型面分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。i) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。j) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。k) 保证塑件的精度要求。l) 满足塑件的外观质量要求。m) 便于模具加工制造。n) 对成型面积的影响。o) 对排气效果的影响。p) 对侧向抽芯的影响。所以选择图3的分型面，这样的选择使塑件外表面可以在整体凹模型腔内成型，塑件外表面光滑，同时侧向抽型容易，而且塑件脱模方便。图33.13确定浇注系统注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。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。(1) 主流道的设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。其设计要点:e) 主流道设计成圆锥形，其锥角可取26，流道壁表面粗糙度取ra=0.63m，且加工时应沿道轴向抛光。f) 主流道如端凹坑球面半径r2比注射机的、喷嘴球半径r1大12 mm；球面凹坑深度35mm；主流道始端入口直径d比注射机的喷嘴孔直径大0.51mm；一般d=2.55mm。g) 主流道末端呈圆无须过渡，圆角半径r=13mm。h) 主流道长度l以小于60mm为佳，最长不宜超过95mm。根据上面得出的注塑机xs-zy-125型喷嘴有关尺寸如下：喷嘴前端孔径：d0=4mm喷嘴前端球面半径：r12mm为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径d应稍大于注射喷嘴直径d0根据设计要点c可以得出：小端直径：dd0+(0.51)mm=4+15mm锥度取=2，内表面粗糙度ra=0.4，主流道大端与分流道相接处有过渡圆角（通常r取13mm）以减少料流转时的阻力。即r=2主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式（俗称浇口套，这边称唧咀），以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。唧咀都是标准件，只需去买就行了。常用唧咀分为有托唧咀和无托唧咀两种，有托唧咀用于配装定位圈。唧咀的规格有12，16，20等几种。由于注射机的喷嘴半径为12，查塑料模具设计手册应比喷嘴头半径大12mm所以唧咀的为sr=r+(23)=12+2=14mm。l60如图4：图4查中国设计大典得定位圈直径为,定位圈高度取h=15mm,d=125mm,d=85mm,=7mm,=11mm,h=7mm,p=105mm,da=36mm等，其尺寸如下图5图5材料为t8碳素工具钢，经正火处理，硬度为183235hbs.3.2分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。(a) 分流道的截面形状和尺寸：分流道的截面形状有圆形，矩形，梯形，u形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以这里选择u形截面，见图6查塑料模具设计手册得出r=2.5mm,h=15,=510。图6(b)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地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成40mm。(c)分流道的表面粗糙度：由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。(d)分流道的布置：采用平衡式的布置。3.3浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。他的基本作用是使从分流道来的熔体产生加速，以快速充满型腔。选择扇形侧浇口的方式，查手册abs的材料扇形侧浇口的壁厚为t=2mm,宽度为w=3，深度h=1.8mm,长度l=2mm。如下图7表示图73.4冷料穴与拉料杆的设计冷料穴是用来储藏注射间隙期间喷嘴所产生的冷凝料头和最先射入模具浇注系统的温度较低的部分熔体。防止这些冷料进入型腔而影响制品质量，并使熔体顺利充满型腔。冷料穴的长度一般取流道直径的1.52倍,本设计取流道直径为18mm。拉料杆是为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，所以要设置拉料杆，选择带钩形拉料杆。4.成型零件工作部位的尺寸确定所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定：a)塑件的公差塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“”，制品叫做腔尺寸公差取正值“”，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。b)模具制造公差实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即z=，而且按成型加工过程中的增减趋向取“+”、“-”符号，型腔尺寸不断增大，则取“+z”,型芯尺寸不断减小则取“-z”，中心距尺寸取“”。现取。c)模具的磨损量实践证明，对于一般的中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，对于大型塑件则取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因为脱模方向垂直，故磨损量c=0。d)模具在分型面上的合模间隙由于注射压力及模具分型面平面度的影响，会导致动模、定模注射时存在着一定的间隙。一般当模具分型的平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般应小于是0.020.1mm。零件的外型尺寸（图8）：图8查表abs塑料的收缩率是0.3%0.8%平均收缩率 s=(0.3%+0.8%)/2=0.6%计算结果见表2类别塑件尺寸计算公式凹模或型芯工作尺寸型腔+s-型芯=+s+表25.型腔壁厚和底版厚度计算选择整体式矩形型腔侧壁厚度和底板厚度的计算a：型腔侧壁厚度的计算：查塑料制品及其成型模具设计 的经验数据，s=75mmb：底板厚度计算公式：=（） =()=25.58mm由底板短边与长边边长之比决定的系数；查表=0.0164；型腔压力，取30mp；b底版短边长度130(mm)；e模具材料的弹性模量（mp），e取2.110；刚度条件，即允许变形量(mm)，取=0.04;6. 模架的选用选择标准型中小模架，他有a1,a2,a3,a4四个品种。如下图9：图9选择a2型的模架，查塑料模具设计手册得a=32mm，b=50mm，c=100mm。模具厚度h=143+a+b+c=325mm。即模架为a2450500z2， gb/t12556.119907. 注射机的校核7.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核由于在初选注射机和选用模架时是根据以上四个技术参数及计算壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、注射压力、模具厚度不必进行校核，已符合所选注射机要求。7.2开模行程的校核注射机最大开模行程s式中 塑料制品的高度（mm）； 浇注系统的高度（mm）。而=29+85+10=113mm故 满足要求。7.3模具厚度校核模具厚度必须满足下式：h h h165325406满足要求。8推出结构的设计脱模机构的设计一般遵循以下原则：1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。3）结构合理可靠，便于制造和维护。9.冷却系统和排气系统的设计1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距b大约为2.53.5d，冷却水管壁距模具边界和制件壁的距离为0.81.5b。最小不要小于10。4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过56）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。制品壁厚为1mm,查资料得水孔的直径为10mm,所需冷却时间为2.9s。他的形式如下图9：图9利用模具的间隙排气，在调模具时如果发现排气还是不均匀，可以用手枪转在排气不畅的位置开设排气槽。10按要求绘制装配图结论本设计对塑料模具的四大系统：浇注系统、温度调节系统、顶出系统和机构系统都作了说明和计算，在浇注系统的设计中根据经验公式取流道横截面形状，确定浇口尺寸；温度调节系统确定冷却时间，计算体积流量等；顶出系统设计了推杆的尺寸；还利用当前强大的ug软件对模具进行了参数化设计，使得模架，顶杆，型芯和型腔等更为直观，而且实现了3维软件与2维软件之间的转换，该模具属于简单脱模机构，无滑块抽芯机构，也无开模先后顺序的要求，做完这些工作之后，该模具的设计到此结束。致谢 在此设计过程中，上网查阅并下载了很多资料，同时也得到了指导老师王春燕老师的帮助，在此感谢王老师一直以来的关心和指导。参考文献1. 模具设计指导 史铁梁 主编 机械工业出版社2. 塑料制品及其成型模具设计 邹继强 主编 清华大学出版社3. 塑料模塑成型技术 翁其金 主编 机械工业出版社4. 塑料模具设计与机构设计 颜智伟 主编 国防工