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目 录
目 录 1
摘 要 I
第一章 绪 论 1
1.1课题背景 1
1.2设计的目的及意义 2
1.3设计简介 2
第二章 塑件成型工艺性分析 3
2.1 聚氯乙烯的基本性能与成型特点 3
2.2 注塑工艺条件 3
2.3塑件结构分析 4
2.4塑件的精度分析 5
2.5塑件表面粗糙度分析 6
2.6注塑机的选择 6
第三章 分型面的选择和浇注系统的设计 7
3.1型腔的分布 7
3.2分型面的选择 7
3.3浇注系统设计 8
3.4排气系统的设计 12
第四章 成型零件的设计及尺寸计算 13
4.1成型零件的结构设计 13
4.2成型零件工作尺寸的计算 14
第五章 推出机构的设计 16
5.1推出力的计算 16
5.2推出机构的选择及位置的确定 16
5.3推出机构的导向与复位 18
6.1模架和标准件的选用 20
6.2支成零部件的设计 22
6.3合模导向机构的设计 22
第七章 温度调节系统的设计 25
7.1冷却回路尺寸的确定和布置 25
7.2模具加热系统的设计 28
第八章 主要参数的校核 29
8.1注射压力的校核 29
8.2锁模力的校核 29
8.3注射量的校核 30
8.4 模具安装部分的校核 30
8.5模具开模行程的校核 30
第九章 模具的试模与修模 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
摘 要
本课题主要是设计塑件注塑模设计，通过对塑件的工艺性以及产品的外形进行分析，并利用相关软件绘制装配图和注塑模具型芯、型腔及重要零部件零件图。本说明书以图文结合的形式，对浇注系统、分型面、模具成型部分的结构、推出机构、冷却系统都有了较详细的论述。最后对有关参数的校核也有详细的计算。
关键字：浇注系统，推出机构，型芯，型腔。
第一章 绪 论
1.1课题背景
近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或柱塞的比强度高推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。
塑料制件之所以能够在工业中得到广泛的应用，是由于它们本身具有一系列特殊优点所决定的。塑料的密度小、质量轻，塑料的比强度高，按单位质量计算的强度称为比强度。由于塑料的密度小，所以其比强度高。塑料的绝缘性能好，介电损耗低。由于塑料内部一般都没有自由电子和原子，所有大多数塑料都有良好的介电性能以及很低的介电损耗，所以，塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺少的原材料。塑料的化学性能稳定，对酸、碱和许多化学药品都具有良好的耐腐蚀性能，其中以聚四氟乙烯的耐化学腐蚀能力最强，化学稳定性最高。即使是“王水”也不能将其腐蚀，因此有“塑料王”之称。由于塑料的减摩耐磨损性能好，所以现代工业中开始采用工程塑料制造。此外塑料的减振和隔音性能好，许多塑料甚至都有透光性能和绝缘性能以及防水、防透气和防辐射的特殊性能，因此，塑料已经成为各行各业不可缺少的一种重要的材料。
塑料工业是新兴工业，是随着石油工业应运而生的，目前塑料制件几乎已经进入到一切工业部门以及日常生活的各个部门的各个领域。塑料工业优势一个飞速发展的工业领域。塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到现在的塑料产品系列化、生产工艺现代化、生产工业现代化、连续化以及不断开拓功能塑料新领域，它经历了初创阶段——发展阶段——飞跃阶段——稳定增长阶段等这样几个阶段。作一种新的工程材料，其不断被开发应用，加之成型工艺的不断成熟、完善与发展极大地促进了塑料方法的研究与应用以及塑料成型机模具设计的开发与制造。随着工业塑料制件和塑料品种和需求量不断增加，这些产品的更新换代的周期越来越短，因此对塑料的品种、产量和质量都提出来了越来越多的要求。
结合塑料划时代的需要以及在人类生活中方方面面的渗透，本次课程设计根据塑料在生活中的应用并通过自身在塑料方面学习到的一些比较浅薄的知识来设计出应用在生活中比较常见的塑料制件，从而达到对塑料的一个方方面面的认识以及达到一个只是输出的过程。本次课程设计主要任务是塑件注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑件制件，以实现自动化提高产量。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、推出机构、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。然而，毕竟知识有限，我们只能从：塑料成型性能——注塑模具——塑料产品化，这样比较简单的设计过程来达到模具设计以及产品输出这样比较理论化的过程。
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目 录目 录1摘 要I第一章 绪 论11.1课题背景11.2设计的目的及意义21.3设计简介2第二章 塑件成型工艺性分析32.1 聚氯乙烯的基本性能与成型特点32.2 注塑工艺条件32.3塑件结构分析42.4塑件的精度分析52.5塑件表面粗糙度分析62.6注塑机的选择6第三章 分型面的选择和浇注系统的设计73.1型腔的分布73.2分型面的选择73.3浇注系统设计83.4排气系统的设计12第四章 成型零件的设计及尺寸计算134.1成型零件的结构设计134.2成型零件工作尺寸的计算14第五章 推出机构的设计165.1推出力的计算165.2推出机构的选择及位置的确定165.3推出机构的导向与复位186.1模架和标准件的选用206.2支成零部件的设计226.3合模导向机构的设计22第七章 温度调节系统的设计257.1冷却回路尺寸的确定和布置257.2模具加热系统的设计28第八章 主要参数的校核298.1注射压力的校核298.2锁模力的校核298.3注射量的校核308.4 模具安装部分的校核308.5模具开模行程的校核30第九章 模具的试模与修模32结 论34致 谢35参考文献36摘 要 本课题主要是设计塑件注塑模设计，通过对塑件的工艺性以及产品的外形进行分析，并利用相关软件绘制装配图和注塑模具型芯、型腔及重要零部件零件图。本说明书以图文结合的形式，对浇注系统、分型面、模具成型部分的结构、推出机构、冷却系统都有了较详细的论述。最后对有关参数的校核也有详细的计算。关键字：浇注系统，推出机构，型芯，型腔。II第一章 绪 论1.1课题背景近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或柱塞的比强度高推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。塑料制件之所以能够在工业中得到广泛的应用，是由于它们本身具有一系列特殊优点所决定的。塑料的密度小、质量轻，塑料的比强度高，按单位质量计算的强度称为比强度。由于塑料的密度小，所以其比强度高。塑料的绝缘性能好，介电损耗低。由于塑料内部一般都没有自由电子和原子，所有大多数塑料都有良好的介电性能以及很低的介电损耗，所以，塑料是现代电工行业和电器行业中不可缺少的原材料。塑料的化学性能稳定，对酸、碱和许多化学药品都具有良好的耐腐蚀性能，其中以聚四氟乙烯的耐化学腐蚀能力最强，化学稳定性最高。即使是“王水”也不能将其腐蚀，因此有“塑料王”之称。由于塑料的减摩耐磨损性能好，所以现代工业中开始采用工程塑料制造。此外塑料的减振和隔音性能好，许多塑料甚至都有透光性能和绝缘性能以及防水、防透气和防辐射的特殊性能，因此，塑料已经成为各行各业不可缺少的一种重要的材料。塑料工业是新兴工业，是随着石油工业应运而生的，目前塑料制件几乎已经进入到一切工业部门以及日常生活的各个部门的各个领域。塑料工业优势一个飞速发展的工业领域。塑料工业从20世纪30年代前后开始研制到现在的塑料产品系列化、生产工艺现代化、生产工业现代化、连续化以及不断开拓功能塑料新领域，它经历了初创阶段发展阶段飞跃阶段稳定增长阶段等这样几个阶段。作一种新的工程材料，其不断被开发应用，加之成型工艺的不断成熟、完善与发展极大地促进了塑料方法的研究与应用以及塑料成型机模具设计的开发与制造。随着工业塑料制件和塑料品种和需求量不断增加，这些产品的更新换代的周期越来越短，因此对塑料的品种、产量和质量都提出来了越来越多的要求。 结合塑料划时代的需要以及在人类生活中方方面面的渗透，本次课程设计根据塑料在生活中的应用并通过自身在塑料方面学习到的一些比较浅薄的知识来设计出应用在生活中比较常见的塑料制件，从而达到对塑料的一个方方面面的认识以及达到一个只是输出的过程。本次课程设计主要任务是塑件注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑件制件，以实现自动化提高产量。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、推出机构、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。然而，毕竟知识有限，我们只能从：塑料成型性能注塑模具塑料产品化，这样比较简单的设计过程来达到模具设计以及产品输出这样比较理论化的过程。 本次课程设计的主要任务是塑件注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑件制件，以实现自动化提高产量。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、推出机构、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。1.2设计的目的及意义 以此作为课题来进行研究具有十分深远的意义，符合当今时代背景又与所学专业对口。在研究过程中，查阅相关资料可以对我国现有的注塑模水平有个较为深入地了解，而且在设计中可以对现有的方案进行对比和改进，不断创新，在为今后而工作岗位上先操作起来。1.3设计简介在设计之前分析制件的结构以及材料的性质，并填写成型工艺卡。选择注射机型号及确定注射机的技术规范，设计计算模具结构；模具总体方案拟拟定及说明、结构特点；模架结构、推出脱模机构及复位机构、浇注系统、排气系统、热抽芯系统设计方案、参数计算等；关键零件设计及强度校核。并完成说明书，在说明书上要列出各项参数的计算过程及依据和计算结果。并在设计完要对设计好的模具进行说明，指出哪些地方还不够完善，进一步进行改进。第二章 塑件成型工艺性分析2.1 聚氯乙烯的基本性能与成型特点 聚氯乙烯为白色蜡状固体，是一种高结晶度材料，是常用塑料中最轻的，密度仅为1.15g/cm1.2g/cm。由于聚氯乙烯不仅化学性能稳定，其他渗透性低，吸水性小，介电性能高，而且还具有无毒，无味，原料易得，价格低廉，加工容易等优点，被广泛用于电气，化学，食品，机械制造，以及农业，医药卫生，家庭日用等各个方面。 1）基本特性 聚氯乙烯熔点为164170，耐热性好，能在100以上的温度下进行消毒灭菌，其最高使用温度可达到150，最低使用温度为-15，低于-35时会脆裂。因为不吸水，所以聚氯乙烯的绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。 2）成型特点 聚氯乙烯成型收缩范围大，容易发生缩孔、凹痕及变形；聚氯乙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路；聚氯乙烯成型的适宜模具温度为2060。 2.2 注塑工艺条件1、 干燥处理 如果储存适当则不需要干燥处理2、 染色与装饰 PVC染色性较差，色粉在塑料中扩散不够均匀，大塑件尤为明显。PVC塑件表面若需喷油移印等装饰，须先用PVC底漆擦拭。3、 熔化温度 因PVC高结晶，所以加工温度需要较高。前料筒200240，中料筒170200，后料筒160190，注意不要超过275.实际上为减少飞边、收缩等缺陷往往取偏下限料温。4、 模具温度 2060，建议使用50左右。结晶程度主要由模具温度决定。模具温度太低，塑件表面光泽差，甚至无光泽；模具温度太高，则容易发生翘曲变形、收缩凹陷等。5、 注射压力 PVC成型收缩率大，尺寸不稳定，塑件容易变形收缩，可采用提高注射压力及注射速度、减少层间剪切力使成型收缩率降低，但PVC流动性好，注射压力大时容易出现飞边，且有方向性强的缺陷，注射压力一般为70MPa140MPa（压力太小会收缩明显），保压压力取注射压力的80%左右，宜取较长的保压时间补缩及较长的冷却时间保证塑件尺寸、变形程度。6、 注射速度 PVC冷却速度快，宜快速注射，适当加深排气槽来改善排气不良。如果塑件表面出现凹陷，也可以使用较高温度下的低速注射。应注意的是，高结晶的PVC高分子在熔点附近，其容积会发生很大变化，冷却时收缩及结晶化导致塑件内部产生气泡甚至局部空心（这样会影响制件机械强度），所以调节注射工艺参数要有利于补缩。2.3塑件结构分析1、 塑件表面上平整光滑，无翘曲、折皱、裂纹等缺陷，没有尖利或薄弱结构；2、 塑件简单，容易加工；3、 分型面容易；4、 壁厚均一；5、 有圆角过渡，有较好的刚度和强度。 塑件平面图如图2-1所示： a) 图2-1塑件平面图 塑件立体图如图2-2所示：图2-2塑件立体图由Pro/E建模分析得塑件质量属性如图2-3所示：图2-3塑件质量属性塑件体积为19.0cm，质量为19.9g。2.4塑件的精度分析 该塑件尺寸精度的影响因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑料收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化，塑件成型后的时效变化和模具的结构形状等。在本设计中根据模塑塑料件尺寸公差（GB/T 144862008）可查得：本设计中PVC塑件选用的精度等级一般为MT5级，塑件表面要求光滑无痕迹，因此选用高精度等级MT4，塑件内表面精度要求不高，选用一般精度即可。故塑件外表面精度等级为MT4级，内表面为MT5级。2.5塑件表面粗糙度分析塑件表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关。一般来说，模具表面的粗糙度值要比塑件低12级。塑件的表面粗糙度Ra一般为0.8m0.2m。模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表面粗糙度增大，所以应随时抛光复原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同。2.6注塑机的选择 根据Pro/E的计算结果，得=19.0cm。根据设计要求为一模4腔，所以有下面的公式算出塑料的总体积。 （式2-1） (式2-2）得98.8cm，所以123.5cm。根据以上计算，初步选择理论注射量为304cm，注塑机型号为XS-ZY-125，其主要参数见表2-1。表2-1 注塑机参数理论注塑量/cm104最大模具厚度/mm300螺杆直径/mm30最小模具厚度/mm200锁模力/KN900喷嘴球半径/mm12注射压力/MPa150定位孔直径/mm100喷嘴口直径/mm4注射行程/mm160移模行程/mm300塑化能力/(g/s)16.8第三章 分型面的选择和浇注系统的设计3.1型腔的分布根据设计要求为一模4腔且为矩形分布，制件在模具中的位置如图3-1所示：图3-1型腔的分布3.2分型面的选择 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件结构工艺性及尺寸精度，嵌件位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面的时应综合考虑分析比较以选出较为合理的方案。选择分型面时，应遵循以下几项基本原则：1、 为了方便脱模，分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2、 有利于保证尺寸精度；3、 保证塑件外观质量，减少飞边的产生；4、 有利于排气；5、 保证开模时产品在动模一侧；6、 有利于加工；7、 保证嵌件安装方便，定位可靠；8、 尽量减少由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异；根据制件在模具中的位置，在此次选择分型面的阶段，考虑到方便制品的脱模、保证塑件外观质量、有利于排气、保证开模时产品在动模一侧等这些因素，如图3-1所示，上下模块制件的平面为该制品在模具中的分型面的位置。图3-2分型面的位置3.3浇注系统设计 浇注系统是指注射模中从主流道的始端到型腔之间的熔体进料通道，它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位。具有传质、传压和传热的功能，正确设计浇注系统是获得优质的塑件极为重要。注射成型的基本要求是在合适的温度和压力下使足量的塑料熔体尽快充满型腔，影响顺利充模的关键之一就是浇注系统的设计。因此在设计时一般遵循以下基本原则：1、 必须了解塑料的工艺特性。每一种塑料都有其所适应的温度及速率，设计浇注系统时应首先了解它们的这些工艺特性，以便考虑浇注系统尺寸对熔体流动的影响。一般情况下浇注系统均不宜太长和太短。2、 排气良好。浇注系统应能顺利地引导熔体充满型腔，料流快而有条不紊，并能把型腔内的气体顺利排出。3、 防止型芯和塑件变形。高速熔融塑料进入型腔时，要尽量避免料流直接冲击型芯或嵌件，否则会使注射压力消耗大或使型芯或嵌件变形。对于大型塑件或精度要求较高的塑件，可考虑多点进浇，以防止浇口处由于收缩应力过大而造成塑件变形。4、 减少熔体流程及塑料消耗量。在满足成型和排气良好的前提下，塑料熔体应以最短的流程充满型腔，这样可缩短成型周期，提高成型效率，减少塑料用量。5、 要求热量和压力损失最小。熔融塑料通过浇注系统时，要求其热量及压力损失最小，防止温度和压力降低过多而引起填充不满等缺陷。因此浇注系统应尽量减少转弯，采用较小的表面粗糙度值，在保证成型质量的前提下，尽量缩短流程，合理选用流道断面形状和尺寸等，以保证最终的压力和传递。3.3.1主流道的设计 主流道是指紧接注射机喷嘴出口起到分流道入口止的一段流道，熔融塑料进入模具时首先经过它。它与注射机喷嘴在同一轴线上，物料在主流道中不改变流动方向，主流道形状一般为圆锥形或圆柱形。在设计主流道时通常要注意一下事项：1、 流道工作时，与热的注射机喷嘴接触，受到聚合物熔体的高温与高压的作用，故容易磨损，所以主流道一般单独设计成可拆卸更换的浇口套，即主流道衬套，如图所示。常采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度为5357HRC。2、 为便于主流道凝料顺利拔出和聚合物熔体的顺利填充，主流道通常设计成圆锥形，锥角为，流动性较差的材料该角度应该大一些，但不超过。其表面粗糙度为Ra0.4。3、 主流道尺寸直接影响聚合物熔体的填充速度，进而可能影响到制件的质量。主流道与喷嘴处一般做成凹球形。主流道凹球面与注射机喷嘴凸球面应严密贴合。为了便于主流道凝料的取出，主流道凹球半径与喷嘴半径大12，主流道小端直径也应比喷嘴直径大0.51。4、 主流道长度通常由定模底板的厚度来决定，应尽可能短，尽量不采用分级对接的形式，一般取mm。综上所述，本次设计中的主流道参数如下： 主流道小端直径d=注射机喷嘴直径+（0.51)mm=5mm； 主流道大端直径D=d+=7mm； 主流道的球半径 SR = 注射机喷嘴球头半径+（12）mm=14mm；球面配合高度h=3mm；主流道锥度。3.3.2浇口套的设计主流道小端入口处与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，易磨损，对材料要求较高，因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用碳素钢T10A，热处理淬火表面硬度为5055HRC。在浇口套端部设一个与注射机定位孔相配的定位环，并在端面用螺钉将浇口套压在模体内，克服塑件对浇口套的反座力。浇口套与定位圈采用H9f9的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与定位孔的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下。根据GB/T4169.19-2006规定，选择浇口套的型号为1632，定位圈的型号采用直径D为100。3.3.3分流道的设计 分流道是主流道末端至浇口的整个通道，它通常在多型腔或者单型腔多浇口时设置。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，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并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。在设计分流道是应注意一下几点：1、 确定分流道时，应该使其截面积适当小一些。截面积过小会降低注射速率，延长充填时间，还可能使材料发生充不足、缩孔、流痕等缺陷；截面积过大会增大流道凝料的回收量，延长流道物料的冷却时间；设计时采用较小的截面积可给进一步试模有修正的时间；另外，一模多腔的注射模具中，分流道的截面积总和应该尽量不大于主流道截面积；2、 分流道和型腔的分布应排列紧凑、距离合理，尽量以轴对称或中心点对称而平衡，尽量缩小成型区的总面积，尽量使型腔和分流道在分型面上总投影面积的几何中心与机器锁模力的中心保持重合。3、 分流道在定模一侧或分流道延伸较长时，要设分流道拉料杆，以便在模具打开时能够自动拉开分流道凝料。4、 分流道的转向次数要尽量少，转向处应设圆角过渡，避免出现尖角。分流道与浇口的连接处应该加工成斜面，并用圆弧过渡，以利于聚合物的填充。5、 分流道的内表面粗糙度不必要求很低，Ra=1.6m。主要原因在于：聚合物熔体在流动时与分流道相接触时，其外层多一些摩擦阻力，更容易形成冷却皮层，从而起到绝热层的效果，更利于熔体的保温和流动。 根据以上分流道的设计原则，由于此次设计的产品壁厚为2mm（3mm），质量为22.781g（200g），且根据要求为一模两腔，另外精度要求不高，加工容易，因此将分流道的截面形状设计成半圆形。故采用下面的经验公式来确定分流道的直径。 （式3-1） 式中，D为分流道直径（mm）； m为塑件的质量（g）； L为分流道的长度（mm）。根据分析分流道长度为43cm，得D=3mm。分流道分布及尺寸如图3-5所示：图3-5分流道分布及尺寸3.3.4浇口的设计 浇口是指分流道末端与型腔入口之间狭窄且较短的一段通道。它的功能是时聚合物熔融体顺利注入型腔内，有序的充满型腔，又能及时冷却封闭，以防止熔体倒流并对补缩具有控制作用，且便于切除。1） 浇口截面的选择：由于此次设计的产品要求为一模多腔，且尺寸较小，所以选择侧浇口。另外侧浇口还有截面形状简单，加工方便的优点；2）浇口位置的选择：为了提高制品质量，不影响制品性能，在设计浇口时考虑一下几项原则：1、 浇口应设在塑件壁厚最大处，使熔体从厚壁流向薄壁，并保持浇口至型腔各处的流程基本一致；2、 避免浇口处发生喷射和蠕动，防止在充填过程中产生波纹；3、 考虑分子的取向影响，浇口位置应设在塑件的主要受力方向；4、 在选择浇口位置时应考虑到塑件尺寸的要求；5、 须减少熔接痕，应有利于型腔中气体的排出；6、 注意外观质量的影响； 根据以上设计原则和对塑件进行分析，将浇口的位置设计如图3-6所示。3）浇口的尺寸：根据经验公式，点浇口的计算公式如下； （式3-2）式中，n为塑料系数，由塑料性质决定； k为系数，为塑件壁厚的函数，为了出去浇口方便，可取这里取为0.5； A为型腔表面积（）； 查表得，n=0.61。经过计算A=8988.76，所以d=1.5mm。尺寸如图3-7，形状如图3-8所示。3.3.5冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流前面冷却凝料，以免这些冷料注入型腔，不仅影响熔体充填的速度，而且影响成型塑件的质量。根据制品及以上设计部分分析，冷料穴形式采用半球形，如图3-8和3-9。此外，主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还有便于在此处设置拉料杆的功能。在注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注凝料一起推出模外。3.4排气系统的设计当塑料熔体充满模具型腔时，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果型腔内因各种原因产生产生的气体不能被排出干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清楚及填充不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此在设计模具时必须考虑型腔的排气问题。对于由于排气不畅而造成型腔局部填充困难时，除了设计排气系统外，还可以考虑开设溢流槽，用于在容纳冷料的同时也容纳一部分气体，有时采用这种措施是十分有效的。此次设计的产品较为简单，可以利用配合间隙进行排气。第四章 成型零件的设计及尺寸计算 模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，由于塑料熔体的高压、料流的冲刷，在脱模时还与塑件发生摩擦，因此成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度和较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择正确的分型面和浇口位置，确定脱模方式和排气系统，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的结构设计，计算成型零件的工作尺寸，并对关键的零件进行强度和刚度的校核。4.1成型零件的结构设计1、 凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可分为整体式和组合式。根据对塑件的结构分析，该产品属于小模具，而且没有凹槽，因此本设计中采用整体式凹模结构，凹模用2个M520L的螺钉与定模板相连接。凹模结构如图4-1所示：图4-1凹模结构2、 凸模的结构设计凸模是成型塑件内表面的成型零件。根据对塑件的分析，由于该塑件的内形和外形相似，同时为了加工的的方便，本设计中采用整体式型芯结构。凸模结构如图4-2所示：图4-2凸模结构4.2成型零件工作尺寸的计算本次塑件的原料是聚氯乙烯（PVC）材料，PVC材料是一种收缩率范围较大的塑料，因此成型零件的尺寸按照平均值法计算。已知PVC的收缩率为0.010.025之间 ,故可以得到PVC的平均收缩率为：0.0175。此制品尺寸精度要求不太高，对塑件只有外形尺寸和内孔尺寸的要求，这就要考虑模具磨损量和制造公差等，而其他部位没有精度要求，因此只需计算型芯型腔的几个主要尺寸就可以了。塑件精度等级按GB/T14486-1993,PVC一般精度取MT5级，计算中按相应公差来查询，采取平均值法来计算。其他尺寸计算依此类推，计算结果如下：表6-1 成型零件尺寸的计算 （mm）模具尺寸名称塑件尺寸塑件精度等级塑件尺寸公差模具等级GB/T1800模具尺寸公差m模具尺寸计算结果型腔直径5150.6490.10051.116型腔直径44.0150.5290.08744.183型腔深度2650.3290.06226.234型芯直径3450.5690.08734.175第五章 推出机构的设计 注射成型后的塑料制件及浇注系统的凝料从模具中脱出的机构成为推出机构。推出机构的动作通常是由安装在注射机上的顶杆或液压缸完成的。5.1推出力的计算查资料得推出力的计算公式： （式5-1） （式5-2）式中：A为塑件包络型芯的面积，通过计算，本设计塑件包络型芯的面积为12889mm。 P为塑件对型芯单位面积上的包紧力。一般情况下，模外冷却的塑件，p取；模内冷却的塑件，取。为方便计算，本设计中取。 为塑件对钢的摩擦系数，一般取0.10.3，本设计中取0.2。 为脱模斜度。本设计型芯脱模斜度为30。因此，本设计推出力通过上述公式计算约为。5.2推出机构的选择及位置的确定5.2.1推出方式的确定及其固定形式由于塑件较为简单，质量较轻，所以采用推杆推出。假设采用直径为2mm的推杆，数量为12根，那么推出面积为：A=r12=37.68mm （式5-3）推杆推出应力为：=F/A=11.89MPa26cm。8.4 模具安装部分的校核注射模具是安装在注射机上生产的，在设计模具时，必须使模具的有关尺寸与注射机相匹配。与模具安装有关的尺寸包括喷嘴尺寸、定位环尺寸、模具的最大和最小厚度以及模板上的安装螺孔尺寸等等。 该模具的外形尺寸为:290mm300mm，XS-ZY-125型注塑机的最大安装尺寸为400mm400mm，所以能够满足模具安装要求。模具定位圈的直径为100mm，与注塑机定位孔直径相同，符合安装要求。浇口套的球面半径为SR=14mm，大于注塑机喷嘴的球头半径=12mm，符合要求。浇口套小端孔径为d=5mm，大于注塑机喷嘴孔直径=4mm。 模具平面尺寸350mm350mm450mm450mm，校核合格。 模具高度尺寸326mm，200mm326mm400mm，校核合格。8.5模具开模行程的校核 由于注塑机采用液压和机械联合作用的锁模机构，所以此次设计的模具的注塑机的最大开模行程与模具厚度无关，所以其开模行程可按下面公式校核： （式8-4）式中，s为注射机最大开模行程（mm）； 为推出距离（mm）； 为包括浇注系统在内的塑件高度（mm）。 S=7580mm300mm，所以校核合格。 第九章 模具的试模与修模 试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。1、制品的粘着在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。2、制件缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。3、注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： 1）熔料流动阻力过大 2）型腔排气不良 3）锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。4、溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：1） 注射过量；2） 锁模力不足；3） 流动性过好；4） 模具局部配合不佳；5） 模板翘曲变形；6） 制件尺寸不准确。 以上情况都是模具局部的损坏，不必将整副模具报废，只需局部修复或局部更换零件即可。修复模具是一项精确细致的工作，修模之前，应研究并了解模具结构及模具的现状，充分协商，制定出简单易行的修复方案，其修复大体为以下几种： 1)更换损坏件。卸下损坏件，采用零件蓝图和损件实样相结合的方法做一新件，如果由于被损件因其硬度或强度不够造成的，应更换材料或提高硬度。 2)研磨修复。当各种轴类的配合孔因滑动而产生局部拉痕时，采用研磨的方法，将拉痕处的凸起局部研磨修平。 3)扩孔修复。当
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