毕业设计-声控开关面板注塑模具设计.doc

毕业论文声控开关面板注塑模具设计Voice switch panel injection mold design系 别：机电与自动化学院专 业 班：机械设计制造及其自动化0801姓 名：学 号：200829110xx指导教师：2011年5月摘 要进入二十一世纪以来，中国塑料工业取得了令世人瞩目的成就，实现了历史性的跨越。蓬勃发展的中国塑料工业，在中国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。塑料制品在人们的日常生活中随处可见，因此其注塑模具的需求也日益增多，市场前景广泛，而且因为不同塑件的外形不同，注塑模具也就有了很大的不同。本设计是关于声控开关面板的注塑模具设计，通过注塑机注塑成形零件。首先运用AutoCAD对塑件进行二维图的绘制，再运用Pro/E软件绘制塑件的三维模型。介绍了注塑机的选用，塑件的选材，浇注系统的设计，分型面及型腔数目的设计，导向、脱模及冷却系统的设计等，以及对模具的校核。随着塑料加工工业持续快速发展，塑料制品在工业、农业、军事及人民生活的各个领域得到广泛的应用，塑料制品的研究、生成与应用开发得到迅速发展，塑料模具的设计、制造技术也随之不断提高。塑料制品业是一个新兴大行业。随着我国国民经济持续高速发展已逐步发展壮大，自上世纪90年代以来，塑料行业一直保持在10%以上的增长速度，已成为轻工业的支柱产业之一。随着CAD/CAM/CAE技术的引用，更是显著提高了模具设计的效率，减少模具设计过程中的失误，提高了模具和塑件的质量，缩短了生产周期，降低了模具和塑件的成本。关键词: 模具设计 注塑模具 声控开关 Pro/EAbstractInto the 21th century, Chinas plastics industry has made achievements that attracted worldwide attention, achieved a historic leap. Chinas booming plastics industry, economic modernization in China is playing an increasingly important role. Plastic products in peoples daily life everywhere, so the injection mold growing demand, broad market prospects, but also because of different shape with different plastic parts, injection molds will have a big difference.This design is about the voice switch panel injection mold design, injection molding parts by injection molding machine. First, the use of plastic parts for two-dimensional AutoCAD mapping, then the use of Pro / E software to draw three-dimensional model of plastic parts. Describes the selection of injection molding machines, plastics material selection, design of gating system, the number of sub-surface and cavity design, direction, stripping and cooling system design, as well as checking on the mold.With the sustained and rapid development of plastic processing industry, plastic products in the industrial, agricultural, military and peoples life has been widely used in various fields, plastic products, research, generation and application development is the rapid development, plastic mold design and manufacturing technology with S continues to increase. Plastic products industry is an emerging industry. With the rapid development of Chinas national economy has gradually grown since the last century, 90 years, the plastics industry has remained at over 10% growth rate, has become one of pillar industries in light industry. With the CAD / CAM / CAE technology, reference, but also significantly improve the efficiency of mold design, mold design process to reduce errors and improve the quality of molds and plastic parts, shortening the production cycle, reducing mold and plastic parts Costs.Keywords: Mold design Injection mold Voice switch Pro/E 目 录摘要 Abstract 目录 绪论 11 声控面板的设计及其选材 41.1 实际测量及CAD三视图 41.2 材料选择及其性能参数 51.3 三维造型及塑件的结构、表面质量和尺寸精度分析 61.3.1 三维造型 61.3.2 结构分析 81.3.3 表面质量分析 81.3.4 尺寸精度分析 81.4 计算塑件体积和质量 82 选择注塑机 93 型腔数的确定和布局 104 分型面的位置选择及设计 125 模具浇注系统设计 145.1 主流道设计 145.2 分流道设计 155.3 浇口的设计 175.4 冷料穴的设计 185.5 浇注系统凝料体积计算 185.6 排气系统的设计 196 成型零件的结构设计和计算 206.1 凹模结构设计 206.2 凸模结构设计 206.3 成型零件材料的选用 216.4 成型零件工作尺寸计算 217 模架的确定和标准件的选用 248 合模导向机构的设计 259 脱模推出机构的设计 2810 注射模温度调节系统设计 3110.1 冷却系统设计原则 3110.2 冷却系统的简单计算 3211 有关参数的校核 3411.1 注塑机参数校核 3411.2 注塑机锁模力校核 3411.3 模具长宽尺寸的校核 3411.4 模具闭合高度的校核 3411.5 开模行程校核 35结论 36致谢 37参考文献 38附录 39IV绪 论设计目的毕业设计是将学生在大学期间所学的知识进行重新整合，让学生把课本知识与工程问题相结合，在掌握一定的设计方法体系和规范的前提下，进行综合运用的一次实践，是培养学生创新能力的重要环节。本课题对我们机械制造及其自动化专业学生的基本目的是：（1） 通过综合运用塑料成型工艺及模具设计、机械制图、机械设计、机械原理、机械制造技术基础、互换性测量技术基础、模具材料及热处理、模具制造工艺、材料成型工艺、计算机辅助设计(Pro/E) 等先修课程的知识，培养我们综合分析和解决塑料模具设计及加工问题的独立工作能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。（2） 培养我们树立正确的设计思想、设计构思和创新思维，掌握简单塑料模具设计的一般程序规范和方法。（3） 培养我们树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力，为将来自己从事本专业工作打下一个良好的实践基础。（4） 培养我们进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。我国塑料模具发展趋势分析随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：（1） 加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。（2） 高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。（3） 大型、超小型及高精度 由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。（4） 革命模具制造工艺 为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。（5） 标准化 开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。（6） 开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）我国塑料模具工业从起步到现在，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板等塑料模具，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。如天津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K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0.2m，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。近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比十年前进了一大步，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。从注塑工艺来说，气体辅助注射成型、结构泡沫成型、反应注射成型、共注射成型、推-拉成型、注射-压缩成型、低压注射成型、交变注射成型、熔芯注射成型、动态保压注射成型等引入了模内反应、发泡、振动和气辅等关键技术，大大丰富了传统注塑工艺的内容，使塑料的流动特性、制品的力学性能、外观质量都得到有效的控制。当然，这些新型注塑工艺所要求的注塑机和模具系统等机械、压力和电气系统控制也有别与传统注塑机。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，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和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。 当今，中国塑料工业已步人世界塑料先进大国的行列，塑料机械与模具、塑料制品与应用，塑料树脂与助剂，总的生产量和消费量都分别跃居世界的第一、第二、第三位，为世人所关注。因为，从此结束了我国塑料工业长期 利用国产装备生产高精密塑料制品的历史!宣告我国塑料制品行业已真正步入精密化、微型化时代！设计任务先实际测量声控开关面板的尺寸，利用AutoCAD绘制三视图，再对塑件进行结构分析，确定型腔的布局，设置合理的浇注系统和分型面，综合考虑其结构特征选用适当的材料并确定其性能参数。运用PRO/E绘制开关面板的三维实体模型，并用PRO/E生成与之对应的凸、凹模具。设计塑件模具的和模导向机构、脱模推出机构和温度调节系统并进行校核，再根据模具设计手册设计支撑零部件，选择标准模具框架，运用PRO/E绘制各个零件的三维实体模型并将其装配，再生成装配爆炸视图和开模效果图。1 声控开关面板的设计及其选材1.1 实际测量及CAD三视图用游标卡尺等测量工具实际测量声控开关面板尺寸，画出测绘草图。然后，用计算机绘出声控面板的工程图。（如图1-1所示）图1-1 声控面板工程图1.2 材料选择及其性能参数塑料的品种很多，分类方式也各不相同，通常把塑料按照合成树脂的分子结构和受热时的行为分类和按塑料的应用范围分类。前者分为（1）热塑性塑料，（2）热固性塑料。后都分为（1）通用塑料（2）工程塑料（3）特种塑料。由于声控开关面板需长期暴露在室外，所以对其材料的耐热性、耐低温性、耐腐蚀性有较高要求，并要求其具有一定的抗冲击性。同时要求其具有易加工和表面光泽性优良等特点。经过仔细分析丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）塑料为最佳选择（以下简称ABS）。ABS树脂为微黄色或白色不透明颗粒料，无毒无味；具有突出的力学性能和良好的综合性能。ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性。ABS的热稳定性好，不易出现降解现象，其热变形温度为93118，制品经退火处理后还可提高10左右。ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。且ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响。由于是吸湿性塑料，其流动性稍差，成型前需要干燥，用红外线烘箱70烘24小时。ABS塑料广泛用于制造汽车内饰件、电器外壳、手机、电话机壳、仪表盘、容器等，也可生产板料、管料等产品。以下是其注塑成型条件：料筒温度：180260注塑压力：49196Mpa模具温度：5070比重:1.05克/立方厘米成型收缩率：0.0030.008性质如下：密度：1.021.07（g/cm）拉伸强度：32345782 /P10拉伸弹性模量：15682940 / P10冲击韧性：3004700 /（Nm/cm）透明度：半透明1.3 三维造型及塑件的结构、表面质量和尺寸精度分析1.3.1 三维造型：运用PRO/ENGINEER 5.0软件对声控开关面板进行三维实体建模，来生成直观的实体模型。其三维实体建模设计操作流程为：运用拉伸、混合、抽壳等命令初步建立塑件模型运用拔模命令创建拔模特征运用倒圆角命令创建壳体的圆角特征运用收缩命令对塑件按比例收缩。其三维实体模型如下图所示：图1-2声控开关面板塑件图（正面）图1-3 声控开关面板塑件图（正面）图1-4 声控开关面板塑件图（背面）1.3.2 结构分析：该塑件的结构形状较为简单，无过多曲面；但圆角特征较多，并有孔位10处，内表面凸台3处、加强筋两处，分型面设定时较为困难。总体为正方形，长、宽均为86mm，高为9mm，壁厚均匀。1.3.3 表面质量分析该塑件的表面除要求没有缺陷毛刺，内部不得有导电杂质外，没有什么特别的表面质量要求，故比较容易实现。综上分析可以看出,注塑时在工艺控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证.1.3.5 尺寸精度分析该塑件重要尺寸，如最顶部的52*68凸台、上方的39*16通孔均需与其他零件相配合，尺寸精度取一般精度，查表得ABS标注公差尺寸的一般精度为MT3级（GB/T144861993）。其他次要尺寸的精度等级定为MT5级（GB/T144861993）。由以上分析可见，该零件的尺寸精度中等偏上，对应的模具相关尺寸加工可以得到保证。制件尺寸选用尺寸精度MT4级（GB/T144861993）,零件的尺寸精度中等，对应的模具相关零件的尺寸加工可以得到保证。从塑件的壁厚来看，壁厚较均匀，有利于制件的成型。1.4 计算塑件体积和质量该产品材料为ABS塑料，其密度为1.021.07（g/cmm），收缩率为0.0030.008，计算其平均密度为1.04（g/cm）；平均收缩率为0.005。计算塑件体积：使用Pro/e软件对塑件三维模型进行分析得塑件体积为=17.5cm计算塑件质量：由公式=1.0417.5 =18.2g。2 选择注塑机根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为SZ-258/110，参数如下表：机型SZ-258/110注射容量258mm注射重量277g注射压力161.7Mpa注射行程162mm喷嘴凸球半径18mm喷嘴直径4mm锁模力1100KN锁模行程340mm开模行程700mm模板尺寸600*560导柱间距410*370最小容模厚度150mm最大容模厚度360mm顶出力27.5KN顶出行程80mm定位环直径110mm表 2-1 注塑机参数(其有关参数的校核待设计完浇注系统、选好标准模架后进行)3 型腔数的确定和布局塑件的生产属中等批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量。（1） 按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1N1(F-PmB)/PmA其中： F 注塑机的锁模力 N Pm 型腔内的平均压力MPa A 每个制件在分型面上的面积（） B 流道和浇道在分型面上的投影面积（）在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析B为（0.20.5）A，常取B=0.35A，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为2540MPa实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F，则：N1（0.8F-30*0.35A）/30*A=（0.8*1100000-30*0.35*86*86）/30*86*86 =3.61（个）（2） 注射机注塑量确定型腔数目N2N2=（0.8GC）/V其中： G 注射机的公称注塑量（）V 单个制件体积 （） C 流道和浇口的总体积（）生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.8倍，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.21倍，现取C=0.6则： N2=0.6G/1.6V=0.375G/V=（0.375258）/17.5 =5.5（个）从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1，N2中的较小值，在这里可以选取的个数是1，2，3，个，而本次设计采用一模多腔结构，并考虑到型腔的布局，故采用一模两件的方案。即N=2模具型腔数目确定后，应考虑型腔的布局。由于该塑件轻而小，只需尽量保证各型腔从总压力中均等分得所需的型腔压力，同时均匀充满，并均衡补料，以保证各塑件的性能、尺寸尽可能一致。型腔和浇注系统投影面积的中心应尽量接近注射机锁模力的中心，一般与模板中心重合。选择型腔两点对称分布。（如下图所示）图3-1型腔布局示意图4 分型面的位置选择及设计模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分面选原则和塑件的成型要求来选择分型面。通常有以下原则：（1） 分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2） 分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3） 分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4） 分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，可以不必考虑。该制品无需侧向抽芯，但由于采用一模两件方案、属中等生产规模，为提高生产效率，本次采用双分型面设计，即第一分型面分型时取出浇注系统凝料，第二分型面分型时取出塑件。塑件上的分型面选在塑件的外表面，如下图所示（灰色曲面）：图4-1分型面(正面)图4-2分型面(反面)5 模具浇注系统设计浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它是塑料熔体自注射机的喷嘴射出后，到进入模具型腔以前所流经的一段路程的总称。浇注系统一般主要由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。用注塑成型方法加工塑料制品时,注塑机喷嘴中熔融的塑料经过主流道,分流道,最后通过浇口进入模具型腔,然后经过冷却固化,得到所需要制品。注塑模具的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料熔体的流动的通道。浇注系统在模具中占有非常重要的地位,它的设计合理与否直接对制品的成型起到决定的作用。设计时必须按如下原则：（1） 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。（2） 型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。（3） 系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。（4） 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。（5） 满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。（6） 浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。由于本次设计采用的是一模两件的方案，且为双分型面设计，故设计浇注系统是必须考虑到主流道、分流道和冷料井的设计，而无需设计拉料杆。5.1 主流道设计主流道是塑料熔体进入模具型腔时最先经过的部分，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔。主流道为圆锥体，锥度为，对于粘度较大的熔体可以增大到。由于ABS塑料流动性稍差，所以主流道进口端的截面直径取稍大些。取锥度为6主流道小端直径应比注塑机喷嘴的直径约大0.5-1mm，型号为SZ-258/110注塑机的喷嘴直径为：d=4 mm。根据塑料模具设计的公式：D1=d+(0.51)mm 可知：D1=d+(0.51)=4mm+(0.51)mm=4.5mm5mm ，取D1=5mm 。主流道凹球半径R1=喷嘴凸球半径R+（1-2）mm=18mm+(1-2)mm=19mm-20mm ，取R1=20mm 。由于本次采用双分型面设计，需选用三板模模架，而三板模浇口套较大，主流道较短，取主流道长度L=14mm 。主流道大端直径D2=D1+2Ltan（/2）=5+2*14*tan3=6.5mm 。为了使料能顺利的进入分流道，故在主流道的出料端设计半径r=3mm的圆弧过渡。主流道如下图所示图5-1 浇口套5.2 分流道设计由于分流道可将高温高压的塑料熔体流向从主流道转换到模腔，所以，设计时不仅要求熔体通过分流道时的温度下降和压力损失都应尽可能小，而且还要求分流道能平稳均衡地将熔体分配到各个模腔。分流道截面形状可以是圆形、U型、半圆型、梯形和矩形。在分流道设计中既要减少熔体流动的压力损失；又要流道的截面积小，以减少熔体的传热损失。因此，常用流道的截面积与周长之比来表示流道的效率。该值越大，表示流道的效率越高。本次采用双分型面设计，需选用三板模架，故分流道截面形状选为梯形，理由如下：梯形分流道只需在一个模板上加工，加工容易，故可选在定模板上加工分流道，即分流道位于三板模的流道推板与定模板之间。且其比表面积不太大，流道效率较高。要确定梯形截面尺寸，需根据与圆形截面比表面积相等原则来确定。对于壁厚小于3mm,质量在200g以下的塑件，可用下述公式确定分流道的直径：D = 0.2654W L 其中 D流道直径（mm）；W塑件的质量（g）；L分流道的长度（mm）。此式计算的分流道直径限于3.2 9.5 mm。D=0.2654*17.5*72=3.5mm3.2mm则其比表面积为（D）/（D/4）=4/D=4/3.2=1.25设梯形上底为B，高为H，下底为X，其最佳比例H/B=0.84-0.92，取H/B=0.9，X/B=0.7-0.83，取X/B=0.8 。即H=0.9B , X=0.8B 。由此确定梯形截面尺寸，如下图所示：图5-2 分流道截面5.3 浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1） 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。（2） 易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。利用Pro/E的塑料顾问对塑件进行模仿CAE的注塑之后得出最佳进浇点，如下图所示：图5-4 CAE模仿最佳进胶点因点浇口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。其结构尺寸见下图：图5-5 点浇口5.4 冷料穴的设计冷料穴的作用是存放料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。但由于在三板模在第一次分型时就能取出浇注系统的凝料，故冷料穴可设计成无拉料杆的冷料穴。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。具体尺寸如下图所示：图5-6 冷料穴5.5 浇注系统凝料体积计算（1） 主流道凝料体积 1/360.73.143.25-1/346.73.142.5=365.56mm（2）分流道凝料体积 （4+3.2）3.6/2722+（1/3833.142.5-1/3303.140.92= 2901.29mm（3） 浇口凝料体积由于浇口部分体积很小，可取为0（4） 冷料穴体积1/318.73.144-1/311.73.142.5=236.62mm（5） 浇注系统凝料体积365.56+2901.29+236.62=3503.47mm3.5cm浇注系统各截面流过熔体的体积计算（按分流道取其中一个方向计算）（1） 流过浇口的体积V1=V塑=17.5cm（2） 流过分流道的体积 V2=V塑=17.5cm（3） 流过主流道的体积 V3=2*V塑=35cm5.6 排气系统的设计在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。因该模具为小型模具，且分型面适宜，在推杆的间隙和分型面上都有排气效果，所以无需设计排气槽。下图所示为塑件的进胶形式：图5-7 进胶形式6 成型零件的结构设计和计算6.1 凹模结构设计凹模也可以称为型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形轮廓。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部嵌入式、大面积嵌入式等。总体来说，整体式强度、刚度好，但不适用于复杂的型腔。整体嵌入式凹模是将结构尺寸较小的整体式凹模嵌入到凹模固定板中进行使用，除具有整体式凹模的优点外，还可以节约贵重模具材料和便于热处理。故本次将凹模结构设计为整体嵌入式，凹膜用螺钉紧固在定模板上，形式如下图所示：图6-1 整体嵌入式凹模6.2 凸模结构设计凸模是用于成型塑件内表面的零部件，与凹模配合，直接接触成型塑料内表面或上下端面。与凹模相类似，凸模也可以分为整体式、整体嵌入式等不同类型。整体式凸模就是把凸模与模板做成整体，结构牢靠、不易变形、成型质量好，但当塑件内表面形状复杂时难加工，材料消耗量大，适用于内表面形状简单的小型凸模。同理，如前所述，根据外壳塑件的结构特征，同时考虑到加工的难易程度和模具的成本问题，凸模也采用整体嵌入式结构，形式如下图所示：图6-2 整体嵌入式凸模6.3 成型零件钢材的选用为实现高性能的目的，选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀性，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为ABS没有腐蚀性。可以采用Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。HRC55。6.4 成型零件工作尺寸的计算凹模的工作尺寸计算其工作尺寸属于包容尺寸，尽量取下限尺寸，尺寸公差取上偏差。径向尺寸计算公式：高度尺寸计算公式：其中: 塑件外形最大尺寸； 塑件的平均收缩率0.005； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6； 塑件高度方向的最大尺寸。H=9mm计算结果如下：凸模的工作尺寸计算其工作尺寸属于被包容尺寸，尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。径向尺寸计算公式：高度尺寸计算公式：其中: 塑件外形最大尺寸； 塑件的平均收缩率0.005； 塑件的尺寸公差； 模具制造公差,取塑件尺寸公差的1/3-1/6； 塑件高度方向的最大尺寸。计算结果如下：型腔侧壁和底板厚度的计算在塑料注射充型过程中，塑料模具型腔受到熔体的高压作用，故应有足够的强度、刚度。否则可能会因为刚度不足而产生塑料制件变形损坏，也可能会弯曲变形而导致溢料和飞边，降低塑料制件的尺寸精度，并影响塑料制口的脱模。按整体式的凹模计算侧壁厚度：（mm）式中，b凹模侧壁理论厚度（mm） h凹模型腔的深度（mm） h=9mm p凹模型腔内熔体压力（Mpa） p=30Mpa 凹模长边侧壁的允许弹性变形量（mm），一般塑件=0.005mmc=1.08=0.8 E=2.110Mpa3.57mm取壁厚大于10mm就能能满足要求。底板厚度计算，根据公式 （mm）由=2， =0.0277，=0.005，则取实际底板厚度大于10mm就能满足要求。7 模架的确定和标准件的选用注射模中的各种固定板、垫块、支承板及模座等均称为支承零部件，它们与合模机构组装，便可构成模具的基本骨架。注射模架的作用就是用来安装和固定注射模具中的各种功能结构，因此，在设计注射模时，必须保证各种支承零部件有足够的强度和刚度。本次采用的是双分型面设计，需选用三板模架，且又采用一模两件方案，并根据塑件的尺寸，最终确定本设计选用龙纪简化型细水口标准模架中的FCI-2540模架。模胚型号FCI-2540-A60-B70-C80（简化型细水口模胚）模胚尺寸400(长) 300(宽) 297(厚)定模座板40030035流道推板40025025定模A板40025060动模B板40025070垫块4004880动模座板40030025推杆固定板40015015推板40015020模胚重量222 KG表7-1 模架资料图7-1 标准模胚8 合模导向机构的设计注塑模具的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构主要用于动、定模之间的开合模导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导向机构的作用如下：（1） 定位作用 模具闭合后，保证动定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸正确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。（2） 导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。（3） 承受一定的侧向压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。（4） 保持机构运动平稳 对于大、中型模具的脱模机构，导向机构有使机构运动灵活平稳的作用。（5） 承载作用 当采用脱模板脱模或双分型面模具时，导柱有承受脱模板和型腔板的作用。本次设计选用了龙纪的FCI-2540型标准模架，其中已包括导向机构。其导柱为带头直导柱，且加有油槽；导套为I型带头导套和直导套。其结构尺寸如下图：图8-1 导柱图8-2 I型带头导套1图8-3 I型带头导套2图8-4 直导套图8-5 导柱与导套的配合形式图8-6 导柱分布形式9 脱模推出机构的设计从模具中推出塑件及浇注系统凝料的机构称为脱模机构或推出机构，其基本机构包括推杆、 推杆固定板、推板导套、推板导柱、推板、支承钉和复位杆组成。事实上，脱模机构的分类因成型塑件的形状、复杂程度以及注射机推出机构形式的不同而异，如按推出零件的类别对机构分类，可以分为推杆推出、推管推出、推件板推出、推块推出和多元件联合推出等；如按机构的推出动作特点来分类，可以分为简单脱模推出、二次推出、顺序推出、双脱模推出、定模推出以及带螺纹制品的脱模机构等不同类型；另外还可以按推出动作的动力源，可以分为手动脱模、机动脱模、液压和气压推出等不同类型。9.1 顶出机构的设计原则（1） 顶出机构的运动要准确，可靠，灵活，无卡死现象，机构本身要有足够的刚度和强度，足以克服托模阻力。（2） 保证在顶出过程中塑件不变性，这是对顶出机构的最基本的要求。在设计时要正确估计塑件对模具粘附力的大小和所在位置，合理的设计顶出部位，使顶出力能均匀合理的分布，要让塑件能平稳的从模具中脱出而不会产生变型。（3） 顶出力的分布应尽量靠近型芯，且定出面积应尽可能大，以防塑件被破坏。（4） 顶出力应作用在不易使塑件产生变形的位置，如加强筋，凸缘，厚壁处等。应尽量避免使顶出力作用在塑件的平面位置上。（5） 若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，为不影响塑件尺寸和使用，一般使顶杆与塑件接触部位出凹进塑件0.1mm左右，而顶出杆端面则应高于基准面，否则塑件表面会出现凸起，影响基准面的平整和外观。9.2 脱模力的计算本制品属薄壁塑件，且塑件横断面为矩形，故脱模力计算公式如下：式中： 查塑料成形加工与模具表83得1.0035； 矩形制件的平均壁厚2mm； 塑料的弹性模量180