pom塑料壳体精密注塑模设计.doc

教学单位 学生学号 201294034095 编 号 本科毕业论文（设计）题目 POM盒体精密注塑模具设计 学生姓名 杨凯雄 专业名称 材料成型及其控制工程 指导教师 刘晶 年 月 日 摘要 随着与国际市场接轨的脚步不断加快，国际市场竞争的日益加剧,模具对各行各业用 越来越大，人们对模具的技术要求也越来越高。注塑模具制造技术很显然现已成为衡量一 个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存状况。虽然中国注塑模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的成果，但在某些方面与发达国家相比仍有较大的差距。比如，精密加工设备在注塑模具加工设备中的比重相对较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率也不是很高；许多先进的模具技术应用还是不够广泛等等，致使很大一部分大型的、精密的、复杂的和长寿命的注塑模具依赖进口。塑料注射模具在今后将成为成型塑料的一种重要工艺装备。在本次的课题设计中，通过对机械设计、机械制图以及塑料模塑成型技术和公差配合等相关书籍的进一步学习，让我对塑料模的基本结构和零部件有了更为清晰的理解，从而根据零件的作用和设计要求，拟定各零部件的加工方案并设计出加工工艺路线。根据较好的加工工艺路线，进行加工余量、工序尺寸以及时间定额的计算和分析工作。由以上步骤指导完成模具的设计和切削力的计算，并完成零件图和装配图的绘制。通过对pom材质的盒体精密注塑模具的设计,让我能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、基本方法，并能熟练的使用Pro/E、AUTOCAD软件进行塑料模具设计,提高了自己的绘图能力，为今后从事设计工作打下了坚实的基础。关键词：模具；注塑；精密； Abstract with the constantly accelerating pace of international integration and the more increasing competition in the market, it has been increasingly the demand of all walks of life to the mold is more and more big, the technical requirements also more and more high Injection mold manufacturing technology has become a measure the important symbol of a country manufacturing level, and to a great extent, decided to enterprises survival space.Although China injection mold industry made remarkable development in the past more than ten years , but many aspects compared with industrial developed countries there is still a large gap. For example, the proportion of precision machining equipment is low in injection mold processing equipment； CAD/CAE/CAM technology penetration rate is not high; Many advanced mold technology is not widely used, and so on, led to quite a number of large, sophisticated, complex and long service life of cold die rely on imports.Plastic injection mold is an important technological equipment of plastic forming，In the design of topic.By means of mechanical design, mechanical drawing, plastic moulding technology, and tolerance to cooperate and further study of measurement technology and related books, let me the basic structure of plastic mould and parts have a more clear understanding, then according to the function and design requirements of parts, and formulate various parts processing scheme and the design process route.Finally, according to the better processing craft route, carries on the machining allowance, procedure dimension and time quota calculation and analysis. by the above steps，Directed to complete the mold design and calculate of cutting force, and finish the drawing of Part drawing and assembly drawing. Based on pom precision injection mold design of body, I can fully understand the basic principles of plastic mold design, basic methods, and proficient in the use of Pro/E, AUTOCAD software for plastic mold design, improving my drawing ability, laying a solid foundation in design work in the future.Keywords: moulding ；injection； sophisticated ；目 录1绪论81.1 选题的目的及意义81.2 国内的塑料模具发展方向及工业现状81.3 存在的问题和主要差的距91.4 发展展望102聚甲醛盒盖的注塑成型工艺分析102.1 塑件分析及设计要求102.2 塑件材质分析122.2.1 聚甲醛材料物理性质122.2.2 聚甲醛材料结构122.2.3聚甲醛材料热性及化学性能122.3 成型工艺条件的确定132.4 Proe模拟分析132.5 聚甲醛注射成型过程及工艺参数的确定182.6 初步选择注射机192.6.1 塑件的体积估算192.6.2 注射量的确定192.6.3 锁模力的确定202.6.4 注射压力的确定212.7 方案的论证和初步确定213模具设计过程223.1 浇注系统的设计223.1.1 主流道的设计223.1.2 浇口设计243.2 分型面的选择设计原则263.3 成型零部件的设计273.3.1 成型零件的结构设计273.3.2 成型零件的尺寸计算323.4 支撑零件的设计373.4.1型腔侧壁厚度的计算373.4.2型腔底板厚度的计算383.5模架的选择393.6 导向机构的设计393.6.1 导柱的设计403.6.2 导套的设计413.7 脱模机构的设计413.7.1 推出机构的设计423.7.2 脱模力的计算433.8 侧向分型与抽芯机构的设计433.8.1 基本考虑和要求443.8.2 抽芯机构的概述443.8.3 斜导柱抽芯机构设计原则443.8.4 抽芯机构的确定453.8.5 斜导柱抽芯机构的有关参数计算简叙453.8.6 滑块的设计493.8.7导滑槽的设计503.8.8 滑块定位装置513.8.9 锁紧块514模具材料的选择535模具的校核计算57总结58附 录59图 纸10张59参考文献60谢 辞61 V 1绪论1.1 选题的目的及意义由于塑料聚甲醛塑料产品不但是一种高熔点、高结晶性的热塑性材料，而且它具有优异的力学性能，因此在很多领域它能代替别的常见金属来制造机器器件的零件。同时它可在汽车制造业、电器电子制造业、建材市场等领域广泛的得到应用，在汽车制造业方面它能为汽车的散热装置、汽车的各种箱体盖体类等产品提供方便，在各种普通机械设备中，它能为机器的齿轮、轴承、各种螺母和泵体壳体类零件提供帮助，在电子类产品的很多零件和工程上都有广泛的应用。塑料模具是现在在各行各业都使用非常广泛得技术密集型的产品，制作产品水平的高低在未来将会是比较国家之间技术水平高低的主要标志之一，此次研究的课题将使用一些二维和三维软件软件的应用，例如CAD、PROE、UG等相关软件的使用。如今塑料系列制品对人们的生活影响越来越明显，个种工厂、企业对塑料模具的需求也日盛一日，塑料模具在国家建设中的重要性是越来越突出。 该课题通过学生拟聚甲醛盒盖精密注塑注塑模具设计，使学生学会中等难度模具的设计方法和模具制造的加工工艺内容，以及塑料模具的相关知识，学会CAD绘图软件的二维平面图、PROE绘图软件的三维模型图，使大学生在四年里所学知识的综合应用并能独立的完成自己的毕业课题。所以利用此次毕业设计我可以将我在大学四年所学到的各种知识以及理论运用到实际的产品当中去。也让我们可以真实体会到设计过程的不容易以及对所学的运用。1.2 国内的塑料模具发展方向及工业现状 塑料产品在我们生活中有着举足轻重作用，我国内注塑模具在质量和生产总量上都有了很大的发展。但是与国外的先进技术相比，我国的模具行业仍然还需要加强技术创新、技术和工艺方面的改造以及产品的质量还有待得到提高，模具行业的现代化的管理和体制转变还有待改善。 我国在很久以前就已经利用塑料模具制造产品，塑料模具工业从起初到至今，经历几百年了，已经有非常大的发展，塑料工业的历史也已经有了120多年的历程，但在这个时期我们的行业还是主要以天然高分子得加工为主，一直为行程高技术含量的产业而努力。尤其是在最近的几年，我国模具行业的发展才有了较大的变化。我们的注塑模具生产加工企业已经越来越趋向与数字化设备，例如：CAD等软件技术已经得到较大的应用，企业利用高速加工设备也趋向于大众化，模具的正常使用覆盖率及模具的商品化得到大幅度的增高。 就我国的模具发展状况来讲，最近几年有了突飞猛进的发展，注塑模具有的单套质量己经超过40吨。有些精密度最高的可以达到2.5微米。高速模具方面的话也可以生产出挤出速度达到5m/min以上的高速塑料异型材的挤出模具，和主型材双腔挤出、软硬挤出、双色挤出等各种各样的模具。在CAD普及的同时以CAD为基础的CAM和CAE等技术也得以发展。以CAD/CAM/CAE一体机得到发展，模具的数字化设备的发展也是前进了一大步特别是以汽车、电子行业的发展为主他们在短短的几年中发生了巨大的变化，其发展速度的迅速也已经是大大超出了我们预想的结果。 从整体来说我国塑料模具的各个方面都得到了非常大的进步，从数量上，或者在质量和技术、能力等方面的变化就可以看看的出来，但是如果从国民经济的发展和世界目前先进的水平相比的话，我们还是相对比较落后的。许多大型、精密复杂和寿命长的高端的塑料模具我们每年还是大量从国外进口回来。但是同时，一些低端塑料模具却供应不过来，市场竞争也是越来越激烈。1.3 存在的问题和主要差的距中国的生产模具量快速增加，设计模具的水平也有了很大的提升，但是对于制造模具的水平仍然处于相对还是挺落后的阶段。现在目前存在的问题主要还是在于：一方面模具设计的总需求量跟不上，国内模具的搭配率大概只有百分之五十。其中低端模具需求量供应不足，中高端模具自配率也是只有不到百分之六十。另一方面是生产企业组织、产品、技术和进出口结构的运用不合理，我国生产模具的大多数产家都是使用自产自配的模具车间，而且自主生产和销售的比例已经高达百分之五十以上，而国外模具超过百分之六十都是属与商品模具。在国内的专业模具厂大多是利用大型的全面的组织形式，但是国外很多的小型的专业都具有很高的精度。我们国内大型和精密的模具生产占总量比例都还不到三成，但是国外占据的都已经超过百分之五十。1.4 发展展望 我国的塑料模具的发展趋势可以归纳为以下几个反面：1、 对于模具设计理论的加深和研究 我们对于模具的设计还是处于初步的阶段，理解的程度也还是远远的不够，我们不能仅仅停留在讨论和研究当中，我们更应该实践到实际生活中去这样才有利于我们的研究。二、对于模具更高效、更加自动化的发展 我们设计模具并不仅仅还局限在原地，我们需要利用更高效更自动化的技术来完成生产，例如热流道浇注系统注射出模具等。如果利用全自动高速吸塑成型机，以配合先进的模具的话，对与生产效率的提高，成本的降低都可以有很大的作用。三、模具材料的处理技术因为模料应用的迅速发展，塑料制件的产品已经可以用到各个工业领域，于是就出现了各种大型的和高精度的使用寿命长的成型模具。如果要满足这些苛刻的要求，研制材料强度、硬度和耐磨性能高且容易加工。四、模具定向化生产和标准化生产 一个专业的模具生产都只生产几种模具，这样易于管理、提高产品的三维质量和效率。进行模具标准化工作，使各种通用零件更加标准，使得可以适应大规模的塑料成型模具。52 2聚甲醛盒盖的注塑成型工艺分析2.1 塑件分析及设计要求 通过PROE画出塑件的三维立体图，来更直观的表现出塑件的具体形状。使用CAD完成塑件的二维图，包括主视图、俯视图以及剖面图,并进行修改和尺寸标注，注明技术要求、材料、表面粗糙度、偏差、批量等。如图1所示为聚甲醛盒盖的PROE三维图，如图2为CAD二维图。 图1 聚甲醛盒盖的PROE三维图图2零件CAD二维图如图1和图2所示零件图分析，该塑料件形似一个底面直径为38mm的圆，高为34mm的外壳，该塑件的结构较为简单，塑件两个相对的壁的内表面上有两个孔，公差等级为MT5。聚甲醛成型塑件因为其光泽性好被广泛的使用，所以在成型时应避免熔接痕、毛边等缺陷。塑件内外表面粗糙度一般取1.6。2.2 塑件材质分析2.2.1 聚甲醛材料物理性质聚甲醛是高聚物，其结晶度相对较高，它的综合力学性比起其它的塑料要好很多，比如它具有很高的强度、很高的硬度，其弹性模量更是比一般塑料大很多，它具有与金属材料很接近的比强度和比刚度；聚甲醛材料的冲击强度和疲劳强度相对较高、并拥有不错的耐磨性。2.2.2 聚甲醛材料结构 按其合成方法，聚甲醛树脂有均聚甲醛和共聚甲醛两种类型。均聚甲醛以均聚合成方法制成，共聚甲醛以共聚合成方法制成，它们的分子结构虽然均为线性结构，但略微的有所区别。由于分子结构不同，所以性能不同。两者材料相比，均聚甲醛的密度更大，熔点更高，强度更好，但热稳定性和耐酸碱能力要比共聚甲醛材料的差；初次之外共聚甲醛热稳定性要好很多，并且易于成型，因而共聚甲醛发展相对均聚甲醛发展的要快。 2.2.3聚甲醛材料热性及化学性能 聚甲醛材料变形需要达到较高的温度，并且它最高允许连续使用的温度为100C左右。，聚甲醛材料的热稳定性相对来讲是很差的，它在加热时受其温度的影响容易分解，并且在遇到光、氧的条件下还会发生老化的现象。能使聚甲醛材料熔融的温度范围比较小，一旦熔融，它的速度会很快并且凝固也很快和，其制品在浇注时容易产生毛斑、折皱等一般材料会出现的表面缺陷，所以在成型时要在设备参数和模具温度控制方面采取严格的控制才能避免。聚甲醛容易溶于有机溶剂，它能耐稀酸，但不能耐强酸。 表1 聚甲醛的主要性能指标密度kgdm-3 1.41冲击强度an/kJm-2202收缩率s 1.53.0 拉伸弹性模量Et/MPa2.5103吸水率（24h）0.120.15 弯曲模量f/MPa104熔点t180200抗拉强度t/MPa69计算收缩率（%）1.53.0 比体积vdm3kg-1 0.71硬度HBW11.2 M78 击穿强度E/kvmm-1 18.6聚甲醛材料要求的壁厚列于下表2。表2 聚甲醛的最小壁厚及推荐壁厚（mm）最小壁厚小型的塑件推荐壁厚中型的塑件推荐壁厚大型的塑件推荐壁厚0.81.402.334.52.3 成型工艺条件的确定为了获得精确的尺寸，表面质量良好的塑料部件，在设计模具时，要从工艺条件、设备、综合考虑关于材料，操作方法等。为不同的材料，不同的部分，因为材料的各种性质都各不相同，所以填充材料的时候也会有不同难易的程度。因此，该软件可以利用塑料件模流的分析，以确定最佳的浇口位置，布局和其它冷却系统的各个方面。还通过比较分析结果，如比较冷大关，泡沫，灌装时间可以不足的各种方案中被发现，再经过综合考虑，最好的解决办法，以避免质量不合格的塑料部件的问题。2.4 Proe模拟分析打开Proe，对零件进行模流分析能更加全面的了解塑件在型腔里的填充过程、冷却情况等，根据数据分析塑件是否会出现填充不完全、熔接痕、气泡以及应力集中等问题缺陷，通过proe的模拟分析，我们可以选择最佳的浇口位置来避免填充不完全以及应力分布不均匀等情况，通过对冷却系统位置的模拟排布，我们可以准确控制塑件的冷却状况，避免应力集中而产生的裂痕等缺陷以及在合适的位置开设排气装置排除气泡等问题。如图所示，是对pom盒体精密注塑模具设计塑件进行的模流分析。这里，proe映射软件还可以用于形成三维的图，并最终将得到的立体图转换成二维的文件，然后生成在AutoCAD，最后进行修改.图3-1 塑件proe模流分析 图3-1是对塑件进行模拟填充的第一步，图中蓝色部位是表示最佳的浇注位置，设计时应考虑将浇口位置设计在蓝色部位。图3-2 塑件proe模流分析 图3-2所示是对塑件进行模拟注塑的过程。图3-3 塑件proe模流分析图3-4 塑件proe模流分析 图3-3和图3-4所示，是塑件填充过程中的温度及应力变化情况，图中红色部分温度较高，产生的应力较大，在设置冷却系统时，应在此处控制塑件温度，蓝色部分温度是最适合塑件成型的温度。图3-5 塑件proe模流分析图3-5所示是增加了冷却系统后的注塑模拟填充情况，图中蓝色面积较大，情况较为理想，适合塑件成型。 图3-6 塑件proe模流分析 图3-6所示是塑件填充完后对塑件进行的应力测试，测试表明塑件在倒角和孔的位置在浇注过程中容易产生熔接裂痕，需要对注塑压力和温度的调节来消除。图3-7 塑件proe模流分析 图3-7所示是对塑件的注塑压力及温度进行调节后塑件的应力分布情况，塑件应力分布相对均匀，在选择注塑机时，可参考此压力值。图3-7 塑件proe模流分析 图3-8所示，是对塑件填充效果的模拟，图中显示塑件由于倒角原因，在填充时会出现填充不完全情况，在不改变塑件使用性的情况下，此时可对塑件的倒角大小进行微调。图3-8 塑件proe模流分析 图3-8所示，是对塑件填充完成后有无气泡缺陷的测试，图中气泡分布显示此位置在填充过程中容易产生气泡，在设计分型面时，应考虑气体的排出情况，也可另外设计排气槽等来避免。2.5 聚甲醛注射成型过程及工艺参数的确定 成型工艺的干燥处理：除非储存不当，通常不需要干燥，如果需要，建议干燥条件为90，12小时左右即可。成型前的准备。注射过程。塑件在注塑机筒加热后，塑料达到流动状态，通过压铸系统进入模腔成型，该方法可分为填充，压实，压力，背和冷却五个阶段。塑件的后处理。2.6 初步选择注射机2.6.1 塑件的体积估算（1）对塑件的体积进行估算得:= = = = 由于此型腔为一模一件， 故：（2）根据有关手册查聚甲醛的密度为1.41g/cm，则得出重量约为12g. 2.6.2 注射量的确定通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的80%以下。按公式 （1-1）式中： 注射成型时的总重量（N）； 注射机的最大注射量（N）。对于螺杆式注射机，其最大注射量是以螺杆一次注射的最大推进容积V（10-6 cm3）来表示。所以根据上式（1-1）得: （1-2）式中 ：注射成型时的总容积（cm3）；注射机可以注射的最大注射容积（cm3）。而塑料的注射容积与其收缩率相关，根据查表课得聚甲醛的收缩率为（）%，所以在此取1.8 %，所以注射成型所需要的总容积： 由式（1-2）得： cm3 2.6.3 锁模力的确定根据式得： （1-3） 式中 ： 锁模力（）； 投影面积（）； 融料在型腔中平均压力（M Pa），聚甲醛取P=25Mpa； 安全系数，常取，这里取。塑料制品的投影面积：浇注系统的投影面积： 所以 ： +=1367.14 所以： （）2.6.4 注射压力的确定注射模制压力被施加到柱塞或熔融塑料在筒螺杆的压力称为注射压力。注射机为所需成型制品的最大注射压力大于所述注射压力。其关系按下式（1-4）校核 （1-4）式中 ：塑件成形所需的注射压力（）； 注射机的最大注射压力（）。由表得：。综上所述，根据附表G选用的注射机型号XS-ZY-250，其主要技术参数如下表3所示。 表3 注射机XS-ZY-250的主要技术参数结构型式立式最大注射面积（cm2）130注射容量(cm)30模板行程(mm)80螺杆直径(mm)28注射压力(Mpa)1570锁模力(KN)50定位孔直径（mm）模具厚度 (mm)最大200喷嘴口孔径(mm)球半径12最小70孔直径3 2.7 方案的论证和初步确定a、 第一种 该种方案利用斜滑块抽芯机构，易于斜抽芯的实现，但是斜滑块的配合面难于保证加工精度。b、 第二种 采用斜导柱和滑块同在动模一侧，利用斜导柱实现斜抽芯，适用于抽拔力不大，抽芯距不长的情况。c、 第三种 采用二板式结构，斜导柱安装在定模型板上，利用斜滑块抽芯机构成型塑件。该方案结构简图如下3-9所示：图3-9 模架刨面图与第一种和第二种方案相比，第三种模具的结构简单，各个机构的运动实现比较方便。 3模具设计过程3.1 浇注系统的设计浇注系统设计应该遵循的原则：浇口的位置应选择在离别，在处理和使用清洁模具浇口;从空腔的所有部分的浇口位置的距离应该是相同的，让过程为最短;浇口位置应该保证塑料顺利流入模腔，在宽敞的前壁的厚度位置的腔，因此，在塑料流入;避免塑料流入在墙壁上的空腔，当直型，芯或插入，这样的塑料流入各部分的空腔，尽快，并避免了核心或插入的变形;尽量避免零件产生的焊接线;或者它产生不重要的位置之间的焊接线;门位置和塑料流入方向，应使当塑料流入模腔;均匀地流入沿平行于一个方向上的空腔。3.1.1 主流道的设计在入口处的塑料熔体的中心通常为模具浇口，这将注入一个注塑机的喷嘴熔体流道进口或空腔。形状浇道是大致锥形的锥角26，为了便于在塑料熔体流动顺利前进，模具浇口塞可顺利地拉出。浇道大致垂直于分型面，表面粗糙度Ra0.8m，浇道应该轴向地沿圆周抛光研磨如果产生的横向凸出表面之后，主信道将是难以去除的剩余。(1)主流道的尺寸：根据计算公式如下所示；主流道始端直径：；球面凹坑半径：； 主流道长度L取50mm；锥角26；可以算出：主流道始端直径D=4+(0.51)mm可取4.5mm；球面凹坑半径 可取19mm，锥角取3.5。 (2)浇口套的选择根据点浇口的特点，如图4所示为浇口套的CAD图。图中采用两个内六角螺钉M5按图示的位置及尺寸固定在定模板上，浇口套与固定圈的配合精度按H7/ N6。图4 浇口套CAD图(3)定位圈的选择 定位圈直径选择为为55mm的，内径20mm，厚度为10，定位圈的固定采用两个内六角螺钉M5，其形状和尺寸如下图5所示。图5 定位圈CAD视图 3.1.2 浇口设计浇口也可以叫做进料口,是指可以把分流道和型腔的熔体连接到一起的通道，也是注塑模具进料系统的最终部分。选择浇注设计和位置是合适的，直接影响的高品质的塑料零件可以注射成型的完整性。浇注系统设计对塑料部件的注塑成型的质量和效率有直接影响，注塑模具的设计是非常重要的一部分。浇注系统一般由主流通道，转轮，转轮，冷料，排气管道和其它部件的一部分。其基本作用为：（1） 最快的熔融塑料到整个腔。 （2）当型腔充满时，闸门将被关闭迅速冷却，以防止在腔尚未冷却塑料回流。根据浇口的特点，浇口可分为限制性和非限制性浇口两大类。以下是几种常用浇口的比较：点浇口：浇口在开模时可自行切段，便于自动化操作；浇口残留的痕迹非常小，对塑件的外观影响也非常小；点浇口可以有效地增加一个更大的剪切热的塑性熔体和剪切速率，从而使熔融粘度降低，流动性提高。点栅极适合于模塑和显著降低表观粘度和塑料熔体延伸，薄壁塑料零件随剪切率的增加的低粘度。潜伏式浇口：这种浇口分流道位于分型面上，浇口潜入分型面下面，沿斜向进入型腔。该浇口一般设在产品内表面或侧面隐蔽处，不会影响外观，而且在开模时，浇口凝料会自行切断。因此在这里适合用潜伏式浇口。侧浇口：一般开设在分型面上，侧浇口的位置选择比较灵活，并且加工容易、修正方便，运用点浇口成型的模具，除去浇口方便，残留的痕迹小。但侧浇口极容易使塑料部件，以形成熔接线，收缩，凹陷等缺点，注射压力损失很大，壳形塑件排气问题挺大。直接浇口：有两个浇口，一个非限制性的浇口极。塑料熔体从主信道直接进入腔中，其中有一个小的流动阻力，短期和长期的充电时间过程的流动特性的大端。但也有一些缺点，如在饲料用塑料件的翘曲引起的，由于大栅更大的残余应力仍难以摆脱的门，和较大的痕迹，影响外观.这种浇口一般用于注射大型、厚壁、深型腔的同型或壳形塑件，特别是热敏感的塑料或特别高塑性粘度，因此浇口只适用于一个单腔模具。根据之前我们对浇口位置进行成型工艺的计算可以确定最佳浇口位置后，再与以上四种种形式的浇口的特点对比，然后在结合塑件的结构特点、技术要求和塑件材料的成型特性制造等方面综合考虑，最后本设计采用直浇口。如图6所示为浇口设计图： 图6 直浇口CAD图 3.2 分型面的选择设计原则 分型面是在确定的模具形式的结构的时候要考虑的一个重要因素。它关系到模具的整体结构及模具制造艺术，并直接影响到塑料熔体流动特性和塑料模具。一般选择分型面以下基本原则时，应遵循：a.分型面应该选在塑件外形最大的轮廓处；b.确定方便的留模方式，便于塑件成功脱模；c.保证塑件的高精度；d.满足塑件的外观质量要求；e.方便于模具制造加工；f.注意在型面积的影响；g.对排气的效果；h.对侧抽芯的影响；由于该塑件简单对称，根据分型面选择原则，绘制如图7所示的分型面。 图7 分型面选择示意图3.3 成型零部件的设计模腔的形成部分是由所有的部件，包括模，冲头，插入，等等。当模具闭合，成型零件构成了成型塑料制品的型腔。因此为了保证塑件的形状、表面粗糙度符合技术要求，可以要求模制零件的几何形状，也可以要求尺寸精度高和低表面粗糙度。在模具设计时，成型零件的精度一般要比塑件的精度高一到两级。在操作过程中的模制部件，在与熔融金属的表面温度的直接接触，并受料流的冲刷，此外还要保证料流充填型腔时所受到的阻力最小，因此，除了结构设计模制零件是合理的，但也有足够的强度，刚度，良好的耐热性和高耐腐蚀性。设计成型零件时，要求应根据结构和塑料和塑料部件的属性，以确定腔体的整体结构，然后选择子表面和浇口位置，确定该剥离方法中，排气零件，等等，然后模塑件在热处理，组装和其他要求的模制部件的设计，计算出模制部件的工作的大小，模制零件为键的强度和刚度检查。 3.3.1 成型零件的结构设计 (1) 凹模的结构设计模具是模制塑料零件的外表面的一部分，整个结构可以根据不同的样式被划分，整体嵌入，局部马赛克，大镶嵌结合，壁分裂5。总体而言，使用的模具整体嵌入的结构，该型腔加工相对容易，积分强度，刚度，但不为复杂的空腔中。本模具采用一模一腔的结构形式，型腔结构如图所示。图8-1 型腔结构示意图图8-2 型腔结构示意图图8-3 型腔结构示意图 图8-4 型腔结构示意图如图所示为型腔示意图，由于塑件表面光洁度要达到12级，所以型腔的表面粗糙度值要高,而且模具表面粗糙度要高于塑件一到两级，则取Ra=1.6m。钢材选用T10A，使用研磨抛光加工成型。(2) 凸模的结构设计凸模的作用在于塑件的内表面，一般被称为型芯、阳模或成型杆。型芯的结构大体分为整体式和组合式两种。与型腔的设计有些相似，制品的内型结构有的简单有的很复杂，这样我们的加工难度也就大不相同了，整体式可以便于型芯的加工、维修和更换。镶拼组合式结构也是有它自己的优点的，虽然它可能是很容易在所需的部位排气开更糟。聚甲醛盒体属于圆形，其型腔的结构还是比较简单，且它的空腔的并不是很深，但是它的内腔有台，综合考虑可以采用组合式结构；而且塑件内侧的二个侧孔采用的是斜滑杆抽芯机构，故采用组合式型芯，。所以有利于型芯采用优质钢材和热处理，便于机械加工，节省材料，减小制作成本。图8-4 型芯结构示意图图8-4 型芯结构示意图图8-4 型芯结构示意图图8-4 型芯结构示意图由于塑件是甲醛盒体而且表面质量要求也比较高，所以塑件内表面的粗糙度要求也是很高，型芯的表面粗糙度也选Ra=1.6m。但是同时为保证塑件的壁厚可以均匀，避免型芯位置偏离而造成壁厚不一的现象，型芯的定位精度要求较高，因此型芯嵌件与型芯固定板之间采用配合尺寸。钢材选用T10A，使用研磨抛光加工成型。3.3.2 成型零件的尺寸计算模制零件的工作尺寸指的是直接模塑部件用于成型塑料件，包括管芯和径向尺寸，深度的冲头和冲模的高度，中心距的尺寸等的大小的部件。零件工作尺寸的计算受到塑件尺寸精度的约束，塑件的形状和尺寸精度的获得的过程，必须考虑塑料的成型收缩率等众多因素的影响。为了便于计算的过程，规定孔类尺寸以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负。根据模具件尺寸公尺表（GB/144861993）查得：表4 塑件上主要尺寸按MT5级精度的公差要求塑件标注尺寸塑件尺寸公差外形尺寸 内形尺寸 . （1）型腔内径尺寸的计算公式 公式： (mm) （1-5）式中： 型腔的内径尺寸(mm)； 制品的最大尺寸(mm)；塑料的平均收缩率（%）；制品公差；系数,可随制品精度变化,一般取0.40.8之间,若制品偏差大则取小值,若制品偏差小则取大值；模具制造公差,一般取=(1/51/3)，本设计选=1/3。由上表1查得收缩率为1.53.0%，所以： =（0.7%+0.4%）/2=0.55%由塑件的精度要求选精度等级为MT5。 （2）型芯径向尺寸的计算公式： (mm) （1-6）式中 : 型芯外径尺寸(mm)；制品内径最小尺寸(mm)。塑料的平均收缩率（%）；制品公差；系数,可随制品精度变化,一般取0.40.8之间,若制品偏差大则取小值,若制品偏差小则取大值；模具制造公差,一般取=(1/51/3)，本设计选=1/3 （3）型腔深度尺寸的计算模腔的深度尺寸是确定的制品的高度尺寸，所提供的名义产品高度尺寸的最大尺寸，其公差负偏压。凹槽深度标称尺寸是最小的，并且其公差为正偏差+。空腔因底部磨损或芯端表面是小，可以略去磨损量，在计算中取=/3，加上制造偏差公式： （1-7） 式中： 型腔深度尺寸(mm)；制品高度最大尺寸(mm)。塑料的平均收缩率（%）；制品公差；系数,可随制品精度变化,一般取0.40.8之间,若制品偏差大则取小值,若制品偏差小则取大值模具制造公差,一般取=(1/51/3)，本设计选=1/3。 （4）型芯高度尺寸的计算模具型芯的高度尺寸是由制品的深度尺寸决定的，假设制品深度尺寸H1为最小尺寸，其公差为正偏差+，型芯高度尺寸为最大尺寸，其公差为负偏差-。用上式（3-3）相类似的分析方法。推导出式： （mm） （1-8）式中： 型芯高度尺寸(mm)； 制品深度最小尺寸(mm)，塑料的平均收缩率（%）；制品公差；系数,可随制品精度变化,一般取0.40.8之间,若制品偏差大则取小值,若制品偏差小则取大值；模具制造公差,一般取=(1/51/3)，本设计选=1/3 （5）中心距尺寸的计算 凸塑料套之间，所谓的中心距的凹槽或突起和凹部之间的中心线之间的距离。由于中心距离的公差是双向的等效公差，而磨损的结果不会引起尺寸变化中心的距离，而不管计算磨损量时的。因此塑件上的中心距基本尺寸和模具上的中心距的基本尺寸均为平均尺寸。于是： （1-9）为两孔中心距（mm）Q为塑料平均收缩率（%）；表 5 成型零件表面工作尺寸的计算尺寸类型塑件尺寸计算公式型腔或型芯的工作尺寸径向尺寸型腔的径向尺寸型芯的径向尺寸轴向尺寸型腔的轴向尺寸 型芯的轴向尺寸注：模具制造公差,一般取=(1/51/3)，本设计选=1/3; 由上表查得收缩率为0.40.7%，所以 =（0.7%+0.4%）/2=0.55%;塑件的精度要求选精度等级为IT5。3.4 支撑零件的设计型号注塑模具壁厚应以满足刚度，强度和结构轻巧，操作等方面的容易程度要求确定。在注塑模具填充过程中，塑料模具型腔用熔融的高压，它应具有足够的强度和刚性。由于缺乏刚性的，否则可能会产生塑料件变形或破碎，它可以弯曲造成溢料，从而减少塑料的尺寸精度和强度的塑料制品的脱模。3.4.1型腔侧壁厚度的计算把型腔设计为组合式，由表查得：按刚度计算： （1-10） 式中：凹模侧壁理论厚度（mm）；熔料进入型腔内的压力()，常取2545，这里取；承受熔体压力的侧壁高度(mm)；型腔侧壁总高度(mm)；弹性模量，钢材取； 允许变形量，这里取； 型腔内壁的长边尺寸（mm）。已知=34.06mm，=34.06mm =38.84mm 所以： 按强度计算: （1-11）式中 ：弯曲许用应力（），钢材的160；其余的符号含义同上式。所以 ： 综合取型腔侧壁厚度mm。3.4.2型腔底板厚度的计算按刚度计算由表， （1-12）式中 ： 矩形底板厚度（mm）；底板总宽度，mm；型腔内壁的短边尺寸（mm）；双支脚间给距，mm；其余的符号含义同上式。所以：按强度计算由表 （1-13）式中： 其余的符号含义同上式。 所以： 综合取型腔底板厚度h=20mm。3.5模架的选择由于零件需要侧抽芯，考虑到模具的复杂程度，古模具采用一模一腔的结构。对塑件结构尺寸LBH=383834的分析，由零件到型芯边距的单边尺寸为2535，可以确定型芯的的基本尺寸为LBH=808080，按照模具设计与制造简明手册的要求对模板的尺寸进行计算，然后调整至标准的尺寸，动模板的周界尺寸可以定为（802+40）=200，再留出外侧滑块的滑行距离，可以设计动模板的尺寸为LBH=20020060，同理可选用定模板的尺寸为LBH=808060，依据手册可查到标准模架的基本结构如图9所示。图9模架示意图3.6 导向机构的设计注射模具的导向机构主要分为导柱导向类型和锥面定位类型，导柱导向机构一般用于动定模之间的开合模的导向和脱模机构的运动指向。它的作用是保证动模和定模合模时正确定位和导向装置。合模导向装置主要有导柱导向装置，其主要零件是导柱和导套。该机构的功用为： （1）定位作用 当可动模具维持在一定位置上的固定模之间，并保持所述模腔的正确的形状后。 （2）导向作用 当可动模具夹紧引导顺序闭合适当，以防止损坏的核心，并承受一定的横向力。 （3）承载作用 用推板或三板剥剥结构，导柱要承受重载荷推盘和固定模具型腔板。 （4）保持运动平稳作用 对于大，中型模具释放机制，是保持机构的议案顺利和灵活的作用。3.6.1 导柱的设计 （1）长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出68 cm，以免凸模进入凹模时与凹模相碰损坏。（2）形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。 （3）材料导柱应具有硬且耐磨的表面和坚韧，不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为5255HRC。 本设计采用带头导柱设计如图10 图10 导柱图 3.6.2 导套的设计 （1）材料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应该比导柱硬度第一点，这样可以起到减轻磨损的作用，而且可以让导柱和导套不会拉毛。 （2）形状 为了让导柱可以成功进入导套，导套的前端应该倒圆角。导向孔可以作成通孔，以