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电高等专科学校 题 目： 隔弧板塑料模具课程设计 学 号： 姓 名： 学 校： 指导教师： 日 期： 目 录前言3毕业设计任务书4毕业设计说明书5第一章 注射成型工艺分析5一、注射成型原理5二、塑件分析、成型特点及工艺参数5三、分型面的选择7第二章 注射机的选择9一、注射机的选择9二、注射机的校核10第三章 模具型腔设计11一、型腔数目的确定11二多型腔的排列12第四章 浇注系统的设计14一、主流道设计15二、 冷料穴的设计16三、分流道设计17四、浇口设计18第五章 排气系统设计20第六章 成型零件结构设计与加工21一、成型零件结构设计21二、 零件加工工艺流程22三、 模具加工工艺流程23四、导向机构的设计24五、脱模机构的设计24第七章 模温调节与冷却系统设计26第八章 模体设计29一、固定板与支撑板29二、支撑件29参考文献30设 计 体 会31前言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。本论文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，详细介绍了注射机的选择、模具型腔设计、浇注系统的设计、成型零件结构设计与加工、模温调节与冷却系统设计、 模体设计的设计过程，并对模具强度要求做了说明。设计成型零部件以及设计合理的推出机构。对设计进行验证主要是对注射机的相关重要参数进行验证，在校验合格后，进行成型零件加工工艺过程的制定，既要保证塑件的质量，又要兼顾经济性。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对AutoCAD的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。关键词：生产工艺 注射机 模体 冷却系统 分型面毕业设计任务书一、设计题目 ：隔弧板 塑件材料： 聚苯乙烯（PS）技术要求： 所设计的模具应使注射成型塑料零件达到给定要求的精度，未注公差按MT5等级，脱模斜度要求为20，大批量生产。塑料件如下图：二、设计目的 毕业设计是学生大学学习的一个重要教学环节，通过毕业设计使学生完成工程师的全面训练。其基本目的是：1、综合运用塑料成型材料的基本知识，以及塑料成型的基本原理和工艺特点，分析成型工艺对模具的要求；2、掌握成型设备对模具的要求；3、掌握成型模具的设计方法，通过毕业设计，使学生具备设计中等复杂程度的模具的能力；4、培养学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，学会运用标准、规范手册、图册和查阅有关技术资料，培养学生从事模具设计的基本技能。三、设计内容1、模具装配图1套（二维和三维图），最好能用三维软件分模。要求：结构合理，尺寸正确。2、模具零件图3张（二维和三维图）。工作零件（型腔或型芯）一张（不画简单型芯）、动模板或侧滑块一张、动模座或定模座一张。要求：结构、尺寸正确、标注正确（包括尺寸公差、形位公差和粗糙度）、技术要求合理。3.模具零件加工工艺规程卡两份（工作零件与动模板或定模板）要求：正确合理，经济性好。4.对需要电加工的模具零件，请设计电极尺寸，给出加工规准（粗、中、精）；对需要数控加工的模具零件，请填写数控加工工序卡片，编制数控加工ISO代码。5、设计说明书一份，不少于10页（A4）毕业设计说明书第一章 注射成型工艺分析一、注射成型原理：在注射成型时，塑料要经过三个阶段的转换：一是塑料未进入料筒前的颗粒状态；二是塑料在料筒中的塑化流动而达的熔融状态；三是塑料通过注射浇注系统的冲模流动及冷却定型。 在每个阶段中：（1）塑料有自身的物性参数和本构关系（固有特性、内因）；（2）一定量的塑料聚集在一起形成一个宏观结构；（3）塑料宏观结构周围的非塑料本身的结构（如注射模、注射机等）就是塑料的几何边界；（4）塑料要受到来自外界或其内部的各种力，包括机械力（如：压力、剪切力、摩擦力等）、物理力（如：热、结晶、相变等物理变化力）、化学力（如：热分解等化学变化力）。在第一个阶段中，塑料在未进入料筒前的流动，属于颗粒流，主要是塑料受到机械力等的作用而产生的塑料颗粒运动。即加料计量阶段。在第二个阶段中，塑料在料筒和剪切热的作用下，发生塑化熔融而在料筒中流动，这种在料筒内每一部位的流动状态基本保持恒定，属于稳定流动。第三个阶段是塑料最终成型的关键所在，塑料通过注射模浇注系统的冲模流动在模腔各点的流动状态不能保持恒定，属于非稳定流动。模具型腔压力周期分为冲模、补料、倒流和浇口封闭后的冷却阶段。熔融塑料在冲模过程中的压力损失随着流动长度的增加而增大，流道和型腔长度愈长，压力损失愈大；随流道及型腔断面尺寸的减少而增大；随熔融塑料的表现粘度的增大而增大。二、塑件分析、成型特点及工艺参数（一）、塑件的分析及塑料成型工艺性能1、 塑件工艺性能分析1） 塑件的尺寸较小，精度等级一般，性能要求一般，为大批量生产，采用一模四腔来提高生产率，塑件壁薄，对制品进行二次加工。2） 浇口采用侧浇口，适用于一模四腔，大大提高生产率，浇口截面为梯形。3） 为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用整体式结构。2、 材料的成型工艺性能1）PS性能的主要优点：光学性能好。其透光率达88%92%,可用作一般透明或滤光材料器件，如仪表、收录机上的刻度 盘、电盘指示灯、自行车尾灯的透光外罩等。易于成型加工。因其比热低、熔融粘度低、塑化能力强、加热成型快，故模塑周期短。而且，成型温度和分解温度相距较远，可供选择范围广，加之结晶度低、尺寸稳定性好，被认为是一种标准的工艺塑料。着色性能好。PS表面容易上色、印刷和金属化处理，染色范围广，注射成型温度可以调低，能适应多种耐温性差的有机颜料的着色，制出色彩鲜艳明快的制品。PS性能的主要缺点：其最大的缺点是性脆易裂。因其抗冲击强度低，在外力作用下易于产生银纹屈服而使材料表现为性脆易裂，制件仅能在较低的负载使用；耐磨性也较差，在稍大的磨擦碰刮作用下很易拉毛。耐热温度较低。其制品的最高连续使用温度仅为6080，不宜制作盛载开水和高热食品的容器。此外，PS的热胀系数大，热承载力较差，嵌入螺母、螺钉、导柱、垫块之类金属元件的塑料制品，往往在嵌接处出现裂纹。 成型加工工艺要求较高。虽然PS透明、易于成型，但如果加工工艺不善，将带来不少问题，例如：a). PS制品老化现象较明显，长时间光照或存放后，会出现混浊和发黄。b). PS对热的敏感性很大，很易在不良的受热受压加工环境中发生降解。（二）塑件的质量与体积计算1本塑件由PS（聚苯乙烯）注塑而成，因其壁厚最薄处t=2.5mm 属于厚壁零件；该塑件是不规则结构，通过Pro/E对零件处理，由软件取得体积为: V=40562.2mm3 本设计采用PP，查附表C得： = 1.05g/cm3塑件质量为：M=v= 1.0540562.210 = 42.5903g塑件精度等级为：IT82. 该塑件尺寸较小，一般精度等级，为降低费用，采用一模多腔，并不对制品进行后加工处理。PS的工艺参数如下：塑件名称单 位参 数密 度（）比体积吸水率收缩率S熔 点t（C） 热变形温度t（C） 抗拉屈服强度（）抗弯强度（） 冲击韧度硬 度HB 体积电阻系数（） 击穿强度 模具温度t（C） 三、分型面的选择打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面称之为分型面。分型面设计是型腔设计和第一步，它受塑件的形状、壁厚、外观、尺寸精度和模具型腔数目，排气槽及浇口（和形式）等诸多因素影响。分型面的选择原则：1） 符合塑件脱模。为使塑件能从模内取去，分型面的位置应设在塑件断面尺寸大的部位。1） 分型面的数量和形状通常只采用一个与注射机开模运动方向相垂直的方向，特殊 情况下采用一个以上的分型面或其他形状的分型面。确定分型面形状时应以模具制造及脱模方便的原则。2） 型腔方位的确定在决定型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止孔或侧凹，以免采用较复杂的模具结构。3） 确保塑件质量分型面应不要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量；将塑件要求同轴度的部分放到分型面的同一侧，以确保塑件的同轴度；要考虑脱模斜度造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。5）有利于塑件的脱模由于模具脱模机构通常只设在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产使用的模具尤其显得重要。6）考虑侧向轴拔距一般机械式抽芯机构的侧向拔距都较小，因此选择分型面时应将抽芯或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将短抽拔距做为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。7）锁紧模具的要求侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面。8）有利于排气当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设在塑料熔体的末端，以利于排气。9）模具零件易于加工选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械加工的困难。第二章 注射机的选择一、注射机的选择注射机额定注射量每次注射量不超过最大注射量的80%，即 式中 n 型腔数 浇注系统重量（g） 塑件重量（g） 注射机额定注射量（g） 浇注系统体积，根据浇注系统初步设计方案进行计算： 则 取4 = 从计算结果，并根据塑件注射机技术规格，查塑件制品成型及模具设计教材附录E，选用 XS-ZY125型注射机主要技术参数如下：型 号单 位SZ-320/1250标称注射量：335螺杆（柱塞）直径48注射压力:145注射行程:360注射方式:螺杆式合模力:KN1250螺杆转速r1020模板最大行程:300模具最大厚度:550模具最小厚度:150注射时间s1.8拉杆空间:415415合模方式:液压-机械推出形式:两侧推出（230）二、注射机的校核 （一）注射压力的校核 由附录D，常用热塑性塑料注射成型的工艺参数查得PP的注射压力为：P额 =70120 MPa；由附录E，部分国产注射成型机的型号及技术参数查得XS-ZY-125 的注射压力为：P=150 MPa；因为P P，则满足条件。 （二）锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填模型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：FF=AP式中， F注射机的额定锁模力（N） P模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa），一般为注射压力的0.30.65倍,通常为2040 MPa A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm）该塑件是不规则结构，通过Pro/E对零件处理，由软件取得A为: S=4620.917 mm 本设计取P=20 MPa 即：F=AP=360KNF=1250KN F,则满足条件。第三章 模具型腔设计一、型腔数目的确定为了使模具与注塑机的生产能力相匹配,提高生产效率和经济性,并保证塑件精度,模具设计时应确定型腔数目.常用方法有四种:（一）.根据经济性确定型腔数目根据总成型加工费用最小的原则,并忽略准备时间和试生产原材料费用,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费.设型腔数目为n,制品总件数为N,每一个型腔所需的模具费用为C1,与型腔无关的模具费用为C0, 每小时注射成型的加工费用为y(元/h),成型周期为t(min),则:模 具 费 用 为: Xm=nC1+ C0 (元)注射成型费用为: Xs=N (元)总成型加工费用为: X= Xm+ Xs, 即; X= N + nC1+ C0为使总的成型加工费用最小, 即令=0, 则有N( )(-)+ C1=0 , 所以n= (4-1)（二）.根据注塑机的额定锁模力确定型腔数目当成型大型平板制件时,常用这种方法.设注射机的额定锁模力为F(N),型腔内塑料熔体的平均压力为p (MPa),单个制品在分型面上的投影面积为A(mm2)，浇注系统在分型面上的投影面积为A (mm),则:(n A+ A) pF 即: n (4-2)（三）.根据注射机的最大注射量确定型腔数目 设注射机的最大注射量为G(g),单个制品的质量为W1(g), 浇注系统的质量为W2(g),则型腔的数目为: n (4-3)若将质量(除以密度的)用体积表示,(4-3)式也可以用。（四）.根据制品精度确定型腔数目 根据经验,在模具中每加工一个型腔,制品尺寸精度要降低4%。设模具中的型腔数目为n,制品的基本尺寸为L（mm）,塑件的尺寸公差为，单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为 , (聚甲醛为,尼龙为66,聚碳酸酯、聚氯乙烯、ABS等非结晶型塑料为)则有塑件尺寸精度的表达式为: L +（N-1）L4%简化后可得型腔数目为: n-24对于高精度制品,由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致,故通常推荐型腔数目不超过4个. 从塑件的生产效率和成本考虑，而且在生产批量较大时，精度要求一般，暂时设型腔数目为4，这样好平衡式排列，以保证各型腔平衡进料，因此采用一模四腔的模具来加工。本设计采用根据注射机的最大注射量确定型腔数目的方法来确定。 注射机的最大注射量（g）单个制品的质量（g）浇注系统的质量（g） 由于本塑件精度一般，故设计型腔数目为4个二多型腔的排列多型腔在模板上排列形式通常有圆形、H形、直线形及复合形。在设计时应注意以下几点：（1） 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定；（2） 型腔布置与浇口开设部位应力应求对称，以便防止模具承受偏载而产生镒料现象。（3） 尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。 根据以上几点，型腔排列形式如图所示：第四章 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，或是在此通道内冷凝的固体塑料。浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。本设计采用普通浇注系统。 浇注系统设计原则：浇注系统设计是指注射模设计的一个重要环节，它对注射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，设计时必须遵循以下原则： 1.结合型腔布局考虑，应考虑以下三点：a. 尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式分流道。b. 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载产生溢料现象。c. 型腔排列要尽可能紧凑，以减少模具外形尺寸。 2.热量及压力损失要小，为此浇注系统流程要尽量短，断面尺寸尽可能大，尽量减少弯折，表面粗糙度要底。 3.确保均衡进料，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，即分道尽可能采用平衡式布置。 4.塑料耗量要少，在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量要小，以减少塑料的耗量。 5.消除冷料：浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止其进入型腔，影响塑件的质量。 6.排气良好：浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排出。 7.防止塑件出现缺陷 ： 避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。 8.塑件外观质量 ：根据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方便，浇口痕迹无损塑件的美观和使用。 9.生产效率：尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成形周期短，效率高。 10.塑料熔体流体特性：大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，以充分利用。如下图所示：分流道主流道衬套主流道冷料穴5浇口一、主流道设计： 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。其形状为圆锥形，便于塑料熔体按序顺利地向前流动。开模时主流道凝料又能顺利的拔出。主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，还可以影响塑件内在质量。热塑性塑料的主流道一般由浇口套构成。 1. 注流道圆锥角 =26，对流动性差的塑料可取 36 内壁粗糙度为Ra0.632. 主流道大端呈圆角，半径r=13mm,以减小料流转向过渡时的阻力。 3. 在模具结构允许在情况下，主流道尽可能短，一般小于60mm,过长则会影响熔体的顺利充型。 4. 对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下是将主流道衬套和定位圈设计成两个零件，然后配合在固定模板上，主流道衬套与定模板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。 5. 主流道衬套一般采用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。 对于采用点浇口的三板式模具，若要采用推流道板使流道凝料自动坠落时，则浇口套与推流道板的滑动配合部分要有515的锥度，以保证使用安全，动作可靠。主流道主要参数如下： 主流道圆锥角 内壁粗糙度 主流道大端半径 主流道长度 L =70 主流道衬套材料 如图所示：二、 冷料穴的设计： 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流峰的“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。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端的直径。冷料穴的形式有以下三种：与推杆匹配的冷料穴 这种冷料穴的底部有一根推杆，而推杆安装在推板上，与其它推杆或推管连用。与拉料杆匹配的冷料穴 这类冷料穴的底部有一根拉料杆，拉料杆安装于型芯固定板上，不随推出机构一起运动。 无拉料杆的冷料穴是在主流道对面的动模板上开一锥形凹坑，再在凹坑的锥形壁上钻一深度不大的小孔。脱模时靠小孔作用将主流道凝料拉出，当塑件被推出时，冷料穴头部先沿着小孔轴线移动，然后被全部拔出。综上所述，本设计采用与拉料杆匹配的冷料穴，其形状如下图： 冷料穴主要技术参数： 冷料穴直径： 冷料穴长度： 三、分流道设计： 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流各转向的作用。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个浇口时也要设置分流道。1. 分流道的截面形状 通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、U形和六角形等。为了减小流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大，表面积小。因此可用流道截面积与其周长的比值来表示流道的效率。 梯形分流道容易加工，且熔体的热量散发和流动阻力都不大，故选择梯形分流道。2. 分流道的尺寸 因为各种塑料的流动性有差异，分流道截面尺寸要根据塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率和分流道长度等到因素来确定。对于壁厚小于3mm，质量在200g以下的塑件，可通过以下经验公式确定分流道的直径： D=0.2654 式中，m流经分流道的塑料量（g） L分流长度（mm） D分流道直径（mm）对于黏度大的塑料，可按上式算得的D值再乘以1.2-1.25的系数。3. 分流道布置 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两种。A平衡式布置平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状及断面非平衡布置都必须对应相等，达到各个型腔同时均衡进料，以保证各型腔成型出的塑件在强度、性能及质量上的一致性。常用形式：H型排列和圆形排列。B非平衡布置非平衡式浇注系统分两种情况，一种是各个型腔的尺寸和形状相同，只是诸型腔距主流道的距离不同；另一种是各型腔大小与主流道长度均不相同，为了使各个型腔同时均匀进料，必须将各个型腔的浇口做成不同的截面。4. 分流道的设计要点A分流道对熔体的阻力要小，在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度要取小值，尤其对于小型塑件更为重要。分流道转折处要以圆弧过渡。B各型腔均衡进料，为此当塑件形状、大小相同时，各分流道的截面积和长度都要对称相等，各支分流道长度也要一致，并要取短。平衡式布置的分流道能满足这点。当一模同时成形几个不同形状及大小或不同重量的逆件时，各分流道的截面积和长度要与塑件相对应。C. 表面粗糙度要求达到Ra0.8为佳。D分流道较长时，要在分流道的末端开设冷料井。E分流道的位置可单独开设在定模板或动模板上，也可同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道的截面形状，这主要取决于模具结构、塑料特性和塑件脱出方法。通常分流道多开设在模具一边，以有利于开模时将流道凝料脱出。F分流道与浇口的连接外要加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动和填充。综上所述，本设计采用平衡式布置，通常四个型腔以下的H形和圆形排列能达到最佳的热平衡和塑料和流动平衡。在这套模具中，其分流道与浇口的连接如下图所示：四、浇口设计： 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。其主要作用是： a. 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；b.较容易切除浇口凝料；c.对于多型腔模具，可以用平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用以控制熔接缝的位置。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道面积的3%-9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5-2mm,表面粗糙度Ra不低于0.4。 （一）浇口的类型和特点 A.非限制性浇口 又称直浇口、直接浇口或注流道型浇口。在多型腔模中又称为进料口。在单型模腔中，塑料熔体直接流进型腔，因而压力损失小，进料速度快，成形比较容易，对各种塑料都能适应。它传递压力好，保压补缩作用强，模具结构简单紧凑，制造方便。但去浇口困难，浇口痕迹明显；浇口附近热量集中，冷凝较迟，易产生较大内应力，也容易产生缩孔或表面凹陷。它特别适于大型塑件、厚壁塑件和熔体粘度特别高的塑料品种成形。当浇口位置特殊，不能采用冲击型浇口时，也可以采用直接浇口。 B限制性浇口： 型腔与分流道之间采用一段距离很短（约0.5-2mm）、截面积很小（约为分流道截面积的0.03-0.09）的通道相连接，此通道称为限制性浇口，它对浇口的厚度和快速凝固等可以进行限制。限制性浇口具有以下特点：1 塑料熔体通过此类浇口时，所受的剪切速率大，致使塑料熔体的表面粘度有所降低，有利于充模流动；2 塑料熔体通过此类浇口时，受到的磨擦作用强，一部分动能转化为热能，使塑料熔体温度略有上升，从而增加了熔体的流动性；3 塑料熔体通过小浇口时，压力损失大，降低了型腔的压力，有利于模具锁紧；4 浇口处截面尺寸较小，熔体容易凝固，补料时间好控制，减小了补料造成的内应力；5 浇口尺寸较小，封闭冻结快，可缩短成型周期；6 对于一模多腔或采用多浇口的模具，由于其阻力大，容易实现各浇口的平衡进料；7 浇口痕迹小，不影响塑件外观；特点：由于该塑件外观质量要求较低，浇口的位置尽量使模具结构简单，根据塑件形状结构分析以及出件数量，故将浇口设计成侧浇口，侧浇口一般开在分型面上，为了便于去除浇口废料，将浇口选为底面进料。 （二）浇口位置的选择：在确定浇口位置时，应注意以下几点：1 浇口应开设在能使型腔各个角落同时充满的位置2 浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩3 浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排出4 浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。5 对于带细长型芯的模具，用中心顶部进料方式以避免型芯受冲击变形。6 浇口应设在不影响制品外观的部位7 不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设浇口单对于中小型塑件来说取后度t=0.52mm,宽度取1,55mm，端面进料的搭接式侧浇口，搭接部分的长度，浇口长度可适当加长，取进料位置的选择，根据塑料件分型面以及型腔的安放方式，将进料位置设置在塑件底部。第五章 排气系统设计 在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的低分子气体挥发，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 注射模的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合间隙自然排气，只是在特殊情况下采用开设排气槽的排气方式。 当型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或可活动的芯时，可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔性合金块）以供排气。 本塑件采用模型分型面自然排气。第六章 成型零件结构设计与加工 塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间称为型腔。而构成这个型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯或型环等。 一、成型零件结构设计（一）、凹模的结构设计 凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓。 其结构形式分为：整体式凹模和组合式凹模。本设计采用整体式凹模，它是由一整块金属材料（也称定模板或凹模板）直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。（二）、凸模的结构设计 凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和分体式两种类型。组合式凸模又分为整体装配式和镶件组合式。 本设计采用整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。（三）、成型零件工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是指凸模和凹模直接构成塑件的尺寸，它通常包括凸模和凹模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长度和宽）、凸模和凹模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。 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“-”，制品内腔尺寸公差取正值“+”，而制口中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取“”。 模具制造公差：实践证明，模具制造公差可取塑件公差的，即=（），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“+，”，型腔尺寸不断减小则取“-，”，中心距尺寸取“”。 模具的磨损：实践证明，对于一般中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的，即=，对于大型塑件则可取以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因与脱模方向垂直，故磨损量=0。 塑件的收缩率：成型后的收缩率与多种因素的关，通常按平均收缩率计算。 S= 模具在分型面上的合模间隙：由于注射压力和模具分型面平面的影响，会导致动模、定模注射时存在一定的间隙。一般当模具分型面平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般为0.020.1mm。 PP：由S=0.6, S=1.4，则 S=1% =，公差由塑料模具技术手册表2-37，SJ1372公差数值表查。成型零部件工作尺寸的计算：型腔内形尺寸：由型腔内型计算公式 算出型腔内形尺寸为：型芯外形尺寸：由型芯外形尺寸计算公式算出型芯尺寸分别为：，型腔深度尺寸：有型腔深度尺寸计算公式算出型腔深度尺寸为型芯深度尺寸：算出型芯深度尺寸分别为，中心尺寸： 有中心尺寸计算公式算出中心尺寸为二、 零件加工工艺流程 动、定模型芯 动、定模型芯是主要工作零件，这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有一定的腐蚀性，因此选用的材料要具有良好的耐磨性，因此选用718S钢材（注：此钢材的性能特好，是做塑料的专用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蚀性）。 同时考虑到此塑件对尺寸精度和表面要求一般，在对材料进行粗加工后，留0.5mm的单边，淬火、低温回火后，用电火花机放电到位即可。 其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加工后，留单边0.20.5mm的余量，热处理后采用慢走丝割出即可。三、 模具加工工艺流程 根据零件结构和制造工艺，模架的基本组成零件有两种：导柱、导套等回转零件；模板等平板零件。导柱、导套的加工主要是内、外圆柱面的加工，平板内零件的制造过程主要进行平面加工和孔隙加工，它们在模具中起定位的导向作用，保证凹凸模在工作时具有正确的相对位置，除了要保证导柱，导套配合表面尺寸形状精度外，还应该保证导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。导柱、导套一般采用低碳钢进行渗碳、淬火处理，也可选用碳素工具钢T10淬火处理，淬火处理硬度5862HRC。根据分析，导柱、导套加工工艺过程如下：备料粗车、半精车内外圆柱表面热处理研磨导柱中心孔粗磨、精磨配合表面研磨导柱、导套重要配合表面。 （1）凸模加工工艺过程如下： 下料锻造退火粗加工精磨基面准面划线工作型面半精加工淬火、回火磨削修研。（2）凹模加工工艺过程如下：下料锻造退火粗加工精磨基面准面划线型孔半精加工型孔精加工淬火、回火精磨（研磨）（3）模架的装配： 导柱、导套与模板之间一般采用过盈配合，装配时可采用手动压力机将导柱压入动模板的导柱孔，复位机构的装配复位杆与固定板一般采用过渡配合。模架的装配比较简单，主要是用螺钉将装有导套的定模板连接起来。（4）模具表面强化处理工艺特点及应用： 渗碳处理：渗碳处理是向模具零件表面渗入氮原子的过程。模具渗氮前应加工到尺寸精度和表面粗糙度，最好是经过试模确认完全合格后再进行渗氮处理根据模具的技术要求分别采用以下两种工艺路线：精密模具：备料锻造退火或回火调质半加工装配试模渗氮研磨抛光装配一般模具：备料粗加工调质精加工渗氮研磨装配（5）、总装的技术要求 a、装配后的模具安装表面的平行误差不大于0.05； b、模具闭合后分型面应均密合； c、导柱、导套滑动灵活，推件时推杆和卸料板动作一致； d、合模后动模部分和定模部分的型芯必须紧密接触（6）、试模： 模具在装配完成之后，在交付生产时试模，其目的是检查模具在设计制造上是否存在缺陷，若有，则排除，对模具成型工艺条件进行试验以有利于模具成型工艺的确定和提高。四、导向机构的设计 为了保证注射模准确合模与开模，在注射模中必须设置导向机构。导向机构的作用是导向、定位以及承受一定的侧向压力。 本设计采用导柱导向机构设计导柱和导套时应注意以下几点：（1） 导柱应合理地均匀布置在模具分型面的四周，导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。（2） 导柱的长度应比型芯（凸模）端面的高度高出68mm，以免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。（3） 导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，常采用低碳钢经渗碳0.50.8mm，淬火4855HRC,也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。（4） 为了使导柱能顺利地进入导套，导柱端部应做成锥形或半球形，导套前端要倒角。 （5） 导柱设在动模一侧可以保护型芯不受损伤，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。 （6） 一般导柱滑动部分的配合形式按H8/f8，导柱和导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/k6。 （7） 除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。（8） 导柱的直径应根据模具大小而决定，可参考标准模架数据选取。五、脱模机构的设计 在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构称为脱出机构（或称推出机构、顶出机构）。 设计脱模机构时，应遵循以下原则：（1） 结构可靠：机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度。（2） 保证塑件不变形、不损坏。（3） 保证塑件外观良好。（4） 尽量使塑件留在动模一边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。 根据以上原则，在模具上设计顶杆的大小与位置，顶杆就是脱模推出机构，即将塑件从型芯上顶出。顶杆见零件图，顶出时受力均衡，直径都为。 顶出行程计算： 式中 所需顶出行程 型芯成型高度 e 顶出行程富裕量（mm） =12+5=17（mm）所需开模行程计算 式中 开模行程（mm） 塑件及浇注系统在开模方向上的总投影高度（mm） 动定模型芯突出分型面的高度总和（mm） e 取件及取出浇注系统凝料的开模行程富裕量（mm） 第七章 模温调节与冷却系统设计 塑料注射模温调节能力，不仅影响到塑件质量，而且也决定着生产效率。实际上模温设计恰当与否，直接关系到生产成本与经济效益。 模温对塑件质量的影响：1、改善成形性 每一种塑料都有其湿度的成形模温，在生产过程中若能始终维持相适应的模温则其成形性可得到改善，若模温过低，会降低塑件熔体流动性，使塑件轮廓不清，甚至充模不满；模温过高，会使塑件脱模时和脱模后发生变形，使其形状和尺寸精度降低。2、 成形收缩率 利用模温调节系统保持模温恒定，能有效减少塑料成型收缩的波动，提高塑件的合格率。采用允许的的模温，有利于减少塑料的成形收缩率，从而提高塑件的尺寸精度。并可缩短成形周期，提高生产率。3、 塑件变形 模具型芯与型腔温差过大，会使塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形。尤以壁厚不均和形状复杂的塑件为甚。需采用合适的冷却回路，确保模温均匀，消除塑件翘曲变形。4、 尺寸稳定性 对于结晶性塑料，使用高模温有利于结晶过程的进行，避免在存放和使用过程中，尺寸发生变形；对于柔性塑料（如聚烯烃等）采用低模温有利用塑件尺寸稳定。5、 力学性能 适当的模温，可使塑件力学性能大为改善。例如，过低模温，会使塑件内应力增大，或产生明显的熔接痕。对于粘性大的刚性塑料，使用高模温，可使其应力开裂大大的降低。6、 外观质量 适当提高模具温度能有效地改善塑件的外观质量。过低模温会使塑件轮廓不清，产生明显的银丝、云纹等缺陷，表面无光泽或粗糙度增加等。 模温对生产效率的影响： 就注射成形过程讲，可把模具看成为热交换器。塑料熔体凝固时释放出的热量中约有5以辐射、对流的方式散发到大气中，其余95由模具的冷却介质（一般是水）带走。因此模具的生产效率主要取决于冷却介质的热交换效果。据统计，模具的冷却时间约占整个注射成形周期的2/3至4/5，因此缩短注射成形周期内的冷却时间是提高生产效率的关键。故在设计过程中冷却时间应适当控制。 冷却时间的确定： 在注射过程中，塑件的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满欣腔起的可以开模取出塑件时止的这一段时间。这一段时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定强度和刚度为准。这段冷却时间一般占整个注射生产周期的80。由以下式可计算： t=s/.a ln4/ . （Ts-Tm）/（TE-TM） a 塑件热扩散系数（m/s），查表3 s 制品壁厚（mm） t= 0.9/x9.6x10 -4 /360 x 4/ x （230-50）/（80-50） =1.8 S表3塑件名称热扩散系数a（m.h -1 ）ABS9.6x10尼龙3.9x10 表4塑料名称TS（）TM（）TE（）PS200500406060100AS200260406060100ABS200260406060100PE150250507070110 冷却系统的设计原则：1、 尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡。2、 冷却水孔的数量约多，孔径约大，则对塑件的冷却效果约均匀。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（常位1215mm），冷却水孔中心距约为水孔直径的35倍，水孔直径约为812mm。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。当塑件壁厚不均匀时，壁厚处应强化冷却、水孔应靠近型腔、距离要小，但也不应小于10mm。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，因此要加强浇口处