模具设计与制造专业之手机后盖注塑模

兰州工业高等专科学校毕业设计任务书机械工程系2011届模具设计与制造专业毕业设计任务书毕业设计题目手机后盖注塑模课题内容性质毕业设计课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题设计校内（外）指导教师职 称工作单位及部门联系方式张俊喜讲师机械工程系一、题目说明（目的和意义）：毕业设计是本专业教学过程的最后一个重要环节，也是培养学生分析问题和解决问题能力的主要方法，通过毕业设计，要求学生全面综合运用所学基本理论，基本技能和生产实践知识；学习系统地综合运用所学的知识和技能解决实际工程问题的本领，巩固和加深对所学知识的理解，并且通过毕业设计的实践扩大和补充知识，使认识提高到一个新的水平。通过毕业设计的实践，培养调查研究的习惯和工作能力，练习查阅资料和有关标准，查阅工具书或参考书，合理选择设计计算公式，正确计算，并能以图纸和说明书表达设计的思想和结果。通过毕业设计，不但要提高解决具体问题的独立工作能力，而且应建立正确的设计和科研思想，加强思想性，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。二、设计要求（工作量、内容）： （一）冲压模具设计1、总要求：设计中等程度以上的大中型多工位级进模或复合模具，要求每个学生独立完成冲压件工艺设计、冲模结构设计与计算，典型零件制造工艺规程制订等工作，并完成一套装配图和全部工作零件零件图。完成设计说明书一份。毕业设计完成后进行答辩。A、冲压件零件图（尺寸较小者可直接绘在模具装配图的右上方，并注明名称、比例、材料、公差或精度）；B、冲压件排样图； C、模具装配图一张（最大外形尺寸、主要配合等级的标注；技术要求的内容是否恰当；名细表、标题栏、图形边框是否规范；模具件号是否齐全；主视图、俯视图、侧视图的投影关系；俯视图的绘制要求及剖切方式，0号图纸 ）； D、模具零件图一套(全部成型零件图及部分非标准结构零件图5个以上 E、指定的模具零件的机械加工工艺卡片：35个； F、毕业设计说明书一份（25页以上，仅冲模部分，其中不含任务书。）幅面大小为A4，全部由计算机打印。 2、给定的条件和要求：零件图纸；生产批量：大批量精度级别：依图纸上标注准；按10级标注。3、确定总体方案：分析国内外多工位级进模发展的动向及设计任务书给定的条件，制件的用途，到工厂进行调研、了解同类模具产品的设计经验，进行设计可行性分析和论证，最后确定总体方案。4、确定设备类型：确定总体方案初选冲压设备。5、确定模具结构总体方案：根据排样图，确定模具结构形式及主要结构的设计。6、工艺设计计算：完成相关的工艺设计计算及强度计算。7、典型零件结构制造工艺规程： 包括成型磨削、线切割数控编程、尺寸链计算（包括工艺尺寸链及装配尺寸链）等。8、撰写毕业设计说明书包括内容：封面、任务书、摘要、目录、说明书正文、总结论、致谢、参考文献等。应阐述整个设计内容，要重点突出和特色，图文并茂，文字通畅。说明书的页数不少于25页（幅面大小为A4，全部由计算机打印）。9、图纸的要求：模具结构装配图要求视图基本完整，符合最新国家标准，图面整洁，质量高，所设计的装配图由计算机绘制打印。10、论文撰写格式、装订顺序及要求依毕业设计说明书规范。（二）注塑模具设计1、塑料模设计内容和要求：（1）塑料件工作图（尺寸较小者可直接绘在模具装配图的右上方，并注明名称、比例、材料、公差或精度）；（2）塑料模塑成型工艺卡片（表格自制，填写注塑成型工艺参数）； 一张（3）模具装配图（图形符合行业习惯，注意分型面符号、最大外形尺寸、主要配合等级的标注；定位圈外径尺寸的标注；技术要求的内容是否恰当；名细表、标题栏、图形边框是否规范；模具件号是否齐全；主视图、俯视图、侧视图的投影关系；俯视图的绘制要求及剖切方式）一张； （4）模具零件图(全部成型零件图及部分非标准结构零件图5个以上 （5）指定的模具成型零件的机械加工工艺卡片； 35个；（6）毕业设计说明书一份（25页以上，仅塑模部分）。 模具设计为中等复杂程度以上的大、中型塑料模具，要求独立完成塑料成型工艺规程，塑件结构设计，模具结构的设计与计算，典型零件制造工艺规程（必须包括成型磨削，电火花加工编程，尺寸链的计算）等项工作。并完成一套模具总装配图及部件装配图和部件零件工作图。注：若给定实体塑件，根据使用要求自行绘制零件图、按国标标注尺寸精度、形位公差等。2、塑料模设计基本过程（1）了解塑料的类型、品种及其性能（2）编制塑料的模塑成型工艺卡片及分析塑料件的工艺性（3）确定总体方案分析国内外塑料模具发展的动向及设计任务书给定的成型方法，精度等级，制件的用途，到工厂进行调研、了解同类模具产品的设计经验，进行设计可行性分析和论证，最后确定总体方案。（4）确定成型工艺和成型设备确定成型工艺及主要参数，塑件成型工序及选择成型设备。（5）确定模具结构总体方案确定模具结构形式， 包括型腔布局、 浇道系统结构形式、排气、调温、推出机构等。（6）设计计算型腔结构件的设计与计算，成型工艺性，强度计算，调温系统设计、计算，安装尺寸等的计算与校核。（7）典型零件制造工艺规程成型磨削；电火花加工编程；尺寸链计算（8）毕业设计说明书的撰写包括内容：封面、任务书、摘要、目录、说明书正文、总结论、致谢、参考文献等。应阐述整个设计内容，要重点突出和特色，图文并茂，文字通畅。说明书的页数不少于25页（幅面大小为A4，全部由计算机打印）。（9）图纸的要求 模具结构装配图要求视图基本完整，符合最新国家标准，图面整洁、质量高，所设计的图纸中总装图用计算机绘制打印（结合冲模毕业设计图纸工作量，总计在5张0号图纸以上，图纸以一号或0号为基本单位）。（10）论文撰写格式、装订顺序及要求依毕业设计说明书范例。三、进度表日 期内 容3周3周毕业设计共6周。1、冲压模具设计为3周，安排如下： （1）调查研究、搜集和查阅资料 （0.25周） （2）总体设计方案的拟定和论证 （0.25周） （3）模具结构设计 （1.周） （4）工艺计算 （0.5周） （5）典型零件的工艺规程 （0.5周） （6）编写毕业设计说明书 （0.5周）2、注塑模具设计部分为3周，安排如下： （1）调查研究、搜集和查阅资料 （0.25周） （2）总体设计方案的拟定和论证 （0.25周） （3）模具结构形式的设计与计算 （1周） （4）典型零件的工艺规程 （0.5周） （5）编写毕业设计说明书 （1周） 完成日期2011.1.7答辩日期2011.2.212011.3.6 四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量：1 屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京：高等教育出版社,2006. 2 李德群塑料成型工艺及模具设计M北京：机械工业出版社,1993. 3李天佑. 塑料模图册M.太原: 重型机械出版社出版.1994 4薛彦成.公差配合与技术测量M.北京:机械工业出版社出版.20025屈华昌，伍间国塑料模设计手册M北京：机械工业出版社.19936陈锡栋,周小玉.实用模具技术手册M.北京：机械工业出版社.20017许发樾, 模具机构设计M.北京：机械工业出版社.2004.8钱知勉，塑料性能应用手册，北京：科学技术文献出版社. 9冲压模具设计手册。10丁松聚，冷冲压模具设计，机械工业出版社，1999.5第1版。 12曾宗桢，画法几何与机械制图，兰州：兰州大大学出版社.2002指导教师签字教研室主任签字主管系领导签字年 月 日年 月 日年 月 日注：本任务书要求一式两份，一份系部留存，一份报教务处实践教学科。2019整理的各行业企管，经济，房产，策划，方案等工作范文，希望你用得上，不足之处请指正摘 要 在手机后盖注塑模结构设计过程中，本人针对产品材料性能、结构特点进行工艺分析；通过分析，确定该模具的型腔建数模、分型面、初选了注塑机。然后通过计算确定型腔数、分型面的确定、冷却系统的设计，最后实现模架结构系统设计，最后模具总成，手工绘制出总装图和非标准零件零件图。本设计实现了模具CAD，对今后从事模具设计具有一定的实际指导意义。关键词：塑料模具 型腔设计 分型面 冷却系统 Abstract Mobile phone cover in the process of injection mold design, material properties for the product I, the structure characteristics of process analysis; through analysis, determine the number of mold cavity mold construction, sub-surface, the primaries of the injection molding machine. Cavity and then determined by calculating the number of sub-surface determination, the cooling system design and finally realize the mold structure design, the final mold assembly, hand-drawn maps and non-standard parts assembly parts diagram. The Design and Implementation of the mold CAD, mold design for the future in a certain Practical significance. Keywords: Plastic mold Cavity design Cooling system Sub-surface 目 录毕业设计任务书I摘 要IAbstractII第1章 塑件的成形工艺性分析11.1 塑件材料的选择及其结构分析11.2 ABS的注射成型工艺21.2.1 注射成型工艺过程21.2.2 ABS的注射成型工艺参数21.3 ABS性能分析31.3.1 使用性能31.3.2 成型性能31.3.3 ABS主要技术指标：31.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施4第2章 模具结构形式的拟定52.1 确定型腔数量及排列方式52.2 模具结构形式的确定5第3章 注塑机型号的确定73.1 塑件的计算73.2 注射机型号的确定73.3 注射机及型腔数量的校核83.4 注射机及参数量的校核83.4.1 注射量的校核83.4.2 型腔数量的确定和校核93.4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核93.4.4 最大注射压力校核103.4.5 模具与注射机安装部份的校核103.4.6 开模行程校核10第4章 分型面位置的确定124.1 分型面的形式124.2 分型面的设计原则124.3 分型面的确定12第5章 浇注系统的形式和浇口的设计145.1 浇注系统145.2 主流道的设计145.2.1 主流道的尺寸145.2.2 主流道衬套的形式155.3 冷料井的设计175.4 浇口的设计185.4.1 浇口的形式及特点185.4.2 浇口位置的选择195.5 浇注系统的平衡205.5.1 分流道的平衡205.5.2 浇口的平衡205.6 浇注系统断面尺寸计算215.6.1 确定适当的剪切速率215.6.2 确定体积流率Q21第6章 模架的确定和标准件的选用23第7章 合模导向机构的设计257.1 机构的功用257.1.1 导向机构的功用257.1.2 定位机构的功用257.3 导柱的设计267.4 导套的设计267.5 导柱与导套的配合形式267.6 推出机构的设计27第8章 成型零件的设计298.1 成型零件的选材298.2 凹模部分的结构设计308.2.1 凹模的结构形式308.2.2 凹模尺寸的计算308.3 凸模部分的结构设计32附 录34结 论35致 谢36参 考 文 献37第1章 塑件的成形工艺性分析1.1 塑件材料的选择及其结构分析 1. 塑件图形 图1-1 塑件图 2塑件材料的选择：选用ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。3色调：黑色。4生产批量：大批量。5塑件的结构与工艺性分析：(1) 结构分析塑件为手机外壳的下半部分，应有一定的结构强度，由于中间有手机的按键及手机显示屏，后面有与后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为手机外壳，因此对表面粗糙度要求不高。(2) 工艺性分析精度等级：采用IT8级精度脱模斜度：塑件外表面 40120 塑件内表面 301（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。）1.2 ABS的注射成型工艺1.2.1 注射成型工艺过程1预烘干-装入料斗-预塑化-注射装置准备注射-注射-保压-冷却-脱模-塑件送下工序 2清理模具、涂脱模剂-合模-注射1.2.2 ABS的注射成型工艺参数1注射机：螺杆式2螺杆转速（r/min）：3060（选30）3 预热和干燥: 温度（C） 8085 时间 (h) 23 4密度（g/ cm）: 1.021.05 5材料收缩率（）：0.30.86料筒温度（C）：后段 150157 中段 165180 前段 1802007喷嘴温度（C）：1701808模具温度（C）：50809注射压力（MPa）：7010010成形时间（S） : 注射时间 2090 高压时间 05 冷却时间 20120 总周期 5022011适应注射机类型：螺杆、柱塞均可。12后处理方法: 红外线灯、烘箱温度（70C）,时间24h。1.3 ABS性能分析1.3.1 使用性能1综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。2耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。3水、无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响。4尺寸稳定，易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。1.3.2 成型性能1. 无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。2吸湿性强，含水量应小于0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。4比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250 C左右比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件，模温宜取 5060 C，要求光泽及耐热型料宜取 6080C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180230 C，注射压力为 100140 MPa，螺杆式注塑机则取 160220 C，70100 MPa为宜。5易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。6 ABS在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取1 以上。7 在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。1.3.3 ABS主要技术指标：表1-1 热物理性能密度(g/ cm)1.02105比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K-110-2)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度(C)130表1-2 力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表1-3 电气性能表面电阻率（）1.21013体积电阻率（m）6.91014击穿电压（KV/mm）介电常数（106Hz）3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007耐电弧性(s)50851.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70C左右热变形温度约为93C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。第2章 模具结构形式的拟定2.1 确定型腔数量及排列方式一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定。该塑件对精度要求不高，为中等精度塑件，再依据塑件的大小，采用一模两腔的模具结构。型腔的排列方式如下图：图2-1 型腔排列方式2.2 模具结构形式的确定1. 多型腔单分型面模具：塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。2. 多型腔多分型面模具：塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。该塑件外观质量要求不高，是尺寸精度要求较低的小型塑件，因此可采用多型腔单分型面的设计。从塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出机构的设置以及浇口的位置。分型面为单分型面垂直分型。最常用的浇口形式有：第一是侧浇口。这种浇口形式注射工艺工人比较熟悉，在制造上加工比较方便，但不得因素是浇道流程长，热量损耗大，因此容易产生明显的拼料痕迹。如果要得到改善，则需加大浇道尺寸，但随之浇道部份的回料增多。其次塑料的进料口部分需去毛刺，这样既增加了去毛刺的工时，又损坏了周围的美观。第二是点浇口。塑料注射时，在点浇口以高速注入型腔，一部份动能转变为热能，因此塑料在会合时的热量损耗比侧浇口少，所以会合处熔合较好，熔接痕不太明显。其缺点是塑件的正面将留下点烧口的痕迹，影响塑件的美观，并且为了取出点浇口的浇道剩料，型腔必须移动。由于型腔重量较大，所以不方便移动。第三种是综合上述两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一致的原则出发，采用了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除。第3章 注塑机型号的确定除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。3.1 塑件的计算体积 = 3. （cm） 曲面面积 = 8. （cm2）密度 = 1.05 (g/ cm）质量 = 4. (g)3.2 注射机型号的确定根据塑件的体积初步选定用XS-Z-60（卧式）型注塑机。SZ-60/40（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表：表 3-1 注塑机的主要参数理论注射容积(cm）60螺杆直径(mm)30注射压力(MPa)180注射速率(g/s)70塑化能力(g/s)35螺杆转速(r/min)0200锁模力(kN)400拉杆有较距离(mm)220300移模行程(mm)250模具最大厚度(mm)250模具最小厚度(mm)150锁模形式双曲肘模具定位孔直径(mm)80喷嘴球半径(mm)SR10喷嘴口孔径(mm)3模板尺寸(mm)2303503.3 注射机及型腔数量的校核1主流道的体积约为： V(cm) = 3.140.6322.5 = 3.9882分流道与浇口的体积约为： V(cm) = 131.1304 = 14.69523该模具总共需填充塑件的体积约为： V(cm) = 2 3. + 3.988 + 14.6952 = 26.56723.4 注射机及参数量的校核3.4.1 注射量的校核注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即 V = nVz + V （3.1）或 M = nmz + m （3.2）式中 V（m）一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm或g）； n 型腔数目 Vz（mz）单个塑件的容量或质量(cm或g）。 Vj（mj）浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm或g）。故应使nVz + Vj 0.8Vg 或 nmz + mj 0.8mg (3.3) 式中 Vg（mg）注射机额定注射量(cm或g）。根据容积计算nVz + Vj = 26.5672 0.8Vg可见注射机的注射量符合要求3.4.2 型腔数量的确定和校核型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。可根据注射机的最大注射量确定型腔数n （3.4）式中 K注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8； mN注射机允许的最大注射量； m 2浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm）； m 1单个塑件的质量或体积（g或cm）。所以需要 n=2 符合要求3.4.3 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系：nA1 + A2 A （3.5）式中 A注射机允许使用的最大成型面积(mm2）其他符号意义同前。注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即：(nA1 + A2)p F（3.6）式中符号意义同前。所以需要24095+980=83200A查得ABS的平均成型压力为30（cm2/MPa）（249.5+0.98）30=83.230=2.5F符合要求3.4.4 最大注射压力校核注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：pmaxKp0很明显，上式成立，符合要求。3.4.5 模具与注射机安装部份的校核喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。模具厚度 模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：HminHHmax式中 Hmin注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax注射机允许的最大模厚。注射机允许厚度150H250符合要求。3.4.6 开模行程校核开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模：Smax s = H1 + H2 + 510mm（3.7）式中 H1摧出距离（脱模距离）（mm）； H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。开模距离取 H1 = 20包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 40余量取 8 则有：Smax s = 20+20+28 =68符合要求。第4章 分型面位置的确定分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。4.1 分型面的形式该模具选单分型面。4.2 分型面的设计原则由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、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。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：1 分型面应选在塑件外形最大轮廓处2 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模3 保证塑件的精度4 满足塑件的外观质量要求5 便于模具制造加工6 注意对在型面积的影响7 对排气效果8 对侧抽芯的影响在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛盾，在此前提下确定合理的分型面。4.3 分型面的确定根据以上原则，可确定该模具的分型面如下图：图 4-1 分型面示意图第5章 浇注系统的形式和浇口的设计浇注系统是指凝料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统分为普通流道的浇注系统和热流道的浇注系统两大类。浇注系统的设计是注射模具设计的一个很重要的环节，它对获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影响。该模具采用普通流道浇注系统，普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。5.1 浇注系统浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。对浇注系统进行整体设计时，一般应遵循如下基本原则：1了解塑料的成型性能和塑料熔体的流动性。2采用尺量短的流程，以减少热量与压力损失。3浇注系统的设计应有利于良好的排气。4防止型芯变形和嵌件位移。5便于修整浇口以保证塑件外观质量。6浇注系统应结合型腔布局同时考虑。7. 流动距离比和流动面积比的校核。5.2 主流道的设计主流道的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度降低和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为26。5.2.1 主流道的尺寸(1) 主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + 2 3 = 3 + 2 3 取 d = 5（mm）。(2) 主流道的球半径主流道的球半径 SR = 10 + 1 2 取 SR = 12（mm）。(3) 球面配合高度球面配合高度为 3 5 取 3（mm）。(4) 主流道长度主流道长度L，应尽量小于60mm，上标准模架及该模具结构，取L = 32（mm）(5) 主流道锥度主流道锥角一般应在26，取 = 4，所以流道锥度为/2=2。(6) 主流道大端直径主流道大端直径 D = d+2Ltg（/）（=4） 6.3（mm）(7) 主流道大端倒圆角倒角 D/8 0.6（mm） 根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如下图： 图 5-1 主流道形式5.2.2 主流道衬套的形式主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等，热处理要求淬火53 57 HRC。主流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴心线。图 5-2 主流道的位置主流道衬套的形式有两种：一是主流道衬套与定位圈设计成整体式，一般用于小型模具；二是主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合在固定在模板上。该模具尺寸较小，主流道衬套可以选用整体式。 设计出主流道衬套的尺寸如下图： 图 5-3 主流道的具体尺寸主流道衬套的固定形式如下图： 图 5-4 衬套的固定形式5.3 冷料井的设计在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料井（冷料穴）。主流道冷料井设计成带有摧杆的冷料井，底部由一根摧杆组成，摧杆装于摧杆固定板上，与摧杆脱模机构连用。冷料井的孔设计成倒锥形，便于将主流道凝料拉出。当其被摧出时，塑件和流料凝道能自动坠落，易于实现自动化操作。主流道冷料井的设计如下图所示： 图 5-5 主流道冷料井的设计5.4 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细流道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。浇口的主要作用是：1. 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流；2. 易于切除浇口凝料；3. 对于多型腔的模具，用以平衡进料；浇口的面积通常为分流道面积的 0.03 0.09。浇口的截面有矩形和圆形两种。浇口长度约为 0.5 2 mm左右。浇口的尺寸一般根据经验公式确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。5.4.1 浇口的形式及特点综合点浇口呼侧浇口两种浇口形式的优缺点，采用剪切浇口。因为塑件侧壁距离横浇道较远，因直接在侧壁进料是很难实现的，因此又增设了工艺输助浇口，从而使浇注系统进一步完善。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。从塑料流程尽量一致的原则出发，采用了两个剪切浇口处都设有顶杆，用以切断剪切浇口，其工艺辅助浇口可手工去除。5.4.2 浇口尺寸的确定浇口结构尺寸可由经验公式，并由塑料模具技术手册之轻工模具手册之一中图3-31 查得，浇口深度 h = 0.5 2.0h = n t = 0.8 取 h = 1 （mm）（5.1）式中 h浇口深度（mm）; n塑料系数，由塑料性质决定； t塑件壁厚（mm）.浇口宽度 b = 1.5 5.0 取 b = 1.8 （mm）（5.2）式中 A塑件型腔表面积。浇口长度 l = 0.5 1.75为了去除浇口方便，浇口长度 l 也可取 0.72.5。所以可取 l = 1.0 （mm）注：其尺寸实际应用效果如何，应在试模中检验与改进。5.4.2 浇口位置的选择浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则：(1) 避免塑件上产生缺陷；(2) 浇口应开设在塑件截面最厚处；(3) 有利于塑料熔体的流动；(4) 利于型腔的排气；(5) 考虑塑件受力情况；(6) 增加熔接痕牢度；(7) 流动定向方位对塑件性能的影响；(8) 浇口位置和数目对塑件变形的影响；(9) 校核流动比；(10) 防止型芯或嵌件挤压位移或变形。此外，在选择浇口位置和形式时，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。5.5 浇注系统的平衡对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。5.5.1 分流道的平衡在多腔模具中，熔体在主流道与各分流道，或各分流道之间的体积流量是不会相同的，但可以认为他们的流速是相等的，以此达到各型腔同时充满的目的。为此各流道之间应以不同的长度或截面尺寸来达到流量不等，经分析可推导，可用下式进行平衡计算： （5.3）式中 Q1，Q2熔融树脂分别在流道1和流道2中的流量，cm3/s；d1，d2分流道1和分流道2的直径, cm;L1，L2分流道1和分流道2的长度，cm。上式没有考虑分流道转弯局部阻力的影响，以及模具温度不均的影响。实际上尚须对这些因素作校正，才能达到充模时间相等的目的。当分流道作平衡布置，且各型腔所需之填充量又相等时，则各流道的长度变化、长度尺寸等均应相同。5.5.2 浇口的平衡在多型腔非平衡分流道布置时，由于主流道到各型腔的分流道长度或各型腔所需填充流量不同，也可采用调整各浇口截面尺寸的方法，使熔融体同时充满各型腔。浇口平衡简称为BGV（balanced gate value）,只要做到各型腔BGV值相同，基本上能达到平衡填充。对于多型腔相同制品的模具，其浇口平衡计算公式如下：BGV=（5.4）式中 Sg浇口的截面积，mm2 Lg浇口的长度，mm; Lr分流道的长度，mm。浇注系统设计时一般浇口的截面积与分流道的截面积之比SG/SZ取0.070.09。该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同，显然是平衡式的。5.6 浇注系统断面尺寸计算对工业上使用较合理的30多副注射模具，根据所用注射机的技术规格，作了几种塑料熔体的充模计算，结果认为主流道和分流道的剪切速率=510510s-1，浇口剪切速率=104105 s-1，平衡系统的充模过程近似于等温流动。 =f（Q，Rn）的关系式可用如下的经验公式表达： （5.5）式中 熔体在流道中的剪切速率（s-1）Q熔体在流道中的体积流率（cm3/s）Rn浇注系统断面当量半径（cm）5.6.1 确定适当的剪切速率浇注系统各段的值如下：(1) 主流道： s=510s-1(2) 分流道： r=510 s-1(3) 点浇口： Q=105 s-1(4) 其它浇口：Q=5105104 s-15.6.2 确定体积流率Q浇注系统中各段的Q值是不同的。(1) 主流道的Qs根据模具成型塑件的体积和所用注射机的技术规格，由下式计算： (cm3/s)（5.6）式中 Qs主流道的体积流率 (cm3/s)；注射时间 （s）；QP模具成型塑件的体积，通常取 QP = （0.50.8）Qn；Qn注射机的分称注射量。由塑料模具技术手册之轻工模具手册之一中表3-10 ，可根据注射机的公称注射量查得注射时间=1.0s。所以=24.3064/124.3 (s)(2) 分流道的QR和浇口处的QG对于多点进料的单腔模，或各型腔相同的多腔模，若分流道采用平衡式布置，则各分流道及浇口中的体积流率为：QR = QG = Qs /m (cm3/s)（5.7）式中 QR，QG分流道或浇口中的体积流率 (cm3/s)； m分流道的数目。所以QR = QG =24.3/2=12.15 (cm3/s)由上述经验公式可算出a 主流道（mm）b 分流道（mm）c 浇口 （mm）以上浇注系统断面的确定也可以根据QRn 关系曲线图直接查得。第6章 模架的确定和标准件的选用在生产现场设计中，为了提高生产效率，模具的设计只集中与成型部分的设计，所以尽可能选用标准模架，确定出标准模架的形式，规格及标准代号。模架尺寸确定之后，对模具有关零件要进行必要的强度或刚度计算，以校核所选模架是否适当，尤其时对大型模具，这一点尤为重要。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件等。1. 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架 23L，其中L取350mm，可符合要求。模架上要有统一的基准，所有零件的基准应从这个基准推出，并在模具上打出相应的基准标记。一般定模座板与定模固定板要用销钉定位；动、定模固定板之间通过导向零件定位；脱出固定板通过导向零件与动模或定模固定板定位；模具通过浇注套定位圈与注射机的中心定位孔定位；动模垫板与动模固定板不需要销钉精确定位；垫快不需要与动模固定板用销钉精确定位；顶出垫板不需与顶出固定板用销钉精确定位。模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。通过6个10的内六角螺钉与定模固定板连接；定模垫板通常就是模具与