毕业设计（论文）-电动车后备箱箱体注塑模具设计及型腔加工仿真.doc

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芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿蒆薅螆羁艿蒁螅肄蒄莇袄膆芇蚅袃袆肀薁袂肈芅薇袁膀膈蒃袀袀莃荿袀羂膆蚈衿肄莂薄袈膇膄蒀羇袆莀莆羆罿膃蚅羅膁莈蚁羄芃芁薇羄羃蒇蒃薀肅艿荿蕿膈蒅蚇薈袇芈薃蚇羀蒃葿蚇肂芆莅蚆芄聿螄蚅羄莄蚀蚄肆膇薆蚃膈莃蒂蚂袈膅莈蚂羀莁蚆螁肃膄薂螀膅荿蒈蝿袅膂蒄螈肇蒇莀螇腿芀虿螆衿 1 前言1.1 概述注塑成型是生产塑料制件最常用的制造方法之一，采用这种方法既可以生产小巧的电子器件和医疗用品，也可以生产大型的汽车配件和建筑构件。随着塑料材料技术和注塑成型加工技术的不断进步，塑料注塑加工行业得以持续发展。塑料加工是将原材料变为制品的关键环节，只有迅速的发展塑料加工业，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品，在国民经济的各领域发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。塑料成型加工及模具技术不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业等都有广泛的应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产效率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和良好的发展前景。1.2 注塑成型技术发展概况注塑成型是一种注塑兼模塑的成型方法。早在工业革命末期，塑料、橡胶开始面世，而最初发明的成型方法就是注塑成型法。70年代以来是整个塑料工业发展的重要历史时期，从民用塑料开发转向工程塑料是这个时期的主要特征之一。推动这种转变的重要因素是世界能源危机和金属材料价格的上涨。因而迫使人们大力发展工程塑料，实现“以塑代木”、“以塑代钢”、以塑料代替其他非金属材料的愿望。这些新型高分子材料的诞生对注塑技术提出了更高的要求。近年来高分子材料的品种得到迅速的发展，而这些新型高分子材料的特性差别很大，普通注塑已不能适应这些新材料的工艺要求，因此在通用注塑成型基础上又发展了其他许多注塑方法，主要有： (1) 热固性塑料注塑 (2) 结构发泡注塑 (3) 多组分注塑 (4) 反应注射成型1.3 我国塑料模具的差距我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快，有些已达到或接近国际水平，尤其是随着改革开放政策的不断深入，“三资”企业蓬勃发展，对我国塑料模具设计制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，由于我国模具制造基础薄弱，各地发展极不平衡，因此从总体上来看，与国际先进水平相比和与国内市场需求相比，差距还很大。这主要表现在以下方面：塑料模具产品水平不高，与国外先进水平相差甚远；我国塑料模制造企业设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率比国外低很多，且设备不配套、利用率低的现象十分严重；开发能力低，在市场上处于被动地位，创造的经济效益方面，国内大多数是微利甚至亏损；国内外模具企业管理上的差距十分明显；我国塑料模具市场总体上供不应求，特别是大型、复杂、长寿命塑料模产需矛盾十分明显。1.4 塑料成型模具发展趋势从模具设计和制造技术来看，塑料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，模具设计已有经验设计阶段逐渐向理论计算设计方面发展。尤其是挤出机头的设计。这使挤出制品的产量和质量都得到很大的提高。(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；各种能可靠的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模具等。(3) 大型、超小型极高精度注塑模具的发展：目前在我国，大型、超小型和高精度塑料模具的制造技术已得到很大发展，但是与发达国家相比却相差甚远，因而还需要更大的发展。(4) 革新模具制造工艺，发展快速经济制模技术：为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要，加快模具的制造速度，降低模具制造成本、开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。目前，快速经济制模的主要途径是采用专门的制模材料如低熔点合金、中熔点合金、锌合金、高分子树脂等，以铸造成型或压制成型的方法，取代传统的机械加工方法来制造模具。它简化了模具制造工艺、缩短了制造周期、降低了模具的成本。在工业生产中取得了显著的经济效益。(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，以适应大规模的、成批的模具生产。本课题要解决的主要问题是塑料光盘盒注塑模具工艺方案的拟定和塑料光盘盒注塑模具的设计。本课题要达到的预期效果：a.外观及尺寸均符合要求，未出现溢边、缩坑等缺陷；b.结构合理；c.镶拼简单，加工简便；d.顶出动作平稳、可靠。注塑模具设计总体思路如图1-1所示: 设计前的准备确定成形工艺选择成形设备拟定总体结构草图设计计算、绘制总图及零件图1.准备设计所需的技术资料2.了解塑件的结构特点1.了解塑料的成形性能，计算塑件的重量和体积2.选择成形设备、了解设备的性能、规格、特点1.确定模具结构形式2.确定模具的主要结构3.绘制模具结构草图1.成形零件的设计及尺寸计算2.结构件的设计及尺寸确定3.结构件的强度、模具安装尺寸的校核4.绘制总图及零件图 图1-1 模具设计思路图2 模具总体设计2.1 制品的分析塑件为电动车后备箱箱体，材料为ABS，用游标卡尺对零件进行测绘。我们最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的草图。由于条件限制所以采用多次取断面进行测量的办法。量具：游标卡尺（0300、0.02）,垂直卡尺，曲线测量仪等注意做到以下几点：1测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；2采用多次测量求平均值；3正确地读取数据。根据上述的方法绘制的制品的零件图如下：图2-1 制品图 图2-2 制品的三维造型该制品是ABS（苯烯腈-丁二烯-苯乙烯）塑料。据模具设计手册可知，ABS的密度10301070 ，收缩率0.30.8%， 模具温度5080，最大不溢料间隙0.04mm，塑件的尺寸精度为56级，则模具型腔的尺寸精度应为IT10IT11级。2.2 模具总体方案设计设计模具时，首先确定合适的注塑机，并了解它的技术规范要求：注塑机的最大注塑量、最大注塑压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小厚度、最大开模行程、模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸、注塑机喷嘴孔直径和喷嘴球头半径值。再根据现有注塑机的规格、所要求的塑件的质量、塑件成本及交货期等，确定型腔数目。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。分浇道的形状尺寸主要取决于塑件的体积、壁厚、形状以及所加工塑料的种类、注射速率、分浇道长度等。主流道与分流道采用圆角过渡，这样可以减小料流转向过渡时的阻力。分流道的布置要均匀处理，确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等。分流道表面不必很光，可以使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。分流道与浇口采用圆弧过渡，有利于熔料的流动及填充。浇口是连接分流道和型腔的桥梁，它具有两个功能：第一，对塑料熔体流入型腔其控制作用；第二，当注塑压力撤销后，浇口固化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却固化的塑件不会倒流。根据制品的特点初步采用多点进料点浇口浇注系统。型腔分型面和形状的确定：注塑模有一个分型面和多个分型面的模具，分型面的位置有垂直于开模方向、平行于开模方向以及倾斜于开模方向几种，分型面的形状有平面和曲面等。根据制品的形状本模具采用双分型面分型。 排气系统的设计：本模具采用间隙排气，利用分型面的配合间隙自然排气。推出机构的设计：推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压与气动推出机构。本设计可采用机动推出，合模时复位杆首先与定模边的分型面接触，而将推板和所有的推杆一道推回原位。本模具设计采用塑件留在型腔，要保证塑件不应推出变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。2.3 注射机的选择注塑模具是与注塑机配套使用，因此设计时注塑机的选择尤为重要。从模具设计的角度出发，应了解的注射机的技术要求有：注射机的类型、最大注射量、最大注射压力、锁模力、最大注射面积、模具的最大和最小闭合厚度、最大开模行程以及模具在注射机上安装时所需的定位孔的大小、螺钉孔的位置等等。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件的体积（包括浇注系统在内）应小于注射机的注射容量，其关系式按下式校核 V件 0.8V注 （2-1）式中 V件塑件与浇注系统的体积总和（cm3）； V注注射机的注射容量（cm3）； 0.8最大注射容量利用系数。 V 注 5/4 V件 1.2510001250cm3根据制品的大小及企业生产状况，预选择SZ-1250/4 000，其主要参数如表2-1所示。表2-1 注射机参数型号SZ-1250/4 000螺杆直径（mm）80注射容量（cm3或g）1307注射压力（N/cm3）154.2锁模力 （KN）4000注射速率（r/min）410模具厚度（mm）380770拉杆内间距（mm）750750喷嘴球半径（mm）20移模行程（mm）7502.4 型腔的布置及分型面的确定分开模具能取出塑件的面，称作为分型面。本模具采用双分型面。双分型面注塑模具是指浇注系统凝料和制品由不同的分型面取出。选择分型面时，应根据几何形状的外观质量、浇注系统的合理布置、便于取件、利于排气等因素综合考虑，为了便于脱模，分型面的位置宜取在塑件外形轮廓最大处。分型面的方向尽量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。由于本制品是下大上小的特点，根据上述选择分型面的原则，本制品的分型面选择在箱体的上边缘。另一分型面是为了取出浇注系统凝料。型腔的布置和浇口的开设部位因力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料，为此，本模具一模两腔布置方式。A分型面的确定要遵守以下原则：a分型面塑件应尽可能留在动模或下模，以便从动模或下模顶出，简化模具结构。b分型面塑件留于动模时，应考虑最简顶出形式，简化模具结构。c塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模部分，避免定模或上模侧抽芯。d塑件有多组抽芯时，应尽量避免长端侧抽芯。e头部有圆弧的塑件，采用圆弧部分分型会损伤塑件外观。一般应选择在头部下端分型。f一般塑件分型面的选择，应考虑到塑件的外观，尽量避免塑件表面留有分型痕迹。g有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。h一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端，以利于排气。B初步确定了分型面后，用ProE软件建立分型面。主要有以下几个步骤：a首先打开ProE，调入模具参考模型，在菜单栏中选取【新建】【制造】【模具型腔】【装配】，装配已画的零件图。b设置收缩率，在菜单管理器中选取【收缩】【按尺寸】【设置/复位】【所有尺寸】输入ABS的平均收缩率0.005，单击完成。c设计毛坯工件，在菜单管理器中选取【模具模型】【创建】【工件】【手动】单击确定。选择【创建特征】，在菜单管理器中选取【实体】【加材料】【拉伸】【实体】【完成】进入草绘部分进行绘制。d设计分型面，利用菜单管理器中【分型面】的子选项进行分型面的创建和修改。C分型弹簧的设计由于本设计采用的双分型面结构，所以在模具分型时必须要注意几个点，一是第一次分型的位置，二是第二次分型的位置，以及定模板位置的固定。在这里首先应确定第一次分型面的位置。所以采用了弹簧来促使第一次分型在定模板与定模固定板之间。顶出塑件时其弹簧被压缩，合模时，只要注塑机的顶杆一离开模具顶板，弹簧的回力就将顶出机构复位。结构如下图：图2-3 弹簧结构图弹簧的参数如下： 簧丝的直径 弹簧的外径 簧的内径 簧的有效圈数 簧的节距圈数得弹簧的计算参数为：自由高度（2-2）2.5 脱模斜度脱模斜度主要是为了便于脱模。塑件沿脱模方向常用的斜度值对热塑性塑件为0.53，热固性酚醛压制件取0.51。脱模斜度的大小与塑件的形状，脱模方向的长度，塑件表面质量有密切关系。热塑性塑料在脱模时有较大的弹性，即使是较小的脱模斜度，也可以顺利脱模。但为了减小脱模阻力，一般在产品没有特殊要求的条件下，选用尽可能大的脱模斜度。较深的孔，其两端尺寸公差又较小时，可以用推板、推管等进行强制脱模。但型芯的表面必须做成镜面，而且要有不低于52HRC的硬度。塑料的性质不同（指硬度、表面摩擦系数、弹性等），所必须的脱模斜度也不同，一般规律为：a硬质塑料需比软质的脱模斜度大；b塑件的壁厚大时，成形收缩大，脱模斜度要大；c形状复杂的部分要比形状简单的部分有较大的脱模斜度；d型腔的深沟槽部分如加强筋、突脐，需要较大脱模斜度。一般选取35。由于塑件冷却后产生收缩，会使塑件紧紧地包住模具型芯、型腔中突出的部分，为了使塑件易于从模具内脱出，在设计时必须保证塑件的内外壁具有足够的脱模斜度。由于目前还没有比较精确的脱模斜度计算公式，在选择脱模斜度时，主要还是参照经验数据，根据ABS材料的性质在设计中选用2.5的拔模斜度。2.6 浇注系统设计浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀、迅速地输入型腔，使型腔内体及时排出；并且将注射压力传递到型腔的各个部位，从而得到组织紧密的制品。浇注系统通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。浇口是浇道与型腔之间最短的一段距离，能够增加和控制塑料进入型腔的流速并封闭装填在型腔内的塑料。浇口位置的选择对制品的质量显得尤为重要，根据模具设计手册浇口选择的一般要求是：a.塑件能量的损失最小;b.浇口的位置应使进入行腔的塑料能顺利的排出模腔内的空气，进入型腔的塑料不要立即封闭排气系;c.浇口的位置要避免造成收缩变形和塑件的熔接痕;d.拼镶结构的模具，浇口的位置不能使流动的塑料冲击镶件，但也不能离浇口太远，否则塑料流到镶件附近时变冷熔接不好;e.浇口的位置及大小要考虑对型芯的影响。避免塑料直接正面冲击型芯;f.外观要求高的塑件则浇口不允许设置在分型面上，同时要考虑清理简便，不损坏塑件。根据本设计的具体情况，采用十点进料直浇口浇注系统。本模具流道布置采用平衡式分流道，即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。采用这种形式，是为了减小进料口附近的收缩对箱体精度的影响。进料口均匀分布在塑件端面，不会在光盘盒上留痕迹。具体结构及参数如图2-4所示：图2-4 进料口形式（左视图）2.7 冷却装置设计2.7.1 模具温度对模具的影响（1）模具在成型的过程中，模具的温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件的质量。（2）模具温度过高，成型收缩大。脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和黏模。（3）模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面还会产生明显的银丝或流纹等缺陷。（4）当模具的温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘取变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。由于本塑件采用的是ABS，其黏度低、流动性较好，对模具温度的要求不高，因此只要设计冷却系统就可以了，加热系统就不需设计。冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算，在单位时间内熔体凝固时所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为40。2.7.2 冷却系统设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。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，冷却水孔中心距约为35 倍，水孔直径一般为812。（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。（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，因此加强浇口处的冷却。（5）尽量降低进水和出水的温度。如果进水和出水的温度过大，将使模具的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具，通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于5。（6）合理选择冷却水道的形式。（7）合理确定冷却水管接头的位置。为不影响操作，进出口水管接头通常设在注射机背面的模具同一侧。（8）冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构（如推杆孔、小型芯孔等）发生干涉现象，设计时要通盘考虑。（9）冷却水孔进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。2.7.3 冷却介质的选择冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水较多，因为水的热容量大、传热系数大，成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或内部开设冷却水道。由于ABS 的黏度低、流动性好，成型工艺要求模具温度都不太高，所以常采用水对模具冷却。2.7.4 冷却水的体积流量计算 （2-3）式中： 单位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量，ABS为； 单位时间（每分钟）内注入模具中的塑件质量按每分钟注2 次 冷却水的密度（） 冷却的比热容（） 冷却水出口温度（取） 冷却水进口温度（取室温的温度）=2.622.7.5 确定冷却水管的直径为使冷却水处于湍流状态，取冷却水孔的直径。2.7.6 确定冷却水在管道的流速v （2-4） 大于最低流速，达到湍流的状态，所选管道直径合格。求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h （2-5） 式中： f 冷却介质温度有关的物理系数，可查表取f = 6.84（水温为25）； 冷却介质在一定温度下的密度（1000 kg /m3）； 冷却介质在流道中的流速，m/ s；d 冷却水管的直径，mm； 2.8 推出机构设计推出机构的作用是塑件成型后，顺利地把塑件及浇道凝料推出模外。推出机构一般由推杆、推管、推板、推杆固定板等零件组成。在设置推出机构时，首先需要确定当模具开启后，制品的留模形式（留动模部分或留定模部分），推出机构必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的推出机构设置在动模板一侧，因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的。根据文献5中的P590-P593。A推出机构的设计原则：a. 模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件出模后不致于变形；b. 推力要均匀。推力面尽可能要大，其推力应设计在塑件承受力较大的地方如筋部、凸缘及壳体壁部等部位；c. 推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外观质量；d. 推出系统要动作灵敏可靠、动作平稳并便于更换与维修。B推出机构的类型：a. 推杆推出机构的结构特点：塑件成型后，能一次被推出。设计要点：推杆的直径不要过细，应有足够的强度承受推力；推杆的端面应距离型腔或镶件的平面；推杆应作淬硬处理。b. 推管推出机构 适用于环形、桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出，过薄的塑件尽量不要用这种机构，因为过薄的推管加工困难，且易损坏。c. 推板推出机构 其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹，同时塑件受力均匀，顶出平稳，适用于各种容器、桶形制品及中心带孔塑件。d. 气压推出机构 它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法，特别是成型车间设有压缩空气管路，采用此法更加经济合理。e. 推块推出机构 中间有孔的平块状带凸缘塑件，易采用这种机构，它的结构形式及与推出板的固定方法与推杆相似。根据以上原则及推出机构的类型，以及制品的结构特征，选用推杆推出机构。2.9 推杆推杆多为圆形结构，细长杆可将后部加粗成台阶形，配合间隙要求小的推杆，其推杆端部应设计成锥形。推杆应尽量短，推出时，一般将塑件推到高于型腔（或型芯）左右即可。推杆的端面应高出所在型腔的底面或型芯顶面。推杆与其配合孔采用F8/h7配合，保持一定同轴度。推杆数量在保证推出前提下，越少越好。在推杆推出机构中一定要设计复位机构。推杆需要进行淬火处理，使其具有足够的强度和耐磨性。本设计采用的圆形推杆。2.10 复位杆顶杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯（型腔）表面很多，在下一次合模（模具合紧之前）时，必须使其退回到顶出前的初始位置，以免碰坏型腔（或型芯），因此在顶出机构中必须设有复位杆帮助顶杆回位。2.11 导向装置导向装置的作用是：当动模与定模合模时，导向装置先进行导向，型腔与型芯再合模，这样可避免型芯与型腔发生碰撞而损坏。同时，保证了型芯及型腔的相对位置，兼起定位作用及承受一定的侧压力作用。导向装置包括两个部件，即导柱和导套，导柱一般安装在动模上，导套安装在定模上。有时，也可将导柱安装定模上，导套安装在动模上，或在动模上设计导套孔，用导柱直接导向。在本设计中，导套安装在定模上，导柱安装在动模上，在合模时进行导向定位。2.12 确定各模板尺寸模板各部分结构尺寸如表2-2所示：表2-2 模板各部分主要结构尺寸1定模底板 长 宽厚 850mm 560mm 40mm2定模板 长 宽厚 850mm 560mm 185mm3动模板 长 宽厚 850mm 560mm 100mm4动模底板 长 宽厚 850mm 560mm 40mm5垫块 长 宽厚 560mm 80mm 211mm6推杆固定板 长 宽厚 660mm 560mm 40mm7推板 长 宽厚 660mm 560mm 30mm8导杆固定板 长 宽厚 850mm 560mm 40mm9定模座板 长 宽厚 900mm 560mm 40mm10动模座板 长 宽厚 900mm 560mm 40mm根据上述的设计，最后设计出的模具的总装图如下：（a） 主视图（b） 左视图图2-5 模具总装图2.13 型