毕业设计（论文）-外螺纹液压管接头注塑模设计.doc

桂林电子科技大学毕业设计（论文）编号： 毕业设计说明书题 目：外螺纹液压管接头注塑模设计院 （系）： 应用科技学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2011年 6 月 10 日 桂林电子科技大学毕业设计（论文） 摘 要随着塑料工业的迅速发展，注塑模市场发展迅速、竞争激烈。为了做到高质高效低成本来提高市场占有率,注塑模具的开发、设计与加工结合CAD/CAE/CAM技术具有重大意义。本次设计围绕外螺纹液压管接头的注射模设计展开的，利用模具设计软件进行设计及制图，完成对外螺纹液压管接头注射模具的总体设计，整个毕业设计的内容包括课题的调研，资料的收集与消化，包括外螺纹液压管接头外型结构学习，材料的使用；了解注射模具的特性及结构功能特点，结构的简化、优化；熟悉所设计模具的工作原理；熟悉模具设计软件的使用，以最快、最优的方法完成设计。在设计过程中也进行了大量的计算包括成型零件尺寸的计算和对注射机的锁模力、最大注射量、注射压力、开模行程和模具与注射机安装部分相关尺寸的校核。同时，也对产品的工艺性进行分析，主要分析了塑料件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性质等因素。其次对注射成型原理及工艺特性、注射模结构与注射机、塑料制品在模具中的位置与浇注系统设计、成型零件设计、结构零部件的设计、推出机构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、温度调节系统等方面的介绍。在设计过程种运用到了Proe3.0软件对塑件进行三维造型，通过使用AutoCAD来设计整套模具。关键词：注塑模；型芯；型腔；斜滑块；侧型芯全套图纸加扣 3012250582AbstractWith the plastics industry and injection mold market competition development rapidly. In order to implement low-cost, high quality and efficiency to enhance market share, the development of injection mold design and manufacturing integrate CAD/CAE/CAM technology is significance.The graduation around the outer thread hydraulic tube fittings of injection mold design launched using the mold design software to design and graphics, complete outer thread hydraulic tube fittings injection mold design, graduate design covers the whole subject research, data collection and digestion, including the outer thread hydraulic tube fittings shape structure learning, the use of materials; understanding the characteristics of injection molding and structural features, structural simplification, optimization; familiar with the design principle of the mold; familiar with the mold design software to use, fastest and best way to complete the design. In the design process also had a lot of computation, including the calculation of part size and shape of the injection molding machine clamping force, the maximum injection quantity, injection pressure, stroke, and mold and mold injection machine installation part of the relevant size of the check. Also the product of the process of analysis, mainly the shape of the plastic characteristics, size, dimensioning methods, precision, surface quality and material properties and other factors. Secondly, on the principle and process characteristics of injection molding, injection mold structure and injection machines, plastic products position in the mold design and casting, molding part design, the design of structural parts, out of body design, Side Parting Pulling Mechanism design, temperature control system so presentations. In the design process Proe3.0 software application of plastic parts to three-dimensional modelling, by using AutoCAD to design set of mold.Key words: Injection mold; core; cavity; oblique slider; side-type heart目录前言11 塑件工艺特性分析21.1 塑件使用材料的工艺分析21.1.1 ABS主要用途21.1.2 ABS成型特点21.2 塑件结构工艺性分析31.2.1塑件尺寸精度31.2.2脱模斜度41.2.3塑件壁厚41.2.4螺纹的设计52 成型工艺方案的确定52.1 分型面的选择52.2 型腔数目的确定63 注射机的选择63.1 塑件体积与质量的计算63.2 注射量的计算63.3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算73.4 注射机型号的确定74 浇注系统设计84.1 主流道设计84.2 冷料穴的设计94.3 分流道的设计104.3.1分流道的截面形式104.3.2分流道的布置114.3.3分流道的长度114.3.4分流道的表面粗糙度114.4 浇口的设计124.4.1浇口的类型124.4.2浇口位置的选择124.4.3浇口尺寸的确定125 成型零件的设计与计算135.1 成型零部件的结构设计135.2 成型零部件工作尺寸的计算135.2.1塑件的收缩率波动误差ds1135.2.2模具成型零件的制造误差dz135.2.3模具成型零件的磨损dc145.2.4模具安装配合误差dj145.3 型腔和型芯径向尺寸的计算155.3.1型腔径向尺寸的计算155.3.2型芯径向尺寸的计算165.3.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算165.3.4螺纹型环尺寸计算166 模架的确定和标准件的选用177 导向机构的设计197.1 导柱的设计197.2 导套的设计208 推出机构设计208.1 脱模力的计算208.2 推杆的设计228.2.1推杆长度及强度计算228.2.2推杆的形状及固定形式228.2.3推杆位置的选择239 侧向分型与抽芯机构设计249.1 斜导柱设计249.2 侧滑块的设计269.3 导滑槽的设计279.4 楔紧块的设计279.5 侧滑块定位装置2810 排气系统的设计2810.1 排气方式的选择2810.2 开设排气槽应注意以下几个要点。2911 温度调节系统的设计2911.1 模具温度调节对塑件质量的影响2911.2 冷却系统的设计3012 参数的校核3312.1 注射机有关参数的校核3312.1.1型腔数量的校核3312.1.2注射机工艺参数的校核3312.2 安装尺寸校核3412.3 开模行程的校核3513 主要成型零件加工工艺35谢 辞37参考文献38附 录39 桂林电子科技大学毕业设计（论文） 第41页 共39页前言塑料与混凝土、钢铁、木材并称为四大工业材料，而其生产的年增长率则以塑料居首位。塑料在材料结构中所占的比例也正在逐年上升。多年的实践证明，增加塑料在整个材料结构中的比重，广泛采用高分子合成材料，可节省资源，降低能耗，社会总体经济效益可大为提高，社会资金和自然资源可以得到更合理的利用。我国的塑料工业发展较慢，直到1958年，塑料工业才开始有了较快的发展。l972年后，建立了一批以石油化工为基础的原料生产基地，推动了我国塑料工业的发展。又随着新材料技术及工艺的不断发展，塑料材料的性能有了很大的提高，同时新塑料材料不断出现，相应的各种塑料制品也越来越多地走进人们的日常生活，使得注射模制造技术有了飞速的发展，从传统的模具制造工艺向CAD/CAE/CAM一体化发展，大大提高了塑料制品的生产效率和质量，降低了成本。塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿，成为人们生活中不可缺少的助手。塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性，橡胶的弹性和韧性于一身，因此除了日常用品外，塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业。塑料加工方法的种类很多，注塑成型是其中之一，也是最常用的成型方法。该种成型方法发展很快，是目前最具前景的塑料成型加工方法。虽然成型用的设备一般造价较高，但适应性强，生产效率高，可成型性能好、形状复杂、精度高的塑料制品。本设计为外螺纹液压管接头注塑模，一般来说，在液压管方面，如果采用金属材料的话，有几大缺陷，一是重量比较大，二是不耐腐蚀，三是容易漏水，四是成型不易，而且成本较高。而塑料刚好在这几个方面弥补了金属材料的不足。我们可以看到在日常生活中看到的大部分液压管都是使用塑料制成的。美国PTC公司的三维设计软件Pro/E能实现产品设计、模具分型、模具结构设计和模具数控加工等一整套自动化功能。本设计将把Pro/E强大的功能与塑料模具开发设计有效地结合起来。本文以外螺纹液压管接头注射模为例，将详细介绍液压管模具的设计过程与成型零件的制造工艺。本设计的难点在于螺纹成型和抽芯机构的设计，如何选择一个合理的又不至于使模具结构更趋复杂的分型面和抽芯机构，以及熟悉注塑材料和注塑模设计步骤便是本设计的目的和意义所在。1 塑件工艺特性分析1.1 塑件使用材料的工艺分析外螺纹液压管接头所用的材料是ABS（是由丙烯睛、丁二烯、苯乙烯共聚而成的），这三种成分各自的特性使ABS具有良好的综合力学性能，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点。ABS材料无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度为1.021.05g/cm3，其收缩率为0.3%0.8%。1.1.1 ABS主要用途ABS按用途不同可分为通用级(包括各种抗冲级)、阻燃级、耐热级、电镀级、透明级、结构发泡级和改性ABS等。通用级用于制造齿轮、轴承、把手、机器外壳和部件、各种仪表、计算机、收录机、电视机、电话等外壳和玩具等；阻燃级用于制造电子部件，如计算机终端、机器外壳和各种家用电器产品；结构发泡级用于制造电子装置的罩壳等；耐热级用于制造动力装置中自动化仪表和电动机外壳等；电镀级用于制造汽车部件、各种旋钮、铭牌、装饰品和日用品；透明级用于制造度盘、冰箱内食品盘等。在本次设计中，我们采用的是通用级。1.1.2 ABS成型特点ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。ABS的熔体流动性比PVC和PC好，在升温时粘度较高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度较高时，模具温度可控制在5060，而在强调塑件光泽和耐热时，应控制在6080。ABS注塑参数如表1-1所示表1-1 ABS注塑参数注射类型螺杆式螺杆转速r/min3060喷嘴形式直通式喷嘴温度oC 180190料筒温度前段200210模具温度oC5070中段210230注射压力 MPa7090后段180200保压力 MPa 3050注射时间 S35保压时间 S1530冷却时间 S1530成型时间 S4070预热温度oC8085后处理方法红外线灯、鼓风烘箱时间h23温度oC70总周期S50220时间S241.2 塑件结构工艺性分析外螺纹液压直管的三维立体图如图1-1所示图1-1 塑件图该塑件是一种常见的塑料工件，属小型件，精度要求一般，为民用级产品。塑件设计的难度在于其外螺纹的设计和其侧抽芯脱模机构较为复杂，而侧向抽芯更是这次课程设计的重点，零件直通管的成型采用侧向抽芯机构。由于抽拔距不是很长，普通的斜导柱抽芯结构可以实现抽芯。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。为便于塑件从模腔中脱出和从塑件中抽出型芯，塑件设计时须考虑其内外壁面应该有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。1.2.1塑件尺寸精度由于塑件的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动，所以塑件公差数值根据表1确定。精度等级根据表1-2选择，由于所用材料为ABS，所以确定其采用一般精度，为3级精度。表1-2 精度等级类别塑料品种建议采用的等级高精度 一般精度 低精度1PSMT2MT3MT5ABS聚甲苯丙烯酸甲脂PCPSU 聚砜PFPE高密度1.2.2脱模斜度由于塑件在冷却过程中产生收缩，因此在脱模前会紧紧地包住凸模（型芯）或模腔中的其他凸起部分。为了便于脱模，防止塑件表面再脱模时划伤、擦毛等，在设计时应考虑与脱模方向平行的塑件内表面应具有一定的脱模斜度。塑件上脱模斜度大小，与塑件的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、塑件壁厚和几何形状有关。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状越复杂或成型孔较多的塑件取，较大的脱模斜度；塑件高度越高、孔越深，则去较小的脱模斜度；壁厚增加，内孔包住型芯，脱模斜度也应大些。因此根据塑料成型工艺与模具设计中表3-12中查得：型腔脱模斜度范围是35130，型芯脱模斜度范围是3040，所以型腔选取35，型芯选取30。1.2.3塑件壁厚塑件应具有一定的壁厚，壁厚过大或者过小都对塑件的质量有直接的影响。这不仅是为了塑件在使用中有足够的强度和厚度，而且是为了塑料在成型时保持良好的流动状态，并且在脱模时能够承受一定的推出力使塑件本身不至于变形。热塑性塑件的壁厚一般在14mm，故本塑件的壁厚采用3mm。1.2.4螺纹的设计塑件上的螺纹既可以直接用模具成型，也可以再成型后用机械加工成型，对于经常要拆装和受力较大的螺纹，应采用金属螺纹嵌件。塑件上螺纹的直径不宜过小，螺纹的外径不应小于4mm，内径不应小于2mm，精度不超过三级。设计螺纹塑件时，有两个方面的要求：（1）保证塑件及螺纹强度；（2）保证塑件螺纹顺利脱模。经过查表可知，本次螺纹采用M362-6e。2 成型工艺方案的确定2.1 分型面的选择模具上用来取出塑件和（或）浇注系统凝料可分离的接触表面称为分型面。分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。选择分型面时应遵循以下几个原则。（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求；（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；（5）分型面的选择要便于模具的加工制造；（6）分型面的选择应有利于排气。因为该塑件为外螺纹液压管，对表面质量无特殊要求，但外圆上带有螺纹，经过考虑，按塑件的具体结构和以上确定分型面的设计原则，本设计确定的分型面如图2-1所示。图2-1 分型面布置形式2.2 型腔数目的确定型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、注射机的最大注射量、制品的精度等。对于精度要求高的小型塑件和大中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，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。该塑件精度要求不高，生产批量适中，且具有侧抽芯，抽芯距较长，从模具加工成本，制品生产时的成本考虑，故拟定为一模两腔。采用一模两件，能够适应生产的需求，潜伏式点浇口，浇口去除方便，模具结构孔不复杂，容易保证塑件质量。型腔布置形式如图2-2所示：图2-2 型腔布置形式3 注射机的选择3.1 塑件体积与质量的计算外螺纹液压管的体积和质量计算可以通过Proe3.0的分析功能进行计算，测量得单件塑件的体积V1=43.86cm3，查相关资料知，ABS的密度为1.021.05g/cm3 ，取其密度为1.05g/cm3 ，则单件塑件重量3.2 注射量的计算通过Proe建模分析，计算得塑件质量为46.053g，塑件体积为43.86 cm3，流道凝料的质量M2还是个未知数，可按塑件质量的0.6 倍来估算，即M2=0.6nM1从上述分析中确定为一模两腔，所以总的注射量为：3.3 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A2，在模具设计前事个未知值，根据多型腔模的统计分析，A2是每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.20.5倍，通过用AutoCAD分析功能，计算出塑件在分型面上的投影面积A1=4054.86mm2,。因此可用0.35nA1来进行估算，所以式中A1为塑件在分型面上的投影面积；n 型腔数。锁模力是指注塑机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力12。 （3.1）式中指注塑机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力；A 塑件和浇注系统在分型面的投影面积之和（mm2）。所以 式中，型腔压力P型取30MPa。3.4 注射机型号的确定注塑成型机按结构形式可分为立式、卧式、和直角式三类。立式注塑机是注射柱塞（或螺杆）垂直装设，锁模装置推动模板也沿垂直方向移动，主要优点是占地面积小，安装或拆卸小型模具很方便，容易在动模上（下模）安放嵌件，嵌件不易倾斜或坠落。其缺点是制品自模具中顶出后不能靠重力下落，需靠人工取出，这就有碍于全自动操作，但附加机械手去产品后，也可实现全自动操作。卧式注塑机是注射柱塞或螺杆与合模运动方向均沿水平装设，其优点是机体较低容易操纵和加料，制件顶出后可自动坠落，故易实现全自动操作。直角式注塑机是注塑机柱塞或螺杆与合模运动方向相互垂直，这种注塑机的主要优点是结构简单，便于自制，适用于单件生产中心部位不允许留有浇口痕迹的平面制件，同时常利用开模时丝杆的转动来拖动螺纹型芯或型环旋转，以便脱下塑件。考虑到生产成本和易于实现自动化，塑件还是靠自身重力下落比较合适，且重心较低安装稳妥。通过上述的分析，该塑件的注射量和锁模力较大，由于本模具有抽芯机构，设计较复杂，同时考虑到开模行程和脱模力的原因，采用卧式注射机。根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，查阅参考书，可选用SZ-250/1250卧式注塑机。表3-1 注射机主要技术参数项 目数 据项 目数 据理论注射容量/270锁模力1250螺杆直径/ mm45拉杆内间距/mm415415注射压力MPa160移模行程/mm360注射速率g/s110最大模厚/mm550塑化能力/s18.9最小模厚/mm150螺杆转速r/min10200定位孔直径/mm160喷嘴球半径/mm15喷嘴孔直径/mm4锁模方式液压4 浇注系统设计浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传料、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道、分流道、冷料穴、浇口。对浇注系统设计时，应遵循以下几个基本原则：（1）分析塑料的成型性能；（2）尽量避免产生熔接痕；（3）有利于型腔中气体的排出；（4）防止型芯的变形和嵌件的位移；（5）尽量采用较短的流程充满型腔；（6）要注意对流动距离比和流动面积比的校核；4.1 主流道设计主流道设计一般有以下几个要点：（1）为便于将凝料从主流道中拉出，主流道通常设计成锥形，其锥角=26。内壁表面粗糙度一般为Ra=0.8um。（2）为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密对接，主流道进口处应制成球面凹坑，其球面半径为R2=R1+(12)mm，凹入深度35mm。（3）为了减小物料的流动阻力，主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡，其圆角半径r=13mm。（4）在模具结构允许的情况下，主流道应尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响熔体的顺利充型。（5）对于小型模具可将主流道浇口套与定位圈设计成整体式，但在大数情况下是将主流道与定模座采用H 7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。（6）因主流道与塑料熔体反复接触，进口处与喷嘴反复碰撞，因此，常将主流道设计成可拆卸的主流道衬套，用较好的钢材制造并热处理，一般选用T8、T10，热处理硬度要达到HRC5055。综合上述因素考虑，球面配合高度为35mm，取其值5mm；主流道小端直径 D =注射机喷嘴直径（0.51）=4（0.51），取D =4.5mm；主流道球面半径SR0=注射机喷嘴球头半径（12）=15（12），取SR0=16mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为2，经换算得主流道大端直径为9.53mm。如下图4-1所示。图4-1主流道示意图4.2 冷料穴的设计为防止冷料进入型腔而影响塑件质量，在进料口的末端的动模板上开设一洞穴或者在流道的末端开设洞穴，这就是冷料穴。它是储存因两次注塑间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝。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。为了使主流道凝料能顺利地从主流道衬套中脱出，往往是冷料穴兼有开模时将主流道凝料从主流道拉出而附在动模一边的作用。（1）主流道冷料穴的设计常用的冷料穴有Z形拉料杆的冷料穴、倒锥孔冷料穴、圆环槽冷料穴、圆头形冷料穴、菌头形冷料穴、圆锥头形冷料穴。本设计采用图的Z形拉料杆冷料穴。如图4-2所示。 图4-2 冷料穴示意图（2）分流道冷料穴的设计该模具设计采用侧浇口形式，无须考虑分流道的冷料穴设计。4.3 分流道的设计分流道是指主流道与浇口之间的这一段,它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡段,也是浇注系统中通过断面积变化和塑料转向的过渡段,能使塑料得到平稳的转换。4.3.1分流道的截面形式分流道的截面形式主要有：（1）正方形断面：从增大传热面积考虑，分流道宜采用正方形，但加工制造难。 （2）梯形：加工较方便，其中h/D = 2/34/5 边斜度 510。 （3）U形：加工方便，斜角为510。（4）圆形：从减小散热面积和压力损失方面考虑，宜采用圆形，直径一般在212mm。分流道的断面形状及尺寸大小，应根据塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料工艺特性、注射速率、分流道长度等因素来确定。断面过小，会降低单位时间内输送的塑料量，并使填充时间延长塑件常出现缺料，波纹等缺陷；断面过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而且增大塑料耗量，延长冷却时间。总之，要求设计的分流道应能满足良好的压力传递和保证合理的填充时间。一般分流道直径在56mm以下时，对流动性影响较大，当直经大于8mm时，再增大流道直径，对流动性的影响则较小。 模中，分流道的排布原则是排列紧凑，缩小模具尺寸，分流道的长度尽量短，锁模力力求平衡。 本塑件的外形相对简单，熔料填充型腔比较容易，根据型腔的排列方式可知分流道长度较长，所以分流道截面设计成圆形截面，加工较容易，且热量损失与压力损失均不大，为常用形式，见图4-3所示。其直径可根据塑料流动性因素确定该塑料件采用ABS塑料，流动性为中等，所以选用圆形截面，根据经验参考值分流道直径可取5mm。图4-3 分流道示意图4.3.2分流道的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和非平衡式两种。而根据需要，设计中采用平衡式布置，如图4-4所示：图4-4 分流道布置形式4.3.3分流道的长度根据型腔在分型面上的布置情况，分流道可以分为一次分流道、二次分流道甚至三次分流道，分流道的长度要尽可能短、且弯折少，以便减少压力损失和热量损失，节约塑料的原材料和降低能耗。在此，我们采用的是侧浇口，分流道和浇口与塑件在分型面两侧的形式，分流道L1取20mm。4.3.4分流道的表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右即可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。在此，本设计采用1.6m。4.4 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。4.4.1浇口的类型浇口可分为限制性浇口和非限制性浇口两大类。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。按其机构形式和特点，可分为以下几大类：直浇口，中心浇口，环形浇口，爪形浇口，点浇口，侧浇口，潜伏浇口，轮幅浇口。本设计采用侧浇口的结构形式。4.4.2浇口位置的选择浇口的形式较多，但无论采用什么形式的浇口，其开设位置对塑件的成型性能及质量有很大的影响。因此，合理选择浇口的开设位置是提高塑件质量的一个重要设计环节。要是塑件拥有良好的外观及性能，需考虑以下几项设计原则：（1）尽量缩短流动距离；（2）浇口应开设在塑件壁厚最大处；（3）避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷；（4）考虑分子定向的影响；（5）减少熔接痕提高熔接强度；（6）避免产生喷射和蠕动；（7）应有利于型腔中气体的排出。4.4.3浇口尺寸的确定侧向进料的侧浇口，对于中小型塑件，一般厚度t=0.52.0mm（或取塑件壁厚的1/32/3），故取浇口壁厚为1mm；宽度b=1.55.0mm，取3mm；浇口的长度l=0.72.0mm，长度取2mm。5 成型零件的设计与计算5.1 成型零部件的结构设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦等，因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。本设计的模具采用的是一模两腔的结构，考虑到加工的难易程度和材料的利用价值等因素，采用上下凹模加三个侧抽芯的结构形式，见零件图和装配图。5.2 成型零部件工作尺寸的计算在计算成型零件型腔和型芯的尺寸时，塑料制品和成型零件尺寸均按单向极限制，即凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，公差为负；而孔心距尺寸则按公差带对称分布的原则进行计算。通过上述可知，ABS的收缩率为0.3%0.8%，查塑件的公差数值表，取其公差值=0.52，则dz=0.173。下面进行各尺寸的计算。5.2.1塑件的收缩率波动误差1 （5.1）式中 塑料收缩率波动误差；塑料的最大收缩率；塑料的最小收缩率； 塑件的基本尺寸。实际收缩率与计算收缩率会有差异，按照一般的要求，塑料收缩率波动误差所引起的误差应小于塑件公差的1/3。5.2.2模具成型零件的制造误差模具成型零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。成形零件的制造误差包括加工偏差和装配偏差。模具的制造精度越低，塑件尺寸精度也就越低，一般其制造公差取其塑件公差值的1/31/4，或取IT7IT8级作为制造公差，组合式型芯的制造公差应根据尺寸链来确定。在此，我们取其塑件公差的1/3。5.2.3模具成型零件的磨损模具成型零件的磨损主要是来自熔体的冲刷和制品脱模时的刮磨，其中被刮磨的型芯径向表面的磨损最大。磨损的结果使型腔尺寸变大、型芯尺寸变小、磨损程度与塑料的品种和模具材料及热处理有关。磨损量应根据塑件的生产、塑料的品种、模具的材料等因素来确定。对于生产批量小的，磨损量可以取小值甚至可以不考虑磨损量；而对于热塑性塑料摩擦系数小，可取小值。对于中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的1/6，对于大型塑件，应取其公差值的1/6以上，在此我们取=0.08。5.2.4模具安装配合误差dj模具成型零件装配误差以及的成型过程中成型零件配合间隙的变化，都会引起塑件尺寸的变化。模具使用过程中导柱与导套之间的间隙会逐渐变大，会引起制品径向尺寸误差的增加。模具分型面间隙的波动，也会引起制品深度尺寸误差的变化。综上所述，塑件在成型过程中产生的尺寸误差应该是上述各种误差的总和，即1： （5.2）式中塑件的成型误差模具成型零件的制造误差模具成型零件的磨损误差塑件的收缩率波动误差模具成型零件配合间隙变化误差 模具配合误差由此可见，塑件尺寸的误差为累积误差。在模具成型零件工作尺寸计算时，必须保证制品总的尺寸误差大于制品尺寸允许的公差，即。在一般情况下，收缩率的波动、模具制造公差和成型零件的磨损是影响塑件尺寸精度的主要原因。需要说明的是，并不是塑件的任何尺寸都与以上几个因素有关。计算模具成型零件最基本的公式为1： （5.3）式中模具成型零件在常温下的实际尺寸；塑件在常温下的实际尺寸；塑料的平均收缩率。从上述中可以查到ABS的最大收缩率和最小收缩率，由此可以计算出塑料的平均收缩率1： （5.4）5.3 型腔和型芯径向尺寸的计算如前所述，塑件的基本尺寸LS是最大尺寸，其公差为负偏差。由于dz、dc与的关系随塑件的精度等级和尺寸大小的不同而变化，因此式中前的系数x在塑料尺寸较大、精度等级较低时，dz和dc可以忽略不计，则x=0.5；当塑件尺寸较小，精度等级较高时，dc可取/6、dz可取/3。在此，考虑到本次设计的塑件尺寸较小，精度级别较低，故x的值取0.5。5.3.1型腔径向尺寸的计算根据型腔径向尺寸计算公式1： （5.5）式中Lm塑件外形最大尺寸，mm； 塑件的平均收缩率0.55%；塑件的尺寸公差，mm；z模具制造公差，取公差的1/3mm。根据塑件图尺寸，按照零件技术要求，根据塑件及其模具公差等级间的对应关系，塑件公差等级为MT3时，对应的模具公差等级精度为IT9级，按照9级精度查互换性与技术测量中表18查找出各尺寸的公差值，需要计算的型腔尺寸有、。根据上述公式（5.5）计算出各径向尺寸如下所示：=（1+0.0055）900.50.52=90.235=（1+0.0055）600.50.40=60.130=（1+0.0055）660.50.46=66.133=（1+0.0055）440.50.36=44.062=（1+0.0055）140.50.18=13.987=（1+0.0055）320.50.32=32.0165.3.2型芯径向尺寸的计算根据型芯径向尺寸计算公式1： （5.6）根据塑件图可知，该塑件拥有三个相同长度的型芯，长度都为。因此，计算一个型芯的径向尺寸即可。根据公式（5.6）计算出型芯的径向尺寸如下：=（1+0.0055）45+0.50.36=45.4285.3.3型腔深度和型芯高度尺寸的计算（1）型腔深度尺寸计算在计算型腔深度尺寸时，由于型腔的底面磨损很小，所以可以不考虑磨损，由此推出：型腔深度公式1： （5.7）其中修正系数X=1/22/3，即当塑件尺寸较大、精度要求低时取小值，反之取值。需要计算的型腔深度尺寸有、，根据公式（5.7），计算出型腔的径向深度如下所示：=（1+0.0055）160.50.20=（1+0.0055）220.50.24=（1+0.0055）180.50.20=（2）型芯高度尺寸计算根据塑件图分析可知，该塑件有三个型芯，其型芯的高度都是，查表可得其公差值为，根据型芯高度计算公式1：=（1+0.0055）26+0.50.28=5.3.4螺纹型环尺寸计算螺纹塑件从模具中成型出来后，径向和螺距尺寸都要缩小。为了使螺纹塑件与标准金属螺纹较好的配合，提高成型后塑件螺纹的旋入性能，成型塑件的螺纹型芯或型环的径向尺寸都应考虑收缩率的影响，即适当缩小螺纹型环的径向尺寸和增大螺纹型芯的径向尺寸。由于螺纹中径是决定螺纹配合性质的最重要参数，所以计算模具螺纹大、总、小径的尺寸，均以塑件螺纹中径公差中为依据。（1）螺纹型环大径尺寸计算公式1： （5.8）（2）螺纹型环中径尺寸计算公式1： （5.9）（3）螺纹型环小径尺寸计算公式1： （5.10）式中螺纹型环大径基本尺寸；螺纹型环中径基本尺寸；螺纹型环小径基本尺寸；塑件外螺纹大径基本尺寸；塑件外螺纹中径基本尺寸；塑件外螺纹小径基本尺寸； 塑料平均收缩率。塑件螺纹中径公差，由于目前我国尚无专门的塑件螺纹公差标准，故可参照金属螺纹公差标准中精度最低者选用，其值可查表GB/T 1971981；螺纹型环中径制造公差，其值可取/5或查表16.1本塑件图拥有一个M36的外螺纹，通过查表GB/T 1932003可知，其小径为31.67mm，经过计算可得其中径为33.835mm，并通过查塑料成型工艺与模具设计（第二版）可知其制造公差，塑件螺纹中径公差为0.17，由此进行如下计算：=（1+0.0055）360.17= =（1+0.0055）33.8530.17= =（1+0.0055）31.670.17=6 模架的确定和标准件的选用设计模具时，开始就要选定模架。当然选用模架时要考虑到塑件的成型、流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小及注射机型号的选用等因素。一般导向分为动、定模之间的导向，推板的导向，推件板的导向。一般导向装置由于受加工精度的限制或使用一段时间之后，其配合精度降低，会直接影响制品的精度，因此对精度要求较高的制品必须另行设计精密导向定位装置。当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。选用标准模架的程序和要点有如下几个方面：（1）模架厚度H和注射机的闭合距离L 对于不同型号的注射机，不同结构形式的索寞机构具有不同的闭合距离。模架厚度和闭合距离的关系为：LminHLmax（2）开模行程与定、动模分开的间距与退出塑件所需行程之间的尺寸关系 设计时须计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的定、动模分开的间距，而模具顶出塑件距离须小于顶出液压缸的额定顶出行程。（3）选用的模架在注射机上的安装 安装时需注意：模架外形尺寸不应受注射机拉杆的间距影响；定位孔径与定位环尺寸需配合良好；注射机顶出杆孔的位置和顶出行程是否合适：喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合；模架安装孔的位置和孔径与注射机的移动模板及固定模板上的相应螺孔相配。（4）选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求 为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性，需对模架组合零件的力学性能，特别是它们的强度和刚度进行准确地校核及计算，以确定动、定模板及支承板的长、宽、厚度尺寸，从而正确地选定模架的规格。注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。前者适用于模板尺寸为BL560mm900mm；后者的模板尺寸BL为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。因此，该设计按GB/T125561990来选取。根据塑件型腔及各方面的布置，本设计采用的是A2型，模具大小为450450mm的标准模架。标准模架如图8所示：图6-1 标准模架示意图7 导向机构的设计合模导向机构是保证动、定模或上下模合模时，正确地定位和导向零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。导向机构的作用主要有以下三点：（1）定位作用；（2）导向作用；（3）承受一定的侧向压力。7.1 导柱的设计（1）导柱形状导柱结构形式有带头导柱和有肩导柱，导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。（2）导柱长度导柱