毕业设计（论文）-直板手机ABS塑料外壳模具设计.doc

毕 业 论 文（2006届） 题目：手机外壳模具设计 摘要众所周知，模具是一个近年才新兴的非常有潜力的产业。在日常生产生活中，百分之八十以上的产品都是用模具来成型制造。这些产品所变现出来的优点，是其他加工方法所无法与之比较的。随着科学技术与社会生产力的迅速发展，塑料的性能得到了很大的改良，而且塑料制品得到了越来越广泛的应用。因此，我们将结合塑料和模具两者的优点，这两项技术将得到更好的发展和应用。本文在理论和实践中的只要研究工作包括：（1） 对塑料制件进行分析。（2） 根据塑件的情况，设计出符合塑件制造条件的模具。（3） 整理、编写设计工艺论文。关键词：模具、塑料、工艺、分析It is known that molding tool is a very new and potential industry.In the many ways of production,more than 80% production are made from Molading tools.These productions have many merits,which are stronger than the other kinds of making ways.With the rapid developing of productive forces.Science and technology,not only the plassticsFunction is improced greatly,but also many profuctions of plastic are used more and more and more popular.Thus,we connect the plastics merits and the molding toolsmerits,which are more develop and used.The main conclusions with theory and practice of the paper are as following.(1) Analyes the plastic of production.(2) According to the plastic of productions situation,we will design the molding tool which suit for the making situation properly.(3) Arrange and write the design of thesis.Key words:molding tool、 plastics、 craft 、analyse目 录题目：直板手机ABS塑料外壳模具设计绪论（一）制件分析1. 分析制件原料的工艺性2. 分析制件的结构、尺寸精度及表面质量（二）初步确定注塑机（三）注塑模结构设计1.选择分型面2.确定型腔布局3.浇注系统设计4.脱模机构设计5.冷却系统的设计6.排气系统的设计7.成型零件结构设计8. 顶出系统设计9.确定标准模架型号与规格（四）模具的设计计算1.成型零件工作尺寸的计算2.注塑机与模具有关参数及尺寸的校核附录参考文献致谢绪论 1.1模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2008年达到470种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.2各种模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。(1) 冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。(2) 锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。(3) 塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。(4) 压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。(5) 粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。1.3我国模具工业的现状自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260270亿元人民币。今后预计每年仍会以1015的速度快速增长。目前，我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2006年我国模具生产厂点约有3万家左右，从业人员约100多万人，近年来，模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，增长在20%以上。 2006年模具销售额为720亿元。2006年进口模具20.47亿美元，与上年基本持平，比2005年减少1.03%：出口总量为10.41亿美元，比2005年增长41.06%，出口首次突破10亿美元。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具规模已占全国总量的70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。2006年模具进口按地区分，进口最多的是江苏，其次为广东，上海和天津，都超过了2亿美元。江苏进口量3.92亿美元，占总进口比例为19.15%，上海进口量2.52亿美元，占总进口比例为12.35%，长三角地区的江苏。上海、浙江、山东进口量就有8.51亿美元，占总进口比例为41.58%。2006年在模具出口最多的10个省市中，广东、天津、浙江、江苏、上海、山东、福建、辽宁、北京、安徽。浙江、江苏、上海、山东、安徽分居第三位，四位、五位、六位、十位。模具行业结构调整和体制改革步伐加快，我国模具制造水平有了很大的提高，模具的CADCAM已很普遍，CAECAPP也在积极推广。如今我国生产的模具精度已达到微米级，与20年前相比，模具寿命提高了几十倍，模具生产周期缩短了约3/4，模具的标准件使用覆盖率从几乎是零，达到45%左右。我国模具总量虽然已位居日、美之后，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，与英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等也有差距。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品，塑料模和压铸模比例增大，专业模具厂数量增加，能力提高较快，“三资”及私营企业发展迅速，国企股份制改造步伐加快等。1.4世界五大塑料生产国的产能状况 美国塑料(原料)的产量多年来一直雄居各国之首。早在80年代前期，美国塑料产量就已达2000万吨之多，1986年增至23l0万吨，占全球总产量8100吨的28.5，此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分别增加到2710万吨、2810万吨、3010万吨、3410万吨、4000万吨和4360万吨，占世界总产量的比例从1996年起提高到30以上。2001年美国塑料产量为4170万吨，其中以聚乙烯为最多，达1500多万吨。其次分别是氯乙烯650万吨、聚丙烯720万吨、聚苯乙烯对酞酸脂320万吨、聚苯乙烯280万吨。国内塑料消费量(产量+进口量一出口量)，美国也是全球最多的。美国的全部塑料消费量2001年为4280万吨。美国人均塑料消费量也是很高的，2000年为159公斤，2001年略减为155公斤 ，居全球第3位。美国现有各种大小塑料企事业单位1万多家，其中职工人数少于50人的占总数的53，50l00人的占21，100500人的占23，超过500人的占近4，职工总数近90万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达110万，2001年的出货金额为2150亿美元，人均出货金额为195美元。 德国是世界最大的塑料(原料)生产国之一，上世纪90年代初的1991年、1992年和1993年，德国塑料产量都为990多万吨，1994年增达超过1000万吨的1110万吨1998年达近1300万吨，1999年为近1400万吨，2000年增至1550万吨，超过日本为世界第2大塑料生产国，2001年上升为1580万吨，2002年已过1600万吨。2001年德国生产的种种塑料原料中，聚乙烯为285万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯125万吨)，氯乙烯175万吨，聚丙烯160万吨。德国2001年的国内塑料消费量为1280万吨，其中聚乙烯265万吨，聚丙烯155万吨氯乙烯152万吨。德国人均塑料消费量2001年为160公斤，在世界上仅少于比利时的172公斤，高于美国的155公斤，排在世界第2位。德国塑料制品加工业的职工总计有近30万人，2001年的出货金额为360亿美元，人均126美元。德国塑料制品加工企业中职工少于50人的占44，50100人的占28，100500人的占25，500人以上的占4。 中国塑料工业多年持续高速增长，1991年产量仅为250万吨，1995年增为350万吨，1998年超过700万吨，到2002年已增达约1400万吨，超过日本而成为世界第3大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过2500万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过850万吨，工程塑料制品需求量将达400万吨左右，建材塑料制品需求量将达300万吨以上，农用塑料制品需求量将在500万吨左右，日用塑料制品需求量约为80万吨左右。 日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第2大塑料生产国。一直到1997年，日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在70年代中期就已达500多万吨，1987年突破1000万吨，1991年达约1300万吨，1992年和1993年因受日本经济下滑的影响，产量略有减少，分别降至1258和1225万吨。从1994年起产量再度增长，1994年、1995年和1996年分别回升到1300万吨、1400万吨和1470万吨，1997年的产量又比上年增长3.7，达到1521万吨，首次超过1500万吨。但这种增势在1998年受到遏制，产量大幅度减少。1998年，日本塑料产量为1390万吨，比上年减少了8.7。1999年和2000年日本塑料产量分别回升到1432万吨和1445万吨，但仍远未恢复到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料产量再度下降至1400万吨以下的1364万吨和1361万吨。2002年日本塑料(原料)产量减为1361万吨。而中国则增为1366万吨，日本又退居第4位。 韩国塑料产量增长十分迅速，1986年超过200万吨，1990年增达300万吨，1992年突破500万吨，1994年、1996年和1997年分别上升到600多万吨、700多万吨和800多万吨，1998年产量增至850万吨，1999年突破900万吨，2001年达1200万吨，跻身于世界5大塑料生产国之列。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首，2001年产量为340万吨(低密度聚乙烯160万吨，高密度聚乙烯180万吨)，聚丙烯以238万吨排在第2位，其次分别是聚酯161万吨、氯乙烯124万吨、ABSAS树脂86万吨、聚苯乙烯77万吨。韩国国内塑料消费量2001年420万吨，只相当于产量的1/3略高。人均塑料消费量2001年为106公斤，韩国塑料制品加工业的职工总数2001年为3.1万人，出货金额为85亿美元，人均276美元。 塑料产量位居世界前10名的国家和地区还有法国660万吨、比利时600万吨、中国台湾598万吨、加拿大432万吨和意大利385万吨(均为2001年产量)。1.5 我国模具技术的现状及发展趋势20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。(1) 注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。(2) 加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。(3) 推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。(4) 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。直板手机ABS塑料外壳模具图1-1，1-2所示为一款直板壳盖制件图，材料为ABS，单件重量为30克，年产量为30万件。 图1-1 图1-2（一） 制件分析1.本制品材料采用工程塑料ABS，属于热塑性塑料。化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene外观、 灰白色颗粒，塑化性好。密度、 （g/m ）1.50.1熔体流动速率、 （g/10min）15.025.0挥发份、 （%）1.50.5比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7%成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2小时A.特点： 综合性能较好,冲击强度较高,具有良好的弹韧性、抗拉强度，化学稳定性，耐寒冷，有一定的耐油性，且介电性能良好，但在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解而形成乳浊液。 与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。B.成型特性：.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程材料的优点：有优良的成型加工性，尺寸稳定性好，着色性能、电镀性能都好（是所有塑料中电镀性最好的）ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。c.模具设计方面需要采用较高的料温与模温，浇注系统的流动阻力要小。为了在较高的注射压力下避免浇口附近产生较大应力导致制品翘曲变形，可采用护耳式浇口。注意选择浇口位置，避免浇口与熔断痕位于影响制品外观的部位。合理设计顶出脱模结构，推出力过大时，制品表面易于“发白”，“变浑（顶白）”。d.典型用途 ABS工程材料的应用很广在机械工业上用制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和电冰箱内壁等；汽车工业上用ABS制造汽车仪表板、工具舱门、车轮盖、反光盖、反光镜盒、挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等。还有用于ABS夹层板制小轿车车身；ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴、电话机壳体、收录机、打字机键盘、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。e.注意事项、使用前避免受潮吸湿；、即配料即使用，效果最佳；、不得与受潮塑料共同加热烘干，以免造成产品质量缺陷；、打开包装前，检查包装是否完好，并将未用完的母料尽快热封包装；f.存放条件 在整洁、通风、干燥、阴凉、干净场所保存。 不允许母料包装破损以及敞口保存，避免阳光暴晒、雨淋；2. 分析制品的结构、尺寸精度及表面质量制品的结构分析。该制件的大体形状为一弓字形状，除了制件外沿部分采用直倒直角连接以为，其余多数位置均采用圆弧过渡。塑件上有一个30x30MM的大方形孔；一个13x13MM的方形孔和四个6x6MM方形孔，且这个五个方形孔的四个角都采用R1倒圆角；四条较为细长的腰形孔；三个圆半径为R2的圆孔；另外，还有若干条加强筋，增加塑件的强度，其尺寸均不一样。塑件一周有卡口用来与下壳座结合，同时也便于分型、脱模，总体来说，该制件的结构比较复杂，尺寸有些繁多。 尺寸精度分析。该制件的尺寸较小属于高级精度要求，可以根据塑料制品尺寸公差表（GB/T14486-93）,确定塑件的主要尺寸的公差分别为1100.82，420.48，130.24，按MT4A级设计，其余尺寸的公差均按照MT5级要求设计。表面质量的分析。该制件外表面的质量要求很高，Ra=1.3m，且不得有气泡、熔接痕、气痕、气痕、毛刺、飞边、赃物、注塑不全、裂痕等缺陷生产，本制品对表面的光亮要求较高。对于内表面而言，表面粗糙度不作要求，Ra为60.3m即可。壁厚、流动性的分析。该制件总长度为1100.82MM，总宽度420.48MM，壁厚为2MM，有部分位置的壁厚仅为1MM。塑件总长度小于最大流程长度（155MM），故可以采用单头直进成型。3. 加强筋的分析A. 加强筋的作用 增加制品的强度和刚度：在不增加壁厚的情况下，加强塑料制品的强度和刚度，避免塑料制品翘曲变形。 改善熔体填充：合理布置加强筋还可以改善冲模流动性，减少塑料制品内应力，避免气孔，缩孔和凹陷等缺陷。用于转配：在转配中用于固定或支撑其他零件B. 加强筋的尺寸筋间间距：L4x2=8MM筋高H32=6MM加强筋太高还会增加模具的排气负荷，同时增加塑料也不利于控制生产成本。筋宽（大端）：S=0.62=1.2加强筋太厚时，制品背面易产生收缩凹痕。筋倒角：R=2/8=0.25 倒角可以改善溶胶流动性，避免制品产生应力开裂。单倒角太大制品背面也会产生收缩。加强筋尽量使用最大之脱模斜度，以利脱模。加强筋的脱模角一般取0.25度到2度，塑料制品表面有蚀纹或是结构复杂的应加大脱模角，最大可达到2度，这是因为形状复杂的制品脱模阻力大，如拔模角不够大时会出现拉花现象。加强筋尽量对称分布，避免塑件局部应力集中。加强筋交叉处产生过厚胶位，导致反面产生收缩凹痕，应注意在此减料。（二）初步确定注塑机 根据制品的生产批量及尺寸精度的要求，应采用多型腔模，初步确定其型腔数2，即一模两腔。 则W总=制+W浇=23523510%=77g W机总/0.8=77/0.8=86.25g 对于ABS材料，常常选用的注塑机类型为螺杆式，螺杆转速为30-60（r/min）喷嘴形式采用直通式，其温度应控制在180-200之间，料筒前端温度为200-210之间，中端温度为210-230之间，后端温度为180-200之间；模具温度为50-70范围内，注射力为70-90Mpa之间，保压压力为50-70Mpa之间，注射时间为3-5s之间，保压时间为15-30s之间，冷却时间为15-30s之间，成型周期为40-70s之间。根据以上计算和分析结果，并查阅塑料注塑机技术规格表，可以初步确定选用XS-ZY-125型注塑机。其中螺杆直径33MM，最大理论注射容量为104立方厘米。注射压力位146Mpa，锁模力为90T，最大成型面积320平方厘米，模具厚度为200-300MM，最大开（合）模行程300MM，注塑方式采用螺杆式，动、定模固定板尺寸（ab）为420450（MMMM）,拉杆空间（ab）为260290（MMMM）；喷嘴移动距离为210MM，球面半径为12MM。喷嘴孔径为4MM；合模方式采用液压机械式，电动机功率为11KW，罗噶驱动功率为4KW，加热功率为5KW，机器设备外形尺寸33407501550MM根据该注塑机的基本条件，再结合制件 的生产情况，确定该型号为XS-ZY-125的注塑机符合生产要求。（三）注射模结构设计1.选择分型面热固性塑料成型时由于有很多挥发性物排去，所以模具必须要有防溢流、排气措施。（1） 模具尽量减少接触面积，以减小分型面的贴合间隙和增加单位面积上的贴合压力，防止溢边的产生。（2） 分型面上应尽量减少空穴的凹坑，以防止分型面上溢边容易进入其空穴中，造成清理困难。（3） 分型面的表面硬度应该高一些，一般在40HRC以上，以防止飞边碎片在和模中压伤分型面表面。同时，分型面表面粗糙度值应小，一般在Ra0.2m一下，这样可有效地减小飞边对分型面的附着力，使得清除飞边更加容易。最好是在其上镀硬铬以增加其硬度。（4） 分型面的排气要求：热固性塑料产生的飞边厚度通常只有0.01mm，要防止这种飞边出现，分型面必须贴合严密。然而，由于热固性塑料注射成型时产生很多气体，分型面又必须有缝隙一遍排气，所以除了专门开设排气槽外，分型面模板必须具有非常好的刚性，才能有效地防止因模板变形，使产生的飞边仅限于在排气槽中出现。 分型的位置直接影响模具的使用，制造及塑件质量。为便于排气、脱模，保持塑件表面质量可将制件留在动模上。选择分型面的基本原则：（1） 符合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具内取出，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位。（2） 分型线不影响塑件外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。（3） 确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露于外观面。（4） 确保塑件质量，例如，将有同轴度要求的塑件部分放到分型面的同一侧等。（5） 应尽量避免形成侧孔。侧凹，若需要滑块成型，力求滑块结构简单，尽量避免定模滑块。（6） 满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向放在定、动模的和模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面时，应加斜面锁紧。（7） 合理安排浇注系统，特别是浇口位置。（8） 有利于模具加工根据以上结果的分析，该模具采用一次分型，则分型面的选择情况如图1-3所以： 图1-32.确定型腔的布局 该塑件在注射时采用一模两腔的模具结构。在沿模宽方向对称布局，呈一字排布，属于单排分流列示。因为对塑件外表面要求较高，不允许有任何料疤，故将浇口的位置安排在塑件的内表面。另外，塑件的总长度为110M，小于最大流程长度155MM，故一个制件只需要设置一个浇口即可。型腔、分型道的布局情况如图1-4，1-5所示： 图1-4 图1-53.浇注系统设计注射模具的浇注系统通常由主流道、分流道、浇口、冷料穴和排气槽或溢料槽等部分组成。为便于浇注凝料从主流道取出，主流道采用直浇道锥度为6度的圆锥孔，其小端孔的直径为4.5MM。浇口套球面去R12.5MM，材料选用优质钢T8A，并进行淬硬处理，为防止注塑机喷嘴不被碰撞而损坏，浇口套的硬度应该低于注塑机喷嘴的硬度，锥孔内壁粗糙度Ra为0.8m，以增加内壁的耐磨性，并减小料流在转向时的流动阻力。A.分流道的设计特点：（1） 在满足注射成型工艺的前提下，分流道的截面积应尽量小。（2） 分流道和型腔的分布原则是排列紧凑，间距合理，应采用轴对称或中心对称，使其平衡，尽量缩小成型区域的总面积。（3） 分流道的形状要考虑分流道的截面积和其周边长度的比最大为好，这样可以减少熔料的散热面积和摩擦阻力，减少压力损失。（4） 在可能情况下，分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失，避免模体过大影响成本。（5） 在分流道上的转向次数应尽量少，转向处应采用圆滑过渡，不能出现尖角。（6） 分流道的内表面不必要求很光，一般表米粗糙度Ra为1.6m。（7） 当分流道设在定模一侧或分流道延长较长时，应在浇口附近或分流道的交叉处设置拉料杆，以便于在拉料杆作用下首先从定模拉出分流道凝料，并与塑料一起顶出。（8） 在总体分布中，应综合考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路的空间。分流道的截面应该选用圆形的截面，因为该截面的截面积与周边长之比最大，即效率最高。分流道的布局通常都是采用非平衡式的分流道布局。分流道截面的直径为D=Tmax+1.5Tmax为塑件制品的最大壁厚，则分流道截面的直径为D=4.5MM。 B. 浇口选用点浇口形式，且设置冷料井，并保证冷凝料不进入型腔。其优点有： （1）由于浇口的截面尺寸较小，一般地，当熔料通过时，有很高的剪切速率和摩擦，产生热量，提高熔料的温度和减低熔料粘度，有利于熔料的流动，从而能获得外形清晰，表面光泽的塑料制品。 （2）塑料制品的浇口在模具开模的同时即被拉断，浇口痕迹呈圆点状，而且不明显，所以点浇口可以在开塑件的表面以及任何位置，并不会影响制品的整体外观。 （3）点浇口一般可开在塑件顶部，因其注射流程短，拐角小，排气条件好，因此很容易成型。 （4）使用于外观要求较高的壳类和盒类塑件的单腔模，多腔模等各种模具，使用比较广泛。 C.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，横截面的圆形，带有一定的锥度，注射机的喷嘴与模具的浇口套（主流道衬套）与1-6相同所示。 其主要设计要点为：（1） 为了防止浇口套语这涉及喷嘴对接处益料，主流道与喷嘴的对接处应设计成半球形凹坑，凹坑的深度为3-5mm，其球面半径SR应比注射机喷嘴球面半径SR大1-2mm；主流道小端直接d应比注射机喷嘴直径大0.5-1mm，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。（2） 为了减小对塑料熔体的主力及顺利脱出主流道凝料，浇口套内壁表面粗糙度应加工到R0.8m.（3） 主流道的圆锥角设得过小，会增加主流道凝料的脱出困难；设得过大，又会产生湍流或涡流，卷入空气，所以，通常取=24，对流动性差的塑胶可取36。圆锥角可由下式表示 tan=(Dd)/2L式中，D是主流道大端直径；d是主流道小端直径；L是主流道长度。（4） 主流道大端呈圆角，半径r=3mm，以减小料流转向过度时的阻力。（5） 在模具结构允许的情况下，主流道的长度应尽可能短，一般取L60mm,过长的流道还会增加压力损失，使塑料熔体的温度下降过多，从而影响熔体的顺利充型。另外，过长的流道还会浪费塑料材料，增加冷却时间。为此，可以采用延伸式浇口套或采用能缩短主流道的定位圈，让注射机喷嘴伸到模具内部，从而达到缩短主流道的作用。采用这种缩短主流道的结构形式时，要注意延伸式浇口套和能缩短主流道的定位圈的入口尺寸D必须足够大，以保证注射机喷嘴能顺利进入。（6） 由于浇口套在工作时经常与注射机喷嘴反复接触、碰撞，所以，浇口套常用优质合金钢制造，也可以选用T8、T10，并进行相应的热处理，保证足够的硬度，但是其硬度应低于与注射机喷嘴的硬度，以防止喷嘴被碰坏（7） 对小型模具可将主流道浇口套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道浇口套和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道浇口套与定模板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。定位圈用于模具在注射机上安装定位时使用。（8） 当家口套的地步与塑料通体接触面积较小时，仅靠注射机喷嘴的推力就能使浇口套压紧，此时，可以不设固定装置。当浇口套的地步与塑料熔体接触较大时，塑料熔体对浇口套产生的反作用力也较大。为了防止浇口套被挤出，可以用螺钉固定，或用定位圈压住浇口套的方式固定。d.浇口的设计 浇口也称进料口，是连接分流道与型腔的通道，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。 （1）浇口的作用 熔体充模后，首先在浇口出凝固，当注射机的螺杆退回时，可防止熔体向流道回流。 熔体在流经狭窄的浇口时，产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模，易于切除浇口凝料，二次加工方便，对于多型强模具，浇口能用来平衡进料，对于多浇口单行腔模具，浇口即能用来平衡进料，又能控制熔合纹在制品中的位置。 （2）浇口的类型 根据注射模浇注系统在塑料制品上开设的位置、形状不同，浇口的形式是多种多样的，但常用的浇口，其种类大致可分为直接浇口、侧浇口、点浇口、潜伏浇口。本次应用直接浇口： 直接浇口也称为中心浇口或者主流道浇口。这种浇口在浇口套内成型，适用于在单型腔注射模中成型体积较大的深腔壳体塑料制品，如显示器后盖、垃圾箩、水桶等，直接浇口的优点是流动阻力小，压力损失小，充填容易。对各种塑料都适应，特别是粘度高、流动性差的塑料、如聚碳酸脂（PC）、PSU等。 直接浇口的确定是截面尺寸大，浇口处固化慢，注射成型周期长，易在浇口处产生内应力、易出现裂纹或翘曲变形。浇口去除后塑件有明显疤痕，浅而平的塑料制品部易成型。浇口设计要点进料口应开设在制品壁厚的部位以保证充模顺利和完全。其位置应选择使塑料充模流程最短处，以减少压力损失，有利于模具排气。可通过模流分析或通过经验判断制品因浇口位置而产生的结合线处是否影响产品外观和功能在细长型芯附近避免开设浇口以免料流直接冲击型芯产生变形作为或弯曲。大型或扁平制品建议采用多点进浇，可防止制品翘曲变形和缺料。尽量开设在不影响制品外观和功能处，可开在边缘或底部。浇口尺寸由制品大小几何形状结构和塑料种类决定，可先取小尺寸在根据试模状况进行修改。一模多穴时相同的支配采用对称进浇方式，不同制品在同一模具中成型时优先将最大制品防止靠近主流道的位置。在浇口附近的冷料穴尽端设计拉料杆以利于浇道脱模。e. 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向的作用。多型腔模具必须设计分流道，单型腔大型塑件在使用多个点浇口时也要设置分流道。分流道是塑料熔体进入型腔的通道，可通过优化设置分流道的横截面形状、尺寸大小及方向，使塑料熔体平稳充型，从而保证最佳的成型效果。 影响分流道的设计因素：（1） 制品的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性、内在质量及外观质量要求。（2） 塑料的种类，亦即塑料的流动性、熔融温度与熔融温度区间、固化温度以及收缩率。（3） 注射机的压力、加热温度及注射速度。（4） 主流道及分流道的脱落方式。（5） 型腔的布置、浇口位置及浇口形式的选择。分流道的设计原则（1） 塑料流经分流道时 的压力损失及温度损失要小。（2） 分流道的固化时间应稍后与制品的固化时间，以利于压力的传递及保压。（3） 保证塑料迅速而均匀地进入各个型腔。（4） 跟流道的长度应尽可能短，其容积要小。（5） 要便于加工及刀具选择。分流道横截面形状的选择 分流道横截面形状：通常分流道的横截面形状有圆形，矩形、梯形、U形和正六边形等。为了减少流道内的压力损失，希望流道的横截面积大、表面积小，因此可用流道横截面面积S与其周长L的比值来表示流道的效率。可由“不同横截面形状分流道的性能和等效尺寸”得出：圆形横截面的效率最高，即具有最小的压力降和热损失。以前因为受模具加工设备的限制，加工成本通常较高，并且圆形的分流道必须在两侧模板都进行加工，和模时两侧的半圆也难以对齐，所以圆形横截面的分流道使用不多。但是，随着模具加工技术的不断发展，逐渐克服了上述困难，从而使圆形横截面的分流道应用越来越广泛。 正方形流道凝料脱模困难正六边形流道小梁低。U形横截面的流动效率低于圆形和正六边形横截面，但加工容易，又比圆形和正方形横截面流道容易脱模，所以，U形横截面分流道使用也较广泛。另外，虽然梯形横截面的流道与圆形相比有较大的热量损失，但是梯形横截面的流道便于选择教工刀具，同时加工也较容易，所以，梯形横截面的分流道使用也较广泛。（本次设计采用） 其浇注系统设计情况如图1-6： 图1-64. 脱模机构设计设计原则：（1） 塑件滞留于动模 模具开启后应使塑件及浇口凝料滞留于带有有脱模装置的动模上，以便脱模装置在注射机推杆的驱动下完成脱模动作。（2） 保证塑件不变性损坏 这是脱模机构应达到的基本要求。首先要正确分析塑件对凹模或型芯的附着力的大小以及所在的部位，有针对性地选择合适的脱模方法和脱模位置，使推出重心与脱模阻力重心相重合。型芯由于塑料收缩时对其包紧力大，因此推出的作用点应该尽可能地靠近型芯，推出力应该作用于塑件刚度、强度最大的部位。作用面应尽可能大一些。影响脱模力大小的因素很多，当材料的收缩率大，塑件壁厚大，模具的型芯形状复杂，脱模斜度大小以及凹模（型芯）表面粗糙度值高时，脱模阻力就会增大，反之则小。（3） 力求良好的塑件外观 推出塑件的位置应该尽量设在塑件内部或对外观影响不大的部位，在采用推杆脱模时尤其要注意这个问题。 ABS塑料的脱模斜度范围为：型芯为35-1之间，型腔为40-120之间。 脱模结构由推出部件、导向部件和复位部件等组成。为了防止脱模时造成之间挤压变形，可以采用周边的推板与若干根推杆同时顶出脱模，因为制件在侧面有卡口。模具中还设置了导柱专门作为导向结构，不仅起了导向作用，还提高了支承板的刚度。脱模机构设计如图1-7： 图1-75. 冷却系统设计 一般情况下注塑模都要优先考虑冷却，尤其是对于制品批量大，精度要求高的模具，模具的冷却往往是重中之重。单对于某些制品；来说，由于存在某些特殊机构，如很高的加强筋、很高的实心柱、很高的螺丝柱、深槽和深孔等、则必须在其旁边或上面加推杆，否则制品就无法推出，或推出时会顶白变形，此时就必须优先考虑顶出。 冷却系统设计原则是快速冷却，均匀冷却，加工简单，并尽量保证模具的热平衡，使制品收缩均匀。 从理论上来说，我们要求模具各部分的稳定均匀一致，使制品各部位的收缩率都一样。但在实际工作中是做不到的，模具的稳定通常是中间高周围低，在多腔模具中，若制品大小不同，则是大制品出的模温低。为此，冷却系统时，必须对模温高的地方重点冷却，使模具温度尽量均衡，同时在一模多腔的模具排位中，应将大制品对角排位，满足模具的热平衡和压力平衡要求。因为之间外形较平直，在型腔上没有设计小型芯镶入，故可直接打冷水孔进行冷却。型腔冷却水管内直径为8MM，水管外直径12MM，型芯水管上孔为直径15MM。 其冷却系统布局如图1-8所以： 图1-86. 排气系统设计若制件具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制件表面与型心表