毕业设计（论文）-洗衣机波轮注塑模具设计与制造.doc

全套图纸加扣 3012250582单位代码 6130 学 号 分 类 号 TH6 密 级 毕业设计说明书洗衣机波轮注塑模具设计与制造 院（系）名称 工学院机械系 专业名称材料成型及控制工程 学生姓名 指导教师 2012年 5 月 15 日 全套图纸加扣 3012250582 第 I 页洗衣机波轮注塑模具设计与制造 全套图纸加扣 3012250582 第 IV 页摘 要这里面较详细地介绍了一个塑料制品成型模具的设计，分析了塑件工艺特点，介绍了注射成型模结构及模具的工作过程。从制品的成型要求和工艺性分析、注射材料的成型性能和成型工艺参数、分型面的选择和浇注系统的确定、注射机的选择和校核以及成型零件工作尺寸的计算等方面进行了说明，为了方便说明，还插入了一部分图。此注射模设计的结构特点是:侧浇口形式的单型面的注射模,大大提高了生产效率。该模具结构设计巧妙、操作方便、使用寿命长，塑件达到技术要求。塑料注射的设计过程，其中的设计内容有零件的工艺性编制：塑件的工艺性分析、塑件的体积和质量计算及注射机参数的确定；结构设计：分型面选择、型腔数确定、型腔的排列方式、浇口设计、侧向分型抽芯机构设计、推出及复位机构方式确定；型芯、型腔尺寸计算；模具加热和冷却系统计算；模具闭合高度确定；注射机有关参数的校核；如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核。并用autoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。关键词：塑料，注射模具，CAD,设计Washing machine Washing injection mold design and manufacturing Author:Cui Qian Tutor:Wang ZongcaiAbstractThe plastics industry in the world grows one of now quickest industry classes, but the injection mold is develops the quick type, therefore, the research injection mold to understood that the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced injection moldings basic principle, specially single is divided the profile to inject molds structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection mold gating system, the temperature control system and goes against systems design process, and has given the explanation to the mold intensity request, through this design, may have a preliminary understanding to the injection mold, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work。Plastic Injection the design process, which is designed as part of the craft-oriented establishment : Plastic Parts of the Process Analysis, Plastic Parts of the size and quality of calculation and the injection parameters set; Structural design : Surface choice cavity determination, Cavity the arrangement, gate design, lateral type pulling mechanism design, launch and reattached body identified; Core, Cavity size calculation; Die heating and cooling system computation; Mold closing high set; Injection machine parameters in the verification; The design of such a structure can be used to ensure reliable die. Finally, the injection mold structure and the matching machine was calibrated. Using a set of auto mapping mold parts and assembly plans.Key word: Plastic mold; Divides the profile; CAD;Design 目录1 绪论11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2 塑料模塑成型技术的发展动向11.3 我国模具技术的现状及发展趋势22 塑件的工艺分析42.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征42.2 塑料的成型性能62.3 工艺性分析63 注射机的选择73.1塑件体积的计算73.2 计算塑件的质量73.3 初步确定型腔数目73.4 注塑机的选择83.5 注塑机的校核83.5.1 注射量的校核83.5.2 锁模力的校核83.5.3 模具闭合高度的确定93.5.4 模具闭合高度的校核93.5.5 模具合模行程的校核93.4 按注射机的最大注射量确定型腔数目94 浇注系统的设计114.1 主流道的设计114.2 浇口的设计124.3冷料穴和拉料杆的设计135 分型面的选择155.1 分型面的选择设计原则155.2分型面的形式155.3 分型面的设计原则156 模架的选择和模具的设计176.1 模架的选择176.2 塑料模具材料的选择176.3 型腔、型芯工作尺寸计算176.4导向机构的设计186.4.1导柱的设计186.4.2 导套的结构设计196.4.3推出机构的设计196.4.4推件力的计算196.4.5 推杆的设计206.5 冷却系统的设计206.5.1 确定冷却水道直径216.6模具排气槽的设计227 模具和动定模的装配237.1 模具的装配237.2 动模装备237.2.1 装配型芯237.2.2 制作推杆孔237.2.3 装配推杆247.3 定模的装配247.3.1 定模板和导套的装配247.3.2 定模和定模座板的装配24总结25参考文献26 全套图纸加扣 3012250582 第 26 页1 绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位在现代生产中，模具是大批量生产各种产品和日用生活品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用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。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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。随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式的要求越来越高。为了满足人类的需要，世界上各工业发达的国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。模具技术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一。随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。也可以看到模具工业地位之重要。1.2 塑料模塑成型技术的发展动向塑料模塑成型工艺及塑料模技术的发展与整个塑料工业的发是分不开的。塑料工业是新兴的产业之一。自1909年实现以纯粹化学合成方法生产酚醛塑料算起，世界塑料工业的崛起仅仅有90余年的历史。塑料工业发展历史虽然很短，但发展速度相当惊人。据统计，1935年全世界塑料产量只有20 万t，1950年为150万t，1960年达677万t，1970年达3000万t,1981年达6000多万t，1990年猛增至9896。4万t，1998年达到14000万t。预计今后将以每8年翻一番的增长速度持续高速发展。随着塑料产量的提高和品种的增多以及应用范围的扩大，促进了塑料成型工艺、塑料成型设备和塑料模具的不断发展。塑料成型模具是塑料模塑成型关键的工艺装备。这是因为在现代塑料制品生产中，正确的加工工艺、高效率的设备、先进的模具是影响塑料制品生产的三大重要因素，而塑料模对塑料模塑工艺的实现，保证塑料制品的形状、尺寸及公差起着极重要的作用，高效率全自动的设备只有配备了适应自动化生产的塑料模才可能发挥其效能；产品的更新也是以模具的制造和更新为前提。目前，对塑料制品的品种、质量和产量的要求愈来愈高，因而对塑料模的需求也愈来愈迫切。可见塑料模在模具工业中是极其重要，塑料模成型发展动向：1、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展2、模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展3、快速经济制模技术4、模具材料及表面处理技术发展迅速5、模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同1.3 我国模具技术的现状及发展趋势近两年，我国模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平，2003年模具出口3.4亿美元，比上年增长34%。中国现有模具企业2万多家，从业人员50多万人。由于近年市场需求的强大拉动，中国模具业高速发展，市场广阔，产销两旺。1996年至2002年间，年均增长14%，2003年达到25%，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区增长都在25%以上，其中广东省模具生产企业已有6000余家，年产值超过150亿元。近年来，我国模具技术的发展进步主要表现在：1)研究开发了模具新钢种及硬质合金、钢结硬质合金等新材料，并采用了一些新的热处理工艺，延长了模具的使用寿命。2）研究开发了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模。3)研究开发了一些模具加工新技术和新工艺，如三维曲面数控、仿形加工；模具表面抛光、表面皮纹加工及皮纹辊制造技术；模具钢的超塑性成形技术和各种快速制模技术等。4)模具加工设备已得到较大发展，国内已能批量生产精密坐标磨床、计算机数字控制（CNC）铣床、CNC电火花线切割机床和高精度电火花成形机床等。5)模具计算机辅助设计和制造（模具CAD/CAM/CAE）已在国内开发和应用。虽然我国的模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。其原因是：1）专业化生产和标准化程度低。2）模具品种少，生产效益低、经济效益较差。3）模具生产制造周期长、精度不高、制造技术落后。4）模具寿命短，新材料使用量少。5）模具生产力量分散、管理落后。现代模具与传统模具不同，它不仅形状与结构十分复杂，而且技术要求更高，用传统的模具制造方法显然难于制造，必须借助于现代化科学技术的发展，采用先进制造技术，才能达到技术要求。当前整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。为适应市场对模具制造的短交货期，高精度、低成本的迫切要求，模具将有如下发展趋势：1) 愈来愈高的模具精度2) 趋大型化的模具3) 应用热流道技术4 )步发展多功能复合模具5) 增多高档次模具6) 步增多气辅模具及高压注射成型模具7) 塑料模具比例8) 挤压模及粉末锻模9) 广泛应用模具标准件10）速制造模具2 塑件的工艺分析2.1分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）具有比聚苯乙烯更好的工艺性能和使用性能。ABS是一种具有良好的综合性能的工程材料。比重:1.05克/立方厘米 燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、有黑烟、浅金盏草味,溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用。特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、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. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 5、用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。成型特性： 1.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. 2.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. 3、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。 4、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、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)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工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS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/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，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少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS主要技术指标：表2.1 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2-2 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112.2 塑料的成型性能ABS注塑成塑件时，由于熔体粘度高，所需的注塑压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大。塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级：5级。2.3 工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数：干燥条件：80-90 2小时成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280（建议温度：245）成型温度：200-240 注射速度：中高速度注射压力：500-1000bar 3 注射机的选择3.1塑件体积的计算塑件： 图3.1 塑件3.2 计算塑件的质量根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积 零件塑件的体积 V1=110.9cm。查手册取密度=1.05g/cm 塑件体积：V1=110.9cm 所以，塑件的重量为：M=V1=110.9cm 1.05=116.4g3.3 初步确定型腔数目根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用第一种方式，1模1件的结构。3.4 注塑机的选择注塑机的分类方式很多,目前尚未形成完全统一标准的分类方法.常用的说法有:（1）按设备外形特征分类:卧式,立式,直角式,多工位注塑机；（2）按加工能力分类:超小型,小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类,但日常生活中用的较少。由于该模具拟定采用一模一腔，根据制件的体积，为了充分发挥设备的能力又能保证产品的质量，有模具成型工艺与模具设计可初定注塑机为GS54-S200/400,主要技术参数如下表3.2。表3.2 GS54-S200/400型注塑机的主要技术参数项目内容特性内容结构类型卧注射方式螺杆额定注射量cm3200400锁模力KN2540螺杆直径mm55最大成型面积mm2645注射压力MPa109最大开模行程260注射行程mm160喷嘴孔直径mm43.5 注塑机的校核3.5.1 注射量的校核为了确保塑件的质量及注塑机的充分利用，注塑模一次成型的塑件体积应在公称注塑体积的50%80范围内因此V1=2000.5=100cm3; V2=4000.8=320cm3;2V=2116.4=232.8cm3。V12V V2；满足要求。3.5.2 锁模力的校核 可按下式校核锁模力 (3.1) -注射时型腔压力 查参考文献得 113MPa -塑件在分型面上的投影面积22.5 -浇注系统在分型面上的投影面积0.0.2 F注塑机的额定锁模力2540KN将数据代入公式得：F=2540KN243.5KN。所以满足要求。3.5.3 模具闭合高度的确定组成模具闭合高度的模板及其他零件的尺寸有：定模座板H4=60mm；定模板A=60mm；型芯固定板B=50mm；支撑板H2 =60mm；垫块C=120mm；动模座板H1=35mm。则该模具的闭合高度为：H=+A+B+C+=60+60+50+60+120+35=325mm （3.2） 3.5.4 模具闭合高度的校核由于该注塑机所允许的模具最小厚度=165mm；模具最大厚度=406mm。因计算得模具的闭合高度H=325mm，所以模具的闭合高度满足： H。3.5.5 模具合模行程的校核该注塑机的最大合模行程=260mm。为使塑件成型后顺利脱模，并结合该模具的双峰型面的特点，确定该模具的合模行程应满足下式的要求： +a+（510）mm=35+60+30+9=134mm （3.3）式中 塑件所用的脱模距离（mm）；塑件的高度（mm）；a取出浇注系统凝料必须的长度（mm）。因260mm134mm，故满足要求。3.4 按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 （3.4）得 (3.5) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量400cm3; 浇注系统凝料量，2.2cm3； 单个塑件体积或质量，110.9cm3；代入数据可得n=1根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模1腔 如下图3.3图3.3 浇注示意图4 浇注系统的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。4.1 主流道的设计主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机在同一轴上，断面为圆形，且有一定的锥度 。据所选用的注射机，差得喷嘴前段孔径：；喷嘴前段球面半径：。为了使熔料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接。由文献可知模具主流道与喷嘴的关系：R=+（12）（mm） （4.1） D=+（0.51）（mm） （4.2）主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止。塑料熔体，流动通道，根据选用型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：d0=4mm； 喷嘴前端球面半径：R0=12mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 R=+（12）（mm） （4.1） D=+（0.51）（mm） （4.2） 取主流道球面半径：R=11mm； 取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26，此处选用2，经换算得主流道大端直径为7.33MM。图4.1 主流道示意图4.2 浇口的设计浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分。其作用有两个：一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。根据对该塑件结构的分析，前结合以确定的分型面位置，选择点浇口的进料方式。根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观精度。本设计采用边缘浇口，边缘浇口（又名为标准浇口、侧浇口） 该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，属于小浇口的一种。边缘浇口一般开在分型面上，具有矩形或近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。该模具采用侧浇口，其有以下特性:形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；试模时如发现不当，容易及时修改；能相对独立地控制填充速度及封闭时间；对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。浇口设计如图4.2图4.2 浇口示意图4.3冷料穴和拉料杆的设计为避免流动熔体前锋冷料进入型腔从而影响塑件的质量，因此在主流道末端以及分分流道末端设置冷料穴。冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。本设计采用的是推杆形式Z字形拉料杆，工作时依靠Z字形勾将主流道凝料拉出浇口套，推出时，推出机构带动拉料杆将主流道凝料推出模外，退出后由于勾子的方向性而不能自动脱落，需要人工取出。如下图所示： 图4.3 冷料穴示意图所以浇注系统如图4.4 浇注系统5分型面的选择5.1 分型面的选择设计原则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。5.2分型面的形式该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。5.3 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。考虑以上原则该塑件有两种分型方案。其分型面如图4.2 图5.1 分型面示意图6 模架的选择和模具的设计6.1 模架的选择根据本案设计的各项数据参考GB/T125552006塑料注射模中小型模架选择标准模架的的型号：模架 A 50506070120 GB/T125552006确定模具尺寸为280400 mm，A板厚度60mm，B板厚度70 mm，C板厚度120mm。 6.2 塑料模具材料的选择成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命，决定着所成型塑料制品的外观及内在质量，必须十分慎重，一般要在合同规定及客户要求的基础上，根据制品和模具的要求及特点选用。如果说材料的选择是模具的灵魂，那么热处理是材料的灵魂。热处理是模具制造中的关键工艺之一，它直接关系到模具的制造精度、力学性能、使用寿命以及制造成本。实际生产实用表明，在模具的全部失效形式中，由于热处理不当所引起的失效居于首位。在模具设计制造过程中，若能正确的选用材料，合理的选择热处理工艺，对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命其重大作用。由于该制件对外观质量无特殊要求，成型材料对钢材亦无特殊要求，并且该制件的形状结构简单，产量不高，考虑其经济性。因此模具的型腔和型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。即选择国产S50C钢。非成型零部件材料选用参照模架标准即可。6.3 型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是0.3%0.8%平均收缩率: =（0.3%0.8%）/2=0.55% 型腔内径： =255.27mm型腔深度： =15.69mm型芯外径： =251.25mm型芯深度： =12.15mm 型腔径向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收缩率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）;-型芯径向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；型腔：钢材选用S50C，使用数控精雕及电火花加工成型型芯：钢材选用S50C，使用数控精雕及电火花加工成型6.4 导向机构的设计6.4.1导柱的设计导向机构的作用：1.定位作用；2.导向作用；3.承受一定的侧向压力导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812 cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用S50C钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为5055HRC。6.4.2 导套的结构设计用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，一防止导柱或导套拉毛。为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。6.4.3 推出机构的设计注塑模中的脱模机构可以在注塑的每一个循环中将塑件从型腔内或型芯上自动的脱出模外。推杆脱模机构在生产实际中应用广泛，是脱模机构的典型型式，它一般包括推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板等组成，当开模到一定距离时，注塑机推出装置推动推板并带动所有推杆、拉料杆和复位杆一道前进，将塑件和浇注系统一起推出模外。合模时复位杆首先与定模边的分型面相接触，而将推板和所有的复位杆一道推回原位。根据塑件的形状特点， 模具型腔在定模部分，型心在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔0.050.1cm.6.4.4 推件力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q）： (6.1)式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; -被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取7.811.8MPa； -磨擦系数，一般取0.11.2； -脱模斜度； L=789.33MM H=12.15MM Q=789.33MM*12.15MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)=959.04 (N)6.4.5 推杆的设计 推杆的强度计算 查塑料模设计手册之二由式5-97得d=（） (6.2) d圆形推杆直径cm推杆长度系数0.7l推杆长度cmn推杆数量E推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/)Q总脱模力 取 D=12MM。推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98= (6.3) 取320N/mm 推杆应力合格，硬度HRC50656.5 冷却系统的设计注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，一般注入模具的塑料熔体的温度为200300，而塑件固化后从模具中取出的温度为6080以下，视塑料品种不同有很大差异。为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模温调节机构调节冷却介质的温度。高温塑料熔体在模具型腔内凝固并释放热量，模具内存在着一个合适的温度分布，使制品的质量达到最佳。模具温度调节对制品质量的影响主要表现在以下几个方面：1）变形，模具温度稳定、冷却速度均衡可以减小制品的变形；2)尺寸精度，利用模具温度调节系统保持模具温度的恒定，能减小制品成形收缩率的波动，提高制品尺寸精度的稳定性；3）力学性能，从减小制品应力开裂的角度出发，降低模温是有利的；4）表面质量，提高模具温度能够改善制品表面质量，过低的模温会使制品轮廓不清晰并产生明显的融接痕，导致制品表面粗糙度过大。冷却水回路布置的基本原则： a) 冷却水道应尽量多，b) 截面尺寸应尽量大； c) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当； d) 适当布置水道的出入口； e) 冷却水道应畅通无阻； f) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位； 由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积浇注系统中的分流道布置如图所示，采用非平衡式布置，从主流道末端到每个浇口的距离不相等，但是分流道的截面形状和尺寸大小完全相同，这样的设计可以使进人每型腔的流程最短，减少了热量散失，缩小了模具的体积，对于该小型什的注射成型来说，并不影响制品的使用性能。分流道的横截面形状为梯形，浇口的类型采用侧浇口。冷却系统的设计对于成型小型件的1模多腔模具来说是十分重要的。如果冷却不好或冷却不均匀，必然导致收缩不均匀，特别是非平衡式分流道的结构。放为了使冷却效果好，在模具的定模型腔板和动模利腔板内开没了如图所示的水道，横向穿过这两块模板，这样使塑件各处的冷却均匀，模具的模温均匀设定模具平均工作温度为 ，用常温 的水作为模具冷却介质，其出口温度为 30度。6.5.1 确定冷却水道直径查表3-26得ABS的单位流量为： 依据塑件体积可知所需的冷却水管直径较小。设计冷却水道直径为12mm符合要求。图6.1 冷却水示意6.6 模具排气槽的设计 当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.04。7 模具和动定模的装配7.1 模具的装配 模具装配是模具制造过程的最后阶段，装配质量的好坏将影响模具的精度、寿命及各个部分的功能。要制造出一副合格的模具，除了要保证零件的加工精度外，还必须做好装配工作。模具的总装图如图6.1所示。图7.1模具装备图 7.2 动模装备7.2.1 装配型芯将型芯采用压入法装入型芯固定板，并用砂轮磨平其凸出的端面，然后，将动模板和型芯固定板合拢，在动模板上涂上红粉后，在其上确定导柱孔和稳固螺钉的位置，取下型芯固定板后加工出导柱和螺纹孔；将动模座板、动模板、型芯固定板以侧面为基准，调整好型芯位置后合拢在一起夹紧，找正好螺钉孔位，然后在其上加工螺纹孔，继而在支架和动模坐板上加工加工出螺纹孔。7.2.2